污水处理工艺毕业设计

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1、第 1 章 绪论1.1 概述1.1.1 企业概况上海宝钢集团公司简称上海宝钢，拥有现代化技术装备，产品涉及国计民生 的各个方面，上天入地，衣食住行，与上海宝钢的产品密切相关：生产用于“神舟”号飞船“长征”系列运载火箭发动机和喷注器等重要部 位的高温合金材料；供应满足中国第一汽车制造有限公司、上海汽车集团公司等十几家企业要求 的 05 高级汽车板和 1F 超深冲钢，汽车板具备了向通用、福特、克莱斯勒等汽车 厂商供货资格；上海宝钢实施精品战略，将建成我国汽车用钢、石油管、造船板、不锈钢、 电工钢和家电用钢以及高等级建筑用钢等钢铁精品基地，建成我国钢铁产品新工 艺、新技术和新材料开发的主要基地。1.

2、1.2 设计成果（一）设计计算书、设计说明书和概算书各一份；其中主要内容包括以下几 部分：1、对所有构筑物都进行设计计算， 包括确定各有关设计参数、 负荷、尺寸、 所需要的材料与规格等。需要绘制工艺施工图的构筑物还要进行更详细的施工图 所必须的设计与计算，包括各部位构件的形式、构成与具体尺寸等。2、对水处理站工艺总平面及高程计算；3、泵站、风机房等附属构筑物的设计计算，着重水力计算与设备型号的选 择及管道、辅助设备的设计计算。4、对污水与污泥处理系统做出较准确的水力计算与高程设计。5、污水厂要进行概预算与成本分析。（二）设计图纸应绘制 1 号图纸不少于 810 张。主要完成下列图纸：1、水处理

3、站工艺总平面 ：1：1001：500；2污水与污泥高程图：横向比例可采用 1： 5001：1000，纵向可采用 1：501：100；3 单体构筑物工艺平面及剖面图： 1： 50 1： 200。1.1.3 设计任务1、分析自然现状的排水条件，经济合理的确定城市排水体制2、确定排水管网的走向和位置，并进行经济比较。3、确定泵站的数量和规模。4、确定污水构筑物位置和规模。5、进行管网的水力计算。6、确定污水和污泥的处理流程，进行各构筑物的设计计算。7、进行经济概算，成本核算。8、绘制相关图纸1.2 设计资料1.2.1 规划资料在项目建议书阶段，上海宝钢集团公司有限公司处理水量为 1000m3/d，原

4、水水质详见下表。表 1 1 原水水质项目PH值BOD5(mg/l)CODcr(mg/l)SS (mg/l)油(mg/l)温度()6.5-9.08501800200060070-751.2.2 自然概况上海宝钢集团公司所在地区位于坦荡低平的长江三角洲平原，水网密布，西南部散见小山丘，平均海拔高度约 4 米。 境内辖有中国第三大岛崇明岛以及长 兴、横沙等岛屿，黄浦江及其支流苏州河流经市区。1.2.3 气象资料属北亚热带季风气候，温和湿润、光照充足，降水丰沛，四季分明。年平均气温 16.5 。冬季 1 月最冷，月平均气温 3.3 ，较同纬度内陆温和；夏季 7 月最热，月平均气温为 27.8 ，又不如

5、同纬度内陆炎热。 日照条件较为充足， 年日照时间 2000 小时左右。 全年无霜期 241 天，日平均气温 10 以上的喜 温农作物生长期共计 233天。雨量充沛，年均降雨量 1200毫米，雨日多达 132 天。 降雨的季节分配较均匀，夏季约占 40.1 ，冬季占 13.0 ，约有 70的降雨 量集中在 49 月。1.2.4 企业简介 上海宝钢以原宝山钢铁集团公司为主，吸收原上海冶金控股集团公司、原上 海梅山集团有限公司参加，以固定资产 1487 亿元人民币、年产钢能力 1800 多万 吨的规模，于 1998年11月 17日联合而成。上海宝钢拥有宝山钢铁股份有限公司等数十家子公司，上海宝钢拥有

6、的宝 山钢铁股份有限公司，是 1978 年 12 月 23 日动工兴建的现代化钢铁企业， 2000 年 2月 3日改制为股份公司，现为上市公司。投资 623亿元、生产具有国际竞争 力钢铁产品的宝钢三期工程，已经于 2000年 12月建成。第2章钢铁废水中污染物的来源和排放标准2.1 污染物来源2.1.1 焊丝车间 洗水和循环排污水，均为间隙排放，排放量均为 3t/h 主要污染物为酸碱物 质和少量的 Fe3+和 Cu2+。2.1.2 焊管车间 主要排放的废水有冲洗水和循环水排放水， 均为间隙排放，排放量约为 3t/h ， 主要污染物为酸碱物质和一定量的 Fe2O3。2.1.3 轧机车间轧机车间排

