郑州市马头岗污水处理厂升级改造工程可行性研究报告

郑州市马头岗污水处理厂升级改造工程

第一章概述

1.1 项目概况

郑州市马头岗污水处理厂位于郑州市107国道以东，贾鲁河以南，马头岗军用机场以西，马林支渠以北。2007年9月竣工投产。

马头岗污水处理厂目前的日处理能力30万m3/d，原设计出水标准执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中二级标准，为达到2010年淮河流域污染治理郑州市的责任目标，其中COD、SS出水指标在GB18918-2002的基础上适当提高。

随着《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002标准的实施，目前马头岗污水处理厂尾水排放不能全面达到新的国家排放一级B标准的要求。尤其是出水TN值除夏季外，均不能达标排放。出水TP也不能达标排放。为此马头岗污水处理厂的改造势在必行。改造后马头岗污水处理厂处理能力仍为30万m3/d，其污染物的排放达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中一级B标准的要求。

1.1.1 项目名称

郑州市马头岗污水处理厂升级改造工程

1.1.2 项目主管单位

郑州市污水净化有限公司

1.1.3 项目地点

郑州市马头岗污水处理厂

1.1.4 项目范围

本工程的主要设计范围为马头岗污水处理厂的升级改造，内容包括污水的生物脱氮除磷处理、化学除磷及污泥处理。并结合改造方案，对现有机电设备、自控系统等进行改造，保证全厂能在安全、高效、可靠的状态下运行。

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1.1.5 项目建设规模

根据《郑州市马头岗污水处理厂工程可行性研究报告》和《郑州市马头岗污水处理厂工程初步设计》，郑州市马头岗污水处理厂的近期处理规模为30万m3/日。本次工程是对郑州市马头岗污水处理厂进行升级改造，使其出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）排放标准中的一级B排放标准，因此确定郑州市马头岗污水处理厂升级改造工程的建设规模仍为30万m3/日。

1.1.6 尾水排放水体

郑州市马头岗污水处理厂改造工程处理后的出水，就近排入贾鲁河，后经沙颍河最终入淮河。

1.2 设计依据

1.2.1 编制依据及主要基础资料

1、《郑州市马头岗污水处理厂工程初步设计文件》，天津市市政工程设计研究院，2006年1月。

2、《郑州市马头岗污水处理厂工程施工图设计文件》，天津市市政工程设计研究院，2006年5月。

3、《郑州市马头岗污水处理厂调度中心2007－2009生产周报》，郑州市马头岗污水处理厂。

4、《关于加快省辖市污水处理厂脱氮升级改造工作的通知》，豫建函[2009]63号，2009年4月15日。

5、郑州市马头岗污水处理厂升级改造工程设计委托书。

6、郑州市马头岗污水处理厂升级改造工程相关会议纪要，2009年6月25日。

7、《郑州市马头岗污水处理厂升级改造工程项目建议书及批复》，天津市市政工程设计研究院，2009年6月。

8、《郑州市马头岗污水处理厂升级改造工程环境影响报告书及批复》，黄河水资源保护科学研究所，2009年10月。

1.2.2 采用的主要规范与标准

1、《室外排水设计规范》（GB 50014-2006）

2、《室外给水设计规范》（GB50013-2006）

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3、《给水排水设计基本术语标准》（GBJ 125-89）

4、《建筑给水排水设计规范》（GB 50015-2003）

5、《厂矿道路设计规范》（GB J22-87）

6、《泵站设计规范》（GB 50265-97）

7、《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）

8、《污水综合排放标准》（GB8978-1996）

9、《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）

10、《城镇污水处理工程项目建设标准》(2001年修订)

11、《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）

12、《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）

13、《供配电系统设计规范》（GB50052-1995）

14、《10kV及以下变电所设计规范》(GB50053-1994)

15、《低压配电设计规范》(GB50054-1995)

16、《建筑物防雷设计规范》（GB50057-1994）（2000年版）

1.3 工程范围与编制内容

本报告编制范围为郑州市马头岗污水处理厂升级改造工程，对污水、污泥处理方案进行技术方案比较，提出推荐方案设计。

根据郑州市马头岗污水处理厂的处理要求，本工程采用“改良A/A/O或倒置改良A/A/O”工艺，使马头岗污水处理厂出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中一级B标准的要求。根据本项目的污水特征、建设规模和处理厂的排放标准并充分结合原有的污水污泥处理设施，对污水、污泥处理构筑物和必要的附属建筑物的工艺、建筑、结构、电气、自控、仪表、给排水、总图及经济等各专业进行方案设计。

