1、1 緒論1.1 本課題研究的背景水是一切生物生存必不可少的物質(zhì)之一，沒有水的世界是無法想象的。 雖然我國水資源總量非常豐富，居世界第六位，但是由于人口眾多，人均占 有僅 2300m 3，約為世界平均的 1/4 ，屬世界缺水國家之一。人民生活離不 開水，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展更離不開水，無論是生活污水還是工業(yè)廢水都會帶來 不同程度的污染。城市污水處理的滯后，已經(jīng)成為影響我國區(qū)域水污染防治 目標實現(xiàn)的一個重要因素，并且嚴重制約了城市社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，所 以加快建設(shè)城市污水集中處理刻不容緩 1 。近年來，國家在污水處理方面又加大了一些工程建設(shè)投入，興建了一批 城市污水處理廠，在工業(yè)廢水治理和城市污水處理

2、方面取得了很大進展，克 服了與國外一些大城市共同存在的自動化缺乏，管道堵塞、設(shè)備過時和工作 強度過大等的操作問題 2 。據(jù)初步估算，近 3 年我國城市污水處理廠規(guī)模的 增長相當(dāng)于建國 50 多年的建設(shè)總量。目前我國新建的城市污水處理廠所采 用的工藝中，各種類型的活性污泥法仍為主流， 占 90% 以上， 其余則為一級 處理、強化一級處理、生物膜法與與其他處理工藝相結(jié)合的自然生態(tài)凈化法 等污水處理工藝技術(shù)。隨著城市水體富營養(yǎng)化程度加劇，各種具有除磷脫氮 的新工藝開始應(yīng)用，污水處理工藝技術(shù)由過去只注重去除有機物發(fā)展為具有 除磷脫氮功能。城市污水處理的重點和難點轉(zhuǎn)為氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)的去除。面 對淡水資源

3、的寶貴要求，人們重新認識再生水，把再生水利用的渠道拓寬， 因地制宜根據(jù)需要確定利用途徑， 充分利用經(jīng)污水處理廠凈化后的再生水 310 萬 m3 生活污水處理廠設(shè)計總之，在實現(xiàn)四個現(xiàn)代化過程中，水污染控制技術(shù)對環(huán)境保護、促進工 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和保障人民健康有著現(xiàn)實意義和深遠影響，并使經(jīng)濟建設(shè)、城鄉(xiāng)建 設(shè)與環(huán)境建設(shè)同步規(guī)劃、實施和發(fā)展。這樣才能實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益和 環(huán)境效益的統(tǒng)一 4 。1.2 本課題研究的意義隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，用水緊張和污 水排放的問題已越來越突出。在國家可持續(xù)發(fā)展的新政策下，環(huán)境保護已受 到各級政府和全國人民的重視，同時根據(jù)我國經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護需

4、求，結(jié) 合我國環(huán)境保護最新研究成果與國際環(huán)境保護技術(shù)水平和發(fā)展趨勢，提出一 套合理、經(jīng)濟、運轉(zhuǎn)效率高的工藝流程對污水進行處理，以達到標準排放。 對于保護環(huán)境，減輕環(huán)境污染，遏制生態(tài)惡化趨勢，有著重要的意義。根據(jù)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展“九五”計劃和 2010 年遠景目標綱要的 要求，到2010年城市污水處理率要達到 40%50% ,用于城市污水處理產(chǎn) 業(yè)的投資需求約為 1800 億元，建成后每年的運行費在 70 億以上。按照國 家城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準 (GB18918-2002) ，為了滿足出水排 放標準，絕大多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠都必須采用二級生化處理或深度處理工藝 技術(shù)5 。2 污水處理現(xiàn)狀

5、與工藝選擇2.1 項目污水來源50本課題針對汾河西岸，九院沙河以南，服務(wù)范圍包括柴村鎮(zhèn)，西山地區(qū) 與河西北中部九院沙河以北地區(qū)，服務(wù)面積 478 平方公里，服務(wù)人口約 萬。根據(jù)城市污水水質(zhì)，完成處理工藝設(shè)計。2.2 污水處理現(xiàn)狀目前中國污水處理行業(yè)仍處于發(fā)展的初級階段。一方面，我國目前的污 水處理能力尚跟不上用水規(guī)模的迅速擴張，管網(wǎng)、污泥處理等配套設(shè)施建設(shè) 嚴重滯后；另一方面，我國的污水處理率與發(fā)達國家相比，還存在著明顯的 差距，且處理設(shè)施的負荷率低 6 。按城市污水處理和污染防治技術(shù)政策要求推薦，20萬m3/d規(guī)模大型污水廠一般采用常規(guī)活性污泥法工藝，1020萬m3/d污水廠可以采用常規(guī)活性

6、污泥法、氧化溝、SBR、AB法等工藝"I，小型污水廠還可以采用生物 濾池、水解好氧法工藝等。 對脫氮除磷有要求的城市， 應(yīng)采用二級強化處理， 如A2 /O工藝，A/O工藝，SBR與其改良工藝，氧化溝工藝，以與水解好氧 工藝，生物濾池工藝等。由于該設(shè)計對脫氮除磷有要求故選取二級強化處理?？晒┻x取的工藝：SBR工藝，氧化溝工藝， A/O工藝，A2/O工藝。(1) SBR工藝SBR 是序批間歇式活性污泥法的簡稱， 是一種按間歇曝氣方式來運行的 活性污泥水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法，早在 20 世紀初已開發(fā)，近 年來在國內(nèi)外被引起廣泛重視和研究日趨增多的一種廢水處理工藝。SBR 的運行工

