环境工程设计基础教第六章

1、第六章 污水处理厂设计实例第一节 某城市污水处理厂设计实例第二节 某淀粉厂废水处理工艺设计实例第一节 某城市污水处理厂设计实例 一、污水处理厂建设规模与治理目标 (1) 建设规模 本项目1997年下半年开工，2000年建成。根据预测，投产时污水日排放量为14.0万m3d。经与主管部门研究，本项目最终规模确定为15.0万m3/d，一次建设完成。 (2) 设计进出水水质 污水处理厂设计进、出水水质如表61。P127表6-5 项 目CODcrBOD5SS氨氮进水水质(mg/L)45020037015出水水质(mg/L)6314303去除率()86939280GB89781996二级(城市污水厂)排放

2、标准120303020表61 设计进出水水质表 二、污水处理工艺方案比较 1工艺方案分析本项目污水特点为：污水以有机污染为主，BODCOD0.42，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；污水中主要污染物指标BOD5、CODcr、SS值比国内一般城市污水高70左右； 针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。由于将来可能要求出水回用，处理工艺尚应硝化，考虑到NH3-N浓度较低，不必完全脱氮。 根据国内外已运行的大、中型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用“普通活性污泥法”或“氧化沟法”。 (1)普通活性污泥法方案 普通活

3、性污泥法，也称传统活性污泥法，推广年限长，具有成熟的设计及运行经验，处理效果可靠。 国内已运行的大中型污水处理厂，如西安邓家村(12万m3/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1964年建成，设计流量为455万m3d。 普通活性污泥法如设计合理、运行管理得当，出水BOD5可达1020mgL。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，单方基建投资一般为10001300元m3d

4、，运行费为0.20.4元(m3d)或更高。 (2)氧化沟方案 氧化沟污水处理技术， 60年代以来，这项技术在欧洲、北美、南非、澳大利亚等国已被广泛采用，工艺及构造有了很大的发展和进步。随着对该技术缺点(占地面积大)的克服和对其优点(基建投资及运行费用相对较低，运行效果高且稳定，维护管理简单等)的逐步深入认识，目前已成为普遍采用的一项污水处理技术。 氧化沟工艺一般可不设初沉池，在不增加构筑物及设备的情况下，氧化沟内不仅可完成碳源的氧化，还可实现硝化和脱硝，成为AO工艺；氧化沟前增加厌氧池可成为A2/O(A-A-O)工艺，实现除磷。由于氧化沟内活性污泥已经好氧稳定，可直接浓缩脱水，不必厌氧消化。

5、氧化沟污水处理技术 与传统活性污泥系统相比，它在技术、经济等方面具有一系列独特的优点。 工艺流程简单、构筑物少，运行管理方便。 处理效果稳定，出水水质好。 基建投资省，运行费用低。 污泥量少，污泥性质稳定。 具有一定承受水量、水质冲击负荷的能力。 占地面积少。 我国自20世纪80年代起，也已普遍采用 ，如桂林东(4万m3d)、昆明兰花沟(6万m3d)、邯郸东(一期6.6万m3d)、长沙第二(14万m3d)等城市污水处理厂都采用此工艺，均取得了很好的效果，出水BOD5一般为10mgL左右。 污水处理厂的基建投资和运行费用 在同等条件下的中、小型污水厂，氧化沟法比其他方法低，据国内众多已建成的氧化

6、沟污水处理厂的资料分析，当进水BOD5在120180mgL时，单方基建投资约为700900元(m3d)，运行成本为0.150.30元m3污水。 2工艺流程框图 (1)普通活性污泥法工艺流程 工艺流程框图如图6-1 p130图61 普通活性污泥法(第二方案)污水处理及污泥处理工艺流程(2)氧化沟法工艺流程 工艺流程框图如图6-2130图62 氧化沟法(第一方案)污水处理及污泥处理工艺流程 3工艺构筑物及设备 (1)普通活性污泥法工艺构筑物及设备 详见表62。P131表6-6表62 普通活性污泥法工艺构筑物和设备一览表(2)氧化沟法工艺构筑物及设备详见表63。P133表6-7 表63 氧化沟法工艺

