湖南科技大学本科生毕业设计（论文）污水厂AB法设计计算书

1、摘 要新化市位于湖南中部，资水中游，雪峰山东南麓。污水厂待处理水量大，日处理规模为污水100000m3 /d，规划占地面积6.2公项。现阶段排放污水中以生活污水为主，工业废水占很小比例。本工程进水水质主要指标为cod=450mg/l，bod5 浓度s0=260 mg/l，tss 浓度 x0=260 mg/l，vss=200 mg/l，mlss/mlss=0.7，ph=78，平均水温在20左右。出水水质主要指标为cod=100mg/l，bod5 浓度se=30mg/l，tss 浓度 xe=25 mg/l。对bod5、cod、ss的去除率要求分别达到88.5%、77.8%、90.4%以上。根据污水

2、水质特点及排放要求，本污水厂的污水处理工艺选择充分考虑污水量和污水水质及经济条件和管理水平，优先选用技术先进、安全可靠、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟处理工艺。本工程拟采用的工艺如下：一级处理采用细格栅和曝气沉砂池，二级处理采用生物吸附降解工艺，简称ab法。处理过程中产生的污泥，经过浓缩脱水后外运填埋。ab法由于两阶段曝气中每个阶段有相互隔离和独立的曝气过程、泥水分离过程和活性污泥回流过程。因此相比传统推流式活性污泥工艺，ab法处理工艺抗冲击负荷强，可以实现更稳定的处理效果，基建和运转费用大大节省，适合分期建造。污水厂出水水质指标达到了城镇污水处理厂污染物排放标准（18918-20

3、02）二级排放标准。关键词：污水处理；ab法；污泥回流abstractxinhua city is located in the middle of hunan, the middle reaches of thezijiang river, the southeast side of xuefen mountain. the sewage treatmentplant has a large amount of water to be processed, nearly on the scale of the sewage treatment 100000m3 / d, and the pl

4、anned area is 5.8 hectares.this stage the discharge of sewage to the main sewage, industrial waste water constitutes a very small proportion . in this project, the main indicators of intake water are: cod = 450mg / l, concentration of bod5 is s0 = 260 mg / l, concentration of tss is x0 = 260 mg / l,

5、 vss = 200 mg / l, ph = 7 8 and the average temperatures is 20 . the main indicators of outward water are: cod = 100mg / l, concentration of bod5 is se = 30 mg / l, concentration of tss is xe = 25 mg / l. the removal rate standard for bod5, cod, ss are required above 88.5%,77.8%, 90.4% respectively.

6、 according to the quality feature and drainage standard of the sewage, the following factors are given fully consideration: the volume of sewage, the quality of sewage, the economic capability and the management ability, and mature treatment methods with advanced techeniqare, safety, low cost, low i

7、nvestment, low area occupation and convenient management are preferentially selected. the treatment process adopted in this project are as follows: in the first treatment process, fine grid and the grit chamber are selected, and in the second treatment process, biosorption degradation are selected,

8、which is referred to as ab method. treatment sludge generated in the process was concentrated sinotrans landfill after dewatering. as there are isolated and independent aeration process sludge dewatering process and the return process in the two-stage in ab method, compared to traditional method the

9、 ab method bears high impact loading, which can realize more stable treatment effect and construction, greatly cut the cost and is suitable to the by stage construction. the treated effluent quality index meets the second level of the “urban sewage treatment plant emission standards” （18918-2002）key

10、 words: xinhua city; wastewater treatment plant; ab method；sludge return目 录第一章 前言1第二章 概述32.1 设计题目32.2 设计依据32.3 设计任务及设计内容32.4 设计要求42.5 城市概况4第三章 污水处理厂设计73.1 厂址的选择73.2 污水处理工艺73.2.1 污水处理工艺的选择原则83.2.2 方案对比与选择83.3 ab法工艺103.3.1 ab法工艺的工艺流程103.3.2 ab法工艺的主要特征103.3.3 ab法工艺的处理机理和适用范围113.3.4 ab法工艺的脱氮除磷123.3.5 ab

11、法的局限性12第四章 污水一级处理134.1 闸门井134.2 污水提升泵房134.2.1 设计参数134.2.2 集水池的容积134.2.3 选泵前总扬程的估算134.3 格栅134.3.1 格栅的选择134.3.2 粗格栅144.3.3 细格栅174.4 沉砂池184.4.1 沉砂池的选择184.4.2 曝气沉砂池尺寸的设计19第五章 污水的生物处理235.1 设计参数235.2 a段曝气池尺寸计算245.3 b段曝气池尺寸计算275.4 剩余污泥量计算305.5 污泥龄的计算325.6 曝气系统设计计算325.7 污泥回流设备36第六章 沉淀池设计计算376.1 中间沉淀池和二次沉淀池的

