【正文】 課程設計1 設計任務及概況 設計任務及依據 設計任務 5萬噸城市污水處理廠初步設計 設計依據及原則 設計依據《給水排水工程快速設計手冊》15 ，給排水設計規(guī)范，《污水處理廠工藝設計手冊》，《三廢設計手冊廢水卷》。 設計原則(1)執(zhí)行國家關于環(huán)境保護的政策，符合國家地方的有關法規(guī)、規(guī)范和標準； (2)采用先進可靠的處理工藝，確保經過處理后的污水能達到排放標準； (3)采用成熟 、高效、優(yōu)質的設備，并設計較好的自控水平，以方便運行管理； (4)全面規(guī)劃、合理布局、整體協(xié)調，使污水處理工程與周圍環(huán)境協(xié)調一致；(5)妥善處理污水凈化過程中產生的污泥固體物，以免造成二次污染；(6)綜合考慮環(huán)境、經濟和社會效益，在保證出水達標的前提下，盡量減少工程投資和運行費用。 設計二級污水處理廠，進行工藝初步設計。污水的平均處理量為==2083=；污水的最大處理量為=2708=，污水的最小處理量為=1603=。，。參照《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB 189182002）》中的一級B標準。 設計水質情況 項 目TN入水（）1602806345出水（）≤20≤20≤15≤3去除率（%）(1)按SS濃度折算： 式中：Css——廢水中SS濃度為160mg/LQ——平均日污水量為50000m3/d ass——每人每日SS量，一般在4065，取50則： (2)按濃度折算 式中：——廢水中濃度為280mg/LQ ——平均日污水量為50000m3/d ——每人每日BOD量，一般在25~50，取40 則： 2 工藝設計方案的確定(1)采用先進、穩(wěn)妥的處理工藝，經濟合理，安全可靠。(2)合理布局，投資低，占地少。(3)降低能耗和處理成本。(4)綜合利用，無二次污染。 (5)綜合國情，提高自動化管理水平。 污水處理廠擬用場地較平坦，生活污水將通過新建管網輸送到污水廠。常年平均氣溫16℃；極端溫度：℃，最低8℃。全年主導風向為：冬季西北風，夏季東南風。該污水廠的出水直接排入河流，最高洪水位（50年一遇）為﹣，常水位為 。城市污水的生物處理技術是以污水中含有的污染物作為營養(yǎng)源，利用微生物的代謝作用使污染物降解，它是城市污水處理的主要手段，是水資源可持續(xù)發(fā)展的重要保證。城市二級污水處理廠常用的方法有：傳統(tǒng)活性污泥法、AB法、氧化溝法、SBR法等等。下面對傳統(tǒng)活性污泥法和SBR法兩種方案進行比較（,），以便確定污水的處理工藝。傳統(tǒng)活性污泥法的方案特點：(1)工藝成熟，管理運行經驗豐富；(2)曝氣時間長,吸附量大,去除效率高90～95%；(3)運行可靠，出水水質穩(wěn)定；(4)污泥顆粒大，易沉降。(5)不適于水質變化大的水質；(6對氮、磷的處理程度不高；(7)污泥需進行厭氧消化，可以回收部分能源；SBR法的方案特點：(1)處理流程簡單，構筑物少，可不設沉淀池；(2)處理效果好，不僅能去除有機物，還能有效地進行生物脫氮；(3)占地面積小，造價低；(4)污泥沉降效果好； (5)自動化程度高，基建投資大；(6)適合于中小水量的污水處理工藝從上面的對比中我們可以得到如下結論：從工藝技術角度考慮，普通曝氣法和SBR法出水指標均能滿足設計要求。但是，SBR法對自動化控制程度要求較高且處理規(guī)模一般小于10萬立方米/天，這與實際情況不符（污水廠自動化水平不高且本設計規(guī)模屬大型污水處理廠）。故普通曝氣法更適合于本設計對污水進、出水水質的要求（對P、N去除要求不高，水質變化?。?，故可行性研究推薦采用普通曝氣法為污水處理廠的工藝方案。 SBR法是間歇式活性污泥法或序批式活性污泥法的簡稱，相對于傳統(tǒng)活性污泥法，SBR法工藝是一種正處于發(fā)展、完善階段的技術，因為從SBR法的再次興起直至應用到今天只不過十幾年的歷史，許多研究工作剛剛起步，缺乏科學的設計依據和方法以及成熟的運行管理經驗。