某污水处理厂工程可行性研究报告

'某污水处理厂工程可行性研究报告34 结构设计1.1.1设计原则遵守国家现行标准、规范、规程，在满足工艺要求的前提下，力求做到技术先进、安全可靠、经济合理、环境保护，尽量采用新材料、新技术。在满足国家标准、规范的情况下，结合工程当地实际情况，采用地方标准、规范和习惯做法。1.1.2地质情况厂址位于五华区昌源北路（西边小河）以西南，规划科新路以东南。目前该地块为堆土场，堆土以建筑垃圾为主，场地地貌为XX市湖积盆地东北部边缘地段，原地形平坦，地形起伏，全场现状堆土最高约12米。1.1.3设计标准及控制指标1）结构设计使用年限为50年。2）建筑结构安全等级为二级，结构重要性系数为γo=1.0。3）地基基础设计等级为甲级。4）抗震设计：i、建筑抗震设防分类为地下主体结构、主要水处理建、构筑物及综合楼为乙类，其他为丙类；ii、地震作用计算采用的抗震设防烈度为8度，基本地震加速度值为0.20g，设计地震分组为第3组；iii、水平地震影响系数最大值为0.16，建筑场地类别为III类，反应谱特征周期Tg=0.65秒，结构阻尼比为0.05；iv、综合楼及其相连负一层部份框架结构抗震等级为二级，抗震构造措施的抗震等级为一级，其余框架结构抗震等级为二级。5）地下室底板及侧壁防水等级为二级；地下室顶板防水等级为一级；耐火等级为一级。6）环境类别及作用等级：与土壤、水接触的地下主体结构的外墙，底板及顶板的迎水面为二（a）类，贮水构件如水池池壁及底板内侧的迎水面为五类，MBR膜池部分处于强酸碱环境构件为V-E类，综合楼室内结构为一类，屋面层为二a类。7）构件挠度允许值：电动吊车梁[f]=1/600，屋盖、楼盖梁：计算跨度﹤7m时[f]=1/200，7m≤计算跨度≤9m时[f]=1/250；裂缝宽度允许值：室内正常环境[wmax]=0.3mm，露天、室内高湿度环境、与无侵蚀性的水和土壤直接接触的环境及贮水构筑物[wmax]=0.2mm，处于强酸碱环境构件为[wmax]=0.15mm。8）钢筋保护层厚度：地下主体结构的外墙：a=50(迎水面)；内池壁：a=35（迎水面）；梁柱a=40；底板上层：a=35；建筑物基础、地梁:a=40，其余梁柱:a=30，楼板、屋面、楼梯:a=20。1.1.4结构荷载1）楼面活荷载及附加恒载，详下表：类别活载(kN/m2)附加恒载(kN/m2)备注地下室底板（构筑物区）按实取1.0附加恒载未包括二次砼。地下室底板（设备区）10.01.0活载为暂定，设计时应将动荷载换算成静荷载后按《规范》附录B进行计算；附加荷载已考虑防水。地下室底板（操作区）2.01.0地下室中板（构筑物区）按实取1.5地下室中板（设备区）10.01.5活载为暂定，设计时应将动荷载换算成静荷载后按《规范》附录B进行计算。地下室中板（操作区）2.01.5地下室中板（车道）35.05.0运泥车活载按单向板楼盖取值，亦适用于满载总重为250kN的大型车辆；附加恒载考虑车道0.2m磨耗层。地下室顶板（构筑物区）按实取3.0附加荷载已考虑防水。地下室顶板（景观区）10.036.0附加恒载考虑2.0m覆土。地下室顶板（车道）8.036.0附加恒载考虑2.0m覆土，消防车活载考虑覆土扩散效应后取值。地下室顶板（建筑物区）2.0/5.016.0/1.5考虑施工活载；活载和恒载分别按有/无覆土考虑厅、房2.01.5走廊、楼梯3.51.5按消防楼梯考虑。卫生间2.08.0考虑沉箱400，回填料按20kN/m2计算机房7.01.5阳台2.51.5资料室5.01.5上人屋面2.03.5不上人屋面0.53.5屋顶花园2.08.0考虑0.3m种植覆土注：非固定隔墙荷载按《荷载规范》计算。2）楼面线荷载i、隔墙按灰砂砖考虑，容重为18kN/m3，计算如下：①实墙线荷载：（18×厚度+1）×（层高-梁高）；34 ②开窗处隔墙线荷载按实墙计算×0.80；③开门处隔墙线荷载按实墙计算×0.65。ii、阳台栏杆、女儿墙取5.0kN/m。iii、飘窗台及飘板按实计算后×1.5。iv、楼面开洞钢格板荷载按实计算。3）吊车荷载：由厂家提供，或参考相关《吊车》资料。4）雪荷载：基本雪压ωo=0.30kN/m2。5）风荷载：基本风压ωo=0.30kN/m2，建筑体型系数为1.3，地面粗糙度为B类。6）水土荷载：采用水土合算和水土分算两种情况，构筑物水压力按池内最高水位计算。7）抗浮设计水位标高为：1890.0m，采用自重+抗拔桩进行抗拔，安全系数不小于1.05。1.1.1结构材料1）地下主体结构：底板、外墙、顶板的防水混凝土强度等级为C35，抗渗等级为P8；MBR膜池的内、外墙、底板及废液池其余部位采用普通混凝土强度等级为混凝土强度等级为C50，抗渗等级为S8；其它部位的混凝土强度等级为C30；二次填充砼强度等级为C25，垫层素砼强度等级为C15。其他建（构）筑物：采用普通混凝土，混凝土强度等级为C30，抗渗等级S6。2）砌体：地下主体结构的填充墙强度等级采用MU15灰砂砖砌体，用M7.5水泥砂浆砌筑；综合楼，地面楼梯间及通风口等建构筑物的填充墙室外地面以下采用MU15灰砂砖砌体，用M10水泥砂浆砌筑，室外地面以上部位则采用A10加气混凝土砌块，用M7.5的水泥混合砂浆砌筑。3）钢筋：直径＜12mm用HPB300级钢（），fy=270MPa；直径≥12mm时用HRB400级钢（），fy=360MPa。（采用的普通钢筋应符合抗震性能指标）4）钢材及焊条：采用Q235B钢，焊条采用E43型。5）水泥：防水混凝土优先采用不低于42.5R级的硅酸盐水泥；普通混凝土采用不低于42.5R级的普通硅酸盐水泥。1.1.2结构设计内容1.1.2.1基坑支护结构设计1）设计概述基坑深度约16.5m，参考钻孔揭示的地质条件、结合大面积基坑支护的地区经验，拟采用降土+排桩+锚索的支护形式。2）结构计算i、计算软件:《理正深基坑支护》6.0版。ii、荷载取值①土压力：根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99），多支点排桩采用如下土压力计算模式：基坑底上部主动侧（迎土侧）按主动土压力进行计算，基坑底下部考虑两侧土压力相抵后形成矩形土压力荷载，并在被动侧（基坑侧）计入一组弹性支撑（即地层抗力）；②水压力：地下水位按实际地下水位计且水压力不折减；③地面超载取20kPa。iii、计算分析结构计算按施工过程和使用期间分别计算，施工过程阶段按增量法原理进行内力计算,计算时计入结构的先期位移值以及支撑的变形,按“先变形后支撑”的原则进行结构分析，最终的位移及内力值应是各阶段之累加值，采用水土合算计算嵌固深度,水土分算计算围护结构内力，桩内力计算时采用弹性支点法，土的水平抗力系数按M法确定。3）施工图设计i、拟定基坑主要构件尺寸见表围护结构尺寸参数表项目围护结构基坑深度16.5m桩身直径1.2m材料C30钢筋混凝土桩距1.5m围护桩嵌固深度9.0~20.0m支锚参数道数1~5材料C30钢筋混凝土截面第一道2φ15.2钢绞线，L=32m第二道2φ15.2钢绞线，L=36m第三道3φ15.2钢绞线，L=32.5m第四道3φ15.2钢绞线，L=27.5m第五道3φ15.2钢绞线，L=26.5m水平间距@1.5m/@3.0mii、止水措施：止水措施拟采用φ600mm@400mm长螺旋深层搅拌桩，单排布置，深度需进入相对不透水层1.0m，在基坑周边形成一道封闭止水帷幕。iii、坑内加固措施：对于局部坑底地质为泥炭土及淤泥质土处，采用双排φ600mm搅拌桩加固，2.5m×2.5m格构式布置，以提高基坑内被动土压力区抗力。iv、基坑监测项目a.地表沉降量测；34 b.周围建筑物不均匀沉降量测；c.深基坑周围土体侧移量测；d.围护结构水平位移量测；e.锚索拉力量测；f.土压力量测。1.1.1.1地基基础设计1）地基承载力计算：i、主体结构（地下建筑及综合楼部分）主体结构采用全地下式设计方案，主要单体有预处理系统、MBR生化系统、鼓风机房、脱水机房、膜洗加药间及加氯间、除磷加药间、排水泵井、变配电、通风及除臭、综合管线、消防系统以及综合楼（含发电机房、仓库等），长向宽度约为215.0m，短向宽度约为113m，大体呈长方形布置。地下建筑为二层，负一层层高为5.8m，负二层层高为7.25m（局部为5.3m），负一层面积为18278.4平米，负二层面积为15755.2平米，底板厚度为1.2m，外墙壁厚为1.0~0.6m，框架立柱截面为0.5x0.5mxm。综合楼为三层框架结构。根据初步计算主体结构（地下建筑）的自重及覆土总重：1654366.8kN；顶板和负一层的总活载：91392kN;膜池部分水深按6.0m计算。地基承载力P=；根据提供初步地勘资料，主体结构底板埋置于粘土层~亚粘土层，地基承载力特征值为160kPa，能满足地基承载力要求。ii、接触消毒池、门卫部分：这部分单体荷载不大，地基承载力较小，采用复合地基基础，通过地基处理能保证地基承载力满足要求。iii、道路及管线：场地内的道路、管基等体量较小的构筑物，主要问题是土层固结变形及土层的承载力，考虑采用天然基础，部分地质较差段拟采用换填处理，满足承载力的要求。2）地基变形计算本工程主体结构为二层地下建筑工程，底板基础面积大、埋置深,主体结构总荷载小于或与卸土荷载重量相近，地基沉降变形将仅由地基回弹再压缩变形决定，由此计算地基沉降变形中，地基回弹再压缩变形不但不应忽略而应予以重视和考虑.基坑开挖造成坑底回弹，建筑物荷重增加到一定程度时，基础仍然有沉降变形，即回弹再压缩变形；由于主体结构的底板地基压力不均匀，造成局部沉降差，容易造成底板开裂，通过采用局部加强底板配筋，同时充分利用抗拔桩的作用保证结构安全。另外根据工程经验采用多道施工后浇带（兼作温度应力后浇带）解决主体结构的不均匀沉降。3）主体结构抗浮计算根据提供的资料，本场地设计的地坪标高为1892.0m，本工程抗浮设计水位标高1890.0m进行计算，主体结构的埋深在12~16.5米之间，采用自重+抗拔桩进行抗浮，安全系数不小于1.05。经试算采用长螺旋钻孔灌注混凝土桩作为永久抗拔桩，桩径为800mm，有效桩长约17m，单桩抗拔承载力特征值为830kN。通过调整抗拔桩的间距保证主体结构的整体抗浮和局部抗浮的安全。本工程主体结构采用明挖法施工，在施工期间应采取有效的抗浮措施：基坑开挖至设计标高后，地下水位应降至主体结构的底板最低高程500mm以下，降水作业要求持续至主体结构完成且基坑土回填完毕；施工期间应做好雨季的防雨措施，施工单位应根据实际情况采取临时压重或回灌水措施保证主体结构抗浮安全。1.1.1.2主体结构设计1）设计概述地下主体结构为框架结构，主要由底板、中板、顶板及壁板组成。i、楼盖选型a.底板采用平板式，即无梁楼盖，主要基于以下几点原因：①作为贮水构筑物底板，具双重功能；②主体结构的筏板基础，根据：①底板抗弯、抗冲切承载力的要求；②底板裂缝验算要求；③作为池体侧壁固定支座的刚度要求，池内最大水头为约为7.0m，底板需要较大抗弯刚度；④底板的抗渗要求，底板的最大埋深约15m，由于污水厂的特殊性，最大作用水头与结构厚度比值应按规范取低值；⑤抗浮要求，本工程是自重+抗拔桩，无论是自重还是抗拔桩锚固长度都要求底板具备一定的厚度；⑥由于工期要求，底板施工预计安排于雨季进行，梁板式筏基的地模易积水和垃圾，模板工程、钢筋工程及防水工程复杂，工期较长。b.中板主要为操作区，根据：①除车道及设备区外，大部份区域活荷载取2.0kN/m2，楼面荷载较小；②生化池及膜区工作区设置了大量的检修孔洞，孔洞的设置大大削弱了楼板刚度，洞口需进行加固或布置次梁；③生化池纵横布置了导流墙、隔流墙，而且部份墙体偏离柱网，分割了池面板块，因此中板采用主次梁结构现浇楼盖。c.顶板主要为景观区，根据：①《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）中4.1.7条规定“防水砼结构厚度不小于250mm”；②地面层覆土厚度为2.0m，楼板荷载较大；③设备专业在楼板底敷设大量风管及设备线管，楼板宜少布置梁，因此首层采用主梁大板结构现浇楼盖。34 ii、初定构件尺寸：框架柱截面尺寸为600mm×600mm；底板采用无梁楼盖，板厚为1200mm；中板采用单向板主次梁楼盖，车道部分为250mm，其余板厚为120mm，局部150mm，单向板长向方向主次梁截面尺寸为250mm×600mm，短向主梁截面尺寸为300mm×800mm；顶板采用主梁大板楼盖，板厚为300mm，主梁截面尺寸为350mm×1000mm，外墙厚度为600mm/1000mm（负一层/负二层）。2）结构计算i、计算软件①整体建模及计算：PKPM版结构计算软件。②楼板、外墙计算及梁的挠度及裂缝验算：理正结构工具箱6.0版。③底板及外墙受力性状验算：Midas/Gen及Sap2000。ii、计算参数（PKPM版）①恒活载计算信息：模拟施工加载3。②墙元细分最大控制长度：1m。③采用刚性楼板假定，楼面开洞多及有跨层柱时配筋计算不采用刚性楼板假定。④考虑偶然偏心，考虑双向地震扭转效应。⑤周期折减系数：0.7。⑥柱、基础设计时活载不折减，抗浮计算时不考虑活载作用。⑦地下室土层m值：3MPa。⑧中梁刚度增大系数2.0，梁端弯矩调幅系数0.85（地下室顶板梁不调幅），连梁刚度折减系数0.7，梁扭矩折减系数0.4。⑨特殊构件定义角柱、转换梁、框支柱等。iii、计算结果控制（PKPM版）①振型数使振型参与质量不小于总质量的90％。