【一万吨生活污水处理工艺初步设计7700字（论文）】

一万吨生活污水处理工艺初步设计摘要本文研究的是一万吨级别的生活污水处理工艺流程，包括了工艺部分以及设施部分，工艺部分选用了倒置A2/O法，设施部分给出了各种设备的型号和参数。本文第一部分首先介绍了生活污水处理的相关研究背景以及研究的意义，以及介绍了本研究的内容和目的。然后介绍了工艺部分包括水质测定以及污染物的去除，然后详细介绍了A2/O的工艺流程，及相关特点。然后建筑部分列表给出了各种设备的参数，随后改流程进行了环保和安全分析。本文意在通过对万吨级生活污水的处理工艺流程研究，来为同级别的污水处理给出一些方案，为现实的污水处理提供一些研究思路。关键词：万吨级；生活污水；工艺流程目录TOC\o"1-3"\h\u292811.总论 .总论1.1研究背景水是生命之源，是万物不可或缺的根本，联合国将2005-2015年十年发展的主题定为“生命之水”，重视水环境，关系到整个人类的进步和发展。改革开放以来，我国发生了翻天覆地的变化，经济蓬勃向上发展，国家软实力硬实力均获得世界的认可柯婧.城镇小型污水处理厂工艺设计研究[D].长安大学,2015.柯婧.城镇小型污水处理厂工艺设计研究[D].长安大学,2015.近年来，水污染事件屡屡发生。监察部统计表明，近些年来水污染事故平均每年都以大于1700起的频率发生着。从两年前的广西福污染事件到前年的上海黄浦江上漂死猪，再到去年兰州自来水苯超标事件，这些都对我们的生存安全造成重大威胁，成为人类健康、经济和社会可持续发展的重大障碍。为了人类与水资源和谐共处协调发展，保护水生态系统，水污染治理迫在眉睫，加强城市污水治理迫在眉睫。每一年国家都会出台很多政策法规来规范、促进、监督城市污水治理的运行，卓有成效。根据《住建部关于全国城镇污水处理设施2014年第一季度建设和运行情况的通报》，截至2014年3月底，全国范围内(市、县)累计建成污水处理厂3622座，污水处理能力约1.53亿立方米/日，比起2013年十月，新增污水处理厂119座，污水处理能力新增约430万立方米/日。我国水污染处理业正飞速发展，是机遇，也是挑战。只有实现了城市与水环境的和谐相处，才能实现人与水环境的和谐相处，实现城市和水环境的共生李娟.城市污水处理厂工艺设计研究[D].西安建筑科技大学,2008.李娟.城市污水处理厂工艺设计研究[D].西安建筑科技大学,2008.城镇污水处理站工程是该城镇市政建设的重要组成部分，是城镇生产和人民生活不可缺少的公共设施，是改善城镇环境质量，促进其红色旅游业，招商引资和经济建设发展的重要举措陈威,刘艳萍,江小林.增城市污水处理厂改良CASS工艺设计[J].市政技术,2005,05:318-320.陈威,刘艳萍,江小林.增城市污水处理厂改良CASS工艺设计[J].市政技术,2005,05:318-320.1.2生活用水处理现状1.2.1我国污水处理的发展及处理现状随着城市的发展，人口的增加以及工业化的进步，污水处理问题逐渐显现出来。我国污水处理起步较晚，20世纪20年代，第一座污水处理厂的兴建才正式拉开了我国污水处理的序幕。1923年，上海建成中国历史上第一座污水处理厂一一上海北区污水处理厂，几年后随即建成上海东区污水处理厂和上海西区污水处理厂，但是由于处理技术与管理水平的相对落后，之后的几十年，我国的污水处理发展呈缓慢状态，建成的包括北京高碑店一级污水处理厂在内的污水处理厂仅有30余座赵桂瑜,杨永兴,杨长明.人工湿地污水处理系统工艺设计研究[J].四川环境,2005,06:24-27+35.赵桂瑜,杨永兴,杨长明.人工湿地污水处理系统工艺设计研究[J].