城市污水處理廠工藝設(shè)計(jì)說明書

1、城市污水處理廠工藝設(shè)計(jì)說明、總述1.1 課程設(shè)計(jì)題目城市污水處理廠課程設(shè)計(jì)1.2 原始資料及要求（1）設(shè)計(jì)人口 ：近期實(shí)際人口為：（12+班次）X 10000人+學(xué)號X 2000人，排 水量標(biāo)準(zhǔn)180L/人.天；遠(yuǎn)期發(fā)展人口（ 15+班次）X 10000人+學(xué)號X 2000人，排 水量標(biāo)準(zhǔn)200L/人.天。（ 2）工業(yè)廢水： 該城市工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)廢水全部經(jīng)過廠內(nèi)廢水處理站進(jìn)行處理后,已經(jīng)達(dá)到城市污水管道的納污能力；近期排水量0.2m3/s,遠(yuǎn)期排水量0.3m3/s； 時(shí)變化系數(shù) Kh =1.2。（3）污水性質(zhì)：C0D=400mg/L, BOD5/COD=0.5, SS=180mg/L,夏季平均水

2、溫25 C,冬季平均水溫15C，常年平均水溫22 C。（ 4）納污河流：位于城市南側(cè)自西向東（ 01 班）、東側(cè)自北向南（ 02 班）,流量 保證率為95%,流量Q平=8m3/s，平均水深H平=2m,平均流速V平=0.2m/s, 水溫T=15 C,溶解氧 DO=8mg/L , BOD5=2.8mg/L，河流允許增加懸浮物濃度 1.5mg/L, 20年一遇洪水水位標(biāo)高 412.5m,常水位標(biāo)高410.3m，該城市排污口 下游 20km 處有取水水源點(diǎn)。5）根據(jù)城市總體規(guī)劃，污水廠擬建于該城市下游河流岸邊，地勢平坦，擬建 處的地面標(biāo)高 415.30m。6）該城市污水主干管終點(diǎn) （污水廠進(jìn)水口 ）的

3、管內(nèi)底標(biāo)高 411.00m， D=1000mm， i=0.002, v=1.15m/s, h/D=0.56。（7）氣象條件：主導(dǎo)風(fēng)向東北（01班）、西南（02班）。平均氣溫13.5 r，冬季 最低氣溫-10C,最大冰凍深度 0.65m，夏季最高氣溫 38C,年平均降雨量 1010mm,蒸發(fā)量 1524mm。(8)處理要求：出水水質(zhì) B0D5 20mg/L, SS 20mg/L,對污泥進(jìn)行穩(wěn)定化處 理、脫水后泥餅外運(yùn)填埋或作農(nóng)肥。處理后的污水就近納入河流。9)設(shè)計(jì)規(guī)模：設(shè)計(jì)應(yīng)考慮近期和遠(yuǎn)期城市發(fā)展情況，分期建設(shè)，說明一期建 設(shè)和二期建設(shè)各構(gòu)筑物及建筑物有哪些，并闡明理由。二、設(shè)計(jì)水質(zhì)水量計(jì)算2.

4、1廠址選擇適當(dāng)?shù)倪x址是污水處理廠充分發(fā)揮其作用很重要的一環(huán)。廠址對周圍的環(huán)境、衛(wèi)生、處理廠基本建設(shè)投資及運(yùn)行費(fèi)用都有很大的影響。 它與城市的總體規(guī)劃、城市排水系統(tǒng)的走向、 布置和處理后污水的出路都密切相關(guān)。 當(dāng)污水處理廠的廠址有多種方案可供選擇時(shí), 應(yīng)從管道系統(tǒng)、 泵站、 污水處理廠各處理單元為出發(fā)點(diǎn),進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較與最優(yōu)化分析, 并通過有關(guān)專家的反復(fù)論證再進(jìn)行確定。污水處理廠廠址選擇應(yīng)遵循下列原則：(1) 無論采用什么處理工藝，應(yīng)與選定的污水處理工藝相適應(yīng)，盡量少占農(nóng)田和不占良田。(2) 廠址必須位于集中給水水源下游，并設(shè)在城鎮(zhèn)、工廠廠區(qū)及生活區(qū)的下游和 夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向。為保證

