东莞市石龙新区污水处理厂工程结构设计.docx
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东莞市石龙新区污水处理厂工程结构设计
东莞市石龙新区污水处理厂工程结构设计
第一章概述
1.1项目名称、建设单位
1.1.1项目名称
东莞市石龙新区污水处理厂工程。
1.1.2建设单位
东莞市环境保护局,东莞市环保产业促进中心。
1.1.3项目地点
东莞市石龙镇新城区西北端,欧仙路以北,民兴路以东。
1.2设计依据、设计范围和设计资料
1.2.1设计依据
1.《东莞市石龙镇总体规划修编(2002—2020)》;
2.东莞石龙镇新城区污水处理厂项目建议书;
3.东莞石龙镇新城区污水处理厂特许权(BOT)项目招标文件;
4.东莞石龙镇新城区污水处理厂工程可行性研究报告;
5.东莞石龙镇新城区污水处理厂工程可行性研究报告专家评审意见;
6.“石龙旧城区发展详细规划”;
7.“石龙新城区污水治理工程总体布局规划研究”;
8.东莞石龙镇新城区污水处理厂场地现状图(1:
1000);
9.东莞石龙镇新城区污水处理厂场地岩土工程勘察报告。
10.东莞市石龙镇地形图(1:
1000)
11.东莞市石龙镇污水处理厂《建设项目环境影响报告表》(2004.2.28)
12.《东莞市污水处理工程建设规划(第一组)【2003~2020】说明书·图集·现状调查报告》
1.2.2设计范围和内容
1.设计年限:
近期2010年
远期2020年
2.工程服务范围
本工程设计的服务范围为:
石龙旧城区和新城区的生活污水及工业废水。
3.工程设计内容
对石龙新区污水处理厂内的污水处理构筑物、污泥处理构筑物、必要的生产建筑物进行工艺、土建、电气、仪表自控、通风、经济分析及总图等专业的初步设计。
1.3设计原则
1.贯彻国家关于环境保护的基本国策,执行国家对环境保护、城市污水治理制定的有关政策、法规、规范及标准。
2.在城市总体规划指导下,实行城市污水综合治理,贯彻近、远期结合,分步实施的方针,全面解决城市污水排放对东莞市地表水及地下水造成的污染,改善市区河流的水体质量,力求获得最大的社会、环境、经济效益。
3.污水处理工艺应因地制宜并力求技术先进可靠、经济合理、高效节能、操作方便,确保污水处理达标排放。
4.积极稳妥地采用新技术,充分利用国外的先进技术和设备以提高行业的装备和技术水平。
5.为保证污水处理系统正常运转,供电系统需有较高的可靠性,采用双回路电源,并且污水厂运行设备有足够备用率。
6.妥善处理、处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂和污泥,避免造成二次污染。
7.在污水处理厂规划用地范围内,本着便于施工、便于维护管理的原则,总平面布置尽量做到各处理构筑物相对集中,节约占地。
8.充分利用地形,合理布置处理构筑物及水力流程,减少工程投资,节约能源,降低日常处理费用,并考虑污泥综合利用。
9.采用先进可靠的控制系统,实现自动化管理,做到技术可靠、经济合理,同时精简污水厂劳动定员。
1.4设计规范和标准
1.4.1我国现行的有关水污染防治的政策、法规
《中华人民共和国环境保护法》(1989年12月)
《中华人民共和国环境防治法》(1984年5月)
《中华人民共和国水污染防治法》(1989年7月)
《建筑项目环境保护管理法》(1986年3月)
《污染物排放许可证管理暂行办法》(1986年3月)
《污水处理设施环境保护、监督管理办法》(1989年5月)
《饮水水源保护区污染防治管理规定》(1989年11月)
《中华人民共和国海洋环境保护法》(1983年3月)
《城市污水处理及污染防治技术政策》
1.4.2工程设计采用的主要标准和规范
《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)
