水污染控制課程設(shè)計(jì)

1、水污染控制工程課程設(shè)計(jì)院系：化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院班級：環(huán)工071班學(xué)號：0711044023城市污水處理廠初步設(shè)計(jì)（陜西理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院環(huán)境工程071班，陜西 漢中 723001）【摘要】本城市污水處理廠設(shè)計(jì)總規(guī)模為Q=10×10m/d,要求出水水質(zhì)達(dá)到國家GB18918-2002二級標(biāo)準(zhǔn)即COD100 mg/l，BOD100mg/l,SS30mg/l。根據(jù)水質(zhì)水量的要求以及出水要求，本污水廠二級生化處理系統(tǒng)采用常規(guī)活性污泥法，核心工藝曝氣池采用傳統(tǒng)推流式，曝氣方式采用鼓風(fēng)曝氣，處理效果好，BOD去除率可達(dá)90%以上。根據(jù)實(shí)際情況，可靈活調(diào)整污水處理程度，能充分的滿足設(shè)計(jì)要求

2、?！娟P(guān)鍵詞】城市污水、生化處理、曝氣池、設(shè)計(jì)引言：我國是一個(gè)水資源相對貧乏的國家。近些年，由于我國城市化進(jìn)程的加快和國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，水環(huán)境污染和水資源短缺日趨嚴(yán)重。保護(hù)水體環(huán)境, 珍惜水資源是當(dāng)前勢在必行的問題。污水處理廠是從污染源排出的污（廢）水，因含污染物總量或濃度較高，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)要求或不適應(yīng)環(huán)境容量要求，從而降低水環(huán)境質(zhì)量和功能目標(biāo)時(shí)，必須經(jīng)過人工強(qiáng)化處理的場所。處理廠的處理工藝流程是由各種常用或特殊的水處理方法優(yōu)化組合而成的。怎樣用最合理的方法達(dá)到最佳的治理效果是污水處理設(shè)計(jì)中最重要的。設(shè)計(jì)時(shí)必須貫徹當(dāng)前國家的各項(xiàng)建設(shè)方針和政策，根據(jù)各種物理法、化學(xué)法和生物法確定技術(shù)純熟，經(jīng)濟(jì)

3、合理，費(fèi)用最省的方案。污水處理廠設(shè)計(jì)包括各種不同處理的構(gòu)筑物，附屬建筑物，管道的平面設(shè)計(jì)并進(jìn)行道路、綠化、管道綜合、廠區(qū)給排水、污泥處置及處理系統(tǒng)自動化等設(shè)計(jì)，以保證污水處理廠達(dá)到處理效果穩(wěn)定，滿足設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行管理方便等各種要求。1設(shè)計(jì)概論1.1基礎(chǔ)資料1.1.1設(shè)計(jì)水量及要求本污水處理廠平均處理日水量Q=10×4/d，水量總變化系數(shù)k=1.3,服務(wù)人口約25萬，計(jì)算水溫20。設(shè)計(jì)出水水質(zhì)要求達(dá)到國家GB18918-2002二級排放標(biāo)準(zhǔn)， CODCr 100 mg/L ， BOD5 30 mg/L ，SS 30 mg/L 。1.1.2原始數(shù)據(jù)的相關(guān)計(jì)算根據(jù)平均處理日水量以及水量總變

4、化系數(shù)可計(jì)算得最大流量：Q=10×10m/d=4166.7= m/s=1.1574 m/s則Q= Q. K=1.1574×1.3 m/s=1.5 m/s1.1.3原水進(jìn)出水情況項(xiàng)目進(jìn)水水質(zhì)（mg/L）出水水質(zhì)(mg/L)去除率(%)360mg/L100mg/L72%190mg/L30mg/L84%SS250mg/L30mg/L88%污水BOD5/COD值是判定污水可生化性的最簡便易行和最常用的方法。一般認(rèn)為BOD5/ COD0.45時(shí)可生化性較好，BOD5/ COD0.3時(shí)可生化，BOD5/ COD0.3時(shí)較難生化，BOD5/ COD0.25時(shí)不易生化。此設(shè)計(jì)的進(jìn)水水質(zhì)BO

5、D5/COD約為0.530.45，說明污水可生化性較好，初步確定該污水處理廠適宜于采用二級生化處理工藝。1.2設(shè)計(jì)有關(guān)內(nèi)容1.2.1設(shè)計(jì)任務(wù)主要任務(wù)：根據(jù)處理水量及出水要求確定工程的規(guī)模，提出主要工藝流程，平面高程布置，主要構(gòu)筑物的基本尺寸、數(shù)量，主要材料設(shè)備的數(shù)量等。1.2.2設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)主要是國家有關(guān)法律法規(guī)： GB38382002地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)； GB189182002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)； GB500142006室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范；1.2.3設(shè)計(jì)規(guī)模根據(jù)我國的實(shí)際情況，城市污水處理廠的規(guī)模大體可分為大型、中型和小型污水處理廠。規(guī)模>10×/d的是大型污水廠

6、,一般建在大城市,基建投資以億元計(jì),年運(yùn)營費(fèi)用以千萬元計(jì),目前全國建成十多座,最大的是北京高碑店污水處理廠,規(guī)模達(dá)100×/d。中型污水處理廠的規(guī)模為(110)×/d ,一般建于中、小城市和大城市的郊縣,基建投資幾千萬至上億元,年運(yùn)營費(fèi)用幾百萬到上千萬元,目前全國已建成幾十座,正建的有上百座,今后一段時(shí)間還將大量增加。規(guī)模<1×/d 的是小型污水處理廠,一般建于小城鎮(zhèn),基建投資幾百萬到上千萬,年運(yùn)營費(fèi)用幾十萬到上百萬;由于經(jīng)濟(jì)條件的限制,目前這類污水廠剛剛在沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的小城鎮(zhèn)出現(xiàn)。根據(jù)此次設(shè)計(jì)任務(wù)，該城市污水處理廠平均處理日水量Q=10×4/

