【以A2O为主体的污水处理工艺设计7600字（论文）】

以A2O为主体的污水处理工艺设计摘要本工程污水处理厂通过对漳州市服务地区未来五年发展规划，对生活污水及少量工业废水水量、水质及其变化情况进行设计，确定城市综合污水水量为10×104m3/d，再对工程进行深入调查研究，综合论证，保证设计项目在技术上先进，在经济上合理，能够良好展现城市综合污水与自然水环境之间的效益。本设计以各地城市污水处理厂设计及其运营状况为参考，确定以A2/O为主体污水处理工艺，污泥浓缩、脱水为主要污泥处理工艺，经合理计算，水质达《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准。关键词：脱氮除磷A2/O工艺一级B标准1绪论1.1任务来由我国整体处于经济迅速发展，工业、轻工业提升迅速的阶段，大中城市水环境污染不断严重，淡水、可用水资源有限，废水、污水处理要求不断提升，对此，发展城市生活污水处理，工业废水达标排放，对减轻水环境问题，实施可持续发展战略有着重大意义。污水处理厂作为城市生活污水和工业废水与自然水环境的中转站，能够有效减轻环境水体的负担，产生的环境效益高，但同时污水处理厂的经济效益较低，能耗和化学处理药剂的使用消耗，致使处理厂处理成本升高。另一方面，一些地区生活区域不集中，管道设计成本较高，一些中小型污水处理厂未能达到正常的节能减排。故根据地区污废水水质特性，流量，设计处理效果好，能耗较低，化学处理药剂合理利用，构筑物和谐，环境相溶，符合可持续发展理念的污水处理厂，是我们的目标，也将是污水处理厂设计理念上的一次革新。1.2工程概述本工程设计为福建省漳州市某污水处理厂设计，该工程设计服务地区未来五年人口规模约为55万人，按照每人每天用水量170L计算，污水排放系数设计取0.9，故日产生生活污水量1.5m3/d/人，故该服务地区平均生活污水量为8.25×104m3/d，另外还有少量工业废水，经规划设计日均处理污水量约为1×104m3/d，地下水渗入量忽略计算，故污水处理厂设计综合污水总流量为10×104m3/d.污水厂出水的收纳水体为污水厂南面的B河。本设计中出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级排放标准中的B标准。1.3设计依据《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）（2018版）《室外给水设计规范》（GB50013-2018）《第二册排水工程》（2020版）《污水排放标准》（GB8978-1996）《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）《给水排水设计手册》（第二版0《城市污水处理厂工程项目建设标准》(修订）1.4设计资料1.4.1设计污水水量由设计资料知，该市此服务区域每天的平均污水量为：万吨/天查GB50014－2006《室外排水设计规范》知：表1-1综合生活污水量总变化系数污水平均日流量（L/s）5154070100200500≥1000总变化系数Kz2.32.0则取总变化系数从而可计算得：设计秒流量为式中——城市每天的平均污水量，；——总变化系数；——设计秒流量，。1.4.2设计污水水质见表1-2设计进出水水质及去除率。表1-2设计进出水水质及去除率BOD5CODCrSSTNNH3-NTP进水（mg/L）21045024035304出水（mg/L）206020208（15）1去除率90%86.7%91.7%42.8%73.3%75%

