AB法60000m3d城市污水处理工艺设计(共64页)

1、毕毕 业业 设设 计计题题 目目 AB 法 60000m3/d 城市污水处理工艺设计学学 院院 资源与环境学院 专专 业业 环境工程 班班 级级 0802 班 学学 生生 魏同川 学学 号号 20080203050 指导教师指导教师 国伟林 二一二年六月四日设计总说明本次毕业设计题目为 AB 法 60000m3/d 城市污水处理工艺设计，此次设计的主要任务是设计一套使用 AB 工艺法来处理城市污水的工艺流程方案。AB 法属于超高负荷的活性污泥法，它的设计特点一般为不设置初沉池，A 段与 B 段的回流系统是分开的。A 段的污泥负荷较高、污泥龄较短、产泥量较多；B 段的污泥负荷较低、污泥龄较长、产

2、泥量较少。这两段沉淀池的表面负荷差异也比较大。AB 法的产泥量比较大，需要设置污泥消化工艺，从而解决污泥的处理和出路问题。其设计内容包括污水处理与污泥处置及处理这两部分。本文在参阅了大量书籍、期刊等文献基础上，对各种城市生活污水的处理方法进行了分析与比较并设计了采用 AB 法来处理城市污水的工艺，并对主要的处理单元设计参数进行了合理选择。对各个主要单元结构、平面布置及高程布置进行了设计，并使用 AutoCAD 绘图工具进行了工程图纸的绘制，对主要的处理单元以及平面图与高程图进行了绘制。城市污水处理厂的进水流量：6 万 m3/d；进水水质：BOD5=150 mg/L，CODCr =350 mg/

3、L，SS=150 mg/L，TP=3 mg/L，TN=30 mg/L，NH3-N=25 mg/L。经过由 AB 工艺法的工艺流程处理后，其出水水质将达到：BOD515 mg/L，CODCr50 mg/L，SS15 mg/L，TP1 mg/L，TN20 mg/L，NH3-N15 mg/L 的出水标准。本设计中污水处理的基本过程如下：从污水管道进入到污水处理厂的污水，其水位往往比较低，因此在经格栅后并由泵房提升水位后再经细格栅过滤，进入到沉砂池，在沉砂池中一部分的沙粒等被去除掉。经沉砂池的初步处理后，由于 AB 工艺法不设置初沉池，所以污水直接进入到 A 段曝气池中。A 段中的曝气池污水与回流污泥

4、混合，在氧气充足条件下，活性污泥与污水及氧气充分的混合，有机物得到了降解，与此同时，活性污泥得到了增长。曝气池也是 AB 工艺法的关键所在。经曝气池后进入到 A 段中沉池中，在中沉池内泥水得到分离，澄清后污水再进入到 B 段曝气池中，并将有机物作进一步的处理。B 段中的曝气池出水再经 B 段的二沉池，泥水再次得到分离。二沉池出水后排入到滤池进行过滤，并经紫外消毒以后，处理水流出系统。经过浓缩的污泥从沉淀池的底部排出，其中一部分回流后作为接种污泥，另一部分当作剩余污泥排出系统。而剩余污泥在浓缩池中进行初步浓缩后再经干燥脱水后，此时的污泥体积已大大缩小可以外运。经过设计后的出水水质的标准符合一般污

5、水排放的标准，同时其完全可作为中水回收利用，并对城市水环境改善以及减少水质性缺水具有非常好的促进作用。关键词：AB 法；城市污水；工艺设计；CAD 绘图DESIGN INSTRUCTIONThe graduation project topic is the design of urban sewage treatment process with AB method(60000 m3/d). The main task is to design a set of AB process to treat the urban sewage. AB process belongs to activ

6、ated sludge process with the ultrahigh load. The feature of this design is that AB process generally doesnt need the primary sedimentation tank, and the refluence systems of the section A and the section B are both separated. Section A works in higher sludge loading, shorter SRT and more sludge prod

7、uction, while Section B is on the opposite. Difference in hydraulic loading of sedimentation basins in these two sections is noticeable. With the high sludge output, setting up sludge digest tanks to deal with the excess sludge problem is very necessary for AB process. The design elements including

8、the sewage treatment and the sludge treatment and disposal.This paper has examined a large number of books , journals and other literature, based on the various methods to treat the municipal sewage a comparative analysis and design of AB process to treat the municipal wastewater. Given a rational c

9、hoice on the main processing unit of design parameters and for each main unit structure, the layout and the elevation layout design, and use AutoCAD drawing tools drawing the engineering drawings, the main processing unit and floor plan and elevation drawing of drawing. The influent flow rate of mun

10、icipal sewage treatment plant is 60,000m3/d while the water quality is BOD5=150mg/L, CODCr=350mg/L, SS=150mg/L, TP=3mg/L, TN=30mg/L, NH3-N=25mg/L. By the AB treatment process, water quality of the effluent will achieve：BOD515mg/L, CODCr50mg/L, SS15mg/L, TP1mg/L, TN20mg/L, NH3-N15mg/L.The basic desig

11、n of wastewater treatment process is as follows:The wastewater always has a lower water level at first, when it flows through the grid and then enhances the water level by pump, the sewage flows into the grit chamber where the sands are removed. With primary treatment of grit chamber, the water runs

