巢湖市柘皋河、烔炀河水环境夏阁污水厂初步设计

⑥层强风化泥岩，灰黄色。二、各层土的承载力特征值和压缩模量见下表:层号岩土名称压缩模量（MPa）推荐承载力（KPa）备注2粉质粘土51103粉质粘土3804粉质粘土112405碎石土3006强风化泥岩200根据本工程特点建议一层建（构）筑物采用第2层粉质粘土作为基础持力层；各污水处理当需采用桩基建议采用第5或6层为桩端持力层。其桩设计建议值如下表:层号岩土名称极限侧阻力标准值qsik(kpa)极限端阻力标准值qPK（KPa）备注2粉质粘土503粉质粘土404粉质粘土705碎石土14020006强风化泥岩14014002.7城市污水处理设施现状 夏阁镇尚未建立污水厂。2.8项目建设的必要性 （1）该工程将改善城市地下水及地表水环境工程建设完成后，将有效的改善城市的环境质量，为城市的景观水体提供水源，为城市提供良好的生活环境。本工程的出水为一级A标准，标准较高，本工程建设完成后，出水可满足城市景观用水、杂用水等要求。这样一方面节省城市供水资源，另一方面为工业提供用水，有利于工业发展。（2）巢湖流域污染治理的需要为达到减少城镇污水污染物排放量，保护巢湖流域的水环境质量，通过污水处理厂削减污染负荷是十分必要的。。（3）有利于改善城市投资换将，促进城市发展目前我国正在建设和谐社会，核心思想是社会稳定、人民健康生活。大量污水未经处理直接排入水体，对水体的污染短时间内无法恢复到原来的水体状况；水体变差影响到社会生活多个方面，成为潜在影响社会稳定的因素之一，影响社会和谐稳定。当污染发生且造成严重后果后，需要投入更长的时间和更多的投入治理污染；滇池治理工程就是一个现实的例子。同时，本工程的建设是贯彻中央“科学发展管”的具体体现。建设本污水处理工程是加强城区基础设施配套建设，提升城区功能的具体措施，更是优化招商引资环境的迫切需要。因此，本工程对改善城区水体景观、增加城市供水安全性、改善城市投资环境、促进产业集聚区更好的发展有着重要的作用，本工程的建设时十分必要和迫切的。第3章水量预测及水质 3.1供水量现状 巢湖市夏阁镇目前有自来水厂2座，其中夏阁镇自来水厂建于1991年，日供水规模1200吨，厂址位于夏阁镇竹柯村，服务人口1.6万人；兴夏自来水厂（沿河自来水厂）设计日供水能力1000吨，主要供应工业园区及周边村庄用水，其余用水皆为自备水地下水取水；根据调查资料，2010年夏阁镇平均日用水量达到0.53万吨，其中自备水源约占总用水量的20%，夏阁镇2010年日均自备水源用水量约1058吨。夏阁工业园区主要依托夏阁自来水厂二次供水。3.2污水量预测 3.2.1工程服务范围夏阁镇污水处理厂及配套管网工程总服务范围为《巢湖市居巢区夏阁镇总体规划》（2006-2020）2020年整个规划的区域，服务区域建设面积为11.9km2（包括夏阁工业区建设面积9.4km2），2015年服务范围为建设面积为7.6km2的区域。3.2.2采用以下两种方法对污水量进行预测。方法一：城市综合用水定额法根据调查资料，夏阁镇镇区现状人口约2.3万人，根据《巢湖市居巢区夏阁镇总体规划》（2006—2020）及总规中的人口增长率进行计算，2015年，夏阁镇污水处理厂服务范围内人口将达到4.5万人；2020年，污水处理厂服务范围内人口将达到5.9万人。根据近三年夏阁镇综合用水量表计算，现状镇区人均用水量为227L/人.d。依据《城市给水工程规划规范》及现状人均用水量指标，考虑到镇区人民生活水平不断的提高，结合夏阁镇区工业产业性质，综合确定近期2015年夏阁镇人均综合用水定额取280L/人.d，远期2020年夏阁镇人均综合用水定额取400L/人.d（由于工业区占地面积较大，所以用水指标取值较大）。污水量预测详见下表：夏阁镇污水处理厂污水量预测表（方法一）时间项目2015年2020年服务人口（万人）4.55.9用水标准（L/人.d）280400用水量（万m3/d）1.262.36折污系数0.80.8管网收集率90%95%污水量（万m3/d）0.911.79方法二：按照城市不同性质单位用地用水量指标法预测《巢湖市居巢区夏阁镇总体规划》（2006—2020）确定了2010年与2020年夏阁镇污水处理厂服务范围内城市建设用地的类型和面积。参考巢湖市以及合肥市已建区域的设计经验和参数，根据不同用地类型，最后确定夏阁镇污水处理厂服务范围内近期2015年综合生活用地用水量指标为：0.30万m3/(km2·d)，工业用地用水量指标为：0.35万m3/(km2·d)；远期2020年综合生活用地用水量指标为：0.35万m3/(km2·d)，工业用地用水量指标为：0.40万m3/(km2·d)（节水意识的增强）。夏阁镇污水处理厂服务范围内2015年规划居住及公共设施用地面积为202ha，工业用地为558ha；2020年规划居住及公共设施用地面积为250ha，工业用地为940ha，污水量预测见下表：不同性质单位用地用水量指标法预测结果表用地性质居住及公共设施用地工业用地年份2015202020152020面积（ha）202250558940用水量指标（万m3/(km2·d)）0.300.350.350.40最高日用水量（万m3/d）0.610.871.953.76日变化系数1.4平均日用水量（万m3/d）0.410.621.402.68折污系数0.80.8管网收集率90%95%90%95%污水量（万m3/d）0.290.471.002.04预测总污水量2015年1.29万m3/d2020年2.51万m3/d注：预测污水量为平均日污水量。根据以上两种方法的预测结果进行加权平均，分别得出夏阁镇污水处理厂服务范围内近期2015年、远期2020年的污水量，详见下表：污水量预测结果一览表2015年2020年方法一预测污水量结果（万m3/d）0.911.79方法二预测污水量结果（万m3/d）1.292.51平均污水量（万m3/d）1.102.15根据污水量预测结果，可知夏阁镇近期2015年污水总量为1.10万m3/d，远期2020年总污水总量为2.15万m3/d。3.2.3设计规模根据上节污水量的预测结果，充分考虑到夏阁镇污水管网的建设进度及管网收集率、以及污水量的增加是一个渐进的过程，并结合夏阁镇实情、为缓解两镇的财政负担，本次初步设计确定夏阁镇污水处理厂规模按照0.5万m3/d设计并建设；实施按照两组分步实施，其中一期工程按照0.2万m3/d设计并建设，可根据污水量的实际增长情况再行建设另外一组0.3万m3/d的污水处理构筑物，并预留远期工程建设用地以达到2.0万m3/d的总处理规模；3.3污水水质确定 3.3.1设计进水夏阁河污水处理厂收水区域内排水管网系统尚不完善，缺乏各污水排放口的水质检测资料。本次污水厂进水水质预测将结合合肥市几个污水厂设计成果，充分考虑巢湖市现状污水实际水质情况，在《巢湖市居巢区柘夏阁镇总体规划》（2006—2020）的指导下，参考给排水设计规范，对夏阁镇污水处理厂进水中生活污水水质和工业废水水质分别进行预测。（1）、生活污水水质《巢湖市居巢区夏阁镇总体规划》（2006—2020）中确定夏阁镇污水处理厂服务范围内为居住生活用地和工业用地，其生活污水量总污水量的40%左右，工业废水是占总污水量的60%左右，本着高起点、高标准的建设思路，确定该区域生活污水污染物排放指标：BOD5为40g/人·d，SS为52g/人·d，TN为10g/人·d，TP为1.0g/人·d。2020年夏阁镇污水处理厂服务范围内规划人口为5.9万人，综合生活污水总量约为2.0万m3/d，BOD5/CODCr按0.50计算。则生活污水水质BOD5为157mg/l，SS为205mg/l，CODCr为314mg/l，TN为39.3mg/l，TP为3.9mg/l。（2）、工业废水水质根据《巢湖市居巢区夏阁镇总体规划》（2006—2020），夏阁镇污水处理厂服务范围内工业用地较多，在与当地管理部门的充分协商后，确定该区域内的工业废水将采取自行预处理达到《污水综合排放标准》三级排放标准后排入夏阁镇污水处理厂，即CODcr≤500mg/l，BOD5≤300mg/l，SS≤400mg/l。