每天4万吨污水处理厂设计方案Word文档格式.docx
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污水水质指标如表1.1所示。
排放标准要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。
表1.1污水进水水质及排放标准
污染物指标
CODcr
BOD5
SS
TN
NH3-N
TP
进水污染物浓度（mg/L）
≤400
≤200
≤45
≤40
≤4
排放标准（mg/L）
<
50
≤10
≤5
≤15
≤0.5
去除率
87.5%
95%
88.9%
62.5%
第二章工艺方案选择
2.1水质分析
本设计所设计的污水处理厂处理污水为市政污水，根据进水水质表可知，B/C=0.5>
0.3，可生化性较好，采用生化处理较为经济。
BOD5/TN=4.44>
3.0，
COD/TN=8.89>
7.0，满足反硝化需求。
BOD5/TP=50>
20，可以采用生物除磷工艺。
2.2污水处理工艺选择
城市污水处理厂是城市基础设施的重要组成部分，也是防治水污染的主要措施之一。
当河流湖泊及地下水资源的污染危机到人类的切身利益的时候，城市污水处理厂的建设才逐步引起人们的重视并开始进行大规模投资建设。
现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。
2.1.1一级处理工艺选择
一级处理，主要去除污水中悬浮状态的固体污染物质，主要包括：
沉砂、除油、沉淀，主要去除污水中悬浮物及部分BOD5，经一级处理后的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。
一级处理属于二级处理的预处理，本工程预处理流程为：
粗格栅—进水泵房—细格栅—沉砂池。
沉砂池主要去除污水中密度为2.65t/m3、粒径大于0.2mm的砂粒，使无极砂与有机物分离开来，有平流式、竖流式、曝气式和旋流式四种形式。
平流式构造简单、处理效果好；
竖流式处理效果一般较差，仅适用于规模较小的污水厂；
曝气式是通过向池中鼓入空气产生旋流，使砂粒摩擦与有机物分离；
旋流式通过机
械搅拌产生水力涡流，使泥砂和有机物分离。
从效果比较，曝气式和旋流式要优于平流式和竖流式。
从工程投资和运行费用来说，旋流式沉砂池要优于曝气沉砂池。
故选用旋流式沉砂池。
2.1.2二级处理工艺选择
二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机物质（即BOD、COD物
质）及部分NH3-N，代表工艺有传统活性污泥法、生物膜法等工艺，活性污泥法工艺主要有：
A2/O工艺、氧化沟、SBR等；
生物膜法工艺主要有：
曝气生物滤池、生物转盘、生物接触氧化等。
经二级处理后的污水，有机物去除率可达90%以上，使有机物达到排放标准。
（1）生化处理工艺比选按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。
对脱磷或脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2/O工艺，A/O
工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。
A/O工艺、氧化沟工艺和SBR工艺方案对比如表2.1所示。
表2.1生物处理方法的特点和使用条件
工艺类型
A2/O法
SBR法
氧化沟
技术比较
具有较好的除P脱N功能；
改善污泥沉降性能的能力，减少污泥排放量；
技术先进成熟，运行稳妥可靠。
处理流程短，控制灵活；
系统处理构筑物少，紧凑，节省占地。
