1、1 概述1.1 设计依据1广东省佛山市顺德区乐从镇污水处理系统项目特许经营权招标文件（以下简称“招标文件” ） ，顺德区乐从镇人民政府城市建设管理办公室，2004 年 2 月 10 日；2佛山市顺德区乐从镇污水处理系统项目特许经营权招标文件补充、修改通知以及招标答疑等，顺德区乐从镇人民政府城市建设管理办公室，2004 年 2 月 25 日；3顺德区乐从镇污水处理厂规划位置图 2001-2020，乐从镇人民政府、顺德规划设计院有限公司，2002.12；4污水处理厂红线图(地形)；5本所与委托方“佛山市顺德区尚润水务环保有限公司”签定的“乐从镇污水处理厂建设工程设计合同” 。6设计采用的规范和标准
2、（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（3） 、 广东省地方标准-水污染物排放限值DB4426 2001（4） 、 城市污水处理厂污水、污泥排放标准CJ302593（5） 、 室外排水设计规范 GBJ1487(1997 年版)（6） 、 建筑给水排水设计规范GBJ1588(1997 年版)（7） 、 建筑结构荷载规范GBJ987（8） 、 混凝土结构设计规范GBJ1089（9） 、 水工混凝土结构设计规范DLT50571996（10） 、 建筑地基基础设计规范GBJ789（11） 、 钢结构设计规范GBJ1
3、788（12） 、 建筑抗震设计规范GBJ1189（13） 、 城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准CJJ3189（14） 、 建筑结构设计统一标准GBJ6884（15） 、 建筑设计防火规范GBJ1687(1997 年版)（16） 、 地下工程防水技术规范 GBJ10887（17） 、 工业企业设计卫生标准TJ3679（18） 、 工业与民用供配电系统设计规范GB50052 92（19） 、 10kv 及以下变电所设计规范GB50053 92（20） 、 低压配电装置及线路设计规范 GB50054 92（21） 、 建筑防雷设计规范GB5005792（22） 、 爆炸和火灾危险环境电力装
4、置设计规范GB50058 92（24） 、 电力装置的继电保护和自动装置规范GB50062 92（25） 、 供水排水用铸铁闸门CJ/T30092（26） 、 电动装置技术条件JB292181（27） 、 城市污水处理工程项目建设标准（修订） （2001 年北京）（28） 、 给水排水工程构筑物结构设计规范 （GB50069-2002 ）（29） 、 建筑结构荷载规范 （GB500092001）（30） 、 建筑地基基础设计规范 （GB500072002 ）（31） 、 建筑抗震设计规范 （GB500112001）（32） 、 砌体结构设计规范 （GB50003-2001）（33） 、 采暖通
5、风和空气调节设计规范 （GBJ19-87） （2001 年版）（34） 、 建筑设计防火规范 （GBJ1687）(2001 年版)（35） 、 工业企业总平面设计规范 （GB50187-93 ）（36） 、 地下工程防火设计规范 （GB50108-2001 ）（37） 、 防洪标准 （GB50201-94）（38） 、 市政工程勘察规范 （GJj56-92）（39） 、 岩石工程勘察规范 （GB50021-94）（40） 、 工业与民用配电系统设计规范 （GB50052-95 ）（41） 、 通用用电设备配电设计规范 （B50055-93）（42） 、 电气装置的电气测量仪表装置设计规范 （G
6、BJ63-90）（43） 、 工业与民用电力装置的接地设计规范 （GBJ65-83）（44） 、 电力工程电缆设计规范 （GB50217-94）（45） 、 工业企业照明设计规范 （GB50034-92）（46） 、 仪表系统接地设计规定 （HG/T20513-2000）（47） 、 过程测量和控制仪表的功能标志和图形符号 （HG/T20505-2000）（48） 、 自动化仪表选型规定 （FIG/T20507-2000）（49） 、 控制室设计规定 （HG/T20508-2000）（50） 、 仪表供电设计规定 （HG/T20509-2000）（51） 、 可编程控制器系统工程设计规定 （H
