【正文】 目 錄第一章 設(shè)計任務(wù)及資料 1 1 1 1 2 3第二章 設(shè)計方案論證 4 4 4 9 9第三章 污水的一級處理構(gòu)筑物設(shè)計計算 11 11 18 22第四章 污水的二級處理設(shè)計計算 28+DE型氧化溝工藝計算 29 37 47 50第五章 污泥處理設(shè)計計算 53(sludge treatment)的目的與處理方法 53 54 55 59 61第六章 污水處理廠的布置 66 66 69第七章 供電儀表與供熱系統(tǒng)設(shè)計 75 75 75第八章 勞動定員 76 76 76參考文獻(xiàn) 77附錄 78外文資料 79中文譯文 82致謝 8588 / 90第一章 設(shè)計任務(wù)及資料某市10萬噸污水處理廠工藝設(shè)計。該市為東北某市，面積10301平方公里，人口300萬，城市發(fā)展方向為以老城為依托，以疏港公路為軸線，向南發(fā)展。并逐步向經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)發(fā)展。隨著城市及工業(yè)的發(fā)展，城市污水排放量也在逐年增加，至2007年城北排放未經(jīng)處理污水排放量已達(dá)10萬噸/日左右。大量的工業(yè)廢水和生活污水未經(jīng)處理直接排入M河，使M河受到嚴(yán)重污染，致使河水中生物、植物大部分絕跡，破壞了自然景觀、污染城區(qū)下游地下水源，嚴(yán)重制約著該市經(jīng)濟的發(fā)展。為改善環(huán)境，治理河水污染問題，建設(shè)城市污水治理工程勢在必行。設(shè)計是實現(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)計劃中的一個有機組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識以及分析解決實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)驗的同時，必須結(jié)合我國發(fā)展，尤其是當(dāng)?shù)貙嶋H情況，探索適合我國實際的城市污水處理系統(tǒng)。其次，做本設(shè)計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)計方案的能力以及設(shè)計、計算、繪圖的能力；技術(shù)經(jīng)濟分析和組織工作的能力；提高總結(jié)，撰寫設(shè)計說明書的能力等。 （1） 污水廠的設(shè)計和其他工程設(shè)計一樣，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)實的經(jīng)濟和技術(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)計標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)等。（2） 污水處理廠采用的各項設(shè)計參數(shù)必須可靠。設(shè)計時必須充分掌握和認(rèn)真研究各項自然條件，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，選擇好各項設(shè)計數(shù)據(jù)，在設(shè)計中一定要遵守現(xiàn)行的設(shè)計規(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)計必須符合經(jīng)濟的要求。污水處理工程方案設(shè)計完成后，總體布置、單體設(shè)計及藥劑選用等盡可能采用合理措施降低工程造價和運行管理費用，（4） 污水廠設(shè)計應(yīng)當(dāng)力求技術(shù)合理。在經(jīng)濟合理的原則下，必須根據(jù)需要，盡可能采用先進(jìn)的工藝、機械和自控技術(shù)，但要確保安全可靠。（5） 污水廠設(shè)計必須注意近遠(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)計時應(yīng)為今后發(fā)展留有挖潛和擴建的條件。（6） 污水廠設(shè)計必須考慮安全運行的條件，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)計在經(jīng)濟條件允許情況下，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。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、合理布局，做到技術(shù)可行、經(jīng)濟合理。東北某市，面積10301平方公里，人口300萬，城市發(fā)展方向為以老城為依托，以疏港公路為軸線，向南發(fā)展。并逐步向經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)發(fā)展。隨著城市及工業(yè)的發(fā)展，城市污水排放量也在逐年增加，至2007年城北排放未經(jīng)處理污水排放量已達(dá)10萬噸/日左右。大量的工業(yè)廢水和生活污水未經(jīng)處理直接排入M河，使M河受到嚴(yán)重污染，致使河水中生物、植物大部分絕跡，破壞了自然景觀、污染城區(qū)下游地下水源。為改善環(huán)境，治理河水污染問題，建設(shè)城市污水治理工程勢在必行。污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)為：COD 390mg/lBOD5 180mg/lSS 180mg/lNH3N 40mg/l P 6mg/l處理后的出廠污水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為：COD ≤100mg/lBOD5 ≤20mg/lSS ≤20mg/lNH3—N ≤15mg/lP ≤1 mg/l處理后的污水排入M河。 該市區(qū)屬溫帶季風(fēng)型大陸性氣候，春季多風(fēng)干燥，夏季受北太平洋暖流影響，溫暖而潮濕，秋季溫潤涼爽，冬季受蒙古和西伯利亞高氣壓帶控制，寒冷干燥。