（完整版）2023年最新版川渝地区某乡镇污水处理站及人工湿地初步设计报告.doc

IV 目 录 目 录 II 第一章 概述 1 1.1工程概况 1 1.2编制依据及主要设计资料 1 1.2.1 编制依据 1 1.2.2 主要设计资料 2 1.3 编制原则 2 1.4编制范围 3 1.5采用的主要规范和标准 3 1.5.1法规文件 3 1.5.2采用的主要标准、规范 3 1.6工程建设的自然环境 5 1.6.1 地理位置 5 1.6.2 气候条件 5 1.6.3 自然资源 5 1.6.4社会经济状况 6 1.7城镇排水现状 6 第二章 水量、水质设计 7 2.1排水量预测 7 2.1.1工程规划年限 7 2.1.2工程服务范围 7 2.1.3近期用水量预测 7 2.1.4近期污水量预测 7 2.2设计处理规模 8 2.3设计水质及处理程度 8 2.3.1进水水质 8 2.3.2尾水排放水体及出水水质 8 2.3.3污水处理程度 9 第三章 厂址选择和建厂条件 10 3.1厂址选择原则 10 3.2厂址选择 10 3.3水源 11 3.4供电 11 3.5道路交通 11 第四章 污水处理厂工艺方案 12 4.1工艺选择的原则 12 4.2污水处理工艺方案选择 12 4.2.1进水特点及分析 12 4.2.2污水处理工艺方案比选 13 4.3污泥处理与处置工艺方案 27 4.4出水消毒方案 28 4.5出水排放型式 28 第五章 污水处理厂工程设计 29 5.1 工艺流程 29 5.2工艺流程说明 29 5.2.1格栅沉砂池 29 5.2.2调节池 30 5.2.3 CASS池 30 5.2.4污泥浓缩及脱水 30 5.2.5人工湿地 31 5.2.6出水池 31 5.3总平面布置设计 31 5.3.1污水处理厂的总图布置原则 31 5.3.2污水处理厂的总图布置 31 5.4竖向高程设计 32 5.4.1污水处理厂的高程布置设计原则 32 5.4.2污水处理厂的高程布置 32 5.5 厂区主要构筑物工艺设计参数 33 5.5.1格栅沉砂池 33 5.5.2 调节池 34 5.5.3 CASS反应池 35 5.5.4 垂直流人工湿地 36 5.5.5 出水池 37 5.5.6 污泥浓缩与脱水 37 5.5.7 综合房 37 5.5.8 各处理单元预期处理效果 38 5.5.9主要设备及构筑物 38 第六章 给排水设计 39 6.1 设计依据 39 6.2 设计范围 40 6.3 给水设计 40 6.4 排水设计 40 第七章 建筑设计 41 7.1设计依据 41 7.2设计参数 41 第八章 结构设计 42 8.1 结构设计概述 42 8.2 工程地质 42 8.3 抗震设计 43 8.4 材料 43 8.5 地基处理 43 8.6单体结构说明 44 第九章 电气与自控设计 46 9.1设计依据 46 9.2设计范围 46 9.3配电系统设计 47 9.4低压设备的选择 47 9.5线路敷设 47 9.6防雷接地系统 48 9.7电气节能 49 9.8设备控制要求 49 9.9通讯系统 49 第十章 配套工程 50 10.1 办公与生活设施 50 10.2 景观系统 50 10.3 给排水设施 50 10.4 供电与通讯设施 50 10.5 场内道路及运输 50 第十一章 劳动保护、安全卫生、消防及节能 51 11.1设计依据 51 11.2劳动保护与安全 51 11.3消防 52 11.4节能 53 第十二章 环境保护 54 12.1主要污染源及污染物分析 54 12.2项目建设过程中环境影响的缓解措施 55 12.3项目建成后对环境影响的对策 56 第十三章 技术经济 57 13.1 劳动定员 57 13.2 投资概算 57 13.3 运行成本分析 58 13.4资金筹措 60 13.5效益分析 60 第十四章 工程运行与管理 61 14.1 运行原则 61 14.2 运行方式 61 14.3 湿地植物的选择及冬季处理效果的保证 61 14.4 湿地系统防堵塞设计 62 14.5 污水量变化较大时处理效果的保证措施 63 第十五章 结论与建议 64 15.1 结论 64 15.2 建议 65 第一章 概述 1.1工程概况 项目名称：XX市XX区XX镇污水处理厂工程 项目建设地址：XX区XX镇 建设性质：新建 项目建设单位：XX市XX区水务局 建设内容：XX市XX区XX镇污水处理厂工程 建设规模：生活污水1000 m3/d 出水标准：《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准。 