12、选择376.2 沉淀池的计算376.3 级配水井的设计计算43第七章 生物处理后处理457.1 消毒池的计算457.2 接触池的计算477.3 计量设备的选择487.4 水厂出水管的设计48第八章 污泥处理498.1 污泥处理工艺498.2 污泥最终处理508.3 污泥量的计算508.3 污泥浓缩池计算518.4 贮泥池558.5 脱水设备568.5.1 脱水污泥量计算578.5.2 脱水机的选择57第九章 厂区平面及高程的布置599.1 污水处理厂设施组成599.2 平面布置599.2.1 总平面布置原则599.2.1 总平面的布置609.3 高程布置609.3.1 概述609.3.2 高程

13、布置原则609.3.3 高程计算609.3.4 污泥处理构筑物高程布置63第十章 结论65参考文献67致谢69附录71第一章 前 言世界任何国家的经济发展，都会推向社会进步、促进工农业生产能力得到提高，使人民生活得到进一步改善，但是也随之带来不同程序的环境污染。污水也是造成环境污染的来源之一，这个污染源的出现引起了世界各国政府的关注，治理水污染环境的课题被列入世界环保组织的工作日程。我国污水处理事业的历史始于1921年，到改革开放的近二十年来取得了迅速的发展，但仍然滞后于城市发展的需要。据统计，到2000年底，全国已建设城市污水处理厂427座，其中二级处理厂282座。这些污水处理厂的建设，极大

14、地提高了城市污水的处理水平，但处理量的增加仍远远滞后于污水排放量的增长，两者之间的差距还有进一步拉大的趋势。即便按98年资料，我国城市污水的处理率也仅为15.8%，西方发达国家如美国早在1980年就已达到了70%。我国的污水处理事业的实际情况是污水处理率低，很多老城区的排水管网甚至不成系统。城市污水处理能力增长缓慢和污水处理率低是造成我国水环境污染的主要原因，由此导致了水环境的持续恶化，并严重的制约了我国经济与社会的发展。我国城市污水处理能力增长缓慢的主要原因可以归结为以下三个方面：污水处理技术落后；资金短缺，投资力度不够；管理水平低。从建国初期的治理到7080年代的发展变化以及到如今国家“七

15、五” 、“八五” 、“九五”科技攻关课题的建立，使我国污水处理的新技术、污泥处理的新技术、再生水回用的新技术都取得了可喜的科研成果，某些项目达到国际先进水平，我国处理污水技术不断提高。国外污水处理新技术、新工艺、新设备被引进到我国，在活性污泥法工艺应用的同时，ab法、a/o法、a/a/o法、cass法、sbr法、氧化沟法、稳定塘法、土地处理法等也在污不处理厂的建设中得到应用。由过去只具有去除有机物功能的污水处理工艺技术发展为具有除磷脱氮多功能的工工艺技术，国外一些先进的、高效的污水处理专用设备进入了我国污水处理行业的市场。如格栅机、潜水泵、除砂装置、刮泥机、曝气器、鼓风机、污泥泵、脱水机、沼气

16、发电机、沼气锅炉、污泥消化搅拌系统等大型设备。而从“十一五”规划实施以来，我国首先明确、落实责任。明确了各地政府是城市污水处理的责任主体，着力加强政府部门指导、推动和监督管理的作用，充分调动地方政府推进城市污水处理工作的积极性。措施实施以来，各地政府积极配合响应，取得了诸多成绩。河南省2007年在全国率先实现了县县建成污水处理厂，2009年进一步通过实施“运营管理年”活动，强化污水厂的运行管理；浙江、江苏等省在实现县县建有污水处理厂的目标基础上，继续推进建制镇的污水处理设施建设。其次是，完善城镇污水处理发展的政策机制。例如，建立、完善污水收费制度，根据保本微利原则，逐步提高征收标准，强化征收手

17、段，加强资金使用监管；再有，完善资金筹措渠道，在发展改革委中央预算补助和财政“以奖代补”专项资金的大力支持下，城镇污水处理设施建设的投入力度不断加大；还有积极引入市场机制，建立公平公开的规范管理制度和特许经营制度，打破行业垄断，引入竞争，提高效益，依据“政府建网、社会建厂”的原则，鼓励多元投资主体参与污水处理的建设运营管理，配合有关部门，出台鼓励污水处理发展的一系列“财税政策”。再次是，建立完善项目建设及运行中的长效考核管理机制。比如，建立了“全国城镇污水处理管理信息系统”，通过整理与分析全国数据，实时掌握城镇污水处理的建设运行情况；又如，形成了“量质结合”的城镇污水处理考核体系，通过对污水处

