秦皇岛市第一污水处理厂改造工程初步设计报告

前言
2006年6月7日我院受秦皇岛市海港区建设局委托,承担了《秦皇岛市第一污水处理厂改造工程项目建议书(代可研)》编制工作。

由秦皇岛市发展和改革委员会组织，秦皇岛市第一污水处理厂改造工程项目建议书(代可行性研究报告)审查会于2006年10月12日在秦皇岛市召开,与会专家在听取我院对设计文件内容汇报后, 进行了充分讨论,在此基础上提出了评审意见。

评审意见在肯定我院设计文件的同时还提出了对该文件内容进一步修改、补充的意见和建议，我院根据专家评审意见和市发展和改革委员会要求，对报告提出了修改、补充说明。

为加快工程进度，根据秦皇岛市海港区建设局的意见，结合专家评审意见，在收集资料，现场调查研究的基础上，我院于2006年12月完成了秦皇岛市第一污水处理厂改造工程初步设计编制工作。

在文件编制过程中，得到了秦皇岛市有关部门的大力支持，在此谨致谢意。

第一章编制依据、原则和范围
第一节编制依据和基础资料
一、编制依据
1.《设计单位委托单》秦皇岛市海港区建设局 2006.6.7
2.《关于对第一污水处理厂技术改造有关情况的报告》秦皇岛市建设局文件秦建[2005]256号 2005.11.15
3.《城市市政工程规划》秦皇岛市第一污水处理厂提供2006.6.19
4.《勘察技术报告书》冶金工业部沈阳勘察公司 1983
5.《秦皇岛市第一污水处理厂改造工程项目建议书(代可研)》中国市政工程华北设计研究院200
6.9
6.《秦皇岛市第一污水处理厂改造工程项目建议书(代可研报告)审查会专家组意见》2006.10.12
7.《秦皇岛市发展和改革委员会关于秦皇岛市第一污水处理厂改造工程项目建议书(代可行性研究报告)的批复》秦皇岛市发展和改革委员会文件秦发改审[2006]768号
8. 环评《审查意见》秦环审表[2006]171号秦皇岛市环境保护局2006.12.22
二、基础资料
1. 秦皇岛市第一污水处理厂2004-2005年化验月报表
2. 秦皇岛市海港区污水工程—污水处理厂施工图（1984年）
3. 秦皇岛市海港区污水工程—污水处理厂竣工资料
第二节编制原则
1. 执行国家关于环境保护的政策，符合国家现行的有关法规、规范及标准。

2. 依据《城市市政工程规划》，对城市污水综合治理，贯彻全面规划、统筹安排、分期实施、因地制宜的方针，逐步消减污水排放对环境造成的污染，改善水体的环境质量，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，遵循“技术可靠、经济合理、高效节能、操作简便”的原则。

4. 积极稳妥地采用新技术、新工艺、新设备和新材料。

在合理利用现有资金情况下，采用国内先进的成熟技术和设备，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，污水厂运行设备有足够备用率。

