许昌第二污水处理厂工程报告.doc

目 录

前 言 1
1．总论 2
1.1项目名称与建设单位 2
1.1.1项目名称 2
1.1.2项目承办单位 2
1.1.3项目拟建设地点 2
1.2编制依据 2
1.3 编制原则 4
1.4编制范围 5
1.5编制内容 5
1.6推荐方案和研究结论 5
1.6.1推荐方案 5
1.6.2工艺与规模 5
1.6.3定员 5
1.6.4项目总投资及资金筹措 6
1.6.5研究结论 7
2．许昌县第二污水处理厂概况 8
2.1 许昌县概况 8
2.2许昌县第二污水处理厂概况 8
2.3自然条件 9
2.4供水现状 10
2.5排水现状 10
3．项目建设的必要性 12
3.1许昌县第二污水处理厂辐射企业污水排放的危害 12
3.2工程建设的必要性 13
4．工程规模和处理程度 15
4.1工程规模 15
4.2处理程度 16
4.3污水处理厂厂址选择 17
5．污水处理工艺方案比选 18
5.1工艺方案比选原则 18
5.2工艺方案的比较 18
5.3 预选方案的比较 20
5.3.1 预选方案介绍 20
5.3.2 工艺方案的技术特性比较 25
5.3.3主要工艺设计参数比较 26
5.4 生化处理方案确定 26
5.5深度处理工艺 27
5.5.1深度处理工艺选择 27
5.5.2 消毒工艺选择 28
6．污水处理厂工程设计 31
6.1 总体设计 31
6.1.1工程规模及水质 31
6.1.2污泥产量、进出水检测、药剂及供气量 31
6.2总图设计 33
6.3 主要构筑物及设备选型 34
6.3.1设备选型原则： 34
6.3.2格栅选型 35
6.3.3沉砂池选型 35
6.3.3鼓风机选型 37
6.3.4污泥浓缩脱水设备选型 37
6.3.5进水泵房形式 38
6.5 污水各工段处理效果预测 41
6.6 工艺设计 41
6.6.1粗格栅及进水泵房 41
6.6.2沉砂池和细格栅 42
6.6.3 A2/O工艺 44
6.6.4风机房 45
6.6.5二沉池 45
6.6.6污泥处理系统 46
6.6.7深度处理 48
6.7 建筑设计 49
6.7.1设计目标 50
6.7.2总体布局 50
6.7.3建筑设计构思 50
6.7.4建筑装修 51
6.7.5建构筑物一览表 51
6.8 结构设计 52
6.8.1工程地质概况及气象条件 52
6.8.2抗震设计 52
6.8.3材料要求 52
6.8.4结构防腐 52
6.9 供配电设计 53
6.9.1供电电源与电压 53
6.9.2电负荷计算 53
6.9.3继电保护与计量 54
6.9.4设备选型 55
6.9.5防雷与接地 56
6.9.6电缆敷设 56
6.10 仪表及自控设计 56
6.10.1控制方式及组成 56
6.10.2自控系统设计 58
6.10.3 通讯设计 60
6.11 通风设计 61
6.12主要工艺流程设备表 61
6.13 污水收集系统 63
6.11.1污水管道设计原则 63
6.13.2污水管网计算 63
6.13.3 污水管网设计 64
6.13.4主要附属构筑物 64
7. 污泥处置 66
7.1 污泥处置的必要性 66
7.2 污泥处置原则 66
7.3 常用污泥处置技术 67
7.3.1 常用污泥处置技术概述 67
7.3.2 常用污泥处置技术对比 68
7.4.污水处理厂污泥处置方案 71
8． 节能与环保 73
8.1 节能 73
8.1.1工艺节能措施 73
8.1.2电气节能措施 73
8.2 环境保护 74
8.2.1污染物的削减 74
8.2.2厂区环境保护 74
8.2.3施工期环境保护 75
9. 劳动保护及安全卫生 76
10． 防火 78
10.1 防火设计依据及原则 78
10.2 总体布置 78
10.3 厂区防火 78
10.4 消防给水 80
11． 劳动定员 81
12. 工程项目风险分析 82
12.1 污水处理厂风险影响预测 82
12.2 污水处理系统运行风险分析 82
13. 投资估算与资金筹措 84
13.1 投资估算 84
13.1.1 说明 84
13.1.2编制依据 84
13.1.3编制办法 84
13.1.4 投资估算 85
13.1.5总投资构成分析 86
13.2资金筹措 87
14. 经济评价 88
14.1经济评价说明 88
14.2总成本费用估算 88
14.2.1原材料、动力 88
14.2.2工资及附加 88
14.2.3折旧及摊销 89
14.2.4修理费 89
14.2.5其它费用 89
14.2.6总成本费用 89
14.3盈利能力分析 89
14.3.1经营收入 89
14.3.2税金及附加 90
14.3.3利润及分析 90
14.3.4清偿能力分析 90
14.3.5现金流量分析 90
14.4不确定性分析 91
14.4.1盈亏平衡分析 91
14.4.2敏感性分析 92
14.5经济评价结论 93
15 招投标方案 94
15.1招标原则 94
15.2招标范围 94
15.3招投标程序 94
15.3.1招标 94
15.3.2投标 95
15.3.3开标、评标和中标 96
16． 结论和建议 97
16.1结论 97
16.2 建议 97

