【正文】 mm，夏季降水量約占全年的70%，雨季施工對本工程基坑開挖、支護和施工降水將產(chǎn)生不利影響。 地形地貌五里坨污水處理廠位于永定河沖洪積扇的頂部。工程場區(qū)自然地形基本平坦，～。廠區(qū)現(xiàn)為工廠廠區(qū)。 水文地質(zhì)根據(jù)《五里坨污水處理廠巖土工程勘查報告》場區(qū)(地下)潛水的天然動態(tài)類型屬滲入～徑流型,主要接受大氣降水入滲及地下逕流補給，并以蒸發(fā)及地下逕流等方式排泄。廠區(qū)地處北京市區(qū)西部,第四紀地層以滲透性很強的沙土、碎石土為主，故廠區(qū)及附近的地下水位多年來動態(tài)變化幅度較大，并且其變幅對北京西郊永定河放水、未來“南水北調(diào)”工程、西郊地下水庫的建立以及北京市節(jié)水措施引起的地下水開采量減小等非自然因素的影響較敏感。廠區(qū)成層分布的地下水埋深在自然地面以下15m以下。地下水埋深較深，對于一般建筑物可不考慮地下水腐蝕性對主要建筑材料的影響。 工程地質(zhì)根據(jù)《五里坨污水處理廠巖土工程勘查報告》，按沉積年代及工程性質(zhì)可劃分為人工堆積層、新近沉積層和第四紀沉積層三大層，按土層沉積順序自上而下簡述如下：1)人工堆積層～,巖性主要為粘質(zhì)粉土填土、砂質(zhì)粉土 填土①層，碎石填土①1層。該土層土質(zhì)較差且不均勻，不宜作為一般建筑物的地基持力層。對于一些簡易的臨時性單層建筑物，在對該土層進行一定的處理后，也可作為其地基持力層。2) 新近沉積層～,包括第2大層粘性土、粉土層及第3大層砂土、碎石土層。第2大層粘性土、粉土層第2大層主要巖性為褐黃～黃褐色的粘質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土②層、砂質(zhì)粉土②1層，其地基承載力標準值fka為110kPa～140kPa。第3大層砂土、碎石土層第3大層主要巖性為稍密～中密的雜色卵石③層，褐黃～褐黃(暗)色的細砂粉砂③1層，其地基承載力標準值fka為160kPa～250kPa。3)第四紀沉積層～, 包括以碎石土為主的第4大層及第5大層,主要巖性包括: 卵石④層，細砂、粉砂④1層；粉質(zhì)粘土④2層；卵石⑤層，細砂、中砂⑤1層，卵石混粘土⑤2層，粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土⑤3層，粉質(zhì)粘土⑤4層。該大層中的砂、卵石層地基承載力標準值fka為220kPa～350kPa。粘性土、粉土層地基承載力標準值fka為160kPa～240kPa。 地震北京地區(qū)地震屬地震基本烈度8度地區(qū)，本場地地基土不會產(chǎn)生地震液化。 工程建設(shè)的必要性五里坨污水處理系統(tǒng)是北京市總體規(guī)劃中的十五座污水處理系統(tǒng)之一，其規(guī)劃污水流域范圍主要為五里坨邊緣集團及門頭溝三家店地區(qū)的規(guī)劃建設(shè)用地。五里坨污水處理廠規(guī)劃流域范圍: 南起永定河引水渠南側(cè)，北至小西山，西起永定河三家店攔河閘，東至模式口隘口,總用地面積約28平方公里，(不含部隊)，高井溝流經(jīng)該集團用地。目前，該地區(qū)開發(fā)工作即將全面展開。但目前配套污水管線系統(tǒng)極為薄弱，大量未經(jīng)處理的污水通過明溝或雨水管排入河道，造成嚴重污染。目前由于五里坨污水處理系統(tǒng)尚未開始建設(shè)，河道污染嚴重。為提高五里坨集團的水環(huán)境質(zhì)量，改善北京市區(qū)的整體環(huán)境，確保2008年北京奧運會召開之前污水處理率達到90％的目標，需要積極建設(shè)五里坨污水處理廠（一期）項目。4 工程規(guī)模及處理程度 污水處理廠服務(wù)范圍本污水處理廠規(guī)劃流域范圍: 南起永定河引水渠南側(cè)，北至小西山，西起永定河三家店攔河閘，東至模式口隘口，總用地面積約28平方公里，(不含部隊)。 