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  『项目信息论坛』>> 『中国城镇污水处理厂拟在建项目汇编』 | 本分论坛共57571贴 | 99234回复 | 分论坛版主:
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25033-上海市青浦区金泽镇西岑水质净化厂一期工程(原上海市青浦区西岑污水处理厂扩建工程) (2020/3/31 2:01:00)
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  25032-上海市青浦区西岑污水处理厂提标改造工程
http://www.waterchina.com.cn/bbs/viewarticle.asp?articleid=120025&classid=858

青浦区2018-2020年环境保护和建设三年行动计划

青浦区通过六轮环保三年行动计划的滚动实施,环境保护工作取得了重大进展。突出保护优先,加快推进产业结构调整,带动了区域产业能级提升和绿色转型。全面实施环境治理攻坚战,有针对性解决了一批重大环境问题,环境基础设施不断完善,环境监管执法能力、环境安全保障能力不断提升,重点整治区域生态环境面貌发生根本性改善。在环境保护工作取得显著成效的同时,青浦区环境保护形势依然严峻。生态环境质量仍然是建设生态宜居新青浦的主要短板,绿色转型发展任务艰巨、区域发展不平衡等问题仍然突出,环境治理体系有待进一步完善。当前,青浦区正处于加快转变经济发展方式、促进区域功能提升、建设生态宜居的现代化新青浦的关键期。为加快改善生态环境质量,持续深化生态文明体制改革,加快推进绿色转型发展,全面建成空间布局合理、产业结构先进、基础设施完善、生态环境优美的“生态宜居的现代化新青浦”,特制订《青浦区2018-2020年环境保护和建设三年行动计划》,即第七轮环保三年行动计划。

一、 指导思想

全面贯彻党的十九大精神,以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,以生态文明建设为统领,突出生态保护优先,推动绿色发展,以提升青浦区城乡发展一体化综合水平为主线,以改善环境质量为核心,加快推进生态环境治理体系和治理能力现代化,着力解决大气、水、土壤、固废和生态建设等重点领域突出问题,加快推动绿色、循环、低碳发展,加快形成节约资源、保护环境的生产生活方式,让广大人民群众切实感受到生态环境的持续改善。

二、 基本原则

环境优先,绿色发展。全面响应和落实生态文明建设,树立生态环保和民生保障“双底线”思维,强化绿色引领、源头防控和生态空间管控,注重推进各领域绿色转型发展的探索实践,推动形成绿色生产和绿色生活方式,实施绿色发展战略。

重点突破,深化治污。坚持需求导向、问题导向和效果导向,切实解决突出环境问题。聚焦PM2.5与臭氧协同控制、消除劣五类水体、垃圾分类处理等亟需解决的突出矛盾,统筹运用源头防控、转型升级、污染治理、生态修复等多种手段,实施一批重大工程和重大项目,切实改善生态环境质量。

城乡一体,区域统筹。坚持长远谋划,统筹污染防治与生态建设,统筹城镇与农村环境保护。以环境基础设施建设和管理体系延伸为手段,突出农村地区环境公共服务体系均等化,逐步消除青浦东西部环境差异。

改革创新、监管从严。落实中央生态文明体制改革要求,推进体制、机制、法制、政策等改革创新。注重过程严管,加强环境监管和执法能力建设,加快推进环境治理体系和治理能力现代化。

三、 总体目标

到2020年,全区污染物排放总量持续下降,区域生态环境质量全面改善,绿色生产和绿色生活水平明显提升,环境管理系统化、科学化、法治化、精细化和信息化水平不断提高,生态文明体系建设更加深入,建设成生态宜居现代化新青浦。

(一)区域生态环境质量稳定改善

地表水环境质量明显改善,重要水功能区水质达标率达到78%,国考断面水质达到或优于Ⅲ类,市考断面水质达标率达到100%;环境空气质量(AQI)优良率稳步提高,到2020年末力争达到80%左右,基本消除重污染天气,细颗粒物(PM2.5)年均浓度下降率完成市下达目标;全区土壤环境质量总体保持稳定,受污染耕地及污染地块安全利用率达到95%左右。

(二)绿色转型发展取得突破

经济发展的资源环境效率明显提高,单位国民生产总值(GDP)综合能耗、用水量和主要污染物排放总量持续下降,全区煤炭消费总量降至零;绿色制造体系初步建立,绿色建筑和装配式建筑推广力度进一步加大,全区绿色生产生活方式加快形成;生态产品供给能力不断提升,生态环境优势转化为经济社会发展优势进一步提升,努力建设成为国家生态文明先行示范区和国家生态文明建设示范区。

(三)污染治理水平不断提升

全区城镇污水处理率达到95%以上,农村生活污水处理率达到95%以上(保留村庄基本实现全覆盖),污泥有效处理率达到100%;生活垃圾源头分类减量基本实现全覆盖,生活垃圾资源回收利用率完成市下达目标,生活垃圾无害化处理率达到100%;主要农作物秸秆综合利用率达到96%以上,农药化肥亩均施用量在2015年基础上削减20%左右;危险废物、医疗废物得到全面安全处置。

(四)生态安全格局持续优化

生态空间应保尽保,森林覆盖率(陆域)达到18%,人均公园绿地面积达到8.5平方米,湿地保有量不下降;集中建设区外现状低效建设用地减量228公顷,生态资源服务功能不断提升。

(五)环境共治体系初步形成

进一步发动社会力量整体参与生态环境保护,全区环境保护责任体系基本完善,形成政府、社会、企业相互联动、三位一体的环保格局。

四、 主要任务

根据市政府的统一部署并结合青浦实际,我区第七轮环保三年行动计划共设水环境保护、大气环境保护、土壤污染防治、固体废物污染防治、工业污染防治与绿色转型发展、农业与农村环境保护、生态环境保护与建设、循环经济与绿色生活、生态文明体制改革与保障措施9个专项86个项目,其中市级项目74个,区级项目12个。

(一) 水环境保护

以太湖流域水环境综合治理、苏州河环境综合整治四期工程(以下简称“苏四期”)为牵引,重点推进污水污泥处理基础设施建设,深化中小河道综合整治,巩固水环境管理长效机制,加快补足水环境治理体系短板,地表水水质保持稳定改善。

1.保障饮用水水源安全

严格落实《中华人民共和国水污染防治法》和市政府的部署要求,在全面落实饮用水水源二级保护区禁止新改扩建排放污染物的建设项目的基础上,2018年底前基本完成饮用水水源二级保护区内现存工业企业的清拆工作。持续完善水源地生态保护补偿相关政策。配合完成省市边界水文水质监测站网的建设。

2.完善水环境基础设施建设

进一步提高城镇污水处理能力及水平,2018年底前,完成朱家角和练塘污水处理厂改、扩建工程;2020年底前,完成西岑污水处理厂提标改造及扩建工程。提高污泥处置能力,完成污泥集约化处理处置工程,新建污泥干化焚烧设施。到2020年,全区污水处理规模达到43.9万立方米/日,城镇污水处理率达到95%以上,污泥有效处置率达到100%。
.......

青浦区第七轮环保三年行动计划市级项目清单
专项 类别 序号 项目名称 主要任务和项目规模 市节点要求 责任单位 年度节点计划目标 协调部门 实施单位 2018年 2019年 2020年
......
污水污泥处理系统
2 青浦区朱家角污水厂三期扩建工程 提标改造3万立方米/日,扩建3万立方米/日 2018 区水务局 朱家角镇 完成
3 青浦区练塘污水厂三期扩建工程 提标改造1.2万立方米/日,扩建0.6万立方米/日 2018 区水务局 练塘镇 完成
4 青浦区污泥集约化处理处置工程 实施300吨/日污泥独立干化焚烧项目 2020 区水务局 项目公司 项目前期 启动实施 完成
......

(来源:上海市青浦区生态环境局,2019-06-13)

“......2018年底前,完成朱家角和练塘污水处理厂改、扩建工程;2020年底前,完成西岑污水处理厂提标改造及扩建工程。提高污泥处置能力,完成污泥集约化处理处置工程,新建污泥干化焚烧设施。......4 青浦区污泥集约化处理处置工程 实施300吨/日污泥独立干化焚烧项目 2020 区水务局 项目公司 项目前期 启动实施 完成......”
(此帖子已被作者于2021/8/5 18:08:35修改过)

 
     
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  第三章 现状评价
  根据《上海市青浦区污水(污泥)专业规划(2019-2035年)》(送审稿)及《青浦区金泽镇污水专项规划(2020~2035年)》(初稿),本次西岑水质净化有限公司建成后的进水来源包括现状污水处理厂服务的西岑社区的污水量,同时近期将接入金泽社区的污水。
  为此,在进行现状评价时,尤其是对现状进水水质的分析时,除考虑现状西岑污水厂,还对金泽污水厂的情况进行了分析评价。
3.1 原有设计
3.1.1 西岑污水处理厂
1、工程规模
  现状西岑污水处理厂设计规模如下:设计规模近期2500m3/d,远期5000m3/d
2、设计水质
  现状西岑污水处理厂设计出水水质要求达到国家一级A排放标准。原设计进、出水水质如下:
表3.1.1-1 原设计进、出水水质
项 目
水 质
进水水质(mg/l) 出水水质(mg/l) 备注
CODcr ≤350 ≤50
BOD5 ≤200 ≤10
SS ≤250 ≤10
TN / ≤15
NH3-N ≤35 ≤5(8)
TP ≤5.0 ≤1.0
pH 6~9 6~9
注:括号外数值为水温>12℃时的控制指标,括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。
3、工艺流程
  西岑污水处理厂工艺流程详见图3.1.1-1所示。
图3.1.1-1 西岑污水处理厂工艺流程图
  工艺流程各单元的作用如下:
(1)、粗格栅
  粗格栅主要是拦截进厂污水中较大的杂物,保证以下工序的正常运转。粗格栅选用运行故障少的回转式粗格栅,栅条间隔为15mm。
(2)、提升泵站
  一次提升污水,使其重力流经各处理构筑物。由于进厂污水管道较低,泵井也较深,采用潜水泵,降低土建造价和施工难度。
(3)、细格栅
  设置细格栅主要的目的是去除粗格栅无法去除而又影响工艺流程的塑料袋、泥龙绳、布条等。细格栅采用栅条间隔为6mm的回转式细格栅。
(4)、沉砂池
  去除进水中比重大于2.65,粒径大于0.2mm的砂粒,保证后续处理构筑物的正常运行,避免砂粒沉积在构筑物中,同时,防止砂粒对设备的磨损,延长设备使用寿命。
(5)、MSBR生物反应池
  利用生物吸附降解的原理,进行生物脱氮除磷,同时去除BOD5。
(6)、污泥浓缩脱水
  污泥浓缩脱水主要是减小污泥外运体积,由于工艺流程有除磷要求,为防止磷的释放,故需采用浓缩、脱水一体机进行污泥脱水。污泥脱水至含固率20%后外运至集约式污泥处理厂进行处置。
3.1.2 金泽污水处理厂
1、工程规模
  设计规模现状2500m3/d,现状用地按10000m3/d控制。
2、原设计水质
  金泽污水厂原设计出水水质要求同样是达到国家一级A排放标准。原设计进、出水水质如下:
表3.1.2-1 原设计进、出水水质
项 目
水 质
进水水质(mg/l) 出水水质(mg/l) 备注
CODcr ≤350 ≤50
BOD5 ≤200 ≤10
SS ≤250 ≤10
TN / ≤15
NH3-N ≤35 ≤5(8)
TP ≤5.0 ≤1.0
pH 6~9 6~9
注:括号外数值为水温>12℃时的控制指标,括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。
3、工艺流程
  金泽污水处理厂工艺流程与西岑污水处理厂完全一致,详见图3.1.2-1 所示。工艺流程各单元的作用页与西岑厂一致,在此不再赘述。
  图3.1.2-1 金泽污水处理厂工艺流程图
3.2 历年运行
3.2.1 西岑污水处理厂
1. 运行水量
  污水厂现状规模2500m3/d,于2005年建成通水。污水厂2017年1月1日~2020年12月31日进水量详见下表。
表3.2.1-1 西岑污水处理厂进水水量表
月份 进水量(m3/d) 月份 进水量(m3/d)
2017.01 2249 2019.02 2372
2017.02 2021 2019.03 2177
2017.03 2241 2019.04 1987
2017.04 2207 2019.05 2535
2017.05 2117 2019.06 2896
2017.06 2238 2019.07 3663
2017.07 2825 2019.08 3710
2017.08 2948 2019.09 3648
2017.09 2822 2019.10 2689
2017.10 2709 2019.11 2193
2017.11 2155 2019.12 2483
2017.12 1741 2020.01 3294
2018.01 1902 2020.02 2177
2018.02 1582 2020.03 2664
2018.03 1708 2020.04 2369
2018.04 1811 2020.05 1943
2018.05 1962 2020.06 3358
2018.06 2260 2020.07 4579
2018.07 2326 2020.08 4084
2018.08 2168 2020.09 3141
2018.09 2219 2020.10 2330
2018.10 1790 2020.11 1805
2019.01 1974 2020.12 1424
平均 2467m3/d
2. 运行水质
  西岑污水处理厂建成运行后,有效地提高了西岑社区污水收集率和处理率,削减了污染物排放量,明显地改善了当地水环境质量,为青浦区金泽镇的节能减排做出了较大的贡献。下表为西岑污水处理厂2017年1月~2020年12月污水厂实际进、出水水质表(平均值)。
表3.2.1-2 西岑污水处理厂2017年1月~2020年12月实际进、出水水质表(平均值)(单位:mg/L)
月份 CODCr BOD5 SS NH3-N TN TP
进水 出水 进水 出水 进水 出水 进水 出水 进水 出水 进水 出水
2017.01 112 19.3 50.7 1.29 95.8 8.61 12.11 0.29 18.68 11.85 1.91 0.13
2017.02 148 23.3 69.1 2.04 116.0 9.07 15.93 0.49 19.83 10.06 1.67 0.13
2017.03 134 20.0 58.9 1.74 107.8 8.90 13.93 0.14 22.84 11.16 2.03 0.14
2017.04 114 20.8 53.7 1.70 104.5 8.83 15.65 1.50 21.74 10.53 1.94 0.12
2017.05 143 23.0 65.1 1.69 128.5 9.03 24.91 0.29 28.21 8.91 1.98 0.11
2017.06 149 18.0 68.2 1.26 88.5 8.93 15.99 0.29 21.53 8.48 1.61 0.11
2017.07 137 21.4 62.2 1.45 107.2 8.77 13.70 0.33 19.84 8.12 2.25 0.13
2017.08 152 27.4 67.7 2.18 143.6 8.74 17.50 0.30 20.39 7.94 1.93 0.12
2017.09 109 18.4 54.0 1.28 94.3 7.87 14.07 0.30 19.37 9.09 1.97 0.12
2017.10 105 22.0 49.8 1.59 83.3 8.32 12.56 0.30 17.01 8.57 1.35 0.13
2017.11 170 26.7 81.6 1.98 116.8 8.33 18.76 0.31 25.02 10.88 2.27 0.16
2017.12 184 20.0 85.9 1.51 113.9 8.35 20.76 0.34 27.89 11.11 2.27 0.17
2018.01 169 22.2 78.0 1.75 94.3 8.35 16.01 0.36 23.44 9.86 3.03 0.16
2018.02 209 31.9 95.7 2.57 179.5 8.50 18.15 0.36 24.24 9.14 2.74 0.13
2018.03 209 21.2 99.4 1.89 119.0 8.26 19.71 0.35 26.10 10.71 2.40 0.14
2018.04 239 23.7 108.7 1.68 117.0 8.43 23.33 0.22 34.13 9.41 4.30 0.11
2018.05 247 31.5 113.2 3.87 190.3 8.81 28.12 0.24 34.31 9.56 3.16 0.12
2018.06 170 22.1 74.1 1.66 93.4 8.57 18.42 0.24 23.79 8.67 2.35 0.16
2018.07 149 21.0 67.6 1.33 87.8 8.26 14.00 0.20 19.40 7.90 2.42 0.11
2018.08 135 22.6 62.0 1.84 120.5 8.77 16.51 0.18 21.70 8.66 2.42 0.13
2018.09 156 23.9 69.6 1.90 92.7 8.53 19.41 0.66 25.59 8.48 2.21 0.13
2018.10 225 21.8 103.6 1.44 126.0 8.74 24.15 0.49 34.92 11.05 3.25 0.12
2019.01 214 22.1 94.9 1.90 134.7 8.52 20.94 0.30 32.77 11.37 3.88 0.11
2019.02 132 24.5 62.8 1.98 115.5 9.12 17.25 0.56 22.52 9.74 2.39 0.13
2019.03 302 25.6 138.2 2.46 188.4 8.97 22.18 2.96 30.39 9.26 2.24 0.12
月份 CODCr BOD5 SS NH3-N TN TP
进水 出水 进水 出水 进水 出水 进水 出水 进水 出水 进水 出水
2019.04 187 23.4 86.3 1.72 136.5 8.43 18.39 0.76 30.44 10.71 3.40 0.12
2019.05 171 24.3 73.9 1.72 160.5 9.03 23.04 0.66 29.86 12.67 2.85 0.12
2019.06 126 21.8 56.4 1.44 109.2 8.83 15.49 0.47 24.72 9.88 2.07 0.14
2019.07 106 20.4 48.5 1.54 102.4 8.10 11.22 0.22 19.22 8.13 2.27 0.11
2019.08 122 21.8 56.1 1.72 99.9 8.84 13.21 0.17 18.62 8.05 1.58 0.12
2019.09 108 18.6 47.0 1.19 91.9 8.60 11.57 0.28 16.48 8.12 1.75 0.13
2019.10 158 25.8 76.1 1.35 108.0 8.58 20.81 0.72 28.05 9.66 2.83 0.11
2019.11 193 29.3 90.3 2.00 145.3 8.77 25.36 0.56 29.60 9.26 2.76 0.11
2019.12 143 23.7 70.8 1.75 118.0 9.06 18.01 0.56 24.57 9.59 2.07 0.13
2020.01 104 20.8 47.6 1.85 89.58 8.29 14.88 0.67 20.12 8.83 1.72 0.1
2020.02 125 25.4 59.2 1.78 108 9 17.15 0.39 22.01 11.15 1.96 0.11
2020.03 124 22.3 65.8 1.45 90.19 8.68 14.97 0.77 22.52 8.29 2.03 0.12
2020.04 106 21.3 49.8 1.3 90.53 8.5 15.14 0.77 19.81 8.46 1.85 0.11
2020.05 156 27.3 75.8 1.73 97.23 8.61 21.5 0.31 26.38 8.86 1.96 0.11
2020.06 103 22.0 49.0 1.27 76.87 8.7 12.83 0.39 18.27 8.25 1.4 0.13
2020.07 88 18.6 41.3 1.11 76.74 8.39 10.96 0.28 16.72 8.03 1.13 0.11
2020.08 99 20.5 46.3 1.66 85.52 8.68 11.63 0.25 17.37 7.69 1.36 0.12
2020.09 94 18.8 44.1 1.08 74.7 9.25 12.38 0.29 17.35 7.65 1.24 0.12
2020.10 111 20.8 52.7 1.17 87.94 8.58 12.71 0.3 19.81 9.17 1.5 0.13
2020.11 140 23.9 70.2 1.72 122.5 9 20.25 0.3 25.86 10.92 2.54 0.11
2020.12 184 22.1 89.2 1.05 124.52 9.06 26.24 0.26 31.88 9.57 2.91 0.13
平均 151 22.8 70.2 1.69 112.07 8.66 17.43 0.46 23.81 9.42 2.24 0.12
3. 运行情况分析
  根据历年运行资料及《青浦区西岑污水处理厂提质增效“一厂一策”方案》可知,西岑污水处理厂系统的重点问题为:设施超负荷,进水浓度低。
  设施超负荷:2017年1月~2020年12月西岑厂平均处理水量为2467m3/d,已达到设计规模的95%。而2020年6月到9月的平均处理水量均超过设计规模。另外,西岑污水处理厂进水量与降雨量存在明显的正相关性,每年6-9月污水处理厂进水量普遍高于同年其他月份进水量。
  进水浓度低:2017~2020年进水BOD5月平均浓度较低,约为70.2mg/L。西岑污水处理厂进水BOD5与进水量存在负相关性,每年6-9月污水处理厂进水BOD5普遍低于同年其他月份进水BOD5。
3.2.2 金泽污水处理厂
1. 运行水量
  金泽污水厂现状规模2500m3/d,同样于2007年建成通水。
  污水厂2017年1月1日~2020年12月31日进水量详见下表。
表3.2.2-1 金泽污水厂2017年1月~2020年12月份进水量表
月份 进水量(m3/d) 月份 进水量(m3/d)
2017.01 2603 2019.02 2234
2017.02 1816 2019.03 2268
2017.03 2398 2019.04 1764
2017.04 2732 2019.05 1822
2017.05 2219 2019.06 2682
2017.06 3607 2019.07 3229
2017.07 3096 2019.08 2463
2017.08 3019 2019.09 3078
2017.09 2837 2019.10 1759
2017.10 3183 2019.11 1151
2017.11 2592 2019.12 1596
2017.12 2139 2020.01 2082
2018.01 3003 2020.02 1912
2018.02 2883 2020.03 1919
2018.03 2829 2020.04 1756
2018.04 2673 2020.05 1527
2018.05 2626 2020.06 3101
2018.06 2709 2020.07 3958
2018.07 2087 2020.08 2701
2018.08 3141 2020.09 2761
2018.09 3084 2020.10 2307
2018.10 1957 2020.11 1502
2019.01 2283 2020.12 1161
平均 2440m3/d
2. 运行水质
  金泽污水厂一期工程建成运行后,有效地提高了金泽社区污水收集率和处理率,削减了污染物排放量,明显地改善了当地水环境质量,为青浦区金泽镇的节能减排做出了较大的贡献。
表3.2.2-2 金泽污水处理厂2017年1月~2020年12月实际进、出水水质表(平均值)(单位:mg/L)
月份 CODCr BOD5 SS NH3-N TN TP
进水 出水 进水 出水 进水 出水 进水 出水 进水 出水 进水 出水
2017.01 194 22.2 85.7 1.43 131 8.90 17.61 0.31 26.42 11.77 3.46 0.15
2017.02 168 24.7 90.7 3.05 163 9.11 21.79 0.14 29.29 12.47 3.30 0.14
2017.03 223 18.9 99.8 1.50 138 9.13 21.45 0.14 30.15 10.35 2.68 0.13
2017.04 190 20.6 89.6 1.51 121 9.07 20.34 0.23 27.80 8.92 3.28 0.13
2017.05 240 22.2 100.3 1.59 174 9.13 30.07 0.46 37.76 7.89 3.77 0.14
2017.06 162 19.0 74.1 1.24 89 8.73 17.25 0.36 21.13 9.05 1.81 0.13
2017.07 164 20.1 75.1 1.27 99 9.00 19.42 0.32 23.31 8.48 2.37 0.13
2017.08 153 20.8 71.3 1.64 106 8.48 19.35 0.49 22.72 9.16 2.10 0.17
2017.09 167 18.5 82.3 1.30 96 7.27 17.69 0.36 22.28 8.98 1.90 0.13
2017.10 123 21.3 59.7 1.51 82 8.10 12.87 0.44 17.81 8.08 1.31 0.15
2017.11 159 22.7 78.9 1.78 99 8.20 17.91 0.32 24.31 9.46 2.03 0.23
2017.12 188 23.4 89.3 1.78 87 8.00 19.65 0.35 25.85 10.23 2.14 0.17
2018.01 166 22.5 74.1 1.55 94 8.45 15.05 0.35 20.63 8.12 2.04 0.17
2018.02 145 24.3 70.0 2.28 88 8.54 14.82 0.30 22.11 8.42 2.21 0.14
2018.03 167 22.7 77.3 2.37 108 8.35 15.59 0.61 24.09 9.54 2.16 0.15
2018.04 245 23.0 113.7 1.89 117 8.63 21.29 0.19 30.48 7.87 3.61 0.12
2018.05 191 22.7 86.0 2.25 139 8.87 24.71 0.29 29.76 9.46 3.04 0.15
2018.06 157 19.1 67.6 1.53 79 8.57 19.55 0.28 24.66 9.22 2.36 0.16
2018.07 161 21.2 74.3 1.52 87 8.07 15.57 0.23 20.60 7.86 2.71 0.11
2018.08 120 18.5 54.4 1.72 79 8.35 14.60 0.19 19.48 7.66 2.21 0.15
2018.09 113 21.0 49.0 1.71 93 8.83 13.72 0.26 19.62 8.13 1.86 0.14
2018.10 208 23.0 95.1 1.61 123 8.87 19.13 0.52 30.37 11.24 2.78 0.12
2019.01 184 21.3 84.2 1.63 114 7.65 15.17 0.28 26.69 8.88 2.74 0.10
2019.02 146 21.5 71.1 2.00 129 8.90 15.26 0.30 20.80 9.90 2.33 0.14
2019.03 294 21.9 137.8 2.48 193 9.11 19.75 0.58 27.99 9.04 2.77 0.12
2019.04 253 22.6 117.4 2.00 141 7.80 20.62 0.30 30.70 8.70 3.35 0.13
2019.05 208 24.0 87.3 1.90 143 9.10 26.43 0.49 32.70 13.50 3.20 0.17
2019.06 203 22.4 90.3 1.64 140 8.87 18.33 0.59 25.96 10.79 2.16 0.14
2019.07 84 19.5 37.3 1.46 65 7.57 9.53 0.57 15.60 7.70 1.47 0.10
2019.08 108 20.3 50.4 1.66 94 9 13.1 0.34 18.76 8.61 1.63 0.14
2019.09 98 21.8 42.6 1.07 77 8.23 10.52 0.24 16.03 8.59 1.52 0.14
2019.10 152 25.4 73.2 1.17 99 8.53 17.84 0.25 23.78 12.10 2.32 0.14
2019.11 180 24.8 87.3 1.88 118 8.77 27.96 0.26 33.48 12.73 2.97 0.12
2019.12 206 24.9 99.5 1.21 117 9.1 23.41 0.24 29.81 10.84 2.44 0.11
2020.01 129 20.2 62.7 1.47 91.9 8.29 17.72 0.24 23.65 9.24 2.22 0.11
2020.02 192 26.5 88.5 1.92 169.7 9.07 18.76 0.24 24.54 11.45 2.7 0.11
2020.03 149 28.7 76.3 1.49 105.8 8.52 17.38 0.83 24.26 10.91 2.14 0.12
2020.04 138 23.2 64.9 1.29 86.2 8.37 18.96 0.27 23.28 10.74 2.25 0.12
2020.05 204 33.8 96.7 1.84 110.7 8.58 27.6 0.26 31.92 9.91 3.21 0.11
2020.06 121 22.3 55.6 1.2 93.8 8.73 12.43 0.29 18.15 8.05 1.46 0.13
2020.07 89 19.5 41.0 0.98 82.9 8.29 10.87 0.3 16.98 8.14 1.15 0.12
2020.08 114 19.7 53.7 1.48 100.6 8.9 13.04 0.27 18.13 8.05 1.83 0.11
2020.09 89 18.6 41.7 1.03 76.7 8.6 12.61 0.26 17.5 7.68 1.31 0.12
2020.10 114 23.1 56.7 1.27 93.3 8.52 13.86 0.29 19.64 8.54 1.54 0.11
2020.11 101 25.6 51.7 1.84 73.7 8.8 20.34 0.25 24.37 10.18 2.13 0.11
2020.12 154 19.1 73.7 0.88 101.9 9.19 26.21 0.27 33.89 10.66 2.98 0.13
平均 163 22.2 76.1 1.63 108.9 8.59 18.20 0.33 24.55 9.51 2.37 0.13
3. 运行情况分析
  根据历年运行资料及《青浦区金泽污水处理厂提质增效“一厂一策”方案》可知,金泽污水处理厂系统的重点问题为:设施超负荷,进水浓度低。
  设施超负荷:2017年1月~2020年12月金泽厂平均进水量为2440m3/d,已接近设计规模。而2020年6~9月平均进水量均超过设计规模。另外,金泽污水处理厂进水量与降雨量存在明显的正相关性,每年6-9月污水处理厂进水量普遍高于同年其他月份进水量。
  进水浓度低:2017~2020 年进水 BOD5 月平均浓度较低,约为76.1mg/L。金泽污水处理厂进水BOD5与进水量存在负相关性,每年6-9月污水处理厂进水BOD5普遍低于同年其他月份进水BOD5。
3.3 现有设施
3.3.1 西岑污水处理厂
  西岑污水处理厂现状主要构(建)筑物详见表3.3.1-1。
表3.3.1-1 西岑污水处理厂现状主要构(建)筑物
编号 名称 数量 单位 设计规模
1 进水泵房 1 座 土建5000m3/d,设备2500m3/d
2 细格栅及曝气沉砂池 1 座 土建5000m3/d,设备2500m3/d
3 MSBR 池 1 座 2500m3/d
4 提升泵房及过滤罐 1 座 土建5000m3/d,设备2500m3/d
5 紫外线消毒设施 1 座 2500m3/d
6 储泥池 1 座 5000m3/d
7 污泥浓缩脱水机房和堆棚 1 座 5000m3/d
8 鼓风机房及变配电间 1 间 土建5000m3/d,设备2500m3/d
9 调节池及除磷装置 1 套 5000m3/d
10 综合楼 1 座
11 门卫 1 间
12 计量井 1 座 5000m3/d
13 巴氏计量渠 1 座 5000m3/d
14 仪表小屋 1 间
  西岑污水处理厂现状处理设施建成已经15年,根据污水厂运行状况反馈及现场踏勘,大部分现状设备运行状况良好,能够满足污水厂正常运行的需求,目前出水可以满足国家一级A排放标准。
  但是,目前污水厂现状除臭采用国家标准二级排放标准,采用在污水预处理区和污泥区喷洒天然植物提取液除臭剂的方法。
  除臭标准较低,无法满足上海市最新地标《城镇污水处理厂大气污染物排放标准》(DB31/982-2016)的要求。同时,现状污泥堆棚环境较差,臭味较重,对周边环境造成了不良影响。而且现状厂区按照5000m3/d的规模控制用地,无法满足规划规模及规划土地控制的要求。
3.3.2 金泽污水处理厂
  金泽污水处理厂现状主要构(建)筑物详见表3.3.2-1。
  表3.3.2-1 金泽污水厂现状主要构(建)筑物
编号 名称 数量 单位 设计规模
1 进水泵房 1 座 土建10000m3/d,设备2500m3/d
2 细格栅及曝气沉砂池 1 座 土建5000m3/d,设备2500m3/d
3 MSBR 池 1 座 2500m3/d
4 提升泵房及过滤罐 1 座 土建10000m3/d,设备2500m3/d
5 紫外线消毒设施 1 座 2500m3/d
6 储泥池 1 座 5000m3/d
7 污泥浓缩脱水机房和堆棚 1 座 10000m3/d
8 鼓风机房及变配电间 1 间 土建10000m3/d,设备2500m3/d
9 调节池及除磷装置 1 套 10000m3/d
10 综合楼 1 座
11 门卫 1 间
12 计量井 1 座 10000m3/d
13 巴氏计量渠 1 座 10000m3/d
14 仪表小屋 1 间
  金泽污水处理厂现状处理设施建成同样已经15年,根据污水厂运行状况反馈及现场踏勘,大部分现状设备运行状况良好,能够满足污水厂正常运行的需求,目前出水可以满足国家一级A排放标准。
  但是,目前污水厂现状除臭采用国家标准二级排放标准,采用在污水预处理区和污泥区喷洒天然植物提取液除臭剂的方法。除臭标准较低,无法满足上海市最新地标《城镇污水处理厂大气污染物排放标准》(DB31/982-2016)的要求。同时,现状污泥堆棚环境较差,臭味较重,对周边环境造成了不良影响。
3.4 西岑污水厂现状厂址及用地
  现状西岑污水处理厂位于青浦区金泽镇练西公路以东,山深支路以南、莲横港以西,主要为西岑社区服务。污水厂现状规模2500m3/d,于2007年建成通水,原规划规模5000m3/d,占地面积约1.6hm2(按照5000m3/d 规模控制)。
图3.4.1-1 西岑污水处理厂现状卫星图
图3.4.1-2 西岑污水处理厂周边现状用地情况
  现状污水厂西侧紧靠练西公路,练西公路以西为部分工业企业,不具备征地条件。污水厂北侧主要为带K 有林地、带K 苗圃及设施农用地,现状为伴岛园艺有限公司使用,经与金泽镇相关部门对接,具备征地条件。污水厂东侧莲横港西侧狭长地带,目前已完成土地预控,但面积有限。污水厂南侧为现状旱地,大部分属于基本农田,征地需要进行用地性质调整,难度较大。
  综合考虑污水厂周边现状用地情况,西岑水质净化有限公司新建工程主要需控制现状厂区、厂区东侧狭长用地及北侧用地。
3.5 现状设施可利用情况分析
  西岑污水处理厂于2005年建成通水,现有规模为2500m3/d,运行已超过15年,设备均出现不同程度的老化现象。现状西岑污水处理厂用地按照0.5万m3/d控制,总占地1.6hm2,现状厂区0.25万m3/d处理设施占地面积约0.87hm2,剩余主要有2块空地,其中西北侧一块约0.23hm2,东北侧一块约0.50hm2,共约0.73hm2。2块空地彼此分割且形状不规则,仅能扩建到0.5万m3/d,无法满足2.5~5.0万m3/d处理水量的需要。
  西岑水质净化有限公司远期规划规模5万m3/d,结合污水厂现状周边厂区用地条件,必须采取集约化布置工艺,在厂区内建设一体化地下箱体。考虑到近期远期衔接、项目实施的周期及可行性,本次上海西岑水质净化有限公司新建工程新建土建5万m3/d,设备2.5万m3/d 的全地下式污水污泥处理设施,已建地上式布置的小规模单体及配套的进出水管道均无法结合利用,因此待本工程污水厂地下箱体建设完成并通水运行后,现状西岑污水处理厂即可废除,拆除原西岑污水处理厂0.25万m3/d污水和污泥处理设施及配套设施。
......
 