前 言

河南省地处中原，地理位置特殊，在全国经济发展格局中具有承东启西、连南贯北的重要作用，是全国各经济区交流、联合的中枢之地。商丘北接齐鲁，南据江淮，西扼中原，东临沿海，亚欧大陆桥经济带与京九经济带纵横交汇，是重要的物资集散地和商贸中心，是河南实施“东引西进”战略的桥头堡。
许昌县位于河南省中部，环抱许昌市魏都区，东与鄢陵县接壤，西与禹州市毗邻，南与临颖县相连，北与长葛市为邻，京广铁路纵贯南北，京珠高速公路和107国道穿境而过，地理位置优越。
拟建许昌县第二污水处理厂地处许昌、漯河二市交界处，极利于市场培育和辐射。距许昌市6公里，距张潘镇4公里，距107国道5公里。西有京港澳高速公路，东有许亳高速公路。便利的对外交通条件为许昌县第二污水处理厂辐射企业走向全国乃至世界提供了条件。
许昌县第二污水处理厂现辐射企业占地37.5公顷，道路占地6.8公顷，总用地为44.6公顷。现有职工1500人左右。现有企业七家，（东方生态实业有限公司（许昌东方《豫中》化工公司 ）、河南豫辰化工有限公司、许昌恒生制药有限公司、许昌凯特化工厂、许昌艾嘉圣美皮革有限公司、许昌威龙制衣有限公司、食用菌厂等），建设初具规模。远期共计污水排放量为15000吨/天。COD总排放量较大，为节约用水，达到真正减排目的，为此需要进行污水处理。
该报告书编制范围包括污水处理厂、污水处理系统及其配套工程建设。
1．总论
1.1项目名称与建设单位
1.1.1项目名称
许昌县第二污水处理厂污水处理工程
1.1.2项目承办单位
项目承办单位：许昌县兴业开发投资有限公司
1.1.3项目拟建设地点
许昌县张潘镇前汪村枪张公路南200米
1.2编制依据
1、法律依据
《中华人民共和国环境保护法》
《中华人民共和国水污染防治法》
《中华人民共和国水污染防治实施细则》
《污水处理设施环境保护监督管理办法》
《饮用水水源保护区污染防治管理规定》
《地表水环境质量标准》 GB3838-2002
《污水综合排放标准》 GB8978-1996
《农田灌溉水质标准》 GB5084-92
《生活饮用水卫生标准》 GB5749-2005
《污水排入城市下水道水质标准》 CJ3082-1999
《城镇污水处理厂污染物排放标准》 GB18918-2002
2、采用的主要规范、标准
《地表水环境质量标准》 GB3838-2002
《环境空气质量标准》 GB3095-1996
《污水综合排放标准》 GB8798-1996
《城镇污水处理厂污染物排放标准》 GB18918-2002
《大气污染物综合排放标准》 GB16297-1996
《城市区域环境噪声标准》 GB3096-93
《城市区域环境噪声适用区划分技术规范》 GB/T 15190-94
《恶臭污染物排放标准》 GB14554-93
《城市污水排入下水道水质标准》 CJ3082-1999
《城市给水工程规划规范》 GB50282-98
《城市排水工程规划规范》 GB50318-2000
《室外给水设计规范》 GB50013-2006
《室外排水设计规范》 GB50014-2006
《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001
《建筑地基基础设计规范》 GB50007-2002
《建筑抗震设计规范》 GB50011-2001
《建筑设计防火规范》 GB50016-2006
《混凝土结构设计规范》 GB50010-2002
《建筑灭火器配置设计规范》 GB50140-2005
《建筑内部装修设计防火规范》 GB50222-95
《采暖通风与空气调节设计规范》 GB50019-2003
《建筑给水排水设计规范》 GB50015-2003
《屋面工程技术规范》 GB50345-2004
《钢结构设计规范》 GB50017-2003
《给水排水工程构筑物结构设计规范》 GB50069-2002
《泵站设计规范》 GB/T50265-97
《混凝土水池软弱地基处理设计规范》 CECS86-96
《建筑桩基技术规范》 JGJ106-2003
《地下工程防水技术规范》 GB50108-2001
《砌体结构设计规范》 GB50003-2001
《供配电系统设计规范》 GB50052-95
《建筑防雷设计规范》 GB50057-94
《3kV~110kV高压配电装置设计规范》 GB50060-92
《工业企业设计卫生标准》 GBZ1-2002
1.3 编制原则
本项目以削减水污染物排放量、减少一次供水量、减少废水排水量、增加水的循序使用量，提高水的循环利用率，实现"节流减污"为总的原则。根据本工程的具体情况，方案的编制主要遵循下述原则，以求最大限度的降低单位产品水耗，减少生产用水量和废水排放量，并进一步削减水污染物排放量，在取得较好的社会效益、环境效益的前提下，使企业能取得一定的经济效益。
1、遵守执行国家环保政策、有关法规及规范和标准的原则；坚持经济发展与环境保护并行原则；
2、工程建设与生产能力相协调的原则；
3、本着化害为利，变废为宝的原则，实行清洁生产，废水循环利用，创造直接经济效益；
4、本着高效低耗，投资省、运行效果好、操作管理方便的原则，采用可靠、成熟、先进的工艺与技术；
5、在新农村建设指导下，对张潘镇及周边企业污水进行综合治理，充分发挥建设项目的社会效益、环境效益和经济效益；
6、在保证出水水质的前提下，选用先进可靠、管理方便、经济合理、占地面积省的工艺；
7、积极稳妥地采用先进技术和设备，节能降耗，提高自动控制水平；
8、充分考虑污泥的综合利用，为污水回用创造条件。
1.4编制范围
项目建设背景及必要性，企业概况，建设厂址与建设条件，工程技术方案，环境保护，节约能源，招标投标方案，机构设置及实施进度，投资估算及资金筹措，财务评价。
1.5编制内容
本报告编制内容为许昌县第二污水处理厂污水处理工程。
1.6推荐方案和研究结论
1.6.1推荐方案
本项目选用可靠成熟先进的“A2/O”废水处理工艺，本着投资少、效果好、达标排放的原则，建设本项目，确保废水处理深度效果。本次工程总规模为15000吨/天。
1.6.2工艺与规模
废水处理厂处理工艺为“A2/O+深度处理”，处理规模为15000吨/天。深度处理工艺为“絮凝沉淀+砂滤”，污泥处理工艺为“浓缩+机械脱水”。
1.6.3定员
本项目在废水处理站的运行、操作、管理、维护方面，需新增定员30人，其中工人7人，化验和维修人员5人，调度和生产技术5人，管理人员5人，其它服务人员8人。

