污水处理厂设计给排水专业设计说明.docx
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污水处理厂设计给排水专业设计说明
第一节设计的基本要求2
一•设计水量2
2.设计水质与出水水质的确定2
3.设计污水的特点2
四•设计污水、污泥的最终处置2
第二节处理工艺方案选择1错误!
未定义书签。
1.处理7920m3d小型城镇污水处理厂处理级别的选择3
2.处理7920m3.d小型城镇污水处理厂处理方法的选择3
3.一级处理方法的确定5
4.处理7920m3「d小型城镇污水处理厂二级处理方法确定……5
5.方案确定8
第三节氧化沟处理工艺方案的比较选择10
1.
10
12
氧化沟系统的选择
2.
氧化沟工艺的确定
1.污泥处理的目的和原则13
2.污泥处理工艺的比选13
3.污泥处理工艺流程确定16
第五节处理7920m3.d小型城镇污水处理厂处理工艺流程图..17
第二章设计方案论证
第一节设计的基本要求
一•设计水量
表（3-5）使用内插法求的污水流量总变化系数K总=1・62；
二.设计水质与出水水质的确定
表1设计水质情况
项目
BOD5
SS
入水（mg/L）
180
200
出水（mg/L）
<25
<30
去除率（%）
86.1
85
三.设计污水的特点
由上面的水质条件可知，设计污水的特点如下：
1.悬浮物的浓度比较低；
2.有机物浓度比较低，BOD浓度200mgl;
3.污水呈中性，pH=6.5-7.2，符合污水排放标准。
4.设计污水、污泥的最终处置
根据设计要求，该污水处理厂处理的污水达到污水排放标准，可
以直接排放到水体中；污泥经过浓缩、消化、机械脱水后外运。
第二节处理工艺方案选择1
一•处理7920m3d小型城镇污水处理厂处理级别的选择
我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚。
近200年来,城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水，并回用。
简单的一级处理是对污水中的悬浮的无机颗粒和有机颗粒，油脂等污染物物质的去除，一般由沉砂池，沉淀池完成处理工程，经一级处理后有机物（BOD）可以去除30%左右，达不到排放标准，而污水二级处理，主要去除污水中呈胶状
和溶解状态的有机污染物质。
利用微生物去降解一级处理法无法去除的污染物质，通过二级处理BOD可以去除90%以上，由上述可知，污水经一级处理和二级处理后，才能达到排放标准，符合设计要求。
二.处理7920m3d小型城镇污水处理厂处理方法的选择
1.现代的污水处理技术，可分为物理处理法、化学处理法和生物处理法三类：
（1）.物理处理法
通过物理作实现分离，回收污水中不容解的呈悬浮状的污染物质，一般来说，在分离过程中并不改变污染物的化学本性。
物理法操作简单，经济，常用的有：
筛虑，沉淀，气浮过滤等方法；
（2）.化学处理法
向污水中投加一些化学物质，利用化学反应来分离；回收污水中的一些污染物质或使其转化为无害化的物质，常见的方法有投药法，传质法等；
（3）.生物处理法
污水生物处理法是利用微生物新陈代谢功能，使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解，转化成稳定的低分子的无害物质。
本次设计，主要任务是处理污水中的有机物和悬浮物浓度，达到排放标准，在污水处理方法中，物理法只能处理污水中不容解的呈悬浮状的污染物质，对于呈胶体状和溶解状有机物和其它污染物却不能处理；化学处理法不仅处理成本高而且不能一次性达到污水排放标准；生物处理法处理效果比较好，是目前最为普遍的工艺，它能够达到无害化处理的目的。
所以在本次设计中选用生物法处理工艺处理污水。
2.生物处理法又分为好氧处理法与厌氧处理法