18、理设施覆盖率、城镇污水处理率、设施利用率、污染物削减率等指标的考核，全方位考评各级地方政府的污水处理管理工作；再如，与有关部门密切协作，采用定期督查与随机抽检相结合的方式，加强前期规划审核、工程项目建设、运营安全管理、污水达标排放的全过程监管，研究建立监管考核长效机制。据统计，近年来我国污水处理厂呈小型化发展趋势，2009年污水处理厂平均设计规模比2005年下降了24%。与此同时，污水处理处理厂分布区域快速扩大，2008年建有污水处理厂的城市比2005年增加了近一倍（更多详情参见中国水网中国污水处理设计与工程市场分析报告）。现阶段，我国污水处理厂的建设重心逐渐由大城市向中小城市转移，呈现单体小

19、型化、区域分散化的发展趋势。新化市污水处理厂即为其中一例。为解决现已存在的经济发展与环境不相协调的问题，改善新化市的城市水体环境，提高城市抗涝灾能力和整体提高人民的生活质量和城市的投资环境，结合最新工艺的特点及各方面的条件，选用ab法做为新化市污水处理厂的工艺。第二章 概 述2.1 设计题目新化市污水处理厂工艺设计2.2 设计依据毕业设计任务书及相关设计规范，包括：1. 污水量设计流量：2. 污水厂进出水水质污水进水水质见表2.1。表2.1 污水进水水质序 号项目进水水质(mg/l)1bod52602codcr4503tss2604vss2005ph7-8出水水质要求达到一级b标准3. 进水管

20、管底标高30.5m，出水管标高29m，地面标高32 m。2.3 设计任务及设计内容准备工作，具体内容如下：1. 熟悉设计对象及相关设计资料；2. 明确毕业设计任务书；3. 设计的基本知识学习；4. 设计方案初步考虑；5. 收集不足资料。完成以上任务后，需填写毕业设计任务书（原始资料部分）。1. 污水厂流程的对比及选择选择不同的工艺流程进行比较，从经济和技术两个不同的角度论证其可行性。推荐采用ab法工艺。2. 进行扩大初步设计的计算及绘制图纸、说明书的整理，内容如下：（1）确定污水处理厂占地面积；（2）构筑物的计算；（3）施工图设计内容包括： 污水处理厂给排水平面布置图 污水处理厂给排水高程布置

21、图 污水提升泵房布置图 浓缩池工艺图 a段曝气池工艺图 沉砂池工艺图（含格栅） b段曝气池工艺图 二沉池工艺图（4）绘制完施工图后，整理、编写计算说明书。3. 编制污水处理厂施工图预算（选做），主要内容如下：（1）收集资料，熟悉图纸；（2）计算工程量，工程量汇总；（3）套用预算单价；（4）计算各项费用。2.4 设计要求1. 通过阅读中外文文献、调查研究与收集有关的设计资料，确定合理的水处理工艺流程，进行各个构筑物的水力计算，经过技术与经济分析，选择合理的设计方案。2. 说明书及图纸说明书写明设计任务，设计原始资料，处理站规模，污水处理方案选择，各处理构筑物的设计尺寸等。计算书除有计算过程外，还

22、需附计算草图。平面布置图：除绘出构筑物及其连接管渠、检查井外，图中还应注明比例尺，指北针、底标轴线、地面标高，围墙，道路，大门，绿化及其相关位置，还应列出构筑物和辅助建筑物一览表，图例以及必要的说明。污水、污泥高程图：反应处理工艺流程中各构筑物高程的相关关系。图中应标出地面高程，各处理构筑物的顶面，底面，水面高程，以及连接管渠的底或中心高程。平面布置图的比例采用1:1001:500；高程布置图的比例：水平 ( 1:1001:500) ；垂直 (1:501:100)其他各单体构筑物设计图按规范执行。2.5 城市概况新化市位于湖南中部，资水中游，雪峰山东南麓。地处北纬27312814，东经1104

23、511141，辖区总面积3567平方公里，辖26个乡镇。新化市历史上无发生地震记载。地质条件较好，地基耐压力在12kg/cm2以上。该区受季风影响，湿度大，雨水多，夏季温度高，属于大陆性气候闷热地区。常年主导风向为西北风。绝对最高温度43.2，绝对最低温度-8，平均最低温度0；历年平均气温22.5。年降雨量一般在1300毫米左右，最高降雨量为1780毫米；最低降雨量为1020.2毫米，年平均降雨量为1500毫米。最大积雪深度为15厘米，冻土深度为0.2厘米。第三章 污水处理厂设计城市污水排入受纳水体后，经过物理的、化学的和生物的作用，使污水中的污染物浓度降低，受污染的受纳水体部分地或全部地恢复

