氧化溝工藝城市污水處理廠設(shè)計(jì)

1、武 漢 科 技 學(xué) 院2004屆 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文武漢科技學(xué)院2004屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：氧化溝工藝城市污水處理廠設(shè)計(jì)院 系：環(huán)境與化學(xué)工程系專 業(yè)：環(huán)境工程學(xué) 生：學(xué) 號(hào)：0051190指導(dǎo)老師： 摘 要本論文主要設(shè)計(jì)氧化溝工藝處理城市污水。城市是人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)極其重要的組成部分，在城市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，每天都要消耗大量的水，用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)活動(dòng)以及市民的日常生活。城市污水處理廠是城市發(fā)展的重點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施，是城市水污染控制、水環(huán)境保護(hù)工作中的關(guān)鍵工程，它對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展起著保障和促進(jìn)的作用。本設(shè)計(jì)是東北地區(qū)的一個(gè)城市污水處理廠，其污水流量為6萬m3/d，

2、經(jīng)處理后應(yīng)達(dá)到SS去除率85，BOD去除率90。本設(shè)計(jì)采用奧巴爾（ORBAL）型氧化溝工藝，氧化溝工藝是一種改良的活性污泥法，是以活性污泥為主體的污水生物處理技術(shù)。奧巴爾（ORBAL）型氧化溝是氧化溝工藝的一種，具有優(yōu)于傳統(tǒng)氧化溝工藝的特殊優(yōu)點(diǎn)：工藝流程簡單，占地面積??；工藝運(yùn)行具有靈活性；基建費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用低，運(yùn)行管理簡單；出水水質(zhì)好并且有一定的承受水質(zhì)水量沖擊負(fù)荷的能力，出水可以達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。處理工藝流程主要由格柵、沉砂池、氧化溝、二沉池、污泥濃縮池、污泥脫水間等組成。本設(shè)計(jì)的平面布置和高程布置合理，各構(gòu)筑物集中緊湊、節(jié)約用地、便于管理，并且基建費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用低，運(yùn)行管理簡單。本論文包

3、括城市污水概況，城市污水處理技術(shù)及其新發(fā)展，工藝方案的比較及選擇，構(gòu)筑物尺寸的計(jì)算，設(shè)備的選型，平面布置與高程布置，運(yùn)行成本的核算等。關(guān)鍵詞：城市污水；設(shè)計(jì)；ORBAL氧化溝工藝；工藝流程。ABSTRACTThe paper mainly designs Oxidation Ditch process for the treatment of municipal wastewater. The city is a important part of the development of social economy .It is a great deal of water used for i

4、ndustry, agriculture, business activity and civic daily life in the transaction of city. The factory of the treatment of municipal wastewater is not only the important basic facilities of the city development, but also the main project of the control of municipal wastewater and water resource enviro

5、nment protection as well .It also plays a role in the social economic development.This design is a factory of the treatment of municipal wastewater in the northeast，the flow of which is 6×104 m3 /d ，the removal rate of SS is 85% and the removal rate of BOD is 90%。The method of this design is OR

6、BAL Oxidation Ditch , the Oxidation Ditch process which is a improved activated sludge process is a biochemical treatment technology for wastewater which mainly based on the activated sludge. the ORBAL Oxidation Ditch that we choose is one of Oxidation Ditch , It has been characterized as simple pro

7、cess and small dimension ; smooth operation; economical and convenient for regulation ; It has favorable ability of bearing the impingement loading the wastewater treated by the processing; it can reach the sewage discharge standard . The process is consisted of screen bar 、sink sand pond 、 Oxidatio

8、n Ditch 、secondary clarifier 、 sludge concentrated pond 、sludge dehydrated room and so on .And the plane distribution and elevation distribution are rational，the constructions follow the principle of compact，small dimension and fully-used in soil， convenient for regulation，and the cost of building a

9、nd running are low，simple for operation .This paper is consisted of the summary of municipal wastewater, the technical and breakthrough of treatment of municipal wastewater, comparison the processes and choose of method, compute of gauge of constructions, the choose of equipment ,the plane distribut

10、ion and elevation distribution , the check of running cost and so on.Key Words : municipal wastewater; design ; ORBAL Oxidation Ditch technology; technology process.目 錄1 緒論 11.1 城市污水概況 11.2 城市污水處理技術(shù)及其新發(fā)展 12 城市污水處理工藝選擇 62.1 工藝方案分析比較 62.2 工藝方案選擇確定 92.3 工藝方案闡述93 處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì) 103.1 污水流量的計(jì)算 103.2 集水井 113.3 污水

11、提升泵房 113.4 格柵 123.5 曝氣沉砂池 143.6 砂水分離間 163.7 鼓風(fēng)機(jī)房 163.8 ORBAL型氧化溝 173.9 輻流式二沉池 193.10 回流污泥泵房 233.11 接觸消毒池 243.12 剩余污泥泵房 253.13 污泥濃縮池 253.14 濃縮污泥貯池 283.15 濃縮污泥提升泵房 283.16 污泥脫水間 284 污水處理廠總體布置 284.1 總平面布置 284.2 高程布置 295 污水處理廠運(yùn)行成本核算 305.1 勞動(dòng)定員 305.2 運(yùn)行費(fèi)用 306 工程效益 327 全文總結(jié) 32參考文獻(xiàn) 341 緒論1.1 城市污水概況城市是人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)

