江浙沪片区某污水处理厂设计项目建议书

第一章概述1.1项目背景**县位于**省东部沿海，处于象山港和三门湾之间。东北濒象山港，南毗三门县，西靠天台、新昌二县，北临奉化市。处于我国经济最发达地区之一的杭州湾经济圈。县域东西长63.4公里，南北长47公里，全县总面积1931平方公里。历史悠久，人为荟萃，气候宜人，物产丰富。随着我国的改革开发，**县的经济发展迅速。为了适应改革开发的新形势，适应经济发展和社会进步的新格局，**县正以城关镇为基础，连接到梅林，桥头胡镇，规划建设一座宁波南部的副中心城市和新型工贸城市。到2020年，**县城将发展成一个23万人口规模的中等城市，经济实力大大加强，社会服务设施进一步改善，并保持良好的城市形态和城市生态环境，可以作为部分疏散宁波市中心地区的人口和产业，并很好的得到宁波中心城市的影响与辐射的副中心地区，成为宁波与台州市之间重要的中等城市。新县城的规划就持续发展的要求，就现代中小城市建设中任何合理布局，保护环境、提高人们的生活质量，使人口、经济、社会、资源、环境协调发展等问题，确立了城市环境规划。规划总目标为建设结构合理、效益显著、环境优美的中小城市生态系统，促进自然资源的合理利用，改善经济发展与环境不协调的状况，完善城市基础设施建设，用可持续发展观点，建设生态是城市，保护城区水体，提高居民的生活质量。为解决**县城市污水出路，解决颜公河的污染状况，**县决定在**县桥头胡镇，颜公河畔建造一座污水处理厂，即**县城北污水处理厂。使该地区的生活污水和工业污水达标排放，有效保护颜公河的水域环境。1.2城市概况1.2.1地理位置**县位于**省东部沿海，地处北纬29º06'-29º36'，东经121º09'-121º49'。县景依山傍海，处于象山港和三门湾之间。东北濒象山港，南毗三门县，西靠天台、新昌二县，北临奉化市。县域东西长63.4公里，南北长47公里，全县总面积1931平方公里。其中陆域面积1655.91平方公里，海域面积275.31平方公里。隶属宁波市管辖。1.2.2地形地貌**县县域地势西高东低，地形复杂多变，为沿海多山丘陵区，平原面积约为534km2，占总面积的28.4%。全县海岸线长166.48km。**县城地形特征为三面环山的U字型结构，U字型中间为自南流向北的颜公河，因此在东西方向，地形以东西两侧高，中间颜公河为海拔最低点，由“东侧向中间”和“西侧向中间”均基本为均匀的降落；在南北方向，颜公河由南偏西向北偏东流，地形为南高北低，但是在县城的南端东西走向的南大溪流域，则为南北两端向中间汇集，流入南大溪，颜公河流域和南大溪流域以中大街为分水岭。1.2.3气象、水文条件**县属亚热带季风性湿润气候区，季风明显，四季分明，年平均气温16.2℃。冬季（11月24日—3月26日）历时124天，全季平均气温6.9℃。日照时数569.4小时，占全年的30.2%。1—2月最冷，平均气温5.0℃，最低气温1.2℃。极端最低气温1月为-9.0℃，2月为-9.6℃（1949年2月1日）。春季（3月27日—6月9日）历时75天，平均气温18.0℃，日照329.0小时，占全年17.5%。气温波状上升起伏变化差别大，可分为暖春、短春、寒春、倒春寒等气候类型。夏季（6月10日—9月22日）历时105天，平均气温26.2℃，日照674.8小时，占全年37.5%。7—8月最热，均温7月27.6℃，8月27.2℃，极端最高气温7月38.7℃，8月39.5℃，（1971年8月21日）秋季（9月23日—11月23日）历时62天，平均气温17.4℃，人照312.2小时，占全年16.6%。无霜期，日最低气温4℃，年平均为218.2天，最短139天，最长252天。平均气温是划分春、夏、秋、冬四季气候标率，通常以5天滑动平均气温稳定小于10℃为冬季，大于或等于10℃到小于22℃之间为春季、秋季，大于或等于22℃为夏季。**县年降水总量的分布趋势，是随海拔高度上升而递增，山区多于平原和海滨地区，迎风坡多于背风坡，暖季多于冷季。根据**县气象站近年资料，平均年年降水量为1655.3毫米，降水日169.4天。地区降水量的分布为：山区年均降水量为1600—1590毫米，降水日150—177天；中部丘陵平原年均降水量为1520—1590毫米，降水日150—160天；沿海平原年均降水量为1380—1451毫米，降水日为140—153天。1984年水资源调查，全县由两个多雨区：西部山区马岙、双峰，多年平均降雨量1753.7毫米；东部茶山区，多年平均降雨量1623毫米。两个相对少雨区：象山港两岸，多年平均降雨量1450毫米。三门湾沿岸，多年平均降雨量1390.7毫米。降水的季节变化，与梅雨台风出现有密切关系。冬季以晴朗寒冷干燥天气为主，是少雨季节，多年平均降雨量295.3毫米，占全年降雨量17.8%，降水日数54.3天，占全年30.2%；春季气温上升变暖，雨热同季增加，春雨较多，多年平均降雨量为369.1毫米，占全年21.3%，降水日数40天，占全年23.6%；夏季是季风占绝对优势季节，台风频繁，雨量充沛变化大，多年平均降雨量790.3毫米。占全年47.7%，降水日数53.1天，占全年31.3%。其中梅雨平均雨量为298.6毫米，占全年18%；秋季多年平均降雨量207.8毫米，占全年12.6%，降水日数22天，占全年13%。全县多年平均降雨量29.93亿立方米，年最大降水量（王家梁站）2620.9毫米（1960年），年最小降水量（车岙港）766.9毫米（1967年）1.2.4水系情况**县县域位于**省东部，属宁波市南部沿海地区，境内山多，溪多、港湾多，山林、水土资源极为丰富。陆地上水资源主要来源于大气降水，全县地表年径流量为15.05其中山丘区13.71亿米3，平原区1.34亿米3。平均每平方公里产水量为93.8万米3，年平均径流深937.4毫米，整个径流由西向东逐步递减。**县境内水系倚山走向，从山区流向象山港和三门港入海，全县大于10平方公里的独立水系有13条，主要水系依流域面积大小依次为白溪水系、袅西水系、清溪水系、中堡溪水系及其它小的水系。**县城范围内主要水系为：大溪、颜公河两条水系。·大溪大溪是白溪的一个支流，大溪于**县城西南端流入，从东南端流出，然后汇入白溪。其中游建设有黄坛水库，目前大溪是**县城是主要水源，该溪于黄坛水库处击水面积为：114km2，多年平均径流量13680万m3。黄坛水库蓄水主要供给**县第二自来水厂、下游灌溉、发电等需要。由于水库蓄水量主要供给第二自来水厂，而用于发电、灌溉等用途的水量需要严格控制，仅在3—7月丰水季节可溢流放水。因此大溪黄坛水库下游流段地表径流量严重不足，其径流量大小受降雨、黄坛水库放水等因素制约和影响。在大溪下游**县滨溪路范家桥边，建设有**县第一自来水厂，该厂以大溪为水源，采用大口取水。由于大溪水源不稳定，且该厂建设时间较早等原因，目前该厂基本处于停产状态，仅作为应急水厂使用。·颜公河颜公河位于扩大后“三镇合一”的**县城境内，源自原城关镇中大街与桃源中路交汇处，由南向北流经城关、新兴工业园、行政新区、高科技园区，桥头胡区等功能区后，流入黄墩港。颜公河全长约19公里，流域面积86平方公里，河道平均坡降1.62‰，沿途共接纳支流12条。总蓄水量约17万立方米。该河无天然源头，上游为**县城关镇的人工河道，主要功能为排除城区雨洪和城镇污水。上世纪90年代后期**县为了创建全国生态环境示范县，于1996年对颜公河原城关镇区内河段，人民大道至外环北路之间河道进行了整治，并建成截流坝将源头污水截流在人民大道的颜公桥下。平时无雨洪时，污水通过埋设在颜公河两侧的污水管排至环北路以北的颜公河内，使该河段不再有污水入河；雨天可根据需要，关闭污水管的进水闸门，使雨水和污水翻过截流坝沿颜公河下泄。原城关镇区内的河道，引入环境水量冲洗。目前，颜公河几经疏浚，从城北的时代桥至尤家桥，河床宽以增至20—50米，两岸为土堤。