涿州市城市污水处理厂改造工程施工设计

'涿州市城市污水处理厂改造工程施工设计第一章申报单位及项目概况1.1项目申报单位概况1.1.1项目名称本项目名称为：涿州市城市污水处理厂西厂一级A改造工程1.1.2业主单位涿州中科国益水务有限公司公司的介绍：公司致力于涿州城市污水治理，始终贯穿“高起点、高标准、高质量、创一流”的经营理念，凝聚人才、技术领先、科学管理，打造了涿州区污水处理精品工程。涿州中科国益水务有限公司于×年承建涿州污水处理厂工程，自×年×月开工以来，克服了缺口资金大、工作紧、任务重等各项实际困难，按期完成施工任务，×年×月试运行一次通过，于同年×月经河北省环境保厅组织专家进行“三同时”验收，各项指标达到《城镇污水厂污染物排放标准》要求的一级B排放标准。1.1.3项目投资本项目为污水处理厂（一级A）改造工程，本工程总投资为××万元。其中：改造深度处理工艺设施投资：××万元二类费用：××万元预备费用：××万元流动资金：××万元1.2项目概况20 1.2.1建设背景1.2.2建设地点污水处理厂（一级A）改造工程项目地点为原下涿州污水处理西厂内1.2.3主要建设内容和规模涿州污水处理厂一期工程设计出水标准为一级B（TN除外），根据政策要求，提标改造工程出水水质按照《城镇污水处理厂污染物排放标准》中最高要求一级A排放标准实施。涿州污水处理厂于×年×月建成投产，一期设计规模为4.0万吨/天，由于运行时间较短，处理水量尚未达到设计要求，随着地区排水管网的不断完善，污水水量逐渐增加，预计进水量将达到设计进水负荷，一级A改造工程设计规模处理量为4.0万吨/天。表1-1改造出水水质单位mg/L编号项目单位原一级B出水水质改造出水水质改造去除率1BOD5mg/L20≤1050％2CODmg/L60≤5016.7％3SSmg/L20≤1050％4NH4+-Nmg/L18≤572％5TNmg/L20≤1525％6总磷TPmg/L1.5≤0.566.7％一期工程出水水质参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级B标准，而总氮并未列入出水标准，在一级A标准中对总氮有了明确的规定，为了在工艺选择设计过程中，明确设计参数，对一期工程二级出水总氮进行分析。一期工程生化部分采用CASS工艺，根据一期工程工艺设计参数，CASS工艺有脱氮功能设计，总氮的去除率应在50%左右，二级出水总氮应在20mg/l20 左右，参考相同工艺城镇污水处理厂实际运行状况，二级出水总氮以25mg/l计。1.3污水处理现状涿州区现在有污水处理厂二座，西厂于×年×月建成投产，主体工艺采用CASS工艺，设计处理能力为4.0万吨/天。原设计的进出水水质如下：表1-2污水处理厂原设计进出水水质一览表序号指标进水水质mg/L出水水质mg/L1BOD5≤202COD≤603SS≤204NN4-N≤155TN206TP≤1.5涿州区污水处理厂的工艺流程图如下：粗格栅细细格栅旋流沉砂池CASS池消消毒池污泥泵房污泥浓缩脱水机房泥饼外运进水进水泵房出水图1-1工艺流程图1.4编制依据1、关于印发《淮河、海河、辽河、巢湖、滇池、黄河中上游等重点流域水污染防治规划（2006-2010年）》的通知（环发［2008］15号）环境保护部、发展改革委、水利部、住房和城乡建设部20084月2、关于加强河流污染防治工作的通知（环发［2007］201号）20 国家环境保护部2007年12月3、关于转发国家环保总局等七部委《关于加强河流污染防治工作的通知》的通知（冀环控［2008］123号）河北省环保局等七部委2008年2月4、关于贯彻国务院办公厅转发国家环保总局等部门关于加强重点湖泊水环境保护工作意见的通知（冀环控［2008］132号）河北省环境保护局等七厅局2008年3月5、河北省人民政府关于推进节能减排工作的意见（冀政［2008］11号）河北省人民政府2008年2月6、《保定市涿州区污水处理工程建设项目环境影响报告表》国家环境保护总局2005年7月7、《保定市涿州区污水处理工程初步设计》8、《河北省保定市涿州区集中供热改（扩）建工程可行性研究报告》9、《保定市涿州区玉带山产业园区控制性详细规划说明书》1.5编制原则1、按照国家和河北省所下发的提标改造要求，彻底提升涿州污水处理厂的出水水质，以减少对下游水体的污染。2、结合城市总体规划，充分结合污水处理厂现有设施，发挥建设项目的社会、环境、经济效益。3、采用高效节能、先进可靠的工艺，减少基建投资和日常运行费用，降低对周围生态环境的不利影响。4、选择国内外先进、可靠、高效、运行管理方便、维修简便的生态和水处理专用设备。5、采用先进的自动控制技术，做到技术可靠，经济合理。20 6、通过多方案的技术经济比较，选择满足出水水质要求并且能适应当地条件、节约能耗、降低成本的处理工艺，充分发挥项目的社会、经济和环境效益。1.6编制范围本项目申请报告编制范围为涿州污水处理厂提标改造(一级A)深度处理，通过对浓度处理工程的技术性、经济性比较分析，提出本项目的申请报告。主要包括：1、建设污水处理厂提标改造深度处理工艺设施；1.7设计规范标准1、《室外排水设计规范》GB50014-20062、《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-20023、《室外给水设计规范》GB50013-20064、《城市污水再生利用分类》GB/T18919-20025、《城市污水再生利用景观环境用水水质》GB/T18921-20026、《污水再生利用工程设计规范》GB50335-20027、《城市污水处理工程项目建设标准》(2001年修订)8、《工业企业总平面设计规范》GB50187-939、《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》CJJ31-8910、《建筑结构荷载规范》GB50009-200111、《建筑地基基础设计规范》GB50007-200212、《混凝土结构设计规范》GB20010-200213、《建筑抗震设计规范》GB20011-200114、《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-200215、《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332-200216、《地下工程防水技术规范》GB50108-200120 17、《构筑物抗震设计规范》GB50191-9318、《中国地震动参数区划图》GB18306-200119、《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-200420、《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》CECS138:200221、《地基与基础工程质量验收规范》GB50202-200222、《砌体工程施工质量验收规范》GB50203-200223、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-200224、《地下防水工程质量验收规范》GB50208-200125、《给水排水构筑物工程施工及验收规范》GBJ141-9026、《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-200327、《建筑与市政降水工程技术规范》JGJ111-9828、《建筑地基处理技术规范》JGJ79-200229、《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-200330、《3~110kV高压配电装置设计规范》GB50060-199231、《10kV及以下变电所设计规范》GB50053-199432、《低压配电设计规范》GB50054-199533、《供配电系统设计规范》GB50052-199534、《系统接地的型式及安全技术要求》GB14050-199335、《建筑物防雷设计规范》（2000年版）GB50057-199436、《工业企业照明设计标准》GB50034-200437、《电力工程电缆设计规范》GB50217-200738、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-200439、《电设备电磁兼容性要求》GB/T18268-200040、《雷电电磁脉冲防护》GB/T19271-200341、《电力装置的电测量仪表装置设计规范》GB/T50063-200820 42、《民用建筑电气设计技术规范》JGJ/T16-200843、《城市区域环境噪声标准》GB3096-9344、《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87-8545、《恶臭污染物排放标准》GB14554-9346、《农用污泥中污染物控制标准》GB4248-8447、《建筑设计防火规范》GB50016-200620 第二章改造工程方案论证2.1提标改造需要解决的问题2.1.1增加处理措施，着重进行脱氮根据贵方提出的出水情况改造，在工程中应着重考虑总氮的去除问题，增加脱氮设施，保证出水总氮达标。此外，在脱氮过程中应考虑碳源问题，由于生物脱氮系统通过加碳源为电子供体，利用原污水中的基质作为反硝化的电子受体。由于在二级处理过程中，可作为碳源利用的有机物已经被最大程度地去除，因此需外加碳源才能保证反硝化进行。常用外加碳源有：甲醇、乙酸盐等。其中乙酸钠适应性强、效果好，价格高；甲醇适应期长、价格低，故此次设计采用甲醇为碳源。2.1.2去除有机物和总磷二级处理出水中的有机物主要为溶解性有有机物和悬浮性的有机物。对于溶解性有有机物可以在反硝化脱氮时作为碳源消耗掉；对于悬浮的有机物可以通过截留和吸附作用得以去除。为保证改造后能达到稳定的出水标准，本工程拟采用同步沉淀工艺和后沉淀工艺结合的工艺，分别在好氧池出水区及曝气生物滤池后投加化学药剂，进行化学除磷。2.1.3增加设施，保证悬浮物达标深度处理设计进水的悬浮物为20mg/l，出水要求降到10mg/l以下。为了进一步去除二级处理出水中的污染物质，应增加处理设施，去除出水中的固体物质、TP和浊度，保障出水水质。2.1.4减少升级改造的占地面积20 由于涿州污水处理工工程一期设计规划时未考虑升级改造的要求，因此厂区可利用的空闲场地较少。在增加必要的处理构筑物的同时，应考虑工艺的占地情况，来减少新增用地，避免进行征地。本次改造主体工艺应采用生物处理技术与物化过虑技术相结合的工艺路线，在生物处理部分对COD、BOD、氨氮、总氮、总磷进行最大程度的去除，采用过虑工艺对悬浮物进行去除，同时应考虑加药除磷。2.2深度处理技术工艺介绍目前现在技术通常采用对二级出水深度处理的方法进行深度处理，可供选择的工艺有物化和生化两大类。一般二级出水的总氮多以溶解性硝酸盐氮和氨氮方式存在，混凝、沉淀、过滤对去除率极为有限，因此必须采用生物处理方法才能去除。从本工程的实际情况出发，考虑到原水的特点、污染物的类型及含量、回用的场合和要求，兼顾投资、运行费、工艺的可靠性、场地情况等方面的因素，直接采用物化方法可行性稍差。深度处理能否采用生物处理方法，主要取决于污水在生物过程中自身营养能否平衡，相关的指标能否达到要求，还需对进水水质进行分析。通过对设计水质进行分析，才可得知深度处理是否可采用生物处理工艺。2.2.1曝气生物滤池工艺曝气生物滤池是一种新型高负荷淹没式三相分离器，它兼有活性污泥法和生物膜法两者优点。生物浓度高，有机物负荷高，水力负荷高，水力停留时间短，占地面积小，有机物、悬浮物、氨氮去除效能高。目前市场上有三种形式的曝气生物滤池，分别为法国OTV公司开发的Biocarbone，法国得利满公司开发的Biofor和丹麦克鲁格公司开发的Biostyr20 。填料作为曝气生物滤池的核心组成部分，影响着该工艺的处理效果和运行控制，选择合适的填料对曝气生物滤池的推广和应用意义非常大。填料选择考虑的因素有：生物膜附着容易，表面必须粗糙及多孔，同时具有较大的比表面积；密度适中，既考虑反冲沅容易，又不至于跑料；形状规则，尺寸均一，使之可以在滤料间形成均一的流速，最好以球形为佳；化学和生物稳定性好，对微生物无害和抑制作用；滤料表面电性以带正电和亲水性为好；水流流态良好，有利于发挥传质效应；空隙率大，阻力小，强度大，经久耐用；货源充足，价格较便宜。曝气生物滤池将作为本研究报告中比选方案之一。曝气生物滤池技术地推广应用并不是偶然的，是社会发展的必然结果。随着环保技术的发展和人们对环境质量要求的提高，世界各国相继推出了更为严格的城市污水和工业废水的排放标准，标准中不仅对出水中的COD、BOD5提出了更严格的要求，而且对二级出水中氮和磷提出了明确的指标。这样必须在传统工艺的基础上增加深度处理或对原有工艺进行改造。由于受到原在处理场地的限制，要求新的处理工艺必须具有占地小、处理效率高、能满足脱磷除氮要求等特点，由此曝气生物滤池应运而生。曝气生物滤池的最大特点是使用了一种新型粒状滤料，在其表面生长在生物膜。通过对滤料表面的电镜照片观察，在滤池中存在种群丰富，结构完整，功能稳定的生态系统。污水自下向上流过滤料，池底则提供曝气，使废水中的有机物得到吸附、截留与生物分解，定期地利用处理后出水进行反冲洗，排除增殖的活性污泥。由于曝气生物滤池独特的设计和全新运行方式，在同一个池中既有好氧区、又有缺氧区，可以在COD得到降解的同时对污水的NH3-N实现硝化和反硝化。20 对于难生物降解的废水，曝气生物滤池的微生物黏附在颗粒填料表面，可接种和驯化特殊菌种，提高难降解废水的处理效果。另外，由于大量的微生物生长在粒状填料粗糙多孔的表面，微生物不会流失，即使长时间不运转也能保持其菌种。这样，使其运行管理非常简单。另外，曝气生物滤池的粒状填料对微生物有富集作用，即使在处理低浓度废水时仍能具有较高的去除率，而且挂摸埋单短，使系统能够很快进入正常运行状态。