【正文】 15萬(wàn)噸/日傳統(tǒng)活性污泥工藝城市污水處理工程設(shè)計(jì)摘要環(huán)境保護(hù)是我國(guó)的基本國(guó)策。世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)踐證明，為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，必須解決好發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的矛盾。隨著我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市環(huán)境污染特別是水污染的問(wèn)題日趨嚴(yán)重。目前我國(guó)水污染控制的重點(diǎn)已從以工業(yè)點(diǎn)源為主，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐猿鞘形鬯廴緸橹鞯目刂?。本文即為遼寧省沈陽(yáng)市某污水處理工程的設(shè)計(jì)計(jì)算，在分析進(jìn)出水水質(zhì)之后，結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃募皻夂驐l件，本設(shè)計(jì)選用傳統(tǒng)活性污泥工藝進(jìn)行處理。傳統(tǒng)活性污泥法是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的污水處理技術(shù)之一。該方法自1914年在英國(guó)曼徹斯特市建成污水試驗(yàn)廠以來(lái)，已有80多年的歷史。它是以活性污泥為主體的污水生物處理方法，構(gòu)成傳統(tǒng)活性污泥法有3個(gè)基本要素：—是引起吸附和氧化作用的微生物，即活性污泥；二是廢水中的有機(jī)物，它是處理對(duì)象，也是微生物的食料；三是溶解氧，沒(méi)有充足的溶解氧，好氧微生物既不能生存也不能發(fā)揮氧化分解作用。本文詳細(xì)計(jì)算了傳統(tǒng)活性污泥工藝的各處理構(gòu)筑物，也進(jìn)行了污水及污泥高程布置及基本的成本概算。關(guān)鍵詞：城市污水處理廠 傳統(tǒng)活性污泥工藝 污水處理 污泥處理 目錄摘要 I第一章 緒論 1 水污染現(xiàn)狀 1 傳統(tǒng)活性污泥工藝原理 1 傳統(tǒng)活性污泥工藝流程 2 3 3 3 3第二章 編制依據(jù)及設(shè)計(jì)內(nèi)容 4 自然狀況 4 4 4 4 4 處理流程選擇 5 5 5第三章 污水總泵站的設(shè)計(jì)計(jì)算 6 6 6 6 7 7 7 8 8 13 15 16 16第四章 污水的一級(jí)處理 18 18 18 18 18 19 19 19 20 20 20 21 21 21 21 21 22 22 22 22 23 23 24 24 24 24 24 24 25 25 25 25 26 26 26 27 2出水擋板 27 28 28第五章 污水的生物處理 29 29 29 31 32 33 35 39第六章 污水的生物處理后處理 40 40 40 40 40 41 41 41 42 43 43 43 44 45 45 45 46 46 46 47 48 48 49 49 49 50第七章 污泥處理工藝 51 51 51 51 52 55 56 56 57 57 57 58 60 60 64 65 66 67 67 69 71 72 72 72 73 73第八章 污水處理廠高程布置 76 76 76 76 77 77 79 79 79 80 80第九章 污水處理廠概算及處理成本 81 81 81 81 81 82 82 83 84 84 85 85 86 87 87 89 89 90 90 90 90 91 91 91 91 91 91 91 91 91 92 92 92 92 92 93 93第十章 結(jié)論 94參考文獻(xiàn) 96第一章 緒論 水污染現(xiàn)狀：在維系人的生存、保障經(jīng)濟(jì)建設(shè)和維護(hù)社會(huì)發(fā)展的所有自然要素中，水的重要性毋庸贅述。