图1.1-1 郑州新区污水处理厂一期工程平面布置图 郑州新区污水处理厂总设计规模为100万t/d,一期工程建设内容为:污水处理规模65万t/d;污泥处理规模300t/d;配套建设污水泵站一座,规模为60万t/d;配套建设输水管网,总长度为32km。 1.1.2 运行情况 郑州新区污水处理厂一期工程于2013年开始建设,2016年5月11日投入运行,开始接纳中牟县、经开区的污水以及原属王新庄污水处理厂处理的中心城区和九龙污水系统的污水,一期工程污水处理采用多模式A2/O工艺,污泥采用消化+干化处理。 1. 一期工程进水水量 根据郑州新区污水厂2016年10月~2017年8月运行数据,月均进水量在58.15-85.08万m3/d之间,冬季最低进水量为34.48万m3/d,夏季最高进水量达101.62万m3/d。 2. 进水水质情况 根据郑州新区污水厂2016年10月~2017年8月运行数据,一期工程进水BOD5、COD、SS、NH3-N、TP、TN浓度基本分布在150~500mg/L、300~1000mg/L、250~1000mg/L、10~50mg/L、5~25mg/L、30~90mg/L。 3. 出水水质情况 一期工程出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。 4. 一期工程建筑物 一期工程主要建筑物有:粗格栅、进水泵房、细栅格(鼓型格栅除污机)、曝气沉砂池、初沉池、生物反应池、二沉池、高效沉淀池(微砂高速沉淀池)、V 型滤池(微砂高速沉淀池)、紫外线消毒池(斜插式)、鼓风机房、浓缩机房、脱水机房、生物除臭滤池等。 1.1.3 一期工程存在的问题 1. 现状污水处理系统已超负荷运行,平均进水量超过设计的65万m3/d,高峰期达到100万m3/d,急需提高污水处理能力。 2. 现有一期工程只有300t/d污泥消化+干化处理能力,不能缓解郑州市污泥处理压力。郑州市2017年全市污泥量将增加至2301t/d,2020年泥量将进一步增加至3659t/d。目前已建的郑州市有八岗污泥堆肥厂规模为600t/d、马头岗污泥处理厂(200t/d)、马头岗污泥处理应急工程(600t/d),总处理能力为1400t/d;在建的双桥污泥堆肥厂(600t/d)、新区污泥干化厂(300t/d),总处理能力为900t/d,与污泥总量尚存在1359t/d的缺口。 3. 为满足郑州可持续发展和污水量增长要求、进一步缓解淮河流域水体污染、改善城市生态环境,达到《郑州市“十三五”生态环境保护规划(2016-2020)》目标要求,急需提高郑州新区污水处理厂出水水质标准。 1.2 二期工程概况 1.2.1 工程简介 根据设计,二期工程主要内容为:新增污水处理规模35万m3/d,出水主要水质指标达到地表水Ⅲ类水体标准;将一期65万m³/d一级A出水主要水质指标提标至地表水Ⅲ类水体标准;新增污泥干化+焚烧1000t/d(含水率80%计)。 二期扩建工程位于一期工程的北侧和东南侧,新增用地约26.295ha。二期工程拟建厂址属于规划的郑州市污水处理场地,现状为耕地,东厂界东侧230m为黄坟村,校庄村位于一期工程西北厂界250m,其余厂界外500m内没有村庄、居住区等敏感点。 1.2.2 服务范围 郑州新区污水厂承担王新庄污水系统、郑州国际物流园区系统和中牟、刘集组团系统的污水,总的规划建设用地面积为339.53km2。 1.2.3 主要构筑物 二期工程新增主要构筑物有:粗格栅及进水泵房、细格栅及曝气沉砂池、初沉池、、生物反应池、二沉池、高效沉淀池、活性焦吸附池、焦房、消毒池及再生水泵房、鼓风机房、加药间、污泥脱水机房、污泥调理池、污泥干化焚烧车间、除臭生物滤池、反应池控制室等。 1.2.3 设计年限 本工程设计年限为2030年。 第二章 工程分析
