毕业设计（论文）-城市污水处理厂设计.doc

江西理工大学2011届本科生毕业设计（论文） 摘 要本次设计的城市污水处理厂的工程规模达200000m3/d。为使出水达到国家综合污水排放标准（gb 189182002）一级b类标准，同时贯彻执行“三同时”制度，故本次设计采用处理效率较高的卡鲁塞尔2000 型氧化沟处理工艺。该工艺不仅能去除bod5与cod，而且还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水nh3-n低于排放标准。本工程污水处理工艺为carrousel 2000氧化沟工艺，污泥处理工艺为污泥浓缩脱水工艺。关键词：城市污水；卡鲁塞尔2000型氧化沟；污泥浓缩脱水the scale of the urban wastewater treatment plant project in the thesis is 200000m3 / d. to reach the comprehensive national sewage discharge standard (gb 18918-2002) class a type b, while implementing the the three simultaneousnesses system, high efficiency carrousel 2000 oxidation ditch treatment process is used in this project. the process can remove bod5 and cod as well as is of certain ability of nitrification and nitrogen and phosphorus removal. in this way, the content of nh3-n in the sewage can stay below the emission standard. wastewater treatment process for this project is carrousel 2000 oxidation ditch treatment process. sludge treatment process is sludge concentration and dewatering process. keywords: urban wastewater, carrousel 2000 oxidation ditch, sludge concentration and dewatering.朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典 - 查看字典详细内容目 录 前 言5 第一章 城市污水处理厂设计概况6 1.1 设计概况6 1.2 设计原则、范围与依据6 1.3 工程规模和处理水质要求8 1.4 工艺流程的比较及选择8 1.4.1 工艺流程的比较8 1.4.2 工艺流程的选择12 1.5 本设计工艺流程的确定14 1.6 水处理构筑物设计说明14 1.6.1 粗格栅14 1.6.2 污水提升泵房15 1.6.3 细格栅15 1.6.4 曝气沉砂池15 1.6.5 氧化沟16 1.6.6 二沉池16 1.6.7 接触消毒池18 1.7 污泥处理构筑物设计说明19 1.7.1 污泥泵站20 1.7.2 污泥浓缩池20 1.7.3 储泥池20 1.7.4 脱水机房21 1.8 平面与高程布置21 1.8.1 平面布置21 1.8.2 高程布置23 第二章 城市污水处理厂设计计算书25 2.1 泵前粗格栅25 2.1.1 设计参数25 2.1.2 设计计算25 2.2 污水提升泵房27 2.2.1 设计计算27 2.2.2 泵的扬程计算28 2.3 泵后细格栅29 2.3.1 设计参数29 2.3.2 设计计算29 2.4 曝气沉砂池31 2.4.1 设计参数31 2.4.2 设计计算31 2.5 氧化沟34 2.5.1设计参数34 2.5.2 设计要点34 2.5.3 设计计算36 2.6 二沉池41 2.6.1 设计参数41 2.6.2 设计计算41 2.7 接触消毒池46 2.7.1 设计参数46 2.7.2 设计计算46 2.8 巴式计量槽47 2.9 污泥泵房47 2.10 污泥浓缩池48 2.10.1 设计参数 48 2.10.2 设计计算49 2.11 储泥池51 2.12 脱水机房51 2.13 堰式配水井52 2.14 水力及高程计算54 2.14.1 水力计算54 2.14.2 高程计算54 第三章 设备材料表.58 3.1 构、建筑物一览表58 3.2 主要设备材料表59 参考文献60 致谢61前 言水，是人类生存、养息、发展的根本条件，是一切生存必不可少的物质之一，没有水的世界是无法想象的。然而，人类社会在工业化的进程中大量消耗水资源的同时，排出污水，污染河湖，危害环境，造成严重后果。