（1）.好氧生物处理法是在有游离氧存在的条件下，好氧微生物降解有机物，使其稳定无害化的处理方法。
优点：
反应速度快，废水停留时间短，故处理构筑物容积小；处理过程中散发的臭气较少；对能降解的有机物分解完全等。
缺点：
对难降解有机物去除率低，污泥量较厌氧处理多，运行费用较高。
（2）.厌氧生物处理法：
是有机物在无氧条件下，借助转性厌氧菌的作用下，将大部分有机物转化为甲烷等简单小分子有机物与无机物，从而使污水得到净化。
优点：
有机物去除率高，污泥量少，运行费用低；缺点：
有污水停留时间较长，有机物分解不完全，臭气产生较多。
综合比较，为了经济方便，结合题意等各方面应选择好氧处理法。
3.一级处理方法的确定
格栅是污水处理厂第一道预处理设施，为了拦截污水中漂浮和悬浮物，以保证后续处理设施顺利运行，降低处理负荷，设计中使用泵前中格栅，泵后细格栅。
能有效的从污水中分离密度较大的无机颗粒，避免砂粒对处理工艺和设备带来不利影响，在进水泵房后面常设沉砂池。
一级处理工艺流程图如图1
污水-
亠中格栅一污水提升泵房一细格栅
•沉砂池一后续
垃圾处理垃圾处理
沉渣处理
图1一级处理工艺流程图
4.处理7920mid小型城镇污水处理厂二级处理方法确定
1.在好氧生物处理法中有活性污泥法、生物膜法等，活性污泥是由细菌、真菌、原生动物、后生动物等异种群体组成，此外，活性污泥中还含有一些无机物、未被生物降解的有机物和微生物自身代谢残留物，活性污泥法的使用时间长，理论知识较为扎实，实践经验丰富。
活性污泥法的主要构筑物是曝气池，曝气系统将压缩空气通过管道送进曝气池，向曝气池混合液供氧，保证活性污泥中微生物的正常代谢反应，使有机物更好的被分解，二沉池的作用是活性污泥和水的分离，使混合液澄清，达到污水排放标准，总的来说，活性污泥法的处理费用较为低，管理维护简单，处理效果好。
而生物膜处理法优点：
操作方便；固体停留时间长，微生物浓度高；剩余污泥较少，且易分离；耗能较低，缺点：
生物膜法的微生物膜不宜刮起，用时较长，处理程度低，占地面积大，布水不均匀等。
由上面比较得，活性污泥法比较适合本次设计内容，污水中的BOD、SS的含量均属于低浓度，多数污水处理工艺采用活性污泥法，可以将污水处理到排放的标准，有较好的效果。
以前建设的项目都是普通活性污泥法，随着经济和技术的发展，活性污泥法出现了一系列新的工艺，达到了投资费用少，但处理效果更好。
活性污泥法常用的新工艺有：
AB法，SBR法，A2/0法，氧化沟法等，下面对各工艺进行比较：
（1）.AB法优点：
曝气池的体积较小，基建费用相应降低；污泥不易膨胀；
抗负荷冲击能量小。
缺点：
构筑物较多；污泥产生量较多。
A级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，B级负荷低，污泥龄较长。
A级与B级间设中间沉淀池。
二级池子F/M（污染物量与微生物量之比）不同，形成不同的微生物群体。
AB法尽管有节能的优点，但不适合低浓度污水水质处理。
（2）.SBR法优点：
不需要回流污泥和回流混和液，不设专门的二沉池，构筑
物少；占地面积少。
缺点：
容积及设备利用率较低（一般小于50%）；操作，管理，维护较复杂；自控程度高，对工人素质要求较高；国内工程实例少。
此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。
现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。
这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态。
但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，间歇排水水头损失大，池容的利用率不理想，因此，一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂。