该措施既加强对工业废水的监管，又分担了企业的高昂污水处理费用，为企业发展创造一定的外部条件。参照安徽省其他同类城镇污水处理厂的设计进水水质，各厂进水水质见下表：安徽省部分城市污水处理厂设计进水水质表单位：mg/L指标名称CODcrBOD5SSNH3-NTNTP备注王小郢污水处理厂二期工程35015020025664设计参数合肥市望塘污水处理厂30014018017203合肥市朱砖井污水处理厂32015018020303合肥市经开区污水处理厂33016020020303.5巢湖市污水处理厂250150150303参照同类型城镇污水水质，分析夏阁镇污水水质组成，最终拟定夏阁镇污水处理厂进水水质如下表所示：夏阁镇污水处理厂进水水质一览表项目BOD5(mg/L)CODcr(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)进水设计指标16036022030404（3）、设计出水水质及去除率按环境保护及巢湖市水功能区划要求，纳污水体夏阁河水质执行GB3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准，本工程污水处理厂出水水质执行GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准，主要进出水指标以及去除率见下表：另外，根据合肥市环保局《关于我市城镇污水厂提标执行标准的意见》的函，其中COD、氨氮，总磷指标严于一级A标准。具体指标如下：设计出水水质及去除率项目BOD5CODSSNH3-NTNTP设计进水指标16036022030404设计出水指标1040104150.4去除率（%）≥93.8≥88.9≥95.5≥86.7≥62.5≥90第4章方案论证4.1厂址的确定4.1.1污水处理厂的厂址确定是一个十分重要的问题，它对厂区周围的环境卫生、水厂基建投资及运行管理都有很大影响。在考虑规划的总体布局的基础上，污水处理厂的厂址选择又考虑了如下原则：（1）厂址须位于集中给水水源下游。（2）污水处理厂要和受纳水体靠近并考虑防洪问题。（3）要考虑污水处理厂建设位置的工程地质情况，以节省造价，方便施工。（4）少拆迁、少占农田，有一定的卫生防护距离。（5）充分利用地形，随坡顺势建设污水处理厂，节省能量。（6）厂址选择考虑远期发展的可能性，为以后的扩建留有余地。（7）便于污水、污泥的排放和利用。（8）还应考虑交通、运输、供水和供电等方面的条件。4.1.2厂址的确定根据规划建设项目选址意见书和规划调整意见，选址如下：夏阁镇污水厂位于竹柯行政村，该处地势平坦，高程在8.9m左右，临近夏阁河，污水排放管较短，可直排入夏阁河，投资较低。该厂址具有以下优点：1）、供电供水情况均较好。2）、厂区范围内现状为空地，不存在拆迁问题。3）、地质条件相对较好，无需对地基做特殊处理，节省工程费用。4）、污水处理厂位于城市主导风向下风向，对城市环境影响小。5）、污水管网系统利于近远期分期建设，有利于污水的收集。4.2污水处理厂方案论证和比较 4.2.1工艺处理方案的选用原则 污水处理工艺的选择应根据设计进水水质、污水排放标准所要达到的处理程度、用地面积和工程规模等多种因素综合考虑，不同的污水处理工艺有其适用范围，应根据具体情况而定。还必须充分考虑污水量和污水水质以及经济条件和管理水平，优先选用技术合理先进、安全可靠、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便、宜于分期建设的、成熟的工艺。随着污水处理工艺技术的发展，工艺方法日新月异、种类繁多。众多工艺方法为工程设计提供了多种选择的机会，也为工程设计中确定最佳工艺方案形成一定的困难，然而就去除污水中的有机物及氮磷营养物而言，采用生物处理法不仅有效、而且经济，对于这一点，业内人士有着广泛的共识。就目前的污水处理工艺技术而言，污水中有机污染物的去除，目前仍以好氧生物降解为主，对于污水中愈来愈多的难降解有机物，通过厌氧水解提高其可生化性或通过缺氧过程提高去除效率，通过好氧处理去除大部分污染物，最终通过深度处理确保达到排放标准。1．污水处理工艺选择的原则：应充分考虑本工程污水处理厂进水水质指标和要求处理达到的出水水质指标，并考虑污水排放现状，受纳水体的环境容量与可利用情况，通过技术经济比较决定优先采用低能耗、运行费用低、基建投资少、污水处理厂占地省，操作管理简便的成熟处理工艺。2．积极慎重地采用经实践证明是行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备。3．污水处理厂出水水质应满足国家和地方现行的有关标准、法规。4．污水处理厂总平面布置应紧凑合理，力争达到土方平衡，减少占地和投资费用。4.2.2污水处理厂污水处理厂的预处理设施主要包括粗格栅、细格栅、沉砂池等。预处理设施主要去除污水中漂浮物、悬浮物、无机砂粒等杂质，能改善和提高后续处理设施的功效，保证后续处理设施的安全。城镇污水处理厂的预处理工艺主要有粗格栅、细格栅、沉砂池等，本方案选取了2种工艺方案进行比选：方案一：粗格栅——提升泵房——网板细格栅——旋流沉砂池方案二：粗格栅——提升泵房——回转式机械细格栅——曝气沉砂池（1）粗格栅回转式机械格栅(格栅除污机)是一种可以连续自动清除流体中各种形状的杂物，以固液分离为目的装置。它可以作为一种专用设备广泛地应用于城市污水处理、自来水行业、电厂进水口，同时也可以作为纺织、食品加工、造纸、皮革等行业生产工艺中必不可少的专用设备，是目前我国先进的固液分离设备。回转式格栅主要由驱动装置、耙齿机构、清刷机构等组成，由一种独特的耙齿装配成一组回转格栅链。在电机减速器的驱动下，耙齿链进行逆水流方向回转运动。耙齿链运转到设备的上部时，由于槽轮和弯轨的导向，使每组耙齿之间产生相对自清运动，绝大部分固体物质靠重力落下。另一部分则依靠清扫器的反向运动把粘在耙齿上的杂物清扫干净。该设备的最大优点是自动化程度高、分离效率高、动力消耗小、无噪音、耐腐蚀性能好，在无人看管的情况下可保证连续稳定工作。本次设计采用了这种应用广泛的粗格栅设备。（2）细格栅本工程细格栅对传统的回转式机械细格栅和网板细格栅进行比选。网板细格栅较传统的机械细格栅具有以下优点：①细格栅被安置在一个独立式的不锈钢框架中，这种设计减少了土建工作，主链条导向机械不需与土建准确对中。②网板的旋转是靠主链来完成，工作平台上部的链轮支撑主链。导轨装，配有防磨条以保护主链和框架。③细格栅均采用涡轮减速，驱动装置，电流感应装置能够防止扭矩过载。④有效的密封是通过移动网板与框架之间的承重型橡胶密封和低摩擦的塑料密封条来实现的。另外，每一个网格板之间都带有弹性橡胶密封。⑤采用低摩擦的塑料密封翅和低摩擦的塑料轨道面接触密封。这种密封与网格版板结构相结合，为整个回转移动网板提供有效的密封。⑥每一个网板之间，都有栅渣提升阶梯。格栅前面的水流由通过滤网框架与土建墙之间的挡板形成。⑦网板由高新材料制成，这种材料制成的网板可以有效的去除钢或者其他金属制成的网板所不能清楚的毛发絮状物，或者是存在污水中的絮状纤维物。因此本工程选用效率更高的网板式细格栅。（3）沉砂池沉砂处理的目的是去除污水中裹携的砂、石与大块颗粒物，以减少它们在后续构筑物中的沉降，防止造成设施淤砂，影响功效，造成磨损堵塞，影响管线设备的正常运行。城市污水处理厂的沉砂池基本上采用两种类型：一种是曝气沉砂池，通过池中一侧的空气管控制曝气，使污水形成具有一定速度的前进旋流(垂直于水流方向)；另一种是利用水力涡流除砂的旋流沉砂池，旋流沉砂池与曝气沉砂池道理一样，不是采用曝气方式产生旋流速度，而是直接采用搅拌器使水流产生旋转速度。曝气沉砂池和旋流沉砂池除砂效率都较高，应用都比较广泛。本项目进水BOD5总量较低，基本不含油类物质，曝气沉砂池经过预曝气后，污水中溶解氧较高，不利于后续厌氧池的运行，且旋流沉砂池比曝气沉砂池占地面积较小，节省动力，节约土建投资。因此针对本项目特点，本次设计采用旋流沉砂池。