《污水综合排放标准》(GB8978-1996)
《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)
《农田灌溉水质标准》(GB5084-1992)
《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284--84)
《生活饮用水卫生标准》(GB5749-85)
《水质检测与分析》(HY003、4-91)
《沉积物分析》(HY003、5-91)
《生物分析》(HY003、6-91)
《制定地方水污染物排放标准的技术原则与方法》(GBJ3838-83)
《工业企业总平面设计规范》(GB50187-93)
《恶臭污染物排放标准》(GBl4554-93)
《大气污染物综合排放标准》(GBl6297-1996)
《室外给水排水工程设施抗震鉴定标准》(GBJ43-82)
《室外排水设计规范》(GBJ14-87)(1997年版)
《污水排入城市下水道水质标准》(CJ3082-1999)
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)
《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)
《工业与民用建筑抗震设计规范》(GBJ11-89)
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)
《工业企业设计卫生标准》(TJ36-79)
《建筑设计防火规范》(GBJl6-87)(2001年版)
《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》(CJJ31-89)
《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069-2002)
《钢结构设计规范》(GBJ50017-2003)
《水工混凝土结构设计规范》(DL/T5057-1996)
《地下工程防水技术规范》(GBJ108-87)
《建筑给水排水设计规范》(GBJ15-88)(1997年版)
《建筑结构设计统一标准》(GB50068-2001)
《供配电系统设计规范》(GB50052-95)
《10KV以下变电所设计规范》(GB50053-94)
《低压配电设计规范》(GB50054-95)
《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》(GB50062-92)
《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058-92)
《35KV-110KV变电所设计规范》(GB50060-92)
《供水排水用铸铁闸门》(CJ/T3006-92)
1.5城市概况
1.5.1地理位置
东莞市位于广东中南部,珠江口东岸,东江下游的珠江三角洲。
地处东经113°31´~114°15´北纬22°39´~23°09´。
最东是清溪的银瓶嘴山,与惠州接壤;最北是中堂大堤乡,与广州市、惠州市隔江为邻;最西是沙田西大坦北的狮子洋中心航线与广州市隔海相望;最南是凤岗雁田水库,与深圳市相连,毗邻港澳,处于广州至深圳经济走廊中间。
西北距广州59公里,东南距深圳99公里,距香港140公里,东西长约70.45公里,南北宽约46.8公里,全市陆地面积2465平方公里。
石龙位于东莞市的西北。
石龙旧城区接壤石碣镇,位于挂影洲的最东面,由于历史形成石龙旧城区人口密集、商贸发达,根据石龙镇的规划设想,该区域将不再发展工业居住,相对在未来的几年将有人口搬出。
按规划旧城区建设用地2.5平方公里,规按规划旧城区建设用地2.5平方公里,规划人口5.75万人,分为生活居住区和新兴工业区,以日用消费型商业为依托。