6. 充分利用现有处理设施，使污水处理系统整体效益得以发挥。

7. 根据项目要求，按现行政策，进行较为完整的静态和动态经济分析和评价。

8．在设计方案、总平面布置等方面充分考虑已建工程现状，在尽量节省本改造工程投资的基础上，处理好各处理工段的衔接关系。

第三节编制范围
本初步设计编制范围为根据国家现行的有关法规、规范及标准,结合秦皇岛市第一污水处理厂现状进、出水水质, 对污水处理厂进行必要的改造。

满足建设部《市政公用工程设计文件编制深度规定》要求。

第四节采用的主要规范及标准
1.《室外排水设计规范》 GB50014-2006
2.《城镇污水处理厂污染物排放标准》 GB18918-2002
3.《污水综合排放标准》 GB8978-1996
4.《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001
5.《混凝土结构设计规范》 GB50010-2002
6.《建筑地基基础设计规范》 GB50007-2002
7.《建筑抗震设计规范》 GB50011-2001
8.《建筑设计防火规范》 GBJ16-87(2001年版)
9.《城市污水处理工程项目建设标准》 (2001修订版)
10.《城市污水处理厂污水污泥排放标准》 CJ3025-93
11．《10KV及以下变电所设计规范》 GB50053-94
12．《供配电系统设计规范》 GB50052-95
13．《低压配电设计规范》 GB50054-95
14．《分散型控制系统工程设计规定》 HG/T20573-95
15．《控制室设计规定》 HG/T20508-2000 16．《仪表供电设计规定》 HG/T20509-2000
第二章项目背景
第一节城市概况
秦皇岛市位于京、津、唐地区最东端，是连接华北、东北两大经济区的交通咽喉，是我国北方重要的海港门户之一，是全国首批十四个对外开放的沿海港口城市，以发展工业、商贸为主导，旅游业为特色的枢纽性港口城市。

全市包括海港、北戴河、山海关三个城市区，三个城市区和抚宁、昌黎、卢龙、青龙四个县，总面积7746平方公里；全市沿海岸线长达113公里，海域面积一万多平方公里；总人口约263万人。

北戴河区、海港区、山海关区三个城市区由西向东沿海岸线呈条形分布，城市区总面积363.2平方公里，人口67.3万。

秦皇岛港是华北最好的不淤、不冻的深水良港，港口年吞吐量已突破一亿吨。

秦皇岛市工业是城市发展的重要主导因素，现状以机械、建材、食品、纺织工业为主，将来重点发展耗能少，耗水量低的工业，并以玻璃、食品、轻纺和机械工业为主。

秦皇岛市是驰名中外的旅游避暑胜地，具有历史悠久、景色秀丽的北戴河海滨、山海关长城，长城起点“老龙头”、著名的“天下第一关”、角山长城、烽火台等古迹和燕塞湖等风景点。

海港区是以外向型经济为主的现代化港口工业城区，是秦皇岛市的政治、经济、文化中心，是京沈、京秦、大秦三条干线铁路的交汇点。

这里气势宏伟的油码头将大庆石油运到全国各地，煤码头对我国北煤南调起着重要作用。

秦皇岛港目前已成为国内最大的能源输出
港，以其拥有得天独厚的天然深水岸线，港口不冻不淤，风平浪小，万吨巨轮一年四季可自由出入而闻名。

秦皇岛经济技术开发区位于海港区西部，以其开放时间早、政策优惠、位置优越等良好条件，吸引中外合资、独资企业争相涌进，事业得到蓬勃发展，已成为海港区的重要组成部分。

全国知名的耀华玻璃厂位于海港区南部，秦皇岛市的各大专院校也多位于海港区。

总体规划确定海港区的职能是城市中心，是以外向型经济结构为主的现代化港口城市。

第二节自然条件
一、地理位置
秦皇岛市位于京、津、唐地区最东端，襟怀渤海、北倚燕山。

市区自然地理座标：东经118o33’38”～119o50’46”，北纬39o22’24”～40o36’45”。

二、地形地貌
市区北部为山区、南部临渤海，主要地貌类型分为丘陵和平原。

丘陵区虽然地形起伏，但一般坡度不大，约在0.5～3%，适宜建筑。

冲积、洪积平原地势平坦，坡度由北向南小于5%。

滨海沉积区地形平坦，较低洼局部有沼泽化现象，常年积水，工程地质条件较差。

三、工程地质
本场地22.0m深度范围内地层系第四系松散土层，下伏晚太古代～早古代混合花岗岩，按成因及物理力学性质分为九个主层及三个亚层。

地下水位深浅不一，地下水矿化度较高，为微咸水；地下水PH＝8.00，呈弱碱性；长期浸水条件下，场地北部地下水对混凝土无腐蚀性，南部地下水对混凝土具弱腐蚀性；地下水对混凝土结构中的
钢筋无腐蚀性。