7、放废水主要是循环水排放和废乳化液两个月中分数次排放，共2000m3，日排放量约为 40m3/d ，主要污染物是其中的矿物油。2.1.4 酸洗车间酸洗车间将排放大量的酸洗废水，同时有一定的循环水排放，排放量约为5t/h ，是连续排放，其中含有酸性物质（主要是 HCl）和 Fe2+。2.1.5 锌镀车间 镀锌车间主要排放废油和冲洗废水， 间隙与连续排放共存， 排放量共为 5t/h ， 主要含油。2.1.6 彩涂车间 彩涂车间主要排放废油和冲洗废水，间隙与连续排放共存，约为 4t/h ，主要 含油。2.1.7 电解清洗组电解清洗机组主要排放废油和冲洗废水，间隙与连续排放共存，排放量约为4t/h ，主

8、要含油。2.1.8 车间生活污水该公司在职工作人员为 2000 人，采用四班三运转方式，按每人每天排污量120L/P 排放生活污水，总计约为 240t/d 。水中主要含有 COD、BOD5。2.2 污水排放标准钢铁工业废水的排放执行国家 钢铁工业废水处理排放标准 (GB13456 92) 中一级标准。第 3 章 设计概况3.1 设计原则排水工程是现代化城市和工业企业不可缺少的一项重要设施，是城市和工业 企业基本建设的一个重要组成部分，同时也是控制水污染、改善和保护环境的重 要措施。排水工程的设计对象是需要新建、改建或扩建排水工程的城市、工业企业和 工业区。他的主要任务是规划设计收集、输送、处理

9、和利用各种污水的整套工程 设施和构筑物，水管道系统和污水厂的规划和设计。排水工程的规划设计是在区域规划以及城市和工业企业的总体规划基础上进 行的，因此，排水系统规划设计的有关基础资料，应以区域规划以及城市和工业 企业的规划与设计方案为依据，排水系统的设计规模、设计期限应根据区域规划 以及城市的规划方案的设计规模和设计期限而定。排水工程的规划与设计，应遵循下列原则：1、工程的规划应符合区域规划以及城市和工业企业的总体规划， 并应与城市 和工业企业中其他单项工程建设密切配合，互相协调。2、工程的规划与设计，要与邻近区域内的污水和污泥的处理和处置协调。3、工程的规划与设计，应处理好污染源治理与集中处

10、理的关系。4、污水是可贵的淡水资源，在规划中要考虑污水经再生后回用的方案。5、工程的设计应全面规划，按近期设计，考虑远期发展有扩建的可能。并应 根据使用要求和技术经济的合理性等因素，对近期工程做出分期建设的安排。6、规划与设计排水工程时， 必须认真贯彻执行国家和地方有关部门的现行有 关标准、规范和规定。7、设计中应认真贯彻执行“全面规划、合理布局、综合利用、化害为利、依靠群众、大家动手、保护环境、造福人民”的环境保护工作方针。3.2 设计依据(1) 根据中华人民共和国环境保护法的有关文件。(2) 室外排水设计规范 GBJ14 87。(3) 建筑给排水设计规范 GBJ1588。(4) 国家钢铁工

11、业废水处理排放标准 (GB1345692)中一级标准3.3 设计范围(1) 污水处理方案的确定(2) 污水处理工艺的相关计算(3) 污水处理厂总平面布置(4) 工程投资概算3.4 设计水量、水质上海宝 钢厂含油废水 水量 Q=1000m3/d ； SS=2000mg/L； pH=6.5-9.0 ；油 600mg/L；CODcr=1800mg/；L BOD5=8500mg/L；温度约 70-75 oC。处理后废水达到国 家污水综合排放标准 ( GB897896)中一级标准，即 CODcr 100mg/L，BOD5 20mg/L，SS 70mg/L，油 5mg/L，pH=6.0-9.0 。3.5

12、设计要求该项工程为一次投资建成，接受毕业设计任务的学生应在规定时间内，独立完成所下达的设计任务，并按下列要求进行：1、设计深度应按扩初设计阶段进行，部分内容应达到施工图设计要求；2、必须按毕业设计进程计划进行，不得无故拖延第 4 章 国内外在该方向的研究4.1 国外在该方面的研究4.1.1 关于活性污泥法当前流行的污水处理工艺有： AB法、SBR法、氧化沟法、普通曝气法、 A/A/O 法、 A/O 法等，这几种工艺都是从活性污泥法派生出来的，且各有其特点。 AB 法 (Adsorption Biooxidation)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，

13、 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。 AB法尽管有节能的优点， 但不适合低浓度水质， A级和 B 级亦可分期建设。SBR法(Sequencing Batch Reactor) SBR 法(Sequencing Batch Reactor)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

14、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。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 氧化沟法本工艺 50 年代初期发展形

15、成，因其构造简单，易于管理，很快得到推广， 且不断创新，有发展前景和竞争力，当前可谓热门工艺。氧化沟在应用中发展为 多种形式，比较有代表性的有：帕式(Passveer) 简称单沟式，表面曝气采用转刷曝气， 水深一般在 2.5 3.5m， 转刷动力效率 1.6 1.8kgO2/(kWh)。奥式 (Orbal) 简称同心圆式， 应用上多为椭圆形的三环道组成， 三个环道用不 同的 DO(如外环为 0，中环为 1，内环为 2) ，有利于脱氮除磷。采用转碟曝气，水 深一般在 4.0 4.5m，动力效率与转刷接近，现已在山东潍坊、北京黄村和合肥 王小郢的城市污水处理厂应用。若能将氧化沟进水设计成多种方式，

