| 冷水江市第二污水处理厂可行性研究报告 中航长沙设计研究院有限公司
二○一六年六月 图册号：LSJKFQ-K 冷水江市第二污水处理厂可行性研究报告 咨询单位名称：中航长沙设计研究院有限公司（公章） 单位资格等级：甲级 证书编号：工咨甲 22220070003 单位法定代表人： 李 磊
公 司 总 经 理： 彭 健 辉
总 工 程 师： 黄 春 晖
航 空 院 院 长： 刘 惊 虎
项 目 负 责 人： 吴 军 二○一六年六月 图册号：LSJKFQ-K 目 录
全一册 1
1 总论 1
1.1项目概况 1
1.2编制依据与基础资料 1
1.3编制原则 2
1.4编制范围 3
1.5研究结论 3
2 城市概况及规划概要 6
2.1冷水江市概况 6
2.2冷水江经开区总体规划概要 8
2.3给水排水规划概要 10
2.4区域水污染现状 11
3项目建设必要性 12
3.1是完善冷水江经济开发区基础设施建设的需要 12
3.2保护人居环境构建和谐社会的需要 12
3.3 坚持走可持续发展道路的需要 12
4 项目建设规模与设计进、出水质 14
4.1工程内容与服务范围 14
4.2 污水处理厂规模预测 14
4.3 污水处理厂进出水水质 18
5排水管网工程设计 20
5.1排水制度 20
5.2管材选择 22
5.3排水管网工程设计 24
6 污水处理厂厂址选择 29
6.1. 厂址选择原则 29
6.2. 厂址选择 29
7污水处理厂工艺方案论证 31
7. 1工艺选择的原则 31
7.2 污水处理工艺方案 32
7.3污泥处理工艺选择 37
7.4出水消毒工艺选择 39
8.1工艺方案 42
8.2总图、运输 50
8.3建筑设计 53
8.4结构设计 57
8.5供配电 59
8.6 自动控制 61
8.7采暖通风与空调设计 63
8.8机械设计 63
9环境保护 65
9.1施工期 65
9.2营运期 65
9.3施工期环境影响分析 66
9.4营运期环境影响分析 68
9.5环保投资 69
10职业安全卫生、消防、节能、防腐、防洪、水土保持 70
10.1职业安全卫生 70
10.2消防 71
10.3节能 71
10.4防腐 72
10.5防洪 73
10.6水土保持 73
11定员 74
11.1人员编制 74
11.2人员培训 74
11.3岗位职责 74
12项目实施计划与工程招投标 76
12.1项目实施进度计划 76
12.2招投标管理 76
13. 投资估算与资金筹措 80
13.1. 估算依据 80
13.2. 工程投资估算 80
13.3. 资金筹措 82
14. 技术经济分析 90
14.1 编制说明 90
14.2 财务评价基础数据 90
14.3 经济分析 91
14.4结论 92
15社会评价与工程效益分析 118
15.1社会评价 118
15.2工程效益分析 119
16工程风险分析 120
16.1风险识别与程度分析 120
16.2风险防范及应急措施 120 附图：
1、污水处理厂总平面布置图
2、污水处理厂高程布置图
3、排水管网总平面布置图
4、污水处理厂变配电系统原理图
5、污水处理自动控制系统原理图
6、污水处理厂区域位置图 1 总论
1.1项目概况
项目名称：冷水江市第二污水处理厂
建设单位：湖南省冷水江经济开发区
建设地点：湖南省冷水江经济开发区内
报告编制单位：中航长沙设计研究院有限公司
建设规模：污水厂建设规模5000吨/天
1.2编制依据与基础资料
1.2.1法律法规及有关政策性依据文件
（1）设计委托书及技术咨询合同；
（2）《中华人民共和国环境保护法》（2015年）；
（3）《中华人民共和国水污染防治法》（2008年）；
（4）《水污染防治行动计划》（2015年）；
（5）《冷水江市城市总体规划（2011—2030年）》；
（6）《冷水江市排水专项规划》，2011年7月；
（7）《投资项目可行性研究报告编制指南》；
（8）国家发改委、建设部《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）；
（9）相关专业规范要求；
（10）现场调查资料。
（11）项目建设单位提交的其它设计基础资料。
1.2.2采用的主要规范及标准
（1）《室外排水设计规范》（GB50014-2006，2016年版）；
（2）《室外给水设计规范》（GB50013-2006）；
（3）《城市污水处理工程项目建设标准》（2001年）；
（4）《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003，2009年版）；
（5）《城市给水工程规划规范》（GB50282-2016）；
（6）《城市排水工程规划规范》（GB50318-2000）；
（7）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）；
（8）《污水排入城镇下水道水质标准》（GB/T 31962-2015）；
（9）《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）；
（10）《城市污水再生利用 城市杂用水水质》（GB/T 18920-2002）；
（11）《城市污水再生利用 工业用水水质》（GBT 19923-2005）；
（12）《污水再生利用工程设计规范》（GB/T50335-2002）；
（13）《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）；
（14）《环境空气质量标准》（GB/T 2589-2008）；
（15）《建筑抗震设防分类标准》（GB50223-2008）；
（16）《建筑防火设计规范》（GB50016-2014）；
（17）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；
（18）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）；
（19）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）；
（20）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）；
（21）《给水排水构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）；
（22）《供配电系统设计规范》（GB50052-2009）；
（23）《低压配电设计规范》（GB50054-2011）；
（24）《电力装置的电测量仪表装置设计规范》（GB/T50063-2008）；
（25）《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB/T50062-2008）；
（26）《综合能耗计算通则》（GB/T 2589-2008）；
（27）《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）；
（28）《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2015）。
1.3编制原则
1、贯彻国家和地方的技术政策、规范、标准，加强风险控制意识，从工艺技术、工程建设和监督管理等方面提高应对突发事件的能力，切实保护流域水环境质量。
2、在冷水江市总体规划与冷水江市排水规划指导下，工程建设与园区的发展相协调，与排水规划相协调，力求获得最大的社会、环境、经济效益。
3、为适应技术进步，推进水资源化，贯彻落实资源节约和环境友好的设计理念。
4、采用先进适用处理技术，力求处理效果优，管理方便，运行费用低，全面落实国家节能减排政策。
5、采用现代化技术手段，实现自动化控制和管理，降低运行费用，减少日常维护检修工作量，改善操作条件。
1.4编制范围
本可行性研究编制范围包括：污水处理厂建设以及配套的厂外管网工程。
主要内容包括：
1）确定污水收集系统主要污水干管的规模与走向。
2）确定污水处理厂近、远期建设规模。
3）选择污水处理厂厂址。
4）选择污水处理厂工艺方案。
5）对整个污水处理工程做投资估算。
6）对整个污水处理工程进行项目经济评价。
1.5研究结论
本可研报告对冷水江市第二污水处理厂的建设规模、建设方案、工程投资与经济分析等方面进行了论证，得出主要结论如下：
（1）建设必要性
冷水江市第二污水处理厂位于经济开发区内，由于原有排水规划中在经济开发区内规划建设有污水提升泵站，但由于平安大道尚未建设，管网未铺设，导致目前经济开发区内2万多人产生的生活污水未经处理直接排放，对资江水域造成污染。园区内产生的生产废水经厂内处理后，达到《污水综合排放标准》GB8978-1996标准后排入资江。根据目前的城市发展，平安大道近期内无法完成建设，为了减少园区内污水对资江水域的影响，故经济开发区决定启动冷水江市第二污水厂工程建设，近期主要解决园区内生活污水以及部分分散型企业的工业废水。大水量排水用户自建有污水处理设施，出水已经达到《污水综合排放标准》GB8978-1996一级标准，水量大，水质复杂，远期考虑纳入污水厂进行提标。
冷水江市第二污水处理厂不仅作为生活污水处理厂，也兼顾经济开发区的园区配套工程，是完善冷水江经济开发区环境基础设施建设，消减区域污染物排放，保护资江下游水源水质，保证下游居民饮用水安全，贯彻落实科学发展观，坚持走可持续发展道路的需要。本项目的建设是十分必要且十分紧迫的。
（2）项目定位与目标
项目定位：本项目为冷水江市第二污水处理厂，收集处理开发区内居民生活污水、以及部分企业产生的工业污水，兼顾经济开发区园区污水处理。
目标：削减冷水江经济开发区污染物的总排放量，确保资江流域下游居民的饮用水安全，并为冷水江经济开发区健康快速、持续发展，在环境保护方面提供基本保障。
（3）服务范围及规模
本项目的服务范围为冷水江经济开发区建设用地。
近期（2016年）Q=5000m3/d；远期（2023年）Q=2.0万m3/d，远景（2030年）Q=3.5万m3/d。各处理构筑物均按近期规模建设。污水收集主干管按远景规模（3.5万m3/d）考虑，干管及支管按远期规模（2万m3/d）考虑。
（4）建设场址
本项目选址位于金竹东路以西，柳溪以北，泰和金属有限公司以南，总用地面积23015m2，其中一期用地面积6463m2。