干湿交替条件下，地下水对混凝土弱腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具中等腐蚀性。

本工程为现状厂地，地层由上至下依次为耕土、杂填土、粉细砂、粉土、细砂、粗砾石、粉质粘土、中粗砂、卵石、强风化混合花岗岩组成，场地地层分布基本稳定。

地震设防基本裂度为7度。

地震分组为第二组，场地为严重液化等级，本场地属抗震不利地段，需经处理后方可使用。

本厂地标准冻土深度为0.85m。

四、气象
1. 气象特征：
秦皇岛市属暖温半湿润大陆性季风气候，受海洋影响较大，温度适中，夏季凉爽，年日照百分率为62%。

2. 风况：
海港区历年主导风向，夏季为西南风、冬季为东北风。

年平均风速3.7m/s，年静风频率为9.6%，最大风速18m/s。

3. 气温：
海港区全年四季分明，历年平均气温10.6℃，最大冻土深度85cm，多年平均相对湿度为62%，历年最高气温平均34.18℃，历年最低气温平均-15.84℃。

4. 降水：
多年平均降水量为690mm，以中小型降水为主。

降水主要集中在夏季，一般占全年总降水量的70%，多年平均蒸发量为1711mm。

五、水文条件
1. 地下水：
海港区内地下水类型为潜水，主要特点是埋深较浅，多储于第四纪含水层中，水位季节变化较大。

地下水流向与地形坡向相一致，自西北流向东南。

地下水位一般埋深1.0m左右，含水层厚度为7m；水质呈硷性，无色无味，地下水对混凝土无影响。

受海水影响的局部低洼地区水带苦咸味。

2. 地面水：
流经海港区的河流主要有大、小汤河和新开河、护城河及大、小马坊河等。

汤河位于海港区西部，全长30公里，流域面积184平方公里，汤河源出两支，东支发源于抚宁县柳观峪西山，西支发源于抚宁县方家河村，东西两支于平山营汇合后向南经海阳镇于海港区西部白塔岭注入渤海。

源短流急，属山溪性河流。

汤河多年平均径流量为0.37亿立方米，最大洪峰流量为2000立方米，在枯水期最小流量仅0.1～0.2立方米/秒。

为防止海水倒灌，在入海口处建有防潮闸，汤河闸上游水体功能为城市用水水源，水质类别为III类；闸下游为排洪排污渠道，水质类别为IV类。

小汤河发源于海阳西北赤子峪，自北向南流经鲤泮庄、大里营、孙庄、孟营，再向东南方向穿越大秦铁路、西环路、白塔岭、河北大街，于京山铁路南汇入汤河后入渤海，河道全长12.2公里，在孟营村北有发源于新庄，流经杨道庄、邢庄的西支汇入。

全河流域面积53.645平方公里。

新开河、护城河、小马坊河、大马坊河(以下简称“四河”)是流经海港区范围内的四条小河，按河流水系划分，护城河和大、小马坊河应属于新开河的一、二级支流。

“四河”具有山溪性河流的性质，
其流量受降水控制，汛期河水暴长暴落，冬春季降水偏小，各河流基流甚小或断流，河道中的水主要是城市污水及工业废水，同时受海水潮汐影响河水又具有往复流动的特点。

目前，“四河”主要承担着海港区城市排污、泄洪功能。

“四河”基本情况见表2-1。

“四河”基本情况
表2-1
六、排洪河的规划设计
排洪河是新规划的泄洪河道，排洪河为梯形河槽，河堤采用重力式浆砌石混凝土护坡形式，河道宽度51.64米，防洪规划标准为五十年一遇洪水位标准，其设计洪水位标高见表2-2。

排洪河五十年一遇设计标高
表2-2
七、秦皇岛市海洋环境条件
1. 潮汐
秦皇岛海区的潮汐类型属正规全日潮，正规全日潮在整个月有连续二分之一的天数在一个太阴日中只有一次高潮和低潮。

在其余的天数一天有两个高潮和低潮。

但多年的实测资料表明：个别月份，半日潮（一天两次高潮和低潮）多者可达20天，少者不足五天，一日中无明显高、低潮之分或一日中出现多于两高、低的情况也时有发生，所以秦皇岛海区的潮汐变化是极其复杂的。