16、能有效地抵抗暴雨流量的冲击，对一些 合流制排水系统的城市污水处理尤为适用。卡式 (Carrousel) 简称循环折流式，采用倒伞形叶轮曝气，从工艺运行来看， 水深一般在 3.0m 左右，但污泥易于沉积，其原因是供氧与流速有矛盾。三沟式氧化沟 (T 型氧化沟 ) ，此种型式由三池组成，中间作曝气池，左右两 池兼作沉淀池和曝气池。 T 型氧化沟构造简单，处理效果不错，但其采用转刷曝 气，水深浅，占地面积大，复杂的控制仪表增加了运行管理的难度。不设厌氧池， 不具备除磷功能。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

17、深，能有效 地提高氧的利用率 (提高 20%)和动力效率达 2.5 3.0 kgO2/(kWh)。4.1.2 关于曝气生物滤池曝气生物滤池实质上是常说的生物接触氧化池，相当于在曝气池中添加供微 生物栖附的填 ( 滤) 料，在填料下鼓气，是具有活性污泥特点的生物膜法。曝气生 物滤池 (BAF)70 年代末起源于欧洲大陆，已发展为法、英等国设备制造公司的技 术和设备产品。由于选用的填料不同，以及是否有脱氮要求，设计的工艺参数是 不同的，如要求处理出水 BOD5、SS 20mg/L，去除 BOD5达 90%以上的工艺，其容 积负荷为 0.7 3.0 kgBOD5/(m 3d) ，水力停留时间 12h

18、；以硝化 (90%以上)为主 的工艺，其容积负荷为 0.5 2.0kgBOD5/(m3d)，水力停留时间 23h。一般认为，生物膜法处理城市污水，在国内尚需积累经验，处理规模不宜过大，约 5 104m3/d 左右为宜。 国外( 主要在欧洲 )处理水量有达到 36104m3/d 的， 这与其填料材质、自控手段和先进的反冲洗装置有关，也与其有长期积累的运行 管理经验有关。4.1.3 关于 UNITANK工艺UNITANK工艺和类似的 TCBS工艺、MSBR工艺一样， 都是 SBR法新的变型和发 展。它集“序批法”、“普通曝气池法”及“三沟式氧化沟法”的优点，克服了 “序批法”间歇进水、“三沟式氧化

19、沟法”占地面积大、“普通曝气池法”设备 多的缺点。典型的 UNITANK工艺是三个水池， 三池之间水力连通， 每池都设有曝气系统， 外侧的两池设有出水堰及污泥排放口，它们交替作为曝气池和沉淀池。污水可以 进入三池中的任意一个，采用连续进水、周期交替运行。在自动控制下使各池处 在好氧、缺氧及厌氧状态，以完 成有机物和氮磷的去除。UNITANK工艺由比利时 Seghers 公司首先建在我国的澳门特区，处理水量 14104m3/d( 不下雨时平均处理水量为 7104m3/d) ，池型封闭，设计采用的容积 负荷为 0.58kgBOD/(m3d) ，总的反应池体积为 46800m3，曝气池水力停留时间为

20、 8h，出水的 BOD5、SS10104m3/d) 的城市污水处理厂。4.1.4 生物处理法的新进展生物处理法是目前研究得较多、 新技术层出不穷的方法， 无论是好氧生物处 理技术，还是厌氧生物处理技术都引起了研究人员的极大兴趣。因为用生物法利 用的是微生物的新陈代谢作用， 以污染物质为食料， 将其代谢成诸如 CO2、H2O、 NH3、SO2等稳定的小分子， 它的二次污染小， 对处理生活污水及与之性质相近的 有机污水有其独特的优势。生物处理法自从问世以来，其技术已获得了极大的发 展， 随着人们生活水平的日益提高， 生活污水中的成也日益复杂， 因此用生物 处理方法的目的也从以前能处理降解蛋白质、脂

21、肪、碳水化合物等一类物质增加 到也能处理合成洗涤剂、脱氮、脱磷及其它一些难降解的复杂有机物。这也就必 然要求人们改革工艺， 过去由于厌氧生物处理的效率不尽人意， 处理时间也较慢， 所以未引起人们的重视， 仅仅用来处理污泥或高浓度有机污水的预处理， 但现在 由于能源紧张， 厌氧生物处理由于能产生能源物质甲烷而越来越引起人们的青 睐， 由此也出现了许多新的工艺。(1) 活性污泥法的新发展到目前为止， 对活性污泥法在运行方式上还没有大的突破， 往往所作的是 一些局部的改进， 但在曝气方式上确取得了较大的成果， 如纯氧曝气、深井曝 气、射流曝气， 采用微气泡扩散器等， 这些都增大了氧转移率、提高了氧的