24、原状，这种现象称为水体自净或水体进化，水体所具备的这种能力称为水体自净能力。在选择污水处理程度时，既要充分利用水体的自净能力，又要防止水体受到污染，避免污水排入水体后污染下游取水口和影响水体中水生动植物。城市污水处理厂的设计规模与进入处理厂的污水水质和水量有关，污水的水质和水量可通过设计任务书的原始资料计算，也可通过实地调查测定取得。3.1 厂址的选择在污水处理厂设计中，选定厂址是一个重要环节，处理厂的位置对周围环境卫生、基建投资及运行管理等有很大影响。因此，在厂址的选择投资上应进行深入的调查研究和详尽的技术比较。厂址选择的一般原则如下：1. 为了保证环境卫生的要求，厂址应与规划居住区或公共建

25、筑群保持一定的卫生防护距离。2. 厂址应设在受纳水体流经城市水源的下游。3. 在选择厂址时尽可能少占农田或不占农田，而处理厂的位置又应便于农田灌溉和消纳污泥。4. 厂址应尽可能在城市和工厂夏季主导风向的下风向。5. 要充分利用地形，把厂址设在地形有适当坡度的城市下游地区，以满足污水处理构筑之间的水头损失，使污水和污泥有自流的可能以节约动力消耗。6. 厂址如果靠近水体，应考虑汛期不受洪水的威胁。7. 厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区，以利施工，并降低造价。8. 厂址的选择应考虑交通运输及水电供应等条件。9. 厂址的选择应结合城市总体规划，考虑远景发展，留有充分的扩建余地。3.2 污水处

26、理工艺城市污水处理厂出水排入水体时，其处理程度及方法的选择应满足现行的国家规定和地方有关的规定，根据污水的水量和水质；并结合受纳水体的稀释能力，污水利用等条件、进行多方案的技术经济比较，选用出水达标排放，运行安全可靠、技术先进节能、运行成本低、投资少，占地少，操作管理方便的成熟处理工艺，选择合适的污水处理工艺，不仅可以降低工程投资，还有利于污水处理厂的运行管理及减少污水处理厂的常年费用，以保证污水处厂的出水水质。3.2.1 污水处理工艺的选择原则污水处理工艺选择的一般原则如下：1. 工艺合理，技术先进，水质变化适应能力强，出水达标且稳定，污水易于处置；2. 经济合理，电耗省，造价低，占地省；3

27、. 易于管理，操作方便，设备可靠；4. 重视环境、臭气的防护，噪声的控制；5. 厂区景观与环境相协调，文明生产。根据对出水水质的分析，本工程对bod5、cod、ss的去处率分别达到88.5%、77.8%、90.4%以上，因而对污水处理工艺的选择要慎重。本工程的污水处理工艺选择充分考虑污水量和污水水质及经济条件和管理水平，优先选用技术先进、安全可靠、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟处理工艺。3.2.2 方案对比与选择根据国内外已运行污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用的方法有：“普通活性污泥法”、“氧化沟法”、“sbr活性污泥法”和“ab法”。1. 普通活性污泥法工艺普通活性

28、污泥法，应用年限长，具有成熟的设计及运行经验，处理效果可靠。自20世纪70年代以来，随着污水处理技术的发展，本方法在工艺及设备等方面又有了很大改进。在工艺方面，通过增加工艺构筑物可以成为“a/o”或“a2/o”工艺，从而实现脱n和p。在设备方面，开发了各种微孔曝气器，使氧转移效率提高到20%以上，从而节省了运行费。国内外以运行的中大型污水处理厂，如西安邓家村（12m3/d）、天津纪庄子（26万m3/d）、北京高碑店（50万m3/d）、成都三瓦窑（20万m3/d）等污水处理厂都采用此方法。目前世界最大的污水处理厂美国芝加哥市西南西污水处理厂也采用此工艺，该厂于1964年建成，设计流量为455万m

29、3/d。普通活性污泥法如设计合理、运行管理得当，出水bod5可达到1020mg/l。它的缺点是工艺路线长，工艺构筑物及设备多而复杂，运行管理困难，基建投资及运行费均较高。国内已建的此类污水处理厂，基建投资一般为10001300元/m3，运行费为0.20.4元/（m3/d）或更高。2. 氧化沟工艺氧化沟污水处理技术，是20世纪50年代由荷兰人首创。60年以来，这项技术在欧洲、北美、南非、澳大利亚等国家以被广泛采用，工艺及构筑有了很大的发展和进步。据报道，19631974年英国共兴建了300多座氧化沟，美国已有500多座，丹麦已建成300多座。目前世界最大的氧化沟污水厂是德国路维希港的basf污水

30、处理厂，设计最大流量为76.9万m3/d，1974年建成。由于该工艺在水流流态和曝气装置上的特殊性，其处理流程简单、构筑物少，一般情况下可不建初沉池和污泥消化系统，某些情况下还可不建二沉池和污泥回流系统，对于中小型污水处理厂，为节省投资或降低维护管理难度时，会得到首选。其处理效果好且运行稳定可靠，不仅可满足bod5和ss的排放标准，在运行方式合适时还能实现脱氮和除磷的效果，而不像传统活性污泥法（要脱氮除磷时）要做大量改造工作。同时该工艺还具有较强冲击负荷承受能力、剩余污泥少污泥稳定程度好、机械设备少等优点。当有脱氮的处理要求时，氧化沟工艺在基建投资方面比传统活性污泥法节省很多；但是当仅要求去除