4.2.3污水处理厂二级处理工艺污水处理工艺的选择应根据设计进水水质、处理程度要求、用地面积和工程规模等多因素进行综合考虑，各种工艺都有其适用条件，应视工程的具体条件而定。选择合适的污水处理工艺，不仅可以降低工程投资，还有利于污水处理厂的运行管理以及减少污水处理厂的常年运行费用保证出水水质。污水处理工艺选择应充分考虑污水量和污水水质以及经济条件和管理水平，优先选用技术合理先进、安全可靠、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟处理工艺。常规活性污泥法能满足COD、BOD5、SS的去除率，但对氮、磷的去除率是有一定限度的，采用常规的好氧曝气仅从剩余污泥中排除氮、磷，其去除率分别为10～25%和12～19%，均达不到污水厂出水要求，因此本项目必须采用具有较强脱氮除磷功能的工艺方案。污水的脱氮除磷可供选择的处理方法通常有生物处理法及物理化学法二大类。物理化学法由于需投加相当数量的化学药剂，有运行费用高、残渣量大难处置等缺陷，因此，城市污水处理一般不推荐采用。而一般污水处理又可分为活性污泥法和生物膜二种。生物膜法采用填料或滤料挂膜提高微生物单位体积的密度可大大提高容积负荷，占地面积小，但在实际运行控制过程中广泛存在池型复杂、控制困难、膜易积存、滤料流失、水流短路以及氧化池底布气管检修不便、填料堵塞、板结等问题。活性污泥法同生物膜法相比，具有处理效率高、处理效果好、运行稳定、运转经验丰富、环境良好等优点，因此，对城市污水进行脱氮除磷，生物活性污泥法是其中的首先方案，在国内外亦被普遍采用。1)生物脱氮除磷工艺的历史从60年代开始，美国曾系统地进行了氮磷物化处理方法研究，结果认为用物化法的缺点是耗药量大，污泥多，处理大量城市污水经济上不合算，因此着手研究生物法脱氮除磷。从70年代开始，采用活性污泥法脱氮已逐步实现工业化流程，1977年正式命名为A/O法。A/A/O法是在其基础上进一步研究开发而成的生物脱氮除磷工艺流程。我国从80年代初开始开展生物脱氮除磷研究，在80年代后期实现工业化流程，目前常用的生物脱氮除磷处理工艺有氧化沟法、A/A/O法、SBR法等，均取得较好效果。氧化沟是活性污泥法的一种变型，其曝气池呈封闭的沟渠型，所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，污水渗入其中得到净化。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。氧化沟法改良为带有沉淀槽的三槽式氧化沟、AC氧化沟及2000型氧化沟等等，氧化沟改良型也可通过增加厌氧段、单独隔离开缺氧段来更好地实现生物脱氮除磷。A/A/O法是由传统活性污泥法(普曝法)发展起来的工艺，是一种典型的具有既除磷又脱氮的工艺，其生物反应池由厌氧、缺氧和好氧三段组成，其特点是厌氧、缺氧和好氧三段功能明确，界限分明，可根据进水条件和出水要求，人为地创造和控制三段的时空比例和运转条件，达到较好的除磷脱氮的效果。SBR是序列间歇式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess）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。传统的充、放水SBR法逐渐发展演变成多种形式：如ICEAS(间歇循环延时曝气法)；DAT-IAT(需氧池、间歇曝气池)；CASS(循环活性污泥系统)；UNITANK（运行与三槽式氧化沟相似）、改良型SBR等。典型的SBR及其变种均可通过控制污泥负荷、厌氧缺氧好氧分配实现生物脱氮除磷。2)生物脱氮工艺基本原理生物脱氮是利用自然界氮的循环原理，采用人工方法予以控制。首先，污水中有机氮、蛋白氮等在好氧条件下转化成氨氮，而后有消化菌变成硝酸盐氮，这个阶段称为好氧消化。随后在缺氧条件下，有反消化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸盐氮变成氮气逸出，这阶段称为缺氧反硝化。整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应，反应能量从有机物中获取。在硝化与反硝化过程中，影响其脱氮效率的因素是温度、溶解氧、PH值以及反硝化碳源等。生物脱氮系统中，硝化菌增长速度缓慢，所以，要有足够的污泥泥龄。反硝化菌的生长主要在缺氧条件下进行，并且要有充裕的碳源提供能量，才可促使反硝化作用顺利进行。由此可见，生物脱氮系统中硝化与反硝化反应需要具备如下条件：硝化阶段：足够的溶解氧DO值2mg/L以上，合适的温度，最好20℃,不低于10反硝化阶段：硝酸盐的存在，缺氧条件DO值0.2mg/L左右，充足的碳源(能源)，合适的PH条件。通过上述原理，可组成缺氧与好氧池，即所谓A/O系统。A/O系统设计中需要控制的几个主要参数就是足够的污泥泥龄与进水的碳氮比。3)生物脱磷工艺基本原理利用活性污泥中聚磷菌,这种菌的特点是能贮存磷酸盐，又能贮存碳源(以β羟丁酸形式贮存，即PHB形式贮存)，在厌氧条件，进水中有机物与细菌体内磷酸盐作用，由菌体内磷酸盐分解后提供能量，合成PBH，并放出磷，在好氧条件下，利用体内的PHB，吸收液体中的磷，形成磷酸盐形式，贮存在细胞内，因此，生物除磷仅指液相中的磷酸盐转移到细胞中去，所以污泥的含磷量很高，可达8～10%(一般1.5%)，影响生物除磷的因素是要厌氧条件DO=0，同时要有快速降解COD，即P/COD比值恰当。希望含磷污泥尽快从系统中排出。也就是说，污泥泥龄要短，否则泥中的磷又会解析到液体中。按照上述原理，在生物碳氮系统前再设置一个厌氧池，这样就形成所谓A/A/O系统，即厌氧/缺氧/好氧系统。本工程拟对下列三个工艺进行技术经济比较：改良A/A/O工艺、改良Carrousel氧化沟、改良型SBR工艺，各处理工艺的机理简述如下：改良AA2/O法系（厌氧/缺氧/好氧）工艺的简写。A2/O工艺是为污水生物脱氮除磷而开发的污水处理技术。根据生化反应原理，生物脱氮必须经过硝化（好氧反应），把NH3-N氧化成硝酸盐；再经过反硝化（厌氧反应）把硝酸盐还原成氮气，氮气溶解度很低，逸入大气，污水得以净化。典型A2/O工艺是把厌氧及缺氧工艺提前到好氧工艺段之前，利用原水中的有机物作为有机碳源，故称为前置反硝化流程。将污泥回流至最前端的厌氧段，优先利用碳源满足厌氧释磷的需要、再通过混合液回流把硝酸盐带入到厌氧段后的缺氧工艺段，利用剩下的碳源进行反硝化；要取得满意的脱氮率，必须保证足够大的混合液回流比，一般回流比为200～300%，脱氮效率在80%以上。A2/O工艺的优点：（1）处理效果好且稳定，不但能去除含碳有机污染物，还能在好氧区完成较彻底的硝化，在缺氧区内完成较彻底的反硝化，具有较高的生物脱氮功能。（2）A2/O生物池内循环的混合液量是进水时流量的3～4倍，因此有较大稀释均化能力，较能承受水质水量的冲击负荷。（3）由于生物污泥泥龄长，污泥负荷低，合成污泥在A2/O池内趋于好氧稳定，污泥产量少，降低了污泥处理的费用。（4）采用氧转移效率较高的微空曝气系统，有效降低了动力消耗，节省了运行费用。A2/O工艺的缺点:（1）典型A2/O工艺流程长，设备数量多，工程资金投入较大，在当地经济条件有限的情况下，会给资金筹措带来很大的困难。（2）典型A2/O工艺要取得满意的脱氮效率，必须保证足够大的混合液回流比（300～400％），动力能耗较高，运行费用相对较高。（3）设备维护管理要求较高，因此对操作管理人员的专业素质要求较高，设备如得不到妥善的维护管理，系统将无法正常运转，投资不能真正的发挥效益。（4）采用微孔曝气设备，其设备维修管理不便，如果某一曝气头损坏，需将整池放空才能维修。为发挥A2/O工艺的优点，并克服传统A2/O工艺存在的缺点进行如下改进。在传统A2/O工艺基础上，引入先进的改良A2/O工艺的概念。其目的是充分利用改良A2/O工艺显著的氮磷脱除功能。这种工艺在厌氧池、缺氧池、好氧池中分别添加酶浮填料，其优点如下：在厌氧水解系统中：1.