1、 宣州区狸桥镇污水处理厂一期提标改造工程技术方案二零一八年一月目 录目 录1第一章 概 述21.1 项目名称21.2 建设单位21.3 建设地点21.4 工程建设的必要性2第二章 编制依据、原则、范围与标准12.1 编制目的12.2 编制范围12.3 编制依据12.4 主要技术规范和设计标准2第三章 城市概况、自然条件及污水厂现状43.1 城市概况与自然条件43.2 污水处理厂概况63.3 建构筑物情况63.4 原设计进出水水质6第四章 提标改造工程工艺选择84.1 污水厂运行状况分析84.2 工艺选择原则84.3 提标改造工艺技术路线分析94.4 污水消毒方式的比选26第五章 提标改造工程设2、计285.1 总体设计285.2 主要建设内容295.3 工艺设计30第六章 投资估算38第一章 概 述1.1 项目名称项目名称：宣州区狸桥镇污水处理厂一期提标改造工程技术方案1.2 建设单位建设单位：1.3 建设地点建设地点：本项目位于宣州区狸桥镇污水处理厂现有用地范围内1.4 工程建设的必要性随着我国城市化进程及工业的加速发展，环保问题，特别是城市污水处理已成为各级、各地政府部门高度重视的问题。大量的生活与工业污水流入江河、湖泊或地下水中，给水体造成严重污染，对渔业用水、生活用水等产生影响巨大影响。城市污水污染已成为制约国家发展的重要因素之一，因此国家对污水处理厂的排放标准也愈发严格。越来3、越多的地区和城市污水处理厂为响应国家节能减排号召，排放标准由原来的城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002中的一级B标准提升为一级A或者更高标准。一直以来，安徽省一直高度重视环境保护和污水处理事业的发展，宣城市乃至下属的各乡镇也都在不断地提高城市污水处理率和污水处理标准。为切实贯彻落实科学发展观，积极构建社会主义和谐社会，大力保护生态环境，确保狸桥镇生活生产用水安全，加快污水处理厂提标改造工程的实施，必将获得良好的经济效益和社会效益。(1) 可减少对水阳江水系的影响，提高区域内水体的等级，有利于提高农业、渔业和旅游业的经济效益。(2) 充分利用水资源，缓解水资源紧缺城市污水就地可取4、，根据使用对象和功能的不同，污水处理厂提标改造工程的尾水已可用作城市道路冲洗、绿化浇灌等多种用水，再经深度处理利用范围更加广泛，且回用价值较高。而且城市污水水量稳定充沛，处理技术成熟且费用不高，其开发潜力巨大。(3) 结合河道整治工程，改善片区内河道、水系的水质，减少清污费用。(4) 节约用水提标改造工程的建设可促进水资源合理利用，增强全民节约用水和自觉保护环境的意识。综上所述，本项目是十分必要的。第二章 编制依据、原则、范围与标准2.1 编制目的本技术方案在通过调查研究、预测和分析，达到如下目的：1. 论证建设宣城区狸桥镇污水处理厂提标改造工程的必要性；2. 推荐提标改造工程的工艺流程，并进5、行工程方案设计；3. 进行工程投资估算，同时提出效益分析。通过以上工作，为项目工程建设以及下一步工作的开展提供科学依据。2.2 编制范围本次提标改造技术方案的编制范围为宣州区狸桥镇污水处理厂一期工程。主要内容为对厂区现有的近期处理规模1.0万m3/d，实际运行规模0.5万m3/d（实际进水量为10001300m3/d）污水处理工程进行提标改造，以确保污水处理厂出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）中一级A排放标准。同时，对污水处理工艺进行方案比选、设计及分析，并进行工程投资估算，同时对项目管理与实施计划、管理机构等建议。2.3 编制依据1、中华人民共和国水污染防治法2、6、建设部、国家环保总局文件：城建（1991）594号关于印发关于加强污水集中处理工程建设的若干规定3、国务院文件（1996）31号关于环境保护若干问题的决定4、建设部、国家环保总局、科技部文件：城建（2000）124号印发城市污水处理及污染防治技术政策5、江苏鹏鹞环境工程设计院：宣州区狸桥镇污水处理工程施工图设计6、中机国际工程设计研究院有限公司：宣州区狸桥镇污水处理厂一期工程优化设计咨询和宣州区狸桥镇污水处理厂（配套管网工程）初步设计7、宣州区狸桥镇污水污水处理厂提供的现状运行水质资料及其它资料2.4 主要技术规范和设计标准1.室外排水设计规范 GB50014-20162.城镇污水处理厂污染物7、排放标准 GB18918-20023.城市污水处理工程项目建设标准(2001年修订)4.工业企业总平面设计规范 GB50187-935.城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准CJJ31-896.给水排水工程构筑物结构设计规范 GB 50069-20027.给水排水工程管道结构设计规范 GB 50332-20028.地下工程防水技术规范 GB 50108-20019.构筑物抗震设计规范 GB 50191-9310.中国地震动参数区划图 GB 18306-200111.建筑工程抗震设防分类标准 GB 50223-200412.给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程CECS138:200213.