某市污水处理厂的设计方案p.docx
《某市污水处理厂的设计方案p.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某市污水处理厂的设计方案p.docx（75页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
某市污水处理厂的设计方案p
1/70
某市污水处理厂的设计方案
第一部分：
工程项目工艺方案设计说明
6
8/70
第一章工程概况
1．厂址
XX市东郊污水处理厂的厂址设在会城镇（市区）东甲村的“闪窖口”,紧靠江门水道，从南环路（市区过境公路）东行约1.8公里，按远期计划控制用地120亩。
2．项目规模
东郊污水处理厂的建设分三期进行，首期建设规模为污水处理量
4万吨/日，二期建设规模增至8万吨/日，远期建设规模达到16万吨
/日。
本次投标只按首期的4万吨/日规模考虑。
3．地质条件
东郊污水处理厂的地质属淤泥分布区，淤泥深度在15～20米左右。
该处理工程主要处理城区的生活污水，污水由管道输送到污水处理厂，污水处理采用水解+A2/OHCR工艺，处理后水质达到一级排放标准（GB8978-96）。
4、方案编制目的、依据、原则
（1）方案编制目的
对综合污水处理厂工艺单体进行详细优化设计，并提出主要设备材料表，据此编制投资估算及经济分析。
7
9/70
（2）方案编制依据
a.XX市东郊污水处理厂项目法人招标资格预审文件。
b.现行有关的国家规和规定。
c.其他有关设计资料。
（3）编制原则
a.在生产建设总体规划的指导下，通过生活污水治理工程的建设达到保护环境、保护水资源、改善投资环境，保持城镇企业可持续发展的目的。
b.充分发挥建设项目的社会效益、环境效益和经济效益。
c.选择先进的、技术经济合理的处理工艺技术，为工程方案的尽早实施，为污水处理厂的建设和运行创造良好的条件。
d.采用高效节能，简便易行的处理工艺，降低工程投资和运行费用。
e.设备选型做到合理、可靠、先进。
f.按现行有关规定进行投资估算和经济分析。
4、城市概况
（略）
8
10/70
第二章工程目标
1、污水的水质、水量处理目标
（1）原水水质情况
XX市污水处理厂承担XX市部分生活污水的处理。
水量大的工业废水由排污企业自行预处理，治理后达到标准（GB8978-1996）的一级标准，直接排入水体或市雨水管网。
污水处理厂设计的进水水质为：
化学需氧量（COD）≤250mg/L五日生化需氧量（BOD5）≤150mg/L悬浮物（SS）≤200mg/L
氨氮≤30mg/L
磷酸盐（以P计）≤4mg/LPH…….6～9
（2）排放标准
污水经处理后的出水水质要求按GB8978-1996的一级标准确
定，其主要指标如下：
9
11/70
化学需氧量（COD）≤60mg/L
五日生化需氧量（BOD5）≤20mg/L
悬浮物（SS）≤20mg/L
氨氮≤15mg/L
磷酸盐（以P计）≤0.5mg/LPH…….6～9
2、污泥处理目标
污水处理厂产生的污泥必须进行适当处置，污水厂所产污泥将经过
机械脱水及自然干燥减容后，外运填埋。
3、污水管道系统
污水重力流管网采用预应力钢筋混凝土管。
（1）污水管道计算方式：
V=（1/n）R2/3I1/2
式中：
V——流速（m/s）R——水力半径（m）I——水力坡降
n——粗糙系数（预应力管0.013，钢筋砼管0.014）
10
12/70
