城市污水處理廠作為大型市政公用項目，需要大筆資金投入。如何用好每一筆錢，使資金投入發(fā)揮最大的社會效益和環(huán)境效益，是城市污水處理廠前期工作的重點。

 

城市污水處理廠前期工作一般包括項目建議書、預可行性研究和可行性研究。某些項目由于情況比較特殊，程序可以適當簡化，直接作可行性研究報告，以可研報告代替項目建議書。

 

作為建設項目前期工作的核心，可行性研究的主要任務是：進行充分的資料收集、分析和現(xiàn)場調(diào)研，對擬建項目建設的必要性、實施的可行性、技術的可靠性以及經(jīng)濟的合理性進行多角度的綜合的分析論證，在多方案比較的基礎上，提出最適合當?shù)氐耐扑]方案。由于在可行性研究階段，污水處理廠的規(guī)模、處理標準、工藝方案、選址、工程投資等等均已基本確定，因此，可行性研究是工程建設前期工作中最為關鍵的環(huán)節(jié)。可行性研究的成果，將直接影響到政府有關部門的決策。

 

近幾年，由于國家加大了對環(huán)保的資金投入，同時，各地政府部門的環(huán)保意識不斷加強，認識到環(huán)境保護和經(jīng)濟發(fā)展是相輔相成的，是可持續(xù)發(fā)展的有力保障，發(fā)展經(jīng)濟和保護環(huán)境是兩條腿走路，缺一不可。各地相繼興建了一批污水處理廠，同時，更多的城市污水處理工程提上議事日程。在這樣的大環(huán)境下，筆者有幸參與了多座污水處理廠工程的設計工作，也積累了一些心得體會。成功的可行性研究，需要各部門、多工種的通力協(xié)作，一般來說，工藝作為牽頭工種，需要更多地投入。要提交一份高質(zhì)量的可行性研究報告，有一些設計要點需要特別注意：

 

• 資料收集與分析

 

可行性研究階段需要收集大量的資料并加以分析，一些需要收集的主要資料，包括污水處理廠所在地的自然條件、城市社會經(jīng)濟概況和規(guī)劃資料、污染現(xiàn)狀等等。

 

• 自然條件

 

自然條件包括：

 

• 氣候條件

 

如風向、氣溫、濕度、降水等；根據(jù)當?shù)爻Ｄ曛鲗эL向，進行污水處理廠總圖布置，將廠前區(qū)布置在常年主導風向的上風向，減少污水處理廠臭氣對廠前區(qū)的影響。氣溫條件直接影響到曝氣量的計算以及曝氣方式的選取，設計最低水溫影響到反應池的容積計算，凍土厚度影響到工藝管線的埋設深度以及土建抗凍設計等等。

 

• 河流水系

 

對當?shù)氐暮恿魉�系資料應有所了解。包括受納水體的功能要求、類別、水文資料等等。由于許多情況下，環(huán)評報告和可行性研究基本上是同步進行的，在來不及拿到環(huán)評報告的情況下，可以參照受納水體的功能要求和類別，暫定污水處理的排放標準。待拿到環(huán)評報告及批復時，再作調(diào)整。受納水體的水文資料直接影響到污水處理廠高程設計，是十分重要的基礎設計數(shù)據(jù)。通常情況下，設計考慮污水在進水泵房經(jīng)一次提升后，藉重力依次流經(jīng)各處理構筑物后，排入受納水體。有時，由于受納水體的高水位遠遠高于常水位，經(jīng)技術經(jīng)濟比較后，也會采取設出口泵房二次提升排放的方式。在常水位時，尾水依然藉重力排放，受納水體水位達到一定標高時，開啟出水泵，尾水經(jīng)出口泵房提升排放。

 

• 地形地貌

 

可以根據(jù)服務范圍內(nèi)的地勢走向及排放水體的方位，布置廠外污水管網(wǎng)的走向，減少污水提升泵站的建設，節(jié)約工程投資。

 

• 地質(zhì)概況和地震區(qū)劃

 

