污水处理工程设计——毕业论文

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1、青岛科技大学本科毕业设计1引 言城市污水主要包括生活污水和工业污水，由城市排水管网汇集并输送到污水处理厂进行处理。城市污水处理工艺一般根据城市污水的利用或排放去向并考虑水体的自然净化能力，确定污水的处理程度及相应的处理工艺。处理后的污水，无论用于工业、农业或是回灌补充地下水，都必须符合国家颁布的有关水质标准1。现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理工艺。污水一级处理应用物理方法，如筛滤、沉淀等去除污水中不溶解的悬浮固体和漂浮物质。污水二级处理主要是应用生物处理方法，即通过微生物的代谢作用进行物质转化的过程，将污水中的各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质。生物处理对污水水质

2、、水温、水中的溶氧量、pH值等有一定的要求。污水三级处理是在一、二级处理的基础上，应用混凝、过滤、离子交换、反渗透等物理、化学方法去除污水中难溶解的有机物、磷、氮等营养性物质。污水中的污染物组成非常复杂，常常需要以上几种方法组合，才能达到处理要求2。污水一级处理为预处理，二级处理为主体，处理后的污水一般能达到排放标准。三级处理为深度处理，出水水质较好，甚至能达到饮用水质标准，但处理费用高，除在一些极度缺水的国家和地区外，应用较少3。目前我国许多城市正在筹建和扩建污水二级处理厂，以解决日益严重的水污染问题。为减少对周围环境的污染，改善金州市周围的水体水质，提高城市人民的生活质量，因此需要进行污水

3、管网和污水处理厂的建设。以下部分是根据金州市的资料进行的污水处理厂的设计。2设计说明书2.1概述2.1.1设计任务完成金州市污水处理系统的设计。工程设计范围包括：污水处理厂工程。2.1.2设计依据青岛科技大学毕业设计任务书。2.1.3采用的主要规范和标准（1）给水排水设计手册（第1册）常用资料（2）给水排水设计手册（第5册）城镇排水（3）室外排水设计规范（GB50014-2006）（4）给水排水制图标准（GB/T50160-2001）（5）城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）（6）给水排水设计手册（第11册）城镇排水2.1.4污水处理厂设计要求（1）设计应达到污水处理排放标

4、准；（2）选择的工艺流程、建筑物布置、设备等能满足生产需要；（3）设计中采用的数据、公式和标准必须正确可靠；（4）设计中在满足生产需要的基础上，在经济合理的原则下，尽可能地采用先进技术；（5）在设计时要尽可能降低工程造价，使工程取得最大的经济效益和社会环境效益；（6）设计应注意近远期相结合，一般采用分期建设；（7）设计时应适当考虑厂区的美观和绿化4。2.1.5设计规模（1）污水处理厂的处理水量按最高日最高时流量设计。（2）污水处理厂的日处理量：近期（2015年）为1.6万吨/天，远期（2020年）为2.14万吨/天。2.1.6设计参数进出水水质表见表2-1表2-1 进出水水质Table 2-1

5、 Water quality of influent and effluent污染物进水水质（mg/L）出水水质（mg/L）COD40060BOD520020SS12020NH3-N308TP41pH6969进水经处理后，水质符合城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级B标准，不仅要求COD、BOD5达标，还要求NH3-N和TP在处理后达到排放标准。2.1.7城市概况该地区的总体规划，近期（2015年）总人口为6万人，远期（2020年）总人口为8万人。目前该区的建筑主要以三、四层为主，近期变化不大，室内有给排水设备及淋浴设备。远期新城区规划为五、六层楼房，室内有卫生及淋

6、浴设备，但仍无集中热水供应。该地区以居住区为主，有零星的工厂企业，零星工业废水的平均流量约为整个新城区居住区平均污水流量的20%左右。2.1.8自然条件2.1.8.1地理位置金州市位于湖北省，在长江中游的北岸。2.1.8.2气象资料（1）气温年平均：16.8；历年最高：40.3；历年最低：-12.2；（2）降雨量年平均：1252.2毫米； 历年最大：2098.7毫米；历年最小：527.3毫米；日最大：257.3毫米；（3）相对湿度历年平均：79.0%； 历年最高：87.2%； 历年最低：65.3%；（4）最大积雪深度：23毫米（5）最大冻土深度：80毫米（6）年平均蒸发量：1489.3毫米（7

7、）主要风向 冬季：西北风 夏季：东南风（8）风速 历年平均：2.5米/秒最大：3.8米/秒2.1.8.3工程地质与地震资料该市沿长江一带为冲积层，系砂质土壤，土基承载力一般为10-12吨/m2，该市地震烈度为5度。2.1.8.4水文资料（1）水位（吴淞高程）（a）长江历年平均： 20.36米；历年最高（1%）： 27.51米；历年最低（97%）：14.55米；（b）西湖起排水位17.50米。2.1.8.5 水文地质资料该市地下水位平均在地面以下2.00m左右。2.1.8.6 水质资料（西湖）CODcr 3.53mg/LBOD52.27mg/L非离子氨 0.187mg/L总磷0.119mg/L2

