1、集镇生活污水处理工程技术方案5.2集镇生活污水处理工程5.2.1xx镇生活污水处理及管网建设工程改革开放以来，随着经济的发展，人口的增加，xx市xx镇城镇化进程较快。然而xx镇基础设施的建设却赶不上城镇发展的步伐，现状污水排水系统不完善，部分区域还没有敷设排水管道；已建的管道，由于管理不善，排水不畅；由于xx镇现无污水处理厂，城镇污水收集管网收集的污水直接排入xx河内，污染了xx河的水质，影响了整个区域的环境,因此建设生活污水处理站及配套管网更显得尤为迫切。5.2.1.1污水收集管网设计排水体制的选择须在满足环境保护的前提下，根据当地条件，通过技术经济的比对、确定，从保护湄江河水环境的角度出发
2、，确定本区域范围内采用雨污分流排放体制。对xx镇镇区居民的生活污水采取截污管网收集，并最终自流排至本项目污水处理厂进行处理，无需设置提升泵站。5.2.1.1.1设计原则管网布置时，应遵循以下原则：xx镇污水处理厂配套管网负责整个xx镇污水处理厂服务范围内的污水收集和输送。其设计原则为：a) 根据xx市xx镇总体规划，管网布置按远期设计，分期实施；b) 考虑到实施的可行性和今后维护管理的方便，配套污水干管一般沿规划道路敷设，且通常设在污水量较大或地下管线较少一侧的人行道、绿化带或慢车道下；c) 管网布局充分考虑近期实施的可操作性以及与远期结合的可行性，并方便建成后统一管理；d) 充分利用地形地貌
3、进行管道定线，尽可能减小管道埋深，降低投资；e) 管道的覆土深度应首先考虑满足服务范围内的收水要求以及相互间的衔接，并考虑为其它市政管线予留适当的竖向空间；f) 污水管道尽量采用重力流形式，避免提升，且尽量减少与河道、铁路及各种地下构筑物交叉，并充分考虑地质条件的影响；g) 排水体制为雨污分流制。结合目前城区排水的现状，近期部分老城区的排水采用截流合流制，并将逐步改造过渡为分流制。5.2.1.1.2管网布置xx镇地势为北高南低，西高东低，xx河自北向南从镇区中心流过，镇区西北部有一条小河自西北向东南汇入xx河，这二条合流构成了镇区主要的纳污水系。通过xx镇现状道路、建筑、地形、农田灌溉系统等因
4、素，本设计考虑布置一条污水主干管、三条污水次干管以及若干污水支管来组成xx镇污水管网，管网总长16720m 具体布置见附图xx镇污水收集管网平面布置图。管网布置方案是在本次工程服务范围分区基础上，针对每个污水分区不同的地形条件，不同的管网铺设外部环境，进行的分区、分类设计，设计中严格按照管网布置原则进行设计，最终确定每个污水分区的管道走向及管道工程量。5.2.1.1.3管道设计1、 管材选用a) 管材选择管材的选择是直接关系到工程造价，建设进度及安全可靠性。目前，国内的污水管道主要还是以混凝土管为主，但近连年来出现了许多新兴材料的排水管，其中PVC、GRP及陶土管各有其特点，已有工程采用；本工
5、程设计针对以上管材做综合技术经济比较论证以确定最终管网实用管材：1) 无衬混凝土管无衬混凝土管具有价格便宜，原材料丰富，抗压能力强，施工安装经验足，但重量重，体积大，施工安装麻烦，密封性差，易渗漏，同时耐腐蚀性差。2) 加内衬混凝土管加内衬水泥管具有混凝土管的优点，同时采用防腐材料对管道内壁进行防腐处理，在管道接口处采用橡皮圈密封，克服了普通水泥管的密封性差、耐腐蚀性差的特点。3) 双壁波纹管该管材是一种新型的排水材料，具有重量轻，耐腐蚀，施工安装方便，通水能力强，但目前大口径的管道，该管材的抗压能力等性能方面还不是特别成熟，且价格较混凝土管高。4) 玻璃纤维增强树脂夹砂管（GRP管）GRP管
6、是一种柔性的非金属复合材料管道，目前在国内已被广泛使用于输配水管，GRP管具有重量轻，钢度高，阻力小，耐腐蚀性强，施工安装方便，维护管理方便，目前国内已经能生产较大管径的GRP管，但GRP管价格较高，单位成本费用较高。5) 陶土管陶土管是一种古老的材料，具有原材料丰富，价格便宜的优点，但陶土管的抗压能力差，容易破碎，且陶土管管段较短，管径较小，施工安装较麻烦，况且目前在国内使用较少。6) 成本费用根据上述的管材分析，考虑到目前在国内GRP管道主要用于输配水，由于造价较高，在污水管道中应用的可能性较小，而陶土管的管径较小，因此仅对无衬混凝土管、有内衬混凝土管、双壁波纹管进行比较。常用排水管材的性
