中水回用可行性研究报告.docx
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中水回用可行性研究报告
胶州市城市污水回用
可行性研究报告
青岛中科成污水净化有限公司
二零零三年八月
前言……………………………………………………………（6）
第一章概述…………………………………………………（9）
第一节编制依据和范围………………………………（9）
第二节城市概况………………………………………（10）
第二章工程建设的必要性…………………………………（16）
第一节水资源状况………………………………………（16）
第二节工程建设的必要性………………………………（16）
第三节二级处理出水再生回用的可能性………………（19）
第三章胶州市污水处理工艺简介及出水水质……………（12）
第一节工艺简介…………………………………………（12）
第二节进出水水质………………………………………（13）
第四章工程建设规模及处理程度和出水水质…………（15）
第一节工程建设规模…………………………………（15）
第二节处理程度和出水水质指标………………………（16）
第五章工艺流程确定………………………………………（18）
第六章工程设计…………………………………………（26）
第一节厂址…………………………………………（36）
第二节工艺设计………………………………………（26）
第三节电气设计……………………………………（22）
第四节自动化仪表设计……………………………（23）
第五节建筑设计…………………………………………（24）
第六节结构设计……………………………………………（25）
第七节暖通设计………………………………………（26）
第八节总图、道路及通讯………………………………（26）
第九节组织机构和人员编制……………………………（28）
第十节工程概算总资及主要经济指标…………………（20）
第十一节主要设备………………………………………（20）
第七章工程投资估算及资金筹措………………………（29）
第一节工程投资估算…………………………………（30）
第二节资金筹措-………………………………………（25）
第八章工程经济分析………………………………………（23）
第一节说明及基本参数……………………………（23）
第二节项目财务评价……………………………………（24）
第三节不确定性分析………………………………………（25）
第九章环境保护、安:
全生产、防火及节能…………………（21）
第一节环境保护……………………………………………（21）
第二节安全生产…………………………………………（31）
第三节防火……………………………………………（32）
第四节节能……………………………………………（32）
第十章工程效益………………………………………………（33）
第一节经济效益.…………………………………………（33）
第二节社会及环境效益.……………………………………（33）
第十一章结论与建议……………………………………………（35）
第一节结论…………………………………………………（35）
第二节建议…………………………………………………（38）
第十二章工程进度安排………………………………………（39）
前言
胶州市是山东省一座具有古老文化的城市,然而又是一个水资源极为短缺的城市，多年来平均降水量681.3毫米，全市水资源总量2.262亿立方米，是全国人均占有量的1/8，为全省人均占有量的87.8%，为青岛市人均占有量的88.3%，大大低于国际公认的人均水资源占有量1000立方米的临界值。
目前，胶州市共有供水水源地三处：