在沒有地質(zhì)鉆探資料時，可以參照擬建污水處理廠廠址鄰近地區(qū)的工程地質(zhì)資料，進行土建工程的可行性設計。另外，可以查閱 2001年8月1日實施的《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》，得到當?shù)氐牡卣饎臃逯导铀俣纫约暗卣饎臃磻�譜特征周期，用于結構抗震設計。

 

• 城市社會經(jīng)濟概況及規(guī)劃資料

 

城市社會經(jīng)濟概況包括：

 

• 人口

尤其是服務范圍內(nèi)的現(xiàn)狀人口和規(guī)劃人口，與人均生活用水指標一起，決定了污水處理廠服務范圍內(nèi)的生活污水量，從而影響到污水處理廠規(guī)模的確定。

 

• 現(xiàn)狀人均生活用水量和規(guī)劃人均生活用水量，一般情況下，統(tǒng)計部門有現(xiàn)狀人均生活用水量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，如果沒有，也可以根據(jù)供水量和服務人口計算得出。如果沒有規(guī)劃人均生活用水量，可以參照經(jīng)濟發(fā)展程度類似、生活習慣類似的地區(qū)。

 

• 經(jīng)濟發(fā)展水平及發(fā)展方向

 

包括工業(yè)結構組成、工業(yè)用水量現(xiàn)狀等。由于我國人均水資源并不豐富，國家鼓勵發(fā)展節(jié)水型工業(yè)，鼓勵工業(yè)用回用水，以減少新鮮水用量。因此，從單位工業(yè)產(chǎn)值耗水量來看，存在著逐年下降的趨勢。隨著工業(yè)產(chǎn)值的增長，工業(yè)耗水量的增長并不成正比。另外，各地第三產(chǎn)業(yè)近年來發(fā)展迅速，第三產(chǎn)業(yè)的用水量存在著逐年增長的趨勢。許多生活水平比較好的地區(qū)，三產(chǎn)系數(shù)已經(jīng)達到0.3~0.5 左右。

 

• 城市規(guī)劃資料

包括城市總體規(guī)劃、排水專業(yè)規(guī)劃、防洪規(guī)劃等。城市總體規(guī)劃包括了上述人口、經(jīng)濟發(fā)展、用水量指標等，同時，可以看出污水處理廠服務范圍內(nèi)的土地的規(guī)劃功能。從排水專業(yè)規(guī)劃上，可以看出城市排水系統(tǒng)服務范圍的劃分和排水體制。對于沒有排水專業(yè)規(guī)劃的地區(qū)，需要結合可行性研究，在可研報告中提出污水服務范圍的設想及采用何種排水體制，合理確定污水處理廠服務范圍、系統(tǒng)布局和處理規(guī)模。從防洪規(guī)劃上了解擬建污水處理廠廠址地區(qū)的防洪水位，廠區(qū)設計地坪標高應滿足防洪排澇的要求，同時，高程設計中應考慮洪水位時的尾水排放。有可能的話，排放口的設計還需考慮規(guī)劃河床斷面和規(guī)劃藍線以及河道航運功能的要求，當然，這部分工作也可以在初步設計階段進行。

 

• 污染現(xiàn)狀

 

污染現(xiàn)狀方面的資料包括：

 

• 河流湖泊的污染現(xiàn)狀

 

由于我國過去比較片面重視發(fā)展經(jīng)濟，環(huán)保方面的欠賬比較多。有資料表明，我國由于水質(zhì)污染嚴重而不能用于灌溉的河段約占 22.3% ，45% 的河段魚蝦絕跡；全國大型淡水湖泊和城市湖泊、水庫均達到中等以上污染；1996年，《國務院關于環(huán)境保護若干問題的決定》提出，到 2010年，我國的環(huán)境質(zhì)量要有根本改善，首批把淮河、遼河、海河和太湖、滇池、巢湖列為國家污染治理的重點，并要求在近期，主要城市的水環(huán)境質(zhì)量達到國家規(guī)定的標準。在污水處理廠工程可行性研究階段，需要論證污水處理廠工程建設的必要性，以及工程效益分析。對照水體污染現(xiàn)狀及規(guī)劃水環(huán)境質(zhì)量，要用發(fā)展的眼光來看問題，對于污染現(xiàn)狀比較嚴重的情況，分析污水處理廠工程的建設對改善水環(huán)境的貢獻。對于現(xiàn)狀水質(zhì)較好的情況，污水處理廠的建設是一種防患于未然的措施。過去，我們已經(jīng)走了一段先污染再治理的彎路，現(xiàn)在，我們已經(jīng)從中吸取了教訓，認識到經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護需要齊頭并進，要走可持續(xù)發(fā)展之路。