7、G/T20700-2000）（52） 、 电子计算机房设计规定 （GB50174-93）（53） 、 工业企业设计卫生标准 （GBZ1-2002）（54） 、 工业企业厂界噪声 （GB12348-1990）1.2 设计范围工程设计范围为佛山市顺德区乐从镇污水处理厂内工程，首期工程规模为30000 吨/日，占地 4 公顷；远期规模 100000 吨/日，占地 10 公顷。污水经处理后排入附近内河。2 工程总体设计2.1 设计原则1. 贯彻执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。2. 从乐从镇的实际情况出发，在县城总体规划的指导下，采取全面规划、分期实施的原则，既考虑近期建设又
8、考虑远期发展，使工程建设与城市的发展相协调，既保护环境，又最大程度地发挥工程效益。3. 根据设计进水水质和出厂水质要求，所选污水处理工艺力求技术先进、成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、高效节能、经济合理、确保污水处理效果，减少工程投资及日常运行费用。4. 妥善处理和处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂和污泥，避免造成二次污染。5. 为确保工程的可靠性及有效性，提高自动化水平，降低运行费用，减少日常维护检修工作量，改善工人操作条件，本工程中的关鍵设备拟从国外引进。其它设备和器材则采用合资企业或国内名牌产品。6. 采用现代化技术手段，实现自动 化控制和管理，做到技术可靠、经济合理。7. 为保证污水处理
9、系统正常运转，供电系统需有较高的可靠性，采用双回路电源，且污水厂运行设备有足够的备用率。8. 在污水厂征地范围内，厂区总平面布置力求在便于施工、便于安装和便于维修的前提下，使各处理构筑物尽量集中，节约用地，扩大绿化面积，并留有发展余地。使厂区环境和周围环境协调一致。9. 竖向设计力求减少厂区挖、填土方量和节省污水提升费用。10. 厂区建筑风格力求统一，简洁明快，美观大方，并与厂区周围景观相协调。11. 积极创造一个良好的生产和生活环境，把乐从镇污水处理厂设计成为现代化的园林式工厂。2.2 工程建设规模招标文件及其补充、修改通知以及招标答疑等明确了本项目污水处理规模为：首期工程为 30000 吨
10、/日，远期规划规模为 100000 吨/ 日。2.3 进水水质的确定招标答疑文件规定，污水处理厂进水水质为：CODcr =100-300mg/L，BOD 5=60-150mg/L，SS=150-300mg/L，TN=25-50mg/L，TP =1.5-3.0mg/L。2.4 出水水质及污水处理程度的确定招标文件规定，目前污水经处理后，必须达到广东省地方标准水污染物排放限值 （DB44/26 2001）一级排放标准，主要指标如下：CODcr40mg/L，BOD 520mg/L，NH 4-N10mg/L，SS20mg/L，PO 3-P0.5mg/L 本设计方案同时执行 GB18918-2002城镇
11、经污水处理厂污染物排放标准 一级 B 标准和广东省地方标准水污染物排放限值 （DB44/262001）第二时段的一级标准，设计的出水水质为：CODcr40mg/L，BOD 520mg/L，NH 4-N8mg/L，SS20mg/L，PH=6-9，TN20mg/L，PO 3-P0.5mg/L，大肠杆菌群数10000 个根据污水处理厂进水水质浓度，出水水质指标要求，确定乐从污水处理厂需进行带有脱氮除磷功能的二级生化处理。相应的去除率见表 2-1：表 2-1 去除率BOD5（mg/l）CODcr（mg/l）SS（mg/l）TN（mg/l）PO43-P（mg/l）进水 150 300 300 50 3.