8、.1.9排水规划（1）排水体制：规划采用雨、污分流体制。（2）污水经过管网进入污水处理厂，经处理水质达标后排入收纳水体。2.2污水处理工艺的比较分析2.2.1 A/A/O工艺2.2.1.1工艺概述该工艺在厌氧-好氧除磷工艺中加一缺氧池，并将好氧池流出的部分混合液回流至缺氧池前端，具有同步脱氮除磷功能5。2.2.1.2工艺优点利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。A/A/O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO0.3mg/L)，释放出磷酸盐，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮，缺氧段要控制DO12.5)，B

9、OD/TKN为1.53.5，COD/TP为3060，BOD/TP为1640(一般应20) 6。若降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化，以去除磷、BOD5和COD为主，则可用A/O工艺。有的城市污水处理的出水不排入湖泊，利用大水体深水排放或灌溉农田，可将脱氮除磷放在下一步改扩建时考虑，以节省近期投资7。2.2.1.3工艺缺点（1）脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果则受回流污泥中夹带DO和硝酸态氧的影响。（2）除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此。（3）脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高。（4）运行管理要求较高，投资较

10、大，节能差。工艺流程图见图2-1。 混合液回流出水进水二沉池好氧池缺氧池厌氧池 污泥回流 剩余污泥图 2-1 A/A/O法工艺流程图Figure 2-1 Plot of A/A/O technology flow2.2.2 AB工艺2.2.2.1工艺概述该法由德国Bohuke教授首先开发。该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧，A级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷2.5kgBOD/(kgMLSSd)以上，池容积负荷6kgBOD/(m3d)以上；B级负荷低，污泥龄较长。A级与B级间设中间沉淀池。二级池子F/M(污染物量与微生物量之比)不同，形成不同的微生物群体8。AB法尽管有节能的优点，

11、但不适合低浓度水质，A级和B级亦可分期建设9。2.2.2.2工艺特点（1）便于分期建设，可根据排放要求先建A段再建B段。不设初沉池。（2）可大幅度地去除污水中难降解物质，用于处理复杂的工业废水可作为预处理的一中方法，经AB法处理后，再纳入城市污水处理厂。（3）处理效率高，出水水质好，BOD去除率可高达90%98%，还可进行深度处理脱氮和除磷。对处理复杂的变化较大的污水水质，具有较大的适应能力。（4）总反应时间短，构筑物体积小，占地少约可节省投资15%20%、节能20%25%。（5）存在污泥量大、构筑物及设备较多，运行管理复杂，脱氮除磷效果不理想的缺点10。工艺流程图见图2-2。鼓风机房B段沉淀

12、池B段曝气池A段沉淀池A段曝气池进水 出水B段回流污泥泵房A段回流污泥泵房图 2-2 AB法工艺流程图Figure 2-2 Plot of AB technology flow2.2.3 SBR工艺2.2.3.1工艺概述SBR法又称序批式间歇活性污泥法。SBR法早在20世纪初已开发，由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称 序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、 回

13、流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资 ，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷 脱氮的目的。BOD去除率在90%以上，抗水量变化能力强但抗浓度变化能力差。发生污泥膨胀少但处理困难。不需要设污泥回流设备，污泥量较多，受水温变化影响小。自动化程度高，日常管理容易，但有浮渣问题。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，间歇排水,水头损失大，池容的利用率不理想，因此，一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂11。2.2.3.2工艺优点经典SBR法主要优点：（a）沉淀性能好，有机物去除效率高；（b）提高

14、难降解废水的处理效率；（c）抑制丝状菌膨胀；（d）可以除磷脱氮；（e）不需要新增反应器，不需二沉池和污泥回流，工艺简单。经典SBR的改良方法应用也较多。大部分新型SBR仍然拥有经典SBR的主要特点，并且还形成了一些独特的优点。2.2.3.3工艺缺点SBR类工艺对自动化控制要求很高，并需要大量的电控阀门和机械撇水器，稍有故障将不能运行，而且关键设备需引进。由于一池多用，相关设备在一段时间内要闲置，曝气头的数量和鼓风机功率要增大。另外撇水水位深度通常有1.2-2m，出水的水位必须按最低撇水水位进行，水力能耗增加。对于中小规模、可以引进关键设备、具备一定管理水平的城市污水处理厂工艺流程图见图2-3。

15、出水SBR反应池沉砂池进水格栅图 2-3 SBR工艺流程图Figure 2-3 Plot of SBR technology flow2.2.4氧化沟工艺2.2.4.1工艺概述氧化沟一般不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。建设费用及电耗视采用的沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高20%)和动力效率12达2.53.0 kgO2/(kWh)。2.2.4.2工艺优点（1）工艺成熟，流程简单，运行稳定。（2）处理效果好，出水水质好。（3）缓冲稀释能力强，耐高流量、高浓度的冲击负荷，对难降解有机物去除率高，出水水质稳定。（4）供氧量调节灵活。（5）剩

16、余污泥量小。（6）脱氮能力较强。2.2.4.3工艺缺点（1）生物除磷相对较弱。（2）能耗大。（3）相对占地面积较大，沟内混合液自留流程长。（4）由于紊流导致的流速不均有可能引起污泥沉淀，影响运行效果。工艺流程图见图2-4。出水沉淀池Carrousel氧化沟进水回流污泥泵房图 2-4氧化沟工艺流程图Figure 2-4 Plot of oxidation ditch flow2.3污水处理工艺的选择2.3.1中小城镇污水处理厂的优选工艺在活性污泥法中，根据室外排水设计规范（GB50014-2006）推荐对于设计流量小于10104m3/d的城市污水处理厂可以采用氧化沟法、SBR、A/A/O法进行设