石龙新城区是被东江分隔单独的江洲岛,地理位置特殊。
新城区规划建设用地4.1平方公里,规划人口5.47万人,分为综合生活居住区和新城工业区,特色—城市行政、科技、信息、文化中心。
1.5.2社会经济
石龙镇近年经济发展迅速,2000年产业结构比例为0.1:
52.1:
47.8,可以看出第二、第三产业占主导地位。
第三产业全年实现社会商品零售总额达12.57亿元。
已形成光学制品、电子家电、医药、化工、食品饮料、服装等多种规模产业。
曾获得部、省级等多项荣誉。
这些优势力量在新世纪、新的历史时期仍将存在。
1.5.3自然条件
1.气象条件
石龙镇属亚热带季风气候区。
四季温暖,雨量充沛,其中4~9月多暴雨,今年主导风向为东北风,每年八月至十二月有多次八级以上的台风侵袭。
气温:
多年平均气温:
22℃
极端高温:
37.9℃
极端低温:
2.6℃
最高月平均:
27.6℃
最低月平均:
13.5℃
降雨量
多年平均降雨量:
1750.4mm
最大年降雨量:
2652mm
最小年降雨量:
998.7mm
最大月降雨量:
830.2mm
最大日降雨量:
485.4mm
暴雨多集中在4~9月份,其间降雨量占全年的87.6%。
(3)湿度:
多年平均相对湿度:
79%
(4)风向、风速
风向季节性非常明显。
冬季主导风向:
偏北风
夏季主导风向:
偏南风
年平均风速:
2.m/s
2.湖泊、河流及水文
东江发源于江西省安远县,东江干流从惠阳、博罗两县之间进入东莞市境内,在市境北边自东向西横贯而过,在东段,经企石至石龙,过境河长35公里,在石龙分北干流和南支流。
北干流由石龙经石碣、高涉、中堂和麻涌四镇后于麻涌大盛注入狮子洋,河长41公里;南支流经附城、万江、莞城、道、沙田后于沙田泗盛注入狮子洋,河长42.7公里。
在北干流与南支流之间,形成以石龙镇为顶点的三角洲——东江三角洲,面积为319.5平方公里。
该三角洲内河网交错,地势平坦,自东北向西南倾斜,倾斜度约1/1500,地面高程由0.2~2.28米,冲积层厚度一般10—20米,冲积层下多为红沙岩。
珠江口潮汐屈于不正规半日潮,潮汐可及石龙。
每当东江枯水,咸潮上涌(枯水期一般从十一月至次年二月),一般年份咸潮可达南洲、宝屯一带。
以博罗站为代表,东江每年径流量240亿立方米/秒,年平均流量760立方米/秒,枯水流量8401立方米/秒,最高水位4.25米(1985年),河道平均坡降0.173%。
全市一百四十多万人饮用东江水,年供香港和深圳水量分别为11和4.9亿立方米。
东江北干流和南支流分别从挂影洲的北面和南面流过。
北干流水位差比南支流高,属C级航区,东江南支流潮位差最大值为0.9m~1m,年平均水位为1.0m~1.4m,历年最低水位-0.6m。
百年一遇的洪水水位(高涉镇上江城水闸,珠基高程)6.49m,20年一遇水位5.73m,河堤高度日8.1m。
中心涌从石龙经石碣至高涉镇贯穿整个挂影洲,为石碣、高涉的主要灌溉及排水渠道。
最高水位1.6m,最低水位-0.4m。
洪水时期中心涌的雨水不能自流外排时,由电排站人工抽排。
地下水主要为浅部潜水。
东江东莞段水质从各监测断面的水质监测结果表明,东莞段水质逐年变差,其中樟村水厂断面已属于轻污染,超标项目主要集中在BOD5、总氮、总磷、石油类和溶解氧等项目上。
“十五”期间,随着东深引水暗管工程的实施,石马河将改变流向,恢复东江支流的原貌。
届时如流域内的各种污水沿河而下汇入东江,将直接影响下游各取水口,从而威胁中心区、水乡片和沿海片的供水安全。
东江水质下降形势将更加严重。
3.地质条件
(1)地形、地势
石龙镇位于东江下游北干流与南支流的分叉口,挂影洲的最下面,水资源丰富。
全镇面积12.8平方公里,地形平坦,为东江冲积平原,由河道自然分成四大块:
南块西湖区,其南端突起一台地,地势稍高;中部旧城区、黄洲区(新城区)二块和北部一小块地势低洼、平坦。
