【正文】 0。居民區(qū)有較完善的服務(wù)商業(yè)系統(tǒng)。其中有旅館三家，有醫(yī)院一家，托兒所、幼兒園兩家；有飯店五家，合計排放污水 3500 m3/d；有食品加工廠一家，每天排放污水約為 8000人口當(dāng)量，排放污染物（ CODcr、 BOD5及 SS 等） 負(fù)荷約為 6000當(dāng)量。要求廢水處理后達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB189182021）表 1 一級 A中的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。 設(shè)計依據(jù) 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB189182021） 《室外排水設(shè)計規(guī)范》（ GB500142021） 《給水排水設(shè)計手冊》 第二版 《城市居民生活用水量標(biāo)準(zhǔn)》（ GB/T503312021） 《給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn)》 （ GB501062021） 城市污水處理以及污染物防治技術(shù)政策（ 2021） 某城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計 3 3 原水水量、水質(zhì)及達(dá)標(biāo)要求 水量確定 在人類的生活和生產(chǎn)中，使用著大量的水。水在使用的過程中受到不同程度的污染，改變了原有的化學(xué)成分和物理性質(zhì)，這些水稱為污水或廢水。污水也包括雨水及冰雪融化水。污水按來源的不同，分為生活污水、工 業(yè)廢水和降水 三 類。假設(shè)設(shè)計需要采用分流制，不考慮雨污合建的情況，污水廠的設(shè)計規(guī)模按污水量和工業(yè)廢水量來確定。 居民區(qū)內(nèi)有 設(shè)計人口： 140000 人；商業(yè)系統(tǒng)合計排放污水 3500 m3/d；一家食品加工廠每天排放污水約為 8000 人口當(dāng)量，排放污染物（ CODCr ， BOD5及 SS等 ）負(fù)荷約為 6000 當(dāng)量。根據(jù)給排水手冊第 5 期 城鎮(zhèn)排水中表 14 人均綜合用水定額： 170280 L/人 178。 d。 a. 生活污水量 Q1的確定 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書查得設(shè)計地區(qū)城市人口數(shù) N = 140000 人， 最高日綜合生活污水定額對給排水系統(tǒng)完善的 地區(qū)按用水定額的 90%計即采用 250 L/人 d 。 生活污水量的確定以城市人口數(shù)，污水量標(biāo)準(zhǔn)或用水標(biāo)準(zhǔn)乘系數(shù)，一般取 k = 左右，即生活污水量 ： Q1 = kNq = 1140000250 L/d = 35000m3/d b. 商業(yè)系統(tǒng)合計排放污水： Q2= 3500m3/d c. 食品加工廠每天排放污水約為 8000 人口當(dāng)量，則： Q3 =18000250 L/d = 2021000 L/d = 2021 m3/d d. 設(shè)計最高日 污 水量 Qd 的確定 設(shè)計地區(qū)城市最高日 污 水量 Qd 為 Qd = Q190% + Q2 + Q3 = 35000+3500+2021 =40500m3/d 所以 污水廠 處理 規(guī)模為： Q=45000m3/d 水質(zhì)確定及達(dá)標(biāo)要求 進(jìn)水水質(zhì) 根據(jù)《室外排水設(shè)計規(guī)范》（ GB500142021）中關(guān)規(guī)定：城鎮(zhèn)污水的設(shè)計水質(zhì)應(yīng)根據(jù)調(diào)查資料確定，或參照鄰近城鎮(zhèn)、類似工業(yè)區(qū)和居住區(qū)的水質(zhì)確定。 某城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計 4 表 設(shè)計進(jìn)水水質(zhì) 項目 CODCr BOD5 SS TN NH3N TP 進(jìn)水水質(zhì) /(mg/L) 450 290 250 45 30 出水 水質(zhì) a. 