【正文】 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(xì)砂粉砂③1層，其地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fka為160kPa～250kPa。該大層中的砂、卵石層地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fka為220kPa～350kPa。 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。X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(tuán)用地。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(yán)重污染。為提高X集團(tuán)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(dá)到90％的目標(biāo)，需要積極建設(shè)X污水處理廠（一期）項目。 污水量預(yù)測 排水體制選擇目前X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。 污水量預(yù)測 一期建設(shè)規(guī)模根據(jù)2003年對X污水處理廠流域內(nèi)的污水入河情況進(jìn)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。 遠(yuǎn)期建設(shè)規(guī)模根據(jù)《X建設(shè)區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃》及《門城衛(wèi)星城總體規(guī)劃》，X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)《北京市區(qū)污水處理廠合理規(guī)模研究》, ,與按控制性詳細(xì)規(guī)劃數(shù)據(jù)所計算污水量基本吻合。 處理程度 污水處理廠設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)在實際調(diào)查的基礎(chǔ)上，并結(jié)合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及“X污水處理廠（一期）項目投資人招標(biāo)”中的要求，擬定污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)見下表。按照規(guī)劃部分污水要進(jìn)行深度處理，以負(fù)擔(dān)處理廠流域內(nèi)的中水回用要求。表43 出水水質(zhì)指標(biāo)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(dá)到下表要求：表45 處理程度一覽表水質(zhì)類別CODcrBOD5SSTNTP進(jìn)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X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。 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(dá)到各項出水指標(biāo)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。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。 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)。污水處理廠出水中懸浮物濃度不單涉及到出水SS指標(biāo)，且出水的BODCODcr等指標(biāo)也與之有關(guān)。因此，控制污水廠出水的SS指標(biāo)是最基本的，也是很重要的。在污水處理工藝方案選用合理、工藝參數(shù)取值適當(dāng)和單體設(shè)計優(yōu)化的條件下，完全能夠使出水SS指標(biāo)達(dá)到20mg/l以下。 有機(jī)污染物的可生物化性分析進(jìn)廠污水中有機(jī)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(jìn)行分離來完成的。在這種合成代謝與分解代謝過程中，溶解性有機(jī)物（如低分子有機(jī)酸等易降解有機(jī)物）直接進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部被利用，而非溶解性有機(jī)物則首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部被利用。因此，可以使處理后污水中的殘余BOD5濃度很低。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(jìn)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。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(rèn)為BOD5/COD，BOD5/COD，BOD5/COD。 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。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。 生物脫氮基本原理污水中的有機(jī)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。