【正文】 亳州市污水處理廠工藝設(shè)計(jì) 第 一 章 設(shè)計(jì) 任務(wù)及資料 一、 設(shè)計(jì)任務(wù) 亳州市污水處理廠工藝設(shè)計(jì) 二、 設(shè)計(jì)目的及意義 （一） 、 設(shè)計(jì)目的 亳州市市位于安徽省西北部， 暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候 。隨著人口的增加，工業(yè)的發(fā)展，水污染日趨嚴(yán)重，污水大量排入附近渦河。為防止水污染，根據(jù)城市規(guī)劃，決定在該市東南大寺鎮(zhèn)興建一座污水廠，經(jīng)處理后的水排入附近河流或工業(yè)回用。污水處理廠擬建在該市東南的崔家花園村附近，服務(wù)面積 65 平方公里，服務(wù)區(qū)居住建筑有較完善的給排水設(shè)施。污水由生活污水和工業(yè)廢水組成。 工業(yè)污水占 55％，生活污水占 45％，工業(yè)廢水在排入城市管網(wǎng)前要 求在廠內(nèi)進(jìn)行無害化處理。 （二） 、 設(shè)計(jì)意義 設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)高等工科院校培養(yǎng)目標(biāo)所不可缺少的教學(xué)環(huán)節(jié)，是教學(xué)計(jì)劃中的一個有機(jī)組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識以及分析解決實(shí)際問題能力的重要一環(huán)。它與其他教學(xué)環(huán)節(jié)緊密配合，相輔相成，在某種程度上是前面各個環(huán)節(jié)的繼續(xù) 、 深化 和 發(fā)展。 我國城市污水處理相對于國外發(fā)達(dá)國家、起步較晚。近 200 年來，城市污水處理已從原始的自然處理、簡單的一級處理發(fā)展到利用各種先進(jìn)技術(shù)、深度處理污水 ， 并回用 。處理工藝也從傳統(tǒng)活性污泥法、氧化溝工藝發(fā)展到 A/O、 A2/O、 AB、 SBR（包括 CCAS 工藝）等多種工藝，以達(dá)到不同的出水要求。 雖然如此，我國的污水處理還是落后于許多國家。 在我們大力引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)的同時，必須結(jié)合我國發(fā)展，尤其是當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，探索適合我國實(shí)際的城市污水處理系 統(tǒng)。 其次，做本設(shè)計(jì)可以使我得到很大的提高， 可在不同程度上提高調(diào)查研究，查閱文獻(xiàn)，收集資料和正確熟練使用工具書的能力，提高理論分析、制定設(shè)計(jì)方案的能力以及設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖的能力；技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和組織工作的能力；提高總結(jié)，撰寫設(shè)計(jì)說明書的能力等。 （三） 、 設(shè)計(jì)要求 污水處理廠設(shè)計(jì)原則 （ 1） 污水 廠的設(shè)計(jì)和其他工程設(shè)計(jì)一樣，應(yīng)符合適用的要求，首先必須確保污水廠處理后 污水 達(dá)到排放要求?？紤]現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件，以及當(dāng)?shù)氐木唧w情況（如施工條件）。在可能的基礎(chǔ)上，選擇的處理工藝流程、構(gòu)（建）筑物形式、主要設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)等。 亳州市污水處理廠工藝設(shè)計(jì) （ 2） 污水處理廠采用的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)必須可靠。設(shè)計(jì)時必須充分掌握和認(rèn)真研究各項(xiàng)自然條件，如水質(zhì)水量資料、同類工程資料。按照工程的處理要求，全面地分析各種因素，選擇好各項(xiàng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，在設(shè)計(jì)中一定要遵守現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范，保證必要的安全系數(shù)。對新工藝、新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)和新材料的采用積極慎重的態(tài)度。 （ 3） 污 水處理廠（站）設(shè)計(jì)必須符合經(jīng)濟(jì)的要求。