水污染课程设计(A2O)

1、水污染控制工程课程设计 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 学院(部)： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 2013年 1 月 7日 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 摘要：本设计内容为50000m3/dA2/O工艺污水处理厂的工艺设计，其处理对象主要为生 活污水，要求城市污水经处理后，符合污水综合排放标准一级标准。本污水处理厂 主要工艺流程为：污水先由中格栅进水后进入泵房与细格栅，再经沉砂池和平流式初沉 池进入二级处理，即A2/O生化反应池，然后进入沉淀池（辐流式二沉池）沉淀出水， 出水经紫外消毒后直接排放；剩余污泥经污泥处理系统浓缩脱水后外运做最终的处置。

2、关键词：污水处理；A2/O；污泥浓缩；污泥脱水；辐流式二沉池 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 第一章 设计任务书 水污染控制工程课程设计任务书 一、设计题目 50000m3/d城市污水处理厂设计（A2/O） 二、原始资料 1. 设计规模Q50000m3/d 2. 水质情况： BOD5=300mg/L CODCr=600 mg/L SS=250 mg/L 氨氮=40 mg/L 磷酸盐(以P计)=10 mg/L pH=69 3气象与水文资料： 风向：多年主导风向为东南风； 水文：降水量多年平均为每年2370mm； 蒸发量多年平均为每年1800mm； 地下水水位，地面下67m。 年

3、平均水温：20 4厂区地形： 污水厂选址区域海拔标高在19-21m左右，平均地面标高为20m。平均地面坡度为 0.30.5 ，地势为西北高，东南低。 三、出水要求 符合污水综合排放标准一级标准： BOD520mg/L CODCr60 mg/L SS20mg/L 氨氮15mg/L 磷酸盐（以P计）0.5mg/L 四、设计内容 1.方案确定 按照原始资料数据进行处理方案的确定，拟定处理工艺流程，选择各处理构筑物， 说明选择理由，进行工艺流程中各处理单元的处理原理说明，论述其优缺点，编写设计 方案说明书。 2.设计计算 进行各处理单元的去除效率估算；各构筑物的设计参数应根据同类型污水的实际运 行参数

4、或参考有关手册选用；各构筑物的尺寸计算，要求说明书中有计算草图；设备选 型、效益分析及投资估算。 - 1 - 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 3.平面和高程布置 根据构筑物的尺寸，合理进行平面布置；高程布置应在完成各构筑物计算及平面布 置草图后进行，各处理构筑物的水头损失可直接查相关资料，但各构筑物之间的连接管 渠的水头损失则需计算确定。 4.编写设计说明书、计算书 五、设计成果 1.污水处理厂总平面布置图1张（含土建、设备、管道、设备清单等） 2.高程布置图1张 3.主要单体构筑物（沉砂池、曝气池、二沉池等）平面、剖面图1张 4.设计说明书、计算书一份 六、时间分配表（第1

5、920周） 教学内容 下达设计任务书 备注 序号 1 时间 1天（19周周一） 5天（19周周二19周周 六） 5天（19周周日20周周 四） 3天（20周周五20周周 日） 14天 2 设计计算 3 绘制CAD设计图纸 编写设计说明书，装订 成册 总计时间 4 5 七、成绩考核办法 根据设计说明书、设计图纸的质量及平常考核情况由指导教师按优、良、中、及格、 不及格评定成绩。 指导教师： 长沙理工大学化学与生物工程学院环境工程教研室 2012年12月 - 2 - 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 第二章 设计说明书 一、设计题目 某城市污水处理厂A2/O工艺设计 二、设计原则、

6、依据及执行规范 设计原则 1.采用技术先进可靠、占地省、出水水质稳定，效果好，技术经济合理的工艺； 2.选择造价低、节省电力、效率高的耐用设备； 3.因地制宜、合理布局、方便管理、统一规划。 主要设计依据及执行规范 地表水环境质量标准（GB3838-2002） 污水综合排放标准（GB8978-2002） 城市污水处理厂污泥排放标准（CJ3025-93） 室外排水设计规范（2006年版） （GBJ50014-2006） 室外给水设计规范（2006年版） （GBJ50013-2006） 城市污水处理工程项目建设标准 （2001年修订版） 三、设计内容和任务 1. 工艺流程选择、方案确定； 2. 各

7、污水构筑物设计计算； 3. A2/O生化反应池设计计算； 4. 污泥系统设计计算； 5. 绘制系统高程布置图、平面布置图各一张，主要单体构筑物（沉砂池、初沉池、曝 气池、二沉池等）平面、剖面图1张； 6. 编写设计说明书及计算书。 四、设计水质及处理后排放水质 1 、设计处理水量： 日处理量：50000m3 /d 秒处理量：0.579m3 /s - 3 - 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 Q50000 0.579m3 /s 578.70L/s 243600 根据室外排水设计规范，查表并用内插法得：Kz 1.38 所以设计最大流量: Q333 max Kz Q 1.385000

