3万吨城市污水处理初步设计222.docx
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3万吨城市污水处理初步设计222
3万吨城市污水处理厂一期工程
及配套管网
初步设计说明
环境保护工程研究设计院
初步设计对可研批复及意见响应
我院根据陕西省发改委对可研的批复与可研评审时专家提出的宝贵意见，对可行性研究报告进一步复核，完成本初步设计。
1、本次初步设计中在《某县污水处理厂工程可行性研究报告》的基础上调整优化设计参数及工艺计算。
2、明确近、远期建设的范围。
3、本次初步设计按近、远期规模统筹考虑，“一次规划”设计布局。
4、本次初步设计中污水消毒工艺采用紫外消毒工艺。
5、对生物处理工艺，与可研推荐工艺对比，本初步设计采用“A/A/O微曝氧化沟”工艺。
6、污水管网收集服务范围、设计思路与可研一致。
前言
项目名称：
某县城市污水处理厂一期工程
项目地点：
陕西省某县博望镇
主管单位：
陕西省某县城市污水处理厂
设计单位：
省环境保护工程研究设计院
建设规模：
根据《某县污水处理厂可行性研究报告》、《某县污水处理工程设计合同书》（2009年12月），确定污水处理厂设计规模为：
近期：
3×104m3/d2015年
远期：
6×104m3/d2025年
污水厂厂址：
某县博望镇大东关村108国道以南汉江以北。
进出水水质：
1）设计进水水质
根据《某县污水处理厂工程可行性研究报告》及《某县污水处理工程项目设计招标文件》编号：
城采CCZ[2009]03号及周边地区同类污水处理厂水质，确定进水水质指标：
序号
项目
浓度/指标
1
pH值
7.5
2
悬浮物（SS）
300mg/L
3
五日生化需氧量（BOD5）
200mg/L
4
化学需氧量（CODCr）
420mg/L
5
总磷（TP）
3mg/L
6
总氮（TN）
40mg/L
2）设计出水水质
根据《某县污水处理厂工程环境影响评价报告》及可行性研究报告批复，二级处理排放的水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918--2002）中的一级B标准。
出水水质指标见下表:
序号
项目
设计出水水质
1
化学需氧量（CODCr）
≤60mg/L
2
生化需氧量（BOD5）
≤20mg/L
3
悬浮物（SS）
≤20mg/L
4
氨氮（NH3-N）
≤8（15）mg/L
5
总氮（TN）
20mg/L
6
总磷（以P计）
≤1.0mg/L
7
pH
6~9
8
粪大肠菌群数（个/L）
10000
处理工艺：
污水处理采用A/A/O微曝氧化沟工艺，尾水采用紫外线消毒，达标后直接重力排放；污泥处理采用机械浓缩脱水处置工艺，泥饼外运填埋。
污水、污泥出路：
污水处理厂经生物处理后的尾水消毒达标后重力排放入城南小河；脱水泥饼外运填埋处理。
工程主要内容：
某县污水处理厂工程规划总规模为6×104m3/d，近期规划年限2015年，建设规模为3×104m3/d；远期规划年限2025年，建设规模为3×104m3/d。
一期工程按近期规模实施，近、远期总占地面积72.1亩。
主要污水处理构筑物包括：
●污水处理工段
构筑物有粗格栅及提升泵房、细格栅及沉砂池、A/A/O微曝氧化沟、二沉池及污泥回流泵房、紫外线消毒池。
●污泥处理工段
污泥池、清水池、脱水机房。
附属及辅助生产生活设施
●辅助生产建筑物：
配电房、风机房、维修间、生物除臭装置。
●附属建筑物：
综合楼、门岗、食堂。
主要经济技术指标
近期30000m3/d规模污水处理厂工程投资情况：
厂内总投资：
7367.93万元
直接投资：
5428.77万元
其它费用：
1237.53万元
预备费：
666.63万元
铺底流动资金：
35.00万元
成本分析：
年运营成本：
394.28万元
单位水量运营成本：
0.359元/m3
第一章概述
1.1项目基本情况
某县位于陕西省南部汉中盆地中心地带，总面积2265平方公里，随着经济的发展和人口的增加，某县城市规模不断扩大，污水排放量与日俱增，大量未经处理的污水排入汉江。
汉江是陕西南部最大的河流，在作为沿河一带人畜饮用水源和农灌、渔业用水水源的同时，又接纳了全县城区的生产和生活污水，严重影响当地居民的身体健康。
污水厂规划年限：
近期2015年，远期2025年。
污水厂选址及占地：
某县博望镇大东关村108国道以南汉江以北，占地面积72.1亩。
1.2设计依据与基础资料
（1）《陕西省某县污水处理工程可行性研究报告》；
（2）《某县污水处理厂工程可行性研究报告批复》
（2）《某县政府采购中心招标文件》；
（3）《某县污水处理工程设计合同》（2009年12月）
（4）《某县城市污水处理厂可行性研究阶段岩土工程勘察报告》；
（5）某县城市总体规划（2005-2020）道路工程规划图；
（6）当地的地形图；
（7）现场勘查的基础资料。
1.3设计采用的主要设计规范与标准
1.3.1水质标准
（1）《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）
