十堰市武當(dāng)山特區(qū)污水處理廠工程項目可行性研究報告

PAGEPAGE1十堰市武當(dāng)山特區(qū)污水處理廠可行性研究報告十堰市武當(dāng)山特區(qū)污水處理廠可行性研究報告目錄PAGE6武漢市政工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司目錄1.概述 11.1項目名稱及主管單位 11.2設(shè)計依據(jù)及原則 11.2.1編制依據(jù) 11.2.2編制范圍 11.2.3投資規(guī)模 11.2.4編制原則 21.2.5采用的主要規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn) 21.2.6城市概況 42.城市給排水現(xiàn)狀、規(guī)劃及項目建設(shè)的必要性 72.1城區(qū)給水現(xiàn)狀及規(guī)劃 72.2城區(qū)排水現(xiàn)狀及規(guī)劃 72.2.1排水現(xiàn)狀 72.2.2排水規(guī)劃 82.3項目建設(shè)的必要性 82.3.1南水北調(diào)水源地水質(zhì)保持的需要 82.3.2改善漢江沿線人民生活生產(chǎn)的需要 92.3.3改善投資環(huán)境的需要 92.3.4持續(xù)發(fā)展的需要 93.工程總體方案 113.1工程設(shè)計規(guī)模 113.1.1設(shè)計年限 113.1.2工程服務(wù)范圍 113.1.3污水總量預(yù)測 113.1.4工程設(shè)計規(guī)模 133.2進(jìn)出水水質(zhì) 133.2.1原水水質(zhì) 133.2.2出水水質(zhì)及處理程度 143.3污水收集系統(tǒng)及排水體制 153.3.1城市污水收集系統(tǒng) 153.3.2排水體制 153.4受納水體 153.5污水廠廠址選擇 164.污水處理廠方案設(shè)計 184.1設(shè)計原則 184.2污水處理廠工藝方案設(shè)計 184.2.1污水處理方法的選擇 184.2.2生物脫氮除磷基本原理 204.2.3生物脫氮除磷工藝的可行性 214.2.4污水生物脫氮除磷工藝 224.2.5方案比較和推薦方案 304.2.6污泥處理流程分析 354.2.7消毒工藝方案 384.2.8除臭方案選擇 394.3工藝設(shè)計 414.3.1主要處理構(gòu)筑物設(shè)計 414.3.2主要設(shè)備選型 444.3.3輔助工程 454.3.4公用工程 464.3.5廠區(qū)總體布置 474.3.6尾水排放 484.4建筑及結(jié)構(gòu)設(shè)計 494.4.1建筑設(shè)計 494.4.2結(jié)構(gòu)設(shè)計 494.5電氣工程設(shè)計 504.5.1設(shè)計范圍 504.5.2供電電源 504.5.3負(fù)荷計算 514.5.4系統(tǒng)設(shè)計 514.5.5變配電所設(shè)計 514.5.6啟動和控制 514.5.7照明設(shè)計 524.5.8電容補(bǔ)償 554.5.9電能計量 554.5.10防雷、接地系統(tǒng) 554.5.11通信設(shè)計 554.6自控設(shè)計 554.6.1一般原則 554.6.2系統(tǒng)構(gòu)成 554.6.3儀表設(shè)置 564.6.4計算機(jī)控制及管理功能 565.定員編制、建設(shè)進(jìn)度 585.1定員編制 585.2工程建設(shè)進(jìn)度 606.環(huán)境保護(hù)、勞動保護(hù)、消防和節(jié)能 616.1項目的環(huán)境影響及對策 616.1.1項目實施過程中的環(huán)境影響及對策 616.1.2項目建成后的環(huán)境影響及對策 636.2勞動安全衛(wèi)生 666.2.1運(yùn)行之前 666.2.2建設(shè)期 676.2.3運(yùn)行管理期 676.3消防 676.3.1編制依據(jù) 676.3.2防火等級 676.3.3防火措施 686.4節(jié)能 686.4.1節(jié)能措施 686.4.2能耗指標(biāo)及分析 687.投資估算 707.1概述 707.1.1編制主要依據(jù) 707.1.2主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)： 717.2建設(shè)項目總投資及進(jìn)度計劃 718.財務(wù)分析及財務(wù)評價 768.1概述 768.2財務(wù)分析及財務(wù)評價 768.2.1原則及方法 768.2.2基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 768.2.3成本分析 778.2.4盈利能力分析 778.2.5清償能力分析 798.2.6不確定性分析 798.2.7評價結(jié)論 799.效益評價 819.1社會效益 819.2環(huán)境效益 819.3經(jīng)濟(jì)效益 8210.招投標(biāo) 8310.1概述 8310.2發(fā)包方式 8310.3招標(biāo)組織形式 8410.4招標(biāo)方式 8410.5本項目招標(biāo)情況 8511.結(jié)論和建議 8611.1結(jié)論 8611.2建議 87附圖 88附件資料 I十堰市武當(dāng)山特區(qū)污水處理廠可行性研究報告概述1.概述1.1項目名稱及業(yè)主單位項目名稱：十堰市武當(dāng)山特區(qū)污水處理廠業(yè)主單位：十堰市武當(dāng)山特區(qū)淼鑫自來水廠建設(shè)地點(diǎn)：十堰市武當(dāng)山特區(qū)石家莊四組編制單位：武漢市政工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司1.2設(shè)計依據(jù)及原則1.2.1編制依據(jù)（1）《武當(dāng)山城區(qū)總體規(guī)劃》十堰市規(guī)劃設(shè)計院、武當(dāng)山規(guī)劃建設(shè)局，2003.10；（2）國務(wù)院《關(guān)于丹江口庫區(qū)及上游水污染防治和水土保持規(guī)劃的批復(fù)》（國函[2006]10號）；（3）十堰市武當(dāng)山特區(qū)城市1/5000地形圖；（4）《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》；（5）《中華人民共和國水污染防治法實施細(xì)則》；（6）關(guān)于編制十堰市武當(dāng)山特區(qū)城市污水處理廠可行性研究報告的委托書。1.2.2編制范圍實施建設(shè)期（2007-2008年），在十堰市武當(dāng)山特區(qū)城區(qū)興建2.0萬m3/d的污水處理廠1座及污水收集點(diǎn)至污水處理廠的提升泵站和污水輸送管道。另外，考慮預(yù)留遠(yuǎn)期（2010-2020年）（3.0萬m3/d）發(fā)展用地。1.2.3工程總投資：4383.42萬元。其中：（1）工程費(fèi)用：3180.30萬元；（2）其他費(fèi)用：861.55萬元；（3）基本預(yù)備費(fèi)：323.35萬元；（4）鋪底流動資金：18.22萬元。1.2.4編制原則（1）貫徹國家關(guān)于環(huán)境保護(hù)的基本國策，執(zhí)行國家的有關(guān)政策、法規(guī)、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)；（2）在總規(guī)劃指導(dǎo)下，采取全面規(guī)劃，分期實施的原則，使工程建設(shè)與城市發(fā)展相協(xié)調(diào)，既保護(hù)環(huán)境，又最大程度地發(fā)揮工程效益；（3）結(jié)合當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)條件，采用高效節(jié)能，簡便易行的污水處理工藝，確保污水處理效果，減少工程投資和日常運(yùn)行費(fèi)用；（4）妥善處理、處置污水處理過程中產(chǎn)生的柵渣、污泥，避免二次污染；（5）選擇用國內(nèi)外先進(jìn)、可靠、高效、運(yùn)行管理方便、維修和保養(yǎng)簡便的排水專用設(shè)備；（6）采用可靠的控制系統(tǒng)，做到技術(shù)可靠、管理方便。