【正文】 水污染控制工程設計書西安市某城鎮(zhèn)污水處理廠設計摘 要本設計為西安市某城鎮(zhèn)污水處理廠工程工藝計，污水處理廠規(guī)模為200000m3/d，污水的主要來源是生活污水和工業(yè)廢水。主要污染物質(zhì)是BOD，COD，SS，NH3N，TP，TN，適宜采用生化處理方法。結合污水來源的水質(zhì)特征，采用A2/O工藝為主體反應池的污水處理工藝流程和輻流濃縮池為主體的污泥處理工藝流程。本工藝具有良好的去除BOD，COD及脫氮除磷的功能，BOD5和SS為90%~95%，總氮為70%以上，磷為90%左右，根據(jù)《HJ20142012生物濾池法污水處理工程技術規(guī)范》一般工藝均能達到處理COD 80%~90%，NH3N80%~95%。污水處理廠處理后的出水達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB189182002）中的一級A標準，其出水就近排進水體。、關鍵詞：A2/O工藝；脫氮除磷；曝氣沉砂池；平流沉淀池；輻流濃縮池目 錄第1章 緒論 5 5 5 5 5 5 6第2章 處理工藝方案選擇 7 7 8 A2/O工藝 8 9 10 12 12 格柵 13 13 13 14 15 16 16第3章 構筑物設計計算 17 17 17 17 19 19 20 213． 21 22 25 25 25 31 31 32 34 36 36 37 37 37 39 39 40 47 47 47 49： 49 50 50 51 52 52 52 54 57 57 58 59 59 593. 13污泥脫水 60 60 60第4章污水處理廠布置 62 62 62 63 64 66 66 66 66 67 67 68參考文獻 69第1章 緒論 本設計為環(huán)境工程專業(yè)大三學年課程設計，是第六學期教學計劃規(guī)定的最后一個實踐環(huán)節(jié)，本設計的題目是西安市某城鎮(zhèn)污水處理廠設計。設計任務是在指導教師閻險峰的指導下，在規(guī)定的時間內(nèi)進行的城鎮(zhèn)污水處理廠的設計。 （1）污水處理程度計算 根據(jù)水體要求處理水質(zhì)以及當?shù)氐木唧w條件，氣候與地形條件等來計算污水處理程度。 （2）污水處理構筑物計算 確定污水處理工藝流程后選擇適宜的各處理單體構筑物的類型。對所有單體構筑物進行設計計算，包括確定各有關設計參數(shù)，負荷，尺寸等。 （3）污泥處理構筑物計算 根據(jù)原始資料，當?shù)鼐唧w情況，以及污水性質(zhì)與成分，選擇合適的污泥處理工藝流程，進行各單體構筑物的設計計算。 （4）平面布置及高程計算對污水污泥處理流程要做出較準確的平面布置，進行水力計算與高程計算。 本設計依據(jù)《水污染控制工程》課程設計指導書，《給水排水設計手冊》，韓洪軍，杜茂安主編《水處理工程設計計算》中國建筑工業(yè)出版社，（1）排水體制采用完全分流制（2）污水量生活污水和工業(yè)污水混合后的水量為200000m3/d（3）水質(zhì) ①生活污水和工業(yè)污水混合后進水水質(zhì)： COD=291mg/l BOD=166mg/l SS=70mg/l NH3N=35mg/l TP=~8 TN=43mg/l②出水水質(zhì)該廠污水排入水體前要求達到國家城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB189182002）一級A標準處理程度。COD≦50mg/l BOD≦10mg/l SS≦10mg/l NH3N≦5(8)mg/lTP≦≦15mg/l（4）自然特征 ①最高溫度： oC②最低溫度： oC③年平均溫度： oC④冬季平均溫度：5 oC⑤結凍期：36d⑥風向：常風為東北風和西南風⑦冰凍線：最深凍土層達到50，一般為10cm第2章 處理工藝方案選擇 作為鄉(xiāng)鎮(zhèn)基礎設施的重要組成部分和水污染控制的關鍵環(huán)節(jié)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠工程的建設和運行意義重大。由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠的建設和運行不但耗資較大，而且受多種因素的制約和影響，其中處理工藝方案的優(yōu)化選擇對確保處理廠的運行性能和降低費用最為關鍵，因此有必要根據(jù)確定的標準和一般原則，從整體優(yōu)化的觀念出發(fā)，結合設計規(guī)模、污水水質(zhì)特性以及當?shù)氐膶嶋H條件和要求，選擇切實可行且經(jīng)濟合理的處理工藝方案，經(jīng)全面技術經(jīng)濟比較后優(yōu)選出最佳的總體工藝方案和實施方式。在污水處理廠工藝方案確定中，將遵循以下原則：（1）技術成熟，處理效果穩(wěn)定，保證出水水質(zhì)達到國家規(guī)定的排放要求。（2）基建投資和運行費用低，以盡可能少的投入取得盡可能多的效益。