英国及美国都曾在19世纪中发生因引用水源遭生活污水污染而引起的霍乱大流行，二十世纪工业迅速发展和城市人口剧增更是带来不少河流水质恶化、生物绝迹的恶果。虽然我国水资源总量非常丰富,居世界第六位，但是由于人口众多，人均占有仅约为世界平均的1/4，属世界缺水国家之一。由于水污染控制的相对滞后，受到污染的水体逐年增加，又加剧了水资源的短缺，而中国迅速进行的工业化、城市化、不可避免地加快水了污染速度。据统计，2000年我国城市污水排放量已达332亿立方米，其中绝大部分水未经有效处理而排入江河湖海。全国90以上的城市水域受到不同程度的污染，近50的重点城镇的集中饮用水源不符合标准。我国北方城市大部分受到资源型缺水困扰，南方多水地区由于受到不同程度的污染，已经呈现缺水趋势。因此，增加污水处理比例和将污水处理之后再回用是今后我国城市污水处理的趋势。今后5年我国要新增2800万吨城市污水日处理能力。此外，我国城市污水再生利用项目已经启动，一些城市或区域正全面规划污水资源化工程。国家提出至2000年我国污水处理率要求达到25%，到2005年，我国城市污水处理率将达35，2010年达到45%，这是根据国家(包括地方)财力，在各方面做出努力后争取达到的目标。城市污水包括生活污水、工业污水（受轻微污染的冷却水除外）、初期污染雨水三种。生活污水是指人类在日常生活中使用过的，并被生活废料所污染的水，这类污水的水质特点是往往含有较高的有机物，如淀粉、蛋白质、优质等，以及氮、磷等无机物，此外，还含有病原微生物和较多的悬浮物。工业废水总的来说废水排放量较大、污染物含量高、较难进行处理、对环境危害大，这类废水是城市污水的重要组成部分。本设计是以污水处理厂工程设计等污水处理相关理论知识的前提下，以生活污水为处理厂源进水，结合多年来的国内外的污水处理厂发展水平和实际情况，自选污水处理工艺流程，按照课题任务书的要求，设计日处理量为20万立方米的城市污水处理厂。本毕业设计采用carrousel 2000氧化沟法为核心工艺。设计内容主要包括了对城市污水处理厂工程处理方案的论证（确定工艺流程图）、各构筑物的选型及设计计算、污水处理厂工程的技术经济分析、污水处理厂的总体布置等方面的内容。第一章 城市污水处理厂设计概况1.1 设计概况城市污水一般由生活污水和工业废水组成，城市污水的水质与城市的规模、生活水平、工业企业的状况及废水处理水平、排水系统的形式及完善程度、气候环境等因素有关。 城市污水处理站一般由预处理、生化处理、污泥处理三部分组成。城市污水处理程序包括预处理、一级处理、二级处理、深度处理及污泥处理、其中的核心部分为二级生化处理。城市污水一级处理系统主要由格栅、筛网、沉砂池、沉淀池等组成。格栅和沉砂池也常作为城市污水的预处理系统。城市污水常挟带大量悬浮物和漂浮物，通过一级处理系统可以拦截和沉淀体积和密度较大的污染物，以保护后续处理设施，保证处理出水效果达标。因此，是污水处理工艺前必不可少的组成部分。本设计中，采用格栅、沉砂池、初次沉淀池。城市污水二级处理系统主要为生物处理系统，以生物处理技术为主体。城市污水二级处理系统可以大幅度去除污水中呈胶体和溶解性状态的有机污染物，bod5去除率达85%95%，而一级处理只能去除bod520%30%。目前，城市污水二级处理技术主要有活性污泥法、ab法、氧化沟法、sbr法、生物膜法等。本设计中采用氧化沟法。污水的深度处理包括脱氮除磷及有机物的进一步去除，常用混凝沉淀和过滤工艺，也有采用生物陶粒和生物炭工艺，而最后进行消毒处理。污泥处理是污水处理厂的重要组成部分，主要包括浓缩、消化、脱水和干化等。污水处理厂的工艺流程是指在达到所要求的处理程度的前提下，污水处理各单元的有机组合，以满足污水处理要求。采用何种处理流程还要根据污水的水质、水量，回收其中有用物质的可能性和经济性，排放水体的具体规定。因为进水水质中各种水质指标的浓度比较低且氮磷的去除率要求不高，所以在二级处理过程中氧化沟法进行处理。不仅能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解有机物，以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质，无机盐类也能被部分去除，而且通过厌氧或缺氧区的设置可以脱氮、除磷。1.2 设计原则、范围与依据 1.2.1 设计原则1、基础数据可靠认真研究各项基础资料、基本数据，全面分析各项影响因素，充分掌握水质水量的特点和地域特性，合理选择好设计参数，为工程设计提供可靠的依据。2、厂址选择合理根据城镇总体规划和排水工程专业规划，结合建设地区地形、气象条件，经全面地分析比较，选择建设条件好、环境影响小的厂址，功能分区明确，生产、生活、人、物、车流向合理。3、工艺先进实用选择技术先进、运行稳定、投资和处理成本合理的污水污泥处理工艺，积极慎重地采用经过实践证明行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备，使污水处理工艺先进，运行可靠，处理后水质稳定地达标排放。