1.2.5采用的主要規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)《室外排水設(shè)計規(guī)范》 GB50014-2006《室外給水設(shè)計規(guī)范》 GB50013-2006《城市排水工程規(guī)劃規(guī)范》 GB50318-2000《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》 GB/T50282-98《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》 GB50015-2003《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》 CJ3082-1999《城市污水處理工程項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》 2001年修訂版《生活污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》 GB/T18920-2002《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 GB8978-1996《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 GB3838-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 GB18918-2002《污水泵站設(shè)計規(guī)程》 DBJ08-23-91《泵站設(shè)計規(guī)范》 GB/T50265《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》 GB12348-90《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》 建城(2000-124號)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》 GB50068-2001《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 GB50009-2001《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB50010-2002《無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》 JGJ/T92-93《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》 GB50007-2002《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB5003-2001《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》 GB50011-2001《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB50069-2002《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB50332-2002《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB50017-2001《給水排水工程鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》 CECS138:2002《給水排水工程埋地鋼管管道設(shè)計規(guī)范》 CECS141:2002《給水排水工程混凝土構(gòu)筑物變形縫設(shè)計規(guī)程》 CECS117:2002《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》 JGJ79-2002《混凝土水池軟弱地基處理設(shè)計規(guī)范》 CECS86：96《室外給水排水和熱力工程抗震設(shè)計規(guī)范》 GB50032-2003《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》 JGJ94-94《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》 GB50223-2004《工業(yè)企業(yè)采暖、通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》 GBJ19-87(2001年版)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》 GB50330-2002《湖北省基坑工程技術(shù)規(guī)程》 DB42/159-2004《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》 GB50052-95《10kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范》 GB50053-94《低壓配電設(shè)計規(guī)范》 GB50054-95《通用用電設(shè)備配電設(shè)計規(guī)范》 GB50055-93《電力裝置的繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計規(guī)范》 GB50062-1997《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》 JGJ/T16-92《建筑防雷設(shè)計規(guī)范》 GB50057-2000《建筑設(shè)計防火規(guī)范》 GBJ16-87(2001年局部修訂)《儀表配管、配線設(shè)計規(guī)定》 HG20512《儀表系統(tǒng)接地設(shè)計規(guī)定》 HG20513《儀表供電設(shè)計規(guī)定》 HG20509《控制室設(shè)計規(guī)定》 HG20508《計算機(jī)機(jī)房設(shè)計規(guī)定》 GB201741.2.6城市概況（1）地理位置武當(dāng)山，又名太和山、仙室山。地處我國中部，位于中國湖北省西北部丹江口市境內(nèi)，地理方位為東經(jīng)110°56′15″-111°15′23″，北緯32°22′30″-32°35′06″。南依蒼茫千里的神農(nóng)架原始森林，北臨碧波萬頃的丹江口水庫（南水北調(diào)中線工程取水源頭），是聯(lián)合國公布的世界文化遺產(chǎn)地、第一批公布的國家級重點(diǎn)名勝區(qū)、道教名山和武當(dāng)拳發(fā)源地。武當(dāng)山全區(qū)312平方公里，城區(qū)7.5平方公里，城區(qū)現(xiàn)有人口3.8萬人。隨著武當(dāng)山文化遺產(chǎn)的申報成功，武當(dāng)山更是名揚(yáng)中外，游客如織，旅游經(jīng)濟(jì)已成為武當(dāng)山的經(jīng)濟(jì)支柱，旅游、經(jīng)商流動人口年逾百萬，逢節(jié)假日游人絡(luò)繹不絕，最高日旅游人口達(dá)到1.2萬人。以旅游服務(wù)為主的賓館、餐飲及民營企業(yè)約300多家，有十堰市、丹江口市中小型工業(yè)企業(yè)40多家。武當(dāng)山城區(qū)已成為武當(dāng)山旅游經(jīng)濟(jì)特區(qū)的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，是武當(dāng)山景區(qū)的大本營，是武當(dāng)山景區(qū)游客及香客的集散地。襄渝鐵路、漢十高速公路、武銀高速公路貫穿山麓，武當(dāng)山飛機(jī)場距此70公里，交通方便。（2）社會經(jīng)濟(jì)狀況武當(dāng)山旅游經(jīng)濟(jì)特區(qū)2003年社會經(jīng)濟(jì)在平穩(wěn)、高效中健康發(fā)展，其國內(nèi)生產(chǎn)總值2003年增長10%，達(dá)4億元人民幣；綜合財政收入增長39%，達(dá)6224萬元人民幣，其中財政收入3724萬元。2003年農(nóng)村人均收入2200元，城鎮(zhèn)人均收入則為6000元。（3）自然條件1）地質(zhì)地貌十堰市武當(dāng)山特區(qū)地貌整體上是城區(qū)整個地形為南北高，中間低，東高、西低。武當(dāng)山大地構(gòu)造，處于秦嶺紀(jì)皺系南嶺印支帶武當(dāng)山隆起中部，屬大巴山脈東延支脈，境內(nèi)群山林立，山高谷深。山脈走向大體一致，形成一系列峽谷和山間壩槽，盆地與山地相繼出現(xiàn)，地形復(fù)雜，起伏懸殊，整個地勢自西南向東北傾斜。