5、衛(wèi)生要求，廠址應(yīng)距街區(qū)凈距大于500 米。(3) 當(dāng)處理后的污水或污泥用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)或市政時(shí)，應(yīng)考慮與用戶靠近便于運(yùn)輸。當(dāng)處理水排放時(shí)，應(yīng)與受納水體靠近，但不低于最高洪水位。(4) 要充分利用地形以滿足處理構(gòu)筑物高程布置的要求，減少土方工程量。若有 可能，采用重力自流以節(jié)省動力費(fèi)用。降低處理成本。(5) 根據(jù)城市總體發(fā)展規(guī)劃，處理廠的選擇應(yīng)考慮遠(yuǎn)期發(fā)展的可能性，留有適當(dāng)?shù)陌l(fā)展余地。并選擇土質(zhì)好的地方，便于施工。綜合所給設(shè)計(jì)資料考慮， 該市主導(dǎo)風(fēng)向東北， 納污河流于城市南面自西向東，擬將污水處理廠設(shè)立在該市東南角。2.2污水處理水質(zhì)水量計(jì)算 2.2.1 設(shè)計(jì)人口 近期人口： (12 +1 F10

6、000 + 22 X 2000 = 174000(人)遠(yuǎn)期人口： (15 +110000 + 22 X 2000 = 204000人) 2.2.2生活污水設(shè)計(jì)流量 近期排水量：Q =174000x180 =31320000l/天止 0.363m3 / s = 363L / s遠(yuǎn)期排水量：Q =204000x200 =408000000L/天是 0.472m3 / 472L / s2.2.3生活污水總變化系數(shù)近期:2.7Kz = - 0.112.7Qd3630.11= 1.41遠(yuǎn)期:Kz2.72.72.2.30.11Qd4720.11= 1.37平均流量近期:Q =0.363 +0.20 = 0

7、.563m3/s=48643.2t/d 取 4.9 萬 t/d=0.567m 3/s遠(yuǎn)期:Q =0.472 +0.30 =0.772m3/s = 66700.8t/d 取 7.35 萬 t/d=0.850m 3/s2.2.4最大設(shè)計(jì)秒流量近期最大設(shè)計(jì)秒流量:Qmax =0.20X1.2+0.363X1.41 0.752m3/s=752L/s 遠(yuǎn)期最大設(shè)計(jì)秒流量:Qmax =0.30X1.2+0.472X1.37 止 1.007m3/s 止 1007L/S225最小設(shè)計(jì)流量計(jì)算 近期最小設(shè)計(jì)流量：Q二1% 0.563 = 0.282m3/S21遠(yuǎn)期最小設(shè)計(jì)流量：Q =丄咒0.772 = 0.38

8、6m3/S2226處理程度計(jì)算SS去除率:1. 按水體中SS的允許增加量計(jì)算(1) 計(jì)算處理后污水總出水口的 SS濃度“ P(+l)+b式中ass處理后污水的SS濃度(mg/L);污水排入河流后混合水體中允許增加的SS值(mg/L)；河一一污水排入河流95咖證率枯水位時(shí)流量(m3/s);河流中原有的SS濃度(mg/L)；Q污水平均流量(m3/s)。Cess =1.5C+1 + 0=22.8mg/L10.563丿(2)計(jì)算處理程度式中E 1SS的處理程度(%;進(jìn)水的SS濃度(mg/L)。Ei2.J80 -22.8x100% =87.3%180按二級生物處理后的水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算要求的總出水口處 S

9、S濃度W 20mg/LEi100%=3迪0%遇9%SS原1803.確定SS處理程度從以上兩種算法中比較得出，方法（1）得出的處理程度高于方法（2）,故本污水處理廠SS的處理程度為88.9%。B0D5去除率:1.按河流中BOD的最高允許濃度計(jì)算（1）計(jì)算由污水排放口到下游取水口處的時(shí)間式中t 污水排放口流到下游取水口處的時(shí)間（d）;x污水排放口距下游取水口處的距離（m ；河流中水流的流速（m/s）。20000（2）按河水與污水皆為20r計(jì)算處理后污水允許排放的 BOD報(bào)度L叫=（齊說一 L酣j +括訂式中Sm%處理后污水允許排放的 BOD濃度（mg/L）;5ST20r時(shí)河流任一時(shí)段最高允許的 B