4、总体布置考虑周全根据处理工艺流程和各建筑物、构筑物的功能要求，结合厂址地形、地址和气候条件，全面考虑施工、运行和维护的要求，协调好平面布置、高程布置及管线布置间的相互关系，力求整体布局合理完美。5、避免二次污染污水处理工艺作为环境保护工程，应避免或尽量减少对环境的负面影响，如空气、噪声、固体废物污染等；妥善处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂、污泥和臭气等，避免对环境的二次污染。6、运行管理方便以人为本，充分考虑便于污水厂运行管理的措施。污水处理过程中的自动控制，力求安全可靠、经济实用，以利提高管理水平，降低劳动强度和运行费用。7、近期远期结合污水处理厂设计应近远期全面规划，不宜分期建设的部分，如配水井、泵房及加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为以后的发展留有挖潜和扩建的条件，污水厂的厂区面积，应按项目总规模控制，并做出分期建设的安排，合理确定近期规模。8、满足安全要求污水处理厂设计须充分考虑安全运行要求，如适当设置分流设施、超越管线等。厂区消防的设计和消化池、贮气罐急其他危险单元设计，应符合相应安全设计规范的要求。1.2.2 设计内容及范围本次设计内容为全面熟悉城市污水处理的传统工艺和先进工艺，根据要求设计工艺方案，完成计算书，成本核算后进行工艺完善及绘制设计图。本设计范围为对污水处理厂厂内的污水处理构筑物、污泥处理构筑物及必要的附属建筑进行工艺及总图的初步设计，不包括收集管网及泵站部分。1.2.3 设计依据设计任务书及相关原始数据污水综合排放标准（gb8978-96）城镇污水处理厂污染物排放标准（gb189182002）污水排入城市下水道水质标准（cj3082-1999）地表水环境质量标准（gb3838-2002）1.3 工程规模和处理水质要求工程规模：某城市污水处理厂的每日最大污水处理量为200000m3/d 。处理后的水质要达到国家一级（b）类排放标准，根据城镇污水处理厂污染物排放标准（gb189182002）可得进出水水质情况如表1.1：表1.1 设计污水处理厂生化处理阶段污染物去除率 指标codcr(mg/l)bod5(mg/l)ss(mg/l)nh3n(mg/l)进水水质75034012040出水水质60202020处理率92%94.12%83.33%50%1.4 工艺流程的比较及选择1.4.1 工艺流程的比较根据城市污水处理及污染防治技术政策，日处理量能力在1020万立方米的污水处理设施，可选用常规活性污泥法、氧化沟法、sbr法和ab法等成熟工艺。本城市污水处理厂的方案，既要考虑有效去除bod5又要适当去除n，故可选择三种典型的工艺流程，有三种可供选择的工艺：1）间歇式活性污泥法（sbr工艺）；2）氧化沟工艺；3）好氧缺氧（a1/o）脱氮工艺。以下是三种工艺流程的比较：（一）sbr工艺sbr是序批间歇式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。其工艺流程图如图1.1。图1.1 传统sbr工艺流程简图sbr工艺的一个完整的操作过程，亦即每个间歇反应器在处理废水时的操作过程包括五个阶段：进水期；反应期；沉淀期；排水排泥期；闲置期。sbr的运行工况以间歇操作为特征。五个工序都在一个设有曝气或搅拌装置的反应器中依次进行，所以省去了传统活性污泥法中的沉淀池和污泥回流设施。在处理过程中，周而复始地循环这种操作周期，以实现污水处理的目的。sbr工艺的优点如下：（1） 工艺流程简单，运转灵活，基建费用低；（2） 处理效果好，出水可靠；（3） 具有较好的脱氮除磷效果；（4） 污泥沉降性能良好；（5） 对水质水量变化的适应性强。 sbr工艺的缺点如下：（1） 反应器容积利用率低；（2） 水头损失大；（3） 不连续的出水，要求后续构筑物容积较大，有足够的接受能力；（4） 峰值需氧量高；（5） 设备利用率低；（6） 管理人员技术素质要求较高。对于小型污水处理厂而言，sbr是一种系统简单、投资节省、处理效果较好的工艺，但是它用于大型污水处理厂就不太适合了。因为大型污水处理厂的进水量大，需要设计多个sbr反应池进行并联运行，个数增多，必定使操作管理变得复杂，运行费用也会提高。而且由于sbr法是一种设备利用率低的处理工艺，用于大型污水处理厂时，基建费用也高。（二）氧化沟工艺氧化沟又称循环混合式活性污泥法。一般采用延时曝气，同时具有去除bod5 和脱氮的功能，它采用机械曝气，一般不设初沉池和污泥消化池。氧化沟处理效率为：bod5 和ss均为95%以上，总氮为70%80%。氧化沟具有工艺流程短，处理效率高，出水水质稳定，运行管理简单等优点，但占地面积过大。在流态上，氧化沟介于完全混合与推流之间。污水在沟内的流速v 平均为0.4m/s,氧化沟总长为l，当l 为100500m 时，污水完成一个循环所需时间约为420min，如水力停留时间定为24h,则在整个停留时间要做72360 次循环。可以认为在氧化沟内混合液的水只是接近一致的，从这个意义来说，氧化沟内的流态是完全混合式的。