7、d，屬于中型規(guī)模污水處理廠。2污水處理工藝的確定2.1工藝選擇設(shè)計(jì)原則(1)設(shè)計(jì)工藝應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(guān)環(huán)境保護(hù)的各項(xiàng)規(guī)定,污水處理后必須確保各項(xiàng)出水水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到城市污水排放要求。(2)根據(jù)具體情況和實(shí)際特點(diǎn),采用成熟可靠的處理工藝和設(shè)備,盡量采用新技術(shù)、新材料,實(shí)用性與先進(jìn)性兼顧,以實(shí)用可靠為主。(3)處理系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)有較大的靈活性和調(diào)節(jié)余地,以適應(yīng)水質(zhì)、水量變化。(4)管理、運(yùn)行、維修方便,盡量考慮操作自動化,減少勞動強(qiáng)度，使維護(hù)管理簡單方便。(5)在不影響處理效果的前提下,充分利用原有的構(gòu)筑物和設(shè)施,節(jié)省工程費(fèi)用,減少占地面積和運(yùn)行費(fèi)。(6)工藝流程要求耐沖擊負(fù)荷, 出水水質(zhì)穩(wěn)定、可靠、衛(wèi)

8、生安全，污泥處理與處置簡單。2.2常用生化處理方法比較城市污水處理的第一步是預(yù)處理，第二步就是生化處理。生化處理工藝可分為厭氧和好氧，而其中可供選擇的處理方法就更多了, 現(xiàn)將常用的生化處理的幾種方法進(jìn)行比較。生化處理方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件水力停留時(shí)間運(yùn)行耗能厭氧傳統(tǒng)厭氧（1）污泥負(fù)荷高，有機(jī)物去除率高（2）有生物能源回收（3）污泥產(chǎn)率低（4）能耗低（5）運(yùn)行費(fèi)用低（6）最大的好處是提高可生化性（1）水力停留長、泥齡長（2）占地面積大（3）容積大（4）對毒物敏感通常用在污泥厭氧消化2030d低水解酸化（厭氧的前段）（1）污泥負(fù)荷高（2）污泥產(chǎn)率低（3）能耗低（4）運(yùn)行費(fèi)用（5）最大的好處是提高可生

9、化性。有臭味產(chǎn)生適于中小污水處理工程,在工業(yè)廢水中用得較多68h幾乎無運(yùn)行費(fèi)用UASB同傳統(tǒng)厭氧,用于工業(yè)廢水適于中小污水處理工程,在工業(yè)廢水中用得較多812h比好氧低20%40%好氧好氧氧化溝（1）對水溫、水質(zhì)、水量的變動有較強(qiáng)的適應(yīng)性（2）污泥齡一般可達(dá)1530d, 為傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)的36倍。存活、繁殖世代時(shí)間長、增殖速度慢的微生物, 如硝化菌, 在氧化溝內(nèi)可能產(chǎn)生硝化反應(yīng)。如運(yùn)行得當(dāng), 氧化溝能夠具有反硝化脫氮的效應(yīng)。（3）污泥產(chǎn)率低, 且多已達(dá)到穩(wěn)定的程度, 勿需再進(jìn)行消化處理。占地面積大;池容大, 投資大運(yùn)行控制不好, 污泥一旦發(fā)生膨脹, 對生化處理系統(tǒng)將產(chǎn)生毀滅性的打擊。適合于大

10、中型污水處理工程, 尤其是以處理有機(jī)物為主的生活、工業(yè)廢水。2040h一般接觸氧化法特點(diǎn)是介于生物濾池法和活性污泥法之間，兼有活性污泥法和生物濾池法的特點(diǎn)，但無污泥膨脹。中小型污水處理廠16h較高活性污泥法(1)處理效果好，有機(jī)物去除率高（2）工藝應(yīng)用很成熟（3）適用于處理凈化程度和穩(wěn)定程度較高的（4）可以靈活調(diào)整污水處理成都的高低剩余污泥量大主要適合于中大型污水處理廠SBR是間歇運(yùn)行的生物反應(yīng)器，具有脫氮除磷功能，可以采用懸浮生長型，也可以采用附著生長型，反應(yīng)器在不同的時(shí)間處于不同的工況，可以使用不同負(fù)荷，運(yùn)行穩(wěn)定缺點(diǎn)是人工操作較麻煩, 必須采用自動控制施且要求河水量較小中小型污水處理廠16

11、h總造價(jià)較低2.3處理方案選擇通過上表對生化處理的方法進(jìn)行了對比，可了解到處理城市生活污水一般選用好氧生物處理比較適合。根據(jù)各方法的優(yōu)缺點(diǎn)、適用條件等內(nèi)容，初步確定出適用于中型城市污水處理的三個(gè)工藝，下面著重討論常規(guī)活性污泥法、接觸氧化法、SBR這三種方法用于處理城市生活污水時(shí)的選擇問題。2.3.1常規(guī)活性污泥法污水初沉池泵站集水池排放二沉池曝氣池 傳統(tǒng)活性污泥法又稱普通活性污泥法或推流式活性污泥法，它是依據(jù)污水的自凈作用發(fā)展而來的。污水在經(jīng)過沉砂、初沉等工序進(jìn)行一級處理后，進(jìn)入推流式曝氣池，在曝氣和水力條件下，曝氣池中的水均勻地流動，污水從入口流向出口，前端液流不與后端液流混合。在曝氣池中，

