奥贝尔氧化沟课程设计

1、大连水产学院水污染控制工程课程设计 目录大 连 海 洋 大 学 课 程 设 计 报 告 纸学院:海洋科技与环境 专业班级:环工二班姓名: 李润博 学号: 1118110201 某城镇污水处理厂设计 项 目 名 称： 某城镇污水处理厂设计 指导老师： 刘恒明 编制日期： 2014 年 9 月 30 日目录第一章概述31.1 我国水污染的现状31.2 城市污水的来源41.3 城市污水处理工艺简介4第二章 编制依据和设计内容72.1 设计任务72.2 设计资料72.3 处理要求72.4 其它资料82.5 原始资料82.5.1 气象资料82.5.2污水排放收纳河流资料92.5.3工程地质资料92.6

2、设计内容92.7参考文献9第三章 设计流量和水质污染程度103.1 设计流量103.2 水质污染程度10第四章 工艺流程选择104.1 各工艺流程简介104.2 处理工艺的选择114.2.2 氧化沟工艺的选择134.2.3 污泥处理工艺选择154.2.5 污水、污泥处理工艺流程图164.3 污水处理厂工程设计164.3.1污水处理厂总平面设计16第五章 各处理构筑物及其辅助设备工艺及水力计算185.1 中格栅185.2 附属设备的选型205.3集水池的设计215.4 污水提升泵的设计215.5 细格栅的设计计算225.4 附属设备的选型245.5 曝气沉砂池的设计255.5.1 设计说明255

3、.5.2 设计参数255.5.3 设计计算255.5.4 附属设备选型275.6 厌氧选择池的设计275.6.1 厌氧池配水井275.6.2 厌氧选择池285.7 三沟氧化沟的设计计算285.7.1 设计参数285.7.2 设计计算295.7.3 附属设备的选型345.8 二沉池配水井355.8.1 设计参数355.8.2 设计计算355.9 辐流式二沉池365.9.1 设计参数365.9.2 设计计算365.9.3 附属设备的选型385.10 消毒池385.10.1 设计参数385.10.2 设计计算385.11 液氯投配系统385.11.1 设计参数395.11.2 设计参数395.12

4、污泥回流泵房395.13 污泥浓缩池405.13.1 设计参数405.13.2 设计计算405.14 污泥脱水间42第六章 污水处理厂的总体布置436.1污水处理厂的平面布置436.1.1平面布置的一般原则436.1.2污水厂平面布置的具体内容446.2污水厂的高程布置446.2.1污水处理厂高程布置原则446.2.2污水处理系统高程计算44第一章概述1.1 我国水污染的现状中国人均水资源拥有量仅为世界平均水平的四分之一。我国水资源短缺情况较为严重，根据联合国2008年数据，我国拥有全世界21%的人口，但只占水资源总量的6%，人均水资源量仅为世界人均水平四分之一左右，是全球人均水资源最贫乏的国

5、家之一。中国658个城市中，有三分之二以上缺水。生活污水的排放数量超过工业废水。2011年我国生活废水排放量428亿吨，占废水排放总量的65%；而工业废水排放量231亿吨，占35%。随着工业发展、城镇化提速以及人口数量的膨胀，我国面临着十分严峻的环境形势。全国主要流域的IIII类水质断面占64.2%，劣V类占17.2%，其中，海河流域为重度污染，黄河、淮河、辽河流域为中度污染。湖泊（水库）富营养化问题仍然突出，56个湖（库）的营养状态监测显示，中度富营养的3个，占5.2%；轻度富营养的10个，占17.2%。4月22日，国土资源部发布的2013中国国土资源公报显示，全国在203个地市级行政区开展

6、了地下水水质监测行动，其中水质呈较差级的监测点2095个，占43.9%；水质呈极差级的监测点750个，占15.7%。“较差”与“差”，二者相加接近六成。近几年，中国重大环境污染以及事故频频发生，水污染事故占一半左右。监察部的统计分析，国内近几年每年水污染事故都在1700起以上。2013年1月山西天脊集团发生苯胺泄漏事故，当地政府事后瞒报，导致苯胺污染了漳河下游，影响了山西、河北和河南等多地居民的正常饮水和生活。2012年2月的广西龙江镉污染，2010年7月紫金矿业水污染和吉林松花江哈工污染，是近几年来影响非常严重的水污染事故。生活污水处理率大幅度提高。2011年，全国生活污水排放量为428亿吨

7、，同比上升12.7%，占全国废水排放总量的65%。我国城镇生活污水处理率有了快速提升，从2001年的18.5%提升到2010年的72.9%。2006年以来工业废水排放量稳中有降，达标率逐年递增。2011年，我国工业废水排放量为230.9亿吨，同比下降2.8%。在废水排放总量中的占比也从2000年的46.8%下降到35%。工业废水排放达标率基本呈逐年递增的趋势，2011年的达标率高达95.3%，比2001年的85.6%提升了9.7个百分点。1.2 城市污水的来源城市污水是通过下水管道收集到的所有排水，是排入下水管道系统的各种生活污水、工业废水和城市降雨径流的混合水。 生活污水是人们日常生活中排出