（2）《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）
1.3.2勘察、设计规范
（1）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）
（2）《城市污水处理工程项目建设标准》（修订）（2001年6月北京）
（3）《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）
（4）《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）
（5）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
（6）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
（7）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
（8）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）（2008年局部修订版）
（9）《水工混凝土结构设计规范》（SL/T191-91）
（10）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）
（11）《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）
（12）《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）
（13）《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）
（14）《工业企业总平面图设计规范》（GB50187-93）
（15）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）
（16）《防洪标准》（GB50201-94）
（17）《市政工程勘察规范》（GJj56-94）
（18）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）
（19）《供配电系统设计规范》（GB50052-95）
（20）《10kV及以下变电所设计规范》（GB50053-94）
（21）《低压配电设计规范》（GB50054-95）
（22）《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）（2001版）
（23）《爆炸和水灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92）
（24）《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50062-2008）
（25）《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）
（26）《电力装置的电力测量仪表装置设计规范》（GB/T50063-2008）
（27）《工业与民用电力装置的接地设计规范》（GBJ65-83）
（28）《电力工程电缆设计规范》（GB50217-94）
（29）《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）
（30）《仪表系统接地设计规范》（HG/T20513-2000）
（31）《过程测量和控制仪表的功能标志和图形符号》（HG/T20505-2000）
（32）《自动化仪表选型设计规定》（HG/T20507-2000）
（33）《控制室设计规定》（HG/T20508-2000）
（34）《仪表供电设计规定》（HG/T20509-2000）
（35）《可编程控制器系统工程设计规定》（HG/T20700-2000）
（36）《电子计算机机房设计规范》（GB50174-93）
（37）《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002）
（38）《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-2008）
（39）《泵站设计规范》（GB/T50265-97）
（40）《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ31-89）
1.3.3施工和验收规范
（1）《给水排水管道工程施工验收规范》（GB50268-2008）
（2）《给水排水构筑物施工和验收规范》（GB/T50265-97）
（3）《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB50242-2002）
（4）《埋地钢质管道水泥砂浆村里技术标准》（CECSl0-89）
（5）《埋地钢质管道环氧煤沥青防腐技术标准》（SYJ28-87）