（2）生活污水变化系数KZ值按《室外排水设计规》选用。
·污水截流系统污水截流干管走向应考虑城市的总体规划及管网投资运费最优原则进行统一实施。
管道接口采用承插式胶圈密封防渗。
截流干管采用密闭式检查井，井间距为80m。
污水处理厂污水排放口应考虑排入具有较大的水体稀释自净能力
的水体。
4、厂址选择及规模
污水处理厂规模为4.0万吨/日。
XX市东郊污水处理厂的厂址设在会城镇（市区）东甲村的“闪窖口”,紧靠江门水道，从南环路（市区过境公路）东行约1.8公里，按远期计划控制用地120亩。
11
13/70
第三章工程设计方案及说明
1、污水及污泥处理工艺选择
1.1方案选择原则污水处理工艺的选择直接关系到污水处理厂的建设投资，运行成
本的高低，污水厂出水水质，运行管理是否方便可靠。
工程设计上要因地制宜，综合考虑排水系统现状或规划、厂区地形及地质、温度、降雨、污水量、水质、排放标准、设备等。
主要按以下原则确定：
（1）近远期全面规划，分期实施，更好地发挥投资效益。
（2）严格执行国家及省环境保护的各项规定，确保各项出水指
标达到规定的排放标准；
（3）采用工艺先进、成熟，管理方便的设计方案。
（4）设备选型合理、可靠、先进。
（5）减少投资和日常运行费用。
（6）运行管理方便，运转方式灵活，并可根据不同的进水水质调整
运行方式和参数，最大限度地发挥处理装置和构筑物的处理能力。
（7）便于实现处理过程的自动控制，提高管理水平。
（8）保障正常运行使用，避免造成二次污染。
1.2污水处理工艺方案选择
自1914年在英国曼彻斯特市建造第一座污水处理厂以来，迄今已
有八十多年的历史，随着生产上的广泛应用和实验研究的不断深入，
12
14/70
其工艺流程也不断有所改进和创新。
国外城市污水处理在污水处理工艺技术、污泥处理及污水回用等技术现状与发展趋势大体情况简述如下：
预处理常用方法为机械格栅、沉砂、隔油等简单物理处理方法，它一般不作为单独的处理工艺而作为预处理方法与其他处理方法一并使用，单独使用预处理直接排放的仅用于城市污水排海、排江工程等工程中，其目的在于去除污水中的漂浮物质、油类或油脂类物质以及砂粒等无机物质及部分有机物。
从传统的城市污水处理工艺流程来看，一级处理部分近年来技术现状没有太大的突破，工艺流程大致如前，以污水收集粗、中、细格栅或水力筛、沉砂池及初次沉淀池等物理处理来达到一级处理。
近期主要的发展为处理设备的机械化和自动化水平的提高，各种机械设备的研制与开发，各种新型处理构筑物的应用等。
如出现了各种形式的格栅、格网、水力筛、曝气沉砂池、钟氏沉砂池、多尔沉砂池、PISTA沉砂池、周边进水初沉池以及各种形式的除砂、排泥装置和清洗装置等。
一级处理通常仅能去除污水中主要污染物COD40%，SS60%左右，出水一般达不到要求的排放标准，通常需后续二级处理。
从污水二级处理工艺来看，仍然以生化处理为主，典型的流程格局仍为污水经格栅到沉砂池到初沉池、曝气池、二沉池、消毒接触池后排放。
传统的污泥处理流程为：
初沉池的新鲜污泥和二沉池排出的剩余活性污泥经浓缩后同时再进入预热池或预热装置后进入污泥消化处理，经二次浓缩（当采用两级消化时可省去二次浓缩池）后加药混
13
15/70
凝反应再送入机械脱水机，脱水后作最终处置，可制作复料或颗粒肥料或外运作农肥、林肥或填埋等。
生化处理方法就活性污泥法而言就有：
活性污泥法（含普通活性污泥法及其变形）、吸附再生法、完全混合法、AB法、SBR法、HCR、CASS、氧化沟法、A2/O法、A/O法、UCT法、Bardenpho法、水解—曝气和MSBR法工艺等。