     
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  第四章 项目实施的必要性和建设条件
4.1 项目实施的必要性
(1)满足长三角生态绿色一体化发展先行启动区高标准建设的要求2019年12月1日,中共中央、国务院印发了《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》,纲要指出,长江三角洲(以下简称长三角)地区是我国经济发展最活跃、开放程度最高、创新能力最强的区域之一,在国家现代化建设大局和全方位开放格局中具有举足轻重的战略地位。2019年10月25日,国务院正式下发了《关于长三角生态绿色一体化发展示范区总体方案的批复》。根据总体方案,建设长三角生态绿色一体化发展示范区是实施长三角一体化发展战略的先手棋和突破口。而金泽镇属于一体化示范区的先行启动区,区位重要性更加凸显。国家战略和生态绿色的高质量发展要求对于区域的基础设施提出了更高标准的要求,尽快按照高标准进行上海西岑水质净化有限公司新建工程的建设非常必要。
(2)解决金泽镇新增污水出路,改善空气质量的需要
  根据水量统计,目前西岑、金泽污水处理厂已满负荷运行,现状处理能力均为0.25万m3/d,而2020年日均污水处理量分别为2764m3/d和2224m3/d,亟需考虑新增水量的出路问题。同时,随着长三角一体化先行启动区规划建设的逐步推进,区域的建设开发和经济发展将迈入快车道,华为产业园区等大项目也将快速启动,将使得地区污水量迅速增长。为解决金泽镇新增人口和产业布局的污水出路,上海西岑水质净化有限公司新建工程非常必要。
此外,西岑污水处理厂现状除臭也无法满足上海市最新地标的要求。本工程将同步解决污水厂臭气排放达标的问题。
(3)应对区域水资源保护和水环境改善需求
  青浦为平原感潮水网地区,境内河港下受黄浦江潮汐影响,上承江、浙两省客水,最终归海,属黄浦江水系。黄浦江是上海市饮用水源地,《上海市污水规划》中的水环境整治要求明确提出,“必须加强对黄浦江上游水源保护区的保护”。
  目前西岑和金泽污水厂均位于黄浦江上游准水源保护区范围内。随着黄浦江上游水源地金泽水库的建设,环保部门也将随之调整水源保护区的范围,而目前金泽污水处理厂距离金泽水库约1.1km。在最严格水资源管理制度的落实下,必须考虑污水厂排放尾水标准的提高。因此,本工程的实施,对于加大污水治理力度,保护上海市的饮用水源免遭污染具有重要意义。
(4)本项目的建设是城市可持续发展的战略要求
  开发建设必须以可持续发展为原则,避免以牺牲环境为代价来换取发展的开发模式,保证城市的健康发展。水质净化有限公司是保证城市良好生态环境的重要基础设施之一,是城市可持续发展的重要环节,是现代化城市不可或缺的重要内容。
  本工程的建设,能够满足城市污水处理的需要,能进一步落实水污染治理工作,进一步完善原有治污工程的建设和运行管理,更好地将青浦地区建设为现代化生态城市。
(5)本项目的建设是改善生活的需要
  随着青浦区金泽镇经济的快速发展,居民对城市景观、城市水环境质量、居住环境的要求也在不断提高。本工程的建设,可以提高金泽镇地区的污水处理标准,从而进一步提高整个地区的水环境质量,有利于保护和改善人民群众的身体健康,维护社会的安定团结。
(6)为青西郊野公园及蓝色珠链项目提供部分配套设施的需要
  青西郊野公园位于青浦区大莲湖畔,金泽镇西岑社区,在西岑水质净化有限公司的西侧。公园北起淀山湖,南至南横港,西起练西公路,东至规划谢庄公路,规划面积22.35km2。公园规划定位为远郊湿地型郊野公园,围绕大莲湖湿地景观、保留完整的江南水网“湖、滩、荡、堤、圩、岛”的肌理格局。蓝色珠链由“七湖一河”串联而成,分别与太浦河、拦路港两条大河相连通,七湖分别是火泽荡、南白荡、西白荡、大葑漾、小葑漾、大莲湖、任屯荡。根据每个湖荡的现状特征和资源禀赋,植入不同功能,唤醒湖荡,打造不同的特色功能和形态,形成“一湖一景观”。
  西岑水质净化有限公司建成后,北侧上部空间及现状厂区南侧用地可为青西郊野公园及蓝色珠链项目提供展示中心、管理用房、停车场等配套设施,推动区域整体的可持续发展。
4.2 项目建设条件
(1)项目的实施条件和技术条件已具备本工程将采用集约化、全地下布置工艺,同时主体工艺采用预处理+生物反应池+二沉池+气浮池+臭氧催化氧化池+微絮凝超滤+次氯酸钠消毒工艺,工艺技术先进,且超滤膜深度处理工艺已在青浦污水厂、徐泾污水厂、白鹤污水厂等多个污水厂成功采用及稳定运行,积累了一定的工程及运行经验。因此,本项目的实施条件和技术条件已基本具备。
(2)有经验有实力的建设单位是项目顺利实施的重要条件之一
  此工程由上海市青浦区金泽镇人民政府负责建设,上级行业主管部门为青浦区水务局。上海市青浦区金泽镇人民政府先后组织建设了西岑污水处理厂一期工程、金泽污水处理厂、商榻污水处理厂一二期工程等一系列的工程建设,上述工程为推进金泽镇建设、全面建设小康社会发挥了重要作用。
  综上所述,建设上海西岑水质净化有限公司新建工程不仅是必要的,也是可行的、有条件的。
......
 
     
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  第五章 设计规模与设计水质论证
5.1 污水量预测
5.1.1 现状污水量
(1)西岑污水处理厂
  西岑污水处理厂现状规模2500m3/d。根据污水厂运行报表,西岑污水处理厂2017年1月至2020年12月日均进水量为2467m3/d,2017年日均进水量为2359m3/d,2018年1-10月日均进水量为1973m3/d,2019 年日均进水量为2694m3/d,2020年日均进水量为2764m3/d。
  表5.1.1-1 污水厂日均进水量表(m3/d)
日均处理水量(m3/d)
日期
2017年 2018年 2019年 2020年
1 月 2249 1902 1974 3294
2 月 2021 1582 2372 2177
3 月 2241 1708 2177 2664
4 月 2207 1811 1987 2369
5 月 2117 1962 2535 1943
6 月 2238 2260 2896 3358
7 月 2825 2326 3663 4579
8 月 2948 2168 3710 4084
9 月 2822 2219 3648 3141
10月 2709 1790 2689 2330
11月 2155 / 2193 1805
12月 1741 / 2483 1424
平均 2356 1973 2694 2764
图5.1.1-1 西岑污水处理厂2017年1月~2020年12月处理水量散点图
  对西岑厂2017年1月~2020年12月污水厂实际日均进水污水量作图分析,可以发现,进水污水量随季节呈现一定波动,夏季进水量高于冬季。且部分月份平均进水量已超过设计水量,最高已达到4579m3/d。
(2)金泽污水处理厂
  金泽污水厂现状规模2500m3/d。根据污水厂运行报表,金泽污水厂2017年1月至2020年12月日均进水污水量为2440m3/d,2017年日均进水量为2687m3/d,2018年1-10月日均进水量为2699m3/d,2019年日均进水量为2194m3/d,2020年日均进水量为2224m3/d。
表5.1.1-2 污水厂日均处理污水量表(m3/d)
日均处理水量(m3/d)
日期
2017 年 2018 年 2019 年 2020 年
1 月 2603 3003 2283 2082
2 月 1816 2883 2234 1912
3 月 2398 2829 2268 1919
4 月 2732 2673 1764 1756
5 月 2219 2626 1822 1527
6 月 3607 2709 2682 3101
7 月 3096 2087 3229 3958
8 月 3019 3141 2463 2701
9 月 2837 3084 3078 2761
10 月 3183 1957 1759 2307
11 月 2592 / 1151 1502
12 月 2139 / 1596 1161
平均 2687 2699 2194 2224
图5.1.1-2 金泽污水厂2017年1月~2020年12月处理水量散点图
  对金泽厂2017年1月~2020年12月污水厂实际日均进水污水量作图分析,同样可以发现,进水污水量随季节呈现一定波动,夏季进水量高于冬季,且大部分月份平均进水量已超过设计水量,最高已达到3958m3/d。
(3)商榻污水处理厂
  商榻污水厂现状规模5000m3/d。根据污水厂运行报表,商榻污水厂2017年1月至2020年12月日均进水污水量为3126m3/d,2017年日均进水量为3345m3/d,2018年日均进水量为3208m3/d,2019 年日均进水量为2834m3/d,2020 年日均进水量为3122m3/d。
表5.1.1-2 污水厂日均处理污水量表(m3/d)
日均处理水量(m3/d)
日期
2017 年 2018 年 2019 年 2020 年
1 月 3401 2984 3145 3045
2 月 2756 2724 3323 2653
3 月 2751 2941 2744 2820
4 月 3110 2773 2486 2493
5 月 2857 3008 2049 2292
6 月 3699 3306 2929 3845
7 月 3970 3722 3360 4103
8 月 3986 3971 3506 4097
9 月 3931 3720 3284 4178
10 月 3827 3012 2602 3470
11 月 3210 2980 2099 2541
12 月 2647 3360 2476 1932
平均 3345 3208 2834 3122
图5.1.1-3 商榻污水厂2017年1月~2020年12月处理水量散点图
  对商榻厂2017年1月~2020年12月污水厂实际日均进水污水量作图分析,同样可以发现,进水污水量随季节呈现一定波动,夏季进水量高于冬季,最高月日均进水量已达到4178m3/d。
(4)金泽片区现状污水量
  金泽片区2017年1月至2020年12月日均处理污水量为8033m3/d,2017年日均处理污水量为8388m3/d,2018年1-10月日均处理污水量为7888m3/d,2019年日均处理污水量7722m3/d,2020年日均处理污水量为8110m3/d。
表5.1.1-2 金泽片区日均处理污水量表(m3/d)
日均处理水量(m3/d)
日期
2017 年 2018 年 2019 年 2020 年
1 月 8253 7889 7402 8421
2 月 6593 7189 7929 6742
3 月 7390 7478 7189 7403
4 月 8049 7257 6237 6618
5 月 7193 7596 6406 5762
6 月 9544 8275 8507 10304
7 月 9891 8135 10252 12640
8 月 9953 9280 9679 10882
9 月 9590 9023 10010 10080
10 月 9719 6759 7050 8107
11 月 7957 / 5443 5848
12 月 6527 / 6555 4517
平均 8388 7888 7722 8110
图5.1.1-3 金泽片区2017年1月~2020年12月处理水量散点图
  对金泽片区2017年1月~2020年12月金泽片区日均处理污水量作图分析,同样可以发现,污水量随季节呈现一定波动,夏季处理量高于冬季,最高处理水量已达到12640m3/d,超过整个金泽片区的污水处理能力。
(5)污水量变化趋势分析
  通过以上现状污水量分析可知,整个金泽片区近年来水量变化不大,日均进水量保持在8000m3/d左右,但2020年以来每月日均进水量波动较大,最大污水量已达到12640m3/d。随着长三角生态绿色一体化发展示范区先行启动区的启动建设、区域人口和产业布局的调整、乡村振兴的推进、华为产业园区的建设,金泽片区污水量将继续增大,高峰水量将继续增大。
5.1.2 规划污水量预测
  本次规划污水量预测主要依据《青浦区供水专业规划修编(2019-2035年)》(送审稿)及《青浦区金泽镇污水专项规划(2020~2035年)》(初稿)。
5.1.2.1 污水量标准
1、综合指标
  根据《青浦区供水专业规划修编(2019-2035年)》(送审稿),金泽镇综合用水量指标按340L/cap·d,综合污水量指标按用水量指标的90%进行折算,折算后为306L/cap·d。
2、分类指标
  根据《青浦区供水专业规划修编(2019-2035年)》(送审稿),金泽镇综合生活用水量指标按240L/cap·d,综合污水量指标按用水量指标的90%进行折算,折算后为216L/cap·d。
  根据《青浦区供水专业规划修编(2019-2035年)》(送审稿),规划工业用地用水量指标如下:
表5.1.2-1 规划工业用地用水量指标
用地类型 用水量指标(m3/km2·d)
现代服务业等用地 8000
先进制造业用地 8000
一般工业用地 4000
规划工业用地废水量指标按工业用地用水量指标的75%进
行折算。
表5.1.2-2 规划工业用地废水量指标
用地类型 污水量指标(m3/ km2·d)
现代服务业等用地 6000
先进制造业等用地 6000
一般工业用地 3000
  考虑华为将入驻金泽镇,同时带动其他高端产业研发,金泽镇产业研发用地污水量指标按 6000m3/km2·d 考虑。
5.1.2.2 污水量预测
  采用综合用水指标法和分类指标法二种方法预测金泽镇2035年污水量,考虑到人口迁移、产业研发用地投入、农污纳管在时空上的不确定性,2025年污水量按内插法预测。
1)综合指标法
  根据用水量标准和承载人口,预测金泽镇2035年污水量如
下表所示:
表2.4.2-1 金泽镇2035 年规划污水量(综合指标法)
规划城镇人口污水量指标 规划农村人口污水量指标 平均日旱流污水量 地下水渗入率 平均日综合污水 人 L/人*d 人 L/人*d 万m3/d % 万m3/d
金泽 14079 306 1300 162 0.452 10 0.50
商榻 12658 306 13350 162 0.604 10 0.66
西岑 23263 306 10350 162 0.880 10 0.97
合计 50000 25000 1.94 2.13
2)分类指标法
  根据用水量标准和承载人口、工业用地分布情况,预测金泽镇2035 年污水量如下表所示:
表2.4.2-2 金泽镇2035 年规划污水量(综合指标法)
规划城镇人口污水量指标 规划农村人口污水量指标 工业地块工业污水指标 旱流污水量 地下水渗入率 总污水量 人 L/人 *d 人 L/人 *d km2 m3/km2*d 万 m3/d % 万m3/d
金泽 14079 216 1300 162 0.30 6000 0.51 10 0.56
商榻 12658 216 13350 162 0.26 6000 0.65 10 0.71
西岑 23263 216 10350 162 1 .88 6000 1 .80 10 1.98
合计 50000 25000 2.44 2.95 3.24
  考虑到规划水量需为未来留有余地,拟按二者大值即分类指标法确定水量。
  根据《青浦区金泽镇污水专项规划(2020~2035年)》(初稿),即2035年的污水量为3.24万m3/d。
  根据《上海市青浦区金泽镇西岑单元(JZ03)污水专业规划》,2035年西岑单(JZ03)规划污水量为1.41万m3/d,其包括华为一期、二期及其他配套设施污水量。华为一期规划占地95hm2,二期规划占地695hm2,可知当近期华为一期工程实施完毕后地块规划污水量约0.82万m3/d。
  则西岑除西岑单元(JZ03)外区域2020 年现状污水量为0.28万m3/d,远期规划污水量为0.57万m3/d,内插法可知西岑除西岑单元(JZ03)外区域2025年规划污水量为0.38万m3/d。
  同理,内插法可知金泽片区、商榻片区2025 年规划污水量分别为0.33 万m3/d,0.44 万m3/d。
  分区2020年(万m3/d) 2025年(万m3/d) 2035年(万m3/d)西岑单元(JZ03) 0 0.82 1.41西岑(除西岑单元( JZ03)外区域0.28 0.38 0.57
金泽 0.22 0.33 0.56
商榻 0.31 0.44 0.71
合计 0.81 1.97 3.25
  因此,2025 年金泽镇总污水量为1.97万m3/d,其中金泽片区及西岑片区总污水量为1.53万m3/d。
5.1.3 工程规模的确定
  根据《青浦区金泽镇污水专项规划(2020~2035年)》(初稿),西岑水质净化有限公司近期将承担金泽片区及西岑片区的污水量,远期将承担整个镇的污水量。预测2025年金泽片区及西岑片区总污水量为1.53万m3/d,2035年整个金泽镇的污水量为3.24万m3/d。
  同时考虑到长三角生态绿色一体化发展示范区先行启动区的启动建设、区域人口和产业布局的调整、乡村振兴的推进、华为产业园区的建设,未来水量有迅速增加的预期,同时考虑到应对长三角一体化水乡客厅及准水源地附近污水厂检修、维修以及事故工况下的正常运行和出水稳定达标,结合相关单位的意见,本工程处理规模确定为2.5万m3/d,远期规模按照5万m3/d 进行控制。
  因此,西岑水质净化有限公司近期规模按2.5万m3/d,远期规模按照5.0万m3/d 进行控制。
5.2 设计进水水质
5.2.1 污水水质预测方法
(1)对西岑和金泽污水处理厂原设计进水水质进行分析;
(2)根据近4 年(2017年1月~2020年12月)的进厂水质统计资料进行分析;
(3)参照污水处理厂历年进水水质资料频率分析,考虑地区产业结构变化和经济发展,将CODCr、BOD5 和SS、TN、NH3-N 和TP全年天数90%都不超过的值作为设计值。
(4)参照《青浦区西岑污水处理厂提质增效“一厂一策”方案》及《青浦区西岑污水处理厂提质增效“一厂一策”方案》预测提质增效工程实施后进水水质。
5.2.2 原西岑和金泽污水厂设计进水水质
表5.2.2-1 西岑和金泽污水厂原设计进水水质(单位:mg/L)
类别 COD BOD5 SS NH3-N TN TP
西岑厂 350 200 250 35 / 5
金泽厂 350 200 250 35 / 5
5.2.3 实际进水水质频率分析
  西岑和金泽污水处理厂原设计规模均为0.25万m3/d,目前已基本满负荷运行。对西岑和金泽污水厂的实际进水水质进行频率分析,结果如下:
(一)西岑污水处理厂
1、进水CODcr
图5.2.3-1 西岑污水厂2017年1月~2020年12进水CODcr浓度
2、进水BOD5
图5.2.3-2 西岑污水厂2017年1月~2020年12进水BOD5浓度
3、进水SS
图5.2.3-3 西岑污水厂2017年1月~2020 年12进水SS浓度
4、进水NH3-N
图5.2.3-4 西岑污水厂2017年1月~2020年12进水NH3-N浓度
5、进水TN
图5.2.3-5 西岑污水厂2017年1 月~2020年12 进水TN浓度
6、进水TP
图5.2.3-6 西岑污水厂2017年1月~2020年12 进水TP浓度
(二)金泽污水处理厂
1、进水CODcr
图5.2.3-7 金泽污水厂2017年1月~2020年12 进水CODcr 浓度
2、进水BOD5
图5.2.3-8 金泽污水厂2017年1月~2020年12 进水BOD5 浓度
3、进水SS
图5.2.3-9 金泽污水厂2017年1月~2020年12 进水SS 浓度
4、进水NH3-N
图5.2.3-10 金泽污水厂2017年1月~2020年12 进水NH3-N 浓度
5、进水TN
图5.2.3-11 金泽污水厂2017年1月~2020年12 进水TN 浓度
6、进水TP
图5.2.3-12 金泽污水厂2017年1月~2020 年12 进水TP 浓度
  经对2017年1月~2020年12月的现状进水水质分析,对COD、BOD5、SS、TN、NH3-N、TP 按大于90%的累积频率进行频率分析,最终得到保证率下的进水水质如下:
表5.2.3-3 进水指标频率分析表(单位:mg/L)
类别 COD BOD5 SS NH3-N TN TP
累计频率 90% 90% 90% 90% 90% 90%
西岑厂 304 136 211 27.5 36.2 4.2
金泽厂 318 144 199 29.2 38.2 4.3
  不难发现,西岑厂和金泽厂进水指标频率分析结果相差不大。
(4)根据《青浦区西岑污水处理厂提质增效“一厂一策”方案》及《青浦区西岑污水处理厂提质增效“一厂一策”方案》,根据初步估算,两座污水处理厂目前纳管农村污水量较小,混接客水量较大,混接客水约占总进水量的一半以上,污水流失现象比较严重。
  根据提质增效方案,待方案实施后,农村污水接入市政污水管道BOD5原则上不低于100mg/L,根城镇污水(包含居住小区、企事业单位、沿街商铺、工业企业等)接入市政污水管道BOD5按180mg/L计算。并于2020年12月形成阶段性成果,西岑污水处理厂和金泽污水处理厂进水BOD5提升10%。2021年12月西岑污水处理厂和金泽污水处理厂进水BOD5提升到100mg/L以上。
5.2.4 本工程进水水质的确定
  根据现状工程运行的实测水质资料及统计分析,现状进水水质要淡于原设计进水水质,但考虑为将来的发展预留适当余量,结合提资增效方案,经综合考虑,确定本工程设计进水水质的主要指标如下表所示。
表5.2.4-1 本工程设计进水水质
序号 项目 单位 原设计进水水质 本次设计进水水质
1 CODCr mg/L 350 350
2 BOD5 mg/L 200 180
3 SS mg/L 250 250
4 总氮TN(以N 计) mg/L / 45
5 氨氮NH3-N(以N计) mg/L 35 35
6 总磷(以磷计) mg/L 5 5
5.3 设计出水水质
  根据《长三角生态绿色一体化发展示范区总体方案》等国家和地方的相关要求,结合有关部门的意见,本次上海西岑水质净化有限公司新建工程的出水指标拟执行地表水类III 水标准,如表
5.3-1 所示。臭气执行《城镇污水处理厂大气污染物排放标准》(DB31/982-2016)中的相关标准。
表5.3-1 本工程设计出水水质(单位:mg/L)
序号 项目 单位 环保考核指标出水水质 项目协定出水水质
1 CODCr mg/L ≤30 ≤20
2 BOD5 mg/L ≤10 ≤4
3 SS mg/L ≤10 ≤5
4 总氮TN(以N计) mg/L ≤10(12)* ≤10
5 氨氮NH3-N(以N计) mg/L ≤1.5(3)* ≤1.0(1.5)*
6 总磷TP(以磷计) mg/L ≤0.3 ≤0.2
7 粪大肠杆菌 个/L ≤1000 ≤1000
*注:括号内为水温≤12℃时标准。
5.4 污泥处理目标
  根据《上海市青浦区污水(污泥)专业规划(2020~2035)》(送审稿),本工程西岑水质净化有限公司污泥处理处置以减量化为主,污泥经浓缩脱水处理后(污泥含水率≤80%),泥饼外运至青浦污泥干化焚烧厂干化焚烧。污泥干化焚烧厂目前已开工建设,预计2021年6月底建成。
5.5 臭气处理目标
  本次工程的臭气控制拟按《城镇污水处理厂大气污染物排放标准》(DB31/982-2016)中的相关标准执行,最终以环评批复为准。
5.6 环境保护目标
  污水处理厂作为环保工程,设计中应尽量减少污水处理厂本身对环境的负面影响,如噪音应达到《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008)中的3 类标准,最终以环评批复为准。
5.7 厂区海绵城市建设目标
  为充分体现生态绿色的理念,本次上海西岑水质净化有限公司新建工程拟采用全地下布置方式。地面上除保留综合楼及展示厅、纯氧及臭氧制备间、门卫间、通风及出入口等必要设施外,其余生产性建、构筑物均集约化布置于一个地下箱体内,地下箱体上部将建设一定面积的绿地等。
  参考上海市相关规划和导则,结合污水厂实际情况,年径流总量控制率和年径流污染控制率初步确定如下,下阶段将根据厂区总体布局调整落实:
表5.7-1 海绵城市建设目标
年径流总量控制率 对应设计降雨量 年径流污染控制率
75% 22.2mm 55%
......
 
