毕业设计-废水处理AAO法计算书.doc
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漳州市东区污水处理厂工艺设计
【摘要】本设计是位于福建省漳州市的漳州市东区污水处理厂工艺设计，随着社会进步，人们对于城市污水的处理的要求愈加严格。
除了基本的去除污水中BOD和SS的要求外，通常还要求脱氮除磷，以保护水体环境。
根据污水进水水质，以及所需要满足的出水要求，本设计即采用了众多脱氮除磷工艺中较为经济合理的AAO工艺对进入污水厂的污水进行处理。
且该工艺对水质水量变化及冲击负荷适应性强、处理效果稳定可靠、运行模式灵活,可以实现不同运行工况，充分发挥各种处理工艺的特点,对污水进行有针对性的处理。
设计污水处理厂日处理能力10万吨，有效去除水中BOD、SS以及氮、磷元素，出水质量将达到国家污水综合排放标准二级标准。
本设计对污水处理厂处理流程、处理构筑物、以及高程进行了初步设计。
【关键词】：
A2/O，生物脱氮除磷，水污染治理，城市污水
ThedesignofprocessofZhangzhouEastensewageplant
Abstract:
ThisdesignisasewagetreatmentplantwhichlocatedintheeastregionofZhangzhoucityofFujianprovince.Withsocialprogress,thedemandforpeople'streatmentofthemunicipalsewageisstricter.ExceptthedemandsofBODandSSinthesewage,demandofdenitrificationandphosphorousremovalyetusuallyactsasabasicone,inordertoprotectthewaterbodyenvironment.Accordingtothequalityofsewageanddemandofeffluent,wehaveadoptedA2／Ocrafttodealwiththesewagewhichentersthesewagefactoryinthisdesign.Also,antherreasonisthattheadaptabilityofqualityandquantity、impactloadoftheprocesswillbemuchbetter.And,thetreatmenteffectisstableandreliable.Withaflexibleoperationmode,youcanachievedifferentoperationconditionseasilyandgivefullplaytothecharacteristicsofthevarioustreatmentprocessesandtargetedprocessingofsewage.Thedesignofthissewagetreatmentplanthastheprocessingcapacityof100000tonsandtheeffectiveremovalofBODinwaterandtheSSaswellasnitrogen,phosphorus.And,thewaterqualitywillachievethesecondstandardsofthenationalwastewaterdischargestandards.ThispaperintroducestheprinciplesofbiologicalphosphorusandnitrogenremovalwiththeA2／OprocessanddescribestheflowchartofthisprocesswhichisthenanalyzedIndetail．
Keyword:
A2/O，biologicalphosphorusandnitrogenremoval，wastewatertreatmentmunicipalwastewater.
目录
1、选题背景 1
2、方案论证 1
2.1普通活性污泥法 1
2.2A/O生物脱氮活性污泥法 1
2.3AB工艺 2
2.4氧化沟法 2
2.5SBR间歇时活性污泥法 2
2.6A/A/O生物脱氮除磷工艺 2
3、过程论述 3
4、设计资料 3
4.1水质、水量条件 3
4.2气象资料 3
4.3地质资料 4
5、构筑物计算 4
