【正文】 威海市污水處理廠項目設計方案第1 章 概 述 設計依據及設計任務 設計題目威海市污水處理廠的設計 設計原始資料（一）.排水體制：完全分流制（二）.污水量，居住建筑內設有室內給排水衛(wèi)生設備淋浴設備。104 m3/d。104 m3/d，其中包括工業(yè)企業(yè)內部生活淋浴污水。：日變化系數 K 日= 總變化系數 Kz=（三）水質：混合污水水質（預測）BOD5= 170 mg/L CODcr= 350 mg/L SS= 220 mg/L NH3N= 30 mg/L TN= 40 mg/L TP= mg/L混合污水：（1）重金屬及有毒物質：微量，對生化處理無不良影響；（2）大腸桿菌數：超標；（3）冬季污水平均溫度15℃，夏季污水平均溫度25℃（四）處理廠處理程度及污水回用要求處理后水的70%深度排海，污水處理廠出水水質參考《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB189182002）中的一級B標準，并盡量爭取提高出水水質，因此確定本污水廠出水水質控制為：CODcr≤60mg/L BOD5≤20mg/L SS≤20mg/LNH3N=8mg/L TN=20mg/L TP≤（五）氣象資料：亞熱帶季風區(qū)，℃,℃，℃， ：主導風向夏季為西南風，冬季為西北風。：。，土壤冰凍深度最大28cm。（六）水體資料二級處理出水經過消毒，排深度排海，（七）工程地質資料地基承載力特征值 110 KPa。 設計地震烈度7度。土層構成：廠區(qū)土壤為褐土、棕壤、潮土等（八）該污水處理廠廠區(qū)地面平坦。（九）污水處理廠進水干管數據，管徑1600mm 。 設計內容和要求根據威海市城市總體規(guī)劃和所給的設計資料進行城市污水處理廠設計。設計內容如下：根據原始資料與城市規(guī)劃情況，并考慮環(huán)境效益與社會效益，合理的選擇污水處理廠的廠址。然后根據水體要求的處理水質以及當地的具體條件、氣候與地形條件等來計算污水處理程度與確定污水處理工藝流程。確定污水處理工藝流程后選擇適宜的各處理單體構筑物的類型。對所有單體處理構筑物進行設計計算，包括確定各有關設計參數、負荷、尺寸及所需的材料、規(guī)格等。根據原始資料、當地具體情況以及污水性質與成分，選擇合適的污泥處理工藝流程，進行各單體處理構筑物的設計計算。 根據污水處理廠出水水質和城市回用水水質標準，確定污水回用工程處理工藝流程，進行設計計算。對污水、污泥及中水處理流程要作出較準確的平面布置，進行水力計算與高程計算。對需要繪制工藝施工圖的構筑物還要進行詳細的施工圖所必需的設計計算，包括各部位構件的形式、構成與具體尺寸等。對污水處理工程的污水泵站進行工藝設計，確定水泵的類型揚程和流量，計算水泵管道系統和集水井容積，進行泵站的平面尺寸計算和附屬構筑物計算。根據運行管理費用的規(guī)定計算單位污水處理的運行成本。有條件的學生可以在教師的指導下選擇一個專題進行深入研究或深入設計，培養(yǎng)學生的自學能力。（研究）內容和基本要求（包括設計或研究內容、主要指標與技術參數，并根據設計題目的性質對學生提出具體要求），調查研究與收集有關的設計資料，確定合適的污水、污泥及中水處理工藝流程，進行各個構筑物的水力計算，經過技術與經濟分析，選擇合理的設計方案。說明書應包括：污水處理工程設計的主要原始資料；污水水量的計算、污泥處理程度計算；污水泵站設計；污水、污泥及中水處理單元構筑物的詳細設計計算，（包括設計流量計算、污水管道計算、參數選擇、計算過程等，并配相應的單線計算草圖）；設計方案對比論證；廠區(qū)總平面布置說明；污水廠環(huán)境保護方案；污水處理運行成本分析等。設計說明書要求內容完整，計算正確，文理通順、書寫工整，應有300字左右的中英文說明書摘要。，圖面力求布置合理、正確、清晰，符合工程制圖要求，圖紙不少于8張（按一號圖紙計），有不少于3張圖紙采用手工繪制。此外，其組成還應滿足下列要求： （1）污水處理廠工藝及污水回用總平面布置圖1張，包括處理構筑物、附屬構筑物、配水、集水構筑物、污水污泥管渠、回流管渠、放空管、超越管渠、空氣管路、廠內給水、污水管線、中水管線、道路、綠化、圖例、構筑物一覽表、說明等。 （2）污水處理廠污水、污泥及污水回用工程處理高程布置圖1張，即污水、污泥及中水處理高程縱剖面圖，包括構筑物標高、水面標高、地面標高、構筑物名稱等。 （3）污水總泵站或中途泵站工藝施工圖l張 （4）污水處理及污泥處理工藝中兩個單項構筑物施工平面圖和剖面圖及部分大樣圖3～4張（5）污水回用工程中主要單體構筑物工藝施工圖1～2張，培養(yǎng)學生的獨立工作、善于思考的能力。（不少于5000漢字）。外文資料的選擇在教師指導下進行，嚴禁抄襲有中文譯本的外文資料。按照學校要求完成畢業(yè)設計文件。 設計水量 污水來源及狀況城市設計人口 40 萬人；104 m3/d；104 m3/d；城市混合污水變化系數：日變化系數K 日= ，總變化系數Kz= 。 污水量計算(1)生活平均日污水量（據人口數計算）Qp1=αNq1式中：Qp1——居住區(qū)生活污水設計流量，m3 / d ；N——設計人口數，人；q1——居住區(qū)居民生活用水量定額，L / cap ? d ；本設計取q1=140 L / cap ? dα——污水排放系數；本設計取α=則有：Qp1=αNq1=49000m3/d(2)城市公共建筑水量：Qp2=19000m3/d.(3)工業(yè)污水量（包括廠區(qū)生活與淋浴用水）Qp3=32000m3/d.(4)平均日混合污水量Q = Qp1+ Qp2+ Qp3= 100000 m3/d (5)城市混合污水總變化系數：日變化系數取：K 日=，總變化系數?。篕z=則本設計的設計水量如下表：項目設計水量/d/hL/s平均日流量100000最大日流量1200005000最大時流量140000 當量人口的計算當量人口數：N= 式中: N——當量人口數，人；C——混合污水中BOD5 或SS 的濃度，mg/L；Q——混合污水量，m3/d；a——每人每天排放的BOD5 或SS 的克數，g/pd；根據規(guī)范規(guī)定：按SS 計時，as=35—50g/pd；按BOD5 計時， as=20—35g/人d。 SS 當量人口取 as=20mg/人d, C=210mg/l則： N= ==550000人 BOD 當量人口取 as=30mg/人d, C=170mg/l則：BOD: N=人 設計水質 混合污水水質CODcr=350mg/L BOD5=170mg/L SS=220mg/LTN=40mg/L NH3N=30mg/L TP=PH=~重金屬及有毒物質：微量，對生化處理無不良影響 去除率處理水質達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB189182002）中的一級B 標準，根據給排水手冊5，結合排放水要求和出水水質，計算去除率，如表1—2 所示：水質指標SSBODCODTNNTP進水濃度(mg/l)2201703504030出水濃度(mg/l)1020602081去除率(％)48第2 章 城市污水處理方案的確定 確定污水處理方案的原則確定污水處理方案的原則：1．城市污水處理應采用先進的技術設備，要求經濟合理，安全可靠，出水水質好；保證良好的出水水質，效益高；2．污水廠的處理構筑物要求布局合理，建設投資少，占地少；自動化程度高，便于科學管理，力求達到節(jié)能和污水資源化，進行回用水設計；，采用成熟可靠的工藝流程和處理構筑物；提高自動化程度，為科學管理創(chuàng)造條件；，污泥脫水采用機械脫水并設事故干化廠；污水采用季節(jié)性消毒；，保證運轉中最佳經濟效果；充分利用沼氣資源，把沼氣作為燃料；。最佳的處理方案要體現以下優(yōu)點：，運行穩(wěn)定；，耗能低，運行費用低；，泥量少，管理方便。 污水處理方案的確定根據測量的水量、水質和環(huán)境容量降低的結論確定污水及污泥處理應達到的標準，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。我們對活性污泥法和人工生物凈化的幾個方案進行篩選。初步選到下列兩種工藝三個方案，再進行比較：a. A2/O 同步脫氮除磷工藝；。 