西北某市污水处理厂可行性研究报告.doc

西北某市污水处理厂可行性研究报告工程号 2003-1118 中国市政工程西北设计研究院二三年十月武威市凉州区黄羊污水处理工程可行性研究报告院 长：蒲钢青（高级工程师）所 长：马卫东（高级工程师）审 定 人：刘长荣（教授级高级工程师）审 核 人：刘长荣（教授级高级工程师）项目负责人：马卫东（高级工程师）各专业负责人：给 排 水 专 业： 党康森（高级工程师）建 筑 专 业： 覃雄科（高级工程师）结 构 专 业： 王晓亮（高级工程师）暖 通 专 业： 蔡 海（高级工程师）电气、仪表专业负责人： 袁益民（高级工程师）技术经济专业负责人： 顾艳华（高级工程师）中国市政工程西北设计研究院二三年十月目 录前 言1第一章 概述41.1 编制依据41.2 编制原则41.3 编制范围51.4 城市概况51.5 工程建设的必要性9第二章 总体建设方案112.1 服务范围及厂址112.2 污水水量及工程规模112.3 污水水质及处理标准142.4 污水处理工艺152.5 污泥处置工艺212.6 污水污泥的最终出路22第三章 污水处理厂设计23CASS(方案一)工艺工程设计233.1 基本设计参数233.2 污水二级标准处理系统233.3污泥处置系统293.4 主要水处理设备303.5 供配电系统413.6 仪表及自动控制系统443.7 采暖通风483.8 建筑及厂区总图503.9结构设计52第四章 排水管道设计554.1 排水管道现状554.2 排水区域及排水系统554.3 污水管道工程55第五章 管理机构、劳动定员及建设进度575.1 管理机构及定员5752建设进度59第六章 环境保护、节能与安全生产606.1 环境保护606.2节能626.3安全生产62第七章 投资估算及资金筹措647.1 投资估算647.2 编制依据64第八章 经济分析718.1 编制说明718.2 基础数据728.3 资金筹措及使用计划738.4 财务评价738.5 国民经济评价798.6 评价结论81第九章 结论和建议839.1 结论839.2 建议83第十章、工程招投标84附图：附图一：武威市凉州区黄羊污水处理工程总体布置图附图二：武威市凉州区黄羊污水处理厂总平面布置图附图三：CASS工艺流程图前 言黄羊镇位于河西走廊东端,地处武威市城区东南,距武威市政府所在地凉州城区35公里、距兰州240公里处。是武威市的主要粮食产区之一。估测现有排水量已达近2万吨/日,没有污水处理厂,污水仅能靠道路边沟向河体直接排放,街区污水横溢,大大影响市容环境,已经严重干扰到城区人民正常的工作生活，制约了镇区经济的发展。同时,工业污水和生活污水未经任何处理就排入大沙河或用于农溉,其结果为危害农作物、污染地表水源,随着排入污水量的增加, 大沙河将会受到重度污染。随着西部大开发的进行，解决镇区污水处理问题以适应黄羊镇各项事业的发展已成为黄羊镇建设的当务之急。2003年10月受黄羊镇镇政府的委托，我院承担了本次武威市凉州区黄羊污水处理工程可行性研究报告的编制工作；虽然本次可行性研究报告编制时间短，但我们力求对方案认真研究、论证，阐述详细，以便为上级主管部门和专家组对此项目进行分析、论证和最终决策。在本项目可行性研究报告的编制过程中，得到了凉州区区委，区政府等有关部门领导的关心支持，在工作中区城建局、自来水公司等单位有关同志热情配合，在收集资料方面给予我们极大的帮助，在此表示感谢。到目前为止黄羊镇的污水处理能力为0万m3/d，大量未经处理的污水的排入河流，导致城市供水水源、自然水域及农作物的严重污染，阻碍了工农业的发展。为了改善这一现状，省市政府十分重视污水厂的建设。黄羊污水处理工程是黄羊镇市政建设的重要组成部分，是城市生产和人民生活不可缺少的公共设施，是改善城市环境质量，促进旅游业，招商引资和经济建设发展的重要举措。