（6）《地基与基础工程施工及验收规范》（GB50202-2002）
（7）《砌体工程施工质量验收规范》（GB50203-2002）
（8）《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）
（9）《屋面工程技术规范》（GB50207-94）
（10）《建筑地面技术规范》（GB50037-96）
（11）《建筑地面工程施工质量验收规范》（GB50209-2002）
（12）《地下水防水工程质量验收规范》（GB50208-2002）
（13）《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》（GB50212-2002）
（14）《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236-98）
（15）《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003）
（16）《通风与空调工程施工质量验收规范》（GB50243-2002）
（17）《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）
（18）《建筑电气工程施工质量验收规范》（GB50303-2002）
（19）《工业自动化仪表工程施工与验收规范》（GBJ93-86）
（20）《工业自动化仪表及验收规范》（GB50093-2002）
（21）《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》（GBJl3l-90）
（22）《电气装置安装工程施工及验收规范》（GB50254~50259-96）
（23）《建筑工程施工现场供用电安全规范》（GB50194-93）
（24）《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-84）
（25）《机械设备安装工程施工及验收规范》（GB50231-98）
（26）《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》（GB50275-98）
（27）《水利工程钢闸门（包括拦污栅）制造安装及验收规范》（DL/T5018-94）
（28）《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205）
（29）《平面格栅清污机标准》（CJ/T3048）
（30）《排水工程机电设备安装质量检验评定标准》（SZ-06-99）
（31）《连续输送设备安装工程施工及验收规范》（GB50270-98）
（32）《工业金属管道安装工程施工及验收规范》（GB50235-93）
（33）《泵安装工程施工及验收规范》（GB50275-98）
（34）《起重设备安装工程施工及验收规范》（GB50278-98）
（35）《主闸门制造、安装及验收规范》（D/T5018-94）
（36）《城市污水处理厂工程质量施工及验收规范》（GB50334-2002）
1.3.4主要政策法律
（1）《城市污水处理及污染防治技术政策》建城[2000]124号（2000年6月）
（2）《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月）
（3）《中华人民共和国水污染防治法》（1984年5月，1996年5月修正）
（4）《中华人民共和国水污染防治法实施细则》（2000年3月）
（5）《国务院关于环境保护若干问题的决定》（1996年8月）
（6）《建设项目环境保护管理条例》（1998年11月）
（7）《污水处理设施环境保护监督管理办法》（1989年5月）
（8）《饮用水源保护区污染防治管理规定》（1989年7月）
（9）《污染物排放许可证管理暂行办法》（1989年3月）
1.4设计原则
（1）贯彻执行国家环境保护政策，符合国家有关法律、法规、标准、规范以及地方法规，充分体现业主对该项目的具体要求。
（2）在该工程规划的指导下，充分利用现有场地，对污水处理工程平面布置进行全面规划，使工程建设与城市发展相协调，既保护环境，又最大程度地发挥工程效益。
（3）根据污水进出水质要求，选用成熟可靠、高效节能、占地少、经济实用、管理方便的污水处理先进工艺及污泥处理先进技术，确保污水处理效果，减少工程投资及日常运行费用。
（4）结合本工程实际情况，采用适合国情的自动化仪表、设备及监测仪器，提高自动化管理水平和供电安全程度，以减轻工人劳动强度，改善劳动条件。
（5）通过技术经济论证优化方案和设备选型，力求技术可靠、经济合理。
（6）建构筑物造型简洁美观，厂区的环境设计实现园林化。
1.5设计范围
本工程设计范围为某县城市污水处理厂一期工程项目的技术方案设计，在设计中充分考虑近远期扩建的衔接，总平面按总规模进行设计，近期3×104m3/d的污水处理规模，远期3×104m3/d污水处理规模，总污水处理规模达到6×104m3/d。