②以扭转为主的第一周期与以平动为主的第一周期的比值≤0.9。③地震及风荷载作用下层间位移角（不考虑偶然偏心之外）≤1/550（框架结构）。④位移比（考虑偶然偏心）控制在1.5以内（>1.2为扭转不规则）。⑤等效侧向刚度比(SATWE/总信息/Ratx1)不小于1.0（相邻层刚度变化大于70%或连续三层变化大于80%即侧向刚度不规则）。⑥层受剪承载力不小于80％（楼层承载力突变）。⑦刚重比≥2.7，小于2.7时考虑P-Δ效应。⑧抗倾覆验算：零应力区不得大于0%。⑨框架柱轴压比限值：一级抗震0.65，二级抗震0.75，三级抗震0.85。3）施工图设计i、板配筋①当板设计采用弹性法时，底筋按计算结果配筋，面筋宜按最小配筋率双向拉通，支座按计算结果另加面筋，板筋间距宜取75mm/150mm、100mm/200mm（另加钢筋/拉通钢筋）。②当板设计采用塑性法时，支座与跨中弯矩比值为1.4。板筋用HRB400级钢时，塑性法计算后，支座弯矩×1.3弯矩（或钢筋量）放大系数，跨中弯矩不调整；板筋用HPB300级钢时，塑性法计算后，支座弯矩×1.2安全系数，跨中弯矩不调整，板筋间距取法同上。ii、梁配筋①纵筋：a.梁纵筋优先取用大直径钢筋，以减少钢筋数量，方便施工；连续梁底筋采用原位标注，以免漏配。b.框架梁：二级抗震时，端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值不应小于0.3，贯通筋应不少于2φ14或梁顶面、底面两端纵向配筋面积（AS）的1/4，贯通中柱的纵向钢筋不应大于矩形截面柱在该方向截面尺寸或所在位置圆形截面柱弦长的1/20，纵筋配筋率ρ≤2.5%；跨度L≤3m面筋全部贯通；跨度为3＜L≤7m，贯通筋为max[(2φ14)&(1/4AS)]；跨度为L＞7m，贯通筋为max[(216)&(1/4AS)]；贯通筋按(1/4AS)配时，直径尽量与支座面筋统一。c.次梁：跨度L≤3m面筋全部贯通；跨度为3＜L≤7m，架立筋为2φ12；跨度为L＞7m，架立筋为2φ14。②箍筋：纵筋配筋率ρ≥2.0%时，箍筋最小直径数值应增大一级，集中荷载处宜优先考虑加密箍筋，不足时再用吊筋，但主次梁同高时，则宜优先考虑吊筋。③腰筋：梁构造腰筋可列表表示，抗扭腰筋则应集中表示；梁腹板高度hw≥450时，应配筋构造腰筋，结构边梁或有抗扭要求的梁应配抗扭腰筋；iii、柱配筋a.框架柱纵向受力钢筋最小总配筋率：中柱/边柱/角柱≥0.75/0.85/0.95，同时每一侧配筋率≥0.2%。b.二级框架柱箍筋直径不小于10mm且箍筋肢距不大于200mm时，除底层柱下端外，最大间距允许采用150mm；但不满足时，最大间距≤100mm。34 c.二级框架柱箍筋肢距不宜大于250mm，并应隔一拉一；框架柱截面尺寸大于400mm时，纵向钢筋间距不宜大于min[(200mm)&(10×纵向钢筋直径)]。d.框架柱箍筋加密区的体积配箍率≥0.6%。e.框架节点核芯区配筋特征值≥0.10，体积配箍率≥0.5%1.1.1.1构筑物单体设计1）设计概述构筑物主要包括预处理系统（粗格栅、细格栅、沉砂池及精细格栅）、MBR生化系统（生化区、膜区、设备区）、膜洗加药间及加氯间、除磷加药间、排水泵井、接触消毒池及消防泵房，采用现浇钢筋砼结构，初拟构筑物壁板厚度h=max[(池体水头/15)&(300mm)]，底板厚度为1.2h。2）结构计算计算简图为梁、板、壳体系，除进行承载力极限状态计算外，均按裂缝控制验算正常使用极限状态；承载力极限状态的荷载组合采用荷载效应的基本组合，正常使用极限状态的荷载组合采用荷载效应的标准组合，计算软件采用理正结构工具箱6.0版，计算时应充分考虑板的边界条件，恰当设置约束，减少构件内力峰值，必要是可采用Midas/Gen或Sap2000进行复核。3）施工图设计配筋按照“宁细勿粗，宁密勿疏”原则，板筋需双层双向拉通，选择钢筋直径尽量不超过Φ20，弯矩较大位置可采用局部加密钢筋或增加结构腋角的方式进行处理；按单向板计算的板，另一方向钢筋应按最小配筋率进行配置；侧壁水平钢筋如非受力要求则尽量设于竖向钢筋外侧，方便施工。1.1.1.2建筑物单体设计1）设计概述建筑物主要包括综合楼及门卫，为框架结构，设计时应注意①建筑首层一般会比主体顶板面高1~2m，所以建筑首层应结合隔墙位置设置地梁；②设备基础可采用回填压实土作为天然地基，但考虑到设备基础一般要承受动荷载而且一般需待建筑物封顶后才能进行土的回填，压实效果不理想，如果主体结构顶板施工时设备条件已稳定，可于顶板设柱作为设备基础或结合地梁设置基础梁板。2）结构计算由于主体结构顶板板厚为300mm，可将其视为建筑物单体的嵌固端，计算软件为中科院研发的PKPM版结构计算软件，计算方法同主体结构，计算的柱轴力应反提给主体结构设计人员进行内力及配筋复核。3）施工图设计要求同主体结构。1.1.1.3附属结构设计1）设计概述附属结构主要包括设备与管线基础、园林景观、室外车道及楼梯及梯屋。其中设备与管线基础、园林景观、室外车道均采用复合地基，如果附属结构位于主体结构范围内，则采用夯实的回填土（密实度≥0.90）作为地基，如果附属结构位于主体结构范围外，则应根据结构荷载而选择是否采用水泥搅拌桩复合地基；梯屋柱应设置于主体结构顶板。2）结构计算i、楼梯计算a.计算中不考虑楼梯作用时（理正结构工具箱6.0版）建模时输入梯梁，楼梯荷载按线荷载输入，一般梯板厚度≤150mm（板厚按L/25～L/30估算）时，线恒载大概按10.5kN/m2×L/2估算；梯板厚度在150mm～200mm间时大概按11.5kN/m2×L/2估算。b.计算中考虑楼梯作用时（PKPM版结构计算软件）建模输入楼面标高的梯梁，建楼梯（注：楼层组装后再建楼梯），板厚为0，附加恒载8.0kPa，活载3.5kPa。考虑楼梯作用时建模注意事项：（1）PMCAD中的操作注意要在工程名（如E:2011XX市污水厂计算10-110427）下操作；（2）退出PMCAD时注意勾选“楼梯自动转换为梁”；（3）SATWE计算参数及计算在工程名下的LT目录下操作（如E:2011XX市污水厂计算10-110427LT）。ii、其余附属结构设计同建、构筑物。3）施工图设计要求同建、构筑物。1.1.2本工程特殊问题采取的技术措施1）超长结构不分缝技术措施34 污水厂主体结构平面尺寸超过规范建议的伸缩缝最大设缝间距50m，工艺专业要求尽量不设贯通结构的变形缝，考虑地面以下温差变化较小，砼收缩主要发生在前期，拟采取下列措施，避免或减少砼的前期收缩和温度效应引起的混凝土构件可见裂缝的产生。i、在地下室设置后浇带（详主体结构布置图），后浇带在两个月后浇筑；适当提高地下室底板、侧壁的配筋率。ii、地下室外防水层采用柔性防水(聚胺脂涂层或卷材)，即使出现微小的收缩裂缝，外防水层也能起到阻止渗漏的作用。iii、地下室底板和顶板，采用控制裂缝宽度性能较好的变形钢筋，壁板、楼板钢筋按照“宁细勿粗，宁密勿疏”的原则配置，板筋双层双向拉通布置。iv、从减少砼自身收缩率的角度考虑，优化砼的配合比设计，加入合适的添加剂，控制水灰比、砂率、水泥用量及塌落度等指标；另一方面要求加强砼的振捣及养护，应有可靠措施保证砼在全湿润条件下硬化，优先考虑蓄水养护。2）结构耐久性设计i、混凝土强度等级C35，最大水灰比控制值≤0.45，最大碱含量控制值≤3kg/m3，最大氯离子含量≤0.1％。每立方米水泥用量不应小于300kg。ii、采用合理的钢筋保护层厚度。iii、适当掺加混凝土外加剂，提高混凝土的抗裂﹑抗渗性能，提高混凝土的密实度。iv、内外表面涂水泥基渗透结晶型防水涂料，涂层厚度1.2～2.0mm。3）施工时应注意事项i、设置塔吊时，如果利用底板作为塔吊基础，应该反提条件给设计人进行复核，塔吊基础与底板交接处按施工缝处理。ii、采用内桁架支撑的基坑支护立柱要严格按图示柱脚的防水做法施工。iii、壁板模板拉杆拆卸后要高压注浆填实孔隙。iv、设备安装时吊车应尽量停靠于基坑侧壁外进行吊装，如必须进入主体结构范围外，吊车满负载≤10t，超过10t应与设计商量并复核吊装方案。v、顶板完成后回填土时，泥头车禁止直接在结构板上行车，泥头车满负载≤20t，至少保证行车位置须有0.5m厚覆土。1.1电气设计1.1.1设计范围XX市第N污水处理厂设计规模10万m3/d，全部工艺构筑物采用全地埋式布置。本次设计范围为污水处理厂厂内部分的电气设计。变配电站设于负荷中心的鼓风机房旁，负责整个厂区的设备、照明用电。具体的设计范围包括：污水处理厂变配电所与变配电装置设计；电气设备供电及控制设计；电缆敷设设计；变电所及各构筑物接地设计；防雷设计；各建构筑物及厂平照明设计；1.1.2供电电源XX市第N污水处理厂属城市大型污水处理工程，对于改善XX市水质污染起着极为重要的作用。若中断供电，将会造成水域严重污染，破坏生态平衡，对人民的生活造成恶劣的影响。为保证污水厂电气系统的连续、可靠运行，本工程电气设备的负荷等级定为二级负荷，要求提供两回路10kV电源，按双电源供电进行设计，以确保厂区供电系统的安全性。两路电源同时工作，互为备用。每路电源均能满足全部负荷用电的要求。厂内消防负荷用电为一级负荷，除两路电源外，另设一台备用发电机组。1.1.3负荷计算及变压器容量选择（1）负荷计算污水处理厂主要用电负荷在鼓风机房、污泥脱水机房、MBR生化系统等，另有其它生产用电及办公用电。最大单机容量设备为鼓风机房离心风机电动机，单机容量320kW，4台（3用1备），单机容量280kW，3台（2用1备），额定电压10kV。总装机容量为5250kW，380V设备计算负荷有功功率为2502kW，视在功率为2682A。根据再生水系统远期规划，远期增加3台185kW再生水泵。380V设备计算负荷有功功率为2952kW，视在功率为3166kVA。（2）变压器容量选择根据计算结果选择变压器容量。34 本工程用于变配电室变压器容量为2000kVA/10/0.4两台，两台变压器同时工作，两台变压器互为备用，近期平均的变压器负荷率67%，增加3台185kW再生水泵后，远期平均的变压器负荷率79%。1.1.1无功功率补偿污水处理厂的自然功率因数（COSφ）比较低，通过计算表明，其值在0.8左右，为了满足供电部门对企业10kV电源侧的平均功率因数大于0.9的要求，本工程需要对功率因数进行补偿，以提高系统的功率因数，并减少系统的线路损耗和变压器损耗。针对本工程用电设备的特点，低压负荷采用在低压配电房低压母线上集中进行自动补偿的方法，全厂补偿后的功率因数保证达到0.90以上。1.1.2配电系统XX市第N污水处理厂工程的电压等级可分两种，10kV和380/220V。污水处理厂设一个10kV/0.4kV变配电中心和5个车间配电房,全部分布于厂区负一层平面,变配电中心引入二路10kV市电电源,除为4个分配电房供电外,并直接为7台10kV高压风机配电,4个分配电室分别位于:预处理、1#生化池、2#生化池、MBR系统设备区。下一级配电房负责对配电房附近各单体供电。为确保厂内消防负荷用电，设一台450kW柴油发电机组。10kV系统采用单母线分段中间设联络开关的结线方式，双回路进线，两路电源同时工作，正常工作时母线分段运行。若某一路工作电源停电检修，投入母线联络开关，全厂负荷由另一路电源供电。380/220V中心级采用单母线分段中间设联络开关的结线方式，正常工作时母联开关处于分段状态，分别由两台变压器供电，当一台变压器检修或故障时，切断停电侧进线主开关、合上母联开关，由另一台变压器供电。另外两段母线的工作方式与之相同。下级的配电站之间的配电方式,0.4KV配电系统采用放射状配电，负荷等级为二级配电系统均有二回路动力电源进线，二回路动力电缆分别从配电中心两台变压器不同低压母线段馈出，以保障车间级低压配电系统的可靠安全运行。1.1.3继电保护方式继电保护按国家有关规范配置。本工程采用电力自动监控系统，对高低压配电系统实行保护和监控。继电保护采用当代微机综合继电保护装置，产品模块化、标准化、使继电保护运行和维护简单易行、也提高了运行管理水平。高压电源进线采用带时限电流速断保护、过电流保护及接地保护。变压器采用电流速断、过电流、温度、单相接地保护。高压母线联络开关采用电流速断保护，合闸瞬间投入，合闸后解除。高压电动机采用电流速断、过负荷、单相接地、温度、过电压保护。低压进线总开关采用短路速断保护、过负荷保护、单相接地保护。低压用电设备及馈线回路设置速断及过载保护。10KV高压系统操作电源采用直流220V，在变配电房高压配电室设1台40AH的直流屏。1.1.4主要设备启动控制方式厂内各主要用电设备，采用三种控制方式，即就地手动控制与PLC自动控制、远程控制。手动控制按钮设于机旁就地，完成设备的单体动作，主要用于设备的检修与调试，也可作为生产过程中临时、应急操作手段。正常情况下，由PLC自控系统根据工艺流程要求实现自动控制。当选择开关处于远程位置时，借助远程PLC对设备进行远程集中控制。厂内电动机的启动根据运行工况不同分别采用直接启动、软启动以及变频调速工作方式。（1）高压开关柜采用220V直流操作机构，采用铅酸免维护电池直流系统构成的直流屏作为直流操作电源，提高了供电的可靠性、该操作电源运行维护方便。（2）鼓风机机旁控制柜设有就地／联动／自动选择开关，当选择开关处于就地位置时，应能对风机各部分单独进行控制或调试，当选择开关处于联动位置时，对风机各部分实现一步化联动控制，当选择开关处于自动位置时，鼓风机机组应按设定的程序自动进行系统联动运行。