8、0 69034 m /d 2876.4m /h 0.799m /s 2、确定其原水水质参数如下： BOD5=300mg/L CODcr=600 mg/L SS=250 mg/L 氨氮=40 mg/L 磷酸盐(以P计)=10 mg/L pH=69 3、设计出水水质 符合城市污水排放一级A标准： BOD520mg/L COD60 mg/L SS20mg/L 氨氮15mg/L 磷酸盐（以P计）0.5mg/L 4、污水处理程度的确定 根据设计任务书，该厂处理规模定为：50000m3 /d 进、出水水质: 项目 COD(mg/L) 600 60 90% BOD5(mg/L) SS(mg/L) 300 2

9、0 93.3% NH3-N(mg/L) TP(mg/L) 40 15 62.5% 250 20 92% 10 0.5 95% 进水 出水 去除率 五、城市污水、污泥处理方案的确定 我国城市污水处理在见过四十多年来取得是很大的成就，污水处理技术随着水污染 控制与环境治理的实践，在吸取国外技术经验的同时，结合我国国情的特点，逐步改进 提高，初步形成一些适用的技术路线，主要如下： 1）对传统活性污泥法进行改造或予以取代后的人工生物净化技术路线； 2）以自然生物净化为主并附以人工的生物净化技术路线； 3）以深水扩散排放为主，处理为辅的技术路线； - 4 - 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂

10、设计 1.污水设计方案的确定 （1）此废水具有如下特点： BOD5/CODCr=300/600=0.5，说明废水可生化性很好；有较高的N、P含量； （2）针对以上特点，要求污水处理系统应该具有以下功能： （a）具有一定的BOD5去除能力； （b）具备一定的脱N除P功能，使出水N、P达标； （c）使污水处理过程中产生的剩余污泥基本达到稳定。 （3）生化处理工艺选择 根据课程设计要求，本设计采用A2/O工艺，污泥处理采用浓缩脱水工艺。 2、污水处理工艺方案的比较12412 目前处理城市污水应用较多的生化工艺有氧化沟，AB法，SBR法，A2/O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

11、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： （a）AB法 AB工艺是一种生物吸附降解两段活性污泥工艺，A段负荷高，曝气时间短，0.5h 左右，污泥负荷高26 kgBOD5/(kgMLSSd)，B段污泥负荷较低，为0.150.30 kgBOD5/(kgMLSSd)，该段工艺有机物、氮和磷都有一定的去除率，适用于处理浓度 较高，水质水量较大的污水，通常要求进水BOD5250mg/L，AB工艺才有明显优势。 AB工艺的优点： 具有优良的污染物去除效果，较强的抗冲击负荷能力，良好的脱氮除磷效果和 投资及运转费用较低等。 对有机底物去除效率高。 系统运行稳定。主要表现在：出

12、水水质波动小，有极强的耐冲击负荷能力，有 良好的污泥沉降性能。 有较好的脱氮除磷效果。 节能。运行费用低，耗电量低，可回收沼气能源。经试验证明，AB法工艺较 传统的一段法工艺节省运行费用20%25%. - 5 - 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 AB工艺的缺点： A段在运行中如果控制不好，很容易产生臭气，影响附近的环境卫生，这主要 是由于A段在超高有机负荷下工作，使A段曝气池运行于厌氧工况下，导致产生硫化 氢、大粪素等恶臭气体。 当对除磷脱氮要求很高时，A段不宜按AB法的原来去处有机物的分配比去除 BOD5 5%60%，因为这样B段曝气池的进水含碳有机物含量的碳/氮比偏低，不

13、能有效 的脱氮。 污泥产率高，A段产生的污泥量较大，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高，这给污泥的最终稳定化处置带来了较大压力。 总体而言，AB法工艺适合于污水浓度高、具有污泥消化等后续处理设施的大中规 模的城市污水处理厂，有明显的节能效果。对于有脱氮要求的城市污水处理厂，一般不 宜采用。 （b）SBR法工艺 SBR是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process） 的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥 法。 它是一个完整的操作过程，包括进水、反应、

14、沉淀、排水排泥和闲置5个阶段。 SBR工艺有以下特点： SBR装置结构简单，运转灵活，操作管理方便； 投资省，运行费用低；Ketchum等人的统计结果表明：采用SBR工艺处理小 城镇污水要比用普通活性污泥法节省基建投资30%； 可抑制丝状菌生长繁殖，不易发生污泥膨胀，SVI值较低，有利于活性污泥的 沉淀和浓缩； SBR处于好氧/厌氧交替运行的过程中，在出去含碳有机污染物的同时实现脱 氮除磷； SBR处理工艺系统构筑物少、布置紧凑、节省占地，同时也减少了基建投资费 用； 由于SBR工艺有很多的优点，近年来在我国污水处理中也得到较广泛的应用，但 它也存在一些不足之处： 废水排放规律与SBR间歇进水

15、的要求存在不匹配的问题，需要较大的调节池； - 6 - 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 设备的闲置率较高； 排水水位较低，一般不能直接自流排放； 进水、曝气和排水周期运行，设备启停、阀门启闭完全依赖自动控制系统来实 现，处理污水量较大时，要求多个SBR池并联运行，增加了控制系统的复杂性。 （c）氧化沟工艺 氧化沟污水处理工艺是活性污泥法的一种变形，其曝气池为封闭的沟渠，废水和活 性污泥的混合液在其中不断循环流动，因此氧化沟又有“无终端循环曝气池”的说法。 过去由于其曝气装置动力小，使池深及充氧能力受到限制，导致占地面积大、土建费用 高，其推广及运用受到影响。近 10 年来由于