黄羊污水处理厂的建设可加速黄羊镇地区的发展，同时为黄羊镇污水管网的建设提供必要的基础。近期宜控制在2万吨/日，并提出了完善和改进的意见。根据凉州区城乡建设局和黄羊镇镇政府的意见及申请贷款的具体条件，我们编制了“武威市凉州区黄羊污水处理工程”的可行性研究报告。工程概况1、工程名称：武威市凉州区黄羊污水处理工程2、建设内容：新建2万m3/d污水处理厂一座。污水处理工艺 推荐采用CASS工艺；污泥处理工艺 推荐采用污泥机械浓缩脱水一体化工艺。污水排放水质 执行GB18918-2002标准的二级标准。污水最终出路 达标污水排入大沙河滩。污泥最终出路 污泥最终处置形式以脱水泥饼为主。脱水泥饼可用于绿化、林业施肥或进行卫生填埋。新建城市污水管道，DN300-DN800约25.14公里；3、建设单位 黄羊镇镇政府4、设计单位 中国市政工程西北设计研究院5、投资估算及技术经济指标建设项目总投资 4744.44万元资金来源 申请银行贷款 1000万元 （ 约占建设项目总投资的20%）。申请西部国债资金 2850万元 （约占建设项目总投资的60%）。地方自筹 894.44万元 （约占建设项目总投资的20%）。流动资金70%来自银行贷款，年利率为5.85%，其余30%为地方自筹。第一章 概述1.1 编制依据1、武威市凉州区黄羊镇总体规划（2003-2020年）2、武威市凉州区黄羊镇现状排水管网资料（截止2002年）3、主要设计规范及标准：城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）室外排水设计规范(GBJ14-87 1997年版) 氧化沟设计规程（CECS 112：2000）城市污水处理工程项目建设标准（建设部2001修订版）建筑设计防火规范（GBJ16-87 1997年版）建筑结构荷载设计规范（GBJ9-87）建筑地基基础设计规范（GBJ7-89）给水排水工程结构设计规范（GBJ69-84）供配电系统设计规范（GB50052-95）低压配电设计规范（GB50054-95）1.2 编制原则1、在城市总体规划的指导下,加强保护城市水资源和改善水环境，对城市污水进行统一规划、综合治理，充分发挥建设项目的社会效益、国民经济效益和环境效益。2、积极采用高效节能、简便易行的污水处理新工艺、新技术、新材料、新设备以及污水和污泥的综合利用技术。3、提高控制和生产管理的自动化、信息化水平，做到技术可靠、便于管理、出水达标、经济合理。4、按照统一规划、分期建设的指导方针，以需要与可能相结合的原则，合理分期、滚动发展。5、采用国内技术先进、质量稳定的设备，合理采用国外设备。1.3 编制范围分析论证武威市凉州区黄羊镇污水处理工程的总体布局及建设规模，近期建设项目的工艺论证、投资估算及技术经济分析。武威市凉州区黄羊镇污水处理工程的服务范畴是：黄羊镇的排水设施东起三干四支渠，西至老黄羊，南靠旧312国道，北至农大、省机械学校，总收水面积12平方千米。上述区域即为本项目可行性研究报告设计的排水区域。以上服务范围的划分详见“武威市凉州区黄羊污水处理工程服务范围图”。因上述范围内的排水管网规划正在修编中，本建议书中有关厂址论证及管网建设的内容，仅用于控制初步估算部分投资。相关详细内容有待下阶段设计时进一步落实和深化，应当以正式批准的规划为准。1.4 城市概况1.4.1 城市性质及规模城镇性质：黄羊镇政治、经济、文化中心；以面粉加工、绿色食品加工业、特种医药加工为主导产业的环境优美的现代化小城镇。城镇概况：地处祁连山冲积、洪积平原上，平坦、开阔，境内未见高大陡崖和深谷，无不良地质现象。黄羊镇是全省25大集镇之一，是全国50家生态环境与基础设施首批小城镇建设试点镇。