【正文】 d600~d1000mm；東風(fēng)路污水干管，管徑 d600~d700mm；花園路污水干管，管徑 d800mm；經(jīng)三路污水干管，管徑 d700mm。c、沙門路排水系統(tǒng)：高皇路以東，107 國道以西，北三環(huán)路以北，沙門路以南區(qū)域，服務(wù)面積約 3km2，該系統(tǒng)主要為沙門路污水干管，管徑 d800mm；花園路污水管，管徑 d500～d600mm。d、北繞城公路排水系統(tǒng)：包括高皇路以西部分（鄭邙公路以東，北三環(huán)以北，北繞城公路以南）與高皇路以東部分（鄭邙公路以東， 沙門路以北，北繞城公路以南） ，服務(wù)面積 。因該區(qū)域尚屬規(guī)劃區(qū)，污水管網(wǎng)均未敷設(shè)。e、橋南新區(qū)排水系統(tǒng)：包括賈魯河以北，北郊環(huán)路以南，107 國道以西，東風(fēng)渠以東區(qū)域，服務(wù)面積 13km2。賈魯河北岸在建污水臨時提升泵站一座。（2）馬頭崗系統(tǒng)內(nèi)現(xiàn)狀泵站a、張花莊污水泵站：設(shè)計規(guī)模 20 萬 m3/d，由于鄭東新區(qū)開發(fā)建設(shè)的需要，該泵站需遷移改造。c、橋南新區(qū)臨時泵站：設(shè)計規(guī)模 5 萬 m3/d，主要解決橋南新區(qū)污水排放出路。鄭州市馬頭崗污水污水處理廠總占地面積 ，處理規(guī)模為 30 萬m3/日，出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB189182022)水污染物排放基本控制項目中的二級排放標(biāo)準(zhǔn)。 設(shè)計規(guī)模鄭州市馬頭崗污水處理廠建設(shè)規(guī)模為 30 萬 m3/d，總變化系數(shù)為 。表 設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)主要指標(biāo)一覽表項目 BOD5 COD SS NH3N TP鄭州市馬頭崗污水處理廠升級改造工程天津市市政工程設(shè)計研究院 13進(jìn)水水質(zhì)（mg/L） 220 480 350 55 出水水質(zhì)（mg/L） ≤20 ≤80 ≤30 ≤20 ≤3 工藝流程鄭州市馬頭崗污水處理廠工程污水處理采用具有良好除磷脫氮功能的 UCT工藝，污泥處理采用“ 機(jī)械濃縮 +機(jī)械脫水”工藝，其工藝流程圖見 。污水處理廠總出水排入廠區(qū)北側(cè)的賈魯河，賈魯河 20 年一遇的洪水位為，50 年一遇的洪水位為 ，最終確定污水處理廠廠區(qū)設(shè)計平均高程為 （黃海高程） 。預(yù)處理區(qū)預(yù)處理區(qū)位于廠區(qū)西北側(cè)，進(jìn)廠管線由廠區(qū)西北側(cè)進(jìn)入廠內(nèi)預(yù)處理區(qū)，預(yù)處理區(qū)包括速閉閘井、粗格柵、提升泵房、細(xì)格柵、沉砂池及計量槽，該區(qū)內(nèi)柵渣及沉砂均在本區(qū)內(nèi)進(jìn)行處理。污泥處理區(qū)污泥處理區(qū)位于廠區(qū)的西側(cè)，主要構(gòu)筑物包括貯泥池、污泥濃縮脫水機(jī)房、。 工藝設(shè)計 污水處理部分工藝設(shè)計粗格柵及進(jìn)水泵房進(jìn)水提升泵房由進(jìn)水前池和集水池組成。在進(jìn)水前池內(nèi)設(shè)置了 6 道柵條間隙為 20mm、柵寬為 的鋼絲繩牽引式格柵除污機(jī)。單泵流量 Q＝3250m 3/h， 揚(yáng)程 H＝細(xì)格柵及旋流沉砂池細(xì)格柵采用轉(zhuǎn)鼓細(xì)格柵，共設(shè)置 7 套，轉(zhuǎn)鼓直徑 ，柵條間距 6mm。當(dāng)一座故障時，其余 3 座可保證承擔(dān)全部負(fù)荷，停留時間為 43s。另外在沉砂池出砂管與砂水分離器之間設(shè)置氣液隔離罐，利于砂水分離。為提高計量精度，選用成品玻璃鋼材質(zhì)作為流槽。表面水力負(fù)荷為 采用單條集水渠雙側(cè)三角堰出水，在內(nèi)側(cè)設(shè)置浮渣擋板和浮渣斗。生物反應(yīng)池全廠設(shè)四組 UCT 反應(yīng)池，厭氧池總池容 36662 m3，缺氧池總池容39798m3，好氧池總池容 153850m3(其中機(jī)動段為 28512 m3)，總池容為230310m3。污泥負(fù)荷 二沉污泥回流比 50％～100％，缺氧到厭氧的回流比為 150％，好氧到缺氧的回流比為 150％。全廠剩余污泥量為39585kg/d（平均日平均時） ，氣水比 ：1。