22、利 用率使曝气池中氧的浓度增加。 如美日等国研制出的一种超微气泡扩散器， 气泡 直径50Lm， 氧吸收率达 90% ， Reid Engineering Company of Frederick shurg 等研制的氧化沟下表面曝气也是一种曝气方式的改进， 把冲刷曝气 (Brush Aeration) 改进透平曝气 (Turbine Aeration) 避免了产生气溶胶、飞溅、结冰等 问题。活性污泥法的另一个发展趋势就是朝多功能方向发展， 采用的方法有： 培 养驯化专用细菌， 使活性污泥处理对象不局限于生活污水， 还可以处理如酚一类 难降解的有毒有机物，甚至驯化可以处理象氰一类有剧毒的无机物；

23、把活性污泥 与其它处理方法结合起来， 如活性炭活性污泥法， 它实际上是一种以活性污泥 法形式的活性炭吸附、 生物氧化法的综合处理法； 固定活性污泥法是提供微生物 附着的表面， 如合成纤维、塑料、细沙、粘土焦炭等， 使曝气池同时存在附着 相和悬浮相的生物；这些都提高了活性污泥的净化效率，提高了抗有毒物质等冲 击负荷的能力， 还具有脱色、脱氮、削减泡沫的效果， 国外已用于合成纤维、 化工印染、炼油、炼焦等工业生产的污水处理；活性污泥法与厌氧工艺结合来脱 氮、脱磷等，最典型的工艺是 A-O(anaerobic-oxic) 流程。活性污泥法还可和化 学法结合， 提高净化多氯联苯、有机磷的去除效果。(2

24、) 生物膜处理法的新进展生物膜法最早出现的工艺是 1893年在英国出现的将污水喷撒在粗滤料上而得 以净化的普通生物滤池，它是最早出现而至今仍在不断改进和发展的人工生物处 理设备。在它的基础上，出现了高负荷生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘和生 物接触氧化等。近二三十年来，又出现了一些新型的生物膜法处理技术，如生物 流化床，它是以砂、焦炭、活性炭等颗粒材料作为载体，其载体表面附着生长着 生物膜，充氧后的污水以一定流速自下而上流动使载处于流化状态，载体上的生 物膜可以充分地和污水接触，使净化效率提高，它的工艺有空气流床、纯氧流动 床、三相流化床和厌氧兼型流化床工艺等。活性生物滤池是将生物滤池、曝气池

25、 及二沉池结合为一体的新型污水处理工艺，它的特点是将生物滤池的部分出水回 流汇同二沉池的回流污泥一起进入生物滤池，用活性生物滤池处理生活污水和食 品加工废水的试验结果表明： 该系统具有处理效果好、 效率高、BOD容 积负荷大、 不发生污泥膨胀和耐冲击负荷等优点。另外还有空气驱动的生物转盘、生物转盘 和曝气池相结合、藻类转盘等。由于生物膜法的生态环境与活性污泥法的不同， 生 物膜法生态系统中可以生长藻类、 后生动物等， 甚至可以生长硝化菌及反硝化菌 等， 因此可以用来脱氮等。(3) 厌氧生物处理法的新发展 厌氧生物处理法也有一百多年的历史，它是利用厌氧微生物在无氧的条件下 对有机物进行分解的技术

26、。由于处理效率低、速度慢、且甲烷菌对环境要求严格 不易控制等缺点， 厌氧生物处理法长期以来一般仅用于污泥处理， 它的主要工 艺是化粪池、消化池等。但是由于近年来能源危机及环境污染加重，厌氧生物处 理由于其产物具有能源物质而得到人们的重视， 一大批新的厌氧生物处理法技术 相继诞生， 为了提高厌氧微生物的浓度， 有使厌氧微生物附着在载体表面的厌氧 生物膜处理方法如厌氧生物滤池、厌氧转盘、厌氧膨胀床、厌氧接触氧化、厌氧 档板反应器、厌氧流化床法， 以及象上流式厌氧污泥床反应器 (UASB) 依靠微生 物之间凝聚造粒而形成的自己固定法方法。 还有人为地固定微生物包埋固定化法， 它是人为地把增殖速度缓慢

27、的厌氧微生物高浓度地保持在处理系统中，提高处理 速度、 缩小处理设备并可用于处理低浓度的有机污水。 如日本本田等人 1988 年采 用包埋固定厌氧微生物处理 TOC 为150mg?L 的人工配水， TOC 的去除率可达 95% 以上。在厌氧处理中， 甲烷的增殖速度慢成为产气的决定步骤， 因此为了保持 甲烷发酵中高浓度的微生物， 出现了利用膜的固液分离法， 如柏分等人 1988 年 利用超滤膜 (UF) 进行甲烷发酵试验， 结果表明： 提高了反应器内甲烷的浓度， TOC 的容积负荷为 2g?L日， 其去除率可达 98.4%以上。厌氧生物处理法目前的 发展趋势是和其它生物处理方法联用， 如厌氧好氧

