【正文】 武漢理工大學(xué)《水污染控制工程》課程設(shè)計說明書 1 ABSTRACT With the development of modern society and economics , environmental issues are ing to our attention more and more . Pollution caused by domestic wastewater is getting worse and well noticed .Sewage treatment is being very important and indispensable .This paper is focused on the process design in our country for domestic wastewater treatment , and select the best process scheme to make the treated water reach the quality that required . This design have adopted the OD process and the procedure is simple ,management is convenient ,do not need to add the first sinking pool , digestive system ,reducing building and operating expenses , realizing automation totally . At the same time , easy to manage ,making the water reach sewage discharge standard , acplish the rational utilization of water resource. KEY WORDS: Grid Pumping House OD The Second Sinking Pool Nitrogen and phosphor removal 1 緒論 課程設(shè)計題目 城市污水處理工藝設(shè)計 設(shè)計依據(jù) (1)污水水量 (a) 擬建污水處理規(guī)模是平均流量為 40000 m3/d； (b) 城市污水主要包括居民生活污水和工業(yè)廢水； (c) 城市混合污水變化系數(shù)：總變化系數(shù) Kz=。 (2) 進水水質(zhì) BOD5=170mg/L； TN=35mg/L； TP=；總堿度 =2021 mg/L。 (3) 出水水質(zhì) 城市污水經(jīng)處理后，就近排入廠區(qū)附近某河流。污水處理廠出水水質(zhì)根據(jù) GB18918－2021《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級排放標(biāo)準(zhǔn)（ B 標(biāo)準(zhǔn)），污水廠出水水質(zhì)控制為： BOD5≦ 20mg/L； CODcr≦ 60mg/L； SS≦ 20mg/L； TN≦ 20mg/L； TP≦ 。 武漢理工大學(xué)《水污染控制工程》課程設(shè)計說明書 2 處理程度 污水 處理程度是由對象和地區(qū)排放標(biāo)準(zhǔn)決定。 進出水水質(zhì) 進出水水質(zhì)見表 1。 表 1 進出水水質(zhì) BOD5(mg/L) TN(mg/L) TP(mg/L) 進水 170 35 出水 ≦ 20 ≦ 20 ≦ 去除率 設(shè)去除率為 E，則有 E= 100％ 式中： 0C —— 進水物質(zhì)濃度； eC —— 出水物質(zhì)濃 度。 （ 1） BOD5 去除率： E= 100％ =％ （ 2） TN 去除率 : E= 100％ =％ （ 3） TP 去除率： E= 100％ =％ 2 城市污水處理方案的確定 確定污水處理方案的原則 (a)城市污水處理應(yīng)采用先進的技術(shù)設(shè)備，要求經(jīng)濟合理，安全可靠，出水水質(zhì)好；保證良好的出水水質(zhì)，效益高； (b)污水廠的處理構(gòu)筑物要求布局合理，建設(shè)投資少，占地少；自動化程度高，便于科學(xué)管理，力求達到節(jié)能和污水資源化，進行回用水設(shè)計； (c)為確保處理效果，采用成 熟可靠的工藝流程和處理構(gòu)筑物；提高自動化程度，為科學(xué)管理創(chuàng)造條件； (d)污水處理采用生物處理，污泥脫水采用機械脫水并設(shè)事故干化廠；污水采用季節(jié)性消毒； (e)提高管理水平，保證運轉(zhuǎn)中最佳經(jīng)濟效果；充分利用沼氣資源，把沼氣作為燃料； (f)查閱相關(guān)的資料確定其方案。 