处理工艺：格栅、沉砂+调节池+CASS+垂直流人工湿地。 投资：265万元。 运行成本：0.49元/m3。 建设用地面积：红线面积5884㎡，一期用地2700㎡。 1.2编制依据及主要设计资料 1.2.1 编制依据 1、《军屯镇XX镇污水处理厂工程招标文件》； 2、《XX市XX区XX镇污水处理厂及配套管网工程》可行性研究报告； 3、招标方提供的红线图 4、《XX区XX镇控制性详细规划》（重庆京奥城市规划设计有限公司 2006.11） 5、《XX区XX镇控制性详细规划—污水工程规划图》（重庆京奥城市规划设计有限公司 2006.11）； 6、《XX市XX区污水体系规划》（中国市政工程西南设计研究院 2008.12）； 7、《XX市XX区县域总体规划（2007-2020）》（重庆大学城市规划与设计研究院 2008.11） 1.2.2 主要设计资料 (1) XXXX镇城区地形图（1：1000） (2) XX镇污水处理厂厂址地形图（1：1000） (3)XX镇现状人口及用水量统计数据 （4）本工程招投标文件。 1.3 编制原则 (1) 符合国家、地方的法律、法规和标准的要求； (2) 符合城市法定图则、总体规划、区域规划要求； (3) 环境工程措施与生态工程措施相结合的原则； (4) 治污与景观效果相结合的原则； (5) 优化各工程项目的建设与今后的运营管理，做到工程措施近、远期结合,建设与日常运营相结合。 1.4编制范围 本工程初步设计的编制范围包括： (1) CASS工艺的设计； (2) 湿地处理系统，包括湿地进配水系统和底部汇水系统设计； (3) 污泥处理系统，包括浓缩池和脱水机房设计； (4) 配套的道路、景观、供水、供电和管理用房等设施的设计。 1.5采用的主要规范和标准 1.5.1法规文件 《中华人民共和国环境保护法》(1989年12月) 《中华人民共和国水污染防治法》(1984年5月) 《中华人民共和国水污染防治法实施细则》(1989年5月) 《建设项目环境保护管理办法》(1986年3月) 《建设项目环境保护设计规范》(1987年3月) 《污染物排放许可证管理暂行办法》(1986年3月) 《污水处理设施环境保护、监督管理办法》(1989年5月) 《饮用水水源保护区污染防治管理规定》(1989年11月) 《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》 1.5.2采用的主要标准、规范 · 《室外排水设计规范》 (GB50014-2006) · 《地表水环境质量标准》(GB3838-2002) · 《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002) · 《污水排入城市下水道水质标准》(CJ3082-1999) · 《城市污水处理厂污水污泥排放标准》(CJ3025-93) · 《城市污水处理工程项目建设标准(修订)》建标[2001]77号 · 《城市污水处理及污染防治技术政策》建城[2000]124号 · 《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003) · 《室外给水设计规范》 (GB50013-2006) · 《城市防洪工程设计规范》(CJJ50-92) · 《泵站设计规范》 (GB/T50265-97) · 《工业建筑防腐蚀设计规范》 (GB50046-95) · 《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2002) · 《建筑结构荷载设计规范》(GB50009-2001) · 《给水排水工程构筑物设计规范》(GB50069-2002) · 《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2002) · 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001) · 