1998年进行了在颜公河流域实施五项干流与支流的拓宽整治工程可行性论证以后，黄墩桥以北向海的两岸海滩上，已于2000年底完成可50年一遇的大堤建筑。尤家桥至黄墩桥的西河岸，也已完成筑堤。由于两岸筑堤之后河道收缩，河流延长可1.5公里，出海口也从传统的地点黄墩桥北移至位于两岸的店前王溪与汶溪的出口附近，宽约150米。颜公河河床位势从南往北顺流下降，平均坡降为千分之1.62。从市区内华山桥至黄墩桥的17公里距离内，两头河床位势相差17.62米。颜公河流域的气候情况与全县一样，属于亚热带季风性湿润气候区，季风明显，四季分明。据**县气象台的1992—2001年观测资料统计，年平均降雨日数175天，年平均降雨量1725毫米，年平均蒸发量1277毫米，年平均径流深426毫米，径流系数为0.95。雨量受季风影响，集中在4—9月丰水期，占全年总雨量的71.1%，其中7—9月份为台风季节；1—3月和10—12月为枯水期，占全年总雨量的28.9%。颜公河多年平均径流量为3660.2万立方米，年平均流量为1.161m3/s，即10.031万m3/日，丰水期平均流量为1.646m3/s，即14.221万m3/日，枯水期平均流量为0.673m3/s，即5.815万m3/日。另在县城西北角有一袅溪，该流入县城西北角的梅林水陆。袅溪在**县城内河段流程极短，且该处地势高，紧邻梅林水库的梅林区平均标高为：22.0m（黄海高程系，本文标高标注除特别表明外，均采用黄海高程系）1.2.5社会经济概况**县城作为**县政治、经济、文化、教育、信息综合中心，同时是宁波南部的副中心城市和新型工贸城市。根据**县统计局提供的资料，该县2001年国内生产总值68.6亿元，工农业总产值179.4亿元。其中第三产业增加值18.6亿元。人均GDP按当年价为11743元/人。2001年**县拥有乡镇个数为17个，其中建制镇13个，行政乡4个，行政村832个，全县镇区人口为158284人，占全县总人口比为27.4%。建制镇中除城关镇外，以西店、梅林、岔路，桥头胡，长街等镇发展较快，经济实力强，城镇面貌较好。**县城集中了**县委，县政府及主要部门的行政办公用地和行政办公人员，是**县的领导核心。同时，**县城是**县域经济最发达的城镇，其工农业生产总值位居全县之首，第三产业发展迅速，在全县最为发达。设计依据、原则及范围2.1编制依据1.2.1依据及资料（1）甲方提供的有关水质、水量资料及处理要求；（2）甲方提供的区域环境资料；1.2.2主要法规、规范与标准1、法规《中华人民共和国水污染防治法》，1995年9月5日；《中华人民共和国水污染防治法实施细则》《中华人民共和国大气污染防治法》，2000年4月；《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国环境保护法》，1989年12月26日；《中华人民共和国海洋环境保护法》，1999年12月；《中华人民共和国固体废弃物污染环境保护法》，1996年4月1日；《关于加强城市供水节水和水污染防治的通知》（国发[2000]36号），国务院；《关于加大污水处理费的征收力度建立城市污水排放和集中处理良性运行机制的通知》（计价格[1999]1192号），国家计委、建设部、国家环境保护总局；《城市污水处理及污染防治技术政策》（建城[124]号），建设部、国家环境保护总局、科技部，2000年5月29日；《城市污水处理》（JB99-103）建设部、国家计委，1995年1月1日。2、规范与标准《地面水环境质量标准》（GHZB1-1999）《污水综合排放标准》（GB8979-1996）《室外排水设计规范》（GBJ14-87，1997年版）《给水排水制图标准》（GBJ106-87）《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ31-89）《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）《城市污水水质检验方法标准》（CJ26.1~26-91）《城市污水流量堰槽测量标准》（CJ/T3008.1~5-93）《城市工程管线综合规划规范》（GB50289-98）《城市污水处理厂污水污泥排放标准》（CJ3025-93）《农用污泥中污染物控制标准》（CB4284-84）《环境空气质量标准》（GB3095/1996）《恶臭污染物排放标准》（GB14551/93）《城市区域环境噪声标准》（GB3096-93）《工业企业噪声设计控制规范》（GBJ87-85）《工业企业厂界卫生标准》（GB12348-90）《城市防洪工程设计规范》（CJJ50-92）《泵站设计规范》（GB/T50265-97）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）《建筑结构可靠度设计统一规范》（GB50068-2001）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002/12/5）《砌体结构设计规范》（JG50003-2001）《给水排放工程结构设计规范》（GBJ69-84）《建筑抗震设计规范》（GBJ11-89）《建筑结构设计统一标准》（GB68-89）《建筑设计防火规范》（GBJ16-87，1997年版）《地下工程防水技术规范》（GBJ108-87，1998年版）《10kV及以下变电所设计规范》（GB50053-94）《工业与民用配电系统设计规范》（GB50052-95）《低压配电装置及线路世纪规范》（GB50054-95）《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50060-92）《建筑防雷设计规范》（GB50057-94）《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）《城市污水处理厂运行维护及其安全技术规程》（CJJ60-94）《污水综合排放标准》GB8978-1996《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002《混凝土工程施工质量验收规范》GB50204-2002《砌体工程施工质量验收规范》GB50203-2002《建筑地面工程施工质量验收规范》GB50209-2002《屋面工程施工质量验收规范》GB50207-2002《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001《地下防水工程施工质量验收规范》GB50208-2002《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2002《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002《通风和空调工程施工质量验收规范》GB50243-2002《电梯工程施工质量验收规范》GB50310-2002《外墙饰面砖工程施工质量验收规范》JGJ126-2000《建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》JGJ110-97《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-97《塑料门窗安装及验收规程》JGJ103-97《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-20012.2设计范围、内容与目的2.2.1设计范围**县污水处理厂的工程规模按总体规划、一次设计、分批实施的原则，约定总规模12万吨/日，近期6万吨/日，本期建设3万吨/日处理能力。2.2.2设计内容污水处理厂的污水、污泥工艺及方案设计。污水处理厂的平面布置。