31、bod5而在脱氮方面不作要求时，对于污水厂采用氧化沟工艺运行费用比传统活性污泥法略低或相当，不占优势。但是该工艺因存在污泥中的有机物质最终是在氧化沟中部分好氧代谢去除的，所以氧化沟工艺在节约能耗、降低运行费用方面不具有优势。3. sbr活性污泥法工艺sbr全称为间歇式活性污泥法，间歇式活性污泥法作为一项新技术，不论在工业企业还是城市污水处理工程中得到了更广泛的应用。目前国内一些运行此工艺的城市有云南昆明市第三污水处理厂，处理流量为15万m3/d；浙江金华市污水处理厂，处理流量为8万m3/d；贵州遵义市污水处理厂，处理流量为8万m3/d。这主要是该工艺具有特殊的运行和净化机制，比传统活性污泥法具

32、有更高的污染物净化效果，尤其对高浓度难生物降解污水，sbr工艺可省去二沉池、污泥回流设施，某些情况下还可省去调节池和初沉池，因而使整个工程占地减少、投资降低。另外，该工艺还具有较强的冲击负荷调节能力，污泥不易膨胀、易于沉淀、脱水性能好，可实现脱氮除磷功能等优点。 但该工艺要求配备专用排水装置和自动控制系统，在目前环保资金还比较紧张的条件下，限制了sbr工艺的高效稳定运行。由于是间歇运行，该工艺空气扩散器堵塞的可能性大于传统活性污泥法，若采用大气泡空气扩散器（为降低投资），则其节能效果不如传统活性污泥法。4. ab法工艺ab法即吸附生物氧化处理法，德国亚琛大学b.bhnke教授于70年代中期开创

33、，80年代初开始应用于工程实践。该工艺对进水负荷变化适应性强、运行稳定、污泥不易膨胀、较好的脱氮除磷效果等优点。由于其具有抗冲击负荷能力强、对ph值变化和有毒物质具有明显缓冲作用的特点，故主要应用于污水浓度高、水质水量变化较大，特别是工业污水所占比例较高的城市污水处理厂。目前全世界已有60多座ab法污水处理厂在运行和设计、规划之中。德国有34座污水处理厂采用ab法工艺。国内一些运行此工艺的城市有山东青岛市海泊河污水处理厂，工程规模为8万m3/d；山东淄博市污水处理厂，工程规模为14万m3/d；广东深圳市罗芳污水处理厂，工程规模为10万m3/d；广东广州猎德污水处理厂工程规模为22万m3/d。实

34、践证明ab工艺可以比传统活性污泥法节省工程投资15%25%，节省占地10%15%，降低运转费15%25%，已成为近10年来发展最快的城市污水处理工艺。根据系统工程的理论，ab法工艺省去了初沉池；从生物反应动力学的角度出发，采用了经济合理的二段处理工艺流程；根据微生物的生长、繁殖规律及其对有机质的代谢关系，使二段的污泥回流系统分开而保证处理过程中生物相的稳定性。这些使得ab法工艺比传统活性污泥法具有更高和更稳定的处理效果，大大的节省了基建和运转费用。在ab法污水处理厂的分期建设中，可以先建ab工艺的a段，既能缓解建设资金的不足，又能使大量的污水得到较大程度的处理。待资金充足时，再建b段，这样既容

35、易实施，也可带来巨大的环境经济效应，比较符合我国的国情。另外，我国已建的2级污水处理厂普遍存在着超负荷的问题。如果把它们改造成用ab法，则可较大幅度的提高其处理能力。其做法是将原污水厂的沉砂池改为a段曝气池，将原初沉池改为中沉池，再另建一套污泥回流系统即可。该办法经国外有关污水处理厂实践证明是行之有效的，而且具有投资小、经济效益高的优点。ab法需增加一些构筑物和设施如曝气池、回流设施等，在这方面的工程投资要增加。此外，ab法污泥产量较高，如用于污泥消化可产更高的沼气量，否则给污泥处理和出路增加了难度。 3.3 ab法工艺3.3.1 ab法工艺的工艺流程ab法的工艺流程见图3.1。图3.1 ab

36、法工艺流程图3.3.2 ab法工艺的主要特征在ab法工艺中，a段的污泥负荷率高达2kgbod/（kgmlss.d）6kgbod/（kgmlss.d），污水停留时间只有30min40min，污泥龄短，仅为0.3d0.5d，池内溶解氧的分子质量为0.2mg/l0.7mg/l。因此，真核生物无法生存，只有某些世代短的原核细菌才能适应生存并得以生长繁殖。a段对水质、水量、ph值和有毒物质的冲击负荷有极好的缓冲作用。但a段产生的污泥量大，约占整个处理系统污泥产量的80%左右，且剩余污泥中的有机物含量很高。b段可在很低的污泥负荷下运行，负荷范围一般为小于0.15kgbod/（kgmlss.d），水力停留时