16、曝气装置的不断改进、完善及池形的合理 设计，弥补了氧化沟过去的缺点。现代的氧化沟具有工艺流程简单，管理简便，处理效 果好，耐冲击负荷强、运行稳定等一系列优点，而且可根据需要选择不同的泥龄和池形， 满足不同的处理目标和处理程度的需要。技术成熟、在国内外应用得最为广泛的氧化沟 有以下几种： 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

17、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。 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。 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

18、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， - 7 - 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 免除了污泥回流系统，但其结构有待进一步完善。 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

19、.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。 奥贝尔氧化沟工艺特点如下： 工艺流程简单，处理构筑物少，出水水质良好，具有很好的除磷脱氮效果。 污泥不易发生污泥膨胀，管理简便。 具有完全混合式和推流式曝气池的双重优势，能承受水量、水质变化较大的冲 击负荷，处理效果稳定。 采用延时曝气，污泥产量较少。 但奥贝尔氧化沟工艺也存在一定的不足：转碟曝气效率低，耗电量大，占地多，且 其投资及运行费用均高于A2/O工艺。 （d）A2/O法 A2/O工艺亦称A-A-O工艺，

20、是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称（生 物脱氮除磷）。按实质意义来说，本工艺称为厌氧-缺氧-好氧法生物脱氮除磷工艺的简称。 该工艺中，首段为厌氧池，原污水及回流污泥同时进入本段，其主要功能是聚磷菌 进行磷的释放，为在好氧段进行磷的超量吸收实现生物除磷创造条件。在缺氧池中，反 硝化菌利用污水中的有机物做碳源，将回流混合液中带入的大量NO3-N还原为N2释放 至空气，达到脱氮的目的并使BOD5浓度有所下降。 在好氧池中，有机物被微生物生化降解，氨氮被硝化成 NO3-N。同时聚磷菌进行 磷的超量吸收，在排除剩余污泥的过程中被除去，完成生物降磷。所以，A2/O 工艺可 以

21、同时完成有机物的去除、除磷和脱氮等功能。好氧池进行有机物的氧化和氨氮的硝化， 缺氧池则完成脱氮功能，厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。 - 8 - 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 A2/O法的特点有： 该工艺将厌氧段放在工艺的第一级，充分发挥了厌氧菌群承受高浓高度、高有 机负荷能力的优势，处理效果好，产生的污泥量较一般的生物法少； 该工艺将将脱氮除磷统一在同一个系统中，既简化了污水处理的操作，又增加 了处理工艺的功能。本工艺在系统上可称为最简单的脱氮除磷工艺，总的停留时间少于 其他同类工艺； 该工艺可用于处理工业废水比重较大的城市污水； 该工艺是在普通活性污泥法的基础上发展起来

22、的，因而也较容易用于生物法处 理的老污水处理厂的改造，可减少基建费用； 该工艺在厌氧、缺氧、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增值，不易发生 污泥膨胀，SVI值一般小于100； 该工艺污泥中含磷量较高，具有很高的肥效； 该工艺为污水回用和资源化开辟了新的途径，具有良好的环境效益和经济效益。 但A2/O工艺的主要缺点是机械设备相对较多。 综合比较，选用A2/O工艺进行污水处理。 3、污泥处理工艺的选择 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A2/O工艺，污泥龄达15天以上，污泥 已基本稳定，无需厌氧消化，可以直接进

23、行机械浓缩脱水，同时可以防止磷的厌氧释放， 保证了除磷效果。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。 - 9 - 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 砂水分离器出砂外运 4、工艺流程的确定 本设计的工艺流程为（见图一） 集 水 井 进水中 泵 房 格 栅 细 格 栅 旋 流 沉 砂 池 平 流 式 初 沉 池 A2/O反应池 辐 回流污泥泵房 污泥脱水间贮泥池污泥浓缩池 泥饼外运 图一 污水处理厂工艺流程图 流 式 二 沉 池 紫外消毒出水 5、污水处理构筑

24、物的选择 1）格栅 格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属筛网、框架及相关装置组成， 倾斜安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或污水处理厂的前端，用来截留污水中较 粗大漂浮物和悬浮物，防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门、处理构筑物配水 设施、进出水口，减少后续处理生产的浮渣，保证污水处理设施的正常运行2。 本设计采用两道格栅，40mm的中格栅和10mm的细格栅，为减轻劳动强度，采用 机械清除截留物。 2）污水泵房 污水泵站的特点及形式1： 泵站行驶的选择取决于水里条件和工程造价，其他考虑因素还有：泵站规模大小、 泵站的性质、水文地质条件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、环境性