2002年底镇区东西长17公里，南北宽13公里，总面积102平方公里，其中城镇建成区面积4.4平方公里。总人口5.15万人，其中，城镇人口1.85万人，城镇人口占总人口比重为36%，农业人口3.3万人，流动人口1.04万人，居住人口以汉族为主，占总人口的95%以上，此外还有回、满、藏族等少数民族。黄羊镇属交通要塞，对外交通十分便利，是古丝绸之路必经之地和新欧亚大陆桥上的重镇，兰新铁路、312国道纵贯镇区。镇区内科研、教育具有传统优势，二十世纪五十年代曾是甘肃省农业科研、文化教育中心，由于镇区基础设施薄弱，尤其是给排水没有保证，“文化教育中心”的发展定位没有实现。现仍有甘肃省农业科学研究院、甘肃省畜牧学校等省属科研单位和院校，是农业科研、教学试验的重要基地。同时，镇区工业初具规模，有以甘肃省药物碱厂、“莫高”集团武、港食品厂等为代表的省市驻镇企业12家，建成有西北最大的小麦面粉生产基地，这些企业已成为黄羊镇经济发展的支柱。经过几十年来的发展黄羊镇已成为全省农牧科研文化和经济重镇，根据武威市城镇体系规划，处于一级中心城镇，凭借其优越的自身条件，便利的交通，久远的历史、一定规模的工业基础和文化教育设施，在区域经济发展中有较强的辐射作用和发展潜力，是发展中的武威市东部经济中心。2002年国内生产总值已达到3.6亿元人民币。1.4.2 自然条件 地理位置黄羊镇地处河西走廊东端，地处武威市城区东南,距武威市政府所在地凉州城区35公里，距兰州240公里处。地理坐标为东经10248，北纬3737。 气象条件黄羊镇地处亚州大陆腹地中温带干旱区，属大陆性气候，具有干旱少雨，寒冷多风的特征，年平均气温为8，历年最高气温39.5，最低气温-26.5；年平均降水量163.7毫米，多集中于七、八月，而平均蒸发量达2021毫米；最大积雪厚度为250300毫米；最大风力为八级；最大冻土深度1.42米；最高年日照时数2532.7小时，最低年日照时数为1664.6小时。地震带区划属青藏高原北部地震区，祁连山地震区河西走廊地震带，设防烈度为8度。（3）水文及水文地质 地表水及污染状况黄羊河是黄羊镇供水的主要水源，上游有哈溪河和峡门河两条干流，其来源主要为祁连山积雪。二河至哈溪镇汇合，向北流入黄羊镇境内即为黄羊河。黄羊河平均年径流量1.38亿立方米，最高2.1亿立方米、最低0.65亿立方米，地表水可利用量1.1亿立方米。到目前为止，黄羊镇的现状供水量为1.1万m3/d，预计污水总排放量约0.88万m3/d，目前没有建成的污水处理厂，大量未经处理的污水通过排水管渠、支渠最终流向大沙河滩，致使周围环境严重污染。地下水及环境地质问题地下水埋深在160-200米之间，主要来源为祁连山雪水及田间灌溉渗水，流向和地面坡向一致，呈南北走向，水质良好。地下水平均可利用量0.1838亿立方米，除黄羊河农场部分地区有机井灌溉，其他尚未开采利用。（4）地震设防烈度为8度。（5）最大冻土深度为1.42m。(6)工程地质黄羊镇地层单一，自上而下为：黄土状粘土，属第四系全新统冲积、洪积层，呈黄褐色，厚度由0.4 5.0米不等，一般为1-2米，有大空隙，含植物根须，且有级非自重湿陷。土质硬塑-坚硬，稍密、中密，承载力为130-300kpa.卵石砾石层，属第四系上、下新统冲积、洪积层。从区内深井资料反映，该地层厚度在200米以上，其间夹粘土薄层、呈杂色。主要成分以变质岩为主，火咸岩和水咸岩次之，颗粒为次园形，微风化，粒径在4-8厘米（最大可达60厘米），卵石中混砂约15-20%，密实，承载力约300-500kpa。(7)地形地貌黄羊镇地处祁连山冲积、洪积平原上，平坦开阔，整个地势由西南向东北倾斜，海拔1600-1920米，坡度约在10-12之间，无不良地质现象。