境內(nèi)最高海拔1612.1米，最低海拔163米，南高北低，相對高差1449.1米。武當(dāng)山之北為近東西向的丹鳳內(nèi)鄉(xiāng)斷裂帶，其南為東西向的青峰斷裂帶，其東為南北向的丹江斷裂帶，其西為近南北向的武當(dāng)山斷裂帶，以上四條斷裂帶相互交切，構(gòu)成梯形的武當(dāng)斷塊。本地區(qū)的地震活動，主要集中在武當(dāng)斷塊的四角及其邊緣，武當(dāng)山位于斷裂帶的腹地，屬于安全地帶。2）氣候十堰市武當(dāng)山特區(qū)屬北亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，具有南北過渡屬性。春秋季短，冬夏季長。特區(qū)溫和氣溫的成因，是因武當(dāng)山以隔江相望的秦嶺東延伏牛山作屏障，東有起伏的崗巒，減緩了南襄隘道沿漢江西貫的冷空氣，中有漢水調(diào)節(jié)，故水域附近冬暖夏涼。多年平均最高氣溫20.8℃；多年平均最低氣溫12.0℃；極端最高氣溫41.5極端最低氣溫-12.4年均無霜期230-240天左右；最大積雪深度210毫米；年平均日照約1600-2100小時；年平均降雨量1000-1200毫米年平均蒸發(fā)量1218毫米；武當(dāng)山城區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向為東、東南風(fēng)，全年靜風(fēng)頻率為57%；山麓多為偏東風(fēng)，海拔900米以上陣風(fēng)為東南風(fēng)多年平均風(fēng)速2.3m/s；絕對最大風(fēng)速20.0m/s；瞬時最大風(fēng)速30.0m/s3）水文以武當(dāng)山為發(fā)源地的河流有劍河、東河和九道河等三條河流。劍河水系：發(fā)源于武當(dāng)山東麓的倒開門，至香爐院入丹江口水庫。流域面積47.2平方公里，河流長26.5公里。59年在距老營5公里處的八畝地興建劍河水庫，壩高15米，63年壩高加至24米。總庫容155.6萬立方米，由于多年淤積，現(xiàn)庫容僅70萬立方米。東河水系：河源為東西兩支，至何家?guī)X匯合為東河，匯入丹江口水庫，屬漢江二級支流。該河流域面積63.5平方公里，河流長21.1公里。在螃蟹夾子河下游，距離篙口2公里處的三級支流上建有?。ǘ┬退畮?，該庫承雨面積4.7平方公里，總庫容18.3萬立方米，以農(nóng)灌為主。在螃蟹夾子河中游段興建升巖水庫，總庫容64.4萬立方米，有效庫容49.5萬立方米，為山上片供水主要水源。九道河：屬漢江一級支流官山河水系的一條主要支流，該河承雨面積38.8平方公里，河流長度12.75公里。以武當(dāng)山為發(fā)源地的河流，其特點(diǎn)是流域河道狹窄，比降大，暴雨時河水猛漲，雨后河水驟退，迅速流失，呈季節(jié)性河道。地下水：該區(qū)地質(zhì)均為火山碎屑巖組、云母石英片巖組和變質(zhì)火山巖組組成，地下水源缺乏，只有少量裂隙水。4）地震按照國家基本地震烈度區(qū)劃圖劃分，十堰市武當(dāng)山特區(qū)基本地震烈度為6度。十堰市武當(dāng)山特區(qū)污水處理廠可行性研究報告項目建設(shè)必要性PAGE31武漢市政工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司2.項目建設(shè)必要性2.1城區(qū)給水現(xiàn)狀及規(guī)劃武當(dāng)山自來水公司始建于1983年。1991年建成好漢坡5000m3/d規(guī)模的水廠。其水源為劍河水庫，劍河水庫總庫容194萬m3（經(jīng)過加固改造，目前已達(dá)340萬m3），按照中國市政工程中南設(shè)計院設(shè)計，規(guī)劃分期實施，在2002年6月實施了漢江取水工程，漢江水庫庫容2.9億立方米，于2003年4月完成新建水廠1.5萬m3/d規(guī)模。總供水能力達(dá)到2.0萬m3/d，取水泵船、原水輸水管道及水廠按5.0萬m3/武當(dāng)山特區(qū)現(xiàn)狀人口為3.8萬人，現(xiàn)狀日平均用水量1.2萬m3/d，根據(jù)十堰市武當(dāng)山特區(qū)城市總體規(guī)劃，2020年特區(qū)總?cè)丝?.69萬人，其中城區(qū)人口達(dá)到6萬人，城區(qū)用水量將達(dá)到3.6萬m3/d。2.2城區(qū)排水現(xiàn)狀及規(guī)劃2.2.1排水現(xiàn)狀城區(qū)現(xiàn)有的排水設(shè)施紊亂，管道線路短且未形成系統(tǒng)，主要以溝道排水為主。均為合流制排水體制，排水系統(tǒng)不完善。城區(qū)整個地形為南北高，中間低，東高、西低。根據(jù)武當(dāng)山經(jīng)濟(jì)條件，在短期內(nèi)還達(dá)不到排水分流制，現(xiàn)有溝道污泥淤積，溝道堵塞嚴(yán)重，以致雨、污水排泄不暢，工業(yè)污水量雖少，但未經(jīng)處理直接排入水體，造成許多弊病，不能保證南水北調(diào)源頭水質(zhì)。局部低洼地帶暴雨后有漬水現(xiàn)象，現(xiàn)有管渠斷面偏小，淤塞嚴(yán)重，污水排水不暢。城區(qū)污水收集系統(tǒng)實施后，污水匯集點(diǎn)位于皇榜橋。2.2.2排水規(guī)劃根據(jù)《武當(dāng)山城區(qū)總體規(guī)劃》2003版，關(guān)于排水系統(tǒng)的內(nèi)容概括如下。（1）排水體制根據(jù)國家規(guī)范的規(guī)定，新建城區(qū)排水應(yīng)采用排水分流制，老城區(qū)應(yīng)按照實際情況逐步進(jìn)行改造和完善，調(diào)整管道系統(tǒng)，最終實現(xiàn)整個城區(qū)的分流制排水系統(tǒng)。考慮其基礎(chǔ)設(shè)施投資費(fèi)用過高，排水體制的變革要因地制宜，近期和遠(yuǎn)期相結(jié)合，先行排除，再解決處理，逐步實現(xiàn)雨、污分流。雨水排放采用分區(qū)就近排入河道，以減少投資。（2）排水分區(qū)十堰市武當(dāng)山特區(qū)原有老城區(qū)仍采用雨污合流制，以后根據(jù)實際情況逐步進(jìn)行改造和完善，調(diào)整管道系統(tǒng)，最終實現(xiàn)分流制排放；新建城區(qū)采用雨污分流制。具體分區(qū)界線與體制分區(qū)界線相同。（3）污水管網(wǎng)規(guī)劃老白路已設(shè)置排水溝道，主要應(yīng)加強(qiáng)管理，定期清淤，保證水流暢通，沿玉虛路、永樂路設(shè)置D400-D600，沿皇榜路、車站路設(shè)置D400-D600污水干管，其它支管設(shè)置最小管徑不少于D300。污水主干管設(shè)置在沿劍河路，管徑為D400-D800。（4）雨水工程在主干管平行的位置設(shè)置雨水溢流渠，用來收集雨天時兩個片區(qū)合流管渠中溢流的雨水量。充分利用和改造現(xiàn)有排水渠，加強(qiáng)城區(qū)管網(wǎng)建設(shè)，同時每條道路兩側(cè)均應(yīng)埋設(shè)D400-D500雨水管道，每25-60米（5）污水處理廠污水處理廠2005年處理規(guī)模為1.5萬m3/d，2020年處理規(guī)模為2萬m3/d，規(guī)劃的污水處理廠與濕地公園相鄰。2.3項目建設(shè)的必要性2.3.1南水北調(diào)水源地水質(zhì)保持的需要漢江是長江的主要支流，是重要的水資源之一，現(xiàn)狀功能為飲用、工業(yè)用水、農(nóng)灌、養(yǎng)殖、娛樂和航運(yùn)，丹江口水庫是南水北調(diào)中線工程的水源地。由于十堰市武當(dāng)山特區(qū)城區(qū)污水直接排入漢江支流，丹江口水庫及漢江水質(zhì)受到污染，給下游居民的正常生產(chǎn)、生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成一定的危害。隨著國家實施南水北調(diào)中線工程建設(shè)，如果污水不經(jīng)處理繼續(xù)直接排入漢江支流，丹江口水庫、漢江水資源環(huán)境和漢江沿岸生態(tài)環(huán)境將急劇惡化。尤其值得關(guān)注的是：由于十堰市武當(dāng)山特區(qū)位居丹江口庫區(qū)內(nèi)，如果城市污水不經(jīng)處理直接排入庫區(qū)，將對庫區(qū)水質(zhì)產(chǎn)生污染，國家花巨資興建的南水北調(diào)中線工程將得不到水源保障。防治污染，重在治理污染源。要徹底根治水源地污染問題，就必須從各地的污染源抓起，優(yōu)先解決好城市的污水處理問題。因此，建設(shè)十堰市武當(dāng)山特區(qū)污水處理廠是十分必要的。2.3.2改善漢江沿線人民生活生產(chǎn)的需要武當(dāng)山特區(qū)位于丹江口市庫區(qū)內(nèi)，人口密度大于10000人/平方公里。