25、质要求、 选用水泵的形式及能否就地取材等。 污水泵站的主要形式1： （1）合建式矩形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数为4台或更多时，采用 矩形，机器间、机组管道和附属设备布置方便，启动简单，占地面积大； - 10 - 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 （2）合建式圆形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数不超过4台，圆形结构 水力条件好，便于沉井施工法，可降低工程造价，水泵自动方便。 （3）对于自灌式泵房，采用自灌式水泵，叶轮（泵轴）低于集水池最低水位，在最 高、中间和最低水位都能直接启动，其优点为启动及时可靠，不需引水辅助设备，操作 简单。 （4）非自灌式泵房，泵轴高于

26、集水池最高水位，不能直接启动，由于污水泵水管不 得设低阀，故需设引水设备。但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。由以上可 知，本设计因水量较大，并考虑到造价、自动化控制等因素，以及施工的方便与否，采 用自灌式半地下式矩形泵房。 （5）流量小于2m3/s时，常选用下圆上方形泵站，其设计和施工均有一定的经验， 故被广泛使用。 本设计确定采用与中格栅合建的下圆上方形潜水泵房。 3）沉砂池 沉砂池的功能的去除比重较大的无机颗粒。按水流方向的不同可分为的不同可分为 平流式、竖流式、曝气沉砂池和旋流沉砂池四类。比较如下12： a.平流沉砂池 优点：沉淀效果好，耐冲击负荷，适应温度变化。工作稳定，构造简

27、 单，易于施工，便于管理缺点：占地大，配水不均匀，易出现短流和偏流，排泥间距较 多，池中约夹杂有15%左右的有机物使沉砂池的后续处理增加难度。 b.竖流沉砂池 优点：占地少，排泥方便，运行管理易行。缺点：池深大，施工困难， 造价较高，对耐冲击负荷和温度的适应性较差，池径受到限制，过大的池径会使布水不 均匀 c.曝气沉砂池 优点：克服了平流沉砂池的缺点，使砂粒与外裹的有机物较好的分离， 通过调节布气量可控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化影响小，同时 起预曝气作用，其沉砂量大，且其上含有机物少。缺点：由于需要曝气，所以池内应考 虑设消泡装置，其他型易产生偏流或死角，并且由于多了曝气装

28、置而使费用增加，并对 污水进行预曝气，提高水中溶解氧。 d.旋流沉砂池（钟式沉淀池） 优点：占地面积小，可以通过调节转速，使得沉砂效 果最好，同时由于采用离心力沉砂不会破坏水中的溶解氧水平（厌氧环境）缺点：气提 或泵提排砂，增加设备，水厂的电气容量，维护较复杂。 基于以上四种沉砂池的比较，本工程设计确定采用旋流沉砂池。 - 11 - 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 4）初沉池 初沉池的作用是对污水中密度大的固体悬浮物进行沉淀分离。按照初沉池的形状和 水流特点，通常分为平流式、竖流式、辐流式及斜管四种。比较如下124： a.平流沉淀池优点包括：沉淀效果好；耐冲击负荷和温度的变化

29、适应性强；施工容 易，造价低。它的主要缺点为：池子配水不均匀；采用多斗排泥时，每个泥斗需要单设 排泥管各自排泥，操作量大。 适用条件：适用于大、中、小型污水处理厂；适用于地下水位较高和地质条件较差 的地区。 b.辐流式沉淀池优点包括：多为机械排泥，运行较好，管理较简单；排泥设备已趋 定型。它的主要缺点为：池内水速不稳定，沉淀效果较差；机械排泥设备复杂，对施工 质量要求高。 适用条件：适用于大、中型污水处理厂；适用于地下水位较高的地区。 c.竖流式沉淀池优点包括：排泥方便，管理简单；占地面积较小。它的主要缺点为： 池子深度大，施工困难；对冲击负荷和温度变化的适应性能力较差；造价较高；池径不 宜过

30、大，否则布水不均匀。 适用条件：适用于处理水量不大的小型污水处理厂。 d.斜板（管）沉淀池优点包括：沉淀效率高，停留时间短；占地面积小。它的主要 缺点为：用于二沉池时，当固体负荷较大时其处理效果不太稳定，耐冲击负荷的能力较 差；运行管理成本高。 综上所述，四种沉淀池的优缺点比较，并结合本设计的具体情况；设计水量较大， 本设计初沉池采用平流式初沉池。 5）A2/O反应池 本设计选用A2/O反应池，比较已在前面列出。 6）二沉池 二沉池设在生物处理构筑物后面，用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥（指生物膜法 脱落的生膜）。沉淀池主要形式与初沉池一样，主要分析及比较已在前面列出。 综合四种沉淀池的优缺点比

31、较，并结合本设计的具体情况；设计水量较大，本设计 二沉池采用中心进水、周边出水的辐流式沉淀池。 7）消毒 污水处理厂常用的消毒方法有液氯消毒、漂白粉消毒、臭氧消毒和紫外线消毒等四 - 12 - 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 种，他们的优缺点和使用条件如下124： a.液氯消毒优点：价格便宜，效果可靠，投配设备简单。缺点：对生物有毒害作用， 并且可能产生致癌物质。适用于大、中型规模的污水处理厂。 b.漂白粉消毒优点：投加设备简单，价格便宜缺点：除用液氯缺点外，尚有投配量 不准确，溶解剂调制不便，劳动强度大。适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处 理厂。 c.臭氧消毒优点：消