17、计。A/O工艺、A/A/O工艺、各种氧化沟工艺、SBR工艺这些从活性污泥法派生出来的工艺都可以实现除碳、除氮、除磷三种流程的组合，都是比较实用的除磷脱氮工艺。但是由于氧化沟对于脱氮除磷效果不是很好，而且占地比较大，所以采用A/A/O和SBR工艺进行比较。方案一：A/A/O工艺关于方案一的说明：第一阶段为预处理部分，即粗格栅+细格栅+沉砂池+初沉池，中格栅去除城市污水中较大的漂浮物，细格栅去除城市污水中较细小的漂浮物，后续工艺以及设备的正常运行提供保证。水经过泵房提升后进入沉砂池，去除砂粒，经吸砂机将沉砂池中的砂吸走至砂水分离器，砂水分离器工作，截留下砂，而水则自重力流向前方泵房的格栅井。从沉砂

18、池出来的水流向初沉池，去除SS以及部分有机物。水从初沉池出来以后进入生物反应池，该生物反应池分为三个区，厌氧池缺氧池好氧池。磷的去除依靠厌氧池中聚磷菌一类微生物的充分释磷以及在好氧池的过量吸磷来去除水体中的磷。氮的去除主要依靠曝气池中硝化菌的将氮转化为硝态以及亚硝态氮，然后通过内回流将曝气池中的混合液回流至前方的反硝化区依靠反硝化菌将亚硝态氮转化为氮气从而去除氮。有机碳主要依靠曝气池中的微生物降解。该池的脱氮除磷效果较好。后处理阶段，主要通过二沉池澄清出水，加氯混合池的作用是消毒以达到出水中对于微生物数量限制。污泥处理主要通过污泥连续重力浓缩和机械脱水来完成，从脱水机房出来的污泥主要是外运填埋

19、。对于脱氮除磷工艺的污泥来讲，运用重力浓缩会带来一个问题：污泥中磷的释放，上清液富含磷。由此该工艺将浓缩池中的上清液同脱水机房的滤液一起集中在反应沉淀池中，通过投加钙盐形成沉淀去除磷。形成的沉淀单独外运填埋或另作他用。从沉淀池出来的上清液再回流至前方泵站内的格栅井。方案二：SBR工艺关于方案二的说明：第一阶段为预处理部分，即中格栅+细格栅+沉砂池，中格栅去除城市污水中较大的漂浮物，细格栅去除城市污水中较细小的漂浮物，后续工艺以及设备的正常运行提供保证。水经过泵房提升后进入曝气沉砂池，去除砂粒，经吸砂机将沉砂池中的砂吸走至砂水分离器，砂水分离器工作，截留下砂，而水则自重力流向前方泵房的格栅井。从

20、沉砂池出来的水直接进入SBR反应池，SBR反应池最大的特点是在SBR反应池的前端存在一个生物选择区，通常在厌氧或兼氧条件下运行。生物选择器是根据活性污泥反应动力学原理而设置的。通过主反应区污泥的回流并与进水混合，不仅充分利用了活性污泥的快速吸附作用而加速对溶解性底物的去除并对难降解有机物起到良好的水解作用，同时可使污泥中的磷在厌氧条件下得到有效的释放，而且在完全混合反应区之前设置选择器，还有利于改善污泥的沉降性能，防止污泥膨胀问题的发生。此外，选择器中还可发生比较显著的反硝化作用(回流污泥混合液中通常含2mg/L左右的硝态氮) ，其所去除的氮可占总去除率的20%左右。选择器可定容运行，亦可变容

21、运行，多池系统中的进水配水池也可用作选择器。而主反应区的曝气阶段则是去除有机物、进行磷的释放、硝化作用。沉淀和闲置阶段整个池可以保持缺氧或是厌氧状态，有释磷和反硝化作用。SBR池运行经过进水曝气阶段、曝气阶段、沉淀阶段、滗水阶段、进水闲置阶段。出水进入加氯混合池，加氯混合池的作用是消毒以达到出水中对于微生物数量限制。2.4污泥的处理与处置2.4.1污泥处理的目的及处理方法污水处理厂的污泥包含固体和液体两部分。污泥中水分的存在形式有三种：游离水、毛细水、内部水。游离水存在于污泥颗粒间隙，约占污泥水分的70%左右，这部分水一般借助外力可以与泥粒分离。毛细水存在于污泥颗粒间的毛细管中，约占污泥水分的

22、20%左右，也有可能用物理方法分离出来。内部水只有干化才能分离，但也不完全13。污泥中含有有害、有毒物质以及有用物质。2.4.1.1污泥处理的目的（1）使污水处理厂能够正常运行，确保污水处理效果；（2）使有害、有毒物质得到妥善处理或利用；（3）使容易腐化发臭的有机物得到稳定处理；（4）使有用物质能够得到综合利用。总之，污水处理的目的是使污泥减量、稳定、无害化及综合利用6。2.4.1.2常用的污泥处理方法（1）污泥浓缩污泥浓缩的主要目的是减少污泥体积，以便后续的单元操作。通常，污泥浓缩只能去除游离水的一部分13。污泥浓缩的方法有重力浓缩（沉降浓缩）、气浮浓缩和离心浓缩三种，以重力浓缩最常用7。（