1.4.3 城市排水现状及规划（1） 城市排水现状及存在的问题黄羊镇一直以来无污水处理设施，生活污水及工业废水直接通过明渠排入大沙河滩,已造成严重的环境污染,对人民生活及农业发展造成了潜在的威胁。镇区各街排水均为明沟土渠,排水隶属于凉州区城乡建设局管理。目前镇区内有排水管网7.798km,雨污合流，其中直径600mm的排污管0.5km; 直径500mm的排污管5.996km; 直径400mm的排污管0.809km; 直径300mm的排污管0.171km; 直径200mm的排污管0.322km,污水最终流向大沙河滩。存在的问题：污水未经处理直接排往大沙河滩，造成周围环境和景观的严重破坏，植被无法长久生长。(2)城镇排水规划本项目区域服务范围属于黄羊镇的整个规划范围。1.5 工程建设的必要性近年来，随着黄羊镇被列为全国首批生态环境与基础设施建设试点镇，黄羊经济开发区被列为全国乡镇企业东西合作示范区，拟建甘肃绿色食品科技示范区，黄羊经济中心城镇的地位已经确立。按照黄羊镇总体规划，黄羊镇的发展定位为县区级综合经济开发试验示范区，到“十五”末，将建成中国西部最大的面粉加工集散地或面粉集团公司；国内特种药品的原料加工生产和加工基地，省内较大的酿酒酿造及优质葡萄种植基地，较大的畜禽良种繁殖推广基地和重要的生物工程研发中心等几大支柱产业为支撑的全省一流的县区级开发区。15万吨变性燃料乙醇和医药化工等一大批大型企业、乡镇企业即将建设投产。在城镇建设上，城镇规划面积近期（2005年）12平方公里，远期（2020年）12平方千米；规划人口近期（2010年）4.8万人，远期（2020年）8万人，将建成工业经济示范区、科技示范区、高新农业示范区、生物工程示范区等、专业批发市场区以及行政机关、金融、住宅区等不同功能的十个小区。根据黄羊镇区总体规划与近几年的统计年鉴发现，镇区社会经济发展迅速，特别是酿造与第三产业快速增长，由此给镇区财政和人民群众带来了丰厚的收入。随着生活水平不断提高，排水量进一步扩大，黄羊镇现排水状况已不能满足需要，已成为制约黄羊经济发展的重要因素，因此，目前迫切需要修建污水处理厂。由于该地区原有市政给排水系统设施比较薄弱，已不能满足城市区域不断扩大的要求，有些问题还相当严重。随着国家重点对西部地区的开发和建设，在城市规模扩张的同时，也对城市排水管网、污水处理系统提出了更高的要求。因此黄羊镇污水管网及污水治理工程必须进行。第二章 总体建设方案2.1 服务范围及厂址2.1.1服务范围武威市凉州区黄羊污水工程服务范围详见1.3节。2.1.2 厂址选择城市污水处理厂厂址的选择应满足以下原则：a、 充分利用现有的污水干管，减少管道的投资。b、 位于城市供水水源的下游。c、 处理后的水有较好的出路。d、 应符合城市总体规划，使规划区域内的污水均能得到收集处理。e、 少占良田，同时有远期扩建的余地。根据地形、地势、地质情况和排水出路、现场踏勘结果和黄羊镇总体规划将污水处理厂厂址选在东北角，具体为农大试验农场东北面，广场村十一组。详见附图“武威市凉州区黄羊污水处理工程总体布置图”。2.2 污水水量及工程规模根据室外排水设计规范(GBJ14-87 1997年版)，排水量可按当地用水定额的80%90%采用，设计取80%。2.2.1 需水量分析和预测2.2.1.1现状供水量水厂原建设供水规模为：11000m3/d。排水量大约为：8800m3/d。2.2.1.2、城市总用水量预测1.按综合用水量标准预测综合生活用水量标准，按国标（GBJ13-86）（1997年版）中表2.0.2-2，该城区属三区，则最高日定额为130230L/capd，近期采用160L/d人，则预测出近期（2010年）城区生活总用水量为： 11043m3/d，远期（2020年）采用180L/d人，城区生活总用水量为： 21390m3/d，其中包括公共建筑（设施）用水。