污水在氧化沟的停留时间长，污水的混合效果好；
污泥的BOD负荷低，对水质的变动有较强的适应性。
经济比较
管理维护简单，运行费用低；
沼气可回收利用。
投资省，运行费用低，比传统活性污泥法基建费用低30%。
可不单独设二沉池，使氧化沟二沉池合建，节省了二沉池和污泥回流系统。
使用围
大中型污水处理厂
中小型处理厂居多
中小流量的生活污水和工
业废水
稳定性
稳定
一般
考虑该设计是中型污水处理厂，A2/O工艺比较普遍，技术成熟，且稳定，因
此本设计选择A2/O工艺。
（2）二沉池池型比选
目前，沉淀池池型有平流式、竖流式、辐流式和斜板（管）式，各池型的优
缺点与适用条件如表2.2所示。
表2.2沉淀池池型比较
类型
优点
缺点
适用条件
平流式
处理水量大小不限，沉淀效果好；
对水量和温度变化的适应能力强；
平面布置紧凑，施工方便。
进、出配水不易均匀；
多斗排泥时，每个斗均需设置排泥（阀）；
手动操作，工作繁杂；
采用机械刮泥时，易锈蚀。
适用于地下水位高、
地质条件较差的地区；
大、中、小型污水工程均可采用。
竖流式
占地面积较小；
排泥方便，管理简单；
适用于絮凝性胶体沉淀。
池深度大，施工困难，造价高；
对水量冲击负荷和水温度变化适应能力不强；
池径不宜过大
适用于小型污水处理厂。
辐流式
对大型污水厂较为经济；
机械排泥设备已定型系列化
排泥设备复杂，操作管理技术要求较高；
施工质量要求高
适用于地下水位较高的地区；
适用于大中型污水处理厂
斜板（管）式
生产能力大，处理效率高；
停留时间短，占地面积小
构造复杂，斜板、斜管造价高，须定期更换，易堵塞；
固体负荷不宜过大，耐冲击负荷能力较差。
适用于中小型污水厂的二次沉淀池；
可用于已有平流沉淀池的挖潜改造
由于本设计拟采用机械刮泥方式，且本设计所涉及的污水处理厂为中型污水处理厂，所以选择较为经济的辐流式二沉池。
辐流式沉淀池又分为普通辐流式沉淀池和向心流辐流式沉淀池。
向心流辐流式沉淀池在一定程度上克服了普通辐流式沉淀池中心流速较大、对池底污泥干扰等缺点，容积利用率大大提高，所以，向心流幅流沉淀池沉淀效率高，与普通辐流式沉淀池相比，设计表面负荷可提高1倍左右。
因此，本设计选用向心流辐流式沉淀池。
2.1.3三级处理工艺选择三级处理，是在一级、二级处理后，进一步处理难降解有机物、氮和磷等能够导致水质富营养化的可溶解性有机物等，属于深度处理单元。
由于本设计要求出水达到一级A标准，因而必须加三级处理工艺。
主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法等。
本设计采用混凝沉淀加过滤的方式。
（1）沉淀形式比选
本工程可选择的沉淀池池型有平流沉淀池、斜管沉淀池、高效澄清池等，三种池型的详细比较如表2.3所示。
表2.3沉淀池池型比较表
比较项目
平流沉淀池
斜管沉淀池
高效澄清池
适用处理规模
一般用于大中规模
一般用于中小规模
排泥方式
排泥机排泥
排泥机或穿孔管排泥
主要优点
结构简单，池深较浅，沉淀效果稳定，对原水水量、水质变化的适应性强、操作管理方便，技术成熟
沉淀效率高，投资低，占地面积小，技术成熟
投资低，占地面积小，耐冲击负荷能力很强，稳定性好
主要缺点
投资较高，占地面积大
对进水水质、水量变化的适应性不如平流池，
斜管需定期更换
池子构造复杂，运行
管理及维护也稍复杂
综合以上比较，高效澄清池占地面积小，并且对原水水质的适应性也较强，
在深度处理工程中已有较多应用，故本工程沉淀池采用高效澄清池。
（2）过滤形式比选
气水反冲均粒滤料滤池（V型滤池）优点是过滤周期长、出水水质好、自动化程度高。
采用气水反冲洗，反冲效果好，冲洗耗水量小；
缺点是工程投资高，施工复杂。