四川环境,2005,06:24-27+35.21世纪以来，污水处理呈高速发展状态，各地政府为达到国家“十二五”期间实施的“节能减排”战略，纷纷加速建立污水处理厂余波,周英,黄正文,李新,曾永刚.CASS工艺应用于小城镇污水处理厂的工艺设计及效果分析[J].绵阳师范学院学报,2014,05:81-87.余波,周英,黄正文,李新,曾永刚.CASS工艺应用于小城镇污水处理厂的工艺设计及效果分析[J].绵阳师范学院学报,2014,05:81-87.表1.1“十二五”期间污水处理逐年变化状况年度污水处理量（亿立方米）COD削减量（万吨）氨氮削减量（万吨）总氮削减量（万吨）总磷削减量（万吨）201116348328.918.54.9201218852631.420.75.6201323464742.329.36.7201428178054.941.88.6201534492170.457.610.5总计12103358227.9167.936.3虽然“十二五”规划提前完成，取得了骄人的成绩，但污水处理仍旧存在许多问题与不足。据《2014年上半年全国环境质量状况》报道:2014年，我国地表水总体为轻度污染，监测的962个国控断面中，不同水类断面同比降低0.8-0.9个百分点;监测的3572家污水处理厂，达标率仅为86%，同比降低3.6个百分点。仔细解读数据得知，我国水处理状况依旧不容乐观吴海宁.城市污水处理厂提标改造工艺设计[J].低碳世界,2014,11:1-3.。水污染己经引起党和国家领导人的重视，国务院专门召开会议，研究部署城市水污染防治的举措，节约用水、保护水源地、提高水处理工艺各方面来保证城市用水。为加快建设资源节约型、经济友好型社会，政府继续制定了“十二五”规划。最近十年是我国城镇污水处理厂投运的高峰时段，我国污水处理业将持续稳步快速发展吴海宁.城市污水处理厂提标改造工艺设计[J].低碳世界,2014,11:1-3.熊天煜.污水处理厂工艺设计优化及改造的模拟方法与应用研究[D].清华大学,2015.1.2.2我国小城镇污水处理常用工艺综合考虑近几年我国小城镇经济发展特性，根据我国小城镇污废水的来源及进出水水质要求，污水处理工艺在选择过程中要遵循经济、高效、节省能耗、简便易行等原则来适应我国国情刘长荣,李红,常建一.分点进水多级A/O污水处理工艺设计计算探讨[J].给水排水,2011,01:9-13.。近年来，随着城市基础设施建设市场的不断开放，我国的工程技术人员与国外同行的技术交流愈加密切，吸收国外先进的技术和理念，形成了一些适应中国国情的技术，对解决和控制水体污染起了重大作用。小城镇污水处理工艺应满足具备较强的抗负荷冲击能力、运行费用少、造价低、不投或少投药剂、污泥产量少、减少二次污染、简单易行、维护管理方便的特点刘长荣,李红,常建一.分点进水多级A/O污水处理工艺设计计算探讨[J].给水排水,2011,01:9-13.周立岱,尹桂丽,陈国伟.辽河流域15万m~3/d城市污水处理工艺设计[J].环境保护与循环经济,2011,12:50-52.我国在线运行的城镇污水处理厂中，一级物化处理工艺仅占1.9%，二级生化处理工艺占据主导地位，其主体处理工艺类型包括氧化沟工艺(OD）、传统活性污泥法、SBR工艺、A/O工艺、A2/O工艺和曝气生物滤池(BAF)工艺，这六类工艺覆盖了全国90%以上城镇污水处理厂的主体工艺类型。1.3研究内容及目的1.3.1研究目的根据万吨级污水处理水的规模、水质水量等参数，研究得出适合该规模城镇污水处理的最佳工艺，以便作为同等污水处理厂站选择工艺时的有效参考。1.3.2研究内容(1)通过对水质、水量的对比，确定进出水水质，根据污水处理需达到的国家标准，确定污染因子以及关键污染物。