污水處理工程方案設(shè)計(jì)完成后，總體布置、單體設(shè)計(jì)及藥劑選用等盡可能采用合理措施降低工程造價和運(yùn)行管理費(fèi)用， （ 4） 污水廠設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)力求技術(shù)合理。在經(jīng)濟(jì)合理的原則下，必須根據(jù)需要，盡可能采用先進(jìn)的工藝、機(jī)械和自控技術(shù)，但要確保安全可靠。 （ 5） 污水廠設(shè)計(jì)必須注意近遠(yuǎn)期的結(jié)合，不宜分期建設(shè)的部分，如配水井、泵房及加藥間等，其土建部分應(yīng)一次建成；在無遠(yuǎn)期規(guī)劃的情況下，設(shè)計(jì)時應(yīng)為今后發(fā)展留有挖潛和擴(kuò)建的條件。 （ 6） 污水廠設(shè)計(jì)必須考慮安全運(yùn)行的條件，如適當(dāng)設(shè)置分流設(shè)施、超越管線、甲烷氣的安全儲存等。 （ 7） 污水廠的設(shè)計(jì)在經(jīng)濟(jì)條件允許情況下，場內(nèi)布局、構(gòu)（建）筑物外觀、環(huán)境及衛(wèi)生等可以適當(dāng)注意美觀和綠化。 污水處理工程運(yùn)行過程中應(yīng)遵循的原則 在保證污水處理效果同時，正確處理城市、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各方面的用水關(guān)系，合理安排水資源的綜合利用，節(jié)約用地，節(jié)約勞動力，考慮污水處理廠的發(fā)展前景，盡量采用處理效果好的先進(jìn)工藝，同時合理設(shè)計(jì)、合理布局， 做 到技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理 。 （四） 設(shè)計(jì)資料 項(xiàng)目概況 亳州市市位于安徽省西北部， 暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候 。隨著人口的增加，工業(yè)的發(fā)展，水污染日趨嚴(yán)重，污水大量排入附近渦 河。為防止水污染，根據(jù)城市規(guī)劃，決定在該市東南大寺鎮(zhèn)興建一座污水廠，經(jīng)處理后的水排入附近河流或工業(yè)回用。污水處理廠擬建在該市東南的崔家花園村附近，服務(wù)面積 65 平方公里，服務(wù)區(qū)居住建筑有較完善的給排水設(shè)施。污水由生活污水和工業(yè)廢水組成。 工業(yè)污水占 55％，生活污水占45％， 工業(yè)廢水在排入城市管網(wǎng)前要求在廠內(nèi)進(jìn)行無害化處理。 水質(zhì)情況 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì) ： BOD5為 255mg/L， COD 為 490mg/L， SS質(zhì)量濃度為 255mg/L， NH3N質(zhì)量濃度為 32mg/L， 磷酸鹽 (以 P計(jì) ) mg/ L。 處理后的 水質(zhì)要求： BOD5≤ 20mg/L SS≤ 20mg/L COD≤ 60 mg/L NH3N ≤ 15mg/L P ≤ 1mg/L 環(huán)境條件狀況 亳州市污水處理廠工藝設(shè)計(jì) 安徽屬于大陸性氣候 。 亳州在安徽西北部，在其中被包裹；氣候偏干燥，屬平原性氣候。雨量較充沛，冬天偏冷，夏天偏熱，溫差大 ，夏季極端最高溫度 冬季極端最低溫度 冬季最低水溫 70C， 年平均降水量約 822 毫米，年平均氣溫 ℃。本地主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)楸憋L(fēng)。 排水系統(tǒng) 城市的排水系統(tǒng)采用分流制排水系統(tǒng)，城市污水主干管由西北方向流入污水處理 廠廠區(qū)，主干管進(jìn)入污水處理廠處的管徑為 1000mm， 污水提升泵房進(jìn)水間污水管引入標(biāo)高為 米 設(shè)計(jì)依據(jù) 設(shè)計(jì)依據(jù)主要是國家有關(guān)法律法規(guī)： 《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》 ； GB3838－ 2021《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 ； GB18918－ 2021《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 ； GB50014－ 2021《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》 ； GB50335－ 2021《污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 。 第 二 章 設(shè)計(jì)方案論證 城市污水處理廠的設(shè)計(jì)規(guī)模與進(jìn)入處理廠的污水水質(zhì)和水量有關(guān)，污水的水質(zhì)和水量可以 通過設(shè)計(jì)任務(wù)書的原始資料計(jì)算。 