地8、基与基础工程质量验收规范 GB 50202-200214.砌体工程施工质量验收规范 GB 50203-200215.混凝土结构工程施工质量验收规范 GB 50204-200216.地下防水工程质量验收规范 GB 50208-200117.给水排水构筑物工程施工及验收规范 GB50141-200818.建筑地基处理技术规范 JGJ 79-2002第三章 城市概况、自然条件及污水厂现状3.1 城市概况与自然条件3.1.1 自然条件3.1.1.1地理位置狸桥镇位于宣城市宣州区东北部，地处苏皖两省交界处，地理坐标为北纬3034-3119，东经11828-11904之间，是宣城市东北部门户城镇和宣州区面9、积最大的城镇。狸桥镇北部与江苏省南京市高淳县毗邻，西连水阳镇，东接郎溪县，南部接南漪湖。距宣城市45公里，与南京禄口机场相距80公里，现距宁高高速公路入口约11公里，省道宣宁公路从西侧穿过，宁黄高速公路（规划建设中）从开发区东侧穿过，水路可通航芜太运河，直抵长江。3.1.1.2地形地貌狸桥镇地处长江中下游冲击平原与皖南山区的结合部，地貌复杂，最高山峰海拔300米，境内山圩各半。境内山峦起伏，地形较复杂，湖光山色，交相辉映，整个地势由南向北微倾。3.1.1.3水系水文镇域内水系发达，湖塘众多，主要有南漪湖、固城湖、水阳江、狸桥河等。南漪湖畔有千亩圩2个(姜家圩，金山圩)，水阳江畔有千亩圩1个(石10、马圩)，北面的固城湖旁有万亩圩2 个(卫东联圩，狸桥联圩)，圩内水网交织，中间的山丘充分利用千里长山有利地势建有小（I）型水库1 个(东风水库)，小(II)型水库5个(北百亩塘、付家、罗村、胜利、下坝塘)及一些大型塘坝256个。3.1.1.4气象狸桥镇气候属于中亚热带北缘气候类型，并且受季风环流的影响，因此该气候具有四季分明、年较差大、雨量适中、日照充足、无霜期长、偏东风较多的特点。光、温、水等气候条件优越，并且配合比较良好。多年平均气温15.5，最冷月均温2.9，最热月均温28.3；多年平均降雨量在1400 毫米,降雨时空分布极不均匀，雨量集中在汛期（5-9月份），占全年降水量的62.3；多11、年平均日照时数超过了2000 小时，月日照时数夏半年多与冬半年；全年无霜期为228天；常年主导风向为东北风，历年平均风速达2.9米/秒。3.1.2 社会经济概况2009 年，全镇实现地区生产总值7.23 亿元，按可比价格计算(下同)，比上年增长13.0%。其中，第一产业实现增加值2.46 亿元；第二产业实现增加值2.5亿元，增长83.8%；第三产业实现增加值2.27亿元，增长44.7%。人均生产总值达10921元。三次产业结构由上年的54.2：21.3：24.5 变化为34：34.6：31.4。第二产业已成为主导产业，二产比重比上年提高近13.3个百分点，三产比重比上年提高近7个百分点。20112、3年，根据现有资料显示，全镇财政收入、人均纯收入都有大幅增长。全镇形成了以生态旅游开发、矿山开采和运输、建筑材料生产等为支撑的产业格局，近几年，狸桥镇紧紧抓住省市“东向发展”和“一主两翼”的发展战略契机，充分发挥资源和区位优势，积极承接东部产业梯度转移，镇域经济呈良好的发展态势。一方面依托1.5 亿吨的石灰石储量，已形成了碳酸钙块状规模经济，一方面以“白马山庄”为龙头，生态休闲度假旅游业也迅速起步。3.2 污水处理厂概况按照宣州区狸桥镇污水处理工程可研报告，狸桥镇污水处理厂近期设计规模为1.0万m3/d，远期设计规模为2.0万m3/d，厂址位于镇区西侧红杨村和中和庵之间地带，尾水排至黄泥宕处后13、最终排到水阳江水系。污水处理流程为污水进入污水处理厂先经预处理（粗格栅、提升泵、细格栅、沉砂池），再经生化处理（A2/O氧化沟），再经沉淀和紫外线消毒达标后排入水体。3.3 建构筑物情况污水处理厂现状建构筑物按子项分共11项，详细见下表。表3-1 污水处理厂现状建构筑物一览表序号构筑物名称数量设计规模1粗格栅及进水泵房1座土建20000m/d，设备10000m/d2细格栅及旋流沉砂池1座20000m/d3A2/O氧化沟2座10000m/d（每座5000m/d）4二沉池配送井及回流泵房1座10000m/d5二沉池2座10000m/d（每座5000m/d）6紫外线消毒及排水泵房1座土建20000m14、/d，设备10000m/d7污泥池1座20000m/d8污泥脱水机房1座20000m/d9综合楼1座20000m/d10门卫1座20000m/d11配电间1座20000m/d3.4 原设计进出水水质宣州区狸桥镇污水处理厂设计进出水水质如下表所示： 表3-2 宣州区狸桥镇污水处理厂工程设计进出水水质项目CODCr /mg/LBOD5 /mg/LSS /mg/LNH3-N/mg/LTN/mg/LTP/mg/L进水32016022030404出水6020208(15)201.0随着水环境的压力越来越大，污水处理厂处理水排放要求也越来越高。目前，宣州区狸桥污水处理厂处理出水指标按城镇污水处理厂污染物排15、放标准一级B标准。由于污水处理厂进厂污水浓度低于设计值，目前污水厂尾水个别指标已达到一级A标准，但从设计标准，以及近远期污水收集量增大和水质波动预测情况来看，氮、磷及悬浮物等几项指标将不能满足一级A标准的要求。