设立在反应分离过渡区能有效拦截较轻的游离厌氧污泥，并使其吸附固定在填料上，增加厌氧池内微生物总量，尤其是适应该类废水水质的有益微生物量；2.填料以一定的倾角布置，起到增加分离区分离面积的作用，有效降低水力负荷。前期污水以垂向流穿过填料，使得填料层及所附污泥层对进入分离区的污水起到过滤、吸附作用；当填料上生物膜层达到一定厚度，垂向流阻力增加时，填料层起到斜板作用，增加分离区表面积，有效降低水力负荷，提升出水水质；3.填料上老化的生物膜在较长周期后会剥落，由于生物膜较为密实，剥落后的生物膜将沉降到池底，有效增加反应区生物量。在好氧系统中：1.比表面积大，微生物量多，处理能力大，净化功能显著提高；同时固定微生物，减轻膜分离负担，减少膜清洗的周期，更好的保证膜的分离效果。2．具有较强的生物降解能力，同时可使工程占地面积减少40%以上，土建投资减少30%以上。3．污泥沉降性能好，易于固液分离；剩余污泥量少，降低污泥处理与处置费用。在表面负荷1.5-2.0m3/m2.hr条件下，仍可达到较好的分离效果，体系内剩余污泥量比常规活性污泥法减少50%。4．耐冲击负荷，对水质、水量变动具有较强的适应性。5．易于运行管理，减少污泥膨胀问题，无需污泥回流及对填料进行反冲洗。6．安装方便，易于施工，且不影响池内设施检修。其工艺流程见下图：进水粗格栅进水粗格栅进水泵房深度处理沉淀池缺氧池沉砂池细格栅出水厌氧池好氧池水解池污泥回流混合液4.2.氧化沟最初于五十年代出现于荷兰，主要由环形曝气池组成，具有出水水质好、处理效率稳定、操作管理方便等优点，同时，也能满足生物脱氮要求。氧化沟布置有多种形式，除了常用的转刷型氧化沟外，还有采用垂直轴表面曝气叶轮的卡罗塞尔氧化沟以及转碟型曝气器的奥贝尔氧化沟。同时，在运行方法上又可分为连续流及分渠式氧化沟。后者，氧化沟中一部分体积兼作沉淀池，故不再设二次沉淀池和污泥回流设备。上述各种形式的氧化沟，目前国内均有工程实例，大部分氧化沟运行良好，去除效率稳定，取得了较好的处理效果。在间歇运行的氧化沟基础上，丹麦又发展了一种新型的氧化沟，即三沟式氧化沟。在运行稳定可靠的前提下，操作更趋灵活方便。早期的氧化沟工艺占地面积大，仅用于小型污水处理厂，随着对氧化沟工艺的充分认识和改进，目前沟深已由1.0m增加至4.0m以上，采用倒伞型表曝机的Carrousel氧化沟水深可以达到4.5米。随着氧化沟工艺的不断发展，作为活性污泥法的一种变型的氧化沟现已广泛应用于世界各地，并正向着大中型污水处理厂发展，曝气型式的多样化和不断改进，使氧化沟工艺迅速得到推广。卡鲁塞尔氧化沟的曝气设备是表曝机，它安装在沟道转弯处。表曝机的转动将水流提升向四周扩散，形成旋涡流并向前推进，它同时发挥着充氧、搅拌和推流的功能，其中大部分能量用于充氧和搅拌，一小部分用于推流，要求保持沟内平均流速大于0.3m/s。在表曝机推动下，整个氧化沟形成一道循环流动的水流，混合液的溶解氧浓度沿沟长变化，当某一沟段的溶解氧值降至0.5mg/L以下，形成缺氧环境，就会出现反硝化工况。目前全世界已建成卡鲁塞尔氧化沟近千座，最大的在德国一个化工厂，全厂有5个单元，安装了110台曝气叶轮，每台功率132Kw，总处理水量200万m3/d。卡鲁塞尔氧化沟除具有一般氧化沟的特点外，还有以下特点：（1）采用叶轮曝气，单台功率可达160Kw，而转刷最大功率只有45Kw，这就减少了设备台数，便于维护管理。（2）由于曝气设备搅拌能力强，沟深可增大到5m以上，如果采用双层式叶片式曝气机沟深可加大到6m以上，有利于减少占地和保持水温。（3）运行管理十分简单，一般不需要自动控制，如果采用自控，是为了降低能耗和脱氮。（4）由于反应池与二沉池分建，使用起来十分灵活，可以替代其他工艺，也可以与其他工艺结合只作为反应池使用。（5）沟形式可灵活变化，渠道数可多可少（但必须双数），形状可以是传统的沟形，也可是方形、同心圆形，根据地形条件决定。最初的普通carrousel氧化沟的工艺中污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。表面曝气机使混合液中溶解氧DO的浓度增加到大约2～3mg/l。在这种充分掺氧的条件下，微生物得到足够的溶解氧来去除BOD；同时，氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，此时，混合液处于有氧状态。在曝气机下游，水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态，水流维持在最小流速，保证活性污泥处于悬浮状态（平均流速>0.3m/s）。微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧，直到do值降为零，混合液呈缺氧状态。经过缺氧区的反硝化作用，混合液进入有氧区，完成一次循环。该系统中，BOD降解是一个连续过程，硝化作用和反硝化作用发生在同一池中。由于结构的限制，这种氧化沟虽然可以有效的去除BOD，但除磷脱氮的能力有限。为了取得更好的除磷脱氮的效果，改良型Carrousel氧化沟在普通Carrousel氧化沟前增加了一个厌氧区和缺氧区。回流污泥和污水进入厌氧区，聚磷菌在厌氧环境下能充分释磷。利用内回流泵将好氧区内的硝化混合液回流至缺氧区，在缺氧区内完成反硝化脱氮。缺氧区后接普通Carrousel氧化沟系统，进一步完成去除BOD、硝化和除磷功能。最后，混合液在好氧区排出，在富氧环境下聚磷菌过量吸磷，将磷从水中转移到污泥中，随剩余污泥排出系统。这样，在改良Carrousel氧化沟内较好的同时完成了去除BOD、COD和脱氮除磷功能。改良Carrousel氧化沟工艺流程框图：回流及剩余污泥泵房回流及剩余污泥泵房粗格栅进水泵房深度处理二沉池沉砂池细格栅回流污泥进水厌氧池缺氧池卡鲁塞尔氧化沟内回流改良SBR是序列间歇式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess）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。改良型SBR工艺分为预处理、生物处理和污泥处理三部分，所不同的是生物处理以改良型SBR反应池为主，反应池连续进水，两个序批池交替运行。改良型SBR的流程示意见图，流程的实质与传统A2/O工艺一样，但它强化了各反应区的功能，为各优势菌种创造了更优越的环境和水力条件，无论从理论上分析，或者实际的运行结果看，改良SBR工艺是较理想的污水生物除磷脱氮工艺，同时，改良SBR工艺的厌氧区还可作为系统的厌氧酸化段，对进水中的高分子难降解有机物起到厌氧水解作用，聚磷菌释磷过程中释放的能量，可供聚磷菌主动吸收乙酸、H+、和e-、使之以PHB形式贮存在菌体内，从而促进有机物的酸化过程，提高污水的可生化性和好氧过程的反应速率，厌氧、缺氧、好氧过程的交替进行使厌氧区同时起到优化选择器的作用。但改良SBR工艺也有以下缺点：1、自动化控制要求高。2、排水时间短（间歇排水时），并且排水时要求不搅动沉淀污泥层，因而需要专门的排水设备（滗水器），且对滗水器的要求很高。3、后处理设备要求大：如消毒设备很大，接触池容积也很大，排水设施如排水管道也很大。4、滗水深度一般为1~2m，这部分水头损失被白白浪费，增加了总扬程。改良型SBR工艺流程见下图：剩余污泥泵房剩余污泥泵房粗格栅进水泵房深度处理改良SBR池池沉砂池细格栅贮泥池污泥浓缩脱水机房泥饼外运进水出水4.2.3方案比选：比较内容方案一：改良A2/O工艺方案二：改良Carrousel氧化沟方案三：改良型SBR工艺构筑物数量较少较少较多处理效果满足脱氮除磷要求，出水能稳定达标；处理效果好。满足脱氮除磷要求，出水能稳定达标；处理效果较好。满足脱氮除磷要求，处理效果较好。抗冲击负荷系统抗冲击负荷能力极强，能适应本项目水质特点。系统抗冲击负荷能力较强，完全适应本项目。系统有一定的抗冲击负荷能力。曝气方式鼓风供气，氧利用率高，维修量较小。采用叶轮供氧充氧效率较高，维修量大。采用鼓风机供气，氧利用率高。