8、的水。它是从住户、公共设施（饭店、宾馆、影剧院、体育场馆、机关、学校和商店等）和工厂的厨房、卫生间、浴室和洗衣房等生活设施中排放的水。这类污水的水质特点是含有较高的有机物，如淀粉、蛋白质、油脂等，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。相比较于工业废水，生活污水的水质一般比较稳定，浓度较低。 工业废水是生产过程中排出的废水，包括生产工艺废水、循环冷却水冲洗废水以及综合废水。由于各种工业生产的工艺、原材料、使用设备的用水条件等的不同，工业废水的性质千差万别。相比较于生活废水，工业废水水质水量差异大，具有浓度高、毒性大等特征，不易通过一种通用技术或工艺来治理，往往要求其在排出前

9、在厂内处理到一定程度。 降雨径流是由降水或冰雪融化形成的。对于分别敷设污水管道和雨水管道的城市，降雨径流汇入雨水管道，对于采用雨污水合流排水管道的城市，可以使降雨径流与城市污水一同加以处理，但雨水量较大时由于超过截留干管的输送能力或污水处理厂的处理能力，大量的雨污水混合液出现溢流，将造成对水体更严重的污染。1.3 城市污水处理工艺简介传统的污水处理有物理处理、化学处理和生物化学处理。在实际污水处理中这些方法常常组合使用, 形成各种不同的污水处理工艺流程。 如厌氧好氧处理法(A/O 法)、厌氧一缺氧一好氧处理法(A2/O 法)、连续循环曝气(氧化沟法、序批

10、式好氧活性污泥法或间歇式活性污泥法 (SBR 法)等。一、A/O工艺A/O是Anoxic/Oxic的缩写，它的优越性是除了使有机污染物得到降解之外，还具有一定的脱氮除磷功能，是将厌氧水解技术用为活性污泥的前处理，所以A/O法是改进的活性污泥法。A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=24mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性及氧的效率；在

11、缺氧段，异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。二、A2/O工艺   A2/O工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。该工艺处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水

12、厂。但A2/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺。三、氧化沟    氧化沟（oxidation ditch）又名连续循环曝气池（Continuous loop reactor），是活性污泥法的一种变形。氧化沟污水处理工艺是在20世纪50年代由荷兰卫生工程研究所研制成功的。自从1954年在荷兰首次投入使用以来。由于其出水水质好、运行稳定、管理方便等技术特点，已经在国内外广泛的应用于生活污水和工业污水的治理。

13、至今，氧化沟技术己经历了半个多世纪的发展，在构造形式、曝气方式、运行方式等方面不断创新，出现了种类繁多、各具特色的氧化沟。从运行方式角度考虑，氧化沟技术发展主要有两方面：一方面是按时间顺序安排为主对污水进行处理；另一方面是按空间顺序安排为主对污水进行处理。属于前者的有交替和半交替工作式氧化沟；属于后者的有连续工作分建式和合建式氧化沟。目前应用较为广泛的氧化沟类型包括：帕斯韦尔（Pasveer）氧化沟、卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟、奥尔伯（Orbal）氧化沟、T型氧化沟、（三沟式氧化沟）、DE型氧化沟和一体化氧化沟。四、SBR法序批式间歇活性污泥法（SBR），在当前污水处理领域是应用较为

14、广泛的处理技术。它有效地用于生活污水，城市污水和有机性工业废水的处理，它是被日本下水道协会和美国环保局评估了的少数富有革新意义和较强竞争力的废水生物处理技术之一。随着SBR应用的日趋广泛，又发展了一些SBR的变型工艺，例如ICEAS工艺、CASS工艺、IDEA工艺、DATIAT工艺、UNITANK工艺。SBR的工作程序是由流入、反应、沉淀、排放和闲置五个程序组成。污水在反应器中按序列、间歇地进入每个反应工序，每个SBR反应器的运行操作在时间上也是按次序排列间歇运行的。在流入工序实施前，闲置工序处理后的污水已经排放，曝气池中残存着高浓度的活性污泥混合液。当污水注入流入时，曝气池可以起到调节池的作

15、用，如果进行曝气可以取得预曝气效果，也可使污泥再生，恢复其活性。反应工序是SBR工艺最主要的一道工序。当污水注入达到预定容积后，可开始反应操作，如去除BOD、硝化、磷的吸收，以及反硝化等。根据反应需要达到的程度，进行短时间的微量曝气，以吹脱污泥上粘附的气泡或氮，以保证排泥顺利进行。在排泥工序，停止曝气和搅拌，使混合液处于静止状态，活性污泥与水分离，相当于二次沉淀池的作用。经过沉淀后的上清液作为处理出水排放，沉淀的污泥作为种泥留在曝气池内，起到回流污泥的作用。在闲置工序，处理出水排放后，反应器处于停滞状态，等待下一个操作周期。在此期间，应间断或轻微曝气以避免污泥的腐化。经过闲置的活性污泥处于营养