12、發(fā)展的一個(gè)及極其重要的組成部分，在城市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，每天都要消耗大量的水，用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)活動(dòng)以及市民的日常生活。水在使用過程中被帶進(jìn)了洗滌劑、染料、溶液、油脂和糞尿，各類無機(jī)物和有機(jī)物，細(xì)菌、病毒等致病微生物，毒性、酸堿性、放射性和重金屬類等物質(zhì)，以致水的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生明顯變化，變成了污水。污水在城市發(fā)展的初期是通過城市污水收集系統(tǒng)收集排放到附近水體，經(jīng)過清潔水體的稀釋和自然凈化功能變污為清，成為人類可以循環(huán)利用的水資源。但是，隨著城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的規(guī)模越來越大，污水越開越多，水質(zhì)越來越復(fù)雜，水體有限的自然凈化功能已經(jīng)不能適應(yīng)城市水污染控制、水環(huán)境保護(hù)的需要。大量源源不斷地排

13、入水體（江、河、湖、海和地下水）和土壤（通過農(nóng)田灌渠）的城市污水，使水體和土壤受到嚴(yán)重污染，毀滅了原有的自然生態(tài)，使魚蝦匿跡，物種消失，河湖變成了臭河死水，加劇了有限的水資源危機(jī)；使許多河、湖、地下水不能再作為飲用水源，城市只好花巨資去開發(fā)新水源；使土壤里重金屬和有毒物質(zhì)富集，污染物通過食物鏈危害人民的身體健康。水體的污染造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，水資源的短缺制約了城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展。1.2 城市污水處理技術(shù)及其新發(fā)展城市污水處理就是利用各種設(shè)施設(shè)備和工藝技術(shù)，將污水中所含的污染物質(zhì)從水中分離去除，使有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)和有用的物質(zhì)，水體則得到凈化，并使資源得到充分利用。城市污水處理

14、技術(shù)通常有物理處理技術(shù)、化學(xué)處理技術(shù)、物理化學(xué)處理技術(shù)、生物處理技術(shù)等。典型的物理處理技術(shù)有沉淀技術(shù)、過濾技術(shù)、氣浮技術(shù)等；典型的化學(xué)處理技術(shù)和物理化學(xué)處理技術(shù)有中和、加藥混凝、離子交換等；典型的生物處理技術(shù)有好氧生物氧化分解和厭氧生物發(fā)酵技術(shù)。城市污水處理工藝實(shí)際上就是以上這些技術(shù)的應(yīng)用和組合。城市污水處理廠是城市發(fā)展的重點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施，是城市水污染控制、水環(huán)境保護(hù)工作中的關(guān)鍵工程，它對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展起著保障和促進(jìn)的作用。目前，我國的城市污水處理設(shè)施數(shù)量的總體規(guī)模很小，城市污水處理率嚴(yán)重不足，水環(huán)境污染的趨勢(shì)還在發(fā)展，今后的水污染控制、水環(huán)境保護(hù)工作任重道遠(yuǎn)。隨著水污染治理工作

15、的發(fā)展，城市污水處理技術(shù)已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，涌現(xiàn)出大量新工藝、新設(shè)備和新材料，在實(shí)際的處理過程中得到了應(yīng)用和發(fā)展。我國現(xiàn)有城市污水處理廠80以上采用的是活性污泥法，其余采用一級(jí)處理、強(qiáng)化一級(jí)處理、穩(wěn)定塘法及土地處理法等。同時(shí)，國外許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備被引進(jìn)到我國，AB法、氧化溝法、A/O工藝、A/A/O工藝、SBR法在我國城市污水處理廠中均得到應(yīng)用，污水處理工藝技術(shù)由過去只注重去除有機(jī)物發(fā)展為具有除磷脫氮功能。國外一些先進(jìn)、高效的污水處理專用設(shè)備也進(jìn)入了我國污水處理行業(yè)市場，如格柵機(jī)、潛水泵、除砂裝置、刮泥機(jī)、曝氣器、鼓風(fēng)機(jī)、污泥泵、脫水機(jī)、沼氣發(fā)電機(jī)、沼氣鍋爐、污泥消化攪拌系統(tǒng)等大型

16、設(shè)備與裝置。1.2.1 普通活性污泥法工藝我國80年代以前建設(shè)的城市污水處理廠大部分采用普通曝氣法活性污泥處理工藝，由于該工藝主要以去除BOD和SS為主要目標(biāo)，對(duì)氮磷的去除率非常低。為了適應(yīng)水環(huán)境及排放要求，一些污水處理廠正在進(jìn)行改造，增加或強(qiáng)化脫氮和除磷功能。北京 高碑店污水處理廠 100萬m3/d 已運(yùn)行，其工藝流程如下： （1）污水處理工藝流程：計(jì)量槽出水井進(jìn)水泵房格柵間進(jìn)水閘間原污水曝氣沉砂池初沉池曝氣池二沉池接觸池出水 （2）污泥處理工藝流程：污泥濃縮池消化池脫水機(jī)房初沉池剩余污泥污泥堆置棚沼氣柜泥餅外運(yùn)沼氣發(fā)電與城市電網(wǎng)并網(wǎng)另外還有天津 紀(jì)莊子污水處理工程 26萬m3/d 已運(yùn)行，

17、天津 東郊污水處理廠 40萬m3/d 已運(yùn)行，山東 濟(jì)南市污水處理廠 22萬m3/d 已運(yùn)行，湖北 武漢市水質(zhì)凈化廠 5萬m3/d 已運(yùn)行等采用普通活性污泥法。1.2.2 AB工藝AB法污水處理工藝于80年代初開始在我國應(yīng)用于工程實(shí)踐。由于其具有抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、對(duì)pH值變化和有毒物質(zhì)具有明顯緩沖作用的特點(diǎn)，故主要應(yīng)用于污水濃度高、水質(zhì)水量變化較大，特別是工業(yè)污水所占比例較高的城市污水處理廠。山東 青島市海泊河污水處理廠 8萬m3/d 已運(yùn)行，表1為設(shè)計(jì)的進(jìn)水出水指標(biāo):表1 青島海泊河污水處理廠設(shè)計(jì)的進(jìn)水出水指標(biāo)項(xiàng) 目 BOD5 CODcr SS NH3-N T-P進(jìn)水濃度/(mg/L) 80