5.1粗格栅 4
5.1.1设计说明 4
5.1.2设计参数选取 4
5.1.3设计计算 5
5.2细格栅 8
5.2.1设计说明 8
5.2.2设计参数选取 8
5.2.3设计计算 8
5.3集水池 12
5.3.1设计说明 12
5.3.2设计参数 12
5.3.3设计计算 12
5.4泵房 12
5.4.1设计说明 12
5.4.2设计计算 13
5.5沉砂池 14
5.5.1设计说明 14
5.5.2设计参数 14
5.5.3设计计算 14
5.4工艺 19
5.4.1设计说明 19
5.4.2设计参数 19
5.4.3设计计算 20
5.4.4进出水系统 22
5.4.5曝气系统计算 24
5.5二次沉淀池 26
5.5.1设计说明 26
5.5.2设计计算 26
5.6消毒设施 35
5.6.1设计说明 35
5.6.3平流式消毒接触池 35
5.7计量设备 38
5.7.1设计说明 38
5.7.2设计计算 38
5.8污泥浓缩池 42
5.8.1设计说明 42
5.8.2剩余污泥量 43
5.8.3辐流式浓缩池 43
5.9贮泥池 47
5.9.1设计说明 47
5.9.2贮泥池计算 48
5.10污泥脱水机 49
5.10.1设计说明 49
6高程布置计算 50
6.1设计说明 50
6.2设计计算 50
6.2.1构筑物水头损失 50
6.2.2管渠水力计算 50
6.2.3污水处理高程布置 51
6.2.4污泥处理构筑物高程布置 51
1、选题背景
漳州闽南污水处理有限公司成立于2006年6月，公司运营的漳州市东区污水处理厂项目系福建省“九五”计划的重点项目，漳州市委市政府为民办实事和九龙江流域综合治理的主要工程。
漳州市东区污水处理厂位于九龙江西溪畔，龙文区步文镇后坂村境内，厂区占地180亩。
该工程由天津“中国市政华北设计研究院”设计，建设规模为日处理污水10万吨，概算总投资19770万元，包括污水处理和污泥处理两个工程，污水处理工程于1997年开工，1999年完成厂区设备安装及调试，2000年5月建成投入试运行。
污水处理采用吸附——氧化二级处理工艺（A—B法），处理后水质指标：
BOD≤20mg/l，COD≤100mg/l，SS≤20mg/l，即满足GB8978—98一级《污水综合排放标准》，其中二类污染物满足一级新扩改标准，又能使九龙江西溪下游的水质达到国家三类饮用水体标准。
污泥消化工程概算投资6400万元，采用中温厌氧消化处理方式，目前正处于调试阶段。
而本次毕业设计则不是运用以前该污水处理厂固有的工艺，而是采用另外一种工艺进行设计。
出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）的一级B标准。
2、方案论证
根据水质特点以及预期处理效果，本设计主要采用活性污泥法，目前，国内外城市污水处理厂厂采用的活性污泥法工艺有普通活性污泥法、A/O生物脱氮活性污泥法、A/A/O生物脱氮除磷工艺、AB工艺、氧化沟法（循环混合式活性污泥法）、SBR间歇时活性污泥法等工艺。
比较几种方法的特点：
2.1普通活性污泥法
本工艺出现最早，至今仍有较强的生命力。
普曝法处理效果好，经验多，可适应大的污水量，对于大厂可集中建污泥消化池，所产生沼气可作能源利用。
传统普曝法的不足之处是只能作为常规二级处理，不具备脱氮除磷功能。
2.2A/O生物脱氮活性污泥法
缺氧池在前，污水中的有机碳被反硝化菌所利用，可减轻其后好氧池的有机负荷，反硝化反应产生的减度可以补偿好氧池中进行硝化反应对碱度的需求。
好氧在缺氧池之后，可以使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除，提高出水水质。
BOD5的去除率较高可达90～95%以上，但脱氮除磷效果稍差，脱氮效率70～80%，除磷只有20～30%。
2.3AB工艺
该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧，A级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷2.5kgBOD/（kgMLSS·d）以上，池容积负荷6kgBOD/（m3·d）以上；B级负荷低，污泥龄较长。
2.4氧化沟法
工艺简单，运行管理方便，出水水质好，但污泥浓度高，污水停留时间长，基建投资大，曝气效率低，对环境温度要求高
2.5SBR间歇时活性污泥法