（5）工程方案
本项目污水处理厂近期建设规模为5000吨/天，主体工艺采用水解酸化预处理+A2/O处理工艺，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准后排放至柳溪，最终汇入资江。污泥浓缩后，采板框压滤机脱水，运至冷水江垃圾填埋场进行最终处置。
本期工程建设污水收集管网总长22.19Km，管径DN300～800mm。
（6）项目投资、资金筹措
本项目建设总投资6007万元，其中：污水处理厂建设投资2908万元，污收集管道工程建设投资3099万元。
资金筹措：建设单位自筹（含财政支持）及银行贷款。
（7）经济分析
经测算本项目污水处理收费为2.45元/m3时可基本满足污水处理厂的正常运行和投资回报。
污水处理厂工程总投资收益率为为7.3%，项目资本金净利润率为15.5%；
污水处理厂工程项目投资回收期为税前8.8年，税后11.2年。
污水处理厂工程项目投资内部收益率为税前8.1%，税后6.2%。项目资本金内部收益率为税前8.7%；
（8）环境效益与社会效益
污水处理工程和排水管网建成后，预计每年可消减CODcr438吨，消减BOD5 238吨，，有利于保护了资江流域的水环境质量与生态环境质量，社会效益显著。
（9）结论
本项目建成后具有显著的环境效益和社会效益，项目可行。 2 城市概况及规划概要
2.1冷水江市概况
2.1.1地理位置及行政区划
冷水江市位于湖南中部、资江中游，与娄底、邵阳共同构成湖南省的“银三角”。冷水江地跨东经 111º 18′57″——111º 36′40″，北纬 27º 30′49″——27º 50′58″；东抵涟源市，南邻新邵县，西部和北部与新化县毗邻。市境周长 128.5 公里，南北最大纵长39公里，东西最大横宽22公里。全市土地总面积 439km2。
城区东距娄底市87公里，东北距省会长沙市 236 公里，南距邵阳市83公里，西距怀化市244公里，北距常德市181公里。湘黔铁路、涟溆公路横贯市域中部。资水流经境内19.7公里，通航能力35吨，上至邵阳，下可经益阳入洞庭湖。区位环境较为优越，是沟通湘西、湘东地区的主要通道。
冷水江经济开发区位于冷水江市东郊，规划面积15平方公里，行政区划分属毛易镇、金竹山乡、沙办3个乡镇办。区内交通发达，S312省道南北向穿越园区，湘黔铁路纵贯东部边缘，湘黔铁路、株六复线横越园区之中，娄溆高速公路入口距开发区仅1公里，距长沙黄花国际机场2小时车程，对外交通联系十分便捷。
2.1.2历史沿革
冷水江原为新化县属冷江区，区的驻地有一条自锡矿山至资江的涟溪，两岸多井，井水冰凉，汇入溪内，流入资江，冷水江由此而得名。新化县在周为楚地，秦为益阳地，两汉属长沙国益阳县，元属宝庆路，明清到民国均属宝庆府，1950年6月，建冷水江镇，属邵阳专署锡矿山矿区。1952年8 月，改属新化县第二十一区。1960 年 2 月，建冷水江市，属邵阳专署。1962年 10 月撤市，改为冷江特区，属新化县。1969 年 10 月，第二次建冷水江市，娄底行署）管辖。1986 年为湖南省经济计划单列市和全国对外开放城市，被誉为“年轻的城、光明的城”。
冷水江市现辖冷水江、布溪、锡矿山、沙塘湾四个办事处，禾青、渣渡、 岩口、铎山、毛易、三尖六个镇，金竹山、中连、潘桥、梓龙、矿山、同兴六个乡，2010 年，全市常驻人口 32.73 万人，流动人口 3.24 万人。
2.1.3地形地貌
冷水江市总的地貌轮廓是南北高、中部低，呈不对称马鞍形。北部有龙虎山和船山，东西龙盘山，西南大乘山和天龙山构成了全市的山脉骨架。中部是资江谷地，以平丘岗为主。市域最高点三尖乡祖狮岭 1027m，最低点是铎山花桥良溪出口处 162m，地势高差 910m。
冷水江市地貌类型多样，山地、丘陵、岗地、平原、水面具备。在全部土地总面积中，山地 228.06km2,占 51.95%；丘陵 92.41km2，占 21.05%；岗地 72.74km2,占 16.57%；平原 35.95km2，占 8.19%；水面 9.83km2,占 2.24%。
2.1.4 工程地质
根据国家地震局出版的《中国地震动参数区划图（GB18306-2001）》，冷水江市的地震烈度为六度抗震，建筑设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组。
2.1.5 水资源
冷水江市地处资江中游，全市属资江、湘江两大水系，其中汇入资江一级支流共 10 条，总长 135.18km，流域面积 32650hm2；汇入湘江一级支流主要有涟水源头的良溪，新涟河等支流，总长 51km，流域面积 11270hm2。
2.1.6 气象
冷水江市属亚热带季风湿润性气候，雨量充沛，四季分明，年均日照1401.8 小时，平均每天日照 3.84 小时。多年平均气温为 16.7℃，最高平均温 28.2℃。多年平均降水量为 1354.6mm。无霜期历年平均为 269 天。灾害性天 气主要是：“三寒”、“两旱”、暴雨洪涝、冰雹大风及冰冻等。
2.1.7电力
冷水江的电力事业非常发达，位居全省前列，现全市总的电力装机容量达 60 余万千瓦。主要电厂为金竹山火电厂，其中老电厂装有 4×2.5 万千瓦共4台发电机组，装机容量达50万千瓦，新电厂装机2×60 万千瓦共2台发电机组，容量达120万千瓦。冷水江市的电力供应非常充足。
冷水江市现有冷江变电站、岩口变电站、菊花井变电站三座 110KV 变电站和10个35 千伏变电站，已有10KV 以上高压输电线路二百多公里。规划还将在禾青新建一座 220KV 变电站，在禾青、冷江东站、利北、碱厂、城意坪、杨家山各兴建一座 110KV 变电站。
2.1.8社会经济
冷水江市是享誉世界的锑品生产基地，具有世界锑都的称号，锑的产量占全世界的 50％以上，还是湖南省著名的能源生产基地，有丰富的煤炭储量和全省最大的火力发电厂之一的金竹山电厂，在全国实施中部崛起和加快城镇化发展的战略中，冷水江是我省重点发展的城市之一。2015年，全年实现市内生产总值268.2亿元，同比增长8.0%。分产业看，第一产业增加值9.8亿元，同比增长3.9%；第二产业增加值180.8亿元，同比增长6.8%；其中工业增加值171.8亿元，同比增长6.8%，规模工业增加值84.1亿元，同比增长6.8%；第三产业增加值77.6亿元，同比增长11.6%。一、二、三产业增加值占国内生产总值的比重分别为3.7%、67.4%、28.9%。全年完成财政总收入16.02亿元，同比下降2.4%，其中地方财政收入9.35亿元，同比增长3.5%。全市城镇居民人均可支配收入达到27625元，同比增长8.0%；农村居民人均可支配收入达到18239元，同比增长7.8%。
2015年，冷水江经开区上半年实现工业增加值23.92亿元，同比增加8.1%，在全省141家省级和国家级园区中增加值排名第26位，是娄底市唯一进入前30位的省重点产业园区。
2.2冷水江经开区总体规划概要
冷水江经济开发区目前还没有规划文本，根据《冷水江市总体规划（2010~2030年）》文本，冷水江经济开发区是市区的主要产业区，是城市组团之一。开发区组团包括毛易片、沙塘湾片、金竹山片。由于冷水江经济开发区建设发展速度快，逐渐成为冷水江市经济发展的“引擎”和“龙头”，其发展范围和建设空间宜适当拓展。冷水江经济开发区位于城市东部的入口区域，从管理相对独立性和完整性考虑，规划将其范围拓展为东至木头寨，西至资江，南至金竹山火车站，北至栗山岭，总面积约15.0km2，建设用地约13km2。
2.2.1规划期限
远期：2030年。
2.2.2建设用地规模
远期2030年：建设用地规模为13平方公里。
2.2.3就业人口规模
远期2030年：就业人口规模为2.1万人。
2.2.4园区功能定位及产业发展
发展定位：冷水江经济开发区发展成为湘中经济圈重要的创新和“两型”示范型综合工业基地。建成诚信之园、生态之园、效益之园。
经济开发区重点发展高新技术、金属制品、精细化工、轻纺服装、农副产品加工等产业和能源工业。沙塘湾片主要配套居住和商贸办公功能用地，形成“一心五区”布局结构。南部利用娄新高速、沪昆高铁站和金竹山火车站的便利交通条件发展和组建冷水江市物流中心。
2.2.5园区用地布局结构
沙塘湾片主要配套居住和商贸办公功能用地，毛易片主要布置工业用地，金竹山片布局仓储物流用地，总体上建设“北工业、南物流、中服务”的结构格局。北部片区形成“一心五区”布局结构；中部区域配套建设居住和公共服务中心；南部片区利用娄新高速、沪昆高铁站和金竹山火车站的便利交通条件发展和组建冷水江市物流中心。
“一心五区”：
行政服务中心：包括行政办公、商业经营、科教文化、娱乐休闲等公共基础设施。
服装食品工业区：重点发展各种服装、鞋类等产业，同时注重开发品牌纺织品产业及乳业、家副产品深加工业。
金属加工工业区：重点发展金属加工、紧固件加工、机械及配件的生产和制造。
精细化工工业区：重点发展日用化工、煤化工、精细化工及当前最具潜力的ＳＢＣ工业应用。
高新技术产业区：重点发展生物制药、微电子技术、电子电器、复合材料、陶瓷材料的研发和生产。
电力能源工业区：重点发展与本地资源密切相关的诸如煤化工、热能的产业链条。
2.2.6 开发区道路交通规划
主干道路网规划：以长铺子路——金竹东路、群沙路、金竹路—新建路—S312“三纵”和资园东路、朝阳路、长潘路“三横”为主干路骨架，组织自由路网结构。 停车场规划：分别在新建路与S312省道交叉口、香木路、沙禾路各规划一个停车场。
2.2.7 生态绿化与环境保护规划
开发区建设用地周边的山体须严格保护，资江及本区内的柳溪沿岸规划绿化风光带，开发区与群丰之间的生态防护用地以及开发区中部规划的沙塘湾公园须按规划严格保护。按本规划要求开展环境保护工作，现有污染型企业须进行污染物排放治理，严格执行达标排放政策；对新入园企业要求达到准入条件和环保要求方可入园，企业建设时严格执行“三同时”制度，保护好经济开发区环境不受污染。
2.3给水排水规划概要
2.3.1给水现状及规划
冷水江现有集中水厂（一水厂）供水规模为10万m3/d，禾青水厂（二水厂）供水规模为10万m3/d，经开区的生活用水也是来自两个水厂的供水。另外还有很多大型企业的自备水源，主要是生产用水，位于经济开发区内的企业有金竹山电厂，以资江水为水源，设计供水规模10万m3/d，金富源碱液有限公司设计供水规模6万m3/d。目前供水规模能满足用水需要，并且根据《冷水江市城市总体规划》，集中水厂及禾青水厂的建设规模已达到规划规模，目前实际供水量为20万m3/d，规划扩建北部温塘水厂，以地下水为水源，规模2万m3/d，还未建设。