第四章 提标改造工程工艺选择4.1 污水厂运行状况分析宣州区狸桥污水处理厂一期工程已运行0.5万m3/d的二级处理规模（实际进水量10001300m3/d），目前，宣州区狸桥污水处理厂出水达到一级B的排放标准，个别指标已经达到了一级A标准。这是因为实际进水量较小，远低于设计规模；还没有工业污水进入，当地生活污水排放值较低，以及部分雨水混入，目前进水水质浓度偏低。然而一级A排放标准与一级B16、排放标准相比在N、P和SS等较多的指标上要求更加严格，根据一级A排放标准的相关水质指标，结合污水厂的设计标准以及目前的运行状况，需要调整的地方有：(1) 根据现状进水水质，BOD5/TKN为4.0，刚能满足反硝化碳源的需求，但考虑后期污水量增大和水质的波动，以及设计处理标准较低，在后期运行过程中系统的反硝化能力难以提高，将造成TN的去除率较低；(2) 根据设计进水水质，出水SS、TP难以达到一级A标准；需要增设去除SS和TP的处理构筑物或处理措施；4.2 工艺选择原则宣州区狸桥污水处理厂一期提标改造工程处理规模为0.5万m3/d。为了实现改造工程高效稳定运行、节约运行费用及工程投资和减少对现状17、生产的影响的目的，提标改造工程工艺必须满足以下几个原则：1. 结合污水处理厂现状，尽量减少改造工程对现状生产的影响。2. 依据进水水质与水量以及要求的出水水质，提标改造工程工艺需先进、高效、合理、经济、能稳定达标；3. 根据目前厂区现状运行存在的问题，积极探寻解决方法，进行合理、经济、科学的改造，改善运行状况；4. 积极慎重地采用经过鉴定或实践证明是行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备；5. 关键的水处理仪表设备采用国外设备，其余选用国内或合资企业生产设备；6. 总平面布置力求紧凑，少占地；7. 提标改造工程部分的劳动组织、劳动定员、环境保护和安全卫生均严格执行国家和地方的有关规定。4.318、 提标改造工艺技术路线分析4.3.1 现状水量分析目前，宣州区狸桥污水处理厂实际处理水量在1000m3/d，远低于一期设计处理水量（1.0万 m3/d），考虑后期污水收集率和集中处理率的提升，本次提标改造工程设计处理水量为0.5万 m3/d，符合现状土建和设备的设计标准。4.3.2 进水水质分析提标改造工程应对已建城镇污水处理厂的进出水水质特性进行分析，弄清影响一级A达标的主要因素。（1）B/C提标改造工程设计进水水质CODCr=320mg/L，BOD5=160mg/L，B/C0.50，污水的可生化性较好。（2）SS/BOD5进水SS220mg/L，BOD5160mg/L，SS/BOD51.319、75，比值较为正常，加之后续生化主体工艺为A2/O氧化沟工艺，目前污水厂已建有旋流沉砂池一座，可不需再设前端预处理建构筑物。（3）BOD5/N进水NH3-N30mg/L，TN40mg/L，BOD5/TKN4(规范要求大于4)，碳源刚好满足，根据实际运行情况来看，目前实际进水水质浓度较低，出水的BOD和TN效果较好，远高于一级A标准的要求，但是，因为进水水质和水量明显低于设计标准，因此，现状出水水质浓度不具备代表性。根据设计进水水质和提标改造要求的一级A出水水质进行核算，缺氧池停留时间应为5.7h，当前设计缺氧池停留时间为3.2h，反硝化脱氮反应时间不足；脱氮反应中反硝化细菌为异养型兼性厌氧菌，20、设计进水水质碳源不是特别充足，影响反硝化效果，结合类似水质污水厂的实际运行效果，出水TN达标有困难。因此本工程考虑设置碳源投加装置，并增加深度处理设施。（4）BOD5/TP进水TP=4.0mg/L，BOD5/TP40(规范要求大于17)，采用生物除磷法可得到较为满意的除磷效果，但由于一级A指标对TP较为严格，因此在本工程设计中采用辅以化学法除磷的方法以强化除磷效果，以达到污水排放标准。4.3.3 污染物去除措施分析根据污水处理要求，宣城区狸桥镇污水处理厂一期提标改造工程的出水水质要求执行GB18918-2002的一级A类标准，对BOD5、CODCr、SS、NH4+-N、TN、TP去除率要求分别21、达到93.75%、84.38%、95.45%、83.33%、62.5%和87.5%以上，处理要求较高，因此，提标改造工程污水处理工艺的选择应十分慎重，切实有效。针对各项指标的达标措施和方法，结合污水厂的实际改造经验，总结的措施如下： 表4-1 实现一级A达标的措施达标项目措施SS通常采用混凝+沉淀+过滤工艺。当二级处理出水水质相对较好（SS不超过20mg/L,TP含量很低）时，可以采用微絮凝过滤或絮凝过滤。TP生物处理出水TP难以稳定达到一级A标准时，可以采用化学除磷。NH3N及TN1强化预处理和生物处理，提高硝化和反硝化效率。必要时，可采取外部投加碳源措施。2强化措施后NH3N及TN仍然不能22、达标时，在生物处理段后增加曝气生物滤池、反硝化滤池等设施，并在处理构筑物前补充必要的外加碳源。BOD5强化预处理和生物处理，BOD5可以稳定达标，但部分时段要注意进水水质的冲击波动所造成的影响。CODCr一般情况下，强化预处理和生物处理，提高可生化性和处理效果。