纤维滤料高速滤池是一种新型高效滤池。
采用慧核式或其他形式的纤维束作为滤料，气水联合冲洗，恒水位或变水位过滤方式。
纤维滤料滤池具备传统快滤池的优点，同时其设计滤速可达20m/h，是一般V型滤池的2倍，可大大减少滤池面积，降低反冲洗水量和能量的消耗。
纤维转盘滤池是目前世界上先进的过滤器之一，目前在全世界已经有350个污水处理厂采用该项技术。
纤维转盘滤池广泛用于净水工程中采用，运行情况良好。
2.4
气水反冲滤池、纤维滤料高速滤池与纤维转盘滤池的详细比较见表
表2.4滤池形式比较
V型滤池
纤维滤料高速滤池
纤维转盘滤池
可用于各种规模
池子构造
复杂
简单
反冲方式及效果
气水反冲，效果好
水冲洗，不需停机
投资
土建费高，设备费低
土建费低，滤料费高
土建费低，设备费高
反冲耗水量
较少
少
耐冲击负荷能力
强
稍低
低
出水达标
较稳定
运行管理及维护
自动运行，简单
由于本工程原水特点及深度处理规模，并根据表2.4的比较，选取池子构造简单、出水达标稳定的纤维转盘滤池为本设计所用滤池。
2.1.4消毒方案
消毒是为了杀灭污水中的致病细菌，目前国主要的消毒方法有液氯消臭氧消毒、二氧化氯消毒、膜过滤和紫外线消毒。
现代紫外消毒技术是集国际上三十多年的研究成果开发出来的一项污水消毒技术，它以其高效、广谱、无二次污染、占地少、无噪音、一次性投资及运行维护费用低、安全及操作运行维修简单的优点在欧美得到了迅速的发展。
紫外消毒技术是物理杀菌过程，它是利用紫外波段（波长在180~280nm），
破坏水体中各种病毒、细菌及其它制病体并消毒的目的，杀菌过程不改变水的物理化学性质。
一般工程应用中波长253.7nm的紫外光杀菌效果较为理想。
紫外消毒技术与目前国外几种消毒技术的比较可参见表2.5。
表2.5消毒技术比较
紫外
氯气
臭氧
膜过滤
杀菌方式
光线
化学
过滤
杀菌效率
极高
高
中
杀菌广谱性
二次污染
无
有
消毒水量
极大
大
安全性
可靠性
毒性
工程投资
运行费用
维护费用
接触时间
短
长
水质变化
水质影响
系统体积
小
噪音
应用领域
广
从上表可以看出，在主要技术参数上，紫外技术明显优于当前主流的加氯消
毒技术。
在相同消毒效果的情况下，紫外技术所需的剂量最少。
紫外消毒技术不仅消毒效率是所有消毒手段中最高的，而且消毒运行维护最简单。
它既具有其它消毒技术无法比拟的高效率，又具有低成本和低运行费用的优点，因此本工程推荐采用紫外消毒技术。
2.3污泥处理工艺
2.3.1污泥处理工艺选择
污泥处理过程中产生的污泥有机物含量较高且不稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，如处置不当会造成二次污染。
因此，污泥处理是污水处理厂的重要容之一，一般污泥的处理要求如下：
（1）减少污泥中的有机物，使污泥实现稳定化；
（2）减少污泥体积，减少运输量；
（3）减少污泥中的寄生虫卵及病菌；
（4）利用以实现污泥资源化。
目前，污水处理厂的污泥处理一般有两种形式：
1）先消化再浓缩脱水，2）直接浓缩脱水。
污泥消化又有好氧消化和厌氧消化两种方式，好氧消化因要消耗大量能源，较少被采用。
污泥的厌氧消化是大中型城市污水厂比较普遍采用的污泥处理单元。
厌氧消化可使污泥中的有机物转化为稳定的腐殖质，同时可以使污泥减量化（可减少污泥量20~30%），减少污泥的运输和处置费用，并改善污泥的性质，使之易于脱水，破坏和抑制致病的微生物，并可获得副产物——沼气。
但是较小规模的污水厂（如5万m3/d以下），因污泥量少，建设污泥消化设施需增加大量投资，产生的沼气难以利用，并且增加管理的难度，一般不采用污泥消化处理单元，而采用直接浓缩脱水。
本工程拟推荐直接浓缩脱水。