18、0 1500 1100 100 8出水濃度/(mg/L) 40 150 40 3去除率/% 95 90 96 62另外還有山東 淄博市污水處理廠 14萬m3/d 已運(yùn)行，廣東 深圳市羅芳污水處理廠 10萬m3/d 已運(yùn)行，廣東 廣州獵德污水處理廠 22萬m3/d 已運(yùn)行等采用AB工藝。1.2.3 氧化溝工藝目前氧化溝工藝是我國采用較多的污水處理工藝技術(shù)之一。應(yīng)用較多的有奧貝爾氧化溝工藝，由我國自行設(shè)計(jì)、全套設(shè)備國產(chǎn)化，已有成功實(shí)例。DE型氧化溝和三溝式氧化溝在中高濃度的中小型城市污水處理中也有應(yīng)用。采用卡羅塞爾氧化溝工藝的城市污水處理廠大部分為外貸項(xiàng)目。氧化溝工藝不僅出水水質(zhì)好，污泥在氧化溝內(nèi)

19、也能得以充分地好氧穩(wěn)定，其剩余污泥不需再進(jìn)行厭氧消化，直接進(jìn)行污泥濃縮與脫水。山東 萊西市污水處理廠工程 4萬m3/d 已運(yùn)行 ORBAL，該城市污水廠最早應(yīng)用奧貝爾(Orbal)氧化溝，表2為處理效果表：表2 污水處理廠處理效果表項(xiàng) 目 BOD5 COD SS NH4-N進(jìn)水濃度/(mg/L) 1232 2871 968 11.3出水濃度/(mg/L) 7 71 23 2.5去除率/% 99.4 97.5 97.6 77.9氧化溝圓形旋流沉砂池細(xì)格柵進(jìn)水泵房粗格柵安國市污水處理廠采用奧貝爾氧化溝工藝，建設(shè)一座日處理4萬立方米的污水處理廠。其工藝流程如下：污水沉淀池脫水車間污泥濃縮池泥餅外運(yùn)接

20、觸池出水 另外還有北京 北京大興黃村污水處理廠 8萬m3/d 已運(yùn)行 ORBAL，河北 廊坊市污水處理廠 8萬m3/d 已運(yùn)行 ORBAL，廣東 中山市污水處理公司 10萬m3/d 已運(yùn)行 CARROUSE，河北 邯鄲市東污水處理廠 10萬m3/d 已運(yùn)行 三溝式，安徽 合肥市王小郅污水廠（一期） 15萬m3/d 已運(yùn)行 單溝式，陜西 西安市北石橋污水凈化中心 15萬m3/d 已運(yùn)行 DE型等采用氧化溝工藝。1.2.4 SBR工藝多種類型的SBR工藝在我國均有應(yīng)用，如屬第二代SBR工藝的ICEAS工藝，屬第三代的CAST工藝、UNITANK工藝等。SBR間歇式活性污泥法氧利用率高，基建費(fèi)用和運(yùn)

21、行費(fèi)用均較低，不易產(chǎn)生污泥膨脹。同時(shí)通過對(duì)運(yùn)行方式的調(diào)節(jié)，具有脫氮除磷的功能，且處理水質(zhì)優(yōu)于連續(xù)式，但該工藝要求程序控制，自動(dòng)化水平較高。北京某開發(fā)區(qū)污水處理廠，規(guī)模屬于小型污水處理廠，采用ICEAS工藝，該工藝為SBR工藝的一種變形，具有工程投資省和運(yùn)行費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)，其工藝流程如下：渦流沉砂池細(xì)格柵進(jìn)水泵房粗格柵進(jìn)水柵渣、沉砂外運(yùn)鼓風(fēng)機(jī)房ICEAS反應(yīng)池污泥濃縮脫水機(jī)房集泥井及污泥泵房加氯間接觸池泥餅外運(yùn)出水另外還有云南 昆明市第三污水處理廠 15萬m3/d 已運(yùn)行 ICEAS，浙江 金華市污水處理廠工程 8萬m3/d 已運(yùn)行 CAST，貴州 遵義市污水處理廠 8萬m3/d 已運(yùn)行 SBR，

22、廣西 梧州污水處理廠 10萬m3/d 初設(shè) UNITANK等采用SBR工藝。1.2.5 A/O除磷或脫氮工藝，A/A/O或改良A/A/O除磷脫氮工藝隨著我國對(duì)水環(huán)境質(zhì)量要求的提高，修訂后的國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB89781996)也越來越嚴(yán)，特別是對(duì)出水氮、磷的要求提高，使得新建城市污水處理廠必須考慮氮磷的去除問題。由此開發(fā)了改良A/A/O工藝和回流污泥反硝化生物除磷工藝，并已開始在實(shí)際工程中應(yīng)用。佛山市第一座城市污水處理廠興建于1992年，針對(duì)該廠進(jìn)水濃度較低碳源不足的特點(diǎn)，在不能同時(shí)供應(yīng)除磷和反硝化所需要的碳源的情況下，選擇了除磷和將氨氮進(jìn)行硝化，部分進(jìn)行反硝化的除磷除氨氮的A/O工藝。

23、該廠在工藝流程的設(shè)計(jì)上也大膽地取消了初沉池，使處理流程跟更簡單和合理，表3為處理效果表：表3 佛山鎮(zhèn)安污水處理廠A/O工藝處理效果項(xiàng) 目 BOD5 SS T-N NH3-N T-P進(jìn)水濃度/(mg / L) 68.34 37.93 20.54 15.10 2.52出水濃度/(mg / L) 9.41 5.42 9.34 1.49 0.90去除率/% 86.2 85.7 54.5 90.1 64.3我國第一座應(yīng)用A2/O工藝的污水處理廠是廣州大坦沙污水處理廠，15萬m3/d 已運(yùn)行，經(jīng)12年的運(yùn)行結(jié)果證明，A2/O工藝適應(yīng)能力強(qiáng)，對(duì)低濃度和高濃度的污水處理效果都很好，運(yùn)行管理方便，不會(huì)產(chǎn)生污泥膨