 

• 現(xiàn)狀污水量

 

雖然污水處理廠的最終規(guī)模是根據(jù)規(guī)劃污水量確定的，但現(xiàn)狀污水量卻直接影響到一期工程規(guī)模。根據(jù)一次規(guī)劃、分期實施的原則，可行性研究階段需要根據(jù)污水廠最終規(guī)模和現(xiàn)狀污水量，經(jīng)分析比較后，提出一期工程實施規(guī)模。一期工程的規(guī)模，既要滿足近期污水處理的需要，同時又要適當留有發(fā)展余地，使污水處理廠建成后，一方面，在幾年之中不需要馬上擴建，另一方面，又不會出現(xiàn)污水量常年達不到設計處理能力的情況。

 

• 現(xiàn)狀污水水質(zhì)

 

現(xiàn)狀污水水質(zhì)對污水處理廠設計進水水質(zhì)有很大的參考價值。由于各個地區(qū)排水體制、經(jīng)濟發(fā)展水平以及生活習慣的不同，各地的污水水質(zhì)不盡相同。同時，對進水水質(zhì)指標的化驗分析，有助于選擇合適的污水處理工藝。

 

• 污水處理廠建廠條件

 

污水處理廠建廠條件包括是否有建廠用地以及廠址的選擇、外部供電供水供熱以及通訊條件、建廠資金的來源等等。

 

• 廠址的選擇

 

污水處理廠廠址的選擇是工程前期的重點之一，總的原則是符合城市總體規(guī)劃和排水專業(yè)規(guī)劃；與污水收集處理系統(tǒng)的走向一致，使大部分污水可以無需提升自流到廠；靠近受納水體，宜設置在城鎮(zhèn)水體的下游，排放口的設置應考慮尾水排放對上下游取水口的影響為最小，同時，受納水體要有足夠的環(huán)境容量，尾水排放不至于明顯影響該水域的水質(zhì)狀況；擬建廠址四周應有充足的防護距離，盡量減少污水處理廠噪聲和臭氣對周圍環(huán)境的影響，一般情況下，有200~300米綠化隔離帶是比較理想的，同時，有擴建工程用地，需要引起注意的是，遠期擴建工程用地須提請規(guī)劃部門予以保留；

 

• 供電供水供熱和通訊

 

污水處理廠作為需要連續(xù)運行的重要的城市基礎設施，供電方面需要有保障。通常，需要供電部門提供從不同的變電站引來的兩路常用電源，如果不能提供兩路電源，而污水處理廠又不允許中斷運行的情況下，可以在廠內(nèi)自備燃油發(fā)電機，以備不時之需。污水處理廠生產(chǎn)生活需要一定量的自來水。污水處理廠與外部聯(lián)系及內(nèi)部通訊需要電話線路。對于我國北方地區(qū)，冬天需要采暖，如果廠址位于城市熱力網(wǎng)覆蓋范圍之外，需要在廠內(nèi)考慮建設鍋爐房。

 

• 資金來源

 

過去，污水處理廠的建設比較多的是依靠財政撥款，近幾年污水處理廠建設資金的籌措方式越來越多了，有利用世界銀行、亞洲開發(fā)銀行貸款的，利用外國政府貸款的，也有以 bot 方式建設的。資金來源方式直接影響到技術經(jīng)濟分析，因此，需要了解清楚。

 

• 現(xiàn)場調(diào)研

 

