西宁市城市污水回用处理工程设计毕业设计.doc

摘摘 要要 内容摘要：本设计内容为西宁市城市污水回用处理工程设计，其处理对象 主要为生活污水和工业废水，要求城市污水经处理后，60%就近排入水体。达 到污水处理厂出水水质参考城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918- 2002）中的一级 B 标准。城市污水经处理后，40%经处理工艺处理后的，作为 回用水。夏季主导风向为西南风，进水 BOD 为 300mg/L，SS 为 340mg/L。根 据进水水质分析，以及出水要求，污水水质 BOD/COD=0.73，可见原污水可生 化性良好。因此，经过几种方案的比较，最终选择以卡鲁塞尔氧化沟为核心的 处理工艺， 本设计的工艺流程为：进水粗格栅污水提升泵站细格栅平流式沉 砂池厌氧池卡鲁塞尔氧化沟辐流式沉淀池紫外线消毒配水井溶气 气浮池普通快滤池池接触池回用水池。主要构筑物有水泵 5 台，卡鲁塞 尔氧化沟 4 座，辐流式二沉池 4 座，紫外线消毒渠 1 座，气浮池 2 座，普通快 滤池 4 座，接触池 2 座，中水池 1 座。 污泥部分处理流程为：污水回流泵房浓缩池污泥脱水泥饼外运，主 要构筑物包括 2 座浓缩池，1 座脱水机房 文本部分包括：设计说明书、设计计算书、结束语、致谢、参考文献； 图纸包括：污水厂平面布置图、污水厂高程布置图、污水提升泵站布置图、 平流式沉砂池工艺图、卡鲁塞尔氧化沟工艺图、辐流式二沉池工艺图、污泥浓 缩池、接触池工艺图。 本设计的要点是将原污水经过中格栅间，由污水泵站提升，经过平流式沉 砂池的一级处理，再经过厌氧池及氧化沟，经二沉池达到泥水分离，再经过紫 外线消毒，一部分水达到二级排放标准直接排放，另一部分经气浮池，普通快 滤池过滤及接触池消毒，进入回用水池以再次利用， 。本设计的优点就是利用氧 化沟工艺，不设初沉池和污泥消化池，是工艺流程简单，便以操作和运行，对 于水质的处理的效果好。 关键词：关键词：城市污水处理，卡罗塞尔氧化沟，污泥浓缩，中水回用 Abstract Summary: This design content Xining city wastewater reuse treatment engineering design, mainly for its handling of domestic sewage and industrial wastewater, urban sewage after treatment requirements, 60 percent discharged into nearby water bodies. Achieve “sewage treatment plant effluent quality reference“ urban sewage treatment plant pollutant discharge standards “(GB18918-2002) in a B standard. Urban sewage after treatment, 40% of the treated process treated as reuse water. Dominant wind direction is southwest summer influent BOD of 300mg / L, SS of 340mg / L. According to water quality analysis, and water requirements, wastewater quality BOD / COD = 0.73, shows that the original wastewater biodegradability is good. Therefore, after comparing several options, chose to Carrousel oxidation ditch treatment process as the core, The design of the process: water coarse grid sewage pump stations advection fine grid anaerobic pond grit chamber Carrousel oxidation ditch radial flow sedimentation tank with ultraviolet disinfection Well dissolved air flotation tank contact with ordinary rapid filter pool pool pool reuse. There are five major structures pumps, Carrousel oxidation ditch 4, radial flow secondary sedimentation tank 4, ultraviolet disinfection drainage 1, flotation tank 2, the general rapid filter 4, contact tank 2, in the pool 1. Partially treated sludge process: sewage pumping station reflux concentrate tank sludge dewatering sludge cake Sinotrans, the main structures include two concentrated pool, a dewatering