0e0CCC?17020210?352035??武漢理工大學(xué)《水污染控制工程》課程設(shè)計說明書 3 最佳的處理方案要體現(xiàn)以下優(yōu)點： (a)保證處理效果，運行穩(wěn)定； (b)基建投資省，耗能低，運行費用低； (c)占地面積小，泥量少，管理方便。 污水處理方法及工藝流程的的確定 根據(jù)測量的水量、水質(zhì)和環(huán)境容量降低的結(jié)論確定污水及污泥處理應(yīng)達 到的標(biāo)準(zhǔn)，本節(jié)對其處理工藝流程進行方案篩選，并通過論證選擇合理的污水及污泥處理工藝流程。 污水處理方法的選擇 (1)物理法、化學(xué)法與生物處理方法。 物理法主要是利用物理作用來分離或回收廢水中的懸浮物。它既可以用于廢水的預(yù)備處理，也可用于一級處理，但在二級處理及三級處理或深度處理中，只是配合其他主要處理單元。 化學(xué)法主要是利用化學(xué)反應(yīng)的作用來處理或回收廢水中的溶解物或膠體物，如酸堿中和、某些有用物質(zhì)的萃取、有害溶解氣體的吹脫等?；瘜W(xué)法既可以單獨使用，也可以用于二級處理或三級 處理（深度處理）。 生物法是利用微生物的作用處理廢水的方法。有機物通過生物處理最后轉(zhuǎn)化為二氧化碳與無機鹽類，但它不能回收廢水中的有用物質(zhì)。它可以用來進行二級處理或三級處理（脫氮除磷）。 以上各種方法都有它的特點和適用條件。一般來說，化學(xué)法往往消耗的物料（如藥劑）及能耗（燃料、電能）比其他兩類方法要大，有時大很多有時候污泥產(chǎn)生量也大，所以運行費用較貴。但是，處理設(shè)備較簡單，占地面積較小，也可以連續(xù)運行。有的廢水采用化學(xué)處理后能回收一些副產(chǎn)品，補償較高的支付費用，其優(yōu)點就比較突出。 生物法處理廢水 具有凈化能力強，費用低廉，支付可靠性好等優(yōu)點，是廢水處理的主要的方法。對于某種污染物，若化學(xué)法與生物法都能凈化的話，一般選用生物法為宜。 (2)好氧生物處理法與厭氧生物處理法 根據(jù)電子受體的性質(zhì)，生物法可分為好氧和厭氧兩類（介于其間的為缺氧），這兩類又可分為固著生長系統(tǒng)與懸浮生長系統(tǒng)。廢水的好氧處理與厭氧處理既可單獨使用，亦可組合使用，這取決于廢水的性質(zhì)、濃度及處理目標(biāo)。 好氧生物處理法與厭氧生物處理法的特性比較列于表 2。 武漢理工大學(xué)《水污染控制工程》課程設(shè)計說明書 4 表 2 好氧處理與厭氧處理的比較 厭氧處理 好氧處理 能源要求 低 高 處理程度 BOD5 去除率可達 60%90% BOD5 去除率可達 90%95% 污泥產(chǎn)生量 少 多 過程的穩(wěn)定性 （對毒物和負(fù)荷變化） 低至中等 中至高等 啟動時間 2— 4 個月 2— 4周 對營養(yǎng)物的要求 低 對某些工業(yè)廢水較高 臭氣 可能有臭氣問題 較少 對堿度要求 對某些工業(yè)廢水要求高 低 沼氣產(chǎn)生 有 無 此外，在去除某些具體的污染物如磷則需要采用厭氧法。因此，根據(jù)本次課程設(shè)計的設(shè)計依據(jù)可知應(yīng)該選擇厭氧與好氧組合的方式。 綜上所述，結(jié)合本設(shè)計的具體情況，我認(rèn)為采用傳統(tǒng)活性污泥法或?qū)鹘y(tǒng)活 性污泥法進行改造的人工生物凈化的技術(shù)路線是比較合適的、可行的。 現(xiàn)階段城市污水處理應(yīng)用工藝較多，如 表 3所示。 表 3 幾種城市污水處理工藝的適用條件 規(guī)模 常規(guī)活性污泥法 A/O 2A /O AB法 氧化溝 SBR法 水解 好氧 大、特大型 √ √ √ — — — — 中型 √ √ √ √ √ √ — 小型 — — — — √ √ √ 活性污泥法有很多種形式 ,使用最廣泛的主要有三類 : ①傳統(tǒng)活性污泥法和它的改進型 A/ O、 2A /O工藝 , ②氧化溝 , ③ SBR 工藝。從表 3可以看出 ,第一種工藝適合于大中型污水處理廠，而 氧化溝和 SBR 工藝較為適合中小型污水廠采用。鑒于數(shù)量龐大的中小城市在城市污水水量、水質(zhì)和經(jīng)濟發(fā)展程度等方面具有共性 ,根據(jù)現(xiàn)有的中小城市處理經(jīng)驗 ,氧化武漢理工大學(xué)《水污染控制工程》課程設(shè)計說明書 5 溝工藝更適合被我國中小型污水處理廠采用。目前，我國對污水處理廠的規(guī)模按平均日流量劃分如表 4。 表 4 污水處理廠規(guī)模劃分依據(jù) 規(guī)模 小型污水廠 中型污水廠 大型污水廠 平均日流量（ m3/d） ≤ 1萬 1萬 — 10萬 ＞ 10萬 而本次設(shè)計處理污水的日平均流量為 4萬 m3/d，屬于中型污水廠。