污水量預(yù)測 排水體制選擇目前五里坨污水處理系統(tǒng)尚未開始建設(shè)，配套污水管線系統(tǒng)極為薄弱。規(guī)劃區(qū)內(nèi)將實行雨污分流系統(tǒng)。 污水量預(yù)測 一期建設(shè)規(guī)模根據(jù)2003年對五里坨污水處理廠流域內(nèi)的污水入河情況進行的現(xiàn)場踏勘調(diào)查及連續(xù)水量監(jiān)測，現(xiàn)狀入河水量為11220立方米/日。由于現(xiàn)狀該地區(qū)地形坡度大、河道沿線有滲漏可能性,而監(jiān)測口位于下游河道,經(jīng)分析污水量應(yīng)大于實測量,并考慮到該地區(qū)的發(fā)展,建議近期污水處理廠規(guī)模為2萬立方米/日。 遠期建設(shè)規(guī)模根據(jù)《五里坨建設(shè)區(qū)控制性詳細規(guī)劃》及《門城衛(wèi)星城總體規(guī)劃》，五里坨污水處理廠流域范圍內(nèi)規(guī)劃建設(shè)用地790公頃,，總建筑面積368萬平方米。根據(jù)流域內(nèi)用地功能、建筑性質(zhì)、人口結(jié)構(gòu)及人口規(guī)模，并分析研究可采用如下用水指標：居住生活用水：140升/公共實施用水: 6升/(多數(shù)為配套公共設(shè)施)工業(yè)用水: 80立方米/特殊用地: 100立方米/表41 規(guī)劃污水量預(yù)測表項 目控制數(shù)據(jù)用水指標(l/)用水量(m3/d)污水排除率預(yù)測污水量(萬m3/d)居住生活用水140公共設(shè)施用水6特殊用地372公頃100工業(yè)用水43公頃80小計,詳見“規(guī)劃污水量預(yù)測表”。根據(jù)《北京市區(qū)污水處理廠合理規(guī)模研究》, ,與按控制性詳細規(guī)劃數(shù)據(jù)所計算污水量基本吻合。 污水廠設(shè)計規(guī)模，一期建設(shè)規(guī)模為2萬立方米/日。 處理程度 污水處理廠設(shè)計進水水質(zhì)在實際調(diào)查的基礎(chǔ)上，并結(jié)合設(shè)計標準及“五里坨污水處理廠（一期）項目投資人招標”中的要求，擬定污水處理廠進水水質(zhì)指標見下表。表42 進水水質(zhì)一覽表編號項 目單 位進水水質(zhì)1生化需氧量BOD5mg/l2002化學(xué)需氧量CODcrmg/l3503懸浮物SSmg/l2504TNmg/l405總磷TPmg/l56PH值～ 污水處理廠設(shè)計出水水質(zhì)五里坨污水污水廠出水排入廠區(qū)南側(cè)的高井溝，下游進入永定河，可作為高井溝及永定河河道的補充水源。按照規(guī)劃部分污水要進行深度處理，以負擔(dān)處理廠流域內(nèi)的中水回用要求。根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準 GB189182002》，結(jié)合“五里坨污水處理廠（一期）項目投資人招標”中的要求，本處理廠的出水水質(zhì)應(yīng)達到一級A標準，出水水質(zhì)指標如下表。表43 出水水質(zhì)指標一覽表編號項 目單 位出水水質(zhì)1生化需氧量BOD5mg/l≤102化學(xué)需氧量CODcrmg/l≤503懸浮物SSmg/l≤104NH4+Nmg/l≤55TNmg/l≤156總磷TPmg/l≤7PH值6～98糞大腸菌群數(shù)≤103個/L 處理程度本工程要求處理程度達到下表要求：表45 處理程度一覽表水質(zhì)類別CODcrBOD5SSTNTP進水水質(zhì)350200250405出水水質(zhì)50101015處理程度（％）9596905 污水處理廠工藝方案選定 處理廠廠址規(guī)劃五里坨污水處理廠位于規(guī)劃流域范圍內(nèi)的東南端，南起高井溝、西起雙峪路，高井電廠西南，廠區(qū)東側(cè)和北側(cè)為規(guī)劃綠地。