污水处理厂配套再生水管网初步设计说明.doc
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1、污水处理厂配套再生水管网工程初步设计第一册 初步设计说明书目 录目 录2前 言41.项目背景51.1 项目名称及业主51.2 设计依据及范围51.3 地区概况及自然条件61.4 设计原则及目的61.5 中水回用工程建设的意义71.6 再生水利用工程规划及现状91.7采用主要标准和规范102.工程目标112.1 服务年限及供水范围112.2 再生水用途112.3 水质及水压143.工程规模213.1 再生水用水量预测方法213.2 用水量标准233.3 水量预测254.某污水处理厂配套再生水消毒及泵房设计264.1 某污水处理厂再生水回用规模264.2 主要消毒工艺264.3 消毒工艺选择274
2、.4 结构设计325.管网工程设计355.1 再生水回用管道建设原则355.2 管网布局355.3 管网平差355.4 管网设计方案425.5 管材选择435.6 管网配套设施465.7 管道敷设475.8 管网建设工程量475.9 结构设计516.管理机构及项目实施计划526.1管理机构526.2项目实施计划526.3工程招标527.安全保障措施537.1公共健康保障537.2 污水再生和回用对环境的影响547.3 环境保护措施558. 工程节能及节水578.1节能设计579. 项目实施过程中的环境影响及对策589.1项目实施过程中的主要影响589.2建设中环境影响的对策5910. 安全保护
3、6110.1 施工安全6110.2 安全卫生6111. 建议及下阶段所需要的资料6211.1 建议62前 言随着世界人口的不断增长,人类对水的需求不断增加,污水的产生量也越来越大。全世界许多地区的可用水资源已经接近或达到极限,水的再生利用无疑成为储存和扩充水源的可行方法。此外,污水再生利用工程的实施,不再将处理水排放到脆弱的地表水系,也为社会提供了新的污水处理方法和污染减量方法。因此,正确实施非饮用性污水再生利用工程,可以满足社会对水的需求而不产生任何已知的显著健康风险,已经被越来越多的城市和农业地区公众所接受和认可。因水而兴的某市得两江和百湖之利,在其发展历史过程中从未受水资源匮乏而困扰,也
4、未曾将发展污水再生利用作为城市开发建设的一项策略,然而随着城市规模的快速增长,局部地区水资源循环条件发生改变;同时,“两型社会”的建设要求也促使某在水资源利用及水环境保护政策发生变化。这些变化为某市东湖新技术开发区(以下简称东湖开发区)开展污水再生利用实践创造了契机。2010年豹澥新城地区污水再生利用规划已经通过审批,某污水处理厂已经完成施工图设计。在此背景下,我院受某建设投资有限公司委托编制某污水处理厂配套再生水管网工程初步设计。在设计文件编制过程中得到了东湖开发区有关单位的大力支持和帮助,在此深表谢意。1.项目背景1.1 项目名称及业主项目名称:某污水处理厂配套再生水管网工程工程服务范围:
5、某二路以东豹澥新城项目业主:某建设投资有限公司主要建设内容:再生水管网及某污水处理厂配套再生水处理系统的建设1.2 设计依据及范围1.2.1设计依据(1)豹澥新城地区污水再生利用规划 某市城市规划设计院 2010年(2)某科技新城排水专项规划 某市城市规划设计院2008年(3)某科技新城给水专项规划 某市城市规划设计院 2008年(4)某城市总体规划(20062020年)某市城市规划设计院2006年(5)某科技新城总体规划(20062020年) 某市城市规划设计院 2007年(6) 豹澥新城地区路网图1.2.2设计范围本次设计范围为某二路以东的豹澥新城:东至某市外环线,北至东湖、九峰山,南抵豹