潮位及潮差
历年最高潮位
2. 潮流
秦皇岛近海全年以S-W风占优势，其次是NE和ENE风。

历年（1990-1994）平均风速为3.4m/s，春季最大，秋、冬季节次之，夏季最小。

该海区累年（1990-1994）最大风速为16.0m/s，50年一遇的最大风速为30.0m/s。

3. 波浪
秦皇岛海域的海浪以风浪为主，涌浪较少，多出现在夏秋两季。

据1990-1994年资料，本海区的平均波高0.5m，累积年最大波高为2.1m，50年一遇最大波高3.5m。

波浪多年平均周期为2.4秒，最大周期为5.7秒。

波浪的方向取决于风向，海浪方向以NE-WSW为主，其中S向频率最大为22%，E向次为10%。

4. 潮流
秦皇岛海域为往复流，涨潮流向为WSW，落潮流向为ENE，潮流流速较小，平均流速为0.25m/s，最大流速为0.6m/s。

5. 海冰
秦皇岛近海区，每年初冬随着寒潮的不断侵袭，气温、水温的逐渐下降，在11月下旬至12月下旬期间海面有冰凌出现，严冬过后随着气温、水温的回升，在来年2月下旬至3月上旬期间，海冰逐渐消失，平均冰期为90天，实际有冰日数48天，海冰以流冰为主，冰量不大，平均冰量不足2（成），8-10（成）（大部海面被冰覆盖）出现的回数近11次，流冰的流向主要受涨、落潮流的影响，流速不大，平均流速0.2米/秒左右，最大也只有0.5米/秒。

秦皇岛有北方不冻良港之称是名符其实的。

6. 温度与盐度
海水温度：表层海水温度，多年平均水温为12℃，一月平均水温1.3℃，八月平均水温27.4℃。

盐度：多年平均的盐度为29.83%
第三节排水工程现状
一、污水管线系统
海港区现有的排水系统是在1981年制定的海港区城市排水设施总体规划基础上，于1990年逐步形成的。

1981年制定的排水规划本身受当时条件的限制，考虑不很长远，仅是以当时对海港区1990年的城市发展的预测作为主要依据，规划设计偏于保守，在规划期内的最后几年问题就逐渐暴露出来，未到规划期满，城市建设规模和城市
污水总量就已超出其规划设计指标，城市排水设施即处于超负荷运行状态。

1999～2000年随着北戴河东部污水处理厂的建设，与之配套地在海港区新建及改造了一部分污水管道和泵站。

但近几年来随着城市建设的大规模发展，城市污水量增长迅猛，作为城市重要基础设施的污水管网系统的建设却由于多方面原因没能得到同步发展，现有管道、泵站能力普遍低下。

同时，旧泵站、管线经过多年的超期服役、超负荷使用，又未能得到更新扩建，排水设施老化厉害，排水系统能力严重不足。

海港区现有城市排污管道165.5km，排污泵站11座(经济技术开发区另有2座未计入)。

排水设施服务面积33.5km2，服务区域内全年污水总量7557万吨,日均污水量21.8万吨(暑期高峰时25万吨，冬春淡季时20万吨)。

海港区的现状城市排水设施以汤河为界分为东西两大系统：汤河以西为一个系统；汤河以东为一个系统。

汤河以西包括经济技术开发区、文教区和规划的海阳组团。

其中开发区已建成的Ⅰ期和Ⅱ期污水排放自成体系，有两座泵站将区内污水排放至位于白塔岭西北的北戴河东部污水处理厂；经过北戴河东部污水处理工程建设，文教区污水管网比较健全，11 #泵站位于国家体委训练基地西侧，收水范围为汤河以西，河北大街以南，海滨公路以东，现状收水面积1.22km2，现状污水量约8000m3/d，该泵站出水经经文路、文体路排入北戴河东部污水处理厂，文教区西部的燕山大学、煤炭管理学校等院校区的污水也由泵站提升入污水处理厂。