28、复合工艺等， 具有节约投 资、节省能源、污泥产量少、出水水质好等一系列优点。厌氧生物处理法正朝着 能处理低浓度有机污水，能够脱磷脱氮且运行维护方便经济等方面发展。4.1.5 活性污泥工艺的发展趋势 通过几十年的研究与实践，活性污泥工艺已经成为一种比较完善的工艺。在 池形、运行方式、曝气方式、载体等方面已经很难有较大的发展。用常规手段也 已经很难在生物学方面有所突破。有学者认为该工艺未来两个大的方向是膜分离 技术和分子生物学技术的应用。(1) 膜分离技术的应用 用膜分离代替沉淀进行泥水分离，可带来活性污泥工艺的以下变化： 不再存在污泥膨胀问题。在调控活性污泥系统时，不必再考虑污泥的沉降 性能问题

29、，从而使工艺控制大大简化；曝气池的污泥浓度将大大提高 ( 可以大于 20000 / )从而使 系统可在超大泥龄、超低负荷状态下运行，充分满足去除各种污染物质的需要；这样的处理要求下，可使曝气池容积大大减小，节省处理厂的占地面积； 泥浓度的提高，将要求较高的曝气速率，因而纯氧曝气将随着膜分离而被 大量采用。虽然膜分离目前还存在易堵塞等方面的问题，但这些问题正逐步得到解决。 实际上，目前已有一批膜分离活性污泥系统在运行，如日本 Hiroshiwa 市的 Higashi 污水处理厂的膜分离系统已连续运行 3 年。(2) 分子生物技术的应用 目前分子生物技术已开始应用于污水处理领域。为搞清聚磷菌除磷的

30、生化机 理，已开始用分子诊断技术获取聚磷菌的遗传信息。现在从活性污泥中已发现的 30 多种丝状菌中，只有 4 种准确命名及生物分类学定位，因为这些丝状菌大部分 无法进行分离纯培养。目前正用分子诊断技术进行这些丝状菌的生物学定位，以 进一步准确了解其特性。分子诊断技术的大量应用，活性污泥微生物基因库的建立，在此基础上用基 因技术培育具有高效活性的污泥菌种， 进一步提高处理效果， 是未来发展的方向。4 2 国内在该方向的研究与发展状况4.2.1 20 世纪末污水处理技术的发展和污水处理厂建设的成就 改革开放以来，在我国的大中型城市中，建设了一批污水处理设施，对于保 护大中型城市的环境，治理水污染起

31、到了很大作用。随着我国城乡经济的发展， 人民生活水平的显著提高，我国农村城市化的速度将大大加快，大量的小城镇将 迅速兴起，预计到本世纪末，全国设市城市将达 1200 个左右，建制镇 250003O000 个左右，全国城镇人口达 6.8 亿左右，城市化水平约为 45%，其中小城镇人口所 占比例达 65%左右。从发展眼光看，今后我国的大部分人口将生活在中小城镇。目前全国共有 1700O 个建制镇，绝大多数没有排水和污水处理设施，而且， 由于二十几年来，乡镇企业的蓬勃发展，造成一些中小城镇尤其是经济比较发达 的中小城镇，污染严重，已经影响到人民的生活和健康。考虑到 1998 年 1 月 1 日之后，

32、已经开始实行污水排放综合标准 (GB8978-1996) ，因此中小城镇的污水处理厂在选择处理工艺时都要考虑除磷脱 氮，使处理水达到国家一级排放标准，以减轻对水体的污染。国定“七五”、“八五”、“九五”科技攻关课题的建立，使我国污水处理 的新技术、污泥处理的新技术、再生水回用的新技术都取得了可喜的科研成果， 某些项目达到国际先进水平。十一届三中全会以来在邓小平建设有中国特色的社 会主义理论的指引下，随着改革开放大好形势的不断深入，我国的污水处理事业 也得到了快速的发展。国外污水处理新技术、新工艺、新设备被引进到我国，在 活性污泥工艺应用的同时， AB法、A/O 法、 AA/O法、CASS法、

33、SBR法、氧化沟法、 稳定塘法、土地处理法等也在污水处理厂的建设中得到应用。由过去只具有去除 有机物功能的污水处理工艺技术发展行业的市场。如格栅机、潜水泵、除砂装置、 刮泥机、曝气器、鼓风机、污泥泵、脱水机、沼气发电机、沼气锅炉、污泥消化 搅拌系统等大型设备。由于建设大型城市污水处理厂的投资很大，我国的建设资金有限，无法适应 水污染治理的需要。为此引进国外资金建设污水处理厂成为建设资金的重要组成 部分，从而也加快了我国城市污水处理厂的建设速度。一批大型的城市污水处理 厂利用国外贷款项目相继建成投产。如：我国 20 世纪最大的污水处理规模为 60 万 m3/d；天津东郊污水处理厂、成都三瓦窑污水