37、间为2h5h。污泥龄较长，一般为15d20d。在b段曝气池中生长的微生物除菌胶团外，还有相当数量的高级真核微生物外，还有相当数量的高级真核微生物，这些微生物世代期较长，并适宜在有机物含量比较低的情况下生存和繁殖。3.3.3 ab法工艺的处理机理和适用范围ab法工艺处理机理：a段的处理机理是以细菌的絮凝吸附作用为主。这与传统的活性污泥法有很大的不同。污水中存在大量已适应污水的微生物，这些微生物具有自发絮凝性，形成“自发絮凝剂”、当污水中的微生物进入a短曝气池时，在a段内原有的菌胶团的诱导促进下很快絮凝在一起，絮凝物结构与菌胶团类似，使污水中的有机物脱稳吸附。在a段曝气池中，“自然絮凝剂”、胶体物

38、质、游离性细菌、ss活性污泥等相互强烈混合，将有机物脱稳吸附。同时，a段中的悬浮絮凝体对水中悬浮物、胶体颗粒、游离细菌及溶解性物质进行网捕、吸附，使相当多的污染物被裹在悬浮絮凝体中而去除，水中的悬浮固体作为“絮核”提高了絮凝效果。b 段曝气池是ab 法工艺中的核心部分，它的状态好坏与否将直接影响到出水水质，b 段去除有机污染物的方式与普通活性污泥法基本相似，它的处理机理主要以氧化为主，难溶性大分子物质在胞外酶作用下水解为可溶的小分子，可溶小分子物质被细菌吸收到细胞内，由细菌细胞的新陈代谢作用而将有机物质氧化为co2，h2o 等无机物，而产生的能量储存于细胞中。b 段曝气池为好氧运行，因此它所拥

39、有的生物主要是处于内源呼吸阶段的细菌、原生动物和后生动物，b 段的低污泥负荷和长泥龄为原生动物的生长提供了很好的环境条件，而原生动物的大量存在对游离性细菌的去除又有很好的作用。同时由于a段的出水作为b 段的进水，水质已相当稳定，为b 段微生物种群的生长繁殖创造了有利条件。其数量也比同负荷下的一级活性污泥法多。因为b 段去除有机污染物的机理主要以氧化为主，而高级生物的内源呼吸作用要比低级生物强，所以b 段产生的剩余污泥量很少。ab工艺的适用范围：要保证a段的正常运行，必须有足够的已经使用该污水的微生物。一般的城市污水水质是可以满足其要求的。这同时也是为什么在a段之前不设初沉池的原因，因为a短的去

40、除主要依靠该段微生物的物理吸附和生物吸附，这样就使得去除率高低与进水微生物直接相关。但在工艺废水或某些工业废水比例高的城市污水中，由于水中重金属等物质的毒害作用，微生物不易繁殖，在这样的管网系统中，相应a段的外源微生物的补充将受到严重影响，使适应污水环境的微生物浓度很低，微生物的吸附作用会大大减弱，造成a段污水环境的微生物浓度很低，微生物的吸附作用很弱，造成a段去除效率降低，对这类污水则不适宜采用ab工艺。3.3.4 ab法工艺的脱氮除磷ab工艺中有a段超高负荷运行，为b段的硝化作用创造了条件。污水经a段吸附处理后，出水bod 大为降低，减轻了b段污泥的有机负荷，创造了硝化菌在微生物群体中存活

41、的条件。若在b段设计上亦有厌氧好氧周期地或同时地存在的时空条件，就很方便的形成了厌氧好氧活性污泥法脱氮工艺。3.3.5 ab法的局限性1. ab法剩余污泥量大，选用ab法是需考虑这个因素。目前国内外采用ab法工艺的大型污水处理厂，有条件的多采用厌氧消化处理，回收沼气，但对于小型的污水处理厂，厌氧消化污泥投资比较大。如果采用好氧消化，增加了运行费用。因此准确评价、应用ab法，还应考虑污水处理厂的规模、污水性质、生化性能以及今后污泥的处理方法或脱水设备的研制。2. a段运行时出现恶臭，影响附近的环境卫生，这主要是由于a段在高有机负荷下运行，使a段曝气池在厌氧甚至缺氧的条件下运行，导致产生h2s、大