但是又具有某些推流式的特征，如在曝气装置的下游，溶解氧浓度从高向低变动，甚至可能出现缺氧段。氧化沟的这种独特的水流状态，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其区分为富氧区、缺氧区，用以进行硝化和反硝化，取得脱氮的效应。常用的氧化沟系统由卡罗塞氧化沟、交替工作氧化沟及二沉池交替工作氧化沟。氧化沟工艺流程见图1.2：图1.2 氧化沟工艺流程简图氧化沟可分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟如帕斯韦尔（pasveer）氧化沟、卡鲁赛尔（carrousel）氧化沟。普通卡鲁赛尔氧化沟处理污水的原理如下：氧化沟中的污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。在充分掺氧的条件下，微生物得到足够的溶解氧来去除bod；同时，氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，此时，混合液处于有氧状态。在曝气机下游，水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态，水流维持在最小流速，保证活性污泥处于悬浮状态。微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧，直到do值降为零，混合液呈缺氧状态。经过缺氧区的反硝化作用，混合液进入有氧区，完成一次循环。该系统中，bod降解是一个连续过程，硝化作用和反硝化作用发生在一个池子内。由于结构的限制，这种氧化沟虽然可以有效去除bod，但脱氮除磷的能力有限。氧化沟的主要优点如下：（1） 氧化沟的流态在整体上是完全混合的，而局部又具有推流特性，使得在污水中 能形成良好的混合液生物絮凝体，提高二沉池的污泥沉降速度及澄清效果；另外，其独特的水流性能对除磷脱氮也是极其重要的。（2） 处理效果稳定，出水水质好，并可实现脱氮。（3） 污泥厂量少，污泥性质稳定。（4） 能承受水量、水质冲击负荷，对高浓度工业废水有很大的稀释能力。 氧化沟的缺点如下：（1） 单纯的氧化沟工艺的除磷效率很低，需要增设厌氧段才能达到一定的除磷效率。（2） 虽然污泥产量少，耐冲击负荷，但是这是建立在该工艺很低的污泥负荷上的，且要求处理构筑物内水深要浅，而这又决定了在处理相同水质、水量污水的情况下，该工艺是最占土地的，也即增加了基建费用。（三）好氧缺氧（a1/o）脱氮工艺好氧缺氧（a1/o）脱氮工艺的基本原理：污水在好氧条件下使含氮有机物被细菌分解为氨，然后在好氧自养型亚硝化细菌的作用下进一步转化为亚硝酸盐，再经好氧自养型硝化细菌作用转化为硝酸盐，至此完成了硝化反应；在缺氧条件下，兼性异氧细菌利用或部分利用污水中原有的有机物碳源为电子供体，以硝酸盐替代分子氧作电子受体，进行无氧呼吸，分解有机质，同时，将硝酸盐中氮还原为气态氮，至此完成了反硝化反应。a1/o工艺不但能取得比较满意的脱氮效果，而且通过上述缺氧好氧循环操作，同时可取得高的cod和bod的去除率。图1.3 a/o脱氮工艺流程简图a1/o的工艺特点：（1） a1/o工艺同时去除有机物和氮，流程简单，构筑物少，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，节省基建费用；（2） 反硝化缺氧池一般无需外加有机碳源，降低了运行费用；（3） 因为好氧池在缺氧池后，可使反硝化残留的有机物得到了进一步去除，提高了出水水质；（4） 缺氧池中污水的有机物被反硝化细菌所利用，减轻了其他好氧池的有机物负荷，同时缺氧池中反硝化产生的碱度可补充好氧池中硝化需要的碱度；（5） 脱氮效果较高，一般氮的去除率约为60%85%。三种工艺经过比较，氧化沟除了具有a1/o的效果外，还具有如下特点：（1）具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其工作区分为富氧区，缺氧区，用以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮效果。（2）不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度。（3）bod负荷低，使氧化沟具有对水温、水质、水量的变动有较强的适应性，污泥产率低，勿需进行硝化处理。（4）脱氮效果还能进一步提高。（5）电耗较小，运行费用低。而sbr工艺仅适合处理量为10万m3/d以下的处理厂，所以本课题选择氧化沟处理工艺。工艺类型氧化沟sbr法a/o法技术比较1.污水在氧化沟内的停留时间长，污水的混合效果好2.污泥的bod负荷低，对水质的变动有较强的适应性1.处理流程短，控制灵活2系统处理构筑物少，紧凑，节省占地1.低成本，高效能，能有效去除有机物2.能迅速准确地检测污水处理厂进出水质的变化。