(2)地质、地貌
地质构造属于广东高要——惠来构造带,岩层上部土层为第四系,松散沉积层,土层厚15米左右,覆盖在基岩和风化基岩之上,基岩层属第三系砂泥质碎屑岩。
(3)地震
建筑场地类别为Ⅱ类,场地抗震设防烈度为6度。
1.6石龙镇供水及排水现状
1.6.1主城给水现状
根据《东莞市城市供水规划》(征求意见稿,2002年8月,以下简称“供水规划”)的现况调查显示:
旧城区给水厂设计规模为3.5万m3/d,实际供水1.8万m3/d;黄洲水厂还有一条DN800的供水管向旧城区供水。
石龙自来水公司提供了1999-2002年石龙镇旧城区用水量统计:
表1-1石龙镇旧城区用水量统计单位:
万m3/d
时间
1999
2000
2001
2002
用水量
2.51~3.71
2.46~3.68
2.32—3.62
2.44~3.37
1.6.2主城排水现状
由于石龙镇不属于中心城区,“东莞市城市总体规划”的规划范围目前尚未涉及此区域,市政设施的建设与当地经济的高速增长极不协调。
特别是生活污水都是就近的明沟排放,没有统一规划。
全镇排水系统的规划主要是利用河涌自然流入下游东江;因而用来接纳污水的河涌排放坡度很小,几乎没有坡度,河涌内水流速缓慢,再加上涨潮的影响,涌底有大量的沉积物。
为了方便输送污水渠道的清理疏浚,排水系统只能采用明渠。
由于缺乏规划,该区域排水系统原本是由一些大小河涌自然而无规则形成,雨污合流,基本上是采用明沟、暗沟进行排放雨水和污水,没有排水管道。
由于河涌的排水坡度平缓和涨潮影响,几条主要的排水河涌很难及时地将洪水排出,因而沿中心涌的两边开设了引水河涌,将洪水引致东江岸边,由各电排站抽排防洪。
石龙旧城区雨污水除部分流入东江北干流外,其余部分是通过中心涌排入石碣镇,最后由高涉水闸排入河道。
为解决中山公园低洼处暴雨期时集水,部分地块受淹的情况,在中山公园旁设有一座排涝泵站,排入东江,装机两台混流泵,每台流量1400m3/h。
石龙新城区是被东江分隔单独的江洲岛。
该区已承建的排水管均将污水引致新城区污水处理厂。
1.6.3主城污水处理现状
东莞市石龙镇经济经过多年的持续发展,己具有一定的规模,有条件、有实力进行污水处理厂的建设,保护区域环境。
石龙镇旧城区己进行污水截污干管的规划、设计。
将旧区的污水输送至新区的污水处理厂进行处理。
新区的污水管道大部分己建设完毕。
1.6.4水环境污染状况
由于地势平坦,且中心涌及各支流河涌断面偏小,随着经济的发展和人民生活水平的不断提高,工业废水和生活污水排放量逐渐增加,中心涌水流缓慢,长期淤积,加上潮位上涨,污水回流,给中心涌造成日益严重的污染排水不畅,污水在挂影洲河涌内停留时间较长,污泥淤积,水质腐化。
从中心涌以及流入中心涌的支流河涌的水质外观颜色看,呈黑色且发臭,污染严重,影响了周围环境,也阻碍了全镇经济的发展和人民生活水平的提高。
1.7东莞市污水处理工程建设规划
东莞市政府对环保事业极为重视。
为了保证经济的持续发展,保护人民生活的美好环境,保护东莞区域的水体环境,政府部门不遗余力,把环保事业当成头等大事来落实。
并且把环保业绩作为政府部门的考核目标,落实到每一个办事环节当中。
根据规划,到2005年8月,石龙旧区、新区的排污干线将全部建设完毕。
这些工作的顺利完成,可使污水处理厂可以顺利开工、运行。
1.7.1城市发展战略
石龙镇近年经济发展迅速,已形成光学制品、电子家电、医药、化工、食品饮料、服装等多种规模产业。
曾获得部、省级等多项荣誉。
这些优势力量在新世纪、新的历史时期仍将存在。
可以说其发展潜力巨大。
1.7.2水环境保护目标
近几年来水资源价值与水环境保护日益受到国家、地方政府高度重视,相继提出了有关水污染治理及水环境保护目标。
石龙新城区污水处理厂(一期工程)建成投产后,将对石龙旧城区和新城区区域的污水进行处理,达标排放。