（3）運行管理方便，運轉靈活，并可根據(jù)不同的進水水質(zhì)和出水水質(zhì)要求調(diào)整運行方式和工藝參數(shù)，最大限度的發(fā)揮處理裝置和處埋構筑物的處理能力。（4）選定工藝的技術及設備先進、可靠。（5）便于實現(xiàn)工藝過程的自動控制，提高管理水平，降低勞動強度和人工費用。本工程要求的污水處理程度較高，對污水處理工藝選擇應十分慎重。本方案設計的污水處理工藝選擇針對該城鎮(zhèn)污水量和污水水質(zhì)以及經(jīng)濟條件考慮適應力強、調(diào)節(jié)靈活、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟先進工藝。下面將對各種工藝的特點進行論述，以便選擇切實可行的方案。 A2/O工藝A2/O工藝是AnaerobicAnoxicOxic的英文縮寫，它是厭氧缺氧好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱。該工藝處理效率一般能達到：BOD5和SS為90%~95%，總氮為70%以上，磷為90%左右，一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。但A2/O工藝的基建費和運行費均高于普通活性污泥法，運行管理要求高，所以對目前我國國情來說，當處理后的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營養(yǎng)化，從而影響給水水源時，才采用該工藝。A2/O工藝特點:厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類微生物菌群的有機配合，同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能。在同時脫氮除磷的工藝中，該工藝流程最為簡單，總的水力停留時間也少于同類其他工藝。在厭氧—缺氧—好氧交替運行條件下，絲狀菌不會大量繁殖，SVI一般少于100，污泥沉降性好。污泥中磷含量高，%以上。該工藝脫氮效果受混合液回流比大小的影響，除磷效果則受回流污泥中攜帶DO和硝酸態(tài)氧的影響，因而脫氮效果不可能很高。根據(jù)《厭氧缺氧好氧活性污泥法污水處理工程技術規(guī)范》（HJ5762010）表21 A2/O工藝處理效率：污水類別主體工藝污染物去除率%化學耗氧量（CODcr）五日生化需氧量（BOD5）懸浮物（SS）氨氮（NH3N）總氮（TN）總磷（TP）城鎮(zhèn)污水預（前）處理+AAO反應池+二沉池709080958095809560856090工業(yè)廢水預（前）處理+AAO反應池+二沉池709070907090809060806090氧化溝利用連續(xù)環(huán)式反應池（Cintinuous Loop Reator,簡稱CLR）作生物反應池，混合液在該反應池中一條閉合曝氣渠道進行連續(xù)循環(huán)，氧化溝通常在延時曝氣條件下使用。氧化溝使用一種帶方向控制的曝氣和攪動裝置，向反應池中的物質(zhì)傳遞水平速度，從而使被攪動的液體在閉合式渠道中循環(huán)。氧化溝工藝一般可不設初沉池，在不增加構筑物及設備的情況下，氧化溝內(nèi)不僅可完成碳源的氧化，還可實現(xiàn)硝化和脫硝，成為A/O工藝；氧化溝前增加厭氧池可成為A2/O（AAO）工藝，實現(xiàn)除磷。由于氧化溝內(nèi)活性污泥已經(jīng)好氧穩(wěn)定，可直接濃縮脫水，不必厭氧消化。BOD的去除率可達95%－99%，脫氮效率約為90%，除磷效率約為50%。氧化溝污水處理技術已被公認為一種較成功的革新的活性污泥法工藝，與傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)相比，它在技術、經(jīng)濟等方面具有一系列獨特的優(yōu)點。① 工藝流程簡單、構筑物少，運行管理方便。一般情況下，氧化溝工藝可比傳統(tǒng)活性污泥法少建初沉池和污泥厭氧消化系統(tǒng)，基建投資少。另外，由于不采用鼓風曝氣的空氣擴散器，不建厭氧消化系統(tǒng)，運行管理要方便。② 處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好。實際運行效果表明，氧化溝在去除BOD5和SS方面均可取得比傳統(tǒng)活性污泥法更高質(zhì)量的出水，運行也更穩(wěn)定可靠。同時，在不增加曝氣池容積時，能方便地實現(xiàn)硝化和一定的反硝化處理，且只要適當擴大曝氣池容積，能更方便地實現(xiàn)完全脫氮的深度處理。③ 基建投資省，運行費用低。實際運行證明，由于氧化溝工藝省去初沉池和污泥厭氧消化系統(tǒng)，且比較容易實現(xiàn)硝化和反硝化，當處理要求脫氮時，氧化溝工藝在基建投資方面比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省很多（當只需去除BOD5時，可能節(jié)省不多）。