1.4 编制原则

1、执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。采用的各项参数可靠，保证必要的安全系数。

2、根据实际进水水质，新的国家出水排放标准，结合厂内现有工艺流程及总平面布置进行改造方案设计

3、积极选用成熟、可靠、高效的先进技术和设备，在确保出水稳定达标的前提下，努力降低工程造价及运行费用。

4、改造方案充分考虑到在生产运行中具有较大的灵活性，适应性和耐冲击负荷能力。采用先进、可靠的自动化控制技术，提高污水厂的管理水平，保证污

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水处理工艺运行在最佳状态。

5、充分利用原有构筑物和机电设备，并使其适应改造后新污水处理工艺的要求，控制工程投资；

6、处理工艺的选择和工程实施应兼顾污水厂正常运转，尽可能减少对排水区域内居民生活的影响。

7、充分利用原有污泥处理设备，提高利用率；

8、妥善处理、处置污水处理过程中产生的栅渣、污泥，避免二次污染。

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第二章项目基础资料

2.1 城市概况

2.1.1 城市历史特点、地理位置、行政区域划分

郑州市是一座具有3500多年历史的文化名城，也是一座以纺织、铝业、煤炭、机械、冶金、食品、化工、建材、轻工为主的综合性工业基地和现代化商贸城市。

郑州市位于伏牛山脉向黄淮平原过渡的交接地带，东接南京、济南，西邻西安，北靠石家庄，南接武汉，是一座承东启西、连接南北的重要交通枢纽城市。

郑州市是河南省的省会，下辖六区(金水区、管城区、中原区、二七区、上街区、邙山区)、五市(巩义市、荥阳市、新密市、新郑市、登封市)、一县(中牟县)以及两个开发区，分别是郑州高新技术开发区和郑州经济技术开发区。

2.1.2 城市性质及规模

郑州市地处中原腹地，“雄峙中枢，控御险要”，作为省会是河南省政治、经济、文化中心，同时为全国重要的交通、通讯枢纽是新亚欧大陆桥上的重要城市，是国家开放城市和历史文化名城。郑州市已跻身全国综合实力50强、投资硬环境40优、全国综合投资环境前10名和卫生城市行列，是国务院确定的3个商贸中心试点城市之一。

据《河南城市统计年鉴－2005》反映2004年的统计资料，全市总面积7446平方公里，其中市辖区面积1010平方公里，建成区面积188平方公里；2004年末全市总人口671.15万人，市辖区人口251.72万人。

2.2 建设场地自然与气象条件

2.2.1 城市自然条件

2.2.1.1 地形

郑州市位于伏牛山脉向黄淮平原过渡的交接带，地理坐标位于东经112°42′~114°14′，北纬36°16′~34°58′之间。海拔高度为86~136m。地貌特征西南高、东北低，地势由西南向东北逐渐倾斜，坡度一般为0.6‰~2‰。

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2.2.1.2 城市水系

郑州市市内的地表水属淮河流域沙颖河水系，流经该市的天然河流主要有索须河、贾鲁河、贾鲁河支河、东风渠、金水河、熊耳河、七里河、潮河等。

索须河：由索河和须水两条河汇流而成。索河发源于荥阳石岭寨，北经荥阳城关，过陇海铁路入市区。须河发源于荥阳贾峪北、岵山东麓，经须水、沟赵至古荥乡岔河村与索河汇流，东流至祥云寺入贾鲁河，全长94.5km，流域面积557.9km2，市区段河长18km，河道坡降上陡下缓，上游已建有中型水库3座，控制流域面积247km2。

贾鲁河：贾鲁河发源于新密市山区圣水峪一带，全长230km（市区段40km），由南向北流经市郊西南部后，汇入尖岗水库，尖岗水库距市区4km，库容6780万m3，为郑州市备用水源。受气候及人为因素影响，贾鲁河上游自然水量已很小，成为季节性河流。贾鲁河进入郑州市区后，主要的任务是负担农田退水和接纳市区各河道汇入的生活、生产废水及雨水排泄，五龙口排水系统的污水排入贾鲁河。

贾鲁支河：发源于市区北部南阳寨铁路编组站。经老鸦陈、祭城，在中牟县汇入贾鲁河。流域面积105km2，全长26.69km。该河主要接纳的是市区北部的城市污水及排泄的雨水。

