6000吨污水处理工程初步设计方案.docx
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6000吨污水处理工程初步设计方案
6000吨污水处理工程初步设计方案
第一章总述
1.1项目概况
1.1.1项目名称
贵州省黔东南州污水处理工程
1.1.2项目业主
黔东南州自来水公司
1.1.3项目建设地点
城区东南面克妈洞田坝—老豹窝山脚处
1.1.4项目规模
污水处理厂一座（前处理构筑物、脱水机房、附属建筑物按远期设计，主体处理构筑物按近期设计）和配套污水收集、输送系统（按远期2020年设计）
1.2编制依据及资料
1、《黔东南州污水处理工程设计合同》
2、《黔东南州中心城区总体规划（修编）1999—2020》
3、《关于黔东南州污水处理工程可行性研究报告的批复》
4、《贵州省地面水域水环境功能划类规定》
5、《市政公用工程设计文件编制深度规定》
6、《黔东南州污水处理工程环境影响评价报告》
7、有关地形图
黔东南州城1：
2000地形图
污水处理厂厂址1：
500地形图
8、主要设计规范、规程及标准
工艺专业：
·《室外排水设计规范》（GB50014-2006）
·《泵站设计规范》（GB/T50265-97）
·《城市工程管线综合规划规范》（GD50289-98）
·《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-97）
·《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236-98）
·《城市污水处理工程项目建设标准》
·《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）
·《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）
·《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）
·《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ41-91）
·《防洪标准》（GB50201-94）
·《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002）
·《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-1990）
电气专业：
·《供配电系统设计规范》（GB50052-95）
·《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）
·《建筑物防雷设计规范》（GB50057-1994）
·《10KV及以下变电所设计规范》（GB50053－94）
·《低压配电设计规范》（GB50054－95）
·《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50062－92）
·《工业企业照明设计标准》（GB50034-92）
建筑专业：
·《民用建筑设计通则》（GB50352-2005）
·《民用建筑隔声设计规范》（GBJ118-88）
·《屋面工程施工质量验收规范》（GB50207-2002）
·《工业企业总平面设计规范》（GB50187-93）
·《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-95）
·《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）
·《建筑内部装修设计防火规范》（GB50222-95）（2001年版）
·《建筑灭火器配置设计规范》（GB50140-2005）
·《房屋建筑制图统一标准》（GB/T50001-2001）
结构专业：
·《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）