经济比较可不单独设二沉池，使氧化沟二沉池合建，节省了二沉池合污泥回流系统投资省，运行费用低，比传统活性污泥法基建费用低30%能耗低，运营费用较低，规模越大优势越明显使用范围中小流量的生活污水和工业废水中小型处理厂居多大中型污水处理厂稳定性一般一般稳定1.4.2 工艺流程的选择本设计的工艺流程初定如下：氧化沟处理工艺（carrousel 2000型氧化沟）。carrousel氧化沟是1967年由荷兰的dhv公司开发研制。在原carrousel氧化沟的基础上dhv公司和其在美国的专利特许公司eimco又发明了carrousel 2000系统，实现了更高要求的生物脱氮和除磷功能。至今世界上已有850多座carrousel氧化沟和carrousel 2000系统正在运行。carrousel氧化沟的研制目的是为了满足在较深的氧化沟沟渠中使混合液充分混合，并能够维持较高的传质效率，以克服小型氧化沟沟深浅，混合效果差的缺陷。至今，世界上已有近千座各类型carrousel氧化沟运行。实践证明，该工艺具有适应范围广、投资省、处理效果高、可靠性好、管理方便和运行维护费用低等优点。图1.4 普通 carrousel 氧化沟平面结构图由图1.4可见，carrousel氧化沟使用定向控制的曝气和搅动装置，向混合液传递水平速度，从而使被搅动的混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动。因此氧化沟具有特殊的水力学流态，既有完全混合式反应器的特点，又有推流式反应器的特点，沟内存在明显的溶解氧浓度梯度。氧化沟断面为矩形或梯形，平面形状多为椭圆形，沟内水深一般为2.54.5，宽深比为2:1，亦有水深达7m的，沟中水流平均速度为0.3m/s。氧化沟曝气混合设备有表面曝气机、曝气转刷或转盘、射流曝气器、导管式曝气器和提升管式曝气机等，近年来配合使用的还有水下推动器。图1.5 carrousel 2000 氧化沟平面结构图carrousel 2000系统在普通carrousel氧化沟前增加了一个厌氧区和绝氧区（又称前反硝化区），如图1.5所示。全部回流污泥和10-30%的污水进入厌氧区，可将回流污泥中的残留硝酸氮在缺氧和10-30%碳源条件下完成反硝化，为以后的绝氧池创造绝氧条件。同时，厌氧区中的兼性细菌将可溶性bod转化成vfa，聚磷菌获得vfa将其同化成phb，所需能量来源于聚磷的水解并导致磷酸盐的释放。厌氧区出水进入内部安装有搅拌器的绝氧区，所谓绝氧就是池内混合液既无分子氧，也无化合物氧（硝酸根）， 在此绝氧环境下，70-90%的污水可提供足够的碳源，使聚磷菌能充分释磷。绝氧区后接普通carrousel氧化沟系统，进一步完成去除bod、脱氮和除磷。最后，混合液在氧化沟富氧区排出，在富氧环境下聚磷菌过量吸磷，将磷从水中转移到污泥中，随剩余污泥排出系统。这样，在carrousel 2000系统内，较好的同时完成了去除bod、cod和脱氮除磷。1.5 本设计工艺流程的确定本工艺流程的二级生化处理系统确定为carrousel 2000型氧化沟。城市污水经粗格栅及污水提升泵房、细格栅、曝气沉砂池，至氧化沟、二沉池，出水经接触消毒池消毒之后排出至沟渠或水渠。二沉池中的污泥进入污泥泵房后回流至氧化沟中再进行生化处理。污泥泵房中的剩余污泥进入储泥池中，经过污泥脱水机房脱水，脱水之后的泥饼外运填埋。本工艺流程图如图1.6所示：图1.6 carrousel 2000型氧化沟的污水处理工艺流程 1.6 水处理构筑物设计说明1.6.1 粗格栅城市污水的一级处理是通过物理方法对污水中的悬浮物、漂浮物以及大颗粒固体污染物质进行的处理。它位于污水处理系统的前端，对后续污水处理工序的正常运行起着重要的保障作用，是污水处理工艺中部可缺少的工序。在城市污水一级处理中，格栅主要去除污水中体积较大的悬浮物或悬浮物，沉砂池主要去除密度较大的无机颗粒，初沉池主要去除无机颗粒和部分有机物质，一级处理能去除污水中40%55%的固体悬浮物，以及20%30%左右的bod5。 城市污水一级处理的主要构筑物有格栅、沉砂池和初沉池，其工艺流程如图1.7所示：图1.7 城市污水一级处理工艺流程图污水处理厂一般设置两道格栅，提升泵房站前设置粗格栅或中格栅，沉砂池前设置中格栅或细格栅。粗格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。城市大、中型污水处理厂或泵站前截留杂物大于0.2 m3/d的格栅，清除杂物量较大，一般采用机械清除设备。采用机械除渣设备时，一般采用单独格栅井。 本设计中粗格栅选用回转式格栅除污机。1.6.2 污水提升泵房提升泵房用以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过 ，从而达到污水的净化。为运行方便，本设计采用采用自灌式泵房。自灌式水泵多用于常年运转的污水泵站，它的优点是：启动及时可靠，管理方便。且鉴于其设计和施工均有一定经验可供利用，故常选用方形泵房。由于自灌式启动，故采用集水池与机器间合建，前后设置。污水提升泵房选用半地下式，地下埋深8m。