吨生活污水处理

1、引言在整个人类社会形成和发展的过程中，水扮演者不可替代的至关重要的角色，水是人类的生命之源，它孕育和滋养了地球上的一切生物，并从各个方面为人类服务。但是，水环境中的淡水资源却很少，仅占总量的2.53%，而目前能供人类直接取用的淡水资源仅占0.22%。加之自然水源的季节变化和地区差异，以及自然水体遭到的普遍污染，致使可能直接取用的优质水量日益短缺，难以满足人们生活和工农业生产日益增长的需求，因此保护和珍惜水资源，是整个社会的共同职责。所以说水资源是基础性自然资源、战略性经济资源，水资源安全属于资源和经济安全。80年代以来，废水生物处理新工艺的研究、开发和应用，已在全世界范围内得到了长足的进展，并

2、出现了许多新型的废水生物处理技术。这些新工艺有的已在国内外实际工程中得到了良好的应用，有的已显示出其良好的应用发展前景、得到广大的研究者和工程技术人员的关注并正在得到不断深入的研究，他们的共同特点是高效、稳定、节能，并具有对污染物去除的多功能性，大多具有脱氮除磷等深度处理的良好效能，并正朝自动化控制的方向发展。 由于水在大自然界的循环路径,对于排放口来说,污水处理属于末端治理。但是,对于排入的水体和地下水来说,排放水又是源头。为保证水体的水质,我们不断制订越来越严格的排放标准和水体水质指标,但遗憾的是结果却并不因为标准的提高使水体污染程度下降了,而是为了达到排放标准,处理工艺越来越复杂,投资和

3、运行费越来越高,当标准的要求超过了投资和运行能力时,就必定出现两种情况,或者认罚不认标准,或者对标准阳奉阴违,不能保证处理效果。长此以往造成的结果就是水体污染逐年加剧。据监测，目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染，且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，对我国正在实施的可持续发展战略带来了严重影响，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。一 概述1.1 设计任务和依据1.1.1 设计任务本设计方案的范围是某市60000m3/d生活污水处理工艺设计，编制内容包括污水处理系统设计计算和污泥处理系统设计计算，辅助构筑物规划

4、，污水厂平面布置和高程布置，设备选型，管道铺设，平面布置，高程计算，以及完成污水处理厂工艺总平面图，污水处理厂污水和污泥高程图和主体构筑物平剖面图。1.1.2 设计依据（1）城市污水处理及污染防治技术政策（2）污水综合排放标准DB8978-1996（3）城市污水处理厂污水污泥排放标准CJ3025-931.2 设计参数设计水量60000m3/d处理指标TNTP进水水质400mg/l510mg/l280mg/l54mg/l7mg/l出水水质30mg/l100mg/l30mg/l30mg/l3mg/l去除率>=92.5>=80.39>=89.29>=44.44>=57.

5、14。1.3污水处理工艺方案的选择1.3.1 污水处理工艺选择原则 选择二级处理方案的原则主要有以下几点：（1）对所需支队的污染物有效高的处理效率，具有国际先进水平的工艺流程；（2）投资及运行成本应较低；（3）具有很强的抗冲击负荷能力；（4）具有足够的经济以资借鉴；（5）操作和维修简单。根据本工程的进出水水质要求，最终选用的污水处理工艺必须具有脱氮除磷的功效。污水脱氮除磷的处理方法通常有生物处理法和物理化学法两大类。物理化学法需投加相当数量的化学药剂，有运行费用高、残渣量大等缺陷，因此，城市污水处理一般不推荐采用，而生物处理法又可分为活性污泥法和生物膜法两种。1.3.2 工艺的比较对生活污水的

6、处理方案主要是采用生物法中的A2/O、SBR和AB法。这些处理工艺都各自有各自的优缺点。（1）A2/O工艺A2/O工艺活性污泥反应池由厌氧、缺氧、好氧三部分组成，其基本原理是原污水和含磷回流污泥进入厌氧反应池进行磷的释放和吸收低分子量有机物；在缺氧池，以进水中的有机物为碳源，利用混合液回流带入的硝酸盐进行反硝化脱氮；然后从缺氧池进入曝气池，进一步去除BOD,，进行硝化反应和磷的过量吸收；在沉淀池中进行泥水分离，富磷污泥通过排剩余污泥把磷排出处理系统，达到生物脱磷的目的地。（2）SBR工艺 SBR工艺也称为间歇曝气活性污泥工艺或序批式活性污泥工艺，它的污水处理机制与普通活性污法完全相同，其区别在