24、脹，對(duì)除磷脫氮也能獲得較好的處理效果,表4為處理效果表：表4 廣州大坦沙污水處理廠A2/O工藝處理效果項(xiàng) 目 BOD5 SS T-N NH3-N T-P進(jìn)水濃度/(mg/L) 72.83 102.23 19.95 16.37 2.4出水濃度/(mg/L) 8.69 11.93 9.95 1.98 0.52去除率/% 88.07 88.34 50.13 87.9 78.3蘇州某旅游度假區(qū)污水處理廠采用A2/O工藝，其工藝流程如下：沉砂池細(xì)格柵污水提升泵房粗格柵間進(jìn)水控制井原污水鼓風(fēng)機(jī)房 加氯 排砂外運(yùn)出水提升泵房消毒池二沉池A2/O池出水污泥脫水機(jī)房污泥濃縮池污泥泵池污泥外運(yùn)絮凝劑另外還有浙江

25、杭州七格污水處理工程 40萬m3/d 已運(yùn)行 A/O，河北 保定市銀定莊污水處理廠 8萬m3/d 已運(yùn)行 A/O，山東 青島市李村河污水處理廠 8萬m3/d 已運(yùn)行 改良A/O，云南 昆明市第二污水處理廠 10萬m3/d 已運(yùn)行 A/A/O，山東 泰安市污水處理廠 5萬m3/d 已運(yùn)行 A+A/A/O，山東 青島市團(tuán)島污水處理廠 10萬m3/d 已運(yùn)行 改良A/A/O等。1.2.6 其它工藝除以上各種處理工藝外，一級(jí)及強(qiáng)化一級(jí)處理工藝與其它一些先進(jìn)的工藝也在實(shí)際工程中應(yīng)用。如：海南 ?？谖鬯幚韽S 30萬m3/d 已運(yùn)行 A段+排海，山東 威海市污水排海工程 8萬m3/d 已運(yùn)行 一級(jí)+排海，

26、江蘇 南京市秦淮河污水處理工程 54萬m3/d 已運(yùn)行 一級(jí)+排江，上海 上海竹園污水處理工程 170萬m3/d 可研 強(qiáng)化一級(jí)+排江；廣東 花都市新華凈水廠 4萬m3/d 已運(yùn)行 氧化塘，河北 秦皇島市污水處理廠工程 4萬m3/d 已運(yùn)行 射流曝氣等。從工程規(guī)模上看，一批大型污水處理廠的相繼建成投產(chǎn)標(biāo)志著我國污水處理事業(yè)發(fā)展到一個(gè)嶄新的階段。如：我國20世紀(jì)最大的污水處理廠高碑店污水處理廠，處理規(guī)模100萬m3/d；目前全國最大的城市污水處理廠上海竹園污水處理廠正在設(shè)計(jì)之中，其規(guī)模為170萬m3/d。以上所舉例均為我國部分城市污水處理工程項(xiàng)目，基本代表了我國城市污水處理工藝技術(shù)的現(xiàn)狀水平。目

27、前我國新建及在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(jí)處理、強(qiáng)化一級(jí)處理、生物膜法及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)。從國情出發(fā)，我國城市污水處理發(fā)展趨勢(shì)：(1)氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)的去除仍為重點(diǎn)也是難點(diǎn)；(2)工業(yè)廢水治理開始轉(zhuǎn)向全過程控制；(3)單獨(dú)分散處理轉(zhuǎn)為城市污水集中處理；(4)水質(zhì)控制指標(biāo)越來越嚴(yán)；(5)由單純工藝技術(shù)研究轉(zhuǎn)向工藝、設(shè)備、工程的綜合集成與產(chǎn)業(yè)化及經(jīng)濟(jì)、政策、標(biāo)準(zhǔn)的綜合性研究；(6)污水再生利用提上日程；(7)中小城鎮(zhèn)污水污染與治理問題開始受到重視。2 城市污水處理工藝選擇21 工藝方案分析比較1本項(xiàng)目污

28、水排放現(xiàn)狀（1）生活污水量現(xiàn)狀 該城市居民區(qū)用水人口為30萬人，有室內(nèi)給排水設(shè)備，無淋浴設(shè)備的占10，標(biāo)準(zhǔn)為90升/人·日；室內(nèi)有給排水設(shè)備，有淋浴設(shè)備的占90，標(biāo)準(zhǔn)為140升/人·日，生活污水排放系數(shù)為0.8，則總生活污水量為0.8×（90×10140×90）×30×1033.24萬m3/d。（2）工業(yè)廢水量現(xiàn)狀 總工業(yè)廢水量為10000m3/d1萬m3/d。（3）城市混合污水水量現(xiàn)狀 城市污水排放總量為3.2414.24萬m3/d。2本項(xiàng)目混合污水水質(zhì)現(xiàn)狀（1）懸浮物 250mg/L；（2）BOD 180mg/L；（3）