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（ GB 18918－ 2021）》中一級 A標(biāo)準(zhǔn) 表 設(shè)計出水水質(zhì) 項目 CODCr BOD5 SS TN NH3N TP pH 出 水水質(zhì) /(mg/L) ≤50 ≤10 ≤10 ≤15 ≤5 ≤ ≤6～ 9 b. 污水的處理程度 根據(jù)處理水的出路和污水的水質(zhì)，確定污水中各種污染物的處理程度。 污水的處理程度如下表 表 污水各種污染物的處理程度 項目 BOD5 (mg/L) COD (mg/L) SS (mg/L) NH3N (mg/L) TP (mg/L) TN (mg/L) 進(jìn)水 290 450 250 30 45 出水 10 50 10 5 15 去除率 % % 96% % % % 某城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計 5 4 污水處理工藝方案比較和選定 a. 從實際情況出發(fā)對污水處理廠進(jìn)行總體規(guī)劃，統(tǒng)籌安排，與當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展及現(xiàn)有條件相適應(yīng)。 b. 根據(jù)城市污水的實際水質(zhì)、水量等情況以及 地 區(qū)的發(fā)展規(guī)劃，選擇最合適的污水處理工藝，對水質(zhì)變化適應(yīng)能力強(qiáng)，運 行管理簡便、靈活、穩(wěn)定。并考慮其低能耗、低運行費用、低投資費用、運行管理簡便和工藝成熟的污水處理工藝路線。 c. 妥善處置污水處理過程中產(chǎn)生的污泥和柵渣等固廢，以及對重點產(chǎn)生噪音的設(shè)備進(jìn)行降噪，避免造成二次污染，污水處理排出的污泥應(yīng)易于處理和處置 d. 選用性能優(yōu)良的設(shè)備，同時盡可能采用自動控制，提高污水廠管理水平，降低勞動強(qiáng)度及運行費用。 e. 工藝方案應(yīng)有利于以后的擴(kuò)建。 工藝流程選定依據(jù) 污水處理廠的工藝流程系指保證處理水達(dá)到所要求的處理程度的前提下，采用的污水處理技術(shù)各單元的有機(jī)組合。在選定 處理工藝流程的同時，還需要考慮確定各技術(shù)單元構(gòu)筑物的型式，兩者互為制約，互為影響。污水處理工藝流程選定，主要以下列各項因素作為依據(jù)。 a. 污水水質(zhì)和水量的變化情況 除水質(zhì)外，原污水的水量也是選定處理工藝需要考慮的因素，水質(zhì)、水量變化較大的污水，應(yīng)考慮設(shè)調(diào)節(jié)池或事故貯水池，或選用承受沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)的處理工藝。工程施工的難易程度和運行管理需要的技術(shù)條件也是選定處理工藝流程需要考慮的因素，地下水位高，地質(zhì)條件較差的地方，不宜選用深度大、施工難度高的處理構(gòu)筑物 b. 工程造價和運行費用 工程造價與運行費用也是工藝流程選定的 重要因素，當(dāng)然處理水應(yīng)當(dāng)達(dá)到的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是前提條件。這樣，以原污水的水質(zhì)、水量及其他自然狀況為已知條件，以處理水應(yīng)達(dá)到的水質(zhì)指標(biāo)為制約條件，而以處理系統(tǒng)最低的總造價和運行費用為目標(biāo)函數(shù)，建立三者之間的相互關(guān)系。減少占地面積也是降低建設(shè)費用的重要措施，從長遠(yuǎn)考慮，它對污水處理廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益有著重要的影響。 某城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計 6 c. 當(dāng)?shù)氐母黜棗l件 當(dāng)?shù)氐牡匦?、氣候等自然條件也對污水處理工藝流程的選定具有一定的影響。當(dāng)?shù)氐脑牧吓c電力供應(yīng)等具體問題，也是選定處理工藝應(yīng)當(dāng)考慮的因素。 d. 運行管理 對于運行管理水平有限的小型污水處理廠或 工業(yè)廢水處理站，宜采用操作簡單、運行可靠的處理工藝；對于運行管理水平較高的大型污水處理廠，應(yīng)盡量采用處理效率高、凈化效果好的新工藝。