7、能比较见表8-7。表8-7 管材比较表直径（mm）铺设深度（33.5）采 购深度为33.5m的管道总费用增加百分数混凝土（无衬）混凝土（有内衬）双壁波纹管混凝土（无衬）混凝土（有内衬）双壁波纹管混凝土（有内衬）双壁波纹管3006963885917347817886.4%7.2%400739541171297938568677.9%9.4%500815811602388969751,0538.8%17.6%6001,1311122063591,2431,3377.6%19.9%7001,2401362465571,3761,4861,4908.0%30.6%8001,3642083346881,
8、5721,6981,7978.0%30.5%9001,4852123531,6971,8392,0528.3%10001,5982914481,8892,0461,4858.3%15002,7437149503,4573,6932,7436.8%通过以上技术经济比较最终确定本次管网工程DN500管材选用双壁波纹管、DN500的管材选用有内衬的钢筋混凝土管。b) 管道施工管道覆土深度3.5m，采用人工降水开挖埋管；管道覆土深度3.5m，采用井点降水，钢板桩加水平支撑，开挖施工；此外，在地质条件允许的情况下，管道覆土深度5m，可优先考虑采用顶管施工。c) 管道基础及接口管道基础：管顶覆土为0.73
9、.5m时采用120o砂石基础；管顶覆土4.66.0m用180o砂石基础；管顶覆土6.08.0m时采用360o砂石基础。接口：混凝土管采用承插式胶圈接口，双壁波纹管“U”型断面接口。d) 管道防腐钢筋混凝土管：内壁刷两道防腐涂料，涂层总厚度为22020m。管径1m的管道，管道涂衬可在管道敷设后进行；双壁波纹管：本身具有良好的防腐性能，不需要另外防腐处理。2、 倒虹管本工程中污水管网穿越河、沟处，设倒虹管。本工程共设主要倒虹管4处；如倒虹管过河处河流断面较窄，倒虹管采用钢筋混凝土管制作，较宽处采用钢管，两岸设沉泥井和冲洗井，便于以后养护及管理。3、检查井检查井设置在管渠交汇、转弯、管道坡度变化、跌
10、水处以及管径有改变处或相距一定距离的直线管道上。根据本工程干管沿线地质条件，检查井按有地下水情况考虑。检查井的最大间距见表5.2.3-2。表5.2.3-2 污水管检查井的最大间距管径或暗渠净高（mm）最大间距（m）200400405007006080010008011001500100检查井一般为圆形，大直径管道上的连接处或交汇处，可做成方形、矩形或其他各种不同的形状。大直径管道转弯处采用扇形井。检查井各部分尺寸应符合下列要求： 井口、井筒和井室的尺寸应便于养护和检修，爬梯和脚窝的尺寸位置应便于检修和上下安全； 检修室高度在管道埋深许可时一般为1.8m，污水检查井由流槽顶起算，雨水（合流）检查
11、井由管底起算。检查井井底宜设流槽。污水检查井流槽顶可与0.85倍大管管径处水平，雨水（合流）检查井流槽顶可与0.5倍大管管径处相平。流槽顶部宽度宜满足检修要求。接入检查井的支管（接户管或连接管）数不宜超过3条。5.2.1.1.4管网工程量污水收集管网主要工程量如表5.2.3-3所示，总计44.33km。表5.2.3-3 污水收集管网工程量表序号项目管径（mm）材质单位数量1污水收集管道1.1d300HDPEkm8.731.2d400HDPEkm3.201.3d500HDPEkm2.361.4d600钢筋混凝土管km1.351.5d1000钢筋混凝土管km1.08合计16.722检查井1200砖
12、砌座3905.2.1.2污水处理站设计5.2.1.2.1设计水量1、确定污水量需考虑的因素1） 服务范围内近期及远期用水量及污水产生量；2） 近期及远期污水管网配套情况及管网收集率；根据xx市xx镇总体规划（2011-2020），规划要求雨、污分流，逐步建立健全污水处理系统，使城镇污水处理率达到80%以上，到2020年生活污水处理达标率达到100%以上，力争水污染基本得到控制。因此，本工程近期按照80%计算；3）考虑污水管网中地下水及暴雨时的渗入量，按30%考虑。2、总用水量计算1）生活用水量根据xx镇的总规划，镇区内2015年常住人口与暂住人口为2.4万人；近期（2020年）人口为3.0万人