运行管理设备及构筑物较少，管理相对简便。设备自动控制程度高。设备及构筑物较多，运行管理相对简单，自控简单。设备及构筑物较多，运行管理相对复杂，要求较高。设备设备种类单一，数量较少，维护简单。设备种类及数量相对较少，维护简单设备种类及数量多，维护要求高，曝气器维护较复杂。基建投资较低较高中运行费用较低中中占地占地面积较小占地面积较大池深较深，占地面积较小4.2.3根据以上工艺方案情况介绍，三种工艺方案各有优缺点，但均可满足污水处理厂的处理要求。经过对比分析，改良A2O更为适合本工程。因此我院采用了A2/O工艺作为本工程的生化处理工艺。4.2.4污水处理厂污水经过处理后达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。在二级生化处理后需增加深度处理单元。二级生物处理出水中污染物质为有机物和无机物的混合体，有机物包括细菌、病菌、藻类及原始生物等。无论是有机物还是无机物，根据他们存在于污水中的颗粒大小可分为悬浮物(>1µm)、胶体(1µm～lnm)和溶解物(<1nm)，一般来说通过混凝沉淀可以去除悬浮物和胶体离子，强化处理去除的重点是去除浊度和BOD5、COD的颗粒状、胶体状杂质、除磷以及消毒。深度处理单元根据水质目标不同主要包括：混凝、沉淀（澄清、气浮）、过滤、消毒，必要时可采用活性炭吸附、膜过滤、臭氧氧化和自然处理等工艺单元。混凝-沉淀-●混合是混凝沉淀的前提，混合效果的好坏直接关系到后序的混凝沉淀效果。原水中投加混凝剂后，应立即瞬时强烈搅动，在很短的时间内（10～20s）内，将药剂均匀分散到水中。此过程使所有胶体颗粒几乎在瞬间完成脱稳与凝聚，故也称初级混凝过程。混合是取得良好絮凝效果的先决条件，也是节省投药量的关键。●絮凝是深度处理的重要工艺环节，絮凝长大过程是微小颗粒接触碰撞的过程。絮凝效果的好坏取决于两个因素：一是混凝剂水解后产生的高分子络合物形成吸附架桥的连接能力，这是由混凝剂的性质决定的；二是微小颗粒接触碰撞的机率和如何控制它们进行合理的有效碰撞，这是由设备的动力学条件决定的。要想使水体中颗粒相互碰撞，就必须使其与水流产生相对运动，这样水流就会对颗粒运动产生水力阻力。由于不同尺度颗粒所受水力阻力不同，所以不同尺度之间就产生了速度差。这一速度差为相邻不同尺度颗粒的碰撞提供了条件。如何让水中颗粒与水流产生相对运动，最好办法是改变水流的速度。改变速度方法有两种：一是改变水流时平均速度大小。二是改变水流方向。一般的絮凝池型式有：穿孔旋流絮凝池、涡流絮凝池、孔室絮凝池、机械絮凝池、隔板絮凝池、折板絮凝池、网格絮凝池。穿孔旋流絮凝池、涡流絮凝池、孔室絮凝池，优点是结构简单，造价低，施工方便；缺点是不适合水量的变化，絮凝效果比较差，大型水厂一般不宜采用。机械絮凝池絮凝效果好，水头损失小，但机械设备维护管理较复杂。隔板絮凝池优点是絮凝效果较好，结构简单，施工方便；缺点是容积大，水头损失大，出水流量不易均匀分配。●沉淀是深度处理工艺中絮凝体与水分离的重要环节，其运行状况直接影响了出水水质。沉淀池型式有：平流沉淀池、脉冲澄清池、高密度澄清池、斜管沉淀池、斜板沉淀池。平流沉淀池具有施工方便，水力条件好，适应性强，操作管理简单等优点。平流沉淀池对水质、水量变化大的冲击负荷适应性强，处理效果稳定，构造简单，池深度较浅，不需要填料，管理方便，采用机械排泥效果也很好，是一种常用的沉淀池形式，缺点是停留时间长，池子占地面积较大。由于本项目受水厂占地、地形限制，不宜采用该种池形。脉冲澄清池是一种悬浮泥渣形的澄清池，利用脉冲配水方法，自动调节悬浮层泥渣浓度的分布，进水按一定周期冲水和放水，使悬浮层泥渣交替地膨胀和收缩，增加原水颗粒与泥渣的碰撞接触机会，从而提高澄清效果。适应处理高浊度且浊度变化较大的原水，由于脉冲及絮凝均发生在水下，不宜观察掌握，因此操作管理要求较高，对水质、水量变化较为敏感，操作管理复杂，需要及时监测，否则会造成出水水质变差。由于污水二级出水水质较好，浊度较低，用澄清池形成泥渣层较困难，将影响絮凝和分离效果，从水质和管理上考虑，不宜采用该种池形。高密度澄清池（沉淀池）与斜管（斜板）沉淀池的构造基本一致，其最大区别在于将活性污泥进行回流，形成悬浮层，以增强絮凝体的活性和沉淀效果，适应处理高浊度（原水悬浮物含量3000~10000mg/l）的原水，该工程为污水处理厂二级出水，水质较好，浊度较低，可以不采用该种池形。斜管沉淀池、斜板沉淀池是在不断总结平流沉淀池的实践经验的基础上，在浅池理论的指导和应用中发展起来的。与平流沉淀池相比，斜管、斜板沉淀池减少占地面积，改善了水力条件，因此提高了制水生产能力。斜管、斜板沉淀池具有停留时间短，沉淀效率高，占地少等优点。●过滤是深度处理工艺中重要的一道工序，用以除去在混凝沉淀后的残留絮体和杂质。根据滤池的结构型式不同，目前常用的池型有普通快滤池、双阀滤池、虹吸滤池、V型滤池及转盘纤维滤池等。下面对常用滤池中的普通快滤池、V型滤池及转盘纤维滤池进行分析比较。（1）活性砂滤池活性砂过滤器基于逆流原理，待处理的原水经进水管，通过位于过滤器底部的布水器进入过滤器，水流由下向上逆流通过滤床，经过滤后的过滤液在过滤器顶部聚集，经溢流口流出。活性砂过滤系统是一种集混凝、澄清、过滤为一体的高效过滤处理工艺，由多个活性砂过滤器单元组成。它不需停机反冲洗；采用单级滤料，无需级配，没有水力分布不均和初滤液等问题；不需要反冲洗水泵及其停机切换用电动、气动阀门；无需单设混凝、澄清池，无需混凝、澄清用机械设备。因此，活性砂过滤系统占地面积更紧凑，运行费用更经济。原水通过进水管进入过滤器内部，并经布水器均匀分配后上向逆流通过滤料层并外排。在此过程中，原水被过滤，水中的污染物含量降低；同时石英砂滤料中污染物的含量增加，并且下层滤料层的污染物含量高于上层滤料。位于过滤器中央的空气提升泵在空压机的作用下将底层的石英砂滤料提升至过滤器顶部的洗砂器中清洗。砂粒清洗后返回滤床，同时将清洗所产生的污染物外排。由于石英砂滤料在过滤器中呈自上而下的运动状态，对原水起搅拌作用，因此搅拌絮凝作用可在过滤器内完成。过滤器内滤料清洁及时，可承受较高的进水污染物浓度。活性砂过滤器特殊的内部结构及其自身特点，使得混凝、澄清、过滤在同一个池体内全部完成。活性砂过滤系统由相应结构的混凝土池子、锥型滤砂导向装置、内部过滤单元、进水管道、滤液出水管道、冲洗水出水管、内部过滤单元与相应管道间的弹性连接、空压机和控制系统等组成。内部过滤单元包括进出水管、水流分配器、洗砂装置、冲洗水出水管和空气提升泵套管等。进出水管和冲洗水出水管都位于过滤单元的上部。过滤器底部被污染的滤料通过空气提升泵被提升到过滤器顶部的洗砂器，通过紊流作用使污染物从活性砂中分离出来，杂质通过清洗水出口排出，净砂利用自重返回砂床从而实现连续过滤。活性砂过滤器的特点主要包括：过滤连续运行，无需停机反冲洗，效率高；无需反冲洗水泵风机冲洗水箱及阀门等；集混凝沉淀及过滤于一体，大大简化了工艺流程及占地空间；运行及维护费用低；对于高SS含量的废水不需预处理（进水SS可达150mg/L）；与常规砂过滤工艺相比，可节省30%－40%的化学药剂；可节省70%的设备空间；深层过滤，滤床深度2000mm；滤床压头损失小，只有0.5m；采用单一均质滤料，无须级配层；滤料被连续清洗，过滤效果好，无初滤液问题；出水水质稳定；易于改扩建。（2）V型滤池V型滤池是恒水位过滤，池内的超声波水位自动控制可调节出水清水阀，阀门可根据池内水位的高、低，自动调节开启程度，以保证池内的水位恒定。V型滤池所选用的滤料的铺装厚度较大（约1.20m），粒径也较粗（0.95-1.35mm）的石英砂均质滤料。当反冲洗滤层时，滤料呈微膨胀状态，不易跑砂。V型滤池的另一特点是单池面积较大，过滤周期长，水质好，节省反冲洗水量。V型滤池的特点是滤池过滤周期长，采用均质深层砂滤料，滤料层利用率高，截污能力强、滤速高、滤后水质好。反冲洗方式为气水反冲加表面扫洗，反冲洗强度小，节省冲洗水量和电耗，反冲洗效果好。