（3）.A2/O法优点：
总的水力停留时间，总的占地面积少于其它同类工艺；在厌氧（缺氧）好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100；运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧浓度，运行费用低。
缺点：
对沉淀池要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放的现象出现，但溶解氧浓度也不易太高，以防止循环混合液对缺氧反应器的干扰。
国内10年前开发此厌氧—缺氧—好氧组成的工艺。
利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。
A/A/O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：
一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下（DO<0.3mg/L），释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。
二是脱氮，缺氧段要控制DO<0.7mg/L，由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中BOD作为氢供给体（有机碳源），将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐
还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的。
为有效脱氮除磷，对一般的城市污水，COD/TKN为3.5〜7.0（完全脱氮COD/TKN>12.5）,BOD/TKN为1.5〜3.5,COD/TP为30〜60,BOD/TP为16〜40（一般应〉20）。
若降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化，以去除磷、BOD5和COD为主，则可用A/O工艺，本次设计中不考虑用次方法。
（4）.氧化沟工艺
优点：
氧化沟具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其工作区分为富氧区，缺氧区，用以进行硝化和反硝化作用；不使用初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定的程度；BOD负荷低，类同于活性污泥的延时曝气系统，使氧化沟具有：
对水温，水质，水量的变动有较强的适应性，污泥龄（生物固体平均停留时间）一般在10-20d左右，为传统活性污泥系统的3-6倍，可以存活，繁殖世代时间长，污泥产率低，且多已达到稳定的程度，无需进行消化处理；氧化沟只有曝气器和池中的推进器维持沟内的正常运行，耗电较小，运行费用更低。
缺点：
氧化沟的占地面积较大。
本工艺50年代初期发展形成，因其构造简单，易于管理，很快得到推广，且不断创新，有发展前景和竞争力，具有普通法工艺的各项优点，当前可谓热门工艺。
五．方案确定
1.被选方案的提出
由上面几种工艺的比较，初步提出两个被选方案
（1）.SBR工艺
流程图如下：
图2SBR工艺流程图
SBR工艺结构简单、投资较低，其理论和实验的特点比较好,
但在实际运行工程中出水水质不稳定，处理效果不太理想。
（2）.氧化沟工艺
流程图如下：
图3氧化沟工艺流程图
氧化沟工艺结构简单、运行维护管理容易，出水水质较好，运行成本较低。
2.方案的确定
通过上面的方案比较，设计决定采用的处理方案是氧化沟工艺。
氧化沟工艺属于活性污泥的一种，污水和活性污泥在循环曝气渠道中流动。