7、构筑物和设备一览表 4技术经济比较(1)比较内容技术比较包括污水处理出水水质和运行管理水平要求；经济比较包括污水处理工程基建投资、运行费用和占地面积；比较范围污水处理厂的污水及污泥处理工程以及附属建筑等工程；基建投资详细内容表64 普通活性污泥法污水处理厂投资估算135表6-8序号工程或费用名称估算价值(万元)合计土建工程安装工程设备购置工具购置其他费用12345第一部分工程费水处理工程费污泥处理工程控制楼生产辅助建筑职工宿舍总平面工程生产辅助设备厂外工程第二部分工程费预备费建设期贷款利息工程总投资5689.03186.02014.054.0127.0112.0186.010.01548.05

8、76.0632.048.010.09.021162.04845.02460.02062.0222.04.037.060.0114.01524.0686.0436.012196.06222.04708.0324.0141.0121.0434.0174.072.01524.0686.0436.014842.0氧化沟法污水处理厂工程投资估算表序号工程或费用名称估算价值万元合计万元土建工程安装工程设备购置工具购置其他费用一第一部分工程费3530.00728.004188.00114.008560.001水处理工程2690.00301.003180.006171.00格栅17.67.643.668.8污

9、水泵房145.316.5124.6286.4曝气沉砂池22.116.1174.0212.2配水井5.30.42.78.4氧化沟1941.1172.82022.04108.9二沉池429.564.5480.0974.0回流污泥泵房134.119.5209.7363.3流量计井9.32.3110.0121.6分水闸门井12.71.313.427.42污泥处理工程208.060.0660.0928.0剩余污泥泵房46.68.335.688.5污泥浓缩池79.55.391.9176.7贮泥池及泵房24.88.261.094.0污泥脱水间49.936.6459.5546.0污泥栅7.21.612.020

10、.8序号工程或费用名称估算价值万元合计万元土建工程安装工程设备购置工具购置其他费用3控制楼54.048.0222.0324.04生产辅助建筑166.022.012.0200.05职工宿舍112.08.0120.06总平面工程236.0227.054.0517.07生产辅助设备60.0114.0174.08厂外配套工程10.062.072.09土方外运54.054.0二第二部分工程费1284.01284.0三预备费492.0492.0四小计10336.0五建设期贷款利息421.0421.0六工程总投资10757.0氧化沟法污水处理厂工程投资估算表(2)比较结果 两方案的技术经济比较详见表65。P

11、135表6-9表65 工艺方案技术经济指标比较表 序号项 目氧化沟法方案活性污泥法方案1处理能力(万m3d)15.015.02进水水质(mg/L)BOD5200.0200.0CODcr450.0450.0SS360.0360.0氨氮15.015.03出水水质(mg/L)BOD51414CODcr6363SS3030氨氮334要求管理水平较简单复杂5总占地面积(亩)108.4121.1单位占地亩(万m3d)6.787.576工程总投资10757.014842.0单位投资元(m3d)717.0989.07年运行费用(万元)1215.71423.5单位成本(元m3污水)0.220.26(3)推荐方案

12、 由以上内容知，两种工艺都能达到预期的处理效果，且都为成熟工艺，但经分析比较， 氧化沟法工艺方案在具有明显优势。 氧化沟法方案在达到与传统活性污泥法同样的去除BOD5效果时，还能有更充分的硝化和一定的反硝化效果； 氧化沟法管理较简单，适合该市污水处理管理技术水平现状； 氧化沟法污水处理厂总占地108.4亩，单位占地6.78亩(万m3d)，比普通活性污泥法减少占地约10； 氧化沟法总投资10757万元，单位投资717.0元(m3d)，比普通活性污泥法减少投资约为29.8； 氧化沟法处运行费用1215.7万元年，处理1t污水运行成本为0.22元m3污水，比普通活性污泥法减少运行费约15.4。 三、