厂区供电、自动化、绿化及卫生防护等设计。管理机构、劳动定员及建设进度设想。投资估算及技术经济分析。2.2.3设计目的根据**县城北污水处理厂工程招标书的要求，确定适宜的泵站形式、输水方式，对污水、污泥处理处置工艺进行多方案比较论证；推荐技术先进、处理效果好、运行稳定、投资省、占地少、生产成本底的改进型SBR工艺方案，使该工程获得最佳的环境效益、社会效益和经济效益。2.3方案编制原则符合国家、地方的法律、法规以及《招标文件》的各项规定与要求；设计质量能够为工程的评优工作提供所有必须的同等级的优秀设计证明。充分考虑工程分期建设中各期中的位置，管线连接，施工方便，充分考虑一期运行中在不停产的条件下正常维修保养。在城市总体规划、污水治理、排水分区规划的指导下，综合现状，提出污水处理工程方案，有效地保护颜公河水质；积极稳妥地采用新工艺、新技术、新设备和新材料，做到流程先进、成熟、简洁、占地省、确保处理效果好、投资省、运行费低；采用先进的节能技术，降低污水处理的能耗；采用先进、可靠的自动化控制技术，提高污水厂的管理水平，保证污水、污泥处理工艺运行在最佳状态；提高污水处理工艺的集约化程度，减少管理点；在污水厂征地范围内，厂区总平面布置力求在便于施工、便于安装和便于维修的前提下，使各处理构筑物尽量集中，节约用地，扩大绿化面积，使厂区环境和周围环境协调一致。在满足工艺及工程要求的前提下应尽量节省土建投资，采用安全简便、因地制宜的地基处理方法。10、污水流程按最短距离流经各处理构筑物，避免主管道的迂回曲折。11、该工程在建设过程中和投产运行后，遵循国家和地方的有关政策、法规，不产生二次污染及影响环境的事情出现。12、厂区建筑风格力求统一，简洁明快、美观大方、并与厂区周围景观协调；13、积极创造一个良好的生产和生活环境，把污水处理厂设计成为现代化的园林式工厂。第三章污水处理厂工艺方案的选择3.1设计规模按照**县城北污染水处理厂工程招标书的要求，此工程规模按总体规划，一次设计、分批实施的原则约定总规模12万吨/日，近期6万吨/日，本期建设3万吨/日处理能力。除SBR改进式池、工艺处理设备按一次设计、分期实施外，其中集水井、泵房、污泥处理用房，鼓风机房按12万吨/日建设，配置3万吨/日设备，沉砂池按6万吨/日建设。即：本期设计处理规模3万吨/天，平均小时水量1250万吨/小时，总变化系数K=1.42，则最大时水量为：1775万吨/小时近期设计处理规模6万吨/天，平均小时水量2500万吨/小时，总变化系数K=1.32，则最大时水量为：3300万吨/小时远期设计处理规模12万吨/天，平均小时水量5000万吨/小时，总变化系数K=1.30，则最大时水量为：6500万吨/小时3.2设计进水水质据**县城北污水处理厂工程招标书提供的水质情况，生活污水与工业废水的比例是50%：50%，具体指标：BOD5200mg/LCODcr400mg/LSS250mg/LTN30mg/LTP4mg/L从以上水质可知，该污水水质的生化性（BOD5/CODcr=0.5）较好，污染物浓度较生活污水高。3.3要求处理出水水质据**县城北污水处理厂工程招标书的要求，出水水质执行现行国家污水综合排放标准城市二级污水处理厂一级标准：BOD520mg/LCODcr60mg/LSS20mg/LNH3-N15mg/LTP0.5mg/LPH值6-9从以上水质情况可知，对该污水进行处理时，既要降解污水中的有机污染物，又要考虑污水的脱氮除磷。3.4方案设计原则**县城北污水处理，作为该县重要的环保设施之一，为确保该设施能够充分发挥其环境效益，做到可持续运行，在该污水处理厂设计中通过合理的工艺设计与优化，达到既实现其环境效益，又充分实现经济上的合理性。基于该种思路，在该污水处理厂设计时，确立了如下设计原则：确保处理出水达到当地环保部门的要求；通过合理的设计降低一次性投资；使该厂可持续运行，优化日常运行费用体现在工艺技术上为：跟踪科技前沿、结合成熟技术城市污水处理厂的生化处理技术的运用已经具有较长的时间，其技术日益成熟深化。随着对微生物生化处理机理的研究的深入以及人们对环境要求的提高，城市污水的生化处理技术的发展也非常迅速。近年出现了一批具有良好处理效率和较低投资及运行费用的新工艺、新技术。为城市污水处理厂提供了更多的技术选择。由于水处理技术的发展，在城市污水处理技术中出现了这样的局面：一方面，原有技术日臻成熟，可有效保证污水处理厂的技术可行性，但对近期重视的除磷、脱氮要求有部分局限性；另一方面，新技术的出现实现了高要求的处理效率（如除磷、脱氮），同时又实现了部分降低造价和运行费用的目的。但是新技术由于其出现时间短、实践检验工程数量有限和技术保密等原因，造成了一定的技术风险。由此，基于技术和经济的考虑，在**县城北污水处理厂的设计中必须确立：跟踪科技前沿、结合成熟技术的技术路线。通过新老技术的合理结合，综合运用，降低技术风险与经济投入。3.5处理工艺的选择污水处理厂工艺主要包括：污水处理工艺、污泥处理与处置工艺等。根据原水水质、排放标准要求、污水处理厂的规模，在结合当地自然、社会经济和管理水平的前提下，对这几部分进行分析，最终确定安全可靠、技术先进、节能、运行费用低、占地少、操作管理方便的成熟工艺。3.5.1污染物的去除及处理工艺分析污水处理的目的是去除水中的污染物，使污水得到净化，污水中的主要污染物有BOD5、CODcr、SS、N和P等。根据进出水水质，本工程要求的污染物去除率如表4-1所示。表4-1要求达到的污染物去除率项目进水水质（mg/L）出水水质（mg/L）去除率（%）BOD5200≤20≥90.0CODcr400≤60≥85.0SS250≤20≥92.0NH3-N30≤10≥66.7TP4≤0.5≥87.5BOD5和SS的去除日本和我国现行《室外排水设计规范》（ GBJ14-87，1997年版）中处理工艺或对各种主要处理单元有推荐的处理效率，见表4-2。从表4-2可以看出，二级活性污泥法的处理效率最高，生物膜法次之，生物过滤法最低。常规二级处理工艺能有效地去除BOD5、CODcr和SS，对氮和磷的去除有限，从剩余污泥中排除氮和磷，氮的去除率约为10~20%，磷的去除率为12~19%，达不到本工程对氮和磷去除率的要求。因此，必须采用污水脱氮除磷工艺。在常规二级活性污泥法中，不同的污染物是以不同的方式去除的。SS的去除污水中SS的去除主要靠沉淀作用。污水中的无机颗粒和大直径的有机颗粒靠自然沉淀作用就可以去除，小直径的有机颗粒靠微生物的降解作用去除，二小直径的无机颗粒（包括大小在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒）则要靠活性污泥絮体的吸附，网络作用，与活性污泥絮体同时沉淀被去除。污水处理厂出水中悬浮物浓度不仅涉及到出水SS指标，出水中的BOD5、CODcr等指标也与之有关。因为组成出水悬浮物的主要是活性污泥絮体，其本身的有机成分就高。较高的出水悬浮物含量会使得出水的BOD5和CODcr增加。因此，控制污水厂出水的SS指标是最基本的，也是很重要的。为了降低出水中的悬浮物浓度，应在工程中采取适当的措施，例如，采用适当的污泥负荷以保持活性污泥的凝聚及沉淀性能，充分利用活性污泥悬浮层的吸附网络作用等。在处理方案选用恰当、工艺参数取值合理和优化单体构筑物设计的条件下，完全能够使出水SS指标达到20mg/L以下。（2）BOD5的去除污水中BOD5的去除是靠微生物的吸附作用和代谢作用，然后对污泥与水进行分离完成的。活性污泥中的微生物在有氧的条件下，将污水中的一部分有机物用于合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是CO2和H2O等稳定物质。在合成代谢与分解代谢过程中，溶解性有机物（如低分子有机酸等）直接进入细胞内部被利用，而非溶解有机物则首先被吸附在微生物表面，然后被细胞外酶水解后进入细胞内部被利用。