【正文】 華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第一部分：設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 1 章：緒論 水是分布廣泛而又十分重要的自然資源。它孕育和滋養(yǎng)了地球上的一切生物，并從各個(gè)方面為人類社會(huì)服務(wù)。水的用途大致有以下幾個(gè)方面：生活用水、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、漁業(yè)用水、交通運(yùn)輸用水等。一般情況下，與人類生活和生產(chǎn)密切相關(guān)的前三種用水不能大規(guī)模取用海洋咸水，而只能取用淡水。 我國(guó)城市污水處理現(xiàn)狀 城市污水處理一般分為三級(jí)： 一級(jí)處理，系應(yīng)用物理處理法去除污水中不溶解的污染物和寄生蟲卵； 二級(jí)處理，系應(yīng)用生物處理法將污水中各種復(fù)雜的有機(jī)物氧化降解為 簡(jiǎn)單的物質(zhì)； 三級(jí)處理，系應(yīng)用化學(xué)沉淀法、生物化學(xué)法、物理化學(xué)法等，去除污水中的磷、氮、難降解的有機(jī)物、無(wú)機(jī)鹽等。 至于采取哪級(jí)處理比較合理，應(yīng)視對(duì)最終排出物的處理要求而定。通常以一級(jí)處理為預(yù)處理，二級(jí)處理為主體，三級(jí)處理很少使用。一般工廠排出的污水，至少應(yīng)采取兩級(jí)處理。由于二級(jí)處理排出的污泥有可能造成二次污染，因此，還要進(jìn)行污泥處理。 我國(guó)現(xiàn)有城市污水處理廠 80％以上采用的是活性污泥法，其余采用一級(jí)處理、強(qiáng)化一級(jí)處理、穩(wěn)定塘法及土地處理法等。 我國(guó) 80年代以前建設(shè)的城市污水處理廠大 部分采用普通曝氣法活性污泥處理工藝，由于該工藝主要以去除 BOD和 SS 為主要目標(biāo)，對(duì)氮磷的去除率非常低。為了適應(yīng)水環(huán)境及排放要求，一些污水處理廠正在進(jìn)行改造，增加或強(qiáng)化脫氮和除磷功能。 AB 法污水處理工藝于 80年代初開始在我國(guó)應(yīng)用于工程實(shí)踐。由于其具有抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、對(duì) pH 值變化和有毒物質(zhì)具有明顯緩沖作用的特點(diǎn)，故主要應(yīng)用于污水濃度高、水質(zhì)水量變化較大，特別是工業(yè)污水所占比例較高的城市污水處理廠。 目前氧化溝工藝是我國(guó)采用較多的污水處理工藝技術(shù)之一。應(yīng)用較多的有奧貝爾氧化溝工藝，由我國(guó)自行設(shè) 計(jì)、全套設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，已有成功實(shí)例。 DE 型氧化溝和三溝式氧化溝在中高濃度的中小型城市污水處理中也有應(yīng)用。采用卡羅塞爾氧化溝工藝的城市污水處理廠大部分為外貸項(xiàng)目。 多種類型的 SBR工藝在我國(guó)均有應(yīng)用，如屬第二代 SBR 工藝的 ICEAS 工藝，屬第三代的 CAST 工藝、 UNITANK 工藝等。 隨著我國(guó)對(duì)水環(huán)境質(zhì)量要求的提高，修訂后的國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB8978－1996)也越來(lái)越嚴(yán)，特別是對(duì)出水氮、磷的要求提高，使得新建城市污水處理廠必須考慮氮磷的去除問(wèn)題。由此開發(fā)了改良 A/A/O 工藝和回流污 泥反硝化生物除磷工藝，并已開始在實(shí)際工程中應(yīng)用。 