由于污水处理技术是一项综合性很强的技术，它涉及的科学技术围相当广泛，随着世界各国科研、生产、管理各个领域的发展，而使传统工艺不断得
到改进或更新，近年来用于城市污水处理方面的新工艺、新流程、新技术、新设备等发展很快。
在泥水分离技术、曝气方式、脱氮除磷方法等很多方面值得研究和开发。
污水处理工艺，应根据原水水质、排放标准要求、污水处理站的规模，结合当地自然和社会经济等条件综合分析确定。
采用以下三种工艺方案进行了比较：
·奥贝尔氧化沟方案（方案一）
·MSBR方案（方案二）
·A2/OHCR一体化工艺（方案三）
方案一奥贝尔氧化沟
氧化沟是活性污泥法的一种变型，废水和活性污泥的混合液在环形曝气渠道中不断循环流动。
具有特殊的循环流态，既是完全混合式又具有推流式的特征。
氧化沟一般在延时曝气条件下使用，水力和固体停留时间长，固体总量较多，因而能对进水水质的冲击有一定的缓冲
14
16/70
作用。
又因为氧化沟循环量高于进水流量的几十倍甚至上百倍，使其产生较大的稀释能力，当受到水质水量波动的冲击或有毒物质的影响时能迅速稀释，所化氧化沟具有很强耐冲击负荷能力，适宜处理高浓度有机物废水。
氧化沟的曝气装置按点交替分布、而不是全池分布，因而很容易在沟形成好氧和缺氧交替出现的状态，存在着不同的微生物环境，可发挥不同微生物的生长特性。
氧化沟的构造型式、水流搅拌状态和溶解氧的分布有利于活性污泥的生物凝聚作用，且可进行硝化、反硝化达到生物脱氮的目的，由于泥龄较长，污泥在氧化沟有一定好氧稳定性，无须进行污泥处理，但氧化沟的能耗较高。
目前氧化沟有很多型式式种类，如Corrousel氧化沟、Dassveer氧化沟、双沟式氧化沟等。
奥贝尔氧化沟是众多氧化沟中的一种，近年来国外被广泛采用，它除具有氧化沟上述共有的特性外，还有自己不同的特征。
奥贝尔氧化沟沟道设计成具有三个相同（或不相同）断面的同心沟道，三沟的容积分配为：
外沟（第一沟）约占总池容的50%～55%，中沟（第二沟）约占总池容积的30%～50%，沟（第三沟）约占总池容积的20%～25%。
根据不同的处理目标，通过调整标准氧量与各沟容积的百分数，使系统的去除能力得到提高。
三个沟的溶解氧DO呈0-1-2的梯度分布。
第一沟的DO控制在0～0.5mg/L。
第二沟（中沟）的DO控制在0.5～1.5mg/L，第三沟（沟）的DO为2～2.5mg/L，从而造成有氧和无氧的生物环境，达到生物降解及除磷脱氮的目的。
曝气设备是氧化沟的主要装置与关键设备，它起着供氧、混合、推
15
17/70
动水流作循环流动和防止活性污泥沉淀等作用。
其性能的好坏和效率的高低，直接影响氧化沟的处理效果、动力消耗、建设投资和运行费用。
奥贝尔氧化沟的曝气设备采用曝气转碟（亦称曝气转盘）。
与同类曝气设备相比，曝气转碟具有工作水深大、充氧效率高、混合能力强以及结构简单、组装灵活、使用寿命长、安装维护方便等特点。
曝气转碟一般由耐腐蚀、耐高温的聚苯乙烯塑料或玻璃钢模压制成，现基本为定型产品，转碟转速围为40～60rpm，标准转速为43～49～
55rpm。
转碟浸没深度可在230～530mm围变动，变动依靠出水堰
调节。
奥贝尔氧化沟的技术特点可归纳如下：
氧化沟DO值呈梯度变化可大大的降低能耗。
几十倍上百倍的循环可使奥贝尔氧化沟耐冲击负荷能力强。
限制了沟丝状菌的过量繁殖，改善污泥沉降性能。