2.3.2排水现状及规划
规划区排水体制采用雨污分流制。
根据《冷水江市排水专项规划》（2011.7），预测污水处理量近期2015年为6万m3/d，远期2020年为9万m3/d，，远景2030年为15万m3/d。
根据排水专项规划，厂矿企业的生产工艺决定了生产废水的成分，金竹山电厂、铁厂、锡矿山矿务局的生产废水不宜进入污水处理厂，湖南宜化化工有限公司、金富源碱液公司的生产废水应处理达到《污水排入城镇下水道水质标准》（CJ343-2010）后方可排入污水处理厂处理。
规划污水处理厂设置在规划城建区下游潘桥乡老屋村，地处冷水江市的西北端，资江河下游，污水厂处理总规模为15万m3/d，处理后出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准。污水厂规划控制用地面积为9ha。目前已建成处理规模3万吨，采用A/A/O氧化沟处理工艺，2009年建成投产。
冷水江经开区的路网正在规划建设阶段，已建成的区域未铺设排水管网，金竹山电厂的生产废水处理后排入柳溪，最后进入资江。金富源的生产废水处理后直接排入资江，区域内的生活污水就近排入柳溪及资江。
2.4区域水污染现状
资江是我省四大河流中的第三大河流，发源于广西资源县，经新宁县、邵阳县、邵阳市、新邵县，从冷水江市金竹山新田村入境，流经金竹、禾青、沙塘湾、毛易、潘桥、冷水江市区，到潘桥乡郭家村出境，市境全长19.66公里，是冷水江市目前城市供水的唯一水源，已受到上游县市工农业生产和流域内人民生活的严重污染，特别是资江在冷水江段建设了浪石滩水电站，水坝的回水位置到了群丰片的柳溪入江口。这就使得资江在冷水江段基本成为了库区。水流的流态发生了本质的改变，故废水直排对水质的影响更大。
开发区目前还没有污水厂，生活污水及一些小型企业基本局部散排，并且有化工、纺织、不锈钢加工企业的少量废水经企业内部污水处理设施处理后到达《污水综合排放标准》（GB8978-1996）排放至柳溪水体，制约了经开区发展的需要。 3项目建设必要性
3.1是完善冷水江经济开发区基础设施建设的需要
冷水江经济开发区是省人民政府明确的省级开发区之一。为保证工业园的有序、健康发展，污水处理厂的建设显得尤为重要，目前，整个经济开发区的工业废水由各厂自行处理达标后，直排进入资江。开发区内2万多人的生活污水未经处理直接排放至资江，对资江的水体造成了污染。冷水江经济开发区现有入园企业五十多家, 其中有工业废水产生的企业有十多家，这些企业按照环评批复的要求处理就近排放；但居民生活污水现未经处理直接排放至水体，目前开发区这种污水排放现状引起了上级环保部门和人大的高度关注，已列入了侵害群众利益的行为，多次向冷水江市人民政府发文，限期改正违法行为，2016年9月12号娄底市人民政府的交办函<冷水江市环境保护方面需要整改落实的问题清单>中也在其中，要求2017年12月31日前整改到位。因而污水处理设施作为工业园必须配套建设的一项重要公共基础设施，不仅是出于对环境资源的保护，也很大程度上影响着城市建设和园区建设的发展，故冷水江经济开发区污水处理实施及配套管网建设问题迫在眉睫，应该尽快解决。
3.2保护人居环境构建和谐社会的需要
近年来，冷水江市经开区的建设发展迅速，园区内道路、交通工程等基础设施建设亦有了很大的改变，但环境基础设施建设仍然滞后，没有污水处理设施。生活污水、工业污水直接排入周边水体，使区内地表和地下水水体严重污染。排水渠道及出口附近，卫生环境差，蚊虫滋生，给周围居民的生活质量带来严重影响。本项目作为环境公共服务工程，民生工程，有利于工业园区的建设和竞争能力，有利于生态文明及和谐社会的建立。尽快建设冷水江市第二污水处理厂工程已成为摆在经济开发区人民面前头等大事，亦是冷水江市经济开发区构建和谐社会的重要举措。
3.3 坚持走可持续发展道路的需要
可持续发展的意义是：“既满足当代人的需要，又不危及后代人满足其需求的发展”。这一定义在1992 年里约环发大会上得到全世界的认同。可持续发展的核心是经济发展，而这里的经济发展是不降低环境和不破坏自然资源基础的经济发展，也就是在保持自然资源的质量和其所提供服务的前提下，使经济发展的净利益增加到最大限度。可持续发展必须以自然资源为基础，同环境承载能力相协调，也就是可持续性可以通过一定的手段和措施使得人类对自然资源的耗竭速率低于自然资源的再生速率。可持续发展是以提高生活质量为目标，同社会进行相协调。如果将经济发展简单以GDP 作为唯一的指示标牌，那么在若干年后将会为恶劣的生态环境和自己的行为埋单。在这一点上冷水江市的经济发展没有其它的殊途可选，坚持走可持续发展道路是被实践证明了的唯一正道。促进污水处理工程的建设无疑是确保冷水江市在经济发展的同时不降低生态、人居环境相当重要的一环节。
4 项目建设规模与设计进、出水质
4.1工程内容与服务范围
冷水江经济开发区目前还没有规划文本，根据《冷水江市总体规划（2010~2030年）》文本，冷水江经济开发区是市区的主要产业区，是城市组团之一。开发区组团包括毛易片、沙塘湾片、金竹山片。范围为东至木头寨，西至资江，南至金竹山火车站，北至栗山岭，总面积约15.0km2，建设用地约13km2，目前已建成区9.66km2。按照原有规划，到远期2030年园区人口为2.1万人。近几年经济开发区的快速发展，截止2016年，现状人口已接近2.2万人，而且由于平安大道一直没有建设，原有规划的经济开发区的污水提升至冷水江市第一污水厂处理现状没有办法实现，基于处理经济开发区的生活污水和工业园一直没有污水厂的双重考虑，在经济开发区建设一座污水厂，主要收集处理开发区内的生活污水和水质近似生活污水的工业废水。
4.2 污水处理厂规模预测
4.2.1服务范围
冷水江第二污水厂主要服务于冷水江经济开发区，近期服务范围约9.66km2。远期服务范围约15km2。
城镇污水处理厂只接纳生活污水及水质近似生活污水的工业废水或经预处理后符合国家规定的排放标准并可以与城市污水合并处理的工业废水。
4.2.2 污水处理厂服务人口
根据现状调查，目前经济开发区内的常住居民有1.6万人；另外金竹山电厂有职工1600人，金富源碱业有限公司职工680人，冷水江天宝实业有限公司职工800人，三A化工集团职工300人，金鹰服饰职工600人，冷水江工业学校2000人，经开区现状人口约2.2万人，结合工业园发展规划，将污水厂规划近期年限确定为2016年，远期2023年，远景2030年。按照人口综合增长率3.0%计算，则2023年人口为2.87万人，2030年人口为3.42万人。
本次污水厂的服务人口近期采用按现状调查确定的人口数，远期采用预测人口数，即：
近期：2016年2.2万人
中期：2023年2.9万人
远期：2030年3.5万人
4.2.3 污水量预测
（1）预测方法
城市污水量预测与城市经济的发展、人口的数量、规划区的开发建设规模、布置、土地面积、人口密度、工业分布等密切相关。一般常用的污水量预测方法有综合定额法、分项定额法、城市建设用地指标法、污水量增长率推算法及比流量增长法。由于缺乏统计资料，不宜采用污水量增长率推算法及比流量增长法进行污水量预测，本工程采用综合定额法、分项定额法、城市建设用地指标法对污水量进行预测。
（2）综合定额法
根据国内目前绝大多数城市供水的实际情况，近几年来，城市用水量增加幅度较小，有的城市甚至呈下降趋势。根据冷水江市城市排水专项规划数据，确定冷水江经济开发区2016年、2023年、2030年人均综合用水量标准为均为550L/cap•d。
据此计算的各规划年限内的污水量见表4-1。
表4-1 综合定额法污水量预测表
项 目 2016年 2023年 2030年
规划人口（万人） 2.2 2.9 3.5
人均综合用水量标准（平均日L/cap•d） 300 300 300
折污系数 0.85 0.85 0.85
人均综合污水量标准（L/cap•d） 255 255 255
预测污水总量(m3/d) 5600 7400 9000
污水收集率 85% 90% 95%
处理污水量(m3/d) 4800 6700 8100
（3）分项定额法
生活污水量
根据《室外给水设计规范》（GB50014-2006），冷水江属于一分区中等城市，平均综合生活用水定额为170~280L/cap•d，结合给水实际情况并参照冷水江市城市排水专项规划人均生活污水量进行预测。故预测2016年人均综合生活用水量为250L/cap•d，2023年、2030年人均综合生活用水量为300L/cap•d，折污系数取0.85，人均生活污水量标准为：2016年200L/cap•d，2023年250L/cap•d、2030年300L/cap•d。生活污水量预测见表4-2。
表4-2 生活污水量预测表
项 目 2016年 2023年 2030年
规划人口（万人） 2.2 2.9 3.5
人均生活用水量标准（平均日L/cap•d） 200 250 280
折污系数 0.85 0.85 0.85
人均生活污水量标准（L/cap•d） 170 213 240
预测生活污水量(m3/d) 3750 6200 8400
污水收集率 85% 90% 95%
处理污水量(m3/d) 3200 5600 8000
工业废水量
根据经济开发区的排水规划，园区内有三家大型企业，冷水江钢铁厂、金竹山电厂废水不宜进入污水处理厂，规划自行处理，不纳入排水管网处理。
根据对经济开发区内的工业企业进行调查，除以上型企业外，目前有工业废水排入的主要企业有十多家，污水排放数据见表4-3。
表4-3 工业污水量现状调查表
企业名称 工业废水排放量（吨/天） 备注
冷水江3A新材料科技有限公司 830
冷水江天宝实业有限公司 500
冷水江市金筑新型墙体材料有限公司 3
冷水江博长永祥混凝土有限公司 14
冷水江市中天化工有限公司 2
冷水江市明玉陶瓷工具有限公司 5
冷水江市煤炭矿业有限公司 47
排入污水处理厂工业废水总量 1400
由上表可知，经济开发区主要工业企业工业废水的日排放量约为1400m3。根据城市总体规划，经济开发区重点发展高新技术、金属制品、精细化工、轻纺服装、农副产品加工等产业和能源工业。经开区2015年工业总产值278亿元，其中冷水江钢铁厂和金竹山电厂为180.5亿元、这三个企业的废水自行处理不进入排水网管，在废水量预测时不考虑这两个企业的工业总产值，故2015年经开区的工业总产值按97.5亿元计算，工业园的发展目标为2016-2020年增长率8%，2020年后年增长率6%。