雷錦濤：江西永豐縣城污水處理工程設(shè)計(jì) 2 我國(guó)污水處理存在的問(wèn)題 我國(guó)城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，水污染卻非常嚴(yán)重， 2021 年國(guó)家 GDP 仍處于超計(jì)劃完成，而節(jié)能減排的指標(biāo)非但沒(méi)有達(dá)到，反而更加惡化，今后的目標(biāo)更艱巨。 我國(guó)存在污水廠升級(jí)改造、污泥處置、再生水回用等技術(shù)，不斷提高污染物的削減能力等問(wèn)題。 城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)的改造問(wèn)題 城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)。對(duì)新建或擴(kuò)建管網(wǎng)而言，均采用完全分流制，雖然投資較大，但對(duì)今后管網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)管理以及污水處理廠的運(yùn)營(yíng)管理最為有利，另一種不完全分流制，將初雨溢流至 污水管網(wǎng)，進(jìn)入污水處理廠處理。 對(duì)于很多城鎮(zhèn)的老排水管網(wǎng)，多數(shù)是合流制。有條件的片區(qū)，應(yīng)改造成分流制。有的管網(wǎng)很難改造成分流制，可不必強(qiáng)求改為分流制，主張采用截流管道上設(shè)置溢流口，雨量較小時(shí)，仍與城鎮(zhèn)污水合并去污水處理廠統(tǒng)一處理，當(dāng)暴雨時(shí)超過(guò)一定流量時(shí)，由溢流井排至河道。一般截流倍數(shù)采用 2~3。 城鎮(zhèn)污水處理廠升級(jí)改造問(wèn)題 污水處理廠的升級(jí)改造問(wèn)題包括技術(shù)路線、全新工藝、新型設(shè)備、節(jié)能技術(shù)和措施等等。污水處理廠通過(guò)升級(jí)改造，明顯提升了出水水質(zhì)指標(biāo)，對(duì)作為集中污染源的污水處理廠來(lái)說(shuō)，起到了顯著的減 排功能，全國(guó)已經(jīng)開始行動(dòng)。 高碑店污水處理廠已正在改造，作為示范，將 100 萬(wàn) m3/d 的原二級(jí)出水標(biāo)準(zhǔn)改造升級(jí)為一級(jí) B 標(biāo)準(zhǔn)，再將其中 47 萬(wàn) m3/d 再升級(jí)為再生水回用。其他地區(qū)部分污水廠也正在進(jìn)行。 目前各大設(shè)計(jì)研究院采用的比較成熟的主流技術(shù)路線為：提高原有生物處理的除碳、脫氮及除磷功能，后續(xù)增加絮凝沉淀和快濾池，或者增加生物濾池。即將原有出水標(biāo)準(zhǔn)提高到一級(jí) B 至一級(jí) A 之間水平，再通過(guò)各種過(guò)濾池保證出水達(dá)到一級(jí) A 或回用水基本指標(biāo)。為確保糞大腸桿菌指標(biāo)達(dá)標(biāo)，不宜采用一般的紫外消毒，推薦二氧化氯或臭氧消毒 。 ⑴ 三級(jí)出水改造為二級(jí)出水標(biāo)準(zhǔn) 。 ⑵ 二級(jí)出水改造為一級(jí) B 出水標(biāo)準(zhǔn)，這是老廠改造的主流 。 重點(diǎn)是將生物池改造成A2/O 系統(tǒng)，提高生物量 MLSS，降低負(fù)荷，加強(qiáng)對(duì) BOD 的去除能力，并形成脫氮除磷工藝。具體是將生物池分格，增擴(kuò)池容，增加內(nèi)回流，提高 MLSS 等，當(dāng)擴(kuò)建場(chǎng)地受限制時(shí)，可采取部分池容增設(shè)填料或改成流化床，或改為生物濾池，或改造成 MBR，或在二沉池前投加絮凝劑加強(qiáng)除磷及 SS 功能。 ⑶ 一級(jí) B 改造成一級(jí) A 標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前走向污水回用的主流 。 ⑷ 一級(jí) A 改造為回用水標(biāo)準(zhǔn) 。 由于回用水的用途不同，共分為五 類回用水標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)，其深度處理工藝也有所不同，根據(jù)需要增加臭氧消毒、砂濾、生物濾池、混凝沉淀、活性炭粉末脫色除味等等及其他組合。 ⑸ 再生回用水解讀 。 一級(jí) A 已屬深度處理，是深度處理的始端。再生回用水標(biāo)準(zhǔn)，也屬深度處理，只是部分指標(biāo)高于一級(jí) A 標(biāo)準(zhǔn)，另一部分指標(biāo)低于一級(jí) A 標(biāo)準(zhǔn)。 再生回用水標(biāo)準(zhǔn)共 6 項(xiàng)。主要內(nèi)容為： 華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 ① 《城市污水再生利用分類》（ GB/T189192021）； ② 《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（ GB/T189202021），適用于廁所便器沖洗、道路清掃、消防、城市 綠化、車輛沖洗、建筑施工雜用水； ③ 《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》（ GB/T189212021），適用于觀賞性景觀環(huán)境用水和娛樂(lè)性景觀環(huán)境用水； ④ 《城市污水再生利用回灌地下水水質(zhì)》（ GB/T1197722021），適用于以城市污水再生水為水源在各級(jí)地下水飲用水源保護(hù)區(qū)外，以非飲用水為目的，采用地表回灌和井灌的方式進(jìn)行地下回灌； ⑤ 《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》（ GB/T199232021），適用于以城市污水再生水為水源，作為工業(yè)冷卻水、洗滌用水、鍋爐用水、工藝用水、產(chǎn) 品用水等用水水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)； ⑥ 《城市污水再生利用農(nóng)田灌溉用水水質(zhì)》，適用于以城市污水處理廠出水為水源的農(nóng)業(yè)灌溉用水。 上述標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容主要包括水質(zhì)控制項(xiàng)目、指標(biāo)極限、利用方式、取樣、監(jiān)測(cè)分析方法及頻率規(guī)定等。 我國(guó)城市污水處理發(fā)展趨勢(shì) 目前 我國(guó)新建及在建的城市污水處理廠所采用的工藝中，各種類型的活性污泥法仍為主流，占 90％以上，其余則為一級(jí)處理、強(qiáng)化一級(jí)處理、生物膜法及與其他處理工藝相結(jié)合的自然生態(tài)凈化法等污水處理工藝技術(shù)。 從國(guó)情出發(fā)，我國(guó)城市污水處理發(fā)展趨勢(shì)： ⑴ 氮、磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的去除仍 為重點(diǎn)也是難點(diǎn)； ⑵ 工業(yè)廢水治理開始轉(zhuǎn)向全過(guò)程控制； ⑶ 單獨(dú)分散處理轉(zhuǎn)為城市污水集中處理； ⑷ 水質(zhì)控制指標(biāo)越來(lái)越嚴(yán)； ⑸ 由單純工藝技術(shù)研究轉(zhuǎn)向工藝、設(shè)備、工程的綜合集成與產(chǎn)業(yè)化及經(jīng)濟(jì)、政策、標(biāo)準(zhǔn)的綜合性研究； ⑹ 污水再生利用提上日程； ⑺ 中小城鎮(zhèn)污水污染與治理問(wèn)題開始受到重視。 