浇洒道路、绿地用水指标均取1.5L/ m2.d。近期（2010年）浇洒道路面积0.58平方千米，绿化面积1.8平方千米。远期（2020年）浇洒道路面积1.15平方千米，绿化面积2.58平方千米。其他用水指未预见水量及管网漏失水量按最高日用水量的15%计取。综合用水量标准预测计算见表2-1。黄羊镇总生活用水量预测计算表 （按综合生活用水量标准法） 表2-1序号项 目单位近 期（2010）远 期（2020）备注1综合用水量标准L/人d1601802规划人口万人4.88.03用水量m3/d768014400=x4浇洒道路用水量m3/d87016805绿地用水量m3/d172538706其他用水m3/d76814407城区总生活用水量m3/d1104321390=+2、城区工业用水量预测：根据2002年度黄羊镇工业用水量和近期正在实施的15万吨变性乙醇厂预测用水量，统计年工业总用水量为4955000吨/年（日用水量为13575.34米3）。见黄羊镇工业用水年用水量统计表2-4。 黄羊镇工业用水水量统计表 表2-4序号用水用户名称年用水量（吨）备 注1红太阳面粉集团117812泳丰面粉厂76293其他面粉厂481574糖 厂6005145 甘肃内燃机配件厂4165346制 杆 厂483637武威水泵厂31888亚 麻 厂175739农恳中心（南）2350010农恳中心（北）2650011农大农场1210812醋 厂1729813鳞 肥 肠251814煤 厂579915其他工业用水户6021816黄羊农场216844917金穗面粉厂600018金三角面粉厂700019普安制药 厂89200已建工程2015万吨变性乙醇2190000拟建工程21总 计4955000城区现状工业总产值为40880万元，主要用水大户为药物碱厂、“莫高”酒厂、武、港食品厂等为代表的企业12家，但工业用水量按企业分项难以提供，故本次可研按工业年产值万元用水量指标法计算，参考国内部分城市的工业产值耗水量及根据黄羊镇所在的地理位置，确定工业耗水量近期为125m3/万元，远期为100m3/万元。黄羊镇工业用水量预测表（按万元产值耗水量指标法） 表2-3序号项 目单位近 期（2010年）远 期（2020年）备 注1年工业总产值万元408801040252工业耗水量指标m3/万元1251003工业用水量m3/d14000285004、城镇排水量：通过以上水量预测分析，黄羊镇近期（2010年）城镇总用水量为：城镇最高日用水量为：11000m3/d+14000m3/d=25000m3/d,;城镇排水量为：25000x0.8=20000 m3/d。则城镇的远期（2020年）城市总用水量为：21500m3/d+28500m3/d=50560m3/d。因此确定各阶段污水设计规模如下：近期污水处理厂设计规模2万m3/d，最大时1167 m3/h（总变化系数 1.4），本次可研仅就2万m3/d规模进行研究。远期污水处理厂设计规模将根据近期污水处理厂运行实践再行确定。2.3 污水水质及处理标准武威市凉州区黄羊镇污水处理厂近、远期服务范围内城镇总体规划正在修编、调整之中，无实测水质资料。为使设计采用的污水处理厂进水水质比较符合黄羊镇的实际情况，污水处理厂进水水质参照国内同性质的城市污水水质确定。国内部分城市污水厂设计进水水质表 表21 项目污水厂 CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)PH西安北石桥污水厂400180255327.5西安邓家村污水厂450220300268.5白银污水厂350150300307.5天水秦城污水厂30018020037.23嘉峪关污水处理厂3002002504临夏污水厂300150200304庆阳污水厂3501802503027乌鲁木齐河东污水厂500200300包头污水厂500230300平均值3831882623047.3从总体上讲，上述几个污水处理厂的进水水质基本属于城市污水范畴，但指标均偏高。