1.氧化沟工艺的特点
（1）.工艺方面的特征
1）.水力停留时间长达10-40h；污泥量一般大于20d，有机负荷很低
（2）.结构方面的特征
1）.单池的进水装置简单，只配置一个进水管；多沟系统可以是一组同心的相互连通的渠道，也可以是相互平行、尺寸相同的一组沟渠；
2）.出水一般采用溢流堰式，宜于采用可升降式的，以调节池内水深；
3）.氧化沟一般是环形渠道，平面形状多为椭圆形、圆形，沟渠长度可达几十米，甚至几百米以上。
第三节氧化沟处理工艺方案的比较选择
1.氧化沟系统的选择
1.常见的氧化沟系统
（1）.卡罗塞氧化沟
（2）.交替工作氧化沟系统
（3）.奥贝尔型氧化沟系统
2.常见氧化沟工艺特点
（1）.卡罗塞氧化沟工艺
拉罗塞尔氧化沟的典型布置为一个多沟串联系统，进水与活性污泥混合后在沟内不停地循环流动；采用表面机械曝气器，每沟渠的一端安装一个，靠近曝气器下游的区段为好氧区，处于曝气器上游和外环的区段为缺氧区，混合液交替进行好氧和厌氧，有利于生物絮凝，
使活性污泥宜于沉淀，卡洛塞尔氧化沟系统在国外得到了广泛应用。
处理规模从200m3d到650000m3d之间，BOD去除率达95%-99%。
（2）.交替工作氧化沟系统
交替工作氧化沟又分为二沟和三沟两种交替工作氧化沟系统，二
沟交替工作式氧化沟系统由2个串联的氧化沟组成，通过改变进水出水顺序和曝气转刷转速使两沟交替在缺氧和好氧条件下运行。
该系统
处理水质较好，污水也比较稳定，缺点是设备闲置率高，一般大于50%，曝气转刷的利用率低。
三沟式氧化沟属于工作式氧化沟，由3
条同容积的沟槽串联组成，两侧的A、C池交替作为曝气池和沉淀池，中间的B池一直为曝气池。
原污水交替地进入A池或C池，处理出水则相应地从作为沉淀池的C池或A池流出，这样提高了曝气转刷的利用率（达59%左右）。
交替工作的氧化沟系统的自动控制需求较高，以控制进水、出水的方向，溢流堰的启闭以及曝气转刷的开动与停止。
（3）•奥贝尔型氧化沟系统
奥贝尔式氧化沟是由多个同心的椭圆形或圆形渠道组成，污水与回流污泥均进入最外一个沟渠，在不断循环的同时，依次进入下一个沟渠；它相当于一系列完全混合反应池串联而成，最后混合液从内沟渠排出，奥贝尔式氧化沟曝气设备一般采用曝气转盘，由于曝气转盘
上有大量的楔形突出物，增加了推进混合和充氧效率。
圆形或椭圆形的平面形状，比长渠道的氧化沟更能利用水流惯性，可节省推动水流的能耗。
水深可采用2-3.6m，并保持沟底流速为0.3-0.9m/s，在运行时，外、中、内沟渠的溶解氧分别为厌氧、缺氧、好氧状态，使溶解氧保持较大的梯度，有利于提高充氧效率，同时有利于有机物的去除。
2.氧化沟工艺的确定在上面个氧化沟系统中，交替氧化沟工艺中有一种工艺三沟式氧化沟工艺，它的运行方式分六个阶段，第一阶段，污水在I沟内低速运动，仅维持环流，使沟内处于缺氧反硝化状态；H沟内污水高速运行，保持环流进行有机物的降解，皿沟内转刷处于闲置状态，仅作沉淀池，使泥水分离。
第二阶段，I沟内转刷高速运转，由缺氧状态逐渐转为富氧状态，H沟内转刷高速旋转，也处于好氧阶段。
皿沟内为沉淀池，污水排出进入第三阶段。
第三阶段时I沟内转刷停止运转，开始泥水分离，人流污水进入H沟，出水仍由皿沟内排出。
第四阶段，污水从H沟调至皿沟，I沟内出水堰降低，皿沟内出水堰增高，转刷以降低速度运行，使混合液悬浮物环流，处于缺氧状态。
混合液流入H沟，此时I沟内作为沉淀池，清洗通过I沟降低的出水堰排出。
第五阶段污水从皿沟转向H沟，皿沟内转刷高速运转以保证沟末端有剩余氧，I沟内仍然做沉淀池，处理后污水通过该沟出水堰排出，H沟内转刷高速运转，进行有机物降解。
第六阶段同第三阶段相同，皿沟内转刷停止运转，开始泥水分离，人流污水进入H沟，处理后的污水经I沟出水堰排出。
由此可见，三沟式氧化沟其发展的前景也比较好，三沟式氧化沟
运行灵活、稳定、管理方便，在我国使用很多。