单池进、出水设置堰板，使各池进水均匀，进出水不受其他单池的影响，并可根据滤池水位的变化微量调节出水阀门的开启度，以（3）转盘纤维滤池转盘过滤是将过滤转盘安装在特别设计的混凝土滤池内进行过滤，它的作用在于去除污水中以悬浮状态存在的各种杂质，提高污水处理厂的出水水质，使处理水SS低于10mg/L。转盘滤池比传统砂滤池有以下优点：◆出水水质好，并且水质和水量稳定，连续过滤。◆设计新颖，耐冲击负荷，适应性强。◆ 设备简单紧凑，附属设备少，整个过滤系统的投资低，设备闲置率低，总装机功率低。◆ 运行自动化，维护简单、方便。◆ 运行费用低。◆ 占地小，有效过滤面积大，过滤及反洗效率高。◆ 滤前处理系统的事故对滤池的影响较小，并且恢复较快。本方案选取了2个工艺方案进行对比分析，方案一、混合絮凝+深床滤池+转盘纤维过滤工艺；方案二、混合絮凝+斜管沉淀+V型滤池工艺。对比分析如下：深度处理工艺方案技术及经济指标比较一览表序号对比因素工艺方案方案一（混合絮凝+活性砂滤池）方案二（混合絮凝+沉淀+V型滤池）1处理效果好好2运行管理简单较复杂3占地较小较小4能耗较小较大5运行费用较低较高6过滤反冲需要反冲洗需要较大的气水反冲洗强度7适用规模各种规模各种规模8工程造价较低较高4.2.4根据本工程特点及我院多年设计经验，本方案深度处理工艺采用混合絮凝—活性砂滤池进行深度处理。4.2.5污水处理厂消毒处理工艺方案比选4.2.5污水中的病原体主要用三类：病原性细菌、病毒和蠕虫卵。分类详见下表：病原体分类表病原体病原性细菌：沙门氏菌属、痢疾志贺氏菌、霍乱弧菌、结核杆菌。布备氏菌属、炭疽杆菌、病原性大肠杆菌病毒：传染性肝炎病毒、脊髓灰质炎病毒、腺病毒、柯萨基病毒、埃苛病毒、RED病毒蠕虫卵：蠕虫卵、钩虫卵、血吸虫卵消毒方法大体可分为两类：物理方法和化学方法。物理方法主要有加热、冷冻、辐照、紫外线和微波消毒等方法。化学方法是利用各种化学药剂进行消毒，常用的化学消毒药剂有多种氧化剂（氯、臭氧、碘高锰酸钾等）、某些重金属离子（银、铜等）及阳离子型表面活性剂等。为保证公共卫生安全，防止传染性疾病传播，城市污水处理设施应该设置消毒设施，本次设计采用消毒工艺。目前，污水厂消毒主要采用液氯消毒，二氧化氯消毒，紫外线消毒等。1、液氯消毒液氯溶于水后，产生次氯酸(HOCl)，离解出OCl-，利用OCl-极强的消毒能力，杀灭污水中的细菌和病原体。液氯消毒效果可靠，投配设备简单，投量准确，价格便宜，但出水中的余氯及某些氯化合物对水生物有毒害作用，同时可能产生THMS等致癌物质。液氯消毒系统主要由加氯机，氯瓶及余氯吸收装置组成。2、二氧化氯消毒二氧化氯是一种广谱型的消毒剂，它对水中的病原微生物，包括病毒、细菌芽孢等均有较高的杀死作用。二氧化氯消毒处理工艺成熟，效果好。二氧化氯只起氧化作用，不起氯化作用，不会生成有机氯化物；杀菌能力强，消毒效力持续时间较长，效果可靠，具有脱色、助凝、除氰、除臭等多种功能，不受污水pH值及氨氮浓度影响，消毒杀菌能力高于氯，但必须现场制备，设备复杂，原料具有腐蚀性，需化学反应生成，操作管理要求高。二氧化氯消毒系统包括二个药液储罐、二氧化氯发生器，投加设备。3、紫外线消毒细菌受紫外光照射后，紫外光谱能量为细菌核酸所吸收，使核酸结构破坏，从而达到消毒的目的。紫外线消毒速度快、接触时间短，反应快速、效率高，无需投加任何化学药剂，不影响水的物理性质和化学成分，不增加水的臭和味，操作简单，便于管理，易于实现自动化，但是紫外线消毒无持续消毒作用，水中悬浮物浓度直接影响消毒效果，而且电耗较大。一次投资较大。紫外线消毒系统主要设备是高压水银灯。4、三种消毒方式的比较三种消毒方式性能比较消毒剂优点缺点液氯①消毒效果好；②设备简单，运行管理方便；在世界范围内大规模水厂应用广泛，具有成熟可靠的运行经验；③投资及运行成本低。①产生三卤烷等致物质；②氯气的运输和储存具有一定的危险性；③接触时间较长，约30min。二氯化氯①消毒效果好，能有效杀灭水中用氯消毒效果较差的病毒和孢子等；②能大大降低消毒后水中三氯甲烷等氯消毒副产物；①药剂用量大，价格较高，消毒成本较高；②二氯化氯的检测手段还不完备；③对于二氯化氯的消毒副产物亚氯酸根的毒理学认识尚无定论，目前仍处于研究阶段。缺乏大规模污水处理厂的使用和运行经验；④接触时间较长，约30min。紫外线①消毒效果好，对细菌、病毒、原生动物具有广谱性；②无消毒副产物；③无危险品的运输和储存；④接触时间短，约2～4s，占地面积小，基建费用省。①设备管理要求略高；②属于较新型消毒工艺；③缺乏大规模污水处理厂的使用和运行经验。6、消毒工艺确定通过以上消毒方法的介绍和分析，综合考虑用于污水消毒工艺的适用性、成熟性、安全性、可靠性及处理费用等因素，本工程设计采用紫外线工艺。.6污水处理过程中产生的污泥，有机物含量较高，并且很不稳定，易腐化，含有大量病菌及寄生虫，若不经妥善处理和处置将造成二次污染，必须进行必要的污泥处理和处置。污泥处理的目的：1．减少有机物，使污泥稳定化；2．减少污泥体积，降低污泥后续处置费用；3．减少污泥中有害物质；4．利用污泥中可用物质，化害为利；5．减少病原菌及寄生虫的数量；6．作为肥料可改善土壤，不会板结。4.2.61．根据污水处理工艺，按其产生的污泥量、污泥性质，结合当地的自然环境及处置条件选用符合实际的污泥处理工艺。2．妥善处置污水处理过程中产生的污泥，避免二次污染。3．尽可能利用污泥中的营养物质，变废为宝。4.2.6在城市污水处理过程中，无时无刻不在产生着大量的污泥。正是这些污泥的不断产生，才使污染物与污水分离，从而完成污水的净化。对于产生的污泥，如果不予以有效地处理和处置，仍然会污染环境，使污水处理厂的功能不能完全发挥。污泥处理工艺流程包括四个处理或处置阶段，即污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化。1.污泥处理污水处理厂的污泥处理，包括以下处理：(1)污泥浓缩（减量化）对于含水率较高的污泥为了减少后续工序（脱水及消化）的负担，通常要进行污泥浓缩，使污泥含水率降到95～98%，污泥浓缩方法分为重力浓缩和机械浓缩。(2)污泥稳定（稳定化）污泥稳定处理的目的在于通过某种化学的、生物化学的或物理化学的方法减少污泥中有机成分的含量，使其达到化学性质的稳定化。稳定处理是否完全必要及其需要达到的程序，主要取决于后续工序—污泥最终处置。(3)污泥无害化处理（无害化）污泥中存在致病菌和寄生虫卵，易传播疾病，通过处理，杀灭污泥中的致病菌和寄生虫卵，达到卫生无害化。(4)污泥脱水（减量化）为了进一步减少湿污泥量便于运输，节省污水处理厂运行费用，污泥一般都要进行脱水，脱水后污泥含水率可达75～80%，然后运出厂外，易于处置。根据国内污泥消化池运行经验，消化池中有机物被分解的程度与投入消化池中的污泥含有机物量有关，据测污泥中有机物含量在50%时，污泥中有机物在消化池中被分解率仅为30%，有机物浓度达70%的初沉池污泥经消经后有机物的分解率达55%，同时据测试比较有利于消化反应的污泥中碳与氮的比值最好大于10:1，而剩余活性污泥中碳与氮的比例仅为5：1，若与初沉池的污泥相混合，碳氮比亦只能上升8：1，还是处于不利条件之列。在正常情况下，我国污水处理厂初沉池的污泥消化时产气量10m3/m3左右。据计算如将所产沼气用于发电其能量仅能回收25%，若将发电的余热全部利用其能量的回收仅达75%，这亦仅是理论计算，实践中很难达到，何况实际使过程每立米污泥产沼气量还远小于10m消化池在管理方面影响因素较多，要求操作水平，技术水平都较高，管理环节多，这亦是国内污水厂污泥消化池建成运行不正常的原因之一，由此而知本工程在方案比较中暂取消了污泥浓缩池后的厌氧消化处理构筑物—消化池。因此，建议本工程近期污泥不进行消化处理，直接浓缩、脱水，采用机械浓缩脱水的处理方式。在城市污水处理过程中，无时无刻不在产生着大量的污泥。正是这些污泥的不断产生，才使污染物与污水分离，从而完成污水的净化。对于产生的污泥，如果不予以有效地处理和处置，仍然会污染环境，使污水处理厂的功能不能完全发挥。污泥处理工艺流程包括四个处理或处置阶段，即污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化。