10、ODfi，一般取L5ST=4mg/L ;5河20r時(shí)河流的BOD值;120r時(shí)的耗氧速率常數(shù)，一般取k= 0JJT。LeBODs0.563 110-0.C.157-2.80 +/10 -0.14.157 - 35.2mg / L200（3）計(jì)算處理程度11式中L 進(jìn)水BOD濃度（mg/L）E 20352 82.4%2. 按二級生物處理后的水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算 要求的總出口處污水 BODS度W 20mg/LL LeBODi 200 2 4.計(jì)算B0D5勺處理程度比較之下得出，方法(3)得出的處理程度較高，故本設(shè)計(jì)采用的 BOD馳理 程度為90%2.3污水處理工藝選擇污水處理廠的主要任務(wù)就是對城市污水

11、進(jìn)行無害化處理，使之達(dá)到國家規(guī)定 的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，然后排放或利用，達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的。在處理工藝上力求設(shè) 備簡單，運(yùn)行方便，處理成本低，處理效果顯著。目前國內(nèi)常用的城市二級生物 處理工藝多為活性污泥法。污泥法是當(dāng)前污水處理技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一， 它已成為生活污水、城市污水以及有機(jī)性工業(yè)廢水的主體處理技術(shù)。目前城市生活污水的活性污泥法處理工藝有很多種。最開始使用的傳統(tǒng)活性污泥法，是較普遍采用且較成熟的處理工藝。另外，氧化溝、SBR、AB法、A/O法及A2/O法等再國內(nèi)外都被廣泛應(yīng)用。城市污水廠的工藝選取通常先考慮污水廠的規(guī)模。 根據(jù)我國具體情況，總體 上可分為大型、中型、小型污水處理廠

12、。規(guī)模大于 10萬m3/d的為大型污水處理 廠，中型污水處理廠規(guī)模為1 10萬m3/d。規(guī)模小于1萬m3/d的是小型污水處AB理廠。本次設(shè)計(jì)規(guī)模為中型污水處理廠，可采用傳統(tǒng)活性污泥法，氧化溝、 法、A/O法及A2/O法。1 .傳統(tǒng)活性污泥法這是以傳統(tǒng)活性污泥法處理城市污水的典型工藝。 其特點(diǎn)是好氧微生物在曝 氣池中以活性污泥的形態(tài)出現(xiàn)，并通過鼓風(fēng)機(jī)曝氣供給微生物所需的足夠氧量, 促使微生物存在于繁殖，以分解污水中的有機(jī)物。(1)工藝特點(diǎn)：利用曝氣池中的好氧微生物，依靠鼓風(fēng)曝氣供給的氧生存來分解污水中的有機(jī)物質(zhì)?；旌弦撼恋矸蛛x，或回流到曝氣池中去，原污水從池首端進(jìn)入池內(nèi)，回流污泥也同步注入，廢水

13、在池內(nèi)呈推流形勢流動至池的末端，流出池外至二沉池。優(yōu)點(diǎn)：該工藝對污水的BOD和SS總處理效率均為90%95%,處理效果好;運(yùn)行可靠，出水水質(zhì)穩(wěn)定； 適宜處理大量污水，所以多用于大中型水廠。缺點(diǎn)：運(yùn)行費(fèi)用高，在曝氣池的末端造成供氧的浪費(fèi)，故提高了運(yùn)行成本;基建費(fèi)用高，占地面積大；對水質(zhì)、水量變化適應(yīng)能力低；由于沉淀時(shí)間短和沉淀后碳源不足等情況，對于 N、P的去處率低。出水(2) 工藝流程：進(jìn)水f 格柵-沉沙池-初沉池丁曝氣池回流污泥剩余污泥圖2.1傳統(tǒng)活性污泥法工藝流程圖2. A-B兩段曝氣法AB法是吸附生物降解法的簡稱，是原聯(lián)邦德國亞琛工業(yè)大學(xué)Bohnke教授于70年代中期所開發(fā)的一種新工藝。

