城市污水处理厂前期调查

城市污水处理厂前期工作一般包括项目建议书、预可行性研究和可行性研究。某些项目由于情况比较特殊，程序可以适当简化，直接作可行性研究报告，以可研报告代替项目建议书。作为建设项目前期工作的核心，可行性研究的主要任务是：进行充分的资料收集、分析和现场调研，对拟建项目建设的必要性、实施的可行性、技术的可靠性以及经济的合理性进行多角度的综合的分析论证，在多方案比较的基础上，提出最适合当地的推荐方案。由于在可行性研究阶段，污水处理厂的规模、处理标准、工艺方案、选址、工程投资等等均已基本确定，因此，可行性研究是工程建设前期工作中最为关键的环节。可行性研究的成果，将直接影响到政府有关部门的决策。近几年，由于国家加大了对环保的资金投入，同时，各地政府部门的环保意识不断加强，认识到环境保护和经济发展是相辅相成的，是可持续发展的有力保障，发展经济和保护环境是两条腿走路，缺一不可。各地相继兴建了一批污水处理厂，同时，更多的城市污水处理工程提上议事日程。在这样的大环境下，笔者有幸参与了多座污水处理厂工程的设计工作，也积累了一些心得体会。成功的可行性研究，需要各部门、多工种的通力协作，一般来说，工艺作为牵头工种，需要更多地投入。要提交一份高质量的可行性研究报告，有一些设计要点需要特别注意：•资料收集与分析可行性研究阶段需要收集大量的资料并加以分析，一些需要收集的主要资料，包括污水处理厂所在地的自然条件、城市社会经济概况和规划资料、污染现状等等。•自然条件自然条件包括：•气候条件：如风向、气温、湿度、降水等；根据当地常年主导风向，进行污水处理厂总图布置，将厂前区布置在常年主导风向的上风向，减少污水处理厂臭气对厂前区的影响。气温条件直接影响到曝气量的计算以及曝气方式的选取，设计最低水温影响到反应池的容积计算，冻土厚度影响到工艺管线的埋设深度以及土建抗冻设计等等。•河流水系：对当地的河流水系资料应有所了解。包括受纳水体的功能要求、类别、水文资料等等。由于许多情况下，环评报告和可行性研究基本上是同步进行的，在来不及拿到环评报告的情况下，可以参照受纳水体的功能要求和类别，暂定污水处理的排放标准。待拿到环评报告及批复时，再作调整。受纳水体的水文资料直接影响到污水处理厂高程设计，是十分重要的基础设计数据。通常情况下，设计考虑污水在进水泵房经一次提升后，藉重力依次流经各处理构筑物后，排入受纳水体。有时，由于受纳水体的高水位远远高于常水位，经技术经济比较后，也会采取设出口泵房二次提升排放的方式。在常水位时，尾水依然藉重力排放，受纳水体水位达到一定标高时，开启出水泵，尾水经出口泵房提升排放。•地形地貌：可以根据服务范围内的地势走向及排放水体的方位，布置厂外污水管网的走向，减少污水提升泵站的建设，节约工程投资。•地质概况和地震区划：在没有地质钻探资料时，可以参照拟建污水处理厂厂址邻近地区的工程地质资料，进行土建工程的可行性设计。另外，可以查阅2001年8月1日实施的《中国地震动参数区划图》，得到当地的地震动峰值加速度以及地震动反应谱特征周期，用于结构抗震设计。•城市社会经济概况及规划资料城市社会经济概况包括：•人口：尤其是服务范围内的现状人口和规划人口，与人均生活用水指标一起，决定了污水处理厂服务范围内的生活污水量，从而影响到污水处理厂规模的确定。•现状人均生活用水量和规划人均生活用水量，一般情况下，统计部门有现状人均生活用水量的统计数据，如果没有，也可以根据供水量和服务人口计算得出。如果没有规划人均生活用水量，可以参照经济发展程度类似、生活习惯类似的地区。•经济发展水平及发展方向：包括工业结构组成、工业用水量现状等。由于我国人均水资源并不丰富，国家鼓励发展节水型工业，鼓励工业用回用水，以减少新鲜水用量。因此，从单位工业产值耗水量来看，存在着逐年下降的趋势。随着工业产值的增长，工业耗水量的增长并不成正比。另外，各地第三产业近年来发展迅速，第三产业的用水量存在着逐年增长的趋势。许多生活水平比较好的地区，三产系数已经达到0.3~0.5左右。