·《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）
·《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》（GB50032-2003）
·《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
·《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
·《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）
·《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）
·《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
·《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）
·《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）
·《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》（CECS138：
2002）
·《给水排水工程埋地钢管管道结构设计规程》（CECS141：
2002）
1.3编制原则
（1）贯彻国家关于环境保护的基本国策，执行国家规定的相关法规、规范和标准。
（2）在对黔东南州排水现状充分调查研究的基础上，对服务区内的污水进行综合治理，解决污水排放对黔东南州地表水及地下水造成的污染，改善区域内六枝河及其支流的水体质量，充分发挥项目的社会效益、经济效益和环境效益；
（3）根据进厂污水的特点和现状，选择行之有效省能、简便、适合性强的工艺处理流程。
（4）通过技术经济论证优化设计方案，选用技术可靠、投资少、效率高、成本低、见效快的处理工艺。
（5）根据城市基础设施建设统一规划，分期建设的指导方针，本着需要与可能相结合的原则，在设计污水处理工程的同时，考虑远期工程扩建的要求，做到统一规划，分期实施。
（6）管理控制采用集中检测管理，分散控制和集散方式，建立完善的检测系统和PLC控制站，对整个污水处理过程进行检测和控制，实现全厂自动化控制，并最终实现无人操作的目的。
（7）改变人们对污水处理厂的偏见，加强绿化，提高污水处理厂的环境质量，改善工作人员工作条件，把污水处理厂建成环保型工厂。
（8）妥善处置系统中产生的栅渣、垃圾、沉砂、污泥，避免二次污染；
（9）为避免重复建设，厂外截污总管按远期规模设计。
1.4编制范围
二级污水处理厂1座，近、远期结合，部分单体按近期2010年设计，其它单体按远期2020年设计。
按远期2020年配套建设厂外截流干管，城区污水收集管网。
1.5城市概况及自然条件
1.地理位置
黔东南州位于贵州省西部，六盘水市东部，地处东经105008、～105043、，北纬25°59、～26°33、之间。
南北长61公里，东西宽60公里。
市域范围占地1792.1平方公里。
城区为全市的中心区辖4个办事处和5个建制镇，城区国土面积为23平方公里，城市人口12万，到2010年将达到20万。
2.地形地貌
黔东南州地处北盘江、三岔河分水岭土，位于云贵高原东斜坡乌蒙山脉与苗岭山脉的衔接地带。
本区地势总的特点是西北高、东南低，地形起伏高差较大。
主要地貌类型有构造剥蚀山地、构造侵蚀谷地、侵蚀堆积河谷、岩溶地貌四大类。
土壤类型主要有山地黄棕壤、黄壤、石灰土、潮土、紫色土、水稻土等六类。
本区在漫长的地质历史时期中，由于受内力地质及外力地质作用的综合影响，形成了较为复杂多样的地形地貌，其中有山地、丘陵、坝子。
山地：
全区共有山地面积970.6平方公里，占全区面积的54.16％丘陵：
全区共有丘陵面积648.3平方公里，占全区面积的36.18％坝子：
全区共有坝子面积173.2平方公里，占全区面积的9.66%。
3.气候