汤河以东污水管网又可根据港城大街和建设大街两条平行的东
西向的主干管，划分为港城大街和建设大街两个子系统。

港城大街污水主干管西起迎宾路，东至排洪河，管径d1800～d2200，港城大街以北与港城大街以南、海阳路以西及道南文化路以西的污水都汇入港城大街主干管，该主干管接纳的污水量占汤河以东总污水量的70%以上，目前港城大街管道每天向新开河内排放的污水量约为6万立方米；建设大街污水主干管西起海阳路，东至海港区第一污水厂，管径d300～d1400，收集港城大街以南、海阳路以东区域的污水入海港区第一污水处理厂。

红旗路以西部分称为西部工业区，该区内污水管线总长约65.55km，并有三座污水泵站。

其中 4#泵站位于海滨路与友谊路交叉口附近，主要收集文化路以西，光明路、海滨路两侧的耀华厂、耀华村等小区及企、事业单位的污水，目前约有8700m3/d的污水通过4#泵站经友谊路、建设大街排入港城大街污水主管道；10#泵站位于桥东南里，主要收集桥东里小区的污水，并将其与4#泵站出水一同排入港城大街主管道；3#泵站位于西港路南段耀华总厂院内，其收水范围北至和平大街、东至友谊路、南到河北大街、西到汤河，目前约有1.7万m3/d的污水通过3#泵站的过汤河压力管进入北戴河东部污水处理厂(第三污水处理厂)。

红旗路以东共有五座泵站,分别为1#、2#、7#、8#和9#泵站。

7#泵站位于海阳路西侧护城河南岸，收集护城河以南、河北大街以北海阳路与地方铁路之间区域的污水，提升后向北沿红旗路、迎宾路入港城大街主干管；自海阳路沿护城河南侧河堤有一条污水管道自西向东进入位于护城河下游、河北大街立交桥东侧的1#泵站，中途有2#提升泵
站，护城河以南沿线单位、小区和文化路中段的污水均进入这条污水管线；8#泵站位于解放里小区煤场路西侧，收集该区域的污水，提升入1#泵站；进入1#泵站的污水再通过管线打入建设大街主干线至9#泵站，9#泵站位于建设大街东段热电厂西侧，它是建设大街污水主干线进入东部污水处理厂前的终点泵站。

据统计,汤河以东现状污水量为18万m3/d，其中进入海港区东部污水处理厂3万m3/d，进入北戴河东部污水处理厂1.7万m3/d，港城大街污水主干管在新开河处排放约6万m3/d，经1#泵站直接向护城河排放约3万m3/d，其余的污水或是经管道的各检查井跑冒流失，或是就近排入雨水沟渠和河道内。

二、泵站现状
海港区汤河以东现有八座污水提升泵站，它们的现状能力及收水情况见表2-4。

污水泵站现状能力一览表
表2-4
三、污水处理设施
目前秦皇岛市有四座污水处理厂，其中海港区有三座：秦皇岛市第一污水处理厂(既本厂)、秦皇岛市第三污水处理厂(既北戴河东部污水处理厂)和秦皇岛市第四污水处理厂(既国中厂)。

另一座在北戴河区，为秦皇岛市第二污水处理厂(既北戴河西部污水处理厂)。

秦皇岛市第一污水处理厂建于八十年代初，地处海港区东部输煤铁路东、建设大街北侧。

该厂采用射流曝气工艺，设计日处理能力4万立方米，污水经过二级生化处理后，出水水质从2005年月统计报表来看,除BOD5、TP基本上达到国家二级排放标准外，其余CODcr、SS、NH3-N大部分时间超标，处理后的水通过排洪河排海，部分回用于煤码头降尘用水。

其沉淀池排出的污泥经脱水后制做复合肥，部分污泥外运填埋。

秦皇岛市第三污水处理厂位于白塔岭西北高地的原氧化塘处，于2001年9月建成通水。

设计日处理能力为7万立方米，利用国内资金建设。

采用卡鲁塞尔氧化沟工艺，处理后的水排入小汤河后入海，其中有3万m3/d的出水用于厂内的绿化用水和城市的景观用水。

污泥经直接浓缩脱水后外运填埋。

秦皇岛市第四污水处理厂位于第一污水处理厂的北侧，龙港路西侧，港城大街南侧，于2004年9月建成通水，设计日处理能力为12万立方米，污水处理工艺采用除磷的A／O工艺，污泥处理工艺采用机械浓缩后直接脱水处理，处理后的污泥外运至垃圾处理场。