好氧池為推流式池型，其中機(jī)動段安裝 8 套直徑 650mm 的高速攪拌器，單機(jī)功率，安裝方向與水流方向相反，同時安裝橡膠膜微孔曝氣器 1757 套直徑300mm,單盤曝氣量 ，好氧段中安裝剛玉微孔曝氣器 9618 套直徑300mm，單盤曝氣量 。5 個廊道大致鄭州市馬頭崗污水處理廠升級改造工程天津市市政工程設(shè)計研究院 17比例為：15％：25％：25％：20％：15％。缺氧到厭氧的回流采用潛水軸流泵，設(shè)置 3 臺，單臺流量 1875m3/h，揚(yáng)程，電機(jī)功率 15kW。進(jìn)水點設(shè)置了 3 處，外回流點設(shè)置 2 處，好氧回流點設(shè)置 2 處，所有多配水點的輸送均采用渠道的方式配水，設(shè)置配水可調(diào)堰，通過各堰門的不同的組合，可調(diào)成不同功效的處理工藝。二沉池全廠設(shè) 8 座直徑為 45m 二沉池，分為兩組。表面水力負(fù)荷為 單條集水渠單側(cè)三角堰出水，在內(nèi)側(cè)設(shè)置浮渣擋板和浮渣斗。污泥泵房全廠設(shè) 4 座回流剩余污泥泵房，與反應(yīng)池一一對應(yīng)。開啟 2 臺泵時，回流比為 50%；開啟 3 臺泵時，回流比為 75%；開啟 4 臺泵時，回流比為 100%。全廠冷備用 1 臺剩余污泥泵。鼓風(fēng)機(jī)房全廠設(shè)一座鼓風(fēng)機(jī)房，內(nèi)設(shè) 8 臺帶有隔音罩的單級高速離心鼓風(fēng)機(jī)（6 用 2備） ，單機(jī)風(fēng)量 20220Nm3/h,風(fēng)壓為 ，電機(jī)功率 500kW。鼓風(fēng)機(jī)采用油冷卻。 消毒單元鄭州市馬頭崗污水處理廠升級改造工程天津市市政工程設(shè)計研究院 18采用紫外消毒的方式，紫外穿透率：≥65％，有效劑量≥16,000μW共 2 條渠道，安裝兩個模塊組，每個模塊組含有 32 個模塊，每個模塊 8 根燈管，共 512 根燈管。 污泥處理部分工藝設(shè)計本工程經(jīng)污水處理后產(chǎn)生的干污泥總量為 92085kg/d。初沉污泥泵房初沉池的排泥方式為間歇排泥，單池每天排泥時間 6～8 小時。每座泵房內(nèi)設(shè)兩臺污泥單螺桿泵（1 用 1 備） ，單臺流量 108m3/h,出口壓力 2kg/cm2,電機(jī)功率 15kW。每套濃縮機(jī)分別配套 1 臺進(jìn)料泵和 1 臺出料泵。進(jìn)料泵單泵流量 Q=80100m3/h，出口壓力 2kg/cm2,電機(jī)功率 15kW。絮凝劑選用聚丙烯酰胺，按 4gPAM/kg（二）脫水系統(tǒng)消化后的污泥脫水采用 4 套離心式污泥脫水機(jī)（3 用 1 備） ，單機(jī)處理量70m3/h, 每天工作 12h ，電機(jī)功率 140kW。進(jìn)料泵選用單螺桿泵，單泵流量 Q=5080m3/h，出口壓力 4kg/cm2,電機(jī)功率。DS 計算，配藥濃度 ％，藥液經(jīng)二次稀釋至 ％?？梢宰龅诫娏€路或變壓器出現(xiàn)一般性故障不中斷供電或能迅速恢復(fù)供電，保證馬頭崗污水處理廠的可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。全廠（30 萬噸/天處理規(guī)模）用電設(shè)備安裝容量為10822kW（其中包括 8 臺 500kW 的 10kV 電機(jī)拖動的鼓風(fēng)機(jī)） ，工作容量為8510kW，計算功率為 7070kW，其中低壓計算負(fù)荷約 4456kW?？傋兣潆娬九c鼓風(fēng)機(jī)房相鄰，負(fù)責(zé)鼓風(fēng)機(jī)房、回流泵房、曝氣池、二沉池等供電?？傋兣潆娬局鹘泳€采用單母線分段接線，兩段母線設(shè) 8 臺10kV 的 500 kW 鼓風(fēng)機(jī)饋線柜。第一分變電站與進(jìn)水泵房相鄰，向進(jìn)水泵房、旋流沉砂池、初沉池、初沉污泥泵房、濃縮脫水機(jī)房等供電。 配電系統(tǒng)采用單母線分段接線。計算負(fù)荷為 774kW，設(shè)兩臺 10/ 630kVA 變壓器，變壓器的運(yùn)行方式為同時運(yùn)行，互為備用，變壓器運(yùn)行在高效率區(qū)，負(fù)載率為 62%，故障保證率為 82%。低壓配電系統(tǒng)低壓配電由兩級組成，一級為分變電站的低壓配電，采用的間隔式低壓配電柜。二級配電采用固定式動力配電箱。無功補(bǔ)償污水處理廠內(nèi)的無功補(bǔ)償采用集中補(bǔ)償，10kV 及 分別設(shè)自動無功補(bǔ)償裝置。