34、处理厂、沈阳北部污水处理厂、 郑州王新庄污水处理厂处理规模均为 40 万 m3/d。这些大型污水处理厂的建设标 志着我国污水处理事业的不断壮大，标志着污水处理技术在我国发展的成果，标 志着我国政府对污水处理事业的重视，也标志着我国污水处理事业发展到了一个 崭新的阶段。4.2.2 目前存在的问题（1）污水处理厂建设资金的短缺 我国虽然已建成污水处理厂 100 多座，但是还远远不能满足城市工农业生产 和人民生活的需要，表现在某一个城市本身的处理率不高，也就是污水处理的量 不够，还表现在大城市已开始着手进行污水处理厂建设的规划和建设计划工作。 但在中小城市，特别是在西北部中小城市还没有将污水处理的规

35、划建设纳入城市 发展的议程。其主要原因之一就是没有专门建设资金，有的地区的水污染日趋严 重，若等待有资金投入时再兴建污水处理厂，就会使环境趋于恶化，给人民生活 带来不便，对人民身心健康带来危害，所以促使我们要多方筹措资金，加快水环 境污染的治理，为子孙后代留下一个优美的生活环境。（2）污水处理厂运行经费不能到位 全国目前已经建成投产运行的污水处理厂共计 100 多座，能够满负荷运行的 污水处理厂不到 1/3 没有满负荷运行的原因：大多数均是由于运行经费不能到位 而造成的，有的省市没有收取污水处理费，有的是只收工厂、企业的，不收居民 的，有的是工厂、企业、居民的都收了，但收费标准定得很低，远远不

36、能满足污 水处理厂正常运行所需的最低费用，使一些污水处理厂出现了能得到多少经费就 处理多少吨污水的实际问题。这样长此下去既发挥不了建设污水处理厂应有的效 益，也会使仪表、设备受损，同时也无法发挥污水处理厂专业管理人员的作用。（3）进口设备的维修及设备备件的开发 由于大批的进口设备进入污水处理行业，经过几年的运转后，设备陆续会出 现大小不等的损坏，特别是索赔期后的维修和正常的大修。这就需要有专业技能 的技术人员来进行，叵请国外的专家来维修，维修成本将会大幅度增高实在难以 接受，或使进口设备能够维持正常运转，必须培养对进口设备维修保养的国内专 业人员，使其掌握维修技能达到进口设备的维修标准。有了维

37、修的专业人才还得 有充足的备品配件，特别是一些将要淘汰的设备被引进中国，备品配件国外也不 会再生产了，就需要国内自行测绘、加工制造，只有这样才能使进口设备发挥出 它的作用，否则设备的损坏，配件的缺乏会影响污水处理厂的正常运行。（4）污水处理工艺选择有一阵风的现象，不结合本地区的实际情况选热门 工艺选择热门工艺是在选择污水处理工艺时，出现的单纯追求工艺新，追求时髦 工艺，不考虑本地区的进水水质、处理水量以及出水用途的问题，在我国已建成 的一些污水处理厂中，本来进水水质都比较低，还要选择 AB法，结果不能得到充 分的利用，造成设施设备的闲置。有的地区经处理的再生水直接用于农业灌溉， 还过分强调除磷

38、脱氮，采取 A/A/O 法，增大了建设投资也提高了日常运转成本， 还有一些个别地区在建设污水处理厂时，看当时风刮什么工艺就采取什么工艺。（5）污水处理后的再生水得不到充分的利用 巨大的投资建设了污水处理厂，经过处理后的再生水不能得到充分利用，甚 至有的地区还将处理后的再生水与未经处理的污水混在一起同流合污，有的地区 没有将再生水回用却排入大海造淡水资源的浪费。 目前世界的淡水资源极为匮乏， 中国淡水资源的占有量在世界上排第 121 位，人均淡水占有量仅为 2000m3。（6）污泥没有真正达到无害化，没有最终处置的途径 污水经过各种不同工艺处理后，出水达到了国家规定的排放标准，但是在污 水处理过

39、程中奖惩的污泥却未能得到妥善的处置，还会给环境造成二次污染。有 些地区污泥不经过无害化处理，将污泥堆放在场外，任意取走不知下落。有的地 区将污泥进行干燥用作农肥，重金属含量是否达标考虑的很少，对农作物有多大 的危害分析不足。国家环保部门禁止将污泥作为菜田、稻田的肥料，作为旱田的 农肥需要对污泥的成份进行分析，重金属及有毒家物质不超标方能使用。污泥作 为绿地用肥要有园林部门认可，有监测部门跟踪分析方能使用，总之污泥若没有 最终处置的途径，是给环境带来再次污染的隐患。（7）污水处理厂没有除臭装置污水处理厂的进水池，格栅间，沉砂池，初沉池及污泥处理系统的储泥池， 脱水机房（除离心机外）都会产生严重的

40、臭气，既影响操作运行人员的身体健康， 也给周围居民生活环境带来污染，特别是一些建设较早，周围过去是农田、水池、 远离市区的污水处理厂，目前成为市区，污水处理厂周围盖起了民宅，形成了居 民区，污水厂的周边百姓身受其害，应该多渠道解决除臭装置，因为污水处理厂 本身就是消除污染保护环境的企业。4.2.3 今后的发展趋势（简述）1 经济发展与污水处理事业协调发展，走可持续发展之路；2 扶植国内环保产业（污水处理行业）的发展；3 多方筹资加速污水处理厂的建设，以最短时间控制、治理已造成污染的水 环境；4 改变污水处理行业的运营机制，由事业型向企业经营型转变；5 加强污水处理工艺选择参谋机制，为各地区污水