該廠址有以下優(yōu)點：遠離居民區(qū)；交通、供水、供電較方便； 退水管道較短；遠期發(fā)展用地充足；符合區(qū)域規(guī)劃要求，等等。 工藝方案選擇原則在污水處理工藝選擇時一般考慮以下幾方面內(nèi)容：工藝能否達到各項出水指標的要求；工藝是否可靠；工藝方案造價的高低；運行管理是否方便；運行成本的高低；現(xiàn)場條件是否允許，等等。根據(jù)出水水質(zhì)要求，本工程處理工藝主要以去除污水中的懸浮固體（SS）及BODCOD、TN、TP、NH4＋N等有機污染物為目的。目前，國內(nèi)城市污水處理廠大多采用二級生化污水處理工藝，一般為活性污泥法及其變型工藝處理城市污水，這類工藝工程實際使用歷史最長、應(yīng)用最為廣泛、可靠度高、運行費用低、運行管理經(jīng)驗最為豐富，部分變型工藝對TN、TP的去除效果很高。因此，分析進廠污水水質(zhì)及出水標準對污水處理廠是否可采用二級生化處理工藝、工藝選擇及工藝確定有著重要意義。 生物處理的可行性分析 懸浮物的去除及分離一般采用物理方法——主要通過格柵攔截、設(shè)置沉砂池等手段去除廢水中大塊懸浮物和砂粒等物質(zhì)。污水中的無機顆粒和大直徑的有機顆?？孔匀怀恋碜饔镁涂扇コ?，小直徑的有機顆?？课⑸锏慕到庾饔萌コ?，而小直徑的無機顆粒（包括尺度大小在膠體和亞膠體范圍內(nèi)的無機顆粒）則要靠活性污泥絮體的吸附、網(wǎng)絡(luò)作用，與活性污泥絮體同時沉淀被去除。污水處理廠出水中懸浮物濃度不單涉及到出水SS指標，且出水的BODCODcr等指標也與之有關(guān)。這是因為組成出水懸浮物的主要活性污泥絮體，其本身的有機成份就很高，因此較高的出水懸浮物含量會使得出水的BODCODcr均增加。因此，控制污水廠出水的SS指標是最基本的，也是很重要的。為了降低出水中的懸浮物濃度，應(yīng)在工程中采取適當?shù)拇胧?，例如采用適當?shù)奈勰嘭摵梢员３只钚晕勰嗟哪奂俺两敌阅?，采用較小的二次沉淀池表面負荷，采用較低的出水堰負荷，充分利用活性污泥懸浮層的吸附網(wǎng)絡(luò)作用等。在污水處理工藝方案選用合理、工藝參數(shù)取值適當和單體設(shè)計優(yōu)化的條件下，完全能夠使出水SS指標達到20mg/l以下。本污水處理廠進水SS平均濃度為250mg/l，出水SS要求小于10mg/l，該SS進水指標與目前國內(nèi)大多數(shù)城市污水處理廠接近，但出水指標要求較高，因此，在污水處理廠工藝設(shè)計時，除采用沉淀分離的辦法去除大部分懸浮物，達到出水SS≤20mg/l外，還需對出水進一步進行過濾處理，從而確保出水SS≤10mg/l。 有機污染物的可生物化性分析進廠污水中有機污染物主要以BODCODcr表示，它們的去除主要是靠微生物的吸附作用和代謝作用，然后通過對污泥與水進行分離來完成的?；钚晕勰嘀械奈⑸镌谟醒醯臈l件下將污水中的一部分有機物用于合成新的細胞，將另一部分有機物進行分解代謝以便獲得細胞合成所需的能量，其最終產(chǎn)物是CO2和H2O等穩(wěn)定物質(zhì)。在這種合成代謝與分解代謝過程中，溶解性有機物（如低分子有機酸等易降解有機物）直接進入細胞內(nèi)部被利用，而非溶解性有機物則首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后進入細胞內(nèi)部被利用。由此可見，微生物的好氧代謝作用對污水中的溶解性有機物和非溶解性有機物都起作用，并且代謝產(chǎn)物是無害的穩(wěn)定物質(zhì)。因此，可以使處理后污水中的殘余BOD5濃度很低。原污水的可生化性，它與城市污水的成分有關(guān)。對于那些主要以生活污水及其成分與生活污水相近的工業(yè)廢水組成的城市污水，這種城市污水的BOD5/，其污水的可生化性較好，無需進行特殊處理、設(shè)置單獨處理構(gòu)筑物，其出水CODCr值即可控制在較低的水平。