7、于源污水不是顺次流经各个处理单元，而是放流到单一反应池内，随时间顺序实现不同目的的操作。早在1914年到1920年期间，国外就建成若干座采用活性污泥法的污水处理装置，采取间歇式运行方式。1920年后，由于种种原因，未得到广泛应用。70年代起，随着监控和监测技术的发展以及SBR工艺本身的特点，使SBR技术再度得到重视。由于SBR法中，曝气及沉淀汇集在同一池内，节约了二次沉淀池和污泥回流系统（但曝气池体积、曝气动力设备均要增加），在中小规划污水处理中是较好的处理工艺。1.3.3 工艺流程的确定综上，在充分考虑处理效果，运行条件和经验条件等各方面因素的情况下。选择应用A2/O工艺流程对进行污水处理厂

8、的设计。1.3.4 工艺流程图进水中格栅泵房细格栅沉砂池出水接触池二沉池A2O池图1-1 处理工艺流程图二 污水处理系统2.1 中格栅2.1.1 设备要求采用一道2台，间隙60毫米，配备自动除渣设备，格栅是一组平行的钢性栅条制成的框架，可以用它来拦截水中的大块漂浮物。格栅通常倾斜架设在其它处理构筑物之前或泵站集水池进口处的渠道中，以防漂浮物阻塞构筑物的孔道、闸门和管道或损坏水泵等机械设备。因此，格栅起着净化水质和保护设备的双重作用。格栅的栅条多用50×10或40×10的扁钢或d=10的圆钢制作。扁钢的特点是强度大，不易弯曲变形，但水头损失较大；而圆钢则正好相反。被拦截在栅条

9、上的栅渣有人工和机械两种清除方式。小型水处理厂采用人工清渣时，格栅的面积应留有较大的裕量，以免操作过于烦繁。在大型水处理长中采用的大型格栅，则必须采用机械自动清渣。格栅设计计算示意图见图2-1。 -格栅2.1.2 设计参数（1）栅前流速污水在栅前渠道内的流速控制在0.40.8m/s，可保证污水中粒径较大的颗粒不会在栅前渠道内沉积。（2）过栅流速即污水通过格栅的流速，一般控制在0.61.0m/s，过大则会使拦截在格栅上的软性栅渣冲走，若小于0.6m/s会造成栅前渠道内的流速小于0.4m/s，使栅前渠道发生淤积。（3）过栅水头损失污水的过栅水头损失与污水的过栅速度有关，一般在0.20.5m之间。（

10、4）栅渣量栅渣量以每单位水量产渣量计0.10.01（），粗格栅用小值，细格栅用大值。也可根据实际情况调整该数值。（5）栅渣的容量及含水率栅渣的容量：960kg/；含水率：80%。（6）变化系数：（7）污水流量：（1）栅条的间隙数过栅流速一般为0.61.0m/s，取=0.8m/s； 栅条间隙宽度=0.04m；格栅倾角=60°；格栅个数2个 。 n= =600001.31=78600=0.91=49.5=50个式中：污水最大设计流量，；设栅前水深，取0.4 m；过栅流速, =0.8m/s；b 栅条净间隙，取0.04m；a栅条安置的倾角，取；（2）格栅宽度 设栅条宽度S=0.01m，有B=

11、S(n-1)+bn=2.05m（3）进水渠道渐宽部分的长度 设其渐开部分展开角度，取B1=1.2m 则=1.37(B-B1)=1.16m（4）栅槽与水渠道连接处的渐窄部分长度 =1/2=0.58m (5)通过格栅的水头损失 设栅条断面迎水面为锐边矩形的矩形断面 =式中：格栅被栅渣阻塞而使水头损失增大的系数，一般k=3收缩系数，查表知。=2.42=（6）栅后槽总高度设栅前渠道超高，有，为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降作为补偿。（7）栅槽的总长度 式中：栅前渠道深，。（8）每日湿栅渣量式中：栅渣量（ 污水），取 污水； 生活污水流量的变化系数，； 最大流量。2.2 提升泵 满足污水的最大排放量

12、0.91.2.3 细格栅2.3.1 设计参数（1）栅前流速污水在栅前渠道内的流速控制在0.40.8m/s，可保证污水中粒径较大的颗粒不会在栅前渠道内沉积。（2）过栅流速即污水通过格栅的流速，一般控制在0.61.0m/s，过大则会使拦截在格栅上的软性栅渣冲走，若小于0.6m/s会造成栅前渠道内的流速小于0.4m/s，使栅前渠道发生淤积。（3）过栅水头损失污水的过栅水头损失与污水的过栅速度有关，一般在0.20.5m之间。（4）栅渣量栅渣量以每单位水量产渣量计0.10.01（），粗格栅用小值，细格栅用大值。也可根据实际情况调整该数值。（5）栅渣的容量及含水率栅渣的容量：960kg/；含水率：80%。