12、0出水 20 40 20 20 0.5去除率（%）87 87 9360832.5 污水处理厂地址的选择招标文件规定，污水处理厂的厂址选择在乐从镇，规划用地详见本设计依据之第 3 和第 4 条。规划总规模用地 150 亩。3 污水处理厂工艺设计3.1 污染物的去除机理城市污水主要的污染物有三类，第一类为悬浮物 SS，第二类为有机污染物 COD和 BOD5，第三类为无机营养盐 N 和 P。几种污染物的去除机理及方法分别简述如下：3.1.1 SS 的去除污水中的 SS 去除主要靠沉淀作用，污水处理厂中悬浮物的浓度不仅仅只涉及到出水的 SS 指标，而且出水的 BOD5、COD 等指标也与其有关，这是因
13、为组成出水悬浮物主要是活性污泥絮体，所以控制污水处理厂出水的 SS 指标是最基本的，也是很重要的环节。为了尽量去除水中的悬浮物浓度，需在工程中采用适当的措施。常用的措施是选用适当的污泥负荷，以保持活性污泥的凝聚及沉降性能，采用较小的二次沉淀池表面负荷、较低的出水堰负荷或充分利用活性污泥悬浮层的吸附网捕作用等。3.1.2 BOD5的去除污水中 BOD5的去除主要是靠微生物的吸附与代谢作用，然后对吸附代谢物进行泥水分离来完成。在活性污泥与污水接触初期，会出现很高的 BOD5去除率，这是由于污水中有机颗粒和胶体被吸附在微生物表面，从而被去除所致，但是这种吸附作用仅对污水中悬浮物和胶体起作用，对溶解性
14、有机物不起作用。溶解性有机物需靠微生物的代射来完成，活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中一部分有机物合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是 CO2和 H2O 等稳定物质，这也是污水中 BOD5的降解过程。微生物的好氧代谢作用对污水中溶解性有机物和非溶解性有机物都起作用，并且代谢产物是无害的稳定物质，因此，可以使处理后污水中的残余 BOD5浓度降低，当污泥负荷0.3kgBOD 5/kgMLSSd 时，就能达到20mg/l 。3.1.3 COD 去除污水中的 COD 去除的原理与 BOD 基本相同，即 COD 的去除率取决于原污水的可生化性，它与城市
15、污水的组成有关。对于那些主要以生活污水及其成分与生活污水相近的加工工业废水组成的污水，这类城市污水的 BOD5/COD 比值往往接近 0.5，甚至可达 0.6 以上，其污水的可生化性较好，出水中 COD 值可控制在较低的水平；而成分主要以工业废水为主的城市污水，其 BOD5/COD 比值较小，其污水的可生化性较差，处理后污水中残存的 COD 会较高，要满足出水 COD40mg/l 有一定的难度。对于这种情况，所选择的处理工艺是要在前端设置厌氧段，即可提高 BOD5/COD 的比值，也就是提高污水的可生化性。对于本工程项目而言，待处理的污水主要由生活污水构成，工业废水仅占约 10%的比例。由此可
16、见，通过采取一定的工程措施，本污水处理厂 COD 达标是有保障的。3.1.4 N 的去除在原污水中，氮以 NH3-N 及有机氮形式存在，这两种形式的氮合在一起称为凯氏氮（TKN） ，生物脱氮是利用自然界氮的循环原理，采用人工方法予以控制。生物脱氮包括好氧硝化和缺氧反硝化两个过程。污水中的有机氮，在生化处理系统中将很快水解为氨氮，而后在氧充足的条件下，亚硝化细菌和硝化细菌将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮；在缺氧的条件下，并有外加碳源提供能量时，由反硝化菌作用，将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还原成氮气逸出。影响其脱氮效率的因素是温度、溶解氧、pH 值以及反硝化碳源；生物脱氮系统中，硝化菌增长速度较缓慢，所
17、以，要有足够的污泥龄，也就是要求系统必须维持在较低的污泥负荷条件下进行，一般设计污泥负荷在 0.18kgBOD5/kgMLSSd 以下时，就可达到硝化的目的。反硝化则需在缺氧条件下进行，并且要在有充裕的碳源提供能量的情况下，才可促使反硝化作用顺利进行。硝化控制工艺参数：(1) DO2mg/l(2) 温度10 (3) 足够污泥龄 10d(4) BOD 负荷0.18kgBOD 5/kgMLSSd(5) TKN 负荷0.05kgTKN/kgMLSSd(6) 合适的 pH反硝化控制工艺参数:(1) DO0.2mg/l(2) 足够碳源 BOD5/TN3.0(3) 存在 NO3-(4) 合适的 pH3.1
18、.5 P 的去除(1) P 的化学法去除投加铁盐和铝盐与 PO43-形成难溶化合物，再经沉淀从污水中去除，化学除磷简单可靠，但对城市生活污水如此规模，需增加投药装置，药剂耗量大，增加运行成本，剩余污泥量也增大，相应也增加了污泥处理的费用。(2) 生物除磷生物除磷是污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，产生能量用以吸收有机物，并转化为 PHB（聚 羟丁酸）储存起来，当这些聚磷菌进入好氧条件下时就降解体内储存的 PHB 而产生能量，用于细胞的合成，同时过量地吸收磷，形成高含磷浓度的污泥，将这些高含磷浓度的污泥随剩余污泥一起排出污水处理系统，就可达到除磷的目的。好氧段磷的吸收取决