12、 directly to the aeration tank of the section A. Organics are degraded and the sewage is purified in the aeration tank while the returning activated sludge and the sewage are fully mixed in the oxygen sufficient conditions, and the activated sludge grows. Aeration pool is also the key to the process

13、. Then dewatering in the middle settling tanks, which the sludge-water separated. The clarification of the sewage flows into the aeration tank of the section B to make an intensive treatment of organics. The wastewater flows into the secondary sedimentation tanks, which the sludge-water separated ag

14、ain. The influent goes into the filter, and then disinfects with the ultraviolet lamp. Finally, the treating water discharges out of system. The concentration of sludge discharges from the bottom of the sedimentation tanks, some returns as inoculation, and others remove from the system as the excess

15、 sludge. The excess sludge preliminary concentrates in the concentrated pool and then dehydrates, so at this time the volume of the sludge has been dramatically reduced and can be transported outside.The quality standard of effluent water after the design reaches the general standard, which can be r

16、eused as the normal water. It plays an important role in the improvement of municipal water environment and the reduction of the water quality-induced water shortage.Key words：AB process；municipal sewage；process design；CAD目 录设计总说明.IDESIGN INSTRUCTION.II1 概述.11.1 城市污水的水质.11.2 城市污水的分类.11.3 城市污水处理后的排放与

17、利用.22 设计依据.33 设计进水水质及排放标准.43.1 设计处理的水质水量.43.2 污水的特征.43.3 出水水质的标准.43.4 污水的处理程度.44 工艺选择.64.1 AB 工艺法的介绍 .64.2 AB 工艺法的特点 .64.3 AB 工艺法设计参考 .75 污水处理工艺说明.85.1 一级处理.85.1.1 格栅.85.1.2 污水泵房.95.1.3 沉砂池.105.2 二级处理.105.2.1 曝气池.105.2.2 二沉池.115.3 深度处理.115.3.1 滤池.125.3.2 消毒.126 污泥处理.136.1 污泥浓缩.136.2 污泥消化.136.2.1 厌氧消

18、化.136.2.2 好氧消化.146.3 污泥脱水.147 处理工艺构筑物设计计算.167.1 格栅的设计.167.1.1 格栅设计参数.167.1.2 粗格栅设计计算.167.1.3 细格栅设计计算.187.2 污水泵房的设计.197.2.1 集水池设计参数及计算.207.2.2 水泵设计参数及计算.207.2.3 管路设计参数.227.2.4 水泵机组的布置.237.3 沉砂池.237.3.1 设计参数及要点.237.3.2 设计计算.247.4 曝气池.267.4.1 曝气池的设计内容及设计参数.267.4.2 曝气池设计的一般规定.267.4.3 A 段曝气池的设计计算.277.4.4

19、 B 段曝气池的设计计算.297.5 沉淀池.327.5.1 二沉池的设计要求.327.5.2 A 段中沉池的设计计算.337.5.3 B 段二沉池的设计计算.347.6 回流污泥计算.357.6.1 剩余污泥的计算.357.6.2 回流比计算.367.7 配水井.377.8 滤池.397.8.1 设计参数.397.8.2 设计计算.397.9 消毒.417.10 污泥浓缩池.417.10.1 设计参数.427.10.2 设计计算.427.11 污泥消化池.447.11.1 设计参数.457.11.2 一级消化池的容积计算.457.11.3 二级消化池的计算.467.12 污泥脱水机.478

20、污水处理厂总体布置.488.1 污水处理厂总体布置内容.488.2 污水处理厂平面布置.488.3 污水处理厂高程布置.50结 论.54参 考 文 献.56致 谢.571 概述1.1 城市污水的水质因工业规模和性质的差异，不同城市的污水水质受工业废水水质以及水量的影响而有显著不同。典型的城市生活污水，其水质变化有一定的范围，见下表：表 1-1 典型的城市生活污水水质示例1浓度/（mg/L）指标高中低指标浓度/（mg/L）固体（TS）1200720350可生物降解部分750300200溶解性总固体850500250溶解性375150100非挥发性525300145悬浮性375150100挥发性3

21、25200105总氮854020悬浮物（SS）350220100有机氮35158非挥发性755520游离氨502512挥发性27516580亚硝酸盐000可沉降物/（ml/L）20105硝酸盐000生化需氧（BOD5）400200100总磷1584溶解性20010050有机磷531悬浮性20010050无机磷1053总有机碳（TOC）29016080氯化物（Cl-）20010060化学需氧（COD）1000400250碱度（CaCO3）20010050溶解性400150100油脂15010050悬浮性600250150注：1.单位除注明外均以 mg/L 计。2.该表摘自给水排水设计手册 。在上

22、表中，几项常用重要指标为 COD、BOD5、N、P 及 SS，以及还有重金属指标。通过这些污染指标反映污水中不同污染物以及污染物特征。COD、BOD5、SS 属于综合性指标。因为城市污水中成分较为复杂，难以采用全分析方式逐一监测分析加以确认，所以采用这些综合分析指标便能从整体上反映污染物含量及污染物基本污染特征。1.2 城市污水的分类城市污水是指从城市的下水道系统中收集的各类污水，根据其来源不同，由工业废水、生活污水以及城市降水径流组成，是混合污水1。城市污水主要来源于城市居民生活中所产生的污废水、企业工业在生产制造过程中产生的废水、城市降水以及部分受污染地表水这三方面。工业废水是指在工业生产