东风渠：东风渠原为1958年人工修建的一条引黄灌溉渠道，渠首在市北岗李村东北。向南至市区（白庙）折向东南，在中牟白沙后潘庄入贾鲁河，全长29.4km，流域面积36.1km2。沿途接纳金水河和熊耳河及两侧的工业废水和生活污水。该渠已成为沿途的排洪、排污渠道。

金水河：金水河发源于郑州市西南老胡沟，流经13.4km到金海水库入市区，横穿城区12.9km至107国道出城，折向北于八里庙入东风渠，全长28.2km，流域面积80.1km2（其中市区段8km2）。市区段在改造前为市区主要的排洪及排污河道，目前已改造为市区的景观河。

熊耳河：熊耳河源于市南郊与新郑县交界处的铁三官庙村南。流经市区东南部经航海路至107国道出城在市东郊祭城乡陈岗村汇入东风渠，流域面积75.7km2，全长26.15km（其中市区段长10.37km）。该河主要负责市区东南部地区的泄洪、排涝任务及接纳沿河两岸的生活和工业废水。目前正在进行截流、硬化与绿化等河道综合整治。

七里河：七里河源于新郑小桥乡楚家脑村东，流域面积741km2，全长47.23km。在市区以东由东南向东北穿过107国道及陇海铁路于王新庄污水处理

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厂东约1km处汇入东风渠。郑州市王新庄污水处理厂处理后的污水排入七里河。

2.2.2 气象

郑州市地处北温带，属大陆性季风气候，四季分明，干湿明显，春季干旱多风沙，夏季炎热多雨，秋季凉爽，冬季干冷多风，雨雪稀少。

1、气温

年平均气温：14.30℃

极端最高气温：43℃

极端最低温度：-17.9℃

年最高气温多出现在7月和8月

2、降雨

年平均降雨量：640mm

24小时降雨量多年平均值：90mm

百年一遇24小时降雨量：245mm

每年7、8、9三个月的降雨量是全年降雨量的55%

3、冻土深度

年平均地面结冰达100多天

最大冻土深度：180mm

地面以下100mm冻结平均为55天

4、风向

冬季盛行：西偏北、东偏北

夏季盛行：南偏东

春、秋季处于冬、夏季风的过渡阶段

5、风速

多年最大风速：18m/s

年平均风速：3.2m/s

2.2.3 工程地质

郑州市区属于新生纪第三、第四纪沉积层。地层总趋势自西向东北由薄变厚，从50m~1000m以上，在60m以内多为粉质壤土和粉质粘土，东部地区夹杂有淤泥土和淤泥。境内有冲积，洪积形成的黄土丘陵、相对升降、切割造成的沉积阶地，黄河冲积形成的平原和风积作用造成的沙丘区，工程地质条件多样，承载力在70~130kpa之间。

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地震基本烈度为七度。

2.2.4 水文地质

郑州地处华北地台南缘，秦岭东延部分的嵩箕山前，地表出露地层主要为第四系，地下水类型以松散岩类孔隙水为主。依含水层的埋藏深度，岩性特征和开采条件可分为浅层地下水、中深层地下水、深层地下水和超深层地下水四种类型。

1、浅层地下水

含水层底板埋深小于60m，与大气降水联系密切，补给条件好、易开采，单井出水量30~100m3/h，水质较好，是郊区农业用水的主要水源。

2、中深层地下水

含水层顶、底板埋深在60~350m之间，含水层主要为中、上更新统和下更新统及上第三系，平均厚度54m，主要有浅层水越流补给和侧向迳流补给，具承压性。该层水是市区工业及生活用水的主要开采含水层，单井出水量60~80m3/h。

3、深层地下水

含水层埋藏深度为350~800m，厚70~155m，含水层岩组为上第三系上部的中、粗砂，单井出水量13~21m3/h，此层含水层的水质较好，锶和偏硅酸含量较高，可以作为饮用和天然矿泉水来开发。

4、超深层地下水

含水层埋藏深度大于800m，含水层岩性主要为上第三系下部的砂砾石层，多为半胶结，厚50~100m，单井出水量0.2~4.5m3/h.m，水温40~52℃，锶和偏硅酸含量亦较高，为珍贵的地热矿泉水资源。