29、pH 77.4；（4）有毒物質(zhì)微量，對(duì)生化處理無不良影響。城市污水處理工藝的確定，是根據(jù)城市水環(huán)境質(zhì)量要求、來水水質(zhì)情況、可供利用的技術(shù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)、城市經(jīng)濟(jì)狀況和城市管理運(yùn)行要求等諸方面的因素綜合確定的。最近幾年國內(nèi)應(yīng)用較多的有A-O或A-A-O工藝、SBR工藝、氧化溝工藝等。工藝技術(shù)性能比較如下（表5）：表5 工藝技術(shù)性能比較表處 理 工 藝優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)適 用 范 圍A-O或A-A-O工藝1與傳統(tǒng)活性污泥法比，能大大提高脫氮、除磷的效果，是一種經(jīng)濟(jì)有效的脫氮除磷技術(shù)。2工藝運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)多，效果較穩(wěn)定。1需增加一些構(gòu)筑物和設(shè)施（如曝氣池、回流設(shè)施等），工程投資要增加。2構(gòu)造復(fù)雜，運(yùn)行管理復(fù)雜。3能耗

30、大，費(fèi)用高。適用于城市污水處理后排入需防止富營養(yǎng)化的水體，污水處理后回用，或處理N含量較高的工業(yè)污水（如化肥廠廢水等）。SBR工藝1比傳統(tǒng)活性污泥法具有更高的污染物凈化效果，尤其對(duì)高濃度難生物降解的污水。2可以省去二沉池、污泥回流設(shè)施，某些情況下還可以省去調(diào)節(jié)池和初沉池，因而使整個(gè)工程占地減少、投資降低。3具有較強(qiáng)的沖擊負(fù)荷調(diào)節(jié)能力，污泥不易膨脹、易于沉淀、脫水性能好，可實(shí)現(xiàn)脫氮除磷功能。4容易設(shè)備化，可升級(jí)性、可改造性好。1該工藝要求配備專用排水裝置和自動(dòng)控制系統(tǒng)，在目前環(huán)保資金還比較緊張的條件下，限制了SBR工藝的高效穩(wěn)定運(yùn)行。2該工藝的空氣擴(kuò)散器堵塞的可能性大于傳統(tǒng)活性污泥法。3單池處理

31、量較小，單個(gè)構(gòu)筑物利用率低。4能耗大，費(fèi)用高。特別適合于中小城鎮(zhèn)的城市污水處理，對(duì)于較大水量的連續(xù)操作處理一般要幾套池子組合運(yùn)行。氧化溝工藝1處理流程簡單、構(gòu)筑物少，一般情況下可以不建初沉池和污泥消化池，某些情況下還可以不建二沉池和污泥回流系統(tǒng)。2處理效果好且運(yùn)行穩(wěn)定可靠，可以脫氮除磷。3具有較強(qiáng)的沖擊負(fù)荷承受能力。4出水水質(zhì)好，剩余污泥量少。 1因?yàn)榇嬖谟谖勰嘀械挠袡C(jī)質(zhì)最終是在氧化溝中部分好氧代謝去除的，氧化溝工藝在節(jié)約能耗、降低運(yùn)行費(fèi)用方面不具有優(yōu)勢(shì)，但運(yùn)行成本已算較低。2池深受到限制。適合于中小型污水處理廠，為節(jié)省投資或降低維護(hù)管理難度時(shí)，該工藝為首選。根據(jù)污水排放現(xiàn)狀與水質(zhì)現(xiàn)狀以及出水

32、要求，采用生化處理最為經(jīng)濟(jì)。根據(jù)國內(nèi)外運(yùn)行的大、中型污水處理廠的調(diào)查，要達(dá)到確定的治理目標(biāo)，可以采用“SBR工藝”或“氧化溝”工藝。具體比較如下。2.1.1 SBR工藝SBR工藝具有以下特點(diǎn)：(1) SBR工藝流程簡單、管理方便、造價(jià)低。SBR工藝只有一個(gè)反應(yīng)器，不需要二沉池，不需要污泥回流設(shè)備，一般情況下也不需要調(diào)節(jié)池，因此要比傳統(tǒng)活性污泥工藝節(jié)省基建投資30%以上，而且布置緊湊，節(jié)省用地。由于科技進(jìn)步，目前自動(dòng)控制已相當(dāng)成熟、配套。這就使得運(yùn)行管理變得十分方便、靈活，很適合小城市采用。(2) 處理效果好。SBR工藝反應(yīng)過程是不連續(xù)的，是典型的非穩(wěn)態(tài)過程，但在曝氣階段其底物和微生物濃度變化是

33、連續(xù)的(盡管是處于完全混合狀態(tài)中)，隨時(shí)間的延續(xù)而逐漸降低。反應(yīng)器內(nèi)活性污泥處于一種交替的吸附、吸收及生物降解和活化的變化過程之中，因此處理效果好。(3) 有較好的除磷脫氮效果。SBR工藝可以很容易地交替實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧的環(huán)境，并可以通過改變曝氣量、反應(yīng)時(shí)間等方面來創(chuàng)造條件提高除磷脫氮效率。(4) 污泥沉降性能好。SBR工藝具有的特殊運(yùn)行環(huán)境抑制了污泥中絲狀菌的生長，減少了污泥膨脹的可能。同時(shí)由于SBR工藝的沉淀階段是在靜止的狀態(tài)下進(jìn)行的，因此沉淀效果更好。(5) SBR工藝獨(dú)特的運(yùn)行工況決定了它能很好的適應(yīng)進(jìn)水水量、水質(zhì)波動(dòng)。浙江省某縣級(jí)市為海島城市，人口較多，但淡水資源缺乏，因此人均用

34、水量較低。該市2005年規(guī)劃人口16萬人，2010年規(guī)劃人口為20萬人。污水處理廠的規(guī)模遠(yuǎn)期為6萬m3/d，近期為2萬m3/d。近期規(guī)模較小的原因是該市污水收集系統(tǒng)很不完善，因此近期污水截污率在設(shè)計(jì)中僅考慮0.5左右。該市污水水質(zhì)：BOD為160mg/L；COD為320mg/L；SS為220mg/L。污水處理廠遠(yuǎn)期采用6座MSBR池，近期建2座。每座的處理能力為1萬m3/d，每座尺寸為50m×40m×4.5m。MSBR池主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：污泥負(fù)荷0.2kgBOD/(kgMLSS·d)；污泥泥齡20d；懸浮固體平均濃度3g/L。每座MSBR池采用18臺(tái)增氧泵進(jìn)行供氧