这与上述市属缺水城市密切相关，但与更严重缺水的城市如天津、青岛相比要好的多。根据城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002），处理后排向大沙河滩的污水水质应达到标准二级标准；设计进出水水质详见表23。设计进出水水质（日均值） 表23项 目CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)进水水质35014020030355二级标准出水1003030253032.4 污水处理工艺2.4.1污水的特性及二级强化处理系统污水的特性指标：（1）BOD5/CODCr200/4000.50.45，可生化性较好；（2）BOD5/TN 200/35 5.713.0，满足反硝化要求；（3）BOD5/TP200/54020，生物除磷效果较好。因此，污水特性完全满足生物除磷脱氮的基本要求。根据确定的出水水质指标，应采用二级标准处理。二级标准处理是指在去除污水中有机污染的同时，去除导致水体富营养化的氮磷物质，使有机物和氮磷污染指标均达到较高的排放标准。二级标准处理可采用物理化学法，也可采用生物法，当采用生物法时称作生物除磷脱氮工艺。国内目前采用的生物除磷脱氮工艺，比较公认的一般有：A/O法、A2/O法、卡鲁塞尔氧化沟、CASS工艺等。A/O法和A2/O法是采用较早且最成熟的污水生物除磷脱氮工艺，但系统复杂、投资较高，现已有逐步被氧化沟、CASS法等取代的趋势。但无论氧化沟还是序批式活性污泥法（CASS），其实现生物除磷脱氮的基本过程还是厌氧、缺氧、好氧过程，即A/A/O过程。其间的区别，只在于这些基本过程间的过渡方式为顺序或是交替，污泥负荷的高或低。氧化沟工艺方法很多，由于沟内缺氧段和好氧段的存在，均有一定的脱氮功能，但要除磷必须增加厌氧段生物选择区。在所有的氧化沟工艺中，带有生物选择区的卡鲁塞尔氧化沟，除磷脱氮效果较佳。 CASS是序批式反应器的简写，本意是进出水和曝气间歇运行的污水处理系统。近年来变型较多，进出水系统有间歇运行的也有连续运行的，但其核心是供氧系统间歇运行，以营造活性污泥厌氧、缺氧、好氧的阶段性环境，达到除磷脱氮的目标。针对武威市凉州区污水处理厂的污水水质及处理后出水水质要求，结合处理厂规模，资金等情况，参照国内外的研究成果及污水处理厂的运行实践，选择卡鲁塞尔氧化沟和改良CASS工艺两种生物除磷脱氮工艺方案进行初步研究。2.4.2改良CASS工艺（方案一）本方案定义的改良CASS工艺是在原CASS工艺的基础上，按连续进水运行。CASS工艺（Cyclic Activated Sludge System）是在SBR基础上发展起来的一种循环式活性污泥法。主体部分为生物反应池，它集曝气、沉淀于一体，以连续进水间断出水为主要特征，工艺过程是：进水/曝气进水/沉淀进水/滗水进水/闲置；共四个阶段，循环运行。CASS工艺在反应池进水端设置了一个生物选择区，根据运行需要可少量曝气（缺氧）或不曝气（厌氧）。设置生物选择器的作用与卡鲁塞尔氧化沟的生物选择区基本相同。不同之处是该生物选择区可在厌氧或缺氧条件下运行；活性污泥可回流可不回流，回流污泥量比卡鲁塞尔型氧化沟小的多。总之，运行方式和参数可根据需要调节优化。生物脱氮是CASS反应池本身的特殊运行方式中进行硝化和反硝化过程而完成的，而除磷作用是利用设置在CASS反应池前的选择区形成厌氧环境和反应池中的好氧环境交替实现的。