近年來隨著地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口規(guī)模迅速擴(kuò)大，但城區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施相對薄弱，至今沒有一座污水處理廠。未經(jīng)處理的大量生活污水直接流入漢江支流，而且還通過支流流入了漢江，影響了部分水域的水質(zhì)，也直接影響了丹江口水庫的水質(zhì)。十堰市武當(dāng)山特區(qū)污水處理廠的建設(shè)將大大改善漢江支流的水質(zhì)狀況，是保護(hù)南水北調(diào)水源地、實施“源頭治理”、保證漢江沿線1000萬人民生活質(zhì)量和生產(chǎn)水平的迫切需要。2.3.3改善投資環(huán)境的需要十堰市武當(dāng)山特區(qū)位于鄂西北，南依蒼茫千里的神農(nóng)架原始森林，北臨碧波萬頃的丹江口水庫，是聯(lián)合國公布的世界文化遺產(chǎn)地、第一批公布的國家級重點(diǎn)名勝區(qū)、道教名山和武當(dāng)拳發(fā)源地。優(yōu)越的地理位置、便利的交通、悠久的文化積淀，為十堰市武當(dāng)山特區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、活躍城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)等提供了良好的自然環(huán)境及資源。十堰市武當(dāng)山特區(qū)城區(qū)排水工程的建設(shè)將大大改善城區(qū)面貌，為創(chuàng)造良好的投資環(huán)境及樹立特區(qū)形象，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了極積的作用。2.3.4持續(xù)發(fā)展的需要隨著武當(dāng)山城區(qū)的發(fā)展，城區(qū)人口日益增加，旅游人口數(shù)量增加，城區(qū)排水量增大，導(dǎo)致繞城劍河河水變黑，河中淤積黑臭污泥，魚類減少，嚴(yán)重影響了武當(dāng)山城區(qū)人民的生活和城市旅游形象，也對國家南水北調(diào)水源產(chǎn)生威脅。因此，實施污水工程是推動特區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、促進(jìn)特區(qū)規(guī)模擴(kuò)張、保障特區(qū)可持續(xù)、協(xié)調(diào)發(fā)展的客觀要求。通過實施污水處理工程，不僅對進(jìn)一步改善漢江水質(zhì)、促進(jìn)特區(qū)可持續(xù)發(fā)展具有顯著意義，而且將進(jìn)一步完善特區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施、增強(qiáng)特區(qū)服務(wù)功能、提高特區(qū)品位、改善城市投資環(huán)境，對特區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動作用，對將武當(dāng)山特區(qū)建成現(xiàn)代化旅游特區(qū)具有十分重要和深遠(yuǎn)現(xiàn)實意義。綜上所述，建設(shè)十堰市武當(dāng)山特區(qū)城區(qū)污水處理廠是貫徹執(zhí)行國家法律、法規(guī)，確保城市可持續(xù)發(fā)展的重要保障，是保護(hù)南水北調(diào)中線水源地、實施“源頭治理”的迫切需要，也是優(yōu)化湖北省區(qū)域經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)實要求。因此，建設(shè)十堰市武當(dāng)山特區(qū)污水處理廠是非常必要和緊迫的。十堰市武當(dāng)山特區(qū)污水處理廠可行性研究報告工程總體方案3.工程總體方案3.1工程設(shè)計規(guī)模3.1.1設(shè)計年限近期至2010年；遠(yuǎn)期至2020年。3.1.2工程服務(wù)范圍根據(jù)城區(qū)總體規(guī)劃，遠(yuǎn)期規(guī)劃服務(wù)面積6.8平方公里，規(guī)劃常住人口6萬人。3.1.3污水總量預(yù)測在《武當(dāng)山城區(qū)總體規(guī)劃》2003年版中，預(yù)測2005年用水量為2.5萬m3/d，污水處理量為1.5萬m3/d，2020年用水量為5.0萬m3/d，污水處理量為2.0萬m3/d?？傄?guī)當(dāng)中對污水量的預(yù)測缺乏分項依據(jù)，因此本報告采用兩種污水量預(yù)測方法對城區(qū)污水進(jìn)行測算，兩種方法綜合測算結(jié)果近期污水量為1.81萬m3/d，遠(yuǎn)期污水量為2.71萬m3/d。城市污水量測算方法常用的有三種：分項指標(biāo)法、綜合污水量標(biāo)準(zhǔn)法和數(shù)理統(tǒng)計法。分項指標(biāo)法是對生活污水量和工業(yè)廢水量進(jìn)行分項計算，生活污水量按人均生活污水排水定額進(jìn)行計算，工業(yè)廢水量按規(guī)劃萬元產(chǎn)值排水量進(jìn)行計算；綜合污水量標(biāo)準(zhǔn)法是按人均綜合污水量指標(biāo)（包括生活污水和工業(yè)廢水）進(jìn)行計算；數(shù)理統(tǒng)計法是根據(jù)以往歷年城市污水量統(tǒng)計資料，從中找出污水量增加的規(guī)律，在此基礎(chǔ)上預(yù)測今后的污水量，它需要較長年限的統(tǒng)計資料，而缺乏歷年污水排放總量統(tǒng)計資料，因此，本工程按分項指標(biāo)法和綜合污水量標(biāo)準(zhǔn)法進(jìn)行污水量預(yù)測。由于武當(dāng)山作為旅游區(qū)的特殊性，流動人口所占比例較大，因此排水量計算時須計入這一部分。根據(jù)武當(dāng)山特區(qū)的現(xiàn)狀與發(fā)展規(guī)劃，現(xiàn)狀城區(qū)人口為3.8萬人，日平均用水量1.2萬m3/d，近期2010年城區(qū)常住人口4.8萬人，最大日旅游人口1.2萬人，合計6.0萬人；遠(yuǎn)期2020年城區(qū)常住人口6萬人，預(yù)計旅游人口將會有所增長，最大日旅游人口2.2萬人，合計8.2萬人（見《武當(dāng)山城區(qū)總體規(guī)劃》）。依據(jù)規(guī)劃測算污水量如下。方法一：分項指標(biāo)法（1）生活污水量規(guī)劃近期和遠(yuǎn)期生活用水量標(biāo)準(zhǔn)分別為220L/人.d和250L/人.d（參見《室外給水設(shè)計規(guī)范》GB50013-2006），生活污水量按生活用水量的80%計，則近、遠(yuǎn)期生活污水量標(biāo)準(zhǔn)分別為176近期：1.06萬m3/d遠(yuǎn)期：1.64萬m3/d（2）工業(yè)廢水量工業(yè)廢水量通常按工業(yè)企業(yè)萬元產(chǎn)值排水量進(jìn)行計算。根據(jù)《武當(dāng)山城區(qū)總體規(guī)劃》提供數(shù)據(jù)，武當(dāng)山城區(qū)近期2010年工業(yè)產(chǎn)值達(dá)到9.5億元，遠(yuǎn)期2020年達(dá)到14億元，近期、遠(yuǎn)期萬元產(chǎn)值排水量指標(biāo)分別取25m3/萬元，20m3近期：0.65萬m3/d遠(yuǎn)期：0.76萬m3/d（3）其它污水量其它污水量主要指管道滲入、錯接進(jìn)入污水管道的沖洗市政施工用水和少量雨水等產(chǎn)生的污水量，通常按生活污水和工業(yè)廢水量總和的10%計算。則其它污水量分別為：近期：0.17萬m3/d遠(yuǎn)期：0.24萬m3/d（4）污水總量將上述生活污水量、工業(yè)廢水量和其它污水量相加，得出污水總量分別為：近期：1.88萬m3/d遠(yuǎn)期：2.65萬m3/d方法二：綜合污水量標(biāo)準(zhǔn)法武當(dāng)山現(xiàn)狀平均日綜合用水量0.316萬m3/(萬人.d)，日變化系數(shù)1.5，2010年按照用水量年增長率3%考慮，2010-2020年按照用水量年增長率2%考慮，結(jié)合《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》GB/T50282-98及《武當(dāng)山城區(qū)總體規(guī)劃》，確定武當(dāng)山特區(qū)近期城區(qū)單位人口綜合用水量為0.54萬m3/(萬人.d)，遠(yuǎn)期城區(qū)單位人口綜合用水量為0.63萬m3/(萬人.d)。