7、況以間歇操作為特征， 每個 SBR 反應(yīng)器在處理廢水時操作過程包括五 個階段：進水期、反應(yīng)期、沉淀期、排水期、閑置期 8。五個工序都在一個 設(shè)有曝氣或攪拌裝置的反應(yīng)器中依次進行，所以省去了傳統(tǒng)活性污泥法中的 沉淀池和污泥回流設(shè)施。在處理過程中，周而復(fù)始地循環(huán)這種操作周期，以10 萬 m3 生活污水處理廠設(shè)計 實現(xiàn)污水處理的目的 9 。SBR工藝的優(yōu)點10:1）有機物降解與沉淀均在一個構(gòu)筑物內(nèi)完成，無需設(shè)獨立的沉淀池與其 刮泥系統(tǒng)，節(jié)省占地，造價低；2）承受水量、水質(zhì)沖擊負荷能力較強；3）污泥沉降性能好，不易發(fā)生污泥膨脹；4）通過控制曝氣池內(nèi)溶解氧的濃度，使池內(nèi)交替出現(xiàn)缺氧、好氧狀態(tài)， 實現(xiàn)脫氮

8、功能，沒有混合液回流系統(tǒng)；5）擴建方便。SBR工藝的缺點：1）要求的自動化控制水平較高。反應(yīng)池的進水、曝氣、沉淀、排水、排 泥變化頻繁，且必須按時操作，單用人工管理極為困難。2）工程投資和運行費用相對較高。3）脫氮除磷效果不甚穩(wěn)定 11。（2）A/O 工藝A/O 工藝系缺氧好氧生物脫氮工藝的簡稱， A（Anacrobic） 是缺氧段， 用與脫氮除磷； O（Oxic） 是好氧段，用于除水中的有機物 12 。開創(chuàng)于 80 年 代初，因其將缺氧反硝化反應(yīng)池置于該工藝之首，故該工藝又稱為前置硝化 生物脫氮工藝。在 A/O 工藝中，原污水先進入缺氧池，再進入好氧池，并將好氧池的 混合液與沉淀池的污水同時

9、回流到缺氧池。污泥和好氧池混合液的回流保證10 萬 m3 生活污水處理廠設(shè)計了缺氧池和好氧池中足夠數(shù)量的微生物，并使缺氧池得到好氧池中硝化產(chǎn)生 的硝酸鹽。而原污水和混合液的直接進入，又為缺氧池反硝化提供了充足的 碳源有機物，使反硝化反應(yīng)能在缺氧池得以進行，反硝化反應(yīng)后的出水又可 在好氧池中進行的 BOD5 的進一步降解和硝化作用 13。A/O 工藝的優(yōu)點：1）流程簡單、構(gòu)筑物少，只有一個污泥回流系統(tǒng)和混合液回流系統(tǒng)，基 建費用可大大的節(jié)省；2）反硝化池不需要外加碳源，降低了運行費用；3）此工藝的好氧池在缺氧池之后，可以使反硝化殘留的有機物進一步去 除，提高出水的水質(zhì)；4）缺氧池在前，污水中的有

10、機碳被消耗，可以減輕其后好氧池的有機負 荷。而且反硝化產(chǎn)生的堿度可以補償硝化所需的堿度。A/O 工藝的缺點：1）脫氮效率不高，一般在 70%80%之間；2）如果沉淀池運行不當(dāng)，則在沉淀池內(nèi)會發(fā)生反硝化反應(yīng)，造成污泥上 浮，使處理的水質(zhì)惡化；3）如提高脫氮效率，必須加大內(nèi)循環(huán)比，會使運行費用增高；4）內(nèi)循環(huán)混合液來自曝氣池（硝化池） ，含有一定的溶解氧，使反硝化 難于維持理想的缺氧狀態(tài)，一般脫氮率難于達到 90% 。（3）氧化溝工藝 氧化溝污水處理技術(shù)是二十世紀五十年代在荷蘭研制成功的，經(jīng)過五十10 萬 m3 生活污水處理廠設(shè)計 余年發(fā)展， 已成為一種技術(shù)成型的污水處理工藝 14 。現(xiàn)已發(fā)展形成

11、各種不同 的類型，包括卡魯塞爾型、奧貝爾型、二溝或三溝交替工作型、一體化氧化 溝等15 。氧化溝是一種改良的活性污泥法，其曝氣池成封閉的溝渠形，污水 和活性污泥混合液在其中循環(huán)流動，因此被稱為氧化溝，又稱環(huán)形曝氣池。 六十年代以來，氧化溝技術(shù)在歐洲、北美、非洲、大洋洲等地得到迅速推廣 和應(yīng)用，經(jīng)過多年的實踐和發(fā)展，氧化溝處理技術(shù)不斷完善，其封閉循環(huán)式 的池形尤其適合于污水的脫氮除磷 16 。氧化溝工藝的優(yōu)點 17-18 ：1) Orbal 氧化溝具有較好的脫氮功能；2) Orbal 氧化溝溝內(nèi)的水流流態(tài)介于推流式和完全混合式之間，具有較 強的抗沖擊負荷能力；3) 可通過改變轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)刷、轉(zhuǎn)碟的旋