16、物的饥饿状态，因此当进入下个运行周期的流入工序时，活性污泥就可以发挥较强的吸附能力增强去除作用。闲置工序是SBR工艺中的重要内容。第二章 编制依据和设计内容2.1 设计任务根据所给的原始资料,设计某城镇污水处理厂,具体内容包括:1、确定污水处理的工艺流程以及有关的处理构筑物；2、对各处理构筑物进行工艺计算，确定其形式、数目与尺寸（附必要的草图）；3、进行各处理构筑物的总体布置和污水与污泥处理流程的高程设计。2.2 设计资料1、排水系统：雨水与污水采用分流制，生活污水与工业废水为合流制，污水处理厂只考虑处理生活污水与工业废水，原水主要为生活污水。输入污水厂的污水干管直径为1400mm，管底埋深为

17、地面以下6.0m，充满度为0.75。 2、 工业废水与生活污水的水量与水质见表1所示: 表1.1 设计进水水量 单位：m3/d项 目流量进水10×104表1 设计进水水质 单位：mg/L（pH除外）项 目BOD5CODSSpHTNNH3-NTP进水 1903802606945344.2注: (1) 生活污水流量总变化系数为1.25 ; (2) 污水平均水温为20(夏季)和13左右(冬季); (3) 工业废水的水质不影响生物处理。 2.3 处理要求该城市污水处理厂排水执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级B标准,可满足受纳水体水质要求。见表2:表2 设计出

18、水水质 单位：mg/L（pH除外）项 目BOD5CODSSpHTNNH3-NTP出水 2060206920812.4 其它资料该城镇地面由北向南坡度为0.8%，污水处理厂拟用场地选在某城镇南部，此处由西北向东南方向的坡度为0.4%。进入污水厂的排水管端点的地面标高为25.00m。2.5 原始资料2.5.1 气象资料表2 水文地质及气象资料风向全年主导风向为北风，夏季主导风向为南风年平均风速3.3m/s降雨量年平均700800mm，其中2/3集中在夏季温度年平均14.7，极端温度：最高32，最低-2.5土壤冰冻深度0.240.33m地基承载力各层均在100kPa以上地下水位6.58.2 m（地面

19、下）地震烈度小于7级2.5.2污水排放收纳河流资料据19602000年连续观测，河道的最高洪水水位标高为19.00m，常水位标高为16.00m，枯水位标高为14.00m。2.5.3工程地质资料地质钻探结果表明，处理厂厂址土壤性质良好，地下水质对各类水泥均无侵蚀作用。2.6 设计内容（1）目录；（2）概述设计任务和依据，简要分析设计资料的特点；（3）污水与污泥处理流程选择的各种因素分析和依据说明；（4）各处理构筑物的工艺计算及其工作特点的说明；（5）污水与污泥处理构筑物之间的水力计算及其高程设计；（6）处理构筑物总体布置的特点及依据说明。说明书应简明扼要，力求多用草图、表格说明，要求文字通顺、段

20、落分明。图纸包括总平面图和污水、污泥高程图。总平面图中应表示各构筑物的确切位置、外形尺寸、相互距离；各构筑物之间的连接管道及场区内各种管道的平面位置、管径、长度、坡度；其它辅助建筑物的位置、厂区道路、绿化布置等；污水、污泥高程图中标出各种构筑物的顶、底、水面以及重要构件的设计标高、地面标高等。2.7参考文献1张自杰.排水工程(上、下册)（第四版）.北京:中国建筑工业出版社2韩洪军.水处理工程设计计算.北京:中国建筑工业出版社3彭党聪.水污染控制工程实践教程（第二版）.北京：化学工业出版社4给水排水设计手册（第1、5、9册）（第二版）.北京:中国建筑工业出版社5崔玉川，刘振江，张绍怡编著. 城市

21、污水厂处理设施设计计算（第二版）.化学工业出版社6曾科，卜秋平，陆少鸣主编，污水处理厂设计与运行（第二版）.化学工业出版社7室外排水设计规范（GB50014-2010）8有关最新环境标准第三章 设计流量和水质污染程度3.1 设计流量表1.1 设计进水水量 单位：m3/d项 目流量进水10×1043.2 水质污染程度表1 设计进水水质 单位：mg/L（pH除外）项 目BOD5CODSSpHTNNH3-NTP进水 1903802606945344.2注: (1) 生活污水流量总变化系数为1.25 ; (2) 污水平均水温为20(夏季)和13左右(冬季); (3) 工业废水的水质不影响生物