14、該工藝不設(shè)初沉池，有污泥負(fù)荷率很高 的A段和污泥負(fù)荷率較低的B段兩極污泥系統(tǒng)串聯(lián)組成，并分別有獨(dú)立的污泥 回流系統(tǒng)。(1) 工藝特點(diǎn)：A-B工藝由A，B兩端串聯(lián)的活性污泥法組成，A段在厭氧和 兼氧的條件下，進(jìn)行高負(fù)荷曝氣，一般曝氣時(shí)間為0.5h,去除BOD5。B段在好 氧條件下，進(jìn)行低負(fù)荷曝氣，曝氣時(shí)間一般為 26h。AB工藝對B0D5和SS的 去處率均為90%95%，對N,P的去除率取決于B段采用的工藝。優(yōu)點(diǎn)：該工藝對污水的BOD和SS總處理效率均為90%95%,處理效果好;基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)用較活性污泥法低 15%左右； 運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)好。缺點(diǎn)：與傳統(tǒng)法相比A-B法多了污泥回流系統(tǒng)，而且產(chǎn)

15、泥量較大;由于泥量大，故增加了污泥處理處置費(fèi)用，同時(shí)運(yùn)行管理較復(fù)雜；脫氮效果雖然有所提高，但由于污泥齡太短，僅靠吸附作用遠(yuǎn)不能達(dá)到 脫氮除磷的要求。因此 A-B法適合于進(jìn)水濃度高的城市污水處理廠。(2) 工藝流程:進(jìn)水格柵沉沙池吸附池中沉池回流污泥出水二沉池回流污泥圖2.2 A-B法工藝流程圖3. A/O工藝A/O工藝的功能是去處有機(jī)物和脫氮。(1)工藝特點(diǎn)：該工藝將曝氣池分為前段缺氧和后段好氧段。缺氧段不曝氣，采用浸沒式攪 拌，DO不大于0.5mg/l。好氧段進(jìn)行曝氣充氧，DO等于2 mg/l左右，在好氧段 污水中的有機(jī)碳得到生物氧化降解， 同時(shí)有機(jī)氮轉(zhuǎn)變成NH3-N，并被硝化，將好 氧段含

16、大量NOX-N的混合液部分回流到前段缺氧段，在反硝化菌的作用下，利 用進(jìn)水中的B0D5作為碳源，將NOX-N還原成N2從水中溢出，從而實(shí)現(xiàn)脫氮, 然后進(jìn)入好氧段去除污水中的有機(jī)物和 NOX-N的硝化。優(yōu)點(diǎn)：該工藝對污水的BOD和SS總處理效率為90%95%，總氮的處 理效率為70%以上;流程簡單，構(gòu)筑物少，只有一個(gè)污泥回流系統(tǒng)和混合液回流; 缺點(diǎn)：主要缺點(diǎn)是對N、P的去除率很低；該工藝一般適合于南方對出水水質(zhì)要求脫氮的大中型城市污水廠。(2)工藝流程:進(jìn)水格柵沉沙池1初沉池缺氧池好氧池二沉池 出水回流污泥T剩余污泥圖2.3 A/0法工藝流程圖4. 氧化溝氧化溝又稱“循環(huán)曝氣池”,是50年代由荷

17、蘭的Pasveer開發(fā)，屬于活性污 泥法的一種變形。其基本特征是曝氣池呈封閉的溝渠形，污水和活性污泥的混合 液在環(huán)狀渠道中不停的循環(huán)流動。(1)工藝特點(diǎn):氧化溝一般采用延時(shí)曝氣，并增加了脫氮功能，它采用機(jī)械曝氣，一般不設(shè) 初沉池和污泥消化池。由于氧化溝水深較淺(一般 3m左右)，而流程較長，可以 按照曝氣器前作為缺氧與曝氣器后作富氧段的方式設(shè)計(jì)運(yùn)行。提供兼氧菌與好氧 菌交替作用的條件，再好氧段除碳源需氧量及達(dá)到脫氮的目的。(2) 氧化溝的技術(shù)特性:主要技術(shù)參數(shù)表2- 1氧化溝工藝主要設(shè)計(jì)參數(shù)污泥負(fù)荷 N s/kgB0D5/(kgMLSSd)0.05 0.15水力停留時(shí)間T/h10 24污泥齡0