(2)通过确定污水中的主要污染物，提出相应的污水处理工艺，并根据各工艺的特性进行方案技术经济比较，综合分析论证后，得出该污水处理的工艺的最优方案。（3)对主要工艺涉及的构筑物进行设备选型。（4)布置总平面图并绘出工艺流程图。2.工艺部分2.1水质确定2.1.1进水水质城镇污水成分复杂，难以准确确定相应的水质指标。影响污水处理进水水质的主要因素有:城市性质及经济水平、工业废水种类数量处理率及处理程度、污水管网及完善程度、其他污染源(农牧业面源污染和垃圾渗滤液污染)、排水体制等。城镇发展好，工业企业比较多的，工业废水排放量大的，污水的浓度大;反之，污水的浓度相对较小朱勇.城市污水处理工艺方案的层次分析和工程设计实践[D].重庆大学,2004.朱勇.城市污水处理工艺方案的层次分析和工程设计实践[D].重庆大学,2004.《室外排水设计规范》中规定，城市污水处理厂的设计水质应根据调查资料，或参照邻近城镇、类似工业区和居住区的水质确定。以下是国内部分城市污水厂设计进水水质表。表2.1国内部分城市污水厂设计进水水质项目CODcrmg/LBOD5mg/LSSMg/LNH3-NMg/LTPMg/LPH西安北石桥污水厂400180255327.5西安邓家村污水厂450220300268.5白银污水厂350150300307.5天水秦城污水厂30018020037.23嘉峪关污水厂3002002504临夏污水厂300150200304庆阳污水厂3501802503027乌鲁木齐河东污水厂500200300包头污水厂500230300平均值3851872613047.32.1.2出水水质为相应国家节能减排的号召，根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》，该城镇污水经过处理后应达到一级标准中的A标准张占平.某化工园区污水处理厂工艺设计[D].内蒙古大学,2014.张占平.某化工园区污水处理厂工艺设计[D].内蒙古大学,2014.表2.2设计出水水质指标CODcrMg/LBOD5Mg/LSSMg/LNH3-NMg/LTNMg/LTPMg/L出水水质≤50≤10≤10≤5≤15≤0.52.2污染物的去除污水中主要的污染物有悬浮物、有机污染物和无机盐，其去除机理及方法如下:（1）SSSS指的是污水中的固态悬浮物，是污水处理的基本对象，它包括油脂、木屑、泥沙等，基本可以通过沉淀、过滤来去除污水中的SS张硕.城市污水处理厂工艺设计和运行优化的研究[D].华北电力大学（河北）,2006.张硕.城市污水处理厂工艺设计和运行优化的研究[D].华北电力大学（河北）,2006.（2）BODs,CODcr这两个数值均代表了污水中的有机物含量。微生物吸附在BOD:上，并在上面发生基础代谢作用，从而将其代谢掉，最终排入剩余污泥中，泥水分离最终除去车云兵.一体化污水处理工艺设计与运行性能研究[D].重庆大学,2007.车云兵.一体化污水处理工艺设计与运行性能研究[D].重庆大学,2007.（3）N,P污水中N的存在形式有很多，所以生物脱氮过程都包括有生物硝化反应的好氧气区，还必须包括缺氧区域和容积，来提供生物反硝化，通过氨化一硝化一反硝化的顺序除去水中的N蒋茹,曾光明,李晓东,杜春艳,李建兵,宋琳玲.基于集对分析的污水处理工艺设计优化[J].湖南大学学报(自然科学版),2007,11:70-75.蒋茹,曾光明,李晓东,杜春艳,李建兵,宋琳玲.基于集对分析的污水处理工艺设计优化[J].湖南大学学报(自然科学版),2007,11:70-75.2.3污水处理工艺方案2.3.1倒置A2/O工艺流程由于常规A2/O工艺，因污泥降解率低以及基质竞争矛盾等引起的工艺缺陷，并不能满足该项目污水处理厂站出水达到标准一级A的处理要求。