6、澥湖北岸。设计范围约75.7平方公里。1.3 地区概况及自然条件设计范围属于某科技新城。某科技新城为西起卓刀泉南路以及其向南延伸线穿南湖、至野芷湖中心线,东至某市外环线,北至东湖、九峰山,南抵汤逊湖、豹澥湖北岸。约224 km2 。某科技新城地域广阔,属江汉冲击平原与江南丘陵过渡地带。规划区内地形的基本态势为北高南低,北部九峰山最高,南部豹澥湖最低。区域内主要有两个山体组团:北部组团由马鞍山、吊鞍山、长山、宝盖峰、蚂蚁峰、大王峰、纱帽山、丁关峰等众多山头组成,呈正东西向排列,高程(黄海高程,以下同)在120200m之间;中部组团由头虎山、荷叶山、二妃山、土库梁、保丰茶场、田张村等山头组成,走向
7、呈东西偏南排列,高程在6080m之间。区域水资源丰富,湖泊环绕,围绕科技新城的主要湖泊有东湖、南湖汤逊湖、豹澥湖等,此外,区域周边及内部分布有九龙、九峰、马驿等水库及众多的水塘和沟渠,丰富的水系资源为构建区域良好的水环境提供了有利条件。科技新城属于亚热带大陆性季风气候,严寒酷暑时间短。年平均降水量在12601350mm之间,年降雨日在124131天之间,年无霜期254264天之间,年平均气温为1617摄氏度之间,冬季主导风向为北风和东北风,夏季主导风向为东南风和南风。1.4 设计原则及目的1.4.1设计原则 根据科技新城城市总体规划,结合现状及近、远期的发展,全面论证本工程建设的必要性与可行性
8、。并对建设分期、进度安排等从技术、经济上进行充分论述。 贯彻节能方针,根据全国水协二十一世纪水工业规划要求,合理使用符合现代要求的材料。(3)再生水的输送方式应采取重力输水和压力管道送水相结合的方式,在有条件的地方,采用重力输水或者利用天然河道输送再生水,以降低再生水供水管网投资。 (4)再生水输水管道应充分考虑再生水用水大户的分布,采用环状和枝状网相结合的形式,既要减少供水距离,又要考虑便于远景城市再生水管道系统联网供水。 (5)充分考虑工程施工对交通、市容影响及与投资的关系,合理布置管道位置,做到既要施工、又要得到有关部门的认可和批准,同时又节省投资。1.4.2设计目的 (1) 建设好再生
9、水回用系统,为改善东湖开发区投资环境和经济建设服务。 (2)为城市规划发展提供参考 。 (3)选择和推荐最优设计方案。1.5 中水回用工程建设的意义伴随着人口的增长,人类对水的需求不断增加,污水的产生量也越来越大。全世界许多地区的可用水资源已经接近或达到极限,水的再生利用无疑成为储存和扩充水源的可行性方法。此外,污水再生利用工程的实施,不再将处理出水排放到脆弱的地表水系,也为社会提供了新的污水处理方法和污染减量方法。因此正确实施非饮用性污水再生利用工程,可以满足社会对水的需求而不产生已知的显著健康风险,已经被越来越多的城市和农业地区的公众所接受和认可。(1)降低供水成本东湖开发区的供水最初由以
10、东湖为水源的团山水厂和以汤逊湖为水源的庙山水厂提供,但随后在城市的快速发展的过程中,由于缺乏对地区水环境的足够重视和投入,东湖、汤逊湖的水质不断恶化,逐步丧失饮水水源的功能。为此,某市在2004年和2006年通过白沙洲水厂五期扩建工程和庙山地区“湖改江”工程将东湖开发区的供水改为以长江为水源的白沙洲水厂。这种水源更替的结果使得东湖开发区的供水距离由原先的5公里增加到20公里,无疑增加管网建设工程投资和供水的能耗。当东湖开发区进一步向某市的东南部发展,这一问题将更加突出。通常采用统一管网的给水系统的水质是以饮用水为标准。但事实上,除与人体直接接触的用水外,其他大量用途可接受低于饮用水标准的供水,
11、而污水再生水为这些用途提供了可替代的选择,尤其是在需要长距离供水的东湖开发区,减少自来水的供应不仅降低了制水成本也减少了输水成本。(2)缓解水环境保护的压力东湖开发区的东扩区位于大东湖水系流域和梁子湖水系的豹澥湖流域内。按现行国家环保政策要求,即使污水处理厂的尾水达到一级A标准也不得排放至东湖和豹澥湖。另外,东湖开发区内已落户和即将落户的一批电子芯片制造企业,此类企业的生产废水中含有砷、氟化物、氯化物、重金属等有毒有害物质,即使经过处理达到国家排放标准,残余物质在封闭或半封闭的湖泊水体内富集后,也会导致灾难性环境危机的爆发。为解决中芯国际项目的生产废水排放问题,开发区2007年建设了一条长约3