13、。根据镇（乡）给水工程技术规程（CJJ123-2008）表 4.1.2 镇（乡）村生活用水定额，最高日用水量为 130190 L/（人.d），结合xx镇现有用水量和排水量实际情况，拟定xx镇最高日用水定额取 180 L /人d。用水量见表4-1。表4-1 xx镇生活用水量 年份20152020人口(万人)2.43.0用水量(万m3/d)0.430.542）工业用水量工业用水量与生产工艺有关。本设计遵循国家建设资源节约型和环境友好型社会的要求，积极推行经济发展模式的转变，纳入本项目的工业用水为一般工业的用水量，对于一些污染较重、用水较大的工业企业，其污水治理应达到国家排放标准，其用水量不纳入本项
14、目工业用水量的估算，经调查，xx镇工业用水量为生活用水量的10%30%，取25%。用水量见表4-2。表4-2 xx镇工业用水量年份20152020生活用水量(万m3/d)0.430.54工业用水量(万m3/d)0.110.143）管网漏损水量和未预见水量管网漏损水量和未预见水量包括浇洒绿地，道路、管道漏失量和难于预测的各项因素而准备的水量，按最高日生活用水量的 15-25%计算，取 25%。用水量见表4-3。表4-3 xx镇管网漏损水量和未预见水量 年份20152020生活用水量(万m3/d)0.430.54管网漏损水量和未预见水量用水量(万m3/d)0.110.144）总用水量总污水量=生活
15、污水量+工业废水量+管网漏损及其他水量以上水量为最高日污水量，根据镇（乡）村给水工程技术规程 CJJ123-2008），日变化系数采用 1.31.6，本工程取 1.3。用水量见表4-4。表4-4 xx镇总用水量 年份20152020人口(万人)2.43.0最大日用水量(万m3/d)0.650.82平均日用水量(万m3/d)0.50.633、污水量的确定污水量按用水量的80考虑。则计平均污水量见表4-5表4-5 xx镇平均日污水量表 年份20152020平均日用水量(万m3/d)0.50.63平均日污水量(万m3/d)0.40.50 考虑污水管网中地下水的渗入量及不可避免将进入管道的雨水，按30
16、%计。则平均日总污水量见表4-6表4-6 xx镇平均日总污水量表年份20152020平均日污水量(万m3/d)0.40.51平均日总污水量(万m3/d)0.520.65 因为xx镇正处于快速发展中，故近期污水处理厂的设计水量以2020年作为参考较为合理，故污水处理厂的设计水量定为0.65万吨5.2.1.2.2进水水质污水处理厂设计进水水质的确定，通常根据污水水质实测资料、室外排水设计规范、国内同类型城市污水处理厂进水水质及城市未来的发展等方面进行综合考虑。根据污水综合排放标准(GB8978-1996)第4.1.3条规定，对排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水执行三级标准，其最高允许排放浓
17、度为：BOD5300mg/L，SS400mg/L，CODcr500mg/L。考虑到污水收集管网的不断完善，污水水质将逐步提高。同时参考我国南方部分污水厂设计与实际运行的进水水质，为稳妥、可靠起见，确定xx镇污水处理厂的进厂水质见表4-7。表4-7 xx镇污水处理厂设计进水水质表 项目PHCODcrBOD5SSNH3-NTNTP(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)指标值6-930015015030384.05.2.1.2.2设计出水水质xx镇污水厂处理后的净化水最后排入xx河。按照xx河的综合整治要求，xx河的水质目标是地表水II类水质标准。另外污水处理厂应执
18、行城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级A标准。根据排水接纳水体xx河的水质类别，xx镇污水厂工程的出水标准执行国标一级A标准。出水标准确定为：CODcr60mg/L BOD520mg/LSS20mg/L 氨氮8mg/L总氮20mg/L 总磷(以P计)1.0mg/L pH值：6-9根据本工程设计进水水质、出水水质，确定本工程处理程度，见表4-8。表4-8 设计进、出水水质及处理程度表 名称BOD5CODcrSS氨氮总氮总磷设计进水水质(mg/L)15030015030384.0设计出水水质(mg/L)1050105150.5处理程度(%)93.383.393.383.36