12、污水中的有機(jī)物絕大部分被微生物吸附、氧化分解，生成無機(jī)物，然后進(jìn)入沉淀池。在這個(gè)過程中，隨著環(huán)境的變化，生物反應(yīng)速度是變化的，F(xiàn)/M值也是不斷變化的，微生物群的量和質(zhì)不斷地變動，后行污泥的吸附、絮凝、穩(wěn)定作用不斷的變化，其沉降濃縮性能也不斷地變化。其處理污水基本原理是：首先利用生活污水中的好氧微生物進(jìn)行培養(yǎng)，形成適于降解污染介質(zhì)，并具有相當(dāng)規(guī)模微生物群落，即活性污泥；再通過這些好氧微生物群落（活性污泥）來代謝有機(jī)污染介質(zhì)，達(dá)到處理和凈化污水的目的。根據(jù)本項(xiàng)目的原水水質(zhì)和處理要求，采用生化處理方能達(dá)到排放所要求的處理程度，在大規(guī)模的城市污水處理廠中應(yīng)用最為廣泛的生化法處理是傳統(tǒng)活性污泥法工藝以及

13、由此派生出來、種類繁多的變形工藝。傳統(tǒng)活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)是：曝氣池內(nèi)污水濃度從池首至池尾是逐漸下降的，由于在曝氣池內(nèi)存在這種濃度梯度，污水降解反應(yīng)的推動力較大，效率較高，對污水處理的方式較靈活。處理效果好，對懸浮物和BOD的去除率較高，BOD去除率可達(dá)90%以上。運(yùn)行較穩(wěn)定。根據(jù)具體情況，可以靈活調(diào)整污水處理程度的高低。推流式曝氣池沿池長均勻供氧，會出現(xiàn)池首供氧過剩，池尾供氧不足，增加動力費(fèi)用；且根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對氮的去除率較高，而傳統(tǒng)活性污泥法達(dá)不到要求。但傳統(tǒng)的活性污泥法耐沖擊負(fù)荷低，泥量大，占地面積大，土建投資高等缺點(diǎn)，已逐漸被新的生化處理工藝所代替。2.3.2 生物接觸氧化法 污水集水池泵

14、站曝氣沉砂池接觸氧化池二沉池排放 生物接觸氧化法是在池內(nèi)設(shè)置填料，池底曝氣，充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流經(jīng)填料。填料上長滿生物膜，污水與生物膜相接觸，在生物膜微生物的作用下，污水得到凈化。因此，生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法和生物膜法之間的處理工藝，又稱為“淹沒式生物濾池”。 生物接觸氧化池法的中心處理構(gòu)筑物是接觸氧化池，接觸氧化池是由池體、填料、布水裝置和曝氣系統(tǒng)等幾部分組成，生物膜受到上升氣流的沖擊、攪動，加速脫落、更新，使其經(jīng)常保持較好的活性，可避免堵塞。 生物接觸氧化法對廢水的水質(zhì)、水量的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性，和活性污泥法相比，管理較方便，生態(tài)系穩(wěn)定，剩余污泥量少。2.3

15、.3 SBR工藝 污水集水池泵站曝氣沉砂池SBR池排放 常規(guī)活性污泥系統(tǒng)由曝氣池、沉淀池、回流污泥系統(tǒng)和供養(yǎng)設(shè)備四部分組成。進(jìn)入70年代以來，隨著科技的發(fā)展、微機(jī)與自控技術(shù)設(shè)備的進(jìn)步與普及，人們對常規(guī)活性污泥法工藝進(jìn)行改革，推出序批式活性污泥法、即SBR工藝。 SBR工藝采用可變?nèi)萜鏖g歇式反應(yīng)器，省去了回流污泥系統(tǒng)及沉淀設(shè)備，曝氣與沉淀在同一容器中完成，利用微生物在不同絮體負(fù)荷條件下的生長速率和生物脫氮除磷機(jī)理，將生物反應(yīng)器與可變?nèi)莘e反應(yīng)器相結(jié)合而成的循環(huán)活性污泥系統(tǒng)。這是SBR工藝的一種革新形式。SBR工藝是在同一生物反應(yīng)池中完成進(jìn)水、曝氣、沉淀、撇水、閑置四個(gè)間段，其所經(jīng)歷時(shí)間周期，根據(jù)進(jìn)

16、水水質(zhì)水量預(yù)先設(shè)定或及時(shí)調(diào)整。實(shí)踐證明，這種工藝過程，其處理效果可達(dá)到常規(guī)活性污泥法處理標(biāo)準(zhǔn)。SBR工藝具有工藝簡單，運(yùn)行可靠，管理方便，造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，電腦自控要求高，對設(shè)備、閥門、儀表及控制系統(tǒng)的可靠性要求高。2.4處理工藝的確定根據(jù)以上的比較，以及該城市的具體情況，本設(shè)計(jì)進(jìn)水的水質(zhì)氮、磷含量較少，無需考慮脫氮除磷，常規(guī)活性污泥法以去除污水中的有機(jī)物和懸浮物為主要目的，適用于無需考慮脫氮除磷的情況，其核心處理單元由曝氣池和沉淀池組成。根據(jù)國內(nèi)外城市污水處理廠運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)，活性污泥法處理城市污水是最經(jīng)濟(jì)有效的，因而得到廣泛應(yīng)用。但常規(guī)活性污泥工藝僅能有效地去除BOD5、CODcr、SS，而對氮、

17、磷的去除是有一定的限度的，僅從剩余污泥中排除氮和磷，氮的去除率約為1020%，磷的去除率約為1219%，能達(dá)到本設(shè)計(jì)的要求?？紤]多方因素最終確定使用常規(guī)活性污泥法為該城市污水處理廠的處理方法是最佳的。而且常規(guī)活性污泥法工藝很成熟，運(yùn)行管理都很方便。2.5工藝流程的確定 (見下頁)圖2.5 工藝流程圖2.6各構(gòu)筑物概況及作用2.6.1 格柵格柵是用來去除可能堵塞水泵機(jī)組及管道閥門的較粗大懸浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)行的設(shè)備，傾斜安裝在污水渠道、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的前端。多數(shù)情況下污水處理廠設(shè)置有兩道格柵，第一道格柵間隙較粗一些，通常設(shè)置在污水提升泵之前，柵條間隙一般采用1640

