【正文】 日處理10萬噸污水處理廠工藝設計目 錄第一章 設計任務及資料 1 1 1 1 2 3第二章 設計方案論證 4 4 4 9 9第三章 污水的一級處理構筑物設計計算 12 12 17 21第四章 污水的二級處理設計計算 27+DE型氧化溝工藝計算 27 36 45 48第五章 污泥處理設計計算 52(sludge treatment)的目的與處理方法 52 52 53 58 59第六章 污水處理廠的布置 65 65 68第七章 供電儀表與供熱系統(tǒng)設計 74 74 74第八章 勞動定員 75 75 75參考文獻 76附錄 77外文資料 78中文譯文 81致謝 84第一章 設計任務及資料某市10萬噸污水處理廠工藝設計。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。并逐步向經濟技術開發(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年城北排放未經處理污水排放量已達10萬噸/日左右。大量的工業(yè)廢水和生活污水未經處理直接排入M河，使M河受到嚴重污染，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，嚴重制約著該市經濟的發(fā)展。為改善環(huán)境，治理河水污染問題，建設城市污水治理工程勢在必行。設計是實現高等工科院校培養(yǎng)目標所不可缺少的教學環(huán)節(jié)，是教學計劃中的一個有機組成部分，是培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎理論、基礎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)展到利用各種先進技術、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。在我們大力引進國外先進技術、設備和經驗的同時，必須結合我國發(fā)展，尤其是當地實際情況，探索適合我國實際的城市污水處理系統(tǒng)。其次，做本設計可以使我得到很大的提高，可在不同程度上提高調查研究，查閱文獻，收集資料和正確熟練使用工具書的能力，提高理論分析、制定設計方案的能力以及設計、計算、繪圖的能力；技術經濟分析和組織工作的能力；提高總結，撰寫設計說明書的能力等。 （1） 污水廠的設計和其他工程設計一樣，應符合適用的要求，首先必須確保污水廠處理后污水達到排放要求?？紤]現實的經濟和技術條件，以及當地的具體情況（如施工條件）。在可能的基礎上，選擇的處理工藝流程、構（建）筑物形式、主要設備設計標準和數據等。（2） 污水處理廠采用的各項設計參數必須可靠。設計時必須充分掌握和認真研究各項自然條件，如水質水量資料、同類工程資料。按照工程的處理要求，全面地分析各種因素，選擇好各項設計數據，在設計中一定要遵守現行的設計規(guī)范，保證必要的安全系數。對新工藝、新技術、新結構和新材料的采用積極慎重的態(tài)度。（3） 污水處理廠（站）設計必須符合經濟的要求。污水處理工程方案設計完成后，總體布置、單體設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） 污水廠設計應當力求技術合理。在經濟合理的原則下，必須根據需要，盡可能采用先進的工藝、機械和自控技術，但要確保安全可靠。（5） 污水廠設計必須注意近遠期的結合，不宜分期建設的部分，如配水井、泵房及加藥間等，其土建部分應一次建成；在無遠期規(guī)劃的情況下，設計時應為今后發(fā)展留有挖潛和擴建的條件。（6） 污水廠設計必須考慮安全運行的條件，如適當設置分流設施、超越管線、甲烷氣的安全儲存等。（7） 污水廠的設計在經濟條件允許情況下，場內布局、構（建）筑物外觀、環(huán)境及衛(wèi)生等可以適當注意美觀和綠化。在保證污水處理效果同時，正確處理城市、工業(yè)、農業(yè)等各方面的用水關系，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工藝，同時合理設計、合理布局，做到技術可行、經濟合理。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。并逐步向經濟技術開發(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年城北排放未經處理污水排放量已達10萬噸/日左右。大量的工業(yè)廢水和生活污水未經處理直接排入M河，使M河受到嚴重污染，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，建設城市污水治理工程勢在必行。污水處理廠進水水質指標為：COD 390mg/lBOD5 180mg/lSS 180mg/lNH3N 40mg/l P 6mg/l處理后的出廠污水水質標準為：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)屬溫帶季風型大陸性氣候，春季多風干燥，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)氣候主要受季風影響，主導風向夏季為南風、西南風；冬季北風、西北風。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)，主干管進入污水處理廠處的管徑為1250mm。設計依據主要是國家有關法律法規(guī)：《中華人民共和國環(huán)境保護法》；GB3838－2002《地面水環(huán)境質量標準》；GB18918－2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》；GB50014－2006《室外排水設計規(guī)范》；GB50335－2002《污水再生利用工程設計規(guī)范》。第二章 設計方案論證城市污水處理廠的設計規(guī)模與進入處理廠的污水水質和水量有關，污水的水質和水量可以通過設計任務書的原始資料計算。