•城市规划资料：包括城市总体规划、排水专业规划、防洪规划等。城市总体规划包括了上述人口、经济发展、用水量指标等，同时，可以看出污水处理厂服务范围内的土地的规划功能。从排水专业规划上，可以看出城市排水系统服务范围的划分和排水体制。对于没有排水专业规划的地区，需要结合可行性研究，在可研报告中提出污水服务范围的设想及采用何种排水体制，合理确定污水处理厂服务范围、系统布局和处理规模。从防洪规划上了解拟建污水处理厂厂址地区的防洪水位，厂区设计地坪标高应满足防洪排涝的要求，同时，高程设计中应考虑洪水位时的尾水排放。有可能的话，排放口的设计还需考虑规划河床断面和规划蓝线以及河道航运功能的要求，当然，这部分工作也可以在初步设计阶段进行。•污染现状污染现状方面的资料包括：•河流湖泊的污染现状：由于我国过去比较片面重视发展经济，环保方面的欠账比较多。有资料表明，我国由于水质污染严重而不能用于灌溉的河段约占22.3%，45%的河段鱼虾绝迹；全国大型淡水湖泊和城市湖泊、水库均达到中等以上污染；1996年，《国务院关于环境保护若干问题的决定》提出，到2010年，我国的环境质量要有根本改善，首批把淮河、辽河、海河和太湖、滇池、巢湖列为国家污染治理的重点，并要求在近期，主要城市的水环境质量达到国家规定的标准。在污水处理厂工程可行性研究阶段，需要论证污水处理厂工程建设的必要性，以及工程效益分析。对照水体污染现状及规划水环境质量，要用发展的眼光来看问题，对于污染现状比较严重的情况，分析污水处理厂工程的建设对改善水环境的贡献。对于现状水质较好的情况，污水处理厂的建设是一种防患于未然的措施。过去，我们已经走了一段先污染再治理的弯路，现在，我们已经从中吸取了教训，认识到经济发展与环境保护需要齐头并进，要走可持续发展之路。•现状污水量：虽然污水处理厂的最终规模是根据规划污水量确定的，但现状污水量却直接影响到一期工程规模。根据一次规划、分期实施的原则，可行性研究阶段需要根据污水厂最终规模和现状污水量，经分析比较后，提出一期工程实施规模。一期工程的规模，既要满足近期污水处理的需要，同时又要适当留有发展余地，使污水处理厂建成后，一方面，在几年之中不需要马上扩建，另一方面，又不会出现污水量常年达不到设计处理能力的情况。•现状污水水质：现状污水水质对污水处理厂设计进水水质有很大的参考价值。由于各个地区排水体制、经济发展水平以及生活习惯的不同，各地的污水水质不尽相同。同时，对进水水质指标的化验分析，有助于选择合适的污水处理工艺。•污水处理厂建厂条件污水处理厂建厂条件包括是否有建厂用地以及厂址的选择、外部供电供水供热以及通讯条件、建厂资金的来源等等。•厂址的选择：污水处理厂厂址的选择是工程前期的重点之一，总的原则是符合城市总体规划和排水专业规划；与污水收集处理系统的走向一致，使大部分污水可以无需提升自流到厂；靠近受纳水体，宜设置在城镇水体的下游，排放口的设置应考虑尾水排放对上下游取水口的影响为最小，同时，受纳水体要有足够的环境容量，尾水排放不至于明显影响该水域的水质状况；拟建厂址四周应有充足的防护距离，尽量减少污水处理厂噪声和臭气对周围环境的影响，一般情况下，有200~300米绿化隔离带是比较理想的，同时，有扩建工程用地，需要引起注意的是，远期扩建工程用地须提请规划部门予以保留；•供电供水供热和通讯：污水处理厂作为需要连续运行的重要的城市基础设施，供电方面需要有保障。通常，需要供电部门提供从不同的变电站引来的两路常用电源，如果不能提供两路电源，而污水处理厂又不允许中断运行的情况下，可以在厂内自备燃油发电机，以备不时之需。污水处理厂生产生活需要一定量的自来水。污水处理厂与外部联系及内部通讯需要电话线路。对于我国北方地区，冬天需要采暖，如果厂址位于城市热力网覆盖范围之外，需要在厂内考虑建设锅炉房。•资金来源：过去，污水处理厂的建设比较多的是依靠财政拨款，近几年污水处理厂建设资金的筹措方式越来越多了，有利用世界银行、亚洲开发银行贷款的，利用外国政府贷款的，也有以bot方式建设的。