12、轉(zhuǎn)方向、轉(zhuǎn)速、浸水深度、和轉(zhuǎn)盤、 轉(zhuǎn)刷、轉(zhuǎn)碟的安裝個數(shù)等，以調(diào)節(jié)整體供氧能力和電耗， 使池內(nèi)溶解氧 值控制在最佳工況；4) 由于 Orbal 氧化溝屬于多反應(yīng)器系統(tǒng)， 在一定程度上有利于難降解有機 物的去除，且抗沖擊負荷能力較強；5) Orbal 氧化溝有三個相對獨立的溝道，進水方式靈活。一般可不設(shè)初次 沉淀池和污泥消化池。氧化溝工藝的缺點：1) 循環(huán)式，運行工況可以調(diào)節(jié)，管理相對復(fù)雜；2) 表曝法供氧，設(shè)備氧管量大；3）污水停留時間長，泥齡長，電耗相對較高。（4）A 2/O 工藝 城市污水中的氮磷是造成水體富營養(yǎng)化和生態(tài)環(huán)境惡化的重要污染污物。A2/0工藝因其較好的除磷脫氮效果而廣泛應(yīng)用于城

13、市污水處理之中14六十年代在國外引起廣泛重視，并開始研究廢水生物除磷脫氮技術(shù)。由于該 工藝在去除廢水中有機物的同時，具有良好的除磷脫氮效果，到八十年代在 國外得到很快的發(fā)展和廣泛應(yīng)用。我國自八十年代初開始A2/0 生物除磷脫氮工藝的研究， 并在八十年代末成功地應(yīng)用于城市污水處理， 據(jù)不完全統(tǒng)計， 我國已有 16 個城市污水處理廠（包括正在設(shè)計、施工的）采用生物除磷脫 氮工藝，總處理規(guī)模達 80 萬噸 /日。生物除磷脫氮工藝是我國近十年推廣使 用的廢水生物處理新工藝，也是國內(nèi)目前正在深入研究的課題 19 。A2/0 工藝活性污泥反應(yīng)池由厭氧、缺氧、好氧三部分組成，污水首先 進入首段厭氧池，與同步

14、進入的從二沉池回流的含磷污泥混合，本池主要功 能為釋放磷，使污水中磷的質(zhì)量濃度升高，溶解性有機物被微生物細胞吸收 而使污水中BOD質(zhì)量濃度下降；另外 NH3 N因細胞的合成而被去除一部 分，使污水中NH3 N濃度下降，但NO3 N含量沒有變化。在缺氧池中，反硝化菌利用污水中有機物作碳源，將回流混合液中帶入的大量NO3 N和NO2 N還原為N2釋放至空氣中。因此，B0D5質(zhì)量濃度 下降， NO3 N 質(zhì)量濃度下降，而磷的變化很小。在好氧池中， 有機物被微生物生化降解下降， 有機氮被氨化繼而被硝化，使 NO3 N 濃度顯著下降，但隨著硝化過程， NO3 N 的質(zhì)量濃度卻增加， 磷隨著聚磷菌的過量攝

15、取，也以比較快的速度下降。所以A2/O 工藝可以同時完成有機物的去除、硝化脫氮、磷的過量攝取而被去除等功能，脫氮的前 提是 NO3 N 應(yīng)完全硝化， 好氧池能完成這一工能， 缺氧池則完成脫氮功能， 厭氧池和好氧池聯(lián)合完成除磷功能 20 。A2/O 工藝的優(yōu)點 7 ：1) 厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類微生物菌群的有機配 合，能同時去除有機物、脫氮除磷。2) 本工藝在系統(tǒng)上稱作是最簡單的同步脫氮除磷工藝， 水力停留時間少于 其他同類工藝；3) 在厭氧、缺氧、好氧交替運行條件下，絲狀細菌不能大量的繁殖，無污 泥膨脹現(xiàn)象的發(fā)生， SVI 的值一般小于 100 ；4) 污泥中含磷濃度較高

16、，具有很高的肥效；5) 運行中無需投加藥品，兩個 A 段之間輕緩攪拌，以不增加溶解氧的量 為度，運行費用低。2.3 設(shè)計原則(1) 根據(jù)污水排放的標準，本方案針對城市生活污水進行處理，使出水水質(zhì) 達到城市污水排放標準。(2) 選用運行安全可靠，經(jīng)濟合理的處理方案和工藝流程。盡可能減少基建 投資和設(shè)備運行管理費用，節(jié)省占地和降低能耗。(3) 積極利用國內(nèi)外的先進技術(shù)和設(shè)備，提高污水處理廠的技術(shù)含量，確保污水處理的效果。(4) 妥善處理和處置污水處理過程中產(chǎn)生的柵渣和污泥等，盡可能作的資源 的回收利用，避免二次污染的發(fā)生。2.4 工藝的比選對于城市污水， 其 BOD 5/COD=0.67 達到 0

17、.5 以上，廢水的可生化性能 比較好，宜于進行生物處理；廢水是城市污水，含有較豐富的碳水化合物和 氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)；重金屬與其他難以生物降解的有毒有害污染物一般不超 標，針對這些特點，以與出水要求，現(xiàn)有城市污水處理技術(shù)的特點，以采用 生化處理最為經(jīng)濟。通過好氧生物處理，出水中B0D5與COD值即可控制在較低水平，而生物脫氮需要好氧硝化和缺氧反硝化兩個過程，硝化菌增長 速度較緩慢，要求系統(tǒng)有足夠的污泥齡，即必須維持在較低的污泥負荷條件 下進行；反硝化則需在缺氧條件，并且要在有充裕的碳源情況下，才能順利 進行。生物除磷需要厭氧狀態(tài)和好氧狀態(tài)在時間或空間上交替進行，使聚磷 菌成為優(yōu)勢菌，通過厭氧釋磷