出水水质稳定。
设备单一数量少且使用寿命长，维修量少。
操作简单方便，操作维护量小。
奥贝尔氧化沟曝气设备较微孔曝气系统的动力效率低，因而耗
能较微孔曝气系统高。
玻璃钢转蝶相对容易损坏，维护及更换费用高。
由于生物反应与固液分离在不同池子完成，土建工程投资较
高。
16
18/70
奥贝尔氧化沟方案工艺流程框图如下图。
回流污泥
原
水闸粗提细沉配
门格升格砂水
井栅泵栅池池
池
奥
贝受
尔沉纳
氧淀水
化池体
沟
栅渣外运剩余污泥
污泥浓缩池污泥贮池脱水机房污泥外运上清液滤液
方案一奥贝尔氧化沟方案工艺流程图
方案二MSBR工艺
MSBR（MSBR别称）是一种集生化反应、污泥沉淀及过滤功能于一体，且综合SBR、Bardenpho、A2/O、氧化沟、CAST等多种生物处理工艺的优点的高效生物反应器。
是借鉴于SBR、CASSTM、及UNITANK等SBR变形工艺发展而来的。
本设计方案已充分考虑到低运行费，自动化效率高，经济合理，工艺技术能有30%的余地承受水质水量的冲击负荷及操作调整相应的灵活性，完全符合工业废水处理的实际情况及要求。
本MSBR工艺除具有占地少、投资成本低的优点外，对原废水中的有机物及悬浮固体去除率超过90%，并能优于排放标准的指定水质。
MSBR的特点能提供极均衡的缺氧/厌氧及好氧的条件，使微生物能成功去除BOD及TSS。
其工作原理如下图所示：
17
1/70
7#序批池
6#主曝气池
5#缺
4#厌
3#缺氧
2#沉淀
氧池氧池池池
1#序批池
污水经酸化水解工序后直接进入MSBR反应池的4#厌氧池与3#缺氧
池的回流污泥混合稀释，富含磷污泥进行释磷反应后进入5#缺氧池，
5#缺氧池主要用于强化整个系统的反硝化效果。
5#缺氧池出水进入6#
主曝气池经曝气后再进入1#或7#序批池。
如果1#序批池沉淀出水，
则7#序批池首先进行缺氧反应，再进行好氧反应，或交替进行缺氧、
好氧反应。
在缺氧、好氧反应阶段，序批池的混合液通过回流泵回流
到2#沉淀池，沉淀上清液进入主曝气池，沉淀污泥进入3#缺氧池，经缺氧反硝化脱氮后提升进入4#厌氧池与进厂污水混合释磷，依次循环。
MSBR工艺的特点如下：
（1）工艺流程简单，除预处理系统外，只有反应池一个单元，且
池深较大，故土建费用较低，节省占地。
（2）具有完全混合式和推流式曝气池的双重优势，能承受水量、水质变化较大的冲击负荷能力，处理效果稳定；SVI值低、沉降性能好，具有抑制丝状菌生长的特性；理想静止沉淀，泥水分离效果
18
20/70
较好。
（3）MSBR工艺运行控制较为复杂，MSBR工艺自动化程度要求较高，需要有计算机控制系统，水位、曝气、排水、溶解氧探头等都需要专门的控制技术设备；对管理人员的技术水平有较高的要求。
（4）MSBR工艺设备使用利用率比较低，设备闲置率高，而且设备
启动频繁，对设备的损害较大，维修量较大。
（5）采用微孔曝气器充氧，氧的转移率和动力效率较高，独特的
运行方式加快了曝气器的性能衰减和老化。
（6）MSBR好氧反应和缺氧反应在同一反应器中进行，必须对供氧和混合搅拌作专门考虑。
MSBR方案工艺流程框图如下图。
提
原闸粗升
水门格泵
井栅池
M
细沉配S受
格砂水纳
栅池池B水
R体
栅渣外运剩余污泥
污泥浓缩池污泥贮池脱水机房污泥外运上清液滤液
方案二MSBR方案工艺流程图
方案三A2/OHCR一体化工艺
19
21/70