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。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。按照上述原理，要進(jìn)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)。 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。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浮；第二，大量硝酸鹽隨回流污泥進(jìn)入生物反應(yīng)池，消耗過多的碳源，會降低生物除磷的效果。 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(jī)物，并轉(zhuǎn)化為PHB（聚B羥丁酸）儲存起來。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(jī)物，即BOD5/P比值恰當(dāng)。按照上述原理，要進(jìn)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)。BOD5：N：P的比值是影響生物脫氮除磷的重要因素，氮和磷和去除率隨著BOD5/N和BOD5/P比值的增加而增加。因為，只有經(jīng)過生物硝化以后，將污水中的有機(jī)氮通過生物硝化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無機(jī)氮（硝酸鹽），才能進(jìn)行后續(xù)的生物反硝化（脫氮）反應(yīng)。為使活性污泥系統(tǒng)得到良好的硝化效果，就必須有較長的泥齡。理論上BOD5/～9時硝化反應(yīng)均可進(jìn)行，實際運行資料表明BOD5/TN2時硝化過程能夠正常進(jìn)行。當(dāng)BOD5/TN=4～5時，氮的去除率大于60%，磷的去除率也可達(dá)60%左右。本污水處理廠進(jìn)廠污水BOD5/TN＝5，BOD5/P＝40，能滿足生物硝化反應(yīng)、生物脫氮除磷工藝對碳源的要求。 污水處理工藝方案比選 污水處理工藝選擇根據(jù)以上對北京X污水處理廠的設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)和要求達(dá)到的出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的分析，確定最合適本工程的污水處理工藝是生物脫氮除磷工藝。經(jīng)過初步篩選，選擇A2/O工藝、改進(jìn)型氧化溝工藝、循環(huán)式SBR工藝進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)等多方面比較，并最終比選確定技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、適合本地情況的工藝技術(shù)方案作為推薦方案。該工藝是在傳統(tǒng)A/O除磷工藝基礎(chǔ)上增設(shè)了一個厭氧區(qū)，具有同步脫氮除磷的功能。本工藝生物處理部分由厭氧池、缺氧池、好氧池組成。排放的剩余污泥中，由于含有大量能超量存積聚磷的聚磷菌，污泥含磷量可達(dá)6％（干重）以上。A2/O工藝的缺點是除磷效果受到污泥齡、回流污泥中挾帶的溶解氧和NO3－N的限制，不可能十分穩(wěn)定；同時，由于脫氮效果取決于混合液回流比，而A2/O工藝的的混合液回流比不宜太高（≤200％），脫氮效果不能滿足較高的要求。改進(jìn)型氧化溝法工藝是傳統(tǒng)氧化溝工藝的一種變型，它由前置厭氧區(qū)和氧化溝組成。由于出水進(jìn)入氧化溝（好氧區(qū)），聚磷菌可過量吸收磷，從而實現(xiàn)生物除磷。這種工藝的另一優(yōu)點是利用氧化溝原有的渠道流態(tài)，沿環(huán)形池水流方向曝氣強度改變，形成缺氧段和大量混合液回流，實現(xiàn)反硝化反應(yīng)，達(dá)到較高程度的脫氮效率，無需任何附加回流提升動力。氧化溝污水處理技術(shù)作為一種活性污泥法工藝，與其它生物處理工藝相比，有以下一些技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)點：工藝流程簡單，構(gòu)筑物少，運行管理方便；曝氣設(shè)備和構(gòu)造形式多樣化、運行靈活；處理效果穩(wěn)定、出水水質(zhì)好，前置厭氧池時可實現(xiàn)生物除磷，在好氧溝內(nèi)可實現(xiàn)同步硝化、反硝化；污泥產(chǎn)量少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定；能承受水質(zhì)、水量沖擊負(fù)荷。圖52 改進(jìn)型氧化溝工藝流程示意圖 方案III－循環(huán)式SBR工藝間歇式活性污泥法或序批式活性污泥法簡稱SBR工藝，是近幾十年來活性污泥處理系統(tǒng)中較引人注目的一種廢水處理工藝。其生物碳氧化硝化原理與推流式活性污泥法相同，具有成熟的運轉(zhuǎn)經(jīng)驗和節(jié)省占地和構(gòu)筑物的顯著特點。本工程采用循環(huán)式SBR工藝作為參選方案，該工藝流程圖見圖53。其主體構(gòu)筑物由預(yù)反應(yīng)池（選擇池）和SBR池串聯(lián)組成，厭氧池中設(shè)曝氣攪拌裝置，在SBR池中充氧曝氣設(shè)備、潷水器和污泥泵，污泥泵用于回流污泥至厭氧池和排放剩余污泥。這種系統(tǒng)在處理市政污水和工業(yè)廢水方面比傳統(tǒng)的SBR工藝費用更省、管理更方便、占地更少。圖53 循環(huán)式SBR工藝流程示意圖 循環(huán)式SBR工藝的基本組成及運行步驟循環(huán)式SBR反應(yīng)池主要由預(yù)反應(yīng)池（選擇池或輔助曝氣池）、主曝氣池、污泥回流/排除剩余污泥系統(tǒng)和撇水裝置四部分組成。