23、过程中排出的污废水。常见的对环境严重污染的工业废水有：煤气洗涤废水、造纸废水、生物制药废水、农药废水、酿造废水、电镀废水、印染废水、毛纺废水、化工废水、制革废水、炼油废水、油漆废水等。工业废水是城市污水中的有毒有害污染物的主要来源。生活污水是指人们日常生活中的排水，经公共场所、居住区和工厂的卫生间、洗衣房、浴室以及厨房等生活场所排出。生活污水中有机物约占 60%，如蛋白质、脂肪和糖类等等；其中无机污染物约占 40%，如泥沙、杂物等。另外还包含洗涤剂、病原微生物以及寄生虫卵等等。降水径流是由冰雪融化水或城市降水所形成。初期冰雪融化水和降雨若能纳入城市污水管道并对其加以处理，则是一种合理的处理方式

24、。当然，依据不同的分类标准，城市污水还有其它分类方法。总的来说，这些分类在进行污水处理时，要有针对性地比较和选择处理技术和预处理效果。1.3 城市污水处理后的排放与利用城市污水经净化处理后，其主要出路有三：（1）灌溉田地；（2）排入水体，将其作为水体的补给水；（3）处理水收回使用。灌溉田地使污水得到了充分的利用，但必须要遵守灌溉有关规定，避免土壤和农作物遭受污染。排放到水体中是城市处理水最常采用的出路之一。排放到水体中的城市污水应严格遵照国家或地方的相关排放标准，否则将会造成水体遭受污染。处理水收回使用是最为合理的出路，这样既可以节约和利用有限且宝贵的淡水资源，又达到了减少了污水排放量的目的，

25、其大大减少了水环境的污染。城市污水经二级处理以及深度处理后回收利用的范围非常广泛，可回收利用于生活杂用，例如冲洗厕所、园林绿化、浇洒道路等，也可当作电厂的循环冷却水使用。2 设计依据（1） 给水排水设计手册（2） 中华人民共和国水污染防治法（3） 中华人民共和国环境保护法（4） 中华人民共和国污水综合排放标准 （GB 8978-1996）（5） 城市污水处理厂污水污泥排放标准 （CJ3025-98）（6） 城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002） 3 设计进水水质及排放标准3.1 设计处理的水质水量依据设计课题，设计水量为 Q=6104m3/d。依据常规城市生活污水的水质以及

26、水量情况，设计其水质如下：BOD5=150 mg/L，COD=350 mg/L，pH=6.5-8.5，SS=150 mg/L，TP=3 mg/L，TN=30 mg/L，NH3-N=25 mg/L。3.2 污水的特征此污水以有机物为主，其中 BOD5/COD 为 0.43，其可生化性比较好。针对此污水，设计采用 AB 工艺法处理时，要求要有脱氮除磷的效果，因此我们可在 B 段选用 A2/O 工艺。针对以上这些特点及出水水质的要求以及现有的污水处理技术，本次设计将采用 AB 法污水处理工艺技术。3.3 出水水质的标准为了严格控制对生态环境破坏并保护水资源，污水处理厂的出水水质应按排水水域类别，在严

27、格遵照国家污水综合排放的标准以及行业污水的排放标准的情况下，由当地的环保部门提出并制定。在这种情况下，如果污水经二级处理后外排，没有严重污染水体的水质，经当地的环保部门认证许可后，可以适当放宽其中某些指标（如色度、COD 等）要求，降低污水的处理成本，促进企业对待污水治理的积极性。而对于不排入但需要重点保护的天然饮用水水源污水，也必须要进行深度处理才能够达标，这样一来，势必会经常导致污水处理厂的运行费用过高。本次设计中选用 AB 法污水处理工艺技术，处理的出水水质要求要符合GB18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准中一级 A 标准。设计的出水水质的标准如下：BOD515 mg/L，C

28、OD50 mg/L，pH=6-9，SS15 mg/L，TP1 mg/L，TN20 mg/L，NH3-N15 mg/L。当 BOD5值大于 160mg/L 时，其去除率应大于 50%；当进水的 COD 值大于 350mg/L 时，其去除率应大于 60%。3.4 污水的处理程度A、B 两段主要的污染物去除率为：BOD5的去除率 90%95%，COD 的去除率80%90%，TP 的去除率 50%70%，TN 的去除率 30%40%。则分别计算主要污染物处理程度2为：生化需氧量（BOD5）为：%90150151505BODE化学需氧量（COD）为：%7 .8535050350CODE总磷（TP）为：%

29、7 .66313TPE总氮（TN）为：%3 .33302030TNE悬浮物（SS）为：%9015015150SSE4 工艺选择4.1 AB 工艺法的介绍按照城市污水处理和污染防治技术政策的要求推荐，20 万 t/d 以上规模大型污水厂一般来说采用常规活性污泥法工艺处理污水，而 5-20 万 t/d 的污水厂可采用 AB 法、SBR 法、氧化沟法、常规活性污泥法等工艺来处理污水。AB 法是吸附生物降解法(Adsorption Bio- degradation)简称，由德国的教授提出，其作为一种高效而且稳定的废水二段生物处理工艺，从 80 年代初便开始在实际工程中得到应用以来，立即受到国内外研究人