2.1 总污水量预测 郑州新区污水厂承担王新庄污水系统、郑州国际物流园区系统和中牟、刘集组团系统的污水,二期工程总污水量根据分项指标法、综合指标法、单位面积指标法的水量预测,王新庄污水系统的预测污水量大致在63.72~71.43万m3/d之间,郑州国际物流园区系统的预测污水量大致在11.12~18.7万m3/d之间,中牟、文创组团的预测污水量大致在23.75~34.39m3/d之间,总的污水量在101.65~117.39万m3/d之间。新区污水厂的总规模可确定为100~120万m3/d。 2.2 总污泥量预测 二期工程拟与一期工程选取的设计参数保持一致,确定的本工程污泥量如下:出泥量为656m³/d,产泥率18.74t/万m³,干污泥产率为3.748tDS/万m³。 2.3 二期工程规模的确定 2.3.1 设计污水规模 郑州新区污水厂的总规模为100~120万m3/d,一期工程建设时,进厂总管已按照100~120万m3/d 建成,一期污水处理的规模为65万m3/d。本次二期工程需新增的规模为35~55万m3/d,二期工程平均流量:35万m³/d,根据《室外排水设计规范》选用K总=1.3,高峰流量:5.27m3/s。 2.3.2 设计污泥处理规模 结合郑州新区污水厂一期工程85%保证率干泥产率2.7tDS/万m³,预测新区污水厂一、二期干污泥产量为270tDS/d,折合80%含水率污泥为1350t/d。一期污泥干化规模为300t/d,二期新增污泥干化+焚烧规模1000t/d,污泥处置总规模达到1300 t/d。 2.4 进出水水质的确定 1. 二期工程设计进水水质 类比郑州市其余污水处理厂,均以处理生活污水为主,各污染物指标实际值与设计值较为接近。本工程进水管网按远期规模一次建成,因此二期工程设计进水水质保持与一期工程一致。 2. 二期工程设计出水水质 根据《关于印发河南省城市黑臭水体整治工作实施方案的通知》(河南省住房和城乡建设厅、河南省环境保护厅、河南省水利厅豫建城[2016]36号),并结合《郑州市人民政府关于打赢水污染防治攻坚战的意见》(郑政文[2017]32号)的要求,进一步消除黑臭水体,满足人民群众对美好生活的向往,需对现状污水厂出水水质进一步提高。 为实现国家对水环境质量越来越高的要求,结合在郑州新区污水处理厂进行的 1000m3/d和 5000m3/d规模的再生水水质提升实验,提出进行全市污水处理厂再生水水质提升的建议,将郑州市污水处理厂再生水水质的主要指标提升至河流地表水Ⅲ类水体,能见度达到3m以上,为郑州市生态水系建设提供优质水源。 2.5 污水处理工艺 1. 污水处理工艺 根据国家住房和城乡建设部的统计数据,截止2010年,在已投入运行的2739座城市污水处理厂中,10万m3/d规模以上的污水处理厂有190座,而其中的40%采用了A/A/O或A/O工艺。根据可研确定的进、出水水质以及新区污水厂重点去除污染物的特征,以及对脱氮除磷效果的要求,将前置缺氧段改良A/A/O工艺和一体化工艺进行比选,并考虑现有生产和管理人员对A/A/O工艺积累了丰富的生产运行和管理经验,确定二期扩建工程仍采用改良A/A/O工艺。 2. 深度处理工艺 通过对混凝沉淀过滤、超滤两种工艺的比选看出,超滤作为深度处理工艺其出水水质好,占地面积小,运行管理方便,但其投资较大,运行成本较大,且需经常对超滤膜进行维护。而混凝沉淀+活性焦吸附+过滤工艺运行成熟可靠,投资低,运行成本低。同时本工程出水对色度有较高要求,采用活性焦吸附工艺无需增加后续脱色环节。节省工程投资,降低运行管理难度。本工程推荐采用混凝沉淀+活性焦吸附+过滤工艺。 3. 污水消毒方式分析 环评对比液氯、二氧化氯、次氯酸钠、臭氧、紫外线等五种消毒方式进行比选,不论是氯还是二氧化氯消毒均存在运输、使用、排放的安全隐患,危及周边居民的安全。且考虑到防止消毒后“三致”物质的产生,综合平衡占地、经济成本和社会、环境效益以及居住安全等因素,本次工程使用次氯酸钠消毒。 