1、（4） 新密市城市污水处理厂升级改造及中水回用项目可行性研究报告河南省工程咨询公司2011.5（5） 新密市主要污水排放口水质监测资料；（6） 新密市城区自备水源供水情况统计资料；（7） 城区自来水公司供水现状；（8） 项目承办单位提供及编制人员调查的有关资料、数据等。（9） 甲方提供的1：5000地形图。（10）新密市城市基础设施“十二五”规划；河南省城市规划设计研究总院有限公司20111.2.2 采用的标准及规范（1）室外排水设计规范GB50014-2006；（2）泵站设计规范GB/T 50265-97；（3）埋地塑料排水管道工程技术规程（DBJ41/T054-2004）；（4）给水排水管
2、道工程施工及验收规范（GB50268-2008）；（5）建筑设计防火规范GB50016-2006；（6）混凝土结构设计规范GB50010-2002；（7）给水排水工程结构设计规范GB50069-2002；（8）10KV及以下变电所设计规范GB50053-94；（9）供配电系统设计规范GB50052-95；（10）低压配电装置及线路设计规范GB50054-95；（11）城市污水处理工程项目建设标准（修订）2001年；（12）排水检查井02S515中国建筑标准设计研究院；（13）埋地聚乙烯给水管道技术规程CJJ101-2004（14） 其它有关设计规范。1.3 项目收水范围1.3.1城市规划与基础
3、设施规划根据新密市城市总体规划（20012020），新密市城区规划结构为“一横、三纵、二中心、六组团”的结构。远期2020年，城区建设用地32.4平方公里，实际人口30万人，人均建设用地108.0平方米。其中，六组团以地形地貌进行自然分隔，各组团在功能上以发展综合生活区为基础，但又各有侧重。中心城区组团：以发展第三产业为主，形成全市的商业、金融、信息中心。用地面积约6.0平方公里，容纳人口10.0万人。老城组团：位于现状老城，以发展传统特色商业和餐饮业、旅游业为主。用地面积约2.0平方公里，容纳人口1.5万人。城西组团：位于开阳山以南，新密铁路以北，周垌沟与马鞍河之间，以行政及文化娱乐、体育、
4、商业为主。用地面积6.0平方公里，人口规模9.0万人。城东组团：位于楚沟以东，香山路以西，以矿务局工业区、七里岗工业区及配套的生活服务功能为主。用地面积约5.0平方公里，人口规模3.5万人。科技园组团：位于马鞍河以西，荥密路以东，规划为全市高新技术产业集中地区，并做为郑州开发区新材料园区，除北部保留部分居住用地和教育科研用地外，主要为工业用地及相应的配套设施用地。用地面积约11.0平方公里，人口规模4.0万人。城北组团：位于青屏山以北，郑少高速公路以南，规划为城北综合生活区，以居住为主，配套相应的服务设施，在东部规划大面积的别墅区和部分大型娱乐餐饮项目。用地面积约2.0平方公里，人口规模2.0
5、万人。由河南省城市规划设计研究总院有限公司于2011年编制完成的新密市城市基础设施“十二五”规划中的污水处理规划，具体内容如下。新密市污水处理厂分布格局为东西2座污水处理厂，东部污水处理厂及现状新密市金门污水处理厂，其收水范围为新密市开阳路以东，包括新密市老城区的东部区域。东部污水处理厂初步选址在新密市南部湾子河与周垌沟交汇处，其收水范围为荥密公路以东，开阳路以西，洧水路以北，屏阳以南的区域以及老城区，面积共18平方公里。另外还包括杨寨矿区、及七里岗工业区，面积为5.0平方公里，总覆盖城区面积约23平方公里。1.3.2 收水范围根据地形以及现状污水管网和处理设施布置情况，新密市城区以开阳路为界