曝气生物滤池特点曝气生物滤池能够作为活性污泥法与常规的接触氧化法的革新替代技术，与国内现有的技术相比，它具有以下特点：1）陶粒填料比表面积大，易挂摸，保证了单位容积滤池中有较高的生物量。2）为提高氨氮的去除率，曝气生物滤池采用的气水比为3：1。3）抗冲击负荷能力强，对生活污水水质、水量变化有较强的适应性，运行稳定性好。4）曝气生物滤池结构设计合理，采用气水联合反冲洗，可在较低的冲洗强度下，获得较好的冲洗效果，可使生物滤池长期保持理想的运行效果。5）生物膜含水率低，不会发生污泥膨胀，运行管理较方便。6）曝气生物滤池内填料经久耐用，由于使用了新型粒状填料，有高效切割气泡的能力，所以曝气量为普通生物处理的1/2；并且由于处理流程简化，因而能源消耗与设备维护费用较低，并可实现微机控制。7）占地面积小：其池容积和占地面积只是常规二级生物处理的1/5左右，不需要二沉池。8）脱碳、硝化、反硝化均在同一反应器内完成，运行管理简便。20 曝气生物滤池出水进入高效过滤池后自上向下流过滤层，使水中残留的悬浮物得以附着，以去除原水在曝气生物滤池后的残留絮体和杂质，从而达到降低浊度的目的。滤池的配水系统位于滤池底部，其作用是，过滤时均匀收集过滤水，反冲洗时均匀分布冲洗水。该滤池滤料直径小，具有比表面积大等优点，增加了水中杂质颗粒与滤料的接触机会和滤料的吸附能力，从而提高了过滤效率和截污容量。同时该快滤池还具有过滤速度快、出水水质好、占地面积小及操作稳定简单等优点。当滤层被污染需清洗再生时，应用空气冲洗滤料上的污泥，然后用水反冲洗使污泥排除。用气水联合反冲的形式可达到较好的冲洗效果，从而延长过滤周期，提高过滤水水质；且因降低反冲洗强度而节约冲洗水量。冲洗后可有效地恢复滤池的过滤性能，保证污水的处理效果。采用此工艺方案，将带来如下效果：●处理能力大●高度集成化水处理技术①高性能生物滤池，除碳去氮②各处理工艺均拥有超过一百个工程案例●集成化处理系统的作用①节省厂区用地②除臭味、去噪音及肉眼可见污物2.2.2MBR工艺MBR法是可以用于低浓度污水处理的新型活性污泥法。MBR20 是指将超、微滤膜分离技术与污水处理中的生物反应器相结合而成的一种新的污水处理装置。除磷脱氮功能是工艺设计的核心部分，膜系统的合理设计是稳定运行的关键。总水力停留时间一般为1.0~12.0小时，污泥负荷一般为0.06~0.12kgBOD5/(kgMLSS.d)，泥龄25~40d这种反应器综合了膜处理技术和生物处理技术带来的优点。超、微滤膜组件作为泥水分离单元，可以完全取代二次沉淀池。超、微滤膜截留活性污泥混合液中微生物絮体和较大分子有机物，使之停留在反应器内，使反应器内获得高生物浓度，并延长有机固体停留时间，极大地提高了微生物对有机物的氧化率。同时，经超、微滤膜处理后，出水质量高，可以直接用于非饮用水回用。系统具有较高的抗冲击能力，实际应用前景广阔。膜的高效截留作用，将全部细菌及悬浮物截流在曝气池中，特别是可以有交截留增殖速度缓慢的硝化菌，使硝化反应顺利进行，在效去除氨氮；同时也可以截留难于降解的大分子有机物，延长其在反应器中的停留时间，使之得到最大限度的降解。膜组件下部设置有连续式的充气装置，定时吹扫抖动膜片，以缓解膜组件周边的污泥浓度累积。通过膜区回流泵将截留下来的微生物根据需要送至生化区，从而可以根据水质的变化，控制各段的生物负荷与生物活性，以确保生化降解的顺利进行。并可定期排出剩余污泥。经过膜分离后的产水，清澈透明，其中的污染物质含量较低（COD≤50mg/L，NH3-N≤1mg/L），可以直接回用于冷却循环水的补水系统。MBR技术具有许多传统生物处理技术无法比拟的明显优势：1）高品质的出水采用膜生物反应器技术处理后的污水，其COD可达50mg/l以下，BOD可达5mg/l以下，NH3-N接近于020 ，可以直接回用于冷却循环水、生活杂用水等方面，这是一般传统工艺很难达到的。高品质的出水，可以直接回用，从而有效减少后续处理工艺，降低投资和运行费用。由于采用膜分离（膜孔径在0.1~0.4μm之间）可以将活性污泥全部截流在曝气池内实现生物富集，并进而实现生物的共代谢作用，从而大大提高对难降解有机物的去除率，其COD去除率可达98%以上；由于膜分离作用，可以有效控制泥龄。因此可以使世代周期较长的硝化细菌得到有效地繁殖，从而大大提高污水中NH3-N的去除率，可达95%以上；由于采用膜分离，因此可以获得清澈优质的回用水。经膜生物反应器处理后的出水，其浊度可以达到0.1NTU以下，SDI值小于3，可以直接作为鈉滤或反渗透的进水，为污水资源化、经济可持续发展，提供了可能。2）节省占地由于膜生物反应器工艺采用一个处理构筑物替代了传统污水处理工艺的多个构筑物，因此大大减少了对土地的占用；由于膜生物反应器工艺采用膜分离，因此其中的MLSS浓度为传统工艺的3~5倍，可达6000~20000mg/l。因此，在处理相同的污水时，较传统工艺效率更高，构筑物尺寸更小，占地更小。3）抗冲击负荷能力强膜生物反应器具有较强的抗冲击负荷能力。由于膜生物反应器中活性污泥浓度较高，为传统工艺的3~5倍，微生物种群丰富，生物链完备，因此其抗冲击负荷的能力较强。由于采用膜分离，实现了污泥龄与水力停留时间分离，可根据来水水质水量变化情况，人为控制污泥浓度，进而控制系统的容积负荷，以保证稳定的出水水质。4）易于扩展处理能力20 由于膜分离技术具有很强的模块化特征，因此具有放大容易的特点，扩容十分方便。它可以通过在生物处理构筑物内增加出水膜单元、提高污泥浓度等手段，十分方便地实现处理能力的增长。5）剩余污泥量少可以效减少污泥后续处置费用，减少对环境的二次污染。由于泥龄长（30天以上），因此剩余污泥产生量少，且十分稳定。大量的工程实践表明，膜生物反应器工艺排放的剩余污泥量仅为传统污水处理工艺的1/3~1/2。6）自动化程度高，控制运行稳定对于含有工业废水的污水处理系统，其稳定运行十分重要，而提高自动化控制水平，减少人为因素干扰，显得尤为重要。2.2.3石英砂过滤工艺石英砂过滤工艺采用了较粗、较厚的均匀颗粒的石英砂滤层；采用了不使滤层膨胀的气、水同时反冲洗兼有待滤水的表面扫洗；采用了气垫分布空气和专用的长柄滤头进行气、水分配等工艺。它具有出水水质好、滤速高、运行周期长、反冲洗效果好、节能和便于自动化管理等特点。石英砂过滤器是常用的水质深度净化处理装置，填装天然石英砂，用于去除水中悬浮物，有机物，胶质颗粒，微生物，氯，嗅味及部分重金属离子，改善出水浊度，石英砂过滤池的大小依据水量而定。还要根据原水水质的情况出水水质的要求，可选用单层滤料，双层滤料或多层滤料。石英砂过滤工艺特点：20 滤池是水厂净水工艺中的重要环节，而滤池过滤能力的再生，是滤池稳定高效运行的关键。若采用较好的反冲洗技术，使滤池经常处于最优条件下工作，不仅可以节水、节能，还能提高水质，增大滤层的截污能力，延长工作周期，提高产水量。而滤池过滤能力的再生，就采用了先进的气、水反冲洗兼表面扫洗这一技术。因此滤池的过滤周期比单纯水冲洗的滤池延长了75%左右，截污水量可提高118%，而反冲洗水的耗量比单纯水冲洗的滤池可减少40%以上。滤池在气冲洗时，由于用鼓风机将空气压入滤层，因面从以下几方面改善了滤池的过滤性能：1）压缩空气的加入增大了滤料表面的剪力，从而使得通常水冲洗时不易剥落的污物在气泡急剧上升的高剪力下得以剥落，从而提高了反冲洗效果。2）气泡在滤层中运动产生混合后，可使滤料的颗粒不断涡旋扩散，促进了滤层颗粒循环混合，由此得到一个级配较均匀的混合滤层，其孔隙率高于级配滤料的分级滤层，改善了过滤性能，从而提高了滤层的截污能力。3）压缩空气的加入，气泡在颗粒滤料中爆破，使得滤料颗粒间的碰撞摩擦加剧，在水冲洗时，对滤料颗粒表面的剪切作用也得以充分发挥，加强了水冲清污的效能。4）气泡在滤层中的运动，减少了水冲洗时滤料颗粒间的相互接触的阻力，使水冲洗强度大大降低，从而节省冲洗的能耗。5）优质的滤料耐磨损，降低损耗，滤料的补充是微量的，运行费用低。6）系统自动运行，操作简便。2.2.4活性砂滤工艺20 活性砂滤器是一种连续过滤的砂滤池，即不需要将砂滤器停止运行就可以清洗砂床。过滤自上而上进行（水向上流经砂床，而砂子慢慢向下移动）。在过滤过程中脏砂在一个清洗容器中清洗，脏物随清洗水一起排出。1）水路污水通过进水管（1）进入滤器，通过中心进水管（2）和分配器进入滤床（4）.在上流过程中，水体被砂滤层净化，并经底部溢流堰（5）排出。2）砂路当水流上升的同时，过滤砂层连续向下运动，脏砂（6）在底部被吹向顶部，被清洗后再生释放于顶部砂层（7）.3）气路砂的循环依靠气提的作用，驱使脏砂和水沿着中心上升管（8）上流。强劲的冲洗使杂质从砂粒中分离出来。在管道顶端空气被释放出来，脏水也排放出来（9），而砂粒沉降在清洗器中。通过气提作用转移的砂子量取决于通过气提作用压缩的空气量的多少。气省将脏砂从砂滤器底部运送到砂子清洗槽。气流通过在一个长的管道底部充入空气而形成。低密度的砂子/水/空气和周围介质共同导致了该混合物的上升。这是由物理泵原理形成的。气流在一条垂直的保护管（中心管）中。气流完全浸入到水中，气流的吸入端紧接着滤器底部，而排出端止于清洗器（滤器上端）。压缩空气通过供应管道进入气流室和分配室。气流室中的水将被压缩空气所代替，从而产生了密度小于周围水的空气与水的混合物。周围水的静压力因此强迫气流室中的水向上流动，气流室吸入端产生的吸力足以将气流室的砂和所水混合物提升到上部的砂子清洗器。当砂子离开气流室排出时，就通过清洗室降落。更小、比重更轻的悬浮固体将被反方向的清洗水清洗掉。20 干净的砂子落回到砂床顶端，重新进行过滤过程。脏的清洗水流通过清洗水管道排出，空气扩散到大气中。4）清洗清洗装置是砂滤池的关键部件。具有独特的水力我的清洗槽（10）环绕于中心上流气提管路。砂粒进入清洗槽，由少量流经清洗器端口的干净的滤后水进行最后的清洗。清洗后的脏水在清水（11）与脏水（9）的压差作用下被排出反应器（清水液面与清洗水溢流堰相平，而脏水液面与脏水排出管道的顶端相平）。砂粒清洗器由许多环绕中心保护管的环组成，从而形成“迷宫”的形状。清洗槽的内外部分集中在支撑支架上，这些支撑支架支持着整个砂粒清洗器。当砂粒通过清洗槽向下运动时，砂粒被反向进入清洗槽的水清洗。清洗水流通过滤池中的滤液与清洗水容器中的液位差形成。液位差近使一个部分滤液在砂粒清洗器中向上运动。液位差已在砂滤池制造时预先确定。可以通过在清洗水流中放置一根不同长度的管子调节清洗水的流速来调节液位差。清洗水溢流液面与滤液液面差越大，清洗水流就越大。除了清洗水与滤液水的液位差外，清洗水流也受砂粒循环速率的影响。砂粒循环速率越高，清洗槽中的砂子量越多，对水的阻滞作用更大，清洗水流就越少。但在运行中需要保持一个最小的清洗水流。活性砂滤器反硝化原理反硝化反应利用COD将硝酸根还原成N2，反应方程式如下：5CH3OH+6NO3-→OH-+7H2O+3N2+HCO3-20 反硝化细菌是异养性细菌，所以他们依赖于有机物质而生存。它们的营养物是由溶解有机物连同亚硝酸盐、硝酸盐、氢化物组成，并由水中扩散到生物活性层。由此提供的营养物使细菌可以生长、繁殖。新的生物群形成在过滤器细砂上。细菌的代谢产物包括：氮气，二氧化碳、碳酸氢盐和水，这些产物被排除在周围水域中。反硝化细菌的特征如下：碳源需求：2.5~3.0mgCH3OH/mgNO3-N污泥产率：0.7~1.3mg/mgN去除经过特别设计，先配的专用的控制系统，能通过监测流砂的循环，达到恰当投加甲醇，减少浪费，避免出水BOD招标的目的。活性砂滤器除磷原理废水中溶解性PO4-P的去除有两个途径：吸附进入细胞，成为生物菌的一部分，（达到细胞质重量的3%）；与Fe3+，Al3+结合，形成难溶性的FePO4，AlPO4过滤而出，但同时伴生Fe(OH)3污泥产生。通常运行要求金属离子的摩尔数浓度要大于化学计量系数的比例。在一定的条件下，污泥负荷不超出砂滤的污泥负荷，物化除磷和反硝化过程可以在同一台砂滤中完成。20 表2-1城市二级污水深度处理工艺一览表序号工艺应用情况占地面积投资优缺点1曝气生物滤池在国内外有较多的工程化应用业绩占地面积适中适中优点：有效去除有机物、氨氮、总氮总磷等污染物，有过滤功能；占地面积小，加盖密封容易；耐冲击负荷强，无污泥膨胀，运行稳定可靠；池内填料经久耐用，新型粒状填料有高效切割气泡的能力，曝气量为普通生物处理的1/2；能耗与设备维护费用较低，并可实现微机控制；缺点：处理系统内部自耗水量较大2膜生物反应器在国外有较多工程化应用业绩，而国内相对较少占地面积适中大优点：曝气池池容小；设备布置紧凑，占地面积较常规工艺大大缩小；出水水质高、稳定，对病原体具有很好的去除效果；出水可直接回用于循环补水系统；流程简单；工艺流程自动化程度高。缺点：水处理设备类型较多，完全依靠进口，维护费用高3石英砂滤池应用广泛占地面积适中适中优点：过滤性能好，对悬浮物去除能力强，系统自动运行，操作简便4活性砂滤在国外有较多工程化应用业绩占地面积小适中优点：连续运行，产水量高，过滤性能好，对悬浮物去除能力较强，系统自控程度高5混凝-澄清-过滤有应用，有的工程已通过验收；尤其适宜在大规模给水处理中利用占地面积大较少工艺较成熟，但是除浊度、SS能够达到处理要求外，其余指标如BOD5、COD、氨氮都难以达到处理标准、复杂程度高、厂区卫生条件不好、出水水质较差、自动化程度低，且工艺中涉及到的设备较多，设备调非常费时6臭氧-活性炭吸附法大规模应用较少占地面积小较大处理工艺简单，设备化程度高，但活性炭易饱和，原水水质不好时出水水质保障性差，臭氧发生器耗叫量较大20 煤炭工业石家庄设计研究院2.3改造方案比选2.3.1工艺选择原则1）从实际出发，解决问题根据涿州污水处理厂的实际运行状况，现有工艺特点、进出水水质变化，结合现有改造经验，选择适合本污水厂的深度处理工艺。2）经济、安全、可靠本项目为市政基础设施项目，应尽量减少投资，减轻纳税人的负担。无论任何工艺，工艺达标的安全性是第一位的。