2.3.2污泥浓缩、脱水工艺选择
（1）污泥浓缩工艺选择
污泥浓缩方式主要有重力浓缩、气浮浓缩、机械浓缩等几种。
重力浓缩在国外使用普遍，国大部分污水处理厂都使用污泥浓缩池作为污泥处理的最初手段，但污泥停留时间较长，占地面积大，污泥中的磷在缺氧的条件下会重新释放到上清液中，降低磷的去除率。
气浮浓缩和机械浓缩采用较少，但近年来有增多的趋势。
生物除磷工艺适合的浓缩方式为气浮浓缩（好氧）和机械浓缩（短时）。
气浮浓缩虽然可以防止磷的二次释放，降低进水磷负荷，保证出水水质，但设备投资多，电耗较高，管理、维护较麻烦，投资大，并不适合本工程。
机械浓缩是近几年开始流行的一种污泥浓缩工艺，处理效果好。
因此，污泥浓缩工艺推荐采用机械浓缩方案。
（2）污泥脱水工艺选择浓缩后的污泥由于含水量仍很高，体积庞大，且易腐败发臭，不利于运输和处置，所以需要进行脱水处理，这样可以降低污水的含水率，减少污泥的体积，降低运输成本，浓缩后污泥可利用物质的含量增加（如农用的肥分、焚烧的热值等），且利于污泥的后续处置和利用。
常用的污泥脱水方法有自然干燥和机械脱水两种，自然干燥是利用自然力量（如太阳能）将污泥脱水干化的一种常用方式，传统上常用的是污泥干化床，该方法适用于气候比较干燥、占地不紧以及环境卫生条件允许的地区，在城市污水厂较少采用。
机械脱水是目前世界各国普遍采用的方法。
目前，机械脱水使用较多的有三种方式，一是板框压滤机，二是离心脱水机，三是带式压滤机，就脱水效果看，板框压滤机脱水后污泥的含水率最低，可达70~75%。
通过表2.6对离心脱水机与带式压滤机技术经济的比较可知：
离心脱水机和带式压滤机脱水性能相当，含水率均可达到75%~80%左右。
就工程造价而言，板框：
离心：
带式=100:
70:
40。
表2.6离心脱水机与带式压滤机技术经济比较
离心脱水机
带式浓缩脱水一体机
原理
利用离心沉降原理，使固液分离
利用滤带过滤，使固液分离
适用污泥类型
各类污泥的浓缩和脱水
同左
絮凝剂药量
3~4kg/吨干污泥
4kg/吨干污泥
脱水泥饼含水率
80%
运行时噪声
76~80dB
70~75dB
耗电量
3
10kW/m3污泥
3.6kW/m3污泥
工作时间
24小时（连续运行）
16小时（可间歇运行）
污泥切割
需要
不需要
滤带冲洗水
不需要，但停机前需对腔体进行冲洗
27m3/m·
h（滤带）
运行状况
脱水过程中当进料浓度变化时，转鼓和螺旋的转差及扭矩会自动跟踪调整，自动化操作。
脱水过程当进料浓度变化时，带速、带的紧度、加药量冲洗水压力需要调整，操作要求较高。
工作环境
占用空间较小，安装调试简单，配套设备有加药和进、出料输送机，整机全密封操作，车间环境较好。
占地面积较大，配套设备除加药和进料，输送机外，还包括清洗泵、空压机等，需高压水不停冲洗，车间环境较差。
维修难易
维修需生产厂家专业人员，维修时间
较长
维修简单
设备投资
一次性投资大
一次性投资较小
因此，污泥脱水工艺推荐采用机械脱水方案，脱水机械选用带式浓缩脱水一体机。
（3）污泥浓缩、脱水工艺的确定经过上述的比较分析，并考虑到我国污泥浓缩脱水一体设备已实现了国产化，设备投资成本和维护费用降低。
因此，本工程污泥处理拟推荐采用污泥带式浓缩脱水一体机。
2.4工艺小结
综上所述，处理工艺主要包括4个部分：
预处理单元、生化处理单元、深度处理单元及污泥处理单元。
（1）预处理单元主要包括粗格栅、细格栅和旋流沉砂池。
粗、细格栅主要是去除污水中的不溶性颗粒物、悬浮物，为后续生化处理提供稳定的、良好的水质条件。
旋流沉砂池主要是分离水中的细小砂粒，使整个系统运行更稳定。
（2）生化处理单元主要为A2/O+二沉池工艺。
由于本工程污水水质可生化性较好，经预处理后的污水可直接进入生化处理阶段。