42、粪素等恶臭气体。因此，今后a段曝气池应考虑加封盖，以免影响周围环境。3. ab工艺最大的局限性是其脱氮除磷效果差，常规ab工艺总氮去除率约为30%40%，虽较传统一段活性污泥有所提高，但尚不能满足防止水体富营养化的要求。这是由于ab工艺中不存在缺氧段和及内回流，无法进行反硝化，不具备深度脱氮功能。ab工艺对磷的去除效率也很低，基本是通过微生物的新陈代谢和部分絮凝吸附作用实现的。因此，要对其进行改进，改进的基本做法有两种：一是将b段以不同的脱氮除磷工艺来运行，在工艺流程中增加缺氧段。另一种方法是增加ab两段间的污泥回流。4. ab工艺用于处理低浓度的城市生活污水及工业废水仍是值得进行研究的问题。

43、我国许多城市的污水，由于种种原因，其城市污水的有机物含量偏低，而污水中的氨氮含量并不低。因此，我国一些城市在新建、扩建或改建污水处理厂时，如果对出水的tn和tp有着重要求时，即需要防止受纳水体发生富营养化。第四章 污水一级处理4.1 闸门井闸门井的作用：接纳输送污水总管，本工程进水管管径取1200mm。根据参考相关类似污水处理厂的闸门井设计，本污水处理厂采用矩形闸门井，与粗格栅合建。4.2 污水提升泵房4.2.1 设计参数市政污水的进水管的管径为dn1200，最大流量为q=1157l/s。选择水池与机器间合建式的方形泵站，用5台泵（4用一备），每台水泵的流量为q0=1157/4=289.25l

44、/s，取290l/s。4.2.2 集水池的容积集水池的有效容积采用一台水泵5min的出水量，则集水池的有效容积为：w=0.29300=87m3，有效水深取h=2 m，则集水池面积为87/2=43.5m2。4.2.3 选泵前总扬程的估算1. 水位高差集水池最低水位与所需提升的最高水位之间的高差为：h=36.817-27.576=9.241m。2. 出水管管线水头损失总出水管流量290l/s选用管径为dn600钢管，v=0.99m/s ，1000i=2.06。总出水管管中心埋深0.5m，出水管长10m。则泵站外管线水头损失为：泵站内管线水头损失假设为3.0m，考虑安全水头0.5m，则估算水泵总扬程

45、为：选用4台型号为350qw1500-15-90潜污泵，扬程15m，出口口径350mm，电机功率90kw，效率82.1%，其重量为2000kg。选用cd2-12d型电动葫芦，起重重量2t，起升高度12m。4.3 格栅4.3.1 格栅的选择格栅是由一组平行的金属栅条制成，斜置在污水流经的渠道上或水泵前集水井处，用以截留污水中的大块悬浮杂质，以避免后续处理单元的水泵或构筑物造成损害。格栅有粗格栅、中格栅和细格栅之分，栅条间距在410mm为细格栅、中格栅栅条间距在1525mm，间距大于40mm的为粗格栅。格栅的选择和设计应尽量满足以下要求：1. 格栅栅条间隙宽度，粗格栅：机械清除时宜为1625mm；

46、人工清除时宜为2540mm。特殊情况下，最大间隙可为l00mm。 细格栅：宜为1.510mm，设置在水泵前的格栅栅条间距应满足水泵的要求。2. 污水过栅流速宜采用0.61.0m/s。除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅的安装角度宜为6090，人工清除格栅的安装角度宜为3060，常用安装角度为753. 污水处理厂也可设两道格栅，总提升泵站前设置粗格栅（50100mm）或中格栅（1040mm），处理系统前设置中格栅或细格栅（310mm）。若泵站前栅条间距不大于25 mm，污水处理系统前可不再设置格栅。4.3.2 粗格栅根据污水厂的建设规模，其近期的处理水量为100000 m3/d,设计中选择两组格栅

47、，n=2组，按两组同时工作设计，每组格栅的设计流量0.579 m3/s。1. 格栅的间隙数 (4.1)式中：n格栅栅条间隙数，个； q设计流量，m3/s； 格栅倾角，格栅倾角一般采用4575； n设计的格栅组数，组； b格栅栅条间隙，m； h格栅栅前水深，m； v格栅过栅流速，m/s，一般采用0.61.0m/s。设计中取h=0.8 m，v=0.8 m/s，b=0.05 m，a=60，则格栅栅条间隙为：2. 格栅槽宽度 (4.2)式中：b格栅槽宽度，m；s每根格栅的宽度，m。设计中取s=0.01 m，则格栅槽宽度为：3. 进水渠道渐宽部分的长度 (4.3)式中：l1进水渠道渐宽部分长度，m；b1

48、进水明渠宽度，m；1渐宽处角度，一般采用1030；设计中取b1=0.8 m，a1=20，则进水渠道渐宽部分长度为： 4. 出水渠道渐窄部分的长度 (4.4)式中 l1进水渠道渐宽部分长度，m；出水渠道渐窄部分的长度为：5. 通过格栅水头损失 (4.5)式中：h1水头损失，m，粗格栅一般为0.2m；格栅条的阻力系数，查表=2.42；k格栅受污染物堵塞时水头损失增大系数，一般采用k=3。则通过格栅的水头损失为：符合要求。6. 栅后明渠的总高度 (4.6)式中：h栅后明渠的总高度，m；h2明渠超高，m，一般采用0.30.5 m。设计中取h2=0.5 m，则栅后明渠的总高度为：7. 格栅槽总长度 (4