22、处理。第四章 工艺流程选择4.1 各工艺流程简介目前处理城市污水应用较多的生化工艺有氧化沟，A2/O法，A-B法，SBR法等。为了使本工程选择最合理的处理工艺，有必要按使用条件，排除不适用的处理工艺后，再对可以采取的处理工艺方案进行对比和选择。氧化沟工艺，A2/O工艺和CASS工艺三种工艺均能达到处理要求。在设计可行性分析阶段，对氧化沟工艺，A2/O工艺和CASS工艺的比较分析：（a） A2/O工艺一般在A2/O工艺中，为同时实现脱N除P的要求，必须满足如下条件：BOD5/TKN=5-8 实际进水中：BOD5/TKN=190/45=4.2<5BOD5/TP=190/4.215 BOD5/

23、TP=190/4.9=3815 通过比较,采用传统A2/O工艺，脱N所需碳源不足，影响脱N效果，为此采用倒置A2/O工艺。污水先进缺氧段再进厌氧段，或厌氧、缺氧段同时进水，这样既解决了缺氧段的碳源不足的问题，使脱N能够很好的进行，同时也有利于除P，聚磷菌在厌氧段释放P，同时聚集能量，利用厌氧段聚集的能量，在好氧段进行好氧吸P过程，厌氧段结束后立即进入好氧段，能够使聚磷菌在厌氧段聚集的能量，充分用来吸P，加强了除P过程。（b）CAST工艺该工艺是在SBR工艺基础上发展而来的，增加了厌氧段、缺氧段，可实现脱N除P。运行简单，可实现自动化控制。（c）氧化沟工艺氧化沟工艺目前在城市污水处理方面应用最为

24、广泛，处理工艺成熟，结构、设备简单，管理运行费用低。4.2 处理工艺的选择CAST工艺与氧化沟工艺比较如表2-2：表2-2 CAST工艺与氧化沟工艺比较方案一（CAST工艺）方案二（奥贝尔氧化沟）单池间歇多池连续。多座反应池交替运行保持进、出水连续连续进水，连续出水。有机物降解与沉淀在一个池子完成，无需设独立的沉淀池及其刮泥系统。在氧化沟中完成有机物降解，在沉淀池中进行泥水分离，需设独立的沉淀池和刮泥系统。通过每一个周期的循环，造成有氧和无氧的环境，对氮和磷有很好的去除效果。氧化沟系统三个沟道的DO值呈0-1-2的梯次变化，脱氮效果好，除磷效果一般。固体停留时间较长，可抵抗较强的冲击负荷。较长

25、的固体停留时间，可抵抗冲击负荷。污泥有一定的稳定性污泥有一定的稳定性采用鼓风曝气，曝气器均布池底，动力效率高；能耗较低；间歇运转须采用高质量的膜式曝气器，设备的闲置率较高，曝气器寿命较短，维修及维护量大。采用表面曝气，设有转碟曝气设备，转碟分点布置；设备少，管理简单，维护量小，但能耗较高。自动化水平高，对电动阀门等设备的可靠性需求较高，控制管理较复杂。设备少且经久耐用，控制管理简单。耗电量较小，运行费用低。耗电量较大，运行费用较高。自控系统编程工作量较大，PLC硬件费用高，自动化水平较高，劳动强度较低，对操作人员的素质要求较高，总设备费用较高。自控系统编程工作量较小，PLC硬件费用低，自动化水

26、平较低，劳动强度较高，对操作人员的素质要求较低，总设备费用较低。（4）氧化沟工艺与A2/O工艺相比，具有如下优势：（a）工艺流程简单，处理构筑物少，机械设备少，运行管理方便。与A2/O法比较，可不设初沉池，没有混合液内回流系统，由于污泥相对好氧稳定，一般不设污泥的厌氧消化系统。（b）A2/O工艺由于停留时间较短，剩余污泥的稳定性较差，一般需要污泥消化和浓缩过程，这不利于除P，生物除P是通过聚磷菌在好氧条件下，过量吸P而使废水中的P得到去除的，最终P随聚磷菌进入剩余污泥中除去，剩余污泥长时间处于厌氧状态，将导致聚磷菌吸收的P重新释放出来，影响除P效果。氧化沟的水力停留时间较长，污泥泥龄较长，具有

27、延时曝气的特点，悬浮有机物在沟内可获得较彻底的降解，污泥在沟内达到相对好氧稳定，剩余污泥量少，根据国内外经验，氧化沟不再设污泥厌氧消化处理系统，剩余活性污泥只须经机械浓缩、脱水即可利用或污泥后处置，简化了污泥后序处理程序。污泥在进行机械浓缩、脱水过程中，停留时间很短，基本没有污泥中磷的释放问题。（c）转碟曝气，混合效率较高，水流在沟内的速度最高可达0.60.7m/s，在沟道使水流能快速进行有氧、无氧交换，交换次数可达5001000次，可同时进行有机物的降解和氮的硝化、反硝化，并可有效的去除污水中的磷。沟道的这种脉冲曝气和大区域的缺氧环境，可以较高程度地实现“同时硝化反硝化”的效果。（d）污水进