污水经过厌氧、缺氧、好氧阶段达到脱氮除磷的目的。改良CASS工艺主要特点：（1）无初沉池及二沉池，占地少、投资省。（2）静态沉淀，有机物去除率高、出水水质好。（3）周期性曝气，活性污泥处于厌氧、缺氧、好氧交替的环境中，除磷脱氮功能较强。（4）由于“改良CASS工艺”进水的连续性，取消了水力切换设备，比传统的SBR工艺降低了控制复杂性，容积利用率提高。实践证明沉淀阶段连续进水不会恶化出水水质。（5）低污泥负荷，剩余有机污泥量较少。污泥基本稳定，不需再进行稳定化处理，可直接浓缩脱水。（6）系统能耗低于卡鲁塞尔氧化沟。（7）多用于中小型污水处理厂，用于大型污水处理厂的较少见。控制系统较复杂，除磷脱氮效果比卡鲁塞尔氧化沟稍差。CASS工艺流程：进水闸室粗格栅及污水提升泵站细格栅旋流沉砂池CASS反应池（带生物选择区）接触消毒池计量出水。2.4.3 卡鲁塞尔氧化沟工艺（方案二）本方案定义的卡鲁塞尔氧化沟是在标准的卡鲁塞尔氧化沟的上游增加前置厌氧池及前置缺氧池，氧化沟与终沉池分建，并有独立的污泥回流装置。卡鲁塞尔氧化沟生物脱氮作用是通过氧化沟本身特殊的运行方式，创造一定条件使硝化和反硝化反应在氧化沟中交替发生而完成的。由于氧化沟系统的污泥泥龄较长，一般为1020d，池中硝化作用进行得比较充分，污水中氨氮基本上可完全氧化成硝酸盐氮。为了进一步脱氮，就要使反硝化作用得以进行，其主要条件是维持缺氧条件和有机碳源，使反硝化菌繁殖，卡鲁塞尔氧化沟生物脱氮工艺就是按此原理操作运行的。为了利用卡鲁塞尔氧化沟进行生物除磷，必须在卡鲁塞尔氧化沟之前设置厌氧池（亦称生物选择池），其作用一是抑制丝状菌的增长，防止污泥膨胀，改善污泥的沉淀性能；二是聚磷细菌在厌氧段把磷从化合状态下从体内释放出来，污水中BOD5浓度下降，而磷含量上升。随后在好氧段内聚磷细菌超量吸收在厌氧段释放出的磷和原污水中的磷，形成高含量磷污泥，利用排除剩余活性污泥达到降低出水中磷的目的。污水经过厌氧、好氧段达到除磷目的，而缺氧、好氧段联合达到脱氮目的。卡鲁塞尔氧化沟是在普通氧化沟基础上加以改进的，氧化沟作为整个工艺的核心，通过控制表曝机的转速和开停，创造了好氧和缺氧两个对氮、磷转化至关重要的生化环境。也就是说，氧化沟已经将曝气池和缺氧池、厌氧池有机融合在一起，池容得到了更充分的利用。卡鲁塞尔氧化沟的优化组合，使其在占地和基建投资方面，与一般的脱氮除磷工艺相比显得比较优越。卡鲁塞尔氧化沟的主要特点：（1）抵抗因水量和水质变化所引起的冲击负荷能力强。（2）具有不同菌群的生物特性，处理效果稳定，不仅满足SS和BOD的去除，而且脱氮除磷效果好。（3）反应状态易于控制，运行方式灵活，可调节性强。（4）运行可靠，管理简便，易于实现自动化操作。（5）污泥生成量少，且已在污水处理过程中基本得到了好氧稳定，一般不需作厌氧消化处理。（6）表曝系统调节维修性能较底曝系统好。卡鲁塞尔氧化沟工艺流程：进水闸室粗格栅及污水提升泵站细格栅旋流沉砂池生物选择池卡鲁塞尔氧化沟最终沉淀池接触消毒池计量出水。2.4.4工艺方案比较对于能满足出水控制标准，可供选择的生化处理方案很多，要确定出符合当地实际条件，技术上先进可行，经济合理的设计方案是非常重要的也是比较困难的。对于上述两种方案，设计采用优缺点比较法，在初步方案设计、工程技术可靠性、投资估算、能源消耗、运行费用等基础上，进行多方面的综合分析与比较，详见表2-4。 污水处理工艺综合评价表 表2-4序号评比项目内容、含义（一）CASS法（二）氧化沟一、技术可行性1技术适用情况应用的广泛性，对水量水质的适应程度。国外应用较多，国内使用较少，适应中小规模，对水质水量变化适应性强。国外应用较多，国内已推广应用，适应于各种规模，对水质水量变化适应性强。