18、，然后好氧聚磷，排除高含磷量的好氧剩余污 泥，即可獲得低含磷量的凈化處理出水。因此生物脫氮除磷工藝基本包括厭 氧、缺氧、好氧三種狀態(tài) 21 。SBR 工藝操作管理復(fù)雜，自動化程度要求高，基建投資大，脫氮除磷功 能差，一般適用于中、小規(guī)模的污水處理廠；氧化溝工藝由于無專門的厭氧 區(qū)，其生物除磷效果差，而且，由于交替進行，總的容積利用率低，設(shè)備總 數(shù)量多，設(shè)備空置率高。城市污水中的氮磷是造成水體富營養(yǎng)化和生態(tài)環(huán)境 惡化的重要污染污物。 A2/O 工藝因其較好的除磷脫氮效果而廣泛應(yīng)用于城10 萬 m3 生活污水處理廠設(shè)計市污水處理之中22。A2/O工藝雖然占地稍大，但運行管理經(jīng)驗成熟，可以 處理的水

19、量大，不要求很高的自動化水平，有較好的脫氮除磷功能，出水穩(wěn) 定可靠， 運行費用低， 目前相對而言應(yīng)用廣泛， 因此，本設(shè)計決定采用 A2/O 工藝進行設(shè)計。3 工藝設(shè)計3.1 工藝流程采用A2/0工藝對城市污水進行處理，具體的工藝流程見圖3.1城市污水圖3.1 A 2/0處理工藝流程示意圖3.2 進、出水水質(zhì)和排放標準處理后污水水質(zhì)應(yīng)滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002 )中的一級A標準，其進水水質(zhì)和排放標準見表3.1。表3.1進水水質(zhì)和排放標準單位mg/L項目CODBOD5SSNH 3-NTNTP進水水30020015030 3530 3545質(zhì)500300200排放標5

20、010108150.5準321 設(shè)計污水水量情況設(shè)計污水量： Q 100000 m3. d查資料取總變化系數(shù)K 1.3從而可計算得：設(shè)計秒流量為Qmax Kz Q式中 Qmax 城市每天的平均污水量，L S ；K總變化系數(shù)；mid o1.3 1000001.505m3. sQ設(shè)計秒流量，24 3600Qmax3.2.2 污水處理程度計算城市污水排入受納水體后，經(jīng)過物理的、化學(xué)的和生物的作用，使污水 中的污染物濃度降低，受污染的受納水體部分地或全部地恢復(fù)原狀，這種現(xiàn) 象稱為水體自凈或水體凈化，水體所具有的這種能力稱為水體自凈能力。(1) 污水的COD處理程度計算式3.1式中 巳 COD的處理程度

21、，% ；C 進水的COD濃度取300mg L ；Ce 處理后污水排放的 COD濃度，mgf L。則E1300 50 100%83.3%300(2) 污水的BOD5處理程度計算式3.2式中E2-BOD5的處理程度，% ；L-進水的BOD5濃度，取 200mg L ；Le-處理后污水排放的BOD5 濃度，mgJLl20010則e2100%95%200污水的SS處理程度計算式3.3式中E3SS的處理程度，% ；C 進水的SS濃度，取 150mg L ；Ce-處理后污水排放的SS 濃度，mgL。150 10則E3100%93.3%150污水的氨氮處理程度計算式3.4式中E4氨氮的處理程度，% ；C進水

22、的氨氮濃度,取 30mg L ；Ce處理后污水排放的氨氮濃度，mg.L則E4308100%73.3%30污水的磷酸鹽處理程度計算式3.5式中 E5磷酸鹽的處理程度，% ；C 進水的磷酸鹽濃度，取 4mg. L ；Ce處理后污水排放的磷酸鹽濃度，mg.：'L4 0 5則E5100%87.5%44 主要設(shè)備和構(gòu)筑物設(shè)計污水量：100000m 3/d總變化系數(shù)：Kz=1.3設(shè)計最大流量：Qmax 100000131.505m3/s24 36004.1 格柵格柵由一組或數(shù)組平行的金屬柵條、塑料齒鉤或金屬網(wǎng)、框架與相關(guān)裝 置組成，傾斜安裝在污水渠道、泵房集水井的進口處或污水處理廠的前端， 用來截

23、留污水中較粗大漂浮物和懸浮物，如纖維、碎皮、毛發(fā)、果皮、蔬菜、 木片、布條、塑料制品等，防止堵塞和纏繞水泵機組、曝氣器、管道閥門、 處理構(gòu)筑物配水設(shè)施、進出水口，減少后續(xù)處理產(chǎn)生的浮渣，保證污水處理 設(shè)施的正常運行。本工藝采用矩形斷面粗格柵和細格柵各一道，采用機械清渣，粗格柵設(shè)在污水提升泵房之前，其作用是攔截較大的懸浮物或漂浮物，細格柵設(shè)在提升泵房之后，用于攔截粗格柵未截流的懸浮物或漂浮物，來保證后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運行234.1.1 設(shè)計參數(shù)(1) 格柵的清渣方式有人工清渣和機械清渣，一般采用機械清渣；(2) 機械格柵一般不宜少于兩臺；(3) 過柵流速一般采用0.61.0m/s ;(4) 格

24、柵前渠道內(nèi)的水流速度一般采用0.4-0.9m/s ;(5) 格柵傾角一般采用45 -75 ；(6) 通過格柵的水頭損失一般采用0.08-0.15m ;(7) 格柵間必須設(shè)置工作臺，臺面應(yīng)高出柵前最高設(shè)計水位0.5m ,工作臺上應(yīng)有安全和沖洗設(shè)施；(8) 格柵間工作臺兩側(cè)過道寬度不應(yīng)小于0.7m，工作臺正面過道寬度：人工清除不應(yīng)小于1.2m，機械清除不應(yīng)小于1.5m。4.1.2 粗格柵設(shè)計計算格柵設(shè)置兩個，可以在水量較少的時候幵啟1個運行；達到大水量時，2個同時幵啟運行。已知條件：最大設(shè)計流量Qmax505Q12 20.753 ml s柵前流速V0.7m s1、柵前斷面水力計算根據(jù)最優(yōu)水力斷面公