1.6.4项目总投资及资金筹措
项目总投资2636.06万元，其中建设投资2596.06万元，流动资金40.00万元，其来源为项目承办单位自行筹措。

主要技术经济指标表

1
项目总投资
万元
2636.06

1.1
建设投资
万元
2596.06

1.2
流动资金
万元
40.00

2
资金筹措
万元
2636.06

2.1
自筹资金
万元
2636.06

2.1.1
用于建设投资
万元
2596.06

2.1.2
用于流动资金
万元
40.00

2.2
借款
万元
0.00

3
资本金比例
%
100

4
经营收入
万元
657.00
正常年
5
总成本费用
万元
376.92
年平均
6
利润总额
万元
201.87
年平均
7
所得税
万元
50.47
年平均
8
税后利润
万元
151.40
年平均
9
每百元经营收入占用总资金
元/百元
455.45

10
每百元销售收入占用建设投资
元/百元
448.53

11
每百元经营收入占用流动资金
元/百元
6.91

12
总投资收益率
%
7.66

13
项目资本金净利润率
%
5.74

14
全部投资财务内部收益率(税前)
%
8.89

15
全部投资投资回收期(含建设期):
年
9.14

16
全部投资财务净现值（税前）
万元
1020.58
Ic=4%
17
盈亏平衡点（BEP）
%
54.96

1.6.5研究结论
本项目采用可靠成熟先进的废水处理工艺，本着投资少、效果好、达标排放的原则，确保废水处理效果；经初步经济分析，本项目的各项财务指标均在满意的范围内，收益率大于行业基准收益率，且具有较强的抗风险能力。因此，从经济上看该项目是可行的，具有较好的经济效益。同时，本项目的财务效益和国民经济效益相一致，具有较好的国民经济效益。