41、处理厂建设的工艺审查把 关；6 政府应给予污水处理行业优惠的政策；7 重视再生水回用，但也要考虑安全；8 污泥最终处置要向无害化、资源化方向迈进；9 建设环保型的污水处理厂；10 环保要从娃娃抓起，提高全民不的忧患意识。4.2.4 国内污水水处理技术（ 1） A/A/O 法（Anaerobic Anoxic Oxic） 由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，故国内 10 年前开发此厌 氧缺氧好氧组成的工艺。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

42、聚磷菌，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） ， BOD/TKN 为 1.53.5，COD/TP 为 3060，BOD/TP 为 1640（一般应 20）。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。（2）普通曝气法及其变法 本工艺出现最早，至今仍有较强的生命力。普曝法处理效果好，经验多，可 适应大的污水量，对于大厂可集中建污泥消化池，所产生沼气可作能源利用。传

43、统普曝法的不足之处是只能作为常规二级处理，不具备脱氮除磷功能。近几年在工程实践中， 通过降低普通曝气池容积负荷， 可以达到脱氮的目的； 在普曝池前设置厌氧区，可以除磷，亦可用化学法除磷。采用普通曝气法去除 BOD5，在池型上有多种形式 （如下文所述的氧化沟 ），工程上称为普通曝气法的变 法，亦可统称为普通曝气法。第 5章工艺流程方案确定5.1 拟定方案污水清水池冷 却 塔粗 格 栅泵房鼓风机房细格栅沉 池沉 池计 量 槽氧化池生物 滤池水调节池污泥泵房干泥外运图 5-1 接触氧化 +BFA法5.1.2 方案二加氯间污清冷粗泵细调初接触二S计出水却格格节沉氧化沉B量水水池塔栅房栅池池池池R槽污泥

44、泵房干泥外运图 5-2 接触氧化 +SBR法5.2 方案选择本工艺采用向接触氧化池和曝气生物滤池中投加特殊的生物菌种以达到去 除乳化油的目的。选用接触氧化法和 BAF分别进行一级和二级生物处理，可以使 添加的生物菌剂最大程度地停留在生物反应器中，生长于填料表面的膜上，使具 有较强专一性的生物菌剂最大限度地发挥降解作用。接触氧化法兼有活性污泥和 生物膜法的特点， 其填料表面全为生物膜所步满， 有利于维护生物膜的净化功能， 提高充氧能力和氧的利用率，还能够保持高度的生物量。故在此阶段，加入菌种 后形成的生物膜可以使油的去除率大于 98%，COD大于 86%，而且接触氧化对冲击 负荷有较强的适应能力

45、，不需回流污泥。因此，经过接触氧化池的一级处理后废 水水质将得到很好的改善。出水再进入曝气生物滤池( BAF)进行深度处理。曝气 生物滤池是一种运行可靠，自动化程度高，出水水质好，抗冲击能力强和节约能 耗的新一代污水处理工艺。在滤池中主要实现有机物的降解、硝化 / 反硝化，如与 其他的物化方法结合可同时实现除磷目的，他既可用于污水的二级处理和处理水 需回用的深度处理，也可以用于饮用水的微污染处理等。还可在曝气生物滤池中 添加特殊的菌种以处理特殊的废水，如在曝气生物滤池中添加由江苏博大公司与 国外共同研究开发的“倍加清”生物菌种，可处理喊乳化油的废水，该菌种的去 除率为： COD：85%-90%

46、，BOD5：90%-95%，NH3-N： 90%-95%。曝气生物滤池要求进 水 COD 1500mg/L。因曝气生物滤池有以下的优点，固选用曝气生物滤池 :(1) 较小的池容和占地面积曝气生物滤池的BOD5 容积负荷可达到 5-6kgBOD5/(m 3d) ，是常规活性污泥法或接触氧化法的 6-12 倍，所以它的池容和占地 面积只有活性污泥法或接触氧化法的 1/10 左右。(2) 出水水质较高 在 BOD5容积符合为 6kg BOD5/(m3d)时，其出水 SS和 BOD5 可保持在 10mg/L以下， COD可保持在 60mg/L以下，远远低于国家的一级标准。(3) 简化处理流程 由于曝气

47、生物滤池对 SS 的生物截流作用，使出水中的活 性污泥很少，故不需设二沉池和污泥回流泵房，处理流程简化，使占地面积进一 步减小。(4) 基建费用、运转费用节省 由于该技术流程很短、池容积小和占地省，使 基建费用大大低于常规二级生物处理。同时，粒状填料使充氧效率提高，可节省 能源消耗。(5) 管理简单 曝气生物滤池抗冲击负荷能力强，没有污泥膨胀问题，微生物 也不会流失，能保持池内较高的微生物浓度，因此日常运行管理简单，处理效果 稳定。(6) 设施可间断运行 由于大量的微生物生长在粒状填料粗糙多孔的内部和 表面，且不会流失，即使长时间不运转也能保持其菌种，如长时间停止不用后再 使用，其设施可在几天