特殊情况下，可以采用投加粉末活性炭作为应急措施。污水处理工艺的选择需在分析进水水质和处理要求的基础上进行，本工程采用脱氮除磷生物处理工艺，对进水污染物中营养物质的配比和平衡有较高的要求，现将本工程设计进水水质中营养物的配比指标列表如下，并作进一步的分析。表4-2 进水营养物配比指标项目BOD5/CODCrBOD5/TNBOD5/TP实际23、数值0.50440脱氮除磷指标0.304.017水质评价可生化性较好脱氮效果一般除磷效果较好（一）BOD5与CODCr污水中有机污染物主要体现为BOD5与CODCr，从降解性能的角度，有机物可分为易生物降解和难生物降解两类；从溶解性能角度，有机物可分为溶解性和非溶解性两类。有机物的去除依靠微生物的吸附作用和代谢作用，然后对污泥与水进行分离来完成的。活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中的一部分有机物用于合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是CO2和H2O等稳定物质。在这种合成代谢与分解代谢过程中，易降解的有机物首先被微生物吸收、利用、降解，溶解性易24、降解的有机物（如低分子有机酸等易降解有机物）直接进入细胞内部被利用，而非溶解性易降解的有机物则首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后进入细胞内部被利用，但对于难生物降解的有机物去除则较为困难。根据多座污水处理厂的积累的运行经验，CODCr、BOD5的稳定达标除了与生化处理段的设计有关，还与进水有机物的组成有关。对于那些主要以生活污水和成分与生活污水相近的工业废水组成的城市污水由于进水中有机物成分较为简单，采用传统二级生物处理工艺进行处理，二级处理出水再结合深度处理基本能够保障出水CODCr、BOD5达到一级A标准。本次工程设计进水水质中，BOD5CODCr0.5，可生化性较好，且本工程生物池停25、留时间17.4h，经计算生化池曝气需氧量为70.1kgO2/h ，现状生化池曝气机供氧量共为104 kgO2/h，满足需要。因此，本工程不把BOD5和CODCr作为控制项目。（二） NH3-N与TN本工程设计进水NH3-N30.0mg/L，TN40.0mg/L，本工程出水指标为：NH3-N5（8）mg/L，TN15mg/L。自2007年太湖流域率先进行一级A改造开始，越来越多的污水厂在生产运行中发现N的去除和稳定达标难度较高，而工艺系统能否完成较彻底的脱氮，应该具备以下条件：（1）生化处理段设有硝化和反硝化单元，且硝化和反硝化单元的池容应保证充足；（2）对生化段的供氧量应能保障硝化反应的正常运26、行；（3）进入生化段污水中碳源和碱度充足。NH3-N的去除主要靠硝化过程来完成，氨氮的硝化过程是控制生化处理好氧单元设计的主要因素。在曝气量充足，泥龄足够的条件下，NH3-N能够得到降解，并且氨氮也是国家水污染物总量控制因子之一，是环保监测考核的指标，需要把氨氮作为重点控制项目。目前，有脱氮要求的污水处理厂均设有硝化和反硝化单元，且在设计时根据进出水水质要求池容、供氧量基本都能满足；一般情况下只要进水pH值在7左右，碱度也不是影响脱氮的主要因素，难度较大的就是多数污水厂的进厂污水中的碳源不充足。从理论上讲，BOD5 /N2.86才能有效地进行脱氮，实际运行资料表明，BOD5/N3时才有能使反硝27、化正常运行，在BOD5/N=45时，氮的去除率可大于60。本工程设计进水水质中，BOD5/TN160/404.0，比值还是满足反硝化脱氮的正常需求的。但是，考虑到一年中的某些月份，实际运行中BOD5/TN的比值较低，碳源可能不足，影响了反硝化过程，因此考虑设置外加碳源设施作为备用。根据设计进水水质和出水水质，本污水厂缺氧池停留时间不足（应为5.7h，实为3.2h），本工程将TN作为本次设计重点控制项目。（三） TP从经济和节省运行成本的角度，磷的去除主要依靠生物处理，一般认为实现生物除磷，BOD5/TP需大于17（规范建议）。本工程设计进水TP=4.0mg/L，BOD5/TP4017，可以采用28、生物除磷工艺完成除磷过程。本工程要求出水的TP0.5mg/L，根据核算生物除磷为1.70mg/L，尚需化学除磷1.8mg/L。因此，本方案考虑在生物除磷基础上采用化学除磷的方法强化除磷效果，以保证出水TP达标。目前多数污水处理厂采用以生物除磷为主，化学除磷为辅的除磷措施，已取得较为理想的去除效果。但由于磷是造成水体富营养化的主要元素之一，同时，考虑本工程实际进水TP浓度较高，且通过对实际出水指标的分析，出水总磷指标容易产生波动，因此将TP为本工程的重点控制项目。（四）SS一般进厂污水中均含有大量悬浮物，对于无机颗粒杂质和大粒径的有机颗粒依靠粗、细格栅和沉砂池的自然沉淀作用就能去除，而对于小粒径29、的有机颗粒则要依靠活性污泥微生物的吸附降解作用去除，一般可满足二级出水的要求，但要取得更高的悬浮物去除率，就得借助于深度过滤处理措施。污水处理厂对悬浮物的去除作用不仅仅体现在SS指标上，因为CODCr、BOD5等指标本身就与SS相关，SS含量高，则CODCr和BOD5的浓度也会增加，因此，去除SS的同时也就是在进一步降低出水的有机污染物含量。