2．许昌县第二污水处理厂概况
2.1 许昌县概况
许昌县位于河南省中部，环抱许昌市魏都区，地理座标东经113°35′-114°05′，北纬33°53′-34°11′，东与鄢陵县接壤，西与禹州市毗邻，北与长葛市为邻，南与漯河市临颖县相连，县境东西长46.8km，南北宽37.8km。京广铁路纵贯南北，京珠高速公路和107国道穿境而过，距国际航空港郑州国际机场仅40km。
许昌县地处河南省中部，环抱许昌市区，总面积1002平方公里，耕地面积101万亩，辖16个乡镇，445个行政村，7个居委会，总人口近80万，是全国最大的档发加工出口基地、腐竹生产集散地和童鞋加工基地，是河南省首批对外开放重点县和发展开放型经济先进县。
2.2许昌县第二污水处理厂概况
许昌县第二污水处理厂选址位于许昌市许昌县，居于河南中原城市群隆起带，尽享河南省构建中原城市群的各项优惠政策。京广铁路、京珠高速公路和107国道纵贯南北，311国道横穿东西，许昌至南阳到重庆的高速公路、许昌至开封至青岛的高速公路、许昌至登封到洛阳的高速公路、许昌至扶沟到安徽亳州的高速公路交汇于此，省道及县乡公路纵横交织，四通八达。“南水北调”、“西气东输”两大工程穿越县境，为全县经济快速发展提供更大空间。许昌县城区功能比较完善，市政、交通、通讯、供水、供电等基础设施齐全，适宜工矿企业进驻生产，所在区域属于温带大陆性季风气候，常年主导风向为东北风，对许昌市城区环境空气质量影响不大。
许昌县第二污水处理厂辐射企业依托许昌市具有经济、社会发展等优越的区位条件。
目前已有企业见下表：
已有企业情况调查表
单位：万元
序号
企业名称
总投资
生产规模
备注
1
东方化工实业有限公司
8000
5000t/a氨基乙酸
已建
2
河南豫辰化工公司
15000
27t/a叔丁基二甲基氯硅烷
已建
3
许昌恒生制药有限公司
5000
3t/a盐酸马尼地平
已建
4
许昌凯特化工厂
3000
2000t/a有机硅
500t/a氯丁胶粘合剂
已建
5
许昌艾嘉圣美皮革有限公司
800
裘、革、皮制品加工
在建
6
许昌威龙制衣有限公司
/
成衣
在建
7
食用菌厂
/
食用菌
在建
8
东方化工二期工程
/
1万t/a草甘膦原料药
拟建
9
豫辰化工二期工程
/
295t/a叔丁基二甲基氯硅烷
拟建
2.3自然条件
1、地理位置
许昌县第二污水处理厂位于许昌县东南部，距许昌市6公里，距107国道5公里，紧邻枪张公路，交通运输条件较为便利。东距张潘镇区4公里，西临将官池镇。
2、地形地势
许昌县第二污水处理厂地形单一、地势平坦。
3、气象气候条件
许昌县第二污水处理厂地处北温带，属暖温带季风气候，四季分明，日照充足，热量资源可满足作物一年两熟。年平均日照2200h左右，年平均太阳辐射总量115千卡/cm2，年平均气温14.6oC，最高气温41oC，最低气温-17.2oC，年平均降水量72.9mm,最大降水量1132mm,最小降水
量414mm。降水主要集中于7、8、9三月，占全年降水量54.5%，无霜期217天左右。
4、水文地质、土壤
范围内小黑河注入新沟河形成Y字形向南出规划区。属淮河流域颍河水系。水文地质属中等富水区、单井出水量大于25T/h,出水量稳定。
许昌县第二污水处理厂位于黄淮冲积平原上，基本为潮土，土层深厚，土体内碳酸钙含量丰富，PH值为8.0-8.6。土地耕层较厚，肥力中等，易于耕作。
2.4供水现状
目前许昌县第二污水处理厂辐射企业生产、生活用水均采用地下水。规划从许昌市区原107国道西侧的水厂引水的供水管线尚未开始建设。
2.5排水现状
生产用水主要是锅炉用水，循环冷却水，另外有少量洗涤用水和生产性废渣水解处理少量用水；生活用水主要是6万居民的生活用水和园区职工食堂及引用水与洗刷用水，部分企业内部建有污水处理站，经处理后达标排放，排至小洪河。部分企业内部雨水处理达标后与生活污水分流排放。