30、员和技术人员的普遍重视，并且成为废水处理领域中发展较快的污水处理工艺3-6。本设计采用的是 AB 污水处理工艺法对城市的污水进行处理。其具体的工艺流程图如图 4.1。图 4.1 AB 法工艺流程图AB 工艺是由预处理段、A 段（主要依靠吸附作用） 、B 段（主要依靠生物降解作用）三部分组成。在预处理阶段不设置初沉池，只设置格栅、沉砂池等简易的处理设备。A、B 两段均是生物处理单元，但两段完全分开，分别拥有独立污泥回流系统以及各自独特的微生物种群。A 段由 A 段曝气池和中沉池构成，B 段由 B 段曝气池和二沉池构成。污水首先进入负荷较高的 A 段，然后再进入负荷较低的 B 段7。4.2 AB

31、工艺法的特点A、B 两段的污水、污泥系统是独立分开的，A 段有较高负荷，B 段的负荷比较低；A、B 两段串联运行，污水首先将进入较高负荷的 A 段，A 段可根据进水的水质水量情况来选择选用好氧或厌氧的运行方式；然后污水将进入较低负荷的 B 段，B 段除常见的普通的活性污泥法外，还可根据实际选用 SBR 法、生物膜法、A/O 法、A2/O 法及氧化沟法等多种污水处理工艺；AB 工艺法不设置初沉池，污水全部进入到处理系统中，A 段是开放性生物动力系统，它与吸附再生工艺的原理有许多相似之处，因为有独立的污泥回流系统和各自微生物群，益于各自的功能发挥；AB工艺法具有明显的脱氮除磷作用，尤其是除磷效果较

32、为明显；AB 工艺法具有较强抗冲击能力，在有冲击的情况下，其恢复比较快，运行费用比较低，投资也比较少。4.3 AB 工艺法设计参考如果没有除磷的要求，AB 法的运行管理相对较为简单，与传统的活性污泥法区别不是很大，如果有脱氮除磷要求，AB 工艺法的设计运行对于参数的控制要复杂一些。通常要依据溶解氧的浓度来调节 A 段工艺的供风量，如果要求 A 段有较高BOD5去除率和除磷率时，溶解氧应控制在较高的水平，一般来说，溶解氧1.0mg/L；当进水中含有大量难降解有机物时，应根据具体的情况适当降低 DO 的值，保证 A 段在缺氧的状态下运行，以提高 A 段的出水可生化性。另外，A 段在长期缺氧的环境下

33、运行，会导致絮凝作用减弱，生成有抑制作用的产物；为保证 BOD5/COD 的比值的提高以及 A 段处理效率，A 段应当选择缺氧和好氧交替运行。A 段污泥沉淀性能较好，A 段不会发生反硝化与污泥膨胀导致的污泥上浮现象，所以污泥回流比不需太大，A 段剩余污泥排放量，依据 A 段 MLSS 来设计控制，因为 A 段并不是单纯的生物系统，合理控制 DO 的值和污泥的浓度，其作用是用来完成生物吸附。B 段控制包括脱氮除磷的控制，因为 A 段工艺的特殊性，应当增加反映 A 段工艺的特征的检测指标，如 TBOD5、TCODcr、TSS 等，为了方便准确地评价 A 段处理效果，使 A 段处于最佳的运行状态。5

34、 污水处理工艺说明5.1 一级处理城市污水的一级处理是指通过物理的方法对水中悬浮物、漂浮物及大颗粒的固体污染物进行处理。其位于污水处理程序前端，对污水处理的后续工序正常运行起十分重要的保护作用，是在污水处理过程中不可缺少的工序。5.1.1 格栅1. 格栅格栅是较为简单的过滤设备，污水中有各式各样的漂浮物以及垃圾，去除掉水中这些漂浮垃圾，成为污水的处理过程中的第一道工序。它保障后续工序的顺利进行，以及保护其它机械设备，在污水处理的流程开始部分必须要设有格栅以及格栅除污机。根据栅条的断面形状不同，可将格栅分为圆形断面格栅、正方形断面格栅、矩形断面格栅、两头半圆的矩形格栅以及一头半圆的矩形格栅。相对

35、来说，圆形断面格栅的水力条件较好，但是刚度较差，所以一般选用矩形断面格栅较多。根据格栅柵条的间隙距离，可将格栅分为细格栅、中格栅和粗格栅，细格栅的间隙一般在 410mm 之间，中格栅的间隙一般在 1525mm 之间，粗格栅的间隙在 40mm 以上。根据格栅栅渣的清除方式，可把格栅分为机械清除格栅和人工清除格栅。2. 栅渣输送机无轴螺旋压榨机是由回水管路、驱动装置、无轴螺旋叶片、机壳等组成，相对于无轴螺旋输送机其增加了压榨脱水的功能，驱动装置带动着螺旋叶片旋转，并将栅渣脱水、压榨，从而减小栅渣体积，以利于栅渣运输与处理。无轴螺旋输送机是由 U 形槽、衬板、驱动装置、输送螺旋、盖板、进出料口等部分

