【正文】 盡量減少對環(huán)境的負面影響，如氣味，噪聲，固體廢物污染等；妥善處置污水處理過程中產(chǎn)生的柵渣、沉砂、污泥和臭氣等，避免對環(huán)境的二次污染。選擇技術(shù)先進、運行穩(wěn)定、投資和處理成本合理的污水污泥處理工藝，積極慎重的采用經(jīng)過實踐證明行之有效的新技術(shù)、新工藝、新材料和新設備，使污水處理工藝先進，運行可靠，處理后水質(zhì)穩(wěn)定達標排放。認真研究各項基礎資料、基本數(shù)據(jù)，全面分析各項影響因素，充分掌握水質(zhì)水量的特點和地域特性，合理選擇好設計參數(shù)，為工程提供可靠的依據(jù)。對于SS、BODCODCr三項指標，一般的二級生物處理工藝均能夠較容易地達到本工程所需要的去除率；對NH4N及TP的去除率要求較高，對TN也要求達到較高的去除率，因此本工程須采用具有脫氮除磷功能的處理工藝。表22 污水處理廠設計進出水水質(zhì)指標項目進水(mg/L)出水(mg/L)排放標準(GB 89781996)去除率(%)BOD5140≤2020CODCr280≤6060SS200≤202090NH3N40≤1515TP≤3污水處理工藝的比較和選擇污水處理工藝的選擇應考慮的技術(shù)因素：（1）處理規(guī)模；（2）進水水質(zhì)特性, 重點考慮有機物負荷、氮磷含量；（3）出水水質(zhì)要求, 重點考慮對氮磷的要求以及回用要求；（4）處理程度要求，各種污染物的去除率；（5）氣候等自然條件, 北方地區(qū)應考慮低溫條件下穩(wěn)定運行；（6） 污泥的特性和用途；（7）用地面積和工程規(guī)模根據(jù)我國發(fā)展規(guī)劃, 2010年全國設市城市和建制鎮(zhèn)的污水平均處理率不低于50% , 設市城市的污水處理率不低于60% , 重點城市的污水處理率不低于70%。 2 設計水量和水質(zhì)計算本設計中設計水量的計算包括平均日污水量、最大日污水量、最大時污水量的計算。（2）處理要求污水經(jīng)二級處理后應符合以下具體要求：CODCr≤60mg/L；BOD5≤20mg/L；SS≤20mg/L；NH3N≤15mg/L；TP≤1mg/L。（3）課程設計不要求對設計方案作比較，處理構(gòu)筑物選型說明，按其技術(shù)特征加以說明。（3）污泥處理構(gòu)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，進行各單位處理構(gòu)筑物的設計計算。武漢理工大學污水處理廠設計計算書1 概述 設計題目中原城市日處理水量8萬m3污水處理廠工藝設計 設計依據(jù)《給水排水工程快速設計手冊（2排水工程）》《排水工程（第二版）》下冊《水污染控制工程（第三版）》下冊《給水排水設計手冊（第二版）》《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB189182002） 設計內(nèi)容及要求（一）設計內(nèi)容（1）污水處理程度計算 根據(jù)水體要求的處理水質(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。（4）平面布置及高程計算 對污水、污泥及中水處理流程要作出較準確的平面布置，進行水力計算與高程計算。（4）設計計算說明書，應內(nèi)容完整(包括計算草圖)，簡明扼要，文句通順，字跡端正。（3）處理工藝流程 污水擬采用活性污泥法工藝處理，具體流程如下：污水泵房一出水井一計量槽一沉砂池—生物脫氮除磷工藝一二沉池一消毒池一出水（4）氣象與水文資料 風向：多年主導風向為北東風； 氣溫：最冷月平均為—℃； ℃； 極端氣溫，℃，最低為—℃，； 水文：降水量多年平均為每年728mm； 蒸發(fā)量多年平均為每年1210mm；（5）廠區(qū)地形污水廠選址區(qū)域海拔標高在64～66m之間。