49、.7)式中：l格栅槽总长度，m；h1格栅明渠的深度，m。则格栅槽总长度为：8. 每日栅渣量 (4.8)式中：w每日栅渣量，m3/d；w1每日每10m3污水的栅渣量，m3/103m3污水，一般采用0.040.06m3/103m3污水。设计中取w1=0.05m3/103m3污水，则每日栅渣量为：应采用机械除渣或无轴输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。9. 进水与出水渠道城市污水通过dn1200mm的管道送入进水渠道，设计中取进水渠道宽度b1=0.8m，进水水深=0.8m，出水渠道b2=b1=0.8m,出水水深h2=h1=0.8m。10. 粗格栅设备选型根据给水排水设计受册第11册常用

50、设备，选用gh型链条式回转格栅除污机，gh型链条式回转格栅除污机适用于各种泵站的前处理。给水排水提升泵站和污水处理厂的进水口处，均应设置格栅，用来拦截、清除漂浮物，从而保护水泵送水，亦减少后续设备的处理负荷。其性能规格及外形尺寸见表4.1：表4.1 gh型链条式回转格栅除污机性能规格及外形尺寸公称栅宽（m）槽深h（mm）安装角度（）栅条间隙（mm）电动机功率（kw）栅条截面积（mm）整机重量（kg）生产厂自选自选60500.752.2501035005500无锡通用机械厂4.3.3 细格栅根据污水厂的建设规模，其近期的处理水量为100000 m3/d,设计中选择两组格栅，n=2组，按两组同时工

51、作设计，每组格栅的设计流量0.579 m3/s。1. 格栅的间隙数设计中取h=1.0 m，v=1.0 m/s，b=0.01 m，a=60，根据公式(4.1)得格栅的间隙数为：2. 格栅槽宽度设计中取s=0.01 m，根据公式(4.2)得格栅槽宽度为：3. 进水渠道渐宽部分的长度设计中取b1=0.8 m，a1=20，根据公式(4.3)得进水渠道渐宽部分的长度为：4. 出水渠道渐窄部分的长度根据公式(4.4)得出水渠道渐窄部分的长度为：5. 通过格栅水头损失根据公式(4.5)得通过格栅水头损失为：6. 栅后明渠的总高度设计中取h2=0.5 m，根据公式(4.6)得栅后明渠的总高度为：7. 格栅槽总

52、长度根据公式(4.7)得格栅槽总长度为：8. 每日栅渣量设计中取w1=0.05m3/103m3污水，根据公式(4.8)得每日栅渣量为：应采用机械除渣或无轴输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。9. 进水与出水渠道城市污水通过dn1200mm的管道送入进水渠道，格栅的进水渠道与格栅槽相连，格栅与沉砂池合建一起，格栅出水直接进入沉砂池，设计中取进水渠道宽度b1=0.8m，进水水深=1.0m。10. 细格栅设备选型根据给水排水设计手册第11册常用设备，结合设计要求，选用回转式格栅（齿耙）除污机适用于市政污水处理厂预处理工艺，是目前国内先进的固液筛分设备。其性能参数及外形尺寸见表4.2：表

53、4.2 tgs系列回转式格栅除污机性能及外形尺寸型号电动机功率（kw）耙齿栅宽（mm）设备宽（mm）设备高(mm)设备总宽设备安装长水槽最小宽度排渣高度a型b型a型b型tgs-15001.12.2136015004035110353335110351850232011153160014647644.4 沉砂池沉沙池用以和清除水流中有害或多余泥沙的构筑物。沉沙池的断面大于引水渠道的断面，水流经过时，流速降低，水流挟沙能力减少，使大于及等于设计粒径的泥沙沉积下来，达到澄清水流、防止渠道淤积及泥沙对水力机械、管道磨损的目的当沉沙池被泥沙淤积到一定程度，因而流速加大使具有设计粒径的泥沙难以下沉时，则须采用水力或机械方法清除淤沙。沉沙池是污水处理系统前的一个预处理构筑物，起作用有两个：1. 在原水进入污水处理系统以前，利用沉沙池去除水中大颗粒物质，减少后续处理工艺的负荷及污泥量；2. 原水通过沉沙池时，通过水流的作用，使附着在颗粒物上的有机物脱落，建减少颗粒物上有机物的含量。4.4.1 沉砂池的选择沉砂池按池内水流方向的不同，可分为平流式、竖流式和旋流式；按池型可分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池和旋流沉砂