然而隨著工業(yè)化、城市化加快，世界面臨著水資源短缺、污染嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。 中國(guó)尤其嚴(yán)重，是世界13個(gè)缺水國(guó)家之一，全國(guó)600多個(gè)城市中目前大約一半的城市缺水，水污染的惡化更使水短缺雪上加霜：我國(guó)江河湖泊普遍遭受污染，全國(guó)75%的湖泊出現(xiàn)了不同程度的富營(yíng)養(yǎng)化；90%的城市水域污染嚴(yán)重，南方城市總?cè)彼康?0%70%是由于水污染造成的；對(duì)我國(guó)118個(gè)大中城市的地下水調(diào)查顯示，有115個(gè)城市地下水受到污染，其中重度污染約占40%。水污染降低了水體的使用功能，加劇了水資源短缺，對(duì)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施帶來(lái)了負(fù)面影響。我國(guó)水體污染主要來(lái)自兩方面；一是工業(yè)發(fā)展超標(biāo)排放工業(yè)廢水，二是城市化中由于城市污水排放和集中處理設(shè)施嚴(yán)重缺乏，大量生活污水未經(jīng)處理直接進(jìn)入水體造成環(huán)境污染。工業(yè)廢水近年來(lái)經(jīng)過(guò)治理雖有所減少，但城市生活污水有增無(wú)減，占水質(zhì)污染的51%以上。據(jù)環(huán)境部門(mén)監(jiān)測(cè)，1999年全國(guó)近80%的生活污水未經(jīng)處理直接進(jìn)入江河湖海，年排污量達(dá)400億立方米，造成全國(guó)三分之一以上水域受到污染。 傳統(tǒng)活性污泥工藝原理：傳統(tǒng)活性污泥法是依據(jù)廢水的自凈作用原理發(fā)展而來(lái)的。廢水在經(jīng)過(guò)沉砂、初沉等工序進(jìn)行一級(jí)處理，去除了大部分懸浮物和部分BOD后即進(jìn)入一個(gè)人工建造的池子，池子猶如河道的一段，池內(nèi)有無(wú)數(shù)能氧化分解廢水中有機(jī)污染物的微生物。同天然河道相比，這一人工的凈化系統(tǒng)效率極高，大氣的天然復(fù)氧根本不能滿足這些微生物氧化分解有機(jī)物的耗氧需要，因此在池中需設(shè)置鼓風(fēng)曝氣或機(jī)械翼輪曝氣的人工供氧系統(tǒng)，池子也因此而被稱為曝氣池。 廢水在曝氣池停留一段時(shí)間后，廢水中的有機(jī)物絕大多數(shù)被曝氣池中的微生物吸附、氧化分解成無(wú)機(jī)物，隨后即進(jìn)入另一個(gè)池子——沉淀池。在沉淀池中，成絮狀的微生物絮體——活性污泥下沉，處理后的出水——上清液即可溢流而被排放。 為了使曝氣池保持高的反應(yīng)速率，我們必須使曝氣池內(nèi)維持足夠高的活性污泥微生物濃度。為此，沉淀后的活性污泥的一部分又回流至曝氣池前端，使之與進(jìn)入曝氣池的廢水接觸，以重復(fù)吸附、氧化分解廢水中的有機(jī)物。 在這一正常的連續(xù)生產(chǎn)（連續(xù)進(jìn)水）條件下，活性污泥中微生物不斷利用廢水中的有機(jī)物進(jìn)行新陳代謝。