大沽河地下水水源地和青年水库、山洲水库地表水水源地。
大沽河水源地于1982年开始向市区供水，曾经是我市的主要的供水水源地，最高日供水量达3万立方米以上，平均日供水也有2万立方米，但由于连年过量开采，使该区域形成了降水漏斗。
地下水位持续下降，至今年日平均供水量已降到不足1万立方米。
青年水库水源地原来就是一个季节性的供水水源地，平水年时在汛期的三个月中，日平均产水5000立方米，到了干旱年份就无水可供。
山洲水库水源地于2002年初竣工，今年4月份正式向市区供水。
该水源地的设计供水能力为2万立方米/日。
而保证能达到2万立方米/日的时间也仅为10年。
黄岛区同规模的小珠山水库水源地92年投产，现已成为季节性供水水源地。
在平水年胶州市的水源已不能满足城市的用水需求。
到了大旱年份缺水问题就更加突出。
2002年胶州市遭受了百年一遇的特大干旱，全年降雨量仅为370.5毫米，比多年平均降水量685毫米减少了314.5毫米。
受此影响，作为我市主要城市供水水源地大沽河的地下水水位，在去年大幅度下降的基础上，今年又比去年下降了1.5米至2米，已达到临界水位。
产水严重不足。
青年水库干枯，于2002年9月初停止向城区供水，山洲水库因实施除险保安全工程弃水1000万立方米，现存量仅为250万立方米，已接近死库容。
水荒，不仅影响了企业的正常生产，降低了居民的生活质量，甚至还影响了我市的招商引资工作。
也给我们敲响了警钟，胶州市的水资源问题非常严重，寻找替代水源应该被提到议事日程。
城市污水的再用作为的第二水源，具有水量有保证、水质相对稳定、可就近取用以及同时可减轻对环境的水污染负荷，促进良性循环等特点。
城市污水深度处理及回用是目前各城市积极采纳的一种节水、节能和环保措施，也是当前我国政府大力支持和可持续发展的宏观战略，它的推广和应用不但可以减轻污水外排对环境的污染，而且还可以为企业节约新鲜水费用、排污费用等，从而为企业增加了经济效益，为国家创造社会效益，尤其对于用水大户的各企业而言，其经济效益和社会效益更加深远。
该项目的主办单位胶州市环保局，为缓解胶州市水资源短缺的严重问题，保证胶州市经济的可持续发展，提出了污水回用的要求。
胶州市对这一问题一直十分重视,到目前为止,已有一座城市污水处理厂已建成和即将建成的第二污水处理厂，其中都安排或考虑了污水的三级处理和回用，在污水处理和资源化方面走在全国的前列。
即将建成的第二污水处理厂，是以BOT模式建设的项目，其规模为5万吨/天的污水处理厂。
目前，该污水厂正在抓紧进行施工，预计年底可基本完工，实现2004年一月份竣工投产，达到消除环境污染的目的。
胶州市第一污水厂,现已运转了十几年,该厂采用的氧化塘工艺，第二污水处理厂竣工投产后，第一污水厂具有作为污水深度处理并回用工程的成熟条件，附近有足够的合适用水单位。
此外,该厂领导对污水回用工程十分重视,几年来一直在努力创造条件，准备搞污水回用。
第一污水厂已运行十几年，已摸索和积累了一些管理经验。
基于上述情况，市有关部门决定将第一污水厂改造，将第二污水处理厂达标排放的污水进行深度处理并回用。
该工程共分为三级处理和输配水工程两部分。
我公司受胶州市环保局委托负责可行性研究报告编制工作。
接受委托后，我公司进行现场踏勘，并就工艺流程、构筑物选型等问题同胶州市环保局、胶州市城建局、胶州市自来水公司、胶州市节水办公室等单位领导和技术人员进行了深入讨论，并就主要问题取得了一致意见后,编写出本可行性研究报告。
在本报告编制过在中，得到了胶州市环保局、胶州市城建局、胶州市自来水公司、胶州市节水办公室等有关单位的大力支持和帮助,谨此一并表示感谢。
第一章概况
第一节编制依据和范围
一、编制依据
1、根据胶州市节水规划目标的要求。
2、胶州市第二污水处理厂工程初步设计。