room Text section includes: design specification, design calculations, Conclusion, Acknowledgements, References; Drawings include: wastewater treatment plant floor plan, elevation layout sewage plant, sewage pumping station layout, advection process diagram grit chamber, Carrousel oxidation ditch process diagram, radial flow process diagram secondary settling tank, sludge concentration tank, contact tank process diagram. The point is that the original design of the wastewater through the grille from the sewage pumping station upgrade, through advection grit chamber of a deal, and then after the anaerobic tank and oxidation ditch, reached by secondary sedimentation tank water separation, and then after ultraviolet disinfection, part of the water discharge standards to achieve two direct emissions, partly through the flotation tank, ordinary rapid filter filtration and disinfection contact tank into the pool in order to re-use reuse. The advantage of this design is the use of oxidation ditch process, with no primary settling tank and sludge digestion tank is a simple process, then to operate and run for the water treatment effect. Keywords: urban sewage treatment， carrousel oxidation ditch， Sludge Thickening， water reuse III 目录目录 1.设计概述及设计原则1 1.1.1 设计题目1 1.1.2 设计资料1 1.1.3 设计依据3 1.1.4 进度安排3 1.1.5 设计成果要求3 1.2 设计原则.4 1.2.1 污水处理厂厂址的选择4 1.2.2 工艺流程选择的原则4 1.2.3 污水厂的平面布置原则5 1.2.4 污水厂的高程布置原则6 2.设计方案的比选7 2.1 污水水质及处理程度的计算.7 2.1.1 进水水质8 2.2 工艺流程比选.8 2.3 工艺流程的确定.12 2.4 污水处理构筑物的选择.13 2.4.1 格栅.13 2.4.2 进水闸井.13 2.4.3 污水泵房.13 2.4.4 沉砂池.14 2.4.5 氧化沟.14 2.4.6 沉淀池（二沉池）.16 2.4.7 消毒17 2.5 污泥处理构筑物的选择.17 2.5.1 污泥池17 2.5.2 污泥脱水.18 2.6 中水处理构筑物的选择.18 2.6.1 溶气气浮池18 2.6.2 过滤.19 2.6.3 消毒19 3.城市污水处理系统计算19 3.1 细格栅的设计.19 3.1.1 设计原则19 3.1.2 设计计算20 3.1.3 粗格栅选用22 3.1.4 格栅间尺寸的确定22 3.2 污水泵房的设计 22 3.2.1 一般规定.22 3.2.2 设计计算23 3.3 细格栅的设计计算： 25 3.3.1 设计参数.25 3.3.2 设计计算.25 3.3.3 细格栅选用.27 3.3.4 皮带输送机选用.27 3.3.5 格栅间尺寸的确定.28 3.4 平流式沉砂池的设计.28 3.4.1 设计参数28 3.4.2 设计计算28 3.5 厌氧池的设计.29 3.5.1 设计参数.30 3.5.2 污泥回流量计算.30 3.5.3 设计计算30 3.6 氧化沟的设计31 3.6.1 已知条件.31 3.6.2 设计参数.31 3.6.3 氧化沟设计计算.31 3.6.4 氧化沟表面曝气机选用.38 3.7 堰式配水井38 3.7.1 设计参数.38 3.7.2 设计计算.39 3.8 二沉池的设计40 3.8.1 设计要求.41 3.8.2 设计参数.41 3.8.3 设计计算.41 3.8.4 刮泥设备的选择.46 3.9 紫外线消毒47 3.9.1 设计参数47 3.9.2 设计计算47 3.10 计量设施48 3.10.1 计量设备的选择.48 3.10.2 设计依据.48 3.10.3 设计计算.49 4.污泥处理工艺的设计及计算49 4.1 污泥泵站的设计 49 4.1.1 回流污泥泵设计.49 4.1.2 回流污泥泵的选用.49 4.2 浓缩池的设计50 4.2.1 设计要求.50 4.2.2 设计参数.50 4.2.3 设计计算.50 4.3 污泥脱水机房52 4.3.1 设计计算.53 4.3.2 压滤机的选用.53 5.