3．项目建设的必要性
3.1许昌县第二污水处理厂辐射企业污水排放的危害
目前，许昌县第二污水处理厂辐射企业的污水排放量每天约有1.5万吨，污水管网覆盖率低，生活污水未经处理直接的或间接的排入河流。这些污水的排出将会影响到本市及周边地区的环境和下游沿线流域的生态平衡。其影响主要表现在以下几方面：
1、对城市供水的影响
目前，地下水是许昌县第二污水处理厂辐射企业生产和生活用水的重要水源之一。许昌县第二污水处理厂辐射企业的地下水源主要靠大气降水和河渠渗漏补给。市域内河流水体为地下水源的主要补给水源，由于地面水的污染造成地下水的污染，排放河流的污水对城市地下水已构成严重威胁。现在许昌县第二污水处理厂辐射企业的部分浅层地下水和中层地下水已受到污染。目前虽未涉及到深层地下水，但一量出现深层地下水污染，将不可逆转，难以消除。
2、对环境的影响
许昌县第二污水处理厂所在河流除防洪排涝外，还负有农田灌溉的任务，长时间的城市生活污水的大量排入，会导致水质恶化、污浊，严重的影响了市容景观和城市环境，给市民的生活及农业生产带来极为不利的影响，有损于许昌县企业的声誉，有碍于招商引资，限制了第三产业及旅游业的发展。
3.2工程建设的必要性
水体严重污染是城市水资源可持续利用和城市经济可持续发展的重大障碍，因此污水治理对防治水体环境污染，缓解水的供需矛盾可起到积极的作用。
国家对环境保护，污水治理工作十分重视，全国人大1996年通过了《水污染防治法》修正案，全国第四次环保大会要求本世纪末，全国重点水系淮河、辽河、海河基本变清。另外，根据《城市污水处理及污染防治技术政策》的有关规定，2010年全国设市城市和建制镇的污水平均处理率不低于50%，设市城市的污水处理率不低于60%，重点城市的污水处理率不低于70%，因此许昌县第二污水处理厂的污水处理率不应低于60%。且许昌县第二污水处理厂辐射企业排放的污废水是淮河流域颍河水系上游的一个重要污染源，许昌县第二污水处理厂辐射企业污水治理工程的加强，污水处理厂的建设对保护淮河流域颍河水系有着重要的意义。为减轻对下游沱河流域的污染，使许昌县第二污水处理厂辐射企业的地下水、地面水及其下游的水域水质有明显的改善，不再受污水的困扰，使被破坏了的生态环境得到恢复，建设许昌县第二污水处理厂是十分必要和急时的，且迫切的。
总之，许昌县第二污水污水处理厂的建设，有着极其深远的意义，其意义表现为：
1、许昌县第二污水处理厂污水处理工程的建设可进一少减少许昌县第二污水处理厂辐射企业内的工业污水的污染总量，减轻地下水及淮河流域的污染。
2、有利于改善工业园区的投资环境，有利于招商引资，对促进许昌县工业发展和经济腾飞，起到积极作用，有利于经济持续稳定地向前发展。
3、污水治理后地面水环境将得到改善，沿线整体环境得到改观，工业园区内人民生活环境质量将有所提高。
4、污水治理使沿线的农业用水水质及农产品质量得到提高，有利于保护人民群众的身体健康和维持社会安定。
因此，兴建许昌县第二污水处理厂污水处理工程功在当代，利在千秋，利国利民，势在必行。
4．工程规模和处理程度
4.1工程规模
1、服务范围
工程近期服务人口6万人，服务面积90km2，拟收集张潘镇全部、将官池镇东部生活污水和工业废水。
2、污水水量预测
本次报告仅涉及现有企业排水和居民生活污水。
部分企业可收集污水量
序号
企业名称
排水量
t/d
CODcr
mg/L
BOD5
mg/L
SS
mg/L
1
许昌恒生制药
600
600
96
172
2
东方化工
2256
2256
150
200
3
豫辰化工
765
765
150
200
4
凯特化工
432
432
150
200