18、 C/d去除BOD58去除BOD并硝化10 20去除BOD并反硝化30污泥回流比R%50 60污泥濃度X mg/l20006000容積負(fù)荷kgBOD 5/( m 3d)0.2 0.4出水水 質(zhì)mg/lBOD10 15SS10 20NH3-N13TP 1.47m310. 進(jìn)水渠道格柵的出水通過DN1200m的管道送入沉砂池的進(jìn)水渠道，然后向兩側(cè)配水 進(jìn)入沉砂池，進(jìn)水渠道的水流流速BtH,式中V1進(jìn)水渠道水流流速（m/s）;B 1進(jìn)水渠道寬度（m ；H 1進(jìn)水渠道水深（m。本設(shè)計(jì)中取B=1.2m, Hi=0.5m0.284 = 0.47mV1 =1.27.511. 出水裝置出水采用沉砂池末端薄壁出

19、水堰跌落出水， 出水堰可以保證沉砂池內(nèi)水位標(biāo) 高恒定，堰上水頭:式中H1堰上水頭（m ；沉砂池設(shè)計(jì)流量（m3/s ）;m 流量系數(shù)，一般采用0455；b 2堰寬（m），等于沉砂池的寬度。本設(shè)計(jì)中取 m=0.4，b2=2.24m0.2842y. I = 0.18m0.4x2.03x7 11.6 m38）沉淀池總高度:H=h i+ h2+ h3+ h4+ h 5式中，hi超高，一般取0.5mha緩沖層咼度，取0.5mH =0.5+4.0+0.5+0.55+1.732=7.282m9）徑深比校核：D/h2=26/4=6.5 （612之間符合要求）10）集水槽堰負(fù)荷校核設(shè)集水槽堰雙面出水，則集水槽出水

20、堰的堰負(fù)荷為：Q 0.752/2 CCC r 3 ) 1qo =0.0023 m /(m ”s)2 心2x3.14x45符合要求）=2.3L/(m*s)v2.9 L/(m*s)(2、進(jìn)水集配水井輻流沉淀池分為兩組，在沉淀池進(jìn)水端設(shè)集配水井，污水在集配水井中部的 配水井平均分配，然后流進(jìn)每組沉淀池。配水井的中心管直徑式中D2配水井內(nèi)中心管直徑（m；v 2配水井內(nèi)中心管上升流速（m/s），般V20.6m/s。本設(shè)計(jì)取v2=0.8m/s心普g取1.0m配水井直徑皿勺式中D3配水井直徑（m ；V3配水井內(nèi)污水流速（m/s），一般取 V3=0.2-0.4m/s。本設(shè)計(jì)中取V3=0.3m/sD3 彳咪+1

21、.02 -.85m 取 1.9m3. 進(jìn)水管及配水花墻穿孔花墻位于沉淀池中心管上部，布置6個(gè)穿孔花墻，過孔流速式中V3穿孔花墻過孔流速（m/s）.一般需 0.2-0.4m/s ；B 3孔洞的寬度（m；h 3孔洞的高度（m；n 3孔洞數(shù)量（個(gè)）。本設(shè)計(jì)中取 B3=0.3m, h3=0.8m, n3=6個(gè)0.284 c ccV3 = 0.20m0.30.864. 出水擋渣板三角堰前設(shè)有出水浮渣擋渣板，利用刮泥機(jī)桁架上的浮渣刮板收集。擋渣板 高出水面0.15m,伸入水下0.5m,在擋渣板旁設(shè)一個(gè)浮渣收集裝置， 采用排渣管 排出池外。5.出水渠道出水槽設(shè)在沉淀池周邊，雙側(cè)收集三角堰出水，距離沉淀池內(nèi)壁