按其排水量和污染物浓度计算,每年可减少排放污水1400多万吨,污染物质(按COD计算)每年减少3066吨,BOD量每年将减少约1750吨,SS量每年将减少约1900吨。
污水处理厂的建成运行,将彻底根治石龙旧城区生产废水与生活污水的直接污染,使沿湖居民、各地游人得以享受一幅大自然的杰作,使清风净水绿荫重新回到人们的生活。
改善区域水环境,建设美好家园,提高人民生活水平,保证人民身体健康。
1.8项目建设的必要性
从石龙镇流域范围内的污水排放现状来看,大量的污水未经处理,直接排入东江北干流,是导致其水体水质污染的根源。
2001年12月对流域内各主要排污口的水质监测,结果表明水体的污染十分严重,东江石龙段水体水质已达不到《地面水环境质量标准》(GB3838-2002)的V类水域标准,水体发黑发臭,严重影响到了生产和生活环境,并直接影响东江水体水质和下游各镇区的饮用水安全。
鉴于东莞地区水环境保护工作的重要性和任务的艰巨性,以及石龙镇所处位置的重要性,根据《广东省东江水系水质保护条例》关于“东江水系干流、支流沿岸万人以上城镇应设置生活污水处理设施”的规定,以及《关于东莞市环保基础设施建设规划的实施意见》,本污水处理厂(近期)工程已列入东莞市污水处理工程2003-2005年建设计划表。
由上述分析可见,为使环境保护与区域经济发展同步,使本地区及区域经济工商业的发展免受环境方面的限制,解除本地区及下游地区用水危机,东莞地区的污水综合治理工作已迫在眉捷,建设石龙新区污水处理厂及配套收集管网工程以收集净化污水已是刻不容缓。
从上述分析可见,本污水处理厂的建设是十分有必要的。
1.9污水处理厂厂址
污水处理厂位置的选择,应符合城镇总体规划和排水工程总体规划的要求,并应根据下列因素综合确定:
◆在城镇水体的下游,且必须位于集中取水点下游500米以上;
◆地势较低,距离排水主干管较近;
◆在城镇夏季主导风向的下风向;
◆少拆迁,少占农田;
◆尽量利用地形条件,减少提升高度;
◆厂区地形不受水淹,有良好的排水条件;
◆有方便的交通、运输和水电条件。
根据石龙镇原有的规划要求,石龙镇新城区污水处理厂厂址选择石龙新城区北面黄家山管理区,民兴路以东,欧仙路以北,现厂址为鱼塘、菜地。
根据石龙镇政府提供的用地资料,新城区的排水现状也是按照该厂址基本形成,大部分污水可通过截污管收集送至污水处理厂。
旧城区的污水经截污管收集后,通过提升泵输送至新城区污水处理厂,与新城区截污管收集的污水一并处理。
处理后出水直接向北排入沙河,然后进入东江北干流;洪水时期采用电排至东江,其它时间自流向外排放。
石龙镇新城区污水处理厂靠近电排站,排水方便;污水顺规划地面坡道收集,比较方便。
污水处理厂在镇区北面,在规划的工业区附近,对工厂有一定的影响。
但尾水排放点在黄洲区的下游。
现厂址符合发展规划,综合运行成本低,符合镇区规划要求。
因此,确定该地块为石龙镇新城区污水处理厂厂址。
该厂址的地面标高为5.5m(珠基)。
第二章工程规模和水质确定
2.1工程服务范围
本工程设计的服务范围为:
石龙旧城区和新城区的生活污水及工业废水。
2.2污水量预测
城市污水包括综合生活污水和工业废水两部分,进入污水处理厂的总污水量还应考虑地下水渗入量。
此外,污水处理厂的实际处理水量还与管网的完善率有着直接的关系。
2.2.1服务区历年常住人口趋势分析
根据第五次人口普查报告,至2000年11月,石龙镇总人口为12.9万,其中户籍入口6.68万人,暂住人6.22万人,户籍人口增长缓慢,基本稳定,暂住人口增长迅速,至2000年年平均递增20%。
2.2.2用水量调查
1.水量调查说明
石龙旧城区已经形成以餐饮、酒店、娱乐业为主的产业结构,面积小、人口密集,无空地,无开发潜力。
根据石龙的发展规划,旧城区在今后的五年内将不会有人口增加,相应会有人口搬出旧城区。
因而本可研方案可根据目前的供水能力确定旧城区的污水量。