2.3 供水现状及规划

2.3.1 供水现状

2.3.1.1 供水概况

郑州市目前供水系统主要有两部分组成：一部分是由郑州市自来水公司供给，水源有地下水和地面水，主要是供市区居民的生活用水和部分工业用水。另一部分是企业自备水源，水源全部为地下水，主要是工业用水和企业内的生活用水。郑州市现状地下水开采深度100m以下，处于超采状态。

目前，郑州市自来水公司有地表水厂2座，其中柿园水厂位于市区的西部，日供水能力37万m3；白庙水厂位于市区的北部，日供水能力36万m3。地下水

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水厂三座，其中石佛水厂位于市区西北部，日供水能力10万m3；东周水厂位于市区东部，日供水能力20万m3；井水厂日供水能力5万m3。企事业自备井水源供水能力16万m3/d。

郑州市供水厂现状供水能力见表2.3-1。

表2.3-1 郑州市现状供水能力表

2.3.1.2 现状供水量

根据自来水公司、节水办现状资料统计，郑州市现状日平均总供水量为64.22~68.64万m3，自备水源日平均供水量为5.56~9.64万m3。

郑州市现状供水量见表2.3-2。

表2.3-2 2003～2008年郑州市现状供水量表(平均日)

由表2.3-2可以看出，2003~2005年供水量稳中有降，2006~2008年供水量有所提高。2003~2005年间工业发展速度减缓、原有企业部分设备更新、改造、产业结构调整、加之节约用水宣传力度的加大、企业和居民节水意识不断增强是用水量减少的主要原因。近两年来，随着城区人口的增加及社会经济的快速发展，

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总供水量较前几年有一定程度增加。

2.3.2 供水规划

2010年郑州市区规划总供水能力为170万m3/d，具体见表2.3-3。

表2.3-3 2010年郑州市规划供水量表

2.4 排水现状及规划

郑州市污水管网除老市区部分为雨、污合流制外，其它均为雨、污分流制。2003年郑州市共有排水管道总长1121.79km，其中污水管道563.34km。

郑州市中心组团规划排水系统由王新庄排水系统、五龙口排水系统和马头岗排水系统三大排水系统组成，现已基本形成规模。

1、王新庄污水排放系统

王新庄污水排放系统，包括原东干管系统和南干管系统，该系统主要收集金水路、中原路以南的生活污水和工业废水，服务面积约102km2。该区主要是生活居住区及行政办公区、生活污水量约占全市污水系统的55%。污水管道管径d300~d3000mm，接入王新庄污水处理厂的入厂总干管为d2600~d3000mm，系统内污水经二级处理后排入七里河内。

2、五龙口排水系统

五龙口排水系统包括西流湖污水截流系统和桐柏路干管系统，分别由d1300mm、d1200mm管道排入五龙口泵站。该系统服务范围为桐柏路、嵩山北

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路（西站路以北）、朱屯东路以西，航海路以北，西环路以东区域，服务范围约27km2。该区为郑州市的工业聚集区，区内污水管网规模已形成，五龙口污水处理厂通水后，系统内的污水经二级处理，在郑州北郊老鸦陈村附近排入贾鲁河。

3、马头岗排水系统

（1）马头岗排水系统包括以下六个排水系统。

a、张花庄排水系统：张花庄排水系统包括污水北干管和丰产路干管，该系统服务范围为金水路以北、农科路以南、未来大道、107国道以西、铁路枢纽北站以东，服务面积约22.6km2。该区主要是生活居住区及行政办公区，生活污水量约占总污水量的55%。污水管道管径为d300～d1400mm。该区管网已形成并具一定的规模。

b、北三环路排水系统：该系统服务范围为南阳路以东，农业路以北，北三环路以南，107国道以西，服务面积约18.3km2，该系统主要包括北三环路污水干管，管径d600~d1600mm；文化路污水干管，管径d600~d1000mm；东风路污水干管，管径d600~d700mm；花园路污水干管，管径d800mm；经三路污水干管，管径d700mm。区域内污水管网已基本形成，目前经107国道d1600mm污水管溢流至沙花干沟内。

c、沙门路排水系统：高皇路以东，107国道以西，北三环路以北，沙门路以南区域，服务面积约3km2，该系统主要为沙门路污水干管，管径d800mm；花园路污水管，管径d500～d600mm。区域内污水管网待完善，目前经107国道d1600mm污水管溢流至沙花干沟内。