HCR工艺（HighPerformanceCompactReactor）融合了当今的高速射流曝气、物相强化传递、紊流剪切等技术，并具有深井曝气和流化污泥床的特点。
因此，其空气氧的转化率高，反应器的容积负荷大，水力停留时间短，是当前为西方国家所广泛接受的一种高效好氧生物处理方法。
至今，已经在德国、瑞典、加拿大、意大利、法国、国、中国等国家建成了数十个HCR系统，并已投产运行，污水处理效果普遍良好。
该系统与一般传统的连续式活性污泥工艺相比还具有如下五个特
征：
a、系统占地少，基建费用低。
HCR系统占地一般很少，其原因主要有三：
一是系统设计紧凑，结构合理，减少了占地；二是反应器高径比大（约为7：
1），部分被埋在地下，有效地利用了垂向空间，减少了平面上的占地；三是所需水力停留时间很短，容积负荷和污泥负荷都很高，减少了反应器的体积。
根据已有工程对比表明，采用HCR工艺处理同样数量的污水，其基建费用比活性污泥法工艺要减少30%以上。
b、空气氧转化利用率高，容积负荷和污泥负荷高。
HCR工艺的曝气方式采用射流扩散式，并通过垂向循环混合，使溶解氧达到最大值，高速喷射形成紊流水力剪切，使气泡高度细化并均匀分散，决定了该方法对空气氧的转化利用率高。
足够的溶解氧是保证好氧生物处理系统高负荷运行的条件，这也是HCR工艺的优势所在。
一般情况下，HCR系统的污泥浓度在10g/L左右，最高可
20
22/70
超过20g/L。
反应器中生物量之大，决定了其负荷值必然高。
已
有工程的运行结果显示，HCR的容积负荷最大可达
55
70kgBOD/（m3·d），其污泥负荷值可以超过6kgBOD/（kgSS·d）。
c、固液分离效果好，剩余污泥量较少。
HCR工艺混合污水中的微生物菌团颗粒小，其沉降性能好，这是其显著特点之一，污泥在沉淀池中的停留时间一般只需要40min左右。
该工艺每降解
1kgBOD所产生的剩余污泥量，比其他好氧方法平均减少40%左右，从而大大减少了污泥处理量。
剩余污泥量较少的原因主要有两个：
其一，强烈曝气使微生物代速度快，由此引起的生化反应可能加大源消耗，剩余污泥量相对少；其二，由于反应器中
混合污水被高速循环液流剪切，微生物的团粒被不断分割细化，
团粒部的气孔减少，使其密度相对增加，总的体积减少。
d、抗冲击负荷的能力强。
HCR为完全混合型运行方式，原水先与回流污水合流，然后再进入反应器，并立即被快速循环混合。
高浓度COD或有毒污水冲击系统时，它们在进入反应器之前实际上已经被稀释，进入反应器后又被迅速均匀混合，使冲击液流的浓度大大降低，从而有效地提高了HCR系统抗冲击负荷的能力。
此外，强烈曝气使微生物的新代加快后，也可能减少冲击所造成的部分影响。
e、系统操作简便灵活，处理效果有保障。
HCR系统的反应器循环水量、补充曝气量、污泥回流量等都可以根据需要进行调节，便于选择最佳的组合效果。
正因为如此，采用HCR工艺容易保证
21
23/70
较高的COD去除率。
f、HCR与其它厌氧或缺氧技术合理组合能达到脱氮除磷效果。
闸细
原门格
水井栅
提受
集升水A2/O纳
水解
池泵池HCR水
房体
栅渣外运剩余污泥
污泥浓缩池污泥贮池脱水机房污泥外运上清液滤液
方案三A2/OHCR一体化方案工艺流程图
工艺特性比较见下表
奥贝尔氧化沟
MSBR（七段）
A2/OHCR系统
稳定，可满足出水要求，工艺
成熟，有一定的运转经验。
稳定，可满足出水要求，工艺
成熟。
稳定，可满足出水要
求，工艺成熟，有一
定的运转经验。