36、组成。栅渣是由进料口进入，经螺旋推移作用至出料口，这样来完成栅渣输送。带式输送机是由托辊、输送带、驱动装置、清扫器、滚筒、机架、皮带张紧装置等部分组成，驱动装置用来驱动皮带在托辊上转动，而带上的栅渣在摩擦力的作用下，随着输送带一起运动，来完成栅渣输送。3. 格栅除渣机格栅清渣劳动强度很大，污水处理厂常使用机械清除格栅。有很多格栅机械除渣机，如钢丝绳牵引式格栅除渣机、链条式格栅除渣机、移动式伸缩臂格栅除渣机、圆周回转式格栅除渣机等。不同的格栅除渣机适用的范围不同，设计时应根据格栅的类型来选择适合的格栅除渣机。5.1.2 污水泵房 污水提升泵站一般是由水泵、泵房和集水池组成，其作用是把污水提升到后

37、续处理单元所需高度，从而实现重力自流7。 泵房一般依据进水条件分为非自灌式泵房和自灌式泵房，按不同的条件及采用水泵种类分为湿式泵房和干式泵房。1. 集水池的设计进入到集水池后污水的流速放慢，一些泥沙沉积下来，致使集水池的有效容积减少，影响水泵的运行，因此依据具体情况要对集水池进行定期清理。在清理时，首先要停止进水，用泵排空池内的存水，池内积泥厌氧分解还在进行，要强制通风，使有毒气体不断地产生、释放。保持集水池的高水位运行，这样可以降低水泵的扬程，在保证抽升前提下来降低能耗。2. 泵站建造形式8（1）合建式泵站集水池与机器间合建成一个建筑，布置较紧凑，以便于开槽施工，适用于自灌式泵站。（2）分建

38、式泵站集水池与机器间独立构建，结构较为简单，水泵检修维护较为方便，但是增加了吸水管长度，适合于非自灌式泵站。（3）矩形泵站矩形泵站的平面尺寸不受限制，其工艺布置较为合理，当设计流量大于 1 m3/s时，一般来说选择矩形泵站，适用于大中型泵站。（4）圆形泵站圆形泵站一般来说内径设计为 715m，方便于用沉井法的施工，造价也较低。当水泵台数4 台或设计流量较小时，可选择下圆上方型的或圆形泵站。（5）全地下式泵站全部构筑物都设置在地下，这种泵站的通风条件较差，容易使设备受潮而影响其正常的运行，造价也较高。只有当不允许地面上有建筑物时，才会选择选用全地下式泵站。（6）半地下式泵站把机器间位于地下，配电

39、间和值班室位于地上，以有利于通风、采光、操作和运输。3. 水泵启动方式非自灌式泵站泵轴在集水池的最高水位之上，需设置真空罐、真空泵等引水设备。这种类型的泵站结构较为简单，深度比较浅，卫生条件较好，采光通风效果较好，利于设备保养维护。自灌式泵站自灌式泵站的泵轴或水泵的叶轮低于集水池最低水位，其在任何水位下都能够直接启动，启动较为可靠，不需要专用的启动辅助设备，操作较为简单。5.1.3 沉砂池沉砂池作用是利用重力分离原理把水中密度较大的无机颗粒去除掉，来保护后续处理工序中的设备。按照池形可分为竖流式、平流式、旋流式和曝气沉砂池，按照池内水流的方向差异，可以分为竖流式、平流式和旋流式。竖流式沉砂池用

40、来去除一些较粗（粒径在 0.6mm 以上）的砂粒，其结构较为复杂，处理效果比较差，生产中很少采用。平流式沉砂池利用重力分离原理去除污水中含有密度较大的无机颗粒物，包括入流渠、出流渠、沉砂斗、闸板等几部分构成，其构造较为简单、处理效果好、工作比较稳定。主要工艺设备包括：链式刮砂机、泵吸式吸砂机、螺旋砂水分离器等。旋流式沉砂池是依靠机械控制污水流速和流态来加速砂粒的沉淀，其沉砂粒径较小、占地较省、效果较好。曝气沉砂池通过曝气使颗粒间摩擦，去除掉包裹在颗粒表面的有机物，从而提高去除效率；还可以通过调节曝气量来控制污水旋流速度，并对污水进行预曝气处理，使除砂的效率较为稳定。5.2 二级处理5.2.1

41、曝气池1. 曝气池曝气池是活性污泥与污水充分混合接触，以使污水中的有机物得以吸收并进行分解的生化场所。曝气池内的混合液与入流污水混合方式分为推流式与完全混合式。（1）推流式曝气池经导流隔墙分隔而形成廊道的矩形池体。污水与回流的污泥从池子一端流入，水平推进后，从另一端流出。按照时间的先后，进入到曝气池的污水与回流的污泥互不相干，其出水水质较好。为了维修和运转的方便，经常将曝气池设计成可独立操作的若干单元，每一个单元包括几个池子，每个池子由 14 个折流廊道构成。（2）完全混合式曝气池污水与回流的污泥一进入曝气池便立即与池中所有的混合液混合均匀，有机物由于稀释而浓度迅速降低。它对入流的水质水量适应