1.1.5主要电气设备选择XX市第N污水处理厂是XX市重要的大型污水处理市政设施，设备选择是一项非常重要的工作。应选择安全可靠，经济合理，技术先进，结构新颖的优质产品，达到当代国内先进水平，同时满足经济上的合理性，体现现代化污水处理厂的特点，以保证污水处理厂安全生产。（1）高压开关柜高压开关柜采用金属铠装中置式开关设备，断路器选用无电晕真空断路器，可靠性高，使用寿命长，断路器操作方便并且免维修，手车自动对位装置，使手车推进极为方便，具有高性能的机械联锁和电气联锁，安全可靠。操作电源DC220V，具有性能优良、安全可靠、美观大方、占地面积小等特点。开关柜柜体采用坚固可靠的拼装式结构，主开关采用真空断路器，额定开断电流25～40KA，额定电压12kV。（2）低压开关柜34 低压开关柜采用结构新颖的组合式抽屉式开关柜，产品技术性能符合IEC439等标准，柜体采用全模数组合，组装灵活，组柜简单，功能分隔明确，具有广泛地适应性，独特的组合结构，产品可靠性高，抽屉互换性好，结构紧凑，占地少，维护检修方便，便于操作维护。母线连接形式比一般抽屉柜的载流量大，短路强度高，外壳防护等级可提升到IP54。外壳喷塑产品精美，美观大方、档次较高。（3）电力变压器10/0.4KV变压器采用SGB11型干式变压器。变压器线卷采用高真空浇注，环氧树脂绝缘，铁心采用优质硅钢片精制产品工作稳定、效率高，具有良好的防火、防潮、防盐雾以及耐雷电冲击的能力。（4）电力监控系统：采用微机综合保护器系统，分布式结构、总线通讯。上述设备的配套性以及对今后的运行管理比较有利，由于大多为免维护产品，这就大大节省了日常维护、保养的工作量，具有寿命长、可靠性高、技术先进的特点。1.1.1电气计量根据供电部门的要求，污水厂内的10kV电源开关后侧设置专用电气计量柜，用作供电收费计量，本工程电气专用计量可利用高压室计量柜计量。考虑到管理上的需要，污水厂总变配电室配电柜的各主要馈线回路中设置智能仪表作为技术考核计量。1.1.2电缆敷设（1）构筑物内电缆敷设按照电缆使用环境确定敷设方法：一般使用环境下的构筑物的电线、电缆采用电缆沟、电缆托盘敷设，或穿管明敷、暗敷。污水厂具有一定的腐蚀性，为了提高防腐能力，电缆保护管采用防腐型可挠金属管进行布线。电缆采用辐照交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套低烟无卤阻燃电力电缆，此种类型的电缆具有较高的载流量，导体最高工作温度可达105。C。消防采用耐火电缆，单独敷设于消防专用桥架，桥架表面需涂防火漆以做保护。（2）厂区电缆敷设厂区负一层，负二层电缆在电缆桥架上敷设，电缆桥架或插接母线穿越不同防火分区时，采取防火封堵措施。1.1.3照明在保证照度的前提下优先采用高效节能灯具和使用寿命长光色好的光源，以降低能源损耗和运行费用。室内照明以高效荧光灯为主，其中会议室、接待室可根据装修特点采用装饰灯具，减轻工作人员疲劳程度。高大地下层车间采用防潮、防爆灯具。车间内采用单灯广照型工矿灯具，中控室、配电室等重要场所设应急照明灯具。厂前区作为生产管理区，其照明采用装饰性庭院灯具，与建筑风格和绿化环境协调，衬托出舒适、优美的气氛。1.1.4防雷接地本工程380/220V侧采用TN-C-S制接地系统，低压馈线距变配电室超过50m时设重复接地装置，接地电阻不大于10Ω，变配电室设置集中接地装置，接地电阻不大于4Ω。照明、插座、热水器等用电设备设置漏电保护器。本工程按二类建、构筑物进行防雷设计。若防雷接地、工作接地、保护接地、自控系统共用接地极，则接地电阻R≤1Ω。检测仪表的电源和信号回路设置避雷器保护。10kV电源进线侧装设避雷器用作雷电波入浸的过电压保护。各建构筑物内均做等电位联结。1.2自动化及仪表设计1.2.1概述XX市第N污水处理厂位于五华区昌源北路以南、科普路以西，设计规模为10万m3/d。全部工艺构筑物采用全地埋式布置，以节约用地、最大程度减小对周边环境影响。污水厂自动化系统设计选择采用现阶段的先进技术，在今后相当长一段时间内可保持其技术先进性、具有良好开放性和扩展性能的产品。系统构成能适应计算机、网络发展的趋势，实现全厂生产、管理自动化，保障污水处理厂运行安全、可靠、出水水质稳定。同时，还充分考虑经济适用性和与现状及远期工程的衔接。1.2.2设计内容、原则和依据（1）设计内容自动化系统设计包括以下几个部分：生产过程监测与控制系统过程检测仪表闭路电视监控系统34 周界防范系统综合信息系统电力自动监控系统自动化系统将对工程进行整体设计考虑，确定系统方案，设置污水处理厂监控主站，根据现场构筑物的位置及工艺过程确定控制站点，以保证污水厂出水达到设计目标和要求，达到国家排放标准，同时节省工艺生产的能耗、物耗，提高工厂的生产水平和能力；闭路电视监控系统对生产工艺各环节的主要设备的工况进行监视，实现实时监视设备运行状况，达到无人职守的目的。电力自动监控系统对污水厂的高低压配电系统、变压器、直流屏、中压电源系统等实施自动监测，实现电力系统的自动化，提高供配电系统运行的可靠性。（2）设计原则系统设计遵循以下设计原则：a）遵循“分散控制、集中管理”。根据生产工艺的要求，按照工艺功能进行检测和控制站点设置，以将工艺过程故障分散，工艺管理集中。保证系统各部分运行的稳定性和可靠性，在某一部分发生故障后，其他部分仍能正常工作，使系统整体性能为工艺生产的服务达到最优。实现“集中监控和管理、分散控制”以保证整个污水处理厂运行效能。b）满足污水处理厂生产管理、污水处理工艺对自动化控制的要求，保证自动化控制系统在配置上的完整性和适应性。集成化原则，应选择高效集成的设备，便于控制、管理和维护。模块化原则，应在软、硬件上都采用商业化、通用化、模块化结构的设备，使系统具有较强的扩展能力。c）根据工艺过程的要求和设备的特点设置控制站点并组成控制网络。控制过程实现三级控制：第一、现场机旁手动控制；第二、就地控制站单元集中自动控制；第三、中央控制室全厂集中控制。d）硬件配置应符合国际工业标准，可靠性高、适应能力强、扩展灵活、操作维护简便。配置具有开放性结构、良好的人机界面、完整的系统平台软件；管理软件、监控软件、现场控制软件的编制从方便管理、控制最优的角度进行；同时考虑用户再次开发的潜力。设备的供应商能够长期提供技术支持和服务、备品备件有保障。e）较高的系统性价比。设计系统综合考虑生产、管理、安全、经济等诸多因数；将工艺生产过程和相关设备纳入系统综合考虑；在设备的选型上，选用国内外具有丰富的污水厂产品供货经验和能力的知名专业厂家，保证设备的性能指标；在此基础上，同时考虑建设方的投资，使系统达到技术先进、性能可靠、价格合理。1.1.1自动化设计（1）自动化系统构成自动化控制系统包括：满足要求的硬件和软件平台。即监控计算机、通信交换机、采集仪表、分析仪表及传感器、继电器、隔离器、防雷器等和系统软件、编程软件、系统开发；另外同时根据生产工艺情况和产品实际运行经验考虑了系统辅助设备、扩展容量和操作台、控制箱柜等。系统根据污水处理工艺控制过程、生产管理的要求进行设计配置；设置相应的现场控制站对生产过程、相关的设备监测和控制。采用具有网络通讯功能的可编程控制器、工业控制计算机、普通计算机、服务器等构成集成系统。中央监控系统由两台互为热备的监控计算机、一台数据服务器、一台工程师站计算机组成，计算机之间通过以太网相连。监控计算机连接投影仪、打印机等设备。自动化系统选择世界上著名的自动化设备生产供应商（如：SCHINEIDER公司、ROCLWELL公司、GE公司、SIEMENS公司）的产品或同档次的其它公司的产品作为控制系统的主要设备。现场控制站（包括远程控制站）使用的控制设备为模块式结构，可提供的EtherNet、RS-232、工业总线、远程I/O等多种通讯接口。同一个PLC机架上可安装多个通讯接口模块，也可以在各种网络之间组态一个网关来桥接和传送数据。其工业总线最小可达5Mbit/s、最大可达100Mbit/s。设备级控制单元使用整体式结构或模块式结构的产品，整体式结构设备可连接扩展模块，系统提供的现场总线通讯接口、RS-232等，现场总线速率最大可达1Mbit/s。此外这些世界上著名的自动化设备生产供应商，其PLC处于世界领先地位，可靠性极高。根据工艺特点和构筑物的平面布置，设置PLC现场控制站、远程I/O站。监控计算机、现场LCU控制站通过光纤接口，构成了工业以太光纤环网。PLC现场控制站与远程I/O、设备控制单元、总线设备之间以标准工业现场总线（Devicenet、ModbusPlus、Controlnet、Profibus等）相连。现场LCU控制站或远程I/O与现场仪表通过现场总线连接。PLC现场控制站预处理PLC测控站（1LCU）鼓风机房PLC测控站（2LCU）MBR系统测控站（3LCU）脱水机房PLC测控站（4LCU）出水处理PLC测控站（5LCU）远程I/O站预处理1#远程IO（1RIO1）34 预处理2#远程IO（1RIO2）预处理3#远程IO（1RIO3）MBR系统1#远程IO（3RIO1）MBR系统2#远程IO（3RIO2）出水处理1#远程I/O站（5RIO1）设备控制站/控制单元1~2#破碎格栅控制单元（1ECU1~2）1~3#细格栅控制单元（1ECU3~5）进水监测采样预处理系统（1ECU6）1~3#精细格栅控制单元（1ECU7~9）1~4#好氧风机控制单元（2ECU1~4）1~6#膜吹扫风机控制单元（2ECU5~10）1~8#除臭控制单元（3ECU1~8）1~3#离心脱水机控制单元（4ECU1~3）1~2#污泥料仓控制单元（4ECU4~5）药剂制备系统控制单元(4ECU6)1~3#药剂投加系统控制单元(4ECU7~9)1~4#管道式消毒器控制单元(5ECU1~4)出水监测采样预处理系统（5ECU5）生产过程的监测与自动控制，可以实现生产现场的无人值守和全系统微机化管理，为具有先进水平的现代化污水处理企业提供一个生产控制和管理的信息交换处理平台。（2）监控系统组成及功能系统组成：a）I/O服务器、数据/文件服务器及电能管理服务器各一台（采用冗余热备的工业标准机架式服务器,）；b）与现场LCU子站相连的网络通讯接口适配器；c）工程师站计算机；d）操作员站计算机；e）远程通讯服务器；f）报表打印机和事故报警打印机，互为备用；g）大屏幕高清投影仪；g）PLC编程用便携式编程终端。主要功能：a）远控各LCU现场子站，实时接收LCU采集的各种数据，建立全厂检测参数数据库；处理并显示各种数据b）监测全厂工艺流程和各细部的动态模拟图形c）从检测项目中，按需要显示历史记录和趋势分析曲线d）重要设备主要参数的工况及事故报警、打印制表e）编制和打印生产日、月、年统计报表f）在投影屏上实时显示工艺流程及各种设备的工作状态、报警g）对各种数据实时存储PLC主要技术指标◆设备控制单元支持工业现场总线。现场控制站、设备控制单元、远程I/O站均为同一系列的产品。◆PLC内部采用32位的高性能工业级别微处理器，支持实时的多任务操作系统，处理速度要求每千字节指令字处理速度不超过0.08毫秒。◆PLC必须能够提供包括梯形图、功能图块、结构化文本、顺序功能流程图在内的符合IEC1131-3标准的灵活的编程语言支持，数据格式应符合IEC1131标准。◆PLC的内存容量不应小于3.5M字，内存分布为程序区和用户数据区，采用完全的自动内存分配机制，开发人员无需人工分配系统内存，缩短开发时间并保证程序的可维护性。PLC内部采用快速内存，用户只需通过软件即可将处理器和I/O模块、网络模块升级至最新版本。◆PLC支持多处理器结构，并支持CPU冗余热备；能在机架内根据需要随意布置处理器模块、输入输出模块和通信模块，而没有任何的数量和类型限制。◆PLC支持灵活的网络结构，无需任何编程或者处理器干预，即可实现不同网络之间的通讯桥接和数据交换；支持灵活的网络分段以及相应的隔离式桥接方案。◆PLC输入输出模块应是完全的软件可配置,包括模块信息刷新时间、模拟量工程标定、上下限报警、斜率限制等。输入输出模块应有强大的自诊断能力，模块应能不依赖于处理器查询而自动生成点级的出错报告，并提供点级的时间戳（TimeStamp）信息。◆PLC34 系统要求完全机架式设计，保证良好的机械物理性能，I/O模块、通讯模块、特殊模块等均应与CPU模块严格保持同等的规格等级尺寸。PLC机架应为金属式框架，外部涂敷设计保证良好的机械和防腐性能，机架应为滑轨式设计，并具备模块机械锁定装置，模块的安装、拆卸无需螺丝刀的任何的特殊工具，PLC系统，包括机架，各种插槽式模块都应符合完全的无风扇设计要求。◆PLC处理器必须是经过特殊的涂覆处理，能抗酸性和腐蚀性，能符合工业环境中使用标准；在背板电源和用户端电源不断开的情况下，CPU、I/O模块、通讯模块及可拆卸端子排等必须能够支持带电插拨。◆CPU模块和I/O模块必须是同一系列的模块。◆通讯模块：专用的国际标准工业控制总线，实际最低通讯速率不得低于5M，或连接10/100M工业以太网。通讯速率不随控制站点的增加而降低，并全厂PLC自控设备、总线仪表的通讯接口、规格应一致，◆现场总线通讯适配器：通讯距离不小于1000m，支持国际标准的现场总线开放协议，通讯速率不小于128K，通讯速率大于5Mbps，可带节点数大于20个。