6、，可以划分为两个污水排放区域，开阳路以西区域和开阳路以东区域。开阳路以西区域的现状污水管网未接入现状污水处理厂污水管网，因为复杂地形，该区域的污水要排入现状新密市城市污水处理厂，工程难度大，工程投资高，日常运行费用高。该区域包含科技园组团、城西组团和老城区组团，至2020年，建设用地面积19平方公里，人口14.5万人。开阳路以东的区域，根据新密市城市污水处理厂进厂干管敷设高程以及地形情况，洧水路以北的区域污水均可以靠重力流接入现状污水处理厂污水管网而进入污水处理厂。杨砦矿区，无完善的污水管网，生活污水和工业废水就近排入惠沟，因该区与污水处理厂之间地势复杂，靠重力流难以排入现状污水处理厂。开阳路
7、以东区域包含城北组团、中心城区组团和城东组团，至2020年，建设用地面积13平方公里，人口15.5万人。根据新密市规划以及城区现状污水管网的布置情况，开阳路以东区域属于现状新密市城市污水处理厂的服务范围，开阳路以西为规划的第二城市污水处理厂的服务范围。由于规划中的第二污水处理厂没有启动建设，近期为实现新密市污水处理管网全面覆盖，必须充分发挥现状金门污水处理厂的作用，据调查金门污水处理厂的升级改造工程正在进行当中，根据其改造设计，该项目改造完成后，处理规模将达到5.0m3/d，排放标准达到污水综合排放一级A标准的要求。因此，近期通过污水截流工程将新密市开阳路以西的城市区域污水输送至现状金门污水处
8、理厂是可能的，故确定实施新密市污水处理厂配套管网二期工程，同时确定本工程收水范围为开阳路以西区域包含科技园组团、城西组团和老城区组团，至2020年，建设用地面积19平方公里，人口14.5万人。全面收集该区域的污水，近期通过提升的手段将近期污水提升至现状金门污水处理厂以增加进厂污水量，从而实现新密市污水管网的全面覆盖。1.4 城市概况1.4.1地理位置紧临京珠高速公路和郑州国际机场，郑少高速，郑石高速横穿东西，纵贯南北。1.4.2自然概况新密市地处嵩山低山丘陵区，地势两北高、东南低，三面围山，中间丘谷相间，东部为平原。新密市城区内出现有三迭系、二迭系、石炭系、奥陶系、寒武系地层。荥密复式背斜：位
9、于新密构造盆地北部，其北翼为荥阳市、巩义市、南翼为新密、新郑市全长50km。牛店断层：位于荥密复背斜南翼，西起登封牛店经东瓦店、钱家门、马武寨，往东被第四系覆盖，走向北西75度，近东西向长约24km，为南盘下降北盘上升的正断层，东瓦店南见奥陶系马家沟组灰岩与二迭系石千缝组砂岩接触，断距约600米。1.4.3地震按照郑州市地震局1992年l0月13日文件指出，五指岭断层系活动性断裂，其西南盘小震活动较多，根据中国地震烈度区划图，该地区地震基本裂度为7度。1.4.4水文气象条件本区主要水系为双洎河水系，双洎河自西南向东横贯全区中间地带，境内长45km。上游南支称洧水河，发源于南部山区，流域面积为5
10、67.km2；河水最大流量为11.1m3/s，最小流量为0.04m3/s，在超化以西该河流经灰岩裸露区，河水水位下降明显。北支称绥水河，发源于五指岭山区，流域面积31.8km2；最大流量为0.95m3/s，平均流量为0.25m3/s，在洧底一带河水下渗较严重。绥河与洧河在王村汇合称双洎河，流域面积为599.3km2，至大隗镇断面实测最大流量13.1m3/s，最小流量为0.38m3/s，平均流量为1.5m3/s。根据新密气象台1961年至1985年实测气象资料统计整理详见下表气象统计资料气压平均气压985.2hPa平均气温14.3平均最低9.7气温平均最高19.6极端最高42.0同期1966年7
11、月19日极端最低-15.81969年2月16日绝对湿度平均11.9最大37.4日期1979年8月6日最小5061积雪最大深度160mm1964年2月9 日冻土200mm1966年12月30日蒸发年平均1927.8mm风速2.6m/s22.7m/s1980年4月5日2 排水现状与工程建设的必要性2.1 排水现状及存在的问题2.1.1排水现状新密市城区坐落在潜山丘岭地带，城区自西向东呈南北向分布着四条大的冲沟，城市北高南低，地面坡度较大，现状排水系统较多的是雨污合流制，城区的雨污水大都依地形坡度，汇入四条大的冲沟内向南排出城外。新密市已建成的污水排放系统有开阳路污水系统及密新路污水系统，污水排放系