32、毒效率高，能有效的降解水中残留有机物、色味等，污水温度、 PH值对消毒效果影响小，不产生难处理或生物积累性残余物。缺点：投资大，成本高， 设备管理负责。 d.紫外线消毒优点：是紫外线照射和氯化共同作用的物理化学方法，消毒效率高， 占地面积小，减少土建费用。缺点：紫外线照射灯具货源不足，电耗能量较多。 综上四种消毒方法的比较，本设计采用紫外线消毒。 6、污泥处理构筑物的选择 1）污泥池 污泥浓缩池主要是降低污泥中的间隙水，来达到使污泥减容得目的。经浓缩后的污 泥近似糊状，仍保持流动性。浓缩池可分为气浮浓缩池、重力浓缩池和离心浓缩池。重 力浓缩池按其运行方式分为间歇式或连续式1,2。 比较如下12

33、： （a）气浮浓缩池：依靠微小气泡与污泥颗粒产生粘附作用，使污泥颗粒的密度小 于水而上浮，并得到浓缩。适用于浓缩活性污泥以及生物滤池等较轻的污泥，并且运行 费用较高，贮泥能力小； （b）连续式重力浓缩池：用于浓缩初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，只用于活性 污泥的情况不多； （c）间歇式重力浓缩池：主要靠阀门控制污泥的进出和上清液的排出，无刮泥系 统，管理简单。 （d）离心浓缩池：利用污泥中的固、液相得密度不同，在高速旋转地离心机中受 到不同的离心力二是两者分离，达到浓缩目的。离心分离一般要加入助凝剂，且耗电量 大，在达到相同的浓缩效果时，其电耗约为气浮法的10倍。 综上所述，本设计采用连续式重力

34、浓缩池。 2）污泥脱水 - 13 - 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 污泥脱水的方法有自然干化、机械脱水及污泥烧干、焚烧等方法。本设计采用机械 脱水，采用带式压滤机。比较如下125： （1）自然干化优点：简单易行、污泥含水率低、缺点：占地面积大、卫生条件差、 铲运干污泥的劳动强度大。 （2）机械脱水 a.真空过滤机 优点：适应性强、连续运行、操作平稳、全过程自动化。缺点：多数 污泥须经调理才能过滤，且工序多、费用高。过滤介质紧抱在转筒上，再生与清洗不充 分，容易堵塞。 b.带式压滤机 优点：工艺简单、消耗动力少 连续运行缺点：所需药剂费用较高。 c.离心机优点：设备小、效率高

35、、分离能力强、操作条件好。缺点：制造工艺要求 高、设备易磨损、对污泥的预处理要求高，而且必须使用高分子聚合电解质最为调理剂。 综上所述，本设计采用机械脱水，选用带式压滤机。 六、污水处理厂的总体布置 1）平面布置及平面图 污水处理厂的平面布置包括：处理构筑物的布置；办公、化验及其它辅助建筑物的 布置以及各种管道、道路、绿化等的布置。根据处理厂的规模采用 1：2001：500 比 例绘制总平面图2。 平面布置的一般原则 原则如下210： a.处理构筑物的布置应紧凑，节约土地并便于管理； b.处理构筑物的布置应尽可能按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用 地形以减少土方量； c.经常有人工

36、作的地方如办公、化验等用房应布置在夏季主导风的上风向，在北方 地区也应考虑朝阳，设绿化带与工作区隔开； d.构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的位置，运转管理的需要和施工的要求，一般 采用510m； e.污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以备安全，并方便管理； f.变电所的位置应设在耗电量大的构筑物附近，高压线应避免在厂内架空敷设； g.污水厂应设置超越管以便在发生事故时，使污水能超越一部分或全部构筑物，进 入下一级构筑物或事故溢流管； - 14 - 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 h.污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流； i.在布置总图时，应考虑安排充分的绿化地带，为污水

37、处理厂的工作人员的工作人 员提供一个优美舒适的环境； j.总图布置应考虑远近期结合，有条件时可按远景规划水量布置，将处理构筑物分 为若干系列分期建设。 厂区平面布置形式 布置形式12： （1）“一”字型布置：该种布置流程管线短，水头损失小； （2）“L”型布置：该种布置适宜出水方向发生转弯的地形，水流转弯一般在曝气 池处。 本厂水流方向发生垂直变化，采用“L”字型布置。 污水厂平面布置的具体内容 具体内容2 ： （1）处理构筑物的平面的布置； （2）附属构筑物的平面的布置； （3）管道、管路及绿化带的布置。 平面图的布置见施工图 2）污水厂的高程布置 污水处理厂污水处理高程布置的主要任务是：确

38、定各构筑物和泵房的标高确定处理 构筑物之间连接管（渠）的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水位标高，从而能够 使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅的流动，保证污水处理厂的正常运行2。 污水处理厂高程布置应考虑事项 考虑事项2： （1）选择一条最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并应适当留有余地，以 保证任何情况下，处理系统都能够运行正常； （2）计算水头损失时一般以近期最大的流程作为构筑物和管渠的设计流量；计算 涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水 头； （3）在做高程布置时应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥 - 15 - 50000

39、m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 量。 污水厂的高程布置 为了降低运行费用和便于管理，污水在处理构筑物之间的流动按重力流考虑为宜 （污泥流动不在此例）。为此，必须精确地计算污水流动中的水头损失。 水头损失包括2： （1）污水经各处理构筑物的内部水头损失； （2）污水经连接前后两构筑物管渠的水头损失，包括沿程水头损失和局部水头损 失； （3）局部水头损失按沿程水头损失的0.3倍计。 - 16 - 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 第三章污水处理系统的设计 一、格栅 本设计采用中细两种格栅12： (1)中格栅间隙一般采用 1040mm，细格栅采用310mm； (2)格栅不宜少

40、于两台，如为一台时，应设人工清除格栅备用； (3)过栅流速一般采用0.61.0m/s； (4)格栅倾角一般采用 45075 (5)通过格栅的水头损失一般采用0.080.15m； (6)格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位 0.5m，工作台应有安全 和冲洗设施； (7)格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m，工作台正面过道宽度： a.人工清除：应不小于 1.2m；b.机械清除：应不小于 1.5m； (8)机械格栅的动力装置一般宜设在室内或采取其它保护设备的措施； (9)设计格栅装置的构筑物，必须考虑设有良好的通风设施； (10)设置格栅装置的构筑物必须考虑设有良好的检修、栅渣的日常

41、清除 - 17 - 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 1.中格栅的设计 1.1.中格栅设计参数1 (1)栅前水深：h 0.4m (2)过栅流速：v 0.9m/s (3)格栅间隙：b中 40mm (4)栅条宽度：s10mm (5)格栅安装倾角： 60 1.2.中格栅的设计计算12 1)栅条间隙数： n中 Qmaxsin b中hvm 式中：n中中格栅间隙数 Qmax 最大设计流量，0.799m3 /s b中栅条间隙，取 40mm，即 0.04m； h栅前水深，取0.4m v过栅流速，取 0.9m/s； 格栅倾角，取60； m设计使用的格栅数量，本设计中格栅取使用 2 道 n中 0.

42、799sin60 25.82，设计取26根 0.04 0.4 0.9 2 2)栅槽宽度 B sn1 1bn 式中：B栅槽宽度，m； s格条宽度，取0.01m。 B 0.01261 0.04 26 1.29m 取B1.3m 3)中格栅的栅前进水渠道渐宽部分长度 L1 设进水渠宽B1 1.11m，渐宽部分展开角1 20 - 18 - 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 L1 B B1 1.31.11 0.26m 2tan202tan20 Qmax 0.799 1.11m 根据最优水力断面公式B1 2vh20.90.4 4)中格栅与提升泵房连接处渐窄部分长度 L2 L2 L1 0.13

43、m 2 5）中格栅的过栅水头损失 4 3 h中 ks/b v2 sin 2g 式中：h中中格栅水头损失，m； 系数，当栅条断面为锐边矩形断面，为2.42； k系数，一般取 k=3。 2 sin60 0.041m 29.81 h中 3 2.420.01/0.04340.9 6)栅后槽总高度 设栅前渠道超高h2=0.3m，有H h h中 h2 0.4 0.041 0.3 0.741m，为避免造 成栅前涌水，故将栅后槽底下降h中作为补偿。 7)栅槽总长度 h h2 tan60 L L1 L2 0.51.0 式中：L栅槽总长度，m； L1中格栅的栅前进水渠道渐宽部分长度，m； L2 中格栅与提升泵房连

44、接处渐窄部分长度，m。 0.7 L 0.26 0.13 0.51.0 8)每日栅渣量 w Qmax w0 86400 k总1000 tan60 2.29m - 19 - 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 式中：w每日栅渣量，m3 /d w0栅渣量，m3 /103m3 污水，当栅条间隙为1625mm，w0 0.10 0.05m3 /103m3 污水；当栅条间隙为3050mm，w0 0.03 0.01m3 /103m3污水。取w0 0.07m3 /103m3污水 w 0.7990.0286400 1m3 /d 0.2m3 /d，故采用机械清渣。 1.381000 1.3.格栅除污机

45、的选择： 根据计算，可选用杭州杭氧环保成套有限公司生产的HG-1500型回转式格栅除污机 5,6,8，主要技术参数： 表3-1 HG-1500型回转式格栅除污机技术参数 电机功率 （kW） 1.5 线速度栅宽设备总宽 安装角度 排栅门高 （） 60 栅条间隙 （m/min） （mm） （mm） 2 1500 1720 度（mm） 800 （mm） 40 2.细格栅的设计 2.1.细格栅设计参数1 (1)栅前水深：h 0.4m (2)过栅流速：v 0.8m/s (3)格栅间隙：b细 10mm (4)栅条宽度：s10mm (5)格栅安装倾角： 70 2.2.细格栅的设计计算12 1)栅条间隙数：