1.6.3 细格栅细格栅是安装在污水泵房后的格栅，其作用是拦截中格栅未截留的悬浮物和漂浮物，设计形式和粗格栅相似。1.6.4 曝气沉砂池污水中的无机颗粒不仅会磨损设备和管道，降低活性污泥性，而且会板积在反应池底部减小反应器有效容积，甚至在脱水时扎破滤带损坏脱水设备。沉砂池的设置目的就是去除污水中泥沙、煤渣等相对密度较大的无机颗粒，以免影响后续构筑物的正常运行。沉砂池的工作原理是以重力分离或离心分离为基础，即以控制进入沉砂池的污水流速或旋流速度，使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮物颗粒则随水流带走。在污水处理系统中，沉砂池一般设在生物处理池前，从污水中分离密度较大的无机颗粒，以保护后续处理构筑物中的设备免受磨损、堵塞。按池内水流的方向不同，沉砂池可分为平流式、竖流式和旋流式三种，按池形可分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池等。平流式沉砂池是常用的沉淀池形式，具有构造简单、处理效果较好、工作稳定的优点。竖流式沉砂池通常用于去除较粗（粒径在0.6mm以上）的砂粒，结构比较复杂，处理效果一般较差，目前生产中采用较少。曝气沉砂池中曝气的作用式使颗粒之间产生摩擦，将包裹在颗粒表面的有机物除掉，产生洁净的沉砂，提高颗粒的去除效率；同时通过调节曝气量还可以控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，且对污水还有预曝气作用。旋流沉砂池利用机械控制污水的流态和流速，加速砂粒的沉淀，具有沉砂粒径小，效果好、占地省的优点。1.6.5 氧化沟 本设计采用的是卡罗塞尔（carrousel）2000氧化沟。氧化沟是二级处理的主体构筑物，是活性污泥的反应器，其独特的结构使其具有脱氮除磷功能，经过氧化沟后，水质得到很大的改善。每座carrousel 2000 型氧化沟中配有一定数量的表曝机，实沟内现混合液的推流、混合和充氧。系统的充氧量可以通过沟内表曝机运行的台数的多少进行调节。另外，从节能的角度考虑，每座氧化沟中还装有一定数量的液下推进器，用于保证混合液具有一定的流速，并防止混合液在部分表曝机运转的情况下，发生污泥沉降分离的现象3。1.6.6 二沉池（1）概述 二沉池是活性污泥系统的重要组成部分，一般布置在生化处理构筑物后面，主要用以澄清混合液，并回收浓缩活性污泥，其效果的好坏，直接影响出水的水质和回流污泥的浓度。 二沉池除了进行泥水分离外，还需要进行污泥浓缩，同时由于进水的水量和水质的变化，它还要暂时贮存污泥。由于二沉池需要起到污泥浓缩的作用，往往所需要的池面积大于只进行泥水分离所需要的池面积。（2）池型选择沉淀池按池内水流方向不同分为平流式、竖流式、辐流式三种。三种初沉池的优缺点比较见表1.2。 表1.2 平流式、辐流式和竖流式沉淀池比较池型优点缺点适用条件平流式（1） 沉淀效果好；（2） 对冲击负荷和温度变化的适应能力强；（3） 施工简易，造价较低。（1） 配水不易均匀；（2） 采用多斗排泥，每个泥斗需单独设排泥管排泥，操作量大。（1） 适用于地下水位高及地质较差地区；（2） 适用于大、中、小型污水处理厂。竖流式(1) 排泥方便，管理简单；(2) 占地面积小。（1） 池子深度大；（2） 对冲击负荷和温度变化的适应能力差；（3） 造价较高；（4） 池径不宜过大，否则布水不均。 适用于中、小型污水处理厂。辐流式（1） 多为机械排泥，运行 效果好，管理较简单。（2） 排泥设备已趋定型。 机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。（1） 用于地下水位较高地区；（2） 用于大、中型污水处理厂。 （3）设计参数的选择沉淀池的有效水深、沉淀时间及其他设计参数可参照表1.3。表1.3 沉淀池的设计数据类别沉淀池位置沉淀时间 h表面负荷m3/（m2h）污泥量干物质g（人d）污泥含水率%固体负荷kg/（m2d）堰口负荷l（ms）初沉池单独沉淀池1.52.01.52.5151795972.9二级处理前1.02.01.53.0142595972.9二沉池活性污泥法后1.52.51.01.5102199.299.41501.7生物膜法后1.52.51.02.07996981501.7本设计采用中心进水周边出水辐流式沉淀池，采用刮泥机。如图1.8：图1.8 中心进水周边出水辐流式沉淀池中心进水周边出水辐流式沉淀池的基本原理是：混合液经进水管进入中心筒后，通过筒壁上的孔口和外围的环形穿孔挡板，沿径向呈辐射状流向沉淀池周边。由于过水断面的不断增大，因此，流速逐渐变小，颗粒沉降下来。澄清水则经溢流堰或淹没孔口汇入集水槽排出。1.6.7 接触消毒池（1）概述 消毒是保证污水安全排放或回用的最后环节。尽管在污水处理过程中，水中的微生物和可能的致病菌已绝大部分备杀灭（氧化）或随着沉淀物一起被去除，但经过二级处理的城市污水中仍可能含有一些游离的微生物（致病菌），其排放仍可能对水体的卫生安全（尤其是排放水体作为饮用水源或其他可能与人类接触的用途时）造成威胁。