（3）预处理PLC测控站（1LCU）1LCU站监控范围为：细格栅、沉砂池及精细格栅房、沉砂池鼓风机房、排水泵井、进水流量、进水水质参数主要设备构成：a）用于本站自动控制、工艺参数采集和网络连接的LCU系统，包括CPU模块、电源模块、DI、DO、AI、AO模块和各种网络通讯接口适配器等。b）电源、信号防雷器以及各种隔离器。c）现场操作终端及UPS电源。实现的主要功能：*通过网络，配合各远程I/O站及配电房内部分单体的执行单元根据工艺要求对设备进行控制。*现场可控设备除了可由操作人员通过就地箱控制外，也可交给PLC进行自动控制。现场显示控制屏作为现场人机接口，操作人员通过操作面板可完成对设备的控制。l沉砂池鼓风机房远程I/O站（1RIO1）1RIO1远程I/O站的监控范围为：沉砂池鼓风机房。1RIO1远程I/O站主要设备构成：a）用于本站自动控制、工艺参数采集和网络连接的PLC系统，包括电源模块、模拟量和数字量的采集模块，和各种网络通讯接口适配器等。b）电源、信号防雷器以及各种隔离器。实现的主要功能：沉砂池鼓风机的控制：检测鼓风机房内鼓风机组的自动、运行、故障等状态；检测鼓风机出风口温度，检测其输送空气的流量并进行累计。*现场可控设备除了可由操作人员通过就地箱控制外，也可交给PLC进行自动控制。l破碎格栅及细格栅间远程I/O站（1RIO2）1RIO2远程I/O站的监控范围为：破碎格栅及细格栅间等。1RIO2远程I/O站主要设备构成：a）用于本站自动控制、工艺参数采集和网络连接的PLC系统，包括电源模块、模拟量和数字量的采集模块，和各种网络通讯接口适配器等。b）电源、信号防雷器以及各种隔离器。实现的主要功能：格栅机的控制：检测格栅前后液位差信号；根据格栅前后液位差信号和时间周期自动启停格栅机运行。格栅机启动后，启动皮带栅渣输送机；格栅机停止后等待一段时间停止皮带栅渣输送机。采集进水的水质参数。*现场可控设备除了可由操作人员通过就地箱控制外，也可交给PLC进行自动控制。l沉砂池及精细格栅房远程I/O站（1RIO3）1RIO3远程I/O站的监控范围为：沉砂池及精细格栅房。1RIO3远程I/O站主要设备构成：a）用于本站自动控制、工艺参数采集和网络连接的PLC系统，包括电源模块、模拟量和数字量的采集模块，和各种网络通讯接口适配器等。b）电源、信号防雷器以及各种隔离器。实现的主要功能：格栅的控制：检测格栅前后液位差信号；根据格栅前后液位差信号和时间周期自动启停格栅机运行。格栅机启动后，启动皮带栅渣输送机；格栅机停止后等待一段时间停止皮带栅渣输送机。*现场可控设备除了可由操作人员通过就地箱控制外，也可交给PLC进行自动控制。（4）鼓风机房PLC站（2LCU）2LCU站监控范围为：鼓风机房内设备。主要设备构成：34 a）用于本站自动控制、工艺参数采集和网络连接的LCU系统，包括CPU模块、电源模块、DI、DO、AI、AO模块和各种网络通讯接口适配器等。b）电源、信号防雷器以及各种隔离器。c）现场操作终端及UPS电源。实现的主要功能：a）通过工业现场通讯总线与1~4#好氧风机控制单元（2ECU1~4）、1~6#膜吹扫风机控制单元（2ECU5~10）进行通讯，控制鼓风机各设备控制单元设备的运行。b）检测鼓风机房内鼓风机组的自动、运行、故障等状态；检测鼓风机出风口温度，检测其输送空气的流量并进行累计。c）现场可控设备除了可由操作人员通过就地箱控制外，也可交给LCU进行自动控制。中央监控系统计算机和操作终端作为人机接口，操作人员通过对监控终端的按钮的操作，由LCU可完成对相关可控设备的控制。操作人员也通过在监控终端上的操作，修改相关参数的设定。鼓风机系统设备控制单元（2ECU1~10）2ECU1~10站监控范围为：鼓风机单元a）用于本站自动控制、工艺参数采集和网络连接的PLC系统，包括CPU模块、电源模块、DI、DO、AI、AO模块和各种网络通讯接口适配器等。b）智能控制系统软件;运行仿真软件;c）工艺建模及仿真,现场调试及培训;d）配套工艺控制所需的各种仪表设备,应带有与全厂PLC设备一致的现场总线通讯接口,并且规格、量程、精度应符合工艺及自控设计的实际要求e）电源、信号防雷器以及各种隔离器。f）现场操作终端及UPS电源。实现的主要功能：*通过网络，配合各远程I/O站及配电房内部分单体的执行单元根据工艺要求对设备进行控制。*现场可控设备除了可由操作人员通过就地箱控制外，也可交给PLC进行自动控制。现场显示控制屏作为现场人机接口，操作人员通过操作面板可完成对设备的控制。（5）MBR系统测控站（3LCU）3LCU站监控范围为：MBR生化池及除臭系统。a）监控MBR设备区内各种工艺设备(含水泵、阀门等)；b）利用远程I/O(3RIO1、3RIO2)监控MBR生化区、膜区内各种工艺设备(含水泵、闸门等)；c）用于本站自动控制、工艺参数采集和网络连接的PLC系统，包括CPU模块、电源模块、DI、DO、AI、AO模块和各种网络通讯接口适配器等。d）智能控制系统软件;运行仿真软件;e）工艺建模及仿真,现场调试及培训;f）配套工艺控制所需的各种仪表设备,应带有与全厂PLC设备一致的现场总线通讯接口,并且规格、量程、精度应符合工艺及自控设计的实际要求g）电源、信号防雷器以及各种隔离器。h）现场操作终端及UPS电源。实现的主要功能：*通过网络，配合各远程I/O站及配电房内部分单体的执行单元根据工艺要求对设备进行控制。*现场可控设备除了可由操作人员通过就地箱控制外，也可交给PLC进行自动控制。现场显示控制屏作为现场人机接口，操作人员通过操作面板可完成对设备的控制。（6）脱水机房PLC站（4LCU）4LCU站监控范围为：脱水机房及贮泥池主要设备构成：a）用于本站自动控制、工艺参数采集和网络连接的LCU系统，包括CPU模块、电源模块、DI、DO、AI、AO模块和各种网络通讯接口适配器等。b）电源、信号防雷器以及各种隔离器。c）现场操作终端及UPS电源。实现的主要功能：*按工艺设计的要求，根据设计的程序,控制脱水机、冲洗水泵、污泥泵、加药泵、搅拌机、螺旋输送器的系统联动，及贮泥池搅拌器、电动闸门等的开停，并检测各设备的运行参数和运行状态。*现场可控设备除了可由操作人员通过就地箱控制外，也可交给PLC进行自动控制。现场显示控制屏作为现场人机接口，操作人员通过操作面板可完成对设备的控制。（7）出水处理PLC站（5LCU）5LCU站监控范围为：紫外消毒系统、出水流量、出水水质参数主要设备构成：34 a）用于本站自动控制、工艺参数采集和网络连接的LCU系统，包括CPU模块、电源模块、DI、DO、AI、AO模块和各种网络通讯接口适配器等。b）电源、信号防雷器以及各种隔离器。c）现场操作终端及UPS电源。实现的主要功能：b）采集紫外消毒系统控制单元的自动、运行、故障等状态信号，根据生产过程的工艺要求控制紫外消毒池控制单元的运行。c）检测消毒系统的SS检测仪、PH/T检测仪、TP检测仪、COD检测仪、NH3-N检测仪、TN检测仪等出厂水参数检测仪表的参数以及进、出厂水流量参数。l出水处理1#I/O站（5RIO1）5RIO1远程I/O站的监控范围为：出水处理参数。5RIO1远程I/O站主要设备构成：a）用于本站自动控制、工艺参数采集和网络连接的PLC系统，包括电源模块、模拟量和数字量的采集模块，和各种网络通讯接口适配器等。b）电源、信号防雷器以及各种隔离器。实现的主要功能：监控出水预处理系统及消防水箱相关仪表、NaCLO储罐的液位。*现场可控设备除了可由操作人员通过就地箱控制外，也可交给PLC进行自动控制。紫外消毒系统控制单元（5ECU1~4）5ECU1~4站监控范围为：紫外消毒系统a）用于本站自动控制、工艺参数采集和网络连接的PLC系统，包括CPU模块、电源模块、DI、DO、AI、AO模块和各种网络通讯接口适配器等。b）智能控制系统软件;运行仿真软件;c）工艺建模及仿真,现场调试及培训;d）配套工艺控制所需的各种仪表设备,应带有与全厂PLC设备一致的现场总线通讯接口,并且规格、量程、精度应符合工艺及自控设计的实际要求e）电源、信号防雷器以及各种隔离器。f）现场操作终端及UPS电源。实现的主要功能：*通过网络，配合各远程I/O站及配电房内部分单体的执行单元根据工艺要求对设备进行控制。*现场可控设备除了可由操作人员通过就地箱控制外，也可交给PLC进行自动控制。现场显示控制屏作为现场人机接口，操作人员通过操作面板可完成对设备的控制。（13）与厂外泵站系统的联系控制中控室的工业以太网交换机通过敷设光纤与厂外泵站的PLC系统联系(按照业主最终要求定)。根据厂区的进水流量及厂外泵站的吸水坑液位信号确定厂外泵站启动污水提升泵的台数，当进水流量和液位变化一定高度时，启停泵。根据泵累计运行时间，确定备用泵的启动，以均衡泵的耗损。1.1.1软件配置系统选配的软件包括以下主要内容：*实时多任务、多用户系统的WindowsNT网络操作系统；*工业实时监控组态软件开发版、运行版和监控版；*实时分布式关系型数据库系统；*可编程控制器专用软件；*现场总线组态软件（按需配置）；*标准工业控制、专用水处理过程控制图形库；1.1.2防雷与抗干扰自动化系统设置单独的防雷接地点，单独的屏蔽层接地点。现场控制站之间的网络连接采用光纤进行连接，以防雷及抗干扰。现场控制站与设备控制单元、现场控制站与远程控制站、现场控制站与马达控制器、现场控制站与电力综合保护测量装置、现场控制站与变频器通过现场工业总线网络连接，网络进出控制柜端配置网络避雷器。每台PLC控制柜电源进线端配置电源避雷器。现场工业总线的节点端也应配置总线避雷器。所有仪表4~20mA模拟信号输出端应配置信号避雷器；PLC模拟信号输入输出端亦配置隔离器；电源输入端则配置了电源避雷器。对于液位计等两线制仪表，PLC信号输入端可选用具有辅助供电功能的三端隔离器。闭路监视系统要特别注意防雷接地。户外支架设置的摄像机要设专门的避雷针。34 1.1.1CCTV闭路电视监控系统CCTV闭路电视监视系统主要实现工厂生产设备的全天候监视，保证生产设备的正常运行。闭路电视监控作为工艺监控系统的配套系统，建成后能方便中控室值班人员及时发现现场问题，排除故障，保证生产的正常进行，实现生产现场的无人职守。本次工程设计综合考虑了厂区的生产重要设备及工艺单体的监控需要。（1）系统构成系统主要由摄像设备、报警设备、机架式网络视频服务器、机架式网络视频解码器、监视器、网络硬盘录像机及高清投影仪构成。这些设备按照系统组建需要的相关技术规程和要求构建一套满足现代工厂生产设备监视和安全防卫系统，保证生产工艺设备的正常运行和厂内生产的安全防范。（2）系统前端根据监视现场情况，在厂房及工艺单体上配置一体化彩色球形摄像机，其云台、镜头的控制由监控人员通过网络软件控制。（3）系统后端监控系统通过系统前端监控点摄像机采集图像信息，图像经处理后在按照工艺视频和安防视频分类反映现场场景。工艺视频的存储、检索及回放在硬盘录像机上实现，并可在背投上以十个场景为基础进行轮巡显示；安防视频的存储、检索及回放在硬盘录像机上实现，也可在投影仪上以画面分割的形式显示。与机架式网络视频解码器相连的切换监视器能任意切换显示任何监控场景，并在报警时切换报警现场，并能联动报警录像功能及警号讯响器，以便在存储报警现场资料的同时及时通知相关部门及工作人员处理现场。1.1.2周界防范系统周界防范系统在厂区大门、侧门及围墙安置数字主动红外探测器及防区输入模块。一但发生警情，红外探测器将报警信号通过总线传送至防盗报警系统主机，并通过警号讯响器发出警报信号。周界防范系统的主键盘及防盗报警系统主机放置于厂区中控室，副键盘放置于厂区侧门值班室。1.1.3仪表设计（1）选型原则为了及时准确地掌握进出污水水质及其变化过程，监测和控制污水处理流程的各个生产环节，改善操作环境，提高管理水平，全厂仪表设计和选型遵循以下原则：*准确、全面的反映污水厂进出厂水水质参数和水量情况；*各个处理单元出口主要参数检测，以监视各个处理单元的处理效果；*检测参与控制的各种工艺参数和物理参数；*性能优良，能长期可靠使用、便于维护的产品。（2）仪表配置根据生产过程的控制要求以及进出厂的水质监测要求，仪表配置清单见《自控设备材料表》。1.1.4电力自动监控系统1.1.4.1概述根据业主运营管理的要求，再结合本工程供配电的具体情况，本工程拟增设现代化的“电力自动监控系统“，对污水厂的高低压配电系统、变压器、直流屏、UPS电源系统等实施自动监测（高压系统可控制），实现电力系统的自动化，提高供配电系统运行的可靠性。1.1.4.2系统总体目标1）对10KV高压配电系统实行自动监视、控制和测量；2）对0.4KV低压配电系统及变压器、发电机等电力设备实行自动监视和测量；3）对本工程所有电力系统的运行参数进行自动采集和分析，并进行集中管理；4）对本工程的能源消耗情况进行分析，提供能耗报表并为运行管理提供节能依据；5）对本工程电力系统的运行状态进行实时监测，及时消除故障隐患，提高电力系统正常运行的可靠性；6）提供电力系统设备维护的报表；7）可根据需要设置或自动生成电力系统运行所需的各类报表。1.1.4.3系统构成及网络结构系统由图形工作站、主控单元、数据采集单元、计算机网络及软件等设备构成，采用分布式计算机系统，网络中任一节点故障时均不致影响系统的正常运行和信号的传输，系统采用间隔层、站级层和网络层三层网络结构：1）间隔层由微机综合保护测控单元及智能测量仪表等单元组成，分别安装于高、低压开关柜上，并以总线形式接入站级层主控单元，传输介质宜采用屏蔽对绞电缆（FTP）。主要完成高压继电保护、测量和信号采集并与主控单元进行通信等功能。