《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002) · 《水工砼结构设计规范》(SL/T191-96) · 《建筑设计防火规范》 (GB50016-2006) · 《工业企业噪声控制设计规范》 (GBJ87-85) · 《地下工程防水技术规范》(GB50108-2001) · 《10kV及以下变电所设计规范》 (GB50053-94) · 《供配电系统设计规范》 (GB50052-95) · 《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》(GB50062-97) · 《建筑防雷设计规范》（GB50057-1994(2000版)） · 《通用用电设备配电设计规范》(GB50055-93) · 《电力装置的电测量仪表装置设计规范》（JGJ/T16-92） · 《民用建筑电气设计规范》（GB50057-94） · 《工业与民用电力装置的接地设计规范》（GBJ65-83） · 《市政公用工程设计文件编制深度规定》(GB01) 1.6工程建设的自然环境 1.6.1 地理位置 XX镇位于XX市区北部边缘,紧邻XX市绕城高速公路。南靠XX市成华区的龙潭乡、青龙乡，距市区仅6公里；北与泰兴镇相连，距XX城区12公里；东与石板滩相接；西与熊猫基地和三河镇相连，全镇幅员面积34平方公里。XX城镇位于镇域中部，北至编组站，西至兴建中的成青快速通道，南到绕城路，东到达成铁路，南北长约2.5公里，东西宽2.1公里。 1.6.2 气候条件 XX镇属亚热带季风气候，主要气候特点：气候温和、雨量充沛、春早夏长。降水季节分布不均，6至9月为雨季，其余月份降水稀少。全年无霜期为279天。主导风向为北风。 1.6.3 自然资源 XX镇属亚热带季风气候，地下水资源丰富，水质优良，土地肥沃，物产丰富，是重要的商品粮、油、生猪生产基地，盛产鲜鱼，水果、蔬菜等，同时还是全区有名的生姜、大头菜基地。境内塘、库、堰多，可发展生态观光农业和各种高品质的水产养殖基地，总面积2000亩以上，尤其是狮子水库占地近200亩，距XX市熊猫基地仅1.5公里，极具名贵水产养殖及休闲观光农业和旅游业开发潜力。 1.6.4社会经济状况 XX镇境内塘、库、堰多，可发展生态观光农业和各种高品质的水产养殖基地，总面积2000亩以上，尤其是狮子水库占地近200亩，距XX市熊猫基地仅1.5公里，极具名贵水产养殖及休闲观光农业和旅游业开发潜力，另有占地500余亩、蕴藏丰富页岩资源的黄牛山是创办新型建筑材料企业的理想之地。拥有农产品加工企业17户，其中，100万元以上的有12户。镇内龙腾科技示范园区占地260亩，主要栽种黄金梨、布郎李等经济作物。2005年完成工业增加值12800万元，农业增加值增长6.5％，工商税收入库516万元，农民人均可支配收入4191元。 1.7城镇排水现状 镇区内现状排水管网系统不完善，仅部分新建的小区有排水管网。城区现状基本为雨污合流制管道，现状生活污水和生产废水未经处理就直接排入附近水体，严重影响本地及下游地区居民生产生活，同时也对当地的旅游带来了不利影响。东风渠北支一支渠从规划片区经过，由于其地势普遍较高，仅部分地方可以用于排除地面雨水。为了顺畅排除规划片区内的雨、污水，并满足环境保护的要求，镇区迫切需要完善排水管网系统。 现状存在的主要问题：污水管网不成系统，达不到污水收集的目的；无任何污水处理设施，污水直接排入现状水体，造成水环境污十分严重；边沟形式的合流制排水，断面偏小，密封性差，堵塞严重，排水不畅易造成污水四溢和路面积水，环境卫生差。 第二章 水量、水质设计 2.1排水量预测 2.1.1工程规划年限 按照国家规范规定，工程近期宜采用5～10年，工程远期年限宜采用10～20年，本工程拟以2015年为工程设计近期，2020年为工程设计远期。 2.1.2工程服务范围 本工程的服务范围主要为XX区XX镇，根据业主提供相关资料，2008年底XX镇镇区总人口9000人，2020年规划人口为22000人 。采用内插法可以计算出XX镇镇区近期（2015）总人口为15159人。 2.1.3近期用水量预测 根据国家“三部委发布的（发改投资[2004]194号）文件”精神要求，人均日综合生活用水指标和万元工业产值耗水量指标应尽量取《室外给水设计规范》中的下限。