42、能力较强，但是因为曝气系统的混合能力限制，当搅拌混合不佳时容易发生短流。城市污水的水质水量较为均匀，且可生化性好，对曝气池不会造成很大的冲击，因此基本上选用推流式。相对来说，工业废水一般宜采用完全混合式。常用曝气方式有机械曝气、鼓风曝气及鼓风与机械并用曝气这三种。机械曝气一般是利用设置在曝气池内的叶轮等设备转动，剧烈地搅动水面，致使空气中的氧气溶入到水中。机械曝气设备是有转刷和叶轮两类。鼓风曝气是最为常用的曝气方法，其由扩散装置、加压设备及管路系统三部分构成。加压设备一般是指回转式或离心式鼓风机。2. 曝气系统曝气系统具有提供氧气和混合搅拌的作用。鼓风曝气系统是与推流式曝气池相匹配的曝气系统，

43、它的设施包括充氧装置、鼓风机和风管系统。充氧装置设置于曝气池内。使用的曝气头有橡胶膜片式的微孔空气扩散器、固定式的钟罩型微孔空气扩散器、网状模型的空气扩散装置、固定螺旋的空气扩散装置、可变孔的曝气软管等等。污水处理厂中的鼓风机一般是用罗茨风机、离心风机。国产的罗茨风机风量较小，且适用于中小型污水处理厂；离心风机的效率高，噪声较小，比较适于大型污水厂。风管依据风速及气量来选择管径，支管、干管的 v=1015m/s，竖管及小支管的 v=45m/s，流速过大会产生噪声。5.2.2 二沉池二沉池的作用是把活性污泥与水分离开，并进行污泥的浓缩。它的主要控制参数为：停留时间 t 以及水力表面负荷 q1。二

44、沉池的特点如下：池子长深比一般宜采用 812；活性污泥的质量轻，二沉池的 q=0.81.5 m3/(m2h)，t=1.52.5h，二沉池中长宽比应4，当采用机械排泥时，宽度应按照排泥设备来确定；通常二沉池使用吸泥机从池底进行大范围的排泥，缩短污泥在二沉池中的停留时间，不应像初沉池那样使用刮泥机积泥的方法；二沉池要求对于污泥的浓缩，需要控制固体表面负荷 qs，即单位沉淀池面积中单位时间中接受的污泥重量，其单位为：kg/(m2d)，qs约为 150 kg/(m2d)。二沉池内的沉淀方式成层沉淀，其进水悬浮物的浓度偏高，容易形成浓度异重流，二沉池除了可以采用中心进水周边出水的平流式、辐流式沉淀池之外

45、，还可以利用异重流来延伸水流路径，选用中心进水周边出水的辐流式沉淀池，能够提高容积的利用率和面积的利用率，所以可选用较高的表面负荷。5.3 深度处理伴随着我国污水处理工艺技术的发展、对水资源的可持续发展的重视及对环境保护意识的加强，城市污水的深度处理及回用得到了广泛的关注，应用前景较为广阔。城市污水深度处理充分开发和利用了第二水源，缓解了水资源短缺所造成的用水压力。 污水的深度处理和回用可进一步去除污水中 BOD5、COD、SS 等物质，从而达到污水净化及回用的更高标准。污水的深度处理以及回用工艺主要包括：二级强化处理出水加药混凝沉淀过滤（活性碳吸附）消毒回用。 在实际应用中，应根据污水处理厂

46、具体情况，例如处理要求、回用目的、资金及设备等情况对污水的深度处理与回用技术及其组合工艺来进行选择。5.3.1 滤池滤池形式有很多，污水深度处理中常采用单层滤料的压力式滤池与普通快速滤池。滤料有：石英砂、无烟煤、焦炭、炉渣、陶粒等。经筛选的炉渣、焦炭渣仍还有吸附作用。单层滤料滤床的厚度范围为：700900mm，滤料粒径为：0.52.0mm（石英砂） ，1.53.0mm（无烟煤） ，不均匀系数 K80为 1.52.0。过滤速度的范围为 1015m/h，过滤周期 24h，冲洗时间为 710min，反冲洗强度范围为 1520L/（sm2） ，必要的时候可用等强度压缩空气来进行反冲。 5.3.2 消毒

47、1. 氯消毒氯与水进行反应，生成盐酸与次氯酸，氯的灭菌作用是由次氯酸引起的，次氯酸可扩散至带负电荷细菌表面，穿透细胞壁进入到细菌的内部，破坏细菌酶系统，致使细菌死亡。氯对病毒来说主要是破坏它的核酸。氯对水消毒易产生“三致”物质，余氯及含氯化合物对水中的生物有毒害作用。其适用于各型的污水处理厂，对于常规二级生化处理后的污水、再生水进行消毒。2. 紫外线消毒紫外光破坏病毒、细菌及其它微生物的遗传物质，致使 DNA 失去活性，没有办法复制再生，从而达到了消毒的目的。紫外消毒通过降低生物的繁殖力而使其灭活。紫外波长在 100400nm 之间，杀菌波长在 200300 之间。紫外消毒系统有若干个独立的紫