二、编制原则
1、在污水二级处理的基础上,对其部分出水进行进一步的深度处理以达到回用的目的，在污水进行综合治理获得环境效益的同时，力求获得最大的社会效益、经济效益。
2、处理工艺和构筑物的选择充分注意高效节能，降低工程造价和经营成本。
3、处理深度以达到《中国工程建设标准化协会标准城市污水回用设计规范CECS61:
91》（1995）中回用水水质标准为目标。
4、采用国际国内的先进技术和设备，保证本处理工程能够以科学经济安全运行为出发点，合理确定自动化水平。
5、充分利用胶州市已有的氧化溏和辅助生产设施，减少配套设施的投资，避免重复投资现象的发生。
三、编制范围
本报告编制范围包括三级处理厂内全部生产性和辅助生产性建、构筑物的工艺、建筑、结构、电气、仪表和自控及暖通等各专业的设计，总图设计、管网部分工程投资估算及经济分析。
第二节城市概况
一、城市概况
胶州市地处山东半岛西南部，胶州湾西岸，位于北纬36。
00，～36。
30，，东经119。
38，～120。
12，之间，东邻青岛市城阳区、即墨市，西靠高密市、诸城市，南接胶南市，北连平度市；东南隅有25.49公里海岸线隔海与青岛市区相望。
胶州市历史悠久，是青岛市二级城市、山东半岛的交通枢纽、以发展外向型经济为主的现代化沿海开放城市。
胶州市辖13镇、4乡、5个街道办事处、811个行政村、67个居委会。
胶州市东西横距51公里，南北纵距54.3公里。
行政区域面积1313平方公里，1998年末总人口75.12万，其中非农业人口13.52万人，人口密度每平方公里621人。
胶州市市区建成区面积21.6平方公里，市区常驻人口约20万，根据新编制的城市总体规划确定的城市发展规模，远期（2010年）城市人口规模将达33万人，城市面积将扩大到34.5平方公里。
胶州市近年来发展迅速，各项基础设施正在加快建设，投资环境日趋完善。
胶州市工业基础雄厚，发展较快，现已形成了纺织、电子仪表、橡胶、化工、机械、冶金、建材、食品为八大支柱产业,有一百多个行业的门类齐全的综合性工业体系。
胶州市距青岛仅50公里，海、陆、空交通十分方便,青岛站位于胶济铁路的始端,可与各大铁路动脉相接。
青岛港是全国四大港口之一,也是我国主要的外贸出口基地和五大外贸口岸之一。
胶州市物产资源丰富，商业繁荣，工农业都很发达。
为缓解胶州市水资源短缺的严重问题，保证胶州市各大企业的可持续发展，促进城市的良性发展，提出了污水回用的要求。
二、自然条件
（一）地形地貌
胶州市区整个地形为滨海平原。
（二）工程地质
本区处于新华夏构造体系第二隆起带的东部，自太古代以来长期处于稳定上升阶段，沿海地带为海积和河流淤积区，由堆积粘性土和淤泥软土构成，地下水位较高，地质条件较差，在高程10~50m处,为花岗岩风化土，局部有风化块石。
-
胶州市第一污水处理厂厂址落在块石围海的杂填土的地基上。
（三）潮汐
潮汐特征值为（黄海高程）
百年一遇高潮位：
3.10m
五十年一遇高潮位：
3.01m
平均海平面：
0.00m
99%低潮位：
-3.26m
（四）水文
胶州市河流水系发育受地形地貌控制，均属季风雨源河流，且多为独立入海的山溪性小河，其水系有大沽河水系、北胶菜水系及沿海诸河。
除北胶莱河水系外，其他河流皆向南流汇入胶州湾或黄海。
由于这些水系均靠大气除水补给，故其径流量年内变化十分剧烈,汛期洪水暴涨暴跌，易成灾。
枯水期径流量极小，甚至干枯断流，水资为易存蓄利用，市内河流，因污水排放导致不同程度的淤积和污染。
（五）气象
胶州市属华北温带沿海湿润季风区，其特点是空气湿润、雨量较多，四季分明，具有春迟、夏凉、秋爽、冬温的气候特征。
4一9月份且盛行东南季行风，气候湿润多雨。
10~3月份盛行西北季风。
1、气温
年平均气温：