结合实际工程要求，为了提高脱氮除磷效率，我们将厌氧池、缺氧池顺序变换，即采用倒置A2/O工艺为该城镇污水处理厂最终污水处理工艺李艳霞,张亮.城市污水氧化沟处理工艺设计[J].化学工程与装备,2012,09:208-211.李艳霞,张亮.城市污水氧化沟处理工艺设计[J].化学工程与装备,2012,09:208-211.倒置A2/O工艺布置为缺氧池(A2)、厌氧池(A1)、好氧池(O)，示意流程如下图所示。进水进水缺氧池厌氧池好氧池二沉池出水剩余污泥污泥回流污泥图2.1倒置A2/O工艺流程图（1）缺氧池一一厌氧池一一好氧池倒置A2/O中最重要的三阶段，缺氧、厌氧段均需设置搅拌系统，好氧段需曝气设备曝气制氧。根据实验证实以及生产实际运用，得出各分段最有效容积比为1:1:2熊一凡,陈岳林,陈胜光.CAST污水处理工艺自动控制系统设计[J].企业经济,2012,12:64-66.熊一凡,陈岳林,陈胜光.CAST污水处理工艺自动控制系统设计[J].企业经济,2012,12:64-66.（2）根据需要进行工艺附属构筑物选择在实际工程项目实例中，我们通常会根据实际需要在好氧池和二沉池之间来适当增加其他构筑物来达到更好的出水、满足更高的标准。例如，在本城镇污水处理场站中，我们在好氧池和二沉池间加入了接触絮凝池(穿孔旋流絮凝池)，利用絮凝剂与细小悬浮物的接触，促进悬浮物的沉淀，利于之后二次沉淀池中物质的沉淀及泥水分离。对于二次沉淀池，该设计选用的是斜管沉淀池，具有高效沉降性能。斜管沉淀池利用浅层沉降理论原理，增大反应池接触面积，在流量一定的情况下，减少了水深H以及沉淀时间，从而减少了反应池容积王俊.CASS工艺污水处理厂自控系统设计与应用[D].华南理工大学,2014.王俊.CASS工艺污水处理厂自控系统设计与应用[D].华南理工大学,2014.2.3.2倒置A2/O工艺的特点倒置A2/O特点反应在本设计的各个池体中，具体表现为:（1）缺氧池提前，硝态氮(N03-N)优先使用碳源，虽然碳源竞争依旧存在，无法避免，但具体在本项目设计流程中的缺氧池中，回流污泥和污水共同进入池体，回流污泥中的硝态氮(N03-N)在反硝化菌的作用下优先使用污水直接提供的碳源，发生反硝化反应，将硝酸盐(N03-)转化为氮气(Na)释放，完成前置脱氮过程，使脱氮效率得以提高唐丽虹.A/O硅藻土污水处理工艺设计与运行[J].给水排水,2009,01:44-46.唐丽虹.A/O硅藻土污水处理工艺设计与运行[J].给水排水,2009,01:44-46.（2）因为前置缺氧池中己经将硝态氮(N03-N)转化，因此避免了其对厌氧池中聚磷菌的影响，此时没有物质和聚磷菌争夺碳源，因此聚磷菌可以充分利用污水中的碳源，降解有机物(COD等)并且释放磷酸盐，同时转化为聚p经基丁酸盐(PHB)来为好氧池中的吸磷反应积聚强大动力;（3）由曝气池持续曝气为好氧池提供足够的氧气，污水中的氨氮被硝化菌转化为硝态氮，与此同时，聚磷菌利用此前在厌氧池积聚的强大动力对磷进行大幅度的吸收，将磷排入剩余污泥中，完成了除磷功能，污泥一部分回流，一部分排到下一构筑物(二次沉淀池)中进行泥水分离。2.3.3倒置A2/O工艺优点①取消初沉池和内循环，使得该工艺得到简化，工艺流程简单化，总的水力停留时间(HRT)并未因为工艺简化而变少张思梅,胡淑恒.某小区生活污水处理工艺设计与研究[J].合肥学院学报(自然科学版),2010,03:75-77.张思梅,胡淑恒.某小区生活污水处理工艺设计与研究[J].合肥学院学报(自然科学版),2010,03:75-77.②厌氧池和缺氧池位置对换，是脱氮除磷工艺中反应机制的创新。