48、外灯模块，水流依靠重力自流，紫外灯可以直接取出进行检修维护，不需要停机。紫外消毒是一种物理消毒方法，没有污染，对生态环境无害；无化学残余物质和化学副产物；使用较为安全，运行成本较低，运行维护起来也比较简单方便；紫外消毒的性能较为稳定，不会受到环境条件如水中温度及酸碱度的影响。6 污泥处理6.1 污泥浓缩 污泥处理系统所产生的污泥，其含水率很高造成污泥的体积很大，处置或处理及输送都不很方便。污泥浓缩单元工艺目标是要降低污泥含水率，进而减小污泥的体积，为污泥的后续处置或处理带来方便，降低其费用9。污泥浓缩后，输送泵的容量缩小，输泥管的管径减小；在污泥消化阶段，缩减消化池容积，降低其加热量；浓缩后污

49、泥直接脱水，脱水机的台数减少，其降低了污泥调质所需的絮凝剂量。主要的污泥浓缩方法有：气浮浓缩法、重力浓缩法及机械浓缩法。1. 气浮浓缩法气浮浓缩池适用于好氧活性污泥浓缩，其占地少、负荷能力强、效果优异。在工业废水的处理中应用比较多，一般是加压溶气气浮系统。气浮浓缩系统的组成较为复杂，维护、运行、管理的难度大。2. 重力浓缩法重力浓缩法指依靠污泥的自身重力作用使其在浓缩池中来达到浓缩目的。重力浓缩法主要应用在对初沉污泥和剩余污泥的浓缩。重力浓缩法按运行方式不同可分为间歇式污泥浓缩池和连续式污泥浓缩池。间歇式重力浓缩池的池型一般为圆形或矩形，其适用于小型污水处理厂。浓缩的时间一般为 24h，池深为

50、 56m。浓缩池的容积包括每次没有排尽的污泥体积与每次的进泥体积。连续式污泥重力浓缩池，常采用辐流式或者竖流式，其固体负荷不超过50kg/（m2d） （好氧活性污泥为主）或 100kg/（m2d） （初沉污泥） ，浓缩的时间分别不少于 24h 及 12h。为了避免水流的影响，设计为周边的形式出水。竖流浓缩池大多为重力排泥，而大型辐流式浓缩池大多采用带搅拌栅刮泥机排泥（线速度不应大于 2m/min） 。连续式污泥浓缩池应设置浮渣刮排装置。3. 离心浓缩法离心浓缩法7是基于污泥中的固体颗粒与水密度的不同，在离心力的作用下将二者进行分离，对于轻质污泥来说有较好的处理效果，其主要应用于场地狭小的场合或

51、者剩余污泥等难于脱水的污泥的浓缩。6.2 污泥消化6.2.1 厌氧消化1. 厌氧消化厌氧消化7是指由专性厌氧菌与兼性菌，在无氧的条件下，来降解污泥中有机物，并最终转化成甲烷气（或称为消化气、污泥气、生物气）以及二氧化碳，使污泥能够得到稳定。厌氧消化分为三个阶段：水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段以及产甲烷阶段。2. 厌氧消化池的类型厌氧消化池分为活动盖式和固定盖式两种，较常用的是固定盖式。其根据几何形状可分为圆柱和蛋形形两种。圆柱形消化池的直径一般范围为 635m，池盖、池底的倾角一般取 1520，池的总高与池径之比的范围为 0.81.0，池顶的集气罩的直径范围为 25m，其高度在 13m 之间。蛋

52、形消化池的长短轴直径比的范围为 1.42.0。在其池内的污泥表面不易形成浮渣；在池容相等条件下，相对圆柱形的总表面积越小，越易于保温；蛋形的结构受力条件较好，比较节省材料；其聚沼气的效果好，防渗防水的效果也较好。6.2.2 好氧消化污泥好氧消化利用了好氧微生物代谢的污泥中含有固体有机物并将有机物分解成氨氮、硝酸盐以及二氧化碳9。好氧消化和厌氧消化相同，它的消化效果受很多因素的影响，例如：污泥负荷、环境条件和水力停留时间等等。6.3 污泥脱水污泥脱水有机械脱水、烘干及焚烧和自然干化等方法，较常用的是机械脱水法。常用污泥机械脱水的设备有离心脱水机、板框压滤脱水机及带式压滤脱水机13。离心脱水机，一

53、般来说是离心因素 1500 的低速离心机，对于难压缩的好氧活性污泥及物化污泥也有较好脱水效果。除尘污泥经脱水后其含固率可以达到25%35%，混合污泥则可以达到 20%25%，物化污泥及好氧活性污泥则可以达到 5%20%，絮凝剂 PAM 的投药量其相应量应分别为：23、35及610。板框压滤脱水机的脱水时间为 1.03.0h，过滤的周期为 2.05.0h，其不能连续工作，且工作压力较高，一般为 0.40.6MPa，泥饼吹脱需要的压缩空气量 13 m3/（m3滤室的容积min） ，压力为 0.10.3MPa。带式压滤脱水机可连续运行，并不适宜于物化污泥和难压缩的好氧活性污泥，其带速的范围为 25m