占地面积小，机械设备少，运行费用低，操作简单，自动化程度高；但还需曝气能耗，污泥产量大。
2.6A/A/O生物脱氮除磷工艺
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。
综上，通过比较，对于处理效果能达到较好效果的可采用A/A/O生物脱氮除磷工艺。
该工艺对水质水量变化及冲击负荷适应性强、处理效果稳定可靠、运行模式灵活,可以实现不同运行工况,充分发挥各种处理工艺的特点,对污水进行有针对性的处理。
3、过程论述
基于扩建，原扩建工艺为AB法，而本次设计拟采用AA/O工艺，通过对生物反应池进水点和混合液回流点的合理设置,该工艺对水质水量变化及冲击负荷适应性强、处理效果稳定可靠、运行模式灵活,可以实现不同运行工况,充分发挥各种处理工艺的特点,对污水进行有针对性的处理。
在设计中如若计算有出入，则根据实际计算再进行西部调整或者工艺的调整，或者进行后续的加载化学方法，以达到出水水质要求。
其工艺流程图：
图1-1工艺流程图
4、设计资料
4.1水质、水量条件
设计水量为,水质条件见下表：
表1-1水质条件
项目
进水水质
出水水质
4.2气象资料
常年主导风向为东南风，其他具体资料见下表：
表1-2具体气象资料
年平均气温℃
21
月平均最高气温（8月，℃）
28.4
年最高气温℃
39
月平均气体气温（1月，℃）
12.8
年最低气温℃
8
4.3地质资料
地质资料：
土壤为亚粘土，地下水位为-5.5m，承载力210KPa。
处理厂地形平坦，地面标高60.00m，处理后出水排入市政污水管网。
5、构筑物计算
5.1粗格栅
5.1.1设计说明
粗格栅通常倾斜架设在其他处理构筑物或泵前集水池进口处的渠道中，以防大的漂浮物阻塞构筑物的孔道、闸门和管道或损坏水泵等机械设备，起着预处理和保护设备的双重作用。
本设计粗格栅采用机械清除格栅，安装角度为。
5.1.2设计参数选取
设计水量：
栅条宽度：
栅条厚度：
栅条净间隙：
5.1.3设计计算
图1-2格栅示意图
5.1.3.1粗格栅间隙数
式中：
————粗格栅间隙数
————设计流量，
————平均污水量，
————污水量时变化系数取1.5
————格栅倾角，取
————栅条间隙，取
————栅前水深，取
————过栅流速，取
所以间隙数取为41
5.1.3.2粗格栅栅槽宽度
式中：
————格栅槽宽度，；
————栅条宽度，取；
————粗格栅间隙数，取5；
————栅条间隙，取
5.1.3.3进水渠道渐宽部分的长度
式中：
————进水渠道渐宽部分长度/m
————栅槽宽度，为
————进水渠道宽度，取
————进水渠道渐宽部分展开角度，取
5.1.3.4栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度
式中：
————进水渠道渐宽部分长度/m
————栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度/m
5.1.3.5通过格栅水头损失
式中：
————通过格栅的水头损失/；
————水头损失增大倍数，一般为3；
————形状系数，取圆形栅条断面形状1.79；
————格条宽度，；
————栅条净隙，100；
————过栅流速，0.8；
————格栅倾角，；
5.1.3.6栅后槽总高度
式中：
————栅后槽高度/
————栅前水深，取
————通过格栅的水头损失，为0.028；
————栅前渠道超高，取
5.1.3.7栅后槽总长度
式中：
————栅后槽总长度/
————进水渠道渐宽部分长度3.24
————栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度1.62
————栅前渠道深，0.5
————栅前水深，取
————栅前渠道超高，取
5.1.3.8每日栅渣量
式中：
————每日栅渣量
————栅渣量（污水），取0.1～0.01,粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值取=0.07，所以此处取为0.01
————设计最高污水量（）
————生活污水量总变化系数，取1.5
5.1.3.9格栅除污机选型
根据计算可得，选取两台格栅除污机较为实际，由于GSHP型回转耙式格栅除污机用于城市污水处理厂、自来水厂、雨水泵站等进水渠（井），拦截水中的漂浮物，保证水泵和后续工序的正常运行。
具有一些自身的特点：