由于合成作用的結(jié)果，活性污泥數(shù)量不斷增長(zhǎng)，因此曝氣池中活性污泥的量愈積愈多，當(dāng)超過(guò)一定的濃度時(shí)，我們適當(dāng)排放一部分，這部分被排去的活性污泥常稱作剩余污泥。曝氣池中污泥濃度一般控制在2～3g/L，廢水濃度高時(shí)采用較高數(shù)值。廢水在曝氣池中的停留時(shí)間常采用4～8小時(shí)，視廢水中有機(jī)物濃度而定?；亓魑勰嗔考s為進(jìn)水流量的25～50%左右，視活性污泥含水率而定。曝氣池中水流是縱向混合的推流式。在曝氣池前端，活性污泥同剛進(jìn)入的廢水相接觸，有機(jī)物濃度相對(duì)較高，即供給活性污泥微生物的食料較多，所以微生物生長(zhǎng)一般處于生長(zhǎng)曲線的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期后期或穩(wěn)定期。由于普通活性污泥法曝氣時(shí)間比較長(zhǎng)，當(dāng)活性污泥繼續(xù)向前推進(jìn)到曝氣池末端時(shí)，廢水中有機(jī)物已幾乎被耗盡，污泥微生物進(jìn)入內(nèi)源代謝期，它的活動(dòng)能力也相應(yīng)減弱，因此在沉淀池中容易沉淀，出水中殘剩的有機(jī)物數(shù)量少。處于饑餓狀態(tài)的污泥回流入曝氣池后又能夠強(qiáng)烈吸附和氧化有機(jī)物，所以普通活性污泥法的BOD和懸浮物去除率都很高，達(dá)到90～95%左右。 傳統(tǒng)活性污泥工藝流程：廢水首先經(jīng)過(guò)機(jī)械格柵去除廢水中較大的懸浮物，經(jīng)提升泵將廢水提升到曝氣沉砂池，去除污水中砂子、煤渣等比重較大的顆粒。然后污水進(jìn)入平流式初沉池作預(yù)處理，去除較細(xì)小的懸浮有機(jī)物；然后進(jìn)入曝氣池，污泥中的微生物處理除去BODCOD等有機(jī)物，再進(jìn)入輻流式二沉池進(jìn)行泥水分離，部分活性污泥回流到曝氣池，以保證曝氣池有足夠的微生物分解有機(jī)物，出水經(jīng)加氯接觸池消毒后經(jīng)巴氏計(jì)量槽排入水體。初沉池 、曝氣池和二沉池的污泥混合后進(jìn)入污泥濃縮池濃縮后降低污泥中的含水率，濃縮池的上清液回流到初沉池進(jìn)行再處理，再經(jīng)污泥消化池處理含有機(jī)物的污泥，防治污泥腐爛發(fā)臭，消化后的污泥再經(jīng)帶式壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，污泥晾曬后外運(yùn)。工藝流程圖如下：：（1）有機(jī)物經(jīng)歷了第一階段的吸附和第二階段的代謝的完整過(guò)程,活性污泥也歷了一個(gè)從池道端的對(duì)數(shù)增長(zhǎng),經(jīng)減速增長(zhǎng)到池末端的內(nèi)源呼吸的完全生長(zhǎng)周期。（2）在池首端和前段混合液中的溶解氧濃度較低。（3）微生物生長(zhǎng)一般處于生長(zhǎng)曲線的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期后期或穩(wěn)定期。由于傳統(tǒng)活性污泥法曝氣時(shí)間比較長(zhǎng)，當(dāng)活性污泥繼續(xù)向前推進(jìn)到曝氣池末端時(shí)，廢水中有機(jī)物已幾乎被耗盡，污泥微生物進(jìn)入內(nèi)源代謝期，它的活動(dòng)能力也相應(yīng)減弱，因此在沉淀池中容易沉淀，出水中殘剩的有機(jī)物數(shù)量少。處于饑餓狀態(tài)的污泥回流入曝氣池后又能夠強(qiáng)烈吸附和氧化有機(jī)物，所以普通活性污泥法的BOD和懸浮物去除率都很高，達(dá)到90～95%左右。