对于工业园的废水量预测，目前采用的方法中只有单位产品产排污系数法预测的结果较准确，需要详细的产业发展规划，目前经济开发区无项目的产业规划，故根据《综合类生态工业园区标准》（HJ274-2099）指标进行预测，根据指标要求单位工业增加值废水产生量≤8m3/万元，目前的实际情况为2016年预计工业总产值为105.3亿元，经调查统计工业废水量为1.2万吨（含金富源公司污水量），折算单位工业增加值废水产生量为4.16m3/万元，比指标中要求的数据小，随着技术的先进和节水意识的增强，单位工业总产值废水产生量不会增加，还可能有所降低，根据工业总产值预测的工业废水量见表4-4。近期工程以现状调查统计为准，远期、远景为预测水量。
表4-4 工业污水量预测表
项 目 2016年 2023年 2030年
工业总产值（亿元） 105.3 192 257
单位工业增加值废水产生量（m3/万元） 4.16 4 4
工业污水量 1400 2.1 2.8
污水收集率 100% 100% 100%
处理污水量(m3/d) 1400 14000 28000
总污水量
总污水量=生活污水量+工业污水量+未预见水量
未预见水量包括浇洒绿地和道路、管道漏失量等，产生的污水量按工业污水量和生活污水量之和的10%计算。污水处理计算2016年、2023年、2030年的总用水量的预测结果见表4-5。
表4-5 总污水量预测表
项 目 2016年 2023年 2030年
生活污水量(m3/d) 3200 5600 8000
工业污水量(m3/d) 1400 14000 28000
未预见水量(m3/d) 400 1000 3300
总污水量(m3/d) 5000 20600 33100
4.2.4建设规模的确定
根据以上两种方法对冷水江市经济开发区污水量的预测结果，见表4-7。
表4-7 污水量预测表
2016年 2023年 2030年
综合定额法（万m3/d） 4800 6700 8100
分项定额法（万m3/d） 5000 20600 33100
分析表4-7预测结果，由于冷水江经济开发区为工业园区，工业废水比例占有量大在远期所占比例逐渐增大，故远期采用综合定额法计算的结果偏小，采用分项定额法计算的结果更可靠，并结合《湖南省城镇污水处理行业发展规划》，确定污水处理厂建设规模为：
一期（2016年）：Q=5000 m3/d
二期（2023年）：Q=20000m3/d
三期（2030年）：Q=35000万m3/d
4.3 污水处理厂进出水水质
4.3.1进水水质
由于近年来冷水江经济开发区缺少连续的水质监测数据，故在本次可行性研究报告编制过程中，有关水质指标以国家统计一般城市排水水质结合工业废水的水质分析报告为依据，对水质进行预测和估算。
根据《室外排水设计规范》(GB50014-2006)，生活污水的BOD5按每人每日25克，生活污水量按表4-2计算的0.47万m3/d计算，则生活污水BOD5浓度为：
=172mg/L。
因污水主要成分为生活污水，BOD5在污水中成分较高，BOD5浓度按污水CODcr浓度的40%计，则污水CODcr浓度为293mg/l。
工业污水水质满足《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）要求，即BOD5≤300 mg/L，CODcr≤500 mg/L后方可排入纳污管网，但调查开发区内几家工业废水中BOD含量不高且工业废水约占总废水量的30%左右，占比较小，结合同类型城市污水厂的进水水质指标，确定污水厂进水水质见表4-8。
表4-8 设计污水进水水质 单位:mg/L
项 目 CODcr BOD5 SS NH3-N TN TP
进水水质 300 150 200 30 40 2.0
4.3.2出水水质
污水处理厂尾水最终排入资江地表水体。污水处理厂出水水质根据环评批复，执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。
具体出水水质及去除率详表4-9。
表4-9 设计出水水质及其去除率 单位：mg/L
项 目 CODcr BOD5 SS NH3-N TN TP 粪大肠菌
群数（个/L）
进水水质 300 150 200 30 40 2.0
出水水质 ≤ 60 ≤ 20 ≤ 20 ≤ 8(15) 20 ≤ 1.0 ≤ 104
去除率% ≥80.0 ≥87 ≥90 ≥ 50 ≥ 50 ≥ 50
5排水管网工程设计
5.1排水制度
5.1.1 管网排水体制的分类
在城市和工业企业中通常有生活污水、工业废水和雨水，排水系统是将城镇的污水、废水和雨水系统有组织地排除并加以处理的工程设施。排水系统通常由排水管网和污水处理厂组成。这些污废水以及雨水是用一个管渠系统还是用两个、三个管渠系统的方式进行排除，称之为排水系统的体制。一般排水体制可分为合流制（包括截流式合流制）、分流制和不完全分流制。
（一）、合流制排水系统
目前我国多数老镇区排水体制为合流制，合流制排水系统就是将生活污水、工业废水和雨水采用一个管渠汇集排除的系统。其有以下两种方式：
（1）合流制
这种方式是将管渠系统分成若干排出口，将混合污水不经任何处理直接就近排入水体。这是一种合流制排水方式，国内外许多老城市几乎都采用这种简单的排水方式。在过去，工业尚不发达，人口少，污水相对不大，利用受纳水体的自净作用，这种排水体制被长期采用。但是随着科技的发展和人口的增加，污水水量在不断增加，水质也日趋复杂，从环保卫生上来看，合流制是水环境污染的主要原因，因此目前情况不宜再采用这种排水体制。
（2）截流式合流制
这种方式是在江河岸边修建截流干管，并在合流干管与截流干管交汇处设置溢流井。晴天时，混合污水全部由截流干管送至污水处理厂处理排放；雨天时，当混合水超过截流干管输水能力后，其超出部分通过溢流井泄入水体。这种体制对带有较多悬浮物的初期雨水和污水都进行处理，对保护水体是有利的，但周期性地给水体带来一定程度的污染；很明显，同为合流制，但它比前者优越。这种方式对一些旧城合流制排水系统改造是可以考虑采用的。
（二）、分流制排水系统
当生活污水、工业废水和雨水用两个或两个以上排水管渠排除时，称为分流制排水系统。其中排除生活污水，工业废水的系统称为污水排水系统；排除雨水的系统称为雨水排水系统。这种体制也包括两种方式：
（1）完全分流制
分别将城市生活污水及工业废水排到污水系统和雨水排入到雨水系统的体制为完全分流制。污水排至污水处理厂进行处理，雨水直接排入水体，对于新建城市、新的开发区和新建住宅区，多采用这种形式，分流制系统是把城市污水全部送到污水处理厂处理后排放，对环保卫生及防止水体污染方面无疑是较好的排水体制。
（2）不完全分流制
只建污水排水系统，未建雨水排水系统，雨水沿地面、道路边沟和明渠泄入水体。对于常年少雨、气候干燥的城市可采用这种制度。
5.1.2排水体制的比较
排水体制的选择直接影响管网的规模及其对受纳水体的污染程度。直泄式合流制不经任何处理把混合污水排入水体，其对水体污染的严重性是不言而喻的，截流式合流制能将非雨季全部的生活和工业废水及降雨时较脏的初期雨水送往污水处理厂，这对保护水体是有利的，但在暴雨时，仍有部分混合污水通过溢流井进入水体，造成污染，且晴雨季污水处理厂处理规模相差甚大。分流制排水系统将城市污水全部送至污水厂处理，但初期雨水未经处理直接排入水体，是其不足之处。一般情况下，分流制比截流式合流制在防止水体污染方面更为优越，而且较灵活，较易适应发展的需要，因此应用较广泛。
从基建投资方面来看，合流制只需一套管渠系统，其断面尺寸与完全分流制的雨水管渠基本相同，虽然合流制在污水泵站及处理厂规模上要大一些，造价要高一些，但在总体造价还是低于完全分流制约20%～40％。不完全分流制由于没有雨水排水系统，所以其投资最省，施工期最短，发挥效益也快，所以对于一般新建地区，地形坡度比较好，雨水又能沿坡度流入水体，为节约初期投资，可先后随着建设的发展采用不完全分流制，以后再逐步建设雨水管渠。
从维护管理方面来看，合流制管渠维护管理较简单，对于管渠中的沉积物也可利用雨天的大流量来冲刷，但污水泵站、处理厂因晴雨天的排水量变化幅度较大，增加了运行管理上复杂性。相比之下分流制污水管渠和污水处理厂流量变化不大，不致产生沉淀物，有利于污水处理厂和管渠的运行管理。
5.1.3排水体制选择
根据两部一局联合颁发的《城市污水处理及污染防治技术政策》3.2条：”对于新城区，应优先考虑采用完全分流制；对于改造难度很大的旧城区可维持合流制排水系统，并相应合理确定截留倍数。在降雨量很少的域市，可根据实际情况采用合流制”。
考虑到冷水江经济开发区其现状管网较少，没有完整雨水、污水排水系统，雨水、污水的排放基本上呈散排状况，就近排入附近的沟渠或柳溪。本工程的排水制度采用分流制。
5.2管材选择
5.2.1管材选择原则
排水管渠材料必须具备长期稳定性，才能保证正常的排水功能。一般选择排水管材应遵循以下原则：
（1）管材必须具有足够的强度，以承受外部荷载和内部水压。
（2）管材必须能抵抗污水中杂质冲刷和磨损，对于某些腐蚀性工业废水还需考虑抗腐蚀功能。
（3）管材内壁应平整光滑，使水流阻力尽量小。
（4）管材就地取材，并考虑预制管件及快速施工的可能，减少运输和施工费用。
5.2.2管材选用
排水管渠必须具有足够的强度，以承受外部的荷载和内部的水压，外部荷载包括土壤的重量——静荷载，以及由于车辆运行所造成的动荷载。同时排水管渠还应具有抵抗水中杂质的冲刷和磨损及抗腐蚀等性能；排水管渠必须不透水，以防止污水渗出或地下水渗入；排水管渠的内壁应光滑，使水流阻力尽量减小；排水管渠应就地取材，并考虑到预制管件及快速施工的可能，以便尽量降低管渠的造价及运输和施工费用。
由于管道建设所占投资的比重较大，且因管材选用不当造成事故或出现资金浪费的实例也较多，因此合理经济确定管材的选用对节省投资、方便施工、安全运行意义很大。 根据以往类似工程。污水干管管材可供选用：钢筋混凝土管、钢管、HDPE双壁波纹管、夹砂玻璃钢管。
(1)钢筋混凝土管(PCP)
这种管道，制作方便，工艺成熟，造价低，在排水管道中应用很广。但缺点是抗渗性能差、管节短、接口多、重量大和搬运不便等。钢筋混凝土管口径一般在30Omm以上，长度在l-3m。其接口形式有承插式、企口式和平口式。