12、3公里的排江管道将汤逊湖污水处理厂的污水排放至长江,整个工程耗资约2.08亿元,运行成本0.85元/m3.根据汤逊湖水厂的经验,开发区拟建豹澥污水处理厂的尾水也将采用排江管道将一期7万m3/d的污水排放至长江。大规模的尾水排江不仅增加污水管道工程的投资,也提高了污水处理厂的运行费用。综上所述,东湖开发区的东扩区建立污水再生系统不仅合乎国家有关政策,适应生态城市的发展要求,而且能够获得经济与环境上的效益。1.6 再生水利用工程规划及现状1.6.1 再生水利用工程规划2010年由某建设投资有限公司组织编写了豹澥新城地区污水再生利用规划,该规划是指导某市东湖新技术开发区豹澥新城地区污水再生系统建设的
13、专项规划,是指导再生水管网、再生水处理厂建设的依据。根据规划以某污水处理厂、豹澥污水处理厂为水源。规划沿某三路、某七路、高新三路布置再生水供水干管,沿高新大道、高新二路、高新四路、高新六路、某六路布置配水管网,并与供水干管行成环状管网。沿其他主次干道布置支管。1.6.2 再生水利用工程现状豹澥新城地区污水再生利用规划制定完成后,服务范围内道路设计及建设同时考虑了再生水管道的敷设。目前沿某三路已设计完成DN500中水管道7.455km;高新大道(某三路某七路)已建设完成DN300中水管道5.13km;某七路已设计DN300N400中水管道1.26km。详见再生水管道布置总图。根据豹澥新城地区污水
14、再生利用规划,设计地区内有两座污水处理厂作为再生水利用水源。其中某污水处理厂已经完成施工图设计,豹澥污水处理厂也正在设计中。1.7采用主要标准和规范(1)水质污水再生利用工程设计规范(GB503352002)城市污水再生利用分类(GB/T18919-2002)城市污水再生利用 城市杂用水水质(GB/T18920-2002)城市污水再生利用 景观环境用水水质(GB/T18921-2002)城市污水再生利用 地下水回灌水质(GB/T19772-2005)城市污水再生利用 工业用水水质(GB/T19923-2005)(2)勘察、设计市政工程勘察设计规范(GBJ5694)室外给水设计规范(GB5001
15、3-2006)给水排水制图标准(GB/T50106-2001)给水排水管道工程施工及验收规范(GB50268-2008)城市给水工程规划规范(GB50282-1998)城市工程管线综合规划规范(GB50298-1998)室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范(GB50032-2003)给水排水工程管道结构设计规范(GB50332-2002)给水排水工程埋地铸铁管管道结构设计规程(CECS142:2002)2.工程目标2.1 服务年限及供水范围(1)服务年限本次设计年限为2011年2020年近期:20112015年远期:2015年2020年(2)供水范围本次设计范围为某二路以东的豹澥新城:东至某
16、市外环线,北至东湖、九峰山,南抵豹澥湖北岸。设计范围约75.7平方公里。2.2 再生水用途2.2.1 再生水用途再生水的用途决定了污水再生系统处理等级和运行方式。因此确定中水水质前需要明确中水的用途。污水处理厂的尾水再生利用用途大致可以分为农业用水、城市杂用水、工业用水、环境用水和补充水源等五类。我国颁布的国家标准城市污水再生利用分类中给出了这五类用途的适用范围和示例详见下表。 城市污水再生利用类别 表2-1序号分类范围示例1农、林、牧、渔业用水农田灌溉种籽与育种、粮食与饲料作物、经济作物造林育苗种籽、苗木、苗圃、观赏植物畜牧养殖畜牧、家畜、家禽水产养殖淡水养殖2城市杂用水城市绿化公共绿地、住