年平均降水量約550毫米，年平均氣溫8℃。本地區(qū)氣候主要受季風(fēng)影響，主導(dǎo)風(fēng)向夏季為南風(fēng)、西南風(fēng)；冬季北風(fēng)、西北風(fēng)。地震裂度6度。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1250mm。設(shè)計依據(jù)主要是國家有關(guān)法律法規(guī)：《中華人民共和國環(huán)境保護法》；GB3838－2002《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》；GB18918－2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》；GB50014－2006《室外排水設(shè)計規(guī)范》；GB50335－2002《污水再生利用工程設(shè)計規(guī)范》。第二章 設(shè)計方案論證城市污水處理廠的設(shè)計規(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)計任務(wù)書的原始資料計算。在污水處理廠設(shè)計中，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)生防護距離； 有擴建的可能； 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、運輸和水電條件。所以，本設(shè)計的污水處理廠應(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。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)氐膶嶋H情況和要求，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟比較后優(yōu)先確定；② 工藝選擇的主要技術(shù)經(jīng)濟指標(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，運行性能，可靠性，管理維護難易程度，總體環(huán)境效益；③ 應(yīng)切合實際地確定污水進(jìn)水水質(zhì)，優(yōu)先工藝設(shè)計參數(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，必要時應(yīng)開展中試研究；⑤ 積極地采用高效經(jīng)濟的新工藝，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，提供可靠性設(shè)計參數(shù)，然后進(jìn)行運用。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)驗的同時，必須結(jié)合我國發(fā)展，尤其是當(dāng)?shù)貙嶋H情況，探索適合我國實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)境治理的實踐，在吸取國外技術(shù)經(jīng)驗的同時，結(jié)合我國國情的特點，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。因為隨著環(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，它們都具有運行費用低，外加能源消耗少和管理簡單的優(yōu)點，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。因為： 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)外城市污水處理的主體工藝。傳統(tǒng)的活性污泥法有較豐富的實踐經(jīng)驗和技術(shù)資料、運行可靠、處理效果好，但是也存在能活較多和費用高等特點，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。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。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，(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，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。此法集進(jìn)水、曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四個或三個池子構(gòu)成一組，輪流運轉(zhuǎn)，一池一池地間歇運行，故稱序批式活性污泥法。現(xiàn)在又開發(fā)出一些連續(xù)進(jìn)水連續(xù)出水的改良性SBR工藝，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。這種一體化工藝的特點是工藝簡單，由于只有一個反應(yīng)池，不需二沉池、回流污泥及設(shè)備，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初沉池，故節(jié)省占地和投資，耐沖擊負(fù)荷且運行方式靈活，可以從時間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，實現(xiàn)除磷脫氮的目的。但因每個池子都需要設(shè)曝氣和輸配水系統(tǒng)，采用潷水器及控制系統(tǒng)，間歇排水水頭損失大，池容的利用率不理想，因此，一般來說并不太適用于大規(guī)模的城市污水處理廠 。A2/O法（Anaerobic－Anoxic－oxic）由于對城市污水處理的出水有去除氮和磷的要求，故國內(nèi)10年前開發(fā)此厭氧—缺氧—好氧組成的工藝。利用生物處理法脫氮除磷，可獲得優(yōu)質(zhì)出水，是一種深度二級處