由此可见，微生物的好氧代谢作用对污水中的溶解性有机物和非溶解性有机物都起作用，并且代谢产物的无害的稳定性质，因此，可以使处理后污水中的残余BOD5浓度很低。根据国外有关设计资料，在污泥负荷为0.3kgBOD5/kgMLSS·d以下时，就很容易使得出水BOD5保持在20mg/L下。2、CODcr的去除污水中CODcr的去除的原理与BOD5基本相同。污水厂CODcr的去除率，取决于进水的可生化性，它与城市污水的组成有关。对于主要以生活污水极其成分与生活污水相近的工业废水组成的城市污水，其BOD5/CODcr≥0.5，污水的可生化性较好，出水CODcr值可以控制在较低的水平，能够满足CODcr≤60mg/L的要求。而成份主要以工业废水为主的城市污水，或BOD5/CODcr比值较小的城市污水，其污水的可生化性较差，处理后污水中剩余的CODcr较高，要满足出水CODcr≤60mg/L，有一定难度。本工程服务范围内的城市污水生活污水：工业废水为1：1，其BOD5/CODcr较高（比值为0..5），污水的可生化性较好，采用二级处理工艺能使出水CODcr≤60mg/L。3、氮的去除污水脱氮方法主要有物理化学法和生物法两大类，目前生物脱氮是主体，也是城市污水处理中经济和常用的方法。生物脱氮工艺较多，但原理是一样的；物理化学脱氮主要有折点氯化法、选择性离子交换法、空气吹脱法等。物理化学脱氮a折点氯化法折点氯化法是将氯气或氯酸钠投入污水中，将污水中NH4+-N氧化成N2的化学脱氮工艺。其化学反应可表示为：NH4++1.5HOCI→0.5N2+2.5H++1.5CI-氯投加量与NH4+-N重量比例为7.6：1，由于污水水质不同，投加量将大于理论计算值。此外，折点氯化法还需要消耗水中碱度，理论计算1mg/LNH4+-N消耗14.3mg/L碱度（以CaCO3计），一般需向污水中投加NaOH或石灰来补充污水碱度的不足，另外还需对出水余氯进行脱除，以免毒害鱼类，贝类等水生生物，余氯脱除可用还原剂（二氧化碳）将余氯还原成氯离子或用活性炭床过滤吸附。采用折点氯化法脱氨氮，工艺复杂，投氯量大，再加上补充碱度、余氯脱除等工艺环节，而且投氯尚会产生一些新的有毒和有害物质。从经济上、运行管理上和环境上分析均不适宜于本工程。b选择性离子交换法阳离子交换树脂的离子交换反应可用下式表示：nR-A++Bn+←→Rn-Bn++nA-离子交换树脂对各种离子所表现的不同亲和力或选择性是离子交换的基本条件。目前在污水处理中主要采用沸石天然离子交换物质作为离子交换物质，但该法在国内尚未应用。该法存在的主要问题是进入交换柱的SS值不应大于35mg/L，以免增加水头损失，堵塞沸石床；吸附饱和后必须对沸石进行再生，以恢复其离子交换的能力；目前尚无运行管理经验。C空气吹脱法污水中的氨氮大多以氨离子（NH4+）和游离氨（NH3）形式存在，并在水中形成如下平衡：NH4+←→NH3+H+当PH值升高时，平衡向右移动，污水中游离氨的比例增加，当PH值升高到11左右时，水中的氨氮几乎全部以NH3形式存在，若加以搅拌，曝气等物理作用可使氨气从水中向大气转移，即被吹脱。氨气吹脱包括三个过程：一是提高污水PH值，将污水中NH4+转变为NH3；二是吹脱塔中反复形成水滴，汽—液界面不断更新，使液相NH3不断向气相转移；三是通过吹脱塔大量循环空气，增加气水接触，搅动水滴。该工艺方案主要存在的问题是需调节污水PH值，投加大量石灰，药剂投量加大。另外，还产生大量的污泥，增加处理难度和污泥处理量；由于需要大量循环空气，故动力费用较高，尾气中含有大量氨气，会对大气造成污染，因此，需要进行尾气处理；该方法适用于氨氮含量很高的工业污水或废水，在城市污水处理中尚无使用先例，也缺少运行管理经验，因此不推荐采用。综上所述，从经济、管理等方面物理化学法脱氮考虑不适宜在城市污水处理中应用。（2）生物脱氮氮是蛋白质不可缺少的组成部分，因此广泛存在于城市污水之中，在原污水中，氮以NH3+-N（包括NH3-N）及有机氮的形式存在，这两种形式的氮合在一起称之凯氏氮（用TKN表示），而原污水中的NOx-N（包括亚硝酸盐氮和硝酸盐氮在内）几乎为零，通常进水总氮约等于凯氏氮。氮是构成微生物的元素之一，一部分进入活性污泥细胞体内的氮将随剩余污泥一起从水中去除，这部分氮量占去除BOD5的5%。在有机物被氧化的同时，污水中的有机氮也被氧化成氨氮，在溶解氧充足，泥龄较长的情况下，进一步被氧化成硝酸盐。氮是藻类生长所需的营养物质，容易引起水体的富营养化，因此，氮是污水处理厂出水的重要控制指标。脱氮菌在缺氧情况下可以利用硝酸盐（NO3-N）中氮作为电子受体，氧化有机物，将硝酸盐中的氮还原成氮气（N2），从而完成污水的脱氮过程，生物脱氮是目前广泛采用的污水处理工艺。由此可见，要达到生物脱氮的目的，消化是前提条件，因为消化菌属于自养菌，其比生长率μN明显小于异养菌的生长率μh，生物脱氮系统维持硝化的必要条是μN≥μh，也就是说系统必须维持在较低的污泥负荷条件下运行，使得系统泥龄大于维持硝化所需的最小泥龄。根据大量的试验数据和运转实例，设计污泥负荷在0.18kgBOD5/kgMLSS·d及以下时，就可以达到硝化及反硝化的目的。4、磷的去除污水除磷主要有生物除磷和化学除磷两大类。城市污水采用生物除磷为主，必要时辅以化学除磷作为补充，以确保出水磷浓度满足排放标准内，并尽可能地减少加药量，降低处理成本。（1）化学除磷向污水中投加石灰，污水中的磷酸盐与石灰的化学反应可用下式表示：3HPO42-+5Ca2++4OH-→Ca5（OH）（PO4）3+3H2O污水碱度所消耗的石灰量常比形成磷酸钙类的沉淀物所需的石灰量大几个数量级，石灰法除磷所需的石灰量取决于污水的碱度，而不是污水含磷量，满足除磷要求的石灰投加量的为碳酸钙碱度的105倍。石灰法除磷的PH值通常控制在10以上，过高的PH会抑制微生物的生长，并破坏微生物酶的活性。因此，石灰法不能用于协同沉淀法除磷，只能用于前置沉淀和后置沉淀法除磷。B投加铁盐和铝盐以硫酸铝和三氮化铁、硫酸亚铁混凝剂为例，金属盐与水中的磷酸盐碱度进行反应。硫酸亚铁混凝：3Fe2++2PO43-=Fe3（PO4）2↓三氯化铁混凝:主反应为FeCI3+PO43-→FePO4+3CI-副反应为2FeCI3+Ca(HCO3)22Fe(OH)3+3CaCI2+6CO2硫酸铝混凝主反应为AI2(SO4)3.14H2O+2PO43-→2AIPO4↓+3SO42-+14H2O副反应为AL2(SO4)3.14H2O+6HCO3-→2AI（OH）3↓+3SO42-+6CO2+14H2O可见，铁盐和铝盐均能与磷酸根离子（PO43-）作用生成难溶性的沉淀物，通过去除沉淀物而除水中的磷。按照德国规范ATV-A131的规定，化学除磷所需的金属盐消耗量与要求的出水含磷量有关，当要求出水含磷≤0.5mg/L时，一般去除1kg磷需要投加2.7kg铁或1.3kg铝。对特定的污水，金属盐投加量通过试验确定，进水TP浓度和期望的除磷率不同，相应的投加量也不同。化学除磷方法的产泥量将增加，仅由沉淀剂与磷酸根和氢氧根结合生成的干泥量为2.3kgTS/kgFe或3.6kgTS/kgFe，此外，还要考虑附带的其他沉淀物，因此，在实际应用中应按每公斤铁量产生2.5公斤污泥或每kg用铝量产生4.0kg污泥来计算产泥量。在初沉池投加化学药剂，初沉池产泥量将增加50~100%，如设后续生物处理，则全厂污泥量增加60~70%，在二沉池投药，活性污泥量增加35~45%，全厂污泥量将增加10~25%。化学除磷的优点的工艺简单，除加药设备外不需要增加其他设施，因此特别适用于旧厂改选。其缺点是药剂消耗量大，剩余污泥量增加，影响氮硝化，。因此，在二级生物处理工艺中，仅当出水含磷要求较高时，才考虑以化学法辅助除磷。生物除磷生物除磷是污水中的聚磷菌在厌氧的条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，产生能量用以吸收快速降解有机物，并转化为PHB（聚β丁酸）储存起来。