二、水质目标2出水水质满足排放标准出水水质好且稳定出水水质好且稳定3外界条件适应性气温、水温、进水水质变化对出水的影响。出水水质稳定，对外界条件的变化适应性好。出水水质稳定，对外界条件的变化适应性好。三、费用指标（万元）4总投资含污水厂、污水管网。4744.44万元4961.98万元5年运行费用仅指电费400.21万元358.50万元四、工程实施6分步施工分步实施难易程度可分组实施可分组实施7施工施工难易程度较难较难五、环境影响8对周围环境影响噪音及臭味噪音较大，臭味一般噪音小，臭味一般9污泥的影响污泥产量大小较少少六、占地情况10占地生产区占地大小较小较大七、运行管理11运转操作操作单元多少和方便程度。较复杂简单12维修管理维修工作量和难易程度。微孔曝气器位于水面以下，维修量大，复杂表曝气机位于水面以上，维修量小，简便2.4.5推荐方案根据以上的方案比选和分析， 两种方案各有优缺点。CASS工艺（方案一）投资较少，但运行管理复杂。卡鲁塞尔氧化沟工艺（方案二）投资较多, 但系统较稳定。经技术经济比较后最终推荐采用CASS工艺（方案一）。2.5 污泥处置工艺在普通活性污泥法污水处理过程中产生的剩余污泥，容量大、不稳定、易腐败、有恶臭，如不加以妥善处置，任意排放，将引起严重的二次污染。CASS工艺污水处理过程中所产生的剩余污泥，比普通活性污泥法产生的剩余污泥性状要好一些。一般污泥量较小，有机物含量在50%以下，含水率在99.5%左右。泥龄较长（15日以上）的系统污泥已基本好氧稳定，寄生虫卵和病原菌等微生物已基本失活，并且富含促进植物生长的氮、磷、钾等营养元素，可以作为有机农肥使用。普通活性污泥法的剩余污泥，要经过无害化（好氧稳定或厌氧稳定）、脱水、减容、固化处理过程；而CASS工艺剩余活性污泥在水处理过程中已好氧稳定，处置的主要任务是脱水、减容、固化。污泥的脱水、减容、固化指降低污泥的含水率，减小体积，消除流动性，使之易于运输处置、实现污泥资源化利用的过程。污泥的脱水减容固化，可采用污泥浓缩池机械脱水系统，也可采用污泥机械浓缩机械脱水系统；随着技术进步和新设备的推广使用，近来采用较多的是生产环境较好、占地较少、管理较方便的机械浓缩脱水一体化污泥处置系统。特别对于具有除磷工艺的系统，其污泥应当采用机械浓缩以缩短污泥的厌氧时间。本项目推荐机械浓缩脱水一体化污泥处置系统。工艺流程如下：污泥泵房污泥均质池污泥投配泵房污泥浓缩脱水机房泥饼外运。2.6 污水污泥的最终出路处理后的污水排入大沙河滩。按照处理后的污水水质和水量，向大沙河滩的年总排污量见表24。武威市凉州区黄羊污水处理厂出厂水向大沙河滩年排污总量（t/a） 表24项 目BOD5CODcrSSTNTP NH3-N 处理前纳污总量（2万m3/d）102225551460255.536.5219处理后排污总量（2万m3/d）21973021921921.9182.5处理后减污总量（t/a）8031852124136.514.6 36.5根据黄羊镇排水规划，黄羊镇污水处理厂的污泥最终处置形式以脱水泥饼为主。近期脱水泥饼有效利用或与城市垃圾一并填埋。本污水厂脱水泥饼主要用于绿化、林业施肥及卫生填埋。如脱水泥饼用于农作物或蔬菜施肥，必须经过严格的检验，经市环保局批准方可。第三章 污水处理厂设计CASS(方案一)工艺工程设计3.1 基本设计参数（1）设计流量旱季流量（用于生物处理设计）：Q20000m3/d833 m3/h雨季流量（用于水力流程设计）：Q28000m3/d1166 m3/h（2）设计水质及去除率详见表31。 设计水质及污染物去除率 表31序号污染物名 称进水水质（mg/L）二级标准出水水质（mg/L）二级标准去除率（）1BOD514030782CODCr350100713SS20030