18、mm，特殊情況下，最大間隙可為100mm。第二道格柵間隙較細(xì)，一般設(shè)置在污水處理構(gòu)筑物前，柵條間隙一般采用1.510mm。本設(shè)計(jì)采用一中一細(xì)兩道格柵。2.6.2 污水提升泵房提升泵房用以提高污水的水位，保證污水能在整個(gè)污水處理流程過程中流過 ，從而達(dá)到污水的凈化。該污水處理工藝采用傳統(tǒng)曝氣活性污泥處理，污水處理系統(tǒng)簡單，所以污水只需一次提升。污水經(jīng)提升后入初沉池，然后進(jìn)入曝氣池、二沉池，最后由出水管道排入河道。2.6.3沉砂池預(yù)處理階段的沉砂池采用曝氣沉砂池是考慮到為污水的后期處理做好準(zhǔn)備。曝氣沉砂池的優(yōu)點(diǎn)是通過調(diào)節(jié)曝氣量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率較穩(wěn)定，受流量影響較小，同時(shí)還對污水

19、起預(yù)曝氣作用，在曝氣的作用下，顆粒之間產(chǎn)生摩擦，將包裹在顆粒表面的有機(jī)物摩擦去除掉，產(chǎn)生潔凈的沉砂，同時(shí)提高顆粒的去除效率。它還可克服普通平流沉砂池的主要缺點(diǎn)，沉砂池中含有15%的有機(jī)物，減少沉砂的后續(xù)處理。因此本設(shè)計(jì)選用曝氣沉砂池。2.6.4 初沉池(平流式)初次沉淀池的作用是對污水中的以無機(jī)物為主體的比重的固體懸浮物進(jìn)行沉淀分離，同時(shí)去除一部分呈懸浮狀態(tài)的有機(jī)物，以減輕后續(xù)生物處理的有機(jī)負(fù)荷，可去除30%左右的BOD5和55%的SS。沉淀池由五個(gè)部分組成，即：進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)、沉淀區(qū)、貯泥區(qū)及緩沖區(qū)。進(jìn)水區(qū)和出水區(qū)的功能是使水流的進(jìn)入與流出保持均勻平穩(wěn)，以提高沉淀效率；沉淀區(qū)是沉淀池進(jìn)行懸浮

20、固體分離的場所；緩沖區(qū)介于沉淀區(qū)和貯泥區(qū)之間，它的作用是避免已沉淀污泥被水流攪起帶走以及緩解沖擊負(fù)荷；貯泥區(qū)是存放沉淀污泥的地方，它起到貯存、濃縮與排放的作用。沉淀區(qū)的運(yùn)行方式，有間歇式和連續(xù)式兩種。在間歇運(yùn)行的沉淀池中，主要分為進(jìn)水、靜置及排水。污水中可沉淀的懸浮固體在靜置時(shí)完成沉淀過程，然后由移動式的潷水裝置或設(shè)置在沉淀池壁不同高度的排水管排出。在連續(xù)運(yùn)行的沉淀池中，污水是連續(xù)不斷地流入與排出。2.6.5 曝氣池活性污泥法的核心處理構(gòu)筑物是曝氣池。曝氣池是一個(gè)生物反映器，它使活性污泥于污水充分混合接觸，將污水中有機(jī)物吸收并分解的生化場所。曝氣池通過曝氣設(shè)備充入空氣，空氣中的氧氣溶入污水使活

21、性污泥混合液產(chǎn)生好氧代謝反應(yīng)，曝氣設(shè)備不僅傳遞氧氣進(jìn)入混合液，同時(shí)起攪拌作用而使混合液呈懸浮狀態(tài)。這樣，污水中的有機(jī)物、氧氣與微生物能充分進(jìn)行傳質(zhì)和反應(yīng)，即對污水中得有機(jī)物進(jìn)行分解轉(zhuǎn)化。選取曝氣池時(shí)，曝氣設(shè)施的充氧能力應(yīng)便于調(diào)節(jié)，以靈活適應(yīng)需氧變化。本設(shè)計(jì)采用推流式曝氣池，曝氣方式為鼓風(fēng)曝氣。在同一供氣系統(tǒng)中，鼓風(fēng)機(jī)應(yīng)盡可能選擇同一類型。鼓風(fēng)機(jī)的備用臺數(shù):工作風(fēng)機(jī)不多于3臺時(shí)，備用一臺；工作風(fēng)機(jī)不少于4臺，備用2臺。2.6.6 二沉池二次沉淀池是對污水中的以微生物為主體的，比重小的，因水流作用易發(fā)生上浮的生物固體懸浮物進(jìn)行沉淀的部分，對生物處理后出水進(jìn)行泥水分離，回流部分污泥，并排放剩余污泥。

22、二沉池設(shè)在生物處理構(gòu)筑物后面，用于沉淀分離活性污泥或去除生物膜法中脫落的生物膜，是生物處理工藝中的一個(gè)重要組成部分。沉淀池常按池內(nèi)水流方向不同分為平流式、豎流式及幅流式。下面將三種沉淀池的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件對比如下：表2.6 各沉淀池優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件平流式處理水量可大可少，有效沉淀區(qū)大，沉淀效果好，對水量水質(zhì)變化適應(yīng)性強(qiáng)，造價(jià)低，平面布置緊湊占地面積大，排泥因難(人工排泥)，工作繁雜，機(jī)械刮泥易銹，配水不均地下水位高，施工困難地區(qū)，適用流動性差比重大的污泥，不能用靜水壓力排泥，污水量不限輻流式處理水量較為經(jīng)濟(jì)，排泥設(shè)備己定型系列化，運(yùn)行穩(wěn)定，管理方便結(jié)構(gòu)受力條件好排泥設(shè)備復(fù)雜