12、统情况如下：（1）开阳路污水系统污水主干管沿开阳路自北向南敷设，在新华路口转输农业路污水干管，经龙潭路再排入污水进厂总干管后再排入污水处理厂。开阳路污水干管管径为d600-d700。（2）密新路污水系统污水干管沿密新路自北向南敷设，同时收集沿线街坊的污水最后经龙潭路污水干管排入污水进厂总干管。沿线干管直径为d600。现状排水系统较多的是雨污合流制，城区的雨污水大都依地形坡度，汇入冲沟内向南排出城外。新修建的东西大街、青屏大街、溱水路、未来大道、龙潭路、开阳路和密新路等为雨污分流。周垌沟与惠沟之间的中心城区组团，污水干管管网较为完善，沿开阳路、农业路和密新路布置污水干管，由北向南汇流进入龙潭路污
13、水干管，由龙潭路向南沿郭沟敷设污水处理厂进厂干管，污水最终排入新密市城市污水处理厂。目前，新密市城市污水处理厂现一期（2.5m3/d）已投入运行，二期（2.5m3/d）主体工程已竣工，但配套设备没有安装到位，未投入使用。但是，每日排入新密市污水处理厂的污水仅约1.9m3/d，随着二期的投入运行，污水处理厂进水量缺口较大。污水处理厂采用生物浮动床+硅藻土强化处理工艺，污水处理厂设计出水标准为城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的二级标准。目前，因出水水质按照一级A标准控制，现状污水处理厂需要升级改造，据污水处理厂升级改造可行性研究，改造后，现状污水处理厂的处理规模为5.0m
14、3/d。2.1.2存在问题排水系统主要存在的问题如下：（1）现状污水管网收纳的污水量满足不了污水处理厂日常运行规模的要求，这对新密市基础设施是一种巨大的浪费。（2）城区污水排放系统不完善，关系到城区管网污水收集率的末梢支管覆盖率较低。（3）近年来随着新密市城区的发展，城区排污量也逐年增加，但是排水管网与城市建设不同步。（4）新密市现有矿务局工业区即杨寨矿区。该区域排水系统布局分散，排水口较多，各个排水系统相对独立，众多的排水口就近排入现状冲沟，对城区地表水及地下水造成严重污染。基于上述排水系统现状，城区的生活污水和工业废水仍相当一部分排向冲沟，使得沟内的污水污染严重，加之居民向沟内倾倒了大量的
15、生活垃圾，更加剧了沟内的水污染程度，几条冲沟在城区南部汇入绥水河和湾子河，最终汇入双洎河，双洎河最终汇入淮河，因此新密市排出的污废水是淮河上游支流的一个重要的污染源这个问题现在依然存在。要解决上述问题，既要加大污水处理厂配套管网的覆盖率，还要增加污水系统的服务范围，以增加城区生活污水及工业废水的收集量。从而满足新密市污水处理厂的运行规模，减少基础设施的资源浪费。2.2项目建设的必要性地表水水质污染是新密重要的环境问题之一，并已成为新密市国民经济和社会发展制约的关键因素，随着地面水体污染加剧，整个水环境质量恶化程度势必加剧。新密市城区污水管网不成系统，污水不能统一收集，而是就近排入冲沟内。虽然现
16、在已建成一座污水处理厂，但是部分污水不能被收集进入污水处理厂。未经处理排入各冲沟的污水已经给沟河带来了严重的污染。更为严重的是看不见的污染，污水下渗会污染地下水，而地下水的交换周期很长，一旦被污染，恢复所需的时间很长。就水资源而言，用水量与排水量逐年增加，一系列水环境问题明显突出。对水资源进行切实有效的保护，使水资源得以可持续利用，促进社会经济的可持续发展，对城市污水进行综合治理，使污水达标后排放，最大限度地降低城市污水对地下水源的污染是十分必要的。综上所述，水污染严重是城市水资源可持续利用和城市经济可持续发展的重大障碍。因此污水治理对水环境污染，防治缓解水的供需矛盾可起到积极的作用。管网起着