而成分主要以工業(yè)廢水為主的城市污水，或BOD5/CODCr比值較小的城市污水，其污水的可生化性較差，處理后污水中剩余的CODCr會較高，要滿足出水CODCr≤60mg/l有一定的難度。BOD5/COD值是鑒定污水可生化性的最簡便易行和最常用的方法，一般認為BOD5/COD，BOD5/COD，BOD5/COD。本污水處理廠進水BOD5/CODCr＝，該水質(zhì)具有較好的可生化性，可以采用生化處理方法去除。 生物脫氮除磷污水脫氮除磷可供選擇的處理方法通常有生物處理法及物理化學(xué)法兩大類。國外從六十年代開始曾系統(tǒng)地進行了脫氮除磷的物化處理方法研究，結(jié)果認為物化法的特點是耗藥量大、污泥產(chǎn)量多、運行費用高等，因此，城市污水處理廠一般不推薦采用。從七十年代以來，國外開始研究并逐步采用活性污泥法生物脫氮除磷。我國從八十年代初開始研究生物脫氮除磷技術(shù)，在八十年代后期逐步實現(xiàn)工業(yè)化流程，目前，國內(nèi)新建及改擴建的污水處理工程大多數(shù)都采用活性污泥法生物脫氮除磷工藝。 生物脫氮基本原理污水中的有機氮、蛋白氮等在好氧條件下首先被氨化菌轉(zhuǎn)化為氨氮，而后在硝化菌的作用下變成硝酸鹽氮，此階段稱為好氧硝化。隨后在缺氧條件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量。使硝酸置氮還原成氮氣從污水中逸出，此階段稱為缺氧反硝化。在硝化與反硝化過程中，影響其脫氮效率的因素是溫度、溶解氧、PH值以及反硝化碳源。生物脫氮系統(tǒng)中，硝化菌增長速度較緩慢，所以，要有足夠的污泥齡。反硝化菌的生長主要在缺氧條件下進行，并且要有充足的碳源提供能量，才可促使反硝化作用的順利進行。按照上述原理，要進行污水的生物脫氮，必須具有缺氧/好氧過程，可組成缺氧池和好氧池；也可在一座生物池的不同階段制造缺氧、好氧環(huán)境；即都需要有所謂缺氧/好氧（A/O）系統(tǒng)。（A/O）系統(tǒng)設(shè)計中需要控制的幾個主要參數(shù)就是足夠長的污泥齡和進水的碳氮比。 生物硝化和脫氮的作用出水水質(zhì)中對氨氮的排放有要求，另外考慮到大量氨氮排入河道會消耗水中溶解氧，使河水水質(zhì)下降，危害水生動物。因此，污水處理按完全硝化設(shè)計，減少氨氮排放量。由于好氧段完全硝化，生物池出水中硝酸鹽量較高，這樣會造成以下兩個不利影響：第一，硝酸鹽量較高會造成沉淀階段的污泥上浮，經(jīng)驗表明，在水溫20℃,沉淀起始點的硝酸根濃度在5～10gNO3N/m3以上時，沉淀階段會出現(xiàn)反硝化引起的污泥上??；第二，大量硝酸鹽隨回流污泥進入生物反應(yīng)池，消耗過多的碳源，會降低生物除磷的效果。所以，采用反硝化脫氮，降低硝酸鹽濃度，滿足出水總氮要求，是很有必要的。 生物除磷基本原理生物除磷是利用污水中的聚磷菌在厭氧條件下，受到壓抑而釋放出體內(nèi)的磷酸鹽，產(chǎn)生能量用以吸收快速降解有機物，并轉(zhuǎn)化為PHB（聚B羥丁酸）儲存起來。當這些聚磷菌進入好氧條件時就降解體內(nèi)儲存的PHB產(chǎn)生能量，用于細胞的合成和過量吸收污水中溶解的磷，形成含磷量高的污泥，隨剩余污泥一起排出系統(tǒng)，從而達到除磷的目的。影響生物除磷的因素是要有厭氧條件（混合液中既無溶解氧DO＝0，也無結(jié)合氧－如硝酸鹽），同時要有可快速降解的有機物，即BOD5/P比值恰當。同時，希望含磷污泥盡快排出系統(tǒng)，以免污泥回流至厭氧階段，污泥中的磷又重新釋放至水中。按照上述原理，要進行生物除磷必須具備厭氧過程，如在生物脫氮系統(tǒng)前設(shè)置一個厭氧池，這樣就形成A2/O系統(tǒng)，即厭氧—缺氧—好氧系統(tǒng)。 本工程生物脫氮除磷的可行性根據(jù)進水水質(zhì)及出水水質(zhì)要求可知，本污水處理廠有較高的除磷脫氮要求，因此，分析進廠污水生物脫氮除磷的可行性是十分必要的。BOD5：N：P的比