一、 廠址選擇 在污水處理廠設(shè)計(jì)中，選定廠址是一個重要的環(huán)節(jié)，處理廠的位置對周圍環(huán)境衛(wèi)生、基建投資及運(yùn)行管理等都有很大的影響。因此，在廠址的選擇上應(yīng)進(jìn)行深入 、 詳盡的技術(shù)比較。 廠址選擇的一般原則為： 在城鎮(zhèn)水體的下游 ； 便于處理后出水回用和安全排放 ； 便于污泥集中處理和處置 ； 在城鎮(zhèn)夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng) 向 ； 有良好的工程地質(zhì)條件 ； 少拆遷，少占地，根據(jù)環(huán)境評價要求，有一定的衛(wèi)生防護(hù)距離 ； 有擴(kuò)建的可能 ； 廠區(qū)地形不應(yīng)受洪澇災(zāi)害影響， 防洪標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于城鎮(zhèn)防洪標(biāo)準(zhǔn)，有良好的排水條件 ； 有方便的交通、運(yùn)輸和水電條件。 亳州市污水處理廠工藝設(shè)計(jì) 所以，本設(shè)計(jì)的污水處理廠應(yīng)建在城區(qū)的 東北方向 較好，又由于城市污水主干管由西北方向流入污水處理廠廠區(qū)，則污水處理廠建在城區(qū)的西北方向。 二、 污水廠處理流程的選擇 （一） 、 確定處理流程的原則 城市污水處理的目的是使之達(dá)標(biāo)排放或污水回用用于使環(huán)境不受污染，處理后出水回用于農(nóng)田灌溉，城市景觀或工業(yè)生產(chǎn)等，以節(jié)約水資源。 《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》對污水處理工藝的選擇給出以下幾項(xiàng)關(guān)于城鎮(zhèn)污水處理工藝選擇的準(zhǔn)則： ① 城市污水 處理工藝應(yīng)根據(jù)處理規(guī)模、水質(zhì)特征、受納水體的環(huán)境功能及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和要求，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后優(yōu)先確定 ； ② 工藝選擇的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括：處理單位水量投資，削減單位污染物投資，處理單位水量電耗和成本，削減單位污染物電耗和成本，占地面積，運(yùn)行性能，可靠性，管理維護(hù)難易程度，總體環(huán)境效益 ； ③ 應(yīng)切合實(shí)際地確定污水進(jìn)水水質(zhì)，優(yōu)先工藝設(shè)計(jì)參數(shù)必須對污水的現(xiàn)狀 、 水質(zhì)特征 、 污染物構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查或測定，做出合理的分析預(yù)測 ； ④ 在水質(zhì)組成復(fù)雜或特殊時，進(jìn)行污水處理工藝的動態(tài)試驗(yàn)，必要時應(yīng)開展中試研究 ； ⑤ 積極地采用高效經(jīng) 濟(jì)的新工藝，在國內(nèi)首次應(yīng)用的新工藝必須經(jīng)過中試和生產(chǎn)性試驗(yàn)，提供可靠性設(shè)計(jì)參數(shù)，然后進(jìn)行運(yùn)用。 （二） 、 污水處理流程的選擇 我國城市污水處理相對于國外發(fā)達(dá)國家、起步較晚。近 200 年來，城市污水處理已從原始的自然處理、簡單的一級處理發(fā)展到利用各種先進(jìn)技術(shù)、深度處理污水 ， 并回用 。處理工藝也從傳統(tǒng)活性污泥法、氧化溝工藝發(fā)展到 A/O、 A2/O、 AB、 SBR（包括 CCAS 工藝）等多種工藝，以達(dá)到不同的出水要求。 雖然如此，我國的污水處理還是落后于許多國家。 在我們大力引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)的同時，必須結(jié)合我國發(fā)展， 尤其是當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，探索適合我國實(shí)際的城市污水處理系 統(tǒng)。 我國城市污水處理技術(shù)隨著水污染控制與環(huán)境治理的實(shí)踐，在吸取國外技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的同時，結(jié)合我國國情的特點(diǎn)，逐步改進(jìn)提高，初步形成了一些適用的技術(shù)路線，主要如下： 對傳統(tǒng)活性污泥法進(jìn)行改造或予以取代后的人工生物凈化技術(shù)路線 ； 以自然生物凈化為主的人工生物凈化與自然生物凈化相結(jié)合的技術(shù)路線 ； 以污 水?dāng)U散排放為主，處理為輔的技術(shù)路線 ； 以回用為目的的污水深度處理技術(shù)路線 。 