23、2）污泥消化污泥稳定采用的工艺为消化工艺，分为好氧消化和厌氧消化。从节能和资源再利用两方面考虑，通常采用厌氧消化。污泥在厌氧条件下由兼性菌和专性厌氧菌降解污泥中有机物，生成二氧化碳和甲烷，使污泥得到稳定7。（3）污泥脱水污泥脱水是指将污泥含水率降低到80%以下的操作。脱水后的污泥具有固体特性，成泥块状，能装车运输，便于最终处置与利用13。2.4.2污泥处理工艺2.4.2.1污泥处理的一般工艺流程污泥处理的一般工艺流程：（1）生污泥浓缩消化自然干化最终处置（2）生污泥浓缩消化机械脱水最终处置（3）生污泥浓缩自然干化堆肥最终处置（4）生污泥浓缩机械脱水干燥焚烧最终处置（5）生污泥湿污泥池最终处置（

24、6）生污泥浓缩消化最终处置污泥处理方案的选择，应根据污泥的性质与数量；投资情况与运行管理费用；环境保护要求及有关法律与法规；城市农业发展情况及当地气候条件等情况，综合考虑后选定6。2.4.2.2污泥处理工艺的选择沉降浓缩，特别是间歇式浓缩不宜用于脱氮除磷工艺产生的剩余活性污泥。因为在厌氧条件下，活性污泥释放的磷，会使上清液含磷量浓度大大提高，上清液带着释放出的磷回流到污水处理系统中，造成磷在处理系统内恶性循环与积累14。 当采用延时曝气或泥龄较长时，污泥基本处于稳定状态，可不设消化池或其他污泥稳定设施15。所以本工程采用重力浓缩池浓缩和带式压滤机脱水来进行污泥的浓缩脱水。2.4.3污泥处置污泥

25、的最终处置，目前我国城市污水处理厂都经无害化处理随意堆放或用于农田，国外许多国家对污泥处置采用较多的方法是焚烧、填埋、堆肥和投海。焚烧技术虽然具有处理迅速、减容多（7090）、无害化程度高、占地面积小等优点；但一次性投资巨大，操作管理复杂，且能耗高，不太适合我国的国情。污泥卫生填埋，是污水处理厂脱水污泥较为有效的方案，但其渗滤液的COD和BOD值较高，需进行处理，否则会造成二次污染。根据本工程实际情况，采用将脱水泥饼外运填埋。2.5 污水处理构筑物设计参数2.5.1中格栅和细格栅格栅是由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗大的

26、悬浮物及杂质，去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行。（一）设计参数（1）栅条间距 粗格栅 40mm中格栅 1525mm细格栅 410mm（2）栅渣量栅条间距：1625mm 0.100.05m3/（103m3污水）栅条间距：40mm左右 0.030.01 m3/（103m3污水）当栅渣量0.2m3/d时，一般采用机械清渣。（3）人工清渣的格栅倾角一般与水平面成4560，机械清渣的格栅倾角一般为6090，有时为90。（4）通过格栅的水头损失一般为0.080.15m。（5）栅前流速一般控制在0.40.9m/s。（6）过栅流速一般控制在0.61.0m/s。（二）运

27、行参数（1）中格栅运行参数栅前流速 0.7m/s 过栅流速 0.9m/s栅条宽度 10mm 栅条间隙 20mm栅前部分长度 0.5m 格栅倾角 70栅槽有效宽度 0.62m 格栅间隙数 21水头损失 0.085m 每日栅渣量 1.04m3/d（2）细格栅运行参数栅前流速 0.7m/s 过栅流速 0.9m/s栅条宽度 10mm 栅条净间距 10mm栅前部分长度 0.5m 格栅倾角 70栅槽有效宽度 0.83m 格栅间隙数 42水头损失 0.21m 每日栅渣量 1.65m3/d2.5.2污水提升泵房（一）设计说明（1）泵房进水角度不大于45。（2）相邻两机组突出部分得间距，以及机组突出部分与墙壁的

28、间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于0.8。如电动机容量大于55KW时，则不得小于1.0m，作为主要通道宽度不得小于1.2m。（二）运行参数（1）水泵为潜水式。SBR工艺污水提升前水位+17.615m（即泵站吸水池最低水位），提升后水位+29.599m（即细格栅前水面标高）。所以，提升净扬程Z=29.599-17.615=11.984m，水泵水头损失取h=2.20m，安全水头1.5m，需水泵扬程H=Z+h+1.5=15.684m，根据设计流量Q=283.13 L/s，查给水排水手册第11册潜水泵型号为350QW1200-18-90，上海伊胜泵业有限公司生产，1用1备，单台