19、0.587.55.2.1.2.3厂址选择1、厂址选择的原则1) 符合“总规”和“分区规划”；2) 污水处理厂的位置符合城市规划，远离城市水源地，并与周边有一定的防护带，接近收纳水体，少占良田；3) 位于城市主导风向的下风向，并与城市居民点有一定的防护距离；4) 污水厂应位于流域的下游，尽量利用坡度使污水自流到污水处理厂；5) 建设部分与后期预留部分界限划分应尽可能明晰，以便运行管理；6) 近期施工、运行管理方便，远期有发展余地。2、厂址比选根据污水处理厂厂址选择原则，结合xx镇总体规划，在充分考虑xx镇地形的基础上，通过现场踏勘，确定了可供选择的两个厂址即xx河西岸的xx村厂址、xx河东岸的长
20、塘村厂址。1) xx村厂址该厂址位于xx镇南端，xx河下游，河西，紧邻xx镇规划南部边界线，距镇中心约2km。（1） 污水收集条件：污水收集需要过河；（2） 净化水排放条件：该厂址紧靠xx河下游，有利于净化水直接排出；（3） 交通条件：厂址附近有乡镇道路，有利于基建时建材与设备的运输；（4） 厂外接电条件：该厂址生产生活用电可由厂址附近的10KV城镇输电线路型接入厂区，接入距离不超过0.5公里，容量能够满足负荷要求。因此该厂址供电条件较为便利；（5） 厂区供水条件：用水可由镇自来水给水管网接入厂区，接水距离在400m左右，水量完全能够满足建设和生产需要；（6） 工程地质条件：厂区范围内尚无初勘
21、地质资料报告，据调查了解，厂区内地质情况较好，适于建厂；（7） 周围环境条件：该场址目前为旱地、水田；（8） 征地条件：目前该块地为旱地、水田，征地条件方便、无拆迁；（9） 与规划衔接：整个工程与总体规划、区域规划、地区发展及其他部门无矛盾冲突。2) 长塘村厂址该厂址位于xx镇南端，xx河下游，河东，紧邻xx镇规划南部边界线，距镇中心约3km。（1） 污水收集条件：该厂址靠近主要污水收集区域，有利于收集污水；（2） 净化水排放条件：该址紧靠xx河下游，有利于净化水直接排出；（3） 交通条件：该厂址经环南路直接连通镇中心，交通便利，有利于基建时建材与设备的运输；（4） 厂外接电条件：该厂址生产生
22、活用电可由厂址附近的10KV城镇输电线路型接入厂区，接入距离不超过1.4km，容量能够满足负荷要求。因此该厂址供电条件较为便利；（5） 厂区供水条件：用水可由镇自来水给水管网接入厂区，接水距离在1.5km左右，水量完全能够满足建设和生产需要；（6） 工程地质条件：厂区范围内尚无初勘地质资料报告，据调查了解，厂区内地质情况较好，适于建厂；（7） 周围环境条件：该场址目前为旱地、水田及居民区；（8） 征地条件：目前该块地主要为旱地，有部分民房，征地条件比较困难、拆迁量大；（9） 与规划衔接：东岸是xx镇的发展的主要方向，将来可能与区域规划、地区发展有冲突。3、厂址选定综合分析以上二个厂址，均位于x
23、x镇的下游，有利于整个污水的重力收集。地形较为平坦，工程地质条件、施工条件、外部供水、供电条件都较好。xx村厂址位于xx河的河西，需要增加过河管道的费用；但长塘村厂址附近居民较多，污水处理厂的运行将不可避免的影响他们的生活，且拆迁量比较大，征地比较困难，随着xx镇的发展，将来也有可能与区域规划、地区发展有冲突。考虑城市长期发展需要，通过综合分析，按照xx镇总体规划及实地考察，本可研推荐xx村厂址作为污水处理厂的厂址，如下图所示。xx市xx镇污水处理厂拟建厂址位于xx市xx镇镇中心xx河下游xx村。厂址自然地坪标高为193.9196.5m，厂区南邻xx河，东靠乡镇路。该处距环南路约300m，厂址
24、用地现为农田（非基本农田），周边无居民和集群建筑物。5.2.1.2.4处理工艺1、工艺选取的原则生活污水处理厂工艺方案的正确选择对确保处理厂的运行效果，降低投资和运行费用起着至关重要的作用，因此应根据所规定的规范、标准和一般原则，从整体最优的观念出发，结合设计规模、生活污水水质特性、排放标准以及当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的处理工艺方案，经全面技术经济分析后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。根据当地的具体条件和要求，在总体工艺方案选择时，应遵循以下原则：（1）处理工艺合理，技术先进，水质变化适应能力强，出水达标且稳定，污泥易于处置；（2）经济合理、电耗省、造价低、占地省；（3