污水回用系统的设计54 5.1 溶气气浮池的计算.54 5. 1.1 设计参数.54 5.1.2 设计计算54 5.2 普通快滤池计算 57 5.2.1 设计参数.57 5.2.2 设计计算57 5.3 消毒池的计算.62 5. 3.1 液氯消毒的设计计算.62 5.3.2 接触消毒池计算62 5.3.3 加氯机的选择:63 5.3.4 氯库及加氯间的设计.63 5.4 清水池的计算.64 5.4.1 设计计算65 6.污水厂总体布置67 6.1 平面布置的一般原则 67 6.2 厂区平面布置形式 68 6.3 污水厂平面布置的具体内容.68 6.4 污水厂的高程布置.68 6.4 .1 污水处理厂高程布置应考虑事项 .68 6.4.2 高程计算69 致谢.74 参考文献.75 VII 1.设计概述及设计原则设计概述及设计原则 1.1 设计概述设计概述 1.1.1 设计题目设计题目 西宁市城市污水处理厂设计 1.1.2 设计资料设计资料 （1）污水处理厂建设规模与处理程度 表表 1.1 设计规模、进水水质与处理程度设计规模、进水水质与处理程度 工业废水量40000 近期生活污水量50000 工业废水量50000设计水量（m3/ 日）远期生活废水量60000 BOD5（mg/l)300 COD(mg/l)410 SS(mg/l)240 NH4-N(mg/l)45 TN60 TP3 PH68污 水 水 质T0C820 BOD5（mg/l)20 COD(mg/l)30 SS(mg/l)20 NH4-N(mg/l)15 TN20处理后要求达 到的水质标准TP1 直径 D(mm)1000 坡度 I(%) 充满度(h/D)0.5 流速(v/s) 排水干管状况管底标高（m)地面以下 3 米 （2）自然条件 表表 1.2 自然条件与水文特征自然条件与水文特征 自然条件 最高温度21 月平均最低温度-5.1 最高温度38.9 气温（0C）绝对最低温度-21 平均降水量580气 象 资 料夏季主导风向西南风 最高水位1505 常用水位1500 水位（米）95%保证率枯水位1498 最大流量 常水位流量 水 文 资 料流量（m3/s）95%保证率下流量 垦殖土3土 壤 资 料砾砂 地下水埋藏深度 6 地下水地下水水质 土壤承压力公斤/cm22.5 地震强度7地质及水文地 质资料冻结深度（米）1.5 当地建材供应情况充足 100KV 高压线，电价元/度0.6 自来水价格 元/m32.5 其他情况液氯来源当地供应 1.1.3 设计依据设计依据 （一） 室外排水设计规范（GB50101-2005） ； （二） 污水综合排放标准（GB8978-1996） ； （三） 地面水环境质量标准（GB3838-2002） ； （四） 城市污水处理厂污水污泥排放标准（CJ3025-93） ； （五） 城镇污水处理工程项目建设标准（2001） 。 1.1.4 进度安排进度安排 根据教学计划规定，毕业设计期限为 13 周，各阶段时间大致安排如下： （一）英文翻译及资料查阅 1 周 （二）分析资料、处理方案论证 1 周 （三）处理构筑物设计计算 3 周 （四）设计图纸的绘制 4 周 （五）校核与文件整理（包括设计说明书） 3 周 （六）毕业设计答辩 1.1.5 设计成果要求设计成果要求 （1）设计文件 1.设计说明书包括设计总说明和计算书两部分（字数不少于 15000 字） ，要 求内容完整、简洁明了、层次清楚、文理通顺、装订整齐；插图按比例，可按 单线绘制。 2.毕业设计计算书除满足上述要求外，还应计算准确，并附有工艺简图。 3.设计说明书中含英文摘要（约 200 字） ，英文摘要撰写所用专业词汇要准 确，语句要通顺，无语法错误；关键词数量 35 个，据内含由大到小排列。 （2）设计图纸 所绘图纸应反映出设计的内容。不得少于 8 张图，其中至少有 1 张图纸必 须为手绘图，2 张 1 号图，其余为 2 号图，另装成册。图纸绘制要符合国家标 准。 1.污水厂总平面布置图一张； 2.高程布置图一张； 3.构筑物详图至少 6 张。 (3）翻译 翻译篇与本专业相关的外文参考文献（不少于 5000 字符） 。 1.2 设计原则设计原则 1.2.1 污水处理厂厂址的选择污水处理厂厂址的选择 适当的选址是污水处理厂充分发挥其作用很重要的一环。厂址对周围的环 境、卫生、处理厂基本建设投资及运行费用都有很大的影响。它与城市的总体 规划、城市排水系统的走向、布置和处理后污水的出路都密切相关。当污水处 理厂的厂址有多种方案可供选择时，应从管道系统、泵站、污水处理厂各处理 单元为出发点，进行综合的技术经济比较与最优化分析，并通过有关专家的反 复论证再进行确定。 污水处理厂厂址选择应遵循下列原则： （1）无论采用什么处理工艺，应与选定的污水处理工艺相适应，尽量少占 农田和不占良田。 （2）厂址必须位于集中给水水源下游，并设在城镇、工厂厂区及生活区的 下游和夏季主导风向的下风向。为保证卫生要求，厂址应距街区净距大于 500 米。 （3）当处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政时，应考虑与用户靠近 便于运输。当处理水排放时，应与受纳水体靠近，但不低于最高洪水位。 （4）要充分利用地形以满足处理构筑物高程布置的要求，减少土方工程量。 若有可能，采用重力自流以节省动力费用。降低处理成本。 （5）根据城市总体发展规划，处理厂的选择应考虑远期发展的可能性，留 有适当的发展余地。并选择土质好的地方，便于施工。 综合考虑以上原则，初步拟订处理厂厂址选在该区东南方向，从该区平面 图上看，地势平坦，且该地方也有足够的空间满足处理厂远期发展的可能性。 