在可靠性方面，应谙采用成熟工艺。3）减少对现在工艺设施的改造目前原有工艺运转良好，升级改造应减少对现在工艺设施的改造，降低升级改造的投资费用。4）最大限度降低征地面积由于本项目为提标改造项目，所占用的土地越少，对现有设施的影响越少，特别是对远期的扩建更加有利。工艺选择应尽量在原有构筑物内进行技术改造，其次是利用现在污水处理厂内空闲地，这些措施可最大限度减少征地。2.3.2方案一：曝气生物滤池+石英砂过滤工艺2.3.2.1工艺流程说明采用通过增加反应器内的微生物浓度的途径对二级出水进行深度处理，向反应器内投加微生物生长的载体即填料，增加微生物的固体停留时间，从而增加单位体积内的微生物量，强化脱氮除磷效果。主体工艺流程：87 煤炭工业石家庄设计研究院污水处理厂出水中水出水提升泵房曝气生物滤池石英砂滤池清水池本工艺流程采用后置反硝化生物滤池工艺，工艺流程说明如下：二沉池出水自流入深度处理提升泵房，经提升泵提升进入曝气生物滤池，曝气生物滤池N硝化区主要对污水中的氨氮进行硝化以及实现剩余有机物的降解，并进一步截留污水中的SS。氨氮在有氧的条件下，通过附着生长在球形多孔陶粒滤料上的硝化菌的氧化作用转化成硝酸盐或亚硝酸盐，硝酸盐和亚硝酸盐进入反硝化生物滤池进行脱除。曝气生物滤池出水进入石英砂滤池，进一步去除水中的污染物，保证出水水质，为防止微生物繁殖，堵塞滤池，应在滤池进水端设置消毒装置，采用二氧化氯消毒，加氯量为3mg/L。加氯装置放置于加氯间内。砂滤池反冲洗采取气水联合反冲的方式，反冲洗水同样先排入反冲洗排水缓冲池，再用泵连续、均匀地打入厂区现在的重力流污水管道流入二级处理设施的进水泵房。由于生物脱氮系统碳源为电子供体，利用污水中的硝酸盐作为反硝化的电子受体。该比值越大，反硝化进行的越快，其比值理论上要求大于3，一般工程中应大于5。由于本次深度处理工程设计进水的BOD5/TN=1<3，不具备完全生物脱氮条件，因此在生物脱氮时应考虑外部投加碳源。该工艺具有以下特点：1）具有有较高的耐水质、水量冲击负荷能力。2）在曝气生物滤池反硝化部分中采用了粒径为4~6mm的球形多孔陶粒滤料，硝化滤池采用了粒径为3mm~5mm的滤料，滤池内生长的微生物师大，反硝化和硝化速率高，污染物去除率高，对SS87 煤炭工业石家庄设计研究院的过滤效果好，出水水质好且稳定。3）选用天然石英砂作为砂滤池填料，机械性能高，化学性能稳定，过滤周期长，使用寿命长等特点。4）采用两点加氯措施，出水在清水池中加氯，并利用清水池加氯水反冲洗的石英砂滤料滤池的水头损失比用未加氯水反冲洗的小。5）布置紧凑，占地面积小。6）操作管理、运行维护方便，设备及材料使用寿命长。7）调试时间短，投入运行快，一般调试时间15~21天，中断运行后重新启动恢复快。8）采用PLC自动控制，日常维护工作量小。9）滤池反冲洗排水回到厂区原污水提升泵房，不排入市政管网，因而减少了水量损失及二次环境污染，具有更好的经济效益和环境效益。10）无剩余污泥量产生。11）污水处理厂气味、噪音产生量小，工作环境较好。12）设备材料配置质量高，关键设备、材料均采用目前国际、国内知名品牌产品，质量性能稳定，保证了设备使用寿命长，维护工作量小。2.3.3方案二：MBR工艺2.3.3.1工艺流程说明主工艺流程：提升泵房MBR池清水池中水出水污水处理厂出水污水处理厂出水进入提升泵房，之后进入MBR87 煤炭工业石家庄设计研究院池，采用推流式活性污泥法延时曝气生化工艺，内部设置高效供氧的微孔曝气系统，为微生物提供充足的氧分。以降解污水中的有机污染物和氨氮，获得更好的生化处理效果；末端采用膜分离，内部设置膜组件（MBR组件），膜区内也设有曝气装置，曝气装置完成两种功能，一方面在膜周围对膜进行气水振荡清洗，保持膜表面清洁，另一方面又为继续在该段进行生物降解的生物提供所需的氧气，生物降解后的水在虹吸和出水自吸泵的抽吸作用下通过MBR膜组件，出水加氯量为2mg/L，进入清水池。膜生物反应器的优越性主要表现在：1)对污染物的去除率高，抗污泥膨胀能力强，出水水质稳定可靠，出水中没有悬浮物；2）膜生物反应器实现了反应器污泥龄STR和水力停留时间HRT的分别控制，因而其设计和操作大大简化；3）膜的机械截留作用避免了微生物的流失，生物反应器内可保持高的污泥浓度，从而能提高体积负荷，降低污泥负荷，具有极强的抗冲击能力；4）由于SRT很长，生物反应器又起到了“污泥硝化池”的作用，从而显著减少污泥产量，剩余污泥产量低，污泥处理费用低；5）由于膜的截流作用使SRT延长，营造了有利于增殖缓慢的微生物。如硝化细菌生长的环境，可以提高系统的硝化能力，同时有利于提高难降解大分子有机物的处理效率和促使其彻底的分解；6）MBR曝气池的活性污泥不不会随出水流失，在运行过程中，活性污泥会因进入有机物浓度的变化而变化，并达到一种动态平衡，这使系统出水稳定并有耐冲击负荷的特点；7）较大的水力循环导致了污水的均匀混合，因而使活性污泥有很好的分散性，大大提高活性污泥的比表面积。MBR系统中活性污泥的高度分散是提高水处理的效果的又一个原因。这是普通生化法水处理技术形成较大的菌胶团所难以相比的；87 煤炭工业石家庄设计研究院8）膜生物反应器易于一体化，易于实现自动控制，操作管理方便；9）MBR工艺省略了二沉池，减少占地面积；但是MBR的前期投资和运行过程中的费用过高，一时还很难普及。2.3.4方案比较二种方案比较分项方案一：曝气生物滤池＋石英砂过滤工艺方案二MBR工艺优势1、陶粒填料比表面积大，易挂膜：保证了单位容积滤池中有较高的生物量2、抗冲击负荷能力强，运行稳定性好3、生物膜含水率低，不会发生污泥膨胀，运行管理较方便4、填料耐久耐用5、能源消耗与设备维护费用较低、并可实现微机控制6、占地面积小7、脱氮、硝化、反硝化均在同一反应器内完成，运行管理简便8、水头损失小，节省能耗9、应用广泛1、出水品质极高，其COD可达50mg/l以下，BOD可达5mg/l以下，NH3-N接近于0，可以直接回用于冷却循环水、生活杂用水等方面，这是一般传统工艺很难达到；2、节省占地，采用浸没式液中膜3、抗冲击负荷能力强4、易于扩展处理能力，可适应更高用水水质要求5、剩余污泥量少6、自动化程度高，控制运行稳定7、发展前景方阔占地占地面积小占地面积小工程直接费少多单位水质工程费少多单位处理运行成本少多应用广泛主要用于高水质要求领域上表对二种方案进行了综合比较，在充分考虑了工艺的经济性、科学性、有效性和可靠的基础上，推荐“曝气生物滤池＋石英砂过滤”工艺为涿州污水处理厂改造主体工艺。2.4消毒工艺必选87 煤炭工业石家庄设计研究院生物处理工艺的出水中一般都带有随水流出的大量细菌及其他微生物，并且敞开式循环冷却水系统为各种微生物的生长繁殖提供了优良的环境，为避免循环水系统中细菌繁殖和微生物滋生，保证回用水使用的卫生、消毒杀菌工艺是必要的。同时，根据国家标准GB50335-2002《污水再生利用工程设计规范》中中水用作冷却用水补充水的要求，粪大肠菌群＜2000个/L，所以进水循环水系统前应进行消毒。2.4.1工艺概括目前常用的消毒方法主要有：液氯、次氯酸钠、氯氨、二氧化氯、紫外线、臭氧等。表3-3消毒工艺综合对比表项目液氯臭氧二氧化氯紫外线接触时间10~30min5~10min10~20min6~10s使用剂量10mg/l10mg/l2~5mg/l--运行成本0.02元/m30.10元/m30.08元/m30.016元/m3优点便宜：技术成熟、氯瓶来源广，加氯系统安全可靠；有持续消毒作用现场发生，反应速度快；消毒后，臭氧立即分解，基本消除了对生物群的毒效；使水的溶解氧增加，无毒不受PH影响；易溶于水，投加量少，残流量少；投资少、产率高且在水中滞留时间长，能杀除和抑制细菌；在一定的范围内，杀菌能力随着温度升高而升高不投加化学药剂，无二次污染；使用简便、安全、快速，易实现自动化缺点对某些细菌、毒孢无效；残毒；产生臭味；有强烈刺激性、有毒，在运输和使用中易发生泄露和爆炸生产臭氧效率低，运行和维护费用高；臭氧必须边生产边使用，工艺没有剩余臭氧易爆；只能现场发生、使用，设备复杂操作管理要求高；就有20%二氧化氯在消毒过程中有；二氧化氯消毒仅适用于较小规模的污水处理厂电耗大；紫外灯管和石英套管需定期更换清除；对处理出水SS要求高；无持续作用消毒效果能有效杀菌杀菌和杀灭病毒、芽孢的效果都很好；灭活微生物的效果优于氯、氯氨、二氧化氯等消毒剂；除色除臭效果好对水中微生物或有机生物的消毒与去除能力优于氯；明显改善消毒水体的味觉和嗅觉杀菌范围广，效果好消毒副产物三卤甲烷（THMs）卤乙酸（HAAs），卤代酚MX｛3-氯-4（二氯甲基）-5-羟基-2（5H）-基本上不含有THMs，主要是醛，芳香族羧酸等有机物；当水中含有溴离子时刻能生成溴化物有机副产物为酮、醛或羧基类的物质；无机副产物主要包括亚氯酸根（可能导致溶血性贫血症）和氯酸根不产生有害物质，安全可靠87 煤炭工业石家庄设计研究院呋喃酮｝，卤乙腈（HANs），卤代酮（HKs），卤代醛，卤代硝基甲烷2.4.2二氧化氯消毒原理及其工艺特点二氧化氯对细菌、病毒及真菌孢子的杀灭能力均很强，由于CLO2是一种不稳定化合物，不含HOCL-形式的有效氯然而其浓度常以有效氯的术语表示。CLO2氯原子为正4价，还原成氯化物时可得到5个电子，因此去氧化能力相当于氯的5倍，有效氯含量为263%。故二氧化氯是极为有效的饮水消毒剂。二氧化氯对微生物的杀灭原理是：二氧化氯对细胞壁有来那个号的吸附性和透过性能，可有效地氧化细胞内含巯基的酶；可与半胱氨酸、色氨酸和游离脂肪酸反应，快速控制生物蛋白质的合成，使膜的渗透性增高；并能改变病毒衣壳蛋白，导致病毒灭活。二氧化氯是联合国世界卫生组织确认的一种安全、高效、广谱、强力杀菌剂，其有效氯是氯气的2.63倍，杀菌能力是氯气的5倍，是次氯酸钠的50倍以上，它可以杀灭一切微生物，包括细菌繁殖体、分支杆菌，尤其对甲肝、乙肝、伤寒、脊髓灰质及艾滋病毒有良好的杀灭和抑制效果，并且还具有以下几个特点：在多种常用消毒剂中，在相同时间内达到同样杀菌效果所需药剂浓度，二氧化氯是最低的，它对细胞壁有较强的吸附能力，能有效地氧化细胞内含巯基的酶，从而抑制微生物蛋白质的合成来破坏微生物；二氧化氯在水中扩散速度和渗透能力都很强，且有持久杀菌能力，实际应用表明在0.55ppm时对大肠杆菌保持99%的杀灭率，能保持12小时以上；经口毒性试验表明，二氧化氯属无毒品，积累性试验结论为弱蓄积性物质，使用非常安全，而且它不与水体中的有机物作用生成三卤甲烷等致癌物质，对高等动物细胞、精子及染色体无致癌、致畸、致突变作用。主要有如下优势：87 煤炭工业石家庄设计研究院1）消毒效果好而且具有持续消毒、杀菌作用。2）消毒效果不受氨的影响。3）在碱性条件下，杀菌效果不受影响。4）对病毒具有强力的杀灭作用。5）对换热管表面的生物膜具有剥离效果。6）不会形成致癌物如卤代烃。7）具有脱色、助凝、除氰、除酚、除臭等多种功能。2.4.3消毒工艺比选根据工程实际需要，选择投加二氧化氯和紫外线进行比较，详见下表二氧化氯消毒主要工艺参数表投加量6mg/l接触时间30min二氧化氯发生器10kg/h2台，一用一备紫外消毒主要工艺参数表紫外照射强度15.8mws/cm2接触时间10s紫外消毒系统2台40kw二氧化氯、紫外线消毒对比表方法紫外线消毒二氧化氯末梢余氯无，本工程需要增加补氯措施有适用条件适用于工矿企业集中用户用水是用于有机污染严重时，适于管网供水主要优点杀菌效率高，所需接触时间短；不改变水的物理、化学性质，不产生有机氯化物和氯酚味；具有成套设备，操作方便不形成氯仿有机卤代物；杀菌效果好，不受PH值影响；具有强烈的氧化作用，除色嗅、色、氧化锰、铁等物质主要缺点没有持续消毒作用，易受重复污染易引起爆炸；不能贮存，现场随时制取适用；制取设备复杂；操作管理要求高87 煤炭工业石家庄设计研究院涿州污水处理厂原有液氯消毒设备，经过消毒二级出水直接排放，由于本改造工程后还需投加消毒液，所以液氯消毒难以满足处理污水的使用要求，推荐二氧化氯消毒工艺。第三章改造工程工艺设计87 煤炭工业石家庄设计研究院3.1设计参数及工艺流程3.1.1设计流量将涿州污水处理厂原工艺出水提升至一级A标准，处理规模4.0万吨/天表3-1工艺进出水水质序号项目原工艺出水提标改造出水值去除率1BoD5(mg/l)201050%2CODCr(mg/l)605016.7%3SS(mg/l)201050%4TN(mg/l)201525%5NH3-N(mg/l)18572.2%6TP(mg/l)1.50.566.7%7PH值6~96~93.1.2工艺流程介绍图3-1工艺流程图本工艺设计主要讲解污水中的TN、NH4-N，及部分COD，BOD及SS。本系统段采用后置反硝化生物滤池工艺，工艺流程说明如下：二沉池出水自流入深度处理提升泵房，经提升泵进入曝气生物滤池，曝气生物滤池N硝化区主要对污水中的氨氮进行硝化以及实现其他有机物的降解，并进一步截留污水中的SS87 煤炭工业石家庄设计研究院。氨氮在悠扬的条件下，通过附着生长在球形多孔陶粒滤料上的硝化菌的氧化作用转化成硝酸盐或亚硝酸盐，硝酸盐和亚硝酸盐和外加甲醇进入DN反硝化生物滤池进行脱除。该级滤池在缺氧环境下（DO＜0.5mg/l），利用附着生长在球形多孔陶粒滤料上的兼性细菌（反硝化菌）以易降解有机物（含甲醇）作为电子供体，肖态氮作为电子受体，进行反硝化脱氮。本单元保证最终出水中总氮、氨氮、有机物、悬浮物稳定达标。曝气生物滤池在运行一段时间后，由于微生物的繁殖、脱落以及滤料层截留的悬浮物的增加，滤床的阻力也不断增大，当阻力增大至设定值时，就必须对滤池进行反冲洗。反冲洗水利用回流清水池中的系统处理出水，反冲洗排水先排入反冲洗排水缓冲池，再用泵连续、均匀地打入厂区现有的重力流污水管道流入二级处理设施的进水泵房。因滤池反冲洗排水具有间断性、瞬时水量大等特点，滤池反冲洗排水进入厂区重力流污水管道，然后自流排入厂区原污水进水泵房。