根据上述情况，结合国内污水处理建设经验，同时，考虑到拟建的废水处理厂采用氧化沟工艺方案，排出剩余污泥已基本稳定。因此本工程推荐如下的污泥处理处置流程：剩余污泥→污泥浓缩脱水→污泥处置本次污泥浓缩脱水工艺有两种方案可供选择，处理后的污泥含水率均能达到80%以下：方案一：污泥机械浓缩、机械脱水方案二：污泥重力浓缩、机械脱水将两种方案的优缺点进行比较，见下表。污泥浓缩、脱水方案比较表项目方案一方案二污泥机械浓缩、机械脱水污泥重力浓缩、机械脱水主要构建筑物污泥储泥池、浓缩脱水机房、污泥堆棚污泥浓缩池、脱水机房、污泥堆棚主要设备污泥浓缩脱水机、加药设备浓缩池、脱水机、加药设备占地面积小大絮凝剂总用量3.0—5.0kg/T·DS≤3.00kg/T·DS总土建费用小较大设备费用高一般投资一般一般电费高低从上表可看出，两个方案投资相近，但方案二运行费用、运行效果明显优于方案二。因此，本工程污泥处理工艺推荐采用重力浓缩、机械脱水方案。4.2.6目前，国内外普遍采用的污泥最终处置有填埋、热处理及焚烧技术、农用、污泥的综合处理等方式。(1)污泥的填埋污泥的填埋按其防止二次污染的措施又分为简单填埋和卫生填埋两种方式。简单填埋是指在自然条件下，采用坑、塘以及洼地等自然填埋，不加覆土掩盖和防止污染措施的填埋方法。卫生填埋是指能对填埋气体和渗滤液进行控制的科学填埋方式，其与传统填埋的根本区别主要在于卫生填埋过程中采取了底、侧层防渗与废气回收处理，覆压实作业等措施，从而避免了目前采用的传统填埋方式所造成的二次污染。卫生填埋设施及作业设备简单，一次性投资相对较小，但是其占地面积大，运输距离远，场址不易选择，而且随着环保标准的日益严格，对填埋场的设计和施工标准越来越高，其建场投资和填埋费用也相应提高。(2)污泥的焚烧污泥的焚烧是最彻底的处理方法，可使污泥中的碳水化合物转变成CO2+H2O，同时在高温下杀灭病毒、细菌，在焚烧过程中所产生的热能可以得到合理利用。该处理方法技术特点如下：A．污泥焚烧处理后，污泥中的病原体被彻底消灭，燃烧过程中产生的有毒有害气体和烟尘经处理后达到标准排放，无害化程度高。B．污泥经焚烧后，减容量大，一般可减容80%～90%，可节约大量填埋场地。C．污泥焚烧所产生的高温烟气，其热能被废热锅炉吸收转变为蒸汽，用来供热及发电，实现污泥处理的资源化。D．污泥焚烧厂占地面积小，尾气经净化处理后污染较小，场址选择较灵活。E．焚烧处理可全天候操作，不受天气影响。焚烧法可分为两类：一类是将脱水污泥直接送焚烧炉焚烧，另一类是将脱水污泥先干化再焚烧。污泥焚烧要求污泥有较高的热值，因此污泥一般不进行消化处理。第一类直接焚烧工艺可燃烧75%～80%含水率的污泥，为了保证污泥的稳定燃烧并对污泥含水率的波动具有一定的适应性，一般都需掺入辅助燃料，采用循环流化床焚烧炉最为理想。此类设备由于技术要求较高，国内厂家对此尚无把握，因此目前只能选用国外设备。第二类干化焚烧联合工艺的关键在于干化。干化所需热源由焚烧炉提供，干化设备国内尚无成熟设备，因此需采用国外设备，关于焚烧炉，可以采用国产的循环流化床设备。无论是直接焚烧，还是干化后焚烧工艺在国外已有大量的工程实例，但所需投资大，占用资金周期长，另外焚烧过程中产生的“二恶英”问题必须有很大投入才能有效解决。(3)污泥农用污泥中的营养成份和部分有机物是可以被利用的。污泥除了具有一定肥效外，还具有“土壤改良剂”的作用。将污泥应用于致密结构的土壤中，会使土壤膨松，改良土壤的持水性能。但是污泥中可能含有一些致癌物质和重金属化合物，动物、植物长期接触后会造成慢性中毒，去除这些有害物质往往需要很高的成本，处理成本无法和经济效益相平衡，因此尚未得到普遍的推广。(4)国外目前污泥处理技术及其发展方向国外目前广泛采用的污泥处理技术可以归纳为三大类：*土地处置：包括污泥农用和应用于森林或园艺；*单独或者与生活垃圾共同填埋；*热处理。污泥的土地处置在未来可能是主要的污泥处置方法，尤其对于小型污水厂较多采用。在土地资源比较丰富的区域，污泥的填埋技术应用比较常见，如在欧洲污泥的填埋一般与市政固体废弃物一起进行。在希腊污泥几乎全部填埋，葡萄牙和卢森堡污泥填埋所占比例均超过80%，法国和英国的填埋比例也超过50%，而美国填埋和土地表面处置占35%。在有些欧盟国家则鼓励污泥农用，其农用比例大致与填埋相等，但污泥农用也受一些不确定因素，如农民接受污泥程度的影响。在日本污泥的最终处理，则普遍采用脱水后焚烧、干化后利用、脱水后利用三种工艺。但是较大污水处理厂大多采用焚烧处理工艺，并且随着社会发展焚烧所占比例逐年增加。4.2.6根据环评报告、可研报告及其批复，本工程产生的污泥、栅渣及沉砂等固体废弃物收集后，运往巢湖市万山垃圾填埋场与生活垃圾混合填埋处置。第5章方案设计 5.1污水处理厂工艺方案设计 5.1.1污水处理厂总图布置原则如下：1)、按照不同功能，夏季主导风向和全年风频，合理分区布置，将办公区和重污染区用绿化带隔开。2)、各相邻建、构筑物之间间距，考虑各类管渠施工维修方便。3)、工艺流程流畅，按流程及排出的位置综合布置。4)、考虑人流、物流运输方便，布置主次道路。5)、满足消防安全要求。6)、变配电间布置临近用电负荷中心。7)、按照建成花园式处理厂要求，进行绿化小品布置。8)、考虑与周围环境的协调。9)、处理构筑物布置紧凑，节约用地便于管理。本工程总图根据以上原则进行布置：5.11、总平面设计夏阁镇污水处理厂远期共占地62亩，本次工程按照近期0.5万m3/d规模进行征地28.3亩，远期预留33.7亩用地，对其进行规划控制，防止占作他用。（1）功能分区本次设计污水处理厂总平面布置根据业主提供的厂区征地范围图以及结合厂区周围环境和处理工艺以及进出水位置等条件，将污水厂的管理及处理构筑物合理有机的联系起来，在保证污水、污泥处理工艺合理布局合理、生产管理方便，连接管线简洁的基本原则下，按功能及工艺流程进行分区。主要分为厂前区（含附属建筑物区）、生产区（污水预处理区、污水处理区、污泥处理区）等区块。（2）厂前区厂前区包括综合楼（含办公、化验、食堂等）、中控室、配电室、机修仓库、车棚等。该区位于处理厂的西北侧，常南年主导风向及夏季主要风向的上风向，综合楼与厂前区有较宽的绿化带和区域景观及道路分隔与生产区隔离，形成相对较为独立的区域，使生产管理人员基本上不会受到臭味及噪音的影响。附属构筑物位于厂前区的北侧，靠近生产区并充分考虑与远期建设的结合。用较宽的绿化带和道路将生产区与辅助建筑物分隔成相对独立的区域。（3）生产区污水处理区位于厂区的西南部，包括提升泵房、细格栅间、A2O生化池、二次泵站、活性砂滤池、紫外线消毒渠等。生物处理采用氧化沟和二沉池。污水处理区的布置满足工艺流程和水力流程的需要，并留有事故排放出路，正常情况下沉淀池出水进入消毒渠进行消毒，当消毒渠出现故障时可直接排放。污泥处理区主要为污泥浓缩池、污泥脱水车间，位于厂区的最南角。（4）厂区围墙、大门、道路厂区道路连接厂内各主要功能分区，并通过大门和厂外道路联通，主要供生产管理人员以及生产、管理车辆通行使用。沿厂前区，通过宽度为6m的进厂道路将整个厂区与规划道路进行连接。厂区主要道路设计宽度为6.0m，其余次要道路宽度为4.0m。设计厂区道路的转弯半径为6.0～9.0m，道路纵坡大于3‰；厂内路面采用沥青路面，主干道设计为两面坡，便于雨水排除。厂区道路两侧的设计地面高基本都高于设计路面高。厂区内各构筑物外边距离道路边界一般保证在3～5m，便于各种管线的布置。各建筑物与厂区道路采用双通道连接。厂区设置大门1座，作为管理人员出入和运输车辆使用。污水厂的边界结合周围环境采用通透式围墙设计，其形式为铁艺栏杆。（5）厂区绿化污水厂建成后需要对厂区周围和厂区内的空地进行充分绿化。在厂前区保留中心绿地和建筑小品用地，做到和谐搭配，创造出一个优美的小环境。生产区的绿化应根据构筑物与道路的形状，考虑防尘、及隔音的不同要求，选用不同的树种进行有规则的绿化，并适当配以花坛棚架、草地等。植物的种类选用应根据不同区域的功能进行恰当的选择。