氧化沟连续运行，连续进水连
续出水
连续运行，连续进水连续出
水。
曝气池连续运行连
续进水连续出水。
22
24/70
在氧化沟中完成有机物降解，沉淀池中进行泥水分离，需设独立的沉淀池及其刮泥系统。
有机物降解与沉淀在一个池中完成，无需设独立的沉淀池及其刮泥系统。
在曝气池中完成有机物降解，沉淀池中进行泥水分离，需设独立的沉淀池及刮
泥系统。
氧化沟系统中三个沟道的DO值呈现0～1～2梯度变化，对氮有很好的去除效果，对磷也
有一定的去除作用。
通过每一个周期的循环，造成有氧和无氧环境，对氮和磷有很好的去除效果。
能同时去除氮和磷。
氧化沟特有的循环流态及较长
的固体停留时间，可抵抗冲击负荷。
调整控制时序，且固体停留时
间长，可抵抗较强的冲击负荷。
HCR好氧加长固体停留时间，可抵抗冲击
负荷。
污泥沉降性能较好。
有很好的污泥沉降性能。
污泥沉降性能好。
污泥有较好的稳定性，无须进行污泥的厌氧消化处理。
污泥有较好的稳定性，无须进行污泥的厌氧消化处理。
污泥稳定性高，无须
进行污泥的厌氧消
化处理。
氧化沟的污泥浓度为
3000mg/L～4500mg/L
MSBR生物池中污泥浓度可保
持在3500mg/L～5000mg/L
污泥浓度为
10000-25000mg/L。
采用表面曝气，设有转碟曝气设备，设备分点布置；设备少管理简单维修维护量少，但能耗较高。
曝气采用鼓风曝气，设有微孔曝气系统，曝气器均布池底，动力效率高，能耗较低，由于
间歇运转须采用高质量的膜式曝气头，且设备的闲置率较高，曝气器寿命较短，维护及维护量大。
曝气采用射流曝气，能耗相当与鼓风曝气。
23
25/70
设备少且经久耐用，运行管理
简单。
自动化水平高，对设备的可靠
性需求较高，控制管理较复
杂。
设备少，工艺流程
短，运行管理最简单。
占地面积大。
占地面积为较大。
占地面积小。
三种方案各有特点和优点，考虑三乡镇的城市特点，污水水质特性，以及改善环境和保障人民身体健康的原则，决定采用A2/OHCR系统工艺。
1.3污泥处理工艺的选择
污水处理过程中产生的污泥，有机物含量较高，并且很不稳定，易腐化，含有大量病菌及寄生虫，若不经妥善处理和处置将造成二次污染，必须进行必要的污泥处理和处置，污泥处理的目的是：
a、少部分有机物，使污泥稳定化；
b、减少污泥体积，降低污泥后续处置费用；
c、尽可能利用污泥中可用物质，回收能源。
国家GBJ14－92《室外排水设计规》规定：
污泥处理流程应根据污泥的最终处置方法选定。
目前国外污水厂污泥最终处置和利用的常用方法有直接农用、堆肥、卫生填埋、焚烧、干化、填海以及经必要的处理后作建材利用等几种途径。
在本工程中多余污泥采用脱水后外运填埋。
污泥处理路线采用如下：
24
26/70
剩余污泥重力浓缩污泥脱水外运填埋或绿化用肥
污泥处理工艺流程图
污泥脱水采用目前国外普遍采用的带式压滤机作为污泥脱水设备，具有自动化程度高、处理量大的特点。
在设备普通配置的基础上，增加了絮凝加药自动控制系统，可以大大提高设备运行的稳定性，降低絮凝耗药量及减轻劳动强度。
2、污水处理工艺流程
本设计推荐以下工艺流程作为XX污水处理厂方案，出水完全可以达到我国现行规定的GB8978-1996《综合污水排放标准》中一级排放标准。
污水在经过粗格栅提升后进入细络栅及沉砂池，进入分配池，然后进入集生化反应、污泥沉淀于一体的连续流A2/OHCR系统，将有机物大幅度生化降解后出水达标排放。
剩
升级会员 