因此，消毒是污水（尤其是城市污水、医院污水、屠宰污水等含有人类及动物代谢物的污水）处理必需的最终的处理单元。 消毒方法分为两类：物理方法和化学方法。物理方法主要有加热、冷冻、辐照、紫外线和微波消毒等方法。化学方法是利用化学药剂进行消毒，常用的化学消毒剂有氯及其化合物、各种卤素、臭氧、重金属离子等。污水消毒常用的消毒剂为氯系消毒剂，主要为液氯和漂白粉。消毒过程在接触池中进行。接触池有水平隔板式、垂直隔板式和搅拌池等，由于水平隔板式（又称廊道式）流态稳定，不易短流和形成漩涡，且阻力较小，因此为最常见的接触池池型。氯价格便宜，消毒可靠且经验成熟，是应用最广的消毒剂，所以本次设计选择液氯消毒。消毒剂的优缺点和适用条件见表1.4。表1.4 消毒剂优缺点和适用条件消毒剂优 点缺 点适 用 条 件液 氯 效果可靠、投配简单、投量准确，价格便宜 氯化形成的余氯及某些含氯化合物低浓度时对水生物有毒害，当污水含工业污水比例大时，氯化可能生成致癌化合物 适用于，中规模的污水处理厂漂白粉 投加设备简单，价格便宜 同液氯缺点外，沿尚有投量不准确，溶解调制不便，劳动强度大 适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂臭 氧 消毒效率高，并能有效地降解污水中残留的有机物，色，味，等，污水中ph，温度对消毒效果影响小，不产生难处理的或生物积累性残余物 投资大成本高，设备管理复杂 适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂次氯酸钠 用海水或一定浓度的盐水，由处理厂就地自制电解产生，消毒 需要特制氯片及专用的消毒器，消毒水量小 适用于医院、生物制品所等小型污水处理站1.7 污泥处理构筑物设计说明 城市污水处理厂在对污水进行处理的同时会产生各种污泥。污泥的来源各不相同，有的是截留下来的悬浮物质，有的是生物处理系统排出的生物污泥，有的则是由于投加药剂而产生的化学污泥。 城市污水处理厂初沉池污泥数量较大，一般为有机物，易腐化并散发出难闻的气味，还可能含有寄生虫卵和病原体。所以需要重点处理和处置。 在污水处理过程中，会产生大量污泥，其中含有许多有毒有害物质，且含水率高，因此需对污泥进行处理， 以达到减量、稳定、无害化及资源化利用的目的。污泥的处理有浓缩、消化、脱水及最终处置等工艺。 剩余活性污泥是指活性污泥是指活性污泥法系统排出的污泥。剩余活性污泥含固率一般在0.50.8%之间，取决于所采用的不同生化处理工艺。有机成分常在7085%之间，与污水处理中是否设初沉池及泥龄的长短有关。剩余活性污泥的ph值在6.57.5之间，取决于污水处理系统的工艺以及控制状态。由于活性污泥的含固率一般都小于1%，因而其流动性能及混合性能与污水基本一致，但不易沉降。活性污泥的产量取决于污水处理所采用的生化工艺类型，传统活性污泥工艺、a-b工艺以及a/o等工艺的产泥量都有出入。1.7.1 污泥泵房设计污泥泵房三座，分别位于氧化沟与沉淀池之间，每个污泥泵房承担氧化沟的污泥回流和沉淀池的剩余污泥排放。本设计的污泥泵房负责将二沉池产生的活性污泥一部分作为回流污泥输送至氧化沟，另一部分作为剩余污泥由地下管道输送至浓缩池进行浓缩处理。污泥泵设计参数同污水泵站中的参数。其中设计回流污泥量为qr=rq，污泥回流比r=100，即qr=100%m3/d=133333.3m3/d。1.7.2 污泥浓缩池（1）概述 污泥处理系统产生的污泥，含水率高，体积很大，输送、处理或处置都很不方便。污泥浓缩可使污泥初步减容，使其体积减小为原来的几分之一，从而为后续处理或处置带来方便。首先，经浓缩后，可使污泥管的管径减小，输运泵的容量减小。浓缩之后直接脱水，可减少脱水机台数，并降低污泥调质所需的絮凝剂投加量。 污泥浓缩的方式有重力浓缩和气浮浓缩。如果选择厌氧消化进行污泥稳定，一般采用重力浓缩；当采用好氧消化进行污泥稳定时，两者均可选择。 重力浓缩又分为连续式和间歇式。一般中大型污水处理厂均选择连续式。 本次设计中采用重力连续式浓缩。 （2）重力浓缩的基本原理 重力浓缩法是依靠污泥重力作用而达到污泥在浓缩池中浓缩的目的。重力浓缩法主要浓缩初沉污泥和剩余活性污泥。 重力浓缩池一般为圆柱形。污泥由中心筒进泥，进泥点一般在池深的一半处。浓缩池下层颗粒间隙中的水在上层颗粒的重力作用下被挤压出来，颗粒拥挤更加紧密，污泥浓度提高，从而实现污泥浓缩。上清液由池周的溢流堰溢出，回流至污水处理系统。污泥可采用重力排泥方式。储泥池一般设计为圆形，内置搅拌机，防止污泥结块和沉淀影响污泥从储泥池到脱水间的输运。污泥平衡。储泥池的体积越大，储泥时间越长，脱水间的工作灵活性越大。1.7.3 储泥池储泥池的作用是调节消化池排泥和污泥脱水两个单元的污泥平衡。储泥池的体积越大，储泥时间越长，脱水间的工作灵活性越大。储泥池一般设计为圆形，内置搅拌机，防止污泥结块和沉淀影响污泥从储泥池到脱水间的输运。1.7.4 脱水机房 （1）脱水之前的污泥调理城市污水中含有大量有机污染物质，城市污水处理厂产生的污泥中含有的固体物质主要是与水亲和力很强的胶体粒子。