已知平均污水量Qp=8萬m3/d。為了引導城市污水處理及污染防治技術(shù)的發(fā)展, 加快城市污水處理設施的建設, 2000年5月國家建設部、環(huán)境保護局和科技部聯(lián)合印發(fā)了《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》。污水處理工藝的選用是與污水處理站進水水質(zhì)和要求達到的處理效率密切相關的，因此首先需要分析進水水質(zhì)的技術(shù)性能及各種污染物的去除機理和所能達到的去除程度。（2）廠址選擇合理。（4）總體布置考慮周全。（6）運行管理方便。污水處理廠設計應近遠期全面規(guī)劃，污水處理廠的廠區(qū)面積，應按項目總規(guī)模控制，并作出分期建設的安排，合理確定近期規(guī)模。儲氣罐及其他危險單元設計，應符合相應安全設計規(guī)范的要求。 （2）BOD5/TN（即C/N）比值C/N比值是判別能否有效脫氮的重要指標。生物除磷是活性污泥中除磷菌在厭氧條件下分解細胞內(nèi)的聚磷酸鹽同時產(chǎn)生ATP，并利用ATP將廢水中的脂肪酸等有機物攝入細胞，以PHB（聚β羥基丁酸）及糖原等有機顆粒的形式貯存于細胞內(nèi)，同時隨著聚磷酸鹽的分解，釋放磷；一旦進入好氧環(huán)境，除磷菌又可利用聚β羥基丁酸氧化分解所釋放的能量來超量攝取廢水中的磷，并把所攝取的磷合成聚磷酸鹽而貯存于細胞內(nèi)，經(jīng)沉淀分離，把富含磷的剩余污泥排出系統(tǒng)，達到生物除磷的目的。 污水處理工藝的比較活性污泥法是以活性污泥為主體的廢水生物處理的主要方法。廢水和回流活性污泥從曝氣池的首段進入，呈推流式至曝氣池末端流出。傳統(tǒng)活性污泥法工藝流程如下圖所示：圖31 傳統(tǒng)活性污泥法工藝流程圖：① 廢水中含有足夠的可容性易降解有機物；② 混合液含有足夠的溶解氧；③ 活性污泥在池內(nèi)呈懸浮狀態(tài)；④ 活性污泥連續(xù)回流、及時排除剩余污泥，使混合液保持一定濃度的活性污泥；⑤ 無有毒有害的物質(zhì)流入。④能耗較低，運營費用較低。③曝氣池末端有可能出現(xiàn)供氧速率大于需氧速率的現(xiàn)象，動力消耗較大。 用揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS）指標不包括無機物，更準確反映活性物質(zhì)量，但測定較麻煩。 ⑷剩余污泥排放量和污泥齡：微生物代謝有機物同時增值，剩余污泥排放量等于新凈增污泥量。A/O工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯(lián)在一起，O段DO=2～4mg/L。根據(jù)以上對生物脫氮基本流程的敘述，總結(jié)出(A/O)生物脫氮流程具有以下優(yōu)點： (1)效率高。該工藝是以廢水中的有機物作為反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂貴的碳源。 (4) 容積負荷高。通過以上流程的比較，不難看出，生物脫氮工藝本身就是脫氮的同時，也降解酚、氰、COD等有機物。另外，內(nèi)循環(huán)液來自曝氣池，含有一定的DO，使A段難以保持理想的缺氧狀態(tài)，影響反硝化效果，脫氮率很難達到90％。 A2/O工藝生物池通過曝氣裝置、推進器(厭氧段和缺氧段)及回流渠道的布置分成厭氧段、缺氧段、好氧段。 （4）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夾帶DO和硝酸態(tài)氧的影響，因而脫氮除磷效率不可能很高。