黔东南州属中亚热带季风气候，降雨主要受西太平洋孟加拉湾一带的水汽和其副热带高压背脊活动的影响，具有气候比较温和，雨量充沛的特点，是全省暴雨中心之一。
气温：
全特区多年平均气温14.5°C，变化范围在13.5～15.2°C之间。
—年之内，7月气温最高，平均气温21.9°C，1月气温最低，平均气温4.8°C。
极端最高气温为34.1°C，极端最低气温为—5.6°C。
降雨量：
多年平均降雨量1415．8毫米，多年平均降水总量为25．3亿立方米，历年最大降水量为2341.7毫米，历年最小降水量为1071.6毫米。
全区年平均径流深为811．6毫米，年径流变差系数为0．29。
降水量具有年际变化大，各季分配不均匀，月间差异悬殊的特点。
日照：
多年日照时数平均为L264小时。
无霜期和霜冻：
多年平均无霜期294天。
风象：
黔东南州城区为河谷型城市，风向受山谷小气候影响，主导风向为东南，其次为西北。
4.河流水系
黔东南州境内河流除北盘江，三岔河为过境河外，河流长在5公里以上的有40条，全区河流总长为550．45公里（包括5公里以上长度的河流在内），其中河长大于10公里或流域面积在20平方公里以上的有25条，北部属长江水系的有岩脚河、木贡河、雨亥河、岱翁河、黑塘河、懒龙桥河、保木河、沙子河、岔河共9条，汇入三岔河。
南部属珠江水系的有六枝河、纳骂河、月亮河、木则河、中坝河、大田河、和平河、郎岱河、磨盘河、茅口小河、木城河、落别河、超子河、龙潭河、通仲河、田坝河共16条，流入北盘江。
全区40条河流，平均每百平方公里有河道30．8公里，属雨源性河流，一般年份除三岔河和北盘江以外，河道基流都较小，造成春旱，汛期山洪爆发则常常给两岸农田造成洪涝灾害。
5.水文地质
黔东南州水文资料分析计算结果表明，全特区地表水资源多年平均总径流量为13.33亿立方米，多年平均径流深为746毫米。
其中，三岔河流域的9条河流多年平均径流量为5.18亿立方米，占全特区多年平均径流量的39％。
北盘江流域的L6条河流，多年平均径流量为8.15亿立方米，占全特区多年平均径流量的61％。
黔东南州地表水丰富，但由于岩溶面积分布广，水土流失严重，地形地貌十分复杂，降雨的时空分布很不均匀，各地水资源相差大，水资源开发利用比较困难。
黔东南州的地下水资源大多储存于岩蚀裂缝、孔穴、溶潭之中，以井泉、暗河的形式溢出地面。
采用水文图集中270天保证流量模数图结合特区情况，算出特区地下水平均径流模数为4.2，计算出径流量为2.37亿立方米。
由于地形地貌和水文地质结构不同，以及地下水蕴藏量的差异，地下水开发的条件随之不同。
如分水岭斜坡地带，地下水埋藏深，开发困难；河流下游，特区东南部、南部熔丘盆谷地带，是地下水排泄区，水量丰富，并有天然露头，易被开发利用；深谷和边远山区，虽地下水丰富，但开发困难，利用率低。
6、地震
按国家建设部颁布的《中国地震裂隙区划图》显示，黔东南州基本地震烈度为6度。
7、洪水
黔东南州城区属于一般城镇，城镇等级为Ⅳ等，根据国标GB50201－94《防洪标准》，确定相应的防洪标准为20年一遇洪水设防。
黔东南州城区内主要河流为六枝河。
六枝河是北盘江一级支流打邦河的主源河，发源于六枝西部的凉水井矿区，流经城区长度8.2公里，由北向南穿城而过。
雨季水土流失严重，河水合泥量有逐年增多趋势。
黔东南州城区内有东风水库和雾步冲水库及鲜鱼塘小山塘。
两水库及山塘对城区防洪作用甚微。
由于城市的发展没有防洪规划的限制及历史原因，河道防洪能力极低，防洪标准偏低。
干流多数河段防洪能力仅达到5－10年一遇，局部河段为⒉－3年一遇。
六枝河城区段是洪涝灾害较为严重的地段，1983年、1988年、1992年、L996年、2000年沿河两岸大片房屋及农田均受到较为严重损失，也对城区的建设发展造成直接的威胁。
在规划污水处理厂地段的洪水淹没线的标高为1319.5米。
因此，对于建在六枝河沿岸的污水处理厂来说，防洪措施的制定显得尤为重要。
1.6社会经济状况
随着国家开发中西部经济战略的实施，依托株六铁路复线和水黄高等级公路，综合六盘水市市域的生产力布局，立足本地资源，面向两湖两广，黔东南州将充分发挥能源原材料生产基地优势，加强区际合作，实施东进发展战略。