25、式QB1B12vB1 hv B-i v22計算設(shè)計中取污水過柵流速v 0.9 m s柵前槽寬Bi . 2Q 2 'J53 1.29mV v v 0.9柵前水深2、格柵的間隙數(shù)n60，則式4.1柵前水深h 0.65m，格柵柵條間隙數(shù)b 0.025m，格柵傾角式中 n格柵柵條間隙數(shù)，個；Qi 最大設(shè)計流量， ms ；格柵傾角，（0），取60 ；h 柵前水深，m，取h 0.65m ；v過柵流速，ms，取v 0.9m< ；格柵柵條間隙數(shù)，m,取b 0.025m。0.753 sin 600.025 0.65喬47.9個，取48個3、格柵柵槽寬度bn式4.2式中 B格柵柵槽寬度，m ;S每根

26、格柵條寬度，m。設(shè)計中取S 0.01m貝VB 0.01 48 1 0.025 48 1.67m4、進水渠道漸寬部分的長度L1式4.3式中進水渠道漸寬部分長度，m ;i漸寬處角度，取1= 20Li1.67 1.292ta n200.52mBi進水渠寬，m5、柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度L2L2L10.522 20.26m6、通過格柵的水頭損失g式4.4式中 h1水頭損失，m ;格柵條的阻力系數(shù)，查表知2.42 ；k格柵受污物堵塞時的水頭損失增大系數(shù)，一般取k =3 o42則h1 3 2.42 01)3 09 sin 600.077m0.0252 9.87、柵后槽總高度H設(shè)柵前渠道超高h20

27、.3m則柵后槽總高度：Hh h1h20.65 0.077 0.3 1.027m8、柵槽總長度LL L1L20.51.0 -hh2tantan0.650.30.520.260.51.0tan60tan602.83m9、每日柵渣量W式4.5式中 W每日柵渣量， m3 d ;W1每日每1000 m3污水的柵渣量，m3 103m3污水。設(shè)計中取W,=0.05 m3 103m3污水貝寸W 86400 0.753 0.05 2.5m3 d> 0.2m3 d1.3 1000''應(yīng)采用機械除渣與皮帶輸送機或無軸輸送機輸送柵渣，采用機械柵渣打包機將柵渣打包，汽車運走。10、格柵除渣機的選擇

28、經(jīng)計算本工程采用機械清渣，格柵清污采用GH鏈條式回轉(zhuǎn)除渣機，其功能如下：表4.1 GH-1800鏈式旋轉(zhuǎn)除污機技術(shù)參數(shù)型號電機功率(kw)格柵寬度(mm整機重量(kg)柵條間隙安裝角(mm)度GH-10000.75 2.210003500-55002560 °11、進水與出水渠道城市污水通過DN1200的管道送入進水渠道，然后，就由提升泵將污水 提升至細格柵。4.2 提升泵站4.2.1 一般規(guī)定10 萬 m3 生活污水處理廠設(shè)計(1) 應(yīng)根據(jù)污水量，確定污水泵站的規(guī)模，泵站設(shè)計流量一般與進水管設(shè) 計流量相同；(2) 應(yīng)明確泵站是一次建成還是分期建設(shè)，是永久性還是半永久性，以決 定其標

29、準和設(shè)施。(3) 根據(jù)污水經(jīng)泵站抽升后，出口入河道、灌渠還是進處理廠處理來選擇 合適的泵站位置；(4) 污水泵站的集水池與機器間在同一構(gòu)筑物內(nèi)時，集水池和機器間須用 防水隔墻隔開，允許滲漏， 做法按結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范要求； 分建式， 集水井 和機器間要保持的施工距離，其中集水池多為圓形，機器間多為方形；(5) 泵站構(gòu)筑物不允許地下水滲入，應(yīng)設(shè)有高出地下水位 0.5 米的防水措 施。4.2.2 選泵1、污水泵站選泵應(yīng)考慮因素(1) 選泵機組泵站泵的總抽升能力，應(yīng)按進水管的最大時污水量計，并 應(yīng)滿足最大充滿度時的流量要求；(2) 盡量選擇類型相同(最多不超過兩種型號)和口徑相同的水泵，以 便維修，但還須

30、滿足低流量時的需求；(3) 由于生活污水，對水泵有腐蝕作用，故污水泵站盡量采用污水泵， 在大的污水泵站中，無大型污水泵時才選用清水泵。2、具體計算泵站選用集水池與機器間合建式(1) 流量的確定本設(shè)計擬定選用4臺泵(3用1備)，則每臺泵的設(shè)計流量為:1000003J3 rQm3 d 1388 m3 h3'(2) 選泵前揚程估算設(shè)計進水管管底高程為 4.3m，管徑DN1300，充滿度0.75 ；出水管提升后的水面高程為12.80m；原地面高程為0.00m ;經(jīng)過格柵的水頭損失取 0.5m。集水池正常工作水位與所需提升經(jīng)常高水位之間的高差:12.84.3 1.6 0.75 0.5 18.8m

31、 （集水池有效水深 2m，正常按1m計）(3) 水泵總揚程：總水力損失為 2.80m，考慮安全水頭0.5mH 2.8 8.8 0.512.1m根據(jù)總揚程和水量選用 350QW1500 15 90型型潛污泵24表4.2 350QW1500 15 90型潛污泵參數(shù)型號流量m 3/h轉(zhuǎn)速r/mi n揚程功率效出口直徑mmmKw率%350QW1500 15 901500990159082.13504.3 細格柵設(shè)計細格柵兩組(1用1備)：最大設(shè)計流量Q1琴罟0.753m3 s設(shè)計中取格柵柵條間隙數(shù) b=0.01 m，污水過柵流速v=1.0 ms,每根格 柵條寬度S=0.01 m，柵前渠道超高h2 0.