根据《建筑给排水设计规范》普通住宅用水定额130-300(L/人·d)。 结合本工程的具体情况，确定单位人口综合用水量指标为160升/人·日，则日综合生活用水量预测结果：15159×0.16= 2425m3/d。 2.1.4近期污水量预测 城镇污水处理厂收集的污水量一般以城镇用水量为基础进行预测，通常可采用如下办法推算： 污水量=用水量×污水折污系数×污水收集率 根据项目的具体情况取折污系数为0.85，同时考虑污水收集率取0.80，则污水量为： 2425×0.85×0.80=1649 m3/d。 2.2设计处理规模 根据资金投资有限，并根据可研报告及招投标文件要求，确定本工程污水处理设计规模为1000m3/d。 2.3设计水质及处理程度 2.3.1进水水质 根据可研报告、招标文件要求及相关工程经验，进出水水质设计如下： (1) 进水水质 BOD5 130mg/l CODcr 250mg/l SS 150 mg/l TN 35 mg/l NH4-N 25 mg/l PO43-（以P计） 3mg/l PH 6.5~7.5 2.3.2尾水排放水体及出水水质 根据招标文件，本工程处理后出水水质指标按《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBT18918-2002)一级A标准水质指标确定，本工程出水水质如下： BOD5 ≤10mg/l CODcr ≤50 mg/l SS ≤10 mg/l NH4-N 5（8）mg/l TN ≤15mg/l PO43- （以P计） ≤0.5mg/l PH =6.0~9.0 粪大肠菌群数（个/L） ≤103 2.3.3污水处理程度 根据设计进、出水水质，本工程污染物处理程度见表2-1。 表2-1 进出水水质设计指标表 (mg/L) 项 目 BOD5 CODcr SS TN 氨氮 PO43—P （以P计） 进水（mg/L） 130 250 150 35 25 3 出水（mg/L） 10 50 10 15 5（8） 0.5 去除率（%） 92.3 80 93.3 57.1 80% 83.3 第三章 厂址选择和建厂条件 3.1厂址选择原则 (1) 为满足保护环境卫生防护的要求，厂址与居民点规划区或公共建筑物群保持一定的卫生防护距离； (2) 厂址应位于集中取水水源下游，并应设在区域或工厂厂区及生活区的下游； (3) 在城镇夏季主导风向的下风向； (4) 有良好的工程地质条件； (5) 少拆迁、少占农田、有一定的卫生防护要求； (6) 便于污水、污泥的排放和利用； (7) 厂区地形不受水淹，有良好的排水条件； (8) 有方便的交通、运输和水电条件。 3.2厂址选择 根据上述选址原则、参考XX市XX区县域污水（体系）规划，结合XX镇城市的水系、地形情况，依据可研报告并经现场踏勘，污水厂厂址选在XX镇城市东南侧。该场址地势平坦，挖填方少；靠近水体，排放顺畅；靠近道路，交通便利；地质情况较好，无滑坡塌方等不良地质现象；对周围环境影响较小，管网工程量较小及工程投资较低等优点。 3.3水源 XX镇污水处理厂区内的生活和生产用水量约1-2m3/d，由镇区市政管网供给。 3.4供电 XX镇区由附近供电站供电，电力供应满足城镇发展的需要。本工程供电电源由市政引入一路～220/380V低压电源，备用电源使用移动式柴油发电机组，常用功率为32kW，备用功率为40kW。 3.5道路交通 污水处理厂厂址距靠近已建城镇道路，交通便利。 第四章 污水处理厂工艺方案 4.1工艺选择的原则 小城镇技术经济发展水平相对落后，污水处理厂应采用成熟可靠、经济适用的工艺技术。本工程进行工艺选择时遵循以下原则： ⑴ 贯彻执行国家有关法规、规范和标准的规定，以及国家有关技术经济政策和行业发展方针，从我国的国情出发，针对小城镇的特点进行工艺选择。 ⑵ 与XX镇的经济技术发展水平相适应，工艺技术可靠，投资省，运行费用低，操作管理方便。 ⑶ 充分考虑各种污染物处理程度，确保处理后的污水达到排放标准。 ⑷ 污水处理工程中产生的栅渣污泥能够得到妥善处理，避免二次污染。 (6) 节约用地，尽量不占用城镇建设用地，充分考虑绿化。 4.2污水处理工艺方案选择 4.2.1进水特点及分析 ⑴ 污水成分及污染物浓度 XX镇城镇污水基本为生活污水，污染物成分简单，水质相对比较稳定。