12.2℃
极端最高温度：
39.2℃（1939年7月31日）
极端最低温度：
-16℃（1939年1月10日）
最热月平均温度：
25.1℃（8月）
最冷月平均温度：
-1.2℃（1月）
2、降水
年平均降水量：
775.6mm（1951-1980年），夏季占57%，秋季占24%，春季占15%，冬季占4%。
最大日降水量：
269.6mm（1956年5月）
最大月平均降水强度：
13.6mm（8月）
最小月平均降水强度：
21.5mm（2月）年平均降雨日数：
90天
7月最多降雨天数：
14天
1月最少降雨天数：
4天
3、湿度和蒸发量
年平均湿度：
72%
夏季湿度：
85%
春季：
70%
秋季：
68%
冬季：
63%
年平均蒸发量：
1472.6mm
最大月平均蒸发量：
181.6mm（5月）
最小月平均蒸发量：
56.4mm（4月）
4、结冰
年平均结冰日为82天。
平均室外地面结冰期为11月21日~3月24日。
冻土深度一般在0.1~0.2m左右,最深0.4~0.5m
5、风况
胶州市季风明显，春夏季为偏南风，秋冬季为偏北风，累年最大风速达37.2m/s，风向北。
第二章工程建设的必要性和可靠性
第一节水资源状况
胶州市是全国100个严重缺水城市之一，据有关资料统计，按人均占有水量计，我国平均每人每年仅有2500立方米水量，仅为世界人均占有水量的四分之一，而目前胶州市水资源人均占有量为375立方米，不到全国人均占有水量的八分之一。
胶州市城市供水水源地三处：
大沽河地下水水源地和青年水库、山洲水库地表水水源地。
目前胶州市的最高日用水量已达5万立方米，平均日供水量4.5万立方米，开发水源供水能力为6万m3/d（包括自备水源1.5万m3/d）。
第二节 工程建设的必要性
由于供水短缺，胶州市每年都会发生少则几天多则几个月的供水不足现象发生。
这个时期许多居住高层的住户家中基本断水，甚至整个居民小区都无水可用，严重影响了居民的生活质量。
缺水使一些企业不得不间歇生产，出现产量下降问题。
一些外资企业要求市政府履行市政承诺。
增加城市供水水源刻不容缓。
通过种种挖潜改造措施，2002年水量供需可望保持平衡，到2010年城市供水仍将出现严重危机，供需矛盾突出，导致供水紧张局面发生。
根据《胶州市水资源供需现状发展趋势和战略研究》分析：
市区平水年（P=0.5）缺水0.14亿立方米，枯水年（P=0.25）缺水0.16亿立方米，特枯年（P=0.05）缺水0.1亿立方米（只考虑工业和生活用水）；全市平水年缺水1.20亿立方米；枯水年缺水1.7亿立方米；特估年缺水0.35亿立方米（不考虑农业灌溉用水）。
因此在巩固提高节水的同时，必须建立节水型经济，积极开辟利用其它水资源。
污水再生回用是国际公认的第二水源，将污水处理再生回用使其资源化，无论对保护环境、减少污染，还是对缓解水资源紧缺状况都是具有积极意义的。
从经济角度分析，水资源紧缺是限制城市发展的制约因素，从宏观上讲，供水量与工业产值成正比关系。
我们可用万元产值与耗水量的关系来说明这个问题，胶州市每万元产值耗水量为30立方米计，则可反求出单位用水量产值为333元/立方米，按此推算，每增加1万立方米/日的供水能力，就为增加12亿元的年工业产值提供了条件，当然供水只是增加产值的必要条件之一。
若按供水总效益计算，有关统计资料表明：
每立方米城市供水所创造的总效益为4.97元，依此计算，每增加1万立方米/日的供水能力，每年可为胶州市创效益1814万元，反之，城市供水不足，则会造成工业产值下降，特别是电力、冶金、化工等骨干企业，若因停水造成的损失更是元法估量的。
其次，还可从胶州市的水资源状况和供水条件说明这个问题。
