【正文】 目 錄第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)及資料 1 1 1 1 2 3第二章 設(shè)計(jì)方案論證 4 4 4 9 9第三章 污水的一級(jí)處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算 11 11 18 22第四章 污水的二級(jí)處理設(shè)計(jì)計(jì)算 28+DE型氧化溝工藝計(jì)算 29 37 47 50第五章 污泥處理設(shè)計(jì)計(jì)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(jì) 75 75 75第八章 勞動(dòng)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(jì)任務(wù)及資料某市10萬(wàn)噸污水處理廠工藝設(shè)計(jì)。該市為東北某市，面積10301平方公里，人口300萬(wàn)，城市發(fā)展方向?yàn)橐岳铣菫橐劳?，以疏港公路為軸線，向南發(fā)展。并逐步向經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)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(wàn)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(jì)的發(fā)展。為改善環(huán)境，治理河水污染問(wèn)題，建設(shè)城市污水治理工程勢(shì)在必行。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(gè)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(shí)以及分析解決實(shí)際問(wèn)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(gè)環(huán)節(jié)的繼續(xù)、深化和發(fā)展。我國(guó)城市污水處理相對(duì)于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家、起步較晚。近200年來(lái)，城市污水處理已從原始的自然處理、簡(jiǎn)單的一級(jí)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(guó)的污水處理還是落后于許多國(guó)家。在我們大力引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，必須結(jié)合我國(guó)發(fā)展，尤其是當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，探索適合我國(guó)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(shū)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(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的能力等。 （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。（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(shí)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(lèi)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(duì)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(jià)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(wú)遠(yuǎn)期規(guī)劃的情況下，設(shè)計(jì)時(shí)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(chǔ)存等。（7） 污水廠的設(shè)計(jì)在經(jīng)濟(jì)條件允許情況下，場(chǎng)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(shí)，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(dòng)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(shí)合理設(shè)計(jì)、合理布局，做到技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理。東北某市，面積10301平方公里，人口300萬(wàn)，城市發(fā)展方向?yàn)橐岳铣菫橐劳?，以疏港公路為軸線，向南發(fā)展。并逐步向經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)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(wàn)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(wèn)題，建設(shè)城市污水治理工程勢(shì)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(rùn)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(jì)依據(jù)主要是國(guó)家有關(guān)法律法規(guī)：《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)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(jì)規(guī)范》；GB50335－2002《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(guò)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的原始資料計(jì)算。在污水處理廠設(shè)計(jì)中，選定廠址是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，處理廠的位置對(duì)周?chē)h(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(píng)價(jià)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。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。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?！冻鞘形鬯幚砑拔廴痉乐渭夹g(shù)政策》對(duì)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(duì)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(cè)定，做出合理的分析預(yù)測(cè)；④ 在水質(zhì)組成復(fù)雜或特殊時(shí)，進(jìn)行污水處理工藝的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，必要時(shí)應(yīng)開(kāi)展中試研究；⑤ 積極地采用高效經(jīng)濟(jì)的新工藝，在國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用的新工藝必須經(jīng)過(guò)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。我國(guó)城市污水處理相對(duì)于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家、起步較晚。近200年來(lái)，城市污水處理已從原始的自然處理、簡(jiǎn)單的一級(jí)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(guó)的污水處理還是落后于許多國(guó)家。在我們大力引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，必須結(jié)合我國(guó)發(fā)展，尤其是當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，探索適合我國(guó)實(shí)際的城市污水處理系統(tǒng)。我國(guó)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(guó)外技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，結(jié)合我國(guó)國(guó)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(duì)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(duì)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?yàn)殡S著環(huán)境的狀況日趨嚴(yán)峻，用水的問(wèn)題越發(fā)突出，從而對(duì)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(duì)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(duì)于大規(guī)模污水處理廠來(lái)說(shuō)，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(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)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(shí)間都很長(zhǎng)，一般需要幾天到幾十天，占地面積很大，而且對(duì)周?chē)h(huán)境衛(wèi)生的影響較大，需要慎重考慮，所以，在沒(méi)有低洼地可利用的情況下，若購(gòu)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(duì)污水達(dá)到處理的同時(shí)，達(dá)到對(duì)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(guò)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(duì)地下水的污染問(wèn)題。在我國(guó)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(jī)，但是，這只是對(duì)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(duì)有些地下水以及其它水源、水體仍會(huì)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(duì)污水的處理；沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格水質(zhì)控制的灌溉，往往會(huì)造成對(duì)糧食作物，特別是對(duì)蔬菜作物的使用質(zhì)量的影響，這主要來(lái)自一些重金屬的污染；所以，污水灌溉作為對(duì)適當(dāng)處理獲得城市污水的有效利用，無(wú)疑是非常有價(jià)值的，但作為對(duì)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(duì)地下水源有污染危險(xiǎn)； 做不到終年晝夜對(duì)污水的處理； 沒(méi)有也不可能修建儲(chǔ)存幾個(gè)月污水量的大容量調(diào)節(jié)池，非灌溉季節(jié)的排放問(wèn)題無(wú)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(guó)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(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(duì)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(duì)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。AB法(Adsorption—Biooxidation)該法由德國(guó)Bohuke教授開(kāi)發(fā)。該工藝對(duì)曝氣池按高、低負(fù)荷分二級(jí)供氧，A級(jí)負(fù)荷高，曝氣時(shí)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(jí)負(fù)荷低，污泥齡較長(zhǎng)。A級(jí)與B級(jí)間設(shè)中間沉淀池。二級(jí)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(jí)和B級(jí)亦可分期建設(shè)。SBR法(Sequencing Batch Reactor) SBR法早在20世紀(jì)初已開(kāi)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(gè)或三個(gè)池子構(gòu)成一組，輪流運(yùn)轉(zhuǎn)，一池一池地間歇運(yùn)行，故稱序批式活性污泥法。現(xiàn)在又開(kāi)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(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，由于只有一個(gè)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(yùn)行方式靈活，可以從時(shí)間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)除磷脫氮的目的。但因每個(gè)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(lái)說(shuō)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(duì)城市污水處理的出水有去除氮和磷的要求，故國(guó)內(nèi)10年前開(kāi)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(jí)處