【文章內(nèi)容簡介】 設(shè)計(jì)原則 (1) 貫徹執(zhí)行國家環(huán)境保護(hù)政策，符合國家有關(guān)法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范以及地方法規(guī)，充分體現(xiàn)業(yè)主對(duì)該項(xiàng)目的具體要求。 (2) 在該工程規(guī)劃的指導(dǎo)下，充分利用現(xiàn)有場地，對(duì)污水處理工程平面布置進(jìn)行全面規(guī)劃，使工程建設(shè)與城市發(fā)展相協(xié)調(diào)，既保護(hù)環(huán)境，又最大程度地發(fā)揮工程效益。 (3) 根據(jù)污水進(jìn)出水質(zhì)要求，選用成熟可靠、高效節(jié)能、占地少、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、管理方便的污水處理先進(jìn)工藝及污泥處理先進(jìn)技術(shù)，確保污水處理效果，減少工程投資及日常運(yùn)行費(fèi)用。 (4) 結(jié)合本工程實(shí)際情況，采用適合國情的自動(dòng)化儀表、設(shè)備及監(jiān)測儀器，提高自動(dòng) 化管理水平和供電安全程度，以減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件。 (5) 通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證優(yōu)化方案和設(shè)備選型，力求技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理。 (6) 建構(gòu)筑物造型簡潔美觀，廠區(qū)的環(huán)境設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)園林化。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 設(shè)計(jì)范圍 本工程設(shè)計(jì)范圍為泌陽縣城市污水處理廠一期工程項(xiàng)目的技術(shù)方案設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中充分考慮近遠(yuǎn)期擴(kuò)建的銜接，總平面按總規(guī)模進(jìn)行設(shè)計(jì)，近期 3 104m3/d的污水處理規(guī)模，遠(yuǎn)期 3 104m3/d污水處理規(guī)模，總污水處理規(guī)模達(dá)到 6 104m3/d。近期工程污水處理廠內(nèi)的所有工藝、設(shè)備、建筑、結(jié)構(gòu)、防腐保溫、電氣、弱電 、自控儀表、機(jī)械、消防、給排水、廠內(nèi)室外總體工程、出水管線和廠外管網(wǎng)等專業(yè)設(shè)計(jì)（不含綠化部分）。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 2. 總體設(shè)計(jì)及廠址選擇 項(xiàng)目名稱 泌陽縣城市污水廠工藝設(shè)計(jì) 工程概述 河南省泌陽縣城市污水處理 30000m3/d, 本著環(huán)境保護(hù)責(zé)任，根據(jù)相關(guān)法規(guī)，該廠擬建污水處理站，處理城市生活污水和工業(yè)廢水。 基本設(shè)計(jì)參數(shù) 氣象資料 年平均氣溫 15 ℃，年降水量 800 mm，夏季計(jì)算氣溫 30 ℃，冬季計(jì)算氣溫 5 ℃；夏 季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，冬季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)。 設(shè)計(jì)規(guī)模 日處理污水量為 Q=30000m3/d=347 l/s 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì) 1）設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì) 根據(jù)《泌陽縣污水處理廠工程可行性研究報(bào)告》及《泌陽縣污水處理工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)招標(biāo)文件》編號(hào)：城采 CCZ[2020]03 號(hào)及周邊地區(qū)同類污水處理廠水質(zhì)，確定進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)： 