当这些聚磷菌进入好氧的条件下时就降解体内储存的PHB产生能量。用于细胞的合成和吸磷，形成高浓度的含磷污泥，随剩余污泥一起派出系统，从而达到除磷的目的，生物除磷的优点在于不增加剩余污泥量，处理成本较低，缺点是为了避免剩余污泥中磷的再次释放，对污泥处理工艺的选择有一定的限制。据资料介绍，在厌氧段释放1mg的磷吸收储存的有机物，经好氧分解后产生的能量用于细胞合成、增殖，能够吸收2~2.4mg的磷。因此磷的吸收取决于污水中存在的可快速降解的有机物的含量，一般来说，这种有机物与磷的比值越大，降磷效果越好。一般的活性污泥法，其剩余污泥中的含量为1.5~2%，采用生物除磷工艺的剩余活性污泥中磷的含量可以达到传统活性污泥法的2~3倍，在设计中往往采用4%。生物除磷工艺的前提条件是聚磷菌必须在厌氧条件下受到抑制，而后进入好氧阶段才能增大磷的吸收量。因此，污水除磷的处理工艺必须在曝气池前设置厌氧段。综上所述，根据浙江宁海污水处理厂工程的进水水质和要求达到的出水指标。我们认为，最佳的处理工艺是生物除磷脱氮工艺，即二级强化处理工艺。建设部，国家环境保护总局及科技部印发《城市污水处理及污染防治技术政策》（建城2000[124]号），对处理工艺选择政策为：“处理能力在10万m3/D以上的污水处理设施，一般选用A/O法、A/A/O法等技术，也可以审慎采用其他的同效技术，必要时也可选用物化方法强化除磷效果。国家计委、建设部颁发的《中华人民共和国工程项目建设标准—城市污水处理》（JB99-103）对处理工艺的政策是“大于5万m3/D的污水厂宜采用鼓风曝气，并尽量选用离心风机和微孔曝气设备”。3.5.2工艺方案的比选根据**县城北污水处理厂工程招标书的要求，本工程处理工艺采用改良型SBR法工艺。SBR法：SBR法有叫序批式活性污泥法，其在同一生物反应池中完成进水、曝气、沉淀、撇水、闲置五个阶段的反应操作过程，在不同时间里进行有机物的氧化、硝化、反硝化、磷的吸收、磷的释放等过程。其所经历周期，根据进水水质水量预先设定或及时调整。这种工艺不单独设二沉池,不需要回流污泥,也无专门的厌氧、缺氧、好氧区。实践证明，其处理效果可达到常规活性污泥法处理标准，具有工艺简单、运行可靠等优点，但是它的容积利用率低，对设备、阀门、仪表及自动控制系统的可靠性要求高。近几年来，SBR已发展成多种改良型，主要有：ICEAS法、CAST法、Unitank法、MSBR法等。SBR工艺特点如下：A生物反应、沉淀均在一个构筑物内完成，节省占地，造价低；B承受水量、水质冲击负荷能力较强；C污泥沉降性能好，不易发生污泥膨胀；D对有机物和氮的去除效果好。但传统的SBR工艺用于生物除磷脱氮时，效果不够理想。主要表现在以下几个方面：对脱氮除磷而言，为了考虑进水基质浓度、有毒有害物质对处理效果的影响，传统SBR工艺采取了灵活的进水方式（如非限量曝气等），虽然提高了抗冲击负荷能力，但由于这种考虑与脱氮或除磷所需的环境条件相左，因而在实际运行中往往削弱可脱氮或除磷效果。就除磷而言，将影响硝态氮的反硝化效果。这种方法厌氧池的氧化还原电位较高，除磷效果差，总容积利用率低，一般小于50%。适用于污水量较小场合。ICEAS及CAST法ICEAS法、CAST法工艺即连续进水、间歇操作运转的活性污泥法，与传统SBR法不同之处在于可设置多座池子，尽管单座池子为间歇操作运行，但整个过程为连续进出水。进水、反应、沉淀、出水和待机在一座池子中完成，常用4座池子组成一组，轮流运转，一池一池地间歇处理。ICEAS法可在一组池中完成脱氮、去除BOD5全过程，但每座池子都需安置曝气设备，出水滗水器及控制系统，间歇排水、水头损失大，设备的闲置率较高、利用率低，设备投资较大，要求自动化度高，其基本构造如图4-5所示。国外，该工艺多用于小于4万m3/d污水厂，但在中国昆明（处理能力15万m3/d）、威尔士的Cardiff（30万m3/d）以及澳大利亚的QuakersHill（5.7万m3/d）有较大规模的处理厂。图4-5ICEAS反应器基本构造T型氧化沟T型（俗称三沟式）氧化沟，属于间歇活性污泥法（SBR），它融A/O曝气池的好氧、缺氧和沉淀工艺于同一构筑物内，流程简洁，技术先进、节能。自1990年邯郸污水厂的T型氧化沟投产和被建设部、国家环保局列为示范厂以来，采用这种构筑物的污水处理厂较多。根据邯郸污水厂的运行资料，T型氧化沟的运行过程中，没有明显的厌氧段，除磷效果差，仅为除去BOD5量的1%左右。为了使T型氧化沟有交好的除磷效果，在沟前面设置厌氧池，形成磷的厌氧释放的好氧吸收环境，排放污泥中磷的浓度可达到去除BOD5的2~2.4%。T型氧化沟具有生物除磷脱氮和碳氧化的功能，强化了T型氧化沟的处理释放效果。T型氧化沟成功用于邯郸污水厂、深圳滨河污水处理厂后，改良T型（深型）氧化沟又在罗芳污水厂二期工程中得到了应用。UNITANKUNITANK工艺，又称单池系统，是比利时史格斯清水公司（SEGHERSENGIEERINGWAYERNV）于80年代末开发的专利技术。UNITANK池一般又A、B、C三个矩形池组成，三个池水力相通，每个池内均设有供氧设备，在外边（A、C池）两侧矩形池设有固定的出水堰和剩余污泥排放口，即可作为曝气池，又可作为沉淀池，连续分池进水，具有脱氮除磷效果。UNITANK的特点在于一体化，布置紧凑，能交好地利用土地面积，节约用地效果明显，不需混合液回流几活性污泥或六，流程简单，利用管理；设置不同的循环时间，适应性较强，序批式控制，易于实现处理过程的自动控制。从工艺机理方面分析，该工艺实际上是一个无污泥回流的连续活性污泥法，污水从A池向C池流动时，将大量污泥带入到C池中，B池中的污泥量会逐渐减少。活性污泥浓度的降低，意味着整个系统不能充分地利用池子中的活性污泥（系统中至少约有1/3以上污泥不能有效利用）；与此同时，大量活性污泥将被水流挟带至C池中，将直接导致C池中污泥泥面的上升，出水水质可能变差。当出现峰值流量时，这种缺陷则更为突出，大量污泥将迅速转移至作为沉淀的C池中。由此可看出，在第一阶段后期进入A池的进水（约占总进水的1/3左右），在尚未流入B池之前就因A池转化为沉淀池，没有得到充分的生物处理就在后续的阶段中直接排除系统，故系统并不在一个较佳的水力条件下进行泥水分离。而且污泥泥面在池子底部是不均匀的，靠出入流侧的污泥泥面将显著地提高，污泥颗粒容易随出水流出系统。在设备方面，UNITANK虽通过固定堰槽出水，但在曝气阶段堰槽内存有混合液，排水前必须先进行冲洗，增加了相应设备，另外，该工艺管道系统布置较为复杂，且需要大量的电动进水阀门、电动空气阀门（当采用鼓风曝气时）以及剩余污泥阀门，对管理维护要求较高，与三沟式氧化沟类似，也存在着设备闲置问题，一次性设备投资有所增加。UNITANK用于除磷脱氮时，组合交替式反应池各控制时段及相应的供气状态等切换情况如表4-4所示。表4-4典型生物处理池运行控制方式表控制时段控制项目A池B池C池阶段1进/出水进水—出水工艺/环境条件好氧好氧沉淀是否曝气供气是是否是否搅拌混合否否否阶段2进/出水进水—出水工艺/环境条件缺氧好氧沉淀是否曝气供气否是否是否搅拌混合是否否阶段3进/出水进水—出水工艺/环境条件厌氧好氧沉淀是否曝气供气否是否是否搅拌混合是否否阶段4进/出水—进水出水工艺/环境条件好氧缺氧沉淀是否曝气供气是否否是否搅拌混合否是否阶段5进/出水—进水出水工艺/环境条件静置缺氧沉淀是否曝气供气否否否是否搅拌混合否是否阶段6进/出水出水—进水工艺/环境条件沉淀好氧好氧是否曝气供气否是是是否搅拌混合否否否阶段7进/出水出水—进水工艺/环境条件沉淀好氧缺氧是否曝气供气否是是是否搅拌混合否否否阶段8进/出水出水—进水工艺/环境条件沉淀好氧缺氧是否曝气供气否是否是否搅拌混合否否是阶段9进/出水出水—进水工艺/环境条件沉淀好氧厌氧是否曝气供气否是否是否搅拌混合否否是阶段10进/出水出水进水—工艺/环境条件沉淀缺氧静置是否曝气供气否否否是否搅拌混合否是否进入下一循环从表可以看出，阶段V和X，存在着一组（A、B、C）池子均不曝气的时段，此时对应的供气鼓风机应停止运行，可能会存在鼓风机频繁启、停的现象。