缺氧池的提前，使得工艺在运行中无需再添加碳源，节省药剂费用，降低成本。同时，参与反应微生物在经过几个分区的完整反应后，具有“群体效应”，脱氮除磷效果好。③本项目采用的是分段进水的倒置A2/O工艺，也就是碳源同时进入缺氧池和厌氧池，实际应用中根据不同微生物脱氮除磷对碳源的需求不同，设置合适的分配比，这样做既缓解了微生物对碳源的竞争陈旭鹏,黄亮.SBR污水处理工艺设计的极限[J].广东化工,2006,05:84-85+96.陈旭鹏,黄亮.SBR污水处理工艺设计的极限[J].广东化工,2006,05:84-85+96.3.建筑部分3.1主要污水处理设备及参数表3.1地下生化序号名称规格及型号单位数量备注1潜水搅拌器N=0.55KW，叶轮直径D=230nm套32用，1台在仓库备用含起吊架、控制箱2潜水搅拌器N=0.37kw，叶轮直径D=210nm套32用，1台在仓库备用含起吊架、控制箱3消化液回流泵Q=70m3/h，H=10m，N=4KW套32用，1台在仓库备用含起吊架4污泥回流泵EH600单螺杆泵台32用，1台在仓库备用5排污泵50QW18-15-1.5,Q=18m3/h，H=15m，1.5KM台2一用一备6潜水排污泵50QW42-9-2.2,Q=42m3/hH=9m,2.2KW台2一用一备7蝶阀DN250D71J-10个38蝶阀DN200D71J-10个509蝶阀DN150D71J-10个410蝶阀DN125D71J-10个611蝶阀DN100D71J-10个612蝶阀DN65D71J-10个413止回阀DN100H44J-6个214曝气器Q=3m3/h个80刚玉管式微孔曝气器15立体弹性填料RCB-5225FW,L×B=500mm×250mm吨15表3.2地上构筑物设备一览表序号名称规格及型号材料单位数量备注1靠壁式镶铜铸铁圆闸门（正反向）Φ200，H=1.00(事故水池)成品套1配套启闭机，轴导架2靠壁式镶铜铸铁圆闸门（正反向）Φ200，H=5.70(事故水池)成品套1配套启闭机，轴导架3靠壁式镶铜铸铁圆闸门（正反向）Φ500，H=1.35(事故水池)成品套1配套启闭机，轴导架4潜水提升泵（事故水池）100QW70-12-705;Q=70m3/h,H=12m,7.5kw,出口直径100mm台2一用一备5旋转式固液分离器SBD600型，渠宽w=700mm，渠深H=1700mm,格栅间隙b=20mm，安装角度75°N=0.75-1KW套1粗格栅6旋转式固液分离器XQ0.4型；渠宽w=400mm渠深H=2850mm；格栅间隙b=3mm；安装角度75°；N=0.37KW套1细格栅7装栅渣箱100kg个48CD电动葫芦T0.5t,H6m,p0.8+2x0.2kw套19潜水提升泵（提升泵房）100QW70-12-7.5,Q=70m3/h,H=12m,7.5kw台3两用一备10渠道闸门（粗格栅）H=1700,B=700（渠宽）成品套2配套手摇式手动启闭机11渠道闸门（细格栅）H=2800,B=400（渠宽）成品套2配套手摇式手动启闭机12靠壁式镶铜铸铁圆闸门（正反向）Φ200,H=1.40m(调节池至进水渠道)成品套1配套启闭机，轴导架13靠壁式镶铜铸铁圆闸门（正反向）Φ200,H=3.50m(配水井)成品套2配套启闭机，轴导架14靠壁式镶铜铸铁圆闸门（正反向）Φ200,H=3.95m(调节池)成品套1配套启闭机，轴导架15靠壁式镶铜铸铁圆闸门（正反向）Φ200,H=4.60m(调节池)成品套1配套启闭机，轴导架16K300型电磁流量计DN200,55-1200m3/h成品个117水位传示仪水深3300套118絮凝剂投加设备JYB一体化加药装置，公称容积2m3，搅拌功率1.5kw套119出水井加压泵IS100-65-200