近期工程污水处理厂内的所有工艺、设备、建筑、结构、防腐保温、电气、弱电、自控仪表、机械、消防、给排水、厂内室外总体工程、出水管线和厂外管网等专业设计（不含绿化部分）。
1.6城市概况
1.6.1地理位置
某县位于陕西省南部汉中盆地中心地带，坐落在汉江高漫滩一级台地上，东经107°19´至l07°20´，北纬33°09´至33°10´之间，北靠秦岭，南依巴山，长江最大的支流——汉江横贯东西，县城东临洋县，西接汉台、留坝，南接南郑、西乡，县城所在地博望镇距汉中市区30公里，距省会西安300公里。
1.6.2城市性质及规模
某县位于汉中盆地中心地带。
全县南北长101公里，东西最宽42公里，最高海拔2602.4米，最低海拔467.0米，总面积2265平方公里，辖18个镇，6个乡，17个社区，392个行政村，总人口50.39万。
县域地形呈南北长、东西窄。
依据地形特点，南北高，中部低，自然形成三部分：
北部为西秦岭南坡山地，地势由北向南倾斜，峰峭坡陡，山势险峻。
中部为汉江平川区，南部系米仓山北部山地，地势由南向北倾斜，山势平缓，山间多平坝。
其中，中部平川区人口占全县总人口的80%左右，是全县经济较为发达区域。
某初步形成以果、猪、药、菜、茶、蚕六大产业为主导的农业产业化格局，建成“中国柑桔之乡”和西北最大的良种猪繁育基地。
大力发展特色农业、效益农业、无公害农业。
以柑桔为主的果业和生猪为主的畜牧业成为农村经济的支柱产业。
现已拥有面积达3万亩，年产果3000吨的优质猕猴桃基地，4万亩茶园，13万亩柑桔基地，同时畜牧业养殖业不断扩大，势头强劲。
某矿产资源有潜在优势。
现已探明金属和非金属况19种，产地60处，尤其是石灰石、大理石、硅石、花岗石、蓝晶石等非金属矿，质优量大，极具有工业开采价值。
特别是硅石贮量大、品位高。
某县交通便利，有阳（阳平关）安（安康）铁路，汉中-白河公路，周至-某公路过境，境内有阳安支线，治杨铁路，县境内已建成某至许家庙公路，某至龙头公路，某至上原观公路，文川至柳林公路等主要公路干道，全县公路总里程598公里，公路密度0.185公里/平方公里，为促进县域经济发展起到巨大的推动作用。
近年来，县委、县政府通过加快“两园、两区、两带”的发展，带动整个县域的经济发展。
同事走工业强县、产业富县、旅游富县的道路。
在抓住机遇加强基础设施和城镇建设的同时，积极调整产业结构，不断提高工业和第三产业在国民经济中的比重，为今后十年国民经济的超常规，跳跃式发展奠定良好的发展环境。
通过高起点规划、高标准建设、高质量管理，体现个性特色，把县城建设成布局合理、设施配套、功能完善、特色鲜明的汉中副中心城市。
1.6.3气象条件
某县县城年平均温度14.2℃，最热月（7月）平均气温25.3℃，最冷月（1月）平均气温2.1℃，平均相对湿度79%，平川区平均降水量820-850mm，全年降水量多而月季变化大，主汛期7-10月降水占全年总量的73%，最大积雪厚度8cm，最大冻土厚度7cm,主导风向为东北风，平均风速为1.4米/秒，最大风速13米/秒。
1.6.4水文地质特征
某县县城地质特征为：
中、下层属更新统冲积层，上部为全新统冲积层，表层为褐黄色、浅棕黄色亚粘土，厚度4-20cm，下部为岩性松散沙、卵石层。
地基承载力一般在0.12-0.16mpa之间，地下水位埋深3-5米。
该县地下150米深度以内属第四系含水层，以河流冲击为主，其潜水含水层、底板埋深65-80米左右，含水层厚度35-60米，水位埋深3-20米，单位涌水量5-12升/秒，渗透系数12-18米/天。
1.6.5地震
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001），某县城区地震设防烈度为6度，第二组，设计地震基本加速度为0.05g。
1.6.6城市给水现状与规划
1.6.6.1给排水现状
某县水源为地下水，现有水厂一座，水源井6眼。
日供水能力1.5×104m3/d，最高日供水能力为1.6~1.7×104m3/d.该水厂自来水供城区的生活用水和部分工业企业的生产用水，其中70%为生活用水，30%为生产及其他用水；某氮肥厂、酒厂、烟厂等单位水源均来自自备水源井，全县共有大小自备水源井94眼，日供水量2×104m3/d。
某县是以老城为依托，边建设边发展的城市，目前县城已建成面积约15平方公里。
主排水管网采取钢筋混凝土管道与水泥砌护渠相结合的合流制排水系统，生活污水、工业污水、雨水通过已敷设排水管道汇入丰东、曹家巷等主排水渠道排入城南小河，最终进入汉江。
1.6.6.2给排水规划概况
根据某县总体规划及城市发展趋势，现城东水厂保留，保证日供水能力1.5×104m3/d，拟新建北环路北侧陈邸村第二水厂，近期建设规模2×104m3/d，远期扩建至5×104m3/d。
根据《某县城总体规划》（2005-2020）中的“排水规划”明确了雨、污分流的排水体系。
规划要求依据某县城地形、地势及规划用地布局，采用分区排放的形式。
丰东排污渠、曹家巷排污渠等原有的合流制排水体系，因其对汉江水质污染严重，改为分流制，旧排水系统经维修后留作排除雨水，新建污水排水系统。
1.7建设的必要性