污水處理工藝概述 污水的物理處理法 生活污水和工業(yè)廢水都含有大量的漂浮物質(zhì)與懸浮物質(zhì)，其中包括無(wú)極性和有機(jī)性兩類。由于污水來(lái)源廣泛，所以懸浮物質(zhì)含量變化幅度 很大。從幾十到幾千毫克每升，甚至達(dá)數(shù)萬(wàn)毫克每升。 污水物理處理法的主要去除對(duì)象是漂浮物、懸浮物質(zhì)。 采用的處理方法與設(shè)備主要有： 篩濾截留法：篩網(wǎng)、格柵、濾池與微濾機(jī)等 重力分離法：沉砂池、沉淀池、隔油池與氣浮等 離心分離法：離心機(jī)與旋流分離器等 雷錦濤：江西永豐縣城污水處理工程設(shè)計(jì) 4 污水的生物處理法 ⑴氧化溝 氧化溝又稱循環(huán)曝氣池，是于 50年代由荷蘭的巴斯維爾（ Pasveer）所開發(fā)的一種污水生物處理技術(shù)。屬活性污泥法的一種變法。 氧化溝一般呈環(huán)形溝渠狀，平面多為橢圓 形或圓形。總長(zhǎng)可達(dá)幾十米，甚至達(dá)百米以上。溝深取決于曝氣裝置，自 2米至 6米。單池的進(jìn)水裝置比較簡(jiǎn)單，只要伸入一根進(jìn)水管即可。若雙池以上平行工作時(shí)，則應(yīng)設(shè)配水井。采用交替工作系統(tǒng)時(shí)，配水井內(nèi)還要設(shè)自動(dòng)控制裝置，以變換水流方向。出水一般采用溢流堰式，宜于采用可升降式的，以調(diào)節(jié)池內(nèi)水深。采用交替工作系統(tǒng)時(shí)，溢流堰應(yīng)能自動(dòng)啟閉，并于進(jìn)水裝置相呼應(yīng)以控制溝內(nèi)水流方向。氧化溝采用的曝氣裝置可分為橫軸曝氣裝置和縱軸曝氣裝置兩種類型。除以上兩種類型曝氣裝置外，在國(guó)外采用的還有射流曝氣器和提升管式曝氣裝置。 常用的氧 化溝系統(tǒng)有以下幾種：①卡羅塞（ Carrousel）氧化溝，②交替工作氧化溝系統(tǒng)，③二次沉淀池交替運(yùn)行氧化溝系統(tǒng)，④奧巴勒（ Orbal）型氧化溝，⑤曝氣 沉淀一體化氧化溝。 ⑵間歇式活性污泥處理系統(tǒng) 本工藝英文簡(jiǎn)稱 SBR工藝（ Sequencing Batch Reactor）。又稱序批式活性污泥處理系統(tǒng)。 其工藝系統(tǒng)最主要特征是采用集有機(jī)污染物降解與混合液沉淀于一體的反應(yīng)器，即間歇曝氣池。與連續(xù)式活性污泥法系統(tǒng)相比，本工藝系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，勿需設(shè)污泥回流設(shè)備，不設(shè)二沉池。曝氣池容積也小于連 續(xù)式，建設(shè)費(fèi)用與運(yùn)行費(fèi)用都很低。 其工藝系統(tǒng)的特征如下： ①在大多數(shù)情況下（包括工業(yè)廢水處理），無(wú)設(shè)置調(diào)節(jié)池的必要； ② SVI 值較低，污泥易于沉淀，一般情況下不產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象； ③通過(guò)對(duì)運(yùn)行方式的調(diào)節(jié)，在單一的曝氣池內(nèi)能夠進(jìn)行脫氮和除磷反應(yīng)； ④應(yīng)用電動(dòng)閥液位計(jì)，自動(dòng)計(jì)時(shí)器及可編程序控制器等自控儀表，可能使本工藝過(guò)程實(shí)現(xiàn)全部自動(dòng)化，而由中心控制室控制； ⑤運(yùn)行管理得當(dāng)，處理水質(zhì)優(yōu)于連續(xù)式。 ⑶ AB 法污水處理工藝 AB 法污水處理工藝系吸附 生物降解（ AdsorptionBiodegration）工藝的簡(jiǎn)稱。