本工程设计进水SS浓度为220mg/L，出水SS要求不得高于10mg/L，去除率达95.45%，为此，须借助深度过滤措施，保障出水悬浮物达标。根据多座污水厂的运行经验，在深度处理段采用过滤措施能有效降低出水SS，但考虑到磷的释放问题和远期再次提标的可能，因30、此选择合理的工艺能够确保出水SS的稳定达标显得更为关键。因此SS可作为一般控制指标。综上所述，本工程的处理项目可分为三类：第一类：重点控制指标，包括TN、TP，处理难度大，需要采取针对性工程措施；第二类：一般控制指标，包括 SS、粪大肠杆菌，该类指标只需采取化学除磷、深度处理或消毒措施即可达标；第三类：一般关注指标，主要指BOD5，该类指标只需保证污水厂正常运行即可达标。各项控制指标的重要性详见下表：表4-3 污水水质各项控制指标重要性及针对措施项目控制优先次序对策与措施TN保证硝化与反硝化条件，有其他保障措施TP生物处理段优先考虑生物除磷，辅以化学除磷SS需要进行深度处理NH3-N保证微生物31、活性功能，适当延长泥龄、充分曝气CODCr处理工艺应有针对性BOD5保证系统正常运行适当延长泥龄、充分曝气4.3.4 深度处理工艺在二级处理的基础上，为进一步降低二级处理出水中的SS、TN，确保出水水质达到一级A排放标准，经大量工程实践证明：过滤技术是较为经济成熟的处理工艺，可使水体不受耗氧固体物质的污染而受到保护。过滤处理工艺的选择应根据现状污水处理工艺、进水水质、出水水质要求、处理规模，气象环境条件及技术管理水平、工程地质等因素综合考虑后确定从过滤技术的发展历史来看，过滤机理虽有发展但没有突破，在最近20年来，开发了多种新型过滤设备用于二级处理出水的过滤处理。这些新型过滤设备，有的是通过采32、用不同的过滤介质(如纤维球过滤器、彗星滤料过滤器等)，改善过滤时的截污性能和反冲洗效果；有的是通过改变滤料深度、滤料种类、滤料填装、操作方式等形成各有特点的过滤器(如浅层、深床、单介质、双介质、上流式和下流式、脉冲床等)。用于二级处理出水处理的过滤一般分为三种类型：(1)深床过滤；(2)表面过滤；(3)膜过滤。常用的过滤工艺分类如上图所示。由于膜过滤投资及运行费用较高虽然其出水水质更优，但考虑到无高品质水用户的需要，本期工程仅对深床过滤和表面过滤进行比选。图4-1 过滤工艺分类4.3.4.1 反硝化过滤工艺近年来，过滤技术有很大的发展，滤池种类也很多，但其过滤过程均均以砂滤过滤原理为基础而进行33、，其主要差别在于滤料设置方法、操作手段及冲洗设施等。反硝化滤池工艺主要用于生物和化学处理单元出水中悬浮固体（包括颗粒BOD）的进一步处理，以减少污染物质的排放量。经过滤池过滤后，一般出水SS小于5mg/L，可直接中水回用。冬季低温时，通过投加外碳源形成反硝化滤池可以进一步反硝化去除SS和TN，对出水TN起到把关作用；在春秋季及夏季，反硝化滤池不投加外碳源转换成普通滤池，起到主要控制SS的作用。a 结构组成图4-2过滤介质：石英砂或陶粒 图4-3 池体构造示意图反硝化滤池滤料采用24mm石英砂介质或陶粒滤料，滤床深度较深，滤池可保证出水SS低于5mg/L以下。b 运行模式滤池需定期反冲洗，反冲洗34、采用模拟人的搓手模式，大量强有力的空气使滤料相互搓擦，使截留的SS全部清洗出池，清洗率达到100，冲洗用水仅为总过滤水量的24。滤池运行过程如下图： 气洗 气水同时反冲 水洗 过滤图4-4 滤池运行过程示意图反硝化滤池是集生物脱氮及过滤功能合二为一的处理单元。是集脱氮及过滤并举的先进处理工艺。可按两种模式运行：（1）仅做滤池使用；（2）用做反硝化滤池使用。具体的运行模式详见下图：图4-5 滤池工艺流程图在反硝化过程中，由于硝态氮不断被还原为氮气，反硝化滤池中会集聚大量的氮气，这些气体会使污水绕窜于介质之间，这样就增强了微生物与水流的接触，同时也提高了过滤效率。但是当池体内积聚过多的氮气气泡时，35、则会造成水头损失，这时就必须采用适当技术驱散氮气，恢复水头，每次持续12分钟，每天进行数次。图4-6 反硝化滤池工艺流程图c 工艺流程及特点滤池深度较深，过滤容量较大；采用陶粒滤料或石英砂滤料，使用寿命长，运行维护简单；对SS、TN、TOC等都有一定的去除能力，出水能稳定达到一级A要求；水头损失较大，运行需设置二次提升泵、反冲洗水泵、反冲洗风机等。4.3.4.2 表面过滤工艺表面过滤工艺目前应用较多的有两种：（1）转盘过滤器；（2）滤布滤池。其原理基本相同，区别只是进水和出水的方向上有所不同。其运行是按照成熟技术巧妙地转鼓过滤方式进行工作，由一系列水平安装并可旋转的过滤转盘构成，用于分离市政污36、水和工业废水中的细小悬浮颗粒。a 结构组成按照转鼓过滤方式进行工作，每套过滤器包括：过滤转盘；反冲洗装置；排泥装置等。具体结构可参见下图：图4-7 转盘过滤器图4-8 微滤布过滤器每组装置一般由一系列水平安装并可旋转的过滤转盘构成，转盘安装在中央管轴上，最大水浸泡体积可达60%。每一转盘由单一不锈钢组建组成，组件表面为网状结构，污水从内向外穿流过滤，过滤液体从装置的端部流出。