22、0.4m，出 水槽寬0.5m,深0.7m，有效水深0.40m,水平流速0.77m/s。出水槽將三角堰出 水匯集送入出水管道，出水管道將出水送到集水井。出水管道采用鋼管，直徑為DN=800m，管內(nèi)流速 0.61m/s。6.刮泥裝置沉淀池采用周邊傳動刮泥機(jī)，周邊傳動刮泥機(jī)的線速度為2-3m/min，刮泥機(jī)底部設(shè)有刮泥板，將污泥推入污泥斗，刮泥機(jī)上部設(shè)有刮渣板，將浮渣刮進(jìn)排 渣裝置。12.排泥管沉淀池采用重力排泥，排泥管管徑 DN=300mm排泥管伸入污泥斗底部，排泥靜壓頭采用1.2m，連續(xù)將污泥排出池外貯泥池內(nèi)。3.5傳統(tǒng)活性污泥法工藝計(jì)算 3.5.1設(shè)計(jì)條件進(jìn)入曝氣池的平均流量QP=49000r

23、3/d，最大設(shè)計(jì)流量Q=752L/s。污水中BOD的濃度為200mg/L, SS濃度為180mg/L,設(shè)一級處理對 BOD勺去 除率為25%對SS的去除率為50%則進(jìn)入曝氣池的污水的BODS SS濃度分別 為:Sa =Sy 1 -25%)=2001-25% )=150mg/LLa =Ly x(1 -50% ) = 1801 -50%)=90mg/L式中Sa進(jìn)入曝氣池中污水的 BOD濃度（mg/L）; y原污水中BOM濃度（mg/L）;進(jìn)入曝氣池中污水的SS濃度（mg/L）; y原污水中SS的濃度（mg/L）。污水經(jīng)二級處理后的出水要求為：BOD濃度W 20mg/L，SS濃度w 20mg/L，由

24、 此確定污水處理程度:廿15020怙5 =X100% =86.7%150十 9020ss =X100% =77.8%90式中胚二級處理對BOD的去除率;臨二級處理對SS的去除率。342設(shè)計(jì)參數(shù)1. B0D5-污泥負(fù)荷率式中NsB0D5污泥負(fù)荷率kgB0D5/ (kgMLSS d);K 2有機(jī)物最大比降解速度與飽和常數(shù)的比值，一般采用0.0168-0.0281 之間;處理后出水中BOD5勺濃度（mg/L），按要求應(yīng)小于20mg/L；MLVSS/MLS值，一般采用 0.7-0.8 ;H BOM去除率。本設(shè)計(jì)中取 20.02 , Se=20mg/L, f=0.75 ,= 867%0.8672.曝氣池

25、內(nèi)混合液污泥濃度Ns 二0.02：2。 0.75 =0.346kgBOD5/(kgMLSS)7 R 10m 符合規(guī)定。曝氣池設(shè)置7個(gè)廊道，則每條廊道長 Li=L/5=25.36m。取26m.4.曝氣池總高度本設(shè)計(jì)中取曝氣池超高h(yuǎn)=0.5m,則曝氣池總高度：H總=H+h=4+0.5=4.5m圖3.4單個(gè)曝氣池示意圖前配水渠水進(jìn)3.4.4進(jìn)出水系統(tǒng)1.曝氣池進(jìn)水設(shè)計(jì)初沉池的出水通過管道送入曝氣池進(jìn)水渠道，然后向兩側(cè)配水，污水在管道 內(nèi)的流速式中V 1污水在管道內(nèi)的流速（m/s）;污水的最大流量（mvs）;進(jìn)水管管徑。本設(shè)計(jì)中 d=1.2m, Q=0.752 m3/sJI X 1.2最大流量時(shí)，污水在渠道內(nèi)的流速V,牛L0.63m/s式中V2污水在渠道內(nèi)的流速（m/s）;渠道的寬度（m ；h 1渠道內(nèi)的有效水深（m；本設(shè)計(jì)中取b=1.0m, hi=1.0mV 0.752 = 0.376m/s2咒11曝氣池采用潛孔進(jìn)水，所需孔口總面積式中A 所需孔口總面積（m2）;V 3孔口流速（m/s）, 般采用 0.2-1.5m/s。本設(shè)計(jì)取V3=0.4m/sA 0.752 s 3A = 0.94m2咒0.4設(shè)每個(gè)孔口的尺寸為0.5mX0.5m，貝U孔口數(shù)n=A/a=0.94/（0.5 X0.5）=4個(gè)。在兩組曝氣