表 污水廠進(jìn)水水質(zhì) 序號(hào) 項(xiàng)目 濃度 /指標(biāo) 1 pH值 2 懸浮物（ SS） 300 mg/L 3 五日生化需氧量（ BOD5） 200 mg/L 4 化學(xué)需氧 量（ COD） 420 mg/L 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 5 總磷（ TP） 3 mg/L 6 總氮（ TN） 40 mg/L 7 氨氮（ NH3N） 25mg/L 2)設(shè)計(jì)出水水質(zhì) 根據(jù)《泌陽縣污水處理廠工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告》及可行性研究報(bào)告批復(fù)，二級(jí)處理排放的水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB 189182020）中的一級(jí) B 標(biāo)準(zhǔn)。 出水水質(zhì)指標(biāo)見下表 : 表 污水廠出水水質(zhì) 序號(hào) 項(xiàng) 目 設(shè)計(jì)出水水質(zhì) 1 化學(xué)需氧量（ COD） ≤ 60mg/L 2 生化需氧量（ BOD5） ≤ 20mg/L 3 懸浮物 （ SS） ≤ 20mg/L 4 氨氮（ NH3N） ≤ 8（ 15） mg/L 5 總氮（ TN） 20 mg/L 6 總磷（以 P計(jì)） ≤ 7 pH 6~9 8 糞大腸菌群數(shù)（個(gè) /L） 10000 去除率： E=00CCC e? 100% 式 () 式中： C0— 進(jìn)水物質(zhì)濃度， mg/l Ce— 出水物質(zhì)濃度， mg/l (1)SS 去除 率： E= 30020300? 100%=% (2) BOD5 去除率 ： E= 20200200? 100%=90% (3) COD 去除率： E= 42060420? 100%=86% (4) NH3N去除率： E= 20820? 100%=60% 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 (5) TN 去除率： E= 402040? 100%=50% (6) TP 去除率： E= 313? 100%=67% 廠址選擇 未經(jīng)處理的城市污水任意排放，不僅會(huì)對(duì)水體產(chǎn)生嚴(yán)重污染，而且直接影響城市發(fā)展和生態(tài)環(huán)境，危及國計(jì)民生。所以，在污水排入水體前，必須對(duì)城市污水進(jìn)行處理。而且工業(yè)廢水排入城市批水管網(wǎng)時(shí)，必須符合一定的排放標(biāo)準(zhǔn)。最后流入管網(wǎng)的城市污水統(tǒng)一送至污水處理廠處理后排入水體。 城市的排水系統(tǒng)與城市的總體規(guī)劃有密切的關(guān)系，而城市污水處理廠數(shù)目及位置又受到城市排水管系的支配。因此，在城市總體規(guī)劃中，污水廠的位置范圍已有所規(guī)定，但是，在污水廠的總體設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)具體廠址選擇 ，仍須進(jìn)行深入的調(diào)查研究和詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。其一般原則如下： （ 1）為保證環(huán)境衛(wèi)生的要求，廠址應(yīng)與規(guī)劃居住區(qū)或公共建筑群保持一定的衛(wèi)生防護(hù)距離，一般不小于 300 米。 （ 2）廠址應(yīng)設(shè)在城市集中供水水源的下游。 （ 3）要充分利用地形，把廠址設(shè)在地形有適當(dāng)坡度的城市下游地區(qū)，以滿足污水處理構(gòu)筑物之間水頭損失的要求，使污水和污泥有自流的可能，以節(jié)約動(dòng)力。 （ 4）廠址如果靠近水體，應(yīng)考慮汛期不受洪水的威脅。 （ 5）廠址應(yīng)設(shè)在地質(zhì)條件較好、地下水位較低的地區(qū)。 （ 6）廠址的選擇要考慮遠(yuǎn)期發(fā)展的可能性，有擴(kuò)建的 余地。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3. 污水處理廠工藝選擇 5 3. 