54、/min（对混合污泥而言） 。初沉污泥的脱水能力为 250500 kg（干）/（m2h） （其中消化污泥取高值） ，剩余的活性污泥与初沉污泥所组成的混合污泥的脱水能力为 120300 kg（干）/（m2h） 。絮凝剂 PAM 的投药量为25（生污泥） ，13（消化污泥） 。污泥脱水时的投药种类与数量、是否加药应通过试验来进行确定。污泥加药之后，应立即使其进行混合反应，并且进入到脱水机中，来使污泥絮凝。污泥脱水间的机组的布置、起重设备以及泥饼输送、通道宽度和机房高度等可参照泵房的设计规定来进行。脱水间设置有通风设施。7 处理工艺构筑物设计计算7.1 格栅的设计7.1.1 格栅设计参数在城市污水处

55、理工程的工艺中，格栅作用越来越不可忽视。格栅设计是否合理会直接影响到整个污水处理的工艺运行效果。1. 污水处理系统前机械格栅应用范围见下表。表 7-1 机械格栅分类及适用范围10序号名称柵条间隙适用场合栅格设备举例1粗格栅机械清除时为1625mm，人工清除时为 2540mm，特殊情况下，最大可以为100mm一般用于雨水泵站、水电站和河道上，用于清除水中较大杂物单轨悬挂式移动格栅除污机，回转式格栅，高链式格栅，钢丝绳格栅除污机2中格栅1040mm一般用于雨水泵站和污水处理厂，用于清除水中较大块状物、杂质回转式格栅，回转式固液分离机，高链式格栅，钢丝绳格栅除污机，抓斗式格栅3细格栅1.510mm一

56、般用于自来水厂、污水处理厂，用于清除水中细小固体杂物弧形格栅，网板阶梯格栅除污机，回转式固液分离机，阶梯格栅，转鼓格栅2. 格栅设计一般规定（1）设计格栅前渠道内的水流速度，在 0.40.9 m/s 范围内；（2）通过格栅的水头损失，细格栅一般为 0.30.4 m，粗格栅一般为 0.2m；（3）污水过栅流速宜选用 0.61.0m/s；（4）机械格栅不宜少于 2 台。如只有一台时，设备用的人工清渣格栅；（5）机械格栅中的转鼓式格栅除污机安装角度通常为 6090，人工清渣格栅角度宜为 3060。7.1.2 粗格栅设计计算设计流量为 Q=6 万 m3/d。选用两台粗格栅机，则：每台格栅的流量为 Q=

57、3104m3/d，设柵前水深为 h=1.0m，过栅流速为v=0.8m/s，格栅倾角为 =60，柵条间隙为 b=0.025m。图 7.1 格栅剖面图图 7.2 格栅平面图1. 柵条间隙数 n最大设计污水流量：。dmQKQd/102 . 72 . 1106344max5 .198 . 00 . 1025. 08640060sin360002sinmaxbhvQn取格栅间隙数 20。2. 栅槽宽度 B设栅条宽度为 s=0.01m，则：mbnnsB0.69200.0251)-(200.01) 1(3. 进水渠道渐宽部分长度为 l1设进水渠宽为 B1=0.4m，夹角为 1=15，则：mBBl54. 01

58、5tan24 . 069. 0tan21114. 栅槽与出水渠道连接处渐窄部分的长度mll27. 0254. 02125. 通过格栅的水头损失为mgvkh061. 060sin8 . 928 . 0)025. 001. 0(42. 23sin2234216. 栅后槽中高度 H设柵前渠道超高为 h2=0.10m，则：mhhhH161. 11 . 0061. 00 . 1217. 栅槽总长度 LmHllL95. 260tan10. 00 . 10 . 15 . 027. 054. 0tan0 . 15 . 01218. 每日的栅渣量 W在格栅间隙 0.025m 的情况下，栅渣量每 1000m3污水

59、产渣为=0.05m3，则两台w格栅总产渣量：WdmdmkwQz/2 . 0/310002 . 105. 07200010008640033max采用机械清渣即可。7.1.3 细格栅设计计算 柵前水深为 h=0.9m，过栅流速为 v=0.8m/s，格栅倾角为 =60，柵条间隙为b=0.01m。1. 柵条间隙数 ndmQKQd/102 . 72 . 1106344max采用 4 台细格栅：9 .268 . 09 . 001. 08640060sin180004sinmaxbhvQn取格栅间隙数为 27。2. 栅槽宽度 B设栅条宽度为 s=0.01m，则：mbnnsB0.53270.011)-(27

60、0.01) 1(3. 进水渠道渐宽部分长度 l1设进水渠宽为 B1=0.3m，夹角为 1=15，则：mBBl429. 015tan23 . 053. 0tan2111采用 0.43m。4. 栅槽与出水渠道连接处渐窄部分的长度mll215. 0243. 02125. 通过格栅水头损失为mgvkh205. 060sin8 . 928 . 0)01. 001. 0(42. 23sin2234216. 栅后的槽中高度 H设柵前渠道超高为 h2=0.10m，则：mhhhH205. 11 . 0205. 09 . 0217. 栅槽总长度 LmHllL72. 260tan10. 09 . 00 . 15 .