是德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)賓克（ Bohnke）教授于 70年代中期開創(chuàng)的。從 80年代開始使用于生產(chǎn)實(shí)踐。 AB 工藝的主要特 征 ： ①全系統(tǒng)共分預(yù)處理段、 A 段、 B段等三段。在預(yù)處理段只設(shè)格柵、沉砂池等簡(jiǎn)易處理設(shè)備，不設(shè)初沉池。 ② A 段由吸附池和中間沉淀池組成， B段則由曝氣池及二次沉淀池所組成。 ③ A 段于 B段各自擁有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，兩段完全分開，各段能夠培育出各自獨(dú)特的，適于本段水質(zhì)特征的微生物種群。 AB 處理工藝在我國(guó)也得到應(yīng)用，主要用于處理城市污水。 ⑷生物濾池法 生物濾池是以土壤自凈原理為依據(jù)，在污水灌溉的實(shí)踐基礎(chǔ)上，經(jīng)較原始的間歇砂濾池和接觸池而發(fā)展起來(lái)的人工生物處理技術(shù)，已有百余年歷史。污水長(zhǎng)時(shí)間以滴狀噴灑在塊狀濾料層的表面上，在污水流經(jīng)的表面上就會(huì)形成生物膜，待生物膜成熟后，棲息在生物膜上的微生物即攝取流經(jīng)污水中的有機(jī)物作為營(yíng)養(yǎng)物，從而使污水得到凈化。進(jìn)入生物濾池的污水，必須通過(guò)預(yù)處理去除原污水中的懸浮物等能夠堵塞濾料的污染物，并使水質(zhì)均化。處理城市污水的生物濾池前設(shè)初次沉淀池。 濾料上的生物膜，不斷脫落更新，脫落華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 的生物膜隨處理水流出。因此，生物濾池后也應(yīng)設(shè)沉淀池（二次沉淀池）予以截留。 ⑸生物轉(zhuǎn)盤法 生物轉(zhuǎn)盤是于 60年代 由 原聯(lián)邦德國(guó)所開創(chuàng)的一種污水生物處理技術(shù)。其具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，因此在國(guó)際范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，在其構(gòu)造形式、系統(tǒng)組成、計(jì)算理論等方面都得到了一定的發(fā)展。 生物轉(zhuǎn)盤處理系統(tǒng)中，除核心裝置生物轉(zhuǎn)盤外，還包括污水預(yù)處理設(shè)備和二次沉淀池。二次沉淀池的作用是去 除 生物轉(zhuǎn)盤處理后的污水所攜帶的脫落生物膜。 雷錦濤：江西永豐縣城污水處理工程設(shè)計(jì) 6 第 2 章：設(shè)計(jì)任務(wù)與資料 設(shè)計(jì)原始資料 城市概況 永豐縣于北宋至和元年（ 1054）設(shè)縣，至今已有九百余年歷史，是宋代文學(xué)家歐陽(yáng)修的故鄉(xiāng)。境內(nèi)山清水秀，物阜民豐，素有“糧油之鄉(xiāng)”的美稱。 境內(nèi)南北長(zhǎng)約 97km，東西寬約 62 km，形狀略呈亞鈴狀，全縣總面積 2695 km2（合 404萬(wàn)畝），占全省總面積的 %。其中耕地面積 萬(wàn)畝（水田 萬(wàn)畝 ,旱地 萬(wàn)畝）；山地 304 萬(wàn)畝；水域 萬(wàn)畝；村鎮(zhèn)、道路和其他面積 萬(wàn)畝。是個(gè)“七分山半分田，一分水面道路和莊園”的地理輪廓。 永豐縣城位于恩河段上游、座落在佐龍鄉(xiāng)和橋南鄉(xiāng)境內(nèi)、橫跨恩江河的南北兩岸，是永豐縣政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心；以制藥工業(yè)為主體，農(nóng)林加工業(yè)配套齊全的輕工業(yè)縣城?？h城境內(nèi)交通方便，永豐縣距吉安市 78km，距南