由于回转耙式格栅除污机的栅条放置于齿耙牵引链的中间位置（其他机械格栅置于牵引链之下），改变了齿耙在清捞过程中的运动方向（与其他格栅相反），避免把硬物带入底部将齿耙及牵引链卡死；在减速机输出轴端的链轮盘上安装了过载安全保护装置，以避免因意外原因过载而损坏设备；由于格栅机回转链配置带过个排污齿耙，使得除污效率高，清污彻底；结构简单、运行可靠、安装维护方便、可实现自动化控制。
因此，选取GSHP-2400型号的格栅除污机，其具体性能参数见下表：
表1-3GSHP-2400型回转耙式格栅除污机
型号
格栅宽度
格栅净距
安装角/°
过栅流速
电动机功率/
GSHP-2400
2600
100
60
<1
2.2
5.2细格栅
5.2.1设计说明
细格栅可以有多个置放地点，它可以置于粗格栅后作为预处理设施，也可以替代初沉池作为一级处理单元，还可以用来处理合流制排水的溢流水。
细格栅还可以置于初沉池后，用来处理沉淀池的出水，防止对后续生物滤池造成堵塞，此处的设置细格栅作为预处理设施。
5.2.2设计参数选取
设计水量：
栅条宽度：
栅条厚度：
栅条净间隙：
5.2.3设计计算
设计计算草图如下图示：
图1-3格栅示意图
5.2.3.1格栅间隙数
式中：
————格栅间隙数
————设计流量，
————平均污水量，
————污水量时变化系数取1.5
————格栅倾角，取
————栅条间隙，取
————栅前水深，取
————过栅流速，取
所以间隙数取为202
5.2.3.2格栅栅槽宽度
式中：
————格栅宽度，；
————栅条宽度，取；
————格栅间隙数，取202；
————栅条间隙，取
5.2.3.3进水渠道渐宽部分的长度
式中：
————进水渠道渐宽部分长度/m
————栅槽宽度，为
————进水渠道宽度，取
————进水渠道渐宽部分展开角度，取
5.2.3.4栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度
式中：
————进水渠道渐宽部分长度/m
————栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度/m
5.2.3.5通过格栅水头损失
式中：
————通过格栅的水头损失/；
————水头损失增大倍数，一般为3；
————形状系数，取圆形栅条断面形状1.79；
————格条宽度，；
————栅条净隙，20；
————过栅流速，0.8；
————格栅倾角，；
5.2.3.6栅后槽总高度
式中：
————栅后槽高度/
————栅前水深，取
————通过格栅的水头损失，为0.24；
————栅前渠道超高，取
5.2.3.7栅后槽总长度
式中：
————栅后槽总长度/
————进水渠道渐宽部分长度4.88
————栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度2.44
————栅前渠道深，0.5
————栅前水深，取
————栅前渠道超高，取
5.2.3.8每日栅渣量
式中：
————每日栅渣量
————栅渣量（污水），取0.1～0.01,粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值取=0.07，所以此处取为0.01
————设计最高污水量（）
————生活污水量总变化系数，取1.5
5.2.3.9格栅除污机选型
经计算可以确定选用两台链条回转式多耙平面除污机GH-3000，其具体规格为：
表1-4链条回转式多耙平面除污机GH-3000性能表
型号
格栅宽度
格栅净距
安装角/
过栅流速
电动机功率/
GH-3000
3000
20
60
<1
2.2
5.3集水池
5.3.1设计说明
集水池是汇集准备输送到其他构筑物去的一种小型贮水设备，设置集水池作为水量调节之用，贮存盈余，补充短缺，使生物处理设施在一日内能得到均和的进水量，保证正常运行。
5.3.2设计参数
设计水量：
5.3.3设计计算
污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵5min的出水量，设计水量为，选用同一型号四台泵（三用一备），所以每台泵的流量为：
可得集水池的容积为：
式中：
————集水池容积，；
————最大一台泵的流量，为；
————设计时间，为。
所以，根据设计，取设计体积为116。
集水池内保证水流平稳，流态良好，不产生涡流和滞留，必要时可设置导流墙，水泵吸水管按集水池的中轴线对称布置，每台水泵在吸水时应不干扰其他水泵的工作。