17、收集污水的重要作用，污水管网的完善才能使污水统一收集，才能使污水进行集中处理，才能使污水处理设施真正起到污水处理的作用。（1）管网二期工程的建设可以实现污水的统一收集，减少污水直接排入下游河道的现象。（2）污水管网工程的完善，连同污水处理工程的建成投产，地表水环境将得到改善，沿线环境将发生变化，人民生活环境质量将有所提高。（3）对于改善城市的投资环境，有利对外招商引资，吸收国内外游人前来观光旅游，促进新密市的经济腾飞起到积极的作用，有利于经济持续稳定的向前发展。（4）污水管网工程的完善，连同污水处理工程的建成投产，会使全地区及沿线的农业用水水质得到提高，有利于保护人群众的身体健康和社会安定。因
18、此，兴建新密市城市污水处理厂管网二期工程使污水处理成为可能，也是功在当代，利在千秋，利国利民的重大战略举措，势在必行。3 工程建设目标3.1 工程目标本工程为新密市污水处理厂配套管网二期工程，工程目标即是实现污水处理厂收水达到5.0m3/d，管网全面覆盖现状新密市城区。污水收集率达到90%。3.2环境目标实现污水处理合格率100%；使新密市城市污水对下游河道的污染程度大大减少。3.3 收水目标实现污水处理厂收水达到5.0m3/d，4污水量预测与工程规模的确定4.1指标确定开阳路以西区域老城组团、城西组团、科技园组团，该区域建设用地面积约23.5平方公里，人口约14.5万人。开阳路以东区域包含城
19、北组团、中心城区组团和城东组团，区域建设用地面积13平方公里，人口15.5万人。4.2污水量预测及工程规模4.2.1需水量预测城市需水量的预测，是确定城市供水规模、工程投资及水资源分配的依据。城市需水量的确定受居民生活水平、气候条件及工业生产等多方面的影响。因此，需水量的预测既要满足各个时期居民生活和工业生产用水的需要，也要考虑节约用水和水资源的综合利用，符合高起点、高标准、经济合理的规划原则，促进城市建设的发展。需水量主要由生活用水和工业用水两大部分组成。需水量预测涉及的因素较多，目前常用的预测方法有四种，一是分项预测法，根据总体规划提供的数据，按生活、工业用水分项预测，结合工业用水重利用率
20、的提高，人均生活用水量的增加等因素，加以综合确定。二是单位用地（或单位人口指标法）综合用水量指标法，根据总体规划提供的数据，在规范给出的范围内，根据实际情况选用合适的指标进行预测。三是供水量递增预测法：根据收集到的历年城市供水递增率，结合工业及人口增加比率，确定今后的供水增长率，从而确定城市需水量。四是数量统计法：即用最小二乘法的数学原理，对收集到的历年城市供水量数据，经分项整理后，拟合一条适当曲线（或斜线），使实际值与趋势值离差平方和为最小，以此来预测今后需水量。本规划根据新密市近10年供水统计资料，对新密市需水量进行预测。4.4.1 近十年供水统计资料及分析年份供水量（万吨/年）供水人口（
21、万人）均日单位人口用水量（m3）日变化系数最高日单位人口用水量（m3）2000519.27.80.1821.30.2372001554.88.00.1900.2472002573.58.10.1940.2522003589.20.1990.2592004638.20.2160.2812005704.48.40.2300.2992006717.68.90.2210.2872007801.713.50.1630.2122008962.614.80.1780.232200910080.1870.2435.4.2 需水量预测从以上统计资料可以看出，新密市城市单位人口综合用水量20002005在不断增加
22、，在2006年出现减少，在2007年出现陡减，产生原因是新密市城区产业结构在进行调整，不符合产业政策的企业被关停，所以造成20062007年用水量不断减少。从统计资料还可以看出，自2007年城市单位人口用水量在不断增加。根据以上统计资料，预测至2015年新密市城区最高日单位人口用水量为320L/人 d，至2020年最高日单位人口用水量为360L/人d。城 区 需 水 量 表项目 年份2015年2020年市区人口（万人）2630城市单位人口用水量指标（L/人d）320360最高日综合生活需水量（万m3/d）8.3210.86.5.1 污水量预测由前述需水量预测内容可知，新密市2015年最高日需水