SBR法現(xiàn)階段在基礎研究方面、實踐應用方面、工程設計方面仍存在問題。例如：SBR的適宜規(guī)模、合理的設計和運行參數的選擇，建立完整的運行維護和管理方法，運行模式的選擇于設計方法脫節(jié)等等。污水工藝流程的確定主要依據污水水量、水質及變化規(guī)律，以及對出水水質和對污泥的處理要求來確定。本著上述原則，本設計選傳統(tǒng)活性污泥法作為污水處理工藝。 傳統(tǒng)活性污泥法 SBR法 目前，污泥的最終處置有污泥填埋，污泥焚燒，污泥堆肥和污泥工業(yè)利用四種途徑。該廠的污泥主要來源于城市污水，完全可以再利用。只需在廠內進行預處理將重金屬去除，該廠的污泥用于農業(yè)是完全可能的。目前暫時有困難，也可將污泥用于園林綠化，使污泥中的肥分得以充分利用，污泥也可得以妥善處置。根據上述原則，決定污泥采用中溫厭氧二級消化，再經機械脫水后運出廠外處置，這時的污泥已基本實現(xiàn)了無害化，不會對環(huán)境造成二次污染。污泥消化產生的沼氣用于燒鍋爐和發(fā)電，熱量可滿足消化池污泥加熱需要，電能供本廠使用。格柵用以去除廢水中較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質和固體顆粒物質，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運行，減輕后續(xù)處理單元的負荷，防止阻塞排泥管道。本設計中在泵前和泵后各設置一道格柵。泵前為粗格柵，泵后為弧形細格柵。由于污水量大，相應的柵渣量也較大，故采用機械格柵。柵前柵后各設閘板供格柵檢修時用，每個格柵的渠道內設液位計，控制格柵的運行。格柵間配有一臺螺旋輸送機輸送柵渣。螺旋格柵壓榨輸送出的柵渣經螺旋運輸機送入渣斗，打包外運。粗格柵共有三座，兩座使用，一臺備用。，,柵條間隙為20mm,格柵傾角為60176。細格柵有四座，三臺使用，一臺備用。，,柵條間隙為20mm,格柵傾角為60176。 考慮到水力條件、工程造價和布局的合理性，采用長方形泵房。為充分利用時間，選擇集水池與機械間合建的半地下式泵房，這種泵房布置緊湊，占地少，機構省，操作方便。水泵及吸水管的充水采用自灌式，其優(yōu)點是啟動及時可靠，不需引水的輔助設備，操作簡便。沉砂池的形式有平流式、豎流式、輻流式沉砂池。其中，平流式矩形沉砂池是常用的形式，具有結構簡單，處理效果好的優(yōu)點。其缺點是沉砂中含有15%的有機物，使沉砂的后續(xù)處理難度加大。豎流式沉砂池是污水自下而上由中心管進入池內，無機物顆粒借重力沉于池底，處理效果一般較差。曝氣沉砂池是在池體的一側通入空氣，使污水沿池旋轉前進，從而產生與主流垂直的橫向環(huán)流。其優(yōu)點：通過調節(jié)曝氣量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效果較穩(wěn)定；受流量變化的影響較??；同時還對污水起預曝氣作用，而且能克服平流式沉砂池的缺點 。綜上所述，采用曝氣沉砂池。池子共有一座；尺寸：18m3m2m；有效水深為2m。、二沉池沉淀池主要去除依附于污水中的可以沉淀的固體懸浮物，按在污水流程中的位置，可以分為初次沉淀池和二次沉淀池。初次沉淀池是對污水中的以無機物為主體的比重大的固體懸浮物進行沉淀分離。二次沉淀池是對污水中的以微生物為主體的、比重小的、因水流作用易發(fā)生上浮的固體懸浮物進行分離。沉淀池按水流方向可分為平流式的、豎流式的和輻流式的三種。豎流式沉淀池適用于處理水量不大的小型污水處理廠。而平流式沉淀池具有池子配水不易均勻，排泥操作量大的缺點。輻流式沉淀池不僅適用于大型污水處理廠，而且具有運行簡便，管理簡單，污泥處理技術穩(wěn)定的優(yōu)點。所以，本設計在初沉池和二沉池都選用了輻流式沉淀池。 