近期，黔东南州经济和社会发展的总体构想是：
抓住发展机遇，以提高经济效益为中心，夯实两个基础（农业、基础设施），打响三张品牌（黑色、绿色、旅游），实施五大战略（经济结构调整、科教兴区、开放带动、可持续发展、城镇化发展），构建四大经济支柱（电力、生物制药、特色食品、旅游），促进两个文明协调发展，加快富民兴区步伐。
2003年，全区生产总值14.62亿元，比上年增长14.4%，其中第一、第二、第三产业增加值分别为3.21亿元、6.27亿元、5.14亿元。
工业总产值12.01亿元，增长23.6%，主要工业产品产量：
原煤278.29万吨，焦炭30.76万吨，水泥46.2万吨，发电量1.2亿千瓦时。
财政总收入1.33亿元，增长27.33%，其中地方财政收入8237万元，增长28.44%；财政支出2.68亿元，增长16.52%。
黔东南州的发展潜力巨大，前景广阔，但在发展过程中将受到地方财力薄弱、城市基础设施不完善、综合服务能力欠佳等因素的制约，需要人力、物力、财力的支持，进行综合整治。
1.7城市排水工程现状及存在问题
1.7.1城市供水现状
黔东南州1960年前，中心区居民生活用水主要靠地表层泉水和自然水溪。
煤田开发建设兴起后，人口不断增加，泉水水位下降，水溪逐渐枯竭，河道也受到污染。
60年代到80年代初相继修建深井泵房，自建供水系统。
到1985年六枝矿务局供水管管网长12km，年供水量180万吨，到1990年后中心区内企事业单位不断开采地下自备水源，至1999年5月中心区各单位自备水源总量为2.2×104m3／d。
但各自备水源水质质量差，达不到国家生活饮用水标准。
黔东南州于1986年成立自来水公司。
相继建成了尖山水厂、杨梅山水厂，供水能力为0.9×104m3／d。
目前，正开始实施抵西供水工程，该项目工程规模为0.3×104m3／d。
项目投产建成后对供水不足的矛盾略有所缓解，但黔东南州中心城区供水不足的矛盾未得到根本改善。
为从根本土解决黔东南州供水问题，黔东南州人民政府开展了城区17400万吨供水工程可行性研究工作，正在筹措建设资金实施该项目。
1.7.2城市排水现状及存在问题
（1）排水现状
由于历史原因，黔东南州城市基础设施建设资金一直匮乏。
排水工程也未能纳入城市统一管理的轨道之中。
城区排水管道简陋，不成系统，有粗放的石砌下水沟57条36．6km。
有的路段因建路时无规划，至今仍无下水道。
而且，城市防洪措施不力，垃圾淤泥经常壅堵，排水不畅。
城区十万余人生活污水和城市工业废水依地势流向六枝河，使六枝河受到不同程度的污染。
而六枝河下游的落别乡、大用镇有十几个寨子，几千户人家直接饮用六枝河水，它已严重危害人民群众的身体健康。
（2）存在问题
1、合流制排水，污染严重，不适应城市的发展，不符合城市总体规划要求。
2、城市排水系统布置不合理，系统不完善，没有污水处理厂，雨天排水不畅，雨后污染严重。
3、采用石砌暗沟或明沟排水，渗漏严重，对地下水影响较大。
4、工业企业污水排放水质超标严重，企业内水的重复利用率低。
5、城市污水最终排入六枝河，造成水资源的严重污染。
第二章设计规模
2.1服务区人口
根据《黔东南州中心城区总体规划（修编）1999—2020》，并根据现场实地调查和人口自然增长率推算2010年六枝城区人口规模为16万人，远期2020年中心城区人口规模为24万人。
2.2污水量预测
根据《贵州省“十一·五”城镇污水处理及再生设施建设规划》，本污水处理厂设计规模按照2010年设计，污水收集系统，则考虑一定的超前性，按照2020年的设计。
《黔东南州中心城区总体规划（修编）1999—2015》，黔东南州2010年综合生活用定额为160升/人.日，工业用水量为城市综合生活用水量15%,依据上述参数确定污水量。
具体计算详见下表：
污水量预测及建设规模测算表城市用水量预测如表：
序号
项目
单位
数量（2010）
数量（2020）
备注
1
规划人口
万人
16
24
2
城市综合生活用水定额
L/人.d
160
220
3
城市综合生活用水量
万m3/d
2.56
5.28