d、北绕城公路排水系统：包括高皇路以西部分（郑邙公路以东，北三环以北，北绕城公路以南）与高皇路以东部分（郑邙公路以东，沙门路以北，北绕城公路以南），服务面积25.4km2。该系统主要包括北绕城公路污水干管，管径d600~d1500mm；新柳路污水干管，管径d1200mm；同庆路污水干管，管径d1000mm。因该区域尚属规划区，污水管网均未敷设。随市区向北扩展，该区域污水管网需逐步完善。

e、桥南新区排水系统：包括贾鲁河以北，北郊环路以南，107国道以西，东风渠以东区域，服务面积13km2。该系统现有香山路污水干管，管径d800mm；花园路污水管，管径d500~d600mm；迎宾路污水管，管径d500~d800mm。贾鲁河北岸在建污水临时提升泵站一座。

f、龙湖西区排水系统：南北运河以西，107国道以东，东风路与连霍路高速公路之间的区域，服务面积约10km2，该区域属规划建设区域，目前该区域总体规划正在进行。

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（2）马头岗系统内现状泵站

a、张花庄污水泵站：设计规模20万m3/d，由于郑东新区开发建设的需要，该泵站需迁移改造。

b、沙花干沟临时污水泵站：设计规模20万m3/d，主要解决北三环路污水干管污水临时排放出路，污水经提升后未经处理就近排入沙花干沟内。

c、桥南新区临时泵站：设计规模5万m3/d，主要解决桥南新区污水排放出路。

2.5 郑州市马头岗污水处理厂概况

郑州市马头岗污水处理厂是郑州市继郑州市王新庄污水处理厂和郑州市五龙口污水处理厂后建设的第三座大型城市污水处理厂，位于郑州市107国道与贾鲁河交叉口东南角处。

郑州市马头岗污水污水处理厂总占地面积305581.75m2，处理规模为30万m3/日，出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)水污染物排放基本控制项目中的二级排放标准。工程概算总投资62391.41万元。

2.5.1 设计规模

郑州市马头岗污水处理厂建设规模为30万m3/d，总变化系数为1.3。

2.5.2 设计进出水水质

郑州市马头岗污水处理厂设计进出水水质见表2.5-1。

表2.5-1 设计进出水水质主要指标一览表

2.5.3 工艺流程

郑州市马头岗污水处理厂工程污水处理采用具有良好除磷脱氮功能的UCT 工艺，污泥处理采用“机械浓缩+机械脱水”工艺，其工艺流程图见2.5-1。

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图2.5-1 马头岗污水处理厂处理工艺流程图

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2.5.4 厂区总体设计

郑州市马头岗污水处理厂总平面按近期30万m3/日处理规模布置，厂区总占地面积305581.75平方米，并考虑远期用地规划。

污水处理厂总出水排入厂区北侧的贾鲁河，贾鲁河20年一遇的洪水位为86.08m，50年一遇的洪水位为88.42m，最终确定污水处理厂厂区设计平均高程为88.50m（黄海高程）。

污水处理厂生产区按照生产性能分为预处理区、污水处理区和污泥处理区和生活区以及辅助生产区四大部分。

1、预处理区

预处理区位于厂区西北侧，进厂管线由厂区西北侧进入厂内预处理区，预处理区包括速闭闸井、粗格栅、提升泵房、细格栅、沉砂池及计量槽，该区内栅渣及沉砂均在本区内进行处理。

2、污水处理区

污水处理区位于厂区的中部，主要构筑物自西向东按工艺流程排列，依次布置初沉池、生物反应池、二沉池配水井、二沉池、紫外消毒池等。

3、污泥处理区

污泥处理区位于厂区的西侧，主要构筑物包括贮泥池、污泥浓缩脱水机房、。

4、生活区以及辅助生产区

生活区以及辅助生产区位于厂区的东侧，内有办公、化验、控制中心、食堂、倒班宿舍等附属建筑及生产管理用房，如机修车间、仓库、车库、再生水系统等。

2.5.5 工艺设计

2.5.5.1 污水处理部分工艺设计

1、粗格栅及进水泵房

进水提升泵房由进水前池和集水池组成。进水管为d2400mm的砼管，在提升泵房的总入口处设置一矩形速闭闸，在厂内两路电源发生故障时，可以靠重力自动关闭。

在进水前池内设置了6道栅条间隙为20mm、栅宽为1.5m的钢丝绳牵引式格栅除污机。

在集水池内设置进水提升泵，提升泵采用潜水排污泵，共设7台（5用2

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备,其中一台库房备用，土建设计为6个泵位）潜水泵。

单泵流量Q＝3250m3/h，扬程H＝21.0m

2、细格栅及旋流沉砂池

细格栅采用转鼓细格栅，共设置7套，转鼓直径1.8m，栅条间距6mm。

沉砂池采用比氏旋流沉砂池，共设置4座，每座直径为6.0m，停留时间58s。当一座故障时，其余3座可保证承担全部负荷，停留时间为43s。提砂采用气提的方式，罗茨鼓风机和砂水分离器的配置采用与沉砂池一对一的布置方式。另外在沉砂池出砂管与砂水分离器之间设置气液隔离罐，利于砂水分离。