32、3m，每日每1000 m3污水的柵渣量 W=0.05 m3.103m3則設(shè)計中取污水過柵流速v 0.9ms柵前槽寬Bi . 2Q 2 0.753 1.29m v V 0.9柵前水深格柵的間隙數(shù):取108個OW60107.8 個0.010.65 1.0格柵柵槽寬度:bn 0.01108 10.01 108 2.15m進水渠道漸寬部分的長度:B B12ta n 12.15 1.292ta n201.2m進水渠道漸窄部分的長度計算：通過格柵的水頭損失：柵后槽總高度：H hh2 0.65 0.32 0.3 1.27m4422S 3 V20.01 3 1.02h k （一）3sin 3 2.42sin

33、600.32mb 2g0.01 2g柵槽總長度:L1L20.5 1.0htanh2 ta n1.2 0.6 0.5 1.00.65 tan6003tan603.8m每日柵渣量：W 叢 8Z 86400.30w：00.05 2.朋。皿應(yīng)采用機械除渣與皮帶輸送機或無軸輸送機輸送柵渣，采用機械柵渣打 包機將柵渣打包，汽車運走。表4.3 XHG-1400回轉(zhuǎn)格柵除污機技術(shù)參數(shù)型號 電機功率格柵寬度總寬度柵條間隙安裝(kw)(mm )(mm )(mm)角度XHG-14000.75-1.1140015001060 °4.4 沉砂池由于城市污水中含有大量的無機懸浮顆粒，這些物質(zhì)在后面的生物處理 過

34、程中，對活性污泥會產(chǎn)生許多不良的影響。并且這些物質(zhì)沉降下來后，會 對污泥的處理帶來許多得不便，因此這些物質(zhì)在進入生物處理階段前必須去 除。采用沉砂池，用來去除這些無機懸浮顆粒。沉砂池一般分為平流式、豎流式、環(huán)流式和曝氣式。由于曝氣沉砂池和 環(huán)流式沉砂池對流量變化的適應(yīng)性較強，除砂效果好且穩(wěn)定，條件許可時， 建議盡量采用曝氣式沉砂池和環(huán)流式沉砂池。曝氣沉砂池還可以克服普通平 流式沉砂池的缺點：在其截流的沉砂中夾雜著一些有機物，對被有機物包裹 的砂粒，截流效果也不高，沉砂易于腐化發(fā)臭，難于處置，故本次設(shè)計選用 曝氣式沉砂池25 04.4.1 設(shè)計參數(shù)水平流速宜為0.1m/s ;(2) 最高時流量的

35、停留時間應(yīng)大于2min ;(3) 有效水深宜為 2.03.0m，寬深比宜為11.5 ;(4) 處理每立方米污水的曝氣量宜為0.10.2m 3空氣；(5) 進水方向應(yīng)與池中旋流方向一致，出水方向應(yīng)與進水方向垂直，并設(shè)置擋板；(6) 污水的沉砂量，可按每立方米污水0.03L計算；合流制污水的沉砂量應(yīng)根實際情況確定；(7) 砂斗容積不應(yīng)大于2d的沉砂量，采用重力排砂時，砂斗斗壁與水平 面的傾角不應(yīng)小于55 ° ;(8) 池底坡度一般取為0.10.5 ;(9) 沉砂池除砂宜采用機械方法，并經(jīng)砂水分離后貯存或外運。采用人工排砂時，排砂管直徑不應(yīng)小于200mm，并考慮防堵塞措施。442 曝氣沉砂

36、池的設(shè)計計算本設(shè)計中選擇一組曝氣沉砂池分為兩格，沉砂池的設(shè)計流量Q 1.505m3 s。1、沉砂池有效容積VV 60Qt式4.6式中 V沉砂池有效容積，m2;t停留時間，min。本設(shè)計中取t 2mi n貝 yV 60 1.505 2 180.6m32、水流斷面面積A式4.7式中 A水流斷面面積，m2 ；Vi水平流速，ms。設(shè)計中取 v1 =0.1 m s則3、池總寬度B式4.8式中 B 沉砂池寬度， m;h 沉砂池有效水深，m。設(shè)計中取 h=3 m15.0535.02m在1.02.0之間，符合要求每個池子寬度b，m取n 2格，4、沉砂池長L5、每小時所需的空氣量qq 3600Qd4.9式中 q

37、每小時所需的空氣量，m3 h ；d 1 m3的污水所需要的空氣量，m3 m3污水設(shè)計中d =0.2 m3 m3污水則q 3600 1.505 0.2 1083.6m3 h6、沉砂斗設(shè)計計算(1)沉砂室所需容積V式 4.10式中 X城市污水沉砂量m3 106m3污水；T清除沉砂的間隔時間,設(shè)計中X =30m3. 106m3 污水T =2 d每個沉砂斗的容積410 1030 2c 36mVo設(shè)每個分格有2個沉砂斗，共有4個沉砂斗沉砂斗各部分尺寸設(shè)計中取沉砂斗底寬為ai0.5 m，沉砂斗壁與水平面的傾角為60，沉砂斗高度h,1.2 m則沉砂斗的上口寬度為:2h2tan 60a12 1.20.5tan