企口式钢筋混凝土排水管是经悬辊工艺生产制造成型，并采用“O”型或“楔”型橡胶密封圈密封的柔性接口管材，具有管壁厚，混凝土强度高，抗压荷载大等优点。应用于市政重力流工程是比较经济合适的。
(2)钢管
钢管有较好的机械强度，耐高压，耐振动，重量较轻，单管长度大，接口方便，有较强的适应性，但耐腐蚀性差，防腐造价高。钢管一般多用于大口径 (1.2m以上)、高压处、因地质、地形条件限制、穿越铁路、河谷和地震区。一般在污水管道中钢管宜少用，以延长整个管网系统的耐久性。
(3)高密度聚乙烯管（HDPE双壁波纹管)
HDPE管内壁光滑、耐腐蚀性强、柔韧性好、管节长、重量轻，运输、施工方便，寿命可达50年以上，采用热熔粘接性等多种接口，对管道基础要求低。
表5-1 常用管材的技术性能比较表
管材
性能 钢筋混凝土管 钢管 HDPE管
使用寿命 30年 30年 50年以上
管壁粗糙系数 0.013 0.012 0.009
输水能力 一般 较好 内壁光滑、好
抗渗性 一般 强 较强
耐腐蚀性 较好 其腐蚀受流体温度、流速影响，易电化腐蚀 在海水及酸、碱土壤中不会腐蚀，不会发生电化腐蚀
耐外压性 可深埋，能承受较大外压 可深埋，能承受较大外压 受外压后会变形，但不易破坏
接口形式 平口、企口、承插式 焊接 粘接
施工难易 重量重，运输搬运施工均不方便 重量重，运输搬运困难，低温下耐冲击性差 重量轻、连接方便冬天施工有保证，施工性能好
基础要求 较高 较低 较低
管材价格 价格低 价格较高 价格高
综合造价 较低 较高 较小管径综合造价不高
从表5-1可以看出，各种管材均有优缺点。合理地选择管材，对降低排水系统的造价影响很大。
由于国家建设部发文已经明确钢筋混凝土（DN≤500）为禁止使用的管材，并且HDPE双壁波纹管作为一种新型复合管材，在流体输送工程中应用前景广阔，尤其摩阻小，可以增加管道的输水能力。经过综合比较，设计过河管道等穿越重要路段采用钢管道，其余DN300～DN500管道采用 HDPE管；DN600及其以上管道采用 钢筋砼排水管。
5.3排水管网工程设计
5.3.1 服务范围
根据前面分析，本次设计主要为污水处理厂一期工程，污水管网的主干管按远景考虑，设计规模按3.5万m3/d，干管及支管按近期考虑，设计规模按2万m3/d。一期工程服务范围按照开发区规划用地划分，总服务面积约为9.66km2。远景服务范围为新增开发区东边区域以及西南区域，总服务面积将达到15km2。排水体制全部为分流制排水方式。
5.3.2排水分区
经开区目前大部分区域没有完整雨水、污水排水系统，大部分雨水、污水的排放基本上呈散排状况，就近排入附近的沟渠，最终汇入柳溪。
根据污水处理厂处理规模，结合冷水江市城市排水专项规划和地形，按照近、远期结合的原则，通过柳溪将经开区分为南北2个排水区域。
5.3.3流量计算依据
（1）污水干管流量计算
污水干管流量设计按远景规模考虑，污水收集管道各管段流量根据近期（2016年）各服务人口、区域、区域内工业用水情况进行计算，计算式如下：
Q＝Q1＋Q2＋Q3
式中：Q1———转输污水量（L/S）
Q2———本段工业污水量(L/S)
Q3———本段生活污水量(L/S)
污水量总变化系数KZ见表5-2。
表5-2 污水量总变化系数表
污水平均日流量（L/s） 5 15 40 70 100 200 500 ≥1000
总变化系数 2.3 2.0 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3
（2）其他计算公式
（a）水力计算
式中 Q ── 流量（m3/s）；
v ── 流速（m/s）；
A ── 水流断面（m2）；
n ── 粗糙系数；
R ── 水力半径（m）；
I ── 水力坡降。
按《室外排水设计规范》(GB50014-2006)中对有关参数取值的规定，对不同管径分别取不同的设计充满度及流速、坡度来进行污水管道计算。
（a） 污水管道应按非满流计算，其最大设计充满度应按表5-3采用。
表5-3 最大设计充满度
管径或渠高（mm） 最大设计充满度
200～300 0.55
350～450 0.65
500～900 0.70
≥1000 0.75
（b） 排水管道的最小设计流速，应遵守下列规定：
污水管道在设计充满度下为0.6m/s。
（c） 管道的最小管径和最小设计坡度，宜按表5-4采用。
表5-4 最小管径和最小设计坡度
管 别 位 置 最小管径（mm） 最小设计坡度
污 水 管 在街坊和厂区内 200 0.004
在街道下 300 0.003
雨水管和合流管 300 0.003
雨水口连接管 200 0.01
压力输泥管 150
（d） 在管道交汇处、转弯处、管径或坡度改变处、跌水处以及直线管段上每隔一定距离处，均应设检查井。检查井在直线管段的最大间距按表5-5采用。
表5-5 检查井最大间距
管径或暗渠净高
（mm） 最大间距（m）
污水管道 雨水（合流）管道
200～400 30 40
500～700 50 60
800～1000 70 80
1100～1500 90 100
＞1500，且≤2000 100 120
e. 不同管径的管道在检查井内的连接采用管顶平接。
5.3.4管线定线原则
（1）在冷水江市城市总体规划指导下，认真调查分析现有和规划区域的开发区区排水系统的现状及规划资料，从实际出发，因地制宜地制定城区污水收集管网敷设方案，以获得较好的社会、环境效益；
（2）污水干管按远景（2030年）规划设计，管径按远景设计流量确定，根据开发区污水处理厂位置确定管道具体走向；
（3）污水管道布置结合地形、排水条件，力求线路短捷，减少管道埋深和管道工程量，降低工程造价，确保良好的水力条件。
（4）近期污水管道敷设以收集开发区内各企业与生活污水相近的工业废水和生活污水、居民建筑密集区和排水大户的生活污水为主，兼顾远期污水管网接口的衔接。
（5）管渠及其附属构筑物、管道接口和基础的材料根据污水的水质、水温、断面尺寸、管内外所受压力、土质、地下水位、地下水侵蚀性和施工条件等因素进行选择。
（6）尽量少穿越建、构筑物，尽量减少管道施工期影响交通和居民生活。
（7）管线设计应满足城市防洪的要求。
5.3.5管网布置
根据上述管线布置原则，并结合冷水江经济开发区排水分区实际情况，进行管网布置。整个经开区为南北地势高，中间地势低，柳溪穿过该区，所以柳溪的溪谷为该区最低点，南北均为高山。
工程管网布置包括上述2个区域。柳溪北边区域排水由设置于S312省道及长铺子路下的干管排至污水处理厂及金福源企业的大量污废水排至污水处理厂的干管，柳溪南边区域排水由设置于各支干管排放至金竹东路主干排水管，金竹东路主干排水管输送至污水处理厂。
工程管线布置见表5-5、5-6。
表5-5 管网工程布置表
序号 管线编号 分段 道路名称 管长（Km） 坡度
（‰） 管道级别 起点、终点
1 A线 A2~A1 长铺子路转至金竹东路 2.1 5 主干管 起点：长铺子路
终点：污水厂
A3~A1 规划路 1.8 4 干管
2 B线 B1~A1 群沙路 1.25 5 主干管 起点：群沙路
终点：污水厂（其中从金福源单独预留一根DN500工业废水管接至污水处理厂，长度500m）
3
C线 C1~A1 柳溪南侧的金竹东路 2.50 5 主干管 起点：金竹东路
终点：污水厂
倒洪管 柳溪 0.035 主干管 倒洪管
4 支管 13.80
5 合计 21.45
5.3.6附属构筑物
（1）检查井
根据污水干管布置及地形条件设置检查井，最大间距根据具体情况按30～80m进行控制。在管线转弯角度较大处、断面变化处、支管接入处等，均按规范要求设置检查井。检查井井径主要为Φ1000、Φ1250、Φ1500。为了保证排水检查井的防渗功能，建议在排水渠检查井材质选用钢筋混凝土，其余采用砖砌。为了便于维护检修，布置在排水渠内检查井井顶均升至地面。
考虑洪水期间排水检查井有可能被水淹没，排水检查井盖采用压力井盖。同时在每格密封排水检查井内设置DN50通气管通向堤顶，保证污水干管内通风。
检查井根据实际情况设置，初步估算，一期工程需布置检查井约400个。
（2）跌水井
跌水井为了防止水头跌落过大对检查井造成冲击损坏而设置的，设于地带落差很大处。管道跌水水头为1～2米时宜设跌水井，管道跌水水头大于2米时应设跌水井。管道转弯处不宜设跌水井。
当管道直径为300～600mm时，一次跌水水头高度不宜大于4m。跌水方式可采用竖管或矩形竖槽。
5.3.7主要工程量清单
表5- 6 管网主要工程量清单
序号 规格 单位 数量 施工方式 备 注
一 一期工程
1 DN300 m 6865 直埋 HDPE双壁波纹管
2 DN400 m 9000 直埋 HDPE双壁波纹管
3 DN500 m 1780 直埋 HDPE双壁波纹管
4 DN600 m 3370 直埋 HDPE双壁波纹管
5 DN800 m 400 直埋 HDPE双壁波纹管
6 DN600倒虹管 m 35 埋柳溪底 钢管
7 合计 21450
8 检查井 个 500
一期工程截污主干管和干管、支管沿其主次干道敷设，全长约22.19km。其中截污干管长度7.65km，支管长度13.80km。
6 污水处理厂厂址选择
6.1.厂址选择原则
一般污水处理厂厂址的选择需遵循以下原则：
（1）污水处理厂的位置应符合城镇总体规划和排水工程专业规划的要求；
（2）污水处理厂应位于城镇水体的下游；
（3）污水处理厂的位置应便于处理后出水安全排放；
（4）污水处理厂位置应在城镇夏季主导风向的下风向；
（5）污水处理厂厂址所在地应有良好的工程地质条件；
（6）选择作为污水处理厂厂址的土地要少拆迁、少占地，同时附合环境评价要求，并有一定的卫生防护距离；
（7）选择作为污水处理厂厂址的土地应预留扩建的可能；
（8）污水处理厂地形不应受洪涝灾害影响，防洪标准不应低于城镇防洪标准；
（9）有便利的交通、运输和供水供电条件。
6.2.厂址选择
厂址一：
厂址一所选厂址位于冷水江市泰和金属有限公司以西，柳溪以北，该处地形坑洼不平，现状为大部分为树林。排放水体为柳溪，该场地具有以下优点：
（1）处于开发区地形较高；
（2）位于受纳水体附近，便于废水排放；
（3）厂址处于经济开发区规划内；
（4）目前厂址主要为树林，有2~3户村民住户。
（5）用电考虑从冷水江经济开发区变电站接两条10kv专用电力线供电，距离约1500m左右。
其主要缺点是：选址以南有一条规划路，现阶段还处于规划阶段，不利于施工及运输。选址内大量高压线路通过，而且建设的土方量较大。 1#厂址地形地貌图 厂址二：