23、，需具有較高的運(yùn)行管理水平，施工嚴(yán)格適用處理水量大，地下水位較高的地區(qū)及工程地質(zhì)條件差的地區(qū)豎流式排泥方便，管理也比較簡單，占地面積比較小池子深度大，施工難，對沖擊負(fù)荷及溫度變化的適應(yīng)能力差，造價(jià)較高，池徑比不宜太大適用于處理水量不大的小型污水處理廠經(jīng)上面的表可以看出，平流式與輻流式，豎流式沉淀池都是可選的。平流式沉淀池對水質(zhì)沖擊變化效果好，處理水量可大可少，有效沉淀區(qū)大，沉淀效果好，對水量水質(zhì)變化適應(yīng)性強(qiáng)，造價(jià)低，平面布置緊湊，比較適合。輻流式沉淀池排泥設(shè)備復(fù)雜，需具有較高的運(yùn)行管理水平，施工嚴(yán)格，豎流式沉淀池雖排泥方便，管理簡單，占地面積小。但池子深度大，施工難，對沖擊負(fù)荷及溫度變化的適應(yīng)

24、能力差，造價(jià)較高，池徑比不宜太大。因此本設(shè)計(jì)的沉淀池選取平流式。2.5.7 污泥濃縮池濃縮的主要目的是減少污泥體積，以便后續(xù)的單元操作。污泥濃縮的技術(shù)界限大致為：活性污泥含水率可降至97%98%，初次沉淀污泥可降至90%92%。污泥濃縮池是降低污泥含水率，減少污泥體積的有效設(shè)備。采用重力污泥濃縮池，用帶柵條的刮泥機(jī)刮泥，采用重力排泥。2.6處理工藝特點(diǎn)活性污泥法是處理城市生活污水最廣泛使用的方法，它能從污水中去除溶解的和膠體的可生物降解的有機(jī)物以及能被活性污泥吸附的懸浮固體和其它一些物質(zhì)。它既適用于大流量的污水處理，也適用于小流量的污水處理。運(yùn)行方式靈活，日常運(yùn)行費(fèi)用較低，但管理要求較高?；钚?/p>

25、污泥法本質(zhì)上與天然水體的自凈過程相似，二者都為好氧生物過程，只是它的凈化強(qiáng)度大，因而活性污泥法是天然水體自凈作用的人工化和強(qiáng)化。3主要設(shè)備及構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算3.1格柵3.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)（1）柵前流速：污水在柵前渠道內(nèi)的流速一般控制在0.4-0.8m/s，以保證大顆粒物質(zhì)不在渠道內(nèi)淤積。（2）過柵流速：污水通過格柵的流速一般控制在0.6-1.0m/s。（3）過柵水頭損失：污水的過柵水頭損失與污水的過柵流速有關(guān)，一般在0.08-0.15之間。（4）柵渣量：在無當(dāng)?shù)剡\(yùn)行資料時(shí)，可采用：格柵間隙16-25mm；0.05-0.10柵渣/10污水格柵間隙30-25mm；0.01-0.03柵渣/10污水。（5

26、）格柵傾角：格柵傾角一般為-，機(jī)械格柵一般為-，特殊類型可達(dá)。（6）柵渣容重：960Kg/,含水率80%。（7）清渣方式：人工清渣，柵渣量0.2/d時(shí)采用，適合于小型污水處理廠柵渣量0.2/d時(shí)采用。（8）格柵間工作臺：格柵間必須設(shè)置工作臺，臺面應(yīng)高出柵前最高設(shè)計(jì)水位0.5m。工作臺上應(yīng)有安全和沖洗設(shè)施。3.1.2中格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)安裝三臺中格柵，則每臺格柵的流量為=0.5/s。取柵條間隙b=25mm，過柵流速v=0.8 m/s，柵前水深h=0.6，格柵安裝傾角=，柵條寬度s=20mm。（1）格柵槽總寬度B柵條間隙數(shù)：n= 個(gè)柵槽寬度：B=s(n1)+b×nB=0.0

27、2×（391）+0.025×39=1.73m（2）進(jìn)水渠漸寬渠道的寬度：=m進(jìn)水區(qū)漸寬部分長度：為漸寬處的角度一般取20°，m進(jìn)水渠漸窄部分長度：m（3）通過格柵的水頭損失=km本設(shè)計(jì)柵條斷面形狀采用正方形，則阻力系數(shù)查表得；k為一系數(shù)，一般取k=3；g為重力加速度，取9.81；（4）柵后槽總高度 HH=h+=0.6+0.14+0.3=1.04m為格柵前渠道的超高，一般取0.3m；（5）格柵總長度L柵前槽高H=h+h=0.6+0.3=0.9L=+0.5+1.0+=0.95+0.47+0.5+1.0+0.5=3.43m（6）每日的柵渣量WW=/dW為每日的柵渣量，單

28、位是/d；為污水流量總變化系數(shù)，本設(shè)計(jì)取1.3；為單位體積污水的柵渣量，/()污水，本設(shè)計(jì)取0.07；即就有每日的柵渣量為6.98/d，基于柵渣量的體積較大，故本設(shè)計(jì)采用機(jī)械清渣。3.1.3細(xì)格柵設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)安裝三臺細(xì)格柵，則每臺格柵的流量為=0.5/s。取柵條間隙b=9mm，過柵流速v=1.0 m/s，柵前水深h=0.8，格柵安裝傾角=，柵條寬度s=10mm。（1）格柵槽總寬度B柵條間隙數(shù)：n= 個(gè)柵槽寬度：B=s(n1)+b×nB=0.01×（641）+0.009×64=1.2m（2）進(jìn)水渠漸寬渠道的寬度：=m進(jìn)水區(qū)漸寬部分長度：為漸寬處的角度一

29、般取20°，m進(jìn)水渠漸窄部分長度：m（3）通過格柵的水頭損失=k0.25m本設(shè)計(jì)柵條斷面形狀采用迎水、背水面均為半圓形的矩形，則阻力系數(shù)查表得；k為一系數(shù)，一般取k=3；g為重力加速度，取9.81；（4）柵后槽總高度 HH=h+=0.8+0.25+0.3=1.35m為格柵前渠道的超高，一般取0.3m；（5）格柵總長度L柵前槽高H=h+h=0.8+0.3=1.1L=+0.5+1.0+=0.78+0.39+0.5+1.0+0.63=3.3m（6）每日的柵渣量WW=/dW為每日的柵渣量，單位是/d；為污水流量總變化系數(shù)，本設(shè)計(jì)取1.3；為單位體積污水的柵渣量，/()污水，本設(shè)計(jì)取0.04；