3、MSBR（改良SBR）按空间分割的工艺具有处理效果好，管理方便的优点，但占地较大，按时间分割的SBR系列，具有一体化，占地省的优点。把两者结合，即在A/A/O后接SBR池就形成了MSBR工艺。MSBR是80年代后期发展起来的技术，其专利技术归美国芝加哥附近的AquaAerobicSystem，Inc所有。MSBR是连续出水的反应器，其实质是A/A/O是生物除磷脱氮功能和SBR的一体化、流程简洁、控制灵活等优点。MSBR系统的运行原理为：污水进入厌氧池，回流活性污泥在这里进行充分放磷，然后进入缺氧池进行反硝化。反硝化后的污水进入好氧池，有机物在这里被好氧降解、活性污泥充分吸磷后再进入起沉淀作用的SBR池，澄清后的污水被排放。此时另一边的SBR在1.1Q回流量的条件下进行反硝化、硝化或好氧静置预沉作用。回流污泥首先进入浓缩区进行浓缩，上清液直接进入缺氧或好氧池，而浓缩污泥则进入预缺氧池，一方面可以进行反硝化。另一方面先消耗回流浓缩污泥中的溶解氧和硝酸盐，为随后的厌氧放磷提供更为有利的条件，在好氧池与缺氧池之间有1.1Q回流量，以便进行充分的反硝化。]MSBR系统各单元的运转是周期性的，每一个运转周期为6个时段，共240min，由3个时段组成一个半周期，时段1为40min，时段2为50min，时段3为30min，共120min，在两相邻的半周期内，除SBR池的运转方式不同外，其余各单元的运转方式完全一样。从MSBR的运转原理可以看出，该工艺是实质的A/A/O系统后接SBR，是厌氧/缺氧/好氧工艺，连续进水，连续出水。因此，其处理效果好，据其发明人介绍，对于常规的城市污水，其PO43--P≤0.5mg/L。4.1.3可用与浙江宁海三期工程的污水处理工艺《招标文件》要求“本期工程的工艺选择应考虑到整个污水处理厂操作运营管理的连贯的方便”，“论证在同样用地规模上可能处理的最大水量”，以及“采用的工艺流程先进成熟、处理效率高、操作方便、自动化程度高，并尽可能节省占地面积发能耗、降低运行费用”。根据上述原则，从运营管理的连贯出发方便角度考虑，应选择改良型A/A/O工艺；从接生用地发在拟建场地内提供尽可能大的最大处理水量的角度考虑，应选择UNITANK和MSBR工艺。的比例列于表4-5中。表4-5UNITANK和MSBR工艺比较表名称UNITANKMSBR组成A、B、C三池A/A/O（污泥浓缩池+预缺氧池+厌氧池+缺氧池+好氧池）+SBR（缺氧/好氧/沉淀）运行方式按时间顺序厌氧池/缺氧池/好氧池连续运行；污泥浓缩池、预缺氧池间隙运行；SBR池交替运行混合液、污泥回流无混合液的污泥回流，节省能耗：但A、B、C三个池子污泥浓度不均匀，B池浓度低，池子的利用率低，处理效率下降有混合污泥回流，可以确保污泥浓度均匀及处理效果，由于回流泵的扬程小，并采用变频调速，能耗低进水方式交替从A、B、C三池进水，过渡段出水水质差连续固定从厌氧池进水；具有如下优点：提高厌氧区的BOD5和VFA浓度，有利于除磷，加大了厌氧反应区速率，提高可整个系统的效率，连续进水，具有完全混合推流式的优点，系统抗冲击能力强。出水方式沉淀出水SBR池底部没有挡板，进水又SBR池底部配水槽进入，穿过污泥层，把出水顶出去，污泥层起着接触过滤作用。污泥浓缩池无有污泥浓缩区，减少了NO3--H进入厌氧池的机会，增加了厌氧池VAF浓度，延长厌氧池实际停留时间，增强了除磷效果出水固定出水，曝气时固定淹没后，有悬浮固体，需用水冲洗，管理麻烦空气堰出水，防止了悬浮固体进入出水堰。管理简单脱氮除磷效果没有按空间分割的厌氧池、缺氧池、除磷脱氮效果差为了有效地除磷，设置了污泥浓缩池，预缺氧池，厌氧池，缺氧池。SBR池按缺氧、好氧、沉淀方式运行，除磷脱氮效果非常好。从表4-5中可看出，MSBR工艺在脱氮除磷方面有特色，其脱N除P效果比UNITANK好，管理亦方便。本工程磷的去除率要求高（≥87.5%），用MSBR优势更明显，故选择MSBR作为比选工艺。3.6污泥处理工艺污水处理厂是将污水中大部分污染物质，转化成污泥。污泥含水率高、有机含量较高，不稳定，且易腐化，还含有病菌和寄生虫卵，若不妥善处理和处置，将造成二次污染。因此，必须对污泥进行处理和处置。污泥处理的目的是：分解有机物，杀灭致病菌和寄生虫卵，使污泥稳定化；降低水分，减少污泥体积，便于运输和处置；尽量利用污泥中的资源；避免磷的释放和污染。城市污水处理厂完善的污泥处理流程框图如下：污泥稳定污泥脱水污泥浓缩活性污泥泥饼污泥稳定污泥脱水污泥浓缩2.5.1污泥产量污水中悬浮物质含量越多、溶解性污染浓度越高、污水的净化率越高，其产泥量也就越多。由于进水水质及处理效率在不断变化，难以精确计算污泥产量。设计时往往根据有关公式计算污泥量，结合生产中污泥产量统计值，确定污泥产量。采用相关公式计算结果：干污泥产量为15.75t/d。常规城市污水处理厂的污泥处理要求如下：A.减少有机物，使污泥稳定化；减少污泥体积，降低污泥后续处置费用；减少污泥中有毒有害物质；利用污泥中可利用物质，化害为利；避免磷的二次污染。通常，城市污水处理厂的常规污泥处理工艺为：污泥浓缩、消化、脱水。但是由于本设计所选方案所产生的剩余污泥量较少，且在生化主体池内已经得到好氧稳定，因此可不进行消化处理。如果采用消化工艺，则需要增加污泥消化池、加热、搅拌和沼气处理、利用等一系列构筑物及设备，使投资增加。本方案采用污泥直接浓缩、脱水的处理工艺。污泥浓缩有重力和机械浓缩、两种。由于重力浓缩会出现污泥中磷的释放，不适用于生物除磷工艺；重力浓缩效率低、占地面积大；浓缩后的臭气需要处理，增加了除臭设备的容量。因此，本工程不考虑重力浓缩，而采用机械浓缩脱水方案。污泥经过机械浓缩、机械脱水处理后的泥饼外运至白头废弃物处理厂按照固体废弃物处置。污泥处理、处置方案确定为：机械浓缩、机械脱水、泥饼卫生填埋处置。3.7方案工艺流程市政污水提升泵站提升的污水引入污水处理厂进水渠经粗细格栅机去除大颗粒悬浮物后进入旋流沉砂池，去除比重较大的泥沙。出水自流入集水井，再经潜污泵提升进入A/A/O系统进行生物处理。提升污水首先进入A/A/O系统的厌氧反应池，通过厌氧菌的作用，将污水中大分子有机物分解成小分子有机物，使污水中溶解性有机物显著提高；在短时间内和相对较高的负荷下获得较高的悬浮物去除率，改善和提高原水的可生化性，有利于后续处理进一步降解。同时回流污泥中的聚磷菌在厌氧条件下（DO≈0），释放出体内的所贮存的磷酸盐。厌氧出水进入缺氧池，缺氧池的主要作用是继续降解有机物反硝化脱氮。缺氧池的出水进入好氧池，利用好氧菌吸附、氧化、分解污水中的有机物；同时，在氧化池内发生消化反应，氨氮被转化为亚硝酸盐和硝酸盐。氧化池混合液部分回流缺氧池，以利于脱氮。好氧池出水在辐流沉淀池经沉淀后净水进入消毒池消毒后排放。辐流沉淀池沉积的污泥一部分回流到厌氧池，一部分经浓缩后送到压滤机房压滤后运走。沉淀池的回流污泥和剩余污泥均加入除磷剂，污泥浓缩池和污泥消化池上清液，污泥脱水间压滤液经混凝沉淀处理后排入集水井。粗细格栅的栅渣及旋流沉砂池产生的泥砂经砂水分离后分别由清渣车外运，生化系统产生的剩余污泥排入污泥浓缩池，初步浓缩后排入污泥消化池。消化后的熟污泥送带式压滤机脱水后外运处理。