13、2.3.2 设计计算（1）栅条的间隙数取55个式中污水最大设计流量， 设栅前水深，取0.8 m；过栅流速, =0.8m/s；b 栅条净间隙，取0.006m；栅条安置的倾角，取； （2）格栅宽度 设栅条宽度m，有（3）进水渠道渐宽部分的长度 设其渐开部分展开角度，则0.37m（4）栅槽与水渠道连接处的渐窄部分长度 （5）通过格栅的水头损失设栅条断面迎水面为半圆形的矩形断面 式中：计算水头损失； 格栅被栅渣阻塞而使水头损失增大的系数，一般取3； 格栅局部阻力系数； 收缩系数，查表知。0.35（6）栅后槽总高度设栅前渠道超高m，有，为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降作为补偿。（7）栅槽的总长度 2

14、.705m式中：栅前渠道深，。（8）每日湿栅渣量式中：栅渣量（污水），取=0.1污水； 生活污水流量的变化系数，； 最大流量。 2.4 沉砂池 沉砂池的作用是从废水中分离密度较大的无机颗粒。它一般设在污水处理厂前端，保护水泵和管道免受磨损，缩小污泥处理构筑物容积，提高污泥有机组分的含率，提高污泥作为肥料的价值。沉砂池的类型，按池内水流方向的不同，可以分为平流式沉砂池、曝气沉砂池、钟式沉砂池和多尔沉砂池。平流沉砂池是常用的型式，污水在池内沿水平方向流动。平流式沉砂池由入流渠、出流渠、闸门、水流部分及沉砂斗组成。它具有截留无机颗粒效果好、工作稳定、构造简单和排沉砂方便等优点。平流沉砂池的设计最大流

15、速为3m/s，最小流速为0.15m/s；最大流量时停留时间不小于30s，一般采用3060s；有效水深不应大于1.2m；池底坡度一般为（0.010.02），当设置除砂设备时，可根据设备要求考虑池地形状。沉砂池设计计算示意图见图2-2。 -2.4.1 设计参数（1）污水流量：。；（2）水平流速：一般为（0.150.3m/s），取v=0.3m/s。2.4.2 设计计算（1）长度L式中：v最大设计流量时的流速，m/s，水平流速一般为（0.150.3m/s），取v=0.3m/s；最大设计流量时的流行时间，s，取t=30s。（2）水流断面积A式中：最大设计流量，m3/s。（3）池总宽度B取n=4格，每格宽

16、b=1m （4）有效水深 （5）沉砂斗所需容积V式中：X城市污水沉砂量，取X=30T清除沉砂的间隔时间，d，取T1d；污水流量总变化系数，1.31。（6）每个沉砂斗的容积设每一分格有2个沉砂斗，共有8个沉砂斗，则（7）沉砂斗上口宽a式中：斗高，m，取=0.4m；斗底宽，m，取=0.7m。斗壁与水平方向的倾角为60°。（8）沉砂斗容积V0（9）沉砂室高度采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗。沉砂室有两部分组成：一部分为沉砂斗，另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分，沉砂室的宽度为。（0.2为二沉砂斗之间隔壁厚） （10）池总高度H设超高h1=0.3m，则（11）验算最小流速在最小

17、流量时，只用1格工作n=1，式中：最小流量，m/s；n1最小流量时工作的沉砂池的数目，个； 最小流量时沉砂池中的水流断面，m2。2.5 A2/O生化反应池 生化池由三段组成，既厌氧段、缺氧段、好氧段。在厌氧段，回流的好氧微生物因缺氧而释放出磷酸盐，同时得到一定的去除。缺氧段虽不供氧，但有好氧池混合液回流供给NO3N作电子受体，以进行反化硝脱氮。在最后的好氧段中，好氧微生物进行硝化和去除剩余BOD的同时，还能大量吸收溶解性磷酸盐，并将其转化为不溶性多聚正磷酸盐而在菌体内贮藏起来，通过沉淀池排放剩余污泥而达到除磷的目的。生化池示意图见图2-4。图2-4 A2/O生化反应池2.5.1 设计参数 （1