35、。 2.1.2 氧化溝工藝氧化溝污水處理技術(shù)，是20世紀(jì)50年代由荷蘭人首創(chuàng)，60年代以來，這項(xiàng)技術(shù)在國外許多國家已經(jīng)被廣泛使用，工以及構(gòu)造有了很大的發(fā)展和進(jìn)步。隨著對(duì)該技術(shù)缺點(diǎn)（占地面積大）的克服和對(duì)其優(yōu)點(diǎn)（基建投資及運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低，運(yùn)行效果高且穩(wěn)定，維護(hù)管理簡單等）的逐步深入，目前已經(jīng)成為普遍采用的一項(xiàng)污水處理技術(shù)。氧化溝一般呈環(huán)形溝渠狀，平面多為橢圓形或圓形，總長可達(dá)幾十米，甚至百米以上，溝深取決于曝氣裝置。氧化溝具有以下特點(diǎn)：(1) 工藝流程簡單，運(yùn)行管理方便。氧化溝工藝不需要初沉池和污泥消化池。有些類型氧化溝還可以和二沉池合建，省去污泥回流系統(tǒng)。(2) 運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果好。氧化溝

36、的BOD平均處理水平可達(dá)到95%左右。(3) 能承受水量、水質(zhì)的沖擊負(fù)荷，對(duì)濃度較高的工業(yè)廢水有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。這主要是由于氧化溝水力停留時(shí)間長、泥齡長和循環(huán)稀釋水量大。(4) 污泥量少、性質(zhì)穩(wěn)定。由于氧化溝泥齡長。一般為2030d，污泥在溝內(nèi)已好氧穩(wěn)定，所以污泥產(chǎn)量少從而管理簡單，運(yùn)行費(fèi)用低。(5) 可以除磷脫氮?？梢酝ㄟ^氧化溝中曝氣機(jī)的開關(guān)，創(chuàng)造好氧、缺氧環(huán)境達(dá)到除磷脫氮目的，脫氮效率一般80%。但要達(dá)到較高的除磷效果則需要采取另外措施。(6) 基建投資省、運(yùn)行費(fèi)用低。和傳統(tǒng)活性污泥法工藝相比，在去除BOD、去除BOD和NH3N及去除BOD和脫氮三種情況下，基建費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用都有較大降低，

37、特別是在去除BOD和脫氮情況下更省。同時(shí)統(tǒng)計(jì)表明在規(guī)模較小的情況下，氧化溝的基建投資比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省更多。浙江省東部某縣級(jí)市，2000年人口為8.5萬人，2010年規(guī)劃人口為15萬人。截污率2000年采用0.6，2010年采用0.75。2000年污水總量為1.9萬m3/d。該市污水水質(zhì)：BOD為100150mg/L；COD為300350mg/L；SS為200250mg/L。污水處理廠采用4座卡魯塞爾氧化溝，每座氧化溝處理能力為1萬m3/d，每座尺寸為：76m×28m×3.9m。現(xiàn)已建成2座，2010年再增加2座。氧化溝主要設(shè)計(jì)參數(shù)為：污泥負(fù)荷0.10kgBOD/(kgM

38、LSS·d)；污泥泥齡15d；懸浮固體平均濃度3.5g/L；污泥產(chǎn)率0.65kgSS/kgBOD。每池采用3臺(tái)表面曝氣機(jī)，每臺(tái)功率55kW，變頻調(diào)速。2.2 工藝方案選擇確定由以上分析比較可知，兩種工藝均可以達(dá)到預(yù)期的處理效果，均為成熟的工藝，但氧化溝工藝具有明顯的優(yōu)勢(shì)，氧化溝法運(yùn)行成本較低，構(gòu)造簡單，易于維護(hù)管理，出水水質(zhì)好，耐沖擊負(fù)荷，運(yùn)行穩(wěn)定，并可脫氮除磷，適宜于在中小型污水處理廠中使用。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)擬建項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求，較適合采用氧化溝工藝進(jìn)行二級(jí)處理。2.3 工藝方案闡述氧化溝的類型有很多，主要有基本型、卡魯塞爾（CARROUSEL）型、三溝式型、奧巴爾（ORBAL）型等，根

39、據(jù)城市污水處理廠設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，我采用ORBAL氧化溝工藝，ORBAL污水處理系統(tǒng)是氧化溝污水處理工藝的一種，具有優(yōu)于傳統(tǒng)氧化溝工藝的特殊優(yōu)點(diǎn)，具體如下：（1）垂直布置的反應(yīng)池墻體，使該污水處理系統(tǒng)具有占地面積小的特點(diǎn)；（2）通過調(diào)節(jié)曝氣轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速、浸沒深度以及轉(zhuǎn)動(dòng)方向，改變反應(yīng)池上氧的輸入，在不同的負(fù)荷條件下運(yùn)行，不會(huì)影響處理系統(tǒng)的處理效率，具有顯著的工藝運(yùn)行靈活性；（3）控制系統(tǒng)操作簡便，由于機(jī)械設(shè)備少，所以維修、維護(hù)工作也較少；（4）澄清系統(tǒng)的占地面積也較小，維護(hù)也較方便。ORBAL氧化溝出水水質(zhì)好，一般情況下，BOD5去除率可達(dá)9599，脫氮效率達(dá)90左右，除磷效率達(dá)50左右，如在處