为避免反冲洗排水造成对厂区进水泵房的瞬时冲击，根据《曝气生物滤池工程技术规程》中的相关规定，应设置反冲洗排水缓冲池，然后通过提升泵连续、均匀将反冲洗废水排入厂区原污水进水泵房。曝气生物滤池出水与除磷药剂管道混合后进入石英砂滤池，进一步去除水中的悬浮物和总磷，保证出水水质，为防止微生物繁殖，堵塞滤池，应在滤池进水端设置消毒装置，采用二氧化氯消毒，加氯量为4mg/l。加氯装置放置于加氯间内。砂滤池反冲洗采取气水联合反冲的方式，反冲洗水同样先排入反冲洗排水缓冲池，再用泵连续、均匀地打入厂区现有的重力流污水管道流入二级处理设施的进水泵房。石英砂滤池出水加氯量为2mg/l。进入清水池。3.2工艺设计及构筑物设备表87 煤炭工业石家庄设计研究院3.2.1工艺设计3.2.1.1提升泵池暂时储存污水厂二级处理出水，采用地下式钢筋混凝土结构。经处理后的出水进提升泵池，提升后进入后续处理单元曝气生物滤池。设计规模按4.0万m3/d计，安装3台水泵，2用1备，考虑水泵运行时的并联损失系数为0.9.根据《室外排水设计规范》(GB50101-2005)泵房集水池容积不应小于最大单台水泵5min流量，但根据实际情况，CASS工艺出水为阶段性，因此确定提升泵池容积必须在2000m3/d以上。主要设计参数：1）土建部分结构类型：集水池为钢筋混凝土结构，上部为钢筋混凝土框架结构水力停留时间：1.5h尺寸：利用原有消毒池有效水深：6.0m数量：1座2）主要设备提升水泵设备类型：潜污泵单机性能参数：Q=850m3/hH＝12mN=45KW台数：3台（2用1备）起重设备设备类型：单轨电动葫芦起吊重量：3.0吨起吊高度：9米87 煤炭工业石家庄设计研究院数量：1台3.2.1.2曝气生物滤池（硝化）主要完成对污水中NH3-N的降解，同时进一步去除有机物和截留SS。滤池中填装有球型轻质多孔陶粒滤料，运行时通过鼓风曝气，利用环形多孔陶粒滤料上生长，附着的微物物的代谢作用，吸附、降解污水中的有机物及氨氮。1)主要设计参数：BOD负荷：qBOD＝2KgBOD/（m3滤料×d）填料高度：H0＝3.0m空塔水力停留时间：0.8h2)池体部分：数量：八格单池尺寸：7.5×7.5×6.0m配水层高度：1.2m承托层高度：0.3m滤料层高度：3.0m清水层高度：1.0m超高：0.5m池体结构：钢筋混凝土结构填料形式：球形轻多孔生物滤料配水形式：专用滤头布水系统配气形式：无堵塞滤池专用单孔膜曝气器供氧形式：罗茨鼓风机3)滤池内部设备材料部分：球形轻多孔生物滤料87 煤炭工业石家庄设计研究院性能参数：粒径：:Φ3-5mm数量：1350m3滤池专用长柄滤头数量：20580套性能参数：滤头契型缝隙2.2mm，滤头长度440mm单孔膜空气扩散器数量：20580套性能参数：滤头契型缝隙2.2mm，滤头长度440mm性能参数：单孔膜孔径1.2mm鹅卵石承托层：数量：135m3其中：90m3(Φ16-32mm，H=200mm)45m3(Φ8-16mm，H=100mm)填装要求：从下至上从大到小按级配填装标准滤板：数量：420块尺寸参数：960×960×100mm滤头密度：49套/块材质要求：C30钢筋混凝土受力要求：上下双向受力3)设备材料部分：A曝气罗茨鼓风机性能参数：单机风量7.2m3/min风压：0.06Mpa数量：10台（8用2备）87 煤炭工业石家庄设计研究院B放空管道离心泵设计流量：Q=100m3/h性能参数：扬程：H＝15m水泵台数：1台设备类型：立式离心泵控制方式：手动控制C管廊排水泵设计流量：Q=50m3/h性能参数：扬程：H＝7m水泵台数：1台设备类型：潜污泵D管廊起吊设备设备类型：单轨电动葫芦起吊重量：1.0吨起吊高度：9米数量：1台3.2.1.3曝气生物滤池（反硝化）主要对回流硝化液中的硝态氮进行反硝化支除，同时降解法污水中的大部分有机物，并通过滤料对SS进行截留。1)主要设计参数：氨氮负荷：q氨氮=0.4kgNH3-N/m3·d填料高度：H0＝3.0m空塔水力停留时间：0.4h2)池体部分：数量：4格87 煤炭工业石家庄设计研究院单池尺寸：7.5×7.5×6.0m配水层高度：1.2m承托层高度：0.3m滤料层高度：3.0m清水层高度：1.0m超高：0.5m池体结构：钢筋混凝土结构填料形式：球形轻多孔生物滤料配水形式：专用滤头布水系统配气形式：无堵塞滤池专用单孔膜曝气器供氧形式：罗茨鼓风机3)滤池内部设备材料部分：球形轻多孔生物滤料性能参数：粒径：:Φ4-6mm数量：675m3滤池专用长柄滤头数量：11760套性能参数：滤头契型缝隙2.2mm，滤头长度440mm鹅卵石承托层：数量：67.5m3其中：45m3(Φ16-32mm，H=200mm)22.5m3(Φ16-32mm，H=200mm)填装要求：从下至上从大到小按级配填装标准滤板：数量：210块87 煤炭工业石家庄设计研究院尺寸参数：960×960×100mm滤头密度：56套/块材质要求：C30钢筋混凝土受力要求：上下双向受力3.2.1.4砂滤池1)主要设计参数：滤速：8.3m/h填料高度：1.15m2)池体部分：单池尺寸：5×10×4.5承托层高：0.15m滤料层高：1.15m池体结构：钢筋混凝土结构数量：4格填料形式：开天然石英砂填料配水形式：滤板及长柄滤头配水2)滤池内部设备材料部分：性能参数：Φ＝0.9-1.2mm不均匀系数：k80<1.25数量：230m3承粗石英砂承托层性能参数：Φ＝2-4mm不均匀系数：k80<1.25数量：40m3滤池专用防堵长柄滤头87 煤炭工业石家庄设计研究院数量：9800个性能参数：滤头契型缝隙2.2mm，滤头长度440mm标准滤板：数量：200块尺寸参数：974×964×100mm滤头密度：49套/块材质要求：C30钢筋混凝土受力要求：上下双向受力3.2.1.5清水池清水池储存工艺出水，可供滤池反冲冼用。依据《曝气生物滤池工程技术规程》中相关规定，曝气生物滤池采用气水联合反冲冼形式，依次按气洗、气水联合冼、清水漂冼三个阶段，本工程反冲冼时间设计气冼4min，气水联合洗6min，清水漂冼10min，系统调试运行期间可根据实际调试运行参数适当调整冲冼时间。石英砂池反冲冼方式为气水反冲，布水系统采用ABS长柄滤头。气强度：15L/s.m2，水反冲冼强度：6L/s.m2，反冲冼时间：8min，过滤周期12h。反冲冼水来自冲冼房内的离心泵，反冲气源由位于反冲鼓风机房内的罗茨鼓风机提供，过滤时间次序轮流反冲冼。1）土建部分池体尺寸：25m×20m×5.5m池体结构：钢筋混凝土结构池体数量：1座2）设备部分A）曝气生物滤池反冲冼水泵设备类型：潜水泵87 煤炭工业石家庄设计研究院单机设计流量：Q=450m3/h设计扬程：H＝12米功率：N=30KW台数：3台（2用1备）控制方式：软启B石英砂滤池反冲冼水泵设备类型：潜水泵单机设计流量：Q=550m3/h设计扬程：H＝12米功率：N=37KW台数：3台（2用1备）控制方式：2台变频C外输泵：设备类型：潜水泵单机设计流量：Q=550m3/h设计扬程：H＝12米功率：N=37KW台数：3台（2用1备）控制方式：软启D起重设备设备类型：单轨电动葫芦起吊重量：T＝3.0吨起吊高度：H＝9.0m起吊功率：3KW运行功率：6KW87 煤炭工业石家庄设计研究院数量：1台控制方式：电动控制3.2.1.6鼓风机房1）土建部分土建尺寸：10m×6m×5m结构类型：钢筋混凝土框架砖混结构数　　量：1座２）设备部分Ａ曝气生物滤池反冲冼风机风机类型：罗茨鼓风机单机风量：32.81m3/min风　　压：0.07Mpa风机台数：3台（2用１备）控制方式：软启Ｂ石英砂滤池反冲冼风机风机类型：罗茨鼓风机单机风量：47.49m3/min风　　压：49Kpa风机台数：2台（１用１备）控制方式：软启Ｃ起重设备设备类型：单轨电动葫芦起吊重量：T＝3.0吨起吊高度：H＝9.0m起吊功率：3KW87 煤炭工业石家庄设计研究院运行功率：6KW数量：1台控制方式：电动控制3.2.1.7加氯加药间１）土建部分土建尺寸：18m×6m×5m结构类型：钢筋混凝土框架砖混结构数　　量：1座２）设备部分Ａ二氧化氯发生器有效氯量：10kg/h数　　量：２台（1用１备）Ｂ溶液罐有效容积：4m3数量：2台c立式搅拌器功率：Ｎ＝0.1kw数量：2台d前混凝加药泵流　量：300L/h压　力：0.2Mpa数　量：2台（1用1备）e后混凝加药泵流　量：50L/h压　力：0.2Mpa87 煤炭工业石家庄设计研究院数　量：2台（1用1备）3.2.1.8甲醇投加间１）土建部分Ａ甲醇投加间土建尺寸：4m×5m×5m结构类型：钢筋混凝土框架砖混结构数　　量：1座ＡPLC控制间土建尺寸：4m×3.5m×5m结构类型：钢筋混凝土框架砖混结构数　　量：1座Ｃ甲醇储罐区形式：地埋式平面尺寸：10.5×6m数量：1座２）主要设备A投加计量泵量　　程：0～100L/h形　　式：防爆隔膜计量泵压　　力：1.5Bar调节范围：0～100％控制方式：变频数量：2台（1用１备）B甲醇储罐储罐容积：10m387 煤炭工业石家庄设计研究院形　　式：地埋卧式储罐材　　质：不锈钢3043.2.1.9反冲冼排水池缓冲池１）土建部分池体尺寸：10×10m×6m结构类型：钢筋混凝土框架砖混结构数　　量：1座A反冲冼排水提升泵设备类型：潜水泵单机设计流量：Q=220m3/h设计扬程：H＝12米功率：N=11KW台数：2台（1用1备）控制方式：自动控制（直启）B起重设备设备类型：单轨电动葫芦起吊重量：T＝1.0吨起吊高度：H＝9.0m起吊功率：1.5KW运行功率：0.2KW数量：1台控制方式：电动控制3.2.1.10变配电室土建尺寸：17×12.587 煤炭工业石家庄设计研究院3.3总图及管道综合3.3.1设计依据（1）建设单位提供的1：500地形图，1954年北京直角坐标系，1956年黄海高程基准（2）保定市京北岩土工程有限公司于2006年5月勘察《岩土工程初勘报告》GK2006-080(3)原污水处理厂一期工程初步设计图纸及相关文本3.3.2设计规范（1）《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2001年版）（2）《工业企业总平面设计规范》GB50187-933.3.3.总平面布置原则（1）结合原有工艺，做到工艺流程顺畅，功能分区明确，平面布局合理，满足国家规范及标准。（2）新增进水、出水构筑物不知顺畅。（3）新增构筑物布置顺应夏季主导风向。（4）布置紧凑、节约用地，满足绿化用地。（5）人流、物流运输便捷，满足消防要求。（6）重视景观环境设计，建设现代化绿色工厂。3.3.4厂址地理位置及地形地貌××××3.3.5平面设计本改造工程工艺单元利用污水处理厂内×××的工程预留地内，形状为×形，×侧与污水处理厂相邻，×侧为污水处理厂办公楼，占地面积×公顷。详见附图二曝气生物滤池+砂滤工艺平面布置图。本改造工程工艺部分道路与污水处理厂道路连接贯通，道路宽3m。87 煤炭工业石家庄设计研究院厂区构筑物布置力求紧凑，减少工艺管线布置长度。厂区空地进行绿化，与污水处理厂绿化风格相协调，以草坪为主。厂区设计标高暂定与污水处理厂一致，暂定为×m。3.3.6改造地面高程设计污水处理厂提标改造场地范围内地面高程在×××m左右。3.3.7提标改造工程厂区管线生产用水（绿化用水、反洗用水、冲洗用水）由本提标改造工程出水提供。本区内雨水纳为污水处理厂厂区雨水系统。本区各构筑物、建筑物所排污水、反冲洗水、放空水最终汇入污水处理厂的污水管网返回污水处理厂的进水泵房。3.3.8改造工程道路及运输厂区提标改造后道路在满足消防、运输的前提下，厂区内设支状道路，路宽均为3米，道路路缘右转弯半径3米，道路采用城市型砼路面。采用砼面层，其较长的使用年限适合于本场性质，结构层设计如下：面层C30砼200mm基层级配碎石300mm生产区内按需设置1.5m宽人行道路，采用混凝土面层，结构层设计如下：面层C20砼100mm基层级配碎石200mm道路两侧不设置人行横道，以争取最大的绿化用地和减少不必要的投资。表3-2运输量表运输项目年运量运输方式运入甲醇外供盐酸外供氯化钠外供87 煤炭工业石家庄设计研究院铁盐外供3.3.9厂区给排水（1）厂区新增生活用水及消防用水接自城市供水管网。（2）厂区排水为雨污分流制，新增生活及生产废水全部由污水管网收集排至进水泵房。雨水由道路上雨水口收集，集中排入洋河。3.3.10绿化与景观设计由于提标改造工程会对原污水处理厂绿化景观产生影响，因此需根据提标改造确定绿化量。避免破坏原设置绿化防护林带，以隔离、减少对周围环境的影响。对新增构筑物周围密植植物和设置多排乔木，确保提标改造后全厂区绿化总面积不小于规定要求。绿化设计依据下花园区的气候特点，沿用原污水厂植物类型，根据植物的不同形状、颜色、用途及风格，因地制宜配置一年四季色彩富有季节变化的乔木、灌木、花卉、草皮、藤木植物，创造优美、清新的工作生活环境。3.3.11总图技术经济指标表3-3总图技术经济指标表序号名称单位数量备注1提标改造建筑总面积M214402建筑物用地面积M26193建筑系数%434绿化用地面积2295污水厂绿化率%253.4建筑设计3.4.1一期建筑设计概述厂前区建一座综合附属用房，立面处理上采用简洁立面，高低错落，色彩丰富，外檐贴白色面砖，整洁而又美观。87 煤炭工业石家庄设计研究院综合附属用房内檐：地面瓷砖，内墙为白色乳胶漆，走廊地面沿楼梯栏杆扶手为技术栏杆木扶手。门窗均用塑钢窗。卫生间、厨房内檐贴瓷砖到顶。外门窗选用白色塑钢门窗。其他建筑物的外檐均与综合附属用房相同。3.4.2提标改造设计3.4.2.1设计原则涿州污水处理厂提标改造工程的建筑设计在满足工艺流程的前提下，考虑与全厂作为一个整体建筑群考虑，使新建建筑物与原建筑具有统一的形式，所有大小不同、高低错落的建筑物被有机物组合在一起，力求能创造一个良好的外部环境空间。本工程根据工程规模、工艺流程，确定厂区的总面积及各单项的设计，结合本污水厂的特点，为减少干扰、污染，建筑物设计主要为功能区。在满足工艺生产要求的同时，注意厂区与周围环境协调及厂区内环境美化。