對于地質(zhì)條件較差的地區(qū)，不宜采用池體較深、施工難度較大的處理構(gòu)筑物。 工藝 方案 比較 在當(dāng)前城市污水處理工程中，隨著人口的不斷膨脹和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，廢水排放量急劇增長，全球性水污染問題已對人類生存和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重的威脅，因此各國對污水處理要求也越來越嚴(yán)格，傳統(tǒng)活性污泥工藝在多功能性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性等方面已難以滿足不斷提高的要求。 20 世紀(jì) 90年代以來廢水生物處理新工 藝、新技術(shù)的研究、開發(fā)、應(yīng)用取得了長足的進(jìn)步，許多新工藝應(yīng)運而生，這些新工藝的共同特點是高效、穩(wěn)定、節(jié)能，并具有脫氮除磷等多功能性，其中較典型的有： （ 1）氧化溝工藝 ； （ 2） A2/O 工藝 ； （ 3） SBR 工藝 ； （ 4）生物膜法 等等。 上述工藝中考慮到工藝成熟程度、處理規(guī)模、運行管理等因素。選用厭氧池+氧化溝和 A2/O 進(jìn)行比較，確定最終方案。 技術(shù)比較 技術(shù)比較范圍 ：污水處理廠的污水及污泥處理工程以及附屬建筑等工程。 1. A2/O 工藝 A2/O 稱為厭氧 缺氧 好氧法，生物脫氮除磷工藝的簡稱。 A2/O 工藝是 流程最簡單，應(yīng)用最廣泛的脫氮除磷工藝。污水首先進(jìn)入?yún)捬醭?，兼性厭氧菌將污水中的易降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化成 VFAs?；亓魑勰鄮氲木哿拙鷮Ⅲw內(nèi)的聚磷分解，此為釋磷，所釋放的能量一部分可供好氧的聚磷菌在厭氧環(huán)境下維持生存，另一部分供聚磷菌主動吸收 VFAs，并在體內(nèi)儲存 PHB。進(jìn)入缺氧區(qū)，反硝化細(xì)菌就利用混合液回流帶入的硝酸鹽及進(jìn)水中的有機(jī)物進(jìn)行反硝化脫氮，接著進(jìn)入好氧區(qū)，聚磷菌除了吸收利用某城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計 7 污水中殘留的易降解 BOD 外，主要分解體內(nèi)儲存的 PHB 產(chǎn)生能量供自身生長繁殖，并主動吸收環(huán)境中的溶解磷，此為吸磷，以聚磷的形式在體內(nèi)儲 存。污水經(jīng)厭氧，缺氧區(qū)，有機(jī)物分別被聚磷菌 和反硝化細(xì)菌利用后濃度已很低，有利于自養(yǎng)的硝化菌的生長繁殖。最后，混合液進(jìn)入沉淀池，進(jìn)行泥水分離，上清液作為處理水排放，沉淀污泥的一部分回流厭氧池，另一部分作為剩余污泥排放。 該 工藝在系統(tǒng)上可以稱為最簡單的同步脫氮除磷工藝，總的 水力停留時間 少于其他同類工藝。而且在厭氧 缺氧 好養(yǎng)交替運行條件下，不易發(fā)生污泥膨脹 。 該工藝處理效率一般能達(dá)到： BOD5 和 SS 為 90%~95%，總氮為 70%以上，磷為 90%左右，一般適用于要求脫氮除磷的大中型 城市污水 廠。但 A2/O工藝的基建費和運行費 較 高，運行管理要求高，所以對目前我國國情來說，當(dāng)處理后的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營養(yǎng)化，從而影響給水水源時，才采用該工藝。 該 工藝具有如下特點： ① 在系統(tǒng)上可以稱為最簡單的同步脫氮除磷工藝，總的水力停留時間少于其他同類工藝 ② 在厭氧（缺氧）、好氧交替運行條件下，絲狀菌不能大量增殖，無污泥膨脹之虞， SVI 值一般均小于 100 ③ 污泥中含磷濃度高，具 有很高的肥效 。 也存在如下各項的待解決問題 ① 除磷效果難于再行提高，污泥增長有一定的限度，不易提高 ② 脫氮效果也難于進(jìn)一步提高，內(nèi)循環(huán)量一般以 2Q 為限，不宜太高 ③ 進(jìn)入沉淀池的處理水要保持一定濃度的溶解氧，減少停留時間，防止產(chǎn)生厭氧狀態(tài)和污泥釋放磷的現(xiàn)象出現(xiàn)、但溶解氧濃度也不宜過高，以防循環(huán)混合液對缺氧反應(yīng)器的干擾 。 2. 