30、3.2沉砂池3.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)（1）水平流速可取0.080.12m/s；一般取0.1m/s，（2）最大流量時(shí)停留時(shí)間為13min,(3)池的有效水深宜為2.03.0m。池寬與池身比為11.5，池的長寬比可達(dá)五，當(dāng)池長寬比大于5時(shí)，可考慮設(shè)置橫向檔板。（4）曝氣沉砂池多采用穿孔管曝氣，穿孔孔徑為2.56.0mm，距池底約0.60.9m，每組穿孔管應(yīng)有調(diào)節(jié)閥門。（5）每立方米污水所需曝氣量宜為0.10.2（空氣），或每立方米池表面積曝氣量35/h。（6）沉砂池的超高不宜小于0.3m；（7）沉砂池的格數(shù)不應(yīng)少于2格，并應(yīng)按并聯(lián)設(shè)計(jì)，當(dāng)污水量較小時(shí)，可考慮一格工作，一格備用；（8）城市污水的沉砂量可按

31、1530/計(jì)算，含水率為60%，容重為1500Kg/砂斗容積應(yīng)按不大于2天的沉砂量計(jì)算，斗壁傾角應(yīng)不小于。3.2.2設(shè)計(jì)計(jì)算（1）池子的有效容積（V）取t=2minV=t×60=1.5×2×60=180m3（2）水流斷面積（A）v1最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速，取v1=0.1m/s（3）池總寬度（B）B=mh2設(shè)計(jì)有效水深，取為2.5m（4）每格池子寬度（b）設(shè)n=2（格）b=3m（5） 池長（L）（6） 每小時(shí)的需空氣量(q)q=d×3600=0.2×1.5×3600=1080m2/hd1m3污水所需空氣量(m3/m3),一般采用0.2

32、(m3/m3)（7） 沉砂室所需容積（V/m3）設(shè)T=2dx城市污水沉沙量，m3/106m3(污水)，一般采用30T清除沉砂間隔時(shí)間，dk2生活污水流量總變化系數(shù)（8） 每個(gè)沉砂斗容積（V0）設(shè)每一分格有2個(gè)沉砂斗，則每個(gè)沉砂斗的容積為：V0=（9）沉砂斗各部分尺寸 設(shè)斗底寬=0.7m，斗壁傾角，斗高=0.9m，砂斗上口寬a=+=+0.7=1.74m沉砂斗容積=1.42（1.5）（10）沉砂室高度采用重力排砂，設(shè)池底坡度為0.06，坡向砂斗：=+0.06×=+0.06×=0.9+0.06×=1.15m經(jīng)驗(yàn)值，取0.3m（11）沉砂池總高度設(shè)超高=0.3m， H=+

33、=0.3+2.5+1.15=3.95m3.3沉淀池3.3.1設(shè)計(jì)參數(shù)（1）池子直徑（或正方形一邊）與有效水深的比值，一般采用612，沉淀池的長寬比不宜小于4，池長不宜大于60m。（2）沉淀池應(yīng)不少于2座，池徑不宜小于16m。（3）沉淀池的超高至少采用0.3m，有效水深宜采用2.04.0m，緩沖區(qū)高度一般為0.30.5m。（4）池底坡度一般采用0.050.10，池底縱坡不宜小于0.01，一般0.010.02。（5）表面水力負(fù)荷q初沉池一般取2.04.5，二沉池一般取0.61.5。（6）沉淀時(shí)間t初沉池一般取0.51.5h，二沉池一般取1.54.0h。（7）最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速v一般不大于7m

34、m/s。（8）每人每日產(chǎn)生的污泥量S，g/(人·d)，初沉池一般為1426，二沉池一般為1232。污泥的含水率初沉池一般為95%97%，二沉池一般為99.2%99.6%.3.3.2初沉池設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)流量Q=10×/d, 則有=1.5/s=5416.7/h；（1）沉淀區(qū)的表面積A：取q=3.0 A=（2）沉淀區(qū)有效水深：取t=1.0h =q×t=3.0×1.0=3.0m沉淀池的有效水深宜采用2.04.0m，本計(jì)算符合要求。（3）沉淀區(qū)有效容積V： V=A×=1805.6×3.0=5416.8（4）沉淀池長度L：取v=6.0mm/s，t=

35、1.0h L=3.6×v×t=3.6×6.0×1.0=21.6m22m本設(shè)計(jì)采用平流式沉淀池，平流式沉淀池的長度不宜大于60m，計(jì)算符合要求。（5）沉淀區(qū)的總寬度B： B=（6）沉淀池的數(shù)量數(shù)n：本設(shè)計(jì)采用平流式沉淀池，為了保證污水在池內(nèi)分布均勻，池長與池寬比不宜小于4，b為每個(gè)沉淀池的寬度，單位是m；因此即，取b=5m n=17（個(gè)）本設(shè)計(jì)初沉池設(shè)計(jì)個(gè)數(shù)n為17個(gè)，每個(gè)的寬度為5m。（7）校核長寬比 符合要求；（8）污泥區(qū)的容積：取污泥的含水率為95%，S=20 g/(人·d)= L/(人·d)設(shè)計(jì)人口N為25萬，兩次排泥的間隙T，