     
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  第六章 工程方案论证
6.1 工程规模及水质
6.1.1 设计规模
  现状规模为0.25 万m3/d。
  本工程按土建规模5万m3/d,设备规模为2.5万m3/d 实施。
6.1.2 设计进出水水质
  根据《长三角生态绿色一体化发展示范区总体方案》等国家和地方的相关要求,结合有关部门的意见,本次上海西岑水质净化有限公司新建工程的出水指标拟执行类地表水III 类水标准。设计进出水主要水质参数详见下表6.1.2-1。
表6.1.2-1 本工程设计进出水水质
序号 项目 单位 设计进水水质 设计出水水质
1 CODCr mg/L 350 ≤20
2 BOD5 mg/L 180 ≤4
3 SS mg/L 250 ≤5
4 总氮TN(以N计) mg/L 45 ≤10
5 氨氮NH3-N(以N计) mg/L 35 ≤1.0(1.5)*
6 总磷(以磷计) mg/L 5 ≤0.2
7 粪大肠菌群数 个/L ≤106 ≤1000
*注:括号内为水温≤12℃时标准。
6.1.3 现状出水水质分析
  西岑和金泽污水处理厂原设计规模均为0.25万m3/d,均采用一体化生反池(MSBR)工艺。对西岑和金泽污水厂的实际出水水质进行频率分析,结果如下:
(一)西岑污水处理厂
1、出水CODcr
图6.1.3-1 西岑污水厂2017 年1 月~2020 年12 出水CODcr 浓度
2、出水BOD5
图6.1.3-2 西岑污水厂2017 年1 月~2020 年12 出水BOD5 浓度
3、出水SS
图6.1.3-3 西岑污水厂2017 年1 月~2020 年12 出水SS 浓度
4、出水NH3-N
图6.1.3-4 西岑污水厂2017 年1 月~2020 年12 出水NH3-N 浓度
5、出水TN
图6.1.3-5 西岑污水厂2017 年1 月~2020 年12 出水TN 浓度
6、出水TP
图6.1.3-6 西岑污水厂2017 年1 月~2020 年12 出水TP 浓度
  经对2017年1月~2020年12月的现状出水水质分析,对COD、BOD5、SS、TN、NH3-N、TP 进行频率分析,如表6.1.3-1所示,污水厂现状出水水质已经达到一级A标准,部分指标甚至能达到准Ⅲ类标准,如BOD5、NH3-N、TP指标达到准Ⅲ类标准的累积频率分别达到98.8%、91%和95.5%。可见现状处理技术下BOD5、NH3-N、TP 指标能基本达到准Ⅲ类标准,但COD、TN 较难达到准Ⅲ类标准,SS完全达不到准Ⅲ类标准。
表6.1.3-1 西岑污水厂现状出水达标累积频率
项 目 CODCr BOD5 SS NH3-N TN TP
一级A 标准 100% 100.0% 100% 100% 100% 100%
准Ⅲ类标准 59% 98.8% 0% 91% 63.6% 95.5%
(二)金泽污水处理厂
1、出水CODcr
图6.1.3-7 金泽污水厂2017 年1 月~2020 年12 出水CODcr 浓度
2、出水BOD5
图6.1.3-8 金泽污水厂2017 年1 月~2020 年12 出水BOD5 浓度
3、出水SS
图6.1.3-9 金泽污水厂2017 年1 月~2020 年12 出水SS 浓度
4、出水NH3-N
图6.1.3-10 金泽污水厂2017 年1 月~2020 年12 出水NH3-N 浓度
5、出水TN
图6.1.3-11 金泽污水厂2017 年1 月~2020 年12 出水TN 浓度
6、出水TP
图6.1.3-12 金泽污水厂2017 年1 月~2020 年12 出水TP 浓度
  经对2017年1月~2020年12月的现状出水水质分析,对CODCr、BOD5、SS、TN、NH3-N、TP进行频率分析,如表6.1.3-2所示,污水厂现状出水水质已经达到一级A 标准,部分指标甚至能达到准Ⅲ类标准,如BOD5、NH3-N、TP 指标达到准Ⅲ类标准的累积频率分别达到98.3%、96.3%和88.8%。现状处理技术下BOD5、NH3-N、TP指标基本能达到准Ⅲ类标准,但COD、TN较难达到准Ⅲ类标准,SS完全达不到准Ⅲ类标准。
表6.1.3-2 金泽污水厂现状出水达标累积频率
项 目 CODCr BOD5 SS NH3-N TN TP
一级A标准 100% 100.0% 100% 100% 100% 100%
准Ⅲ类标准 60% 98.3% 0% 96.3% 64.7% 88.8%
  通过上述对两座污水厂现状出水水质的分析可知,现状污水厂采用的MSBR+化学除磷的污水处理工艺若要将进水处理到准Ⅲ类标准,对COD、SS、TN 的处理能力需要加强。
6.2 建设形式论证
  一般来说,水处理厂通常有常规地上式和地下式这两种建设形式。
6.2.1 常规地上式水厂
  目前国内大多数水处理厂均为地上式建设,地上式建设水处理厂主要有工艺成熟,工程造价低等特点,通过加盖除臭等措施,地上式水处理厂对周边的臭气影响可降至最小。但地上式建设水处理厂仍存在占地面积大,景观相对较差等缺点。
6.2.2 地下式水厂
  目前,我国已建与在建水处理厂采用地上式居多,地上式水处理厂固然有其优点,但是应该看到,地上水处理厂的建设存在几方面问题,一方面是土地资源浪费以及环境污染的问题。另外一方面还造成周围地块土地资源贬值。随着城市化水平的提高和居民环境要求的提高,能与周边环境协调、封闭性强、无二次污染的地下式水厂可能成为城市水处理治理工程建设的新发展趋势和发展方向,而且许多城市已展开地下式水处理厂的尝试和探索。
(一)、地下式水厂的优势
  地下式水处理厂的优势包括:
1、占地面积少:考虑地下式水处理的投资,采用集约化的布置形式,选用占地面积较小工艺,构筑物设计紧凑,占地面积较传统工艺小约1/3。
2、噪音较小:地下式水厂主要处理设备设均处于地下,机械设备的噪声和振动对地面建筑和居民基本不产生影响,有效防止噪声对周围居民和工作的影响。
3、环境污染较小:地下式水处理厂可以对产生的臭气全面收集和处理,对周围环境和周围城市居民影响较小。
4、温度恒定:地下式水处理厂常年温差较小,温度比较恒定,有利于各种污水生物处理工艺的稳定运行。
5、美观性好:地下式水处理厂可以通过地面绿化、小品景观的设计,可以美化环境,成为城市一道靓丽风景。
  随着先进的水处理技术和地下空间开发技术的发展,为地下水处理厂建设规模、建设速度提供了技术保障,在土地资源日益短缺的今天,地下式水处理厂技术上是完全可行的。
(二)、国内地下式水厂介绍
  国内地下式水处理厂建设得较晚,目前仍以地面式水处理厂为主,但近年来,在一些环境要求较高、用地紧张的大城市,已经逐步开始建设一些地下式水处理厂。
  国内如北京天堂河水处理厂、深圳布吉水处理厂、广州生物岛再生水厂、广州京溪水处理厂、郑州南三环水处理厂、昆明第十一水处理厂均为地下式水处理厂。
  地下水处理厂由于处于地下全封闭状态,对周围环境的影响较小,与周边环境协调性强,可节约土地资源,防止周边土地贬值,特别适合于在土地资源高度紧张、环境要求高的地区建设,从长远看也符合资源节约、人与自然和谐发展的科学发展观的要求。有理由相信,地下水处理厂有可能成为水污染治理设施建设的新的发展趋势和发展方向,在改善水环境质量、促进经济与社会协调发展方面必将起到重要的作用。
(三)、地下式水厂的技术经济分析
  目前,随着先进的污水生物处理技术和地下空间开发技术的发展,特别是地下连续墙挖槽机、大型混凝土输送泵、大型钻孔机的使用,使地下水处理厂的建造规模、质量及施工速度不断提高,现代科技的发展为地下水处理厂的建设提供了强大的技术保障,国外
地下水处理厂在技术上已经相当成熟,在土地资源短缺或气温变化幅度较大的寒冷地区应用也已相当广泛,因此,地下水处理厂在技术上是完全可行的。
  表面看来,地下水处理厂的投资成本较高,但是当人类可利用的土地资源日趋减少,土地价格逐渐增高时,地下水处理厂的价值就会显现出来。一般来说,将地面水处理厂建设成本加上土地的价值,地下和地面水处理厂的造价就相差无几,如果再考虑环境价值,地下水处理厂的“性价比”明显要高于地面水处理厂的“性价比”。
6.2.3 建设形式的初步确定
  地上式与地下式污水厂的比较详见下表。
  表6.2.3-1 不同建设方案评价表
比较项目 地上式建设方案 地下式建设方案
占地面积 大 较小
地上建构筑物布局 构筑物多 构筑物集中在一个单体内
对景观的影响 很大 小
对环境的影响 很大 小
工程造价 较小 较大
运行成本 一般 较高
工程实施难易程度 简单 较难
通风照明及设备吊装的便利性 好 较好
运行管理的方便程度 方便 较方便
表6.2.3-2 不同建设方案优劣分析表
比较项目 地上式建设方案 地下式建设方案
主要优点 1、工程投资低;2、工艺方案成熟。 1、占地面积较小;2、景观效果好;3、地上部分可建设公园并对外开放。
主要缺点 1、占地面积大;2、严重影响周边景观环境。 1、工程投资较大。
  结合以上各方案的优缺点和本工程西岑水质净化有限公司所处区域的景观要求,本项目新建污水厂拟采用地下式建设形式。本工程除综合楼及展示厅、门卫间、通风及出入口等必要设施外,其余生产性建、构筑物均集约化布置于一个箱体内。
6.2.4 不同地下式的比较
  一个环境友好的污水厂,应能使厂区环境与周边环境完全协调,在有利于污水厂运行管理的基础上,如何合理利用污水处理设施的上部空间利用,达到土地资源节约的目的。采用地下式污水厂后,根据不同的布置方式,仍可分为以下三种方案。
1、半地下式布局(双层加盖)
  污水处理池上部加双层盖,上部种植绿化。
  生产活动均位于密封的地下。目前采用半地下式双层加盖建设的水处理厂有郑州南三环污水处理厂等。
  图6.2.4-1 半地下式双层加盖简图
2、全地下式布局(双层加盖)
  污水处理池上部加双层盖,整体位于地下,上部种植绿化。池体全部覆盖土,生产活动均位于密封的地下。
  目前采用全地下式双层加盖建设的水处理厂有深圳布吉污水处理厂、广州京溪污水处理厂等。
  图6.2.4-2 全地下式双层加盖简图
3、全地下式布局(单层加盖)
  污水处理池上部加单层盖,上部种植绿化。
  图6.2.4-3 全地下式单层加盖简图
  因全地下式单层加盖方案的上部空间有较多的安装孔,生产期间需有操作人员等进行巡检,不能有效将生产区和公共开放区分开,上部空间难以利用,不利于地块的综合开发,一般较少采用。
  半地下双层加盖方式建设虽然在工程投资及处理成本角度有一定优势,但其整体的景观效果与全地下相比还是相差较多。最重要的是,半地下的操作层屋顶较难对外开放,土地利用率低,但全地下的地面大部分均可对外开放,可作为停车场、体育设施等公用设施的建设,可使得土地价值最大化。
6.2.5 建设形式选择
  对应用较多的全地下(双层加盖,下文全地下均指双层加盖)、半地下建设方式进行对比,具体如下:
表6.2.5-1 全地埋、半地埋污水厂建设形式综合对比表
比较项目 全地下式形式 半地下形式
与长三角生态绿色发展示范区的匹配度 非常高 较高
体现的技术水平、自动化运维水平 非常高 较高
上部空间可利用性及景观效果 池体均位于地下,上部空间仅少量建筑及换气口,可建设运
动、景观等设施。景观效果非常好 池体均位于地下,上部主要为操作层建筑,建筑顶部可覆盖绿化。景观效果较好
地下通道 需设专门的地下通道 不需设专门的地下通道
人员进出生产区设进出通道,景观区设逃生口 景观区和生产区均设进出通道,空间上进行隔离通风 需持续机械通风 机械通风和自然通风相结合
紧急出口 需设较多的专门应急逃生通道 可以和设备及人员进出通道结合,直接由向外界疏散
运行风险 存在被污水淹没的风险 没有被污水淹没的风险
排涝安全 排涝安全系数低,有被淹风险 排涝安全系数高
应急措施 需有应急通风、照明、排烟 可适当减化应急通风、照明、排烟
基坑围护 为深基坑,投资较大 深基坑较少
设备吊装 设备由地下通道进出 设备由生产区对面道路进出
周围环境影响 臭气及噪音完全隔绝,对周围环境影极小 臭气及噪音可控制在地上厂
房内,对周围环境影响较小
巡视环境 全地下巡视,较差 地上巡视,较好
生产区和景观区边界管理 生产区和景观区完全分开,景观区完整独立。两区边界较
少,交通组织简单,管理方便生产区和景观区空间互有交叉,景观区难以完全隔离。 两区边界较多,交通组织及边界管理有一定难度
总投资及运行成本 高 较高
  近年来,全地埋、半地埋两种形式的污水厂均有大量的成功案例,且也取得了正面的公众影响。综合对比全地下和半地下两种形式,从与长三角生态绿色发展示范区的匹配度、体现的技术水平和自动化运维水平、景观效果、对周边环境影响以及土地的高效利用等角度而言全地下形式更优,而在工程投资、运行管理、风险控制等方面半地下形式较优。因此建设形式的选择还是要根据项目的实际需求,平衡各方面因素综合考虑确定。综合考虑各项因素,结合本工程地处黄浦江上游准水源保护区范围内、环境敏感要求标准高的情况,本次上海西岑水质净化有限公司新建工程推荐采用全地下式(双层加盖)的建设形式。
6.3 污水性质分析
6.3.1 污水处理等级的确定
  污水处理等级应根据污水水质、出水要求等因素进行选择。
  根据上海西岑水质净化有限公司新建工程的进水水质和出水水质,本工程处理目标具体如表6.3.1-1 所示。
  表6.3.1-1 西岑水质净化有限公司污染物去除率要求
序号 项目 单位 设计进水水质 设计出水水质 去除率
1 CODCr mg/L 350 ≤20 94.3%
2 BOD5 mg/L 180 ≤4 97.8%
3 SS mg/L 250 ≤5 98.0%
4 总氮TN(以N计)mg/L 45 ≤10 77.8%
5 氨氮NH3-N(以N计)mg/L 35 ≤1.0(1.5)* 97.1%(95.7%)
6 总磷(以磷计) mg/L 5 ≤0.2 96.0%
7 粪大肠菌群数 个/L ≤106 ≤1000 99.9%
  从处理目标分析,本工程采用生物脱氮除磷污水处理工艺,并辅助深度处理工艺和尾水消毒,技术经济相对合理,能够大幅度削减CODCr、BOD5、SS以及TN、NH3-N、TP等污染物浓度,达到设计处理目标,同时有效控制工程投资和运行成本。
6.3.2 污水可生化性
(1)污水生物处理可行性分析(BOD5/CODCr衡量指标)BOD5和CODCr是污水生物处理过程中常用的两个水质指标,用BOD5/CODCr值评价污水的可生化性是广泛采用的一种最为简易的方法,一般情况下,BOD5/CODCr值越大,说明污水可生物处理性越好,综合国内外的研究成果,可参照下表中所列的数据来评价污水的可生物降解性能。
表6.3.2-1 污水可生化性评价参考数据
BOD5/CODCr >0.45 0.3~0.45 0.2~0.3 <0.2
可生化性 好 较好 较难 不宜
  本工程污水处理厂进水水质BOD5/CODCr 指标的90%累积频率分析值为0.443~0.469,按设计值计算BOD5/CODCr=0.514,可生化性处于较好~好范畴。
(2)污水生物脱氮可行性分析(BOD5/TN 衡量指标)
  该指标是鉴别能否采用生物脱氮的主要指标,由于反硝化细菌是在分解有机物的过程中进行反硝化脱氮的,在不投加外来碳源条件下,污水中必须有足够的有机物(碳源),才能保证反硝化的顺利进行,一般认为,BOD5/TN≥3,即可认为污水有足够的碳源供反硝化菌利用。按照进水频率分析,本工程BOD5/TN为3.72~3.78,按设计值计算BOD5/TN=4,属于碳源比较充足的污水。
(3)污水生物除磷可行性分析(BOD5/TP 衡量指标)
  该指标是鉴别能否采用生物除磷的主要指标,一般认为,较高的BOD5负荷可以取得较好的除磷效果,进行生物除磷的低限是BOD5/TP=20,有机基质不同对除磷也有影响。而磷释放得越充分, 其摄取量也就越大,本工程按进水频率分析BOD5/TP=32.2~32.4,按设计值计算BOD5/TP=36,可以采用生物除磷工艺。
  根据以上分析,本工程污水处理厂在正常设计工况时完全可以采用生物法对污水进行脱氮除磷处理。
6.4 工艺路线论证
6.4.1 工程总体思路
  基于上述分析,本工程总体思路如下:
(1)拆除部分现状西岑污水厂配套设施并择地新建临时设施,确保施工期间污水出路。受用地限制,污水厂地下箱体施工前需拆除现状西岑污水处理厂厂区北侧综合楼、门卫、巴氏计量渠、仪表小屋、紫外线消毒设施,并于施工期间择地新建临时设施,确保施工期间现状污水处理设施的正常运行。
(2)新建土建5万m3/d,设备2.5万m3/d的全地下式污水污泥处理设施。
  利用现状厂区北部及其以北地块用地新建土建5万m3/d,设备2.5万m3/d 的全地下式污水污泥处理设施。
(3)拆除原西岑污水处理厂
  待本工程污水厂地下箱体建设完成并通水运行后,拆除原西岑污水处理厂0.25万m3/d 污水和污泥处理设施。
6.4.2 工艺路线选择
1、工艺路线选择原则
(1)选择工艺应满足本工程进、出水水质的要求。
(2)选择工艺应能适应污水水量、水质的冲击负荷。
(3)选择工艺应对主要污染物去除有针对性。
(4)选择工艺应满足上海西岑水质净化有限公司新建工程用地范围的要求。
(5)选择工艺必须成熟、稳定、可靠、先进,并且在国内、外均有一定数量成功的工程实例。
(6)选择工艺应注重方案科学合理、经济可行。
(7)选择工艺应符合上海市青浦区的实际情况,便于运行管理。
2、工艺路线的选择
  从处理效果、处理稳定性、工程造价、运行费用等多方面综合考虑,本工程污水处理工艺路线推荐采用预处理+二级生物处理+深度处理工艺。
6.5 污水生物处理工艺方案论证
  本工程需要采用具有脱氮除磷功能的生物法作为主体工艺。
6.5.1 生物脱氮除磷原理
1、生物脱氮原理
  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,首先,污水中的含氮有机物转化成氨氮,而后在好氧条件下,由硝化菌作用变成硝酸盐氮,这阶段称为好氧硝化。随后在缺氧条件下,由反硝化菌作用,并有外加碳源提供能量,使硝酸盐氮变成氮气逸出,这阶段称为缺氧反硝化。整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应,反应能量从有机物中获取。在硝化与反硝化过程中,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,所以,要有足够的污泥泥龄。反硝化菌的生长主要在缺氧条件下进行,并且要有充裕的碳源提供能量,才可促使反硝化作用顺利进行。
由此可见,生物脱氮系统中硝化与反硝化反应需具备如下条件:
  硝化阶段:足够的溶解氧,DO值2mg/l以上,合适的温度,最好20℃,不能低于10℃,足够长的污泥泥龄,合适的pH条件。反硝化阶段:硝酸盐的存在,缺氧条件DO值0.2mg/l 左右,充足的碳源(能源),合适的pH条件。
表6.5.1-1 生物脱氮影响因素
项目 硝化反应 反硝化反应
反应速率 慢 快
溶解氧 需要 抑制
碱度 消耗碱度 产生碱度
温度影响 温度影响明显 温度影响不明显
  生物脱氮过程如图6.5.1-1 所示。
异养型细菌 硝化细菌 反硝化细菌+有机物
含氮有机物 NH4+-N NO3--N N2(氨化作用) (硝化作用) (反硝化作用)
图6.5.1-1 生物脱氮过程示意图
2、生物除磷原理
  磷常以磷酸盐(H2PO4-、HPO42-和PO43-)、聚磷酸盐和有机磷的形式存在于废水中,生物除磷就是利用聚磷菌一类的细菌,在厌氧状态,能释放磷,在好氧状态能从外部摄取磷,并将其以聚合形态贮藏在体内,形成高磷污泥,排出系统,达到从废水中除磷的效果。
  生物除磷主要是通过排出剩余污泥而去除磷的,因此,剩余污泥多少将对脱磷效果产生影响,一般污泥泥龄短的系统产生的剩余污泥量较多,可以取得较高的除磷效果。有报道称,当泥龄为30d时,除磷率为40%,泥龄为17d时,除磷率为50%,而当泥龄降至5d时,除磷率达87%。
  大量的试验资料已经完全证实,在生物除磷工艺中,经过厌氧释放磷酸盐的活性污泥,在好氧状态下有很强的吸磷能力,也就是说,磷的厌氧释放是好氧吸磷和除磷的前提,但并非所有磷的厌氧释放都能增强污泥的好氧吸磷能力。磷的厌氧释放可以分为二部分:
  有效释放和无效释放,有效释放是指磷被释放的同时,有机物被吸收到细胞内,并在细胞内贮存,即磷的释放是有机物吸收转化这一耗能过程的偶联过程。无效释放则不伴随有机物的吸收和贮存,内源损耗,pH 变化,毒物作用引起的磷的释放均属无效释放。
  在除磷(脱氮)系统的厌氧区中,含聚磷菌的回流污泥与污水混合后,在初始阶段出现磷的有效释放,随着时间的延长,污水中的易降解有机物被耗完以后,虽然吸收和贮存有机物的过程基本上已经停止,但微生物为了维持基础生命活动,仍将不断分解聚磷,并把分解产物(磷)释放出来,虽然此时释磷总量不断提高,但单位释磷量所产生的吸磷能力将随无效释放量的加大而降低。一般来说,污水污泥混合液经过2hr 的厌氧后,磷的有效释放已甚微。在有效释放过程中,磷的释放量与有机物的转化量之间存在着良好的相关性,在有效释放过程中,磷的厌氧释放可使污泥的好氧吸磷能力大大提高,每厌氧释放1mgP,好氧条件下可吸收2.0~2.4mgP,厌氧时间加长,无效释放逐渐增加,平均厌氧释放1mgP所产生的好氧吸磷能力将降至1mgP以下,甚至达到0.5mgP。因此,生物除磷系统中并非厌氧时间越长越好,同时,在运行管理中要尽量避免低pH的冲击,否则除磷能力将大幅度下降,甚至完全丧失,这主要是由于pH降低时,会导致细胞结构和功能损坏,细胞内聚磷在酸性条件下
被水解,从而导致磷的快速释放。
  一般情况下,AAO系列工艺TP 去除率一般在70~80%左右。经过标准AAO 法处理的生活污水的TP 的含量可达到1.5mg/L 左右。
3、化学除磷原理
  化学除磷方法是基于3价正金属离子同污水中的磷酸离子进行化学反应生成难溶解性物质而沉淀这一原理,从而将磷加以排除的方法。
M3++PO43-→MPO4 ↓
  通常使用铝盐和3价铁盐作为混凝剂进行混凝沉淀处理,其除磷效果较好,出水中的TP 浓度可确保0.5mg/L以下。但是单一的化学方法除磷,考虑到成本较高,污泥量较大,一般作为辅助除磷措施使用。通常是将混凝剂投加在AAO 池等生物反应池末端进行混合反应,在二沉池中进行协同沉淀固液分离。即利用生物除磷+辅助化学除磷方法来减少混凝剂量,降低处理成本。化学除磷的设计出水水质TP可达0.5mg/L以下。
6.5.2 生物脱氮除磷工艺介绍
  生物脱氮除磷工艺主要有以下一些工艺系列:氧化沟系列、AAO系列、序批式反应器(SBR)系列、一体化系列、生物膜系列和MBR工艺等,并且随着时间的推移,各种工艺系列均在不断地发展、完善和提高。
(1)氧化沟工艺系列
  主要包括奥贝尔氧化沟工艺、卡鲁塞尔氧化沟工艺、双沟式DE氧化沟工艺、三沟式T 型氧化沟工艺等。
(2)AAO 工艺系列
  主要包括常规AAO工艺、改良AAO工艺、倒置AAO工艺、多模式AAO工艺、UCT工艺、MUCT工艺、Bardenpho工艺、Phoredox工艺、分点进水多段AAO工艺等。
(3)序批式反应器(SBR)处理工艺系列
  主要包括ICEAS工艺、CAST工艺、SBR工艺、CASS工艺等。
(4)一体化处理工艺系列
  主要包括MSBR工艺、Unitank工艺等。
(5)生物膜处理工艺系列
  主要包括BAF生物滤池工艺和BIOFOR生物滤池工艺等。
(6)MBR工艺系列
  主要包括分置式MBR(又称错流式)和一体式MBR(又称浸没式)。
  从处理效果来看,以上工艺系列均可满足处理要求。但每种处理工艺均各有侧重,在工程特点、使用范围和适用条件上还是存在一定的差别。具体到本工程项目,污水处理工艺的选择在充分考虑技术的可行性;经济的合理性;处理重点的强化性;对污水水质、水量的适应性;运行的稳定性等各种综合影响因素的情况下,主体工艺论证主要对AAO和MBR工艺进行分析对比。
6.5.2.1 AAO工艺简介
  AAO工艺是一种典型的除磷脱氮工艺,其生物反应池由ANAEROBIC(厌氧)、ANOXIC(缺氧)和OXIC(好氧)三段组成。这是一种推流式的前置反硝化型BNR工艺,其特点是厌氧、缺氧和好氧三段功能明确,界线分明,可根据进水条件和出水要求,人为地创造和控制三段的时空比例和运转条件,只要碳源充足(TKN/COD≤0.08 或BOD/TKN≥4)便可根据需要达到比较高脱氮率。
1)常规AAO工艺
  常规A/A/O工艺是一种典型的除磷脱氮工艺,其生物反应池由ANAEROBIC(厌氧)、ANOXIC(缺氧)和OXIC(好氧)三段组成,其典型工艺流程见下图。这是一种推流式的前置反硝化型BNR工艺,其特点是厌氧、缺氧和好氧三段功能明确,界线分明,可根据进水条件和出水要求,人为地创造和控制三段的时空比例和运转条件,只要碳源充足(TKN/COD≤0.08 或BOD/TKN≥4)便可根据需要达到比较高脱氮率。
  常规生物脱氮除磷工艺呈厌氧(A1)/缺氧(A2)/好氧(O)的布置形式。存在以下缺点:由于厌氧区居前,回流污泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利影响。
厌氧 缺氧 好氧(硝化)
进水 二沉池 出水
污泥回流 剩余污泥 混合液回流
图6.5.2-1 常规 AAO 工艺流程图
常规AAO 工艺的特点如下:
① TN的去除率可达到60%~70%,TP 的去除率为70%~80%。
② 反应池内要分成多格,以有效地维持厌氧、缺氧和好氧状态。
③ 要设置硝化液回流泵。
④ 由于回流污泥中的硝化液进入厌氧段,造成脱氮菌和积磷菌对碳源的竞争,回流污泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利影响。
⑤ 污泥龄的取值要兼顾脱氮长泥龄和除磷短泥龄的矛盾,即要平衡脱氮效果和除磷效果,污泥龄一般取10~13天。
2)改良AAO 工艺
  为了解决A/A/O工艺的缺点,即由于厌氧区居前,回流污泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利影响,改良A/A/O工艺在厌氧池之前增设厌氧/缺氧调节池,改良A/A/O工艺流程见下图所示,来自二沉池的回流污泥和10%左右的进水进入调节池,停留时间为20~30min,微生物利用约10%进水中的有机物去除回流硝态氮,消除硝态氮对厌氧池的不利影响,从而保证厌氧池的稳定性。
厌氧/缺氧调节厌氧
进水10%
缺氧
好氧
(硝化)
沉淀池
出水
污泥回流剩余污泥
进水90% 混合液回流
图6.5.2-2 改良AAO 工艺流程图
3)倒置AAO工艺
  为避免传统A/A/O工艺回流硝酸盐对厌氧池放磷的影响,将缺氧池置于厌氧池前面,来自二沉池的回流污泥和30~50%的进水,50~150%的混合液回流均进入缺氧段。回流污泥和混合液在缺氧池内进行反硝化,反硝化菌位于碳源争夺的有利位置,可强化脱氮效果。
图6.5.2-3 分点进水倒置AAO工艺流程图
倒置A/A/O工艺有如下缺点:
① 若回流比较大,当硝酸盐浓度高时,缺氧段易被击穿,未反硝化的硝酸盐进入厌氧段,影响除磷效果,需辅以化学除磷措施。
② 大量的回流稀释了厌氧池反应物浓度,降低了反应速率。
4)UCT工艺
  UCT工艺的流程见下图所示,该工艺与A/A/O工艺的区别在于,回流污泥首先进入缺氧段,而缺氧段部分出流混合液再回流至厌氧段。通过这样的修正,可以避免因回流污泥中的NO3--N回流至厌氧段,干扰磷的厌氧释放,而降低磷的去除率。回流污泥带回的NO3-N将在缺氧段中被反硝化。当入流污水的BOD5/TKN或BOD5/TP较低时,较适用UCT工艺。
进水 厌 氧 缺 氧 好 氧 二沉池 出水
外回流R(50~100%) 剩余污泥
内回流II(100~200%)
内回流I(r=100~200%)
图6.5.2-4 UCT 工艺流程图
UCT工艺存在二个缺点:①不易控制缺氧段的停留时间,②控制不当,DO 仍会影响厌氧区。
5)MUCT工艺
  MUCT工艺的流程如下图所示。该工艺系在UCT工艺的基础上,将缺氧段一分为二,形成二套独立的内回流。因而,MUCT 是UCT的改良工艺。进行这样的改良,与UCT相比,克服UCT工艺不易控制缺氧段的停留时间,但是控制不当,DO仍会影响厌氧区。
MUCT缺点主要有:
① MUCT工艺比传统A/A/O工艺多了一级污泥回流,因此系统的复杂程度和自控要求有所提高,耗能有所增加。
② 设两个单独的缺氧池,一座缺氧池专门用于除去外回流带来的硝酸盐,增加了缺氧池体积。
进水 厌 氧 缺 氧 I 好 氧 二沉池 出水
剩余污泥
缺 氧 II
回流R(50~100%)
内回流 I(r=100~200%) 内回流 II(100~200%)
图6.5.2-5 MUCT 工艺流程图
6)多段式AAO工艺
  随着环保部门对污水厂出水水质要求的不断提高(特别是对出水TN要求越来越高),以及对水处理技术认识的不断提高,一种起源于传统技术而优于传统技术的新工艺,分级进水多段式AAO工艺应运而生。
本工程工艺由缺氧区Ⅰ(厌氧区)、好氧区Ⅰ+缺氧区Ⅱ、好氧区Ⅱ+缺氧区Ⅲ、好氧区Ⅲ共三段组成。进水分3部分,每部分均为1/3,分别进入缺氧区Ⅰ(厌氧区)、缺氧区Ⅱ、缺氧区Ⅲ。1/3进水进入厌氧段,污泥在厌氧区进行释磷反应后,进入好氧区Ⅰ,2个1/3水分别进入缺氧区Ⅱ和缺氧区Ⅲ,为反硝化提供碳源。污水经历了2次O/A反硝化过程,最后进入好氧区Ⅲ,以去除后置反硝化剩余的有机物和保证氨氮的完全硝化,并吹除氮气。也可根据进出水水质的实际情况采用二段的形式。
  分级进水多段式AAO工艺是根据国际先进的O/A理念而提出的新工艺,O/A理念由OXIC(好氧)/ANOXIC(缺氧)二段组成,该理念应用后置反硝化,并吸收传统多点进水AAO工艺(Step Feeding)的优点,对进水碳源进行合理分配,采用前置硝化+后置反硝化,使整个系统的TN去除达到最佳。根据国外文献及实际业绩,该工艺可使TN达到10 mg/L以下或更低。
厌氧I(缺氧I)
好氧I 缺氧II 好氧II 缺氧III 好氧III
内回流内回流内回流
混凝剂
二沉池
进水
第1段第2段第3段
出水
回流污泥剩余污泥
图6.5.2-6 多段式AAO工艺流程图
7)Bardenpho 工艺
  Bardenpho 工艺的流程如下图所示,Bardenpho 五段法兼有前缺氧和后缺氧的反硝化,该法于1970 年代中期在南非开发,建有生产性设施,以后在1978年进入美国。后缺氧区的停留时间较同前缺氧区大致相同或略大。在后缺氧区内,由曝气区出来的5~7mg/L 的
NO3-N 浓度一般降至3mg/L以下。
缺氧好氧
混合液回流
进水
缺氧好氧
回流活性污泥
二沉池
剩余污泥
进水
污泥
图6.5.2-7 Bardenpho工艺流程图
8)改良Bardenpho工艺
  改良Bardenpho工艺的流程如下图所示,Bardenpho工艺可改造为兼除N、P 的过程。改良Bardenpho 工艺分段程序与AAO不同。
  五段系统有厌氧、缺氧、好氧段分别去除磷、氮、碳。第二个缺氧段是为了提供额外的反硝化作用利用好氧段所产硝酸盐作为电子受体,利用内源有机碳作为电子供体。最后的好氧段是用以吹脱剩余的氮气,并尽量减少在二次沉淀池中磷的释放。第一个好氧池的混合液回流到缺氧区去。五段法的SRT 为10~20d,比AAO 长,因而增加了碳氧化能力。
厌氧好氧
混合液回流
进水
缺氧