另外，由于 2A /O工藝 處理單元多 ,操作管理復(fù)雜 ,特別是污泥厭氧消化要求高水平的管理 ,消化過程產(chǎn)生的沼氣是可燃易爆氣體 ,更要求安全操作 ,這些都增加了管理的難度。因此， 本設(shè)計該選擇氧化溝工藝。 其特點如下 (1)特點： 氧化溝又名氧化渠或循環(huán)曝氣池，是 1950 年由荷蘭公共工程研究所研究成功的。其本特征是曝氣池呈封閉的溝渠形。污水和活性污泥的混合液在其中不停地循環(huán)流動，其水力停留時間一般較長 ，為 15～ 16h，泥齡長達 15～ 30d，屬于延時曝氣法。氧化溝處理系統(tǒng)的構(gòu)造形式較多，有圓形或馬蹄形的，有平行多渠道形式以側(cè)渠作為二沉池的，有將二沉池建在渠上或單獨分建的等等，其供氧和水流動力都是靠提升曝氣設(shè)備，這種設(shè)備分為早期使用的水平中心軸旋轉(zhuǎn)葉輪和后來出現(xiàn)的卡魯塞爾氧化溝所用的垂直或帶葉片的曝氣器，由于氧化溝水深較淺（一般 3 米左右），而流程較長，可以按照曝氣器前作缺氧與曝氣器后作富氧段的方式設(shè)計運行，提供兼氧菌與好氧菌交替作用的條件，在缺氧段脫硝，在好氧段除碳源需氧量及達到脫 N 的目的。 (2)優(yōu)點： (a)氧化溝內(nèi)循環(huán)流量很大，進入溝內(nèi)的原污水立即被大量的循環(huán)水所混合和稀釋，因此具有很強的承受沖擊負(fù)荷的能力，對不易降解的有機物也有較好的處理效果。 (b)處理效果穩(wěn)定可靠，不僅可滿足 BOD SS 的排放標(biāo)準(zhǔn)，還可以達到脫 N除 P的效果。 (c)由于氧化溝的水力停留時間和泥齡都很長，懸浮物、有機物在溝內(nèi)可獲得較徹底的降解。 (d)活性污泥產(chǎn)量少且趨于穩(wěn)定，一般可不設(shè)初沉池和污泥消化池，有的甚至取消二沉池和污泥回流系統(tǒng)，簡化了處理流程，減少了處理構(gòu)筑物，使其基建費用和運行費用都低于一般活性污泥法。 (e)承受水質(zhì)、水量、水溫能力強，出水水質(zhì)好。 武漢理工大學(xué)《水污染控制工程》課程設(shè)計說明書 6 (3)缺點：氧化溝運行管理費用較高；氧化溝溝體占地面積大。 污水處理工藝流程的確定 由前面的論述可以得出本設(shè)計的工藝流程如圖 1所示。 污泥 污水 圖 1 污水處理工藝流程圖 污水匯入集水井，經(jīng)粗格柵去除大顆粒及漂浮物，保護水泵的正常工作，進入提升泵房，經(jīng)水泵提升后，由細(xì)格柵進一步去除水中的雜質(zhì)；污水在流經(jīng)沉砂池去除泥沙，而后進入?yún)捬踹x擇池池進 行厭氧釋磷，接著進入氧化溝，在氧化溝內(nèi)完成生物氧化過程，達到分解有機物、去除水中 N、 P，使污水得到進一步進化。出水進入二沉池，經(jīng)泥水分離后，上清液進入接觸消毒池，消毒后出水達標(biāo)排放。當(dāng) TP指標(biāo)超標(biāo)時，啟動化學(xué)除磷設(shè)施，在氧化溝出水處加入無機混凝劑。該工藝不僅具有 2A /O工藝組合進氧化溝工藝，形成改良型2A /O型氧化溝，整個生物處理過程僅有二沉池回流污泥至厭氧調(diào)節(jié)池的回流系統(tǒng)，因此該工藝不僅具有 2A /O和氧化溝工藝的特點和效能，且省去污泥回流系統(tǒng)，故維護管理方便，運行費用低。剩余污泥由污泥泵提升至污泥脫水車間處理后外運填埋。 主要處理構(gòu)筑物的選擇 格柵 格柵由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)組成，安裝在污水管道、泵房、集水井的進口處或處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷。粗格柵 泵房 細(xì)格柵 沉砂池 氧化溝 配水井 污泥濃縮池 污泥脫水間 二沉池 紫外消毒池 集水池 厭氧池 武漢理工大學(xué)《水污染控制工程》課程設(shè)計說明書 7 格柵種類較多，如表 5所示。 表 5 我國常用的機械格柵及其使用范圍 類型 適用范圍 優(yōu)點 缺點 鏈條式機械格柵 深度不大的中小型格柵，主要清除長纖維，袋裝物 構(gòu)造簡單，制造方便，占地面積小 雜物易進入鏈條和鏈輪之間，容易卡住，套筒棍子鏈造價高。耐腐蝕差 移動伸縮臂機械格柵 中等深度的寬大格柵，現(xiàn)有類型耙斗適用于污水除污 維修方便，可不停水檢修，使用壽命長 構(gòu)造復(fù)雜，移動時，耙齒與柵條間的對位較困難 四周回轉(zhuǎn)式機械格柵 深度較淺的中小型格柵 構(gòu)造簡單，制造方便，運行可靠，容易檢修 制造苦難，占地面積較大 鋼絲繩牽引式格柵 固定式為中小型格柵，深度范圍較大，