28、入氧化沟，可以得到快速的有效的混合，由于池容较大，缓冲稀释能力强，耐高流量，高浓度的冲击负荷能力强，具有完全混合式和推流式曝气池的双重优势，对难降解有机物去除率高，出水水质稳定。（e）供氧量的调节，可以通过改变转碟的转速、浸水深度和转碟安装个数等多种手段来调节整体供氧能力，使池内溶解氧值经常控制在最佳值，保证系统稳定、经济、可靠的运行。（f）曝气转碟由高强度玻璃钢制成，使用寿命可达20年以上，独特的结构设计使其具有较高的混合和充氧能力，新型转碟曝气机可以使氧化沟的工作水深达到5.0米以上。氧化沟转碟曝气机工作在水面上，而且安装的数量少，安装、巡检、维修方便，可以即时发现了解设备运行情况，随时解

29、除存在隐患。而A2/O法所用的鼓风曝气设备使用寿命短，目前市场上的曝气器一般正常使用23年左右，而且会随着使用时间的增长效率降低。曝气器位于池底，日常无法了解水下设备运行状况，检修或者更换都需要放空，这会给污水厂的运行带来很大的不便。通过对以上三种工艺的比较，可以看出，这三种工艺都能达到要求，各具优势，但考虑到城市现状和对工作人员的要求，最终选择工艺成熟、应用广泛的氧化沟工艺作为此污水处理厂污水生化处理主体工艺。 4.2.2 氧化沟工艺的选择目前用于处理城市污水的氧化沟主要有以下几种：（a）卡鲁塞尔氧化沟卡鲁塞尔氧化沟是一种单沟环形氧化沟，主要采用表面曝气机，兼有供氧和推流的作用。污水在沟内转

30、折巡回流动，处于完全混合状态，有机物不断得以去除。表曝机少，灵活性差，设备维修期间沟不能工作，沟内混合液自由流程长，由于紊流导致的流速不均，很容易引起污泥沉淀，影响运行效果。单沟氧化沟的平均溶解氧维持在2mg/L左右，加之单点供氧强度过大，耗氧较高。在一般情况下，单沟很难形成稳定的缺氧段，不利于脱N。（b）三沟式氧化沟三沟式氧化沟工艺有两个边沟，一个中沟，当一个曝气时，另外两个作为沉淀池使用。一定时间后改变水流方向，使两沟作用相互轮换，中沟则连续曝气，三沟式氧化沟无需污泥回流装置，如果条件合适，还可以进行反消化。缺点：进、出水方向，溢流堰的起闭及转刷的开动于停止必须设自动控制系统；自控系统要求

31、管理水平高，稍有故障就会严重影响氧化沟正常工作。由于侧沟交替运行，设备利用率较低。（c）一体化氧化沟一体化氧化沟就是将沉淀池建在氧化沟内，即氧化沟的一个沟内设沉淀槽，在沉淀池两侧设隔板，底部设一导流板。在水面上设集水装置以收集出水，混合液从沉淀池底部流走，部分污泥则从间隙回流至氧化沟。一体化氧化沟将曝气、沉淀功能集于一体，免除了污泥回流系统，但其结构有待进一步完善。（d）奥贝尔氧化沟奥贝尔氧化沟由三个同心椭园形沟道组成，污水由外沟道进入沟内，然后依次进入中间沟道和内沟道，最后经中心岛流出，至二次沉淀池。在各沟道横跨安装有不同数量转碟气机，进行供氧兼有较强的推流搅拌作用。外沟道体积占整个氧化沟体

32、积的5055%，溶解氧控制趋于0.0mg/L,高效地完成主要氧化作用：中间沟道容积一般为25%30%，溶解氧控制在1.0mg/L，作为“摆动沟道”，可发挥外沟道或内沟道的强化作用；内沟道的容积约为总容积的15%20%，需要较高的溶解氧值（2.0mg/L左右），以保证有机物和氨氮有较高的去除率。外沟道的供氧量通常为总供氧量的50%左右，但80%以上的BOD5可以在外沟道中去除。由于外沟道溶解氧平均值很低，绝大部分区域DO为0mg/L，所以，氧传递作用是在亏氧条件下进行的，大大提高了氧传递效率，达到了节约能耗的目的。一般情况下，可以节省电耗20%左右。内沟道作为最终出水的把关，一般应保持较高的溶解

33、氧，但内沟道容积最小，能耗是较低的。中沟道起到互补调节作用，提高了运行的可靠性和可控性。因此，奥贝尔氧化沟可以在确保处理效果的前提下，可以获得较大的节能效益。对于每个沟道内来讲，混合液的流态为完全混合式，对进水水质、水量的变化具有较强的抗冲击负荷能力；对于三个沟道来讲，沟道与沟道之间的流态为推流式，且具有完全不同溶解氧浓度和污泥负荷。奥贝尔氧化沟实际上是多沟道串联的沟型，同时具有推流式和完全混合式两种流态的优点，这种特殊设计兼有氧化沟和A2/O工艺的特点，耐冲击负荷，可避免普通完全混合式氧化沟易发生的污泥膨胀现象，可以获得较好的出水水质和稳定的处理效果。不同工艺的处理效果与其所配套的附属设备是