3.8设计处理效果3.8.1污染物的去除率根据坦洲镇提供的数据和排放标准，各种污染物应达到去除率如下表：表3—5(单位：百分比)项目BOD5CODcrSSNH3-NPO4-P去除率≥84≥84≥87≥67≥833.8.2设计处理效果一览表：表3—6(单位：mg/lpH除外)项目PHCODCrBOD5NH3-NPO4-P进水7～9250125303粗细格栅7～9237.5(5%)122.5(2%)303旋流沉砂池7～9225.6(5%)120.1(2%)303厌氧池6.5～9180.5(20%)90.1(25%)303缺氧池6.5～9135.4(25%)63.1(30%)10.5(65%)3好氧池6.5～947.4(65%)18.9(70%)8.4(20%)0.9(70%)辐流沉淀池6.5～937.9(20%)15.1(20%)8.40.45(50%)排放标准6～9≤40≤20≤10≤0.5注：括号内的数据为去除率。第四章污水处理厂工程设计4.1改良型SBR组成与运行方式4.1.1改良型SBR系统组成改良型SBR技术是中国环境科学院环境工程研究设计中心在原有SBR的基础上，结合现代社会对脱氮除磷的要求，而开发出来的具有脱氮除磷效果的改良型SBR法，其系统由7个单元格组成，见下图：单元1和单元7是SBR池，单元2是污泥浓缩池，单元3是预缺氧池，单元4是厌氧池，单元5是缺氧池，单元6的好氧池。单元1和单元7的功能是一样的，起着好氧氧化、缺氧反硝化、预沉淀和沉淀作用；单元2是污泥浓缩池，被浓缩的活性污泥进入单元3，而上清液（富含硝酸盐）则进入单元5和单元3是预缺氧池，除回流活性污泥中溶解氧在本单元中被消耗外，硝酸盐也被微生物的自身氧化所消耗；单元4是厌氧池，原污水由本单元进入MSBR系统，回流的浓缩污泥在本单元中利用原污水中的快速降解有机物完成磷的释放；单元5是缺氧池，污水与由曝气单元6回流至此的混合液混合，完成生物脱氮过程；单元6是好氧池，其作用是氧化有机物并对污水进行充分的硝化。4.1.2MSBR的运行方式与T型氧化沟、UNITANK等SBR系统类似，MSBR也是将运行过程分为不同的时间段，在同一周期的不同时段内，单元1和单元7采用不同的运转方式，以便完成不同的处理目的。MSBR将一个运转周期分为6个时段，由3个时段组成一个半周期，在两个相邻的半周期内，除SBR池的运转方式不同外，其余各单元的运转方式完全一样。MSBR的运转半周期持续120min，由3个时段组成，各时段的持续时间如下：时段1——40min（可调）时段2——50min（可调）时段3——30min（可调）第二个半周期内各时段（时段4~时段5）的持续时间与第一个半周期相同。原污水由MSBR的单元4进入，在各个时段内的流向见表5-1。从表、5-1可以看出，第一个半周期内，单元7起的是沉淀池的作用，而在第二个半周期内单元在起沉淀池作用。MSBR系统的回流由两部分组成，一部分是污泥回流，另一部分是混合液回流。而污泥回流又有两条路径：浓缩污泥回流路径和上清液回流路径。MSBR的回流情况见表5-2、表5-3。根据各循环周期内的时段确定MSBR各单元的工作状态，见表5-4。表5-1MSBR的污水流向时段进水单元流经单元出水单元时段1单元4单元5、单元6单元7时段2单元4单元5、单元6单元7时段3单元4单元5、单元6单元7时段4单元4单元5、单元6单元1时段5单元4单元5、单元6单元1时段6单元4单元5、单元6单元1表5-2MSBR的污泥回流时段回流种类回流途径时段1浓缩污泥回流单元1单元2单元3单元4单元5单元6单元1上清液回流单元1单元2单元6单元1时段2浓缩污泥回流单元1单元2单元3单元4单元5单元6单元1上清液回流单元1单元2单元6单元1时段2浓缩污泥回流无回流上清液回流无回流时段2浓缩污泥回流单元7单元2单元3单元4单元5单元6单元7上清液回流单元7单元2单元6单元7时段2浓缩污泥回流单元7单元2单元3单元4单元5单元6单元7上清液回流单元7单元2单元6单元7时段2浓缩污泥回流无回流上清液回流无回流表5-3MSBR的混合液回流时段回流途径时段1单元6单元5单元6时段2单元6单元5单元6时段3单元6单元5单元6时段4单元6单元5单元6时段5单元6单元5单元6时段6单元6单元5单元6表5-4MSBR各单元的工作状态时段单元1单元2单元3单元4单元5单元6单元7时段1搅拌浓缩搅拌搅拌搅拌曝气沉淀时段2曝气浓缩搅拌搅拌搅拌曝气沉淀时段3预沉浓缩搅拌搅拌搅拌曝气沉淀时段4沉淀浓缩搅拌搅拌搅拌曝气搅拌时段5沉淀浓缩搅拌搅拌搅拌曝气曝气时段6沉淀浓缩搅拌搅拌搅拌曝气预沉4.2工艺设计4.2.1平面布置平面设计原则布局合理，水流顺畅，布置紧凑，功能分区明确。功能分区污水处理厂平面布置按功能分区，分为厂前区、主体生化区、配套设施区、污泥处置区和预留发展区，预留发展区可为今后厂区发展、中水回用等设施预留，各区之间有道路和绿化带相隔。综合楼为厂前区，污水的主体生化部分为污水处理区，污泥处理区包括污泥中间池、脱水机房等。厂前区布置厂前区内布置有综合楼、仓库、停车场、园林小品等，把它们布置在厂区上风向，将厂前区布置在污水厂近期、远期工程管理区对面，交通方便。厂前区与主体生化区之间用绿化隔离带分开，保证厂前区优美的环境。综合楼楼上可俯视宁海城北污水处理厂全厂，也可观看厂外市景等。整个污水处理厂风景优美、视野开阔。污水处理主体生化区布置进水管在污水厂运期工程的南面进厂，处理后的水直接排入珠江颜公河。把厂内提升泵房、细格栅以及沉淀池布置在南面，鼓风机房和配电室亦布置于4座MSBR池旁边，供气、配电亦均匀、方便。设一座消毒接触池，以避免管线的遇廻，并减少水头损失。污泥处理处置区布置从管理方便、减少运行管理人员的角度考虑，污泥处理处置区应尽量与次门出口靠近并远离办公区。3、厂区道路为便于交通运输、消防、设备的安装维护，道路布置成环状，每个建（构）筑物间均有道路相通，厂内主干道宽8ｍ，次干道宽４m，厂主干道象西线相连。厂区道路转弯半径大于9m，混凝土路面。4、厂区给水厂区给水由县自来水公司提供，来自于周边供水干管并与本工程给水管相连，压力大于4kg/cm2。厂区给水主要用于生活，生产及消防等。给水干管管径DN200，厂区内呈环网状，利于消防和安全供水。5、厂区排水厂区排水为雨污分流制，厂区雨水由道路雨水口收集后汇入厂区雨水管道，并自流排入颜公河；厂内生活污水，生产污水、清洗水池污水、构筑物放空水、上清液等经厂内污水管道收集后汇入厂内小泵房，与进厂污水一并处理。6、通讯厂内通讯接自城市道路网络，为了通讯方便，配置了5门程控电话通讯系统。7、厂区竖立向设计（1）设计地面高程招标单位就本方案设计暂按拟建厂区室外高程为6.50M考虑。（2）竖向设计在土方平衡的基础上，尽可能减少构建筑物的基础处理、挖填方量。主要构（建）物基础尽量放在原状土上，避免回填土层，减少人工基础，保证安全，节约投资。4.2.3污水处理构（建）筑物设计本工程设计方案的主要构筑物包括：粗格栅、污水提升泵房、细格栅、旋流沉砂池、MSBR系统、污泥脱水间、鼓风机房等。1、引水渠与粗格栅（1）功能：市政污水管网来的污水进入引水渠，设粗格栅拦截污水中较粗大的悬浮物，防止水泵等设备堵塞。（2）设计参数：设计流量：构筑物按远期12万m3/d考虑，平均水量Q=5000m3/h，K=1.30，最大设计水量Q=6500m3/h；设备按本期3万m3/d考虑，K=1.42，最大设计水量Q=1775m3/h。结构形式：采用地下式钢砼结构引水渠土建尺寸：B(m)×H(m)=2.0×4.0栅前水深：0.5m过栅流速：0.69m/s（3）主要设备：①回转式粗格栅型号：GS-2000数量：1台性能参数：栅条间隙：b=10mm格栅高度：H=4.00m安装倾角：θ=70°电机功率：P=2.2kW②闸门（手、电动操作）数量：2台性能参数：规格（B×H）：2000mm×1200mm电机功率P=1.5kW③超声波液位计数量：1台（3）运行及控制：根据栅条前后水位差或时间间隔自动控制格栅机清渣。粗格栅前装有超声波液位计，随着格栅上栅渣量的累积，格栅前后水位差增加。当水位差达到一定高度时，格栅自动启动进行清渣。格栅上栅渣清除，水位差下降，格栅停止工作，这样周而复始的运行，从而达到自动控制格栅机清渣的目的。同时，也可设定格栅每天的工作时间，通过时间间隔来控制格栅机。