25、）易于管理、操作方便，设备可靠；（4）所选工艺应最大程度地减少对周围环境的不良影响（气味、噪声、气雾等）；（5）场区景观好，与环境相协调，文明生产。2、工艺设计1）污水特点生活污水主要来源厨房、厕所、洗浴间等生活设施排出的生活污水，主要污染因子COD、BOD、NH3-N、SS、粪大肠菌群等，生活污水中需要去除的污染物主要是有机物、悬浮物等。城市污水采用生物法处理工艺，特别是脱氮除磷工艺，对进水中污染物质的配比和平衡有较高的要求，详见以下分析：（1）可生化性（BOD5/CODcr）该指标是鉴定污水可生化性的最简单易行和最常用的方法，一般认为BOD5/CODCr0.35时污水具有较好的可生化性，B
26、OD5/CODcr0.3时污水可用生化处理方法进行处理。本项目进水该项指标为0.34，应优先选择采用生物处理方案。（2）生物脱氮（BOD5/TKN）污水的五日生化需氧量与总凯氏氮之比是影响脱氮效果的重要因素之一。异养性反硝化菌在呼吸时，以有机基质作为电子供体，硝态氮作为电子受体，即反硝化时需消耗有机物。国内很多污水处理厂运行实践表明：当污水中五日生化需氧量与总凯氏氮之比大于4时，方可达理想脱氮效果；而五日生化需氧量与总凯氏氮之比小于4时，脱氮效果明显变差。五日生化需氧量与总凯氏氮之比偏低时，需外加碳源才能达到理想的脱氮效果。根据本项目确定的进水水质指标，BOD5/TKN小于4，需根据实际进水水
27、质确定是否补充碳源。（3）生物除磷（BOD5/TP）生物除磷由吸磷和放磷两个过程组成，聚磷菌在厌氧放磷时，伴随着溶解性可快速生物降解的有机物在菌体内储存。若放磷时无溶解性可快速生物降解的有机物在菌体内储存，则聚磷菌在进入好氧环境中并不吸磷，此类放磷为无效放磷。生物脱氮和除磷都需有机碳，在有机碳不足，尤其是溶解性可快速生物降解的有机碳不足时，反硝化菌与聚磷菌争夺碳源，会竞争性地抑制放磷。污水的五日生化需氧量与总磷之比是影响除磷效果的重要因素之一。若比值过低，聚磷菌在厌氧池放磷时释放的能量不能很好地被用来吸收和贮藏溶解性有机物，影响该类细菌在好氧池的吸磷，从而使出水磷浓度升高。本方案进水BOD5/
28、TP=20，通过控制TN去除效率，降低回流污泥中硝酸盐含量、以及控制SBR运行周期，好氧段进入厌氧段的硝态氮不会影响厌氧区的释磷效果，能有效提高系统的磷去除率。（4）悬浮物的去除污水中SS的去除主要靠沉淀、过滤作用，其中无机颗粒和大直径的有机颗粒靠自然沉淀作用就可去除，小直径的有机颗粒靠微生物的降解作用去除，而小直径的无机颗粒（包括尺度大小在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒）则要靠活性污泥絮体的吸附、网络作用，与污泥絮体同时沉淀被去除。污水厂出水中悬浮物浓度不仅涉及到出水SS 指标，出水中的BOD5、CODcr的指标也与之有关。这是因为组成出水悬浮物的主体是活性污泥絮体，其本身的有机成分就很高，因
29、而较高的出水悬浮物含量会使得出水的BOD5、CODcr、氮、磷均增加。因此，控制污水厂出水的SS指标是最基本的，也是很重要的。为了降低出水中的悬浮物浓度，应在工程中采取适当的措施，例如采用适当的污泥负荷、采用较低的上部出水、充分利用活性污泥悬浮层的吸附网络作用等。综上所述，根据对本项目污水处理厂进水水质的可生化性、脱氮除磷配比特性以及进水水质特性的分析，本项目污水水质适合采用生物处理法进行脱氮除磷。为降低运行成本，建议选择现在运用较多的生态湿地处理技术作为主要处理单元，在前端根据出水水质标准的需要设置一定的预处理单元（生化为主），以保证出水水质。最终形成“厌氧生物塘+砾间接触氧化+多级人工湿地+光伏能源补偿”的生态公园工艺路线。2）工艺比选（1）SBR工艺SBR法是污水生物处理方法的最初模式。SBR法基本工艺流程为：预处理、SBR反应器、出水，其操作程序是在一个反应器内的一个处理周期内依次完成进水、生化反应、泥水沉淀分离、排除上清液和闲置等5个基本过程组成。SBR对有机物去除机理为：在反应器内预先培养驯化一定量的活性微生物（活性污泥），当废水进入反应器与活性污泥混合接触并有氧存在时，微生物利用废水中的有