29、提升流量1200m3/h，扬程18m，转速990r/min，功率90kW，效率82.5%，重量2000kgA/A/O工艺污水提升前水位+18.615m（即泵站吸水池最低水位），提升后水位+31.41m（即细格栅前水面标高）。所以，提升净扬程Z=31.41-17.615=13.795m，水泵水头损失取h=2.20m，安全水头1.5m，需水泵扬程H=Z+h+1.5=17.495m，根据设计流量Q=283.13 L/s，查给水排水手册第11册潜水泵型号为350QW1200-18-90，上海伊胜泵业有限公司生产，1用1备，单台提升流量1200m3/h，扬程18m，转速990r/min，功率90kW，效

30、率82.5%，重量2000kg（2）泵站为地面式，长H =5.00m，宽B=5.00m，高=12.00m。 2.5.3平流式沉砂池污水中的无机颗粒不仅会磨损设备和管道，降低活性污泥活性，而且会板积在反应池底部减小反应器有效容积，甚至在脱水时扎破滤带损坏脱水设备。沉砂池的设置目的就是去除污水中的泥沙、煤渣等相对密度较大的无机颗粒，以免影响后续处理构筑物的正常运行。沉砂池按流态分为平流沉砂池、竖流沉砂池、曝气沉砂池、涡流式沉砂池等。（一）平流沉砂池具的特点（1）截留无机颗粒效果好；（2）构造较简单；（二）平流沉砂池的设计，应符合的要求（1）最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s；（2）最

31、高时流量的停留时间应大于30s；（3）有效水深应不大于1.2m，一般采用0.251m。每格宽度不宜小于0.6m。宽深比宜为11.5；（4）池底坡度一般为0.01至0.02，当设置除砂设备时，可根据设备要求考虑池底形状。（三）运行参数沉砂池长度 10m 沉砂池总宽 2m有效水深 0.73m 沉砂槽容积 1.245m3沉砂槽底宽 0.5m 沉砂槽上口宽 0.74m沉砂槽总高 0.734m 槽壁与水平面倾角 602.5.4 SBR工艺2.5.4.1 SBR反应池（一）设计说明SBR反应池的每个工作周期可分为曝气阶段、沉淀阶段、滗水阶段和闲置阶段，采用连续进水，无污泥回流系统，设置预反应区和主反应区，

32、反应器内微生物处于好氧缺氧厌氧周期性变化之中，具有较好的除磷脱氮效果。（二）运行参数共建2座SBR反应池。SBR反应池尺寸：LB=20m31.475m，水深H=5.0m。2.5.4.2 接触消毒池城市污水经过一级或二级处理（包活性污泥法和膜法）后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病源菌的可能。因此，污水排入水体前应进行消毒。废水处理中应用的消毒工艺主要是化学消毒（常用的是氯气和臭氧）。目前，用消毒剂消毒会产生有害物质，影响人们的身体健康已广为人知，氯化是当今消毒采用的普遍方法。氯可能与水中的有机物结合，氯取代后形成的氯化物是有致突变或致癌活性的。所以，目前污水消毒一

33、是要控制恰当的药剂投加量，二是采用其他消毒剂替代液氯或游离氯，以减少有害物的生成。目前常用的消毒剂是液氯，其次是漂白粉、臭氧、二氧化氯、紫外线、次氯酸钠、氯胺等11。经过比较，并结合目前污水处理厂常用的消毒方法，本设计拟采用液氯消毒。（一）设计参数设计流量： Q=247.59L/s=14.85m3/min水力停留时间： T=30min设计投氯量： r=5.0mg/L平均水深： h=2.0m2.5.4.3 储泥池（一）功能为污泥浓缩、脱水调蓄剩余污泥。（二）设计参数剩余污泥量：8.3m3/h停留时间：1d储泥池半径：8m有效深度：4m超高：0.3m2.5.4.4 污泥浓缩池（一）功能对污泥进行浓

34、缩脱水，降低污泥含水率，以便于污泥的运输和最终处置。（二）设计参数剩余污泥量：21.12m3/d脱水后污泥量：3.52m3/d污泥浓缩池： D=2.6m，H=2.6m主要设备：采用GN-7000的污泥浓缩池刮泥机2.5.4.4 污泥脱水机房（一）功能对污泥进行浓缩脱水，进一步降低污泥含水率，以便于污泥的运输和最终处置。（二）设计参数过滤流量：26.4kg/h脱水后污泥量：3.52m3/d污泥脱水机房：12.06.75.0m主要设备：采用DY-500N型带式压滤机，需2台，一用一备。2.5.5 A/A/O工艺2.5.5.1 初次沉淀池（一）功能一级污水处理系统的主要处理构筑物，或作为生物处理法中

35、预处理的构筑物，对于一般的城镇污水，初沉池的去处对象是悬浮固体，可以去除SS约40%55%，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。（二）设计参数设计水量应与沉砂池设计流量相同则 Qmax=0.365m3/s表面负荷 q=2m3/(m2 h)沉淀时间 t=1.5h（三）运行参数沉淀池长度L=27m 沉淀区的总宽度B=24.3m沉淀池的数量n=5 沉淀部分有效水深=3m污泥部分所需容积：60m3 沉淀池的总高度H=7.577m污泥斗以上梯形部分污泥容积v=12.16m3污泥斗容积：25.93m32.5.5.2生物池（一）工艺原理：（1）厌氧池：流入原污泥水及同步进入