居民生活污水
序号
服务人口
排水量
t/d
CODcr
mg/L
BOD5
mg/L
SS
mg/L
1
6.25万
10000
400
300
100

3、工程规模确定
最终确定污水处理厂设计建设规模为15000吨/天。
4.2处理程度
1、污水水质
本次工程所收集的污水主要为各企业已经达标的废水和生活污水，经加权平均，其水质如下：
许昌县第二污水处理厂辐射企业污水水质
序号
项目
设计值（mg/L）
1
CODcr
350
2
BOD5
180
3
SS
120
4
总氮
35
5
NH3-N
25
6
BOD5/CODcr
≥0.50

2、排放标准
工程排水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级标准B指标（其中COD、总氮、氨氮执行一级A标准），处理后尾水排入新沟河。
污水处理后水质达到下表中的排放标准，指标如下：
污水处理后排放标准指标表
序号
项目
设计值（mg/L）
1
CODcr
50
2
BOD5
20
3
SS
20
4
总氮
15
5
NH3-N
5
6
pH
6～9
4.3污水处理厂厂址选择
根据排水工程规划要求，许昌县第二污水处理厂厂址选则应具备以下条件：
1、有利于处理后的污水的排放。
2、厂址位于城乡结合部，便于处理后污水的农灌。
3、厂址周围环境敏感点距离均在200米以上，工程建设对周围环境影响不大。

5．污水处理工艺方案比选
5.1工艺方案比选原则
1、拟采用的工艺技术路线具有先进性和可靠性。
2、确保污水中的污染物质，特别是氮、磷的去除率。
3、运行管理简单，对污水水质的适应性强，耐冲击负荷。
4、具有较高的自动化控制水平。
5、具有较低的建设投资和运行费用。
6、占地面积小，节省建设用地。
7、污水处理厂与环境协调。
5.2工艺方案的比较
对于处理规模低于10万吨/日的中小型污水处理，选择合适的处理工艺是系统高效运转的关键。对于这类污水处理，在工艺选择时应满足以下几方面的要求：
1、处理工艺适应性强，耐冲击负荷，处理效果稳定，对CODCr、BOD5、氨氮、SS等污染物的去除效率高，确保处理出水达标排放；
2、工艺高效节能，长期运行费用低；
3、自动化程度高，操作管理方便；
4、基建投资合理，适合中小规模的污水处理厂建设。
目前，对于日处理能力在10万吨以下的污水处理设施，可选用普通活性污泥法、氧化沟法、SBR法、水解好氧法、AB法和生物滤池等技术。
一般而言，在采用活性污泥法的污水处理厂中，不同的污染物是以不同方式去除的。例如，污水中的SS主要靠沉淀去除，可以选用适当的污泥负荷(F/M)值、较小的二次沉淀池的表面负荷和较低的出水堰负荷等措施；污水中BOD的去除是靠微生物的吸附和代谢作用、并对污泥与水进行分离完成的，根据污水厂运行经验，在污泥负荷≤0.3kg/(kg·d)时，即可使出水BOD5＜20 mg/L；污水中CODCr的去除取决于原水的可生化性，它与城市污水的组分有关；污水中NH3-N的去除，完成硝化是先决条件，必须使系统维持在较低的污泥负荷条件下运行，使系统的泥龄大于维持硝化所需的最小泥龄。
所以，要达到要求的出水指标，必须根据进、出水水质，选择适当的工艺参数，在满足生物除磷脱氮的前提下，完成对BOD5、CODCr和SS的去除，故生物脱氮除磷是污水处理工艺的关键。
SBR工艺系列中的Unitank法因生物除磷效果差，又无污泥回流设施，使得整体系统的利用效率很低；MSBR法流程繁琐，对自控及监测仪表要求较高，当水量变化大时需通过调整进水和曝气过程的时序使系统正常运行。因此，考虑将CAST法作为比选方案之一。
普通活性污泥法作为传统的污水生物处理工艺，是处理效率较高的污水处理方式。活性污泥中的微生物主要有细菌、原生动物和藻类，其中细菌主要又以菌胶团和丝状菌状态存在。普通活性污泥法是目前应用十分广泛的处理工艺，因此将此法作为比选方案之一。
5.3 预选方案的比较
5.3.1 预选方案介绍
1、A2/O水处理技术介绍
A2/O是传统的生物脱氮工艺，目前已广泛应用于各种规模的城市污水处理厂，污水首先进入厌氧池，进行水解酸化然后进入缺氧池与回流污泥和回流混合液混合，反硝化菌利用污水中的有机物和回流混合液中的硝酸盐进行反硝化，可同时去碳脱氮，当污水进入好氧池时，有机物浓度已较低。由于进入好氧池的污水中有机物浓度较低，有利于自养型硝化菌的生长繁殖。其特点是：工艺简单、技术成熟、管理方便、脱氮效果较好等。
A2/O水处理工艺其运行稳定性、处理效果、占地面积和节能效果以及脱氮除磷效果都很显著。其处理工艺流程图见图5－1。