：：平均流量：15萬(wàn)噸/天, m3/s，；Q設(shè)計(jì)水量=平均流量變化系數(shù)=，進(jìn)水：COD：350 mg/L，BOD5：270 mg/L，SS：225 mg/L，PH：；出水：COD：60 mg/L，BOD5：20 mg/L，SS：20 mg/L，PH：；處理程度計(jì)算：COD：%，BOD5：%，SS：%。：本設(shè)計(jì)對(duì)BOD5去除率要求較高，對(duì)氮磷的去除沒(méi)有特殊要求，選用傳統(tǒng)活性污泥工藝，因?yàn)樵摴に噷?duì)BOD5去除率高，可達(dá)90%~95%，穩(wěn)定性較強(qiáng)，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間短，一般為2~4周，很少產(chǎn)生臭氣，不產(chǎn)生沼氣，對(duì)污水的堿度要求低。第二章 編制依據(jù)及設(shè)計(jì)內(nèi)容 自然狀況：： 沈陽(yáng)市位于遼河平原中部，東部為遼東丘陵山地，北部為遼北丘陵，地勢(shì)向西、南逐漸開(kāi)闊平展，由山前沖洪積過(guò)渡為大片沖積平原。地形由北東向南西，兩側(cè)向中部?jī)A斜。最高處是新城子區(qū)馬剛鄉(xiāng)老石溝的石人山，海拔441米；最低處為遼中縣于家房的前左家村，海拔5米。市內(nèi)最高處在大東區(qū)，海拔65米；最低處在鐵西區(qū)，海拔36米?；使脜^(qū)、和平區(qū)和沈河區(qū)的地勢(shì)，略有起伏。東陵區(qū)多為丘陵山地；新城于區(qū)北部有些丘陵山地，往南逐漸平坦；蘇家屯區(qū)除南部有些丘陵山地外，大部份地區(qū)同于洪區(qū)一樣，都是沖積平原。新民、遼中兩縣的大部分地區(qū)為遼河、渾河沖積平原，有少許沼澤地和沙丘，新民縣北部散存一些丘陵。全市低山丘陵的面積為1020平方公里，占全市總面積的12％。山前沖洪積傾斜平原分布于東部山區(qū)的西坡，向西南漸拓。沈陽(yáng)山地丘陵集中在東北、東南部，屬遼東丘陵的延伸部分。西部是遼河、渾河沖積平原，地勢(shì)由東向西緩緩傾斜。，在法庫(kù)縣境內(nèi)；，在遼中縣于家房鎮(zhèn)。 沈陽(yáng)東部為低山丘陵，中西部是遼闊平原。由東北向西南傾斜，平均海拔30—50米。：全市境內(nèi)主要有遼河、渾河、繞陽(yáng)河、柳河、蒲河、養(yǎng)息牧河、北沙河、秀水河等大小河流27條，屬遼河、渾河兩大水系，。：，污水處理廠出水排入附近河流，河流位于污水處理廠的正南方，；，土壤為粘土；： ，土壤全年平均溫度為10℃，℃。常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)。 處理流程選擇：污水處理廠的工藝流程是指在達(dá)到所要求的處理程度的前提下，污水處理各單元的有機(jī)組合，以滿足污水處理的要求。：經(jīng)濟(jì)節(jié)省性原則；運(yùn)行可靠性原則； 技術(shù)先進(jìn)性原則。： 充分考慮業(yè)主的需求； 考慮實(shí)際操作管理人員的水平。第三章 污水總泵站的設(shè)計(jì)計(jì)算：污水泵站的基本組成包括機(jī)器間、集水池、格柵、輔助間、變電所等。機(jī)器間內(nèi)設(shè)置水泵機(jī)組和相關(guān)附屬設(shè)施。集水池可收集來(lái)水，還可以在一定程度上調(diào)節(jié)來(lái)水的不均勻性，起到調(diào)節(jié)水量的作用，保證水泵能較均勻地工作。格柵安裝在集水池內(nèi)，其作用主要是攔截水中較粗大的漂浮物和固體雜質(zhì)，防止雜物堵塞和損壞水泵和管道等設(shè)施。輔助間一般包括貯藏室、維修間、休息室和衛(wèi)生間等。