36、的从二沉池回流的含磷污泥。该池主要功能为释放磷，使污水中磷的浓度升高，溶解性有机物被生物吸收而使污水中BOD5浓度下降。NH3-N因细胞合成而被去除一部分，使污水中浓度下降，但NH3-N含量无变化。（2）缺氧池：反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源，将回流液带入的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气中。BOD5浓度下降，NO3-N的浓度大幅度下降，而磷的变化很小。（3）好氧池：有机物被微生物生化降解而继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使NH3-N浓度显著下降，但该过程使NO3-N浓度增加，磷随着聚磷菌的过量摄取，也以较快速度下降。好氧池将NH3-N完全硝化，缺氧池完成脱氮功能；缺氧池和

37、好氧池联合完成除磷的功能。（二）工艺特点（1）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时除有机物，脱氮，除磷的功能。（2）工艺流程简单，总的水力停留时间少于其他同类工艺。（3）在厌，缺，好氧交替运行下，丝状菌不会大量产生，不会发生污泥膨胀。（4）脱氮效果受混合液回流比大小的影响，以2Q为限，除磷效果受回流污泥中夹带DO和NO3-N的影响，因而脱氮除磷效率不可能很高。（三）A2/O工艺设计（1）好氧池停留时间t=5h，缺氧池停留时间t=3.48h，厌氧池停留时间t=2h（2）好氧池2组，池深取4m。BL=25.4725m， 五廊道推流式。（3）缺氧池D=23.76m

38、，h=4m（4）厌氧池D=16.11m，水深h=5m。（5）好氧池补充碱度56.66mg/L（6）曝气采用鼓风系统，先用网状模型微孔空气扩散器，服务面积0.49 m2， 所需空气扩散器总数为2939个。污泥回流比60%。回流污泥泵提升设备采用螺旋泵LXB-1000型三台。两用一备。提升高度为2.5 m，功率11 kw，低扬程，低转速，流量范围广，且不破坏污泥活性。剩余污泥量为1109.67kg/d，采用21/2NWL型污泥泵三台，两用一备.提升高度5.83.6 m，转速1440r/min.配套电动机功率1.5 kw。硝化液回流200%。2.5.5.3 二沉池（一）功能二沉池设在生物处理构筑物后

39、面，用于沉淀分离活性污泥或去除膜生物法中脱落的生物膜，是生物处理工艺中的一个重要组成部分。（二）设计参数该沉淀池采用辐流式沉淀池设计进水量 Qmax=0.283m3/s表面负荷 q=2m3/(m2 h)沉淀时间 t=1.5h（三）运行参数二沉池直径D=19.1m 污泥部分所需容积2.5m3沉淀池的数量n=2 二沉池有效水深=3m沉淀部分有效容积：764.1m3 沉淀池高度H=5.66m污泥斗以上圆锥体部分污泥容积v=51.45m3污泥斗容积：12.7m32.5.5.4 接触池目前常用的消毒剂是液氯，其次是漂白粉、臭氧、二氧化氯、紫外线、次氯酸钠、氯胺等11。经过比较，并结合目前污水处理厂常用的

40、消毒方法，本设计拟采用液氯消毒。（一）设计参数设计流量： Q=247.59L/s=14.85m3/min水力停留时间： T=30min设计投氯量： r=5.0mg/L平均水深： h=2.0m采用上海海恒机电仪表有限公司生产的JLF-4型真空加氯机。2.5.5.5 储泥池（一）功能为污泥浓缩、脱水调蓄剩余污泥。（二）设计参数剩余污泥量：8.3m3/h停留时间：1d储泥池半径：8m有效深度：4m超高：0.3m2.5.5.6 污泥浓缩池（一）功能对污泥进行浓缩脱水，降低污泥含水率，以便于污泥的运输和最终处置。（二）设计参数二沉池剩余污泥量1109.67Kg/d 初沉池污泥=60 m3/d二沉池进泥含

41、水率P1=99.2%初沉池进泥含水率P1=96%采用2个污泥浓缩池： D=6.2m，H=1.69m主要设备：采用GN-7000的污泥浓缩池刮泥机2.5.5.7 污泥脱水机房（一）功能对污泥进行浓缩脱水，进一步降低污泥含水率，以便于污泥的运输和最终处置。（二）设计参数过滤流量：331.2kg/h污泥脱水机房：12.06.75.0m主要设备：采用DY-1000N型带式压滤机，需4台，三用一备。2.6污水处理厂选址及平面、高程布置2.6.1污水处理厂厂址的选择污水处理厂的厂址与总体规划、城市排水系统的走向、布置、处理后污水的出路密切相关，必须在城镇总体规划和排水工程专业规划的指导下进行，通过技术经济

42、综合比较，反复论证后确定13。污水处理厂厂址的选择，应遵循以下原则：（1）应与选定的污水处理工艺相适应；（2）应尽量做到少占农田或不占农田；（3）厂址应尽可能位于集中供水水源地下游，并设在城镇、工厂区及生活区下游和夏季主导风向的下风向；（4）处理厂出水排放口应与收纳水体接近；（5）厂址不宜设在雨季易受水淹的低洼处，靠近水体的处理厂要考虑不受水体洪水威胁，尽量设在地质条件较好的地方，以便施工，降低造价；（6）充分利用地形，如有条件应选择有适宜坡度的地区，以满足污水处理构筑物高程布置的需要，减少土方工程量；（7）根据城市总体发展规划，污水处理厂厂址的选择应考虑远期发展的可能性，有扩建的余地16。2