3、计量槽

进水计量设置4条巴氏计量槽，单座喉口宽度1.0m，设置超声波流量计计量。为提高计量精度，选用成品玻璃钢材质作为流槽。

4、初沉池

全厂共设4座直径40m的中心进水周边出水的辐流式沉淀池。表面水力负荷为3.23m3/m2·h，停留时间1.24h，池边有效水深4.3米，超高0.3m。采用单条集水渠双侧三角堰出水，在内侧设置浮渣挡板和浮渣斗。刮泥机为半桥式周边传动刮泥机，单机功率4.0kW。

5、生物反应池

全厂设四组UCT反应池，厌氧池总池容36662 m3，缺氧池总池容39798m3，好氧池总池容153850m3(其中机动段为28512 m3)，总池容为230310m3。

设计产泥系数0.91，反应池MLSS为3.0g/L，泥龄12d，其中缺氧泥龄为2.5d，好氧泥龄为9.5d。污泥负荷0.104kgBOD/kgMLSS·d，设计水温12℃，有效水深6.0m。二沉污泥回流比50％～100％，缺氧到厌氧的回流比为150％，好氧到缺氧的回流比为150％。厌氧区MLSS为 1.8g/L。全厂剩余污泥量为39585kg/d（平均日平均时），气水比7.6：1。

单组反应池设备设置如下：

厌氧池和缺氧池为循环流池型，厌氧池内设直径2.2m的低速推进器8台，单机功率3.0kW，缺氧池内设直径2.2m的低速推进器8台,单机功率4.0kW。好氧池为推流式池型，其中机动段安装8套直径650mm的高速搅拌器，单机功率5.0kW，安装方向与水流方向相反，同时安装橡胶膜微孔曝气器1757套直径300mm,单盘曝气量3.0m3/h，好氧段中安装刚玉微孔曝气器9618套直径300mm，单盘曝气量3.0m3/h。曝气器采用渐减曝气的布置方式。5个廊道大致比例为：15％：25％：25％：20％：15％。其中好氧区每条廊道设置单独的空气管道，便于空气量的细致调节，达到节能的效果。

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缺氧到厌氧的回流采用潜水轴流泵，设置3台，单台流量1875m3/h，扬程1.0m，电机功率15kW。好氧到缺氧的回流也采用潜水轴流泵，设置3台，单台流量1875m3/h，扬程1.0m，电机功率15kW。

进水点设置了3处，外回流点设置2处，好氧回流点设置2处，所有多配水点的输送均采用渠道的方式配水，设置配水可调堰，通过各堰门的不同的组合，可调成不同功效的处理工艺。

6、二沉池配水井

2座圆形二沉池配水井，将来自生物反应池的污水按系列均匀地分配至每座二沉池，每座内设4套3500×800mm双吊点调节堰门。

7、二沉池

全厂设8座直径为45m二沉池，分为两组。采用周边进水周边出水的辐流式沉淀池。

表面水力负荷为1.28m3/m2·h，池边水深4.5米，超高0.5m。单条集水渠单侧三角堰出水，在内侧设置浮渣挡板和浮渣斗。吸泥机为半桥式周边传动单管吸泥机，单机功率0.55kW。

8、污泥泵房

全厂设4座回流剩余污泥泵房，与反应池一一对应。每座泵房设4台污泥回流泵，采用潜水轴流泵，单台流量940m3/h，扬程6.0m，电机功率16kW。开启2台泵时，回流比为50%；开启3台泵时，回流比为75%；开启4台泵时，回流比为100%。

每座泵房设一台剩余污泥泵，采用潜污泵，单台流量96m3/h，扬程14m，电机功率6kW。全厂冷备用1台剩余污泥泵。在泵房前池内设一台潜水搅拌器，防止污泥沉淀，搅拌器的功率为3kW，叶轮直径400mm。