资金来源方式直接影响到技术经济分析，因此，需要了解清楚。•现场调研资料的收集分析是可行性研究阶段的工作重点之一，但现场调研同样是不可或缺的，资料的收集分析是现场调研的基础，而现场调研可以印证收集到的资料，通过现场踏勘，可以增加对城市和工程现场的直观了解，掌握一些文字资料上没有反映出来的问题。通常，对于污水处理厂工程（包括厂外配套收集管网），需要沿拟铺设管道的道路进行现场踏勘，印证现状管线资料、了解是否有铺管条件、对交通的影响等等；需要到拟建厂址进行现场踏勘，了解厂址现状和周边情况。有时，可以对当地城市污水进行采样分析，以指导工程设计。对于重大工程，还需要进行一系列的试验，以选取合适的处理工艺。•方案比选在资料收集分析和现场调研过程中，污水处理厂的近远期规模、厂外管网的走向、厂址、受纳水体、处理程度等已经初步得到解决。接下来，就是选择处理工艺了。由于推荐工艺方案直接影响到投资、运行维护费用、操作管理是否简单可靠，所以，需要进行多方案比选，选择最适合该工程的处理工艺。影响处理工艺选择的因素很多，通常有以下几点：•处理程度：上文已经提到了，处理程度通常经过环境影响评价之后，由环保部门提供。但是在很多情况下，环评与可研是同步进行的，此时可以参照受纳水体的功能要求和分类，暂定处理水排放标准，待环评批复之后，再作调整。需要引起注意的是，我国某些地区根据本地区的实际情况，制定了地方性的排放标准，一般来说，地方性的排放标准要严于国家标准，也就是说对于同样的水体功能和分类，地方标准要求的出水指标要高于国家标准，此时，应执行两种标准中较严格的指标。根据处理程度，可以相应地在一级处理工艺（包括一级加强）或二级处理工艺中进行比选。•原污水水质：通过对原污水水质的分析，选择合适的污水处理工艺。例如，对于同时需要除碳和脱氮除磷时，首先，需要对进水的可生化性进行分析，bod5/cod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/cod值越大，说明污水可生物处理性越好。通常认为，bod5/cod〉0.45，表明污水可生化性好，在0.3~0.45之间，可生化性较好，在0.2~0.3之间，较难生化处理，小于0.2，不宜采用生化处理。其次，分析生物脱氮的可能性。通常，bod5/tn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，所以，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/tn3~5，即可认为污水有足够的碳源供反硝化菌利用。再次，分析生物除磷的可能性。bod5/tp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。一般低分子易降解的有机物诱导磷释放的能力较强，高分子难降解的有机物诱导磷释放的能力较弱。而磷释放得越充分，其摄取量也就越大。通常情况下，生物除磷的极限为75~80%，如果出水磷的要求比较高，单纯依靠生物除磷满足不了出水要求，此时需要辅助以化学除磷手段，以确保出水达标排放。•用地条件：用地条件是方案选择的一个限制条件，如果地价比较便宜，用地限制较小，则可供选择的工艺方案范围也就比较广。如果地价较高，用地范围限制得比较小，则需要从紧凑型污水处理工艺中进行比选。目前紧凑型的污水处理工艺也比较多，如unitank、msbr系列、曝气生物滤池以及卡鲁塞尔3000型氧化沟等，都是可供选择的工艺方案。•当地运行管理水平、经验及业主意见：需要和拟建污水处理厂的运行管理部门多交流意见，了解其污水处理厂的管理经验的管理水平。设计行业作为服务性行业，设计人员应该时刻想着如何服务好业主，要多征求业主的意见。•方案比选及方案设计：可行性研究阶段要进行多方案比选。一般至少为3个，这些方案要有可比性，不是仅仅作为陪衬。在严格的方案比选址后，根据工程投资、运行维