（1）反應池容積比A/O脫氮工藝還要大； （2）污泥內(nèi)回流量大，能耗較高； （3）用于中小型污水廠費用偏高； （4）沼氣回收利用經(jīng)濟效益差； （5）污泥滲出液需化學除磷。氧化溝又名氧化渠，因其構(gòu)筑物呈封閉的環(huán)形溝渠而得名。氧化溝工藝一般都采用封閉的環(huán)狀溝，污水和活性污泥在溝內(nèi)進行幾十圈甚至更多的循環(huán)后排出系統(tǒng)。 。有與二次沉淀池分建的氧化溝也有合建的氧化溝，合建的氧化溝又有體內(nèi)式和體外式之分，等等。（3）曝氣強度可調(diào)節(jié)氧化溝的曝氣強度可以通過兩種方式調(diào)節(jié)。由于氧化溝工藝污泥齡長，負荷低，排出的剩余污泥已得到高度穩(wěn)定，剩余污泥量也較少。（2）泡沫問題由于進水中帶有大量油脂，處理系統(tǒng)不能完全有效地將其除去，部分油脂富集于污泥中，經(jīng)轉(zhuǎn)刷充氧攪拌，產(chǎn)生大量泡沫；泥齡偏長，污泥老化，也易產(chǎn)生泡沫。氧化溝的曝氣設備一般為曝氣轉(zhuǎn)刷和曝氣轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)刷的浸沒深度為250~300mm，轉(zhuǎn)盤的浸沒深度為480~530mm。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，SBR技術(shù)的核心是SBR反應池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)。圖33 SBR工藝流程圖 （1）理想的推流過程使生化反應推動力增大，效率提高，池內(nèi)厭氧、好氧處于交替狀態(tài)，凈化效果好。 （5）處理設備少，構(gòu)造簡單，便于操作和維護管理。 （9）工藝流程簡單、造價低。 ③耐沖擊負荷，池內(nèi)有滯留的處理水，對污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗水量和有機污物的沖擊。 ⑦SBR法系統(tǒng)本身也適合于組合式構(gòu)造方法，利于廢水處理廠的擴建和改造。（2）缺點①間歇周期運行，對自控要求高；②變水位運行，電耗增大；③脫氮除磷效率不太高；④污泥穩(wěn)定性不如厭氧硝化好。在預反應區(qū)內(nèi)，微生物能通過酶的快速轉(zhuǎn)移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經(jīng)歷一個高負荷的基質(zhì)快速積累過程，這對進水水質(zhì)、水量、PH和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用，同時對絲狀菌的生長起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應區(qū)經(jīng)歷一個較低負荷的基質(zhì)降解過程。（2）處理構(gòu)筑物少，流程簡單；池子總?cè)莘e減少，土建工程費用低；不需設二次沉淀池及其刮泥設備，也不用設回流污泥泵站。 污水處理方案的確定通過上述對污水處理工藝的介紹，將A2/O 同步脫氮除磷工藝，Carrousel氧化溝工藝和奧貝爾氧化溝工藝進行工藝參數(shù)、處理效果的比較。(1)取進水管流速為v=，由《給水排水設計手冊(第二版)》第1冊查知，取管徑為D=1250mm設計坡度i=；(2)已知最大日污水量Qmax=；(3)初定充滿度h/D=，則有效水深h=1250 =；(4)，則水面標高為：(5)管頂標高為:+=；(6)=。由《水處理工程師手冊》，其安裝尺寸參數(shù)如下表41所示：表41 HZh1型閘門安裝參數(shù)DH0AQEF(F1)G(G1)HH1d2PS25002500278012501125285(265)390(370)33201180Φ3818012(4)啟閉機的選擇 由《水處理工程師手冊》。