3.4.2.2单体设计建筑单体设计上力求造型新颖、简约、明快，工业生产用房打破以往工业建筑呆板、单一模式，雅致而且活泼。主要有加药车间和变电间等。在满足工艺要求的前提下，遵照实用、美观和经济的原则，打破工业厂房单一的模式，充分体现出现代化工业厂房的特点。建筑为单层厂房，立面在满足功能的前提下，寻求与整体建筑群相统一，力求整个厂区的建筑群相和谐。3.4.2.3装修设计1）内装修综合附属用房内檐：地面瓷砖，内墙为白色乳胶漆，走廊地面沿楼梯栏杆扶手为金属栏杆木扶手。门窗均用塑钢窗。卫生间、厨房内檐贴瓷砖到顶。其他工业性用房可根据工业需求而定。2）外装修87 煤炭工业石家庄设计研究院综合附属用房外墙面为面砖贴面，外门窗选用白色塑钢门窗，其他建筑物的外檐均与综合附属用房相同。3.4.3建筑物一览表表3-4厂区内附属建筑面积指标表项目名称面积层数耐火等级结构形式鼓风机房60.0一层二级框架加药车间36.0一层二级砖混甲醇投加间20.0一层二级砖混3.5结构设计3.5.1一期结构设计概述（1）建筑物一般情况下，采用砖混结构或框架结构。基础采用柱下独立基础和墙下条形基础。层面采用现浇钢筋混凝土层面。对于有特殊要求的建筑物拟采用钢筋混凝土框架结构。对同一建筑，当结构形式差异较大或层高相差较大时，从基础到上部结构要全部脱开以避免不均匀沉降的影响。结构设计时尽量采用当地的常规做法及标准图集。（2）构筑物本工程属污水处理厂提标改造工程，其主要构筑物均为蓄水构筑物，对结构防水性能有较高的要求。故蓄水构筑物均采用钢筋混凝土结构。在蓄水构筑物的混凝土中，要加入一定比例的防水剂，用于提高混凝土的密实度、抗渗性及抗腐蚀能力。同时，还可以补偿混凝土的收缩变形。长度超过规范要求的矩形池，一般情况下，要设温度缝，内设防胶止水带。3.5.2提标改造结构设计3.5.2.1设计原则根据已有地质勘察报告进行结构设计，地震基本烈度7度，风荷载0.45KN/m2,最大冻土深度1.32m。87 煤炭工业石家庄设计研究院本工程结构设计严格遵守国家现行标准、行业标准及地方有关标准规范，在满足工艺要求的前提下，力求做到技术先进、安全可靠、经济合理、保护环境；在满足国家现行标准规范的情况下，尽可能地结合当地实际情况，便于施工。结构设计使用年限为50年。本项目为升级改造项目，在不扰动原构筑物基础上进行改造，根据工艺选择要求新建或改造已有构筑物单元。由于改造项目工作面狭窄，开挖放坡时应注意原有构筑物扰动，必要时采取护坡处理。3.5.2.2设计依据《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）《砌体结构设计规范》（2002年局部修订条文）（GB50003-2001）《建筑地基基础设计规范》（GB50001-2002）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）《给排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）《给排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》（CECS138:2002）《建筑地基处理技术规范》（JGJ97-2002）《建筑柱基技术规范》（JGJ94-94）《构筑物抗震设计规范》（GB50191-93）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）3.5.2.3设计条件1）工程地质条件及地形×××××3）不良工程地质现象及抗震设防87 煤炭工业石家庄设计研究院根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2001的划分标准，本工程拟建场地属基本烈度7度区，设计基本地震加速度为0.15g，设计特征周期为0.35s。拟建场地为Ⅱ类场地，设计地震分组为第一组。按《就爱你住抗震设计规范》规定判定，本场地地层不会产生地震液化。4）地质灾害评价根据河北建设勘察研究院有限公司(2005年8月)所做的《保定市涿州区污水处理工程建设项目地质灾害危险性评估报告》，评估区内发生的主要地质灾害为泥石流、河流侧向侵蚀冲刷，其他地质灾害不发育。现场调查发现评估区内有两条冲沟存在泥石流，冲沟1和冲沟2的规模小，泥石流未对沟口的道路造成危害，其危险性小。由于千石灌渠的引水量小，又属于季节性引水，河流侧向侵蚀冲刷造成河渠岸边坍塌损失销，其危害性小。拟建工程的建设不易引发地质灾害，场地适宜深度处理工艺修建。5）基坑开挖场地空间开阔，基坑可按一定坡度进行放坡开挖，当构筑物距离很近且埋深不同时，可采取措施进行临时支护，防止边坡坍塌批。3.5.2.4结构选型1）结构设计概述A新建建筑物外输泵房和鼓风机房采用框架结构，采用现浇钢筋混凝土结构（C30防水混凝土），抗渗等级S8，受力钢筋均为HRB335（Ⅱ级钢），构造钢筋均为HPB235（Ⅰ钢筋），基础垫层采用C10素混凝土。地面以上墙体采用M5混合砂浆砌MU10烧结普通砖，（烧结粘土砖除外），地面以下墙体采用M5水泥砂浆砌MU10烧结普通砖。（烧结粘土砖除外）。砼的抗冻等级F250.加药间、甲醇间、变电所均采用砖混结构，墙体采用KP型多孔烧结非粘土砖MU10，M10混合砂浆砌筑；基础为墙下毛石混凝土（C20）刚性条型基础。楼、屋面为现浇C25钢筋混凝土梁板结构，平均厚度120mm。87 煤炭工业石家庄设计研究院B新建构筑物曝气生物滤池、砂滤池、反冲洗池全部采用现浇钢筋混凝土结构（C30防水混凝土），抗渗等级S8，砼的抗冻等级F250。受力钢筋均为HRB335（Ⅱ级钢），构造钢筋均为HPB235（Ⅰ钢筋），基础垫层采用C10素混凝土。2）主要材料A混凝土：所有贮水池均采用C30，以满足强度及耐久性的要求，混凝土内加入防水剂，抗渗为S8，砼的抗冻等级F250。垫层混凝土C10，建筑物混凝土C30。B砖石砌体：砖用页岩砖MU10，设计地面以下用M7.5水泥砂浆，地面以上用M7.5混合砂浆。C钢筋：采用HRB335、HPB235级钢筋D钢制构件：均为Q235。3.6电气设计3.6.1一期电气设计概述1.供电电源及电压涿州区污水处理厂用电为二类负荷，三班制连续运行。根据当地电力部门提供的资料，厂区两路10KV电源，一路为专用线路引自煤矿变电站，线路长度2.5Km；另一路由10KV572线路T接，线路长度1.0Km，均采用架空线方式引来。两路电源一用一备，其中专用电源为主供电源。2.供电系统10KV双电源供电，主接线为单母线不分段。两路电源一用一备。0.4KV侧低压主接线为单母线分段，两段母线通过母联开关互相联络。安装两台××××油浸式变压器，两台变压器同时工作，互为备用。两台变压器负责为厂区所有用电设备供电，负荷率为68.4%。87 煤炭工业石家庄设计研究院当一台变压器发生故障时，另一台变压器满足污水厂二类用电负荷供电需要。4.过电压及接地保护为防止大气过电压及雷电感应，10KV进线设避雷保护。为防止操作过电压，10KV真空断路器下火设避雷器保护。10KV变电站工作接地，电气设备保护接地，防雷接地共用一个接地系统，接地电阻不大于1Ω。3.6.2提示改造设计3.6.2.1设计范围、依据和供电特征1）设计依据（1）工艺、暖风、土建等专业提供的设计资料（2）有关的国家设计规范、规程。2）设计范围设计内容主要包括：改造原有高压变电所，扩建一座低压配电间新增污水处理工艺的动力系统、照明系统和防雷接地系统新增污水处理工艺的自动控制系统和生产联系信号系统，10KV供电的厂外线路不属于本设计范围3.6.2.2提示改造电气设计提示改造工程设计内容包括保定市涿州区污水处理厂厂区新增供配电系统、动力、照明、防雷接地、等电位连结及厂内通讯的管线路由等设计项目，强电设计始于10KV高压电缆引入新增变电所处。87 煤炭工业石家庄设计研究院本工程工艺设备分为两种供电方式，即由MCC供电和由现场控制柜（箱）供电。重要的工艺设备采用现场机旁手动控制、交配电室MCC柜上手动控制和PLC自动控制三种方式。在MCC柜的面板设有“现场、MCC柜、自动”转换开关。转换开关置于现场位置时，操作人员只能实现机旁操作；置于MCC柜位置时，操作人员只能实现MCC柜上操作；只有在转换开关置于自动位置时，才可由PLC按照预先编制好的程序进行自动控制。因此操作人员可根据实际情况进行不同状态的切换。砂滤池和加氯加药间的控制柜由工艺设备厂家配套提供。在控制柜上设“就地—自动”控制选择开关，自动时由PLC控制，手动时，可在控制柜上实施手动控制，手动控制仅在系统和设备调试时使用，正在运行时均由PLC自动控制。外输水泵、曝气风机和反冲风机采用软启动器启动的方式，以减轻电动机启动时对供电系统的冲击，实现平滑启动；其他电机均为直接启动。电机回路均采用马达管理中心实现对电动机回路的各种保护，包括：断相保护、三相不平衡保护、堵转保护、欠电压保护、自动重启动、轻载保护、空载保护、接地故障（漏电）保护、电机热保护、启动次数限制保护等。马达管理中心可实现对各种不同的电机启动控制方式，并通过对接触器辅助触电的状态反馈，对接触器运行状态进行检测。检测数据经现场总线上传到中控室的上位机集中管理，同时可直接显示在开关柜的控制面板上。3.6.2.3提标改造工程新增用电负荷和无功功率补偿要求及方法1）全长用电全长动力负荷主要为380V平衡负荷，照明负荷为380、220V基本平衡负荷。2）无功功率补偿要求及方法用电设备除了消耗有功功率外，还要消耗无功功率。为了节约电能，应进行无功补偿。本工程采用在个变电所10KV/0.4KV配电室进行无功功率补偿，补偿后在10KV侧功率因数达到0.95.3）变电所负荷计算表：87 煤炭工业石家庄设计研究院表3-5新增用电及变电所负荷计算表序号用电设备容量或部门名称设备容量（Kw）需要系数Kc功率因数cosφ计算系数tgφ计算负荷备注有功功率kW无功功率kVar视在功率kVA1提升泵房77.40.80.80.7561.946.477.42曝气生物滤池255.80.80.80.75206.4153.5255.83石英砂滤池16.130.850.80.753.22.44.04清水池149.70.80.850.62119.874.2140.95鼓风机房150.40.80.850.62120.374.6141.66加氯加药间5.60.750.80.754.23.25.37反冲洗排水缓冲池16.70.80.80.7513.410.016.78起重机11.90.20.51.732.44.14.89照明50.70.90.483.51.73.9合计688.6533.3370.1650.2乘同时系数KΣp=0.85KΣq=0.8453.3296.1541.4补偿容量147补偿后容量453.3149.0477.1变压器损耗Pb=0.01SjsQb=0.05Sjs4.823.92X315变压器负荷率全厂合计458.1172.8489.676%3.6.2.4新增变电所高压设备：选择LK—LCA型真空开关环网柜8面。低压设备：交配电所内，MCC柜选择MNS型抽屉式开关柜15面。变压器:S9-315KVA/10±2*2.5%0.4，0.23KV,D,Yn11油浸式变压器3.6.2.5设备安装新增各设备的现场控制箱、按钮箱、接线盒及检修电源箱的尺寸及安装方式见各分项的相关图纸。87 煤炭工业石家庄设计研究院按钮箱采用支架安装或墙上明装，箱体中心距地均为1.2米接线箱采用支架安装箱体中心距为1.2米，照明配电箱均距地1.5米暗装，灯具开关距地1.3米暗装；插座均距地0.3米暗装，壁挂空调插座距地1.8米暗装，落地空调插座距地0.3暗装。3.6.2.6线路敷设电缆敷设以电缆沟为主（局部穿钢管买地敷设），电缆至各构筑物的敷设方式采用穿管埋地，埋深0.8米。一级提升泵房、曝气生物滤池和砂滤池的电缆采用电缆桥架敷设。厂区建筑物内照明线路敷设采用导线穿钢管在墙体及现浇楼板暗敷，构筑物内采用明敷。电缆沟具体走向间总图部分相关图纸。电缆沟内支架水平间距为800毫米，具体做法应严格按照施工规范执行。电缆沟内每50米设置一个300mm×300mm×300mm的集水坑。电缆沟下层桥架敷设控制电缆，上层敷设低压电力电缆。施工时根据具体情况合理分配。电缆沟内敷设完毕后，应及时清理杂物、盖好盖板，并将盖板缝隙密封，避免水、汽、油、灰等侵入沟内。3.6.2.7电气安全本工程沿用原污水处理厂TN-C-S接地系统，各种配电线路均单设保护线。保护线与零线不混用。本工程每个构筑物均利用基础钢筋做联合接地极，基础底板钢筋网做成不大于20M×20M的网格，接地电阻不应大于1欧。另外，各构筑物的接地装置采用φ16镀锌圆钢可靠连接在一起。施工时应实测接地电阻，若其达不到设计要求，应补打人工接地极。增设φ18、L=2500镀锌圆钢接地极，在人工接地线处垂直打入地下，其上端于接地线连接，接地极间距为5米。本工程中的所有电气设备不带电的金属外壳均应与保护线连接。本工程各建、构筑物采用等点位连接保护，各种金属管道和保护线均就近与等电位接地母排可靠连结。本工程中的所有插座（空调除外）支路均做漏电保护。87 煤炭工业石家庄设计研究院金属电缆桥架及其支、吊架全长应不少于2处与接地干线相连接，当桥架引入引出建筑物时，应与建筑物室内接地干线或室外接地装置相连接。3.6.2.8选用图集《建筑电气安装工程图集》、《常用低压配电设备安装》04D702—1［国际］、《建筑物综合防雷及接地系统设计安装》L04D502［省标］、《电缆桥架安装》04D701—3［国际］。3.7自控仪表设置3.7.1一期自控设计概述自控系统采用集散型计算机控制系统。由可编程序控制器（PLC）及自动化仪表组成的检测控制系统——现场控制站，对污水处理厂各过程进行分散控制；再由通讯系统和监控计算机组成的中央控制系统——中央控制室，对全长实行集中管理。各分控站与控制室之间由工业以太网进行数据通讯。