34、分不开的，往往是新设备的产生、发展带动了工艺的改革，使其处理优越性得以突现。奥贝尔氧化沟采用的曝气转碟，其表面有符合水力特性的一系列凹孔和三角形突起，使其在与水体接触时将污水打碎成细密水花，具有较高的充氧能力和混合效率。通过改变曝气机的旋转方向、浸水深度、转速和开停数量，可以调整其供氧能力和电耗水平。尤其是蝶片可以方便拆装，更为优化运行提供了简便手段。另一方面，由于转碟直径达1.5m，并在碟片最大切线区设置T形推流和切割叶片，增强切割气泡，推动混合液的能力。平行切入在水中旋转运行，具有极强的整流和推流能力。实践证明，在水深为5m ，在不需要水下推进器时，氧化沟池底流速仍可达0.2m/s以上。当

35、污水浓度下降，为节能而减少曝气机运行台数时，一般也不必担心沉淀的发生。这是曝气转碟和奥贝尔沟型所独具的优点。奥贝尔氧化沟的沟道布置，便于采用不同种类的工艺模式。在使用普通活性污泥法时，内沟道用于曝气，外沟道用于需氧消化；使用接触稳定和分段曝气时，是把进水和回流污泥引入相应的沟道中；为了保证高质量而稳定的处理效果和减少污泥量，需要进行硝化时采延时曝气模式。综合比较，选用奥贝尔氧化沟，其兼具氧化沟和A2/O工艺的双重优势。 4.2.3 污泥处理工艺选择污水处理所产生的剩余污泥必须按照减量化，无害化的原则进行妥善安全的处理、处置。本工程污水处理工艺，采用生物脱氮除磷的奥贝尔氧化沟工艺，污泥龄达20天

36、以上，污泥已基本稳定，无需厌氧消化，可以直接进行机械浓缩脱水，同时可以防止P的厌氧释放，保证了除P效果。选择带式浓缩压滤一体机，泥饼含固率高，能耗底，可连续运行，生产效率高。二沉池污泥经贮泥池，直接进入机械脱水阶段，同时投加PAM等药剂，以强化污泥脱水性能。经压滤机压滤后的泥饼含水率一般小于85%，可以直接外运处理。 4.2.5 污水、污泥处理工艺流程图配水井厌氧选择池配水井曝气沉砂池氧化沟细格栅粗格栅溢流井进水泵房集水井二沉池栅渣收集装置栅渣外运回流污泥泵房剩余污泥泥饼外运污泥脱水机接触池污泥浓缩池出水 图4-2 污水厂处理工艺流程图4.3 污水处理厂工程设计 4.3.1污水处理厂总平面设计

37、总平面布置直接影响到处理或生产装置的建设费用和运转费用。总平面布置应该具有布置紧凑、用地节省、工艺流程合理、功能明确、运输通畅、动力区接近负荷中心、工程管线短捷、管理方便等特点。总平面布置必须适合工艺、土建、防火安全、卫生绿化及生产与处理规模发展等方面的要求，要特别注意污水处理区、办公生活区与辅助车间的总体规划布置。污水处理厂平面布置主要包括以下几方面内容：（1） 处理构筑物、处理设备的布置构筑物包括粗、细格栅井、沉砂池、厌氧池、氧化沟、二沉池、接触池及附属的泵房、污泥脱水间、加药间等。（a）按工艺过程的顺序布置紧凑，但也要留有必要间距。 （b）使连接构筑物的管渠简单，便捷，成直线而无返回流动

38、。（c）利用地形流动，“高程布置”，确定标高，重力流动，减少运行费用。（2） 厂内管线布置（a）应能使各个处理构筑物独立运行。即任一处理单元因故停止运行，其他仍可正常运行。（b）满足紧急排放要求。（c）平行布置，不穿越空地，易于检查、维修。（3）附助建筑物布置辅助建筑物包括泵房、办公大楼、化验室、变电所、机修车间、仓库、食堂等。（a）方便。变电所应设于用电大户附近。（b）安全。锅炉房、煤气站、变电站附近不能有易燃、易爆车间。（c）有特殊要求的中心实验室、化验室应设于清洁卫生、无振动区。（4）道路、绿化布置道路以方便运输为原则布置。通向一般构筑物铺设人行道，宽度为1.5-2.0m，采用碎石、炉渣