2污水处理方案论证2.1生物处理工艺分析从上表我们确定本工程需采用脱氮除磷深度处理工艺，脱氮除磷工艺一般采用生物处理法及化学处理法。化学处理法需定时往池中投加某些脱氮除磷的化学试剂，对于污水处理厂来说具有运行成本较高，水质杂质较多，不稳定等缺点，故我国城市污水处理厂脱氮除磷一般不采用全程化学处理法。生物处理法能够较好地去除COD、BOD5，可分成活性污泥法和生物膜法，生物膜法一般用于出水水质要求较高，处理程度高的污水，但其设备损耗程度高，运行能耗相对于其他工艺较高；活性污泥法具有国内污水处理厂经验丰富，设备运行稳定，维护成本较低等优点，本工程设计出水达一级B标准，故拟采用活性污泥法来处理氮磷。2.2污水可生物处理的衡量指标BOD5/COD可作为污水可生化性处理指标之一，具有重要意义。具体内容参照下表2-1。表2-1污水可生化性对照表BOD5/COD>0.450.3~0.450.2~0.3<0.2可生化性好较好较难不宜该工程污水处理厂设计进水水质BOD5/COD=0.466，污水可生物处理性能较好。1.BOD5/TN由于污水中的碳源应提供给反硝化菌利用，在实际应用中，BOD5/TN大于等于4，即可认为污水有足够碳源进行反硝化作用，本工程设计水质BOD5/TN=6，所以反硝化菌反硝化作用效果明显，使用生物脱氮效果较好。2.BOD5/TP在实际应用中，较高的BOD5负荷可以作为聚磷菌活动的基质，为取得较好的除磷效果，一般认为BOD5与总磷的比值应大于20，本工程生物反应池进水BOD5/TP=52.5，故采用生物处理法除磷工艺使得降低磷浓度效果明显。2.3工艺方案的选择与确定福建省漳州市该污水处理厂设计规模10万吨/天，依据进出水水质、构筑物规模，出水受纳实际环境状况、地区气候等实际情况，为实现污水处理厂高效稳定运行，节约运行费用，达到排放标准和工程投资经济效益，选择处理效果好，具有稳定脱氮除磷功能的处理工艺，力求操作管理方便，设备自动控制程度高，先进可靠，实用经济。下表2-2为常用生物处理方法比较。表2-2常用生物处理方法的比较根据本工程特点，比较工程设计投资、能耗、占地等因素，从中筛选A2/O工艺、SBR法工艺、氧化沟工艺进行进一步特点及优缺点比较。其处理工艺优缺点比较见下表2-3。表2-3污水处理工艺优缺点对照表A2/O工艺SBR工艺氧化沟优点（1）构筑物投资费用较低（2）运行效果稳定；（3）曝气改善污泥沉降性能；（4）技术发展至今较成熟；（5）运行能耗较低；（6）设备管理较简单（7）国内经验丰富（1）脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果；（2）不需要回流污泥和回流混合液，不设专门的二沉池，构筑物少；（3）占地面积少（1）流程简单，构筑物少，基建费用较省；（2）处理效果好，有较稳定的脱氮除磷功能；（3）抗冲击负荷能力强；（4）污泥生成量少；（5）技术先进成熟，管理维护容易缺点（1）处理构筑物相对较多；（2）需增加内回流系统，能耗较高；（3）污泥渗出液需化学除磷（1）需要专门的排水设备（滗水器），且对滗水器的要求很高；（2）操作、管理、维护复杂；（3）脱氮除磷功能一般；（4）工程经验较少；（5）自动化控制要求高（1）处理构筑物较多；（2）回流污泥溶解氧较高，对除磷有一定的影响；（3）容积及设备利用率不高通过对以上三个工艺优缺点的比较，A2/O工艺具有工艺成熟、处理成本相对较低，工程投资略低、工程建设经验丰富、运行管理较简单等优点，根据《室外排水设计规范》GB50014-2006表6.6.20中A2/O法生物脱氮除磷的主要设计参数中对BOD5、TP、TN的总处理效率分别为85~95%、50~75%、55~80%，符合出水要求。判断是否可采用A2/O法：COD与总氮比值=450/35=12.8＞8，总磷与BOD5的比值=4/210=0.019＜0.06，符合要求。故本工程污水处理方案采用A2/O工艺。工艺流程如下图所示。图2.1工艺流程图