工厂网络系统采用总线拓扑网络结构，光纤网，TCP/IP通讯协议，分布式实时关系数据库，自适应10/100Mbps传输速率，全双工通信，网络连接设备采用工业以太网交换机，网络传输介质有光缆、双绞线、电话线，配置网络操作系统及相关应用软件。工艺设备有控制级别由高到低为：现场手动控制、就地检修控制、遥控控制、自动控制的四种控制方式。3.7.2提标改造自控设计提示改造工程深度处理最高日供水量400003/d。沿用原先集散型计算机控制系统，新增曝气生物滤池和砂滤池两个现场控制子站。控制子站与原中央控制室由工业以太网进行数据通讯。通过通讯网络将中央级监控站和现场子站连接起来，实现集中监测管理和分散采集、控制。网络系统沿用原总线拓扑网络结构，光纤网，TCP/IP通讯协议，分布式实时关系数据库，自适应10/100Mbps传输速率，全双工通信，网络连接采用工业以太网交换机。3.7.2.1系统组成及功能87 煤炭工业石家庄设计研究院根据全长总平面布置图和工艺特点新增设两个现场子站，配置可编程逻辑控制器（PLC），PLC为模块化结构，硬件配置较灵活、易于扩展、软件编程方便。且PLC子站与MCC合建在一起，节省其间电缆，提高运行可靠性。PLC子站设在变配电所，负责提标改造工程所有工段各设备和仪表信号的采集和控制。还负责采集电力系统的各主要参数，并在中央控制系统设置电力监控程序显示，实现监控、管理此部分的电力消耗。砂滤池的控制自成系统，通过以太网直接与中控室通讯；加氯加药间、甲醇投加间的控制也自成系统，通过在PLC内的总线连接器与PLC子站进行通讯。3.7.2.2各工段的控制及检测说明1）提升泵房设3台提升泵2用1备，设超声波液位计1台，浮球液位开关一台。PLC根据泵池水位自动控制水泵运载台数，并根据每台水泵的运行时间，自动轮换运行水泵，是水泵运行时间均等。设有上、下限报警，防止水泵干运转。水泵的运行调度应遵循下列原则：保持水泵高水位运行，这样可降低水泵的工作扬程，在保证抽升量的前提下，降低电耗；水泵的开停次数不可过于频繁；保证每台水泵的投运次数及运转时间基本均等；浮球液位开关控制低液位停泵。2）曝气生物滤池内设3台反冲洗风机2用1备，10台工艺风机8用2备（仓库备用），设溶解氧测定仪2台。每个滤池分为6组，根据进水水量、溶氧值自动调节运行组数。并根据每组滤池流过滤料的水头损失以及各滤池的过滤时间自动控制过滤装置反冲洗。3）砂滤池设置砂滤池一座，砂滤池共4格，内设2台反冲洗风机1用1备，387 煤炭工业石家庄设计研究院台反冲洗泵2用1备。根据进水水量以及每组的过滤时间自动控制过滤装置过滤、闲置或反冲洗。4）清水池设超声波液位计1台、浮球液位开关1台。通过液位控制外输水泵的运行。5）加氯加药间及甲醇投加间甲醇投加间设备为成套设备；加氯加药间的设备为成套设备，并设置在线氯气报警器一套，对房间内氯气含量进行在线监测，并及时报警。6）废液缓冲池缓冲水池设2台提升泵1用1备，设超声波液位计1台，浮球液位开关1台。7）交配电所在交配电室的MCC柜的马达控制装置M102-M,具有丰富的马达运行监测功能，监测数据可在开关柜面板上直接显示，并可直接上传至PLC进行集中管理。表3-6变电所新增自控设备表编号名称单位数量1PLV应用软件套2PLC编程软件套3PLC柜及内部元器件套4PLC电源防雷器台5模拟信号防雷器台6仪表电源防雷器台7在线式UPS电源台8可编程控制器PLC套9光纤收发器对3.7.2.3现场检测仪表87 煤炭工业石家庄设计研究院本工程的自动化仪表均采用国内知名品牌仪表。传感器参量选用无隔膜式、非接触式、易清洗式。仪表均选用带有现场显示变送器的智能仪表，并带有Modbus通讯接口或4—20mA直流输出，信号通过现场终端及通讯网络传送至控制中心监控计算机，在计算机CRT上显示。各种仪表的基本类型如下：流量检测仪表管道中流量计要采用电磁流量计液位检测仪表在需要给出连续测量信号的环节，采用超声波液位计。水质分析仪表溶解氧测定仪选用无隔膜固体电极传感器，并带自动清洗装置。3.7.2.4其他接地和防雷中水站采用等电位连结，仪表自控系统的接地采用联合接地的方式，其系统的安全地和信号地就近接于配电系统的保护接地。联合接地网的接地电阻小于1欧姆。为了确保自控和仪表系统能够稳定运行，应考虑整个系统的防雷保护。现象控制站电源仅出现、仪表电源、信号线接口加装防雷保护及浪涌吸收装置。电缆选型及敷设电缆选择抗干扰能力强、损耗小的专业电缆，网络电缆对传输介质的具体要求分别选择。电缆的敷设以电缆桥架和穿管埋地为主。沿电缆沟敷设时强、弱的电缆应分不同的电缆通道，电缆桥架、支架、保护钢管等金属构件均应与等电位连接线连你在一起。强电与弱电不能共管敷设。3-7检测仪表设备表名称单位数量安装地点溶解氧在线分析仪套2曝气生物滤池电磁流量计套2提升泵池进水井，清水池出水井超声波液位计套3提升泵池、清水池、缓冲池浮球开关套3提升泵池、清水池、缓冲池3.8给水排水设计3.8.1污水处理厂给水87 煤炭工业石家庄设计研究院给水水源：给水水源利用厂区内已建成的DN150供水管网，出水量不小于80m3/h新增用水量（见下表）与员用水量小于总供水量。用水标准：生产用水标准根据工艺所提供的资料确定。生活用水标准为60L/人.班，K=3.0，按12人考虑。表3-8全厂新增日用水量用水类别直流用水量（m3）昼夜平均时最大时生产用水变电所0.1鼓风机房10.10.5加氯加药间50.30.6溶药用水及冲洗地面用水等新增厂区生活用水2.160.100.30总计8.26给水系统：新扩建建筑物给水接入已有厂区给水系统，深度处理工艺采用生产、生活、消防联合给水系统。消防给水：根据《建筑设计防火规范》的规定，本区室外消防用水量为15L/s,室内消防用水量为5L/s,同时发生火灾次数为一次，火灾延续时间按2小时计。厂区原有环形消防管路系统已经形成，扩建部分消防系统从原有管路系统接入。在扩建厂区内设室外地下式消火栓2座，消火栓间距不大于120米。在新建变电所内设置室内消火栓。灭火器配置：在污水处理厂所有扩建建筑物的适当位置设置手提式灭火器。灭火器类型按照《建筑灭火器配置设计规范》中的规定设置。3.8.2污水处理厂排水雨水排放：厂区内已设雨水排水暗沟，雨水通过暗沟排出厂外。厂区污水量：污水处理厂排水量基本等同于增加的给水量，大部分是生活污水（包括少量食堂及浴室排水），其次是少量的化验室废水。厂区污水直接进入进水泵房进行处理。87 煤炭工业石家庄设计研究院3.9采暖与通风3.9.1设计依据本提标改造工程所有通风及空气调节设计是根据全厂生产工艺的要求和暖通标准进行编制。厂区内建锅炉房，设置一台燃煤热水锅炉，提供90/650C热水。锅炉型号为DZL0.7-0.7、95/70-AⅢ。3.9.2设计数据1）建筑外围护结构传热系数W/(m２·℃)砖墙1.81屋面1.0木门4.64钢窗5.802）室内设计温度空调—根据工艺要求，需设置空调车间的温、湿度如下：控制室24±2℃55±10%3）采暖热负荷本工程新增变配电室66m2、姓曾鼓风机房、加药间96m2和BAF甲醇投加间20m2等共计221m2.根据各采暖建（构）筑物的使用性质（考虑同类工程的采暖指标），确定本工程变电室采暖综合耗热指标为104（W/m2）。新增热负荷约为23KW，原热负荷256.92KW，现有锅炉为0.7MW。新增热负荷与原热负荷小于锅炉总功率，因此可采用原供暖设施。4）通风系统a通风---以自然通风为主，在自然通风不能满足要求时辅以机械通风。b加药间配备防爆轴流风机一台，确保室内甲醇浓度低于标准值。c新建配电室安装一台轴流风机以通风散热。轴流风机的型号均为T35型轴流风机。87 煤炭工业石家庄设计研究院d采用隔音措施，达到环保的噪音要求。鼓风机房设置百叶窗，鼓风机采用室内进风，工作状态下始终处于与外环境通风状态。各房间换气次数见表5-8房间名称换气次数（次/h）加药间排风次数6，自然进风鼓风机房及配电室排风次数6，自然进风曝气生物滤池管廊排风次数6，自然进风87 煤炭工业石家庄设计研究院第四章发展规划、产业政策和行业准入分析4.1发展规划和产业政策涿州区位于官厅流域上游，根据《淮河、海河、辽河、巢湖、滇池、黄河中上游等重点流域水污染防治规划（2006-2010年）》等相关文件要求，需进行（一级A）提标改造，达到流域污染治理目标。根据河北省关于转发国家环保总局等七部委《关于加强河流污染防治工作的通知的通知（冀环控【2008】123号），要求对以建、在建的污水处理厂要于2010年年底钱完成提标改造。根据《河北省环境保护“十一五”规划》，在总体目标中提到，“到2010年，重点地区和城市的环境质量得到改善，生态环境恶化趋势基本遏制，全省地表水水质和近岸海域海水水质有所好转”制订了实施《河北省海河流域水污染防治“十一五”规划》加强重点工程项目建设，突出改善滏阳河、牛尾河、府河、沧浪渠、武烈河、清水河、陡河、洋河、蛟河、龙河、汤河、邵村排干、白洋淀、衡水湖等环境敏感的河流、水域的水环境质量，到2010年，水质达到功能区划要求或明显改善。建立跨界断面水质考核制度，确保出境水质达标。4.2水资源再利用战略河北省水资源具有“资源性”和“水质性”缺水的双重特点，污水资源化程度较低。河北省是国内最缺水的省份之一，人均水资源占有量仅为311m3，在全国31个省、市、自治区名列第28位。城市水资源更为突出，特别是夏季用水高峰，不少城市经常出现用水不足的情况。根据有关资料统计，我省城市日缺水量达150~170万m3，所有城市都存在不同程度的缺水。涿州区也不例外，同样存在缺水问题，亏缺的部分主要靠超采地下水补齐。同时，由于水资源的重复利用水平较低，节水观念淡薄、浪费严重，更加剧了人口过剩与资源短缺的矛盾。87 煤炭工业石家庄设计研究院目前，河北省加大了城市水环境治理的力度，近几年对城市排水设施建设的投入也有了较快增长，用于排水的投资从1991年的5463万元增加到近20亿元，城市污水日处理能力从1991年的35.5万m3增长到5亿m3，污水的处理率有了很大提高。目前河北省城市污水处理规模约为5亿t/d，城市污水处理规模基本达到城市污水量的70%，为城市污水再生回用创造了良好的条件。随着城市排水事业管理体制的不断完善，设施运转率逐年提高，但污水的回用率却不高，污水排放量增加的速度远远大于污水回用增长的速度。污水回用的途径主要有工业用水、农业灌溉用水和市政用水。通过以上分析可见，环境污染、水资源短缺等问题已严重威胁着城市的发展，在这种形势下，必须探索可持续发展的对策，处理好短期利益与长期利益的关系，经济建设与环境保护、资源利用的关系，从而促进城市的可持续发展，实现污水资源化。污水回用的供需前景进行了预测，可使有限的水资源发挥最大效益，以利于水资源的可持续利用，为河北省经济社会的可持续发展提供强有力的支持。4.3水资源再利用的必要性如何开源与节流并重，以提高用水效率为核心，建设节水防污型社会，把水资源的节约、保护、优化配置放在突出位置，促进资源与经济社会、生态环境的协调发展，已成为现代化建设中的一项长期的基本国策。由于涿州区境内河流大多都是季节性河流，而地下水的开采目前已近饱和，从长远看，涿州区是一座缺水型城市。因此，在保护好现有水资源的同时，实现再生水回用，对涿州区的可持续发展意义重大。相对于地表水源，城市污水作为一种潜在水源，其水量稳定，且就近可得。因此，经深度处理的污水是涿州区未来重要的水源。按照优水优用的原则，出水可优先考虑回用于工业。87 煤炭工业石家庄设计研究院第五章资源开发与再利用分析5.1城市污水排放脱氮除磷达标排放要求目前，涿州区污水处理厂按《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B排放标准设计，根据《淮河、海河、辽河、巢湖、滇池、黄河中上游等重点流域水污染防治规划（2006-2010年）》等相关文件要求，需进行提标改造（一级A），达到流域污染治理目标。涿州区污水处理厂处理污水量目前虽然未达到设计指标，但是考虑到污水处理厂与×年×月才竣工，运行时间较短，随着运行时间的增长，排水管网的不断完善，污水量将很快达到设计负荷。涿州污水处理厂主要采用CASS工艺，其二级出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B排放标准（总氮除外），提标改造工程应着重考虑脱氮除磷工艺，增加深度处理设施，采用生物脱氮并结合化学除磷的方法，兼顾其他污染物的去除，将原二级出水水质提升至一级A标准。项目的实施将提升涿州区污水处理厂的出水水质，降低排入河流水体中TN、TP含量，避免流域内水体出现负氧化的问题。升级改造处理水用于再生水利用，形成良好的中水回用机制。同时将减少对下游水体的污染，改善官厅水库水质，保护北京市饮用水资源，促进北京及上游地区经济的可持续发展。5.2景观用水的初步设想谁是自然界不可替代，也是可以重复利用不变质的资源。随着城市化进程的加快和城市的飞速发展，华北地区的水资源短缺问题日益严重，涿州区也面临着同样的问题。近年来，建立亲水型城市，保护现有的水资源，真正实现中水回用，使河流及周边的绿地可以重新出现在城市的视野里，并通过渗透功能能到达到深层地下水的补给，以有效缓解水资源的供需矛盾。87 煤炭工业石家庄设计研究院第六章节能案例分析6.1主要节能规范本项目设计均采用国家及地方最新颁布实施的相关法规进行设计。依据的主要法规有：1）中华人民共和国节能源法2）中华人民共和国可再生能源法3）中华人民共和国电力法4）中华人民共和国建筑法5）中华人民共和国清洁生产促进法6）重点用能单位节能管理办法（原国家经贸委令第7号）7）民用建筑节能规定（建设部部长令第76号）8）节能中长期专项规划（发改环资[2004]2502号）6.2能源消耗种类1）电耗：本工程包括污水处理厂升级改造工程，主要能耗为泵提升输送及鼓风曝气耗电等。从工艺选择和设备选型上尽可能选用能耗较低的技术和产品，则能够大大降低处理厂今后的电力消耗费用。新增负荷698.2KW，常用负荷253.96KW。2)水：主要为泵站内的生产、清洁卫生和生活用水。深度处理池冲洗用水为处理后用水，排至厂区污水管网，不新增自来水。