9、鼓风机房

全厂设一座鼓风机房，内设8台带有隔音罩的单级高速离心鼓风机（6用2备），单机风量20000Nm3/h,风压为0.72bar，电机功率500kW。鼓风机进气的取风口设计为高位取风，距室外地面12m，同时每台鼓风机又设置了一套卷帘过滤器，过滤器的过气量Q=25000m3/h，压降小于0.02bar，功率0.55kW。鼓风机采用油冷却。设计在侧墙设置了8套轴流风机，在屋顶设置了4套屋顶风机，通过强制对流通风的方式对室内进行换风。

10、消毒单元

采用紫外消毒的方式，紫外穿透率：≥65％，有效剂量≥16,000μW·s/cm2（灯管达到寿命末期时）。共2条渠道，安装两个模块组，每个模块组含有32个模

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块，每个模块8根灯管，共512根灯管。采用低压高强紫外灯管，单根灯管的功率为250W。

2.5.5.2污泥处理部分工艺设计

本工程经污水处理后产生的干污泥总量为92085kg/d。

其中包括：

初沉污泥量：52500kg/d，含水率为96%；

剩余污泥量：39585kg/d，含水率为99.2%。

1、初沉污泥泵房

初沉池的排泥方式为间歇排泥，单池每天排泥时间6～8小时。全厂设置2座初沉污泥泵房，每座泵房对应2座初沉池。每座泵房内设两台污泥单螺杆泵（1用1备），单台流量108m3/h,出口压力2kg/cm2,电机功率15kW。

2、污泥浓缩脱水机房

（一）浓缩系统

污泥浓缩采用5套螺压式污泥浓缩机（4用1备），单机处理量100m3/h,每天工作16h，电机功率3.5kW。每套浓缩机分别配套1台进料泵和1台出料泵。进出料泵均选用单螺杆泵。

进料泵单泵流量Q=80-100m3/h，出口压力2kg/cm2,电机功率15kW。出料泵单泵流量Q=15-20m3/h，出口压力2kg/cm2,电机功率5.5kW。

絮凝剂选用聚丙烯酰胺，按4gPAM/kg·DS计算，配药浓度0.2％，药液经二次稀释至0.1％。

（二）脱水系统

消化后的污泥脱水采用4套离心式污泥脱水机（3用1备），单机处理量70m3/h, 每天工作12h ，电机功率140kW。每套脱水机配套1台进料泵。进料泵选用单螺杆泵，单泵流量Q=50-80m3/h，出口压力4kg/cm2,电机功率18.5kW。

絮凝剂选用聚丙烯酰胺，按5gPAM/kg·DS计算，配药浓度0.5％，药液经二次稀释至0.1％。

2.5.6 电气设计

1、供电电源

马头岗污水处理厂原设计为二级负荷，采用10kV双电源供电。可以做到电力线路或变压器出现一般性故障不中断供电或能迅速恢复供电，保证马头岗污水处理厂的可靠、稳定运行。

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2、变电站及变压器的设置

污水处理厂内负荷中心部位设10kV总变配电站一座，用于为10kV鼓风机及三座分变电站供电。全厂（30万吨/天处理规模）用电设备安装容量为10822kW（其中包括8台500kW的10kV电机拖动的鼓风机），工作容量为8510kW，计算功率为7070kW，其中低压计算负荷约4456kW。

在全厂范围内建造了三座10/0.4kV变电站，包括一座总变配电站和两座分变电站。

总变配电站与鼓风机房相邻，负责鼓风机房、回流泵房、曝气池、二沉池等供电。低压计算负荷为1542kW，设两台10/0.4kV 1250kV A变压器，变压器的运行方式为同时运行，互为备用，变压器运行在高效率区，负载率为63%，故障保证率为81%。总变配电站主接线采用单母线分段接线，两段母线设8台10kV的500 kW鼓风机馈线柜。10kV电源经总变配电站向各分变电站及鼓风机电机提供10kV电源。

第一分变电站与进水泵房相邻，向进水泵房、旋流沉砂池、初沉池、初沉污泥泵房、浓缩脱水机房等供电。计算负荷为2324kW，设两台10/0.4kV 2000kV A 变压器，变压器的运行方式为同时运行，互为备用，变压器运行在高效率区，负载率为60%，故障保证率为83%。0.4kV配电系统采用单母线分段接线。