污水處理廠工藝選擇 污水處理工藝選擇原則 污水處理工藝的選擇是根據(jù)污水進(jìn)水水質(zhì)、出水標(biāo)準(zhǔn)、污水處理廠規(guī)模、排放水體的環(huán)境容量，以及當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)條件、管理水平、自然條件、環(huán)境特點(diǎn)等因素綜合分析研究后確定的。各種工藝有其各自的特點(diǎn)及適用條件，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況、項(xiàng)目的具體特點(diǎn)而定。 依據(jù)《河南省泌陽縣污水處理工程可行性研究報(bào)告》和《泌陽縣政府采購中心招標(biāo)文件》中的工藝要求并做優(yōu)化 設(shè)計(jì)，技術(shù)方案中污水處理廠工藝選擇的原則如下： (1)工藝性能先進(jìn)性：工藝先進(jìn)而且成熟，流程簡單，對(duì)水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，出水達(dá)標(biāo)率高，污泥易于處理、處置； (2)高效節(jié)能經(jīng)濟(jì)性：耗電量小，運(yùn)行費(fèi)用低，投資省，占地少； (3)運(yùn)行管理適用性：運(yùn)行管理方便，設(shè)備可靠，易于維護(hù)； (4)近、遠(yuǎn)期結(jié)合，且便于分期建設(shè)； (5)文明生產(chǎn)安全性：重視環(huán)境，控制噪聲，防治臭氣，創(chuàng)造文明生產(chǎn)條件。 污水處理工藝比選 目前，用于城市污水處理具有一定脫氮除磷效果的污水處理工藝大致分為兩大類：第一類為按空間進(jìn)行分割的連續(xù)流活性 污泥法；第二類為按時(shí)間進(jìn)行分割的間歇性活性污泥法。另外還有一類就是以 BAF工藝為代表的生物膜法。 按空間分割的連續(xù)流活性污泥法 按空間分割的連續(xù)流活性污泥法是指各種處理功能（如進(jìn)水、曝氣、沉淀、出水）在不同的空間 (不同的池子 )內(nèi)完成。目前，較成熟的工藝有：傳統(tǒng) A2/O 工藝、 A2/O 氧化溝工藝等。 1)、傳統(tǒng) A2/O工藝及 UCT、倒置 A2/O工藝 傳統(tǒng) A2/O工藝于 70 年代由美國專家在厭氧 — 好氧除磷工藝（ A/O 工藝）的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的。該工藝是在 A/O 工藝中增加一個(gè)缺氧段，將好氧池流出的一部分混合 液回流至缺氧段，以達(dá)到脫氮的目的。 攝取而被去除等功能。其傳統(tǒng) A2/O 工藝可以完成有機(jī)污染物的去除、硝化反硝化脫氮、磷的過量流程簡圖如圖 ： 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3. 污水處理廠工藝選擇 6 圖 傳統(tǒng) A2/O 工藝流程簡圖 傳統(tǒng) A2/O工藝的特點(diǎn)： 在去除有機(jī)污染物的同時(shí)可達(dá)到除磷脫氮目的； 工藝簡單、水力停留時(shí)間較短； 在厭氧 — 缺氧 — 好氧條件下交替運(yùn)行，絲狀菌不會(huì)過度繁殖，從而不會(huì)引發(fā)污泥膨脹。 傳統(tǒng) A2/O工藝的缺點(diǎn)是回流污泥中過多的硝酸鹽破壞厭氧環(huán)境，影響厭氧放磷效果，為此產(chǎn)生了 UCT工藝。與傳統(tǒng) A2/O工藝比較， UCT工藝不同 之處在于污泥先回流至缺氧池，再將缺氧池部分混合液回流至厭氧池，從而減少了回流污泥中硝酸鹽對(duì)厭氧放磷的影響。但 UCT工藝增加了一次回流，即多一次提升，相應(yīng)的運(yùn)行費(fèi)用將增加。 為了避免回流硝酸鹽對(duì)生物除磷的影響，克服 UCT 工藝的缺點(diǎn)，又產(chǎn)生了倒置 A2/O 工藝。該工藝是將缺氧池置于厭氧池前面，來自二沉池的回流污泥和 30~50%的進(jìn)水， 50~150%的混合液回流均進(jìn)入缺氧段，停留時(shí)間為 1~3h，回流污泥和混合液在缺氧池內(nèi)進(jìn)行反硝化，去除硝態(tài)氮，再進(jìn)入?yún)捬醵?，保證了厭氧池的厭氧狀態(tài)，強(qiáng)化除磷效果。 倒置 A2/O工藝流程簡圖如圖 ： 圖 倒置 A2/O 工藝流程簡圖 2)、傳統(tǒng)氧化溝工藝及 DE、 TE、 Carrousel20微曝氧化溝工藝 混合液回流 進(jìn)水 厭氧 缺氧 好氧 二沉池 出水 污泥回流 剩余污泥 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3. 