40、理過程中，適當(dāng)投加鐵鹽，則除磷效率可達(dá)95。一般的出水水質(zhì)為BOD5015mg/l；SS1020mg/l；NH4-N13mg/l；P1mg/l。運(yùn)行費(fèi)用較傳統(tǒng)活性污泥法低3050，基建費(fèi)用較傳統(tǒng)活性污泥法低4060。擬定工藝流程如下：鼓風(fēng)機(jī)氧化溝沉砂池格柵污水提升泵集水井污水回流污泥泵砂水分離設(shè)備泥砂外運(yùn)二沉池剩余污泥泵濃縮池污泥提升泵污泥貯池接觸消毒池污泥脫水間泥餅外運(yùn)出水3 處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)3.1 水流量的計(jì)算3.1.1 生活污水（Q1）Q1=(90×10140×90)×30×103=4.05萬m3/d3.1.2 工業(yè)廢水（Q2）Q2=10000m3/

41、d1萬m3/d3.1.3 平均日流量（Qd）Qd=4.05+1=5.05萬m3/d本項(xiàng)目最終規(guī)模確定為6.0萬m3/d60000m3/d2500m3/h0.69m3/s3.1.4 最大日流量（Qmax）Qmax=Kz×Qd1.4×6.0=8.4萬m3/d=3500m3/h0.97m3/s3.2 集水井3.2.1 設(shè)計(jì)說明集水井的作用是盡可能減少廢水特征上的波動(dòng)，為后續(xù)水處理系統(tǒng)提供一個(gè)穩(wěn)定和優(yōu)化的操作條件，一般采用不大于最大一臺(tái)水泵5min的出水量。設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)流量:Q2200×24400m3/h；有效水深:h3m 水力停留時(shí)間:t5min。3.2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算

42、1 集水井有效容積（V）VQ·t4400×367m3為保證正常工作，設(shè)計(jì)為有效容積的1.2倍，則V=1.2×367440m3 設(shè)計(jì)為圓柱體形狀。2 集水井圓口面積（A）A146.8m33 圓口半徑（R）Rm 取7m3.3 污水提升泵房3.3.1 設(shè)計(jì)說明采用氧化溝工藝，污水處理系統(tǒng)簡單，對(duì)于新建污水處理廠，工藝管線可以充分優(yōu)化，污水可以只考慮一次提升。選用螺旋泵，為敞開式提升泵。設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)流量：Qmax=8.4萬m3/d=3500m3/h0.97m3/s；3.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算污水進(jìn)入集水井后由提升泵提升到格柵，進(jìn)水設(shè)計(jì)為0.0m，集水井水面及池底相對(duì)高程分別為

43、0.0m、3.0m。污水經(jīng)過接觸消毒池處理后排出，出水設(shè)計(jì)為0.1m，接觸消毒池水面、輻流式二沉池水面、氧化溝水面、曝氣沉砂池水面及格柵的相對(duì)高程分別為1.0m、1.4m、2.1m、2.8m、3.2m。提升泵的揚(yáng)程（H） H3.236.2m 取7m選用LXB1500型螺旋泵3臺(tái)，2用1備。該泵提升流量21002300m3/h，取2200m3/h，提升高度5.0m，轉(zhuǎn)速42r/min，功率55kW，占地（2.00×16.00）m2。提升泵房占地面積：L×B20.0×10.0200.0m23.4 格柵3.4.1 設(shè)計(jì)說明格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，用以截留較

44、大的懸浮物或漂浮物，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷，并使之正常運(yùn)行。擬采用中格柵，同時(shí)為了減少柵渣量，格柵柵條間隙（e）擬定為20.00mm。設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)流量：Qmax=8.4萬m3/d=3500m3/h0.97m3/s；柵前水深：h=1.0m；過柵流速：v=0.8m/s；柵條間隙：e=20.00mm；格柵安裝角度：；柵條斷面類型：圓形截面。3.4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算1柵條的間隙數(shù)（n） n=57條2柵槽寬度（B）設(shè)計(jì)采用圓鋼為柵條，取柵條寬度S=0.01mB=S（n1）+en=0.01×（571）+0.02×57=1.7m選用GH1600型鏈?zhǔn)叫D(zhuǎn)格柵除污機(jī)1臺(tái)，過柵流速1

45、m/s，齒耙轉(zhuǎn)速2.14r/min，柵條組寬1000mm，電機(jī)功率1.5kW，柵條間隙20mm，安裝角度60°。3進(jìn)水渠漸寬部分長度（l1）取進(jìn)水渠寬B1=1.0m，漸寬部分展開角（進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為0.97m/s）l1=0.96m4柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度（l2）：l2=0.48m5通過格柵的水頭損失（h1）因?yàn)闁艞l為圓形截面，所以取=3，=1.79，阻力系數(shù)=h1=K·h0=K···sin=3×1.79×××sin60°=0.06m6柵后槽總高度（H）取柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m，

46、柵前渠道深H1=h+h2=1+0.3=1.3m則H=h+h1+h2=1+0.3+0.06=1.36m為避免造成柵前涌水，可將柵后槽底下降h1作為補(bǔ)償。7柵槽總長度（L）L=l1+l2+0.5+1.0+=0.96+0.48+0.5+1.0+3.69m 格柵間占地面積：L×B5.0×2.010.0m28. 每日柵渣量（W）對(duì)于柵條間隙e=20.00的中格柵，對(duì)于城市污水，每單位體積污水?dāng)r截污物為W10.05m3/103 m3，則 W=m3/d攔截污物量大于0.2m3/d，采用機(jī)械排渣。污物的排除采用機(jī)械裝置：選用長度L為8.0m，直徑D為300mm的螺旋輸送機(jī)1臺(tái)。計(jì)算圖如圖1