13、污水处理工艺设计计算 1污水处理系统 格栅 污水提升泵站 曝气沉砂 提砂泵房与砂水分离器 鼓风机房 配水井 氧化沟 二沉池 回流污泥泵房 接触消毒池与加氯时间 2污泥处理系统 剩余污泥泵房 污泥浓缩池 浓缩污泥贮池 浓缩污泥提升泵房 污泥脱水间 污泥棚 三、污水处理工艺设计计算 四、污水处理厂总体布置 1总平面布置 2高程布置 第二节 某淀粉厂废水处理工艺设计实例 一、设计资料 设计处理能力为日处理淀粉废水1500m3，最大时废水约190m3h。 废水水质如下：pH值4.06.0，水温2232，CODcr68008000mgL，BOD527003500mgL，SS18003000mgL。 按该

14、厂规划及现状，废水经地面明沟进入废水处理站，沟断面尺寸约300mm450mm，沟底标高(相对于地面)0.40m。 根据环保部门要求，废水处理站投产运行后外排废水，应达到国家标准污水综合排放标准GB 897888中规定的“二级现有”标准，即CODcr200mgL，BOD580mgL，SS250mgL，pH值6.09.0。 二、处理工艺方案的确定 1基本工艺路线的确定 废水 主要以有机物为主，并不含有害物质，具有较好的可生化性，属高浓度可生化有机废水 采用厌氧好氧的处理路线2 厌氧处理工艺选择 厌氧接触法属于传统厌氧消化技术的发展。它采用完全混合式消化反应器，适合于处理含悬浮固体很高的废水，预处理

15、要求低，但需要设置池内完全混合搅拌，池外还要设消化液沉淀池。其处理效率比传统厌氧消化技术有提高，但中温消化时容积负荷只有1.03.0kgCOD(m3d)，其水力停留时间仍然较长，要求的消化池容积大。本工程处理对象为较好生化处理的废水。为提高处理效率，节省工程投资和占地，因此不宜采用厌氧接触法。 上流式厌氧污泥床(UASB)，属采用了滞留型厌氧生物处理技术，在底部有污泥床，依据进水与污泥的高效接触提供高的去除率，依靠顶部的三相分离器，进行气、液、固分离，能使污泥维持在污泥床内而很少流失。因而生物污泥停留时间长，处理效率高，适合于处理较易生化降解，CODcr和SS浓度均较高的废水(一般要求进水SS

16、不大于4000mg/L)。常温条件下，对于较易生物降解有机废水，容积负荷可达48kgCODcr(m3d)。 厌氧过滤器采用附着型厌氧生物处理技术，在反应器内充填一部填料，使生物污泥附着在填料上生长，不易随出水流失，且填料对于改善水流均匀性有益，并起到一定过滤截留作用。但反应器内填料易发生堵塞现象，因此不适合处理有机物浓度过高的废水，且要求进水SS浓度应较低，一般要求SS200mgL。尽管厌氧过滤器抗冲击负荷能力大，处理效率亦高，但不适合本工程进水水质(SS浓度较高)。 综合以上分析,结合类似工程资料，本工程废水厌氧处理装置采用UASB。 3好氧处理工艺选择 有机废水经厌氧处理，出水的BOD5C

17、ODcr会降低，出水可生化性较原污水差。采用一般好氧生物处理方法(活性污泥法和生物膜法)，处理厌氧处理出水，其CODcr去除率约只有60，而处理同等浓度的原有机废水，CODcr可达80。尽管采用生物膜法处理效果可能会稍好，但难以适应BOD5大于250mgL的来水。近年来开发了一些处理此类废水(进水浓度较高，可生化性较差，不易生化降解)的工艺技术，如A-B法活性污泥工艺、氧化沟活性污泥法、SBR法等。这些方法均能对不易生化降解有机废水或厌氧处理出水有较好的处理效果。 以上三种方法中，SBR法具有特别显著的特点：首先由于采用间歇运行，运行周期每一阶段有适应基质特征的优势菌群存在；污泥不断内循环，排泥量少，生物固体平均停留时间长；沉淀和排水时水流处于静止状态；故处理效果优于一般活性污泥法。其次由于进水、曝气、沉淀、排水等工序在一个池内进行，省去了