3构筑物确定及设备选型3.1格栅污水处理格栅是由一组间隔的平行的栅条组成的框架，主要用来拦截污水中漂浮状、体积较大的污染物，以确保后续污水泵房、处理构筑物、处理器械以及管道的正常运行。本工程设计中设置粗格栅与细格栅，栅条断面拟采用矩形断面，阻力系数为2.42.根据处理需要并依据水处理流程，粗格栅设置在污水提升泵站之前，细格栅设置在污水提升泵站后，沉砂池之前，用来拦截粗格栅未能截留的体积较小但对后续处理有阻碍的漂浮状物体。3.2进水泵房进水泵房是用来提升污水水位，保证污水能够通过各个构筑物。本工程采用永久性自灌式潜水泵站，拥有启动及时，管理便捷的特点；潜水泵密封防水，采用合建式泵房，可浸入集水池中，故可简化上部厂房，但也因其于水下运行，需要有质量保障，自动安装和自动控制等功能的产品，故其价格较高。经计算与市场调查，预选用型号为400WQ2000-15-132WQ型潜水式排污泵，设备台数为四台（三用一备），设备参数如下表3-1。表3-1400WQ2000-15-132WQ型潜水式排污泵设备参数型号口径(mm)流量(m3/h)扬程(m)转速(r/min)功率(kW)效率(%)重量(kg)水泵电器控制柜400WQ2000-15-13240020001574013285.52520JJ1-1323.3沉砂池沉砂池作为污水预处理的一种手段，通过重力或离心力作用，使得较大颗粒以及无机颗粒下沉，以达到固液分离的一种过程。防止后续工艺构筑物的堵塞，同时减少后续生物处理工艺无机物比例，提高了活性污泥的活性。常用的沉砂池有平流、旋流、曝气式沉砂池。这几种沉砂池各有其特点。其优缺点点汇总及适用场合如下表3-2各类沉砂池特点汇总表。表3-2各类沉砂池特点汇总表池型优点缺点适用场合平流式沉砂池工作稳定，构造较简单进水波动较大时，对砂粒去除效果很难保证一般城市污水处理厂曝气沉砂池可以通过调节曝气量控制污水旋流速度，耐冲击能力强，预曝气能够使污水脱臭，防止污水厌氧分解曝气量难以准确调节；需要设置消泡设施；操作环境较差适用于主体工艺对有机物含量有要求的场合，水量变化较大的污水处理厂，目前较常用旋流沉砂池占地省，操作环境好，设备运行可靠对细格栅运行要求高，对进水流速有要求，造价较高目前较常用，适用于主体工艺对有机物含量有要求的场合据福州洋里污水处理厂旋流沉砂池几年运行证明，旋流沉砂池经受水力冲击能力不够强，砂石沉降效果不是特别明显，去除砂粒的砂泵运行磨损严重，维修不便且较频繁，对于水量大，水力冲击负荷较大的新建污水处理厂，建议采用曝气沉砂池进行沉砂处理。本设计中采用曝气沉砂池，其优点是：通过调节曝气量可控制污水旋转流速，耐冲击能力较强，同时设置消泡设施，优化操作环境，预曝气能够预防污水厌氧分解，优化后续污水处理效率。3.4A2/O生化池A2/O生物反应池是整个污水处理厂的关键环节，是污水脱氮除磷的主要场所，是整个设计中的重要构筑物。在该工艺中，BOD5、SS、氮和磷将一并去除。硝化细菌在好氧池中将通过硝化作用，转化为硝酸盐；反硝化细菌在缺氧池将硝酸盐通过反硝化作用转化为氮气，从而脱氮。聚磷菌在厌氧池中释放磷并降解有机物，再于好氧池超量吸收磷，再通过剩余污泥的排放，将磷去除。本设计采用A2/O工艺。其功能池及回流系统简图如下图3-1。图3-1A2/O池工艺流程3.5最终沉淀池由于最终沉淀池除了具有泥水分离的功能外，还需要具备污泥浓缩功能，二沉池的活性污泥浓度一般为2000~4000mg/L，可以絮凝形成成层沉淀，进入二沉池的混合液浓度高于二沉池内澄清液的浓度，所以也导致了二沉池内容易形成二次流现象。二沉池构造主要包括进水装置、沉淀区、出水装置和污泥区。常用的二沉池及其优缺点及使用条件如表3-3。