回流活性污泥
二沉池
剩余污泥
进水
缺氧
污泥(含磷)
图6.5.2-8 改良Bardenpho工艺流程图
6.5.2.2 MBR工艺简介
  膜处理技术,是基于膜分离材料的水处理新技术。膜分离技术的工程应用开始于20 世纪60 年代的海水淡化。以后,随着各种新型膜的不断问世,膜技术也逐步扩展到城市生活饮用水净化和城市污水处理以及医药、食品、生物工程等领域。在全球水资源紧缺、受污染日益严重的今天,膜技术作为一种新型的再生水回用技术,得到越来越广泛的应用。
  膜技术在城市污水处理中的最初应用是利用超滤膜取代传统的二沉池,取得了极好的效果。但当时膜技术处于发展初期,膜价格昂贵,寿命短,能耗高,未能得到推广应用。
20 世纪80 年代,随着膜技术的发展和完善,膜生物反应器(MBR)开始引入城市污水及工业废水处理领域。这种集成式组合新工艺把生物反应器的生物降解作用和膜的高效分离技术溶于一体,具有出水水质好且稳定、处理负荷高、装置占地面积小、产泥量小、操作管理简单等特点。
  膜技术在90年代后期发展迅速,特别是进入21世纪后,随着膜材料生产的规模化、膜组件及其处理产品的设备化和集成化,膜设备生产技术的普及化和价格大众化,膜技术的发展已经从实验室潜在技术迅速发展成为工程实用技术。已经在许多大型工程应用中应用,并且可以与传统技术相竞争。
  膜-生物反应器(Membrane-Bioreactor,简称MBR)是一种将膜分离技术与传统污水生物处理工艺有机结合的新型高效污水处理与回用工艺,近年来在国际水处理技术领域日益得到广泛关注。
1、MBR工艺组成和分类
  MBR的实质是由膜组件和生物反应器两部分组成。按膜组件和生物反应器的相对位置,MBR又可以分为分置式MBR(又称错流式)和一体式MBR(又称浸没式)。
图6.5.2-9 分置式MBR 一体式MBR
  分置式MBR是指膜组件与生物反应器分开设置,两者通过泵与管路相连接。 在分置式MBR 中,膜组件和生物反应器相对独立运行,相互干扰较小,易于独立地调节控制;膜组件置于生物反应器之外,易于清洗与更换。但为了控制污泥在膜表面的沉积,通常需要通过循环加压泵在膜表面提供高速错流,因此,动力消耗较大。
  一体式MBR又称为浸没式MBR,它是将膜组件直接安装在生物反应器内,减少了处理系统的占地面积,而且由于用抽吸泵或真空泵抽吸出水,动力消耗费用远低于分置式MBR。但由于膜组件浸没在生物反应器的混合液中,膜污染的清洗和膜组件的更换比较麻烦。目前在线清洗技术的开发,一体式膜的清洗已经变得相当简便。
2、MBR工作原理
  一体式MBR的应用较分置式广泛,据统计约占MBR总数的2/3。
  与分置式相比较而言,一体式能耗小,结构紧凑,维修方便,但由于膜驱动压力低,膜的通量低,所需的膜面积大。
  一体式膜-生物反应器出水水质好、占地面积省的特点。该技术通过膜组件的高效分离作用,大大提高了泥水分离效率,并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中优势菌的出现,提高了生化反应速率。同时,该工艺能大大减少剩余污泥的产量,从而基本解决了传统生物方法存在的剩余污泥产量大、占地面积大、运行效率低等突出问题。
  膜生物反应器根据生物处理的工艺要求,建有三个生物反应区(池),分为厌氧区(除磷)、好氧区(硝化池)、缺氧区(反硝化池)。
  膜组件浸没于好氧区内,各区之间通过潜水推进器来循环混合液。污水先进入厌氧区与缺氧区回流的污泥混合,在厌氧条件下聚磷菌对磷的释放,使污水中磷的浓度升高;厌氧区出水与膜区回流污水相混合进入缺氧区,在此将大分子量长链有机物分解为易生化的小分子有机物,然后污水进入好氧区进行有机物生物降解,同时进行生物硝化反应,并通过回流到缺氧区进行反硝化,完成脱氮功能,缺氧区中置有潜水搅拌器,达到混合的作用。
图6.5.2-10 工艺典型流程图
图6.5.2-11 一体式膜-生物反应器工艺简图
  在膜生物反应器中,由中空纤维膜组成的膜组件浸放于好氧曝气区中,由于中空纤维膜0.2 微米的孔径可完全阻止细菌的通过,所以将菌胶团和游离细菌全部保留在曝气池中,只将过滤过的水汇入集水管中排出,从而达到泥水分离,无需设置二沉池,各种悬浮颗粒、细菌、藻类、浊度和COD 及有机物均得到有效的去除,保证了出水悬浮物接近零的优良出水水质。由于微滤膜的近乎百分之百的菌种隔离作用,可使曝气池中的生物浓度达到10000mg/L 以上,这样不仅提高了曝气池抗冲击负荷的能力,提高了曝气池的负荷能力,
400%Q预处理 厌氧池 缺氧池 好氧池 膜池
进水Q
出水Q
200%Q 300%Q
而且大大减少了所需的曝气池容积。池容积的缩小又相应大比例降低了生化系统的土建投资费用。
3、MBR工艺描述
1)超细格栅
  作用:来水经超细滤除1mm 以上的颗粒物质,以保护微滤膜,减少反洗次数延长其使用周期和使用寿命。经过滤的水,还存有绝大部分的细菌、病毒、藻类、胶体物质、有机物及微小的颗粒物质等有害物质。
2)厌氧反应池
  厌氧池主要作用是生物除磷。生物除磷是利用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,提高活性、产生能量用以吸收快速降解有机物,并转化为PHB(聚B羟丁酸)储存起来。当这些聚磷菌进入好氧条件时就降解体内储存的PHB产生能量,用于细胞的合成和过量吸收污水中溶解的磷,形成含磷量高的污泥,随剩余污泥一起排出系统,从而达到除磷的目的。
3)缺氧反应池
  缺氧反应池的作用是将废水中的各种复杂有机物分解。其处理过程是一个复杂的微生物化学过程,有机物在缺氧菌的作用下逐步分解为甲烷和二氧化碳。在分解过程中含氮有机物分解产生的NH3又可以提供微生物的养料。
  潜水搅拌器的作用是提高缺氧反应池的效率。没有搅拌的缺氧池池内料液经常有分层现象。通过搅拌可消除池内梯度,增加食料与微生物之间的接触,避免分层;同时还使进料迅速与池中原有料液相混匀。
4)好氧反应池
  每座好氧反应池分为好氧曝气区和膜分离区。每座好氧反应池配备一套曝气系统及MBR 膜组件。MBR膜片采用的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜。膜组件有以下特点:膜材质为聚偏氟乙烯,抗污染性强,易清洗,适于污水处理;化学性能稳定,抗氧化性强,可采用常用氧化性药剂清洗;膜的透水量远高于其它材质(比如PP或PE)的同类产品。
好氧反应池的作用是通过池底铺设的曝气装置不间断进行曝气,污水在此池内进行有机物生化降解,去除水中的BOD 和COD。
  膜区布置膜生物反应器(简称MBR),膜区内的曝气装置完成两种功能,既进行膜的气水振荡清洗,保持膜表面清洁,又继续在该段进行生物降解,生物降解后的水吸和滤液自吸泵的抽提作用下通过MBR,滤过液经由MBR 集水管汇集到清水池/反洗水池排出。
  通过膜的高效截留作用,全部细菌及悬浮物均被截流在曝气池中,有利于增殖缓慢的硝化细菌及其它细菌的截流、生长和繁殖,系统硝化效率、COD 去除率等各项指标得以提高,反应时间也大大缩短;同时大的有机物被截留在池内,使之得到最大限度的降解。
5)清水泵及真空泵
  真空泵的作用是制造虹吸为清水泵的工作创造条件;清水泵的作用是将生物降解后的水抽提作用下通过MBR,滤过液经由MBR集水管汇集到清水池/反洗水池排出。
6)反洗及化学反洗系统
  MBR系统设置一套反洗及化学反洗系统,此系统是由反洗水泵、次氯酸钠及柠檬酸加药装置构成。
  为了保证MBR膜组件具有良好水通量,能持续、稳定地出水,需定期对MBR 膜组件进行反洗。当MBR运行一定的周期(可根据运行情况调整)后,以组件为单位依次自动进行反洗,以恢复膜的水通量。在反洗过程中,由反洗泵从清水池/反洗水池内将滤过水由MBR膜组件的清水出口反向泵入中空纤维膜内进行清洗。化学反洗的过程与清水反洗时相同,只是分别由柠檬酸加药泵、次氯酸钠加药泵将清洗药品加入反洗水管内。柠檬酸有助于去除附在膜上的无机结垢物、次氯酸钠有助于去除有机附着物。每次化学反洗时并非都要加入上述两种药液,而是根据MBR 的运行情况而定。
7)化学清洗系统
  MBR系统设置一套化学清洗系统,此系统是由清洗循环水泵、次氯酸钠及柠檬酸加药装置、双向泵、吊车构成。
  化学清洗是在MBR 运行约半年至一年间(具体时间需根据进水水质以及设备运行情况确定)对膜组件进行的彻底清洗。清洗时用吊车将一套膜组件从曝气池内提出,浸泡到预先配好药液(柠檬酸或次氯酸钠)的化学清洗槽中,每次可浸泡一套膜组件,以充分去除附在膜组件上的污染物,清洗完毕后再由吊车吊回曝气池内。与化学反洗相似,每次化学清洗并非都需要上述两种药液浸泡,而是根据MBR 的运行情况而定。化学清洗槽内的药液可定时定量计量,通过柠檬酸加药泵和次氯酸钠加药泵以及槽内的液位控制装置可自动控制槽内的药液浓度。化学清洗槽配有一台循环泵和一台与真空泵共用的双向泵,循环泵的作用是充分混合化学清洗液,以便于彻底清洗。双向泵是在化学清洗的过程中从膜组件集水管内抽出滤出
液到中间水箱,再将滤出液从中间水箱经由膜组件滤出液收集管打到膜组件内,这种反复滤过、反洗的过程可充分去除附在膜组件上的污染物。每次化学清洗结束后,化学清洗槽内的废液排至污水井,经中和后由污水井排放泵送到原水池。
5、MBR膜主要材质
  目前各种制备MBR 膜材料的方法、膜的耐污染性、硬度、强度、通量等指标都有不相同,这些关键性指标也直接影响着MBR工程的投资和运行费用。MBR 工程应用在国内近十年发展迅速,也得益于膜材料的不断进步和膜组件的更新。
  目前用于MBR 技术的膜材料可以分成高分子有机膜材料和无机膜材料两种,其中高分子有机膜材料包括:聚烯烃类、聚乙烯类、聚丙烯腈、聚砜类、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等;无机膜包括金属、金属氧化物、陶瓷、多空玻璃、沸石、无机高分子材料。
  就性能和成本而言:有机膜成本相对较低,造价便宜,膜的制造供工艺较为成熟,膜孔径和形式也较为多样,应用广泛,但运行过程容易受污染、强度低、使用寿命短。无机膜相对耐酸碱和高温,寿命长,但成本高。
  目前MBR项目采用的膜多为高分子有机膜(以PVDF为主),在有机膜方面,目前应用于MBR 的有机膜材料已经是实现了有聚丙烯膜(PP)向聚乙烯膜(PE),在向聚偏氟乙烯膜(PVDF)的三次突破,并降低了MBR 项目的投资成本及运行费用。
  PVDF材料由于其化学稳定性、抗氧化性等方面的优势,成为目前膜材料的主流。
6、膜污染机理及其影响
  所谓膜污染是指处理物料中的微粒、胶体颗粒以及溶质大分子由于与膜存在物理、化学作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附和沉积造成膜孔径变小或堵塞,使膜通量及膜的分离特性产生变化的现象。造成MBR 膜污染的直接物质来源是生物反应器中的污泥混合液,成分包括微生物菌群及其代谢产物、废水中的大小有机分子、溶解性物质和固体颗粒等。通常,在MBR 膜过滤过程中,
  膜污染的形成机理主要有以下几种:
1)小于膜孔径的颗粒物质在膜孔中吸附,通过浓缩、结晶、沉淀及生长等作用使膜孔产生不同程度的堵塞,造成膜污染。
2)料液中的悬浮物、胶体物质及微生物被膜拦截,物质间通过吸附、架桥、网捕等作用结合在一起,在膜表面沉积形成沉积层,降低膜通量,造成膜污染。
3)膜穿透压力及膜孔的堵塞造成膜表面出现浓差极化现象,当达到极限浓度后,溶解性难降解小分子有机物析出并与污泥混合液悬浮固体(MLSS)结合在膜表面形成凝胶层,造成膜污染。
  第二种机理形成的沉积层与膜表面的结合力较弱,控制膜出水通量在合理的范围内可减少污泥絮体在膜表面的沉积。此外,在膜过滤过程中,曝气或膜面错流等操作形成的剪切力和扰动作用基本可以将沉积层去除,它对膜的通透性能影响不大。造成膜通透性能降低的主要污染因素是膜孔的堵塞和凝胶层的形成。在膜过滤过程中水力作用很难将这两种污染去除,必须通过专门的膜清洗才能恢复膜的通透性,这也是导致工艺运行费用增加的主要原因之一。控制膜污染的主要目的是确保膜的通透性,降低运行成本。因而,膜孔的堵塞和抑制凝胶层的形成是MBR 膜污染控制的重点。
  根据实际工程应用中的情况显示,中国石化南海炼油化工有限公司于2006年投产的MBR膜,设计通量0.5~0.7m3/(m2/d),跨膜压差12~15kpa,运行至2007年下半年,实际膜通量已不足设计通量的1/2,运行至2008年后,膜通量仅剩0.15~0.18 m3/(m2/d),跨膜压差达到45~65 kpa;经过采取一系列措施后,膜通量恢复到0.2~0.25m3/(m2/d),跨膜压差控制在35~55kpa。由此在现有的工艺条件下,通过采取一系列措施只是缓解了MBR 膜通量的下降。对于膜来说,如何保护其不受任何污染最重要,一旦形成污染,要想恢复到原来的工况基本上是不可能。
7、膜污染控制措施
  所谓膜污染即被处理料液中的某些组分吸附、沉积到膜面上,或进入膜孔中,甚至将膜孔堵死,使膜的渗透阻力大大增加。有物理化学作用,也有生物作用,作用的程度和组分浓度、电荷性、溶液的PH值等有关系,浓差极化也会加剧膜污染,因为它使膜面附近污染物的浓度增加。另外,膜材料的亲、疏水性及膜的结构对污染作用也有很大影响。在MBR 工艺实际应用中控制膜污染和堵塞的方法常有以下5 种:(1)对进水进行适当的预处理;(2)采用适当的物理化学清洗方案;(3)降低通量;(4)增加曝气量;(5)采用化学或生化方法调控混合液。
  在任何膜分离技术应用中,经管选择了较合适的膜和适宜的操作条件,在长期的运行中,膜污染问题必然发生,因此必须采取一定的清洗方法,使膜面或膜孔内污染物去除,达到恢复水通量与膜截留性能,延长膜寿命的目的。
  膜污染的工程控制措施主要分为四个层次:一是空气擦洗;二是水反冲洗;三维护性化学清洗;四是恢复性化学清洗(分原位清洗和非原位清洗),目前已建的MBR 项目都会定期采取原位清洗和非原位清洗或两种方法结合的方式对膜组件进行维护,已达到保证水处理质量和延长膜使用寿命的要求。
8、膜组件的清洗频率和更换频率
  在MBR运行过程中,由于产水泵的负压抽吸作用,混合液中的微生物、悬浮颗粒、胶体、EPS(附着在微生物细胞外的胞外聚合物)、SMP(溶解在水体中的胞外聚合物)等物质在膜表面不断堆积,造成膜的污染。合理的运行工况和有效地膜清洗方案可以减缓膜污染速率,减少化学清洗频率,节省药剂。膜的清洗频率和处理料液的性质、膜组件的运行工况有很大的关系,目前运行中的MBR项目,一般MBR污水厂每周需要进行一次在线清洗,3个月进行一次人工清洗,若水质和运行条件不佳,应适当缩短每次清洗时间间隔。
  在膜的更换频率方面,市政污水项目的膜的更换频率一般在3~5年(进口产品更换年限约5~8年);工业废水项目,由于水质和运行条件的影响,膜的更换频率相对较短。
6.5.2.3 两种工艺的优缺点初步分析
1、AAO 工艺的优缺点
(1)AAO工艺优点:
  多模式AAO工艺作为AAO工艺的改良,其污染物处理原理仍沿用传统活性污泥法,通过合理的池型搭配实现更高的去除效果,能够适应不同项目或同一项目的不同运行工况,对水质、水量的变化都具有较强的适应性;AAO工艺出现的时间最长,无论是在工程建设还是在运行管理方面都已经积累了丰富的经验,有一套成熟的建设、管理办法;AAO工艺运行充分利用一次提升的水力势能,吨水运行电耗、药剂费用较MBR 工艺有较大的优势;AAO工艺采用的设备较为常见,采购成本较低,更换、维修方便。
(2)AAO工艺缺点:
  AAO工艺单体数量较多,由于池内MLVSS浓度低,单体尺寸较大,全工艺流程占地面积较大,一次性土建投资较高。
2、MBR工艺的优缺点
(1)MBR工艺优点:膜生物反应器采用PVDF膜,其表面孔径只有0.1~0.4微米,能够高效地进行固液分离,出水水质可达一级A标准,品质稳定,悬浮物和浊度接近于零,可直接回用;膜的高效截流作用,使微生物完全截流在反应器内,实现了反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离,使运行控制更加灵活稳定;解决了传统活性污泥法造成的沉淀部分对最大生物浓度的限制,反应器内的微生物浓度高,是传统方法的2~3倍,达8000~10000mg/L,污泥负荷较低,对水质的变化适应力强,耐水质冲击负荷强;有利于增殖缓慢的硝化细菌及其它细菌的截流、生长和繁殖,系统硝化效率、COD 去除率等各项指标得以提高,反应时间也大大缩短;同时大的有机物被截留在池内,保证其被继续降解;膜分离使污水中的大分子难降解成分,在体积有限的生物反应器内有足够的停留时间,有利于专性菌的培养,大大提高了难降解有机物的降解效率,COD去除率高;模块化设计易于扩容;污泥龄长,膜分离使污水中的大分子难降解成分在生物反应器内有足够的停留时间。反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄条件下运行,剩余污泥排放量不到传统方法的50%;容积负荷高,占地少;启动快,不受污泥膨胀的影响。
(2)MBR工艺缺点:
  MBR曝气需要的风量较大,同时膜的定期清洗液需消耗电费、药剂费、人工费,整体能耗较大,运行费用相对其他同类出水标准的工艺要高。膜设备成本较高。膜表面容易受到污染,导致处理能力下降;严重时引起水体排放不达标。
  MBR本身不耐水量冲击,加上各厂商按恒通量设计,实际膜通量衰减很快,使污水处理能力会逐年下降。对于全地下污水厂,增加了淹水的风险,需采取妥善的水量调节控制措施。膜的使用寿命较短,国内厂商生产的膜产品一般保用期在3-5年,国外厂商生产的膜产品一般保用期在5-8年。膜的定期更换使MBR的运行成本更高。
  发展不规范,缺乏标准的行业规范。由于缺乏标准化的设计指导,企业按照各自的设计、运行经验设计;膜通量设计标准不统一,实际运行项目中膜通量衰减的很快;工程项目设计中,各个厂家由于利益关系,各自设计的通用设备型号不一样,在改造或者更换膜厂家的时候,很难选择其他膜厂商。
  对管理水平要求很高。膜设备具体装置的操作,要由受过专业培训的员工进行;整体项目的运营,也需要一批具有专业素养的管理者来科学管理。
  本次分别选用AAO和MBR工艺阐述分析了三种可行的处理工艺,并进行了深入的比较分析。
方案一:预处理+AAO 生反池+二沉池+气浮池+臭氧催化氧化池+消毒池组合工艺;
方案二:预处理+膜格栅+AAO 生反池+MBR 池+臭氧催化氧化池+炭砂滤池+消毒池组合工艺;
方案三:预处理+膜格栅+AAO 生反池+MBR 池+反渗透/(臭氧催化氧化池+气浮池+超滤池+消毒池)组合工艺
6.5.3 方案一
6.5.4.1 方案一工艺流程
方案一的污水主体处理工艺流程如下图所示。
图6.5.4-1 方案一工艺流程图
图6.5.4-2 方案一工艺高程图
6.5.4.2 方案一箱体占地
  方案一全地下箱体内集约化布置了细格栅曝气沉砂池、AAO生反池、二沉池、气浮池、臭氧催化氧化池、超滤膜车间、污泥脱水车间等构筑物及配套设施,并配备布置了除臭、通风、配电等附属设施,箱体占地面积约1.53hm2。
图6.5.4-3 方案一总平面布置图
6.5.4.3 方案一水处理主要构筑物
  本工程所有水处理构筑物作为一体化设计,采用全地下箱体形式。箱体内主要构(建)筑物情况如下。
表6.5.4-1 方案一一体化箱体主要构(建)筑物一览表
单体编号 单体名称 数量 单位 总设计规模
201 进水闸门井 1 座 5 万m3/d
202 粗格栅及进水泵房 1 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
203 细格栅及曝气沉砂池 1 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
204 进水调节池 1 座 土建5 万m3/d,设备5 万m3/d
205 生物反应池 2 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
206 二沉池 2 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
207 气浮池 1 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
208 臭氧催化氧化池 1 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
209 超滤膜车间 1 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
210 加氯消毒池 1 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
211 鼓风机房 1 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
6.5.4.5 方案一药耗、电耗、水耗
表6.5.4-2 方案一药耗、电耗、水耗
......
6.5.4.6 方案一投资估算
表6.5.4-4 AAO 工艺投资估算
项目名称 单位 投资
第一部分工程费用 亿元 6.25
建设工程其他费用 亿元 0.97
基本预备费 亿元 0.36
其它费用(建设期贷款利息,前期费等) 亿元 0.51
总投资 亿元 8.09
6.5.4 方案二
6.5.5.1 方案二工艺流程
方案二的污水处理工艺流程如下图所示。
图6.5.5-1 方案二工艺流程图
图6.5.5-2 方案二工艺高程图
6.5.5.2 方案二箱体占地
  方案二全地下箱体内集约化布置了细格栅曝气沉砂池、膜格栅、生反池、MBR 膜池及膜设备间、臭氧催化氧化池、炭砂滤池、污泥脱水车间等构筑物及配套设施,并配备布置了除臭、通风、配电等附属设施,箱体占地面积约1.37hm2。
图6.5.5-3 方案二总平面布置图
6.5.5.3 方案二水处理主要建构筑物
  本工程所有水处理构筑物作为一体化设计,采用全地下箱体形式。箱体内主要构(建)筑物情况如下。
表6.5.5-1 方案二一体化箱体主要构(建)筑物一览表
单体编号 单体名称 数量 单位 总设计规模
201 进水闸门井 1 座 5 万m3/d
202 粗格栅及进水泵房 1 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
203 细格栅及曝气沉砂池 1 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
204 膜格栅 1 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
205 进水调节池 1 座 土建5 万m3/d,设备5 万m3/d
206 生物反应池 2 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
207 膜池及膜车间 2 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
208 臭氧催化氧化池 1 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
209 炭砂滤池 1 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
210 加氯消毒池 1 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
6.5.5.5 方案二药耗、电耗、水耗
表6.5.5-3 方案二药耗、电耗、水耗
序号 药品名称 每日所需药品量 备注
......
6.5.5.6 方案二投资估算
表6.5.5-4 方案二投资估算
项目名称 单位 投资
第一部分工程费用 亿元 5.92
建设工程其他费用 亿元 0.95
项目名称 单位 投资
基本预备费 亿元 0.34
其它费用(建设期贷款利息,前期费等) 亿元 0.43
总投资 亿元 7.64
6.5.5 方案三
6.5.6.1 方案三工艺流程
方案三的污水处理工艺流程如下图所示。
图6.5.6-1 方案三工艺流程图
图6.5.6-2 方案三工艺高程图
6.5.6.2 方案三箱体占地
  方案三全地下箱体内集约化布置了细格栅曝气沉砂池、膜格栅、生反池、MBR 膜池及膜设备间、臭氧催化氧化池、气浮池、超滤膜车间、污泥脱水车间等构筑物及配套设施,并配备布置了除臭、通风、配电等附属设施,箱体占地面积约1.37hm2。
图6.5.6-3 方案三总平面布置图
6.5.6.3 方案三水处理主要建构筑物
  本工程所有水处理构筑物作为一体化设计,采用全地下箱体形式。箱体内主要构(建)筑物情况如下。
表6.5.6-1 方案三一体化箱体主要构(建)筑物一览表
单体编号 单体名称 数量 单位 总设计规模
201 进水闸门井 1 座 5 万m3/d
202 粗格栅及进水泵房 1 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
203 细格栅及曝气沉砂池 1 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
204 膜格栅 1 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
205 进水调节池 1 座 土建5 万m3/d,设备5 万m3/d
206 生物反应池 2 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
207 膜池及膜车间 2 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
208 反渗透车间 1 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
209 臭氧催化氧化池 1 座 土建1.5 万m3/d,设备0.75 万m3/d
210 气浮池 1 座 土建1.5 万m3/d,设备0.75 万m3/d
211 超滤膜车间 1 座 土建1.5 万m3/d,设备0.75 万m3/d
212 加氯消毒池 1 座 土建1.5 万m3/d,设备0.75 万m3/d
6.5.6.5 方案三药耗、电耗、水耗
表6.5.6-3 方案三药耗、电耗、水耗
序号 药品名称 每日所需药品量 备注
......
6.5.6.6 方案三投资估算
表6.5.6-4 方案三投资估算
项目名称 单位 投资
第一部分工程费用 亿元 6.61
建设工程其他费用 亿元 1.03
基本预备费 亿元 0.38
其它费用(建设期贷款利息,前期费等) 亿元 0.50
总投资 亿元 8.52
6.5.6 三种工艺的综合比较分析
6.5.7.1 关于工艺合理性、先进性
  根据目前工程实践经验,采用三种方案的出水水质均能够稳定达到处理要求,因此三种工艺路线都是合理的。
  方案二、方案三作为新兴工艺,近10年来应用逐渐广泛,具有一定的先进性;近些年来,方案一为应对不断严苛的出水标准,工艺原理、工艺参数、设备设施不断革新、不断各种高效深度处理技术组合,已突破了传统活性污泥法的范畴,也是目前国际污水处理行业主流的先进工艺路线。
6.5.7.2 关于用地方面
  方案一的箱体面积约为1.53m2;方案二的箱体面积约为1.33m2;
  方案三的箱体面积约为1.37m2。
6.5.7.3 关于投资方面
  方案一箱体占地较大,土建投资最高,设备投资最低;方案二箱体占地较小,土建投资较低,设备投资较高;方案三箱体占地面积较小,土建投资较低,设备投资最高。另外,对于小规模污水处理厂,进水水量变化系数较大,本工程近期总变化系数为1.74,对膜组件要求较高,进一步增加了MBR工艺的设备投资。
  土建及设备投资整合后方案一工程费用约6.25亿元,方案二工程费用约5.92亿元,方案三工程费用约6.61亿元。
  在工程费用的基础上叠加30年直接运行成本形成全寿命周期综合投入,方案一约12.12亿元,方案二约12.16亿元,方案三约14.50亿元。方案一、方案二全寿命周期综合投入相差不大,均低于方案三。
6.5.7.4 关于运行维护方面
  方案一,设备数量较少,工艺成熟,经验丰富,维护管理的难度较低。
  MBR、反渗透几乎为全自动控制,无法手动控制,对于运行单位的经验、能力以及自控系统的反应能力都有较高的要求。
6.5.7.5 关于运行成本方面
  方案二、方案三相比于方案一需要增加配置一套膜组件擦洗曝气系统和反冲洗系统;而且方案二、方案三出水采用出水泵,需要连续运行;总体运行费用较高。
表6.5.7-1 运行成本对比表
序号 项目名称 方案一 方案二 方案三
年经营费用基础数据表
1 平均日污水量(万吨/日) 2.50 2.50 2.50
2 电耗(度/日) 28288 31052 39144
3 电价(元/度) 0.640 0.640 0.640
4 日用水量(m3/d) 50.00 50.00 50.00
5 水费单价(元/m3) 5.00 5.00 5.00
6 次氯酸钠溶液(kg/d)10% 2500 7500 7500
7 次氯酸钠溶液单价(元/t) 900.00 900.00 900.00
8 PAC 投加量(kg/d)10%PAC-化学除磷 2500 3000 3000
9 PAC 单价(元/kg)10%PAC 1000.00 1000.00 1000.00
12 乙酸钠投加量(kg/d) 5000 5000 5000
13 乙酸钠单价(元/t) 2000.00 2000.00 2000.00
14 阴离子PAM 投加量(kg/d)-脱水加药 15 15 15
15 阴离子PAM 单价(元/t) 25000.00 25000.00 25000.00
16 阳离子PAM 投加量(kg/d)-脱水加药 22 22 22
17 阳离子PAM 单价(元/t) 30000.00 30000.00 30000.00
18 臭氧投加量(kg/d) 450 450 450
20 柠檬酸投加量(kg/d)膜清洗用 0 56 56
21 柠檬酸单价(元/t) 0 2160 2160
22 MBR膜更换费用(年度费用,5年更换一次)0 0.3 元/m3 0.3 元/m3
23 污泥外运处置量(m3/d) 22.1 22.1 22.1
24 污泥外运处置单价(元/m3) 120.00 120.00 120.00
25 超滤/反渗透成本(药剂、膜更换)(万元/年)167.6 0 365
年经营费用及单位成本费用(万元)费用(万元) 费用(万元)
1 动力费 651.76 715.43 901.87
2 自来水费 9.00 9.00 9.00
3 药剂费 747.76 767.08 1132.08
4 污泥外运费 96.80 96.80 96.80
5 工资福利费 450.00 450.00 450.00
6 膜更换 0.00 41.06 41.06
7 年直接运行成本 1955.31 2079.37 2630.81
8 单位直接运行成本(元/m³) 2.14 2.28 2.88
6.5.7.6 关于运行稳定性方面
  方案一的总体池容较大,水力停留时间长,对于水质、水量的变化都有较好的适应性。
  方案二、方案三由于采用膜组件出水,生化池内MLVSS浓度高,营造了低污泥负荷的运行环境,因此抗水质冲击负荷能力强于方案一;但由于其采用水泵抽吸出水的方式出水,而且长期运行后膜通量逐步衰减,导致了其无法有效地应对水量的大幅度变化。
6.5.7.8 综合比较表
表6.5.7-2 污水处理工艺比较表
方案名称 方案一 方案二 方案二
出水标准可达到“准Ⅲ类”标准 可达到“准Ⅲ类”标准 可达到“准Ⅲ类”标准
出水水质 较高 达标 最高,回用用途广泛
除有机物原理 活性污泥法生物处理,臭氧+过滤 活性污泥法生物处理,臭氧+过滤 活性污泥法生物处理,过滤
除磷原理 生物除磷,气浮+过滤 生物除磷,过滤 生物除磷,过滤
除氨氮及总氮原理 生物脱氮,过滤 生物脱氮,过滤 生物脱氮,过滤
工艺特点 采用悬浮生长活性 污泥法脱氮除磷+气浮+臭氧氧化+过滤的深度处理工艺,管理成熟,运行稳定,出水可靠。 通过膜分离来取代二次沉淀池通过膜分离来取代二次沉淀池,通过反渗透处理后回用,浓水通过臭氧氧化+气浮+过滤的深度处理工艺处理
运行管理 构筑物数量较多,运行管理较成熟。 构筑物较少 构筑物较多,设备投资大,运行费用较高,管理难度较大
箱体面积 1.53hm2 1.37hm2 1.37hm2
对水质水量的适应性 该工艺对进水水质和水量变化的适应性较强。 该工艺对进水水质
变化的适应性较强,对水量变化适应性较弱 该工艺对进水水质变化的适应性较强,对
水量变化适应性较弱处理
效果处理 效果较好,运行稳定。 处理效果一般,运行较稳定 处理效果好,运行较稳定
工程费用 6.25亿元 5.92元 6.61亿元
直接运行成本 2.14元/m3 2.28元/m3 2.88元/m3
全生命周期综合投入 12.12亿元 12.16亿元 14.50亿元
综合评价 处理效果可达“准Ⅲ类”标准同时生产、综合投入最低,技术成熟稳定、运行成本最低 处理效果可达“准Ⅲ类”标准、综合投入较低、技术较成熟、运行成本较高。 处理效果可达“准Ⅲ类”标准、综合投入最大、技术较成熟、运行成本较高,出水水质高,回用用途广,可通过回用水降低成本
主要存在问题 无 操作技术要求较高,本工程近期水量变化较大,对膜组件冲击较大 操作技术要求较高,设备投资较高
方案推荐 推荐
6.5.7 主体处理工艺方案的选择
  综上分析,方案一在运行的稳定性、管理的难易程度、运行成本等方面优势明显,全生命周期综合成本略低于方案二,工程造价略高于方案二。相比而言,方案二方案虽然工程造价稍占优势,但国内诸多案例中,运行管理难度和成本远大于方案一,后期存在诸多问题,且本项目水量变化系数较大,且为全地下水厂,运行安全要求较高,采用方案二针对性不强,不能很好发挥其节地性优势。
  因此,根据以上比较分析,本次工可报告推荐采用方案一:预处理+AAO生反池+二沉池+气浮池+臭氧催化氧化池+消毒池组合工艺。
......
 