有足够的地方可供建设污水厂。根据污水厂的平面布置，能够满足要求。 1.2.2 工艺流程选择的原则工艺流程选择的原则 （1）污水的处理程度 当处理水排放水体时，污水处理程度可考虑用以下几种方法确定： 1按水体的水质标准确定，即根据当地环境保护部门对该受纳水体规定的 水质标准进行确定； 2按城市污水处理厂所能达到的处理程度确定，一般多以二级处理技术所 能达到的处理程度作为依据； 3考虑受纳水体的稀释自净能力。 （2）工程造价与运行费用 工程造价和运行费用是工艺流程选定当地重要因素，当然，处理水应当达 到水质标准是前提条件。这样，以原污水的水质、水量及其他自然状况为已知 条件，以处理水应达到的水质指标为制约条件，而以处理系统最低的总造价和 运行费用为目标，建立三者之间的相互关系。 （3）当地的各项条件 当地的地形、气候等条件也是对污水处理工艺流程的选定具有一定的影响。 例如，当地拥有农业开发利用价值不大的旧河道、洼地、沼泽地等，就可以考 虑采用稳定塘、土地处理系统等污水的自然生物处理系统。 （4）原污水的水量与污水流入工况 除水质外，原污水的水量也是选定处理工艺需要考虑的因素，水质、水量 变化较大的原污水，应考虑设调节池或事故贮水池，或选用承受冲击负荷能力 较强的处理工艺，如完全混合型曝气池等，某些处理工艺，如塔式滤池和竖流 式沉淀池只适用于水量不大的小型污水处理厂。 1.2.3 污水厂的平面布置原则污水厂的平面布置原则 (1)各处理单元构筑物的平面布置 处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在做平面布置时应根据各构筑物 的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区内的平面位置。 对此，应考虑： 1贯通、连接各处构筑物之间的管、渠，使之便捷、直通，避免迂回曲折。 2土方量做到基本平衡，并避开劣质土壤地段。 3在处理构筑物之间，应保持一定距离，以保证敷设连接管、渠的要求， 一般的间距可取值 510m，某些有特殊要求的构筑物，如污泥消化池、沼气贮 罐等，其间距应按有关规定确定。 4各处理构筑物在平面上布置，应考虑尽量紧凑。 5污泥处理构筑物应考虑尽可能单独布置，以方便管理，应布置在厂区夏 季主导风向的下风向。 (2)管、渠的平面布置 1在各处理构筑物之间，设有贯通、连接的管、渠。此外，还应设有能够 使各处理构筑物能够独立运行的管、渠，当某一处构筑物因故停止工作时，其 后接处理构筑物仍能够保持正常的运行。 2应设超越全部处理构筑物，直接排放水体的超越管。 3 在厂区内还应设有空气管路、沼气管路、给水管路及输配电线路。这 些管线有的敷设在地下，但大都在地上，对它们的安装既要便于施工和维护管 理，又要紧凑，少占用地。 (3)辅助建筑物的平面布置 污水厂内的辅助建筑物有中央控制室、配电间、机修间、仓库、食堂、宿 舍、综合楼等。它们是污水处理厂不可缺少的组成部分。 1辅助建筑物建筑面积的大小应按具体情况条件而定。辅助建筑物的设置 应根据方便、安全等原则确定。 2生活居住区、综合楼等建筑物应与处理构筑物保持一定距离，应位于厂 区夏季主风向的上风向。 3 操作工人的值班室应尽量布置在使工人能够便于观察各处理构筑物和 运行情况的位置。 4平面布置时应安排充分的绿化地带，改善卫生条件，为污水厂工作人员 提供优美的环境。 1.2.4 污水厂的高程布置原则污水厂的高程布置原则 污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物和泵 房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部 位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅的流动，保 证污水处理厂的正常运行。 （1）水头损失 为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以按 重力流考虑为宜（污泥流动不在此例） 。为此，必须精确地计算污水流动中的水 头损失，水头损失包括： 1污水流经各处理构筑物的水头损失； 2污水流经连接前后两处理构筑物管渠的水头损失，它包括沿程与局部水 头损失； 3污水流经量水设备的水头损失。 （2）高程布置 在对污水处理厂污水处理流程的高程布置时，应考虑下列事项： 1选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算，并应适当留有 余地，以保证在任何情况下，处理系统都能运行正常； 2计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为构筑物和管渠的设计流量； 计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩 建时备用水头； 3设置终点泵站的污水处理厂，水力计算常以接纳处理后污水水体的最高 水位为起点，逆污水流程往上推算，以使处理后污水在洪水季节也能自流排出， 而水泵需要的扬程则较小，运行费用也较低； 4在作高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需抽升 的污泥量。 2.设计方案的比选设计方案的比选 2.1 污水水质及处理程度的计算污水水质及处理程度的计算 2.1.1 进水水质进水水质 本设计的总设计规模为近期 90000m3d，远期为 110000m3d，该污水厂 污水主要来源于该城市的生活污水，处理后出水水质执行城镇污水处理厂污 染物排放标准 （GB18918-2002）标准。 