第二分变电站与厂区雨水泵房相邻，负责综合楼及生活区中水回用、紫外消毒间、深井泵房、雨水泵房等供电。计算负荷为774kW，设两台10/0.4kV 630kV A变压器，变压器的运行方式为同时运行，互为备用，变压器运行在高效率区，负载率为62%，故障保证率为82%。0.4kV配电系统采用单母线分段接线。

3、低压配电系统

低压配电由两级组成，一级为分变电站的低压配电，采用的间隔式低压配电柜。对设备比较集中的地区，如：回流污泥泵房，浓缩脱水机房等设二级配电。二级配电采用固定式动力配电箱。使整个配电系统经济合理，有利运行管理。

4、无功补偿

污水处理厂内的无功补偿采用集中补偿，10kV及0.4kV分别设自动无功

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补偿装置。

5、计量

本厂采用高供高计的计量方式，总计量装置设在10kV总变配电间内专用计量屏内。

6、防雷与接地

接地

采用TN-S制的接地方式，10/0.4kV 变电所的集中接地采用共同接地装置，接地电阻≤4Ω，馈线进构筑物处均设重复接地装置，接地电阻≤10Ω。

防雷保护

防雷保护考虑防直击雷和防雷电波侵入二种措施。厂内构筑物按照国标GB50057-94“建筑物防雷设计规范”要求，考虑防止大气过电压的防直击雷的防护设施。在仪表及计算机自动控制系统，必须设置防止感应过电压的设施。

·防直击雷保护

污水处理厂构筑物的年预计雷击次数≧0.06按三类防雷建筑物保护，设置避雷装置，接闪器采用避雷带，并充分利用构筑物的钢筋混凝土柱内主钢筋为引下线，利用基础钢筋网作自然接地体，工作接地、保护接地与防雷接地共用接地装置，接地电阻≤1Ω。

·防感应雷保护

10kV进线、母排及出线回路装设避雷器防止过电压；

0.4kV进线处均安装防电浪涌保护器，以减小雷电波的侵入危害。

10kV电机中性点可抽头的接1只氧化锌避雷器防止过电压，架空线入户前加装避雷器装置。

7、电缆的选择及电缆敷设

厂区的电力电缆选用的是YJV型交联聚乙烯绝缘、聚氯乙烯护套铜芯电缆，控制电缆选用的是KVV型电缆。厂区内的电缆敷设采用电缆沟敷设与直埋敷设相结合的形式。

2.5.7 自控设计

为保证污水处理过程的安全性、可靠性和生产的连续性，污水处理厂的控制系统采用集散型控制系统，设置了中央控制室及分控站。分控站主要负责对

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所管辖区域内主要工艺设备的自动监控和对生产过程的工艺参数进行数据采集，中央控制室可以对全厂整个生产过程及工艺流程进行监视。污水处理厂还设置了闭路电视监控系统，通过安装在厂区及车间内的摄像头，可以观测全厂的动态。

1、自控系统

目前污水处理厂自控系统采用计算机和PLC组成的集散型分布控制系统，网络结构采用快速环状以太网结构。由中央控制室的监控工作站及四座分控站组成。

中央控制室设置一套监控工作站，用于对污水处理厂的工艺过程进行集中管理。

根据全厂工艺流程的需要，现设置了四座分控站，包括预处理分控、水区分控站、泥区分控站及再生水分控站。

目前各分控站运行正常。

2、视频监控系统

为了监视设备运行情况和生产情况，污水处理厂现设置了11个摄像机，分别安装在预处理、水区、泥区及厂前区等等。目前视频监控系统工作正常。

3、仪表

根据污水处理的工艺流程，厂内相应部位设置有检测仪表。目前仪表基本工作正常。

2.6现状污水处理厂运行情况评述

现状马头岗污水处理厂采用除磷脱氮UCT工艺，处理效果良好，综上所述，按照目前进水水质，现有生物反应池可以有效去除COD、BOD5、SS、NH3-N 等污染物，基本达到一级B标准，尤其是生物除磷效果较好。由于原工艺没有足够的脱氮功能，因此，本次升级改造的目的是在满足原有生化效率的前提下，增加脱氮除磷功能。

目前预处理设施运行情况良好，设备完好无损害，本次升级改造工程不考虑设备更换。

初沉池、初沉污泥泵房运行良好，由于实际进水SS平均值已达到甚至高于400mg/L，实际进水比原设计值350mg/L高出近40%，初沉污泥量比原设计值有所增加。可通过调整现有初沉污泥泵运行时间解决初沉污泥量增加带来的问

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