     
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  6.5.8 AAO生反池工艺的选择
  由于本工程出水水质要求较高,本项目针对改良AAO工艺和改良Bardenpho工艺做进一步比较和分析。
表6.5.9-1 改良AAO工艺和改良Bardenpho工艺比较表
比选方案 改良AAO工艺 改良Bardenpho工艺
比较结果
工艺适用条件
强化除磷
设预缺氧池减少回流
硝态氧对放磷的影响
强化脱氮
高效脱氮工艺
各有侧重
比选方案 改良AAO 工艺 改良Bardenpho 工艺 比较结果
TN 去除率 一般可达60~70% 一般可达80%以上 方案二优
TP 的生物去除率
一般为70~80% 一般为70~80% 相同
出水控制
TP=0.3mg/L
必须化学除磷 必须化学除磷 相同
占地面积 相同 略小 方案二优
建设费用 相同 略小 方案二优
运转费用 一般 较低 方案二优
运行管理
较方便
设备较少,故运行管
理较方便。
各段污泥负荷基本相同。各
段在相同的运行条件下进行
管理。
方案二优
应用场合 应用场合广泛
应用于以TN 处理为重点的
污水厂
各有侧重
应用业绩
历史最为悠久,
实际业绩最多。
是目前国外流行工艺,欧洲、
美国、日本均有较多业绩,
最近有增多的趋势
各有侧重
比选结果 较好 好 方案二优
(1)从针对性角度来看,改良Bardenpho工艺是一种强化除氮工艺,采用前置硝化+后置反硝化强化了系统的除氮能力。而改良AAO旨在强化系统的除磷能力。本工程出水标准较严格,且进水总氮浓度较高,为确保出水达标排放,二级处理工艺的运行模式应以生物脱氮为主,生物法不能处理达标的磷,可通过辅助化学除磷来解决。因此改良Bardenpho工艺的针对性更强。
(2)从安全性角度来看,进水浓度不稳定时,改良方案一工艺出水TN较难稳定达标,而改良Bardenpho工艺通过运行模式的优化调整,出水TN可在稳定在10mg/L左右,改良Bardenpho工艺保证出水稳定达标的安全性更高。
  综上所述,改良Bardenpho以有效的针对性、合理的安全性,绝对的稳定性和节省投资和运行费用,比改良AAO工艺更加适合作为本次上海西岑水质净化有限公司新建工程的推荐工艺。
6.5.9 沉淀池池型选择
  本工程是集约化污水处理厂,各构筑物集约化共壁布置,用地十分紧张,因此本工程推荐采用矩形沉淀池。
  矩形沉淀池一般也有常规平流式和周进周出两种形式。两种沉淀池对比表如下:
表6.5.10-1 常规平流式与周进周出二沉池对比表
......
  本工程全地下污水处理厂,占地有限,土建投资占比高,使用周进周出二沉池效益更高。
6.6 深度处理方案论证
6.6.1 深度处理工艺概述
  深度处理的工艺流程,视处理目的和要求的不同,可以是以下工艺的组合:混凝沉淀、过滤、膜分离工艺、生物脱氮、活性炭吸附、臭氧氧化等。
  混凝沉淀工艺在城市污水深度处理中主要起以下作用:①进一步去除悬浮物、BOD5 及COD。②除磷。因污水中的磷酸盐大部为可溶性,一级处理去除量很少,一般的二级处理也只能去除20~40%左右,强化二级处理则可大幅度提高除磷率至60%~75%。混凝沉淀能除磷90~95%,是最有效的除磷方法。③还能去除污水中的乳化油和其他工业水污染物。
  过滤或膜分离工艺在深度处理中的作用是:①去除生物过程和化学澄清中未能沉降的颗粒和胶状物质;②增加以下指标的去除效率:悬浮固体、浊度、磷、BOD5、CODCr、重金属、细菌、病毒和其它物质;③由于去除了悬浮物和其它干扰物质,因而可增进消毒效率,并降低消毒剂用量。
  生物脱氮在深度处理中的作用,主要是进一步去除总氮,确保总氮达标。
  活性炭和臭氧氧化在深度处理中的作用,主要是去除生物法所不能去除的某些溶解性有机物。活性炭还能去除痕量重金属。
  污水厂二级处理出水再进行深度处理的去除对象及采用的主要处理方法详见下表。
表6.5.3-1 污水厂深度处理去除对象和所采用的处理技术
去除对象 有关指标 采用的主要处理技术
有机物
悬浮状态 SS、VSS 过滤、混凝沉淀
溶解状态
BOD5、CODCr 、
TOC、TOD
混凝沉淀、活性炭吸附、臭
氧氧化
植物性营
养盐类

T-N、NH3-N、
NO2-N、NO3-N
吹脱、折点氯化、生物脱氮
生物脱氮
磷 PO4-P、TP 混凝沉淀、生物除磷
微量成份
溶解性无机
物、无机盐类
电导度、Na、Ca、
Cl 离子
反渗透、电渗析、离子交换
微生物 细菌、病毒
臭氧氧化、消毒(氯气、次
氯酸钠、紫外线)
  在市政污水处理领域,将污水处理至准Ⅲ类水标准在国内外均鲜有案例,因此本工程深度处理工艺的选择系本工程能够达标的关键所在。
  根据对现状出水水质分析可知,若出水水质要达到准Ⅲ类标准,常规生物处理结合化学除磷工艺对COD、SS、TN 的处理能力仍有很大不足。虽然本工程不保留利用现状处理设施,但其现状处理效果仍为本工程深度处理工艺的选择提供了参考。本工程生物处理采用改良Bardenpho工艺,该工艺通过运行模式的优化调整,出水TN可在稳定在10mg/L以下,因此本工程深度处理段在考虑化学除磷的同时需重点考虑对COD、SS的去除。
方案一:气浮池+臭氧催化氧化池+超滤膜组合工艺
方案二:高效沉淀池(加砂,辅助活性炭吸附)+超滤膜组合工艺
6.6.2 深度处理方案一
1、工艺方案
  二级生物处理后,深度处理采用气浮池+臭氧催化氧化池+超滤膜分离组合工艺。
2、工艺方案解析
  气浮池主要用于去除污水中悬浮物及总磷。其中除磷采用化学除磷工艺,其原理是在污水中投加无机盐(如铝盐、铁盐等)与污水中溶解性的磷酸根离子反应生相应的磷酸盐沉淀,从而降低污水中TP的含量。
  混凝区内,进水与混凝剂通过管道混合器混合,并在混凝区内进行水力扩散,进水中胶体颗粒脱稳。水力絮凝区内,脱稳后的颗粒只需少量的絮凝剂便能形成稳定的矾花。混凝和絮凝之后,水将流入气浮区。在该区域,在絮凝阶段形成的矾花将附着在微气泡上,并被气泡带到水面。澄清水流过一层多孔集水板后,通过一个出水堰离开处理单元进入出水渠。漂浮的矾花集聚到水面上,形成了厚的污泥层,可通过机械刮泥系统或水力排泥方式将集聚的污泥推入到污泥收集槽。
混凝区
絮凝区
气浮区
压缩空气
混合剂
(除磷剂)
絮凝剂
循环水增压泵
进水
出水
机械或水力排泥
图6.6.2-1 气浮池示意图
图6.6.2-2 气浮池照片
气浮池还具有以下优点:
 优异的出水水质,出水悬浮物浓度、磷酸盐含量低;
 运行仅需要极少量化学药剂,不需要(或极少量)投加絮凝剂,可降低运行成本;
 能快速启动和停运,方便运行管理;
臭氧氧化工艺
  当前,高级氧化技术是去除难降解有机物最有效的方法,高级氧化技术中,臭氧氧化应用较为广泛。臭氧具有极强的氧化性,能与许多有机物或官能团发生反应,有效地改善水质。臭氧能氧化分解水中各种杂质所造成的色、嗅,其脱色效果比活性炭好,还能降低出水的浊度。臭氧氧化有两种方式:一种是由臭氧分子或单个氧原子直接参与反应;另一种是由臭氧衰减产生的·OH 自由基引起。·OH 的氧化还原电位为2.8V,仅次于F(2.87 V),是水中存在的最强氧化剂,几乎无选择性地和污水中所有的污染物发生反应,将甘油、乙醇、乙酸等臭氧不能氧化分解的一些中间产物,彻底氧化为CO2和H2O。大量的工程数据表明,用臭氧氧化处理二级污水,有机物去除方面有以下特点:
1)臭氧对蛋白质、氨基酸、木质素、腐殖酸、链式不饱和化合物和氰化物有机物有氧化作用。
2)臭氧对有机物的氧化,一般难于达到形成CO2和H2O的完全无机化阶段,只能进行部分氧化,形成中间产物。形成的中间产物主要有:甲醛、丙酮酸、丙酮醛和乙酸。但如果臭氧投加量足够,氧化作用还会继续进行下去,除乙酸外,其他物质都可能被臭氧完全氧化。
3)污水中 BOD/COD 比值随臭氧氧化反应时间延长而提高,说明污水的可生化性得到改善。
4)通过在臭氧体系中投加催化剂,能够显著提高臭氧体系产生羟基自由基的能力及改善臭氧直接氧化有机物的能力,可提高臭氧的利用率。臭氧吸入后与循环水进行混合,并在反应器内与污水发生催化氧化反应,从而达到去除污水中难生物降解的COD,同时达到脱色的效果。投加催化剂的催化臭氧高级氧化技术具有以下优势:
(1)处理效果好,适用的废水其COD去除率高达50%~80%;
(2)运行成本低,臭氧投加量与去除COD总量的比值为1~2(视不同污染因子而定),大幅降低了臭氧投加量。以某印染废水深度处理为例,将其印染废水二沉池出水COD由150mg/L 去除至60mg/L,O3/ΔCOD 约为1.2-1.5。
(3)反应速度快,大幅降低了反应器的体积。反应过程有大量的羟基自由基产生,其与大多数有机物反应的速率常数在108M-1•S-1-1010M-1•S-1。
(4)可提高废水的可生化性。有效破坏不饱和结构,显著提高废水可生化性。
  构筑物远期出水要求CODCr≤20mg/L,对于常规市政污水是有难度的,且本工程近期来水还混有一定比例的工业废水,稳定达标的压力很大。为确保稳定达标运行,拟采用臭氧氧化工艺,进一步去除水中不可降解COD,确保出水达标。
  本工程设计拟将臭氧氧化技术作为降解溶解性不可生物降解COD,确保出水CODCr 达标的主要强化手段。在二级生化处理及加药混凝均无法使出水 CODCr 达标的情况下,在污水厂末端投加高级氧化剂进行强化处理。
  微絮凝超滤膜车间
  微絮凝超滤膜车间设置在臭氧氧化工艺后,对出水进一步处理,从而确保出水水质稳定达标。选用的超滤膜平均孔径为0.020μm,可充分保证水中尺寸大于0.025μm的颗粒,如胶体、固体颗粒、病毒、细菌、藻类、病原微生物如隐性孢子虫等被完全过滤掉。
  超滤运行方式为全流过滤,典型的过滤压差是0.3~0.8bar(5~12PSI)。在膜表面沉积的固体颗粒,通过定期的反洗加以去除,这种反洗不必加入任何的化学清洗剂。污染物在定期反洗中被除去,避免其在膜附近的沉积。吸附在膜表面,不能被反洗去除的污物,需要通过在线的化学加强反洗(CEB)去除。此时膜组件不必移出,可以在线进行清洗。在化学加强反洗过程中,需要加入少量的化学清洗剂。通过短时间的浸泡(通常为5~10 分钟)后,将化学清洗剂排出,此时超滤膜恢复为像一根新膜一样的清洁状态。通常本项目所采用的超滤膜不需要拆卸下来后进行清洗,因此避免了反复使用清洗剂可能产生的交叉污染。
图6.6.2-2 外置式超滤膜
  本工程出水要求SS≤5mg/L,采用膜过滤可以稳定地达到这个标准。因此,为稳定达到本工程的出水要求,建议采用更为高效的微絮凝超滤工艺。此外,气浮池+微絮凝超滤也能保证出水TP 的达标(≤0.2mg/L)。微絮凝超滤工艺同时对于大肠杆菌等也有良好的去除效果。
表6.6.2-1 方案一各工艺段去除污染物预测表
序号 工艺段 CODcr BOD5 SS TN 氨氮 TP
1 生反池-二沉池
进水mg/L 350 180 250 45 35 5
出水mg/L 40 10 15 10 1.0 1.5
去除效率 86% 94.4% 94% 77.7% 97% 70%
2 气浮池
进水mg/L 40 10 15 10 1 1.5
出水mg/L 32 8 10 10 1 0.3
去除效率 20% 20% 33% 0% 0% 80%
3 臭氧氧化
进水mg/L 32 8 10 10 1 0.5
出水mg/L 20 4 10 10 1 0.5
去除效率 37.5% 50% 0% 0% 0% 0%
4 超滤膜
进水mg/L 20 4 10 10 1 0.3
出水mg/L 20 4 5 10 1 0.2
去除效率 0% 0% 50% 0% 0% 33%
3、优缺点分析
  本方案工艺成熟度较高,处理效果较好,能够确保出水各项指标稳定达标,而且青浦区已在青浦污水厂、徐泾污水厂、白鹤污水厂等多个污水厂成功采用超滤膜深度处理工艺并稳定运行,积累了较丰富的工程及运行经验。缺点是流程略长,投资略高,运行成本高。
6.6.3 深度处理方案二
1、工艺方案
  二级生物处理后,深度处理采用加砂高效沉淀池(辅助活性炭吸附)+超滤膜组合工艺。
2、工艺方案解析
  加砂高效沉淀池(辅助活性炭吸附)
  近年来,为强化处理效果,增加运行负荷,减少占地而积,国内外对混凝沉淀工艺进一步改进优化,开发成功新型高效沉淀池,并且在实际工程中逐步得到推广应用,并取得了良好的效果。在新型高效沉淀池中,以加载载体型高效沉淀池为典型代表。这种沉淀技术是在反应池中投加载体以作为沉淀析出晶核,形成更密实的絮体,从而大大加快絮体沉降速度,强化并稳定SS、TP等污染物的去除效果。因此,相比其他类型的高效沉淀池,加载载体型高效沉淀池具有更高的沉淀效率,更优异的处理效果和更强的抗冲击负荷能力。针对本厂进水水质波动大,不可生化的COD 高,尤其是进水磷浓度高等特点,混凝沉淀工艺推荐采用效率更高、抗冲击负荷更强的加载载体型高效沉淀池。目前国内常用的加载载体型高效沉淀池
为加砂高效沉淀池。
  加砂高效沉淀池工艺与传统的水处理技术(混凝、絮凝和沉淀)原理很相似,都使用混凝剂脱稳,高分子絮凝剂聚集悬浮物,斜板(管)沉淀去除悬浮物。加砂高效沉淀池工艺的改进是加入了微砂作为形成高密度絮体的“种子”和压载物,絮体从而具有较大的密度而更
容易被沉淀去除。
  投加微砂的主要作用如下:
  微砂的较高的比表面积可以作为絮体形成的种子;
  微砂和聚合物提高了颗粒的捕捉,从而形成大和稳定的絮体;
  与传统工艺相比,使用微砂形成的絮体具有较大的密度和较高的稳定性。这些絮体具有更高的沉淀速度从而允许更高的上升流速。
图6.6.3-1 加砂高效沉淀池示意图
  较高的上升流速使加砂高效沉淀池工艺的体积和占地面积更小,极大的减少了建筑成本;
  高浓度的微砂极大的改善了原水的水质;
  微砂不会发生化学反应,可以从污泥中分离并被循环使用。另外,对于通常由于低温水或泥浆水而导致的絮凝困难,微砂可以显著的增大反应范围而得到良好的处理效果。
  在来水溶解性不可生物降解COD 浓度超出排放标准的条件下,通过粉末活性碳的吸附作用对其加以去除。
  微絮凝超滤膜车间
  微絮凝超滤膜车间设置在高效沉淀池后,对出水进一步处理,从而确保出水水质稳定达标。选用的超滤膜平均孔径为0.020μm,可充分保证水中尺寸大于0.025μm 的颗粒,如胶体、固体颗粒、病毒、细菌、藻类、病原微生物如隐性孢子虫等被完全过滤掉。
  本工程出水要求SS≤5mg/L,采用膜过滤可以稳定地达到这个标准。高效沉淀池+微絮凝超滤也能保证出水TP的达标(≤0.2mg/L)。
  微絮凝超滤工艺同时对于大肠杆菌等也有良好的去除效果。
表6.6.3-2 方案二各工艺段去除污染物预测表
序号 工艺段 CODcr BOD5 SS TN 氨氮 TP
1 生反池
进水mg/L 350 180 250 45 35 5
出水mg/L 40 10 15 10 1.0 1.5
去除效率 86% 94.4% 94% 77.7% 97% 70%
2 加砂高效沉淀池-加活性炭
进水mg/L 40 10 15 10 1.0 1.5
出水mg/L 20 4 10 10 1.0 0.3
去除效率 50% 60% 33% 0% 0% 80%
3 超滤膜
进水mg/L 20 4 10 10 1 0.3
出水mg/L 20 4 5 10 1 0.2
去除效率 0% 0% 50% 0% 0% 33%
3、优缺点分析
  本工艺流程较短,投资一般,管理略简单,通过活性炭吸附和混凝沉淀过滤共同确保出水COD、BOD、TP 及SS 的达标。它的缺点是活性炭投加增加了污泥量,考虑节能减排,活性炭投加应结合水质在线监测系统,根据进出水水质情况确定投加量。二级生物处理出水中的超标COD、BOD 完全靠活性炭吸附去除,运行成本较高。
6.6.4 深度处理工艺方案的选择
  本工程深度处理工艺比较了上述两个方案。
1、投资对比
  方案一处理流程略长,占地较大,土建投资较高;方案二流程较短,占地面积有所减少,土建投资略低。
2、运行成本对比
  方案一及方案二的运行成本对比详见表6.6.4-1。
表6.6.4-1 运行成本比较表
序号 项目名称 方案一 方案二
年经营费用基础数据表
1 平均日污水量(万吨/日) 2.50 2.50
2 电耗(度/日) 28288 24788
3 电价(元/度) 0.640 0.640
4 日用水量(m3/d) 50.00 50.00
5 水费单价(元/m3) 5.00 5.00
6 次氯酸钠溶液(kg/d)10% 2500 7500
7 次氯酸钠溶液单价(元/t) 900.00 900.00
8 PAC 投加量(kg/d)10%PAC-化学除磷 2500 2500
9 PAC 单价(元/kg)10%PAC 1000 1000
10 活性炭投加量(kg/d) 0 1000
11 活性炭单价(元/t) 21000 21000
12 乙酸钠投加量(kg/d) 5000 5000
13 乙酸钠单价(元/t) 2000.00 2000.00
14 阴离子PAM 投加量(kg/d)-脱水加药 15 15
15 阴离子PAM 单价(元/t) 25000.00 25000.00
16 阳离子PAM 投加量(kg/d)-脱水加药 22 22
17 阳离子PAM 单价(元/t) 30000.00 30000.00
18 臭氧投加量(kg/d) 450 450
19 污泥外运处置量(m3/d) 22.1 22.1
20 污泥外运处置单价(元/m3) 120.00 120.00
21 超滤成本(药剂、膜更换)(万元/年) 167.6 167.6
年经营费用及单位成本 费用(万元) 费用(万元)
1 动力费 651.76 571.12
2 自来水费 9.00 9.00
3 药剂费 747.76 1346.67
4 污泥外运费 96.80 96.80
5 工资福利费 450.00 450.00
6 膜更换 0.00 0.00
7 年直接运行成本 1955.31 2473.58
8 单位直接运行成本(元/m³) 2.14 2.71
3、综合对比
  详细比较见表6.6.4-2 不同工艺方案综合比较表
表6.6.4-2 不同工艺方案综合比较表
方案名称 方案一 方案二
出水标准 可达到“准Ⅲ类”标准 可达到“准Ⅲ类”标准
出水水质 较高 达标
除有机物原理 活性污泥法生物处理,臭氧+过滤 活性污泥法生物处理,活性炭吸附+过滤
除磷原理 生物除磷,气浮+过滤 加砂高效沉淀池+过滤
除氨氮及总氮原理 二级生物处理 二级生物处理
工艺特点 采用悬浮生长活性污泥法脱氮除磷+气浮+臭氧氧化+过滤的深度处理工艺,管理成熟,运行稳定,出水可靠。 本工艺流程较短,投资一般,管理略简单
运行管理 构筑物数量较多,运行管理较成熟。 构筑物较少,运行费用较高,运行管理较简单
箱体面积 1.53hm2 1.37hm2
对水质水量的适应性 该工艺对进水水质和水量变化的适应性较强。 该工艺对进水水质和水量变化的适应性较强。
处理效果 处理效果好,运行稳定。 处理效果较好,运行较稳定
工程费用 6.25亿元 5.77亿元
直接运行成本 2.14元/m3 2.71元/m3
全生命周期综合投入 12.12亿元 13.19亿元
综合评价 处理效果可达“准Ⅲ类”标准同时生产、综合投入低,技术成熟稳定、运行成本低 可达“准Ⅲ类”标准、占地相对较小、技术较成熟、工程投资稍低,运行成本高,
主要存在问题 无 二级生物处理出水中的超标COD、BOD 完全靠活性炭吸附去除,成本高。
方案推荐 推荐
  由于本工程出水需达到地表水准Ⅲ类出水标准,要求非常高,而进水尚混有部分工业废水,选择的工艺必须稳定可靠,根据前面章节的论证,上述深度处理方案一、二均能满足达标要求,但各个方案均存在自身的优缺点。从处理效果、处理成本及出水达标的稳定性等角度出发,推荐本工程深度处理方案采用方案一,即“气浮池+臭氧催化氧化池+超滤膜分离组合工艺”。
6.7 污泥处理处置方案论证
6.7.1 现状污泥处理
  目前,西岑污水处理厂污泥处理采用的工艺为:剩余污泥→储泥池→污泥脱水(至含水率80%)→外运。
6.7.2 污泥处理目标
  污水处理厂污泥处理处置必须达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的排放要求,以减量化、稳定化、无害化和资源化为原则。
  根据相关部门的要求,本工程污水处理厂污泥处理处置须达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)要求,以减量化为主,污泥经浓缩脱水处理后(污泥含水率≤80%),泥饼外运至青浦污泥干化焚烧厂干化焚烧。
6.7.3 本次污泥处理方案
  本工程的污泥拟先进行浓缩、脱水处理后外运,脱水后污泥含水率应小于80%。
  根据近年来污泥处理技术发展,对于以减少污泥体积为主的污泥处理目前常用的污泥处理方案有以下二种,即:
方案一:污泥重力浓缩+污泥机械脱水
方案二:污泥机械浓缩脱水
二个方案进行方案比较如表6.7.3-1。
表6.7.3-1 污泥处理方案比较表
项目 方案一 重力浓缩、机械脱水方案 方案二 机械浓缩脱水方案
构筑物数量 1、污泥浓缩池,2、储泥池,3、脱水机房 1、储泥池,2、污泥浓缩脱水机房
主要设备 1、周边传动浓缩机,2、潜水搅拌机,3、脱水机,4、加药装置 1、潜水搅拌机,2、浓缩脱水机,3、加药装置
装机功率 小 略大
絮凝剂用量 小 略大
对环境影响 污泥浓缩池和储泥池露天布置,表露面积较大,臭气对周围环境影响较大,加罩脱臭工程量较大。 污泥储泥池露天布置,表露面积较小,臭气对周围环境影响较小,加盖脱臭工程量较小。
总土建费用 较大 较小
总设备费用 较小 略大
总造价 一般 一般
运行费用 较小 一般
总占地面积 较大 较小
剩余污泥中磷的释放 较大 较小
污泥脱水效果 较好 一般
项目 方案一重力浓缩、机械脱水方案 方案二机械浓缩脱水方案
优点 1、装机功率较小2、絮凝剂用量较小3、运行管理成熟可靠 1、占地省2、总土建费用小3、不会发生剩余污泥厌氧放磷现象
缺点 1、占地大2、重力浓缩池散发臭味面积较大,加罩脱臭工程量大3、会发生剩余污泥厌氧放磷现象 1、絮凝剂用量略大2、设备费用略高3、脱水效果一般
  因本工程为全地方污水处理厂,对脱水效果要求较高。因此,综合考虑各种因素,本工程拟推荐采用“方案一:污泥重力浓缩+污泥机械脱水方案”。
6.8 消毒工艺比选
6.8.1 尾水清毒的必要性
  消毒是水处理中的重要工序,早在2000年6月5日由建设部、国家环境保护总局、科技部联合发出的“关于印发《城市污水处理及污染防治技术政策》的通知“建城[2000]124 号”中规定“为保证公共卫生安全,防治传染性疾病传播,城市污水处理设施应设置消毒设施”。
  新排放标准颁布后对污水厂尾水消毒有了更严格的规定,根据出水水质要求,必须采用适当的消毒方式杀灭污水中含有大量细菌及病毒。
6.8.2 常用消毒方法比较
  在水处理中常用的消毒剂有液氯、臭氧、二氧化氯、次氯酸钠和紫外线等。目前在我国液氯仍然是水处理过程中应用最多的消毒剂,主要是由于它应用历史长,积累了丰富的运行管理经验,已形成产供的网络,在管网中可保持一定的持续杀菌效果等原因。但随着全球环境污染的加剧,在对一些遭受污染的水源进行处理时,氯化处理常需投加过量的氯气,研究证明这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。研究证明,氯可以杀灭细菌,但对病毒无效。
  如“非典”等病毒引起的传染病,废水不能通过加氯来阻断传染链。
  另外一些中小型水厂或污水处理厂采用氯气消毒,不仅占地面积大,而且由于管理不善常产生一些人身伤害事故。近年来各国都在研究替代氯气进行消毒的新一代消毒剂。
  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。紫外线消毒是近些年来发展的一种新型消毒方法,它是通过对水体进行紫外线辐射,将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,但该方法对消毒前的原水浊度要求较高,且必须保证一定的水流厚度,当水深较大时杀菌效果急剧下降,而且无持续效果。应用于污水厂尾水消毒,国内尚属研究阶段。
  二氧化氯是一种强氧化剂和高效杀菌剂,自从美国尼亚加拉水厂最早将其作为消毒剂以来,在欧洲、美国已得到广泛应用,其综合指标远远好于其他消毒剂。
  次氯酸钠是一种高效、广谱、安全的强力灭菌药剂,属强氧化剂,已经广泛用于饮用水、中水、工业循环水和污水处理等各种水体的消毒中。次氯酸钠的分子式是NaOCl,属于强碱弱酸盐,是一种能完全溶解于水的液体。次氯酸钠的杀菌原理主要是通过水解形成次
氯酸和次氯酸根,次氯酸再进一步分解形成新生态氧[O],新生态氧的极强氧化性破坏了菌体和病毒的蛋白质等酶系统,其过程可用化学方程式简单表述如下:
NaClO+H2O→HClO+NaOH
HClO→HCl+[O]
次氯酸在杀菌、杀病毒过程中,不仅可作用于细胞壁、病毒外壳,而且因次氯酸分子小,不带电荷,可渗透入菌(病毒)体内与菌(病毒)体蛋白、核酸、和酶等发生氧化反应,从而杀死病原微生物,同时,氯离子还能显著改变细菌和病毒体的渗透压使其丧失活性而死亡。
R-NH-R+HOCl→R2NCl+H2O
同其它消毒剂相比,用于城市污水处理厂时,次氯酸钠具有同水的亲和性好、能与任意比的水互溶等优势,消除了液氯、二氧化氯等药剂经常发生的跑、泄、漏、毒和爆炸等安全隐患,不存在分子态氯会发生的氯代化合反应,故次氯酸钠在消毒过程中不会产生有害健康和损害环境的副反应物。与此同时,次氯酸钠的消毒效果被公认为和氯气相当,是比较稳定可靠的杀生剂。投加次氯酸钠溶液消毒方式具有初始投资小、运营成本低并且操作方便、安全可靠、易于维护等优点。
表6.8.2-1 消毒方法比较
比较内容 液氯 二氧化氯 臭氧 紫外线 次氯酸钠*
消毒效果 较好 很好 很好 一般 较好
除臭去味 无作用 好 好 无作用 好
pH 的影响 很大 小 小-不等 无 较大
水中的溶解度 高 很高 低 无 很高
THMs 的形成 极明显 无
当溴存在时 有 无 无
水中的停留时间 长 长 短 短 长
消毒效果持续性 有 有 少 无 有
杀菌速度 中等 快 快 快 快
等效条件所用的剂量 较多 少 较少 - 少
处理水量 大 大 小-大 小 大
使用范围 广 广 较小
水量较小时,悬浮物较少 广
氨的影响 很大 无 无 无 有
原料 易得 一般 - - 易得
管理简便性 较简便 较复杂 复杂 较复杂 简便
操作安全性 不安全 一般 不安全 - 一般
自动化程度 一般 高 较高 较高 高
投资 低 低 高 较高 低
设备安装 简便 简便 复杂 较复杂 简便
占地面积 大 大 大 小 大
维护工作量 较小 小 较大 较大 小
电耗 低 一般 高 较高 低
运行费用 低 一般 高 低 低
维护费用 低 一般 高 高 低
  *次氯酸钠可以现场发生,也可直接购买商品次氯酸纳溶液。其中直接购买商品次氯酸纳溶液应用更多,对于设备、工艺和管理的要求也相对较低。现场发生次氯酸钠电耗较高,设备成本较高,但运行成本略低。因此本表以商品溶液作为比较。
  除以上消毒方法外,膜分离技术也可对细菌进行隔离去除。
  以超滤工艺为例,细菌无法通过其孔隙,因此超滤工艺对细菌具有很高的去除效率。由于本工程采用的深度处理工艺为微絮凝超滤,因此与消毒设施连用,可以确保排水水质细菌学等相关指标的达标。
6.8.3 推荐消毒方案
  结合本工程地下式净水厂的特点,结合前端污水主体工艺选择,保证较好的消毒效果,本工程拟采用次氯酸钠消毒。根据一般污水处理厂杀菌消毒要求,次氯酸钠投加药量为6-15mg/L。本工程拟采用微絮凝超滤膜工艺,基本可以保证出水中绝大部分细菌的去除。
  考虑到中水回用的持续性消毒要求,以及出水水质的确保,本工程拟于新建加氯接触池投加次氯酸钠,投加浓度6~10mg/L。实际药剂投加量需根据生产性试验确定。
6.9 除臭方案论证
6.9.1 臭气处理目标
  西岑污水处理厂现状除臭标准采用国家恶臭污染物厂界标准值中的二级标准,采用在污水预处理区和污泥区喷洒天然植物提取液除臭剂的方法。根据市环保局和水务局相关文件要求,污水厂大气污染物排放要求严格执行已颁布的《城镇污水处理厂大气污染物排放标准(DB31/982-2016)》。该标准对污水厂除臭提出了更高标准的要求。本工程臭气处理目标暂按《城镇污水处理厂大气污染物排放标准(DB31/982-2016)》要求执行,最终以环评批复为准。
6.9.2 臭气处理对象
  对照污水厂现状除臭标准和《城镇污水处理厂大气污染物排放标准(DB31/982-2016)》要求,新的臭气排放标准提出了更高的要求。由于现状污水污泥处理设施基本按照拆除考虑,因此本工程拟主要针对污水厂新建设施进行除臭。本工程除臭对象包括粗格栅及
进水泵房、细格栅及曝气沉砂池、生反池、储泥池和污泥脱水机房。
6.9.3 臭气来源与成分分析
1、主要恶臭污染物
主要恶臭污染物:以氨气、硫化氢以及硫醇、硫醚等为代表。
恶臭物质大致可分为五类:
1)含硫的化合物,如H2S,硫醇类,硫醚类;
2)含氮的化合物,如NH3,胺类、酰胺、吲哚类;
3)卤素及衍生物,如Cl2,卤代烃;
4)烃类,如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃;
5)含氧的有机物,如醇、酚、醛、酮、有机酸等。
下表列举了污泥处理过程通常会产生的一些臭气物质的特性:
表6.9.3-1 臭气物质特性一览表
化合物 分子式 分子量 沸点(℃) 毒性
丙烯硫醇 CH2=CH-CH2-SH 74.14 67-68 x
戊硫醇 CH3-(CH2)3-CH2-SH 104.21 123-124 *
苯甲硫醇 C6H5CH2-SH 124.22 195(F.B.) *
丁硫醇 C4H5-SH 86.06 ~122 x
甲硫醚 CH3-S-CH3 62.14 ~36 *
乙硫醇 CH3CH2-SH 62.13 36.2 *
硫化氢 H2S 34.06 (气态) *
甲硫醇 CH3SH 48.11 5.8-6.2 x
丙硫醇 C3H7-SH 76.15 67.73 x
二氧化硫 SO2 64.06 (气态) *
叔丁硫醇 (CH3)3C-SH 90.19 63.7-64.2 x
上海西岑水质净化有限公司新建工程
164 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司
化合物 分子式 分子量 沸点(℃) 毒性
对-苯甲基硫醇 CH3-C6H4-SH 124.2 43-44 *
苯硫醇 C6H5SH 110.17 168.3 x
氨 NH3 16.01 (气态) *
β-氨基丙醇 C3H9NO 75.11 188 x
二甲胺 C2H7N 45.08 6.88 *
肼 H7N2 32.05 119.4 *
甲胺 CH5N 31.04 -6.79 *
乙胺 C2H7N 45.08 16.6 *
2-丁胺 C4H11N 73.14 44 *
三甲胺 (NH2)3CH 59.11 -4 *
二甲二硫 CH3SSCH3 94.2 109 *
二硫化碳 S2C 76 -30 *
苯乙烯 C6H5CH=CH2 104.14 146 *
备注:*表示有毒性;x 标示无毒性或低毒性。
2、臭气的气味特性
几种主要臭气的气味特性如下表所示。
表6.9.3-2 主要臭气成份表
化合物 典型分子式 特性
胺类 CH3NH2 (CH3)3N 鱼腥味
氨 NH3 氨 味
二胺 NH2 (CH2)4NH2NH2 (CH2)5NH2 腐肉味
硫化氢 H2S 臭鸡蛋味
硫醇 CH3SH CH3SSCH3 烂洋葱味
粪臭素 C8H5NHCH3 粪便味
6.9.4 常用除臭方法介绍
常见的方法有下面几种:
① 生物除臭法
② 离子氧法或光电离子法
③ 活性炭吸附法
④ 臭氧氧化法
⑤ 燃烧法
⑥ 植物液法
⑦ 土壤除臭法
⑧ 化学洗涤法
1、生物除臭法
  生物除臭法,是将所有污染场所的气体转移出来集中处理,依靠稀释降低室内臭气浓度仅仅能够解决室内空气污染问题。主要利用微生物去除及氧化气体中的致臭成份,气体流经生物活性滤料,滤料上面的细菌就会分解致臭物质,产生相应的无机无臭物质(SO2、N2……)、水和其他小分子。在过去的30年内,生物除臭技术已在欧洲广泛地得到应用。
2、离子氧法
  依靠反应在污染源处消除污染,扼制其扩散,同时能够满足人们感觉舒适时所需的活性氧离子量。通过高压脉冲技术电晕放电,在常温常压下使氧分子很快分离为生态原子氧(O)、纯净离子氧、羟基自由基(*OH)、单线态氧(1O2)和带正、负电荷的离子氧和离子氧群。臭气分子与离子氧群混合,离子氧群将致臭污染物降解成相应的无机无臭物质(SO2、N2……)、水和其他小分子,经过净化后的空气通过通风管道高空排放到大气中。
3、活性炭吸附法
  活性炭吸附法是利用活性炭能吸附臭气中含臭物质的特点,达到除臭的目的。为了有效地除臭,通常利用各种不同性质的活性炭,在吸附塔内设置吸附酸性物质的活性炭,吸附碱性物质的活性炭和吸附中性物质的活性炭,臭气和各种活性炭接触后,排出吸附塔。与水清洗和药液清洗法相比较,具有较高的效率,但活性炭有一饱和期限,超过这一期限,就必须更换活性炭。活性炭吸附法常用于低浓度臭气和除臭装置的后处理。
4、臭氧氧化法
  臭氧氧化法是利用臭氧是强氧化剂的特点,使臭气中的化学成份氧化,达到除臭的目的。臭氧氧化法有气相和液相之分,由于臭氧产生的化学反应较慢,一般先通过药液清洗法,去除大部分含臭物质,然后再进行臭氧氧化。
5、燃烧法
  燃烧法有直接燃烧法和触媒燃烧法。根据臭气的特点,当温度达到648℃,接触时间0.3s以上时,臭气会直接燃烧,达到除臭的目的。在污水处理厂内,常利用污泥硝化后产生的沼气,使一些强烈的臭气燃烧。
6、植物液法
  植物液除臭系统原理是从300多种纯天然植物中提取汁液配置成与臭味分子反应的工作液,工作液经专用喷嘴喷洒成雾状,在微小的液滴表面形成极大的表面能,吸附空气中的污浊分子,经过水解、吸附、中和作用,将污浊空气分子生成无味无毒的分子,如氮气、水、无机盐等等,从而形成自然、干净、清爽的空气。
7、土壤除臭法
  土壤除臭法是利用土壤中微生物分解臭气中的化学成份,达到除臭目的。广义上说,属于生物除臭法的范畴。与前几种方法相比较,不需要加药等附属设施,运转管理费用较低,但需有宽阔的场地,定时进行场地修整,设置洒水装置,以保持较好的运转状态,缺点是处理效果不够稳定。
8、化学洗涤法
  此法是利用臭气中的某些物质与药液产生中和反应的特性,如利用呈碱性的苛性钠和次氯酸钠溶液,去除臭气中硫化氢等酸性物质,它必须配备较多的附属设施,如药液贮存装置、药液输送装置、排出装置等,运转管理较复杂,而且与药液不反应的臭气较难去除,效率较低。
6.9.5 除臭工艺方案比选及确定
表6.9.5-1 除臭方法对比表
净化方法 生物除臭法 离子氧法 活性炭吸附法 臭氧氧化法 燃烧除臭法 植物提取液喷
淋 土壤除臭法 化学洗涤法
流程