該工藝將主反應(yīng)區(qū)中部分污泥（20％～30％）回流至選擇器中，在運作方式上為連續(xù)進(jìn)水。在預(yù)反應(yīng)池與主曝氣池之間設(shè)置隔墻，最大限度的減小了沉淀階段進(jìn)水對污泥沉降的水力干擾，可保證系統(tǒng)有良好的分離效果。循環(huán)開始時，池子中的水位由某一最低水位開始上升，經(jīng)過一定時間的曝氣和混合后，停止曝氣，此時污水仍連續(xù)進(jìn)入循環(huán)式SBR反應(yīng)池，由于反應(yīng)池容積較大，池內(nèi)水位緩慢上升，活性污泥進(jìn)行絮凝并在一個較為靜止的環(huán)境中沉淀，在完成沉淀階段后，由一個移動堰式撇水器排出已經(jīng)過處理的上清液，使整個反應(yīng)池內(nèi)水的位下降到預(yù)先設(shè)定的最低水位，然后再重復(fù)上述過程。排除剩余污泥一般在沉淀階段結(jié)束后進(jìn)行，排出的污泥濃度可達(dá)10g/l左右。在循環(huán)式SBR工藝中，硝化和反硝化在曝氣階段同時進(jìn)行（Cocurrent or simltaneousiy）。因此在污泥絮體內(nèi)部能有效地進(jìn)行反硝化過程。因此，在預(yù)反應(yīng)池中也有部分反硝化反應(yīng)發(fā)生。 循環(huán)式SBR系統(tǒng)中磷的去除在循環(huán)式SBR工藝系統(tǒng)中，通過曝氣和非曝氣階段使活性污泥不斷地經(jīng)過好氧和厭氧的循環(huán)，這些反應(yīng)條件將有利于聚磷細(xì)菌在系統(tǒng)中的生長和累積，因此循環(huán)式SBR工藝系統(tǒng)具有生物除磷的功能。在循環(huán)式SBR工藝的預(yù)反應(yīng)池中，活性污泥通過快速酶去除機(jī)理，吸附和吸收大量易降解的溶解性基質(zhì)，這些吸附和吸收的易降解基質(zhì)可用于后續(xù)的生物除磷過程，對整個系統(tǒng)的生物除磷功能起著非常重要的作用，因此，在預(yù)反應(yīng)池中也可完成部分磷的釋放過程，在厭氧微生物體內(nèi)存儲聚磷。 循環(huán)式SBR系統(tǒng)的污泥沉降特性一般地，在以4小時為一個操作循環(huán)周期的循環(huán)式SBR工藝系統(tǒng)中，～，最大撇水速率為30mm/min，固液分離時間一般為1小時，設(shè)計污泥沉降指數(shù)為140ml/g左右，實際污泥沉降指數(shù)一般低于80ml/g（測定時間為1小時，采用容積2升的量筒）。由于循環(huán)式SBR系統(tǒng)在曝氣結(jié)束后的沉降階段中整個池子面積均可用于泥水分離；故其固體通量大大地小于傳統(tǒng)活性污泥法二沉池中的固體通量，因此循環(huán)式SBR工藝的泥水分離效果要優(yōu)于傳統(tǒng)活性污泥法。曝氣階段結(jié)束后混合液中殘余的混合能量可用于沉淀初期的絮凝作用，從而進(jìn)一步強化絮凝沉降的效果。三種方案的技術(shù)性能比較情況見表5－1。構(gòu)筑物多,不緊湊, 占地面積略大；曝氣采用水下曝氣頭，與氧化溝比檢修量大，維修時需停止一個系列運轉(zhuǎn)，影響處理廠的出水水質(zhì)；設(shè)備、曝氣頭等維修量比氧化溝高，維護(hù)費高；投資略高。由于一個池子交替曝氣工作，池中曝氣設(shè)備利用率低；曝氣采用水下曝氣頭，與氧化溝比檢修量大，維修時需停止一個系列運轉(zhuǎn)，影響處理廠的出水水質(zhì)；設(shè)備、曝氣頭等維修量比氧化溝高，維護(hù)費高；自動控制水平要求較高，沒有自控?zé)o法運轉(zhuǎn)；出水水質(zhì)受運行控制影響較大；SBR池水面常有浮渣，只能人工清除，工作量較大。投資高；電耗高。 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較三種方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較情況見表52。方案一：A2O處理電耗較低，運行簡單，操作、管理簡便，運行成本略低，但是占地略大，工藝投資略高、占地略大，設(shè)備種類多，維修技術(shù)要求高，曝氣頭更換影響正常運轉(zhuǎn)；方案二：改進(jìn)型氧化溝各部分功能劃分清楚，運行簡單、維護(hù)管理方便，但投資最高，電費、運轉(zhuǎn)費高于其它方案，占地面積較大；方案三：循環(huán)式SBR生物處理池工藝流程簡單，工程總投資低，占地少，運行費用、電耗低于方案二，但自動控制要求高，運行、管理水平要求較高，設(shè)備種類多，維修技術(shù)要求高，曝氣頭更換影響正常運轉(zhuǎn)，維護(hù)費用較高。 化學(xué)除磷工藝確定由于處理廠出水中磷的排放標(biāo)準(zhǔn)要求較嚴(yán)格，而且生物除磷受外界及污水內(nèi)在因素影響較多，不十分穩(wěn)定。 污泥處理與處置 污泥處理通常，城市污水處理廠完善的污泥處理工藝為：剩余污泥→污泥濃縮→污泥消化→污泥脫水→泥餅處置國內(nèi)外污泥消化使用較多的方法如好氧消化法、厭氧消化法、熱干燥法等。本工程處理規(guī)模較小，產(chǎn)生的剩余污泥量不大，污水處理工藝采用生物除磷工藝，如使用重力濃縮池、硝化池，池中污泥處于厭氧狀態(tài)，污泥中的磷很容易發(fā)生二次釋放，影響生物除磷效果；另外，濃縮池臭味嚴(yán)重，對環(huán)境影響較大。城市污水處理的污泥濃縮、脫水設(shè)備方面，可提供選擇的類型主要有帶式濃縮、脫水一體機(jī)和離心濃縮、脫水一體機(jī)。表53 兩種機(jī)械脫水設(shè)備性能分析表 類型性能帶式濃縮、脫水一體機(jī)離心濃縮、脫水一體機(jī)設(shè)備尺寸體積較大，占地大體積小、占地小轉(zhuǎn)速運行速度低、噪