34 2）站级层由主控单元构成，主要是作为本站间隔层设备采集电力系统数据的处理、储存、调配以及通信协议的转换，并接入网络层，将本站经处理的数据上传和接受网络层下传的设定参数或控制信号等指令。3）网络层以太网络，主控单元均通过以太网接入网络层，与图形工作站联成计算机局域网络，以实现电力系统的集中监视、测量、控制和管理。1.1.1综合信息系统为了保证水厂的正常生产和及时的信息传递，本工程设置一套电话通讯及网络办公系统、综合楼电视系统，厂区各单体的值班室及综合楼内的电话系统采用市话电缆布线，在单体内设置必要的电话插座，同时留有一定的余量（备用2-3对线路）。电话主机（集团电话）设在宿舍楼首层，电话的进出口设在宿舍楼首层，在配线管理系统（配线架）中进行电话分配及管理。1.2消防设计1.2.1消防隐患分析污水处理厂的预处理和生化处理系统的构筑物采用了地下式设计，同时全厂采用了全面生物除臭处理以去除恶臭气体，并间接地消除了由恶臭及可燃性气体引发的消防安全隐患。为了确保生产安全，下面对该部分构筑物中产生的危险性有害气体的来源、浓度水平、无害化除臭处理措施等作一个综合性分析说明。1.2.1.1生产产生的主要可燃性气体分析一般来说，市政污水处理过程中会产生的臭气可燃气体成分有硫化氢、甲硫醇、硫化醇（甲硫醚）、二甲二硫、氨气等气体，另外，在某些特定的条件下（如污泥消化）还会产生无色无味的可燃气体甲烷。以上气体均具有一定的燃烧极限，当浓度达到相当的浓度时，在有明火条件下会产生火灾危险。但市政污水处理厂中所发生的上述可燃性气体的浓度水平要远远低于它们的爆炸（燃烧）极限。污水处理厂产生的恶臭气体浓度最高的臭气成分分别为硫化氢和氨气，也就是说在市政污水处理厂中产生的有害气体主要是硫化氢和氨气。其他有害气体的危害程度基本可以忽略不计。下面主要针对这两种气体进行分析。下表是市政污水处理厂典型处理构筑物中发生的硫化氢和氨气的设计标准值，具有普遍的指导性意义。市政污水处理厂典型处理构筑物硫化氢和氨气设计标准值臭气成分*生化处理区设计综合臭气浓度（ppm）*预处理构筑物发生的臭气浓度（ppm）NH3氨1.0(0.0013g/m3)2.0(0.0026g/m3)H2S硫化氢15(0.00194g/m3)30(0.0388g/m3)注:*摘自日本下水道事业团设计指针。可燃性气体的性质物质名称密度(g/cm3)自燃点（℃）爆炸极限体积（％）g/m3下限上限下限上限氨0.616301528105200甲烷0.5551533100硫化氢0.792704.345.560650注:*摘自《建筑设计防火规范》另外，对于有较严重消防隐患的可燃性气体甲烷，在污水处理过程中在具备某种特定的条件下有可能产生。甲烷的生成以及浓度水平与污水处理工艺有着直接的关系。具体地说，其来源于污泥厌氧消化，甲烷的生成机理为：在污水或污泥的厌氧阶段，经过水解、酸化、绝对厌氧的条件下并且反应质中含有大量甲烷细菌存在时，经过相当复杂的生物化学反应而最终产生。而污水处理厂的地下部分中不具备上述甲烷产生的条件，所以不会产生大量的甲烷气体，其浓度水平仅为微量，而且通过厂内的生物除臭与通风系统达标排出厂外。比较了上述两表后可以发现，市政污水处理厂产生的可燃性恶臭气体的浓度水平远远低于它们自己的爆炸极限且没有条件燃烧。本项目厂内所有构（建）筑物设有完整的通风与除臭系统故没有必要因为臭气产生而增加相应消防措施，但由于它们对人体的生理有危害性，一般需要对其进行处理。1.2.1.2可燃气体的去除措施34 在污水处理过程产生的恶臭不但对操作工人的身体有较大的生理性伤害，同时也给处理设施内部带来了安全隐患。为了去除这些有害恶臭气体和消除由此而带来的安全隐患，本工程设计考虑了地下构筑物空间强制性机械通风换气系统和全面除臭系统。污水处理厂的除臭系统就是将容易产生有害性气体硫化氢和氨气的各处理构筑物池加以密封，并对密封空间进行负压抽引，通过管道收集系统将臭气集中收集至生物除臭装置，最后通过微生物的作用将臭气成分氧化分解，使之无害化并排放至厂区地面。从而达到除臭效果，同时完成了对上述两种可燃性气体的去除，消除了安全隐患。甲烷在本工程中不存在产生的条件，不会产生。即使在地面污泥处理区有微量生成，其甲烷体积比数值也仅为1%，远远小于5%体积比的爆炸极限，同时也会被厂内的通风换气系统排放到厂外。因此在本工程中也不存在甲烷燃烧爆炸的隐患。1.1.1.1消防隐患分析结论通过以上的数据可以分析看出：污水处理厂产生的臭气（可燃性气体）的浓度远远低于该气体的爆炸燃烧极限，并且在除臭系统以及污水处理厂内通风系统的作用下，即使事故停电也可以保证自然通风状态，场内臭气（可燃性气体）将维持在一个相当低浓度的水平，满足国家大气标准，基本不存在消防安全方面的隐患。尽管如此，本工程消防设计仍然按照相关现行规范进行了严格的消防设计。1.1.2消防系统设计根据厂区的火灾特点及可燃物性质，整个厂区不同部位采取不同的消防系统，形成安全可靠、经济合理的消防方案。整个厂区按同一时间发生一处火灾考虑，沿厂区道路设室外消火栓系统，在地下厂房和综合楼设置消火栓灭火系统、地下厂房中大于1000m2的防火分区设置湿式自动喷淋灭火系统，柴油发电机房及地下变配电间均设置全淹没式气体消防系统，所有建筑物均配备手提灭火器。1.1.2.1防火分区的划分本污水厂设于地下，在进行地下空间消防设计中，按照建筑防火规范组的意见，按照戊类厂房标准，合理划分了12个防火分区，设置了消火栓系统，大于1000m2小于2000m2的厂房及大于500m2小于1000m2平方的变电房防火分区设置自动喷淋灭火系统，所有建筑物均配备手提灭火器。本工程火灾自动报警系统按一级保护对象设计，采用消防控制中心报警系统，消防控制中心设置在综合楼首层。对火灾自动报警系统、火灾事故广播，消防通信系统、防排烟系统、消防水泵等进行集中管理、监测和控制。地下厂房建筑防火分区不能大于2000平方，设计上采用中部布置南北走道的方法，与其他7个地下疏散楼梯，构成了地下处理中心12个防火分区建筑防火体系。每个防火分区均设单独的安全出入口，各个分区之间以防火卷帘及防火墙相分隔。1.1.2.2消防系统的选择按照污水处理厂的可燃物性质及火灾特点，厂区消防以消火栓灭火系统为主，并配置磷酸铵盐干粉灭火器，厂区地下厂房部分则增设自动喷淋灭火系统。地下变配电间均设置全淹没式气体消防系。1.1.2.3消防水源本工程的消防水源，经调查市政只允许1条引入管接入厂区，不满足室内外消防要求，消防水源全部由厂区中水提供，在厂区接触消毒池内储存有不被其他用水动用的270m3中水，以满足室内外消防用水总量要求。1.1.2.4消火栓给水系统消防用水量：室内消火栓用水量：10L/S室外消火栓用水量：20L/S消火栓给水系统为独立环状管网，室内的最不利点水枪充实水柱以不小于10m计，火灾持续时间以2小时计算。室内消防给水管管径DN100，并在室内形成环状管网。地下负二层消防泵房设有室内外消火栓泵两台，一用一备，水泵性能参数:（Q=30l/sH=50mN=30Kw）。前十分钟室内消防水量储存在综合楼屋顶16m3水箱内，为保证系统水压，地下室泵房设稳压泵二台，一用一备，稳压泵性能参数:，Q=3L/S，H=50m，N=3kw，稳压罐一个,型号:SQL1200x1.0，调节容积450L。厂区综合楼室外设有消防水泵接合器一套。本工程室内消火栓箱均为单出口消火栓，箱内配有φ19水枪，φ65麻织水龙带25m，并设遥控按钮，可直接启动地下室消火栓泵。并在综合楼屋顶设检验用消火栓。室内消防干管上每5个消火栓设一个检修蝶阀，并在管网最高点设放气阀。室外消防管网厂区环状布置，由地下消火栓泵引出2根DN150管道与室外环状管网连接。整个厂区沿道路设有室外消火栓，室外消火栓采用SS100/65-1.0型地上式消火栓，消火栓间距不大于120m。1.1.2.5自动喷淋给水系统消防用水量：自动喷淋用水量15L/S，火灾延续时间1.0小时厂区地下厂房设有自动喷淋灭火系统，火灾危险等级为轻危险级,设计喷水强度4L/min.m2，作用面积160m2。自喷系统为独立消防供水系统。消防水源为厂区接触消毒池内储存的270m3中水。在地下负二层消防泵房设自动喷淋泵二台，一用一备，水泵参数:（Q=15l/sH=70m34 N=18.5Kw）。整个地下厂区在负二层消防泵房内设湿式水力报警阀三套，型号：ZSFZ100。厂内各防火分区均设水流指示器。喷头采用直立型玻璃球洒水喷头，温度68℃。室外地面设消防水泵接合器二套。前十分钟室内消防水量储存在综合楼屋顶16m3水箱内，与室内消火栓系统合用屋顶水箱。1.1.1.1灭火器消防设施由于厂区建筑物火灾以A类、B类火灾为主，灭火器配置的危险等级为中危险级,故灭火器选用手提式磷酸氨盐干粉灭火器。在每一处设置MF3干粉灭火器二具，建筑单体则按《建筑灭火器配置设计规范》(GB50140-2005)配置MF4干粉灭火器。1.1.1.2气体消防设计厂区的柴油发电机房及地下变配电间消防采用S型气溶胶预制灭火系统，采用全淹没灭火方式。当防护区发生火警时，气体灭火控制器接到防护区两独立火灾报警信号后立即发出联动信号（关闭通风空调等）。此时，控制器一方面输出声光火灾报警信号，另一方面经过30秒时间延时后，输出动作信号，启动灭火系统，S型气溶胶预制灭火系统放指示灯亮，同时，控制器接收反馈信号。防护区内门灯显亮，避免人员误入。释放S型气溶胶灭火剂到防护区，控制器面板喷气指示灯亮。当防护区经常有人工作时，可以通过防护区门外的手动／自动启停器，使系统从自动状态转换到手动状态，当防护区发生火警时，控制器只发出报警信号，不输出动作信号。由值班人员确认火警，按下控制器面板或击碎防护区门外紧急启动按钮，即可立即启动系统喷放S型气溶胶灭火剂。1.1.1.3管材消防给水管均采用内涂塑热浸镀锌钢管，管径小于DN100的采用丝扣连接，管径大于等于DN100的采用沟槽式连接件(卡箍)连接。1.1.1.4火灾自动报警系统及消防联动本工程火灾自动报警系统按一级保护对象设计，采用消防控制中心报警系统，消防控制中心设置在综合楼首层。对火灾自动报警系统、火灾事故广播，消防通信系统、防排烟系统、消防水泵等进行集中管理、监测和控制。1.1.1.5总线制火灾自动报警与消防控制系统地下层部分根据功能及环境要求分别设置感温深测器、感烟探测器及气体探测器；在电缆竖井、电缆桥架等场所设置缆式线型定温探测器。另外，每个防火分区根据规范要求，设置水流指示器报警信号，消防警铃，消防广播，手动报警按钮，消防栓报警按钮，消防专用电话及电话插孔。1.1.1.6消防控制系统在消防控制中心设置消防联动控制系统。通过模块对消防设备，如防火卷帘、非消防电源、水流指示器及其闸阀、正压送风阀、排烟阀等实施选择性控制及工作状态监视。对重要的消防设备，如消火栓泵、喷淋水泵、防排烟风机等除可通过现场模块自动控制外，在消防中心还可实现一对一手动紧急控制。所有受控设备均有信号返回消防中心。1）火灾报警后，消防中心控制要求如下：A停止有关部位的送风系统，关闭电动防火阀并接受其反馈信号；B启动有关部位的防排烟风机和防排烟阀并接受其反馈信号；C对于疏散通道上的防火卷帘，感烟探测器动作，控制卷帘下降至距地1.8M；感温探测器动作,控制卷帘下降到底并接受其反馈信号。消防控制中心接受各种火灾报警信号，当发生火警后，启动防排烟系统，关闭该防火分区的防火门，防火卷帘，确认后发出警报信号和启动事故广播，指挥疏散，联动各种灭火设施系统，切除非消防用电电源，并接受反馈信号。消防控制中心有自动打印记录设备，并有专线电话及时地与内部及公安消防部门联系。2）火灾确认后,消防中心联动控制要求如下：A开启所有地下层的火灾事故广播;B监视并根据需要遥控消火栓泵和喷淋泵；C切断有关部位的非消防电源。1.1.1.7火灾事故广播1）在消防控制中心，设有火灾事故广播设备，事故广播扩音机容量不应小于扬声器功率之和的1.5倍。2）在地下一、二层设置火灾事故广播系统扬声器，火灾时，强行转入事故广播状态。3）火灾事故广播按防火分区或楼层分回路配线、控制。4）火灾事故广播线路单独穿管敷设，并采取必要的防火措施。34 1.1.1.1消防专用通信在消防控制中心，设置消防专用通信设备。在消防水泵房、高低压配电房、通风机房、发电机房和气体灭火系统应急操作处设有与消防中心联络的火警专用固定对讲电话。在每个消火栓处设有对讲电话插座。消防中心还设有与消防部门联系的火警专用电话。通信线路的管线采取必要的防火措施。1.1.1.2火灾应急照明1）在地下一、二层设火灾应急照明，应急照明平时兼作一般照明的一部分使用。2）在消防控制中心、水泵房、防排烟风机房、发电机房、变电所等火灾时需要继续工作的场所设应急照明，其照度保证正常工作要求。3）在楼梯间、防烟楼梯间前室、疏散走道设应急照明，平时兼作正常照明使用。4）在各疏散走道和安全出口处装设疏散标志和出口指示灯。5）应急照明、疏散标志灯和出口指示灯由EPS集中供电，连续供电时间不少于30min。备用灯具不需自带电源装置，疏散标志灯和出口指示灯平时和火灾时均处于点亮状态。1.1.1.3消防电源及其配电1）本工程所有变配电设备均选用无油式设备。所有电线、线管采用经公安消防部门认可之阻燃产品，所有一般配电电缆采用阻燃电缆。2）消防配电线缆采用耐火电缆，水平及垂直部分均采用电缆梯架敷设。消防联动控制线路采用耐火电缆。3）消防控制中心、消防水泵、防排烟风机等的供电，采用两路电源供电（两路电源取自不同变压器低压侧母线段），两路电源平时均带电，并在最未一级配电箱处自动切换。