敞开空间喷
淋、密闭空间
雾化
适用
范围
各种气体
中、低浓度各
种气体
低浓度臭气或
用于其他除臭
工艺的后序处

低浓度、大风
量臭气
爆炸浓度极
限以下的气

低浓度各种气

低浓度、臭气浓
度及气量波动
较小的气体
风量高、中高
浓度的臭气
运行
管理
要点
1、保持适合微
生物生长的
pH、温度等条
件;
2、除臭风机和
喷淋水避免长
期停止运行;
3、喷淋水需去
除杂质
运行管理方
便,无特殊要

1、臭气参数改
变时需相应改
变设备参数设
定;
2、为减少臭气
中粉尘等杂质
降低吸附剂的
吸附能力,需设
置预处理装置
1、除臭效果
逐渐降低,需
注意观测;
2、为处理未
反应得臭氧,
需装置臭氧
分解器
1、运行操作
的专业性很
强;
2、燃烧后虽
然臭味消失,
但二氧化硫
会产生二次
污染
运行管理方
便,无特殊要

1、为保持良好
的除臭性能,需
定期监测臭气
通过土壤滤床
时的压力变化;
2、需定期洒水
和除草
1、操作时需
戴上防护工
具;
2、操作管理
人员须有相
关资质及管
理知识;
3、需准备好
泄漏时的中
和药品
西岑水质净化有限公司工程
上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司 169
净化
方法
生物除臭法 离子氧法 活性炭吸附法 臭氧氧化法 燃烧除臭法
植物提取液喷

土壤除臭法 化学洗涤法
总耗
电量
高 较高 较高 较高 高 低 较高 较高
除臭
原理
将所有污染场
所的气体转移
出来集中处理,
依靠稀释降低
室内臭气浓度
仅仅能够解决
室内空气污染
问题。
依靠反应在污
染源处消除污
染,扼制其扩
散,同时能够
满足人们感觉
舒适时所需的
活性氧离子量
利用各种不同
性质的活性炭,
吸附不同性质
的臭气
利用臭氧强
氧化剂,使臭
气中的化学
成份氧化。由
于臭氧发生
的化学反应
较慢,一般先
通过药液清
洗法,去除大
部分致臭物
质,再进行臭
氧氧化
有直接燃烧
法和触煤燃
烧法。根据臭
气的特点,但
温度达到
648 摄氏度,
接触时间0.3
秒以上时,臭
气会直接燃
烧,达到脱臭
的目的
采用雾化设备
将纯天然植物
提取液喷洒形
成具有很大比
表面积的小雾
粒,吸附空气
中的臭气分子
进行反应或催
化与空气中的
氧气反应,生
成无味、无二
次污染的产物
利用土壤中的
有机质及矿物
质将臭气吸附、
浓缩到土壤中,
利用土壤中的
微生物将其降

利用臭气中
的某些物质
和药液产生
中和反应的
特性,去除臭
气中的酸性
或碱性物质
设备初期投资费用 高 中等 中等 较高 高 低 高 高
运行管理成本 较高 低 较高 较高 高 低 低 高
占地面积 较大。 较小 较小 较大 较大 很小 较大 较大
维护系统设备维护 复杂,仪器仪表维修量大 系统设备维护简单,维修量小。 系统维护复杂,需定期更换或再生活性炭 维护复杂,费用高 系统维护复杂,精密仪器仪表维修费用高 系统设备维护简单,由供应商定期维护
空气分布系统的穿孔管易堵塞,维护繁琐 系统设备较多,维护复杂
处理效果 达国标排放 达国标排放 达国标排放 达国标排放 若温度没有控制好,则不能满足国家标准 达国标排放 达国标排放 与药液不反应的臭气较难去除
根据除臭方法比较,结合本工程实际情况作如下分析:
(1)本工程周边不具备焚烧法处理工艺的条件,故不适宜采用。
(2)土壤除臭法效果虽好,但占地面积较大,运行管理要求较高,本项目用地非常紧张,故不适宜采用;
(3)化学洗涤法,运行维护过程复杂,并需定期补充药品,处理臭气后所产生的废液仍需处理,否则将造成二次污染;
(4)单独采用活性炭吸附法除臭对低浓度臭气处理效果好,但为保证系统有效运行需定期更换活性炭及对活性炭进行再生处理,此方法单独使用成本较高;
(5)臭氧氧化法如监测管理不当导致臭氧外溢,将造成大气环境污染;
(6)植物提取液喷淋法占地较小,适宜分解、处理大空间、浓度较低臭气;
(7)离子法除臭占地较小,对中、低浓度臭气处理效果较好;
(8)生物除臭对大气量、高浓度臭气处理效果好,并且运行成本较低,但单独使用尚不能稳定达到新的排放标准。
  结合上述除臭工艺比较内容,综合考虑治理投资规模、工艺适应性、运行管理成本、能源消耗、设备管理维护、使用年限、治理效率等因素后,本项目拟考虑采用离子法除臭或生物除臭结合活性炭应急吸附除臭工艺。
  另外考虑人员操作与巡视的舒适性,预处理区域和泥区增设离子风送风系统。
......
 
     
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  第七章 推荐方案设计
7.1 设计水量及进出水水质
(1)设计水量
  本次上海西岑水质净化有限公司新建工程,设计规模2.5万m3/d,总变化系数K=1.740。污水厂平均流量为0.289m3/s,高峰流量为0.503m3/s。
(2)设计进水水质
  本工程设计进水水质如下:
表7.1-1 本工程设计进水水质
序号 项目 单位 设计进水水质
1 CODCr mg/L 350
2 BOD5 mg/L 180
3 SS mg/L 250
4 总氮TN(以N计)mg/L 45
5 氨氮NH3-N(以N 计) mg/L 35
6 总磷TP(以磷计) mg/L 5
7 pH—6.0~9.0
8 粪大肠菌群数 个/L ≤106
(3)设计出水水质
  根据《长三角生态绿色一体化发展示范区总体方案》等国家和地方的相关要求,结合有关部门的意见,本次上海西岑水质净化有限公司新建工程的出水指标拟执行类地表水III 类水标准。臭气执行《城镇污水处理厂大气污染物排放标准》(DB31/982-2016)中的相关标准。最终以环评批复为准。
表7.1-2 本工程设计出水水质(单位:mg/L)
序号 项目 单位 本次设计出水水质
1 CODCr mg/L ≤20
2 BOD5 mg/L ≤4
3 SS mg/L ≤5
4 总氮TN(以N计) mg/L ≤10
5 氨氮NH3-N(以N计) mg/L ≤1.0(1.5)*
6 总磷(以磷计) mg/L ≤0.2
7 粪大肠菌群数 个/L ≤1000
*注:括号内为水温≤12℃时标准。
7.2 工程内容
  根据方案论证,本工程推荐设计方案如下:
(1)预处理:新建,包括粗格栅及进水泵房、细格栅及曝气沉砂池、进水调节池。
(2)二级处理:新建,采用改良Bardenpho工艺+周进周出二沉池
(3)深度处理:新建,采用气浮池+臭氧催化氧化池+微絮凝超滤.
(4)污泥处理:新建,采用重力浓缩池+储泥池+离心脱水+污泥料仓,脱水后的污泥外运处置。
(5)消毒:新建,采用次氯酸钠消毒
(6)排放管:新建DN1000尾水排放管,拟排放至北横港。
(7)除臭:新建,对需要除臭的新建构建筑物进行除臭,采用离子法除臭或生物除臭+活性炭吸附除臭工艺。
7.2.1 污水处理工艺流程
本工程污水处理工艺流程框图如图7.2.1-1 所示。
图7.2.1-1 污水处理工艺流程
7.2.2 污泥处理工艺流程
本工程污泥处理工艺流程框图如图7.2.2-1 所示。
图7.2.2-1 污泥处理工艺流程
7.3 总平面设计
1、设计原则
1)按照不同功能,分区布置。
2)考虑人流、物流运输方便。
3)地下箱体通道出入口的设置便于人员,设备及消防车的进出。
4)满足消防要求。
5)工艺流程流畅,建构筑物顺流程及进出水的位置综合布置。
6)设置检修和巡视通道。
2、厂区平面布置
  西岑水质净化有限公司主体工程在现状厂区及其东侧、北侧用地内。污水厂北侧和东侧狭长用地需一并进行征地,征地面积按照1.8公顷暂估。
  本工程新建构筑物地下主要为土建5万m3/d,设备2.5万m3/d的一体化地下箱体,箱体包括:进水闸门井、粗格栅及进水泵房、细格栅及曝气沉砂池、进水调节池、生物反应池、二沉池、气浮池、臭氧催化氧化池、超滤膜车间、加氯消毒池、鼓风机房、1#加药间、2#加药间、浓缩池及污泥脱水车间、除臭及离子送新风设施、进水仪表小屋、出水仪表小屋、消防水池及泵房、机修车间、2#变电所、3#变电所、通风机房、逃生楼梯间、地下进出通道等。
  于现状厂区内地上同步配套建设综合楼(含展示厅)、1#变电所、纯氧制备及臭氧发生器间、门卫间、电业开关站(预留)等,此外根据需要设置部分通风井和逃生楼梯间。现状山深支路以北地上部分及现状厂区南侧部分作为青西郊野公园及蓝色珠链项目配套设施用地。
  项目实施后山深支路需改道,自厂区南侧绕行。
图7.3-1 总平面布置图
(1)预处理区
  本工程预处理区位于地下箱体的西南侧,新建进水闸门井、粗格栅及进水泵房、细格栅及曝气沉砂池。
(2)污水主处理区
  污水主处理区位于本工程地下箱体的中部,主要构筑物有:生物反应池、周进周出二沉池等。此外除臭设备、鼓风机房、1#加药间、2#加药间、机修间、2#变电所等配套设施也位于本区域。
(3)深度处理及出水区
  深度处理区及出水区位于地下箱体的北部。主要新建气浮池、臭氧催化氧化池、超滤膜车间、加氯消毒池等。
(4)污泥处理区
  污泥处理区位于地下箱体的东南侧。主要新建污泥浓缩池、储泥池、污泥脱水车间、污泥料仓等。
(5)厂前区
  厂前区主要位于厂区东中部地面上,位于地下箱体东南角上部,主要新建综合楼(包括展示厅)、1#变电所、纯氧制备及臭氧发生器间、门卫间等,另外,污水厂内考虑预留考虑电业开关站布置场地及土建设施,平面尺寸暂定150m2,最终是否建设以电力部门要求为准。此外根据需要设置部分通风井和逃生楼梯间。
(6)南侧厂区总平面
  本工程南侧厂区除水质净化有限公司的厂前区外,另外还考虑建设青西郊野公园及蓝色珠链的配套地下停车场(兼人防工程)以及上部景观绿化,配套地下停车场(兼人防工程)以及上部景观绿化另行立项实施。
(7)北侧厂区总平面
  本工程北侧厂区主要作为青西郊野公园及蓝色珠链公共设施的配套建设用地,考虑建设配套游船码头、配套管理用房等建筑、配套道路及广场、配套绿化等。该部分配套设施另行立项建设。
7.4 高程设计
  原西岑污水处理厂设计地面标高4.5m。现状山深支路与现状练西公路路口标高5.6m 左右,现状山深支路跨莲横港处标高6.81-7.05m。为减少地下箱体埋深及基坑维护费用,经综合考虑,本工程设计地下箱体南半部顶标高6.0m,箱体覆土0.5m,后续根据地面景观方案可局部堆土至7m,用于种植绿化;北半部顶标高5.0m,箱体上覆土1.5m,用于种植绿化。设计地面标高为6.5m,厂区通过坡道与厂外现状道路连接。
  污水处理构筑物高程遵循以下原则确定:
1.污水提升后借重力流经各处理构筑物;
2.污水经过超滤膜车间进水泵提升先后经超滤膜、加氯接触池处理,经加氯接触池处理后尾水重力自流排放。另备一套超越泵用于超越超滤膜车间后提升至加氯接触池,经加氯接触池处理后尾水重力自流排放
7.5 厂内公共工程
7.5.1 厂区给水工程
  本厂用水包括以下几方面:
(1)办公生活用水;
(2)生产用水(包括污泥处理设备冲洗用水等);
(3)道路、构筑物冲洗用水;
(4)绿化用水;
(5)消防用水。
  厂内生活用水主要由城市给水管网提供,为保证安全,消防用水也由城市给水管网提供。拟新敷设进水自来水管,管径为DN150,以满足消防用水的流量需求。
  经初步测算,污水厂自来水用水量为50m3/d。
  另外厂区内绿化浇灌等用水考虑部分再生水利用。
7.5.2 厂区排水工程
  厂区采用雨、污水分流制。
  本工程由于场内道路大面积调整,且雨水管道设计标准由P=1提高至P=5,因此随新建道路重新敷设雨污水管道。
  新建污水管道DN300~400,接入进水闸门井。新建雨水管道DN400~800,汇集后就近排入莲横港。
  厂区反冲洗废水、放空水等通过新建污水放空管道接入进水调节池,最终接入进水泵房。
7.6 水资源回用设计
7.6.1 尾水部分回用的可行性分析
  目前常用的再生水回用用途主要有以下几大类:
  工业用水:用于循环冷却补充水、洗涤用水等;
  城市杂用水:用于道路清扫、城市绿化、车辆清洗、冲厕、建筑施工、消防等;
  环境用水:用于娱乐性景观环境用水、观赏性景观环境用水以
及湿地环境用水;
  不同用途的再生水有其相应的水质指标要求,国家也有相应的规范和规定。国家现行有关中水回用的水质标准主要有《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920-2020),《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T18921-2019)、《城市污水再生利用绿地灌溉水质》(GB/T25499-2010)、《城市污水再生利用工业用水水质》( GB/T19923-2005)以及《污水再生利用工程设计规范》(GB50335-2016)等。不同用途的再生水水质的要求如下表所示:
表7.6.1-1 城市杂用水水质标准
表7.6.1-2景观环境用水的再用水水质
表7.6.1-3再生水用作工业用水水源的水质标准
注:*当中水回用于工业冷却水时,如敞开式循环冷却系统换热器材质为铜质时,冷却水中的NH3-N 应小于1mg/L,其余应小于10mg/L。
表7.6.1-4 本工程设计及实际可实现出水水质
序号 项目 单位 设计出水水质 实际可实现出水水质
1 CODCr mg/L ≤20 ≤20
2 BOD5 mg/L ≤4 ≤4
3 SS mg/L ≤5 ≤5
4 总氮TN(以N计) mg/L ≤10 ≤10
5 氨氮NH3-N(以N计) mg/L ≤1.0(1.5)* ≤1.0(1.5)*
6 总磷TP(以磷计) mg/L ≤0.2 ≤0.2
7 粪大肠杆菌 个/L ≤1000 可实现全部去除
8 浊度(NTU) - ≤5
*注:括号内为水温≤12℃时标准。
  本工程深度处理采用气浮池-臭氧催化氧化池-超滤膜工艺,处理后出水在达到设计出水水质要求的同时,可以去除全部大肠埃希氏菌,同时通过调节臭氧投加量,可实现出水中溶解氧浓度≥2mg/l。
  因而本工程出水能满足城市道路清扫、城市绿化、建筑施工、消防、景观环境用水以及工业直流冷却水的水质要求。
  同时本工程暂于超滤膜后段设置了1000m3/d的反渗透设施,该设施可以有效去除尾水中的离子类污染物。经反渗透处理后的高标准回用水已能满足所有城市杂用水、景观用水、工业用水的回用水水质要求。
  因此,本工程处理后尾水拟考虑做以下几方面的回用:
1)用于城市杂用水:本工程地下箱体上部为的公共绿地,可考虑将部分尾水回用于上部绿地以及周边城市绿化的绿化浇洒;尾水可用于周边道路的冲洗;尾水用作厂区消防用水的补充。本工程经反渗透处理的部分尾水水质标准较高,可用于本项目及周边用户的冲厕及车辆清洗用水。
2)用于景观环境用水:本工程地块内考虑布置部分景观水体,可考虑将部分出水回用于地块内水系的景观补水,也可排入北侧北横港作为景观河道补水。
3)用于工业用水:本工程经反渗透处理的部分尾水水质标准较高,可用于周边企业(如华为)的工业用水。
4)用于污水厂部分生产环节:包括污水厂的格栅冲洗、除臭设备喷淋和脱水机房冷凝器换热等环节。
7.6.2 尾水回用设计
1)回用水水量
  根据《青浦区金泽镇污水专项规划(2020~2035)》(上报稿),本工程再生水利用率需达到20%以上,故本工程再生水量至少为5000m3/d。
2)回用水泵设计
  根据再生水利用率20%的要求,本工程一体化箱体出水区设置变频气压给水设备,设3台自吸泵,2用1备,单泵性能参数为:Q=0~150m3/h,H=60m,P=22kW。
  本工程箱体内设置有5000m3的清水池,部分尾水进入该清水池用作地面景观用水,该部分水泵由后续地面景观设计进一步细化。本工程设置1000m3/d的反渗透设施,该部分出水可直接用于厂区外的回用。
3)回用水管网
  在厂区内布置环状回用水管网,回用水管管径DN150mm,从回用水泵出水总管上接出。回用水管管材采用给水用PE管。
  厂区内每隔适当距离设置一处冲洗栓,用以绿化浇洒及道路冲洗。
  一体化箱体内各生产环节的用水点则直接从回用水泵的出水总管上接出。
  地面景观部分用水管网由后续地面景观设计进一步细化。
  厂区外回用管网后续根据厂区外用水情况另行立项实施。
7.7 主要构(建)筑物
表7.7-1 新建单体一览表
单体编号 形式 单体名称 数量 单位 总设计规模
新建单体
一体化地下箱体
201 进水闸门井 1 座 5 万m3/d
202 粗格栅及进水泵房 1 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
203 细格栅及曝气沉砂池 1 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
204 进水调节池 1 座 土建5 万m3/d,设备5 万m3/d
205 生物反应池 2 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
206 二沉池 2 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
207 气浮池 2 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
208 臭氧催化氧化池 2 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
209 超滤膜车间 1 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
210 加氯消毒池 1 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
211 鼓风机房 1 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
212 1#加药间 1 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
213 2#加药间 1 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
214 浓缩池及污泥脱水车间 1 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
215 消防水水池及泵房 1 座
216 除臭及新风设施 2 座 土建5 万m3/d,设备2.5 万m3/d
217 进水仪表小屋 1 座 5 万m3/d
218 出水仪表小屋 1 座 5 万m3/d
219 地下进出通道 2 条
220 机修车间及备品间 1 座
221 通风机房 若干座
222 逃生楼梯间 12 座
223 2#变电所 1 座
224 3#变电所 1 座
225 电梯 2 座
226 地下构筑物 出水计量井 1 座 DN1000
201 地上建构筑物 进水闸门井 1 座 5 万m3/d
301 综合楼(含展示厅) 1 座
302 门卫间 1 座
303 电业开关站 1 座
304 纯氧制备及臭氧发生器间 1 座
305 1#变电所 1 座
306 逃生楼梯间 12 座
307 电梯间 2 座
308 通风口 若干座
309 地下进出通道敞开段 2 座
310 大门 2 座
311 围墙 450 米 高度2.5m
312 起吊口 2 处 高出地面0.3m,自箱体升出
313 出水高位井 1 处 高出地面0.3m,自箱体升出
  另外北侧厂区预留用地根据需要配套青西郊野公园公共建筑。
......
 
     
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  7.8 主要新建构建筑物工艺设计
7.8.1 进水闸门井
  本工程设置进水闸门井1座,与地下箱体合建。进水闸门井内设置DN1200mm电动速闭闸门1套,在净水厂发生断电、进水泵房或出水泵房事故时粗格栅进水水位超过警戒水位时自动关闭。另外为确保地下水质净化厂的安全,本工程粗格栅及进水泵房入口处设置2座1000×1000断电速闭闸门,与进水闸门井中的电动速闭闸门共同作用,双重保险。
......
7.9 结构设计
7.9.1 工程概述
  本工程为西岑水质净化有限公司新建工程,新建土建5万m3/d,设备2.5万m3/d 的污水污泥处理设施,包括污水预处理设施、二级生物处理设施、深度处理设施、消毒设施、污泥处理设施、除臭设施等,并配套建设厂区辅助设施(含综合楼、展示厅、变电所、纯氧及臭氧发生器间、门卫间、电业开关站、通风井和逃生楼梯间等)、给排水系统、道路、绿化、厂区进水管、尾水排放管等。主体设施采用全地下式建设形式。
  建(构)筑物基本情况及具体位置见厂区总平面布置图。
7.9.2 地质概况
  工程地质情况根据《上海西岑水质净化有限公司新建工程岩土工程勘察报告(详细勘察)》,上海山南勘测设计有限公司 2021年02月
7.8.2.1 地理位置、地形地貌及周边环境
  上海地区位于长江三角洲入海口东南前缘,成陆较晚,除西南部有少数剥蚀残丘外,均为平原地形,地形平坦,河港密布。按上海市工程建设规范《岩土工程勘察规范》(DGJ08-37-2012)“附图A 上海市地貌类型图”,拟建场地属于湖沼平原I-1 地貌类型。
7.8.2.2 地基土分布及其性质:
  本次勘察查明,拟建场地在勘察深度(最大深度为60.0m)范围内揭露的地基土为第四纪全新世Q43~晚更新世Q32 的沉积层,主要由填土、粘性土、粉性土、砂土组成。根据地基土沉积年代、成因类型及物理力学性质差异,将拟建场地勘探深度范围内土层划分为5 个主要层次及分属不同层次的亚层及次亚层。
  第①1-1 层杂填土:层顶标高4.86m~3.62m,平均厚度1.07m,以多量碎石子、砖块、混凝土为主,夹粘性土及植物根茎。
  第①1-2 层素填土:层顶标高5.00m~2.57m,平均厚度1.09m,以粘性土为主,夹少量粉性土及生活垃圾,土质不均,结构松散,呈欠固结状态,普遍分布。
  第①2 层浜土:层顶标高3.08m~1.50m,平均厚度0.99m,主要为浜底淤泥及生活垃圾,含灰黑色有机质,土质松软,夹碎石子、砖块等杂物。
  第②1 层灰黄色粉质粘土:层顶标高为4.30m~1.78m,平均厚度0.90m,暗浜及厚填土处缺失或厚度较薄,湿~很湿,可塑~软塑,中等压缩性;含氧化铁锈斑及铁锰质结核,稍有光泽,无摇振反应,韧性中等,干强度中等。
  第②2 层灰黑色泥炭质土:层顶标高为3.37m~1.21m,平均厚度0.59m,局部处缺失或厚度较薄,高等压缩性;含大量腐植物及有机质,有臭味,无层理。
  第③层灰色粉质粘土夹粘质粉土:层顶标高2.80m~0.52m,平均厚度0.83m,很湿~饱和,可塑~流塑,中等~高等压缩性;含云母,局部夹粉性土较多,土质不均。稍有光泽,无摇振反应,干强度中等,韧性中等,普遍分布。
  第⑥1 层暗绿~草黄色粉质粘土:层顶标高1.70m~-0.19m,平均层厚3.56m,湿~稍湿,可塑~硬塑,中等压缩性;含铁锰质结核,局部夹较多粉性土,稍有光泽,无摇振反应,干强度中,韧性中,普遍分布。
  第⑥2-1 层草黄~灰色砂质粉土:层顶标高为-1.33m~-4.82m,平均厚度5.35m,饱和,稍密~中密,中等压缩性;含云母、氧化铁条纹,夹薄层粘性土,土质不均,无光泽,摇振反应迅速,干强度低等,韧性低等,普遍分布。
  第⑥2-2 层灰色粉砂:层顶标高为-6.00m~-11.20m,平均厚度8.39m,饱和,稍密~中密,中等压缩性;主要由石英、长石等组成,含云母,无光泽,摇振反应迅速,普遍分布。
  第⑥3 层灰色粉质粘土:层顶标高为-13.39m~-19.99m,平均厚度2.37m,湿~很湿,软塑~可塑,高~中等压缩性;含云母、有机质,土质一般,局部夹薄层粉性土,干强度中等,韧性中等,稍有光泽,局部分布。
  第⑥4-1 层暗绿~草黄色粉质粘土:层顶标高-15.42m~-24.20m,平均层厚3.61m,湿~稍湿,可塑~硬塑,中等压缩性;含云母、有机质,土质较均匀,有光泽,无摇振反应,干强度中等,韧性中等,普遍分布。
  第⑥4-1t 层灰黄色砂质粉土:层顶标高为-19.50m~-23.50m,平均厚度1.00m,饱和,中等压缩性,含云母、贝壳屑,土质较好,摇振反应迅速,无光泽反应,干强度低,韧性低,局部缺失。
  第⑥4-2 灰黄~灰绿色粉质粘土:层顶标高为-24.42m~-27.70m,平均厚度8.15m,湿~稍湿,可塑~硬塑,中等压缩性;含铁锰氧化物、腐植物,土质较好,夹薄层粉性土,无摇振反应,有光泽,干强度中等,韧性中等,普遍分布。
  第⑧1-1 层灰色粉质粘土:层顶标高为-32.60m~-40.94m,平均厚度3.49m,湿~很湿,软塑~可塑,中等~高等压缩性;含云母、贝壳,层理清晰,局部夹薄层粉性土,无摇振反应,有光泽,干强度和韧性中等,普遍分布。
  第⑧1j 灰色砂质粉土:层顶标高为-35.50m~-38.81m,平均厚度2.48m,饱和,密实,中等压缩性;含云母、氧化铁条纹,土性尚佳,摇振反应迅速,无光泽反应,干强度低,韧性低,普遍分布。
  第⑧1-2 层灰~灰绿色粉质粘土:层顶标高为-42.29m~-45.14m,平均厚度1.86m,湿,可塑~软塑,中等压缩性;含氧化铁斑点,土质较均匀,局部夹薄层粉性土,无摇振反应,干强度及韧性中等,局部缺失。
  第⑧2-1 层灰色砂质粉土夹粉质粘土:层顶标高为-43.55m~-47.00m,平均厚度5.70m,饱和,中密,中等压缩性;含云母、有机质,土质不均匀,夹较多粉质粘土,具交错层理,普遍分布。
  第⑧2-2 层灰色粉质粘土:层顶标高为-49.00m~-52.73m,未钻穿,饱和,密实,中等压缩性,含云母、有机质,夹薄层粉性土,稍有光泽,无摇振反应,干强度和韧性中等,普遍分布。
7.8.2.3 地震效应与场地类别:
  根据本次勘察成果资料,按国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)(2016 年版)、上海市《建筑抗震设计规程》(DGJ08-9-2013)有关规定,建筑抗震设防烈度为7 度,设计基本地震加速度值为0.10g,设计地震分组为第二组。拟建场地位于湖沼平原Ⅰ-1 区,在场地内布置波速孔4个,详见附件:单孔波速测试报告。
  根据波速测试成果,场地20m 以浅土层等效剪切波速平均值均大于150m/s,根据区域地质调查,覆盖层厚度大于80m。故拟建场地类别为Ⅲ类,根据《建筑抗震设计规范》中划分的标准,本场地土属于中软场地土。
7.8.2.4 水文地质特征
  本工程潜水主要赋存于浅部填土、粘性土、粉性土中,勘察期间实测地下水稳定水位埋深在0.80m~1.70m之间,高程为1.94m~4.00m,具体详见表1.4-1。
  根据上海地区经验,设计时建议根据其最不利组合选择高低水位:建议高水位埋深选择室外地坪以下0.50m,低水位埋深选择室外地坪以下1.50m。
  根据实地调查,拟建场地及场地周边无污染源。
  根据G2、G15、G19孔附近潜水水样的水质分析报告,按照上海市工程建设规范《岩土工程勘察规范》(DGJ08-37-2012)第12.3节,拟建场地属于Ⅲ类环境,在Ⅲ类环境条件下,潜水对混凝土有微腐蚀性;当长期浸水时,潜水对钢筋混凝土中的钢筋有微腐蚀性;当干湿交替时,潜水对钢筋混凝土中的钢筋有微腐蚀性;潜水对钢结构有弱腐蚀性。
7.8.2.5 设计原则
  结构设计需满足工艺设计要求,遵循结构安全可靠,施工快捷方便,经济效益突出、造价合理的原则。
  结构设计需根据拟建场地的工程地质、水文资料及施工环境,最大限度优化结构设计,选择合理的施工方案。
  结构设计需遵循现行国家和地方设计规范和标准,使建(构)筑物在施工阶段和使用阶段均能满足承载力、稳定性和抗浮等承载力极限要求以及变形、抗裂度等正常使用要求。
  结构设计按照《建筑工程抗震设防分类标准》及配套规范进行抗震设计。
7.8.2.6 设计参数
(1)新建各建(构)筑物的结构设计使用年限50年。
(2)建、构筑物安全等级二级,地基基础等级乙级,基坑安全等级一级,构筑物环境类别为二b类、建筑物混凝土除地下及裸露构件为二b类,其余均为一类。覆土绿化屋面防水等级为一级。
(3)主要建(筑)物抗震设防类别为重点设防类,其余为标准设防类别。
(4)基本风压0.55kN/m2。(50年基准期)
(5)设计最高地下水位按照埋深0.5m。
(6)构筑物地面超载施工阶段按20kN/m2 计,使用阶段按10kN/m2计。
(7)设计构筑物水位按工艺设计最高水位超高0.2m 计。
(8)污水处理构筑物最大裂缝宽度允许值取0.2mm。
(9)构筑物不计池体侧壁摩阻力的抗浮安全系数Kf≥1.05。
(10)建筑物不上人屋面活载标准值0.50 kN/m2。构筑物顶板取4kN/m2,局部有设备及操作车通行时按设置自重核算。绿化活荷载取5kN/m2。
(11)构筑物外壁水土压力计算。
7.9.3 主要材料
  根据规范要求,结合当地实情情况,本工程采用的主要工程材料有:
(1)混凝土:构筑物结构混凝土强度等级C35,抗渗等级S8;垫层、填充混凝土采用C20。建筑物框架结构混凝土强度等级C30。结构混凝土掺入聚丙烯纤维,掺量约1.2kg/m3。
(2)钢筋:采用 HPB300 级钢和HRB400 级钢。
(3)钢材:主要为Q235B 钢。
(4)内防腐及外粉刷:内防腐采用2cm厚高铝酸盐水泥砂浆防腐,防腐范围水位以下1m至操作层顶面(包含顶板),池壁高出地面1m时,外侧(设计地面以下0.2m至池顶)采用水泥浆批平,丙烯酸类外墙涂料罩面二度;加药间内部(底板、内壁、顶板底面)采用玻璃钢(厚
度≥3mm)材料进行防腐。
(5)盖板采用热浸锌钢格栅覆面盖板。栏杆采用不锈钢栏杆,高1200mm(设三道横档)。
7.9.4 箱体结构方案
7.8.4.1 结构形式
  箱体结构设计的重点在于集约化一体化水池与其上部箱体结构,难点在于不同功能的单体连接以及上部箱体的柱网布置。各个水池通过渠道或管廊相连,由于水池底板埋深不同,荷载大小不同,水池之间的沉降也不同。箱体内的柱网布置需满足结构传力体系明确合理,满足抗震要求。同时,考虑立柱对工艺水流的影响,故箱体内框架柱结合下部池壁布置并尽可能少凸出池壁。
  本工程水池埋地,尚应注意箱体的防水设计,确保箱体在长期使用过程中的空间干燥、不渗水。
  上部厂房建筑结构应与检修厂房及水池箱体一并统筹考虑。
7.8.4.2 地基处理
1.地基处理的目的
  承载力要求,即地基需有足够的承载能力以承受建(构)筑物各种工况条件下的荷载。
  满足地下构筑物放空(无内荷重)工况条件下的抗浮稳定性要求。
  满足正常使用极限状态要求,即在附加荷载作用下,地基的变形应控制在规范允许的范围内。
2.地基处理方案的选择
  对于各建(构)筑物的基础处理方案,常用承载、抗浮基础的有两种方案: ①分别满足承载和抗浮两种要求的方案,即各种地基处理+抗拔桩,如预压法+树根桩或土层锚杆;②同时满足两种要求的方案,常见如桩基础,沉管及钻孔灌注桩、PHC 管桩(预应力管桩)及预制方桩等。
  本工程一体化水处理池体构筑物,考虑采用D800钻孔灌注桩解决抗浮及承载问题。
7.8.4.3 基坑支护设计
1.基坑设计方案
  一体化箱体结构平面形状不规则,面积约15267m2,基坑开挖深度约15m。初步计算箱体基坑围护采用800mm 厚地下连续墙,地下连续墙深度29m,采用三道混凝土支撑。
2.基坑开挖方案
  按照基坑设计方案,合理安排基坑施工顺序:基坑开挖前,先进行场地平整,然后分别开挖较深的基坑,开挖时应分块分层开挖,尽量减少基坑暴露时间。
  待箱体主体部分施工完成后,应进行地下行车道及消防泵房的基坑施工。基坑采用SMW 工法开挖施工,即D850 三轴搅拌桩内插H700型钢。内部支撑一侧支撑于工法墙体上,一侧支撑与已建好的一体化箱体侧壁上。
7.8.4.4 构筑物结构形式
  一体化水处理箱体:1座。
  一体化箱体结构平面形状不规则,面积约15267m2,分为地下两层,B1层为操作层, B2层为水处理层,采用钢筋混凝土水池结构,纵横向采用加强带和后浇带,顶板覆土1.5m。上部建筑均采用钢筋混凝土现浇框架结构。初步计算箱体外墙采用“800mm地下连续墙+600厚内衬”叠合墙,底板厚度为1300mm。整个箱体不设置变形缝,采用加强带、后浇带、抗裂纤维结合跳仓浇筑方法解决施工期温度和收缩裂缝问题,结构整体掺入抗裂纤维,1.2kg/m3。
桩基采用D800钻孔灌注桩,桩长38m,布置间距为3.5m×3.5m。
7.9.5 厂区进厂管道、厂区内管道及尾水排放管
  本工程进厂管道、厂区内雨污水管及排放管采用开槽埋管,管材主要采用钢筋混凝土管、钢管、HDPE双壁缠绕管等。根据地质资料,管道的基础设计按下述要求进行:
(1)钢筋砼管
  开槽埋管部分:承插式及企口式钢筋砼管道基础参照国标图集做法,采用钢筋混凝土底板基础,基础下若存在地基不均匀时可采用300厚中粗砂垫层。管槽回填材料采用中粗砂至管顶向上500mm,管槽回填压实度依照《给水排水管道工程施工及验收规范》规范要求,或遵循当地相关规范做法。
(2)柔性管道
  开槽埋管部分的管道基础及管槽回填压实度按《给水排水管道工程施工及验收规范》及其它相关规范要求采用。其中管道基础采用300厚中粗砂垫层基础。中粗砂坞膀并回填至管顶向上500mm,回填及压实度满足规范要求(路面要求)。
(3)管道接口
  本工程地质情况比较复杂,土层软硬不均,为防止不均匀沉降导致接口错开,管道间接口以及管道与检查井之间的接口采用柔性接口。
(4)厂内检查井
  检查井做法参考国标图集。
  检查井内壁及钢筋混凝土内壁均需要采用防腐措施。
图3:开槽埋管沟槽回填示意图
7.9.6 厂区现状构筑物拆除
  厂区现状构筑物再本次工程施工前,均需要进行相应的拆除。
单体编号 单体名称 数量 单位
101 进水泵房1 座地下结构深10.7m
102 细格栅及曝气沉砂池1 座地下结构深1.9m,桩基清障
103 MSBR池1 座地下结构深5.5m
104 提升泵房及过滤罐1 座地下结构深4.0m
105 紫外线消毒渠1 座择地新建临时设施用于施工期间使用
106 储泥池1 座地下结构深1.9m
107 污泥浓缩脱水机房和堆棚1 座
108 鼓风机房及变配电间1 间
109 调节池及除磷装置1 套地下结构深3.45m
110 综合楼1 座择地新建临时设施用于施工期间使用
111 门卫1 间择地新建临时设施用于施工期间使用
112 计量井1 座地下结构深3m
113 巴氏计量渠1 座择地新建临时设施用于施工期间使用
114 仪表小屋1 间择地新建临时设施用于施工期间使用
115 围墙
116 道路
117 绿化包括树木清理等
7.9.7 存在问题
  本阶段箱体柱网按照结合箱体水处理单体布置,下一阶段局部顶板梁、柱截面需根据景观及上部建筑结构形式进行调整。
7.10 建筑设计说明
7.10.1 设计内容
  西岑水质净化有限公司新建工程,建筑专业设计内容为综合楼、纯氧制备及臭氧发生器间、门卫间、1#变电所、一体化地下箱体、电业开关站等。
7.10.2 设计原则
1)重视城市格局、周边环境的动态延续性——适应周边环境及生态城市的规划模式,使项目能融入周边城市规划的特定大环境中,成为城市的有机组成部分,为能给周边人群提供一片高质量的环境幽雅的视觉享受场地而努力。
......
 