4
城市工业用水量
万m3/d
0.38
0.80
3×15%
5
市政、绿化及未预见水量
万m3/d
0.59
1.21
（3+4）×20%
6
最高日总用水量
万m3/d
3.53
7.29
3+4+5
7
日变化系数
1.2
1.2
8
平均日总用水量
万m3/d
2.94
6.08
6÷7
9
污水形成率
85%
85%
10
平均日污水量
万m3/d
2.50
5.17
11
污水处理率
71.93%
73.50%
12
平均日污水处理量
万m3/d
1.80
3.80
2.3污水处理厂建设规模
根据表4.1的测算结果，2010年黔东南州污水处理工程设计服务范围内平均日污水总量为6000m3/d，2020年污水管网系统处理能力为17400m3/d，则污水处理率为73.50%,符合相关污水处理政策。
因此，黔东南州污水处理工程建设规模近期确定为6000m3/d，远期确定为17400m3/d。
污水处理厂设计考虑远、近期结合，进水泵房按远期设计，其它构筑物和附属建筑物按近期设计。
远期厂区建设，则考虑对本污水处理厂紧邻地块用地进行规划控制。
污水收集管网按远期2020年设计，规模为：
a、污水管道总计20170米，其中：
De315：
750米
De400：
9100米
DN600：
7520米
DN800：
2800米
b、污水检查井总计414座，其中：
φ1000圆形：
187座
φ1250圆形：
230座
溢流井4座：
每座LxBxH=4x2.6x3m。
第三章进水水质及排放标准
3.1污水进厂水质的确定
鉴于县城现状为雨、污混流的直泄式合流制排水体制，水质监测数据均为现状河道、合流沟渠的水质监测，不宜用作污水处理厂的进厂水质指标。
在确定污水进厂水质时，参照省内部分污水处理厂及地级市污水处理厂的进厂水质指标，结合实测水质资料，并考虑到远期污水水质的变化趋势，确定县城污水处理工程设计进厂水质如下：
表3-1污水处理工程设计进厂水质单位：
mg/L
项目
进水水质
BOD5
120
COD
200
SS
180
NH3-N
27
TP
3
TN
40
最高水温:
30℃，最低水温:
15℃，平均水温:
20℃。
3.2污水出厂水质标准
污水处理厂的污水排放标准由受纳水体的水域功能确定,县城污水处理工程出厂水的受纳水体为小河流,根据《县城总体规划（修编）（2000-2020年）》，城区的水域功能按《地表水质量标准》（GB3838-2002）Ⅲ类水体控制,下游河段依据黔东南府[2005]2号《州人民政府关于黔东南州地表水域水环境功能区划分方案的批文》。
因此，县城污水处理厂的污水排放执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B类标准,即污水出厂指标为:
表3-2城镇污水处理厂污染物排放标准单位：
mg/L（pH除外）
项目
污水排放一级B标准
pH
6～9
BOD5
20
COD
60
SS
20
NH3-N
8
TP
1.5
TN
20
粪大肠菌群数
104个/L
3.3处理程度
根据污水处理厂的进水水质及出水水质，贵州省黔东南州污水处理厂污水处理程度为：
表3-3污水主要污染物处理程度
项目
处理程度
BOD5
83.3％
COD
70％
SS
88.9%
NH3-N
70.4%
TP
50%
TN
50%
3.4主要污染物质削减量
BOD5：
219吨/年CODCr：
306.6吨/年
SS：
350.4吨/年NH3-N：
41.61吨/年
TP：
3.285吨/年TN：
43.8吨/年
第四章厂址比选
4.1污水处理厂厂址确定的原则
污水处理厂位置的选择，应符合城镇总体规划和排水工程总体规划的要求。
并应根据下列因素确定：
1、厂址位置应位于六枝河河段的下游。
2、厂址位置应位于黔东南州夏季主导风向的下风向。
3、厂址位置应具备较好的工程地质条件。
4、厂址位置应尽量不影响景区景观效果。
5、厂址位置应便于城镇污水的收集和输送。
6、厂址位置应便于污水、污泥的排放和回用。
7、厂址位置应满足黔东南州的防洪要求，应具备良好的排水条件。