39、、灰土等路面；通向仓库、检修车间、堆砂场、堆煤场、管件堆置场、泵房、变电所等主要建筑物处铺设行车道，路面宽度为3-4m，转弯半径为7m，纵向坡度不大于3%，应有回车的可能，采用沥青、混凝土、碎石、炉渣、灰土等路面；厂区主干道宽度不应小于6m，转弯半径为10m，纵向坡度不大于3%，应有回车的可能。污水处理厂应该充分考虑绿化。绿化面积不应少于污水厂总面积的30%。各个功能区之间应有绿化带隔开，是功能区划分明显，减少相互之间的影响。建筑物、构筑物四周一般为绿化包围，各主要建筑物、构筑物应有出口和空地。（5）建筑物之间的距离处理构筑物之间应保持一定的距离，以保证铺设连接管道的要求，一般构筑物间隔距离为

40、5-10m。相似构筑物可以考虑合建以减少占地和土方量。根据以上设计原则和要求，污水处理厂总体分为三个区，厂前区，污水、污泥处理区，辅助建筑区。厂前区建筑主要包括综合办公大楼、住宿楼、食堂、车库及娱乐锻炼场所，应布置在当地主风向上游，并尽量接近厂区大门，保证道路畅通，与污水处理区之间留有一定的绿化带。污水、污泥处理区分污水处理区和污泥处理区，是污水处理厂的核心构件，处于污水处理厂中间位置，应尽量按处理流程布置，布置应合理紧凑，减少施工量及管道铺设量。辅助建筑区包括变电所、机修车间、仓库等，应远离明火，与其他建筑物保持一定距离，道路通畅。三个区域之间设主干道，宽7m，各区域内设单车道，宽3.5m，

41、人行道，宽1.5m。 第五章 各处理构筑物及其辅助设备工艺及水力计算5.1 中格栅中格栅两用一备，具体参数如下：（1）栅条的间隙数n式中 Qmax最大设计流量，0.723m3/s 格栅倾角，度,取=600 h栅前水深，m，取h=0.8m b栅条间隙，m，取e=0.02m n栅条间隙数，个 v过栅流速，m/s，取v=1.0m/s格栅设三组，按两组同时工作设计，一格停用。则：个（2）栅槽宽度B栅槽宽度一般比格栅宽0.2-0.3米，取0.2米。设栅条宽度S=10mm则栅槽宽度 =1.25m（3）通过格栅的水头损失h 式中 过栅水头损失，m计算水头损失，m g重力加速度，9.8 k系数，格栅受污物堵塞

42、后，水头损失增大的倍数，一般采用k=3 阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时， =2.42。 = = 0.13m（4）栅后槽总高度H 设栅前渠道超高 （5）栅槽总长度L进水渠道渐宽部分的长度L1，设进水渠宽B1=0.45m，其渐宽部分展开角度1=200，进水渠道内的流速为0.77m/s。 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L 式中 为栅前渠道深， （6）每日栅渣量W 式中 每日栅渣量 栅渣量（污水）取0.1-0.01，粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值生活污水流量总变化系数 (7 )流速校核 大于0.4小于0.9，校核成功5.2 附属设备的选型机械清渣选用GSGL型高链式格栅除污

43、机用途：GSGL高链式格栅除污机用于泵站进水渠拦截水中的漂浮物，保证水泵正常运行。特点： 构造简单，动作可靠；除格栅部件齿耙在栅条部位除污时外，其他部件均在正常最高水位以上，不易腐蚀，便于维修具有过载保护装置，安装简便，占地面积小。5.3集水池的设计集水池是汇集准备输送到后续处理构筑物去的污水的一种小型储水池。本设计的集水池与泵站分建，且为封闭型，平面布置为梯形。从粗格栅后部扩展至泵的吸入口，其有8个通气口，分别装有通气管道通出地面，排除污水腐败及厌氧分解产生的有害气体。集水池有效容积根据进水水量变化、水泵能力和水泵工作情况等因素确定。一般存储510分钟的进水量。本设计采用10分钟储水量。 V

44、max=5205m3/h×10min/60=867.7m3设计有效水深4.0m，集水井平面设计尺寸为： S=867m3/4.0m=216.8m2 集水池的构造应保证水流平稳，流态良好，不产生满流和滞流，必要时可设置导流墙。水泵吸水管按集水池的中轴线对称分布，每台水泵在吸水时应不干扰其他水泵工作。5.4 污水提升泵的设计用于提升污水到要求的高度，以保证污水在以后的流程中能自流进入下一级污水处理单元。污水设计流量Qmax=100000×1.25m3/d=5208.33m3/h污水提升泵房安装WL型螺旋离心泵共8台，其中400WL型4台，300wL型3台，泵性能参数如下：400W

45、L型，共3台，2用1备，单台流量2100m3/h，最大提升高度16.5m，轴功率119.3kw，效率为79%，气蚀余量6.2m，重量1900kg300WL型，共3台，2用1备，单台流量938m3/h，最大提升高度15.8m，轴功率52.8kw，效率为77%，气蚀余量4.1m，重量1500kg设计总流量为2100×2+938×2=6076m3/h>5208.33m3/h，可以满足要求。5.5 细格栅的设计计算（1)栅条间隙数的计算两用一备 n细= 式中：n细 格栅间隙数； Qmax 最大设计流量，0.723m3/s； e 栅条间隙，取8mm； h栅前水深，取1.2m；