同樣，當僅要求去除BOD5時，對于大規(guī)模污水廠采用氧化溝工藝運行費用比傳統(tǒng)活性污泥法略低或相當，而要求去除BOD5且去除NH3N時，氧化溝工藝運行費用就比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省較多。④ 污泥量少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定。由于氧化溝所采用的污泥齡一般長達20～30d，污泥在溝內(nèi)得到了好氧穩(wěn)定，污泥生成量就少，因此使污泥后處理大大簡化，節(jié)省處理廠運行費用，且便于管理。⑤ 具有一定承受水量、水質(zhì)沖擊負荷的能力?！?，氧化溝的總長為L，則水流完成一個循環(huán)所需時間t=L/S,當L=90～600m時，t=5～20min。由于廢水在氧化溝中設計水力停留時間T為10～24h，因此可計算出廢水在整個停留時間內(nèi)要完成的循環(huán)次數(shù)為30～280次不等?？梢娫鬯贿M入氧化溝，就會被幾十倍甚至上百倍的循環(huán)量所稀釋，因此具有一定承受沖擊負荷的能力。⑥ 占地面積少。由于氧化溝工藝所采用的污泥負荷較小、水力停留時間較長，使氧化溝容積會大于傳統(tǒng)活性污泥法曝氣池容積，占地面積可能會大些，但因為省去了初沉池和污泥厭氧消化池，占地面積總的來說會少于傳統(tǒng)活性污泥法。 （21） 綜上所述，選擇A2/O工藝為本廠的污水處理工藝。具體流程圖如下：廢水粗格柵提升泵細格柵渦流沉砂池 平流初沉池 `A2/O 二沉池 污泥濃縮池貯泥池污泥消化污脫水消毒接觸池 巴氏計量槽出水 工藝流程圖 格柵格柵是一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)組成，安裝在污水管道、泵房、集水井的進口處或處理廠的端部，用以截留雨水、生活污水和工業(yè)廢水中較大的懸浮物或漂浮物，如纖維、碎皮、毛發(fā)、木屑、果皮等，起凈化水質(zhì)，保護水泵的作用，同時也減輕后續(xù)處理構筑物的處理負荷，使之正常運行。格柵可以根據(jù)格柵條的凈間隙不同而分為粗格柵、中格柵以及細格柵，分別用于截留不同粒徑的雜物而設計，也可以根據(jù)柵渣量的大小二選擇不同的清渣方式，可采用人工清渣或機械清渣。本設計采用粗格柵和細隔柵進行隔渣，分別設置在污水泵房前后,以去除不同大小的廢渣,由于柵渣量較大，采用機械清渣方式。沉砂池是借助于污水中的顆粒與水的比重不同，使大顆粒的砂粒，石子，煤渣等無機顆粒沉降，減少大顆粒物質(zhì)在輸水管內(nèi)沉積和消化池內(nèi)沉積。沉砂池按照運行方式不同可分為平流沉砂池，豎流式沉砂池，曝氣式沉砂池，渦流式沉砂池。由于本設計的處理量不大，并且污水經(jīng)過粗格柵除渣，對泵站影響不大，為了便于清砂，沉沙池設于泵站后。根據(jù)渦流沉砂池沉砂效率高，占地小，耗能低，運行穩(wěn)定，維護管理方便等優(yōu)點，本設計采用渦流式沉砂池。初沉池是借助于污水中得懸浮物質(zhì)在重力的作用下可以下沉，從而與污水分離，初次沉淀池去除懸浮物40%60%，去除BOD20%30%。初次沉淀池按照運行方式不同可分為平流沉淀池，豎流沉淀池，輻流沉淀池，斜板沉淀池。本設計采用了成本較低，運行較好的平流式沉淀池，該池施工簡易，對沖擊負荷和溫度變化的適應能力較強。A2/O工藝是AnaorobicAnoxicOxic的英文縮寫，它是厭氧－缺氧－好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱，A2/O工藝于70年代由美國專家在厭氧－好氧除磷工藝（A/O）的基礎上開發(fā)出來的，該工藝同時具有脫氮除磷的功能，可以針對現(xiàn)今污水特點（水體富營養(yǎng)化）進行有效處理。該工藝在厭氧－好氧除磷工藝（A/O）中加入缺氧池，將好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以達到硝化脫氮的目的。A2/： A2/O工藝流程圖在厭氧池中，原污水及同步進入的從二沉池的混合液回流的含磷污泥的注入，本段主要功能為釋放磷，使污水中P的濃度升高，溶解性有機物被微生物細胞吸收而使污水中BOD濃度下降；另外，NH3－N，因細胞的合成而被去除一部分，使污水中NH3－N濃度下降，但NO3－N含量沒有變化。在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有機物作碳源，將回流混合液中帶入的大量NO3－N和NO2－N還原為N2釋放至空氣，因此BOD5濃度下降，NO3－N濃度大幅度下降，而磷的變化很小。在好氧池中，有機物被微生物生化降解，而繼續(xù)下降，有機氮被氨化繼而被硝化，使NH3－N濃度顯著下降，但隨著硝化過程使NO3－N濃度增加，P隨著聚磷菌的過量攝取，也以較快的速度下降。脫氮過程是各種形態(tài)的氮轉化為N2從水中脫除的過程。在好氧池中，污泥中的有機氮被細菌分解成氨，硝化作用使氨進一步轉化為硝態(tài)氨（主要是依靠細菌水