43、.6.2平面布置污水处理厂平面设计的任务是对各单元处理构筑物与辅助设施等的相对位置进行平面布置，包括处理构筑物与辅助构筑物（如泵站、配水站等），各种管线，辅助构筑物（如鼓风机房、办公楼、变电站等），以及道路，绿化等。进行平面布置时，可根据具体情况做适当调整，如修正单元处理构筑物的数目或池形。2.6.3高程布置通过计算确定各单元处理构筑物和泵站的高程，各单元处理构筑物之间连接管渠的高程和各部位的水面高程，使污水能够沿处理流程在构筑物之间通畅地流动。污水处理厂的高程布置应满足如下要求（1）尽量采用重力流，减少提升，以降低电耗，方便运行。一般进厂污水经一次提升就应能靠重力通过整个处理系统，中间一般不

44、再加压提升；（2）应选择距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并应留有余地，以免因水头不够而发生涌水，影响构筑物的正常运行；（3）水力计算时，一般以近期流量（水泵最大流量）作为设计流量；涉及远期流量的管渠和设施，应按远期设计流量进行计算，并适当预留贮备水头。3 设计计算书3.1污水量的计算3.1.1污水管网近期规模计算3.1.1.1生活污水平均流量综合生活污水量标准可根据用水量标准确定。合理确定污水量排放标准具有重要的意义：指标过高，虽排水通畅，但管径偏大，基础设施投资增加，有限的资金得不到充分的运用；指标偏低，则排水不通畅，甚至可能造成污水外溢，给居民生活、生产带来不便。参考室外给水设计

45、规范综合生活用水定额，金州市属于湖北中小城市，平均日综合生活用水定额为：q=170280L/capd，结合当地情况确定居民生活用水定额（平均日）：q=220L/(d.cap)L/(d.cap)居民排水定额，根据排水设施的完善程度，取其80%90%，给水排水完善的地区可按用水定额的90%计。金州市可按90%考虑。则平均流量Q1=Nq90%/（243600） =6000022090%/（243600） =137.5L/s3.1.1.2工业废水平均流量考虑到零星工业废水的平均流量为Q2=20%Q1=20%137.5=27.5L/s 3.1.1.3 地下水渗入量因为该市地下水位平均在地面以下2.00m

46、左右，地下水位较高，故考虑地下水渗入量。按生活污水量的10%计，得到地下渗入量为Q3=137.510%=13.75L/s3.1.1.4 集中流量Q4计入食品加工厂近期日平均污水设计流量为Q4=650m3/d =7.52L/s， 3.1.1.5 污水平均设计流量Q= Q1 +Q2 +Q3 +Q4=186.27 L/s3.1.1.6 总变化系数为总变化系数为k=1.523.1.1.7 污水最大设计流量Qmax=Qk=186.271.498=283.13 L/s3.1.2污水管网远期规模计算3.1.2.1生活污水平均流量则平均流量Q1=Nq90%/（243600）=8000022090%/（2436

47、00）=183.33L/s3.1.2.2工业废水平均流量Q2=20%Q1=20%183.33=36.67L/s 3.1.2.3 地下水渗入量Q3=183.3310%=18.33L/s3.1.2.4 集中流量Q4计入食品加工厂远期日平均污水设计流量为Q4=800m3/d =9.26L/s， 3.1.2.5 污水平均设计流量Q= Q1 +Q2 +Q3 +Q4=247.59 L/s3.1.2.6 总变化系数为总变化系数为k=1.4723.1.2.7 污水最大设计流量Qmax=Qk=247.591.472=364.45 L/s3.1.3总结故近期平均设计为水量：186.27 L/s最大设计为水量：28

48、3.13 L/s 远期平均设计为水量：247.59 L/s最大设计为水量：364.45L/s3.2进出水水质3.2.1进水水质根据给水排水设计手册第五册，城镇排水中典型的生活污水水质见表3-1。表 3-1 城镇排水中典型的生活污水水质Table 3-1 Typical urban drainage sewage quality指标(mg/L) 高 中 低悬浮物 350 220 100生化需氧量 400 200 100化学需养量 1000 400 250总氮 85 40 20总磷 15 8 4由于金州地处长江中游，水量较大，故考虑该市生活污水指标取中低水平如下：悬浮物SS=160mg/L，生化需

49、氧量BOD5=150 mg/L，化学需氧量CODcr=330 mg/L，总氮TN=30 mg/L，总磷TP=6 mg/L，氨氮=20 mg/L。结合按照人口当量计算的BOD5和SS值的范围，同时考虑到食品加工厂水量较小，故对水质基本影响不大。工业污水对水质干扰较小，故污水厂进水水质确定为：悬浮物SS=170 mg/L，生化需氧量BOD5=150 mg/L，化学需氧量CODcr=300 mg/L，总氮TN=40 mg/L，总磷TP=5 mg/L，氨氮=20 mg/L。该指标符合按照人口当量计算的BOD5和SS值的范围。3.2.2出水水质的确定根据城镇污水处理厂污染物排放标准一级B 类标准如下悬浮