厭氧池 +氧化溝 氧化溝又名連續(xù)循環(huán)曝氣池，是活性污泥法的一種變形。氧化溝工藝在城市生活污水及工業(yè)廢水處理領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，并成為當(dāng)前占主導(dǎo)地位的活性污泥污水處理技術(shù)。 某城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計 8 氧化溝一般呈環(huán)形溝渠狀，污水在溝渠內(nèi)作環(huán)形流動，利用獨特的水力流動特點，在溝渠轉(zhuǎn)彎處設(shè)曝氣裝置，在曝氣池上方為厭氧池，下方則為好氧段，從而產(chǎn)生富氧區(qū)和缺氧區(qū)，可以進(jìn)行硝化和反硝化作用，取得脫氮的效應(yīng)，同時氧化溝法污泥齡較長，可以存活世代時間較長的微生物進(jìn)行特別的反應(yīng)，如除磷脫氮。 工作特點： ① 在液態(tài)上，介于完全混合與推流之間，有利于活性污泥的適于生物凝聚作用。 ② 對水量水溫的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性，處理水量較大。 ③ 污泥齡較長，一般長達(dá) 15－ 30 天，到以存活時間較長的微生物，如果運行得當(dāng)，可進(jìn)行除磷脫氮反應(yīng)。 ④ 污泥產(chǎn)量低，且多已達(dá)到穩(wěn)定。 ⑤ 自動化程度較高，使于管理。 ⑥ 占地面積較大，運行費用低。 ⑦ 脫氮效果還可以進(jìn)一步提高，因為脫氮效果的好壞很大一部分決定于內(nèi)循環(huán)，要提高脫氮效果勢必要增加內(nèi)循環(huán)量，而氧化溝的內(nèi)循環(huán)量從政論上說可以不受限制，因而具有更大的脫氮能力。 ⑧ 氧化溝法自問世以來，應(yīng)用普遍，技術(shù)資料豐富。 兩者技術(shù)比較可簡單總結(jié)為下表： 某城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計 9 經(jīng)濟(jì)比較 經(jīng)濟(jì)比較 范圍 包括污水處理工程基建投資、 設(shè)備、 運行費用 和其他費用等。 表 工藝方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較表 序號 項目 氧化溝工藝 A2/O 工藝 1 處理能力 /（萬 m3/d） 2 進(jìn)水水質(zhì)/（ mg/L） BOD5 CODcr SS NH3N TP TN 3 出水水質(zhì)/（ mg/L） BOD5 ≤10 ≤10 CODcr ≤50 ≤50 SS ≤10 ≤10 NH3N ≤5 ≤5 TP ≤ ≤ TN ≤15 ≤15 4 要求 管理水平 較簡單 復(fù)雜 5 土建費用 （萬元） 6 設(shè)備費用（萬元） 7 間接 費用（萬元） 氧化溝 A2/O 法 主要優(yōu)點 運行成本相對較低，構(gòu)造簡單； 耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng) ； 處理效果高，出水水質(zhì)好； 脫氮、除磷功能穩(wěn)定； 技術(shù)較先進(jìn)，成熟； 能處理不容易 降解的有機(jī)物； 污泥量少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定。 運行穩(wěn)妥可靠，效果穩(wěn)定； 管理維護(hù)簡單，運行費用低； 較好的除磷脫氮功能； 具有改善污泥沉降性能的作用的能力，減少污泥排放量； 主要缺點 占地面積較大； 周期運行，對自動化控制能力要求高； 構(gòu)筑物較多、基建費用大，用于中小型污水廠費用偏高； 污泥內(nèi)回流量大，能耗較高； 沼氣回收利用經(jīng)濟(jì)效益差； 污泥滲出液需化學(xué)除磷。 某城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計 10 8 其他費用（萬元） 9 工程總投資（萬元） 方案確定 由以上內(nèi)容知，兩種 工藝都能達(dá)到預(yù)期的處理效果，且都為成熟工藝，但考慮到本設(shè)計規(guī)模較小 ， 屬于中小型城鎮(zhèn)污水處理廠，在處理效果均理想的情況下，相對而言， A2/O 的 基建 費用較 高，而厭氧池 +氧化溝工藝雖然占地面積大，但其構(gòu)造簡單，運行成本相對較低，處理效果、出水水質(zhì)好，管理維護(hù)相對方便，