污水處理廠工藝選擇 7 氧化溝是活性污泥法的一種類型。它把連續(xù)循環(huán)式反應(yīng)池作為生化反應(yīng)器，混合液在其中連續(xù)循環(huán)流動(dòng)。 ①傳統(tǒng)氧化溝 傳統(tǒng)氧化溝使用一種帶方向控制的曝氣和攪動(dòng)裝置，向反應(yīng)器的混合液傳遞水平流速，從而使攪動(dòng)的混合液在氧化溝內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。 傳統(tǒng)氧化溝工藝供氧量的調(diào)節(jié)一般通過改變轉(zhuǎn)刷或曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)速、浸水深度和設(shè)備數(shù)量 等，以調(diào)節(jié)整個(gè)工藝的供氧能力和電耗水平。 用氧化溝工藝一般不設(shè)初沉池，由于該工藝選擇的泥齡較長，剩余污泥量少于一般的活性污泥法，并且得到了一定程度的好氧穩(wěn)定，污泥可不需要進(jìn)行厭氧消化處理，從而簡化了污泥處理的流程。 從水力特性來看，傳統(tǒng)氧化溝既具備完全混合式反應(yīng)器的特點(diǎn)，也具備推流式反應(yīng)器的特點(diǎn)。污水通常在溝渠中循環(huán)流動(dòng)多次，并且曝氣裝置在溝中布置的特點(diǎn)使溝中溶解氧呈現(xiàn)分區(qū)變化。即遠(yuǎn)離曝氣裝置的某點(diǎn) DO 濃度降低而呈現(xiàn)缺氧區(qū)，有利于活性污泥的生物絮凝和生物脫氮。 氧化溝工藝一般也適合于進(jìn)水水質(zhì)濃度較低 的生活污水處理廠。 傳統(tǒng)氧化溝工藝流程簡圖如圖 : 圖 傳統(tǒng)氧化溝工藝流程簡圖 傳統(tǒng)氧化溝具有負(fù)荷低耐沖擊、污泥量少、易于管理、方便維護(hù)、出水優(yōu)質(zhì)等特點(diǎn)。但由于該工藝采取表面曝氣的方式，因此溝內(nèi)有效水深一般控制在 3～ 左右，在深度上不如使用鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行水下曝氣的方式，即相同設(shè)計(jì)參數(shù)的情況下，占地面積較大，且動(dòng)力效率偏低，一般僅為 ～ 。 針對(duì)上述缺點(diǎn)和現(xiàn)代污水處理廠對(duì)出水水質(zhì) N、 P 的要求而開發(fā)出來的 DE 及TE 型雙溝式氧化溝工藝、 Carrouse2020 氧化溝工藝、微孔曝氣氧化溝工藝均得到了成功的運(yùn)用，取得了良好效果?，F(xiàn)分別簡述比較如下： 3） DE 和 TE 型生物除磷脫氮氧化溝工藝 DE 型和 TE 型氧化溝工藝首先由丹麥克魯格公司開發(fā)，它是交替式氧化溝的一進(jìn)水 出水 氧化溝 二沉池 回流污泥 剩余污泥 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3. 污水處理廠工藝選擇 8 種， DE生物除磷脫氮雙溝式氧化溝工藝包括了厭氧池，一對(duì)同等容量的曝氣池和一個(gè)二沉池。而 TE型生物除磷脫氮三溝式氧化溝工藝包括了厭氧池，三個(gè)同等容量的曝氣池和一個(gè)二沉池，與 DE型生物除磷脫氮雙溝式氧化溝工藝的區(qū)別是多了一個(gè)曝氣池。其中曝氣池的運(yùn)作模式為不斷切換作業(yè)，而厭氧池則設(shè)有攪拌器。 曝氣池附有 數(shù)臺(tái)轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)，進(jìn)水分布槽及出水井。除了有機(jī)物、懸浮物及氨氮去除外，廢水內(nèi)的總氮和磷質(zhì)濃度也根據(jù)生物除磷脫氮生物化方法而相對(duì)地減少。整個(gè)生物除磷脫氮系統(tǒng)采用全自動(dòng)控制和監(jiān)測。由于廢水成份和有機(jī)負(fù)荷的變化，生物除磷脫氮系統(tǒng)需要一個(gè)連續(xù)不斷的微調(diào)控程序來達(dá)到最高的處理效果；而調(diào)控的方法則包括改變曝氣時(shí)間和變更曝氣機(jī)所提供的氧氣量。至于控制曝氣池內(nèi)供氧的方法，則是利用溶氧儀計(jì)。 厭氧池設(shè)計(jì)為確保其厭氧條件，這對(duì)于存在于污水中的脫磷菌的生長是至關(guān)重要的。厭氧池中，聚集于污泥中的磷會(huì)放出，但在后邊的曝氣池中又吸收，這是由于“大量磷攝取”的生物過程。經(jīng)厭氧池后，污水由自動(dòng)分布器，按生物除磷脫氮的程序要求，程序邏輯控制器控制污水進(jìn)入兩個(gè)氧化溝中的一條 (DE 型 )。