8、厂址位置应少拆迁、少占或不占农田、有卫生防护距离。
9、厂址位置应有远期扩建的可能。
10、厂址位置应具备方便的交通运输和水电条件。
4.2厂址论证
经现场实地踏勘及初步分析比选，黔东南州污水处理厂有两处可作为处理厂建厂厂址：
1、建厂厂址一位于城区东南面的克妈洞田坝—鸡冠山山脚处。
该厂址位于城区排水系统下游，距黔东南州主城区约1.00KM（在规划城区的边缘），施工条件好，利于污水的收集；该处地形平坦、土石方量不大；不受洪水威胁；无拆迁、可用地面积约40亩，污水处理厂近期占地15亩，远期占地23亩。
但该处且位于城区夏季主导风向的上风向，且紧邻规划城区，对城区环境卫生影响较大，同时该处建设污水处理厂，也将制约该片区的发展。
2、建厂厂址二位于城区东南面的克妈洞田坝—老豹窝山脚处，该厂址位于城区排水系统下游，距黔东南州城区2.5KM，施工条件好，利于污水的收集；同时远离城区，三面环山，对城区卫生环境影响较小；该处地势较平、地形标高为1300.1-1303.4m之间，不受洪水威胁；无拆迁，占地面积约40亩，污水处理厂近期占地15亩，远期占地23亩。
从上述分析及经济比较可知，建厂厂址二（克妈洞田坝—老豹窝山脚处）较建厂厂址一（克妈洞田坝—鸡冠山山脚处）具有兼顾环境保护及城区规划发展的优点，故确定黔东南州污水处理厂建厂厂址在克妈洞田坝—老豹窝山脚处。
第五章污水管网方案
5.1排水规划
5.1.1排水规划原则
满足城市整体方面的原则
符合环境保护的要求贯彻执行“全面规划，布局合理，综合利用，化害为利，依靠群众，大家动手，保护环境，造福人民”的环境保护方针。
充分发挥排水系统的功能，满足设计要求。
要考虑现状，充分发挥原有排水设施的作用。
注意工程建设中经济方面的要求。
处理好近远期关系。
5.1.2排水规划
近期采用分流制和合流制并存，新建小区、开发区严格按分流制建设，逐渐过渡到分流制。
远期采用分流制，雨水经道路边沟和雨水管收集后就近排入六枝河。
污水经道路下污水管排入沿河两侧的截污干管，污水干管上设置截流井。
截流井主要截流初期雨水和污水，初期雨水和污水经截流干管最终输送至下游污水处理厂，处理达标后排放。
5.2管网布置
5.2.1管网布置原则
根据城市整体规划，结合当地实际情况布置排水管网，与城市市政设施建设同步，并进行多方案技术经济比较。
先确定排水区域和排水体制，然后布置排水管网，按照从干管到支管的顺序经行布置。
充分利用地形，采用重力流排除污水和雨水，并使管线最短和埋深最小。
协调好与其他管道、电缆和道路等工程的关系，考虑好与企业内部管网的衔接。
规划设计要考虑到管道施工、运行和维护的方便。
规划设计要考虑近远期结合，考虑发展，尽可能安排分期实施。
5.2.2污水管网布置方案
根据《黔东南州中心城总体规划（修编）（1999-2020年）》排水工程规划，遵循上述管网布置原则，对设计服务范围的城区道路下，污水管道沿道路中线两侧敷设。
新建城区污水管网系统，沿六枝河敷设截流干管，城区污水收集后由该截污主管输送至污水处理厂，同时将现有排水沟渠逐步改造成雨水沟渠。
污水管道接入截流干管处设置溢流井。
近期雨季时，城区没有完全实现雨、污分流，多余的雨、污混合水将通过截流干管上溢流井溢流至城市水体；远期完全实现雨、污分流的排水体制后，截流干管将作为污水主干管使用，不会再有溢流情况发生。
第六章污水处理厂工艺方案
根据出水水质要求，黔东南州污水处理工程的处理流程为具有脱氮除磷功能的城市污水二级处理工艺，工艺流程包括预处理段、生物处理段、后处理段及污泥处理处置段。
其中预处理段由粗格栅、进水泵站、细格栅、沉砂池等组成；生物处理段由AmOn一体化反应器组成；后处理主要是消毒；污泥处理系统由污泥贮存、浓缩和脱水等组成。
到目前为止，城市污水处理技术多种多样，各地在决策确定工艺时十分棘手。
城市污水处理工艺的选择，一般应按当地污水水质水量、下水道的完善程度、接纳水体情况、污水资源化利用程度、剩余污泥的出路及技术管理水平等综合考虑，通过技术经济比较确定。
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