A2/O 工藝與改良的A2/O 工藝其工藝流程如下圖:圖2—1 A2/O 同步脫氮除磷工藝(1)本工藝在系統上可以稱為最簡單的同步脫N 除P 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P 濃度高，%以上，具有很高的肥效；(4)運行中勿需投藥，兩個A 段只用輕緩攪拌，以不增加溶解氧為度，運行費用低；(5)厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類微生物菌群的有機配合，能同時具有去除有機物、脫N 除P 的功能；(6)脫N 效果受混合液回流比大小的影響，除P 效果則受回流污泥中夾帶DO和硝酸態(tài)氧的影響，因而脫N 除P 效率不可能很高。(1)除P 效果難于再行提高，污泥增長有一定的限度，不易提高，特別是當P/BOD 值高時更是如此；(2)脫N 效果也難于進一步提高，內循環(huán)量一般以2Q 為限，不宜太高；(3)進入沉淀池的處理水要保持一定濃度的DO，減少停留時間，防止生產厭氧狀態(tài)和污泥釋放P 的現象出現，但DO 濃度也不宜過高，以防循環(huán)混液對缺氧應器的干擾。改良型A2/O 工藝,其工藝流程如下：將回流污泥分兩點加入，減少加入到厭氧段的回流污泥量，從而減少進入厭氧段硝酸鹽和DO，在保證總的污泥回流比為60%—100%的情況下，一般到厭氧段的回流污泥比為10%，既可滿足磷的需要，而其余的回流污泥回流到缺氧段以保證N 的需要；A2/O 工藝系統中剩余污泥含P 量較高，在其消化過程中P 回重新釋放和溶出。同時由于剩余污泥沉淀性能好，所以可取消池消化泥，直接經濃縮后作為肥料使用。在硝化好氧段，d，而在除P d 以上。A2/O 工藝在去除污水中有機碳污染（BOD 污染）的同時，還能有效的去除污水中N 和P 污染，為污水復用和資源化開辟了新的途徑，它與普通回流污泥法二級處理后再進行三級物化處理相比，不僅投資和運行成本低，而且無大量難以處理的化學污泥，具有良好的環(huán)境效益和經濟效益，改良型A2/O 工藝不僅具有A2/O工藝的各種優(yōu)點，而且增加了部分污泥回流在缺氧池提高了脫N 除P 的效果。 氧化溝工藝工藝流程如下：圖2—3 氧化溝工藝：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—30 天，屬于延時曝氣法。氧化溝處理系統的構造形式較多，有圓形或馬蹄形的，有平行多渠道形式以側渠作為二沉池的，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備，這種設備分為早期使用的水平中心軸旋轉葉輪和后來出現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。主要技術參數：負荷：N=— kgBOD5/m3d N=—d水力停留時間：HRT=10—30h 泥齡：SRT=10—30dMLSS：X=2000—6000mg/l 出水BOD5：10—15mg/l出水SS：se=10—20 mg/l 出水NH3N：Ne=1—3mg/l溝內水流速度：V=—：T=15—30min溝內水深：H=— 寬深比：B：H=2：1(1)氧化溝內循環(huán)流量很大，進入溝內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荷的能力，對不易降解的有機物也有較好的處理效果。(2)處理效果穩(wěn)定可靠，不僅可滿足BODSS 的排放標準，還可以達到脫N除P 的效果。(3)由于氧化溝的水力停留時間和泥齡都很長，懸浮物、有機物在溝內可獲得較徹底的降解。(4)活性污泥產量少且趨于穩(wěn)定，一般可不設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，簡化了處理流程，減少了處理構筑物，使其基建費用和運行費用都低于一般活性污泥法。(5)承受水質、水量、水溫能力強，出水水質好。氧化溝運行管理費用高；氧化溝溝體占地面積大。 設計方案的確定本設計選用三個方案：A2/O 同步脫氮除磷工藝，carrousel2000 型氧化溝工藝和奧貝爾氧化溝工藝進行比較。如下表所示：表 21 三個方案的比較A2/O 脫氮除磷工藝Carrousel2000氧化溝奧貝爾氧化溝污泥負荷中負荷低負荷低負荷污泥齡（d）5～1520～3020～30污泥量較多少少污泥處理方式消化濃縮脫水直接濃縮脫水直接濃縮脫水曝氣方式鼓風曝氣表曝機曝氣轉刷能耗水平高低中碳化