厂址二所选厂址位于金竹东路以西，柳溪以北，现状为空地。
方案二排放水体为柳溪，该场地具有以下优点：
（1）处于开发区地形较低点；
（2）位于受纳水体附近，便于废水排放；
（3）位于金竹东路主干道旁，交通便捷，便于施工及运输；
（4）位于城市的下风向。
（5）用电考虑从冷水江经济开发区变电站接两条10kv专用电力线供电，距离约1000m左右。
其主要缺点是：目前厂址主要为公共绿地。
对比及结论：柳溪下游区域均为农村或厂区附近范围，地势较低，根据以上选址原则，可供选择的地方并不多，而且场地均相似，具备可比性选址不多。与厂址一相比，厂址二位于金竹东路主干道旁，交通便捷，便于施工及运输，接电距离较短。且地势较选址一要低，便于污水管网的接入，选址二地形较平，故土方量较少。离人口居住密集区有一定的安全防护距离，对城区的环境影响小。综上述，且根据现场踏勘，该处未见滑坡、断层、溶洞等不良地质现象，经现场踏勘，该处建设污水处理厂是可行的，与冷水江经济开发区相关部门协商后最终确定冷水江经济开发区污水处理厂的地址为选址二。 2#厂址地形地貌图 7污水处理厂工艺方案论证
7. 1工艺选择的原则
污水处理厂工艺的选择遵从以下原则：
（1）技术先进、稳妥可靠。在前人不断探索的基础上，科学加以总结，在稳妥可靠的前提下，积极采用先进的工艺技术。
（2）占地少。土地资源宝贵，尽量节约用地。
（3）投资省。国家和地方财力有限，要充分发挥投资效益，在满足出水水质的前提下，采用最为经济的工艺技术方案。
（4）管理方便、运行费用低。必须考虑当地的管理水平和投产后的常年运行费用，要选择管理方便、运行费用低的工艺方案。
7.2 污水处理工艺方案
污水处理工艺的选用应根据污水进出水水质、处理程度的要求、用地面积和工程规模等多因素综合考虑，适宜的污水处理工艺不仅可以降低工程投资，还有利于污水处理厂的运行管理以及减少污水处理厂的经营费用，保证出厂水水质。
城市污水处理一般采用生物法降解废水中的有机物质，根据国内外污水处理厂运转经验，活性污泥法处理城市污水是最经济有效的，因此得到广泛应用。常规活性污泥工艺仅能有效的去除BOD5、COD、SS，而对氮、磷的去除有一定的限度，氮的去除率约为20~30%，磷的去除率约为12~19%。根据确定的污水去除率，本工程对氮、磷的去除率较高，因此本工程须采用具有脱氮除磷功能的二级强化处理工艺。
目前，污水处理厂常用的脱氮除磷效果的污水处理工艺有：氧化沟工艺、A2/O法、SBR及其改良工艺等技术。这几种工艺均有其适用性及优缺点，各工艺特点如下：
7.2.1 A2/O工艺
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。该工艺是在70年代由美国专家在厌氧-好氧除磷工艺（A/O）的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。该工艺在厌氧-好氧除磷工艺（A/O）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。
首段厌氧池，原污水及回流污泥同时进入本段，其主要功能是聚磷菌进行磷的释放，为在好氧段进行磷的超量吸收实现生物除磷创造条件。在缺氧池中，反销化菌利用污水中的有机物作为碳源，将回流混合液中带入的大量NO3-N还原为N2释放至空气，达到脱氮的目的并使BOD5浓度有所下降。
在好氧池中，有机物被微生物生化降解，浓度继续下降；氨氮被硝化成NO3-N，同时聚磷菌进行磷的超量吸收，在排除剩余污泥的过程中被除去，完成生物除磷。所以，A2/O工艺它可以同时完成有机物的去除、除磷和脱氮功能。好氧池进行有机物的氧化和氨氮的硝化，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。
A2/O工艺的主要优点：
（1）污泥沉降性好，无污泥膨胀问题，出水水质好，并具有一定的耐冲击负荷能力，运行稳定，管理简便。
（2）设计水深较大，可减少曝气池占地。
（3）系统可操作性强，可严格控制出水水质。
（4）运行、管理经验成熟。
A2/O工艺的主要缺点:
（1）构筑物和机械设备较多，工艺较为复杂。
（2）由于采用鼓风曝气，池底装有曝气头，更换需清池，维护复杂。
7.2.2 氧化沟工艺原理及特点
氧化沟工艺是五十年代初期发展起来的一种污水处理工艺形式，因其构造简单，工作稳定可靠，易于维护管理，很快得到广泛应用。实践证明该工艺具有投资省、处理效率高、可靠性好、管理方便和运行维护费用低等优点。
氧化沟兼有完全混合和推流的特性，构造简单、一般采用表面曝气从而省掉了鼓风机房，易于维护管理，广泛应用。但传统氧化沟具有充氧动力效率低，能耗高缺点，氧化沟也已不断发展成为多种形式，使用较为广泛的主要有：Carrousel(卡鲁塞尔)氧化沟、Orbal（奥贝尔）氧化沟、交替式氧化沟和一体化氧化沟等。
Carrousel(卡鲁塞尔)氧化沟是针对城市污水要求脱氮除磷的要求，在氧化沟前增设厌氧池，在沟体前（内）增设缺氧区，形成A/A/O的处理流程，可以满足脱氮除磷的要求。
Carrousel氧化沟是一种在国内应用较为普遍的氧化沟工艺，在城市污水处理厂中有大量运用，均取得较为成功的效果。它的工艺流程与A2/O流程很相似，形成厌氧-缺氧-好氧的工作环境，缺氧区回流渠的端口处装有一个可调节的活门，根据出水含氮量的要求，调节活门张开程度，可控制进入缺氧区的流量。它的优点在于采用了独特的水力构造，实现了混合液自动缺氧区的内回流，可以取消由好氧池至缺氧池的混合液加流设备，因而节约用于混合回流的能耗。
因为增加了独立的厌氧池和缺氧池，使Carrouesl氧化沟的出水指标可以达到BOD5:SS:TN:TP=10:15:7～10:1的较高水平。
Carrousel氧化沟使用立式表曝机，曝气机安装在沟的一端，因此形成了靠近曝气机下游的富氧区和上游的缺氧区，有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉降，设计有效水深4.0~4.5米，沟中的流速0.3米/秒。BOD5的去除率可达95％~99％，脱氮效率约为90％，除磷效率约为50％，如投加铁盐，除磷效率可达95％。
Carrousel氧化沟工艺的主要优点：
（1）污泥沉降性好，无污泥膨胀问题，出水水质好，耐冲击负荷能力高，运行稳定，管理简便。
（2）曝气机采用倒伞型曝气叶轮，曝气机周围局部地区曝气强度高，而循环至曝气叶轮的混合液DO浓度低，有较高的传氧推动力，因此氧的转移效率较高。
（3）系统可操作性强，可严格控制出水水质。
（4）运行、管理经验成熟。
（5）污泥沉降性能好，容易脱水，不经过消化可直接浓缩脱水。
（6）维护检修费用低，该工艺所用设备为常规设备，一般不易损坏，只需正常维护保养，不用定期完全更换。
7.2.3 CASS工艺
CASS（Cyclic Activated Sludge System）工艺是SBR的改进型，是循环活性污泥技术（CAST）的一种型式。该工艺是由Coronszy教授及其同事在SBR工艺技术的基础上开发出来的。目前已在美国、澳大利亚、英国、法国、德国、奥地利、加拿大、泰国等国家逐步推广应用。
CASS特指设有生物选择器及兼氧区和主反应区的可变容积反应池，以序批曝气——非曝气方式运行的充——放方式间歇活性污泥处理工艺，在一个反应器中完成有机污染物的生物降解和泥水分离的处理功能。它的循环操作运行过程包括以下四个阶段：
（1）充水——曝气阶段。边进水边曝气（也可用限制曝气方式），同时将主反应区的污泥回流至生物选择器，回流量约为进水量的20%。
（2）充水——沉淀阶段。停止曝气、静置沉淀以使泥水分离。和SBR不同的是，CASS工艺在沉淀阶段不停止进水。由于进水提供的搅拌作用可获得良好的沉淀效果。
（3）表面滗水（上清液排出）。处于滗水阶段的CASS反应器一般停止进水（也可不停），此时污水可进另一反应器中。滗水阶段回流污泥照常进行。污泥回流中硝态氮进行反硝化，并进行磷的释放，实现脱氮除磷。
（4）闲置阶段。实际运行中，滗水时间往往小于1h，其剩余时间常用于反应器内的闲置以恢复污泥的吸附能力。闲置期间，污泥回流照常进行。剩余污泥排出在滗水和闲置阶段。
CASS工艺特点：
（1）占地小，投资省。CASS工艺在一个反应器中完成有机物的生物降解和泥水分离，可不设初沉池、二沉池以及剩余污泥泵站等构筑物，可省去这些构筑物占地面积，也大量节约了工程投资。
（2）出水水质好，运行稳定。根据生物选择原理，利用主反应区分建或合建，位于系统前端的生物选择器对磷的释放，反硝化作用及对进水中有机底物的快速吸附及吸收作用，增强了系统运行的稳定性，提高了容积利用率，污水经高效处理后，完全可达到国家一级出水水质标准。
（3）氧的利用率高，运行费用低。CASS池体较深，并采用微孔高效曝气装置，有效的提高了氧的利用率，同时，运行中通过在线式溶解氧测量仪，利用工控机使各充氧设备工作在最佳状态，最大限度节能，降低运行成本。
（4）抗冲击负荷能力强。可变容积运行提高了系统对水量水质变化的适应性和操作的灵活性。实际运行经验表明，CASS池可在正常负荷2~3倍的短期冲击负荷下运行，其出水水质变化很小。
（5）容积利用率高。根据生物反应动力学原理，采用各池串联运行，使污水在反应器的流程呈现整体推流，而不同区域内则为完全混合的复杂流态，不仅保证了稳定的处理效果，而且提高了容积利用率。
（6）除磷脱氮效果好。通过对生物速率的控制，使反应器以厌氧—缺氧—好氧—缺氧—厌氧的序批方式运行，使其具有优良的脱氮除磷效果，降低了运行费用。
CASS 工艺主要缺点：
（1）CASS工艺设备国产化程度低，质量不过关。一般控制系统的核心多采用进口的PLC，但国产被控、执行设备质量不过关，不能准确启闭，影响系统的正常运行。
（2）工艺缺乏足够的运行经验。如当CASS工艺采用非限定曝气（边进水边曝气）时，几组CASS反应池共用一个曝气系统，各池水位不一，因水压不同造成气量分配不均匀，也称气体跑偏，影响处理效果。
（3）操作管理复杂，要求运行管理水平较高。
（4）由于采用鼓风曝气，池底装有曝气头，更换需清池，维护复杂。
7.2.4 三种工艺的技术经济比较
以上三种工艺的技术经济见表7-1。
表7-1 三种工艺的技术经济比较
序号 比较内容 项 目 1#方案工艺
A2O工艺 2#方案工艺
氧化沟工艺 3#方案工艺
CASS工艺 方案比较
1 投资费用 较高 高 较低 1#方案优