装置处理流量一方面和平行配置安装的过滤转盘数量有关，另一方面与过滤网格的间隙距离以及被处理污水中的固体含量有关，在一台装置可在中央管轴上平行安装配置的最大过滤转盘数量可达到20片。可根据出水要求进行相应配置。在标准情况下，37、箱体和转盘筛网是由不锈钢材料制成。b 转盘过滤器的运行状态包括：过滤、反冲洗、排泥三种运行状态。过滤期开始，转盘处于静止状态，在重力作用下固体物质沉积在筛网上，随着过滤时间的延长，丝网或滤布会被截留的固体物质覆盖。这一现象会导致压力差上升，当压力差达到预先设置的最大压力差时，转盘开始缓慢旋转，冲洗棒按一定节奏对过滤面上截留的固体物质进行清理。通过反冲洗水泵，抽取过滤处理后的水向喷头提供冲洗水，冲洗筛网上被截留的固体物质，最后通过组件下安装的泥浆料斗将反冲洗水排出装置。在反冲洗过程中，污水过滤过程不会中断。c 工艺流程及特点装置占地面积小；无需水泵提升液位，可直接利用自用落差进行污水过滤；只利用38、重力原理进行过滤处理，水头损失小；只能是简单的物理过滤无去除TN、TOC的能力。4.3.4.3 方案综合分析比选由以上两个方案各自的特点及技术经济比较可知：（1）反硝化滤池水损较大，系统出水在外河水位处于常水位时须提升排放；转盘过滤系统水损较小，大部分时候可满足重力自排。（2）反硝化滤池工程总投资略低于转盘过滤系统，其装机负荷较大，高于转盘过滤系统，反硝化深床滤池总成本及经营成本费用稍高于转盘过滤系统。（3）转盘过滤系统更换维护频率高，费用较高，影响污水厂的正常运营；反硝化滤池使用寿命长，维护管理较为方便。（4）在污水深度处理中，转盘过滤系统不具备反硝化的生物功能，出水TN难以保障；而反硝化滤39、池除了能有效发挥过滤的物理拦截及接触凝聚作用外，还可以选择性的使用其反硝化功能，进一步强化了对TN的去除效果，确保出水稳定达标。经以上的分析比较，并结合目前宣城区狸桥镇污水处理厂现状及狸桥镇水环境治理的严峻形式，从技术角度上本方案推荐采用反硝化滤池作为宣城区狸桥镇污水处理厂一期提标改造工程的污水三级处理主体工艺。4.3.5 碳源投加由于生物脱氮是通过微生物的生命活动实现的，所以影响这些微生物活性的参数，如温度、pH值、溶解氧、毒物浓度等，都对其去除率产生重要的影响。一般的说，生物脱氮除磷系统在540，pH值在7.07.5，溶解氧含量不大于0.5mg/L，污泥龄设计合理时，C/N值就成了脱氮效果40、的制约因素。本工程进水BOD5/N4（规范要求大于4)，碳源刚好满足。由于后期运行过程中水量和水质的不确定性，增设碳源投加装置，当进水BOD5/N较低时，考虑投加碳源。碳源主要来源有三种途径：外加碳源、内碳源、工业废水中的有机物碳源。反硝化菌在利用不同碳源时，通过不同的呼吸途径，不仅产生的能量不同，而且细胞的产率也大不相同，即有机物并非全部发生氧化，还要部分转化成细胞物质。若有机物质转化成细胞的百分比越大，说明有机物的利用率越低，则对其的需求量就会越大，相应成本费用就会越高，反硝化菌的细胞产率与所采用碳源的性质间的关系非常密切。本次提标改造工程应采用低生长量（即细胞产率低）的有机物质作为碳源，41、甲醇、醋酸、醋酸钠是较为理想低生长量碳源，下表针对三者的反硝化速率及其优缺点进行了综合比较。表4-4 外加碳源综合比较表分 项碳 源反硝化速率（gNO3-N/gVSSd）优点缺点甲醇0.120.32应用范围较为普遍高成本、高毒性、运输管理困难醋酸0.36运行管理较为方便，成本较低需要日常安全维护醋酸钠0.38运行管理较为方便，反硝化速率高于前两者成本较高通过上表可以看出：醋酸的反硝化速率较高，成本较低，因此推荐采用醋酸来作为外加补充碳源，投加点设于反硝化滤池，当进水BOD5/TN偏低或反硝化效果不好时，可予以补充碳源，实现尾水TN达标排放。4.3.6 加药除磷污水除磷主要有生物除磷和化学除磷两42、种方式。由污水厂的运行经验来看，在现有生物除磷基础上，采用生物除磷为主化学为辅的除磷措施，可满足新的处理出水标准对磷的处理要求（0.5 mg/L）。化学除磷即采用向污水中投加化学药剂，使水中磷酸根离子生成难溶性的盐，形成絮凝体与水分离，达到去除污水中所含磷的一种除磷方法。化学除磷需要确定投加点和投加的药剂，分别论述如下。4.3.6.1 药剂投加点确定按混凝剂的投加点区分，实际中常采用化学除磷工艺有：前沉淀、同步沉淀和后沉淀或在生物处理之后加絮凝过滤。各化学除磷工艺的分析比较如表4-5所示：表4-5 化学除磷工艺比较表工艺类型工艺描述优点缺点前沉淀化学药剂投加在沉砂池中，或者初次沉淀池的进水渠（43、管）中能降低生物处理设施的负荷，平均其负荷的波动变化，因而可以降低能耗总污泥产量增加；对反硝化反应造成困难(底物分解过多)；对改善污泥指数不利同步沉淀化学药剂投加在曝气池出水或者二沉池进水中通过污泥回流可以充分利用化学药剂；金属盐药剂会使活性污泥重量增加，从而可以避免活性污泥膨胀；同步沉淀设施的工程量较小采用同步沉淀工艺会增加污泥量；采用酸性金属盐药剂会使pH下降到最佳范围以下，这对硝化反应不利；磷酸盐污泥和生物污泥是混合在一起的，因而回收磷酸盐是不可能的；此外在厌氧状态下污泥中磷会再溶解；由于回流泵会破坏絮凝体，需要投加高分子助凝剂后沉淀将沉淀、絮凝及被絮凝物质的分离在一个与生物设施相分离的44、设施中进行，一般将药剂投加到二沉池后的一个混合池中，并在其后设置絮凝池和沉淀池磷酸盐的沉淀是和生物净化过程相分离的，互相不产生影响；药剂的投加可按磷负荷的变化进行控制；产生的磷酸盐污泥可单独排放，并可加以利用，如用作肥料后沉淀工艺所需的投资及运行费用要高于前两者为保证出水TP严格达标，结合水系统的工艺特点，选择协同沉淀加药的方法，具体投加点选择在A2/O氧化沟出水前端或二级泵池。