二级处理后的尾水有8万m3/d回用，其余4万m3/d排入排洪河道。

秦皇岛市第二污水处理厂位于北戴河的西部，靠近洋河口处，于
2000年6月建成通水，设计日处理能力为7万立方米，采用卡鲁塞尔氧化沟工艺，处理后的水排入洋河后入海，是奥地利政府贷款的项目。

污泥经直接浓缩脱水后外运填埋。

第四节工程建设的必要性
1．进一步健全和完善秦皇岛市第一污水处理厂的污水处理系统，为秦皇岛市市容面貌和人民生活条件的改善及经济的持续发展创造有利条件。

2．原秦皇岛市第一污水处理厂设计处理规模为4×104m3/d，采用射流曝气工艺。

就项目立项时的经济和技术条件而言，选定此工艺作为生化系统主要处理工艺是综合当时的社会经济状况，工程投资规模，技术条件等方面的因素考虑的。

但是随着社会经济和污水处理技术的发展以及国家新的环保法规出台，该厂目前的处理工艺及设备已不能满足日益严格的环保法律法规要求。

3．减少污染负荷量排放量，保护近海水质环境。

本工程改造的主要目的是按照国家现行排放标准的要求,大幅度地减少向沿海排入的污染负荷量，控制污染，提高城市品位，改善生活和投资环境，促进工业、旅游业和各项事业的发展并为秦皇岛市经济的可持续发展提供坚实可靠的基础。

4. 污水厂是城市基础建设的重要组成部分
秦皇岛市要建设成为现代化的城市就必须高标准地配套城市环境基础设施，城市污水处理厂建设就是必不可少的配套设施，如果污水处理厂不能达标排放，就难以控制陆域水环境污染和近岸海域的水
污染问题，就会制约城市建设，影响全市的经济建设与环境建设的协调发展。

因此，在城区建设、经济建设、环境建设中，环保设施必须同步规划、同步实施、同步发展，实现经济、环境、社会效益的统一。

5．保护和合理利用自然资源的需要
作为一个区域来说，环境资源是有限的，如果有限的环境资源受到破坏和污染，就会影响经济建设的发展，给人体健康带来危害。

采取措施防治水污染，合理地利用现有水资源发展经济，是摆在全市经济发展与环境建设方面的重要任务。

众所周知，保护环境需要付出代价，而要恢复一个破坏了的环境，则要付出比保护环境大得多的代价，因此从经济建设和环境保护的长远战略考虑，改造秦皇岛市第一污水处理厂是必要的。

6．水资源危机的急迫性
随着经济建设的迅速发展，秦皇岛市人口的增加，工业和生活用水量也将随之增长，从节约水资源角度出发，完善城区污水处理工程，是实现废水资源化，解决水资源危机的有效途径。

综上所述，改造秦皇岛市第一污水处理厂是必要的，意义是深远的。

第五节项目建议书批复的主要内容
秦皇岛市发展和改革委员会文件《秦皇岛市发展和改革委员会关于秦皇岛市第一污水处理厂改造工程项目建议书(代可行性研究报告)的批复》主要内容如下：
一、同意中国市政工程华北设计研究院编制的该工程项目建议书(代可行性研究报告)。

二、主要建设内容及规模：
1、按照处理后污水水质达到二级《污水综合排放标准》设计。

2、改造工程的生物处理采用AAO工艺，污泥处理采用机械浓缩脱水工艺。

3、新增主要建筑物包括加氯加药间、变配电室等。

4、新增设备包括手电两用镶铜铸铁闸门、刮泥机等。

项目完成后，达到4万立方米/天污水处理规模。

三、总投资及资金来源：项目估算总投资1979.68万元。

资金来源，区自筹、市财政贴息。

四、项目招投标按照国家相关法律、法规和市招标投标办公室核准的招标方案执行。