因此在这次设计氧化沟系统的比较选择中，考虑采用三沟式氧化沟工艺对7920m3d小型
城镇污水进行处理。
处理流程图如下：
污水
氧化沟
二沉池
接触池
出水
图4污水二级处理工艺图
第四节污泥处理工艺1
一•污泥处理的目的和原则
一是稳定化通过稳定化处理污泥消除污泥臭味；二无害化污泥处理，通过无害化污泥处理，杀灭污泥中的病危生物，去除或转化其中的有害有毒物质；三减量化处理，使之用于运输处置；四污泥的利用，实现污泥的资源化。
二.污泥处理工艺的比选
污水处理厂在对污水进行处理的同时会产生各种污泥，污泥的来源各有不同，有的是截留下来的悬浮物，有的是生物处理系统排出的生物污泥。
在污水处理过程中，会产生大量的污泥，其中会含有许多有毒有害物质，且含水率较高，不论对污泥的最后处置采用什么方法，对污泥都要进行适当的处理，因此需要对污泥进行浓缩、消化、脱水及最终处置等工艺。
达到减量、稳定、无害化及资源化利用的目的。
1.污泥浓缩
（1）.污泥浓缩方法
污泥浓缩方法的选择，污泥浓缩是降低经消化、脱水处置过程或最终处置污泥的体积，污泥含固率的提高，将大幅度减小污泥体积，降低污泥后续处理费用。
常用的浓缩方法有离心浓缩法、气浮浓缩法、重力浓缩法。
（2）.污泥浓缩方法比选
1）.离心浓缩法
优点：
只需少量土地科取得较强的处理能力，几乎不存在臭气问题；缺点：
要求专用的离心机，电耗大，对操作人员要求有较高的技术素质。
2）.气浮浓缩法
优点：
浓缩效果理想，出泥含水率较低，不受季节影响,运行效果稳定，所需池容积仅为重力法的1/10左右，占地面积较小，臭气问题小，能去除油脂，砂砾；缺点：
运行费用低于离心法，但高于重力法，操作要求较高，污泥贮存能力小，占地比离心法多。
3）.重力浓缩法
优点：
贮存污泥能力强，操作要求不高，运行费用低，动力消耗小；缺点：
占地面积大，污泥易发酵，产生臭气，对于某些污泥工作部稳定，浓缩效果不理想。
重力浓缩由于装置简单，所需动力小等优点而被广泛采用，所以设计中采用重力浓缩法。
2．污泥的消化
（1）.污泥消化方法
污泥消化的目的是分解污泥中的有机物，除减少污泥量外，同时
也减少了污泥中的细菌、病原菌等。
污泥消化工艺可以分为污泥厌氧消化和污泥好氧消化。
（2）.污泥消化方法的比选
1）.厌氧消化法优点：
投资和运行费用相对较省、工艺条件（污泥温度）稳定、可回收能源（污泥气综合利用）、占地较小等；缺点：
工艺工程的危险性较大。
2）.好氧消化法优点：
有机物去除率高、处理后污泥品质好、处理场地环境状况较好、工艺过程没有危险性；缺点：
投资和运行费用相对较高、工艺条件（污泥温度）随气温变化波动较大、冬季运行效果较差、占地面积较大、能耗高。
设计中有机物浓度较低，综合比较，设计中采用厌氧消化法。
3．污泥的脱水与干化
（1）.污泥脱水与干化方法污泥经过脱水、干化处理、污泥的含水率从96%左右降到60%-80%左右，其体积为原体积的1/10-1/5，从而使液体污泥变成固态污泥，有利于后续处置，污泥脱水与干化的方法有自然干化和机械脱水。
（2）.污泥脱水与干化方法比选
1）.污泥的自然干化
污泥的自然干化有污泥干化床、污泥塘两种类型。
适用于气候比
较干燥、占地面积不紧张及环境条件允许的地区。
其中污泥干化床在中小型污水处理厂（一般服务人口不大于5000人）采用。
设计人口以超过服务人口数，设计中不采用污泥的自然干化。
2）.污泥的机械脱水污泥的机械脱水主要的方法有带式压滤机、板框压滤机、转筒离心机等。
a.带式压滤机
优点：
连续生产、机器制造容易、操作管理简单、附属设备较少，劳动力、能耗消耗和维护费用都较低；缺点：
有机聚合物价格昂贵，使污泥带式压滤机的运行费用很高。
b.板框压滤机
优点：
泥饼的含固率高，滤液清澈，固体物质回收率高，调理药品消耗量少；缺点：
基建设备投资大，过滤能力也较低。
c.转筒离心机优点：