根據(jù)《城市排水工程規(guī)劃規(guī)范》GB50318-2000，武當(dāng)山城區(qū)城市污水排放系數(shù)取為0.8，日變化系數(shù)1.5。近期污水量預(yù)測：6.0×0.54×0.8/1.5＝1.73萬m3/d遠(yuǎn)期污水量預(yù)測：8.2×0.63×0.8/1.5＝2.77萬m3/d兩種方法綜合測算結(jié)果近期污水量為1.81萬m3/d，遠(yuǎn)期污水量為2.71萬m3/d。3.1.4工程設(shè)計規(guī)模根據(jù)總污水量預(yù)測，確定污水處理廠的設(shè)計規(guī)模為：近期Q=2.0萬m3/d遠(yuǎn)期Q=3.0萬m3/d3.2進(jìn)出水水質(zhì)3.2.1原水水質(zhì)本工程設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)主要參照城區(qū)排水系統(tǒng)實測水質(zhì)結(jié)果、設(shè)計規(guī)范建議值（統(tǒng)計結(jié)果）和相似類型城市污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)等三方面因素確定。（1）實測水質(zhì)資料丹江口市環(huán)境監(jiān)測站2006年8月對武當(dāng)山特區(qū)的廣場口及鐵路橋下口兩個點(diǎn)排放的污水進(jìn)行了監(jiān)測，檢測結(jié)果見表3-1。表3-1武當(dāng)山特區(qū)污水處理廠環(huán)評本底監(jiān)測結(jié)果表點(diǎn)位時間PHSS（mg/L）COD（mg/L）BOD（mg/L）氨氮（mg/L）總磷（mg/L）總氮（mg/L）廣場口8月3日8.141151808520.92.5635.218月5日8.221412028926.22.6737.8鐵路橋下口8月3日8.2487974520.52.2430.78月4日8.291864223.62.1939.0由于監(jiān)測取樣所代表的是一點(diǎn)一刻的水質(zhì)數(shù)據(jù)，因此，作為設(shè)計水質(zhì)取值的一個參考。（2）設(shè)計規(guī)范建議值按近年我國實測資料和設(shè)計規(guī)范規(guī)定，生活污水中的BOD5及SS值，分別在20-35g/cap.d和35-50g/cap.d范圍。以BOD5=30g/cap.d,SS=40g/cap.d,BOD5/COD=0.5計算，如生活污水量為200L/cap.d，則生活污水水質(zhì)為：BOD5=30/0.2=150mg/L；COD=2×BOD5=300mg/L目前居民生活用水量較大，工業(yè)廢水所占比例不多，生活污水水質(zhì)指標(biāo)宜取低值。1）二汽精鑄廠工業(yè)廢水由于水量較大，污染程度較重，要求在完善現(xiàn)有處理設(shè)施的基礎(chǔ)上，獨(dú)立處理，全部達(dá)到國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）的二級標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格控制重金屬含量，再進(jìn)入城區(qū)污水管道系統(tǒng)。其主要污染物指標(biāo)為PH為6-9、石油類≤10mg/L、BOD5≤60mg/L、COD≤150mg/L、SS≤200mg/L、氨氮≤25mg/L、TP≤1.0mg/L。2）工業(yè)園區(qū)的工業(yè)廢水應(yīng)收集集中處理達(dá)到國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的二級標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）的二級標(biāo)準(zhǔn)。（3）國內(nèi)部分城市污水處理廠實際進(jìn)水水質(zhì)及設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)見表3-2。表3-2國內(nèi)部分污水廠進(jìn)水水質(zhì)表水質(zhì)指標(biāo)項目水質(zhì)指標(biāo)項目污水廠污水廠BOD5(mg/L)CODcr(mg/L)SS(mg/L)TN(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)1桂林第一污水廠60110.0100.02桂林第四污水廠91.0144.898.014.76.53珠海香洲水質(zhì)凈化廠75.5158.9222.512.43.24珠海吉大水質(zhì)凈化廠86.4217.8193.65廣州大坦沙污水廠45.78103.8102.5620.62.156廣州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)污水廠113.0235.0158.012.11.17昆明第一污水廠78.0212.5102.32319.53.24上表中數(shù)據(jù)除廣州大坦沙污水廠、廣州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)污水廠外，均為工業(yè)相對較少的旅游區(qū)，對武當(dāng)山特區(qū)污水廠有較好的參考性。綜合以上因素，并結(jié)合本工程實際情況，擬定本工程設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)見表3-3。表3-3本工程設(shè)計進(jìn)水主要水質(zhì)指標(biāo)項目CODcrBOD5SSTNNH3-NTP設(shè)計進(jìn)水(mg/L)250110150352533.2.2出水水質(zhì)及處理程度本工程最終受納水體為丹江口水庫，按照南水北調(diào)工程中線水源地環(huán)境保護(hù)的要求，庫區(qū)城市生活污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)規(guī)定的一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，因此，確定污水處理廠設(shè)計出水水質(zhì)見表3-4。表3-4本工程設(shè)計出水主要水質(zhì)指標(biāo)項目CODcrBOD5SSTNNH3-NTP設(shè)計出水(mg/L)≤50≤10≤10≤15≤5（8）≤0.5說明：括號外數(shù)值為水溫>12℃時的控制指標(biāo)，括號內(nèi)數(shù)值為水溫≤12本工程設(shè)計進(jìn)、出水主要水質(zhì)指標(biāo)及處理程度見表3-5：表3-5污水處理廠設(shè)計進(jìn)、出水主要指標(biāo)水質(zhì)項目CODcrBOD5SSTNNH3-NTP進(jìn)水(mg/L)25011015035253出水(mg/L)≤50≤10≤10≤15≤5（8）≤0.5處理率≥80%≥91%≥93%≥57%≥80%≥83%3.3污水收集系統(tǒng)及排水體制3.3.1城市污水收集系統(tǒng)原老城區(qū)排水體制是雨污合流制，按照十堰市武當(dāng)山特區(qū)總體規(guī)劃要求，將其改造成截流式合流制，在新城區(qū)采用雨污分流制排水系統(tǒng)。老城區(qū)污水匯集點(diǎn)位于皇榜橋，在皇榜橋下游400m左右屈家灣設(shè)置污水提升泵站，污水經(jīng)提升送入污水處理廠處理。在新城區(qū)中，通過支管將街區(qū)污水收集至污水干管，污水提升泵站附近的就近匯入提升泵站，距離較遠(yuǎn)的壓力提升后就近送入污水壓力干管，送往污水廠進(jìn)行處理。3.3.2排水體制：根據(jù)區(qū)總體規(guī)劃，排水體制采用合流制、分流制并存的方式，在建成區(qū)采用合流制，規(guī)劃西區(qū)和東區(qū)采用分流制。3.4受納水體處理出水流入規(guī)劃中的濕地公園后進(jìn)入漢江支流，經(jīng)過支流流入漢江，最終進(jìn)入丹江口水庫。3.5污水廠廠址選擇污水處理廠位置的選擇，應(yīng)符合城鎮(zhèn)總體規(guī)劃和排水工程總體規(guī)劃的要求，并應(yīng)根據(jù)下列因素綜合確定：在城鎮(zhèn)水體的下游，同時滿足在城市集中供水水源的下游至少500m；在城鎮(zhèn)或工廠夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下方；有相對良好的工程地質(zhì)條件；少拆遷、少占農(nóng)田、有一定的衛(wèi)生防護(hù)距離；有擴(kuò)建的可能；便于污水污泥的排放和利用；廠區(qū)地形不受水淹，有良好的排水條件；有方便的交通、運(yùn)輸和水電條件。