胶州市全市地表水、地下水总供水能力仅5.6亿立方米/年（保证率为95%），而仅为预测需水量10.4亿立方米/年的一半。
与预测需水量还差4.8亿立方米/年。
解决这个缺额的出路除了跨流域调水，只有城市污水再生回用使其资源化了。
但南水北调工程浩大，需国家统一行动，并非一朝一夕所能指望的，正所谓远水难解近渴，且造价昂贵，而污水深度处理使其资源化，价格要便宜得多，据初步估算，应在南水北调的二十分之一左右，而且实行起来要简单得多，时机已经完全成熟，可谓万事皆备，只欠东风。
于胶州市而言城市污水资源在经济上是合算可行。
综上所述，污水二级处理后的出水，作为宝贵的水资源，进行深度处理后予以利用，对于城市化和工业化加速发展又极度缺水的胶州市来说，具有十分重要的现实意义和深远意义，该工程建成后，每年可节省淡水资源1095万立方米，对缓解水资源紧张状况将起到积极作用，因此建设污水回用工程，功在当代，利在千秋，是十分必要的，也是切实可行的。
第三节二级处理出水再生回用的可能性
一、回用水量调查
污水再回用是否可行，首先要看是否有用户可以接收。
据有关部门对第一污水处理厂周围的工厂企业情况调查，绝大多数单位对污水回用是积极支持的，其中用水量较大的单位见表2-1。
胶州市第一污水处理厂位于海尔大道中段，第二污水处理厂位于胶州湾工业园8号路东首。
很多用水大户都位于海尔大道两侧，海尔大道两侧绿化带用水量也很大。
这样就给中水回用提供了近距离的落脚点。
通过走访海尔大道周边企业对部分企业的日用水量及水质要求进行初步摸底列表如下：
（见下页）
表2－1
序号
用水单
位名称
日用水量（m3）
日可用中
水量（m3）
水质
要求
1
中集集装箱
500
250
冷却水标准
2
农心食品
350
250
生活杂用水
3
海润
350
300
生活杂用水
4
澳柯玛
35
30
建筑用水
5
大信发制品
60
30
生活杂用水
6
绮丽佳荣制衣
570
400
冷却水标准
7
顺伦纤维织造
400
300
饮用水标准
8
杭萧结构
30
20
冷却水标准
9
中元不锈钢
70
50
冷却水标准
10
霖原顿纤维
7000
5000
饮用水标准
11
未来鞋业
40
30
冷却水标准
12
信五
1550
1000
冷却水标准
13
信一
800
500
冷却水标准
14
海尔工业园
20
20
生活杂用水
15
胶州湾工业园
3000
3000
生活杂用水
16
晶腾家具
1000
800
生活杂用水
17
建筑工地用水
3000
建筑用水
18
台湾工业园
3200
生活杂用水
19
景观用水
4000
景观用水
合计
——
18760
——
表2-1的用水量仅为第一污水处理厂附近的工厂企业用水，随着工业化进程的发展，城市用水量加剧，回用水的需求量还将日益增加。
二、胶州市第二污水处理厂可提供水量
胶州市第二污水处理厂设计规模为5万m3/d，投产后水量基本上满负荷处理量3.5万m3/d，
按最近制定的胶州市污水系统工程规划，按设计条件和目前实际的水量水质情况分析，胶州市第二污水处理厂日处理量将增加到5万m3/d，作为3万m3/d的回用水水源，其水量是能够保证的。
综上所述，回用水用户、用水量及回用水水源的水量均能满足和保证，使项目落实到实处，发挥其应有的效益，因此实施污水回用工程是完全可能的。
第四节用户对出水水质指标的要求
目前，国内外大多数污水处理厂的深度处理，都是以满足一般用户的要求为目标，进行常规处理，对于那些对水质有特殊要求的用户,则视不同的要求，就地作进一步地补充处理。
从表2—1可以看出，本工程用户的回用水主要为工业冷却、市区景观和生活杂用水等，其对水质常规指标的最高要求是：
SS5mg/l
浊度5度
色度30倍
BOD510mg/l
CODer50mg/l
这种水质指标，采用常规深度处理即可达到要求。