1.1.1.4系统供电及接地火灾自动报警系统设置主电源和直流备用电源，主电源按一级负荷要求设计。所有用电设备均采用保护接地。火灾自动报警系统设置专用接地干线，引至控制中心接地体，接地干线截面不小于25mm2铜芯绝缘导线。1.1.1.5线路敷设消防控制、通信、警报线路水平敷设均采用穿金属管暗敷在不燃烧体的结构层内，且保护层的厚度不小于30mm。在电缆竖井内垂直明敷，应敷设在有防火保护措施的封闭式线槽内。1.1.1.6产品选用本工程所使用的消防电子产品，须经国家消防电子产品质量监督检测中心检验合格方可使用。1.2防腐设计污水处理工程中的污水是一种成分复杂，条件多变的腐蚀介质，在此环境条件下，污水处理厂的栏杆、平台、风管、设备、钢门窗等大多锈迹斑斑，腐蚀严重，给美观、安全以及工程质量带来较大影响。同时，污水厂内必不可少地会使用一些钢质件，埋设在地面之下，由于地下水位较高，常年处于地下水的侵蚀。因此，污水处理厂必须采取防腐措施，减少污水和腐蚀气体对构筑物、建筑物、设备的腐蚀，减少地下管配件的腐蚀。1.2.1腐蚀原因分析通常情况下，只要有水和氧的存在时，金属表面形成局部电池而引起电化学反应，金属腐蚀就会发生。而在污水环境下，除了有生活污水的悬浮物、油脂、氮、磷、钾和有机物，还有工业废水的酸、碱、盐及各种有机化学成分，腐蚀甚为复杂。所以排水系统污水腐蚀的主要特点是：1．水腐蚀2．腐蚀介质种类和腐蚀性复杂而多变3．空气中湿度大、氯离子浓度高，从废水中溢出的有害气体H2S、NH3浓度高。在这种特殊腐蚀氛围下，对钢结构件防腐涂层的要求是苛刻的。在水下除了水的电解质腐蚀作用，还有Cl－、S2－、NO－、SO42－等阴离子对碳钢腐蚀的强烈的自催化作用。在水上，室外强烈阳光的照射，特别是盛夏高温季度，受热后的污水蒸汽中含有溶于水的氢硫酸侵蚀钢结构及设备，其中有些难溶解性颗粒积聚粘附在金属表面，又会产生垢下腐蚀、点蚀、坑蚀或缝隙腐蚀等局部腐蚀，使钢结构的腐蚀加剧。1.2.2防腐蚀技术国外对工业废水和生活污水的防腐蚀，主要体现在聚氨乙烯衬板和涂料两大类，在美国污水处理中常采用环氧/聚酰胺、环氧沥青、富锌聚氨脂、环氧沥青；德国采用环氧焦油沥青、富锌、聚氨脂玻璃鳞片；在日本、英国采用环氧、厚浆焦油环氧，所以环氧/聚氨脂、环氧沥青、聚乙烯等涂料均较多运用。而目前对国内污水工程这种特定环境条件下的涂料选用尚未见研究、报导，大多只是根据涂料性能做些选用，有的是成功的，如环氧沥青，也有些只采用一般涂料，效果不太理想。34 1.1.1防腐材料的选用液相防腐材料环氧中有极性很强的羟基、醚键，附着力强。环氧固化后主链有化学性稳定的碳－碳链节，醚键受芳环保护故耐蚀好、机械强度高。煤焦沥青抗水、耐潮、耐化学品，是各种树脂中耐水最好的，且价廉，于环氧相配取长补短，提高了附着、耐蚀，降低成本。所以，多用于液相防腐，或气液两相交替环境。气、液两相交替环境防腐材料乙烯基鳞片涂料中，成膜物质乙烯基酯树脂系甲基丙烯酸加环氧的反应物，即有环氧树脂主链结构，又有带不饱和双键的聚酯结构，所以即有环氧机械强度高、附着力好的特点，又具有不饱和聚酯树脂施工工艺性能好的特点。加之涂料中玻璃鳞片的加入提高了涂膜的抗渗、耐磨性能。为此，在液相的特殊要求部位采用是不行的。用在气液两相交替环境也可行。气相环境防腐材料聚氯乙烯含氟涂料成膜物制为聚氯乙烯，为此具有优良的耐腐蚀性和抗渗性，同时该涂料中采用了无机氟磷铁化合物复合颜料，对被保护表面起着良好的屏蔽作用，不受外界化学物制的破坏、分散。同时能在金属表面磷化钝化作用，并与铁形成离子键结合力，大大提高涂膜附着力。此外，氟磷铁复合颜料还能增涂层的物理机械强度，改善其耐侯性和耐紫外线照射。该涂料对被涂覆金属表面处理要求不高，人工除锈达St3级即可，这对结构件较复杂而又难以喷砂处理的表面施工有很多益处，易保证施工质量。1.1.2管道防腐污水处理厂中埋地管道应根据国家规定的防腐蚀工程设计规范进行设计系统必要的外壁防腐和内壁防腐措施，减少腐蚀，保证工艺管道的正常运行。所有埋地钢管需经除锈达Sa21/2以上级，钢管及钢管件采用防腐涂料内衬、外敷，实现内外防腐。1.1.3其他防腐措施上述防腐的措施都是被动的防腐，在设计过程中，应该变被动为主动，因此，本工程在选用材料上作以下考虑：对于露天设备采用高防护等级的产品；采用玻璃钢盖板；采用耐腐蚀的管材：如UPVC污水管和给水管，石棉玻璃钢通风管等。1.2运输、化验及机修◆运输设备根据本污水处理厂生产和职工生活需要，配置运输设备及台数见下表，供建设单位参考。运输设备配置名称数量备注办公面包110座客货两用车11.5吨自卸式运泥车312.7吨电动叉车13吨◆化验设备为了掌握进出水水质情况，作到科学管理，除设有必要的在线监测仪表、常规分析设备外，并在污水处理厂设化验室，其主要设备列于下表主要化验设备表序号名称规格单位数量备注1高温炉800℃台12电热恒温干燥箱200℃台13BOD5培养箱20℃台14电热培养箱台25电热恒温水浴锅100℃台26pH计台27电冰箱台18灭菌器台19生物显微镜台134 10精密天平台111物理天平台112纯水仪台113磁力搅拌器台114原子荧光仪台115紫外分光光度仪台116离子色谱仪台117气相色谱仪台118固相萃取工作站台119微波消解炉台120COD消解器台121可见光光度计台122真空泵台123超净操作台台1检测粪大肠杆菌◆维修设备设备维修按小修考虑，大型设备的维修由社会化服务的方式解决。主要维修设备见详下表。主要机修设备序号设备名称技术规格单位数量1空压机0.5m3/7kg台12台钻最大钻孔直径12mm台13台式砂轮机最大直径300mm台14落地砂轮最大直径300mm台15台钳台26交流电焊机330A台17乙炔发生器1m3/h台18氧气瓶40kg个234 1防洪1.1西边小河防洪规划本工程位于西边小河西北侧，因此厂区防洪只跟西边小河有关。新运粮河（含西边小河）：发源于五华区车头山，自北向南经龙池山庄、桃园村、甸头村，于沙靠村入西北沙河水库（面积11.5km2，总库容275万m3），出库后经普吉、陈家营、海源庄、龙院村（鸡舌尖）、新发村、高新开发区、梁家河，穿成昆铁路、石安公路，在积下村附近汇入草海。其中桃园村至龙院村段称西北沙河，龙院村至成昆铁路段称中干渠，成昆铁路至入草海段称新运粮河。流域面积83.4km2，主河长19.7km，坡度2.12‰。新运粮河右岸分水线以西的龙打坝大、小麦雨及三家村水库花红园一带岩溶地貌发育，地下暗河呈网络状分布，该两区域（汇水面积约40km2）地表水潜入地下溶洞后以泉水形式异地补给地表河流。从四周地形起伏变化及高程分布看，该两区域雨水基本回归新运粮河流域，可能的出水点在海源寺（龙打坝大、小麦雨片区）、宝珠寺（三家村水库花红园片区）一带，经调查，该两泉点出水量稳定，枯季时流量约0.1～0.5m3/s，雨季时最大出水流量估计8～10m3/s。新运粮河流域呈狭长状，东西宽4.23km，南北长19.7km，水系呈不对称发育，大小支流共有6条，分布在普吉村附近有东方红水库所在左支和自卫村水库所在右支；人民西路口处有右支海源河；中央粮库和成昆铁路附近有左支西边小河；石安公路附近建材厂处有右支制约厂大沟；积下村附近有右支沙沟。根据高新片区水系分布情况，可将海源河上段洪水在月半湾小区附近分流至西边小河，海源河仅承担月半湾小区以下至人民西路区间城区雨水，故本次按规划调整的水系作为量算片区汇水面积的依据。流域内西北沙河、东方红、自卫村、三家村水库以上均为山区，以下除有少量山坡旱地、农田外，其余为城镇，不透水或弱透水面积与山丘区面积比重相当。西边小河源于海源寺一带，自海源寺向南经海源小区、丽阳新城，穿云冶专用铁路，过黑林铺月半湾小区，穿昆瑞路后纳白龙河，向南穿科锦路、科光路、昌源中路，再接昭宗水库所在河流来水，于美丽新世界小区附近相继穿小铁路、人民西路、兴苑路，在中央粮库附近穿成昆铁路，于积善村附近汇入新运粮河。主河道长6.027km，平均比降0.63‰，径流面积20.6km2。根据高新区防洪规划布局方案，对部分河系归并，即将海源河上段在月半湾小区附近归入西边小河；分流新运粮河干流洪水，即在新运粮河上段龙院村断面开挖人工渠道；对西边小河进行拓宽、疏浚，保持排水畅通，使其满足行洪。西边小河设计洪水位河名断面河长（m）河底高程（m）设计洪水位(m)现状规划左岸堤顶高程（m）右岸堤顶高程（m）现状河宽（m）河道蓝线宽（m）断面型式左岸加高(m)右岸加高(m)西边小河K0+00001888.561891.71891.931891.934.04.7+10梯形（下底+上底）K0+020（中干渠分洪汇口下）201888.551891.71891.881891.884.0K1+080（月半湾分洪口）10801887.9518911891.181891.184.55.2+8.2K1+47714771887.591890.651891.341891.344.54.7+10K1+484（白龙河汇口下）14841887.321890.651891.371891.372.5K1+527（昆瑞路上）15271887.31890.631892.441892.442.56矩形K1+580（昆瑞路下）15801887.281890.591890.811890.814.7+10梯形（下底+上底）K1+79417941887.181890.41890.471890.476矩形K1+932（科锦路上）19321887.121890.31890.271890.270.030.03K1+948（科锦路下）19481887.111890.31890.281890.285.7+11梯形（下底+上底）0.020.02K2+58525851886.831889.911890.211890.217矩形K2+690（科光路上）26901886.781889.851890.271890.27K2+720（科光路下）27201886.771889.841890.121890.126.7+12梯形（下底+上底）K3+000（昌源中路）30001886.651889.671890.071890.07K3+302（铁路上）33021886.511889.461890.481890.48K3+349（铁路下）33491886.491889.441890.11890.18矩形K3+406（人民西路上）34061886.471889.421889.591889.59K3+460（人民西路下）34601886.451889.41889.641889.647.7+13梯形（下底+上底）K4+224（兴苑路上）42241886.181888.921889.181889.188矩形K4+324（兴苑路下）43241885.921888.861889.121889.128+11梯形（下底+上底）K5+040（成昆铁路）50401885.281888.471890.51890.58矩形K5+358（与中干渠汇口）535818851888.351888.041888.047.7+13梯形（下底+上底）0.310.31本工程位于K0+020与K1+080之间，因此按水面坡降确定100年一遇洪水位标高为1891.35。本工程位于西边小河西北侧，需满足相关防洪要求。34 1.1厂区地面防洪本工程的防洪设计按目前使用的《室外排水设计规范》、《城市防洪工程设计规范》、《城镇防洪（给水排水设计手册第七册）》（第二版）以及《防洪标准》等国家及地方的有关规范、规定执行。按照《室外排水设计规范》（GB50014-2006）规定，污水厂厂区防洪应不受洪涝灾害的影响，防洪标准不应低于城镇防洪标准，有良好的排水条件。按照西边小河防洪规划，该河道防洪标准为100年一遇，标高为1891.46m。本工程防洪设计应根据XX市第N污水处理厂在XX市中的地位和重要性以及城市总体规划要求，在充分分析洪水特性、洪灾成因和现有防洪设施抗洪能力的基础上，按照城市自然条件，从实际出发，合理设计厂区地面标高；同时由于本工程为地下式污水处理厂，应因地制宜设计考虑各种防洪措施。西边小河百年一遇洪水位标高为1891.35m，厂区周围地面最低标高约1891m左右。因此考虑厂区地面标高确定为1892m，一是厂区高于周边道路标高，防止路面雨水倒灌；二是厂区地面标高与周围地块标高协调。本污水处理厂设置为地下式，地下负一层地面标高1884.20m，负二层地面标高1876.95m，为了确保暴雨时地面雨水进入地下空间，在进入地下空间的道路入口处，确保有一定的跃坡挡水，并下坡道之前设置防洪排水沟拦截雨水。另外，为了避免非常情况地下空间发生水浸，还是负二层最低点设置排水泵井，确保非常时期抽升进入地下空间的水。1.2厂区防洪本工程的防洪设计按目前使用的《室外排水设计规范》、《城市防洪工程设计规范》、《城镇防洪（给水排水设计手册第七册）》（第二版）以及《防洪标准》等国家及地方的有关规范、规定执行。按照《室外排水设计规范》（GB50014-2006）规定，污水厂厂区防洪应不受洪涝灾害的影响，防洪标准不应低于城镇防洪标准，有良好的排水条件。按照西边小河防洪规划，该河道防洪标准为100年一遇，标高为1891.35m。本工程防洪设计应根据XX市第N污水处理厂在XX市中的地位和重要性以及城市总体规划要求，在充分分析洪水特性、洪灾成因和现有防洪设施抗洪能力的基础上，按照城市自然条件，从实际出发，合理设计厂区地面标高；同时由于本工程为地下式污水处理厂，应因地制宜设计考虑各种防洪措施。