46、v过栅流速，取1.0m/s 格栅安装倾角度； 所以：；取n=70。（2）栅槽宽度B B=S(n细1)bn 式中：B栅槽宽度，m； S格条宽度，取0.01m。 栅槽宽度一般比栅条宽0.20.3m，取0.2m。 则栅槽宽度 B=S(n1)+bn+0.2 =0.01 =1.59m(3) 通过格栅的水头损失h： 进水渠道渐宽部分的长度L若进水渠宽B1=1.0m，减宽部分展开角1=20。，则此进水渠道内的流速 m 细格栅栅槽后与出水渠道连接处渐窄部分长度： 过栅水头损失： h细=k·式中：h细细格栅水头损失，m；系数，当栅条断面为矩形时取2.42；k系数，一般取k=3。 h细=0.43m（4）

47、栅后槽总高度H 取栅前渠道超高h0=0.3m 栅前槽高H1=h0+h1=0.31.2=1.5m（5）栅槽总长度L L=L1+0.5+1.0+L2式中：L栅槽总长度，0.5细格栅距格栅前进水渠减宽部分长度；1.0细格栅距格栅后出水渠减窄部分长度；L1格栅距出水渠连接处减宽部分长度；L2细格栅距出水渠连接处减窄部分长度。 L=0.55+0.50+1.0+0.275=3.48m 取3.5m（6）每日栅渣量W w= 式中：w每日栅渣量，m3/d； w0 栅渣量m3/103m3污水，一般为0.10.01 m3/103m3，细格栅取0.08 m3/103m3。 5.4 附属设备的选型根据有效栅宽选择XGS

48、型旋转格栅除污机XGS型旋转格栅除污机为新型的细格栅除污设备，可拦截并连续自动清除污水中的各种形状的固体杂物。它不仅适用深池格栅井中的颗粒悬浮物的截留，对线池也同样适用。该机分为不锈钢网齿和非金属网齿两种，最大特点是能自动固液分离。此结构设计合理，正常运行时有自净作用，无堵塞现象。设备动力消耗少，工作时无噪声。 主要技术参数：5.5 曝气沉砂池的设计5.5.1 设计说明常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池。普通沉砂池的沉砂中约有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加。采用曝气沉砂池可克服这一缺点，曝气沉砂池能够在一定程度上使沙粒在曝气的作用下互相摩擦，可以大量去除沙粒上附着的有机

49、污染物；同时由于曝气的气浮作用，污水中的油脂物质会升至水面形成浮渣而被去除。曝气沉砂池的优点是通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化的影响较小。同时还对污水起到预曝气的作用，可减轻后续处理构筑物的负荷，并改善其运行条件。5.5.2 设计参数 表3-2 曝气沉砂池的设计参数旋流速度 水平流速 最大停留时间 有效水深 宽深比0.250.30 m/s 0.060.12m/s 13min 23m 11.5 5.5.3 设计计算 （1）池子总有效容积V 设计污水停留时间t=2min , 则 V=Qmax×60=1.447×2×60=173.64

50、m3 （2）水流断面积A 设v1=0.1m/s, 则 A=Q/v1=1.447/0.1=14.47m2 （3）池总宽度B 设有效水深h2=2.0m B=A/h2=14.47/2.0=7.2m （4）每格池子宽度b 设每组池子为三格，则b=B/n=7.2/2=3.6m b/h2=3.6/2.0=1.8介于1.01.5之间(符合规定)（5）池长 L=V/A=173.64/14.47=12m（6）每小时所需空气量q 设每立方污水所需空气量d=0.2m3/m3污水 , 则 q=d×Q×3600=0.2×1.447×3600=1041.84m3/h（7）沉砂室沉砂

51、斗体积Vo 设沉砂斗为沿池长方向的梯形断面渠道， 则沉砂斗体积 其中：a为沉砂斗上顶宽，a1为沉砂斗下顶宽 （a）沉砂斗上口宽a 取斗高h4=0.42m，斗底宽a1=0.55m，斗壁于水平面的倾角a=60° （b）沉砂斗体积Vo Vo=（1.180.55）/2×0.42×124.36m3（8）沉砂室高度h3 设沉砂室颇向沉砂斗的坡度为i=0.2 有 计算得h3=0.48m （9）沉砂池总高度 取超高h1=0.6m H=h1h2h3h4=0.62.00.480.42=3.5m曝气系统 曝气量 其中，d为每立方米污水所需的空气量，取 q为每小时所需空气量， 则 5.5.4 附属设备选型吸砂机的选型选用BXS-型行车吸砂机。该机适用于污水处理工程中曝气沉砂池的沉砂排除。