在污水處理廠設計中，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，在廠址的選擇上應進行深入、詳盡的技術比較。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)夏季主導風向的下風向； 有良好的工程地質條件； 少拆遷，少占地，根據環(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)地形不應受洪澇災害影響，防洪標準不應低于城鎮(zhèn)防洪標準，有良好的排水條件； 有方便的交通、運輸和水電條件。所以，本設計的污水處理廠應建在城區(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標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田灌溉，城市景觀或工業(yè)生產等，以節(jié)約水資源。《城市污水處理及污染防治技術政策》對污水處理工藝的選擇給出以下幾項關于城鎮(zhèn)污水處理工藝選擇的準則：① 城市污水處理工藝應根據處理規(guī)模、水質特征、受納水體的環(huán)境功能及當地的實際情況和要求，經全面技術經濟比較后優(yōu)先確定；② 工藝選擇的主要技術經濟指標包括：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 應切合實際地確定污水進水水質，優(yōu)先工藝設計參數必須對污水的現狀、水質特征、污染物構成進行詳細調查或測定，做出合理的分析預測；④ 在水質組成復雜或特殊時，進行污水處理工藝的動態(tài)試驗，必要時應開展中試研究；⑤ 積極地采用高效經濟的新工藝，在國內首次應用的新工藝必須經過中試和生產性試驗，提供可靠性設計參數，然后進行運用。我國城市污水處理相對于國外發(fā)達國家、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)展到利用各種先進技術、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。在我們大力引進國外先進技術、設備和經驗的同時，必須結合我國發(fā)展，尤其是當地實際情況，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隨著水污染控制與環(huán)境治理的實踐，在吸取國外技術經驗的同時，結合我國國情的特點，逐步改進提高，初步形成了一些適用的技術路線，主要如下：對傳統(tǒng)活性污泥法進行改造或予以取代后的人工生物凈化技術路線；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合的技術路線；以污水擴散排放為主，處理為輔的技術路線；以回用為目的的污水深度處理技術路線。結合該污水處理工程的具體情況分析進行選擇： 首先，3和4這兩條技術路線對于自然環(huán)境條件因素要求較高，從而不可取，所以應選擇1和2這兩條路線，尤其以2這種路線應予以推廣。因為隨著環(huán)境的狀況日趨嚴峻，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合的技術路線和對傳統(tǒng)活性污泥法進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合的技術路線，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到處理的同時，達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、生物化學等作用，使污水達到凈化。這種仿有利于污水中水肥資源的利用和土壤微粒結構的改善，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合，污水灌溉在農業(yè)增產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。主要表現在： 污水灌溉按土地處理污水的要求控制水量、水質，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；沒有經過嚴格水質控制的灌溉，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合的路線，本工程不具備采用的條件，當然也就不宜采用。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驗和技術資料、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、低負荷分二級供氧，A級負荷高，曝氣時間短，產生污泥量大，(kgMLSSd)以上，池容積負荷在6kgBOD/(m3d)以上；B級負荷低，污泥齡較長。A級與B級間設中間沉淀池。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，A級和B級亦可分期建設。SBR法(Sequencing Batch Reactor) SBR法早在20世紀初已開發(fā)，由于人工管理繁瑣未予推廣。此法集進水、曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四個或三個池子構成一組，輪流運轉，一池一池地間歇運行，故稱序批式活性污泥法。現在又開發(fā)出一些連續(xù)進水連續(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，由于只有一個反應池，不需二沉池、回流污泥及設備，一般情況下不設調節(jié)池，多數情況下可省去初沉池，故節(jié)省占地和投資，耐沖擊負荷且運行方式靈活，可以從時間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，實現除磷脫氮的目的。但因每個池子都需要設曝氣和輸配水系統(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10年前開發(fā)此厭氧—缺氧—好氧組成的工藝。