本設計中格柵的設計原則主要有[11]：(1)格柵的清渣方式有人工清渣和機械清渣，一般采用機械清渣；(2)機械格柵一般不宜少于兩臺；(3)；(4)；(5)格柵傾角一般采用45176。其中，中格柵設在污水泵站前，細格柵設在污水泵站后。設計中取a=60176。設計中取S=進水渠道漸寬部分長度式中 L1—進水渠道漸寬部分長度，m； a1—漸寬處角度，176。 設計中取W1=所以宜采用機械格柵清渣及皮帶輸送機或無軸輸送機輸送柵渣，采用機械柵渣打包機將柵渣打包，汽車運走。(取n=96) 設置兩臺細格柵，單臺格柵間隙數(shù)n=96個。則柵后槽總高度取柵前渠道超高h2=則柵前槽總高度H1=h+h2=+= 柵后槽總高度H=h+h1+h2=++=格柵總長度每日柵渣量式中 W—每日柵渣量，m3/d； W1—每日每1000m3污水的柵渣量，m3/103m3污水。目前污水泵站主要有以下幾種形式：（1）干式泵房：干式泵房集水池和機器間用隔墻分開，只有水泵的吸水管和葉輪淹沒在水中，機器間能保持干燥，也避免了污水的污染。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，集水池有效容積的范圍大。 (a)合建式矩形泵站，裝設立式泵，自灌式工作臺，水泵數(shù)為4 臺或更多時，采用矩形，機器間、機組管道和附屬設備布置方便，啟動簡單，占地面積大；(b)合建式圓形泵站，裝設立式泵，自灌式工作臺，水泵數(shù)不超過4 臺，圓形結(jié)構(gòu)水力條件好，便于沉井施工法，可降低工程造價，水泵啟動方便。(d)非自灌式泵房，泵軸高于集水池最高水位，不能直接啟動，由于污水泵水管不得設低閥，故需設引水設備。本設計因水量較小，并考慮到占地、造價、自動化控制等因素，以及施工的方便與否，采用潛污式矩形泵房。各構(gòu)筑物的水面標高和池底埋深見高程計算。從而需水泵揚程H=Z+h=再根據(jù)設計流量1204L/s=，采用4臺LZ系列污水泵，單臺提升流量1314m3/h。計算草圖如下：圖43 污水提升泵房 沉砂池 沉砂池的類型及作用[4] 污水中的無機顆粒不僅會磨損設備和管道，降低活性污泥活性，而且會板積在反應池底部減小反應池有效容積，甚至在脫水時扎破率帶損壞脫水設備。它由入流渠、出流渠、閘板、水流部分及沉砂斗組成。（2）豎流沉砂池，是污水由中心管進入池內(nèi)后自下而上流動，無機顆粒借重力沉于池底處理效果一般較差。另由于水的旋流運動，增加了無機顆粒間的相互碰撞與摩擦的機會，把表面附著的有機物除去，使沉砂中的有機物含量低于10%。優(yōu)點：占地面積小，可以通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，使得沉砂效果最好，同時由于采用離心力沉砂，不會破壞水中的溶解氧水平（厭氧環(huán)境）。本設計中沉砂池的設計參數(shù)有[1]：（1）；（2）；（3）最大流量時停留時間為13min；（4）有效水深為23m，寬深比一般采用12；（5）長寬比可達5，當池長比池寬大得多時，應考慮設計橫向擋板；（6），或35 m3/ (m3排砂管應考慮防堵塞措施；（12）池子的形狀應盡可能不產(chǎn)生偏流或死角，在集砂槽附近可安裝縱向擋板。 設計參數(shù)（1）設計流量：日平均時流量為Qmr=Q 厭氧池污泥負荷生物選擇池采用高負荷完全混合式，其污泥負荷（F/M）為：式中： La—進水BOD5 濃度,mg/L,取140mg/L；X—污泥濃度，mg/L，取3500mg/L?？_塞爾氧化溝采用垂直安裝的低速表面曝氣器，每組溝渠安裝二個，均安裝在同一端，因此形成了靠近曝氣器下游的富氧區(qū)和曝氣器上游以及外環(huán)的缺氧區(qū)。d)；(3)污泥泥齡θ= 25～30d（取θ=30d