46、n细 Qmaxsin b细hvm 式中：n细细格栅间隙数 Qmax 最大设计流量，0.799m3 /s b细栅条间隙，取 10mm，即 0.01m； h栅前水深，取0.4m - 20 - 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 v过栅流速，取 0.8m/s； 格栅倾角，取70； m设计使用的格栅数量，本设计中格栅取使用 2 道 n细 0.799sin70121.02取121根 0.010.40.8 2 2)栅槽宽度 B sn1 1bn 式中：B栅槽宽度，m； s格条宽度，取0.01m。 B 0.011211 0.01121 2.41m 取B 2.5m 3)细格栅的栅前进水渠道渐宽部分

47、长度 L1 设进水渠宽B1 1.11m，渐宽部分展开角1 20 ， L1 B B1 2.51.111.91m 2tan202tan20 Qmax 0.799 1.11m 根据最优水力断面公式B1 2vh20.90.4 4)细格栅与出水渠道连接处渐窄部分长度 L2 L2 L1 0.96m 2 5）细格栅的过栅水头损失 4 3 v2 h细 ks/b sin 2g 式中：h细细格栅水头损失，m； 系数，当栅条断面为矩形时候为2.42； k系数，一般取 k=3。 4 3 0.82 h细 3 2.420.01/0.01 sin70 0.223m 29.81 - 21 - 50000m3/dA2/O工艺城

48、市污水处理厂设计 6)栅后槽总高度 设栅前渠道超高h2=0.3m，有： H h h细 h2 0.4 0.223 0.3 0.923m 为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降h细作为补偿。 7)栅槽总长度 h h2 tan70 L L1 L2 0.51.0 式中：L栅槽总长度，m； L1.91 0.96 0.51.00.7 4.62m tan70 8)每日栅渣量 w Qmax w0 86400 k总1000 式中：w每日栅渣量， m3 /d w0栅渣量，m3 /103m3 污水，当栅条间隙为1625mm，w0 0.10 0.05m3 /103m3 污水；当栅条间隙为 3050mm， w0 0.03

49、 0.01m3 /103m3 污水。取 w0 0.1m3 /103m3污水。 w 0.7990.186400 5.0m3 /d 0.2m3 /d，故采用机械清渣。 1.381000 2.3.格栅除污机的选择 根据计算，可选用江苏一环集团公司生产的XHG-2600型旋转式格栅除污机568， 主要技术参数： 表3-2 XHG-2600型旋转式格栅除污机技术参数 外型总宽 设备宽度 （mm） 2600 70 安 装角 度电动机功率 （kw） 2.2 格栅间距 （mm） 10 （mm） 2950 - 22 - 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 二、污水提升泵房 1. 设计说明 本设计采

50、用氧化沟工艺方案，该处理系统简单，可以充分优化管线，从设计任务书 来看，可只考虑一次提升。在提升后进入如沉砂池，可自流通过厌氧池、氧化沟、二沉 池、接触池（消毒池）。 当流量小于2m3/s时，常选用下圆上方形泵房1。 本设计Qmax 0.799m3 /s，故选用下圆上方形泵房。 2.设计选型 2.1流量的确定 Qmax 799L/s 本设计拟定选用 5 台泵（4 用 1 备），则每台泵的设计流量为： Q Qmax /n 799 /4 199.75L/s 719.1m3 /h 2.2.扬程的估算1 （1）平均地面标高 20.00m，进水管管底标高：15.00m，管径 DN=1200mm，则管 道

51、埋深为20.00-15.00-1.2=3.8m （2）进口平均流量为799L/s，假设充满度为0.75，查水力学图2，流速为0.84m3/s， i 0.00058 （3）进水管头损失h1，设有一个全开阀门。则 v120.842 h1 1 2g 0.37 0.0133m 29.81 （4）假设选用泵的扬程为 8m，查手册68，可采用天津开明环保有限公司生产的 300QW900-8-37潜水排污泵。 表3-3 300QW900-8-37潜水排污泵技术参数 排出口径流量扬程转速功率效率重量 （kg） 1150 （mm）（m3/h） （m） 300 900 8 （r/min） （kW） （%） 980

52、 37 84.5 （5）总扬程核算： h 20 (151.20.75 0.0133) 4.11m - 23 - 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 经过中格栅的水头损失为0.041m 出水管 Q 799/2 399.5L/s 取900mm的铸铁管，查水力学图2，设 h/D 0.70，则v 0.85m/s，i 0.00082 出水管头损失h2 ，根据泵的选型，设有两个90的弯头，一个三通，一个截 2 20.85 止阀，则h2 2 2g 8.5 0.313m v2 29.81 泵外管线水头损失，拟建25m管长至处理构筑物，则h 250.00082 0.021m 考虑安全水头0.5m，

53、站内管线水头损失为1.5m，则扬程 H 1.5 0.5 4.11 0.0133 0.313 0.021 6.457m71.91m3 - 24 - 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 三、旋流式沉砂池 1.设计依据1： a.城市污水处理厂一般均应设置沉砂池； b.沉砂池按去除比重2.65，粒径0.2mm以上的沙粒设计； c.设计流量的确定： 1）当污水为自流进入时，应按每期的最大设计流量计算； 2）当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算； 3）在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。 2.设计参数1： a.旋流沉砂池最高时设计流量时，停留时间不应小于 30s，