1.7.1保护“南水北调”中线工程源头水质的要求
汉江区域是我国南水北调中线工程的重要水源涵养区，丹江口水库控制汉江60%的流域面积，多年平均天然径流量408.5亿方。
保护汉江、丹江水源直接关系着南水北调中线工程取水点—丹江口水库的水质和水量。
汉江自西向东横穿某，在某境内流长26km。
而自改革开放以来，某依靠县内独特的资源优势，国民经济和社会发展都得到了长足发展，截止2006年底，全县总人口达到50万人，其中规划城区人口10万人，随着国民经济的飞速发展，城市规模的扩大，人口数量的增加，热别是改革开放以来，人们生活水平逐步提高，人均用水量的增加，城市污水日排放量已达到20000余立方米，均未经处理直接排入汉江。
为此，某县污水厂项目只有尽早实施才能将丹江口库区及上游水污染防治和水土保持规划落到实处，才能从根本上推进丹江口库区及上游水污染的改善，从而保证南水北调工程源头水的水质。
1.7.2实施西部大开发战略决策的要求
九届全国人大四次会议时提出：
实施西部大开发战略要突出重点，着重加强基础设施和生态环境建设，力争五到十年内取得突破性进展。
作为环境基础设施重要组成部分的城市污水处理厂的建设，不仅可以加强和改善城市基础设施，而且可以保护环境、防治污染，符合国家提出的建设开发生态大西部的要求。
1.7.3.保护人民健康，改善投资环境的要求
随着经济的发展和人口的增加，某县城市规模不断扩大，污水排放量与日俱增，大量未经处理的污水排入汉江。
经对城区排污口水质的监测数据分析，以SS、BOD5、COD为主要污染物，造成程度不同的有机性污染、病原性污染和富营养性污染。
破坏了水体生态环境，对以汉江水源作为人畜饮用水水源和农灌、渔业用水水源的水体周围群众的生产和生活带来不利影响，严重影响当地居民的身体健康。
某县污水处理厂的建设，保护了人民健康，改善了投资环境，有利于某县经济的可持续发展，其建设是必要和必须的。
第二章总体设计及厂址选择
2.1设计水量
2.1.1规划人口预测
根据《某县城市总体规划》（2005-2020年）中人口规模预测方法：
1）趋势外推法
考察1990年至2003年某县城人口的发展，可以看出其城镇人口的年均增长率为60.16‰。
按照此人口增长趋势推算，可以得出规划近远期的城镇人口规模。
即用公式：
Px=12.82*（1+60.16‰）n；（式中：
Px——规划目标年的城市人口数；n——增长年数；12.82——2003年某县城市现状人口）。
照此预测，某县城城市近期（2015年）为25.84万人；远期（2025年）为46.35万人。
2）综合分析法
城市人口的增长主要是通过对周边人口的吸引，通过人口的非农化、从乡村向城市的迁移来实现的，因此在城市人口规模预测中主要应考虑人口的机械增长的速率。
1990年县城人口规模为60000人，到2003年增加到128228人，平均年增长率为60.16‰。
扣除1990-2003年之间平均年自然增长率4.24‰，那么13年的机械增长率为55.92‰。
根据某县城市发展的前景看，今后一段时期应是城市发展加速的时期，某县的城镇发展采取“强化中心，突出重点，抓好一环，带动全面”的发展战略，要把县城建设成为初具实力、带动作用强的汉中东部的小城市。
全县的非农业人口的增长将主要向县城区域集中，因此县城人口在机械增长率将会较高。
规划确定近期（2005-2015年），某县城人口中的机械增长率为45‰，远期（2016-2025年）为30‰，人口的自然增长率近期为5‰，远期为3‰。
则某县城近远期人口分别为：
近期：
23.02万人；远期：
35.96万人。
根据以上两种预测，参照《某县域城镇体系规划》和《汉中市城市总体规划》对某县城规模的预测，规划确定某县人口规模的控制目标为：
近期（2015年）：
23万人
远期（2025年）：
36万人
2.1.2污水量预测
1）按《室外给水设计规范》（GB50013-2006），某县属二区，人均平均日综合生活用水定额为110~180L/cap.d。
但某县位于秦岭（是中国地理最重要的气候分水岭）以南，与四川省比邻，属于丰水地区，夏季气候炎热，空气湿度大，居民生活习惯接近四川、重庆，且现状人均用水量较高，城市单位人口综合用水定额达到了273L/cap.d。
故设计中综合用水量2005——2015年取120L/cap.d，污水量按用水量的80%计，2016——2025年取150L/cap.d，污水量按用水量的85%。
2）工业用地面积按照《某县城市总体规划》中工业用地规划计算。
单位工业用地用水量指标参照《城市给水工程规划规范》（GB50282-98），近期采用0.45万m3/km2.d，远期采用0.50万m3/km2.d。
3）污水量预测表
a）生活污水量预测表
编号
名称（单位）
2015年
2025年
1
规划人口（万人）
23.0
36.0
2
综合生活用水定额（L/cap.d）
120
150
3
用水量（104m3/d）
2.76
5.40
4
污水排放百分比
80
8
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