给水水源：给水水源为自来水，自动恒压供水系统供水，出水量大于80m3/h。新增用水量9.26m3/h。用水标准：生产用水标准根据工艺所提供的资料确定。生活用水标准为60L/人.班，K=3.0，按12人考虑。87 煤炭工业石家庄设计研究院3）化学药剂包括碳源投加、除磷药剂以及深度处理设施中必须的化学药剂。6.3节能措施6.3.1电耗：电耗分为两部分，一部分为照明等用电，另外一部分为生产用电。照明、职工值班生活用电等占调水系统用电量的极小一部分。照明节能通过选择合理的照度标准，选用合适的光源及高效节能灯具，采用合理的灯具安装方式及照明配电系统，并根据建筑的使用条件等采用合理有效的照明控制装置来实施。本项目新增能耗状况为：年耗电222.47万度，折标煤2302吨/年：年耗水3380吨，折标煤686.66吨/年：单位综合能耗指标0.32kg标煤/t污水。生产用电再生水利用电耗的绝大部分，是节能重点。生产节能主要从两个角度开展：1）优化工艺在流速设计上，选择经济的管道流速，较少管道的水头损失，最大程度的降低水泵所需要的扬程。设计中合理选择管道直径。管道直径达，在相同流量下、液流速度小，阻力损失小，但价格高，管道直径小，会导致阻力损失急剧增加。因此应从设计和经济的角度综合考虑。在压力输送管线选择管材上，考虑选择接口严密性好的承插口球墨铸铁管，尽量减少管网漏失，提高水泵的工作效率，节约电耗。通过优化工艺设计，确定经济合理的水力流程，可以有效地降低再生水的能耗。2）在污水处理领域也有同其他事物一样，有许多“新工艺、新技术、新设备和新材料”87 煤炭工业石家庄设计研究院生产。在本工程设计过程中，积极稳妥的运行四新技术，即注重技术的先进性，又考虑技术的成熟性和实用性，使本工程设计更为合理、更为节省、更为优化。如下表所示，工艺选择时，比较了各种工艺装机功率，考察能耗水平。具体表现为以下几方面：（1）处理构筑物进行合理分组，适应水质、水量变化。（2）深度处理设施曝气生物滤池添加填料，提高氧利用效率，减少污水处理动力消耗：砂滤池部分本身即是一个高效率、低耗能的处理系统。（3）设计应最大可能地适应运行过程的变化，满足不同的动力要求。鼓风机是污水处理厂最大的耗能设备，因而其充氧能力适应实际需氧量的变化时十分重要的。本工程设计设置空气悬浮鼓风机来适应因水质、水量变化造成的需氧量的变化，从而减少动力消耗，节约能源。（4）采用高效节能的工艺设备，选择经济合理的节能方案。输送水泵流量大、扬程高，是全厂的耗电大户。水泵采用双吸离心泵，效率高，在80%以上，有效降低常年运行功耗。为适用不同季节供水工况的要求，装配变频调速器，调整供水量，减少浪费，可以有效地降低实际运行电耗。3）电气设备选项通过负荷计算，利用最佳负载系数确定变压器容量。变压器的额定容量应能满足全部用电负载的需要，但不应使变压器额定容量的60%为宜。选择自身功耗低的变配电设备，变配电设备应符合国家节能标准、并被国家认证机构确认的节能型产品。6.3.2自来水：本项目用水量主要分为生活用水和生产用水两部分。生活用水部分可通过采用节水器具等措施，达到节约用水的目的。87 煤炭工业石家庄设计研究院生产用水主要是工艺过程的用水，包括加氯加药间的设备冲洗和绿化用水、冲洗道路和构筑物用水等。本工程设计中已考虑，在满足工艺要求和供水要求的情况下，利用自产的中水作为自来水的替代水源，在输水泵房设置厂区回用水输水泵，将中水打入原脱水机房、加药间等工艺系统内使用，同时在厂区设计中水回用的绿地洒水管路系统，将中水回用于厂区绿化用水。以上措施可以有效节约大量自来水。6.3.3化学药剂本系统采用的化学药剂，可以通过控制良好的工艺运行，达到良好的工艺处理效果，来降低辅助的化学药剂投加。设置方便、灵活控制设施，方便生物池以及深度处理池的运行，是生物处理发挥应用的处理效果，一定程度上即可减少外加碳源的投加等。87 煤炭工业石家庄设计研究院第七章建设用地、征地拆迁及移民安置分析7.1项目选址及用地方案涿州污水处理厂改造（一级A）工程的建设地点为原污水处理场内空闲地，占地约×m2，无需额外征地。本次工程总建筑面积为×m2，构筑物体积为×m3。7.2土地利用合理性分析拟建项目符合土地利用规划要求，占地规模合理，所建工艺以投资较低、占地面积小的工艺为主，符合集约和有效使用土地要求。87 煤炭工业石家庄设计研究院第八章环境和生态影响分析8.1项目实施过程中的环境影响及对策8.1.1工程建设对环境的影响本项目建设工程内容升级改造工程，施工过程排放的污染物会对周围的水环境、大气环境、声环境产生一定程度的影响。施工期间周围环境排放的主要污染物是施工人员生活污水、施工废水、作业粉尘、固体废弃物以及施工机械排放的烟尘和噪声等。产污环节主要是：新建建构筑物地基打桩平整、配制混凝土水泥砂浆、厂房施工和设备安装；管道施工的沟槽开挖、铺管、回填和路面修复；原有建构筑改造等。（1）水环境施工期间作业人员集中，排入附近水体的生活污水量增加。此外，冲洗施工机械、工具、地面等的生活废水以及不泥砂浆和石灰浆等废液的排放也将增加附近水体的污染负荷。施工期间水环境的主要污染因子为COD、BOD5、SS。（2）大气环境①施工期粉尘场地平整、管道施工中的土方运输、施工材料装卸和运输，混凝土水泥砂浆的配制等施工过程会产生大量的粉尘，施工场地道路与砂石堆场遇风亦会产生扬尘，因此对周围大气环境产生影响。主要污染因子为TSP。据调查，施工作业场地近地面粉尘浓度可达1.5～30mg/Nm3。②尾气尾气主要来自于施工机械和交通运输车辆，排放的主要污染物为NO2、CO和烃类物等。机动车辆污染物排放系数见下表。污染物以汽油为燃料（g/L）以柴油为燃料（g/L）小汽车载重车机车87 煤炭工业石家庄设计研究院CO169.027.08.4NO214.831.16.3烃类33.34.446.0以黄河重型车为例，其额定燃油率为30.19L/100km，按机动车辆污染物排放系数测算，单车污染物平均排放量分别为：CO:815.13g/km；NO2：938.9g/km，烃类物质：134.0g/100km。（3）声环境施工期的主要噪声源为施工作业机械和施工车辆，不同施工机械噪声水平相差很大，典型施工机械的噪声水平如下表。重型和中型载重车在加速状态下的噪声级范围分别可达88～93dB(A)和82～90Db(A)。设备名称推土机搅拌机卷扬机压缩机噪声级dB(A)78～9675～8895～10575～88（4）固体废弃物施工期的固体废弃物主要为施工人员生活垃圾和建筑垃圾，如：石子、混凝土块、砖头、石屑、黄砂、石灰和废木料等。8.1.2建设中环境影响的缓解措施（1）水环境①加强施工期管理，针对施工期污水产生过程不连续、废水种类较单一等特点，可采取相应措施控制污水中污染物的产生量。②施工现场因地制宜，生活污水和施工机械冲洗水接入厂内现有的污水处理站进行处理，砂浆和石灰浆等废液宜集中处理，干燥后与固体废弃物一起处置。③水泥、黄砂、石灰类的建筑材料需集中堆放，并采取一定的防雨淋措施，及时清扫施工运输过程中抛洒的上述建筑材料，以免这些物质随雨水冲刷污染附近水体。87 煤炭工业石家庄设计研究院（2）大气环境①装运土方时控制车内土方低于车厢挡板，减少途中撒落，对施工现场抛洒的砂石、水泥等物料应及时清扫，砂石堆场、施工道路应定时洒水抑尘。②搅拌水泥砂浆应在临时工棚内进行，加袋装水泥时，尽量靠近搅拌机料口，加料速度宜缓慢，以减少水泥粉尘外溢。③施工现场运输车辆应控制车速，使之小于40km/h，以减少行驶过程中产生的道路扬尘。④排烟大的施工机械安装消烟装置，以减轻对大气环境的污染。（3）声环境①由于施工场地附近没有居民住宅，一般不会引起厂群矛盾。②施工单位应尽量选用先进的低噪声设备，在高噪声设备周围适当设置屏障以减轻噪声对周围环境的影响，控制施工场界噪声不超过《建筑施工场界噪声标准限值》（GB12523-90）。③精心安排，减少施工噪声影响时间。凡超过夜间噪声标准的设备，夜间必须停止使用。④施工中应加强对施工机械的维护保养，避免由于设备性能差而增大机械噪声的现象发生。（4）固体废弃物①施工人员居住区的生活垃圾要实行袋装化，每天由清洁员清理，集中送至指定堆放点。②尽量减少建筑材料在运输、装卸和施工过程中的跑、冒、滴、漏，建筑垃圾应指定的堆放点存放，并及时送至城市垃圾填埋场。8.2项目建成后的环境影响及对策1）主要污染源污水处理厂“三废”87 煤炭工业石家庄设计研究院排放点主要为构筑物产生的异味，鼓风机房产生的噪单等。2）新增主要污染物（1）废渣a.污水中携带有一定量的大块漂浮物，如塑料品、木块、食品及不同粒径的砂石，经格栅、沉砂坑后与污水分离。此种废渣种类复杂，不宜作农肥或综合利用，送至垃圾处理厂处置。b.污水中的悬浮物经污水处理工艺处理后形成脱水污泥，泥饼外运，作填埋处理。（2）噪声污水处理工程的噪声源主要产生于风机、水泵等及锅炉房设备，在设计上将采取防噪声措施：鼓风机进风采用地下廊道式，风机出口安装消音器，这些都将减小鼓风机房的噪声。污水提升泵房也是噪声源，但与鼓风机房和锅炉房相比，噪声强度低，通过采取减振、隔音等措施，对周围环境不会造成危害。（3）异味污水处理厂里多是敞口的构筑物，非密闭设备和容器，在运行过程中散发一定的气味。预处理构筑物均为封闭式，可以减少臭味的扩散，同时为减轻异味污染物的危害，厂区广种树木、花草，使厂区内绿化面积不小于35%。表8.2-1污水厂新增废渣排放及治理表序号废渣名称及来源组成及特征排放特性排放数量排放地点、方式治理措施压力Mpa温度℃连续间断1沉砂坑粗砂砾√少量进水泵前汽车运至垃圾堆埋场2污泥脱水间泥饼含水率75%√19t/d污泥脱水间汽车运至垃圾堆埋场87 煤炭工业石家庄设计研究院表8.2-2污水厂新增噪声排放及治理表序号噪声源名称数量工作情况消声前声压级dB(A)消声措施消声后声压级dB(A)备注连续断续瞬时1鼓风机13√90～100消声器<802污水泵13√80～90隔离操作<8087 煤炭工业石家庄设计研究院第九章投资估算及经济影响分析9.1工程投资估算9.1.1编制依据本投资估算根据本工程推荐方案的工程量及建设部《全国市政工程投资估算指标》和《市政工程投资估算编制方法》（建标［2007］164号文）并结合河北省概预算定额及工程实际情况编制。工程估算内容包括污水处理厂内改造和扩建的各种构筑物、建筑物、管线、工艺安装、设备、电气、自控仪表等项目。9.1.2资金筹措资金来源全部为企业自筹。9.1.3工程投资估算本改造深度处理工程总投资为××万元。其中：一类工程费用为：××万元其他费用为：××万元基本预备费：××万元流动资金：××万元工程投资估算明细表见下表，设备价格参照生产厂家产品价格加计运杂费计算。表9-1新增投资项目比例一览表序号工程或费用名称金额（万元）所占比例（％）1工程费用2其它费用3预备费4流动资金5建设项目总投资87 煤炭工业石家庄设计研究院表9-2主要经济指标一览表（按40000m3/d）序号项目单位数量备注一常规财务指标1总处理规模m3/d400002工程总投资万元3资本金万元4银行贷款万元5经营成本元/m36年均总成本元/m37电耗度/m38处理收费元/m3二盈利能力分析1内部收益率％税前2内部收益率％税后3财务净现值万元税前4财务净现值万元税后5投资回收期年税前6投资回收期年税后7总投资收益率％8项目资本金净利润率％9盈亏平衡点％10投资利润率％11投资利税率％（1）设备价格参照生产厂家产品价格加计运杂费计算。（2）建设单位管理费：按财建［2002］394号文计取。（3）勘察、设计费：按计价格［2002］10号文计取。（4）前期工作费：按计价格［1999］1283号文计取。（5）工程监理费：按［2007］价费字670号文计取。（6）环评费：按计价格［2002］125号文计取。87 煤炭工业石家庄设计研究院（7）根据国家有关规定，本项目属于排水项目，固定资产投资方向调节税为零。（8）预备费用：预备费中基本预备费按工程用及工程建设其他费用之和的8%计。本工程未计入涨价预备费。表9-3提标改造工程投资估算明细表1单位：万元序号项目土建设备主材主材安装合计（一）生产设施1提升泵房2曝气生物滤池3石英砂滤池4清水池5鼓风机房6加氯加药间7甲醇储存投加间8反冲洗水排水缓冲池（二）辅助区1变电所（三）厂区工程1道路2厂区管线3厂区机械土石方工程4厂区绿化5厂区通信6厂区照明7厂区电缆（四）自动化控制及仪表工程1自控系统2仪表工程表9-4提标改造工程投资估算明细表2单位：万元一、工程费用1土建工程2设备购置87 煤炭工业石家庄设计研究院3安装工程二、其它费用1建设单位管理费（一）×1.2%2工程监理费（一）×1.3%3工程质量监督费（一）×0.35%4工程保险费（一）×0.4%5联合试运转费设备费×1%6生产职工培训及提前进厂费7前期工程费（一）×1%8办公及生产家具购置费9工程勘察费建安工程费×0.5%10工程设计费11竣工图编制费设计费×8%12标书编制及招投标费13环评及可研费第二部分费用小计第一、二部分费用合计三预备费1基本预备费（一+二）×8%2涨价预备费（一+二）0%四建设期贷款利息五流动资金六建设项目总投资9.2经济分析9.2.1编制说明涿州改造深度处理工程的经济分析及评价依照国家计委、建设部1993年发布的《建设项目经济评价方法与参数（第二版）》的要求和《给水排水工程概预算与经济评价手册》，以及中国勘察设计协会、市政设计协会技术开发部《给水排水建设项目经济评价细则》，并结合本工程的实际情况进行编制。87 煤炭工业石家庄设计研究院按照本评价方法的规定，经济评价分为财务评价和国民经济评价两个层次，本工程的经济评价主要进行工程的效益分析，未对各项目国民经济评价指标进行计算，原因是本工程属于城市公用设施，其为国民经济所用的贡献主要表现为对社会产生的间接效益，其经济效益与社会发展及工业生产密切关联，难以准确的定量计算，而其它一些闪闪，例如改善居民生活条件、提高人民健康水平、减少污染、保护环境等方面的社会效益只能定性的描述。