另外，還應(yīng)考慮以下因素：廠址與規(guī)劃居住區(qū)或公共建筑群的衛(wèi)生防護(hù)距離應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w情況，與有關(guān)環(huán)保部門協(xié)商確定，一般不小于300m。廠址應(yīng)盡量設(shè)置在地形有適當(dāng)坡度的城鎮(zhèn)下游地區(qū)，使污水有自流的可能，以節(jié)約動力消耗。十堰市武當(dāng)山特區(qū)政府提供了三個預(yù)選廠址，分別是梁家灣廠址、薛家灣廠址和石家莊四組廠址?，F(xiàn)從工程技術(shù)及經(jīng)濟(jì)角度對石家莊四組廠址（廠址Ⅰ）、薛家灣廠址（廠址Ⅱ）和梁家灣廠址（廠址Ⅲ）進(jìn)行分析比較。詳見表3-6。從表中比選結(jié)果看，在三套廠址方案中，廠址Ⅱ、Ⅲ方案位于規(guī)劃城區(qū)中間，不適合做污水處理廠。廠址Ⅰ石家莊四組位于城市水體最下游，無論在現(xiàn)在還是將來對整個城市影響最小。綜合以上各因素，考慮優(yōu)選石家莊四組廠址（廠址Ⅰ）。具體位置見附圖1。表3-6廠址方案比較表廠址影響因素廠址Ⅰ石家莊四組廠址廠址Ⅱ薛家灣廠址廠址Ⅲ梁家灣廠址推薦廠址在城市中位置規(guī)劃城區(qū)下游規(guī)劃城區(qū)中間規(guī)劃城區(qū)中間廠址Ⅰ工程地質(zhì)條件較好較好較好廠址Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ交通、水電狀況一般較好較好廠址Ⅱ、Ⅲ廠區(qū)擴(kuò)充余地有有有無差異地形地貌好差較好廠址Ⅰ、Ⅲ居民拆遷費(fèi)無無無無差異遠(yuǎn)離居民區(qū)遠(yuǎn)離未來距離較近未來距離較近廠址Ⅰ污水污泥排放利用較好差差廠址Ⅰ綜合以上因素廠址Ⅰ十堰市武當(dāng)山特區(qū)污水處理廠可行性研究報告污水處理廠方案設(shè)計4.污水處理廠方案設(shè)計4.1設(shè)計原則（1）貫徹執(zhí)行國家關(guān)于環(huán)境保護(hù)的政策，符合國家的有關(guān)法規(guī)、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)；（2）從武當(dāng)山特區(qū)的實際情況出發(fā)，在城區(qū)總體規(guī)劃的指導(dǎo)下，使工程建設(shè)與城市的發(fā)展相協(xié)調(diào)，既保護(hù)環(huán)境，又最大程度地發(fā)揮工程效益；（3）根據(jù)設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)和出廠水質(zhì)要求，所選污水處理工藝力求技術(shù)先進(jìn)、處理效果好、運(yùn)行穩(wěn)妥可靠、高效節(jié)能、經(jīng)濟(jì)合理，確保污水處理效果，減少工程投資及日常運(yùn)行費(fèi)用；（4）妥善處理和處置污水處理過程中產(chǎn)生的柵渣、沉砂和污泥，避免造成二次污染；（5）為確保工程的可靠性及有效性，提高自動化水平，降低運(yùn)行費(fèi)用，減少日常維護(hù)檢修工作量，改善工人操作條件，本工程設(shè)備盡量采用國內(nèi)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品；（6）為保證污水處理系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，供電系統(tǒng)需有較高的可靠性，采用雙回路電源，且污水廠運(yùn)行設(shè)備有足夠的備用率；（7）在污水廠征地范圍內(nèi)，廠區(qū)總平面布置力求在便于施工、便于安裝和便于維修的前提下，使各處理構(gòu)筑物盡量集中，節(jié)約用地，擴(kuò)大綠化面積，并留有發(fā)展余地。使廠區(qū)環(huán)境和周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致；（8）廠區(qū)豎向設(shè)計力求減少廠區(qū)填方量和節(jié)省污水提升費(fèi)用；（9）廠區(qū)建筑風(fēng)格力求統(tǒng)一、簡潔明快、美觀大方，并與周圍景觀相協(xié)調(diào)；（10）積極創(chuàng)造一個良好的生產(chǎn)和生活環(huán)境，把武當(dāng)山特區(qū)污水處理廠設(shè)計成現(xiàn)代化的園林式工廠。4.2污水處理廠工藝方案設(shè)計4.2.1污水處理方法的選擇污水處理方法的選用是與進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)及排放所要求達(dá)到的處理程度密切相關(guān)的。我國現(xiàn)行《室外排水計劃規(guī)范》（GB50014-2006）的中對各種主要流程，列有推薦的處理效率（即污染物去除率），見表4-1。表4-1主要流程推薦的處理效率處理程度處理方法主要工藝處理效率（%）SSBOD5一級沉淀沉淀40-5520-30二級活性污泥法初次沉淀、曝氣、二次沉淀70-9065-95生物膜法初次沉淀、生物膜法60-9065-90從表4-1可見，二級活性污泥法的處理效率最高，但常規(guī)二級處理工藝僅能有效地去除BOD5、COD和SS，而對氮和磷的去除是有一定限度的，氮的去除率為10-20%，磷的去除率為12-19%，達(dá)不到本工程對氮和磷去除率的要求。因此，必須采用污水脫氮除磷工藝。在常規(guī)二級活性污泥法中，不同的污染物是以不同的方式去除。（1）SS的去除污水中SS的去除主要靠沉淀作用。污水中的無機(jī)顆粒和有機(jī)顆?？孔匀怀恋碜饔没蚩炕钚晕勰嘈躞w的吸附、網(wǎng)絡(luò)作用，與活性污泥絮體同時沉淀被去除。污水廠尾水中懸浮物濃度不僅涉及到出水SS指標(biāo)，出水中的BOD5、COD、TP等指標(biāo)也與之有關(guān)。這是因為組成水中懸浮物的主要是活性污泥絮體，其本身的有機(jī)成分就很高，較高的懸浮物含量會使得水中的BOD5、COD、TP均增加。因此，控制污水廠尾水的SS指標(biāo)是最基本的，也是很重要的。為了降低出水中的懸浮物濃度，應(yīng)在工程中采取適當(dāng)?shù)拇胧?，例如采用適當(dāng)?shù)奈勰嘭?fù)荷以保持活性污泥的凝聚及沉降性能、采用較小的二次沉淀池表面負(fù)荷、采用較低的出水堰負(fù)荷、充分利用活性污泥懸浮層的吸附網(wǎng)絡(luò)作用等。在污水處理方案選用合理、工藝參數(shù)取值恰當(dāng)和單體設(shè)計優(yōu)化的條件下，完全能夠使尾水SS指標(biāo)達(dá)到30mg/L以下，要達(dá)到10mg/L以下，須采取后續(xù)處理工藝。（2）BOD5的去除

污水中BOD5的去除是靠微生物的吸附作用和代謝作用，然后將污泥與水進(jìn)行分離來完成的。

活性污泥中的微生物在有氧的條件下將污水中的一部分有機(jī)物用于合成新的細(xì)胞，將另一部分有機(jī)物進(jìn)行分解代謝以便獲得細(xì)胞合成所需的能量，其最終產(chǎn)物是CO2和H2O等穩(wěn)定物質(zhì)。在這種合成代謝與分解代謝的過程中，溶解性有機(jī)物（如低分子有機(jī)酸等易降解有機(jī)物）直接進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部被利用，而非溶解性有機(jī)物則首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部被利用。由此可見，微生物的好氧代謝作用對污水中的溶解性有機(jī)物和非溶解性有機(jī)物都起作用，并且代謝產(chǎn)物是無害的穩(wěn)定物質(zhì)，因此，可以使處理后污水中的殘余BOD5濃度很低。根據(jù)國內(nèi)外有關(guān)設(shè)計資料，在污泥負(fù)荷為0.3kgBOD5/kgMLSS·d以下時，就很容易使得出水BOD5保持在30mg/L以下。要使BOD5達(dá)到10mg/L以下，還要采取進(jìn)一步的處理措施或調(diào)整設(shè)計參數(shù)。（3）COD的去除污水中COD去除的原理與BOD5基本相同。COD的去除率取決于原污水的可生化性，它與城市污水的組成有關(guān)。對于那些主要以生活污水及其成分與生活污水相近的工業(yè)廢水組成的城市污水，BOD5/COD比值往往接近0.5甚至大于0.5，污水的可生化性較好，出水COD值可以控制在較低的水平。