50、物SS=20，生化需氧量BOD5=20 mg/L，化学需氧量CODcr=60 mg/L，总氮TN=15 mg/L，总磷TP=1 mg/L，氨氮=8 mg/L。该项目有一定的除磷除氮的要求。3.2.3总结进出水水质见表3-2。表 3-2污水水质Table 3-2 Wastewater quality指标（mg/L） CODcr BOD5 SS TN TP进水 300 150 182 40 5出水 60 20 20 15 13.3处理程度的计算（1）CODcr的去除率 （2）BOD5的去除率 （3）SS的去除率 （4）总氮的去除率 （5）P的去除率 3.4污水处理构筑物设计计算3.4.1泵前中格栅

51、格栅设两组，按同时工作设计计算。3.4.1.1设计参数设计流量用远期最大设计流量Q=364.45L/s=3.15104m3/d栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/s栅条宽度s=10mm，格栅间隙b=20mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角=70单位栅渣量1=0.05m3栅渣/103m3污水3.4.1.2设计计算格栅设两组，按同时工作设计计算。（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得：栅前槽宽，则栅前水深（2）栅条间隙数(取n=42)式中：Qmax最大设计流量，m3/s； b栅条间距，m； h栅前水深，m； v过栅流速，一般取0.61.0m/s；a格栅安装倾角。设计两组格栅

52、，每组格栅间隙数n=42/2=21条（3）栅槽有效宽度B=s（n-1）+bn=0.01（21-1）+0.0221=0.62m式中：B格栅槽宽度，m； S栅条宽度，m。所以总槽宽为0.622+0.21.44m（考虑中间隔墙厚0.2m）（4）进水渠道渐宽部分长度（其中1为进水渠展开角=）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（6）过栅水头损失（h1）因栅条断面形状为迎水面为半圆形的矩形，取k=3，格栅阻力系数：矩形栅条形状系数则 其中 =（s/b）4/3 h0=计算水头损失 k=系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3 =阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时=1.83（7）栅后

53、槽总高度（H）取栅前渠道超高h2=0.3m，栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.51+0.085+0.3=0.895m（8）格栅总长度=0.58+0.29+0.5+1.0+0.81/tan70=2.66m其中，B1为进水渠道宽度，m，a1为进水渠道渐宽部位的展开角度；L2格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度，一般取L2=0.5L1；H1格栅前槽高，m。（9）每日栅渣量1=1.04m3/d0.2m3/d所以宜采用机械格栅清渣式中：W每日栅渣量，m3/d；W1单位体积污水栅渣量，m3/（10m3污水），一般取0.10.01，细格栅取大值，粗格栅取小值；KZ污水流量总变化系数。3.4.2提升泵站设

54、计3.4.2.1运行参数提升泵站用以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程中流过，从而达到污水的净化。（1）泵站选用集水池与机器间合建式泵站。（2）泵房进水角度不大于45。（3）相邻两机组突出部分得间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于0.8。如电动机容量大于55kW时，则不得小于1.0m，作为主要通道宽度不得小于1.2m。3.4.2.2设计参数设计流量：Q=283.13 L/s= 1019.34m3/h（近期最大日最大时设计流量）； Q=364.45 L/s= 1312.02m3/h（远期最大日最大时设计流量）；（1）污水泵机按近期最大

55、日最大时设计流量选取，泵房工程结构按远期最大日最大时设计流量，泵房内预留远期泵机组所需空间。（2）泵站选用集水池与机器间合建式泵站。3.4.2.3泵房设计计算本设计中只考虑一次提升。各构筑物的水面标高和池底埋深见后面的高程计算。3.4.2.3.1 SBR工艺污水提升前水位+17.615m（即泵站吸水池最低水位），提升后水位+29.599m（即细格栅前水面标高）。所以，提升净扬程Z=29.599-20.595=11.984m，水泵水头损失取h=2.20m，安全水头1.5m，需水泵扬程H=Z+h+1.5=15.684m，根据设计流量Q=283.13 L/s，查给水排水手册第11册潜水泵型号为350

56、QW1200-18-90，上海伊盛泵业有限公司生产，单价73000元。1用1备，单台提升流量1200m3/h，扬程18m，转速990r/min，功率90kW，效率82.5%，重量2000kg3.4.2.3.2 A/A/O工艺污水提升前水位+17.615m（即泵站吸水池最低水位），提升后水位+31.41m（即细格栅前水面标高）。所以，提升净扬程Z=31.41-20.595=13.795m，水泵水头损失取h=2.20m，安全水头1.5m，需水泵扬程H=Z+h+1.5=17.495m，根据设计流量Q=283.13 L/s，查给水排水手册第11册潜水泵型号为350QW1200-18-90，上海伊盛泵业有限公司生产，单价73000元。1用1备，单台提升流量1200m3/h，扬程18m，转速990r/min，功率90kW，效率82.5%，重量2000kg3.4.3 泵后细格栅3.4.3.1设计参数设计流量Q=364.45L/s=3.15104m3/d栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/s栅条宽度s=10mm，格栅间隙b=10mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角=70单位栅渣量1=0.08m3栅渣/103m3污水3.4.3.2设计计算格栅设两组，按同时工作设计计算。（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得栅前槽宽式中：Qmax最大设计流量，m3/s； b栅条间距，m；