19、于厌氧段磷的释放，而磷的释放又取决于厌氧段的厌氧条件（厌氧要求既无分子态的氧也无硝态氮的氧）以及可快速降解的有机物的含量（此值一般为进水 COD 的 1/41/3） ，即 P/COD 比值越小越好。普通活性污泥法，其剩余污泥中磷的含量仅 1.52%,而厌氧、好氧生物除磷系统中的污泥磷的含量可高达 810%。根据上述原理，在生物脱氮系统前再设置一个厌氧池，这样就形成了具有除磷脱氮功能的 AA/O 系统，即厌氧、缺氧、好氧系统。从一般城市污水处理厂的进水水质和要求达到的目标，我们认为，最佳的处理工艺是生物脱氮除磷工艺，在满足生物除磷脱氮要求的前提下，BOD 5、COD 和 SS 的去除都可以解决。
20、生物除磷的优点在于不增加剩余污泥量，处理成本较低。(3) 生物除磷影响因素有： 绝对厌氧条件（DO=0，NO 3=0） BOD 5/P020 适当的污泥龄 适当的 BOD5 负荷根据以上分析，要求在去除 BOD 的同时能实现除磷脱氮的功能，生化处理系统中必须具有厌氧、缺氧和好氧的单元，只有这三个单元的有机组合才可以达到去除 BOD5 和 N、P 的功能。3.2 污水处理工艺简介目前城市生活污水的生化处理技术已是十分成熟，可供选择的工艺有普通活性污泥法、氧化沟法和间歇式活性污泥法（SBR）等以及一些演变工艺。这些工艺花样繁多，人们在不断探索和改进，力图使工艺更加高效和节能。普通活性污泥法具有运行
21、稳定、管理方便的优点，前人在设计和运行方面积累了大量的工程经验，但普通活性污泥法也存在着在运行不当时或进水水质异常时易发生污泥膨胀导致出水恶化的问题，同时由于污泥泥龄较短和没有缺氧工况；对氮、磷的去除率不理想，随着社会经济发展，进入水体的污染负荷已严重超过水体自然净化能力，特别是氮、磷在自然水体中积累，造成水体的富营养化已成为人们普遍关注的问题。所以城市生活污水的脱氮除磷显得越来越重要。正是在这种背景下，氧化沟、SBR 工艺近年来在处理城市污水中得到了广泛的应用，对控制水体氮、磷积累起到了良好效果。 下面就若干主要生物除磷脱氮工艺叙述如下：3.2.1 按空间分割的连续流活性污泥法1.A2/O
22、法及 UCT 法A2/O 工艺是 Anaerobic-Anoxic-Oxic 的英文缩写,它是厌氧缺氧好氧生物脱氮除磷工艺的简称，A 2/O 工艺于 70 年代由美国专家在厌氧 好氧除磷工艺（A/O工艺）的基础上开发出来的，该工艺在厌氧好氧除磷工艺（A/O 工艺）中加一缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以达到硝化脱氮的目的。A2/O 工艺它可以完成有机物的去除、硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能,脱氮的前提是 NH3-N 应完全硝化,好氧池能完成这一功能 ,缺氧池则完成脱氮功能，厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。其流程简图见图 3-1进水 出水厌氧池 缺氧池 好氧池 二沉池混
23、合液回流活性污泥回流图 3-1 A 2/O 法流程简图首段厌氧池，流入原污水与同步进入的从二沉池回流的含磷污泥混合。本池主要功能为释放磷，使污水中 P 的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中 BOD 浓度下降；另外，NH 3-N 因细胞的合成而被去除一部分，使污水中 NH-3-N浓度下降，但 NO-3-N 含量没有变化。在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量 NO-3-N 和 NH-2-N 还原为 N2释放至空气，因此 BOD5浓度大幅度下降，而磷的变化很小。在好氧池中，有机物被微生物生化降解，而继续下降；有机氮首先被氨化继而被硝化，使 NH-3-N 浓度显著下降，但随着消化过程使 NO-3-N 的浓度增加，P 随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速度下降。所以，A 2/O 工艺它可以同时完成有机物的去除、硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是 NH-3-N 应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮功能。厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。本工艺在系统上是最简单地同步除磷脱氮工艺，总水力停留时间小于同类工艺，在厌氧、缺氧、好氧 交替运行的条件下可处理抑制丝状繁殖，克服污泥膨胀、SVI值一般小于 100，有利于处理后污水与污泥的分离，运行中在厌氧和缺氧段内只需