防雷與接地接地采用 TNS 制的接地方式，10/ 變電所的集中接地采用共同接地裝置，接地電阻≤4Ω，饋線進(jìn)構(gòu)筑物處均設(shè)重復(fù)接地裝置，接地電阻≤10Ω。廠內(nèi)構(gòu)筑物按照國標(biāo)GB5005794“建筑物防雷設(shè)計規(guī)范” 要求，考慮防止大氣過電壓的防直擊雷的防護(hù)設(shè)施。10kV 電機(jī)中性點可抽頭的接 1 只氧化鋅避雷器防止過電壓，架空線入戶前加裝避雷器裝置。廠區(qū)內(nèi)的電纜敷設(shè)采用電纜溝敷設(shè)與直埋敷設(shè)鄭州市馬頭崗污水處理廠升級改造工程天津市市政工程設(shè)計研究院 21相結(jié)合的形式。分控站主要負(fù)責(zé)對所管轄區(qū)域內(nèi)主要工藝設(shè)備的自動監(jiān)控和對生產(chǎn)過程的工藝參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，中央控制室可以對全廠整個生產(chǎn)過程及工藝流程進(jìn)行監(jiān)視。自控系統(tǒng)目前污水處理廠自控系統(tǒng)采用計算機(jī)和 PLC 組成的集散型分布控制系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用快速環(huán)狀以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)。中央控制室設(shè)置一套監(jiān)控工作站，用于對污水處理廠的工藝過程進(jìn)行集中管理。目前各分控站運(yùn)行正常。目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)工作正常。目前儀表基本工作正常。由于原工藝沒有足夠的脫氮功能，因此，本次升級改造的目的是在滿足原有生化效率的前提下，增加脫氮除磷功能。初沉池、初沉污泥泵房運(yùn)行良好，由于實際進(jìn)水 SS 平均值已達(dá)到甚至高于400mg/L，實際進(jìn)水比原設(shè)計值 350mg/L 高出近 40%，初沉污泥量比原設(shè)計值有所增加。目前全廠生物反應(yīng)池按兩種方式運(yùn)行：2 系列按倒置 A/A/O 方式運(yùn)行，4 系列按倒置 UCT 方式運(yùn)行，根據(jù)運(yùn)行方反饋，在進(jìn)水水量、水質(zhì)負(fù)荷穩(wěn)定前提下，兩種運(yùn)行方式均可以保證出水水質(zhì)滿足原設(shè)計出水指標(biāo)，達(dá)標(biāo)排放。根據(jù)實際運(yùn)行情況，4 座反應(yīng)池機(jī)動段曝氣頭膜片孔隙過小，阻力偏大，不能滿足作為好氧段時的供氧要求，因此本次升級改造須將所有膜片進(jìn)行更換。按照升級改造后的設(shè)計進(jìn)出水指標(biāo)要求，分析 2022－2022 年的實際運(yùn)行數(shù)據(jù)，其中 BODCOD、SS 實際出水均滿足升級改造后的出水一級 B 標(biāo)準(zhǔn)，但出水 NH3N、 TN 在冬季運(yùn)行時出水指標(biāo)偏高， TP 出水指標(biāo)變化幅度較大為此本次生物池改造的關(guān)鍵點是：在總池容不變的情況下調(diào)整各區(qū)間分配，增加缺氧段池容，減少厭氧段池容，同時還應(yīng)保證冬季好氧段池容，考慮到脫氮除磷是一對矛盾的主體，在確保全年出水 NH3N、TN 達(dá)標(biāo)排放的前提下，尾水增加化學(xué)除磷設(shè)施，同時確保全年出水 TP 達(dá)標(biāo)排放。8 座二沉池運(yùn)行情況良好，建議通過調(diào)整運(yùn)行工況提高底泥濃度，在回流比不變的前提下，提高生物反應(yīng)池混合液濃度，以達(dá)到提高生物反應(yīng)池處理能力。由于污泥量增加，現(xiàn)有的污泥系統(tǒng)處理能力無法滿足要求，建議新增污泥濃縮機(jī)房及其配套的設(shè)施。十余年來，河兩岸工農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，各種“小造紙” 、 “小皮革”、 “小硫酸”和“小化工”等遍地開花，大量污水未經(jīng)處理直接排放進(jìn)入沙潁河，使河道嚴(yán)重污染。馬頭崗污水處理廠的出水直接排放到賈魯河，而賈魯河是沙潁河的主要支流，其水質(zhì)將直接影響到沙潁河河水水質(zhì)。