5.4泵房
5.4.1设计说明
泵房形式采用矩形泵房，其中集水池跟泵房合建，考虑采用4台泵，其中3用1备。
5.4.2设计计算
每台泵的流量为：
，泵站内总水头损失估计为3。
5.4.2.1管径的选择
l进水管：
式中：
————进水管管径，；
————单台泵进水流量，0.386；
————设计流速，；
根据以上计算可得，选取进水管径DN700。
l出水管：
式中：
————出水管管径，；
————单台泵出水流量，0.231；
————设计流速，；
根据以上计算可得，选取出水管径DN500。
5.4.2.3水泵扬程计算
根据资料以及计算，集水池最低水位与所需提升的水位之间的高差为，泵站内的总水头损失估计为，考虑自由水头为。
所以水泵所需扬程为：
式中：
————所需水泵扬程，；
————所需提升的高低水位差，；
————泵站内总的水头损失，；
————自由水头，。
5.4.2.4水泵选型
根据流量（0.386；）和扬程（10.5），可以选取泵的型号为KWP350-400，并依据实际运行调节来控制其流量和扬程以满足实际需要。
其具体性能参数见下表：
表1-5KWP350-400型污水泵性能参数表：
型号
流量
（）
扬程
（）
转速
（）
电动机功率（）
效率
（%）
叶轮外径（）
KWP350-400
750~1400
6.5~16.5
960
35~75
83
330~408
5.5沉砂池
5.5.1设计说明
一般情况下，由于在污水系统中有些井盖密封不严，有些支管连接不合理以及部分家庭院落和工业企业雨水进入污水管，在污水中会含有相当数量的砂粒等杂质。
设置沉砂池可以避免后续处理构筑物和机械设备的磨损，减少管渠和处理构筑物内的沉积，避免重力排泥困难，防止对生物处理系统和污泥处理系统运行的干扰。
由于平流式沉砂池的污水在池内沿水平方向流动，具有构造简单、截留无机颗粒效果较好的优点，所以本设计中的沉砂池采用平流式沉砂池。
5.5.2设计参数
最大流量：
，最小流量：
设计流速：
；
最大流量时停留时间为；
有效水深采用；
进水头部采取消能和整流措施，池底坡度设计为0.06
5.5.3设计计算
计算图示见图1-3：
图1-4平流沉砂池
5.5.3.1长度
设；，则得：
式中：
————平流沉砂池的长度（）；
————最大设计流量时的流速（）；
————最大设计流量时的流行时间（）
5.5.3.2水流断面面积
式中：
————水流断面面积（）；
————最大设计流量（）；
————最大设计流量时的流速（）；
5.3.3.3池总宽度
设格，每格宽，则得：
————沉砂池总宽度（）；
————沉砂池格数（个）；
————每格宽度（）。
5.3.3.4有效水深
式中：
————沉砂池有效水深（）；
————水流断面面积（）；
————沉砂池总宽度（）；
5.3.3.5沉砂室所需容积：
设
式中：
————沉砂池所需容积（）；
————最大设计流量（）；
————城市污水沉砂量，一般采用；
————清除沉砂的间隔时间（）；
————生活污水量总变化系数；
5.3.3.6每个沉砂斗容积
设每一格有两个沉砂斗：
式中：
————每个沉砂斗容积（）；
————沉砂池容积（）；
根据计算，每个沉砂斗容积采用1。
5.3.3.7沉砂斗各部分尺寸
设斗底宽为，斗壁与水平面的倾角为，斗高
沉砂斗上口宽：
式中：
————沉砂斗上口宽（）；
————沉砂斗高（）；
————沉砂斗斗底宽（）；
沉砂斗容积：
式中：
————每个沉砂斗容积（）；
————沉砂斗高（）；
————沉砂斗上口宽（）；
————沉砂斗斗底宽（）；
所以，1.12>1，计算可知设计尺寸满足要求。
5.3.3.8沉砂室高度
采用重力沉砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗，则得：
式中：
————沉砂室高度（）；
————沉砂斗高（）；
————池底长度（）；
5.3.3.9池总高度
设超高为：
式中：
————沉砂池总高度（）；
————超高高度（）；
————沉砂池有效水深（）；
————沉砂室高度（）；
5.3.3.10验算最小流速
在最小流量时，只用两格工作（），得：
式中：
————最小流速（）；
————最小流量（）；
————最小流量时工作的沉砂池数目（个）；
————最小流量时沉砂池中的水流断面
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