     
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第八章 主要工程量
8.1 主要机械设备表
表8.1-1 主要机械设备表
编号 设备名称 规格 单位 数量 备注
201 进水闸门井、202 粗格栅及进水泵房、203 细格栅及曝气沉砂池、204 进水调节池
1 潜污泵 Q=252l/s,H=6.2m,P=25.2kw 台 4 近期2 用2 备,2 台变频,第二阶段增加2 台,4 用2 备
2 粗格栅除污机 渠道宽1300mm,栅条间隙20mm,P=1.5kw台 2 附密封罩等成套装置
3 螺旋输送机 Φ300mm,有效长度 L≥5.0m, P=1.5Kw台 1封闭式,与粗格栅流水线连接
4 电动铸铁闸门 Φ1000mm,P=1.5kw 套 1
5 断电速闭闸门 Φ1000mm,P=1.5kw 套 2
6 电动铸铁闸门 1200x1200mm,P=1.5kw 套 1
7 断电速闭闸门 Φ1200mm,P=1.5kw 台 1
8 转鼓式中格栅除污机 B=1250mm,e=8mm,α=35°,N=5kW套 3配套电气控制柜、导流挡板、冲洗系统,堵塞报警系统等,2 用1 备,
9 水平螺旋输送机 DN350,输送机L≈7m,P=2.2kW 套 1中格栅厂商配套供应,附导渣竖管等,导渣竖管穿楼板处需四边封堵并附止水翼环
10 网板细格栅 渠宽1250mm,b≤3mm,P=5kW 套 3 配套电气控制柜、导流挡板、冲洗系统,堵塞报警系统等,与输送机封闭式流水线连接,2 用1 备
11 栅渣清洗压榨机 P=2.2kW 套 2 1 用1 备,附栅渣收集流槽(B=300)、分料器、导渣竖管等,由细格栅成套提供
12 非金属链板式刮砂机 池长:24m,池宽:1m, 水深:6.6m,P=0.375kW 套 2
13 电动旋转撇渣管 DN350,P=0.55Kw,L=1000mm 套 2
14 手电两用渠道闸门 1250mmx1400mm,P=1.5kW 套 3 细格栅前,配套不锈钢密封罩
15 手电两用渠道闸门 2000mmx1800mm,P=1.5kW 套 3 细格栅后,配套不锈钢密封罩
16 手电两用渠道闸门 1500mmx1500mm,P=1.5kW 套 4 曝气沉砂池前、后,配套不锈钢密封罩
17 手电两用调节堰门 B×H=1800mm×500mm,P=1.5kW 套 2 出水用,四边止水
18 砂泵 Q=10L/s, H=7m, P=8kw 套 4 2 用2 备
19 砂水分离器 Q=20l/s, P=1.1kw 套 1 附导渣管
20 罗茨风机 风量365m3/h,风压6.1mH2O,P=10.0kW 套 3 2 用1 备
21 增压泵 Q=4.2L/s,H=50m,N=15kW 套 3 2 用1 备,3 套均变频,由细格栅成套提供,配套提供隔膜气压水罐、止回阀、泵进出口阀门及管道
22 水箱 容积不小于8m 套 1 SS304,配套提供超声波液位计、溢流管、放空管等,由细格栅成套提供,与中格栅系统共用
23 增压泵 Q=0.7m3/h, H=70.0m,N=0.75KW 套 3 2 用1 备,3 套均变频,由转鼓格栅成套提供,配套提供隔膜气压水罐、止回阀、泵进出口阀门及管道
24 存水泵 Q=10m3/h,H=8m,N=0.75kW 台 1
25 手电两用方闸门 1000mmx1000mm,P=1.5kW 套 1
26 垃圾桶 V>0.5m,高1000mm 台 2 超越渠道进口,靠壁式,正向受压
27 电动葫芦 T=1t,H=18m,P=1.7kW 套 1
28 放空泵 250 L/s,H=10m,P=45kW 台 3 2 用1 备,均变频
29 电动葫芦 T=2t,H=18m,P=3.4kW 套 1
30 门式冲洗系统 BXH=2800X400mm,含控制柜 1 套,1 控4,P=1.5KW 套 4 设备商成套供货
205 生物反应池
1 电动进水堰门 2000x600,P=2.5kW 套 2 四边止水,比例进水配水
2 进水超越渠道闸门A 1200x2250,P=1.5kW 套 2
3 外回流渠道闸门 800x2250,P=1.5kW 套 2 双向受压
4 内回流渠道闸门 1200x2250,P=1.5kW 套 2
5 内回流渠道隔离闸门A 1200x2250,P=2.5kW 套 2
6 立式搅拌器 D=2500mm,转速18rpm,P=2.2kW 套 2
7 立式搅拌器 D=2500mm,转速26rpm, P=5.5kW 套 8
8 混合液回流泵 Q=220L/s,H=1.50m,P=25kW 台 6 水平轴流泵,4 用2 备,均为变频泵,附出水挡板等材料,出水管12 套
9 微孔盘式曝气器 通气量2.0m/(hr·个) 个 3650 配套提供DN150蝶阀后的空气支管及支架等
10 电动放空闸阀 DN300,P=1.5kW 只 4 底部放空2只,中位放空2只
11 电动蝶阀 DN600,P=1.5kW 只 4 用于控制空气主管,位于竖管上
12 电动空气调节蝶阀DN500,P=1.5kW 只 4用于控制空气支管,单池1 只
13 电动空气调节蝶阀 DN400,P=1.5kW 只 8用于控制空气支管,单池2 只
14 精确曝气系统 套 4
15 巴氏计量槽 B=900,测量范围0.25~1.80m3/s套 8 用于内回流、外回流计量,含液位计量仪表
16 电动葫芦 T=3t,H=15m,P=5kw 套 4 用于起吊内回流泵
17 进水超越渠道闸门B800x2250,P=1.5kW 套 2
18 增压水泵 Q=300m3/h,H=17m,P=18.5kW 套 6
19 射流曝气器 L=1075mm, 进出口法兰:DN200-PN0.6MPa ,吸气口法兰:DN100-PN0.6MPa 套 6配套DN80 增效喷嘴96个
206 二沉池
1 链板式刮泥机 池宽8.2m,池有效长度28.78m,N=0.37kW 套 6
2 手电两用进水闸门 800x1000,N=1.1kW 套 6
3 排泥套筒阀 DN200,调节范围90cm 套 36
4 电动葫芦 起重量1T,起升高度9m,N=1.5+0.2kW 套 1
5 电动撇渣管 DN300,L=5550,N=0.5kW 套 6
6 回流污泥泵 Q=145l/s,H=4m,N=9.3kW 套 3 变频,2 用1 备
7 剩余污泥泵 Q=35l/s,H=15m,N=8.5kW 套 2 1 用1 备
8 存水泵 Q=20m/h,H=5m,N=1.4kW 套 1
9 折流挡板 L=250mm, H=250mm,δ=4mm 套 144
10 浮渣挡板 L=28780mm, h=300mm,δ=4mm 套 6
11 出水堰板 L=28780mm, H=220mm,δ=4mm 套 6 由链板式刮泥机设备商配套提供
12 导流板 L=28780mm, H=600mm,δ=4mm 套 6
13 手动插板阀 B=200mm 套 12
14 电动调节堰门 1200x600,P=2.0kW 套 2
207 气浮池
1 混凝搅拌器 P=5.5kW 套 4 变频
2 回流水泵 3Q=100m/h,H=60m,N=30kW 台 3 2 用1 备
3 螺杆空压机 3Q=36m/h,P=0.8Mpa,N=5.5KW 台 2 1 用1 备
4 冷干机 3Q=36m/h,N=0.55KW 台 1
5 手电动进水闸门 DN800,N=0.75kW 套 2
6 刮渣机 N=1.1kW 套 2
7 PAM 自动泡药机 3Q=2m/h,P=1.8kW 套 1
8 混凝剂加药泵 Q=500L/h,H=30m,N=0.75kW 台 3 2 用1 备
9 絮凝剂加药泵 Q=1000L/h,P≤0.3MPa,N=0.75kW 台 3 2 用1 备
10 储气罐 3V=0.6m,P=1.0Mpa 个 1
11 出水活动堰板 MST-H950 套 2 含气动组件
12 紊流集水装置 MST-H950 套 2
13 絮凝紊流装置 MST-H950 套 2
14 布水装置 MST-H950 套 2
15 化学污泥泵 Q=30m3/hr ,H=1.5bar,P=5.5kW 台 2 1 用1 备,变频
208 臭氧催化氧化池
1 高效臭氧溶气装置 P=0.75kW 套 2 配套仪表及阀门;远期4套;由设备商成套供应
2 流程定制泵 Q=560m/h,H=24m,P=55kW,变频控制台 3 2 用1 库备,不锈钢316L;远期4 用1 库备;由设备商成套供应
3 二次混合设备 套 3 成品,不锈钢316L;远期6 套;由设备商成套供应
4 均相催化反应器 P=12kw 套 1 远期2 套;由设备商成套供应
5 排泥泵 Q=100m/h,H=11m,P=5.5kW 台 2 1 用1 库备,不锈钢316L;由设备商成套供应
6 呼吸阀 DN100 台 3 不锈钢316L;远期6 套;由设备商成套供应
7 存水泵 Q=10m/h,H=9.0m,P=0.75kW 套 1 不锈钢316L;由设备商成套供应
8 电动葫芦 T=1t H=5m P=1.5KW 台 1
9 电动葫芦 T=5t H=12m P=7.5KW 台 1
10 排泥泵 Q=100m3/h,H=11m,N=5.5kW 台 2 1 用1 备
11 臭氧破坏器 N=9kW 台 2 1 用1 备
209 超滤膜车间
1 超滤供水泵 Q=1090m3/hr, H=45m,P=200kW,过流部分材质 SS304 台 3 卧式双吸离心泵,2 用1备,变频
2 自清洗过滤器 Q=1050m3/hr, 过滤精度 200μm,滤网SS316 套 3 2 用1 备
3 管道混合器 DN600 台 1
4 膜单元 3Q=605m/h,共含膜元件464支,单支过滤面积80m。2 2 总过滤膜面积37120m(±1.0%%%),超滤膜公称孔径 0.02μm 套 3 内压卧式膜元件,成套设备含膜壳、撬架配套、管道及连接件、阀门、仪表等必要组件,由承包商系统集成并保证性能
5 进水电磁流量计 DN300 套 3 属仪表专业工程量
6 产水浊度计 DN300 套 1 属仪表专业工程量
7 反冲洗水泵 Q=1250m3/hr, H=30m,P=132kW,过流部分材质 SS304 台 3 卧式双吸离心泵,2 用1备,变频
8 篮式过滤器 Q=2050m3/hr, 过滤精度200μm,管道安装,DN500 套 1
9 管道混合器 DN600 台 1
10 反洗电磁流量计 DN600 套 1
11 盐酸加药装置 气动隔膜计量泵,1 用1 备,3000L/h,3.5Bar 套 1
12 次氯酸钠加药装置 气动隔膜计量泵,1 用1 备,3700L/h,3.5Bar 套 1
13 氢氧化钠加药装置 气动隔膜计量泵,1 用1 备,3400L/h,3.5Bar 台 2
14 NaHSO3 加药装置 气动隔膜计量泵,1 用1 备,1200L/h,3.5Bar 台 1
15 PAC 加药装置 PAC 加药计量泵:1 用1 备,机械隔膜泵,70L/h,3.5bar,0.22kW,手动调节冲程,变频电机配套过滤器、阻尼器、安全阀、背压阀和球阀、标定柱等; 台 2
16 盐酸卸料泵 Q=20-25m3/hr, H=15m,P=3.0kW; 台 1
17 盐酸储罐 5.0m3 个 1
18 氢氧化钠卸料泵 Q=20-25m3/hr, H=15m, P=3.0kW;台 1
19 氢氧化钠储罐 5.0m3 个 1
20 次氯酸钠卸料泵 Q=20-25m3/hr, H=15m,P=3.0kW;台 1
21 次氯酸钠储罐 5.0m3 个 1 避光保存
22 PAC 卸料泵 Q=20-25m3/hr, H=15m,P=3.0kW;台 1
23 PAC 储罐 5.0m3 个 2
24 CIP 水泵 卧式单级离心泵,Q=270m3/h,H=30m,P=30KW,过流部分材质SS316 台 2 1 用1 备
25 加热器 P=30KW 台 2
26 篮式过滤器 Q=270m3/hr, 过滤精度200μm,管道安装,DN200套 1
27 化学清洗电磁流量计 DN200 套 1 属仪表专业工程量
28 中和废水泵 Q=190m3/hr, H=15m,P=11kW 台 2 干式泵,1 用1 备,变频
29 储气罐 1.0MPa,1.0m3,储气罐底部安装有自动排液阀 台 2
30 冷冻式干燥机 入口流量:1.0Nm3/min,P=0.5kW 台 2 1 用1 备
31 空压机 Q=1.0Nm3/min;出口压力:0.8Mpa,P=7.5 kW 台 2 1 用1 备
32 电动单梁起重机 起升高度9.0m,起吊重量3.0t,P=3kW,配套起升机构、电控系统等 台 1 综合泵房
33 电动葫芦 起升高度6.0m,起吊重量3.0t,P=1.5kW 台 7 膜组件及综合泵房水泵接力吊装
34 存水泵 Q=15m3/hr, H=15m,P=1.5kW 台 2 集水坑存水泵
35 反渗透高压泵 立式离心泵,Q=55m3/h,H=130m,N=30kw,过流部分材质,SS304,变频控制台 1
36 清洗水泵 立式离心泵,Q=60m3/h,H=30m,N=7.5kw,过流部分材质,SS316 台 1
37 变频气压给水设备 设3 台自吸式水泵,2 用1备,单台规格0~150m3/h,H=60m,P=22kw 套 1
38 放空水泵 Q=50L/s,H=20m,P=13.5Kw 台 3 2 用1 备
39 出水超越泵 Q=252l/s,H=20m,P=80kw 台 3 近期2 用1 备,2 台变频,第二阶段增加3 台,4 用2 备
211 鼓风机房
1 单级离心鼓风机 Q=50m/min P=10.0mH O P=110kW 台 3 2 用1 备;成套设备(包括止回阀、油冷却器、进口导叶、排放阀、消音器等附件)
2 单级离心鼓风机 Q=26m/min P=10.0mH O P=55kW 台 1 常用,成套设备(包括止回阀、油冷却器、进口导叶、排放阀、消音器等附件)
3 电动单梁起重机 Lk=3700 T=3t H=6m P=4.2kW 套 1
4 空气过滤器Φ 1800x4500mmBXH=1500x1900XII,P=0.55kw 套 1
5 空气流量计 DN600 只 1 属仪表专业工程量,安装于DN600 空气总管上,确保计量精度的前提下位置可适当调整
212 1#加药间
1 乙酸钠储罐 有效容积20m3 台 1 PE,直径2800mm(暂定)
2 乙酸钠加药泵 Q=75L/h,7Bar,P=0.37kW; 套 3 2 用1 备,远期增加3 套,4 用2 备;
213 2#加氯间
1 PAC 储罐 有效容积25m3 台 1 PE,直径2800mm(暂定)
2 PAC 在线稀释系统Q=0~3m/hr3 套 1
3 PAC 加药泵 Q=150L/h,7Bar,P=0.37kW; 套 3 近期2 用1 备,远期4用2 备 成套设备,含背压阀、安全阀、阻尼器、过滤器等附件
4 助凝剂溶药装置 制备能力2m3/h,制备浓度1~1.5‰,P=4.5kW 套 1
5 助凝剂投加系统 投加泵3 台,2 用1 备,Q=1000L/hr,H=20m,P=0.75kW;含在线稀释装置 2 套,P=10KW,包括增压泵3 台,2 用1 备,Q=5m3/hr,H=45m,P=10KW 套 1 第二阶段增加1 台投加泵、1 套在线稀释装置、1 台增压泵
6 次氯酸钠储罐 有效容积15m3 台 2 PE,直径2800mm(暂定)
7 次氯酸钠加药泵 Q=75L/h,7Bar,P=0.37kW; 套 3 2 用1 备,远期增加3 套,4 用2 备;成套设备,含背压阀、安全阀、阻尼器、过滤器等附件
8 安全喷淋装置 套 1
214 浓缩池及污泥脱水车间
1 电动堰门 1000×800,P=1.5Kw 套 3 四面止水
2 悬挂式中心传动浓缩机 D=7.2m,P=0.55Kw 套 2 近期2 套,远期增加1套
3 出水堰板 H=250,L=20000,δ=5 套 2 附螺栓、垫片等适量配件,材质为不锈钢304,均由设备商成套提供,远期增加1 套
4 电动闸阀 DN300,P=1.5kW 套 3 用于污泥浓缩池排上清液
5 电动垂直可调堰门 B×H=1000x1500,P=1.5kW 套 2 排泥,四面止水,远期增加1 套
6 潜水搅拌器 ∅600,P=3Kw 套 2 近期2 套,远期增加1套
7 电动刀闸阀 DN300,P=0.75kW 套 6 用于储泥池进泥区放空、储泥池出泥
8 电动刀闸阀 DN400,P=0.75kW 套 1 用于储泥池出泥总管
9 污泥切割机 Q=20~60m3/hr,P=5.5KW 套 2 近期2 套,1 用1 备,远期增加1 套
10 污泥螺杆泵 Q=20~60m3/hr,P=15KW 套 2 近期2 套,1 用1 备,远期增加1 套,变频控制
11 电动刀闸阀 DN150,P=1.5kW,H=2MPa 套 2 近期2 套,远期增加1套
12 离心脱水机 Q=30m/h,干固体处理量Q=400kg/h,P=55+11kW 套 2 近期2 套,1用1备,远期增加1套
13 双向无轴螺旋输送机 ∅400,Q≥15m3/h,L=12000(参考),P=6KW 套 1
14 滑架污泥料仓 V=100m3,直径6m,P=30KW 套 1 近期1 套,远期增加1套,附料仓滑架卸料系统,液压卸料闸阀
15 电动闸板阀 ∅400 P=1.1kW 套 4 含软接头4 只,配套干污泥泵
16 干污泥泵 Q>15m3 /hr,P=35KW 套 2 近期2 套,1 用1 备,变
频,远期增加2 套,2 用2 备,与污泥料仓配套
17 污泥料斗 0.75m3,δ=5mm 套 2 近期2 套,1 用1 备,远期增加2 套,2 用2 备,与干污泥泵配套
18 电动闸板阀 400X400,P=0.75kW 套 2 近期2 套,1 用1 备,远期增加2 套,2 用2 备,与污泥料斗配套
19 电动葫芦起重量8t,起升高度13m,P=15KW(暂定) 套 1 用于离心脱水机起吊
20 电动葫芦 起重量2t,起升高度9m,P=3kW 套 2 用于污泥螺杆泵起吊
21 絮凝剂制备装置 干固体制备能力不小于5kg/h,P=1.3kW 套 2 1 用1 备,用于脱水机,包括稀释装置
22 絮凝剂添加泵 由供货商配套,P=1.1KW 套 3 2 用1 备,变频,含3台电磁流量计
23 电动闸板阀 ∅300 P=1.1kW 套 3 含软接头3 只,配套双向无轴螺旋输送机
215 消防水水池及泵房
1 消火栓水泵 Q=35L/s,H=65m,P=55Kw, 台 2 一用一备,需自带隔振垫;配套电控柜
2 消防稳压泵组 稳压泵规格:Q=1L/s,H=45m,P=0.75Kw,1.6MPa 套 1 泵组包括二台稳压泵,一用一备,一个有效储水容积不小于150L 气压罐,需自带隔振垫;和消火栓水泵机组共用一套电控柜
3 自动喷淋泵 Q=25l/s,H=70m,N=30kW 台 2 一用一备
4 潜污泵 潜污泵规格:Q=5L/s,H=10m,P=1.5Kw 台 3 二用一备,附闸阀、止水阀及适量管配件
304 纯氧制备及臭氧发生器间
1 鼓风机 Q=85m/min H=5m P=90KW 套 4 3 用1 备,变频
2 活塞式氧压机 Q=170Nm3/h H=20m P=18.5KW 套 4 3 用1 备
3 吸附塔 Φ1800x4500mm 套 6 4 用2 备
4 缓冲罐 材质:Q235 12m 只 3 2 用1 备
5 氧气储罐 材质:Q345R 5m 只 3 2 用1 备
6 气动蝶阀 DN250 套 6 4 用2 备
7 气动蝶阀 DN200 套 9 6 用3 备
8 气动蝶阀 DN150 套 6 4 用2 备
9 气动蝶阀 DN100 套 6 4 用2 备
10 换热器 列管式,非标 只 3 2 用1 备
11 入口过滤器 只 3 2 用1 备
12 排氮消声器 只 3 2 用1 备
13 密封水桶 只 3 2 用1 备
14 空压机 P=22KW 只 2 1 用1 备
15 吸干机 P=0.06KW 只 1
16 内循环水泵 P=2.2KW 只 3 2 用1 备
17 臭氧发生器 臭氧额定产量:10kg/h,额定浓度:120-135mg/L 运行重量:2.5T P=97.5kW 台 3 2 用1 备,包括板换系统,臭氧电源
......
 
     
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  第十三章 防腐
  水处理工程中的污水是一种成份复杂,条件多变的腐蚀介质,在此环境条件下,污水处理厂的栏杆、平台、风管、设备、钢门窗等大多锈迹斑斑,腐蚀严重,给美观、安全以及工程质量带来较大影响,因此,污水处理厂必须采取防腐措施,减少污水和腐蚀气体对构筑物、建筑物、设备的腐蚀,减少地下管配件的腐蚀。
13.1 腐蚀状况分析
  通常情况下,只要有水和氧存在时,金属表面形成局部电池而引起电化学反应,金属腐蚀就会发生。而在污水环境下,除了有生活污水的悬浮物、油脂、氮、磷、钾和有机物,还有工业废水的酸、碱、盐及各种有机化学成分,腐蚀甚为复杂。
  在这种特殊腐蚀氛围下,对钢结构件防腐涂层的要求是苛刻的。
  在水下除了水的电解质腐蚀作用,还有Cl-、S2-、NO3-、SO42-等阴离子对碳钢腐蚀的强烈的自催化作用。在水上,室外强烈阳光的照射,特别是盛夏高温季度,受热后的污水蒸汽中含有溶于水的氢氰酸侵蚀钢结构及设备,其中有些难溶解性颗粒积聚粘附在金属表面,又会产生垢下腐蚀、点蚀、坑蚀或缝隙腐蚀等局部腐蚀,使钢结构的腐蚀加剧。
13.2 防腐措施介绍
  国外对工业废水和生活污水的防腐蚀,主要体现在聚氨乙烯衬板和涂料两大类,在美国污水工程中常采用环氧/聚酰胺、环氧沥青、富锌聚氨酯、环氧沥青;德国采用环氧焦油沥青、富锌、聚氨酯玻璃鳞片;在日本、英国采用环氧、厚浆焦油环氧。所以,环氧/聚胺脂、环氧沥青、聚乙烯等涂料均应用较多。
  而目前对国内污水工程这种特定环境条件下的涂料选用上未见研究、报导,大多只是根据涂料性能做些选用,有的是成功的,如环氧沥青,也有些只采用一般涂料,效果不太理想。
13.3 防腐材料的选用
1)环氧沥青用于液相防腐
  环氧中有极性很强的羟基、醚键,附着力强。环氧固化后主链有化学性稳定的碳-碳链节,醚键受芳环保护故耐蚀好、机械强度高。煤焦沥青抗水、耐潮、耐化学品,是各种树脂中耐水最好的,且价廉,于环氧相配取长补短,提高了附着、耐蚀,降低成本。所以,多用于液相防腐,或气液两相交替环境。
2)鳞片涂料用于气、液两相交替环境
  乙烯基鳞片涂料中,成膜物质乙烯基酯树脂系甲基丙烯酸加环氧的反应物,既有环氧树脂主链结构,又有带不饱和双键的聚酯结构,所以既有环氧机械强度高、附着力好的特点,又具有不饱和聚酯树脂施工工艺性能好的特点。加之涂料中玻璃鳞片的加入提高了涂膜的抗
渗、耐磨性能。为此,在液相的特殊要求部位采用是可行的。用在气液两相交替环境也可行。
3)聚氯乙烯涂料用于气相环境
  聚氯乙烯含氟涂料成膜物质为聚氯乙烯,为此具有优良的耐腐蚀性和抗渗性,同时该涂料中采用了无机氟磷铁化合物复合颜料,对被保护表面起着良好的屏蔽作用,不受外界化学物质的破坏、分散。同时能在金属表面起磷化钝化作用,并与铁形成离子键结合力,大大提
高涂膜附着力。此外氟磷铁复合颜料还能增涂层的物理机械强度,改善其耐侯性和耐紫外线照射。该涂料对被涂覆金属表面处理要求不高,人工除锈达St3 级即可,这对结构件较复杂而又难以喷砂处理的
表面施工有很多益处,易保证施工质量。
13.4 构筑物防腐
  由于本工程为地下式污水厂,构筑物池体内壁的防腐,特别是水汽交界面以上部极容易发生混凝土和钢筋腐蚀,且水池内停水维护比较困难,所以在池内壁(含盖板底面)选用使用寿命较长的铝酸盐防腐砂浆。
13.5 埋地管道防腐
  本工程污水工艺管主要采用钢管,因此在工程设计中,根据国家规定的防腐蚀工程设计规范应进行钢管的防腐蚀处理:埋地钢管必须进行外壁防腐、内壁防腐和外加阴极保护等措施,保证系统的正常运行。
13.6 选用新材料防腐
  上述防腐的措施都是被动的防腐,在设计过程中,如何变被动为主动,是衡量每一工程师每个设计院水准的标准之一,因此,在选用材料上充分加以考虑。
1)选用耐腐蚀材料
  选用耐腐蚀材料,如不锈钢栏杆或玻璃钢栏杆,防止栏杆的生锈,玻璃钢栏杆的开发成功,也可减少采用不锈钢栏杆,特别是大面积不锈钢栏杆产生的负面影响,如在阳光直射下产生眩光,降雨存在栏杆上产生的水垢影响观感,碰撞后易产生变形等。
2)设备和安装的防腐
  在设备选型时,应考虑腐蚀环境对设备的影响,在设备采购标书中,应注明防腐要求,对一些主要的紧固件,如螺栓、挡板等,也应采用防腐材料,解决防腐问题。
3)采用已经使用的新型管材
  污水处理厂内管道众多,有小口径污水管、加药管、通风管等等,采用新型管材可以解决防腐问题。
......
 