36、初沉池一般取2d。則=（9）每個(gè)池污泥所需要容積（10）污泥斗容積本設(shè)計(jì)污泥斗上、下面形狀為正方形，取污泥斗上口寬4.5m，下口寬0.5m，斗壁傾角為60°，則貯泥斗高度貯泥斗的容積=()=×3.5×（4.5×4.5+0.5×0.5+）=26（11） 貯泥斗以上梯形部分污泥的容積 采用機(jī)械刮泥，池底縱坡i取0.01。 梯形部分的高度=（L+0.3-b）×i=(22+0.3-5) ×0.01=0.173m梯形上底長22+0.3+0.5=22.8m，梯形下底長=4.5m。則()××b=（）=11.8（12）貯

37、泥斗和梯形部分污泥容積+=26+11.8=37.8>11.8（13）池子總高度H設(shè)緩沖層高度為0.5m，沉淀池超高為0.3m，沉淀區(qū)的有效水深=3.0m， 則 H=0.3+3.0+0.5+3.5+0.173=7.5m3.3.3二沉池設(shè)計(jì)計(jì)算二沉池的設(shè)計(jì)計(jì)算除有關(guān)參數(shù)取值范圍不同外，其他與初沉池基本相同。設(shè)計(jì)流量Q=10×/d, 則有=1.5/s=5416.7/h；（1）沉淀區(qū)的表面積A：取q=1.1 A=（2）沉淀區(qū)有效水深：取t=2.5h =q×t=1.1×2.5=2.8m沉淀池的有效水深宜采用2.04.0m，本計(jì)算符合要求。（3）沉淀區(qū)有效容積V： V=

38、A×=4924.3×2.8=13788.1（4）沉淀池長度L：取v=5.0mm/s，t=2.5h L=3.6×v×t=3.6×5.0×2.5=45m本設(shè)計(jì)采用平流式沉淀池，平流式沉淀池的長度不宜大于60m，計(jì)算符合要求。（5）沉淀區(qū)的總寬度B： B=（6）沉淀池的數(shù)量數(shù)n：本設(shè)計(jì)采用平流式沉淀池，為了保證污水在池內(nèi)分布均勻，池長與池寬比不宜小于4，b為每個(gè)沉淀池的寬度，單位是m；因此即，取b=11m n=10（個(gè)）本設(shè)計(jì)二沉池設(shè)計(jì)個(gè)數(shù)n為10個(gè)，每個(gè)的寬度為11m。（7）校核長寬比 符合要求；（8）污泥區(qū)的容積：取污泥的含水率為99.

39、4%，S=28g/(人·d)= L/(人·d)設(shè)計(jì)人口N為25萬，兩次排泥的間隙T，二沉池一般取2h即0.08d。則=（9）每個(gè)池污泥所需要容積（10）污泥斗容積本設(shè)計(jì)污泥斗上、下面形狀為正方形，取污泥斗上口寬4.0m，下口寬0.5m，斗壁傾角為60°，則貯泥斗高度貯泥斗的容積=()=×3.0×（4.0×4.0+0.5×0.5+）=18.25>8.4,完全足夠容納污泥量。 （11）池子總高度H采用機(jī)械刮泥，池底縱坡i取0.01。 梯形部分的高度=（L+0.3-b）×i=(45+0.3-11) ×0.

40、01=0.34m設(shè)緩沖層高度為0.5m，沉淀池超高為0.3m，沉淀區(qū)的有效水深=2.8m， 則 H=0.3+2.8+0.5+3.0+0.34=6.947m3.4曝氣池3.4.1曝氣池的設(shè)計(jì)參數(shù)（1）經(jīng)過初沉池處理可去除30%左右的BOD5和55%的SS。（2）除滿足生化需氧量以外，還應(yīng)使曝氣池混合液的溶解氧DO為2mg/L。（3）混合液在池中的平均流速為0.25m/s左右，使活性污泥保持懸浮狀態(tài)，不致沉淀。（4）污泥負(fù)荷一般取0.20.4kg BOD/kgMLVSS·d。（5）混合液懸浮固體濃度MLSS一般取1.53.0kg/，混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度MLVSS一般取1.52.5 k

41、g/。（6）污泥增值系數(shù)a一般為0.50.7，污泥自身氧化率b一般為0.040.1，污泥回流比R一般為0.250.75。 （7）氧化每千克BOD需氧千克數(shù)（kg/kgBOD）一般為0.420.53，污泥自身氧化需氧率（kgBOD/kgMLVSS·d）一般為0.1880.11。3.4.2曝氣池的設(shè)計(jì)計(jì)算本設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)BOD190 mg/L，經(jīng)過初沉池處理去除30%的BOD，則進(jìn)入曝氣池時(shí)的（）為：（）= BOD(1-30%)=190×(1-30%)=133mg/L 。 處理水中非溶解性BOD=7.1b處理水中懸浮固體濃度，取值為30mg/L；b微生物自身氧化率，一般介于0.0

42、50.1之間，取值0.08；活性微生物在處理水中所占比例，取值0.4。代入數(shù)值BOD=7.1×0.08×0.4×30=6.826.8mg/L處理水中溶解性（）BOD=30-6.8=23.2mg/L（1）處理效率。 根據(jù)要求，處理效率=×100%=×100%=82.6%進(jìn)入曝氣池的BOD濃度， kg/ 出水BOD濃度， kg/（2）曝氣池容積取混合液懸浮固體濃度MLSS 即X=2.5 kg/,，則混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度MLVSS 即=f×X=0.75×2.5=1.875 kg/(f系數(shù),一般0.75),污泥負(fù)荷=0.25kg

43、 BOD/kgMLVSS·d。設(shè)計(jì)流量Q=10×/d, 則有=1.5/s=5416.7/h=130000.8/d因此曝氣池容積V=30451.4(3)確定曝氣池各部分尺寸設(shè)5組曝氣池，每組容積為池深H取5m，則每組曝氣池的面積F=池寬B取8m，介于12之間，符合規(guī)定。池長L=m >10,符合規(guī)定。設(shè)五廊道式曝氣池，每個(gè)廊道長：取超高0.5m，則池總高度為5m+0.5m=5.5m（4）水流停留時(shí)間=0.23d=5.5h（5）污泥產(chǎn)量取污泥增值系數(shù)a=0.6，污泥自身氧化率b=0.07L/d,則系統(tǒng)每日排出的污泥量為：Y=a（）bV=0.6×130000.8&#