變電所可獨(dú)立于泵房外單獨(dú)設(shè)置，也可設(shè)置于泵房外與泵房相連，或直接設(shè)于泵房的一側(cè)。：（1）由于污水泵站一般為常年運(yùn)行，選用自灌式泵房比較方便，只有在特殊情況下才選用非自灌式泵房；（2）流量小于2m3/s時(shí)，常選用下圓上方形泵房，當(dāng)直徑D=715m時(shí)，工程造價(jià)比矩形低；（3）大流量的永久性污水泵站，選用矩形泵房。（4）分建式與合建式泵房的選用可根據(jù)水泵的啟動(dòng)方式來(lái)確定，一般自灌式啟動(dòng)應(yīng)采用合建式泵房，非自灌式啟動(dòng)或因地形條件受到限制，可采用分建式泵房。（5）全地下式泵站，地面以上占地少，工程造價(jià)低，地下泵房潮濕，對(duì)一般電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生影響，采用潛水泵可解決這一問(wèn)題。：選泵的原則要求：在滿足最不利工況的條件下，考慮各種工況，盡可能節(jié)約投資，減少能耗。從技術(shù)上對(duì)流量Q、揚(yáng)程H進(jìn)行合理計(jì)算，對(duì)水泵臺(tái)數(shù)和型號(hào)進(jìn)行選定，滿足用戶對(duì)水量和水壓的要求。從經(jīng)濟(jì)和管理上對(duì)水泵臺(tái)數(shù)和工作方式進(jìn)行確定，做到投資、維修費(fèi)最低，正常工作能耗最低。選泵時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）首先要滿足最高時(shí)供水工況的流量和揚(yáng)程要求，并保證水泵在高效段運(yùn)行。水源水位變幅大的取水泵站，宜選用特性曲線陡峭型的水泵；流量變幅大的出水泵站，宜選用特性曲線平緩的泵。（2）選泵應(yīng)盡量大小搭配，調(diào)配靈活，同時(shí)盡可能選擇同型號(hào)水泵，互為備用。（3）一般應(yīng)盡量減少水泵臺(tái)數(shù)，選用效率較高的大泵。（4）考慮遠(yuǎn)期發(fā)展，遠(yuǎn)近結(jié)合，因一級(jí)泵站施工費(fèi)高，更要考慮遠(yuǎn)近期結(jié)合。一般方法有：①預(yù)留位置，當(dāng)水量增加時(shí)，增加新泵；②近期用小泵工作，遠(yuǎn)期更換大泵工作；③更換葉輪，近期安裝小葉輪，遠(yuǎn)期安裝大葉輪工作。（5）最好泵在遠(yuǎn)期供水量低時(shí)仍能使用。（6）根據(jù)供水對(duì)象供水可靠性的不同要求，選用一定數(shù)量的備用泵。備用泵的數(shù)量，要根據(jù)用戶的用水性質(zhì)和用戶對(duì)供水可靠性的要求確定，比如，工業(yè)用水比居民用水可靠性要求高——斷水危害和損失程度大，一般不容許斷水。：：本設(shè)計(jì)采用自灌式水泵，自灌式水泵多用于常年運(yùn)轉(zhuǎn)的污水泵站，其優(yōu)點(diǎn)是：?jiǎn)?dòng)及時(shí)可靠，管理方便。由于自灌式啟動(dòng)，故采用集水池與機(jī)器間合建。城市污水進(jìn)水管管徑取1600mm，，==，則進(jìn)水管管底標(biāo)高==。：格柵前水面標(biāo)高=進(jìn)水管液面標(biāo)高=；格柵后水面標(biāo)高=集水池最高水位標(biāo)高=格柵前水面標(biāo)高格柵壓力損失；，則：格柵后水面標(biāo)高==；，則：集水池最低水位標(biāo)高==；水泵凈揚(yáng)程HST=出水井水面標(biāo)高集水池最低水位標(biāo)高==；水泵吸、壓水管路（含至出水井管路）；則水泵揚(yáng)程H=+=。：選擇四臺(tái)水泵，三用一備，則：