2 运行成本 低 较高 高 1#方案优
3 运行费用 较低 低 较高 2#方案优
4 占地面积 少 多 较少 3#方案优
5 工艺效果 工艺流程 简单 简单 简单 三方案同
6 出水水质 好 好 好 三方案同
7 除磷脱氮 好 较好 较好 1#方案优
8 抗冲击负荷能力 强 较强 较强 1#方案优
9 运行管理 自动化要求 较低 较低 较高 3#方案优
10 操作人员技术水平要求 较高 较高 较高 三方案同
11 维护管理 平时维护工作量较小，只有更换曝气头复杂。 平时维护工作量小。 平时维护工作量较大，自动化程度高，更换曝气头复杂。 1#方案优
12 对周围环境的影响 噪音问题 鼓风机对周围有噪音影响 曝气机在水下，噪声小。 鼓风机对周围有噪音影响 2#方案优
结合污水处理厂进出水水质要求，考虑污水处理厂安全运行、处理成本、管理水平等因素，综合考虑三个工艺方案后，考虑到A2O处理效果好，尤其对于脱氮除磷效果优于其他两个工艺，以及投资省，对运行操作人员素质要求低、维修方便这四个主要方面，因此推荐A2O工艺作为污水处理厂二级生化法工艺。
考虑到污水处理厂含有一部分工业废水，为了避免对生化处理系统的影响，在二级生化处理前增加水解酸化池，一方面可以调节来水的流量，另一方面可以将大分子的有机污染物分解成小分子，提高废水的可生化性。
7.3污泥处理工艺选择
7.3.1 污泥处理的目的
传统活性污泥法中产生的污泥，有机物含量较高，并且很不稳定，易腐化，含有大量病菌及寄生虫，为此必须进行必要的污泥处理和处置。污泥处理的目的：
（1）减少有机物，使污泥稳定化；
（2）减少污泥体积，降低污泥后续处置费用；
（3）减少污泥中有害物质；
（4）利用污泥中可用物质，化害为利。
7.3.2 污泥处理设计原则
（1）根据污水处理工艺，按其产生的污泥量、污泥性质，结合冷水江经开区的自然环境及处置条件选用符合实际的污泥处理工艺。
（2）根据城市污水厂污泥排出标准，采用合适的脱水方法，脱水后污泥含固率大于40％。
（3）妥善处置污水处理过程中产生的栅渣、垃圾、沉砂和污泥，避免二次污染。
7.3.3 污泥处理工艺选择
A2O工艺在处理过程中会产生一定量的污泥。在污水处理过程中，要产生一定的污泥，这些污泥含水率高、体积大、不稳定、易腐败，并且具有一定的臭味。
污水处理厂污泥最终处置问题一直是污水行业一个难题。目前污泥处置的主要出路有三个：一是填埋，这也是目前省内大部分污水处理厂污泥处置的方式；二是作为原料制成复混肥用于农业或制成建材用于城市建设；三是焚烧。在我国，填埋是目前污泥处置的主要方式。但是2008年以前，由于缺少统一的规范要求，各地污水厂污泥的泥质差异较大，污泥含水率过高，严重影响了垃圾填埋场的正常运行，也给当地环境造成了很大的影响。所以2008年国家出台了《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008），2009年出台了《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》（GB/T23485-2009），对污泥泥质做了严格的要求，特别是对污泥含水率做了严格规定，在垃圾填埋场进行污泥混合填埋的污泥含水率必须小于60%，如果要作为垃圾填埋场覆盖用土，含水率必须降低至45%以下。
为了满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）以及《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》（GB/T23485-2009）对污泥含水率的要求，保障垃圾填埋场得正常运行，就必须探索污泥处理新工艺，把污泥含水率降低至60%以下。
7.3.4 污泥处理工艺
就本项目而言，由于工程规模不大，采用污泥厌氧消化性价比相当低，根据类似污水处理厂运行经验，对规模小于10×104m3/d的污水处理厂，污泥采用厌氧消化都不经济。另一方面，国内许多已建成采用脱氮除磷工艺的污水处理厂，其产生的污泥可直接进行浓缩脱水，其效果（主要指泥饼含水率）与经消化后脱水相近，证明得到好氧部分稳定的污泥直接浓缩脱水也是可行的。由于该种方式总体性价比较高，目前已在中、小型城镇处理厂得到广泛应用。
本项目建议采用直接浓缩脱水的方式处理污泥。选用版框式浓缩、脱水一体机方式。设备紧凑单一，无需中间过渡，环境条件好，药耗最省，是污泥机械处理的首选模式。
7.3.5污泥处置
常用的污泥处置方式主要有以下几种：
表7-2 污泥处置方式表
序号 污泥处置方式 处理要求 处置原理
1 还田农用 稳定的无害化机械脱水含固率20～30%干污泥 按国家标准要求将污泥散到
农田后翻耕，可种草、麦等，
但不能种蔬菜或水稻
2 卫生填埋 尽量稳定和无害化，机械脱水含固率≥40%干污泥 卫生填埋场作处置
3 焚烧 机械脱水含固率20～40% 在焚烧厂和灰渣的安全填埋场
4 与城镇生活垃圾混合堆肥 机械脱水含固率20～40% 堆肥、发醇 从目前国内情况看，绝大部分污水处理厂的污泥均考虑卫生填埋。污泥卫生填埋是把脱水污泥运到卫生填埋场与城镇垃圾一起按卫生填埋操作程序进行处置的工艺。卫生填埋法处置具有处理量大，投资省，运行费低，操作简单，管理方便，对污泥适应能力强等优点，但具有占地大，渗滤液及臭气污染较严重等缺点。
卫生填埋法适于填埋场地容易选取、运距较近、有覆盖土的地方。迄今为止，卫生填埋法是国内外处理城镇污水处理厂脱水污泥最常用的方法。
根据《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质（GB/T23485-2009）》要求，用于卫生填埋的污泥含水率必须小于60%，而本套污泥处理工艺可保证处理后污泥含水率小于80%，但是仍达不到60%以下的要求。鉴于本项目污泥量较少，若采取污泥调理等方式降低含水率在经济上不合算，从实际情况出发，采用投加石灰稳定处理是最简单最经济也是最可行的办法，因此本项目污泥采取投加石灰将含水率降低后，再定期送至冷水江垃圾填埋场进行卫生填埋。
7.4出水消毒工艺选择
根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的规定，污水处理厂出水必须进行消毒处理。
7.4.1消毒方法概述
常用的消毒方法有氯消毒、ClO2、氧化法消毒、紫外线消毒等。
7.4.1.1加氯消毒法
加氯消毒法主要是投加液氯或氯化合物。液氯是迄今为止最常用的方法，其特点是液氯成本低、工艺成熟、效果稳定可靠。由于加氯消毒法一般要求不少于30min的接触时间，接触池容积较大；氯气是剧毒危险品，存储氯气的钢瓶属高压容器，有潜在威胁，需要按安全规定兴建氯库和加氯间；液氯消毒将生成有害的有机氯化物；当污水出口附近有鱼类养殖场时，需严格控制出水中的余氯量，必要时还需设脱氯设备。
含氯化合物包括次氯酸钠、漂白粉和二氧化氯等。其特点与液氯相似，但危险性小，对环境影响较小，但运行成本较高。
7.4.1.2氧化法
氧化剂可以作为二级处理出水的消毒剂，最常用的是臭氧。臭氧消毒是杀菌彻底可靠，危险性小，对环境基本上无副作用，接触时间比加氯法短。缺点是基建投资大，运行成本高。目前，一般只用于游泳池水和饮用水的消毒。
7.4.1.3紫外线消毒法
紫外线消毒的主要优点是灭菌效率高，作用时间短，危险性小，无二次污染等。因为消毒时间短，不需建造较大的接触池，建消毒渠即可，占地面积和土建费用大大减少。缺点是设备投资高，管理维护麻烦，无持续杀菌能力，抗悬浮固体干扰的能力差，对水中SS浓度有严格要求。
7.4.2污水处理厂出水消毒方案
在水处理中常用的消毒剂有液氯、次氯酸钠、臭氧、二氧化氯和紫外线等。下表为几种最常用的尾水消毒技术的综合因素比较。
表7-3 几种最常用的尾水消毒技术的综合因素比较表
液氯 二氧化氯 臭氧 紫外线
消毒效果 较好 好 好 较好
除臭去味 无作用 较好 较好 无作用
pH的影响 较大 较小 小一不等 无
水中的溶解度 高 很高 较低 无
THMs的形成（致癌物质） 极明显 无 有 无
水中的停留时间 长 长 短 短
消毒效果持续性 有 一般 少 无
杀菌速度 中等 快 快 快
等效条件所用的剂量 较多 少 较少 ---
处理水量 大 大 较小 大
使用范围 广 广 水量较小 广（悬浮物较少）
除铁、锰效果 不明显 较好 --- 不明显
氨的影响 较大 无 无 无
原料 易得 易得 --- ---
管理简便性 较简便 简便 复杂 简便
操作安全性 不安全 安全 不安全 安全
自动化程度 一般 一般 较高 较高
投资 低 一般 高 较高
设备安装 简便 简便 复杂 简便
占地面积 大 小 大 小
维护工作量 较小 较小 大 一般
电耗 低 一般 高 一般
运行费用 低 一般 高 一般
维护费用 低 较低 高 较高
二次污染 一般 较小 小 无
安全性 一般 一般 一般 安全
消毒设施占地 较大 较大 一般 小
通过上述分析比较可知，液氯消毒往往易生成大量的有机卤代烃类致突变的复杂有机化合物，造成水体的二次污染。对人体的健康产生潜在危害。另外，氯气是一种具有强烈刺激性的有毒气体，在运输和使用过程中易发生泄漏和爆炸，因此氯的运输和、使用和贮藏必须严格遵守有关规定。氯气意外泄漏将会给环境和人员带来严重威胁，甚至是灾难，近年来氯气的泄漏事故经常发生，给人民的生命和财产造成重大损失。因此，寻找液氯消毒剂的替代品，减少二次污染，已成为目前污水消毒的必然趋势。
臭氧是一种优良的消毒剂，其杀菌效果好，且一般无有害副产物生成。但目前臭氧发生装置的产率通常较低，设备昂贵，安装管理复杂，运行费用高，而且臭氧在水中溶解度低，衰减速度快，为保证管网内持续的杀菌作用，必须和其他消毒方法协同进行。
紫外线消毒也是近来发展的一种新型消毒方法。杀菌速度快，处理水量大，占地面积小。设备安全性高，无二次污染，维护检修方便。紫外线对水中的有害菌灭活，同时不改变水的物理化学性质，且不产生气味和其他有害的卤代甲烷等副产物，环境影响甚微。
二氧化氯消毒由于制取二氧化氯需要使用氯酸钠或者氯酸钾，NaClO3为强氧化剂，危害等级5.1级（TD(GR,IMOICAC)），NaClO3极易着火，高温会释放出助燃的氧气O2，因此，对氯酸钠的贮存、搬运、卸料、溶解、防火及消防等都有严格的要求。此外，二氧化氯发生器安全性较差，稍不谨慎就会酿成事故，管理上需要特别细心。