資料的收集分析是可行性研究階段的工作重點之一，但現(xiàn)場調(diào)研同樣是不可或缺的，資料的收集分析是現(xiàn)場調(diào)研的基礎，而現(xiàn)場調(diào)研可以印證收集到的資料，通過現(xiàn)場踏勘，可以增加對城市和工程現(xiàn)場的直觀了解，掌握一些文字資料上沒有反映出來的問題。通常，對于污水處理廠工程（包括廠外配套收集管網(wǎng)），需要沿擬鋪設管道的道路進行現(xiàn)場踏勘，印證現(xiàn)狀管線資料、了解是否有鋪管條件、對交通的影響等等；需要到擬建廠址進行現(xiàn)場踏勘，了解廠址現(xiàn)狀和周邊情況。有時，可以對當?shù)爻鞘形鬯�進行采樣分析，以指導工程設計。對于重大工程，還需要進行一系列的試驗，以選取合適的處理工藝。

 

• 方案比選

 

在資料收集分析和現(xiàn)場調(diào)研過程中，污水處理廠的近遠期規(guī)模、廠外管網(wǎng)的走向、廠址、受納水體、處理程度等已經(jīng)初步得到解決。接下來，就是選擇處理工藝了。由于推薦工藝方案直接影響到投資、運行維護費用、操作管理是否簡單可靠，所以，需要進行多方案比選，選擇最適合該工程的處理工藝。影響處理工藝選擇的因素很多，通常有以下幾點：

 

• 處理程度

 

上文已經(jīng)提到了，處理程度通常經(jīng)過環(huán)境影響評價之后，由環(huán)保部門提供。但是在很多情況下，環(huán)評與可研是同步進行的，此時可以參照受納水體的功能要求和分類，暫定處理水排放標準，待環(huán)評批復之后，再作調(diào)整。需要引起注意的是，我國某些地區(qū)根據(jù)本地區(qū)的實際情況，制定了地方性的排放標準，一般來說，地方性的排放標準要嚴于國家標準，也就是說對于同樣的水體功能和分類，地方標準要求的出水指標要高于國家標準，此時，應執(zhí)行兩種標準中較嚴格的指標。根據(jù)處理程度，可以相應地在一級處理工藝（包括一級加強）或二級處理工藝中進行比選。

 

• 原污水水質(zhì)

 

通過對原污水水質(zhì)的分析，選擇合適的污水處理工藝。例如，對于同時需要除碳和脫氮除磷時，首先，需要對進水的可生化性進行分析，bod5/cod 值評價污水的可生化性是廣泛采用的一種最為簡易的方法，一般情況下， bod5/cod 值越大，說明污水可生物處理性越好。通常認為，bod5/cod〉0.45 ，表明污水可生化性好，在 0.3~0.45之間，可生化性較好，在0.2~0.3之間，較難生化處理，小于0.2 ，不宜采用生化處理。其次，分析生物脫氮的可能性。通常，bod5/tn 是鑒別能否采用生物脫氮的主要指標，由于反硝化細菌是在分解有機物的過程中進行反硝化脫氮的，所以，污水中必須有足夠的有機物（碳源），才能保證反硝化的順利進行，一般認為，bod5/tn>3~5 ，即可認為污水有足夠的碳源供反硝化菌利用。再次，分析生物除磷的可能性。bod5/tp 是鑒別能否采用生物除磷的主要指標，一般認為，較高的bod5 負荷可以取得較好的除磷效果，進行生物除磷的低限是bod5/tp=20 ，有機基質(zhì)不同對除磷也有影響。一般低分子易降解的有機物誘導磷釋放的能力較強，高分子難降解的有機物誘導磷釋放的能力較弱。而磷釋放得越充分，其攝取量也就越大。通常情況下，生物除磷的極限為75~80% ，如果出水磷的要求比較高，單純依靠生物除磷滿足不了出水要求，此時需要輔助以化學除磷手段，以確保出水達標排放。

 

• 用地條件

 

用地條件是方案選擇的一個限制條件，如果地價比較便宜，用地限制較小，則可供選擇的工藝方案范圍也就比較廣。如果地價較高，用地范圍限制得比較小，則需要從緊湊型污水處理工藝中進行比選。目前緊湊型的污水處理工藝也比較多，如 unitank 、 msbr 系列、曝氣生物濾池以及卡魯塞爾 3000 型氧化溝等，都是可供選擇的工藝方案。

 

• 當?shù)剡\行管理水平、經(jīng)驗及業(yè)主意見

 