图5-1 A2/O工艺流程图
根据当地污水现状，工业废水比例较大，工业废水中难降解成分含量较多，因此本方案考虑设置水解酸化池。
水解酸化池全称为水解酸化污泥床反应器，是改进的升流式厌氧污泥床反应器(UASB)，但不设三相分离器。在水解酸化池内，一方面利用污泥床的沉淀和截流作用去除大部分难降解的悬浮性有机物，另一方面在水解和产酸菌的作用下，将不溶性有机物水解成溶解性有机物、大分子物质分解成小分子物质，出水BOD／COD值有明显提高，大大提高了污水的可生化性。众所周知，微生物对有机物的摄取只有溶解性的小分子有机物质才可直接进入微生物细胞内，而不溶性大分子物质，首先要通过胞外酶的分解才能进入微生物体内参与代谢过程。经过水解酸化处理，有机物在微生物的代谢途径上减少了一个重要环节，无疑将加速有机物的降解。
2、CAST工艺
循环式活性污泥法（Cyclic Activated Sludge Technology，简称CAST）是澳大利亚开发的一种工艺，是在传统间隙式活性污泥法（SBR法）和ICEAS（Intermittent Cyclic Extended Aeration System）工艺（周期循环延时曝气系统）基础上发展起来的一种新技术，该工艺将可变容积活性污泥法过程和生物选择器原理进行有机的结合。
CAST方法是一种循环式活性污泥法，整个工艺为间隙式反应器，在此反应器中活性污泥法过程按曝气和非曝气阶段不断重复进行，该法将生物反应过程和泥水分离过程结合在一个池子中进行。CAST方法是一种“充水和排水”活性污泥法系统，废水按一定的周期和阶段得到处理。CAST方法在七十年代开始得到研究和应用，随着电子计算机应用和自动化控制的日益普及，间隙运行的CAST工艺由于其投资和运行费用低，处理性能良好，该工艺已广泛用于城市污水和各种工业废水的处理。
这种工艺综合了推流式活性污泥法的初始反应条件（具有基质浓度梯度和较高的絮体负荷）和完全活性污泥法的优点（较强的耐冲击负荷能力），无论对城市污水还是工业废水都是一种有效的方法，有效地防止污泥膨胀。另外如果选择器的厌氧的方式运行，则具有生物除磷作用。
有资料介绍：由于CAST工艺引入了厌氧选择器，使该系统具有很强的除磷脱氮能力。实际这种说法不完全正确。因为就脱氮而言，CAST系统与传统的SBR没有太多的不同，静止沉淀时的反硝化作用和同时硝化反硝化作用在脱氮过程中起主要的作用。而除磷方面，仅20-30%的回流比，则无法保证选择区内的污泥浓度，举例而言，若反应池内的污泥浓度为6g/L（一般没这么高），回流比为20%时，选择的污泥浓度仅为1g/L。这样低的污泥浓度是很难保证良好的除磷效果的。况且回流是在进水同时进行，这时处在曝气阶段，回流的混合液含有大量的溶解氧和硝态氧，也不利除磷。第三，生物除磷是通过排除富集磷的污泥来实现的，而系统长泥龄低负荷的运行，产泥率很低，同样无法保证良好的除磷效果。实际上，很多实际工程设计中，CAST工艺往往都辅以化学除磷，以保证处理达标。所以，许多资料所介绍的CAST工艺良好的除磷脱氮能力有必要进行进一步的探讨和研究。其工艺流程图见图5－2。