根据设计资料西宁市污水水质情况如下表 2.1。 表表 2.1 污水水质指标（单位：污水水质指标（单位：mgL） 项目COD BOD5 SS NH4-N TNTPpHT（） 进水水质4103002404560368820 排放标准3020201520168820 去除率92.6893.3391.6766.6766.6766.67 （1）溶解性 BOD5 的去除率 活性污泥处理系统处理水中的 BOD5值是由残存的溶解性 BOD5和非溶解 性 BOD5二者组成，而后者主要是以生物污泥残屑为主体，活性污泥的净化功 能是去除溶解性 BOD5，因此从活性污泥的净化功能来考虑，应将非溶解性的 BOD5 从处理水中的粽 BOD5值中减去。 处理水中非溶解性 BOD5 值 BOD5 非0.7Ce1.421e-0.23513.60 mg/L (e2.72) 处理水中溶解性 BOD5 2013.606.40 mg/L 3.溶解性 BOD5 的去除率 （3006.4）/30010097.87 （二）COD 的去除率 （41030）/30010080 2.2 工艺流程比选工艺流程比选 （1）备选方案 根据水质、水量和地质条件等因素，同时需考虑脱氮除磷，拟选以下三种 工艺为备选工艺。 方案一：传统活性污泥法 传统活性污泥法是依据废水的自净作用原理发展而来的。普通活性污泥系 统主要由曝气池，曝气系统，二沉池，污泥回流系统和剩余污泥排放系统组成， 废水在经过沉砂、初沉等工序进行一级处理，去除了大部分悬浮物和部分 BOD 后即进入曝气池，再经过二次沉淀池，最后出水。 优点： 活性污泥法在大中型污水处理中是一种应用最广的废水好氧生物处 理技术，活性污泥法在大中型污水处理中是一种应用最广的废水好氧生物处理 技术。：在曝气池中水流是纵向混合的推流式。在曝气池前端，活性污泥同刚 进入的废水相接触，有机物浓度相对较高，即供给活性污泥微生物的食料较多， 所以微生物生长一般处于生长曲线的对数生长期后期或稳定期。由于普通活性 污泥法曝气时间比较长，当活性污泥继续向前推进到曝气池末端时，废水中有 机物已几乎被耗尽，污泥微生物进入内源代谢期，它的活动能力也相应减弱， 因此在沉淀池中容易沉淀，出水中残剩的有机物数量少。处于饥饿状态的污泥 回流入曝气池后又能够强烈吸附和氧化有机物，所以普通活性污泥法的 BOD 和 悬浮物去除率都很高，达到 9095%左右。 缺点： 作为微生物生理活动必需的营养物， 一般活性污泥法必须定期投 加按一定配比的营养物质，这样增加了运行费用和管理难度； 混合液必须含 有足够的溶解氧，活性污泥池长有好氧原生动物，氧的需求量较大； 活性污泥 在池内应呈悬浮状态，能充分与水接触和混合； 活性污泥连续回流，及时排除 剩余污泥，使混合液保持一定的活性污泥浓度； 活性污泥生长周期长，对温度、 水质和水量的骤变适应能力差； 对微生物有毒害的物质应严格控制在允许浓度 以内； 活性污泥法处理负荷较低，造成设施的体积增大，土建投资也相应增加。 正因为有以上的必要条件和特点， 所以活性污泥法运行管理比较专业。 另外 活性污泥法 易产生污泥膨胀，处理负荷较低，不易控制管理，故近年来在中小 型污水处理站中的使用越 来越少。 方案二：A2/O 法 A2O 法即厌氧-缺氧-好氧活性污泥法。污水在流经厌氧、缺氧、好氧三 个不同功能分区的过程中，在不同微生物菌群的作用下，使污水中的有机物、 N、P 得到去除。A2O 法是最简单的同步除磷脱氮工艺，总水力停留时问短， 在厌氧(缺氧)、好氧交替运行的条件下可抑制丝状菌的繁殖，克服污泥膨胀， SVI 一般小于 100，有利于处理后的污水与污泥分离，厌氧和缺氧段在运行中只 需轻缓搅拌，运行费用低。由于厌氧、缺氧和好氧三个区域严格分开，有利于 不同微生物菌种的繁殖生长，因此脱氮除磷效果很好。该工艺在国内外比较广 泛。 优点： （1）该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺 ，总的水力停留时间， 总产占地面积少于其它的工艺 。 （2）在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀 之虞，SVI 值一般均小于 100。 （3）污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。 （4）运行中勿需投药，两个 A 段只用轻缓搅拌，以不啬溶解氧浓度，运 行费低。 缺点： （1）除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高， 特别是当 P/BOD 值高时更是如此 。 （2）脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以 2Q 为限，不宜太高， 否则增加运行费用。 （3）对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧 状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解浓度也不宜过高。以防止循环混合液对 反应器的干扰 方案三：CASS 法 CASS 为周期循环活性污泥法的英文（Cyclic Activated Sludge System）的 缩写，是将好养的生物选择器与传统的连续进水 SBR 反应器相结合的产物。 CASS 工艺是以生物反应动力学原理及合理的水力条件为基础而开发的一种系 统组成简单的污水处理新工艺。目前 CASS 工艺在欧美等国家已得到广泛的应 用，从运行效果看，处理效果好，除磷脱氮效果也不错。CASS 工艺尤其适合 含有较多工业污水的城市污水及要求除磷脱氮的污水的处理。