综上所述，液氯消毒副产物有致癌性，不适合本项目。臭氧相对设备昂贵，安装复杂，运行费用高，不利于本项目的运行。二氧化氯要求安全等级高，运营管理困难，不推荐使用。因此，本次工业园的污水处理厂推荐采用紫外线消毒工艺。
本设计方案推荐采用“紫外线消毒工艺”，最主要是基于以下一些因素：
（1）工艺已经成熟可靠，具有实际运行经验，操作管理简便易行。
（2）杀菌速度快，处理水量大，占地面积小。
（3）设备安全性高，无二次污染，维护检修方便。
（4）紫外线对水中的有害菌灭活，同时不改变水的物理化学性质，且不产生气味和其他有害的卤代甲烷等副产物，环境影响甚微；
（5）国内为均有许多成功实例。 8污水厂推荐工程方案
8.1工艺方案
污水处理厂各处理构筑物均按近期5000m3/d设计，只预留远期规模建设用地。预处理系统包括粗格栅、提升泵房、细格栅、沉砂池、事故调节池、水解酸化池。
8.1.1粗格栅
污水自流进入处理厂后，在其前端设计回转式粗格栅机以拦截体积较大杂物，栅隙20mm，其栅前水深0.5m，栅槽宽1.0m，安装角度α＝75º， N＝0.75kW，经处理后的污水自流入调节池。格栅机根据测试其栅前后水位差自动进行清洗。其相应设计参数具体如下：
设计规模：5000 m3/d
设计流量：Q＝210m3/h，变化系数：1.7
栅前水深：0.5m
栅条间隙：20mm
栅渠宽：1.0m，2条，渠道长度6m
配套设备：回转式格栅除污机XGC1000型, 2台，功率0.75kW
带式输送机，带宽500mm，2台，功率1.1kW
栅渣小车，304不锈钢，容积0.3m3，1台
铸铁镶铜闸门及手动启闭机4台
液位差测量仪2套
8.1.2提升泵站
设计规模：5000m3/d
设计流量：Q＝210m3/h，变化系数：1.7
设备选型：3台，2用1备，单台流量Q=210m3/h，扬程10m，功率13.5kW,变频调速
配套设备：液位控制仪1套
电动葫芦1台，单台功率7.5kW
H2S监测及报警装置1套
温度检测仪1套 SS检测仪1套 pH检测仪1套
COD在线监测仪：量程0～1000mg/L，4~20mA输出，1台
氨氮在线监测仪：量程0～60mg/L，4~20mA输出，1台
总磷在线监测仪：量程0～10mg/L，4~20mA输出，1台
自动采样器：0~1000mL，1台。
8.1.3细格栅间
污水自集水井提升泵提升至细格栅渠，设2台全自动旋转网式清污机，其栅前水深0.6m，栅槽宽1m，格栅间隙5mm，安装角度α＝45º，安装深度1.8m，N＝0.37kW，经处理后的污水自流入沉砂池。格栅机根据测试其栅前后水位差自动进行清洗。其相应设计参数具体如下：
设计规模：5000 m3/d
设计流量： 210m3/h，变化系数：1.7
栅槽宽：1m，2条
栅前水深：0.6m
栅条间隙：5mm
除污机：全自动旋转式网式清污机，2 台, 单台功率0.37kW
配套设备：工程塑料插板闸门4台
无轴螺旋输送压榨一体机1台，单台功率1.5kW
液位差测量仪2套
8.1.4旋流沉砂池
细格栅间与旋流沉砂池合建，设计选用旋流沉砂池,具有占地面积小、运行费用低、安装使用方便等优点，在设计中考虑超越能力以便检修。本文本设计采用XLC 360型旋流沉砂池成品设备1台。与沉砂池配套的设备有砂水分离器等，主要设计参数如下:
设计规模：5000 m3/d
设计流量：210m3/h，变化系数：1.7
数量： 2座
沉砂池直径： =1830mm
水力表面负荷： q=100m3/ （m2·h）
水力停留时间： 40s
每天除砂量： 0.15m3/d
配套设备：
旋流泵提砂机： 2台， N=0.75kW/台
砂水分离器： 1台，N=0.75kW
工程塑料闸门2台
气提装置1套
罗茨鼓风机2台，流量2m3/min，H=39.2Kpa，P=2.2kw
8.1.5事故池
由于工业园区内企业类型复杂，因此排放的废水性质差异很大，而且废水排放不规律，变化系数大，园区企业有可能事故排放的情况。为了解决以上问题，设计建设调节池一座，如果监测到进水水质指标远高于设计值，将破坏后续生物处理系统的正常运行时，可利用事故水泵将废水输送至事故池，避免事故废水对生物处理系统的破坏作用。
设计类型：钢筋混凝土结构；
设计规模：5000m3/d
有效水深：5.5m
有效停留时间：7小时
设计尺寸：L×B×H=16.0×16×6.0m；
设计数量：1座；
（2）主要设备
1）二级提升泵
单泵规格：Q=105m3/h，H=7.0m，P=3.7kW；
设计数量：3台，2用1备；
2）附壁式铸铁镶铜方闸门
设计数量：1台；
设计参数：闸板尺寸600×600mm，孔底距池顶6.0m；
控制方式：现场手动控制。
3）潜水搅拌器
设备型号：QJB5/12-400-3-480；
设计参数：∅=400mm，N=3.0kW，转速：480rpm；
设计数量：3台；
8.1.6水解酸化池及改良型A2O生物池
（1）水解酸化池
水解池利用水解及产酸微生物，将污水中的固体、大分子和不易生物降解的有机物降解为易于生物降解的小分子有机物，改善污水的可生化性能，同时截留SS，兼有调节水质水量的作用，水解酸化池和改良型A2O生物池合建，水解酸化池内设置立体弹性填料。
设计规模：5000 m3/d
设计流量：210m3/h
水力停留时间：3.0h
数量：1座
单座尺寸：8×15.0m×6.0m，有效水深5.2m
配套设备
配水器3台
（2）A2O生物池
改良型A2O生物池分隔成4个相通的部分，依次为预缺氧池、厌氧池、缺氧池和好氧池，污水以推流的形式经厌氧、缺氧、好氧进行生化处理。
设计规模：5000 m3/d
设计流量：210m3/h
平面尺寸：30m×15m
总泥龄：14.3d
悬浮物固体浓度：4000mg/l
污泥负荷：0.11kgBOD5/kgMLSS
污泥回流比：50~100%
内回流比：100~300%
总水力停留时间：11h
预缺氧池水力停留时间：0.5h
厌氧池水力停留时间：1.5h
缺氧池水力停留时间：3.5h
好氧池水力停留时间：5.5h
配套设备：
潜水搅拌机：2台，直径D=300mm，转速480r/min，功率1.5KW
潜水推流器：2台，直径D=1000mm，转速50r/min，功率2.2KW
内回流泵：2台，单台流量Q=210m3/h，扬程1.00m，功率3kW
管式微孔曝气器400个，L=1000mm
8.1.7 二沉池
采用中心进水、周边出水沉淀池,出水采用双面三角形齿形堰的矩形集水槽.用中心传动单管吸泥机排泥。主要设计参数如下:
池数： 1座
设计流量： 5000m3/d
表面负荷： 1.00m3/（m2·h）
直径： D=16m
有效水深： 2.5m
水力停留时间: 2.5h
配套设备：采用ZXG-16型中心传动刮泥机,参数如下: 功率1.5W，周边线速2.0m/min
8.1.8紫外消毒渠、巴氏计量槽及水池
紫外消毒渠和巴士计量槽设计流量5000m3/d，总变化系数1.7。
深度处理出水进入紫外消毒渠消毒，对水进行最后一步把关，并通过巴氏计量槽计量出水量。最终出水回用于厂区绿化及冲洗道路等。
（1）构筑物
设计类型：钢筋混凝土结构；
设计尺寸：L×B×H= 15.4×3.3×2.70m；
（2）主要设备
1）紫外消毒模块；
设计数量：1套，5个模块；
设备功率：8支灯管/模块，0.32kW/根灯管，内置空调1.5kW，PLC供电0.5kW（N=0.32×8×5+1.5+0.5=15.05kW）。
2）插板闸门
设备规格：闸板尺寸900×1200，池底距池顶2m，配手电两用启闭机；
设备功率：N=0.75kW；
设备数量：2台
3）巴氏计量槽
设备规格：不锈钢，喉宽0.30m；
8.1.9 出厂水管
出厂水管设计采用一根，自流排放，管径d500，长度50m。
受纳水体（柳溪水）处于182.96m(20年一遇洪水位)以下时，污水处理厂均可自流排放。管道上设置自动比例采样装置、PH、温度、COD、SS等在线检测仪表、流量计及控制阀门。
8.1.10 污泥泵站
污泥泵站包含回流污泥抽升和剩余污泥抽升两部分功能。地下部分为钢筋混凝土结构,地上部分为砖混结构。
二沉池活性污泥被泵抽升至A2O生物池的厌氧池,以提高脱氮除磷效果防止污泥膨胀和维持A2O生物池内污泥浓度,剩余污泥用泵送至贮泥池，进脱水机房浓缩脱水后外运。
主要设计参数如下:
数量：1座
设计流量：5000m3/d
平面尺寸： L×B=8.0m×4.8m
回流污泥泵
数量：二台（一用一备）
流量： Q=210m3/h
扬程：H=6m
功率：N=5.5kW/台
剩余污泥泵
数量： 2台（一用一备）
流量：Q=20m3/h
扬程：H=14m
功率： N=3kW
8.1.11 贮泥池
数量: 1座
平面尺寸：3.0m3.0m
有效水深：4.50m
有效容积：40m3
总容积：50m3
配套设备：潜水搅拌器1台，3kW。
8.1.12 鼓风机房
鼓风机房设计为一层框架结构。通过溶解氧探测仪采用变频调速装置自动调节鼓风机运行参数，保证脱氮及除磷效果。
数量：1座
尺寸：6.0×9.0×4.5m。
采用2台罗茨风机，1用1备，Q＝16m3/min，H＝6.0m，N＝30kW
8.1.13 污泥浓缩脱水机房
污泥脱水机间将污水处理过程中产生的剩余污泥进行浓缩、脱水，降低含水率，便于污泥运输和最终处置。
剩余污泥量为1t/d（干泥），经机械浓缩后污泥含水率为97%，经压滤机脱水后污泥含水率低于60%。
数量：1座
尺寸：9.0×9.0×5m
主要设备：
污泥浓缩系统（污泥含水率由99.4%将至97%）
1）叠螺浓缩机
数量：2台，1用1备
设备参数：单台处理能力为50~100kgDs/h，功率1.5kW
2）浓缩机进料泵
数量：2台，1用1备
设备参数：Q＝20m3/h，H＝20m，N＝7.5kW
3）反冲洗水泵
数量：2台，1用1备
设备参数：Q＝6m3/h，H＝75m，N＝2.2kW
污泥脱水系统（污泥含水率由97%将至60%以下）
1）板框压滤机
数量：2台
设备参数：Q＝单台过滤面积60m2，N＝7.5kW
2）污泥调理池搅拌机
数量：1台
罐体V=10m3，搅拌机功率15kW，变频调速
3）压滤机进泥泵
数量：2台
设备参数：Q＝7m3/h，H＝60m，N＝5.5kW，变频调速
4）氯化铁一体化加药装置
数量：1套
容积1m3，配套计量泵2台，搅拌机，整机功率4.5kW
...... “......近期（2016年）Q=5000m3/d；......” |
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