该格栅机的特点是采用齿条传动，不会出现卡住的情况，并且所有传动部件均在水面以上，可以在地面检修，非常方便。集水井、泵房（1）功能：进行水量调节，蓄积一定的水量，以保证水泵正常稳定的运行；同时将污水提升至下一级污水处理构筑物。（2）设计参数：构筑物按远期12万m3/d考虑，平均水量Q=5000m3/h，K=1.30，最大设计水量Q=6500m3/h；设备按本期3万m3/d考虑，K=1.42，最大时设计水量Q=1775m3/h。集水井按最大一台水泵5min的流量设计。结构形式：半地下式钢砼结构，集水井为地下式，上建提升泵房，泵房为框架结构。集水井土建尺寸：D(m)×H(m)=11.0×6.0泵房土建尺寸：L(m)×B(m)=12.0×11.0（3）主要设备：①污水提升泵：型号：数量：2台(一用一备)流量Q=1775m3/h扬程H=18mP=150kW②超声波液位差计1台③吊车型号：CDI2-18数量：1台起重量2吨H=18m起重电机功率P=3.0kW运行电机功率P=0.4kW④轴流风机型号：DZF-3数量：3台风量：2200m3/h功率P=1.5kW⑤泄漏传感器1套（4）运行及控制：集水井内装有超声波液位差计，根据进水水量大小不同，集水井内水位高度将发生变化，当集水井内水位达到一定高度时，潜水泵将自动启动；当集水井内水位低于某一水位时潜水泵将停止工作。从而达到通过集水井内水位高度来自动控制其启停。水泵在定子室中装有一探测液体泄漏的传感器，所有信号都分别在水泵或电机出现严重损害前分别发出报警讯号。电机的每一项均由常闭型温度传感器保护，三个传感器串联连接，这些传感器都在摄氏140℃时断开，可以与电机过载保护连接，并接至控制柜，与控制柜连接。同时，为了保护电机，启动采用变频软启动。为了指示轴承的磨损，在上、下轴承处各设有一常闭型温度传感器。在主轴或电机的其它部件出现严重损害前温度传感器自动断开。污水提升泵采用潜水泵，湿式安装。其具有节省土建费用，安装方便，运行可靠，易于维护等特点。3、引水渠与细格栅（1）功能：经污水泵房提升来的污水进入引水渠，设细格栅去除污水中粒度较小的固体颗粒和悬浮物。（2）设计参数：设计流量：构筑物按远期12万m3/d考虑，平均水量Q=5000m3/h，K=1.30，最大设计水量Q=6500m3/h；设备按本期3万m3/d考虑，K=1.42，最大时设计水量为Q=1775m3/h。结构形式：地上式钢砼结构进水渠土建尺寸：B(m)×H(m)=2.4×2.5栅前水深：0.7m过栅流速：0.50m/s（3）主要设备：①回转式细格栅：型号：GS-2000数量：1台性能参数：栅条间隙：b=3mm安装倾角：θ=60°格栅高度：H=2.0m电机功率：P=2.2kW②螺旋输送机型号：2个斗数量1台功率：P=0.75kW③闸门4台规格（B×H）：1000mm×1200mm功率：P=1.1kW（3）运行及控制：回转式格栅机的电气控制箱内包括对螺旋输送压榨机的控制，并可对其进行单独或联动控制。联动控制时，先启动螺旋输送压榨机，延时2min后格栅除污机动作；当格栅除污机停机时，无轴螺旋输送压榨机延时5min后停机，以便停留在输送机上的栅渣输送完毕。回转式格栅除污机的电气控制具有手动、自动、手动自动切换、急停、切断、报警等功能，手动用于除污机的现场短时间控制运行，格栅在自动状态下运行时，可以通过格栅前后水位差来控制格栅除污机的开或停，也可以通过时间继电器10min内调节格栅除污机的“开—停”工作周期。回转式格栅除污机电气控制柜设有远方集中（PLC）控制的接口，该接口包括开关量的显示与控制。每台回转式格栅除污机的电气控制具有单独电气控制箱，并留有集中控制的接口格栅除污机具有机械和电气过载保护功能，一旦出现故障，即向控制中心发出报警信号。回转式格栅除污机在无人看管的情况下，将操作旋钮旋至自动位，格栅除污机将在指定的工作下自动运行。采用回转式细格栅，其特点与粗格栅相同。清渣及反冲洗均为机械操作，震下的杂质直接落入运输小车人工清运。4、旋流沉砂池（1）功能：去除污水中比重较大的无机颗粒和泥砂，使无机颗粒与有机颗粒分离，便于后续生物处理。（2）设计参数：设计流量：按近期6万m3/d设计，平均小时水量Q=2500m3/h，K=1.32，最大时设计水量为3300m3/h；同时预留三期用地。结构形式：半地上式钢砼结构土建尺寸：D(m)×H(m)=3.6×3.8数量：2座进水流速：v=0.8m/s（3）沉砂池的选择常用的沉砂池有旋流沉砂池和曝气沉砂池。旋流沉砂池是污水沿切线方向进入砂区，靠离心力的作用把砂甩向池壁，掉入砂斗而去除。其优点是：管理简单、占地较少、污水未充氧，对生物除磷有利；但对含砂量过大的污水，因砂斗容积小易使已下沉砂粒重新带入出水，且不能去除污水中的油脂。旋流沉砂池在我国应用较为广泛，尤其在有初沉池的工艺中，其除砂效果良好。近年来，由于进厂污水浓度偏低以及除磷脱氮工艺对碳源的要求，污水处理工艺中的初沉池的应用日趋减少。在没有初沉池的工艺中旋流沉砂池对合流污水中砂的去除效果欠佳。曝气沉砂池是靠压缩空气的作用把砂同表面的有机物分开，再把砂甩向砂斗，通过砂泵把砂吸出。其优点是：停留时间较长，特别适合含砂量大的污水，它的除砂效果好，分出的砂较干净，能撇除污水中的渣和油脂；但占地较大，投资较高，能耗费用较高，污水的充氧作用，对生物除磷可能会有负面影响。本工程进水污染物浓度较一般的城市污水高，并且要求脱氮除磷，选择旋流沉砂池较为有利。本方案采用比氏360°旋流沉砂池。此池型是美国S&L公司在其第二代比氏沉砂池产品基础上开发的新一代沉砂池，它针对老池型的缺点进行了改进，使其更为合理。比氏360°旋流沉砂池的主要特点如下：A改变自由液面进水渠为倾斜式满流坡道，提高了进水稳流效果，进水射流作用利于砂粒的离心分离效果。B由分选区下部进水，上部出水，进水渠和出水渠之间由一半月型水平格板分开，利于防止短流和沉砂带入出水。C进水渠与出水渠在平面上呈直线布置，平面布置简洁，水利条件好，水头损失小。D进出水呈360°，增加了90°旋流流程，增加了除砂效果。E砂泵吸砂管下端设置砂粒流化叶片，防止沉砂板结。（4）主要设备：①浆叶分离机：功率P=0.75kW数量2台②吸砂泵：功率P=4.0kW数量2台③砂水分离器型号：LSSF-355数量1台功率P=0.75kW（5）运行及控制控制箱等置于沉砂池旁，电气控制具有对叶片式搅拌装置和螺旋式砂水分离器等进行单机或联机控制的系统功能。浆叶分离机连续运转，吸砂泵按程序控制定时运转，砂水分离器与吸砂泵同步运转延时停机。控制箱对每台电机应设有短路和过载保护系统。沉砂池设备的电器控制柜留有供远方集中(PLC)接口控制。上述设备具有机械和电气过载保护功能，一旦出现故障，应向控制中心发出警报信号。在无人看管的情况下，将操作旋钮旋至自动位，搅拌、输砂、及砂水分离设备将自动运行。砂水混合物由吸砂泵输至砂水分离器，分离后的干砂外运处置。5、配水井（1）功能：给MSBR池配水，均匀负荷。（2）设计参数：设计流量：按近期6万m3/d设计，平均小时水量Q=2500m3/h，K=1.32，最大时设计水量为3300m3/h；同时预留三期用地。结构形式：半地上式钢砼结构外形尺寸：D(m)×H(m)=2.0×3.5数量：1座6、改良型SBR系统（1）功能：集生化池和沉淀池于一体，利用厌氧、缺氧、好氧等不同功能区的作用去除污水中的污染物，进行固液分离，使出水达标排放。（2）设计参数：设计进水量：按本期3万m3/d设计，平均小时水量Q=1250m3/h，K=1.42，最大时设计水量为1775m3/h；结构形式：半地上式钢砼结构污泥浓度：MLSS＝3200mg/lMLVSS/MLSS=0.75设计污泥负荷Ns＝0.12kgBOD5/MLVSS·d有效容积：Ve=19511m3总停留时间：HRT＝15.5h1#、7#SBR区停留时间：HRT=3.2h2#污泥浓缩区停留时间：HRT=0.6h3#缺氧区停留时间：HRT=0.5h4#