处理量大、基建费用少、占地面积少、工作环境卫生、操作简单、自动化程度高、可以不投加或少投加化学调理剂；缺点：
动力费用较高。
由以上比较得，虽然转筒离心机的动力费用较高，但总运行费用较低，世界各国都采用较多，所以本次设计中采用转筒离心机进行污泥的脱水与干化。
3.污泥处理工艺流程确定综上所述，重力浓缩、机械脱水方式技术上优于机械浓缩、机械
脱水方式，重力浓缩、机械脱水方式虽土建费用较高，但设备费用较低，但总费用低于机械浓缩、机械脱水方式，因此本次设计采用重力浓缩、机械脱水方式。
设计中温度变化较大，且好氧消化基建费用大,所以采用污泥厌氧消化法。
处理工艺流程图如下：
图5污泥处理工艺流程图
第五节处理7920m3.d小型城镇污水处理厂处理工艺流程图
经上面四节的比选，污水一级处理工艺、二级处理工艺、污泥
处理工艺的组合，最终形成污水处理厂处理工艺，工艺流程图如下：
沉砂池
污水提升泵站
回流污泥
剩余污泥
机械脱水
图6处理7920m3d小型城镇污水处理厂处理工艺流程
第三章污水处理构筑物设计计算[3]
第一节泵前中格栅
一•设计流量
Qd=7290md,Q=Qd=7|9°=303.75mh=85Ls,经查表（3-5）
使用内插法的Kh=1.62
每格流量为0.07m^/'
二.设计参数
计算简图如图4所示
AltanaiE=h/2
图4格栅示意图
栅条净间隙为e=20mm，栅前流速1=0.7ms
70
过栅流速1=0.8ms，栅前部分长度L1=0.7ms，格栅倾角单位栅渣量w1=0.05m3栅%3杆污水。
确定栅前水深：
根据最优水力断面公式QB：
2计算得
三.设计计算
1.栅条的间隙数n
2.栅槽的宽度B
设栅条宽度S=0.01m,
BSn1en0.011610.02160.5m
选用回转式格栅GH-600型两台，格栅槽安装宽度1.00m，格栅槽有效格栅宽度600mm，栅条间隙20mm，整体（每台）功率0.75kw,格栅倾角70。
实际过流量采用公式S（n-1）+n=B
n駅沁20（条）专2^75°7°6
3.进水渠道渐宽部分的长度Li。
设进水渠道Bi=0.4m，其渐宽部分展开角度120（进水渠道内的流速为0.7ms）
邑旦亜仝0.14m
2tan12tan20
4.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2
0..07m
g—重力加速度；
k—格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3:
;
—阻力系数，其数值与格栅栅条断面的断面几何形状有关,
8.每日的栅渣量
9.校核
Q6000匚0.07
1沁20.57m?
AKh0.40.21.62's
i在0.40.9ms之间，符合设计要求。
第三节泵后细格栅
污水由进水泵房提升至细格栅沉砂池，细格栅用于进一步去除污
水中较小的颗粒悬浮，漂浮物。
设计污水量Qmax0.137m/，污水经
过提升泵房提升后，采用远期最大设计流量进行计算，近期设置两个
细格栅，轮流使用，每个流量为:
Q单个
一.设计参数
计算简图如图4所示
栅条净间隙为e0.015m;栅条宽度s0.01m;栅前流速vi0.7ms；过栅流速V20.7%;栅条前宽度：
0.5m;栅条后宽度：
1.5m;
0.12m3栅渣
/103m3污水
二.设计计算
1.格栅前水深。
根据最优水力断面公式Q2h2V1，求得：
hJj0-07^0.2m所以，栅前水深为h=0.2m，栅前槽宽为
B12h20.20.4m
2.栅条间隙数：
nQmax弘0.07Sin7032.31（个）（取n34）设计
ehv10.0150.20.7
两组格栅，则每组格栅间隙数n=17。
3.栅槽宽度：
B2S（n1）en0.01（1
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