第三章胶州市第二污水处理厂工艺简介及出水水质
第一节工艺简介
胶州市第二污水处理厂建于2002年，以BOT形式引资正在建设中的第二污水处理厂，设计日处理能力为5万立方米，采用A2/O工艺流程，该工艺特点是：
针对胶州市污水中含氮、磷高的特点，在生物池缺氧区域除磷，两处回流污泥除氮。
由于污水在生物池内停留时间长，因此运行平稳，去除率相对较高，并且减少了污泥的排放量，污水处理厂将于今年年底竣工投产，届时胶州市的城市污水排放将达到或超过国家规定的二级排放标准。
胶州市第二污水处理厂工艺流程示意图见下页
第二节进、出水水质
表3-1胶州市污水处理厂设计进水水质水量
进水流量
日平均污水流量
m3/d
50,000
平均小时流量
m3/hr
2,083
最大小时流量
m3/hr
2,810
进水水质
浓度mg/L
设计负荷总量kg/d
BOD5
230
11,500
COD
750
37,500
SS
300
15,000
NH4-N
120
6,000
TP
25
1,250
硫化物
17
850
设计最低水温
oC
10
设计最高水温
oC
25
胶州市污水处理厂出水水质需按二级标准控制，其处理后的主要出水水质指标应满足：
COD≤120mg/l
BOD5≤30mg/l
SS≤30mg/l
NH3-N≤25mg/l
TP≤1.0mg/l
第四章工程建设规模及处理程度
第一节工程建设规模
同为水处理，给水处理和污水处理关于工程规模的概念是不同的。
污水处理的规模通常是指平均日流量，为了接受最高日最高时流量，其提升水泵管道及各种构筑物（曝气池除外）都按设计秒流量即最高日最高时流量来设计的，其运行负荷是最大流量和最小流量之间不断变化的。
而给水处理，为了保证在任何情况下均能满足用户的要求,其规模是指最高日供水来计算的处理构筑物均匀工作，但送水泵的能力按最高日最高时供水量计算，用水和供水间差额由清水池来调节。
深度处理的目的是合格的水满足用户对水量、水质的要求，从这个意义上讲，属给水的范畴，其规模也是指最高日供水量。
为了提高设备利用率，其构筑物也是连续工作的，其规模应视其水源即二级处理出水量来确定，通常污水处理的最小流量是三级处理规模的上限。
第二污水处理厂，其二级处理的规模是5万m3/d,其最小流量为3.5万m3/d（Kz低=0.5），考虑三级处理还需10%的自用水量，故其规模定为3万m3/d，胶州市第一污水处理厂当时设计规模是3万m3/d，所以本深度处理工程规模定为3万m3/d。
第二节处理程度和出水水质指标
根据第三章第四节用户对出水水质的要求的叙述，本工程用对水质常规指标的最高要求是：
SS5mg/l
浊度5度
色度30倍
BOD510mg/l
CODer50mg/l
这种要求，采用常规深度处理即可达到，因此，本工程的处理程度即确定为常规深度处理，但便于被用户所接受，增加无阀滤池及二氧化氯氧化脱色杀菌工艺。
根据中国工程建设标准化协会《城市污水回用设计规范》及《城市污水再生利用城市杂用水水质》出水水质确定为：
pH6.5-8.5
SS≤5mg/l
浊度≤5度
色度≤30倍
BOD5≤10mg/l
CODer≤50mg/l
第五章工艺流程方案比较、确定
为了确定胶州市污水回用工程的最佳工艺，提出两种工艺流程方案进行经济技术比较，并且两种工艺流程方案的出水水质都能达到本案对出水水质指标的要求
第一种方案：
在第二污水处理厂建设集水井和加压泵站，将达到二级排放标准的出水用DN800的玻璃钢管输送5公里至第一污水处理厂氧化塘。
对氧化塘进行清淤和改造，使其具有深度处理塘的功能，再建设提水泵房将水提升至无阀
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