其优缺点如下： 优点：（1）工艺流程简单、管理方便、造价低。CASS 工艺只有一个反应 器，不需要二沉池，不需要污泥汇流设备，一般情况下也不需要调节池，因此 要比活性污泥工艺节省基建投资 30%以上，而且布置紧凑，占地面积可减少 35%。 （2）处理效果好。反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降 解和活化的变化过程中，因此处理效果好。 （3）有较好的脱氮除磷效果。CASS 工艺可以很容易地交替实现好氧、缺 氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高脱 氮除磷效果。 （4）污泥沉降性能好。CASS 工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状 菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。同时由于 CASS 工艺的沉淀阶段是在静止 的状态下进行的，因此沉淀效果更好。 （5）CASS 工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质的 波动。 缺点：由于进水贯穿于整个运行周期，沉淀阶段进水在主流区底部，造成 水力紊动，影响泥水分离时间，进水量受到一定限制，水力停留时间较长 方案四：氧化沟法 严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。但是随着氧化沟技术 的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系，出现了一系列除磷脱氮技 术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。按照运行方式，氧化沟可以分为 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，如帕斯韦尔氧 化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设 置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。连续工作式 氧化沟又可分为合建式和分建式。交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用 转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。交替工作式氧化沟又可分为单沟式、 双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和 SBR 工艺的一些特点，可 以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的 除磷脱氮效果。 氧化沟具有以下特点：(1)工艺流程简单，运行管理方便。氧化沟工艺不需 要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流 系统。(2)运行稳定，处理效果好。氧化沟的 BOD 平均处理水平可达到 95%左 右。(3)能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能 力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。(4)污泥 量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为 2030d，污泥在沟内已好氧稳 定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。(5)可以除磷脱氮。可以通过 氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一 般80%。但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施。(6)基建投资省、运 行费用低。和传统活性污泥法工艺相比，在去除 BOD、去除 BOD 和 NH3-N 及 去除 BOD 和脱氮三种情况下，基建费用和运行费用都有较大降低，特别是在去 除 BOD 和脱氮情况下更省。同时统计表明在规模较小的情况下，氧化沟的基建 投资比传统活性污泥法节省更多。 2.3 工艺流程的确定 本项目污水处理的特点：（1）污水以有机污染物为主，BOD/COD=0.7 0.3，可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标 污水以生活污水为主，工业污水比较少，可生化性较好，重金属及其他难以生 物降解的有毒有害污染物一般不超标；（2）污水中主要污染物指标 BOD、 、COD、SS 都值都相对比较低；（3）水厂的投资相对比较小进水中 NH3-H 含量高于污水综合排放标准一级标准，需添加除氮工艺； 针对以上特点，以及出水要求，现有城镇污水处理技术的特点，以采用生 化处理最为经济。由于氮磷超标，处理工艺尚用硝化除磷。根据处理规模（9 万吨/天） ，进出水质（一般的生活污水） ，出水质要求（国家污水综合排放标 准 GB89781996中一级 B 标准） ，污水处理厂既要求有效地去除 BOD5， 有要求对污水中的氮、磷进行适当处理，防止神仙沟的富营养化，以及该工程 的造价与运行费用，当地的自然条件（包括地形、气候、水资源） ，污水水量及 其变化动态，运行管理与施工，并参考典型的工艺流程和各种生物处理法的优 缺点及使用条件。