17、宅小区冲厕厕所便器冲洗道路清扫城市道路的冲洗及喷洒车辆冲洗各种车辆冲洗建筑施工施工场地清扫、浇洒、灰尘抑制、混凝土制备与养护、施工中的混凝土构件和建筑物冲洗消防消火栓、消防水炮3工业用水冷却用水直流式、循环式洗涤用水冲渣、冲灰、消烟除尘、清洗锅炉用水中压、低压锅炉工业用水溶料、水浴、蒸煮、漂洗、水力开采、水力运输、增湿、稀释、搅拌、选矿、油田回注产品用水浆料、化工制剂、涂料4环境用水娱乐性景观环境用水娱乐性景观河道、景观湖泊及水景观赏性景观环境用水观赏性景观河道、景观湖泊及水景湿地环境用水恢复自然湿地,营造人工湿地4补充水源水补充地表水河流、湖泊补充地下水水源补给、防止海水入侵、防止地面沉降目
18、前世界上有部分国家和地区采用再生水直接或间接(补给或回灌地表水)作为饮用水使用,但是在我国尚未有成熟的实践经验。同时,考虑到现代制造业中生产和应用化学物质多大数十万种,而传统的污水处理过程并不能取除所有的化学物质,特别是受分析方法检测限制而无法检测的物质,这些物质的潜在毒性和生理性的威胁使得再生水补充饮用水存在较高的风险。本次设计不考虑将再生水作为饮用水水源水,并禁止排入饮用水水源保护区。2.2.2 再生水用途的选择(1)选择原则该用途有较大规模且较稳定的用水量需求满足该用途的再生水系统的建设和运行具备较合理的经济性。用于该用途的再生水与可替代的水源相比具备一定的优势。该用途的再生水利用应符合
19、国家和地区相关环境保护政策及法规的要求。(2)用途选择通过对东湖开发区东扩区的区位关系,城市功能,产业布局、水资源等条件进行分析,确定东湖开发区合适的再生水用途及潜在的用户。农业用水豹澥新城市以工业为主的新城,区域内无农业发展区,主要的农业区位于外环线以外,距离再生水水源偏远。而农业区周边的湖泊、港渠等水体众多,农业用水的条件较好,因此缺乏使用再生水的需求。城市杂用水城市杂用水的用途广泛,宜鼓励使用。绿化用水、道路清扫、消防可共用一套管网,管网建设容易,投资少。冲厕和车辆清洗虽然增加了入户管网的建设投资,但该部分用水量稳定并且具有一定规模,并且使用后的废水纳入污水系统回收,可实现污染物减量的目
20、的。根据某市政府制定的某市绿色建筑管理办法,东湖新技术开发区将成为某市推广绿色建筑的试点区之一。绿色建筑的标准明确提出必须采用节水和水资源再利用技术,因此鼓励在建筑内安装再生水系统。工业用水区域内有较大规模的产业,且布局相对集中,有利于再生水管网的建设,节省投资。污水再生作为工业用水回用后,可实现将污染物滞留在污水和中水系统间循环,能有效的削减释放到外部环境的污染物。景观环境用水再生水在景观环境方面的利用途径主要包括改善和修复现有湿地,建立作为野生动物栖息地和庇护所的湿地,以及补给河流等。区域内有较丰富的景观水系,具有较大的用水需求。利用水体的自净作用,可以有效地缓解污染物。补充水源水受环境保
21、护政策的限制,东湖和豹澥湖都不得接纳污水处理厂排放的尾水,因此将再生水直接用于补给东湖和豹澥湖与现状有冲突。另外,东湖和豹澥湖的汇水面积较大,主水资源较丰富,采用再生水补给缺乏经济性。综上所述,豹澥新城区域内较适合污水再生利用的用途主要有生活杂用水、工业用水和环境景观用水。2.3 水质及水压2.3.1 水质要求再生水厂水质应满足城镇杂用水、冷却用水和景观环境用水水质标准中最高要求。按污水再生利用工程设计规范(GB50335-2002)中相应指标进行控制。详见下表: 再生水用作冷却用水的水质控制指标 表2-2序号项目直流冷却水循环冷却系统补水1PH6.09.06.59.02SS(mg/L)30-
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