初沉池共有二座，直徑為27m，有效水深為4m。為了布水均勻，進水管設穿孔擋板，穿孔率為10%20%，出水堰采用直角三角堰,池內設有環(huán)形出水槽，雙堰出水。每座沉淀池上設有刮泥機，沉淀池采用中心進水，周邊出水，周邊傳動排泥。二沉池九座，直徑為31m，有效水深為m。也采用中心進水，周邊出水，排泥裝置采用周邊傳動的刮吸泥機。其特點是運行效果好，設備簡單。污泥回流設備采用型螺旋泵。 本設計采用傳統(tǒng)活性污泥法（又稱普通活性污泥法），該法對BOD的處理效果可達90%以上。傳統(tǒng)活性污泥法按池形分為推流式曝氣池和完混合曝氣池。推流式曝氣特點是：廢水濃度自池首至池尾是逐漸下降的，由于在曝氣池內存在這種濃度梯度，廢水降解反應的推動力較大，效率較高；推流式曝氣池可采用多種運行方式；對廢水的處理方式較靈活；由于沿池長均勻供氧，會出現(xiàn)池首供氣不足，池尾供氣過量的現(xiàn)象，增加動力費用的現(xiàn)象。完全混合式曝氣池的特點是：沖擊負荷的能力較強；由于全池需氧要求相同，能節(jié)省動力；曝氣池與沉淀池合建，不需要單獨設置污泥回流系統(tǒng)，便于運行管理；連續(xù)進水、出水可能造成短路；易引起污泥膨脹；適于處理工業(yè)廢水，特別是高濃度的有機廢水。綜上，根據各自特點本設計選擇推流式活性污泥法。在運行方式上，以推流式活性污泥法為基礎，輔以分段曝氣系統(tǒng)運行。曝氣系統(tǒng)采用鼓風曝氣，選擇其中的網狀微孔空氣擴散器。共有6座曝氣池，池型采用折流廊道式，分五廊道，池長為66m，寬6m，,污泥回流比R=30%。城市污水經二級處理后，水質改善，但仍有存在病原菌的可能，因此在排放前需進行消毒處理。液氯是目前國內外應用最廣泛的消毒劑，它是氯氣經壓縮液化后，貯存在氯瓶中，氯氣溶解在水中后，水解為Hcl和次氯酸，其中次氯酸起主要消毒作用。氯氣投加量一般控制在15mg/L,接觸時間為30分鐘。接觸池 ，分3個廊道，寬4m 為提高污水廠的工作效率和運轉管理水平，并積累技術資料，以總結運轉經驗，為今后處理廠的設計提供可靠的依據，設計計量設備，以正確掌握污水量、污泥量、空氣量以及動力消耗等。本設計選用巴式計量槽，設在污水處理系統(tǒng)的末端。濃縮池的形式有重力濃縮池，氣浮濃縮池和離心濃縮池等。重力濃縮池是污水處理工藝中常用的一種污泥濃縮方法，按運行方式分為連續(xù)式和間歇式，前者適用于大中型污水廠，后者適用于小型污水廠和工業(yè)企業(yè)的污水處理廠。浮選濃縮適用于疏水性污泥或者懸濁液很難沉降且易于混合的場合，例如，接觸氧化污泥、延時曝起污泥和一些工業(yè)的廢油脂等。離心濃縮主要適用于場地狹小的場合，其最大不足是能耗高，一般達到同樣效果，其電耗為其它法的10倍。從適用對象和經濟上考慮，故本設計采用重力濃縮池。形式采用連續(xù)式的，其特點是濃縮結構簡單，操作方便，動力消耗小，運行費用低，貯存污泥能力強。采用水密性鋼筋混凝土建造，設有進泥管、排泥管和排上清夜管。濃縮池一座，直徑為13米，濃縮時間14h。消化池的作用是使污泥中的有機物得到分解，防止污泥發(fā)臭變質且其產生的沼氣能作為能源，可發(fā)電用。本設計采用二級中溫消化，池形采用圓柱形消化池，優(yōu)點是減少耗熱量，減少攪拌所需能耗，熟污泥含水率低。一級消化池二座，直徑為20m，消化溫度為35℃，二級消化池一座，且尺寸與一級相同。 污泥機械脫水與自然干化相比較，其優(yōu)點是脫水效率較高，效果好，不受氣候影響，占地面積小。常用設備有真空過濾脫水機、加壓過濾脫水機及帶式壓濾機等。本設計采用帶式壓濾機，其特點是：濾帶可以回旋，脫水效率高；噪音小；省能源；附屬設備少，操作管理維修方便，但需正確選用有機高分子混凝劑。另外，為防止突發(fā)事故，設置事故干化場，使污泥自然干化。3污水處理系統(tǒng)工藝設計選用兩個規(guī)格一樣的粗格柵，并列擺放，一臺工作，一臺備用。 格柵示意圖 (1) 柵條間隙數式中：——柵條間隙數，個；