根据《东莞市城市供水规划》(征求意见稿,2002年8月,以下简称“供水规划”)的现况调查显示:
旧城区给水厂设计规模为3.5万m3/d,实际供水1.8万m3/d;黄洲水厂还有一条DN800的供水管向旧城区供水。
石龙自来水公司提供了1999-2002年石龙镇旧城区用水量统计:
表2-1石龙镇旧城区用水量统计单位:
万m3/d
时间
1999
2000
2001
2002
用水量
2.51~3.71
2.46~3.68
2.32—3.62
2.44~3.37
2.水量统计
东莞市石龙镇水利管理所对石龙旧城区各排放污水口进行了实测,结果如下:
表2-2石龙旧城区实测污水量单位:
万m3/d
地点
新街口
九龙涌
中心涌场
合计
水量(万m3/d)
4665.6
5443.2
7257.6
17366.4
注:
日常高峰期总流量约增加20%。
据现场调查,石龙旧城区的排水除城市的排水渠外,还有个别零散排放口,其水量很小。
石龙旧城区的污水量设计,按实测水量并考虑5%的部分分散流污水量,合计1.8万m3/d左右。
2.2.3生活污水量预测
1.石龙旧城区污水量预测
(1)根据用水量预测
污水量通常采用用水量乘以产污系数来计算。
然后应根据规划区域的污水接纳程度分析确定污水在不同规划年限的截流率,最终确定城市污水量。
根据石龙镇旧城区区域污水治理工程总体布局规划研究,考虑到规划范围较大,较多的工业区尚在规划或调整中,因此对市区和工业区采用不同的污水预测方法。
城镇镇区采用比例相关法预测污水量。
工业区采用单位工业用地用水量指标来预测工业区的用水量。
用水量预测参数见表2—3所示。
表2—3用水量预测参数表
项目
参数值
适用范围
近期(2004年)
石龙旧城区区域范围
用水量总变化系数
1.3
产污系数
0.90
截污系数
0.90(工业:
1.0)
平均日生活用水指标
(1/p.d)
245
市区
工业区用水指标
(m3/ha.d)
140
工业区
工业区用水指标
(m3/ha.d)
280
化工区
石龙旧城区及沿湖区城总计1.798km2的面积,折合179.8ha。
石龙旧城区区域纳入本污水处理厂的各有关单位水量预测如表2—4所示。
表2—4各单位水量预测表
用地性质
用水量指标
(m3/ha.d)
用地面积
(ha)
最高日用水量
(万立方米/日)
污水排放
系数
污水量
(万立方米/日)
居住
200
60
1.2
0.81
0.972
公建
120
10
0.12
0.81
0.097
工业
210
60
1.26
0.9
1.134
道路广场
20
20
0.04
0.81
0.033
绿地
20
21
0.042
0.81
0.034
水域
8.8
合计
179.8
2.922
2.27
生活污水排放系数按0.81(产污系数0.9,截污系数0.9)计,工业污水量排放系数按0.9计算(产污系数0.9,截污系数1.0),生活与工业污水合计2.27万m3/d,变化系数K按1.3计,
则总污水量为2.951万m3/d。
(2)根据供水量预测
石龙旧城区已经形成以餐饮、酒店、娱乐业为主的产业结构,面积小、人口密集,无空地,无开发潜力。
从石龙的发展规划得知,旧城区在今后的五年内将不会有人口增加,相应会有人口搬出旧城区。
因而本可研方案可根据目前的供水能力确定旧城区的污水量。
根据《东莞市城市供水规划》(征求意见稿,2002年8月,以下简称“供水规划”)的现况调查显示:
旧城区给水厂设计规模为3.5万m3/d,实际供水1.8万m3/d;黄洲水厂还有一条DN800的供水管向旧城区供水。
石龙自来水公司提供了1999-2002年石龙镇旧城区用水量统计:
表2-5石龙镇旧城区用水量统计单位:
万m3/d
时间
1999
2000
200
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