38、 601.9m沉砂斗的有效容積:V 理 a2 aa13昇乎1.921,0.50.521.9m21.5m2符合要求7、沉砂室高度h2設(shè)池底坡度為0.06，坡向沉砂斗；由沉砂池長度 L2 12 a 0.2，得, L 2a 0.2122 1.90.2l24m2h2 h20.06 41.44m8、沉砂池總咼H設(shè)超高h30.3m則 H h h33 1.44 0.3 4.74m9、驗算流速式 4.11式中：Qmin 最小流量，m3.S ,；最小流量時沉砂池的水流斷面面積( m 2)， hb ；n1 最小流量時工作的沉砂池數(shù)目，最小流量時，只有一格工作n =1。則Vmin 如Qmax0.20m s 0.06

39、m sn“KZ 1 3 2.5110、砂水分離器沉砂池的沉砂經(jīng)排砂裝置排除的同時，往往是砂水混合體，為進一步分離出砂和水，需配套砂水分離器。選用螺旋式砂水分離器兩臺，一用一備，螺旋式砂水分離器由砂斗、溢流堰、出水管、無軸螺旋帶與驅(qū)動裝置等組成。11、風(fēng)機選擇根據(jù)設(shè)計流量，選用兩臺RE-250型羅茨鼓風(fēng)機(一用一備)，鼓風(fēng)機性能見表4.4。表4.4 RE-250型羅茨鼓風(fēng)機性能型號轉(zhuǎn)速 口 徑流量軸功率電機功率(r/min -1)(mm )Qs(m3 mirt) La(kW)P°(kW)RE-2501170250A76.718224.5 初沉池4.5.1 設(shè)計概述本設(shè)計中采用中央進水幅

40、流式沉淀池4座，采用周邊傳動刮泥機。每座沉淀池設(shè)計流量為0.376m 3/s ;表面負荷qb取2.0m 3/(m 2 h)，一般為1.53.0m 3/(m 2 h);水力停留時間(沉淀時間)為 2h 。4.5.2 設(shè)計計算1、沉淀池面積按表面負荷計算：A Q 36000.376 36002A676.8mqb2.02、沉淀池直徑D4A4 676.8“29mVV 3.14有效水深為：h qbT 2.0 2 4m徑深比3、貯泥斗容積本污水處理廠設(shè)計服務(wù)人口數(shù)為50萬人。貯泥時間采用 Tw=4h ,初沉池污泥區(qū)所需存泥容積:SNT40.5 50 10431 0.42m1000 n1000 4 24設(shè)池

41、邊坡度為0.05，進水頭部直徑為2m，貝V：h10.05 R r 0.05 14.5 10.68m錐體部分容積為:1 2 2Vh R Rr r3123-0.6814.514.5 1151.17m10.42m34、初沉池總高度取初沉池池緩沖層高度h20.4m，超咼為h30.3m則初沉池總高度：Hhh1 h2 h34 0.680.4 0.3 5.38m5、吸泥機選擇采用周邊傳動吸泥機，為了符合型號規(guī)格，取直徑為D 29m，由給水排水設(shè)計手冊（第 2版）第11冊P593查知，選取周邊傳動吸泥機 ZBX 30，其性能參數(shù)如下表4.5所示：表4.5 ZBX 30性能參數(shù)規(guī)格型池徑周邊線速電機功率壓縮空氣

42、壓力號D(m)(m/mi n)(kW)(MPa )ZBX 30301.571.5 20.1A2/O生化反應(yīng)池生化池由三段組成，既厭氧段、缺氧段、好氧段。在厭氧段，回流的好氧微生物因缺氧而釋放出磷酸鹽，同時得到一定的去除。缺氧段雖不供氧，但有好氧池混合液回流供給 NO3 N作電子受體，以進行反化硝脫氮。在最 后的好氧段中，好氧微生物進行硝化和去除剩余BOD的同時，還能大量吸收溶解性磷酸鹽，并將其轉(zhuǎn)化為不溶性多聚正磷酸鹽而在菌體內(nèi)貯藏起來， 通過沉淀池排放剩余污泥而達到除磷的目的。4.6.1 設(shè)計進水水質(zhì)和出水水質(zhì)設(shè)計進水水質(zhì)： COD 300mg L ； BOD5200mg L ； SS 150

43、mg L ；10萬m3生活污水處理廠設(shè)計TN 35mg L ; NH 3 N 30mg L ; TP 4mg L ;堿度 SALK 280mg L。 設(shè)計出水水質(zhì)：COD 50mg L ; BOD5 10mg L ; SS 10mg L ; TN 15mg L ; NH3 N 8mg L; TP 0.5mg L。4.6.2 設(shè)計計算"I1、判斷是否可以采用 A2/O工藝>8<0.06符合要求。2、有關(guān)設(shè)計參數(shù)(1) BOD 5污泥負荷,Ns O.18kgBOD5 kgMLSS d ;回流污泥濃度,Xr 10500mg L ;污泥回流比，R50% ;曝氣池混合液濃度X0.5

44、0.5-105003500 mg L內(nèi)回流比Rg式中：%57%1-57%133%取 R內(nèi) 200%3、設(shè)計計算(1) 反應(yīng)池容積V式 4.12式中：S。一一進水BOD5的濃度，S。200mg L ；NsBOD 5 污泥負荷，Ns 0.18kgBOD5 kgMLSS d ；X 曝氣池混合液濃度，X 3500mg L ；Q設(shè)計流量，Q 100000m3. dV 100000 20031746m30.18 3500(2) 反應(yīng)池總水力停留時間各段水力停留時間和容積厭氧:缺氧:好氧=1:1:4厭氧池水力停留時間，池容 V厭-317465291m3 ；61缺氧池水力停留時間，池容 V厭31746 529