     
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  上海市人民政府办公厅关于印发《上海市水系统治理“十四五”规划》的通知

各区人民政府,市政府各委、办、局:
  
经市政府同意,现将《上海市水系统治理“十四五”规划》印发给你们,请认真按照执行。

上海市人民政府办公厅
2021年6月23日

  
上海市水系统治理“十四五”规划
  
为推进上海市水系统治理,根据《上海市国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要》,制定本规划。
  
一、发展基础及面临形势
  “十三五”时期,上海市水系统治理从“完善体系,提升跨越”阶段向“补好短板、提标升质、注重生态、智慧管理”阶段延伸拓展,为城市经济社会发展提供了有力支撑,发挥了重要作用。
  ——水旱和海洋灾害防御能力不断提升。推进吴淞江工程(上海段)等流域防洪工程建设,实施堤防、海塘达标改造工程,完成300公里骨干河道整治工程,开展35座水利片外围排涝泵闸建设。积极推进苏州河深隧试验段工程及39个排水系统建设,新增市政雨水泵排能力约738立方米/秒。实施道路积水改善项目和郊区低洼圩区建设。基本实现全市水文监测站网布局全覆盖,完成上海市洪水风险图一期项目,成立市海洋监测预报中心,推进海洋观测站网建设。
  ——水资源和海洋资源保护利用有序推进。建成黄浦江上游(金泽)饮用水水源工程及支线工程,新增供水规模373万立方米/日,全面实现集中式水源地取水。建成8座水厂,净增供水能力84万立方米/日。启动17座水厂深度处理工程,完成2000公里供水管网更新改造和1.5亿平方米住宅建筑面积的二次供水设施改造。出台全国首部生活饮用水水质地方标准。强化用水总量和效率控制,厉行节约用水。实施滩涂整治和促淤工程,滩涂资源总量基本保持动态平衡。出台水土保持规划和管理办法,开展水土流失综合防治及动态监测。完成海洋生态保护红线方案和领海基点保护范围划定,严格围填海管控及海域权属和有偿使用制度落实,组织实施新一轮海岸线修测,建成上海市海岛综合管理平台。
  ——城乡水环境和海洋生态修复效果显著。全面落实河湖长制,完成3520公里城乡中小河道综合整治和截污纳管、雨污混接改造、污水管网改造等任务。河湖水面率提升至10.11%,全面消除黑臭水体,基本消除劣Ⅴ类水体。完成17座污水厂新建、扩建工程,净增污水处理能力约70万立方米/日。全面完成污水厂提标改造工程,城镇污水厂出水水质全面达到一级A及以上标准。农村生活污水处理率提升至88%。建成10个污泥处理处置项目,净增设施规模602.4吨干基/日,基本实现水泥气同治。完成金山城市沙滩西侧、大金山岛、奉贤和临港滨海等生态综合整治修复工程。
  ——精细化管理水平逐步提升。制定《上海市水资源管理若干规定》《上海市排水与污水处理条例》等地方性法规。深入开展执法行动,推进执法规范化建设。依法取消、调整和下放一批行政审批事项。完成供水、污水、雨水和防洪除涝等市级专项规划编制。制定一系列技术标准,取得100余项科研成果,获得13项省部级及以上科技进步奖。以“一网通办”为重点,完成审批“双减半”和内部行政审批系统升级改造任务。对接“一网统管”,建设“上海市防汛防台指挥系统”,推进水系统综合管理平台建设。推进上海全球海洋中心城市建设,浦东新区全国海洋经济创新发展示范城市和崇明(长兴岛)海洋经济发展示范区建设成效显著,基本形成“两核三带多点”海洋产业布局。
  “十三五”本市水系统治理取得了显著成绩,但与高质量发展、高品质生活要求相比,本市水旱灾害防御能力、饮用水品质、污水处理能力、河道水质仍需进一步提高,治理水平仍需进一步强化。新时期,水系统治理在面临挑战的同时,将迎来更大机遇。一是创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念,为水系统治理指明了新方向;二是长江经济带、长三角区域一体化发展、海洋强国等国家战略,为水系统治理明确了新任务;三是创新之城、人文之城、生态之城的城市发展目标,对水系统治理提出了新要求;四是人民美好生活需要,对水系统治理提出了新期望。
  
二、总体要求
  (一)指导思想
  以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神,深入贯彻习近平总书记考察上海重要讲话和在浦东开发开放30周年庆祝大会上重要讲话精神,围绕“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水思路、“幸福河”重要论述和海洋强国战略,坚持“绿水青山就是金山银山”,深入践行“人民城市人民建、人民城市为人民”重要理念,以超大城市水系统治理现代化需求为发展导向,以河湖长制为抓手,以“补短板、强监管、提品质、升能级”为发展主线,着力提高防汛安全保障能力,改善水环境质量,提升饮用水品质,推进海洋高质量发展,提高人民群众的获得感、幸福感和安全感。
  (二)基本原则
  1.以人为本、服务民生。牢固树立以人民为中心的发展思想,坚持人民城市属性,围绕人民对美好生活的向往,引导人民群众参与水系统建设和管理,共治共管、共建共享,持续提升水系统公共服务能力和质量,不断满足市民对防汛安全、水环境和饮用水品质提升的需求。
  2.节约集约、高效利用。深入贯彻落实最严格的水资源管理制度,坚持以水而定、量水而行,坚持把水资源作为刚性约束,提升资源监管能力和水平,增强全社会资源节约集约和高效利用意识,形成资源节约型生产生活方式,不断提高用水用海效率和效益。
  3.系统治理、综合施策。立足山水林田湖草生命共同体,统筹流域区域、陆域海域、城市乡村、地上地下、上下游、左右岸,更加注重系统治理、创新治理和区域协同,综合考虑水安全保障、水环境改善、水生态提质,综合运用工程与管理措施,多措并举,打造健康江河湖海,创建优美人居环境。
  4.依法治水、智慧管理。坚持法治思维和法治方式,依法从严治水管海,依法推进水系统治理体制机制创新、重点领域改革攻坚,加强科技创新、标准供给和智慧管理,加快构建系统完善的现代化治水管海制度体系。
  (三)发展目标
  到“十四五”末,基本建成与上海经济社会发展相适应的现代水系统治理体系,基本实现以下目标。
  一是防御能力增强,安全底线坚固。基本补齐洪潮灾害防御短板,区域除涝和城镇排水建设提速,中心城城镇雨水排水能力达3-5年一遇面积占比35%左右,新增河湖面积达到1500公顷,防洪堤防达标率达到90%,水利片外围除涝泵站实施率达到65%,海洋灾害防御能力大幅提高,风险应对能力明显提升。
  二是水体水质提升,江河湖海美丽。实现污水污泥处理处置稳定达标,初期雨水治理能力显著提升,城镇污水处理率达到99%,农村生活污水处理率达到90%,地表水达到或好于Ⅲ类水体比例达到60%以上,大陆自然岸线保有率达到12%,江河湖海水体水质明显改善。
  三是供给保障有力,资源利用集约。基本实现水资源利用节约集约,年用水总量不高于131.4亿立方米,万元GDP用水量较“十三五”末下降16%,降至16立方米;饮用水供应安全优质,供水水质综合合格率按国标达到99%,水厂深度处理率达到90%,公共供水管网漏损率降至9%;水土保持系统全面,滩涂、海洋资源有效保护和高效配置利用。
  四是行业管理精细,系统智能高效。法制体系更加完善,科技攻关效益彰显,行业监管和服务能力显著增强,海洋事务综合协调水平明显提升,重要河湖水域岸线监管率达到90%,海洋生产总值达到15000亿元左右,形成超大城市水系统管理的上海方案,为实现水系统现代化治理奠定基础。

三、主要任务
  (一)守牢安全底线,增强水系统灾害防御韧性
  强化城乡水安全保障,蓝绿灰管结合、江河湖海共保,系统推进堤防达标、区域除涝、城镇排水设施建设,挖潜存量设施效能,加强灾害防御及应急处置能力。
  1.全面提升洪潮防御和区域除涝能力。加快吴淞江工程(上海段)等流域骨干水利工程建设,完成新川沙河段和苏州河西闸工程,开展罗蕰河河段前期工作,并适时启动建设,提升流域防洪、区域除涝能力的同时,改善北部地区水环境质量。协同推进太浦河后续工程,提升太浦河行洪、供水和生态功能。实施50公里左右黄浦江干支流堤防加高加固工程,基本消除千里江堤薄弱段;深化黄浦江河口建闸前期研究,持续提升黄浦江抗风险能力。推进50公里左右主海塘达标建设,提升海塘防御风暴潮能力。系统推进河网和泵闸建设,以淀山湖、元荡、金汇港等骨干河湖水系建设为重点,实施约300公里的骨干河湖综合整治工程,进一步畅通蓝网主脉络,进一步贯通蓝绿开放空间;推进张泾河出海闸等20余座水利片外围水(泵)闸建设,建成后可新增水闸孔径约285米,新增泵站流量约650立方米/秒;开展新一轮水闸安全鉴定,对已鉴定为三类、四类的病险水闸加快开展前期工作,加快实施改造,持续提升区域引排水能力。达标改造45个左右低洼圩区,进一步提高西部低洼圩区抵御洪涝灾害能力。
  2.持续推进城镇雨水排水系统建设。建成苏州河深层排水调蓄管道系统工程试验段,加快后续工程前期工作,并适时启动;推进大名等16个中心城、月浦等7个郊区雨水排水系统建设,新增约330立方米/秒排水能力,增强城市排水韧性。建成桃浦等6座污水处理厂初雨调蓄工程,推进后续提标工程,建设龙华排水调蓄工程和一批水环境敏感排水泵站初雨调蓄池,减少相关排水系统初雨对河道水环境影响;适时启动白龙港区域干线污水调蓄池建设,新增初雨调蓄设施规模约50万立方米。结合海绵城市建设、城市更新,完成200万立方米左右绿色调蓄设施建设。全市城镇25%左右面积达到3-5年一遇排水能力,中心城城镇35%左右面积达到3-5年一遇排水能力。
  3.实施存量排水设施提质增效工程。挖潜现状泵站效能,开展泵站更新维护工作。持续开展排水管道周期性检测及维修改造工作,重点检测约1.3万公里排水主管,对其中约1500公里排水主管进行修复或改造,基本完成现状管龄超10年以上排水主管的检测、修复或改造。加大排水管道附属设施改造力度,结合道路工程项目,推进雨水连管和雨水口更新改造,按照新标准新建及翻排雨水连管,累计完成全市约60%的雨水口改造工程,基本实现雨水口截污挂篮全覆盖,提升排水和截污能力。完善排水设施监测网络,加强排水设施运维监管,形成运行信息全收集、运行状态全显示、运行监管全覆盖的监测网络,逐步提高厂站网一体化运行调度能力,更好发挥存量设施效能。
  4.增强水旱及海洋灾害风险防控和应急处置能力。完善水文、海洋监测站网布局,新增水文测站10处,提升功能约50处,完成基本水文测站标准化建设;推进海洋浮标、海床基观测系统和X波段雷达建设,基本形成覆盖本市重点海域、岸段和海岛的观测监测体系。开展水旱和海洋灾害风险普查,进行风险评估与区划,划定灾害重点防御区,构建分类型、分区域的灾害风险普查数据库体系,摸清水旱和海洋灾害风险隐患底数和防灾减灾救灾能力现状。积极开展全球气候变化、海平面上升等灾害致灾机理和应对研究。优化水情预报模型,升级分片水情预报系统。健全水旱和海洋灾害应急处置预案,探索建立海洋减灾综合示范区,加强水旱和海洋灾害应急救灾物资储备,推进物资配备标准化建设,逐步形成市、区、街镇三级物资储备体系,加强基层灾害防御人员队伍建设。研究海洋综合保障基地建设方案并适时建设。
  (二)巩固治理成效,建设健康美丽幸福水生态空间
  巩固水环境治理成果,统筹上下游、干支流、左右岸,统筹区域与流域,厂站网协调、水泥气同治,系统推进污水污泥收集和处理处置、河湖水系治理和海洋生态保护修复,营造健康美丽幸福的水生态空间。
  1.持续提升污水收集处理能力。推进污水处理厂新建和扩建,实施竹园污水处理厂四期(含50万立方米调蓄池)、泰和污水处理厂扩建、白龙港污水处理厂扩建三期工程建设,基本解决中心城区旱天溢流问题,雨天溢流得到有效控制;推进郊区14座污水处理厂扩建工程,基本解决郊区污水处理能力缺口问题,全市新增污水处理规模280万立方米/日左右。完善污水管网,完成南干线改造工程,建设竹园白龙港污水连通管和竹园石洞口污水连通管工程,实施合流污水一期复线工程,增强污水片区输送保障能力和系统安全性;推进污水二三级管网新建工程及污水泵站新建、改扩建工程,增强地区污水收集能力。建立雨污混接问题预防、发现和处置的动态机制,开展绩效评估,推动后续改造。贯彻落实乡村振兴战略,实施约5万户农村生活污水治理续建与新建项目,农村生活污水处理率达到90%,逐步推进老旧设施提标改造;强化行业监督管理,提高设施运维管护水平,保障设施运行正常、出水达标排放。
  2.妥善处理处置污泥。结合污水厂新建、扩建工程,同步实施泰和、竹园四期污泥干化设施及白龙港污泥干化焚烧设施建设,完成浦东、嘉定、青浦等区污泥干化焚烧设施建设,推进燃煤电厂污泥掺烧,在实现污水厂污泥老港“零填埋”的基础上,达标处置老港暂存库及白龙港厂内存量污泥。落实设施规划用地,扎实推进浦东、嘉定等区约7座通沟污泥处理设施建设,建成后新增通沟污泥处理设施规模约10.5万吨/年。加快对河道疏浚底泥处理处置技术和政策研究,严格规范河道疏浚底泥消纳处置。
  3.持续推进河湖水系生态治理。持续深化完善河湖长制,提升河湖长履职能力,强化河湖长考核;加强河湖长制工作创新和新技术应用,以河长制信息化平台推动河湖长制精细化管理。结合乡村振兴战略,集中连片开展以街镇为单元的河道水系生态保护与治理,重点推进50个生态清洁小流域建设,为市民打造连续贯通、水清岸绿、生态宜人的滨水开放空间、“幸福河”样板。监测分析镇村级河道回淤情况,分年度对镇村级河道开展疏浚,不断巩固中小河道水环境治理成果。开展全市重要河湖健康评价,基本实现骨干河道健康评价全覆盖。开展重点河湖生态流量(水位)监控,实施分片活水畅流精细化调度,进一步改善河湖生态。
  4.持续提升海洋生态系统质量和服务功能。大力实施海岸带生态系统保护和修复重大工程,推进杭州湾北岸海岸带、佘山岛领海基点等保护修复重点项目,建立生态保护修复项目后评估制度,逐步提升海岸带生态服务功能,改善海岛周边生态环境。持续开展增殖放流,逐步提高海洋生物多样性水平。深化海洋生态预警监测指标体系和评估方法研究,完善海洋生态预警监测质量管理体系。
  (三)提升供给品质,推进资源集约节约高效利用
  围绕饮用水安全、品质提升和资源利用,厂站网统筹、节供排共抓,系统推进原水系统和供水厂网建设,加强水土保持与滩涂保护,推进水资源、海洋资源集约节约高效利用。
  1.增强水资源配置和保障能力。探索建立长三角区域原水联动及应急供水机制,开展长江口水库链研究,为上海战略供水安全提供保障。加强入境、入海水量水质监控,实现水文水资源监控全覆盖。加强原水水质监测管理,调节优化水库生态系统,提高水源地应对突发污染和季节性藻类风险的应急处置能力。完成金泽水库完善提升工程,增设取水泵站和预处理设施,提升黄浦江上游水源地应急保障能力。推进青草沙-陈行原水系统连通工程,先期建设原水西环线南段工程,开展徐泾水厂原水支线复线工程项目技术储备,逐步实现长江-黄浦江上游水源地的互连互通、互济互补,提升全市原水系统安全保障能力。加强地下水开发利用管理,落实地下水管控指标,结合应急避难场所规划建设,优化地下水应急供水深井前期水资源论证,加强应急供水(兼回灌)深井建设和管理,推进地下水应急供水保障监控系统建设,持续开展地下水回灌,有效防控地面沉降并保障地区应急供水能力。
  2.强化并提升供水系统管控能力。优化水厂布局,启动建设虹桥水厂一期工程,完成临港水厂一期工程,新增供水能力20万立方米/日,缓解局部供需矛盾。推进杨树浦等10座长江水源水厂深度处理改造工程,全市水厂深度处理率达到90%。实施金海水厂配套输水管及锦绣路泵站工程,提升浦东北部区域供水能力。加快供水管网和区间连通管建设,优化供水输配系统布局,提升供水保障效率。实施约2000公里老旧供水管网更新改造,占全市老旧供水管网改造量的25%,公共供水管网漏损率降至9%。推动供水企业全部接管居民小区二次供水设施,进一步完善运维标准,运用物联网等新技术提升二次供水安全保障能力。加强供水管网分区计量管理,增设全市供水管网在线监测点,强化覆盖源头至龙头的供水监测,提升供水感知能力。推进高品质饮用水示范区试点建设,形成可复制、可推广的技术路线和实施方案。
  3.深入推进全社会和全领域节约用水。落实水资源刚性约束制度和国家、上海市节水行动方案,加强水资源和节水监督考核。因地制宜加强非常规水源利用,提升再生水利用水平。严格取水许可,实施取水许可电子证照,落实规划和建设项目水资源论证及节水评价制度,开展水资源论证区域评估。加强取用水和节水全过程管理,完善水资源管理系统建设,加强重点用水单位实时监管。强化计划用水限额管理,实施非居民用水超定额累进加价制度。持续推动节水型机关(单位)、小区、企业、学校等示范载体建设,加强农业、工业、服务业等重点领域节水技术改造,开展合同节水、智慧节水、非常规水源利用示范试点。加强节水宣传和知识普及,引领社会形成节约用水的良好风尚。
  4.加强水土保持与滩涂培育保护。全面落实生产建设项目水土保持责任,深化水土保持目标责任考核。实施水土流失预防保护,持续推动水土流失专项治理,打造生态河湖岸线,提升复合生态效应。开展开发区水土保持区域评估,加强人为水土流失监督检查和生产建设项目遥感监管。提升水土保持监测能力,启动水土保持监测站点建设,常态化开展水土流失监测,加强水土保持信息化建设与应用。推进滩涂资源监测监管;依据新一轮长江口综合整治规划,开展横沙浅滩等护滩研究,促进长江口北港河势稳定;适时推进南汇东滩二期项目,稳定长江口河势和航道;开展滩涂生物种青和培育保护研究,维护长江口生态基底。
  5.节约集约利用海洋资源。实施海岸线分级分类管控和海域功能用途管制,探索海域立体分层设权,协同开展海域和海岛等海洋自然资源确权登记。优化海域资源配置,服务东海大桥二桥、液化天然气站线扩建、临港和奉贤海上风电场等重大项目建设,保障重大战略、重要基础设施和生态保护项目用海。积极支持开发海洋可再生能源项目,鼓励深远海资源开发。严格落实海域有偿使用制度,促进海域资源保值增值。建立和完善本市海洋资源调查监测体系,重点开展海域海岛、海洋生态系统等海洋资源专项调查和监测评估,掌握海洋资源和海洋生态家底。进一步强化区级海洋属地管理职能,完善市、区两级海洋监管机制。
  (四)支撑重点区域建设,推动水系统治理新突破
  主动跨前服务重点区域,全面推进与重点突破相结合,聚焦陆海统筹、水安全保障、水环境营造、高品质供水等重点领域和关键环节改革攻坚,在中国(上海)自由贸易试验区临港新片区(以下简称“临港新片区”)、长三角生态绿色一体化发展示范区、虹桥国际开放枢纽、崇明世界级生态岛、五个新城等重点区域率先突破。
  1.海陆联动支撑临港新片区更高水平开放。发挥浦东新区海洋经济创新发展示范城市建设的驱动效应,培育壮大海洋高端装备、海洋生物等海洋新兴产业,协同推进海上试验场建设,助推蓝色产业集群发展。推进临港新片区主海塘达标建设,适时启动保滩工程,提升海岸线生态品质和安全防护能力。实施泐马河、人民塘随塘河等骨干河道整治工程和金汇港北闸等新建改建水(泵)闸工程,提高地区涝水外排能力。扩建临港污水厂,提高污水处理能力。建设临港水厂及配套原水工程,加强与相邻供水分区间的供水干管连通和一网联合调度,增强供水安全保障能力。协同推进嵊泗县大陆引水工程。在滴水湖核心片区内开展高品质饮用水示范区建设,提升区域供水品质。配合做好小洋山北侧综合开发,进一步提升洋山深水港能级。
  2.共保联治支撑长三角生态绿色一体化发展示范区更高水平共建。推进界河整治工程及长效管理,与上游城市开展水葫芦联防联治,共保流域安全,共护水生态环境,共建以水为脉、林水共生、城水相依的自然生态格局。结合元荡和淀山湖岸线综合整治,实施岸线贯通和堤防达标。串连火泽荡、南白荡等湖荡,打造“蓝色珠链”示范工程;推进青浦区环城水系治理,营造丰富、美丽的水生态空间。实施淀浦河西等外围泵闸改扩建工程,加强水闸泵站运行调度的统一控制,实施雨水管网提标建设,增强区域除涝能力。扩建西岑污水厂,建设青浦区污泥干化焚烧设施,提高污水污泥处理处置能力。推动示范区原水及供水主干管网互联互通,区域协同一体化提升地区供水安全保障。实施青浦区水厂连通工程、西岑科创中心供水配套工程,建设安全优质、均等高效的供水系统。
  3.提质升能支撑虹桥国际开放枢纽建设。实施西界河、新槎浦等水利片外围泵闸建设,推进华江、繁兴等雨水泵站建设,增强区域防汛排水能力。细化调度实施细则,加强地区活水畅流。推进生态清洁小流域建设,实施新谊河等河道综合整治工程,提升河道水环境质量。启动建设虹桥水厂一期工程,实施长桥水厂深度处理改造工程,提升区域供水品质。持续优化虹桥污水处理厂及污水收集系统运行调度,提高地区污水收集处理效能。
  4.安全为先支撑崇明世界级生态岛建设。结合崇明景观大道建设实施主海塘达标改造,进一步提升防御风暴潮能力。加快推进四滧港等南北向骨干河道整治工程、北沿四闸外移工程和南沿四闸改扩建工程,增强岛域涝水外排能力。推进实施崇明岛东风西沙原水系统复线工程,保障岛域原水供应安全。实施污水处理厂扩建及提标改造、污泥处理设施建设和污水截污纳管工程,提升水环境品质。协同推进崇明(长兴岛)海洋经济发展示范区建设,加强海工装备产业发展模式和海洋产业投融资体制创新,不断增强船舶海工装备领域的技术研发能力和产品核心竞争力。
  5.品质提升支撑五个新城高水平建设。按照优于中心城的建设标准和品质要求,加强新城水系统基础设施建设。在水安全方面,突出新城河湖空间较多特点,充分利用河道调蓄,结合海绵城市建设,提高雨水排水能力,新城35%左右区域达到3-5年一遇排水能力。在水环境方面,加强河湖生态修复,提升河湖防汛、生态、景观、文化等综合作用,创造宜居滨水空间,根据人口增量补齐污水处理能力短板;结合美丽家园建设,实施骨干河湖水系治理和生态清洁小流域建设;继续加快实施污水处理设施,扩建嘉定大众污水处理厂、松江污水处理厂四期等项目,提高污水处理能力。在水资源方面,贯彻“节水优先”和“优水优用”理念,倡导雨水、污水资源化等非常规水源利用,在南汇新城等部分新城率先实施高品质饮用水示范区建设,提高区域饮用水品质。在海洋方面,加强陆海统筹和海洋生态修复,实施临港滨海海洋生态保护修复项目,开展奉贤华电灰坝岸段海洋生态保护修复项目前期工作,并适时启动建设,构建海岸带生态与减灾功能协同增效的综合防护体系。
  (五)强化管理效能,提高水系统治理水平
  统筹“规划-建设-管理”多环节,以法规规章和规划体系为支撑,以科技创新和标准建设为动力,以智慧高效为目标,全面提升水系统管理“法治化、标准化、智能化、社会化”水平,深入推进上海全球海洋中心城市建设,引领行业高质量发展。
  1.健全制度,提升管理法治化水平。强化行业改革与法治建设同频共振,聚焦保障城市公共安全、严格水资源管理、加强水环境治理等方面,坚持“开门立法”“立改废”并举,持续完善供水管理、河道管理、海塘管理、海域使用管理、堤防设施管理等水务海洋地方法规政策体系。探索立法后评估与立项论证互动机制,建立健全行政规范性文件制订的公众参与、风险评估、专家论证和合法性审查制度。落实2035水务专项规划,滚动开展区域、片区水务海洋规划编制,指导区级水务海洋专项规划编制,提升规划引领作用。全面推行行政执法“三项制度”等制度,完善执法制度和平台建设,加强和改进重点领域执法,加强监管执法规范化建设,推进跨区域、跨系统执法联勤联动和执法领域行刑衔接,提升执法效能。持续优化“规划目标-项目储备-开工实施-运行评估-更新改造”全过程涉水工程管理体系,完善全生命周期水务海洋工程建设和管理体系。明晰水务海洋行业安全责任,排查安全隐患,落实整改措施,坚决遏制水务海洋行业安全生产事故。
  2.强化科研,提高行业标准化推广。持续加强水务海洋防灾减灾、水源地安全保障、高品质供水、污水污泥高效处理处置、河湖水质稳定达标、水系统生态修复、智慧水务等重大领域的关键技术研究及应用;加快新技术成果推广应用,重点推广5G+AI、建筑信息模型(BIM)技术、装配式技术等新技术在水务海洋场景中的创新应用,服务水务海洋重大工程建设。完善水务海洋标准体系,增加标准有效供给,重点加强水务海洋基础设施建设及维养标准体系研究和制订,进一步规范行业建设和管理。协同开展长三角生态绿色一体化发展示范区水务工程建设标准研究。强化定额管理,及时根据技术标准科学制订修订水务定额。持续加强科技管理能力建设,建设水务海洋发展智库,持续推动科技创新平台建设,激发科技创新活力。
  3.加强监管,提升社会化服务效率。继续深化“放管服”改革,依托“一网通办”平台,实施政务服务流程革命性再造,深化跨部门协同、并联审批,压缩审批时限。全面实施行政审批标准化管理。拓展线上线下服务渠道,推进政务协同、政务服务、热线、网站和新媒体等建设,提升以用户服务为中心的水务海洋智慧便捷服务能力。加强审批事项事中事后监管,完善行政审批、行业管理和行政执法协同监管模式,持续推进“互联网+监管”,提高监管效能。构建以信用为基础的新型监管机制,依法依规建立完善守信联合激励和失信联合惩戒的监管措施,推动相关行业加强规范自律。加强水务工程建设运行全过程监管,完善安全质量监督全过程信息化管理。
  4.完善平台,提升管理智能化水平。结合“一网统管”的发展要求,加强水务海洋数字化转型应用和感知网络建设,优化水利、供水、排水、海洋等感知神经元布局,强化行业数据高效安全的“采、存、算、管、用”能力,持续完善智能化应用支撑体系。加强水务海洋智能监管,建设河湖监管、建设监管、运维监管、执法监管等智能平台;加强水安全保障,持续优化升级防汛防台智能指挥系统;加强水环境治理,建设水环境管理、河湖长管理、排水设施“厂站网”一体化管理等平台;加强水资源管理,完善供水安全保障、智慧节水、地下水智能管控等应用;加强海洋综合管理,完善海域海岛资源保护利用动态监管、海洋经济运行监测、海洋观测预报、观监测站网和海洋防灾减灾等业务系统,提升水系统治理全过程智能管理水平。
  5.陆海统筹,提升全球海洋中心城市能级。落实国家海洋强国战略,推动全球海洋中心城市建设,完善“两核、一廊、三带”的海洋产业空间布局,打造临港、长兴岛两大核心承载区,培育高端船舶和海洋装备制造集群,推进海洋现代服务业发展,优化杭州湾北岸产业带、长江口南岸产业带和崇明生态旅游带,助力海洋产业结构优化和能级提升。建立涉海企业综合服务平台,服务重要领域“卡脖子”技术创新突破,促进海洋“制造”向“智造”“创造”转型。协同推进长三角区域海洋产业高质量发展。服务国家“一带一路”倡议和“海洋命运共同体”构建,协同推动对外开放和国际海洋事务合作,引导涉海企业参与海洋高技术领域国际竞争与合作,推动上海海洋优势产能“走出去”和国外高端海洋产业“请进来”。研究完善海洋经济统计调查制度,加强海洋经济运行监测与分析研判,及时、准确掌握海洋经济发展趋势,推进海洋经济信息产品供给。推进金山滨海湿地生态保护修复项目,开展金山三岛潮间带生态修复前期工作,并适时启动建设。

四、保障措施
  (一)强化分工协作,形成推动合力
  发挥上海在长三角一体化战略中的龙头带动作用,深化上海与江苏、浙江在流域水资源配置、水安全保障、水环境保护、海域资源开发方面的战略合作,完善长三角区域水资源、水环境、水安全和跨省项目用海的共建、共享、共治机制。水务海洋部门要加强与发展改革、财政、住房城乡建设、规划资源、农业农村、绿化市容、生态环境、交通、海事、海警等部门业务协作,明晰责任,对综合性强、涉及面广的问题,协同处置、联合推动。
  (二)拓宽资金渠道,加大投入力度
  积极争取国家、流域相关水务海洋建设资金。水务海洋部门要协同多部门研究制定水利、供水、排水、海洋基础设施投资政策。加大对水务海洋新型基础设施投入,增强水务海洋发展资金保障力度。拓展投融资渠道,鼓励金融机构加大对水务海洋公共基础设施和资源供应等项目的信贷支持,积极引入国家绿色基金支持。研究排水管网检测、修复和改造、病险水闸除险加固、海洋生态保护修复和海洋资源管控等相关资金支持政策。
  (三)注重人才培养,扩大公众参与
  紧扣水务海洋行业人才队伍建设需求和发展规律,创新引人、育人、用人的长效机制,激发人才创新活力,充分发挥教育培训、职称评审、技能认定、评先推优的机制牵引作用,注重创新型、应用型、技能型人才培养,打造水务海洋高素质专业化人才队伍。以水务海洋基础设施、科普宣传教育平台等为载体,推动水文化建设。搭建全过程、全方位的公众参与平台,建立贯穿规划编制、实施、监督及后评估全过程的公众参与机制,引导公众积极为水务海洋发展建言献策,主动接受社会和公众监督。充分发挥新闻媒介的作用,深入开展水旱灾害防治、水环境治理、水资源管理等宣传工作。
  (四)加强政策研究,完善推进机制
  持续深化河湖长制,充分发挥河湖长制的体制优势。持续深化节约用水、排水绿色基础设施、病险水闸除险加固、水费调价等政策研究,为水务海洋行业发展提供政策建议和决策咨询意见。按照覆盖污水处理设施运营和污泥处理处置成本并合理盈利的原则,制定污水处理收费标准,健全标准动态调整机制。优化河道蓝线调整机制。严格落实防汛工作行政首长负责制和防汛岗位责任制,健全防汛统一指挥调度工作机制。优化用海用岛政策,完善自然资源基础调查、确权登记机制。健全海洋经济统计核算工作机制。

(来源:上海市水务局(上海市海洋局),2021-07-18)

“......2.共保联治支撑长三角生态绿色一体化发展示范区更高水平共建。......扩建西岑污水厂,建设青浦区污泥干化焚烧设施,提高污水污泥处理处置能力......”

 
     
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