4.3.6.2 混凝剂的选择金属盐沉淀法采用的混凝剂有铝盐（硫酸铝、聚合氯化铝）、铁盐（氯化亚铁、硫酸亚铁、氯化铁、硫酸铁）等，从沉淀物的溶解度看，各类金属盐最适宜的pH值范围是：铝盐pH值为6左右，亚铁盐及铁盐分别为45、8和4.5左右。常用的铝盐有硫酸铝（AlSO4）和聚合碱式氯化铝（PAC）两种。硫酸铝分为精制和粗制产品，适用水温要求较高，通常为2040，冬天除磷效果较差，而且粗制硫酸铝含有2030不溶物，利用率也较低，一般不采用；聚合碱式氯化铝为无机高分子化合物，净化效率高，对微生物无不良影响，腐蚀性小，劳动条件好。实际应用时可采用PAC原液（10含量）稀释后投加，可减少由于采用PAC固体需投药、溶药过程带来的劳动强度。铁盐用量较小，矾花较大，成本低，不受水温和季节影响，但是腐蚀性较高，在储存、稀释和投加的过程中需要特别小心，避免人身伤害及对钢铁和混凝土的腐蚀。上述三种混凝剂的投加量和运行成本比较，亚铁盐46、成本最低，但投加量也最大，PAC和三价铁盐投加量较少，效果突出，但成本稍高，两者运行成本基本相当，但三价铁运输保存需保证pH要低于4，且会给出水带来一定的色度，因此本期工程采用液态PAC作为提标改造工程的化学除磷药剂。4.4 污水消毒方式的比选城市污水处理厂污水的最后处理步骤是消毒，目前污水厂常用的消毒方法主要有以下几种：1）液氯；2）二氧化氯；3）紫外线；4）臭氧。下表列出各种消毒方法的比较。表4-6 几种消毒方法的比较项目液氯次氯酸钠紫外线臭氧使用剂量（mg/L）103810接触时间（min）10301030短510效率对细菌有效有效有效有效对病毒部分有效部分有效部分有效有效对芽孢无效无效47、无效无效优点便宜、成熟，有后续消毒作用杀菌效果好，无气味，有成套投加设备快速，无化学药剂除色、臭味效果好，现场溶解氧增加，无毒缺点对某些病毒、芽孢无效，残毒、产生臭味需要定期补充药剂，运输成本较高无后续作用，对浊度要求高比氯贵，无后续作用氯的价格便宜，消毒可靠又有成熟的经验，是目前国外应用最广泛的消毒剂，氯气通过自动添加系统注入水中，随后在槽体中保持约1530min，使氯气与病原菌反应，达到消毒目的。但由于液氯毒性较大，氯瓶属于特种设备，安全检验要求高，对生产员工要求高，本工程原有消毒措施为紫外线消毒，由于尾水排放管道管道长度5.1km，紫外线消毒不能达到持续杀死病菌的作用，出水大肠杆菌超标风48、险太大。次氯酸钠可在管道中持续进行消毒作用，并对去除SS有一定的作用，因此本工程推荐采用次氯酸钠消毒技术。第五章 提标改造工程设计5.1 总体设计5.1.1 提标改造工程工艺流程提标改造工程设计规模0.5万m3/d。本工程在污水厂现有工艺基础上进行，增设相关的处理构筑物及投加碳源和药物的设备，主体工艺采用原有生物处理+反硝化滤池工艺，增加化学除磷和碳源投加系统，更改原有的紫外线消毒为次氯酸钠消毒。根据污水厂现状各构筑物的水位标高以及新增处理构筑物所需的水头损失进行核算，需在二沉池后增加一座中间提升泵房，提升至反硝化滤池，出水经接触消毒池消毒后排放至水阳江。图5-1 提标改造工程工艺流程图注：原49、消毒措施为紫外线消毒，消毒池与排水泵房合建。5.1.2 总平面设计5.1.2.1 平面布置原则1. 提标改造工程新建建构筑物在深度处理及回用水预留用地中进行建设，布局合理、紧凑，水流顺畅，无需增加用地。2. 各构筑物之间的间距，考虑各种管线的施工，方便维修。5.1.2.2 污水处理区污水处理区分为预处理、二级生化处理、三级深度处理三个部分，其中预处理、二级生化处理段在现有建构筑物的基础上实施，三级深度处理段在二沉池旁建设，出水再接入接触消毒池，排入水阳江。5.1.3 厂区竖向设计5.1.3.1 场地标高竖向设计应考虑土石方平衡、工艺竖向流程布置条件、厂区雨水收集和排除、以及与周边地形的协调等方50、面，并应考虑到整个处理厂观瞻和方便管理，同时应满足防洪要求，根据本工程场地现状地面标高，并考虑防洪与周围环境的协调，确定提标改造工程设计地面标高与现状厂区地面标高相同。5.1.3.2 各构筑物水位标高污水处理厂高程设计直接关系到污水处理厂的建设成本及今后的运行成本。(1)污水处理厂外排泵池水位标高尾水通过排水泵房，沿狸桥镇西区泄洪沟布设管道排至固城湖西侧的黄泥宕，最终排入水阳江，管道长度5.1km。排水泵房水位标高沿用原有设计。(2)各构筑物水位标高提标改造工程建构筑物水位标高，根据水头损失依次进行推算。5.2 主要建设内容提标改造工程增加的构筑物和设施主要包括反中间提升泵房、反硝化滤池、碳源51、投加系统、混凝剂投加系统、次氯酸钠投加系统等：表5-1 提标改造工程主要建构筑物编号构筑物规模/座（万m3/d）数量(座)备注1中间提升泵房1.01新建构筑物，设备规模0.5万m3/d2反硝化滤池0.51新建构筑物3碳源投加系统1新增措施4混凝剂投加系统1新增措施5次氯酸钠消毒系统1变更措施6接触消毒池1新建构筑物5.3 工艺设计5.3.1中间提升泵房设计描述污水经二级生物处理后不能达到设计的出水水质标准，出水需经进一步处理后方可达到一级A的出水水质标准。