图5-2 CAST工艺流程图
CAST法的基本组成及运行步骤：
CAST反应池主要由生物选择器、主曝气区、污泥回流/排除剩余污泥系统和撇水装置四部分组成。
CAST工艺每一操作循环包括进水/曝气阶段、沉淀阶段、撇水阶段和闲置阶段等几个过程阶段，各个阶段组成一个循环，并不断重复。循环开始时，由于充水，池子中的水位由某一最低水位开始上升，经过一定时间的曝气和混合后，停止曝气，以使活性污泥进行絮凝并在一个静止的环境中沉淀，在完成沉淀阶段后，由一个移动式撇水堰排出已处理的上清液，使水位下降到池子所设定的最低水位，然后再重复上述过程。
3、氧化沟工艺
氧化沟工艺是五十年代由荷兰工程师发明的，因其池型呈封闭的循环流沟渠二得名。其池型决定氧化沟具有特殊的水流混合特性，也就是说，当以较长的时间间隔为观察基础，可以认为氧化沟是一个完全混合池，其沟内循环水量往往是进水量的几十倍甚至上百倍。所以，具有较强的抗冲击负荷的能力：但如果着眼于氧化沟的某一段，即以较短的时间间隔为观察基础，氧化沟具有推流式的特征。碳源BOD的去除以及完成硝化，反硝化进行脱氮可在沟中连续进行。同时省去了混合液回流系统也可不设初沉池。但通常情况下，氧化沟泥龄较长，要求污泥好氧稳定的泥龄应在20天以上，但如按此标准设计，无疑将增加过程投资和运转费用，现实占地面积大，以目前国力很难承受。因此，目前国内以建成的氧化沟泥龄多采用12~15天，只能认为其污泥已经得到好氧相对稳定。
氧化沟工艺发展速度较快，种类也较多，但其机理仍是活性污泥法。目前国内外应用较多的氧化沟主要有卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟，奥伯尔（Orbal）氧化沟，多沟交替式氧化沟等。各种氧化沟的主要区别在于池型和曝气方式的不同，一般情况下，氧化沟都采用表面机械曝气，如表曝机、转刷、转碟等。氧化沟工艺具有流程简单，构筑物少，处理效果好，运行稳定，耐冲击负荷能力强，管理方便等优点，但是其充氧能耗往往高于鼓风机的能耗，因此运行费用相对较高。
其工艺流程图见图5－3。

图5-3 氧化沟法工艺流程图
5.3.2 工艺方案的技术特性比较
表5－1是三种工艺的技术特性比较。

表5－1 三种工艺的技术特性比较
序号
技术特性
方案一：
A2/O处理工艺
方案二：
CAST工艺
方案三：
氧化沟法
1
运行方式
连续进水、连续出水。
反应池间歇运行，4座反应池交替运行保持进、出水的连续性。
连续进水、连续出水。
2
工艺特点
反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好，反硝化反应充分。
有机物降解与沉淀在一个池子完成，无需设独立的沉淀池及其刮泥系统。
在氧化沟中完成有机物降解，在沉淀池中进行泥水分离，需设独立的沉淀池和刮泥系统。
3
脱氮除磷功效
厌氧好氧空间交替，有脱氮除磷功能。但脱氮效果较好时，除磷效果一般。
通过每一个周期的循环，造成有氧和无氧的环境，对氮和磷有较好的去除效果。
氧化沟系统三个沟道内的DO值呈0-1-2的梯次变化，脱氮除磷效果一般。
4
水质适应能力
生化和物化有机结合，可抵抗较强的冲击负荷，低温条件下处理效果一般。
固体停留时间较长，可抵抗较强的冲击负荷，低温条件下处理效果一般。
较长的固体停留时间，可抵抗冲击负荷，低温条件下处理效果一般。
5
动力消耗维护管理
采用鼓风曝气，曝气器（管）均布池底，动力效率较高，能耗较低；连续运转，维修及维护量一般。
采用鼓风曝气，曝气器均布池底，动力效率高，能耗较低；间歇运转须采用高质量的膜式曝气器，设备的闲置率较高，曝气器寿命较短，维修及维护量大。
采用表面曝气，设有转碟曝气设备，转碟分点布置；设备少，管理简单，维护量小，但能耗较高。
设备较少且经久耐用，控制管理简单。
自动化水平高，对电动阀门等设备的可靠性需求较高，控制管理较复杂。
设备少且经久耐用，控制管理简