表3-3常用沉淀池优缺点及适用条件对照表分类优点缺点适用条件平流式沉淀池对冲击负荷和温度变化的适应能力较强，易于施工，造价低排泥不方便，排泥机械设备浸于水中，易生锈适用于地下水位较高及地质较差的地区；适用于大、中、小型污水处理厂斜板（管）沉淀池去除率高，停留时间短，沉淀效果好，占地面积小活性污泥的粘度较大，容易粘附在斜板上，影响沉淀效果甚至可能堵塞斜板常用于（1）已有的污水处理厂挖潜或扩大处理能力时采用；（2）当受到污水处理厂占地面积的限制时，作为初次沉淀池用辐流式沉淀池采用机械排泥，运行较好，设备较简单，排泥设备已有定型产品，沉淀性效果好，对水体搅动小，有利于悬浮物的去除池水水流速度不稳定，受进水影响较大；底部刮泥、排泥设备复杂，对施工单位的要求高一般适用于大、中型污水处理厂竖流式沉淀池占地面积小，排泥方便，运行管理较简单深度大，施工困难，造价高常用于处理水量小于20000m³/d的污水处理厂本工程设计选用辐流式沉淀池，其布水方式为沉淀池中心进水管进水，上层澄清液于沉淀池周边出水渠出水流出，沉降的污泥下沉到池底，并沿池底坡度和刮泥机作用进入污泥斗，再使用污泥泵排出。因其运行和管理较便捷，对水体搅动较小，排泥设备复杂但市场产品定型，效率也较高，适用于大中型污水处理厂。3.6电磁流量计处理完成的污水使用流量计可以检测其流量，水质状况等，与漳州市水质监测局联网监测水体质量，根据污水性质，电磁流量计具有很大的优势。电磁流量计具有量程广、无可动部件、安装维护便捷等优点。本工程设计根据设计最大流量5414.4m3/h,选用型号LS-LDE/LCD500电磁流量计，其通径为DN500，流量范围为353.25-7065.00m3/h。3.7紫外消毒池经各构筑物工艺完成处理后污水，水质已经得到了改善，细菌，病菌的含量也降低了，但却不是绝对的，且有病原体存在的可能。因此，污水排放进环境水体前应进行处理消毒。近些年来，中大型污水处理厂均采用紫外线消毒的方式，故本设计采用紫外线消毒，占地小且效率高。本工程设计根据设计最大流量5414.4m3/h,，选用加拿大TROJAN（特洁安）公司生产的紫外线消毒系统，设备型号UV4000PLUS。3.8污泥泵房污泥泵房污泥抽送范围广，回流活性污泥和二沉池排出污泥等都需要污泥泵来作用，影响污泥抽送的因素较多，主要是黏度的影响。按照黏度不同，可分别选用不同类型的泵，污泥按黏度一般可分为低黏度污泥、高粘度污泥、浮渣和栅渣和泥饼。本工程设计污泥多为低黏度污泥，通常使用潜水污水泵。故选用350QW1440-5.5-37型潜污泵2台，一用一备。3.9污泥浓缩池沉淀池沉降的污泥具有含水率高，体积较大，无论是转运还是处理，其操作难度都十分巨大，故污泥处理构筑物设计中首先设置污泥浓缩池进行初步处理，降低其含水率和体积，为后续的污泥的机械脱水减轻压力，降低工作负荷，减少污泥处理的能耗和脱水机房运营费用。污泥浓缩主要工艺及其特点如下表3-4浓缩类型及其特点。表3-4浓缩类型及其特点分类特点离心浓缩主要动力为离心力，约为重力的600~2500倍，故其效率高气浮浓缩适用于较轻污泥，运行费用较高重力浓缩通过颗粒之间拥挤和压缩，污泥浓度进一步提高，上层上清液溢流排出本工程设计采用重力浓缩池，投放絮凝剂并于池底设置刮泥机处理浓缩沉降污泥，上清液回流至进水泵房再处理。3.10污泥脱水机房机械脱水有真空吸滤、压滤、离心处理等方法。其配备的脱水机主要特点如下表3-5脱水机类型及其特点、适用范围：表3-5压滤机类型及其特点、适用范围名称特点适用范围真空压滤机能够连续生产，可以自动控制，构造复杂，附属设备多，运行费用高应用较少，适用于工业企业板框压滤机构造简单，劳动强度大，不能连续工作适合小型污泥处理装置带式压滤机可以连续工作，脱水效率高、噪音小、能耗低、操作管理方便应用广泛，适用大中小型污泥处理装置离心机构造简单、脱水效果好、动力消耗大、噪声较大，当固液密度差很小时不易分离应用广泛，适用大中小型污泥处理装置本设计拟采用带式压滤机，其噪声小、能耗低、操作管理方便，适合工程设计，设计中选用DYQN3000P1型带式压滤机，为全不锈钢一体化带式污泥脱水机。共设3台带式压滤机，其中两用一备。