47、所示：圖1 格柵計(jì)算圖3.5 曝氣沉砂池3.5.1 設(shè)計(jì)說明沉砂池的功能是利用物理原理去除污水中比重較大的無機(jī)顆粒（無機(jī)性的砂礫、礫石）和少量較重的有機(jī)物質(zhì)。以減輕機(jī)械、管道的磨損和減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷及改善污泥處理構(gòu)筑物的處理?xiàng)l件。曝氣沉砂池能夠在一定程度使砂粒在曝氣的作用下產(chǎn)生摩擦，不但可以去除附著在砂粒表面的有機(jī)污染物，還可以使污水中的油脂類物質(zhì)升至水面形成浮渣，通過刮渣機(jī)除去。設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)流量:Qmax=8.4萬m3/d=3500m3/h0.97m3/s；水平流速:v=0.08m/s；水力停留時(shí)間:t=2.0min； 有效水深:H13m。3.5.2 設(shè)計(jì)計(jì)算1曝氣沉砂池有效容

48、積（V） V=共設(shè)2組，每組分為2格，共4格，則每格有效容積（V1） V12.水流斷面積（A） A= 取12m23.池總寬度（B） B4.每個(gè)池子的寬度（B1） B1 =5.池長（L） L 取10m6.排砂量計(jì)算對(duì)于城市污水，采用曝氣沉砂工藝，產(chǎn)生砂量約為X12.03.0m3/105 m3，取3.0m3/105 m3，則每日沉砂產(chǎn)量QsQmax·X184000×3.0×1052.52m3/d（含水率P60）假設(shè)貯砂時(shí)間為t2.0d，則存砂所需容積VQs·t2.52×2.05.04m3折算為含水率P85的沉砂體積（V） V=5.04×1

49、3.44m3每格曝氣沉砂池設(shè)砂斗2個(gè)，共8個(gè)砂斗，設(shè)砂斗高2.0m，斗底平面尺寸為（0.6×0.6）m2，則砂斗總?cè)莘e（V） V8××（220.622×0.6）29.65m3每組曝氣沉砂池的尺寸為：L×B×H10.0×4.0×5.57曝氣系統(tǒng)計(jì)算采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)，羅茨鼓風(fēng)機(jī)供風(fēng)，穿孔管曝氣。設(shè)計(jì)曝氣量q0.2m3/（m3 h），則每小時(shí)所需空氣量（Q） Qq·Qmax0.2×3500700m3/h11.7m3/min供氣壓力（P） P19.6kpa穿孔管布置：在每格曝氣沉砂池的池長邊兩側(cè)分別設(shè)置

50、2根穿孔曝氣管，共8根。8進(jìn)水、出水及撇油污水直接從池的一端進(jìn)入，再從池的另一端淹沒出水，在曝氣沉砂池會(huì)有少量浮油產(chǎn)生，在出水端設(shè)置撇油管，人工撇除浮油。計(jì)算圖如圖2所示：圖2 曝氣沉砂池計(jì)算圖3.6 砂水分離間選用直徑0.5m鋼制壓力式旋流砂水分離器兩臺(tái)，1組曝氣沉砂池1臺(tái)。砂水分離器外形高度11.5m，入水口離地面11.0m，入口的壓力10.0mH2O，則選用提砂設(shè)備所需揚(yáng)程H11.010.02.523.5mH2O。選用2臺(tái)螺旋離心泵提砂，1用1備，Q40.0m3/min，H25.0mH2O，N11.0kW。砂水分離間平面尺寸：L×B（5.0×2.0）m23.7 鼓風(fēng)機(jī)

51、房鼓風(fēng)機(jī)對(duì)曝氣沉砂池供風(fēng)，總供氣量為11.7m3/min。選用TSD150型羅茨鼓風(fēng)機(jī)3臺(tái)，2用1備，單臺(tái)Qa10.30m3/min，P19.6kpa，N7.5kW，口徑150Amm，轉(zhuǎn)速660r/min。鼓風(fēng)機(jī)房尺寸：L×B×H=（10.0×8.0×5.0）m23.8 奧貝爾(ORBAL)型氧化溝3.8.1 設(shè)計(jì)說明氧化溝也稱循環(huán)曝氣池，是一種改良的活性污泥法。氧化溝采用水平軸曝氣機(jī)進(jìn)行攪拌、推進(jìn)、充氧，部分曝氣機(jī)配置變頻調(diào)速器，氧化溝內(nèi)安裝溶解氧測(cè)定儀，溶解氧訊號(hào)傳至中心控制室微機(jī)，經(jīng)微機(jī)處理后再反饋至變頻調(diào)速器，實(shí)現(xiàn)曝氣根據(jù)溶解氧自動(dòng)控制。擬采用O

52、RBAL氧化溝，去除BOD和COD之外，還具備硝化和一定的脫氮作用，污泥負(fù)荷低于0.15kgBOD/（kgVSS·d），污泥齡介于58d。設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)流量:Q6.0萬m3/d2500m3/h0.69m3/s； 進(jìn)水BOD5：So356.4mg/L； 出水BOD5：Se356.4×（190）35.64mg/L； （生活污水BOD=400mg/L，工業(yè)廢水BOD=180mg/L） 污泥負(fù)荷：Ns0.14kgBOD/（kgVSS·d）； 污泥齡:ts8d； 產(chǎn)率系數(shù)（污泥增長系數(shù)）：y0.5kg/kg； 污泥濃度：MLSS5000mg/L；污泥f0.6，MLVSS3000mg/L；有效水深：H13.5m（23.6m）。3.8.2 設(shè)計(jì)計(jì)算1 氧化溝所需容積（V）V=m3共設(shè)氧化溝2組，每組氧化溝容積（V1）V1m32 每組氧化溝平面面積（A1）A1m23 氧化溝半徑（R）設(shè)計(jì)氧化溝為同心圓形，每組氧化溝有3條溝，外溝渠