需要和擬建污水處理廠的運行管理部門多交流意見，了解其污水處理廠的管理經(jīng)驗的管理水平。設計行業(yè)作為服務性行業(yè)，設計人員應該時刻想著如何服務好業(yè)主，要多征求業(yè)主的意見。

 

• 方案比選及方案設計

 

可行性研究階段要進行多方案比選。一般至少為3個，這些方案要有可比性，不是僅僅作為陪襯。在嚴格的方案比選址后，根據(jù)工程投資、運行維護費用、運行的可靠性、勞動強度、占地面積、業(yè)主管理經(jīng)驗等綜合考慮后，提出推薦工藝方案，隨后進行推薦方案的工程設計。

 

• 污泥處理方案

 

在推薦污水處理工藝方案的同時，需要提出污泥處理方案。污泥處理方案的推薦，需要同污水處理方案結合考慮，有時需要在廠內(nèi)考慮污泥穩(wěn)定措施。對于比較大型的污水處理廠，由于產(chǎn)泥量比較大，污泥中溫消化是不錯的選擇，一方面，污泥經(jīng)過消化，減少了污泥中的有機物含量和污泥的體積，另一方面大量殺滅污泥中的病原體，此外，產(chǎn)生的沼氣還可以綜合利用，體現(xiàn)了污泥處理減量化、無害化和資源化的原則。近幾年，污泥用于制肥的事例越來越多。但是，污泥制肥并不僅僅是技術問題，還需要考慮市場問題。污泥肥料作為一種商品，有多大的市場？人們對污泥肥料是否接受？與其它肥料的競爭，污泥肥料的季節(jié)性銷售問題以及肥料的儲存，均需慎重考慮。

 

• 推薦方案工程設計要點

 

推薦工程方案設計時，在總圖布置、高程設計和單體構筑物設計時，需要注意：

 

• 總圖布置分區(qū)合理、功能明確，廠前區(qū)、污水處理區(qū)、污泥處理區(qū)條塊分割清楚，沿流程方向依次布置處理構筑物，水流通暢。廠前區(qū)布置在上風向，并用綠化隔離帶與生產(chǎn)區(qū)分隔開來，以盡量減少對廠前區(qū)的影響，改善廠前區(qū)的工作條件。

 

• 構筑物的布置應為廠區(qū)工藝管線和其它管線的鋪設留有余地，一般情況下，構筑物外墻距道路邊線距離不宜小于6米 。

 

• 廠區(qū)設計地坪標高盡量考慮土方平衡，以減少工程造價，同時，滿足防洪排澇要求，廠區(qū)設計地坪標高一般需高出周圍地面標高 10~ 20 厘米 以上。

 

• 水力高程設計一般考慮進水一次提升，藉重力依次流經(jīng)各處理構筑物。配水管渠的設計需優(yōu)化，以盡量減少水頭損失，節(jié)約運行費用。但是，水力高程設計中需考慮施工質(zhì)量、構筑物不均勻沉降、管渠老化等因素，避免建成后產(chǎn)生水流不暢等問題。

 

• 對于生物除磷工藝，由于生物除磷是依靠攝磷菌過量攝取污水中的磷，生物除磷的實質(zhì)是磷由污水中轉(zhuǎn)移至污泥中，以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)外。設計中應避免磷再次釋放出來，一般不主張采用重力濃縮池的形式，而是采用機械濃縮脫水的方式，隨時將排出系統(tǒng)的污泥進行濃縮脫水處理。特殊情況下，需要設儲泥池暫時儲存剩余污泥，此時，可以在儲泥池內(nèi)設穿孔曝氣管，避免產(chǎn)生厭氧環(huán)境，從而避免磷的釋放。

 

• 可研設計階段，還要對污水處理廠的建設進度、人員編制、安全生產(chǎn)、消防節(jié)能列專門篇幅進行論述。某些地區(qū)可能還會要求對招投標構想進行論述。

 

• 結語

 

提交一份高質(zhì)量的可行性研究報告，需要多工種、多學科的協(xié)同合作，在大量收集資料和調(diào)查研究的基礎上，進行多方案的技術經(jīng)濟比較后，提出推薦方案，供政府部門決策。以上部分是筆者實際工作中的經(jīng)驗總結，不足之處，希望各位同行批評指正。