西边小河百年一遇洪水位标高为1891.35m，厂区周围地面最低标高（科新路地面层）约1891.07m左右。因此考虑厂区地面标高确定为1892m，一是厂区高于周边道路标高，防止路面雨水倒灌；二是厂区地面标高与周围地块标高协调。本污水处理厂设置为地下式，地下负一层地面标高1884.20m，负二层地面标高1876.95m，为了确保暴雨时地面雨水进入地下空间，在进入地下空间的道路入口处，确保有一定的跃坡挡水，并下坡道之前设置防洪排水沟拦截雨水。另外，为了避免非常情况地下空间发生水浸，还是负二层最低点设置排水泵井，确保非常时期抽升进入地下空间的水。34 1环境保护与劳动安全保护1.1环境保护1.1.1厂区环境状况XX市第N污水处理厂的厂区以满足生产工艺及相关专业的功能要求为设计原则，为生产、管理、生活提供便利，同时充分考虑厂区的整体协调与美观。污水处理厂工艺设计上充分考虑少占用地的要求，厂内主体构筑物集成式设计并埋地设置，地面建筑只保留消防出口及综合楼。地下构筑物之上的地面可根据实际需要设置绿化、景观、停车场等，考虑按园林式标准设计厂区景观。景观上要求与旁边河道两岸及周边环境景观相协调，美化了城区环境。生产区和管理、生活区由地上、地下两部分分隔开来，有效地阻隔污水、污泥处理构筑物所散发出来的气味以及隔离生产噪声；建、构筑物的风格协调统一；厂区设置喷泉、园林景点等，进行充分的绿化，整个厂区的绿化率大于80%；对主要污染源，通过采取有效的治理措施，将污染减少至最低程度，使整个厂区环境优雅，成为一个花园式的现代化工厂。1.1.2环境保护标准本项目的环境质量、卫生标准按国家标准要求执行：(1)《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)，按IV类标准执行；(2)《城市区域环境噪声标准》(GB3096-93)，交通干线房按Ⅳ类标准执行，即昼间70dB(A)、夜间55dB(A)；其余按Ⅱ类居住、商业、工业混合区标准执行，即昼间60dB(A)、夜间50dB(A)；(3)《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2002)，即H2S一次值标准限值为0.01mg/m3、NH3一次值标准限值为0.20mg/m3；(4)《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008），按Ⅲ类标准执行，即厂界噪声等效声级昼间不得超过65dB(A)、夜间不得超过55dB(A)；(5)《环境空气质量标准》(GB3095-1996)，按二级标准执行，即二氧化硫日平均和年平均限制分别为0.15mg/m3和0.06mg/m3、氮氧化物日平均和年平均限制分别为0.10mg/m3和0.05mg/m3、一氧化碳日平均限制为4.00mg/m3、总悬浮颗粒物日平均和年平均限制分别为0.30mg/m3和0.20mg/m3；(6)《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)，按二级标准执行；(7)《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)，按二级标准执行，此标准没有氨、及恶臭的限值；(8)《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)，按二级标准执行，即厂界（新扩改建）氨限值为1.5mg/m3，硫化氢限值为0.06mg/m3，臭气浓度限值为20（无量纲）。1.1.3主要污染源本工程的建成将有效地减少外排城市污水中污染物的排放量，有效缓解水道的水污染状况，其环境效益是显著的。本污水处理厂的尾水水质好，可直接排放西边小河以改善西边小河现状水质。污水处理厂虽具有治理污水、减少污染及保护环境的功能，但其在正常运转中会产生废气、废渣、噪声及外排废(尾)水。（1）水污水处理厂工程削减了服务区域内排入水体的污水中大量的有机污染物，减轻了污染物对水域的污染，但水中仍有允许排放标准内的污染物排入水体。（2）固体废弃物污水处理厂运行过程中会产生污泥、砂石和栅渣等固体废弃物。污泥中含有大量的病原生物，需要经过特定处理才可利用。细格栅和精细格栅会产生栅渣，沉砂池会产生砂石。需要确定稳妥的外运处理方式，保证避免固废的污染。（3）臭气污水处理厂的臭气主要在格栅间、污泥处理等工艺段产生。臭气的主要成分为NH3、H2S、甲硫醇、硫化甲基等。这些物质有刺激性气味，并有一定的毒性，人体大量吸入会产生不适感。吸入量一旦大于某一限定值，对于人体健康就会有较大的危害。（4）噪声水泵、鼓风机和电机等设备易产生噪声，对周边环境造成影响。宜采取减噪隔音措施，使厂区对周边环境的噪声影响符合有关标准。1.1.4污染防治对策及建议污水处理厂属于城市环境保护设施，但它在正常运转中也会产生一些污染，特别是无组织的臭气和外排污泥等，为此，须配套有关的污染防治措施，加强环境管理。（1）污水处理厂要有卫生防护带，在此带内种植高大阔叶乔木形成绿化隔离带，阻挡和吸收（吸附）可能产生的恶臭和致病微生物气溶胶，使附近环境卫生质量得以保证。既美化环境，又净化空气，同时吸声、屏噪、阻隔恶臭扩散。在时间上，绿化隔离带宜提前建设，达到污水厂投产时隔离带绿树成林的要求。34 （2）在厂区总平面布置中，总体布置与常年风向结合起来。首先根据常年主导风向将厂前区设于其上风向，并通过厂区道路和绿化带与其它区域隔开，减少气味的影响。（3）污水处理厂建成后，对厂外本纳污区域内的排污单位严格执行国家和ZZ省有关标准。（4）污水处理厂内的污水和废水，须由管道收集，同进厂污水一道经处理后达标排放。（5）在正常情况下，污水处理厂不排放未经处理的污水。若因事故或维修需要暂停运转时，必须报经当地环境保护部门审查和批准，并采取相应的补救措施。加强运行操作管理，尽可能减少甚至杜绝污水处理厂的事故排放。（6）水泵、鼓风机、电机等易产生噪声的设备，采取加隔音罩、设置隔振垫等措施减少噪声，同时，将管理用房与机房分开，并安装有效的隔音设施，使之符合有关标准。（7）对污水处理厂预处理阶段产生的臭气，如格栅井、污水尾水提升考虑采用密闭措施，防治臭气外溢，强制通风处理；污泥处理阶段，污泥脱水在室内密封空间内进行。（8）污水处理厂尾水的回用，污水处理厂出水回用于厂区绿化、道路浇洒、冲洗车辆等外，将来还可考虑回用作城镇杂用水，如用于城镇绿化，道路、车辆、厕所冲洗等，从而可减少新鲜水用量，节约水资源，提高水循环利用率。（9）厂内格栅间、沉砂池及污泥脱水机房均有固体废弃物产生，在运行管理中应按要求堆放，外运时采用半封闭自卸专用车辆，运送到指定区域妥善处置。污泥运输应及时，运输采用密闭车辆，避免污泥沿途滴洒。（10）合理增加厂内绿化，绿化面积比率大于80%。1.1.1建设期间的环保措施在施工中的施工噪声、施工建渣弃土、施工扬尘和施工废（污）水等，会对周围环境产生一定影响，项目在厂区及截污干管工程开挖、渣土临时堆放时，若处置不当，可能造成局部水土流失。只要严格按施工规范文明施工，认真制定和落实本报告表所提出的工程施工期应采取的环保对策措施，可以将工程施工期对环境产生的影响降到最小。施工结束后，临时占地都要进行清理整治，拆除临时建筑，打扫地面，重新疏松被碾压后变得密实的土壤，洼地要覆土填平，并及时进行绿化，把水土流失造成的影响降低至最低水平。施工场地内大的树木，应移栽至厂界，可作为绿化植物。（1）噪声建设项目施工期间其场界噪声值基本上都超过相应的噪声标准，工程施工期间各类机械设备所产生的噪声对周围将会产生一定的影响，为了减轻噪声影响，建设单位仍需加强管理。施工部门应合理安排好施工时间和施工场所，高噪声作业要根据施工作业要求尽量安排在远离声环境敏感区，对设备定期保养，严格操作规范。尽量选用低噪声机械设备或带隔声、消声的设备。严禁高噪声设备（如冲击打桩机）在休息时间（中午或夜间）作业。同时应在施工设备和方法中加以考虑，尽量采用低噪声机械。对夜间一定要施工又会影响周围居民生活的工地，应对施工机械采取降噪措施，同时也可在工地周围或居民集中地周围设立临时的声障装置，以保证居民区的声环境质量。（2）环境空气开挖、钻孔和拆迁过程中，洒水使作业保护一定的湿度；对施工场地内松散、干涸的表土，应经常洒水防尘；建设施工中遇到连续的晴好天气又有风的情况下，对堆土表面洒上一些水，防止扬尘，同时施工工作者应对土地环境实行保洁制度。加强回填土堆放场的管理，要制定土方表面的压实、定期喷水、覆盖等措施；不需要的泥土、建筑材料弃渣应及时运走，不宜长时间堆积。运土卡车及建筑材料运输车应按规定配置防洒装置，装载不宜过满，保证运输过程中不散落；并规划好运输车辆的运行路线与时间，尽量避免在繁华区、交通集中区和居民住宅等敏感区行驶。运输车辆加蓬盖，且出装、卸场地前用水冲洗干净，减少车轮、底盘等携带泥土散落路面。对运输过程中落在路面上的泥土要及时清扫，以减少运输过程中扬尘。（3）固体废物施工单位必须按规定办理好余泥渣土排入的手续，获得批准后方可在指定的受纳地点弃土。车辆运输松散废弃物时，必须密封、包扎、覆盖，不得沿途撒漏。运载土方的车辆必须在规定的时间内，按指定路段行驶。项目开发者及工程承包单位应与当地环卫部门联系，及时清理施工现场的生活废弃物；工程承包单位应对施工人员加强教育，不随意乱丢废弃物，保证工人工作生活环境卫生质量。（4）污水对工地污水应搞好导流、排放，清洗材料或设备的污水经沉淀后，尽可能循环利用。工地食堂污水应进行隔渣隔油初步处理后排放；对于粪便污水应排入临时化粪池进行处理。1.1.2运行期间的环保措施污水处理厂运行期产生的主要污染物为污水处理厂处理后的尾水、机械噪声、臭气以及脱水污泥和栅渣沉砂等固体废弃物，以及污水泵站噪音、泵站污泥和臭气等等。1）污水34 在污水厂正常运行情况下，污水处理厂自身产生的生活污水及构筑物的生产污水均进入厂区内进水泵房，然后进入污水处理系统进行处理，能达到相应要求的出水水质，对外界环境不会造成影响。城市污水经过处理后，达到GB18918-2002排放标准中的一级A标，对地表水水质有较大改善，项目对水环境具有明显的正效益。污水处理厂自身产生的生活污水及构筑物的生产污水(如上清液等)均排入进水泵房，然后进入污水处理系统进行处理，对外界不会造成污染。但在污水厂事故情况下，出流污水将对地表水产生污染。因此，污水处理厂设计建设时应采取相应防范措施，建成运行后，必须加强对污水处理设施的管理和维护，确保废水处理后稳定达标排放，避免事故排放。2）固体废弃物污水处理厂的固体废度物主要来自污水、污泥处理过程产生的栅渣，沉砂和泥饼。经浓缩脱水后的污泥、生产流程内产生的栅渣和沉砂采用专用容器存放，可直接用专用运输车运送到处置地点，不会对周边及沿途环境造成污染。3）噪声污水厂的噪声主要来自水泵、鼓风机、脱水机和运输设备，还有厂区内外来往车辆等的噪声。污水处理厂内噪声较大的设备，如污水泵、污泥泵、除砂机等均设在室内或者水下，经过墙壁隔声或者水体隔声以后传播到外部环境时已衰减很多。鼓风机房等设计将采用隔音材料、隔音门窗等隔离噪音。项目营运过程中产生的噪声通过选用低噪声设备，设备减震，建筑物隔声、吸声等综合降噪处理措施后，可实现厂界噪声达标，不会对厂界外声学环境产生明显影响。4）恶臭污水厂产生恶臭的构筑物主要为预处理区的格栅间、沉砂池、生化池、贮泥池及污泥脱水间等，这些处理设施无组织散发的恶臭气体产量受水温、PH值、构筑物设计参数等多种因素的影响。本工程对恶臭采取了密闭负压抽风、立体绿化等措施进行控制。采取除臭等相应处置措施后，本项目恶臭不会对区域环境空气质量和周围敏感点产生明显影响。总之，建成后的污水处理厂的运行将较大地削减污染物进入水域，有效地保护水环境，带来可观的环境、经济和社会效益。1.1安全保护1.1.1运行安全（1）污水处理厂总平面布置中考虑功能分区明确，使噪音、有毒气体产生源远离厂前区，使多数职工与之隔离。建（构）筑物间隔除满足工艺流程的要求外，同时还满足防火、通风、采光、日照等距离要求。主、次干道构成环状网与进出口贯通，以满足消防车辆行驶的要求。厂区配置救生衣、救生圈、安全带、安全帽等劳动防护用品。（2）水泵、电机、风机等易产生噪声的设备，设置隔振垫，减少噪声，同时，将管理用房与机房分开，并采取有效的隔声措施。机房的建筑设计，采用隔音罩，尽量消除和控制噪声的扩散。机械设备的危险部分，如传动带、明齿轮、砂轮等必须安装防护装置。（3）化验室内设专门的通风柜，涉及有毒物品和会产生有害气体的化验操作都在柜中进行。在危险性的工段，设置报警仪和通风系统，并配备防毒面具。易燃、易爆及有毒物品，须设置设置用仓库、专人保管，并满足劳动保护规定。（4）厂内前处理工段考虑了生物除臭措施。对于一些密封结构，通风条件差的场所，采取机械通风。（5）各处理构筑物(包括污水提升泵站)走道和临空天桥均设置保护栏杆，其走道宽度、栏杆高度和强度均符合国家劳动保护规定。（6）全厂所有构筑物上，外露的电气设备均加安全防护罩，并设明显的危险标志。所有电气设备的安装、防护，均须满足电器设备有关安全规定。（7）配备专门的便携式多种气体检测仪，以便在设备维护检修前，工人能对工作场所的氧气含量、硫化氢含量等进行检测。（8）防雷接地系统遵照国家有关规定进行设计，照明系统采用了3相4线制，电气设备选型也充分考虑安全性。（9)在结构设计中考虑抗震措施，按地震烈度七度考虑，主要构(建)筑物适当构造加强处理。