主体生物处理单元采用A2/O+
向心辐流式二沉池工艺，利用生物脱氮除磷的原理去除污水中的N、P元素以及
大部分的CODCr。
在生化处理单元，污水中的大部分CODCr、TN被去除，通过二沉池实现泥水的分离。
（3）深度处理单元主要包括高效澄清池、纤维转盘滤池以及接触消毒池。
经过生化处理后，污水中的大部分CODCr和氮被去除，还有少量的磷残留，为了达到要求的出水水质标准，有必要增设化学除磷单元，进一步去除污水中的磷。
经过纤维转盘滤池，污水中的悬浮颗粒（SS）被滤池截留。
经过深度处理单元，污水中的SS和磷被大大降低，能够达到要求的出水SS和磷排放标准。
滤池出水进入紫外技术消毒池，紫外技术能够有效杀灭水中的有害微生物，使出水达标排放。
（4）污泥处理单元主要包括污泥浓缩脱水一体化装置。
经浓缩脱水的污泥能够大大降低含水率，直接外运。
滤液排入厂区污水管。
第三章工程设计
3.1工艺流程
工艺流程如图3.1所示。
工艺说明如下：
本工程设计规模40000m3/d。
污水自流进入粗格栅及提升泵房，去除较大的漂浮物并将污水提升进入细格栅及旋流沉砂池，去大部分水中砂粒。
污水经预处理后进入A2/O池，去除水中有机污染物、SS及进行脱氮除磷，然后通过二沉池进行泥水分离，污泥泵房将剩余污泥提升进入污泥浓缩池，并为A2/O提供回流
污泥。
斜管沉淀池进一步去除SS与化学除磷，进入纤维转盘滤池再一次去除污水中SS，保证出水SS、BOD、COD等指标达到一级A标准，最后进入接触消毒池经紫外消毒后出水。
剩余污泥进入污泥浓缩池，再进入污泥浓缩脱水机房，污泥
含水率达到60%以下，外运处置。
图3.1工艺流程图
3.2主要构筑物设计
污水处理厂构筑物设计规模按40000m3/d设计，总变化系数为1.40，主要构筑物包括粗格栅及污水提升泵房、细格栅及旋流沉砂池、A2/O池、混凝沉淀池、斜管沉淀池、纤维转盘滤池、消毒池、污泥浓缩池、污泥浓缩脱水机房等。
3.2.1粗格栅及提升泵房主要功能工艺：
进水泵房与粗格栅井合建，在进水渠上设置两台粗格栅，防止污水中的大块悬浮物对水泵造成损坏，影响整个处理系统。
粗格栅采用机械格栅，水泵采用湿式安装潜污泵。
平面尺寸：
2.5m×
5.4m+12.0m×
12.2m+12.0m×
2.5m设计流量：
2336.35m3/h（按最大时流量设计）主要设备：
A.机械粗格栅功能：
粗格栅是污水处理厂第一道预处理设施，粗格栅可去除大尺寸的漂浮物和悬浮物以保护水泵，并尽量去除那些不利于后续处理过程的杂质。
设备数量：
2台设计参数：
格栅宽度B=1000mm
栅渠宽度B0=1100mm
栅条间隙b=20mm
栅条最大水深h=1000mm格栅安装角度α=75°
配电功率N=1.1kW
过栅流速v<
1.0m/s栅渣量：
2.85m3/d。
格栅采用时间继电器或液位差自动控制，为检修格栅，在格栅前后设有渠道闸门。
栅渣经收集后，外运至垃圾填埋场填埋处置。
B.螺旋输送压榨一体机
1台设计参数：
叶片直径D=260mm
长度L=3300mm
转速n=18r/min
功率N=1.5kW
C.污水提升泵功能：
进水泵房是全厂的咽喉，一旦出现故障，全厂就得停产，因此，选泵至关重要，本工程拟选用无堵塞潜水排污泵。
3台（2用1备）设计参数：
流量Q=1168.18m3/h
扬程H=16m
功率N=65kW
水泵安装：
采用自动耦合安装方式
运行控制：
潜污泵置于集水井中，PLC系统可根据水位控制水泵开、停及开启水泵的台数，可实行手动或自动控制。
D.电动葫芦
1套
设计参数：
起重量：
2.5
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