48、内恢复正常。所以选择方案二。第 6 章 污水处理计算6.1 清水池清水池的尺寸确定停留时间 T=2h1)根据设计参数算得清水池的有效容积为：V=QT1000 22483.33m3设清水池的有效水深为：h=3m，清水池的面积为：2)VH83.333227.78m2则清水池的尺寸定为： LBH=6m5m3m。6.2 污水提升泵房的设计计算污水提升泵的选择计算已知：地面标高为 100.00 ，起始管道的埋深为 3m，管径为 DN200，管壁厚 100mm， 设计充满度为 0.75 。由已知可得污水管道内的水面标高为 97.05m，则粗格栅栅前 水位也 97.05m，粗格栅的损失为 0.015m，那么

49、粗格栅栅后的水位为 97.035m。中 格栅栅前水位为 97.035m，则中格栅栅后水位为 96.996m，集水井最高水位 98.05m，最低水位为 94.05m(有效水深 4m)，则粗格栅与集水井最低水位的高差为 97.05-94.05=3.0m 。 泵房及泵至格栅的损失之和取 1mH2O，则水泵的扬程为： 3.0+1.0=4.0m 。 污水提升泵扬程校核：止回阀一个，局部阻力系数 =0.55，流速 V=1.1m/S；DN200的钢管，流量Q=100m3/h ，流速V=0.903m/S，管长5m，水力坡降 i =7.45； 四通一个，局部阻力系数 =0.72. ，流速 V=1.1m/ S；

50、则局部损失+沿程损失=0.95m，取水泵入口损失为 0.8m, 则总损失为 0.95+0.8=1.75m 12.52m3 合格。式中： f 1斗上口面积（ m2），取 4m 4m；斗下口面积（ m2），取 0.6m 0.6m；h4 污泥部分高度。9）沉淀池总长度：L=0.5+0.3+9=9.8m式中： 0.5 流入口至挡板距离；0.3 流出口至挡板距离6.6 接触氧化池的计算生物接触氧化池一般不少于两座设计进水资料：Q=1000m3/d ，进水 BOD5=850mg/l ，出水 BOD5=212.15mg/L。（ 1）生物接触氧化池的有效容积 V:取 BOD容积负荷为 1.0kgBOD/m3.

51、d。按公式：QS0EVNv1000 850 0.751.0 10003=637.5m3。24)2）生物接触氧化池的面积：设反应器有效水深 H=3m，则接触氧化池的面积为AV637.532212 .5m 225)因为池子有两座，所以池子的尺寸为 2 L B=216m7m。3）生物接触氧化池的总高度 H0：H 0 H h1 h2 h3（26）式中： H填料层高度 ，3m；h1接触氧化池超高 ，0.5m；h2填料上部稳定水深， 0.5m；h3填料层距池底高度， 1.0m。H 0 3 0.5 0.5 1.0 5m27)4）停留时间：T VQ63.751000 24R=QSra+VXb式中：a微生物氧化

52、分解有机物过程中的需氧量，kgO2/kgBOD5（本文取0.75kgO2/kgBOD5） ；b污泥自身氧化的需氧量 d-1，（本文取 0.12d -1）；Sr有机基质降解量， kg/d ；X MLSS，g/L （本文取 4g/L ）。R= aQ（Sa-Se）+VXb（ 29）=0.75 1000（ 850-212.5 ）1000+0.124637.5=784.125kg/d=32.67kg/h 。（6）供气量计算：出口处绝对压力：Pb 101.325 103 9.8 4.5 103 1.45 105 Pa（30）氧的转移效率（ E）为 30%，温度为 20时，氧化池中的溶解氧饱和度为 9.17

53、mg/l ，30时为 7.63mg/l 。温度为 20时，脱氧清水的充氧量为：R0RtCs(20)( Cs(30) CL ) 1.024(T 20)31)32.67 9.170.8 (0.9 1.0 7.63 2) 1.024(30 20)=60.70kg/h 。式中： 氧转移折算系数， (一般取 0.80.85 ，取 0.8)； 氧溶解折算系数， （一般取 0.90.97 ，取 0.9 ）； 密度， 1.0kg/L ；C L废水中实际溶解氧浓度， mg/l （一般取 2mg/l ）；R供气量为： GsR060.70 722.58m3 /h（32）0.28E 0.28 0.3（7）曝气器及空气管路的计算：本设计采用 WZP中微孔曝气器，技术参数如下： 曝气量： 4-12m3/ 个.h 服务面积： 0.5-1.2m 4 722.58 3600 3.14 0.152支管直径：/ 个氧利用率：在 4 米以上水深，标准状态下为 30%50% 充氧能力： 0.40-0.94kgO 2/Kw.h充氧动力效率： 7.05-11.74 kgO2/Kw.h 本设计取服务面积为 0.7 m 2/个，则此池共需要曝气器为 400个。每池设 25根支管，管