44、215;（0.133-0.023）0.07×30451.4×1.875=4583.3kg/d(6)泥齡=12.5d 污泥齡一般在515d，符合要求。（7）排出的剩余污泥取污泥回流比R=0.5,由二沉池底排除剩余污泥量為q=812（8）最大時(shí)的需氧量取氧化每千克BOD需氧千克數(shù)=0.45kg/kgBOD，污泥自身氧化需氧率=0.15 L/d（kg BOD/kgMLVSS·d）。則曝氣池的每日需氧量為：=（）+ V=0.45×130000.8×（0.133-0.023）+0.15×30451.4×1.875=14999.5kg/

45、d=625kg/h4污泥的處理與處置4.1總述污水處理過程產(chǎn)生的污泥有兩種，一種是初沉池排出的污泥；另一種是二沉池排出的剩余污泥。污泥處理有兩個(gè)目的，一是減容以縮小污泥體積；二是穩(wěn)定處理，以便進(jìn)行利用或最后處置。污泥處理處置的基本流程為：污泥利用堆 肥沼氣利用污泥利用自然干化污泥濃縮污泥消化干燥或焚燒最終處置機(jī)械脫水圖4.1污泥處理處置的流程圖4.2污泥濃縮污泥濃縮是指污泥增稠，降低污泥的含水率，縮小污泥的體積。經(jīng)濃縮后的污泥仍然保持流體的特性。污泥濃縮的操作方式有間歇式和連續(xù)式兩種。通常間歇式主要用于污泥量較小的場合，而連續(xù)式則用于污泥量較大的場合。污泥濃縮方法有重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮

46、，一般廣泛使用重力濃縮。本設(shè)計(jì)采用使用最廣泛和最簡便的一種濃縮方法即重力濃縮。重力濃縮是一種重力沉降過程，依靠污泥中的固體物質(zhì)的重力作用進(jìn)行沉降與壓密。重力濃縮是在濃縮池內(nèi)進(jìn)行的，它的操作與一般沉淀池相似。4.3污泥消化污泥厭氧消化是指在無氧的環(huán)境下，進(jìn)行有機(jī)物的生物降解。污泥中的有機(jī)物由于厭氧菌的作用，經(jīng)過水解酸性發(fā)酵階段、乙酸化階段和甲烷化階段而發(fā)生分解。污泥厭氧消化就是一種生物穩(wěn)定法。常見的厭氧消化池有傳統(tǒng)消化池、高速消化池和厭氧接觸池。高速消化池和傳統(tǒng)消化池的主要區(qū)別在于前者進(jìn)行攪拌，由此產(chǎn)生了兩種完全不同的運(yùn)行工況，而厭氧則是在消化池內(nèi)攪拌的同時(shí)增加了污泥回流。高速消化池內(nèi)的污泥則處

47、于完全混合狀態(tài)，克服了傳統(tǒng)消化池的缺點(diǎn)，從而使處理負(fù)荷和產(chǎn)氣率均大大增加。4.4污泥脫水污水處理過程中所產(chǎn)生的污泥，一般是帶水的顆?；蛐鯛钍杷山Y(jié)構(gòu)。污泥經(jīng)濃縮后，尚有97%的含水率，體積仍然龐大。因此，為了綜合利用和最終處置，需要對污泥進(jìn)行干化和脫水處理，使污泥含水率降到以下，以縮減污泥體積。 在污泥脫水前要對污泥進(jìn)行調(diào)整，改善污泥的脫水性能。工程上調(diào)整的主要方法為投加絮凝劑，一般采用高分子絮凝劑。污泥脫水的方法很多，一般有：真空過濾、板框壓濾、帶式壓濾和離心過濾等。4.5污泥最終處理污泥經(jīng)濃縮、穩(wěn)定及脫水等處理后，不僅體積大大減小，而且在一定程度上得到了穩(wěn)定，但污泥作為污水處理過程中的副產(chǎn)品

48、，還需考慮其最終去向，即最終處置。污泥最終處置的方法有綜合利用、濕式氧化、焚燒等，也可和城市垃圾一起填埋。污泥中含有各種營養(yǎng)物質(zhì)及有價(jià)值的物質(zhì)，因此，綜合利用是污泥最終處置的最佳選擇。污泥綜合利用的方法及途徑隨污泥的性質(zhì)及利用價(jià)值而異，例如：用作肥料或改良土壤，作為鋪路、制磚、制纖維板和水泥原料。5污水處理廠的總平面布置5.1廠址選擇城市污水處理廠廠址與城市的排水系統(tǒng)和城市總體規(guī)劃密切相關(guān)。廠址在城市總體規(guī)劃和排水專項(xiàng)規(guī)劃中已明確，如無特殊情況，最終采用的廠址應(yīng)符合規(guī)劃要求，但在城市污水廠總體設(shè)計(jì)時(shí)還需結(jié)合建廠條件進(jìn)行調(diào)查研究和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，綜合考慮確定。一般廠址選擇的原則如下：（1） 宜設(shè)在城市水體的下游，污水處理廠出水排入該河段時(shí)，應(yīng)對該水體上、下游水源或其他水用途影響最小。（2） 應(yīng)盡量靠近污水排放點(diǎn)，以縮短排水管道，節(jié)省投資。（3） 廠址處有擴(kuò)建的可能，以適應(yīng)將來城市發(fā)展的需要。（4） 廠址應(yīng)不受洪水威脅，當(dāng)必須建在受洪水威脅地區(qū)時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的防洪措施。（5） 廠址處工程地質(zhì)應(yīng)良好，拆遷量少，以降低工程造價(jià)。5.2總平面布置5.2.1綜述污水處理廠總平面布置應(yīng)因地制宜進(jìn)行。布