如馬頭崗污水處理廠出水仍執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 （GB189182022）二級排放標(biāo)準(zhǔn)，雖然在一定程度上可以改善賈魯鄭州市馬頭崗污水處理廠升級改造工程天津市市政工程設(shè)計研究院 24河河水水質(zhì)，但其對減輕沙潁河流域水環(huán)境污染作用不是很明顯。為達(dá)到上述目標(biāo)，通過削減污水處理廠污染負(fù)荷是十分必要的。而遭受了污染的地面水將導(dǎo)致地下水的污染。雖然目前污染尚未波及到深層地下水，但是一旦出現(xiàn)深層地下水污染，將不可逆轉(zhuǎn)，難以消除，將會使鄭州市失去保貴的地下水資源。實施本項目是避免水環(huán)境出現(xiàn)富營養(yǎng)化需要由于人類生產(chǎn)活動中大量使用化肥，大量未被作物吸收利用的 N、P 等營養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入河流、湖泊、海灣等緩流水域，引起不良藻類和其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧含量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡，造成水體富營養(yǎng)化。該項目建成后，由于出水指標(biāo)的提高，排入水體內(nèi)的 N、P等營養(yǎng)物質(zhì)大大減少，河道的水質(zhì)得到改善，出現(xiàn)富營養(yǎng)化的幾率將會減少。致使污水處理廠現(xiàn)有的污水及污泥處理系統(tǒng)能力已無法滿足運(yùn)行要求，出水水質(zhì)NH4N 值除夏季外，均無法達(dá)標(biāo)排放。為了使馬頭崗污水處理廠的尾水能夠全面達(dá)標(biāo)排放，對現(xiàn)有處理工藝的改造勢在必行。服務(wù)面積包括環(huán)城快速路以內(nèi) ，環(huán)城快速路以外 ，共計約 平方公里。具體數(shù)據(jù)見表 、圖 至圖 。表 馬頭崗污水處理廠現(xiàn)狀水量表 年份 2022 2022 2022平均日水量（萬 m3/d） 050100150200250水量（萬m3） 9月 10月 1月 12月圖 2022 年度處理水量圖鄭州市馬頭崗污水處理廠升級改造工程天津市市政工程設(shè)計研究院 26150160170180190200210220230240水量（萬m3） 月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 1月 2月圖 2022 年度處理水量圖120140160180200220水量（萬m3）1月 2月 3月 4月圖 2022 年度處理水量圖 建設(shè)規(guī)模確定根據(jù)《鄭州市馬頭崗污水處理廠工程可行性研究報告》和《鄭州市馬頭崗污水處理廠工程初步設(shè)計》 ，確定的鄭州市馬頭崗污水處理廠的近期處理規(guī)模為30 萬 m3/日。 設(shè)計水質(zhì) 進(jìn)水水質(zhì) 原設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)根據(jù)《鄭州市馬頭崗污水處理廠工程可行性研究報告》 ，馬頭崗污水處理廠原設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)見表 。經(jīng)過對 2022 年至 2022 年的運(yùn)行監(jiān)測資料的分析，發(fā)現(xiàn)進(jìn)水水質(zhì)與原設(shè)計值之間基本相符（見表 至表） 。馬頭崗污水廠從 2022 年下半年建成運(yùn)行至今，統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示BOD CODCr、SS、NH 3N、TP、TN 的最高值多出現(xiàn)在每年的 4 月份，最低值多出現(xiàn)在 7 月，相比較其他季節(jié)，夏季數(shù)值偏低。其它時間各項進(jìn)水指標(biāo)差異不大，2022 年～2022 年污水廠進(jìn)水各項指標(biāo)分析圖見圖 至圖 。通過對實際進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行保證率分析（表 ） ，結(jié)合《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》 （CJ3082－1999） ，確定本次改造工程的設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)。所以，本次改造方案進(jìn)水水質(zhì)見