而成分主要以工業(yè)廢水為主的城市污水，或BOD5/COD比值較小的城市污水，污水的可生化性較差,處理后污水中剩余的COD會較高。本工程要滿足出水COD≤50mg/L，采用傳統(tǒng)工藝有難度。4.2.2生物脫氮除磷基本原理污水脫氮除磷可供選擇的處理方法通常有生物處理法及物理化學(xué)法兩大類。國外從六十年代開始曾系統(tǒng)地進(jìn)行了脫氮除磷的物化處理方法研究，研究結(jié)果認(rèn)為物化法存在藥耗量大、污泥多、運(yùn)行費(fèi)用高等的缺點(diǎn)，因此，城市污水處理廠一般不推薦采用。從七十年代以來，國外開始研究并逐步采用活性污泥法生物脫氮除磷，我國從八十年代初開始研究生物脫氮除磷技術(shù)，在八十年代后期逐步在生產(chǎn)中應(yīng)用。目前，采用的生物脫氮除磷工藝為厭氧-缺氧-好氧活性污泥法等。（1）生物脫氮在硝化與反硝化過程中，影響其脫氮效率的因素是溫度、溶解氧、pH值以及反硝化碳源。生物脫氮系統(tǒng)中，硝化菌增長速度較緩慢，要有足夠的污泥齡；反硝化菌的生長主要在缺氧條件下進(jìn)行，并且要有充足的碳源提供能量，才可促使反硝化作用順利進(jìn)行。按照上述原理，要進(jìn)行脫氮，必須具有缺氧/好氧過程，可組成缺氧池和好氧池，即所謂A/O系統(tǒng)。A/O系統(tǒng)設(shè)計中需要控制的主要參數(shù)就是要有足夠的污泥齡和適當(dāng)?shù)倪M(jìn)水碳氮比。（2）生物除磷生物除磷是在厭氧條件下，污水中溶解性可快速降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化成的發(fā)酵產(chǎn)物（VFA），在起始階段迅速被聚磷菌吸收，并轉(zhuǎn)化為PHB(聚β羥丁酸)儲存起來。細(xì)胞內(nèi)的聚磷在VFA的誘導(dǎo)下水解成正磷酸鹽釋放到水中。當(dāng)這些聚磷菌進(jìn)入好氧條件時就降解體內(nèi)儲存的PHB產(chǎn)生能量，用于細(xì)胞的合成和吸收磷，形成含磷量高的污泥，隨剩余污泥一起排出系統(tǒng)，從而達(dá)到除磷的目的。影響生物除磷的因素是要有厭氧條件(DO＝0)，同時要有可快速降解的有機(jī)物，即BOD5/P比值適當(dāng)；希望含磷污泥盡快排出水處理系統(tǒng)，以免污泥中的磷釋放又返回到液體中。按照上述原理，要進(jìn)行除磷，必須具備厭氧/好氧過程，因此，在同時需脫氮除磷的污水處理系統(tǒng)中就形成A2/O系統(tǒng)，見圖4-1。圖4-1污水除磷脫氮系統(tǒng)示意根據(jù)污水處理廠設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)和要達(dá)到的出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，本工程最合適的處理工藝是生物脫氮除磷工藝，在滿足生物脫氮除磷要求的前提下，BOD5、COD和SS的去除都可以滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求。4.2.3生物脫氮除磷工藝的可行性BOD5/N/P的比值是影響生物脫氮除磷的重要因素，氮和磷的去除率隨著BOD5/N和BOD5/P比值的增加而增加。從理論上講，BOD5/N＞2.86才能有效地進(jìn)行脫氮，實際運(yùn)行資料表明，BOD5/N＞3時才能使反硝化正常運(yùn)行。在BOD5/N＝4-5時，氮的去除率大于60%，磷的去除率也可達(dá)60%左右。對于生物除磷工藝，要求BOD5/P＝33-100，且BOD5/N≥4。本工程進(jìn)水BOD5/N=4.4,BOD5/P=36.67，能滿足生物脫氮除磷工藝對碳源的要求，采用生物脫氮除磷工藝是可行的。本工程若設(shè)初沉池,經(jīng)過初沉池沉淀之后的污水(即進(jìn)入曝氣池的污水)BOD5/N和BOD5/P值見表4-2。表4-2初沉池出水BOD5/N和BOD5/P值停留時間(h)BOD5/NBOD5/P0.5-1.02.5129.331.0-1.52.3627.50>1.52.2025.67將表4-2中BOD5/N和BOD5/P值與污水廠進(jìn)水的比值進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)，對于不同停留時間的初沉池，其出水BOD5/N和BOD5/P值均下降，初沉池停留時間越長，比值下降越多。而該比值的下降，會使系統(tǒng)的脫氮除磷效果降低，使出水水質(zhì)得不到保證。因此,本工程不設(shè)初次沉淀池。4.2.4污水生物脫氮除磷工藝（1）通常污水生物脫氮除磷工藝目前，用于城市污水處理具有一定脫氮除磷效果的污水處理工藝大致分為兩大類：第一類為按空間進(jìn)行分割的連續(xù)流活性污泥法；第二類為按時間進(jìn)行分割的間歇式活性污泥法。1）按空間分割的連續(xù)流活性污泥法按空間分割的連續(xù)流活性污泥法是指各種處理功能如進(jìn)水、曝氣、沉淀、出水在不同的空間(不同的池子)內(nèi)完成。目前，較成熟的工藝有：傳統(tǒng)A2/O法、氧化溝法和AB法等。（a）傳統(tǒng)A2/O法傳統(tǒng)A2/O法污水在流經(jīng)三個不同功能分區(qū)的過程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有機(jī)物、氮和磷得到去除。其流程簡圖見圖4-2。圖4-2傳統(tǒng)A2/O法污水處理系統(tǒng)流程圖本工藝在系統(tǒng)上是最簡單地同步除磷脫氮工藝，總水力停留時間小于其它同類工藝，由于厭氧、缺氧和好氧三個區(qū)嚴(yán)格分開，有利于不同微生物菌群的繁殖生長，因此脫氮除磷效果較好。同時厭氧、缺氧和好氧交替運(yùn)行可抑制絲狀菌繁殖，克服污泥膨脹，有利于污水與污泥的分離。而且運(yùn)行中厭氧和缺氧段內(nèi)只需輕緩攪拌，運(yùn)行費(fèi)用低。目前，該法在國內(nèi)外使用較為廣泛。為了解決回流污泥中過多的硝酸鹽對厭氧放磷的影響，產(chǎn)生了UCT工藝。與傳統(tǒng)A2/O法相比，UCT工藝不同之處在于污泥先回流至缺氧池,再將缺氧池部分混合液回流至厭氧池，從而減少了回流污泥中硝酸鹽對厭氧放磷的影響。但是UCT工藝增加了一次回流，多一次提升，運(yùn)行費(fèi)用將增加。

為了解決傳統(tǒng)A2/O法回流污泥中硝酸鹽對厭氧放磷的影響而又不增加提升的次數(shù)，可將回流污泥進(jìn)行兩點(diǎn)回流，大部分污泥回流至缺氧池，少部分污泥回流至厭氧池。

（b）氧化溝法

Orbal氧化溝，由外到內(nèi)分別形成厭氧、缺氧和好氧三個區(qū)域，采用轉(zhuǎn)碟曝氣。由于從內(nèi)溝（好氧區(qū)）到中溝（缺氧區(qū)）之間沒有回流設(shè)施，所以總的脫氮效率較差。在厭氧區(qū)采用表面攪拌設(shè)備，不可避免地會帶入相當(dāng)數(shù)量的溶解氧，使得除磷效率較差。D型氧化溝為雙溝交替工作式氧化溝，由池容完全相同的兩個氧化溝組成，兩溝串聯(lián)運(yùn)行，交替地作為曝氣池和沉淀池，不單設(shè)二沉池。D型氧化溝的缺點(diǎn)主要是池容積和曝氣設(shè)備利用率低。為了達(dá)到脫氮目的，在D型氧化溝的基礎(chǔ)上又發(fā)展了半交替工作式的DE型氧化溝，該溝設(shè)有獨(dú)立的二沉池和回流污泥系統(tǒng)，兩溝交替進(jìn)行硝化和反硝化。T型三溝式氧化溝集缺氧、好氧和沉淀于一體，兩條邊溝交替進(jìn)行反應(yīng)和沉淀，無需單獨(dú)的二沉池和污泥回流，流程簡潔，具有生物脫氮功能。由于無專門的厭氧區(qū)，生物除磷效果差。而且，由于交替運(yùn)行，總的容積利用率低(約55%)，設(shè)備總數(shù)量多。為了達(dá)到除磷脫氮目的，提高設(shè)備利用率，結(jié)合DE型氧化溝的特點(diǎn)，可以組合成半交替工作式的DT型氧化溝，該溝具有獨(dú)立的二沉池和回流污泥系統(tǒng)，三條溝根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、水量的變化，交替進(jìn)行硝化和反硝化。為提高磷的去除率，以O(shè)rbal氧化溝為原型，外增設(shè)1條厭氧溝，共四條溝，由4條同心環(huán)形溝組成。四溝式氧化溝的特點(diǎn)是從外到內(nèi)的三條溝的溶解氧濃度由低到高遞增，稱之為“0、0、1、2”（外溝溶解氧為零，中間兩溝溶解氧分別為0mg/L、1mg/L，內(nèi)溝溶解氧為2mg/L）工藝，由外到內(nèi)形成厭氧、缺氧及好氧區(qū)域，以滿足生物脫氮除磷的要求。污水及回流污泥由外溝進(jìn)入，處理后出水從內(nèi)溝流入二沉池。