18、）水力停留时间，h；（2）BOD5污泥负荷，；（4）污泥回流比，；（5）曝气池混合液浓度 （6）内回流比式中：取。2.5.2 设计计算（1）A2/O曝气池有效容积 反应池总水力停留时间t各段水力停留时间和容积厌氧:缺氧:好氧=1:1:4厌氧池水力停留时间，池容，缺氧池水力停留时间，池容,好氧池水力停留时间，池容。曝气池有效面积 设反应池2组，单组池容 有效水深h=4.5m，单组有效面积采用5廊道推流式反应池，廊道宽b=11m，单组反应池长度校核符合要求。取超高为0.5m则反应池总高H=4.5+0.5=5.0m。（2）剩余污泥量的设计计算 式中：污泥产率系数kg/lgBOD5，一般为0.50.7

19、；污泥自身氧化速率d-1,一般为0.05；Q设计流量；Xv挥发性悬浮固体浓度，Xv=X；X混合液浓度，X=4kg/m3；系数一般为0.75；、分别为生化反应池进、出水SS的浓度kg/m3；、分别为生化反应池进、出水BOD5的浓度kg/m3；V生化池有效容积；50%不可降解和惰性悬浮物量（NVSS）占TSS的百分数。降解BOD5生成的污泥量内源呼吸产生的污泥量挥发性悬浮固体浓度 不可生物降解和惰性悬浮物量，该部分占总悬浮物的50%剩余污泥量每日生成的活性污泥量湿污泥量污泥龄 ，满足要求。（3）需氧量的计算式中：，分别为进出水的K氏氮浓度g/m3；每天生成的活性污泥量kg/d；0.12微生物体中氮

20、含量的比例系数，即1 kg生物体需0.12 kg 氮量；硝态氮的脱氮量kg/d；，分别为进出水硝态氮的浓度g/m3；，分别为BOD5、NH4+N和活性污泥氧当量，起数值分别为1、4.6、1.42。式中：第一项有机物降解需氧量；第二项氨氮消化需氧量；第三项反消化脱氮所防出的氧量；第四项排放剩余污泥氧当量的总和。（4）曝气系统的设计计算平均时的需氧量 kg/d最大时的需氧量每日去除BOD5值BOD5=kg/d去除每千克BOD5的需氧量kgO2/ kgBOD5最大时需氧量与平均时需氧量之比（5）供气量的设计计算采用网状模型中微孔空气扩散器，敖设于距池底0.2m处，淹没水深H=4.3m，计算温度定为3

21、0。水中溶解氧饱和度mg/l，mg/l。空气扩散器出口的绝对压力空气离开曝气池面时氧的百分比%式中：空气扩散器的氧转移效率，对网状模型中微孔空气扩散器，取值1（6%12%）。曝气池混合液中平均氧饱和度最不利温度条件，按30考虑，代入各值，得：换算为在20条件下，脱氧清水的充氧量式中：在标准状况下，转移到曝气池混合液的总氧量；R实际条件下，转移到曝气池的总氧量，。C=2.0=kg/h相应的最大时需氧量为kg/h曝气池平均时供气量曝气池最大时供气量去除每千克BOD5的供气量空气/kgBOD每立方米污水的供气量 （6）在两个廊道的中间设一根干管，共4根干管。在每根干管上设13对配气竖管，共 26条配

22、气竖管，全曝气池共设104条配气竖管，每根竖管的供气量为： 曝气池平面面积每个空气扩散器的服务面积按0.49计，则所需空气扩散器的数为：每个空气扩散器的配气量为：（7）设备选型2.6 二沉池 二沉池是设置于曝气池之后的沉淀池，是以沉淀、去除生物处理过程中产生的污泥获得澄清的处理水为主要目的的。二沉池有别于其它沉淀池，其作用一是泥水分离（沉淀）、二是污泥浓缩，并因水量、水质时常变化还要暂时贮存活性污泥。辐流式二沉池是一种直径较大的圆形池，其结构-2-5辐流二沉池示意图2.6.1 设计参数（1）污水流量：；（2）表面负荷：；（3）沉淀时间：T=3h。2.6.2 设计计算（1）二沉池各部分尺寸池表面积取表面负荷 ， 取沉淀池个数 n=4单池面积 池直径 取D=31m沉淀部分有效水深 沉淀时间取T=3h沉淀池底坡落差取池底坡度：（0.060.08）式中：泥斗上底半径，取。沉淀池周边（有效）水深式中：有效水深，取； 缓冲层高度，取； 刮泥板高度，取。沉淀池总高度式中：超高，取； 池底坡落差，取。（2）进水系统设计进水管的计算单池设计污水流量 进水管设计流量 -图2-6三角堰2.7 接触消毒池 -图2-7接触消毒池2.7.1 设计参数(1）污水流量：；(2）2.7.2 设计计算加氯间总容积，氯库