1.1.2突发事故安全污水处理厂在建成投产后有时会发生突出事故，此时需采取必要的处理措施：（1）污水处理厂按双电源供电进行设计，以保证污水厂电气系统的连续、可靠运行，若发生突发性的电力事故，造成污水处理设施不能正常运行时，污水将通过溢流管排入水体，但需报上级主管部门的批准同意。（2）污水厂事故停电时，能立即反馈信号给厂外泵站指令已迅速停泵，同时消防电源自动关闭细格栅前的进水溢流井的事故闸门，确保地下空间不被水淹。（3）厂区内除了设置可靠的防洪排水设施外，地下负二层最低点另设排水泵井，服务于厂区地下空间的突发性浸水。泵井抽水后直排西边小河。34 （4）在进、出水均设有仪表，以保证水质突变时可通过调节工艺运转参数等方式改善工况环境，保证出水的达标。（5）因污水管道或设备的堵塞等原因造成突发事故，必须立即予以排除，此时需操作工人进入地下空间、管道和集水井等构筑物内，但必须配备防毒罩等必要的安全措施方可下井。34 1节能减排1.1节能的意义能源是人类赖以生存的条件之一，回顾人类社会的发展历史，能源的开发利用水平决定着人类文明的昌盛程度。目前人类仍然处在石油、天然气时代，能源消耗仍然以石油、天然气、煤这些不可再生的化石燃料为主，而且在未来50年内不会有太大变化。然而地球上不可再生能源的储量是有限的，这就决定了能源危机、能源紧缺将是人类长期面对的现实。我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了巨大的资源和环境代价，经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐，群众对环境污染问题反应强烈。这种状况与经济结构不合理、增长方式粗放直接相关。不加快调整经济结构、转变增长方式，资源支撑不住，环境容纳不下，社会承受不起，经济发展难以为继。污水处理技术从能源角度看，本质上是以消耗能源为代价换取符合水质、水压要求的净化水，在水处理设施运行过程中，提升、脱水等设备，绝大部分都是以电力来驱动的，积极推进水处理节能技术的研究、开发、应用符合我国能源状况和可持续发展战略的要求。1.2污水处理系统所需能源污水系统主要分为污水厂、管线及污水泵站三个部分。其中污水处理厂采用生物法工艺对城市污水进行生化处理，处理过程中消耗的能源主要是电、水等，能耗主要包括：污水、污泥处理设备的电耗：鼓风机、水泵、回流污泥泵、剩余污泥泵、脱水机、推流/搅拌设备等。生活及照明等能耗。生产、生活及消防用水。生产所需的药剂。1.3节能设计本项目设计以技术先进、节能降耗、提高企业经济效益为宗旨，进行工艺流程选择及设备配置。现针对主要影响工程运行经济指标的加药量以及用电量这两方面因素逐一分析，并分析节水、补水进行节能分析，阐明本工程采取的节能措施。1.加药量在保证取得良好处理效果的基础上精确确定最佳加加药量是降低运行成本的主要因素，也是节能措施之一，本设计中采取以下措施：⑴采用高精度的计量仪表和加加药设备。⑵采用流量比例加药方式，使加药量处于最佳值。2.用电量污水项目是一个用电大户，具有用电设备多，用电设备的功率大等特点。节省电耗是降低供水运行成本的关键所在，为此本工程考虑了以下节能措施：⑴设备的选型均采用高效、节能型产品，建筑采用节能设计。⑵变电站靠近厂区用电中心－风机房、脱水机房，以降低电力传输损耗，节约电能。⑶主要水泵机组采用变频调速方式运行，可根据管网的压力自动控制水泵的转速，节省电耗。⑷电气设计中选用新型无功功率补偿装置，提高功率因数，减小无功损耗。变压器采用节能型变压器。⑸全厂采用高效电光源和高效节能灯具，降低照明能耗。⑹MBR膜组件吹扫曝气采用脉冲式，大大减少鼓风曝气量及运行电耗。⑺生化池好氧区曝气头采用不均匀布置，科学设置多个溶解氧仪，并科学设置多个空气调节蝶阀，根据污染物去除的需要尽量节约好氧段曝气量，减少鼓风曝气量及运行电耗。⑻经过计算机模拟、实验验证等手段，进一步优化工艺设计参数及科学调节运行工况，减少污水处理运行能耗。3．建筑节能为实现经济社会的可持续发展，全面推广节能型建筑，参照《公共建筑节能设计标准》等在本工程中全面贯策建筑节能标准。对建筑节能重要部位（墙体、屋面、门窗）设计采用轻质墙板、节能门窗、墙体保温、屋面保温材料等新产品、新技术。本工程建筑设计再体型上力求简捷、整齐，减小体型系数，增强保温效果。墙体采用蒸汽加压砌块，门窗空气渗透性能不低于Ⅲ级标准。加强梁柱部位的冷桥保温设计，减少能耗，实现全面节能。建筑上也尽量利用地面上的工艺设备吊装孔，作适当处理，兼顾地下空间的采光要求。4、厂区中水回用根据本工程的处理标准，考虑中水回用对象可为厂内自用水，如污泥脱水机械冲洗、加药用水等，绿化用水。本工程定员较少，办公用自来水用量少（约5吨/日）。污水厂生产自用水量较大：机械脱水机（离心机）冲洗水量10m3/h；厂内绿化用水量为1.73m3/h；冲厕等生活杂用为5m334 /h；加药用水23.1m3/h；格栅冲洗41.58m3/h；其它用水16.28m3/h；合计约100m3/h。污水处理厂每日尾水排放量较大，用水量大部分可取自处理后的尾水，中水回用可以有效利用水资源，节约成本。4、河道补水（污水资源化）污水处理后的尾水就近回补河道，大大节省河道补水的成本。利用污水处理厂的中水作为西边小河景观补水，以实现河涌水污染的有效控制和水资源的有效利用，可为治理河涌污染的有效途径之一。1.1城市再生水回用随着供水价格的逐步调整，中水作为“城市第二水源”的价值优势进一步凸现。中水利用提供了一个经济的新水源，减少了新鲜水的取用量，也就相应减少了排入市政污水管道的污水量，从而减轻城市给水排水管网的负荷，可以降低城市排水设施的投资的运行费用，减少排向城市周边水体的污水量，改善自然水环境。拓宽中水回用途径，可提高水资源循环利用率。按照城市发展及《XX市再生水利用专项规划》（讨论稿）的规划，第N污水处理厂再生水站的规模为4.0万m3/d。本工程解决XX市的水污染问题的同时，拟将处理后的尾水广泛用于河道补水、养殖、工农业和园林绿化，具有巨大的意义和价值。34 1四新技术的应用1.1采用地下空间开发利用新技术随着世界经济和科学技术水平的不断发展以及地上空间的日益减少，人们将眼光转向地下空间已成为社会发展的必然趋势。广州、深圳已相继成功建设全地埋式污水处理厂，并证明对减少用地、美化城市环境方面发挥了重要的作用。曾经阻碍地下空间的开发利用发展的因素和关键技术问题正在逐一突破，包括地下空间的防灾技术、通风技术、照明技术、防水技术、环境控制技术、开挖支护施工技术等，地下空间开发利用的成本逐渐减少，使城市污水厂按地下式设计可行性得以逐渐增强。本项目采用地埋式方案，充分运用了地下空间开发利用的一系列先进技术。1.2采用先进MBR膜生物反应器新技术二十一世纪高新科学技术主要表现在两个领域，一个是电子信息技术、一个是生物工程技术。这两种高新技术的发展更新为城市污水污水生物处理技术的发展提供了基础。设计采用的膜生物反应器技术（MBR）是膜分离技术和污水生物处理技术有机结合的产物，被逐渐认为是迅猛发展的水处理新技术，国外较为广泛地应用于市政污水，是极具发展潜力的污水处理技术，国内已较为广泛地应用于工业污水，北京、广州、XX市、无锡等已应用于城市污水深度处理。该技术的特点是以超、微滤膜分离过程取代传统活性污泥处理过程中的泥水重力沉降分离过程，由于采用膜分离，因此可以保持很高的生物相浓度和非常优异的出水效果。该技术具有出水水质优良、占地面积小、剩余污泥排放少、不受污泥膨胀的影响、自动化程度高等诸多优点。1.3采用先进、安全和可靠的仪表与自控技术污水处理厂先进、安全和可靠的仪表与自控技术主要体现在：（1）工程的集中管理、分散控制系统由一个中央控制站和多个现场控制站和所属分控站、高速数据通道组成，保证了污水厂的运行控制灵活、可调、简便和稳定、可靠。（2）采用PLC控制技术，提高污水处理厂自动化控制水平。（3）为本工程生产监控设置一套闭路彩色电视监视系统，为全厂安全保卫工作设置一套电视监视系统，方便工程的运行管理。（4）污水处理厂进、出水仪表的设置，既方便运行在线监测数据的采集，又方便监测数据的分析、反馈和调控。1.4采用先进的设备选用先进的设备，其目的在于运行的稳定、可靠，并在运行过程中高效、平稳、节能、节水和节约原料。（1）PVDF膜组件 PVDF膜组件，具有以下优点： •强度高 PVDF膜内外致密的双皮层结构，以及特种纳米材料形成的网状结构，使得膜强度高，解决了传统PVDF膜强度差的缺陷。 •抗污染性好 PVDF膜由于其超光滑的膜表面特性和独特的电荷性能，造就了其超强搞污染性能。 •通量大 PVDF膜特种纳米材料形成的网状膜结构，使得其具有很高的孔隙率和大的水通量。 •截留性能好 PVDF膜内外致密的双皮层结构决定了其优越的截留性能。 •清洗通量恢复好 PVDF膜独特的内外致密层结构，使得污染物只能停留在膜的外表面，不会进入膜的网状孔内，因而非常易于清洁，清洗通量恢复好。 •膜块化设计 PVDF膜组件模块化设计、结构紧凑，占地小，易于组合使用。 （2）精细格栅板式格栅系统采用了90°垂直的安装在渠道里的形式，待过滤的污水从板式格栅中间进入，从内向外通过两侧的穿孔栅板排出进行栅渣过滤。当穿孔栅板不断上升，淤积在栅板上的栅渣被栅板上的提升台阶提升到排渣区，被喷淋冲洗系统冲洗掉入排渣槽内，然后通过不锈钢溜槽输送到栅渣清洗压榨系统，而栅板也同时被喷淋冲洗系统冲洗水清洗干净。该设备设计的进水方式使得污水必须从格栅中间进入再从两侧排出，所有细小垃圾颗粒无法溢流到格栅后方，同时污水仅过一道格栅的设计也能保证较小的水头损失，提高运行效率。格栅设计强度大，能承受大于1.0m的动态水位差或1.5m的静态水位差，特别是在特殊情况下能保证格栅不变形，保持运行性能。该设备具有占地小、安装检修方便等特点，特别适合于地下式污水处理厂使用。（3）污泥泵采用螺旋叶轮式技术34 常规的污泥泵均采用普通叶轮形式，本次工程采用螺旋叶轮式，该泵具有流通大，防堵塞、耐磨损和高效率等优点，并有干式、湿式多种形式，可避免污泥堵塞，防止污泥中杂质影响水泵的正常运转。1.1采用了先进的脱臭技术脱臭技术是污水工程设计中的新兴技术，它是通过对恶臭污染物的收集和处理，未达到控制大气污染，保护和改善环境的目的。本工程在污水处理厂的工程设计中，采用了生物脱臭技术，使工程更具环保性、节能性、可持续发展性，同时也使工程设计的水准又上了一个新的台阶。1.2集约化布置形式本工程初步设计根据XX市第N污水处理厂占地小、用地紧张等特点，采用了组团集约化的布置形式。采用集约化的布置形式有以下优点：•占地小，投资省；•减少了构、建筑物间相互连接的工程量和能量损耗；•污水处理厂构、建筑物易于进行建筑和美化处理；•缩短人流线路，便于污水处理厂的运行和管理；•地上地下协调布局。34 某污水处理厂工程可行性研究报告1管理机构、劳动定员及建设进度设想1.1污水处理厂体制根据国家发展计划委员会、建设部、国家环保总局1999年9月6日计价格[1999]1192《国家计委、建设部、国家环保总局关于加大污水处理费的征收力度建立城市污水排放和集中处理良性运行机制的通知》要求，污水处理企业（单位）要实行企业化管理，独立核算，自负盈亏，照章纳税。1.2污水处理厂机构管理机构设置合理，不但可以保证出水水质，还可以降低处理成本。健全的管理机构、先进成熟的管理经验在保证城市污水处理厂稳定、可靠地运行方面具有重要性。建议第N污水处理厂的管理机构设置如图所示。除操作运行管理和相应的后勤服务部门需要按三班制（4班3运转）工作之外，其余部分均为常白班制工作。管理结构图34 某污水处理厂工程可行性研究报告1.1组织管理措施(1)建立健全、完备的生产管理机构。(2)对入厂职工进行必要的资格审查。(3)组织操作人员进行上岗前的专业技术培训。(4)聘请有经验的专业技术人员负责厂内的技术管理工作。(5)建立健全包括岗位责任制和安全操作规程在内的工厂管理规章制度。(6)对厂内工作人员实行定期考核奖罚制度。(7)组织专业技术人员提前上岗，参与施工、安装、调试、验收等实践，为今后的运转奠定基础。(8)组织参加全国污水处理行业技术情报的交流活动。1.2技术管理措施(1)会同市政环保部门监测入厂污水水质，各企事业单位的污水必须达到准许排入市政管道的排放标准后才能排入污水处理厂。(2)对进出本厂的水质和水量进行监测并对数据进行整理分析，建立运行技术档案。(3)根据水质、水量的变化及时调整运转工况。(4)根据实际运行情况及时调整中心控制系统，为出水达标、节省能耗提供保证。1.3劳动定员若参照《城市污水处理工程项目建设标准》，10万m3/d规模城市污水处理厂（含深度处理）需定员53～79人。考虑到污水处理厂自动化程度高，污水处理厂的操作过程、管理模式等均会发生变化，实际定员相对于国家标准有所减少。这也符合《城市污水处理工程项目建设标准》（修订）中第六十五条的规定，即“劳动定员应根据项目的工艺特点、技术水平和自动控制水平，并按照企业经营管理的要求合理确定”。34 某污水处理厂工程可行性研究报告第N污水处理厂构筑物集约化程度高、管理点少，加之自动化程度高，在人员配置时应减少操作人员的数量，增加设备或系统的管理、维护人员的数量，同时增加高素质人员的比重。对于辅助生产人员，可以尽量由当地提供的社会化协作条件解决。综合考虑以上情况，建议第N污水处理厂按车间人员编制，厂内定员24人。污水处理厂定员表为了完整地阅读，请点击查阅某污水处理厂工程可行性研究报告34'