中间提升泵房是将污水提升，以满足污水深度处理厂竖向水力流程的要求。本工程设计为半地下式污水提升泵房，地下钢筋混凝土矩型集水池，地上建筑框架结52、构。数 量： 1座总设计流量：1.0万m/d变化系数 1.42尺 寸：LBH=10m3m5m主要设备污水泵设备类型：潜水轴流泵设计参数：数量3台（1用2备，变频）单泵流量： Q=1185 m/h扬 程： H=5m功 率： N=23kW5.3.2 反硝化滤池设计描述：深床滤池采用粗石英砂滤料，在滤池运行过程中存在着以下过程：截留、吸附和脱附。同时，深床滤池滤料层在缺氧环境下运行，在滤料表面附着生长大量的反硝化生物菌群，二级生化处理出水通过重力流通过滤料层。在有需要的情况下，污水中的硝酸盐（NO3-）或亚硝酸盐（NO2-）被吸附于滤料载体生物膜的吸附、还原成氮气（N2）从污水中释放出来，从而实现污53、水的反硝化脱氮过程，颗粒滤料同时具有截留悬浮物的作用。数量： 1座2组尺寸： 11.510.0m单格尺寸： 5.04.8m结构形式： 钢砼结构主要设计参数：水反冲强度：15.0m/h1格滤池运行9.0m/h2格滤池运行4.52m/h空气反冲强度：90.0 m/h滤池数量：2组总过滤面积：46.0m2滤料厚度（不包括承托层）：1830mm有效滤料体积：84.18m3l 主要设备、材料： 布水布气系统数量： 46.0m2规格：含进水管、进气管和布水、布气滤砖等 石英砂滤料数量： 84.18m3类型： 优质石英砂规格： 1.73.35mm 承托层数量： 54.15m3类型： 优质鹅卵石规格： 19.54、1mm12.7mm规格： 12.7mm6.4mm规格： 6.4mm3.2mm 气动控制阀数量： 若干 清洗水泵数量： 2台（1用1备）流量： Q120.0m3 /h扬程： H10.0m功率： N7.5kW 反洗水排水泵数量： 2台（1用1备）流量： Q50m3 /h扬程： H10.0m功率： N5.5kW 反洗风机数量： 2台（1用1备）流量： Q3.5m3 /min扬程： H6.0m功率： N4.5kW 空压机数量： 1台流量： Q0.2m3/min扬程： H0.85MPa功率： N1.5kW 冷干机数量： 1台流量： Q0.2m3/min功率： N0.37kW 储气罐数量： 2台有效容积：55、 V0.3m3 电动单梁悬挂起重机数量： 1台起吊重量： G1.0T起吊高度： H3.0m吊车跨度： S5.0m功率： 3.0+0.8+20.4kW5.3.3 碳源、PAC投加措施设计描述根据碳源投加及化学除磷的要求，设置碳源、PAC投加措施，醋酸直接由设置在储罐上的加药装置经在线稀释装置稀释后直接投加到生物滤池的脱氮池内；PAC（聚合氯化铝）经提升后进入加药间进行稀释，然后投加到调节泵池。储罐实体图、埋地后的效果及储罐的示意图如下：图5-1 PAC/醋酸 储罐实体图、埋地后效果示意图图5-2 PAC/醋酸 储罐示意图l 主要设备性能醋酸/PAC储罐（材质PP）设备数量：各1套V5.0m3加药56、泵（醋酸）设备数量： 2台（1用1备）设备性能：单泵流量：Q=050L/h扬程：h=30m功率：N0.11kW功率：N0.11kW加药泵（PAC）设备数量：2台（1用1备）设备性能：单泵流量：Q=0100L/h扬程：h=30m功率：N0.15kW5.3.4 接触消毒池设计描述进一步提高出水水质，对出水进行杀菌消毒。本工程原为紫外线消毒，由于尾水排放管道长5.1Km，大肠杆菌超标风险太大，因此新增接触消毒池，采用次氯酸钠进行消毒。结构类型：地下钢混结构池 数：1座设计参数：接触时间 HRT=30min有效容积 V=630m总 容 积 V=828m渠宽： 2.0m长度： L=15m水深： H=3.57、5m主要设备：回用水泵设备类型: 潜水排污泵设备参数：流量Q=25m/h扬程： H=8m功率： N=1.5kw数量： 2台,1用1备5.3.5 次氯酸钠投加系统设计描述污水厂目前采用紫外线消毒，而污水厂尾水排放管道较长，紫外线不能进行持续有效的杀毒作用，次氯酸钠药剂毒性一般，操作简单，且能够进行持续的杀毒作用，并可提高尾水中SS的去除率，安全检验要求一般，因此本期工程采用次氯酸钠作为尾水消毒剂。次氯酸钠投加采用成品储罐。l 主要设备性能次氯酸钠储罐（材质玻璃钢）设备数量：1套V5.0m3加药泵设备数量： 2台（1用1备）设备性能：单泵流量：Q=050L/h扬程：h=30m功率：N0.11kW功率：N0.11kW第六章 投资估算工程建设规模：提标改造工程处理规模为0.5万m3/d；工程建设目的：在宣城区狸桥镇污水处理厂原有近期1.0万m3/d处理规模，实际运行规模0.5万m3/d，目前实际进水量10001300m3/d的基础上，通过增设深度处理系统，使得出水水质由原来的一级B标准提高到一级A标准。工程投资概算总额为306.23万元，其中建安工程费为254.45万元，工程其他费为29.10万元，工程预备费为22.68万元。