因此，必须在污泥脱水之前，对污泥进行处理，使污泥改变亲水性能，增强脱水效果。污泥经过调理，污泥颗粒尺寸加大，可以释放出污泥中的吸附水，提高脱水效果。常用的污泥调理方法是加药调理法、加热调理法、冷却调理法和辐射调理法。本设计中的污泥含有较高的有机物，采用加药调理法。因此，选用高聚合度的有机高分子絮凝剂，如pam。 （2）污泥脱水 污泥脱水是将污泥中的含水率降至85%以下的操作（污泥的极限游离水含量20%）。污水将脱水后，一般形成泥饼，体积大大减小，以便于最终的处置。在脱水前要对污泥进行调理，改善污泥的脱水性能。工程上调理的主要方法为投加絮凝剂。絮凝剂一般采用高分子絮凝剂。污泥脱水方法有自然干化、机械脱水、烘干及焚烧等方法。城市污水处理厂一般由于场地的限制，污泥脱水主要采用机械脱水。机械脱水的方式有真空过滤、板框压滤、带式压滤和离心过滤等。板框压滤为间歇操作，一般适用于中小型污水处理厂；大中型污水处理厂目前普遍采用带式过滤或离心过滤。本设计采用带式压滤脱水机。 1.8 平面与高程布置1.8.1 平面布置污水处理厂厂区平面布置遵循国家有关标准和规范进行。本设计将污水处理厂厂区按功能划分，并进行相关布置。厂区分办公生活服务区、污水处理区、污泥处理区三大部分，各区既相互独立，又有有机联系，既能最大限度地减小占地和管道连接，又便于管理。污水处理厂的平面布置包括：污水处理构筑物、污泥处理构筑物、综合办公楼、维修间、仓库、车库、锅炉房、传达室、配电中心、食堂、浴室及其它辅助建筑物，以及各种管道、道路、绿化等的布置。根据处理厂的规模大小，采用1：1001：1000比例尺的地形图绘制总平面图，管道布置可单独绘制。平面布置的一般原则如下：（1）处理构筑物的布置应紧凑，节约用地并便于管理；池型的选择应考虑占地多少及经济因素。圆形池造价比较低，但进出水构造较复杂。方形池或矩形池池墙较厚，但可利用公共墙壁以节约造价，且布置可紧凑，减少占地。一般小型污水处理厂采用圆形池较经济，而大型处理厂则以采用矩形池为经济。除了占地、构造和造价等因素以外，还应考虑水力条件、浮渣清除，以及设备维护等因素；（2）每一单元过程的最少池数为两座，但在大型污水厂中，由于设备尺寸的限制，往往有多池。当发生事故，一座池子停止运转时，其余的池子负荷增加，必须计算其对出水水质的影响，以确定每一池子的尺寸。根据生产实践，每一单独处理池的能力可达1020万m3/d；（3）在选择池子的尺寸和数目时，必须考虑污水厂的扩建。对每一种单元过程的全部处理池，最好采用相同的尺寸，且应避免在初期运行时有过大的富余能力；（4）处理构筑物应尽可能地按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用地形，以减少土方量；（5）经常有人工作的建筑物如办公、化验等用房应布置在夏季主风向的上风一方，在北方地区，并应考虑朝阳；（6）在布置总图时，应考虑安装充分的绿化地带；（7）总图布置应考虑远近期结合，有条件时，可按远景规划水量布置，将处理构筑物分为若干系列，分期建设。远景设施的安排应在设计中仔细考虑，除了满足远景处理能力的需要增加的处理池以外，还应为改进出水水质的设施预留场地；（8）构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的位置，运转管理的需要和施工的要求，一般采用510m；（9）污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以策安全，并管理方便。污泥消化池应距初沉池较近，以缩短污泥管线，但消化池与其他构筑物之间的距离不应小于20m。贮气罐与其他构筑物的间距则应根据容量大小按有关规定办理；（10）变电站的位置宜设在耗电量大的构筑物附近，高压线应避免杂一厂内架空敷设；（11）污水厂内管线种类很多，应考虑综合布置，以免发生矛盾。污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流。自流管道应绘制纵断面图；（12）如有条件，污水厂内的压力管线和电缆可合并敷设在一条管廊或管道沟内，以利于维护和检修；（13）污水厂内应设超越管，以便在发生事故时，使污水能超越一部或全部构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流；（14）在污水厂内主干道应尽量成环，方便运输。主干宽69m次干道宽34m，人行道宽1.5m2.0m，曲率半径9m，有30%以上的绿化；（15）污水厂的占地面积，随处理方法和构筑物选型的不同，而有很大的差异。1.8.2 高程布置污水处理厂在进行平面布置的同时，必须进行高程布置，以确定各处理构筑物及连接管渠的高程，并绘制处理流程的纵断面图，其比例一般采用：纵向1：501：100，横向与总平面布置图相同，或示意图上应注明构筑物和管渠的尺寸、坡度、各节点水面、内底以及原地面和设计地面的高程。在整个污水处理过程中，应尽可能使污水和污泥为重力流，但在多数情况下，往往需抽升。高程布置的一般规定如下