,Q=60m3/hH=11.3m，3.61kw台2一用一备20电子纤维滤布滤池LXBXH=2000mmX2000mmX3200mm；N=2.6KW套121二氧化氯发生器H908-400,有效氯产量400g/h，N=1kw套122叠螺式污泥脱水机N=0.25KW套123鼓风机MJL80c型，Q=3.98m3/minN=7.5KW,58.5kpa台3两用一备24回用水泵100D-16Q=39.6m/hH=165.6mN=40KW台2一用一备25隔膜式自动气压给水装置SD1200-6Q=26m/hH=2.49mN=5.5KW套1双泵单罐26蝶阀DN200D71J-10衬胶蝶阀个74.环保及生产评价4.1出水对河流及沿岸环境影响该流程要求处理污水出水回用，不排入临近合流。同时，污水处理厂自排的生活污水、上清液、滤液均由管网统一收集进入污水处理过程中去，会随同污水一同被处理，不会造成新污染。4.2污泥利用本处理厂处理后以泥饼形式排出污泥，含水率较低，经过分析化验泥饼性质后，作为农肥使用。4.3噪声及其防治泵房和鼓风机房容易制造出令人不悦的噪声，噪声无法避免，只能通过特殊方式去减小噪声，我们可以采取降低转速、安装消声器、采用可曲挠橡胶接头、仪器基础加减震垫、常闭门窗等方式将噪音降到最低。4.4漏氯防治因消毒工艺采用的是需要用发生器现场制作的二氧化氯消毒工艺，会有漏氯的可能性，该物质具有毒性，要采取措施防止泄露。为了避免被漏气伤害，在相关地点应设置感应报警系统，并在有工作人员的地点放置氧气罩及吸附面罩。4.5厂区绿化为了美化厂区环境，按要求，保证绿化面积占厂区总面积的30%。并保证厂区其他设施:采暖、通风、照明的正常供应。4.6节能方面节能型潜水泵的采用降低了使用泵时候的高能耗，同时配合变频调速，使用计算机优化系统，使水泵多在高效区工作。为降低无谓的损耗，仪表全程自动化控制监测水质、水量的变化。厂区内空调、照明等系统，需根据实际情况进行使用，以降低能耗。4.7安全生产方面为防止断电等意外事故的发生，厂区内应设置两套生产系统，并自配备电源。本工艺采用污泥浓缩脱水，不涉及消化反应，不会产生沼气这一危险气体。建立健全安全监督管理体系，树立安全意识，保证每一个工作人员的安全。根据建筑消防要求，设立消火栓。为了厂区内工作人员的健康，应执行相应的卫生标准。

5.结论本项目研究就规模为一万吨的城镇新建污水处理场站进行研究，排放标准满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准，污水的最终出路为回用。根据参考多个城市的污水进水数据，确定本工艺具体进水指标为:CODcr=400mg/L,BODs=200mg/L，SS=250mg/L，NH3-N=3Omg/L，TN=40mg/L，TP=5mg/L。本项目通过对各工艺进行严格比选，选用倒置AZ/O工艺为最终处理工艺。运用“泥龄法”计算倒置AZ/O工艺得出，缺氧、厌氧、好氧段的水力停留时间(HRT)分别为:3.82h,1.9h,15.26h;单池体积分别为:79.5m3,39.7m3,317.9m3.采用新型离子滤布滤池进行过滤，由于加速和皂化在滤布生产过程中的产生的强大作用与影响，使得过滤精度准确到um级别，可以截留更小粒径的颗粒，同时该滤池具有电耗低，过滤效果好，占地面积小等优势。该滤池滤速为Sm/h，运行费用0.002元/吨，反洗耗水量2%.消毒剂采用二氧化氯CCIOa)进行消毒，去除各种细菌、病原菌等微生物。由于二氧化氯不易保存，故采用二氧化氯发生器制取。污泥脱水方式采用叠螺式污泥压缩脱水一体机。污水处理厂结构为钢筋混凝土结构，抗震设防烈度为7度，地下式。

参考文献[1]柯婧.城镇