厂前区内可种植观赏型的乔木、藤本植物及花卉，并适当辅助草坪衬托。在污水处理区为防止落叶飘至池内影响运转，则应以大面积的草地为主，辅以少量的低矮灌木勾勒边界，并可适当设置小花坛进行点缀。本工程设计污水厂绿化率大于30％。2、高程设计（1）竖向设计（a）.污水厂高程布置原则：污水经污水厂提升泵房提升后流入细格栅和漩流沉砂池，经沉砂后依次流经以后各处理构筑物，并尽量减少提升高度以节约能源。污水厂设计地面标高尽可能考虑土方平衡，并与周围场地道路标高相适应。利用现有地形，减少厂区土方量，节省工程投资，同时减少主体构筑物的基础底部入土埋深，保证构筑物的抗浮安全。污水处理厂生物处理后的出水能够自流排入水体，不受洪水顶托。污水处理厂的地面高应高于排涝标准的水位。（b）.厂区设计地面标高夏阁镇污水处理厂出水排入厂区旁边的夏阁河。厂区现状地面标高为12.5m，厂区东侧现状道路高程约9.5～9.6m，考虑到厂区土方的平衡，结合内涝水位等因素，将厂区地面标高定为10.0m，厂区满足防洪要求。厂前区竖向高程控制在10.1m～10.2m。（2）水力高程设计为保障污水处理厂正常运行，水力流程设计采取厂区进水泵房一次提升城区污水干管收纳的污水，满足污水重力流经厂区一二级处理构筑物和深度处理构筑物，排入夏阁河，最终汇入巢湖，详细高程布置见污水处理厂水力高程图。为节约能耗，污水处理厂的水力高程以进水泵房一次提升重力流经处理构筑物进行排放为原则进行设计，构筑物高程应按受纳水体夏阁河的水位综合比较后确定。污水厂流程设计按烔巢湖二十年一遇洪水位9.71m进行控制，考虑污水工艺流程尽可能的重力自流降低能耗，结合厂区的地面高程与污水处理构筑物之间的高程关系处理。尾水排放口按0.5万m3/d规模设计，管径DN400。3、厂区管网设计厂区管网设计范围包括总进水管、工艺水管、工艺泥管、空气管、溢流管、给水管、雨水管、污水管、电力管沟/线等管线10余种。污水厂的管线走向、交叉错综复杂。布置原则为：必须满足各种管道的功能及使用要求；各种管线的平面及竖向设计必须保证足够的管道布置空间；重力管道应充分利用地形坡度，尽可能顺坡布置，以达到经济使用的目的；各构筑物之间连接管道，尽量以直线形式进行连接，缩短距离，减少交叉；当交叉管线高程发生矛盾时，应按照小管让大管、压力管让重力管的原则布置。（1）总进水管设计进水泵房按照0.5万m3/d规模进行建设，因此进水干管按此规模设计。进水管道d=800mm，管底高为4.0m。由污水厂东北侧进入厂区，然后直接进入格栅间，污水经进水渠道、格栅后进入提升泵房，由潜污泵提升后流入后续各污水处理构筑物。（2）溢流管、超越管设计进水渠道前设置进水井，内设溢流管，溢流管上设置手电动闸门。当进水污水量大于进水泵房内潜污泵的提升水量时，进水渠道及进水泵房内的水面不断的上升，此时开启溢流管道上的闸门，使多余的污水量通过溢流管直接排至厂区的溢流管。当厂区出现事故停止运转时，关闭渠道前的进水闸门，开启溢流管上的闸门，进厂的污水通过溢流管道直接排至厂区内的溢流管道。溢流管的设计按照0.5万m3/d规模进行满流设计，管径为DN400。在旋流沉砂池后设置超越管可跨越生物处理构筑物将污水直接排入厂区内污水超越管；在二沉池配水井后设置超越深度处理构筑物至紫外线消毒渠经消毒后，可直接排放至夏阁河。（3）给水和消防管道给水管道在厂区内按环形设计，接自市政自来水管管网，可由西城路一侧接入，管径为DN100，厂内给水管直径为DN100～DN25，进厂的给水主干管上设置水表井用来计量厂区用水量。给水管道管径较小，埋深较浅基本设置在道路的两侧。厂区消防管道采用低压制，按同一时间火灾次数计，在厂区构筑物附近设置室外地上式消火栓。管材选用PE管。（4）厂区雨、污水管道（a）污水管道厂区污水管用于厂区内部产生的污水、生产废水的排放及构筑物的放空，这些污水最终流入污水进水泵房前的进水井，同进厂污水一并处理。厂区的污水管道可设置在道路下和道路外，均为重力管道，埋深较浅。所有污水管道均在支线接入位置处及规范要求间距处设置污水检查井。管材选用PE双壁波纹管。（b）雨水管道为排除厂内雨水，必须设置雨水管道。厂区雨水排至厂区西侧的现状沟渠。本设计考虑在厂内各条道路内设置雨水口，道路下设置雨水管道，用于收集排出道路屋面径流雨水。雨水设计重现期为1年，暴雨强度公式选用当地和附近城市的经验公式。雨水管道均为重力管，埋深较浅。厂区内各道路下雨水管道按照规范间距设置雨水检查井。厂区道路范围内的雨水口采用偏沟式雨水口，铺装范围内的雨水口采用平箅式雨水口。雨水管管材选用HDPE和混凝土管道。(5)管道基础及沟槽回填本工程设计污水处理厂内所有直埋管线需做管道基础。其中所有埋地钢管及PE管的基础形式为：管底以下20cm厚，90度中粗砂垫层。钢筋混凝土管道根据其使用性质、接口形式以及管径的大小采用不同的管道基础。雨水管道及污水管道基础做法可参见国家相关规范、图集。所有的直埋管道的基础原则上要求落于原状土上，如遇管基落于肥槽内时，应回填级配砂石，密实度不小于90％。应严格按《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）中相关要求执行。（6）管道防腐所有采用Q235-A材料制作的管道及管件，安装前必须进行内外防腐处理。对于埋地钢管、钢制管件具体做法及要求如下：涂底前防腐管道及管件表面应清除油垢、灰尘、铁锈等，其质量标准应达到Sa2.5级；管道外防腐采用环氧煤沥青“五油三布”强等级防腐，即底漆一道、面漆一道、玻璃布一道、面漆两道、玻璃布两道、面漆三道、玻璃布三道、面漆四道、面漆五道；内表面防腐作法采用底漆一道，H87或881防腐涂料两道，或采用同质量的防腐涂料。对于外露及架空钢制管道、钢制管件防腐作法及要求如下：涂底前防腐管道表面应清除油垢、灰尘、铁锈等，其质量标准应达到Sa2.5级；内、外表面防腐作法均采用底漆一道，H87或881防腐涂料两道，或采用同质量的防腐涂料。防腐涂料厚度要求按照《工业金属管道施工及验收规范》（GB50235-97）中相应标准执行，但最薄处不得低于0.2mm。（7）尾水排放管设计夏阁镇污水处理厂处理尾水直排夏阁河。尾水排放管按照0.5万m3/d进行设计，选用一根D720×10尾水排放管，设计平均流速0.94m/s，最大设计流速1.29m/s。尾水管安装电磁流量计、在线CODCr监测仪、在线NH3-N监测仪、在线TP监测仪、pH计，并留有采样监测位置，设置环境保护图形标志。4、污水计量设施污水处理厂中常采用的污水计量设施分为两类，一类是明渠计量，另一类是封闭管道计量。污水处理厂进水出水均应计量，本工程设计采用明渠计量的计量方式。5.1.主要设计参数：设计规模：0.5万吨/日，分两组，一期0.2万吨/日总变化系数：1.73平均设计流量：208m3/h最大设计流量：360m3/h设计进水水质：[单位：mg/l]PHSSCODCrBOD5NH3-NTN总磷[以P计]6~922036016030404设计出水水质：[单位：mg/l]PHSSCODCrBOD5NH3-NTN总磷[以P计]6~91050105（8）粗格栅及提升泵房按0.5万吨/日规模设计实施。（1）、粗格栅间粗格栅是污水处理厂第一道处理工序，它主要去除污水中较大的漂浮物，并拦截直径大于20mm的杂物，以保证污水提升泵的正常运行。粗格栅按0.5万吨/日规模设计实施。主要设计参数如下：数量： 1座设计流量： Q=360m3/h过栅流速: V1=0.9m/S栅前进水渠流速: V2=0.7m/S栅条间距： b=20mm设备宽度： D=600mm格栅水平面倾角： a=70°栅前水深： 0.7m格栅机类型： 链传动式除污机格栅间平面尺寸为7.5m×7.8m，地上部分高5.0m，地下部分深7m。格栅间内设置固定栅条回转式粗格栅除污机2套，设备宽B=0.6m，栅条间距20mm，格栅安装倾角为70°。对应每套格栅的进出水渠道宽0.72m，前后设有0.6m×0.6m暗杆式铜镶铸铁方闸门（配套手电两用手电两用启闭机）共计4套。格栅间内设D=260mm，Q=2.6m3/h，L=5