23、量8.32万m3/d，2020年最高日需水量10.8万m3/d。根据室外污水设计规范（GB 50014-2006），结合新密市供水预测，日变化系数为1.30。污水量预测采用的是排水系数法及由供水量折算而来。通常城市的供水量与污水量存在一定的比例关系。根据室外排水设计规范，城市污水量为供水量的80%90%，结合新密市的实际情况，取85%，据此，污水量预测见下表所示。污水量预测表项目最高日需水量（万m3/d）平均日需水量（万m3/d）6.408.3折污系数0.800.9总污水量（万m3/d）5.127.5经预测新密市2015年总污水量为5.0万m3/d，2020年总污水量为7.5万m3/d。污水处
24、理厂2015年建设规模为5.0万m3/d，2020年为7.5万m3/d。5 工程总体方案论证5.1 截污管道选线方案鉴于新密市特殊的地形地貌，呈南北向分布的五条冲沟自西向东分布在新密市城区，位于新密市最南部的东西向道路洧水路，呈高低错落状，且高差巨大，自西向东难以实现重力流截流污水管道布置。而新密市的五条冲沟在洧水路以南自然汇流到一起，因此沿冲沟布置截污管道是实现新密市污水汇流的唯一途径。根据新密市污水管网规划以及现状污水管网的布置，新密市整体污水管网布置为：马鞍河沟以西，沿南北向的道路荥密路、香裕路、浮戏路和未来大道敷设污水干管，汇入洧水路污水干管；马鞍河沟和周垌沟之间区域，沿南北向道路政通
25、路和长乐路敷设污水干管，汇入洧水路污水干管；周垌沟以东区域，沿南北向的道路开阳路、农业路、密新路和云蒙路敷设污水干管，汇入龙潭路污水干管，经污水处理厂进厂干管汇入现状污水处理厂。沿绥水河敷设西侧污水截流干管，由绥水河和湾子河交叉口向西至绥水河穿越洧水路处敷设于河道的北侧，管线由西向东穿越马鞍河沟和周垌沟，沿线经过耐火材料厂和东瓦店村委等现状建筑，分别沿周垌沟和马鞍河沟敷设污水干管，与城区洧水路以北的南北向道路上布置的污水管道衔接。经过核算，并考虑远期的不确定因素，西侧污水截流干管管径，马鞍河沟以西为d800,以东为d1200,长度分别为1500米和3900米。沿湾子河布置的东侧截污管道位于湾子
26、河北岸，自东超路西侧污水处理厂南侧的冲沟交叉处起至湾子河与绥水河交叉处结束。污水提升泵站选址在远期污水处理厂的位置处，近期做提升污水至现状金门污水处理厂的提升泵站用图，远期该泵站可以作为远期污水处理厂的进厂提升泵站使用。5.1 方案比选鉴于新密市位于潜山丘陵地区的特殊的地形地貌，新密市污水管网若实现重力流汇流截污，只有通过沿冲沟敷设截污管道，才能实现，否则必须建设多座污水中途提升泵站。虽然沿冲沟敷设污水截污管道方案，必须按照自然地形布置管道长度会有所增加，但从长期运行的角度，该方案还是较为经济的。因此本工程沿冲沟布置截污管道方案是实现新密市污水截流的最佳方案 。5.3 方案确定 鉴于前述，本工程污水截污管道选线方案即采用沿冲沟走向布置的方案，经过核算，并考虑远期的不确定因素，西侧污水截流干管管径，马鞍河沟以西为d800,以东为d1200,长度分别为1500米和3900米，自西向东汇流。东侧污水截流干管管径d600，长度为1800米，自东向西汇流，最终汇流至污水提升泵站。污水提升泵站位于湾子河与绥水河交叉处，远期污水处理厂选址的位置。5.4 管材选择5.1管材选择近年来随着工程技术、新型材料的发展，加上大量引进国外先进技术设备，为污水管道管材的选择提供了更多的余地。目前，国内的污水管道主要有钢筋混凝土管、塑料排水管以及玻璃钢夹砂管等。污水管网是污水工程中重要的组成