54、设计水力表面负荷宜为 150-200m3 / m2 h ，有效水深宜为1.0-2.0m，池径与池深比宜为2.0-2.5 b.最大设计流速为0.25m/s，最小设计流速为0.15m/s； c.沉砂池的超高取0.3m。 3.设计计算 由于本设计沉砂池是旋流式的，而且本设计的沉砂池是定型设备，故不需要进行太 Qmax 399.5L/s。本设计采用的设备为两座 550 2 多计算。选定两座旋流沉砂池，则Q 型钟氏旋流式沉砂池28。 图3-2 钟氏旋流沉砂池各部尺寸图 - 25 - 型 流量 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 表3-4 旋流式沉砂池的部分尺寸（m） 号 (L/s) A B

55、 C D E F G H J K L 550 530 3.65 1.5 0.750 1.50 0.60 0.51 0.58 0.40 1.70 0.80 1.45 4.排砂方法 旋流沉砂池排砂有三种方式：用砂泵直接从砂斗底部经吸水管排除；用空 气提升器，即在桨板传动轴中插入一空气提升器；在传动轴中插入砂泵，泵及电机设在 沉砂池顶部1。 本设计采用空气提升器排砂，该提升装置由设备厂家与桨叶分离机成套供应。 5.排砂量计算城镇污水的沉砂量按20m3 /106m3污水计算，其含水率为60%，容重约 为1500kg/m3，则总沉砂量为 50000 20106 1.0m3 /d 沉砂池的沉砂经排砂泵装置

56、排除的同时，往往是砂水混合体，为进一步分离砂和水， 需配套砂水分离器。清除沉砂的时间间隔为2d，根据排砂量2m3 /次，选用南京蓝深环 境工程设备有限公司LSSF-260无轴螺旋砂水分离器。 四、平流式初沉池 本设计初沉池采用平流式初沉池，初沉池的去除对象是悬浮固体，可以去除 SS 约 40%50%，同时可去除20%30%的BOD5，可降低后续生物处理构筑物的有机负荷。 1、设计要求 要求如下124： a沉淀池的长度一般为30-50m，不宜大于60m； b池长与有效水深比值不宜小于8； c池长与池宽比不宜小于4； d一般采用机械排泥时，宽度根据排泥设备确定； e池子超高至少应采用0.3m； f

57、若采用机械刮泥时，池底坡度不小于0.005，一般为0.010.02。 2、设计参数 参数如下124： - 26 - 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 a.表面负荷q取2m3 /(m2 h)； b.Qmax 69034 m3 /d 2876.4m3 /h 0.799m3 /s； c.池底坡度一般为0.010.0.2； d.沉淀时间t一般取1h2.5h，本设计取t=1.5h； e.沉淀池不少于2座，本设计取2座。 3、沉淀池主体设计计算 （1）池子总面积 A Qmax 2876.4 1438.2m2 q2 （2）沉淀区有效水深 h2 qt 21.5 3m （3）沉淀区有效容积 V

58、Qmax t 2876.41.5 4314.6m3 （4）池长 设最大设计流量时的水平流速v5mm/s L3.6vt3.651.5 27m （5）池子总宽度 B A 1438.2 53.3m L27 （6）沉淀池数量 设每格池宽b 5.5m n B 53.310个 b5.5 （7）校核长宽比、长深比 L27 4.9 4 符合要求 b5.5 长宽比： L27 长深比： 9m符合要求 h23 （8）污泥区的容积 设两次排泥的时间间隔T 2d，污泥含水率为97%，去除SS的去除率为50%， - 27 - 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂设计 污泥容重为1000kg/m3 则： VW Qm

59、ax24c0 0.5100T 1000 (100 p0) 2876.4242500.5100 10001000(10097) 575.28m3 （9）每格池污泥部分所需容积 W 57.53m3 n10 W V V575.28 （10）污泥斗容积 1 V1 h4 (S1 S2 S1S2 ) 3 hbb15.5 0.5 2 4 tan tan60 4.33m，（设b1 0.5m, 60） 22 1 V1 4.33(5.55.5 0.50.55.52 0.52 ) 3 47.99m3 （11）污泥斗以上梯形部分污泥容积 取入口挡板距离为0.5m，出水挡板距离为0.3m L1 27 0.5 0.3 2

60、7.8m；L2 5.5m h 4 (27 0.35.5)0.01 0.218m V2 (L1 L2 )h4 b (27.8 5.5)0.2185.519.96m3 22 （12）污泥斗和梯形部分污泥容积 V1 V2 47.9919.96 67.95m3 57.53m3 （13）沉淀池总高度 设沉淀池超高h1 0.3m；缓冲层高度h3 0.5m H h 1h2 h3 h4 h4 0.3 3 0.5 4.33 0.218 8.35m 4、进出水设计 （1）进水部分 平流初沉池采用配水槽，10个沉淀池合建为一组，共用一个配水槽，共两组。配水 - 28 - 50000m3/dA2/O工艺城市污水处理厂