本课题选择典型的工艺流程， 经过对全国污水厂的资料搜集 对比和对实际污水情况的分析，以及各工艺优缺点的对比确定本次设计采用卡 罗塞尔氧化沟工艺，工艺流程图如下图 2.2 图图 2.2 工艺流程图工艺流程图 污泥回流 剩余污泥 粗格栅 细格栅 格栅 沉砂池 厌氧池 二二沉池 紫外线消 毒 二级排放 浓缩池 脱水机房 泥饼外运 污水提升 泵房 溶气气浮 过滤 再生水 氧 化 沟 接触消毒 2.4 污水处理构筑物的选择污水处理构筑物的选择 2.4 污水处理构筑物的选择污水处理构筑物的选择 2.4.1 格栅格栅 格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属筛网、框架及相关装 置组成，倾斜安装再污水管道、泵房、集水井的进口处或污水处理厂的前端， 用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物，防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、 管道阀门、处理构筑物配水设施、进出水口，减少后续处理生产的浮渣，保证 污水处理设施的正常运行。 本工程设计采用两道格栅，20mm 的中格栅和 10mm 的细格栅，为减轻劳 动强度，采用机械清除截留物。 2.4.2 进水闸井进水闸井 进水闸井位于厂区进水管和中格栅间之间。 2.4.3 污水泵房污水泵房 污水泵站的特点及形式： 泵站行驶的选择取决于水里条件和工程造价，其他考虑因素还有：泵站规 模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、 环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。 污水泵站的主要形式： （1）合建式矩形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数为 4 台或更多 时，采用矩形，机器间、机组管道和附属设备布置方便，启动简单，占地面积 大； （2）合建式圆形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数不超过 4 台， 圆形结构水力条件好，便于沉井施工法，可降低工程造价，水泵自动方便。 （3）对于自灌式泵房，采用自灌式水泵，叶轮（泵轴）低于集水池最低水 位，在最高、中间和最低水位都能直接启动，其优点为启动及时可靠，不需引 水辅助设备，操作简单。 （4）非自灌式泵房，泵轴高于集水池最高水位，不能直接启动，由于污水 泵水管不得设低阀，故需设引水设备。但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启 动程序。由以上可知，本设计因水量较大，并考虑到造价、自动化控制等因素， 以及施工的方便与否，采用自灌式半地下式矩形泵房。 本工程设计确定采用与粗格栅合建的潜水泵房。 2.4.4 沉砂池沉砂池 沉砂池的功能的去除比重较大的无机颗粒。按水流方向的不同可分为的不 同可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池和旋流沉砂池四类。比较如下： (1)平流沉砂池 优点：沉淀效果好，耐冲击负荷，适应温度变化。工作稳 定，构造简单，易于施工，便于管理缺点：占地大，配水不均匀，易出现短流 和偏流，排泥间距较多，池中约夹杂有 15%左右的有机物使沉砂池的后续处理 增加难度。 (2)竖流沉砂池 优点：占地少，排泥方便，运行管理易行。缺点：池深大， 施工困难，造价较高，对耐冲击负荷和温度的适应性较差，池径受到限制，过 大的池径会使布水不均匀 (3)曝气沉砂池 优点：克服了平流沉砂池的缺点，使砂粒与外裹的有机物 较好的分离，通过调节布气量可控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受 流量变化影响小，同时起预曝气作用，其沉砂量大，且其上含有机物少。缺点： 由于需要曝气，所以池内应考虑设消泡装置，其他型易产生偏流或死角，并且 由于多了曝气装置而使费用增加，并对污水进行预曝气，提高水中溶解氧。 (4)旋流沉砂池（钟式沉淀池） 优点：占地面积小，可以通过调节转速， 使得沉砂效果最好，同时由于采用离心力沉砂不会破坏水中的溶解氧水平（厌 氧环境）缺点：气提或泵提排砂，增加设备，水厂的电气容量，维护较复杂。 基于以上四种沉砂池的比较，本工程设计确定采用平流式沉砂池。 2.4.5 氧化沟氧化沟 氧化沟技术发展加快，类型多样，氧化沟技术发展较快，类型多样，根据 其构造和特征，主要分为帕斯维尔氧化沟（Pasveer） ；卡罗塞尔氧化沟 （Carrousel） ；交替工作式氧化沟；奥贝尔氧化沟（Orbal） ；一体化氧化沟（合 建式氧化沟） 。各种氧化沟的类型及技术特点如下： （1）帕斯维尔氧化沟 a.性能特点：出水水质好，脱氮效果较明显；构筑物简单，运行管理方便； 结构形式多样，可根据地形选择合适的构筑物形状；单座构筑物处理能力有限， 流量较大时，分组太多占地面积，增加了管理的难度。 b.结构形式：单环路，有同心圆型，折流型和 U 型等形式，多为钢筋混凝 土结构。 c.曝气设备：转刷式转盘，水深较深时，配置潜水推进器。 d.适用条件：出水水质要求高的小型污水处理厂。 （2）卡罗塞尔氧化沟 a.性能特点：出水水质好，由于存在明显的富氧区和缺氧区，脱氮效率高； 曝气设施单机功率大，调节性能好，并且曝气设备数量少，既可以节省投资， 又可以使运行管理简化；有极强的混合搅拌和耐冲击负荷能力；氧化沟沟深加 大，使占地面积减少，土建费用降低；用电量较大，设备效率一般；设备安装 较为复杂，维修和更换繁琐。 