45、1m3 ；6好氧池水力停留時間，池容 V厭-3174621164m30.32d7.86ho31746100000t Q4、校核氮磷負荷， kgTN kgMLSS d好氧段總氮負荷:Q TNXV好1000003500 21164350.047kg < 0.05kg符合要求厭氧段總磷負荷:Q TPXV好0.022kg < 0.06kg3500 5291符合要求5、剩余污泥量WWaL。LQ bVXvS0 Se Q 50%4.13式中：a污泥產(chǎn)率系數(shù)kgMLVSS kgBOD5，般為 0.50.7 ；b 污泥自身氧化速率d-1，一般為0.05 ；Xv揮發(fā)性懸浮固體濃度，Xv fX , f

46、0.75 ；SS的濃度kg m3 ；BOD 5的濃度kg m3 ；NVSS）占 TSS的百分數(shù)。X 混合液濃度，X 3500mg L ;so、se分別為生化反應(yīng)池進、出水Lo、Le 分別為生化反應(yīng)池進、出水V生化池有效容積；Q設(shè)計流量 m3/d ；50% 不可降解和惰性懸浮物量（ 降解BOD5生成的污泥量 WW a Lo Le Q 0.55 0.2 0.01100000 10450 kg d 內(nèi)源呼吸產(chǎn)生的污泥量 W2揮發(fā)性懸浮固體濃度XvXv fX 0.75 3500 2625mg L 2.6g LW4 bVXv 0.05 31746 2.64126.98 kg d(3) 不可生物降解和惰性

47、懸浮物量，該部分占總懸浮物的50%WsSo Se Q 50%0.15 0.01 100000 0.5 7000kg d(4) 剩余污泥量WW W 她 W310450 4126.98 7000 13323.02 kg d每日生成的活性污泥量 XwXw W W2 10450 4126.98 6323.02kg d（5）濕污泥量Qs （剩余污泥含水率 P 99.2%）QsW1 P 100013323.021 0.99210001665.38m3. d6、堿度校核每氧化ImgNH 3-N 需堿度7.14mg，每還原ImgNO飛-N 產(chǎn)生堿度3.57mg，去除 ImgBOD 5 產(chǎn)生堿度 O.lmg。剩

48、余堿度S進水堿度硝化堿度反硝化產(chǎn)生堿度去除BOD5產(chǎn)生堿度生物污泥中的含氮量以12.4%計，則每日用于合成的總氮0.124 Xw 0.124 6116.71 758.47kg. d即進水總氮中有 758.4710007.58 mg L用于合成100000被氧化的NH3 N 進水總氮 出水NH3 N 用于合成的總氮量 19.42mg L所需脫硝量35 15 7.58 12.42mg L12 42需還原的硝酸鹽氮量Nt 100000 1242 kgd1000所以，剩余堿度S 2807.14 19.423.57 12.420.1200 10204.7 mg L 100 mg L7、反應(yīng)池主要尺寸反應(yīng)

49、池總?cè)莘e V 31746m3設(shè)反應(yīng)池2組，單組池容V單V單V單431746315873m32有效水深h5m單組有效面積S單cV單15873S單3174.6m單h5采用5廊道推流式反應(yīng)池，廊道寬 b 8m單組反應(yīng)池長度L3174.65 879.4m校核，符合要求取超高為1.0m，則反應(yīng)池總高H h 1 6m8、反應(yīng)池進、出水系統(tǒng)計算(1) 進水管單組反應(yīng)池進水管設(shè)計流量:Q01000002 24 36000.58m3. s管道流速v 1.0m s，管道過水?dāng)嗝婷娣e:管徑計算:d4 0.580.86m取進水管管徑DN900mm(2) 回流污泥管與回流污泥泵房回流比R 50%單組反應(yīng)池回流污泥管設(shè)計

50、流量：Qr Q0R 0.58 0.5 0.29 m3 s管道流速v 1.0m s取回流污泥管管徑DN900mm(3)進水井進水孔流量：Q21 RQ 1 0.5 100000 0.87m3 s22 24 3600口徑流速v 0.6m s孔徑過水?dāng)嗝婷娣e：A Q2 0.87 1.45m2v 0.6孔口尺寸取為0.65m 0.65m，取4個孔徑進水井平面尺寸取為2.5m 2.5m(4)進水堰與出水井按矩形堰流量計算：2 2Q30.42 2gbH§1.86bH?4.14進水孔過水流量Q42 1000002 24 36001.16 m3.s式中：b堰寬，b7.5m ；H堰上水頭，m o根據(jù)Q3

51、Q1 R R內(nèi)-1 2100000 3:U.52.03 m t s2224 3600則H 旦232.03230.28m1.86b1.86 7.5孔口流速v 0.6m s孔口過水?dāng)嗝娣eA牛吧1廊2孔口尺寸取2.0m 1.0m進水豎井平面尺寸2.5m 2.0m(5)出水管反應(yīng)池出水管設(shè)計流量:Q510.51000002 24 36000.87 m3. s管道流速v 1.0m s管徑d4 0.87V過水?dāng)嗝婷娣eA Q 087。亦21.05m取出水管管徑DN1100mm校核管道流速v0.92 m s1.1249、曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算(1) 設(shè)計需氧量AORAOR 去除BOD5需氧量 剩余污泥中BOD5的氧當(dāng)