从表2.1可见，进水中各种污染物浓度均较低。 ⑵ 水量特点 受居民生活规律的影响，污水量波动大，尤其是昼夜流量变化大。通常在每天的早中晚出现三次水量高峰，其余时段水量很小。 ⑶ 污水的可生化性 本工程进水水质的可生化性分析见表4.1。 表4.1 XX镇污水处理厂进水水质特点 项 目 比 值 BOD5/COD 0.52 BOD5/TN 3.71 BOD5/TP 43.3 根据XX镇污水处理的目标及预测的污水进、出水水质指标，污水处理工艺主要以去除有机物、氨氮和磷为主。 一般认为污水的BOD5/CODCr＞0.45时，其可生化性较好；BOD5/TN≥2.86可进行生物脱氮；BOD5/TP≥20可进行生物除磷，且比值越大，生物除磷效果越明显。从表4.1可见，XX镇污水处理厂的进水的可生化性较好，且满足生物脱氮除磷的要求，故本工程污水处理可采用生物脱氮除磷工艺。 4.2.2污水处理工艺方案比选 根据进出水水质分析，依据可研报告推荐工艺及招标文件要求，本工程处理工艺为CASS+湿地工艺。 （1）CASS(Cyclic Activated Sludge Technology) CASS反应器工艺是以生物反应动力学原理及合理的水力条件为基础而开发的一种具有系统组成简单、运行灵活和可靠性好等优良特点的废水处理新工艺，尤其适合要求脱氮除磷处理的中小型城市污水处理厂。 CASS的整个工艺为一间歇式反应器，在此反应器中进行交替的曝气—不曝气过程的不断重复，将生物反应过程及泥水的分离过程结合在一个池子中完成。因此，它是SBR工艺及ICEAS工艺的一种最新变型。 与传统的间歇反应器不同，每个CASS 反应器至少由二个区域组成，即生物选择区和主反应区，但也可在主反应区前设置一兼氧区。生物选择区是设置在CASS前端的小容积区，通常在厌氧或兼氧条件下运行。兼氧区不仅具有辅助厌氧或兼氧条件下运行的生物选择区对进水水质水量变化的缓冲作用，同时还具有促进磷的进一步释放和强化反硝化作用。主反应区则是最终去除有机物的场所。 CASS工艺脱氮除磷的原理为：除磷是靠厌氧捕捉选择区(预反应区)和曝气反应区(主反应区)完成。硝化和反硝化在主反应区完成。从充水/曝气开始，溶解氧(DO)浓度从0mg/L逐渐增加到2.0mg/L的过程中，大约有50%的时间其DO接近于零，约30%时间DO在1mg/L左右，约20%时间DO在2mg/L左右。DO能否进入微生物絮体内，取决于絮体大小和活性污泥的耗氧速率。一般情况下，耗氧速度较快，当DO含量不高时，溶解氧很难进入絮体内部，这样在絮体内形成了微缺氧环境，而硝化产生的较多浓度梯度的NO3--N可进入絮体内部，使絮体内部发生反硝化作用，使硝化/反硝化过程同时发生。无需专设缺氧区和内回流系统。 CASS工艺与传统SBR工艺的不同之处在于：(1)CASS工艺在进水阶段不设单纯的充水过程或缺氧进水混合过程；(2)在反应器的进水处设一生物选择器。生物选择器是一容积较小的污水污泥接触区，进入反应器的污水和从主反应器内回流的活性污泥(回流量仅为20%)在此相互混合接触。生物选择器的设置严格遵循活性污泥种群的反应动力学规律，创造合适微生物生长的条件并选择出絮凝性微生物，因而可更有效地保持污泥的良好沉降性能；(3)系统是通过滗水器连续出水的，效果稳定。(4)可通过调节曝气强度而同时实现硝化和反硝化过程。 生物选择区设置在反应器的进水处，是一容积较小的污水污泥接触区（容积约为反应器总容积的10%）。进入反应器的污水和从主反应区内回流的活性污泥（回流量约为日平均流量的20%）在此相互混合接触。生物选择器是按照活性污泥种群组成动力学的规律而设置的，创造合适的微生物生长条件并选择出絮凝性细菌。在生物选择区内，通过主反应区污泥的回流并与进水混合，不仅充分利用了活性污泥的快速吸附作用而且加速对溶解性底物的去除并对难降解有机物起到良好的水解作用，同时可使污泥中的磷在厌氧条件下得到有效的释放。生物选择器还可有效地抑制丝状菌的大量繁殖，克服污泥膨胀，提高系统的稳定性。在生物选择器中，污泥回流液中存在的少量硝酸盐氮（约为2mg/L）可得到反硝化，反硝化量可达整个系统反硝化量的20%左右。选择器可定容运行，亦可变容运行，多池系统中的进水配水池也可用作选择器。 兼氧区不仅具有辅助厌氧