按照国家现行财务制度和价格的条件，本财务评价从排水管理机构的财务角度分析、测算项目的费用及效益，并考察项目的获利能力、偿还能力和外汇效果等财务状况，以判别项目在财务上的可行性。9.2.2财务评价9.2.2.1基础数据设计峰值水量：提标改造处理水量40000万m3/d，财务评价按照平均日处理水量40000万m3/d计算处理成本。项目计算期：项目计算期按22年计算，其中建设期2年（2010～2011）,运营期20年（2012～2031）。提标改造深度处理工艺增加能源消耗费：包含电费、药剂及人员工资等，详见下表：序号名称全年用量（满负荷）单价费用（万元）（元/m3水）1电费2水费3甲醇4盐酸5氯酸钠6铁盐7工厂定员128合计根据资本保全原则并简化计算，将涿州污水处理厂一期固定资产，深度处理改造工程固定资产投资中工程费用、工程预备费全部计入固定资产原值，87 煤炭工业石家庄设计研究院即××万元。将第二部分费用和固定资产投资方向调节税全部计入无形及递延资产，即××万元。改造后，全厂日常检修维护费：固定资产原值×1.0%＝××万元。全厂固定资产折旧：取残值率为4%，年综合折旧率为5.2%，折旧费＝固定资产原值×5.2＝××万元。全厂无形及递延资产摊销：无形及递延资产×8%＝××万元。全厂大修理基金：固定资产原值×1%＝××万元。改造增加部分其它费用：（能源消耗费+药剂费+工资及福利费+日常检修维护费+大修理基金）×10%＝××万元。所得税：按利润总额的25%计算，还款期间不缴纳所得税。改造后，年经营成本增加××万元，吨水经营成本增加××元。改造后，年均总成本增加××万元，吨水平均总成本增加××元。详见表9-10,9-11（年成本及流动资金估算表）。9.2.2.2投资计划与资金筹措本次提标改造深度处理及配套管网工程资金来源全部为地方财政自筹。9.2.2.3利润及水价预测目前我国深度处理制度有待完善，本工程利润及水价的确定原则是解决处理厂的成本费用，应上缴国家的财政税收，在规定的期限内还清国内外的贷款，满足排水行业财务基准收益率。按国家现行规定，公共事业不交纳产品税和增值税，但需交纳营业税，销售税金及附加按销售额的3.24%计算，所得税率为25%，盈余公积金按税后利润的10%计算。本项目由于项目的性质，作为政府主持的城市公用项目，随着投资体制改革的深化，其收入应从污水收集及处理系统所服务的范围通盘计收。主要收入为污水处理费和中水回用水费。结合污水处理费和中水回用水费，87 煤炭工业石家庄设计研究院吨水处理及回用收费××元/吨，则项目年收入平均为××万元。9.2.2.4财务分析报表及评价结果仅对扩建部分进行财务分析报表及评价（1）财务分析报表表9.6流动资金估算表表9-7营业收入、营业税金及附加增值税估算表表9-8部成本费用估算表表9-9项目投资现金流量表表9-10项目资本金现金流量表表9-11利润与利润分配表表9-12资产负债表表9-13资金来源与运用表（2）财务评价分析a。财务平衡及财务盈利性分析财务现金流量表（全部投资）系将全部投资作为计算基础，用于计算全部投资所得税前后的财务内部收益率、财务净现值及投资回收期等评价指标，考察项目全部投资的盈利能力。财务现金流量表（自有资金）系以投资者的出资额作为计算基础，把借款本金偿还和利息支付作为现金流出，用于计算自有资金的财务内部收益率、财务净现值及投资回收期等评价指标，考察项目自有资金的盈利能力。损益表反映项目计算期内，各年利润额、所得税及税后利润的分配情况，用以计算投资利润率和资本金利润率等指标。财项目投资现金流量表（表11-9）及利润与利润分配表（表11-11）的各项经济指标汇总于表11-14。87 煤炭工业石家庄设计研究院表9-14财务经济指标汇总表项目计算值排水行业基准值税前财务内部收益率（全部投资）税后财务内部收益率（全部投资）税前静态投资回收期（全部投资）税后静态投资回收期（全部投资）投资利润表投资利税率财务内部收益率反映项目以每年的净收益归还投资以后，所能获得的最大投资利息等。财务基准收益率是建设项目评价财务内部收益率指标的基准判据，是行业内投资资金的边界收益率。本项目的财务内部收益率为6.0%大于行业基准收益率4%；全部投资的静态回收期小于行业基准值，说明项目投资能够在规定的时间内得到回收。据判定项目在财务上可行。b.清偿能力分析由于本项目资金来源均为地方财政拨款，所以没有进行建设期利息估算和还贷能力分析。资金来源与运用表反映计算内，各年资金盈余与缺损状况，本项目在投产初期负担较重而收入较低，而后随着收费水量的增长及债务负担减轻财务状况则有较大改观，计算期末累计盈余资金达××万元。资产负债表反映计算期内，各年资金负债和所有者权益情况，通过表中所列各年的资产负债率、流动比率及速动比率，进一步进行项目清偿能力分析。c.不确定分析工程项目经济评价所采用的数据，除来源于现行的切合实际的资料外，尚存在一定程度的不确定性。为分析不确定因素对财务评价指标的影响程度，需进行敏感性分析。d.敏感性分析87 煤炭工业石家庄设计研究院敏感性分析的目的是找出项目的敏感因素，并确定其敏感程度，以预测项目承担的风险。结合本项目的具体情况，确定固定资产投资、水价及运行成本三个要素，变化幅度为+10%和-10%。结果见表11-15。项目固定资产投资水价运行成本基本值10％-10%10%-10%10%-10%税后内部收益率税后静态投资回收期表9-15敏感性分析表通过敏感性分析，固定资产投资、水价及运行成本等因素都有抗分险能力，尤其是运行成本的抗风险能力最强，水价的变化最为敏感。因此，进一步针对上述三个要素，进行单因素敏感性分析。结果见下表和下图。表9-16敏感性分析图表敏感因素变化幅度（％）-20-1001020固定资产投资水价运行成本基本方案的内部收益率通过以上图表分析，可知道水价因素变化比较明显。因此合理确定水价以及严格控制工程投资都将直接影响项目的收入。e.盈亏平衡分析盈亏平衡分析是在一定的市场生产能力条件下，研究拟建项目成本与收益率的平衡关系的方法。项目盈利与亏损有转折点，称为盈亏平衡点（BEP），在该点上，销售收入等于生产成本，项目刚好盈亏平衡。盈亏平衡分析即要找出该点。该平衡点越低，项目盈利的可能性就越大，造成亏损的可能性就越小。排水项目通常采用以生产能力利用率表示的盈亏平衡点。计算公式如下：87 煤炭工业石家庄设计研究院BEP＝年固定成本/（提标改造后污水收入-年销售税金及附加一变成本）经计算本项目BEP-61.5%，即年深度处理水处理量达到××m3/天时，污水处理厂的深度处理水收入等于生产成本。（3）经济评价结论通过财务各项综合分析，本工程财务内部收益率6.0%，高于行业基准收益率4%，静态投资回收期13.11年小于行业基准值18年；根据不确定分析，项目具有抗风险能力，因此项目在财务上可行。本项目建成后，带来了诸多间接效益：合理利用了水资源，改善了项目所在地区的环境；创造了良好的投资环境，为吸引投资、发展经济提供了良好的外部条件；防止了废水对天然水体及地下水的污染，大减轻了水环境中有机物污染负荷，改善了水环境质量；同时，环境的改善还带来了周围地区的土地增值。因此，本项目的实施对国民经济有实际意义，在国民经济方面也是可行的。9.2.2.5财务评价结论项目的财务评价是可行的，国民经济效益显著，本项目从经济评价的角度看是可行的。应根据“有偿使用”的原则制定合理的再生水收费标准，以保持项目建成后的正常运行。9.3区域经济影响分析升级改造后吨水新增年经营成本为××元，吨水新增总成本为××元。提高的污水费用仍比国内其他城市较低。此外，涿州污水处理厂改造（一级A）工程为再生水利用创造良好条件，可节约水资源，创造良好的经济效益。提供再生水资源，节约饮用水源的消耗，可促进保定涿州区域经济的可持续发展。9.4宏观经济影响分析87 煤炭工业石家庄设计研究院本项目投资在规定年限内可回收投资成本，随着再生水利用工程的建造，项目会带来较大的经济收益，可解决部分就业，同时可促进行业产业化进程。本项目虽然未进行国民经济评价的具体指标计算，但从工程本身的特点来看，提标改造深度处理工程有利于促进保定市涿州的经济发展，改善人民生活水平，提高社会劳动生产率，因而具有良好的国民经济效益。缺：表87 煤炭工业石家庄设计研究院第十章社会影响分析10.1环境效益1）涿州污水处理厂改造（一级A）工程，是张家口涿州水污染防治规划的重要组成部分。污水厂的建成运行可有效缓解官厅水库流域污染状况，解决排放的生活和工业污水对该地区水体的污染。2）可改善区域生态环境，有利于涿州的可持续发展，可促进区域经济的发展。3）污染物消减量工程建成后各污染物消减量分别为：COD：146t/年BOD5：146t/年SS：146t/年TN：73t/年TP：14.6t/年10.2社会效益1）提标改造项目污水处理厂的建设，进一步完善涿州的基础设施，必将对改善城市以及流域环境质量、创建文明卫生城市起到重要作用。2）污水处理厂的建设，使开发区工业废水与生活污水集中处理，将大大提高废水排放标准的可行性与稳定性，有利于进一步中水回用，这对于进一步改善投资环境，吸引外资，促进开发区社会经济得可持续发展有着重要的作用。3）污水处理厂的建设可改善受纳水体的水质与生态环境、促使水体的功能区划目标的实现等将起到决定性作用；同时对预防各种传染病、公害病，提高人民健康水平与生活质量，也将起重要作用。10.3经济效益87 煤炭工业石家庄设计研究院本项目主要表现为社会效益和环境效益，及其它部门产生的间接经济效益。但随着社会注意市场经济的发展，市政设施有偿使用已成为必然。根据前述的投资估算与经济分析可知，以4.0万吨/日规模运行，污水收费标准设定为×元/m3，则项目年收入为×万元，如考虑中水回用，则收益更高。综上所述，本项目具有较好的环境效益、社会效益和经济效益。87 煤炭工业石家庄设计研究院第十一章结论和建议11.1结论本提标改造工程设计处理规模4.0万吨/天，工程总投资估算×万元。拟建提标改造深度处理工艺进、出水水质如下：编号项目单位原一级B出水水质改造出水水质1BOD5mg/L20≤102CODmg/L60≤503SSmg/L20≤104NH4+-Nmg/L18≤55TNmg/L20≤156总磷TPmg/L1.5≤0.51)改造设施部分位于涿州污水处理厂内×侧，厂区占地面积××平方米。2）提标改造工艺为：曝气生物滤池——石英砂滤池——二氧化氯消毒3）深度处理工艺设施部分年处理总成本平均增加×××万元，单方污水处理总成本增加××元；年经营成本为总成本扣除固定资产折旧、无形及递延资产摊销和利息支出以后的全部费用，增加××万元，提标改造后单方污水处理经营成本增加0.48元。结合原污水收费，推荐的水价为×元/m3。4）提标改造工程建成后，可直接改善本地区水环境质量，提高人民健康水平，改善投资环境，吸引国内外投资，促进地区经济发展起着必不可少的重要作用，因此，该项目社会效益和经济效益是十分显著的。11.2建议根据“有偿使用”的原则制定合理的污水收费标准，以保持深度处理设施建成后的正常运行能力。87 煤炭工业石家庄设计研究院附表一：主要构筑物一览表序号构筑物名称构筑物尺寸数量结构形式1提升泵池原有1座钢砼2曝气生物滤池单格尺寸7.5×7.5×61座钢砼3砂滤池单格尺寸5×10×4.51座钢砼4清水池25×20×5.51座钢砼5反冲洗排水缓冲池10×10×61座框架6鼓风机房10×6×51座框架7甲醇投加间4×5×51座框架8甲醇PLC控制室4×3.5×51座框架9加氯储罐区10.5×61座地埋卧式不锈钢10加氯加药间18×6×51座钢砼11变配电室利用原有1座钢砼附表二：主要工艺设备一览表序号构筑物名称规格数量单位1提升泵池潜污泵Q=850m3/hH=12mN=45KW3台单轨电动葫芦T＝3.0吨H=9mN=9KW1台2曝气生物滤池（硝化）球形轻多孔生物滤料粒径：:Φ3-5mm1350m3滤池专用防堵长柄滤头滤头契型缝隙2.2mm，滤头长度440mm20580套单孔膜曝气器单孔膜孔径1.2mm20580套鹅卵石承托层Φ16-32mm，H=200mmΦ8-16mm，H=100mm135m3滤板960×960×100mm420块曝气罗茨鼓风机单机风量7.2m3/min；0.06MpaN=37KW10台放空管道离心泵Q=100m3/h;H=15mN=7.5kw1台管廊排水泵Q=50m3/h;H=7mN=2.2kw1台单轨电动葫芦T＝1.0吨H=9mN=1.7KW1台阀门及管件电动阀、蝶阀、闸阀3曝气生物滤球形轻多孔生物滤料粒径：:Φ3-5mm675m387 煤炭工业石家庄设计研究院（反硝化）滤池专用防堵长柄滤头滤头契型缝隙2.2mm，滤头长度440mm11760套鹅卵石承托层Φ16-32mm，H=200mmΦ8-16mm，H=100mm67.5m3滤板960×960×100mm210块4石英砂滤池石英砂填料Φ＝0.9-1.2mm230m3滤池专用防堵长柄滤头滤头契型缝隙2.2mm，滤头长度440mm9800个粗石英砂承托层40m3标准滤板974×964×100mm200块阀门及管件电动阀、蝶阀、闸阀5清水池曝气池反冲冼泵Q=450m3/h;H=12mN=30kw3台石英砂滤池反冲冼水泵Q=550m3/h;H=12mN=37kw3台外输泵Q=550m3/h;H=12mN=37kw3台单轨电动葫芦T＝3.0吨H=9mN=9KW1台5反冲洗排水缓冲池排水提升泵Q=220m3/h;H=12mN=11kw2台单轨电动葫芦T＝1.0吨H=9m1台6鼓风机房曝气反冲冼风机32.81m3/min0.07Mpa55KW3台石英砂反冲冼风机47.49＝m3/min49Kpa55KW2台单轨电动葫芦T＝3.0吨H=9mN=9KW1台7甲醇投加间投加计量泵0～100L/h2台甲醇储罐地埋卧式储罐；不锈钢304，10吨1座8加氯加药间二氧化氯发生器10kg/h;N=5.5kw2台立式搅拌器N=1.1kw1台前混凝加药泵Q=300L/hP=0.2MPa2台后混凝加药泵Q=50L/hP=0.2MPa2台附表三：曝气生物滤池＋石英砂过滤工艺流程图水解酸化87'