結(jié)合該污水處理工程的具體情況分析進(jìn)行選擇：首先， 3和 4這兩條技術(shù)路線對于亳州市污水處理廠工藝設(shè)計(jì) 自然 環(huán)境條件因素要求較高，從而不可取，所以應(yīng)選擇 1和 2這兩條路線，尤其以 2 這種路線應(yīng)予以推廣。因?yàn)殡S著環(huán)境的狀況日趨嚴(yán)峻，用水的問題越發(fā)突出，從而對雨水的合理使用必將使大家特別重視的課題，所以，下面著重分析以自然生物凈化為主與人工生物凈化相結(jié)合的技術(shù)路線和對傳統(tǒng)活性污泥法進(jìn)行改造或予以取代活的人工生物凈化即使路線。 人工生物凈化與自然生物凈化相結(jié)合的技術(shù)路線，對于大規(guī)模污水處理廠來說，主要指氧化塘處理和土地法處理，它們都具有運(yùn)行費(fèi)用低，外加能源消耗少和管理簡單的優(yōu)點(diǎn)，在我國一些城市也被因地制宜的采用。 氧化塘一 般分好氧氧化塘、厭氧氧化塘、兼性氧化塘，它們所需要的停留時間都很長，一般需要幾天到幾十天，占地面積很大，而且對周圍環(huán)境衛(wèi)生的影響較大，需要慎重考慮，所以，在沒有低洼地可利用的情況下，若購置占用大量的良田，平地筑塘是很不經(jīng)濟(jì)的，本工程的情況不宜采用氧化塘處理。 土地法處理，就是按照要求對污水達(dá)到處理的同時，達(dá)到對控制滲流污染的要求，有計(jì)劃的將污水排放到大面積的土地上下滲，利用土壤的過濾、吸附、分解以及土壤微生物的代謝能力等物理、化學(xué)、生物化學(xué)等作用，使污水達(dá)到凈化。這種仿有利于污水中水肥資源的利用和土壤微粒結(jié) 構(gòu)的改善，但是，這種處理需要廣闊的土地面積，而且要注意對地下水的污染問題。在我國人均土地面積不足的情況下，土地法處理必須與污水灌溉合理的結(jié)合，污水灌溉在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)方面取得了顯著的成績，但是，這只是對污水的灌溉利用 ， 和污水的土地利用處理還有一定差距。 主要表現(xiàn)在： 污水灌溉按土地處理污水的要求控制水量、水質(zhì)， 但對 有些地下水以及其它水源、水體 仍會 造成污染 ； 由于灌溉季節(jié)性變化和灌溉面積的限制，不能做到終年晝夜對污水的處理 ； 沒有經(jīng)過嚴(yán)格水質(zhì)控制的灌溉，往往會造成對糧食作物，特別是對蔬菜作物的使用質(zhì)量 的影響，這主要來自一些重金屬的污染 ； 所以，污水灌溉作為對適當(dāng)處理獲得城市污水的有效利用，無疑是非常有價值的，但作為對污水的完善土地處理，從而取代其它的污水處理措施，在本工藝的具體條件下，此方法也許 不可行。 因?yàn)椋? 對地下水源有污染危險 ； 做不到終年晝夜對污水的處理 ； 沒有也不可能修建儲存幾個月污水量的大容量調(diào)節(jié)池，非灌溉季節(jié)的排放問題無法解決 。 綜上所述，以自然生物凈化為主的人工生物凈化與自然生物凈化相結(jié)合的路線，本工程不具備采用的條件，當(dāng)然也就不宜采用。 人工凈化就是人為的創(chuàng)造條件，使微生物大 量繁殖，提高微生物凈化的效率，主要包括活性污泥法與生物膜法，其中以活性污泥法采用較為普遍，是目前國內(nèi)外城市污水亳州市污水處理廠工藝設(shè)計(jì) 處 理 的主體工藝。傳統(tǒng)的活性污泥法 有 較豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)資料 、 運(yùn)行可靠 、 處理效果好，但是也存在能活較多和費(fèi)用高等特點(diǎn)，所以對其流程改革更新后，出現(xiàn)了 AB工藝，氧化溝法， SBR 間歇活性污泥法， A/O 脫氮工藝， A2/O 同步脫氮 除磷 工藝等常用工藝，它們各自具有相對不同的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合本工藝的具體情況，本污水廠還要求高效脫氮除磷，常用的方法有 AB 法， SBR， A2/O 法，氧化溝工藝等。 （三）、 污水處理流程方案的 介紹與 比較 AB法 (Adsorption— Biooxidation) 該法由德國 Bohuke 教授開發(fā)。該 工藝 對曝氣池按高、低負(fù)荷分二級供氧， A級負(fù)荷高，曝氣時間短，產(chǎn)生污泥量大，污泥負(fù)荷 在 (kgMLSSd) 以上，池容積負(fù)荷在 6kgBOD/(m3d) 以上； B 級負(fù)荷低，污泥齡較長。 A 級與 B 級間設(shè)中間沉淀池。二級池子 F/M(污染物量與微生物量之比 )不同，形成不同的微生物群體。 AB法盡管有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，但不適合低濃 度水質(zhì)， A 級和 B級亦可分期建設(shè)。 SBR 法 (Sequencing Batch Reactor) SBR 法早在 20 世紀(jì)初已開發(fā)，由于人工管理繁瑣未予推廣