四溝式氧化溝的優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)溝容積小，只需相對較小的充氧量就可以將溶解氧水平維持在2mg/L水平，容積較大的中溝因溶解氧較低，氧的傳質(zhì)效率較高，充氧效率也較高，外溝為厭氧區(qū)域，只需很少的攪拌能量，因此四溝式氧化溝的總能耗較低；對于合流制排水系統(tǒng)，在暴雨期間水力負(fù)荷增大時，可以將污水由中溝甚至內(nèi)溝引入，外溝只作“悶曝”可以避免活性污泥的流失。（c）AB法AB法是一種生物吸附——降解兩段活性污泥法，A段負(fù)荷高，曝氣時間短，僅0.5h左右，污泥負(fù)荷高達(dá)2-6kgBOD5/kgMLSS.d，B段污泥負(fù)荷較低，為0.15-0.30kgBOD5/kgMLSS.d。該法對有機(jī)物、氮和磷都有一定的去除率，適用于處理濃度較高、水質(zhì)水量變化較大的污水，通常在原污水BOD5≥250mg/L，AB法才有明顯的優(yōu)勢。本工程設(shè)計進(jìn)水BOD5為120mg/L，采用AB法顯然不太合適。2）按時間分割的間歇式活性污泥法（a）傳統(tǒng)SBR法其反應(yīng)是在同一容器中進(jìn)行。在同一容器中進(jìn)水時形成厭氧（此時不曝氣）、缺氧，而后停止進(jìn)水，開始曝氣充氧，完成脫氮除磷過程，并在同一容器中沉淀，再通過撇水器出水，完成一個程序。這種方法與以空間進(jìn)行分割的連續(xù)流系統(tǒng)有所不同，它不需要回流污泥，也無專門的厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)，而是在同一容器中，分時段進(jìn)行攪拌、曝氣、沉淀，形成厭氧、缺氧、好氧、沉淀過程。這種方法，總?cè)莘e利用率低，一般小于50%，因此適用于較小污水量場合。（b）ICEAS法及CAST法目前，國內(nèi)昆明第三污水處理廠采用了ICEAS工藝，設(shè)計規(guī)模為15萬m3/d，已建成投入運(yùn)行。（c）Unitank法（d）MSBR法MSBR法是一種改良型序批式活性污泥法，是八十年代后期發(fā)展起來的技術(shù)，目前專利技術(shù)歸美國芝加哥附近的AquaAerobicSystem，Inc所有。其實質(zhì)是A2/O系統(tǒng)后接SBR，具有A2/O生物除磷脫氮效果好和SBR的一體化、流程簡潔、不需二沉池、占地面積小和控制靈活等特點(diǎn)。缺點(diǎn)是需要污泥回流和混合液回流，所需潛污泵較多，總?cè)莘e利用率僅為73%，而且其技術(shù)不是很成熟。（2）新型生物-生態(tài)污水處理工藝：IBR--酶促深床濕地工藝1）技術(shù)來源和背景本技術(shù)源自華中科技大學(xué)主持的國家“十五”863重大科技專項中的高技術(shù)研究課題“城鎮(zhèn)污水生物-生態(tài)處理技術(shù)與示范”的成果。該項成果通過示范工程的完善與發(fā)展，現(xiàn)已經(jīng)成為適合中小城市污水處理的成熟技術(shù)。該工藝具有投資低、運(yùn)行費(fèi)用低、管理要求低，污泥量少的特點(diǎn)。同時，生態(tài)處理部分也容易與武當(dāng)山規(guī)劃的濕地景觀融為一體，與旅游區(qū)生態(tài)環(huán)境相應(yīng)生輝。2）工藝流程和基本原理（a）工藝流程該項組合技術(shù)將IBR生物反應(yīng)池與酶促濕地系統(tǒng)通過技術(shù)集成和優(yōu)化組合，形成城市污水處理與回用的高效率低運(yùn)行成本的生物/生態(tài)組合工藝。工藝流程詳見圖4-3。圖4-3IBR--酶促深床濕地工藝圖（b）基本原理IBR生物反應(yīng)池：IBR（IntermissionBiologicalReactor）是一種集反應(yīng)與沉淀于一體的生物反應(yīng)池。該池利用設(shè)置于兩區(qū)底部交界處的三相分離器有機(jī)地將反應(yīng)區(qū)與沉淀區(qū)結(jié)合起來，形成沉淀污泥自滑回流至生物反應(yīng)區(qū)的一體化生物反應(yīng)器。該反應(yīng)池采用連續(xù)進(jìn)水，間歇曝氣方式運(yùn)行。通過調(diào)節(jié)曝氣、攪拌、靜沉?xí)r間比例來營造出污水在反應(yīng)池中的多級AA/O狀態(tài)，使污水在反應(yīng)池中得到最佳狀態(tài)的脫N除P工況，以最大限度地去除N和P。根據(jù)原污水水質(zhì)、水量、水溫、季節(jié)變化調(diào)節(jié)生物反應(yīng)池曝、攪、沉周期，使反應(yīng)池出水中殘余負(fù)荷與酶促濕地凈化能力相適應(yīng)，最大限度地利用后續(xù)濕地的處理能力，從而實現(xiàn)生物反應(yīng)池曝氣量最小，系統(tǒng)整體節(jié)能的目的。污水處理廠配置遠(yuǎn)程集中自控系統(tǒng)，可以根據(jù)原污水水質(zhì)、水量、水溫與季節(jié)變化，在充分利用生態(tài)系統(tǒng)處理能力的前提下，靈活自動地控制生物反應(yīng)池的運(yùn)行模式，使生物反應(yīng)池利用現(xiàn)行的好氧生化處理法的1/3-1/2能耗，獲得相當(dāng)于好氧生化處理2/3以上的處理效率，在保證出水水質(zhì)的情況下，實現(xiàn)系統(tǒng)的能耗最小化。酶促濕地系統(tǒng)：酶促濕地系統(tǒng)是基于人工濕地(ConstructedWetlands)的基本原理的深化應(yīng)用，它綜合了表面流濕地(SurfaceFlowWetlands)和潛流濕地(SubsurfaceFlowWetlands)的特點(diǎn)，在濕地中填入具有對生物酶起促進(jìn)作用的專利填料，與傳統(tǒng)的生物處理工藝相比，其作用機(jī)制及處理系統(tǒng)中物質(zhì)的變化過程有較大差異。污水進(jìn)入酶促濕地系統(tǒng)，濕地中的酶促填料和植物根系中生長了大量的微生物形成生物膜，污水流經(jīng)酶促濕地系統(tǒng)時大量的懸浮物（包括不溶性有機(jī)物）被截流而沉淀在基質(zhì)中，有機(jī)質(zhì)通過生物膜的吸附生物降解與植物的吸收得以去除；濕地床層中，植物根系具有較強(qiáng)的輸氧作用，可使根系周圍的微生態(tài)環(huán)境中保持較高的溶解氧，并依次形成好氧、缺氧和厭氧環(huán)境，保證了污水中的N、P不僅能被植物及微生物作為營養(yǎng)成份直接吸收，還可以通過硝化、反硝化作用及微生物對磷的過量積累作用而從污水中去除，最后通過濕地首端部分基質(zhì)的定期清洗（5-8年清洗一次）和栽培植物的收割而最終使污染物質(zhì)從系統(tǒng)中去除。濕地表面種植優(yōu)選根系發(fā)達(dá)、成活率高、生長周期長的植被，確保其處理性能好且具有景觀效果。冬季低溫適應(yīng)性原理：生物-生態(tài)工藝的組合在廢水水溫大于12℃以上時，生態(tài)處理部分的處理能力得到充分發(fā)揮，當(dāng)處于冬季低溫冰凍時，酶促濕地的處理能力受到一定的抑制。根據(jù)武當(dāng)山的季節(jié)性氣候變化，進(jìn)行植物配伍。春、夏、秋三季植物種類豐富，長勢旺盛，吸收能力強(qiáng)。冬季時，暖季植物枯萎，此時選種當(dāng)?shù)亻L勢良好，吸收能力強(qiáng)的土著植物，保持冬季濕地的處理效果。同時，這種工況下還通過調(diào)整生物處理部分的工作狀態(tài)，加大IBR生物反應(yīng)器的IBR-酶促深床濕地工藝把除磷、脫氮和降解有機(jī)物三個生化過程合理的結(jié)合起來，提供了多樣的反應(yīng)條件。這就能夠用簡單的流程，盡量少的構(gòu)筑物，完成復(fù)雜的處理過程，給工程實施創(chuàng)造方便條件。（c）處理效果分析武當(dāng)山的氣候?qū)儆诙跷鞅鄙絽^(qū)氣候，季節(jié)性氣候分明，每年3月中旬至12月中旬，屬于氣溫較高的暖季，該季節(jié)中水溫在12℃以上，12月中旬至次年3月中旬是氣溫較低的冷季，此時污水溫度小于12暖季（水溫>12℃暖季時，IBR承擔(dān)50%-60%的去除負(fù)荷。IBR生物處理池采用如下時間比范圍內(nèi)運(yùn)行：曝氣/攪拌/靜沉＝（2-3）h/（1-1.5）h/1h。其曝、攪、沉的時間比在此范圍之內(nèi)，根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)不同而予以調(diào)節(jié)，達(dá)到最佳的脫氮除磷效果。由于IBR連續(xù)進(jìn)水，并按時間序列間歇曝氣運(yùn)行，從而形成時空上的AA/O交互模式。在曝氣時段完