2.6 污泥处理工艺 2.6.1 污泥处理工艺选择 综合国内、国外污泥处置技术,立足郑州市的具体情况,在土地资源受到限制时,污泥焚烧是实现减量化、无害化和稳定化的有效途径。本工程污泥按照污泥干化+焚烧工艺进行处置。 2.6.2 污泥量 类比一期工程污泥量,预测二期工程污泥总干固体量131132kg/d、污泥流量10856m3/d、平均含固率1.21%、平均含水率98.79%。 2.6.3 污泥浓缩 为提高一期工程厌氧消化沼气产量,拟将二期工程初沉污泥与一期工程剩余污泥、初沉污泥一并送至一期离心浓缩机房浓缩后进入一期厌氧消化池。利用一期工程2台离心脱水机作为二期剩余污泥浓缩机使用。 2.6.4 污泥脱水 二期污泥经浓缩消化后,与浓缩后的二期剩余污泥以及二期化学污泥一同进入污泥均质池,然后进入污泥调理池,再进入污泥脱水间进行脱水,污泥脱水后泥量为784.52m3/d(65%含水率)。 2.6.5 污泥干化 本工程干化系统按进污泥含水率65%进行设计,出泥含固率70%。经过干化的污泥进入焚烧炉进行焚烧。 2.6.6 污泥焚烧 本工程使用的污泥专用焚烧炉均配备专业烟气净化系统,进炉含固率为70%。 (1)烟气净化系统:从焚烧炉排出的废烟气中的飞灰可在经过静电除尘器时储存然后填埋,经过静电除尘器的烟气进入急冷器进行降温,降温后的烟气进入到具有脉冲清洁功能的布袋除尘器内,布袋除尘器既是最终的颗粒收集装置,同时也是可以提高整个酸性气体收集效率的最终反应器,一些污染物质或二噁英将会被活性炭吸附,袋式除尘器可将收集到的残渣进行储存。经过袋式除尘器的烟气再进入湿式洗涤塔,烟气中残留的酸性气体会再次被吸收,经过布袋除尘器之后的烟气通过烟囱排放。 (2)灰渣处理 污泥焚烧产生的飞灰交由具有相关资质的专业单位进行安全处置。 焚烧处理后产生的炉渣属于一般固体废弃物,立足于综合利用,措施无法保证时可运至垃圾填埋场处置。 2.7 污水处理过程中产生的二次污染因子分析 2.7.1 废水 本工程运行过程中产生的废水包括生产污水和生活污水。 生产污水来源于化验水排水、污泥处理构筑物排水,包括污泥浓缩脱水机系统产生的污水,生产污水量约为7280t/d。 生活污水主要是污水处理厂工作人员的生活污水,经估算排放量为12t/d。废水中的主要污染物是pH、SS、CODCr、氨氮等。 全厂污水通过厂区内的污水管道系统收集,汇入进水泵房集水池,而后与城市污水一起进入污水处理系统进行处理。 2.7.2 噪声 本工程噪声来源于厂内传动机械工作时发出的噪声,为减轻噪声对环境的影响,工程设计应尽量选用低噪声设备,为高噪音的设备外面加装隔音罩、安装减震装置等以降低噪音。根据设计,噪声较大的设备均设在室内或水下,利用墙壁或水隔声来降低噪声。 2.7.3 废气 2.7.3.1 臭气 本工程中产生的恶臭气体单元主要有进水口、沉砂池、初沉池、生物池及污泥处理区等,其主要成份为硫化氢、氨。 根据设计,在恶臭气体主要的产生部位如进水口、沉砂池、初沉池、污泥脱水车间、污泥干化焚烧车间,均采用加盖密闭、臭气经收集后送往生物处理系统集中处理,做到达标排放。 2.7.3.2 烟气 从焚烧炉中排出的废烟气含有恶臭气体和酸性气体等,配套专业烟气净化系统,做到达标排放。 2.7.4 固废 本工程产生的固废主要有格栅拦截的固形物、沉砂池沉砂、飞灰和炉渣以及生活垃圾,产生的部位主要为粗、细格栅、沉砂池、污泥处理车间和办公区。 本工程产生的固体废物处置利用措施见表2.4-3,工程固体废物均能通过一定的处置利用措施得到处理。 表2.4-3 固体废物产生量及处置措施一览表 种类 产生部位 性质 拟采取的处理处置措施 渣物 厂区粗、细格栅 塑料、玻璃、建筑废物等固形物 运至城市垃圾场填埋 沉砂 沉砂池 砂子 运至城市垃圾场填埋 炉渣 焚烧炉 一般固废 综合利用或运至垃圾场填埋处置 飞灰 焚烧炉 按危险废物管理 交由专业单位安全处置 生活垃圾 办公区 一般固废 由环卫部门定期清运 |