4主要处理构筑物、设备一览表4.1主要构筑物一览表表4-1主要构筑物一览表序号名称规格数量设计参数备注1粗格栅L×B=3.1m×1.8m2组设计流量Q=0.752m/s栅前水深h=0.65m栅条间隙b=20.0mm过栅流速v=0.9m/s2细格栅L×B=3.33m×1.55m2组设计流量Q=0.752m/s栅前水深h=0.9m栅条间隙b=10.0mm过栅流速v=1.0m/s3曝气沉砂池L×B×H=12m×3.76m×3.6m2座设计流量Q=0.752m/s每小时所需的空气量q=541.44m3/h有效水深h=2m4A2/O反应池L×B×H=68m×45m×6m1座BOD5污泥负荷N=0.16kgBOD5/(kgMLSS·d)回流污泥浓度XR=7000mg/L污泥回流比R=70%混合液回流比R内=150％有效水深h=5m六廊道式推流式反应池，廊道宽b=7.5m5辐流式沉淀池D×H=47m×6.055m4座表面负荷q取0.8m3/(m2h)池底坡度i为0.05中心进水导流筒设4个出水孔，出水孔尺寸B×H=0.7m×1.40m沉淀时间t=2.5h有效水深h2=2.0m6紫外消毒渠L×B×H=9.6m×1.4m×1.75m2条水流速度v=0.3m/s7污泥浓缩池D×H=20m×5.03m2座剩余污泥量Q=3561.3m3/d有效水深h2=2.5m浓缩前污泥含水率，99.5%浓缩后污泥含水率，98%4.2主要设备一览表表3-1主要设备一览表序号名称型号数目备注1粗格栅GH-1000型链条式回转格栅除污机22进水泵房400WQ2000-15-132WQ型潜水式排污泵4三用一备3细格栅TGS-1200回转格栅除污机24泵吸砂机BX-6000型泵吸砂机25砂水分离器LSF-450型螺旋砂水分离器26二沉刮泥机ZBG-26周边传动刮泥机47搅拌器LJB-2200型推进式搅拌机68曝气器BG-1型刚玉曝气器35009鼓风机RF-350（350A）罗茨鼓风机3两用一备10紫外消毒系统UV4000PLUS2个灯组每个UV灯组14个模块11污泥泵550QW2200-15-1103两用一备12污泥浓缩池刮泥机GNZ100刮泥机213污泥脱水机DYQN3000P1型带式压滤机3两用一备14电磁流量计LS-LDE/LCD500电磁流量计15平面及高程布置5.1平面布置污水处理厂的平面布置一般包括构筑物平面布置，工艺流程布置，污水厂管线布置，厂区道路布置，厂区绿化布置以及生活区和远期用地规划。根据污水处理厂规模及构筑物大小，一般采用1:200~1：1000比例尺绘制总平面图，常用比例尺为1:500。5.1.1构筑物平面布置污水处理厂处理构筑物平面布置，因其为主体建筑，根据其占地面积、挖填土方、功能作用，水力损耗等方面，结合地形，放置于其平面最优位置。同时，根据工程的需要，还需充分利用地形，紧凑排列，以减少连接管道长度及水头损失和减少填、挖土方量和施工费用。5.1.2工艺流程平面布置污水处理厂工艺流程各设计尽量布置成直线型，以减少水头损失，同时占地小，有利于远期扩建。5.1.3污水、污泥管道平面布置污水处理厂各构筑物之间污水、污泥管道根据设计尺寸安置，污水、污泥经处理后排入水体或运出厂外。厂区管线布置最好在同一方向，减少不必要的拐弯和曲折，避免额外增加总损失和管道之间的互相干扰；构筑物回流上清液或溢水流管达不到排放标准，设计管道收集起来接入进水泵房继续处理。5.1.4道路及绿化平面布置厂外道路与厂内办公和生活区为主要道路，设宽5米，围绕各构筑物布置行车道，道宽4米，沉砂池和污泥脱水机房设置道路方便沉砂与泥饼外运。无需设备，物资运送的构筑物之间可设置步行道方便员工行走，检修。厂区道路两边或生活区可进行绿化，增强空气质量和提升美观。5.1.5生活区平面布置生活区布置于厂区主导风向的上风向。5.2高程布置污水处理厂的高程布置包括确定排入水体水面标高，根据各个构筑物的高度尺寸，可设计合理的高度落差，减少运输成本；高程布置的时候，如果构筑物之间是通过水流自流排水，应确定水头损失和计算管路总损失，设计