b.结构形式：多沟串联。 c.曝气设备：立式低速表曝机，每组沟渠只在一端安设一个表面曝气机。 d.适用条件：大中型污水处理厂，特别是用地紧张的大型污水处理厂。 （3）交替工作式氧化沟 a.性能特点：出水水质好；可以不单独设置二沉池，处理流程短，节省占 地；不需要单独设置反硝化区，通过运行过程中设置停曝期，进行反硝化，具 有较高的氮去除率；设备闲置率高；自动化程度要求高。增加了运行管理难度。 b.结构形式：单沟（A 型）双沟（B 型）和三沟（T 型） ，沟之间相互连通。 c.曝气设备：水平轴曝气转盘。 d.适用条件：出水要求高的大中型污水处理厂 （4）奥贝尔氧化沟 a.性能特点：出水水质好，脱氮率高，同时硝化反硝化；可以在未来负荷 增加的情况下加以扩展，易于适应多种进水情况和出水要求的变化；容易维护； 节能，比其他任何氧化沟系统在运行时需要的动力都小；受结构形式的限制， 总图布置困难。 b.结构形式：三个或多个沟道，相互连通。 c.曝气设备：水平轴曝气转盘（转碟） ，可以进行多个组合。 d.适用条件：出水要求高的大中型污水处理厂。 （5）一体化氧化沟 a.性能特点：工艺流程短，构筑物和设备少；不设置单独的二沉池，氧化 沟系统占地面积较小；沟内设置沉淀区，污泥自动回流，节省基建投资和运行 费用；造价低，建造快，设备事故率低，运行管理工作量少；固液分离比一般 二沉池高；运行和启动存在一定问题；技术尚处于研究开发阶段。 b.结构形式：单沟环形沟道，分为内置式固液分离和外置式分离式 c.曝气设备：水平轴曝气转盘 d.适用条件：中小型污水处理厂 综上所述，各种氧化沟各有优缺点，设计采用卡罗塞尔氧化沟，现将卡罗 塞尔氧化沟再做以下较为全面的介绍。 卡罗塞尔氧化沟采用垂直安装的低速表面曝气器，每组沟渠安装一个，均 安装在同一端，因此形成了靠近曝气器下游的富氧区和曝气器上游以及为外环 的缺氧区。这不仅有利于生物凝聚，还是活性污泥易于沉降。BOD5的去除率可 达到 95%99%，脱氮效率约为 90%，除磷率约为 60%。 2.4.6 沉淀池（二沉池）沉淀池（二沉池） 由于本设计主要构筑物采用氧化沟，可不设初沉池。二沉池设在生物处理 构筑物后面，用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥（指生物膜法脱落的生膜） 。沉 淀池主要有以下几种形式。比较如下： (1)平流沉淀池优点包括：沉淀效果好；耐冲击负荷和温度的变化适应性强； 施工容易，造价低。它的主要缺点为：池子配水不均匀；采用多斗排泥时，每 个泥斗需要单设排泥管各自排泥，操作量大。 适用条件：适用于大、中、小型污水处理厂；适用于地下水位较高和地质 条件较差的地区。 (2)辐流式沉淀池优点包括：多为机械排泥，运行较好，管理较简单；排泥 设备已趋定型。它的主要缺点为：池内水速不稳定，沉淀效果较差；机械排泥 设备复杂，对施工质量要求高。 适用条件：适用于大、中型污水处理厂；适用于地下水位较高的地区。 (3)竖流式沉淀池优点包括：排泥方便，管理简单；占地面积较小。它的主 要缺点为：池子深度大，施工困难；对冲击负荷和温度变化的适应性能力较差； 造价较高；池径不宜过大，否则布水不均匀。 适用条件：适用于处理水量不大的小型污水处理厂。 （4）斜板（管）沉淀池优点包括：沉淀效率高，停留时间短；占地面积小。 它的主要缺点为：用于二沉池时，当固体负荷较大时其处理效果不太稳定，耐 冲击负荷的能力较差；运行管理成本高。 综上所述，四种沉淀池的优缺点比较，并结合本设计的具体情况；设计水 量较大，本工程二沉池采用中心进水、周边出水的辐流式沉淀池。 2.4.7 消毒消毒 污水处理厂常用的消毒方法有液氯消毒、漂白粉消毒、臭氧消毒和紫外线 消毒等四种，他们的优缺点和使用条件如下： a.液氯消毒优点：价格便宜，效果可靠，投配设备简单。缺点：对生物有 毒害作用，并且可能产生致癌物质。适用于大、中型规模的污水处理厂。 b.漂白粉消毒优点：投加设备简单，价格便宜缺点：除用液氯缺点外，尚 有投配量不准确，溶解剂调制不便，劳动强度大。适用于消毒要求不高或间断 投加的小型污水处理厂。 c.臭氧消毒优点：消毒效率高，能有效的降解水中残留有机物、色味等， 污水温度、PH 值对消毒效果影响小，不产生难处理或生物积累性残余物。缺点： 投资大，成本高，设备管理负责。 d.紫外线消毒优点：是紫外线照射和氯化共同作用的物理化学方法，消毒 效率高，占地面积小。缺点：紫外线照射灯具货源不足，电耗能量较多，没有 持续消毒能力。 综上四种消毒方法的比较，本工程采用紫外线消毒。 2.5 污泥处理构筑物的选择污泥处理构筑物的选择 2.5.1 污泥池污泥池 污泥浓缩池主要是降低污泥中的间隙水，来达到使污泥减容得目的。经浓 缩后的污泥近似糊状，仍保持流动性。浓缩池可分为气浮浓缩池、重力浓缩池 和离心浓缩池。重力浓缩池按其运行方式分为间歇式或连续式。 比较如下： （1）气浮浓缩池：依靠微小气泡与污泥颗粒产生粘附作用，使污泥颗粒的 密度小于水而上浮，并得到浓缩。适用于浓缩活性污泥以及生物滤池等较轻的 污泥，并且运行费用较高，贮泥能力小； （2）连续式重力浓缩池：用于浓缩初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，只用 于活性污泥的情况不多； （3）间歇式重力浓缩池：主要靠阀门控制污泥的进出和上清液的排出，无 刮泥系统，管理简单。 （4）离心浓缩池：利用污泥中的固、液相得密度不同，在高速旋转地离心 机中受到不同的离心力二是两者分离，达到浓缩目的。离心分离一般要加入助 凝剂，且耗电量大，在达到相同的浓缩