【文章內容簡介】 ................................................................................................44參考文獻 .......................................................................................................................................47第一篇 設計說明書1 概述 設計任務對城市污水處理工程的初步設計。設計內容主要包括污水收集管道系統(tǒng)的設計計算，污水處理工藝的選擇，污水處理構筑物的設計以及污泥處理構筑物的設計。 設計依據(jù) 規(guī)范標準（1） 污水處理工程畢業(yè)設計任務書；（2） 《室外給水設計規(guī)范》 （GB500132022）中國計劃出版社；（3） 《室外排水設計規(guī)范》 （GB500142022）中國計劃出版社；（4） 《建筑制圖標準匯編》 ，中國建筑工業(yè)出版社，1996；（5） 《污水排入城市下水道水質標準》 （CJ3432022 ） ，中國建筑工業(yè)出版社，2022；（6） 《城鎮(zhèn)水處理廠污染物排放標準》 （GB189182022 ） ，國家環(huán)境保護局，2022；（7） 給水排水工程標準圖集。 參考文獻（1） 《排水工程》 （上） ，第四版，孫慧修主編，中國建筑工業(yè)出版社，2022；（2） 《排水工程》 （下） ，第四版，張自杰主編，中國建筑工業(yè)出版社，2022；（3） 《水質工程學》 ，李圭白主編，中國建筑工業(yè)出版社，2022；（4） 《給水排水設計手冊》 （第 11 等分冊） ，中國建筑工業(yè)出版社，2022；（5） 《給水排水工程基本建設概預算》 ，吳莊編著，同濟大學出版社，1991；（6） 《廢水處理理論與設計》 ，張自杰主編，中國建筑工業(yè)出版社，2022；（7） 《給水排水工程專業(yè)畢業(yè)設計指南》張智等編，中國水利電力出版社，2022。 區(qū)域概況 自然條件氣候：該城鎮(zhèn)氣候為亞熱帶海洋季風性季風氣候，常年主導風向為東南風。水文：最高潮水位 （羅零高程，下同） ；高潮常水位 ；低潮常水位 。 城市污水排放現(xiàn)狀（1）污水水量①生活污水按人均生活污水排放量 300L/(人d) ；②生產(chǎn)廢水量按近期 萬 m3/d，遠期 萬 m3/d；③公用建筑廢水量排放系數(shù)按近期 ，遠期 考慮；④處理廠處理系數(shù)按近期 ，遠期 考慮。（2）污水水質① 生活污水水質指標為 CODCr：60g/(人d)；BOD 5：30g/( 人d)；② 工業(yè)污染源參照沿海開發(fā)區(qū)指標，擬定為 CODCr：300mg/L ；BOD 5：170mg/L ；③ 氨氮根據(jù)經(jīng)驗確定為 30md/L。2 污水處理廠的設計 規(guī)模與處理程度的確定 污水處理廠規(guī)模與處理目標（1）建設規(guī)模該污水處理廠服務面積為 ，近期（2022 年）規(guī)劃人口為 萬人，遠期（2025 年）規(guī)劃人口為 萬人。處理水量近期 萬 m3/d，遠期 萬 m3/d。（2）處理目標根據(jù)該城鎮(zhèn)環(huán)保規(guī)劃，污水處理廠出水進入的水體水質按國家 3 類水體標準控制，同時執(zhí)行城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB 189182022）二級標準，擬定出水水質指標為：CODCr：≤100mg/L；BOD 5≤30mg/L；SS≤30mg/L；NH 3N≤10mg/L。 設計進出水水質污水廠進水水質和城鎮(zhèn)經(jīng)濟發(fā)展水平和城鎮(zhèn)性質、工業(yè)廢水水質等因素有關，結合當?shù)噩F(xiàn)有污水處理廠及城鎮(zhèn)工業(yè)性質，確定城鎮(zhèn)污水處理廠進水水質如下表：表 212 污水處理廠進水水質項目 pH SS BOD5 COD Cr TN TP進水（ mg/L）69 30 129 242 40 根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》 （GB189182022 ）規(guī)定城鎮(zhèn)污水處理廠出水排入 GB3838 地表水Ⅲ類功能水域（劃定的飲用水水源保護區(qū)和游泳區(qū)除外） 、GB3097 海水二類功能水域和湖、庫等封閉 或半封閉水域時，執(zhí)行一級標準，本設計確定出水達到一級 A 標準。污水處理廠的去除率可以根據(jù)進出水水質的差額來確定，根據(jù)下面公式，計算結果見下表： 進 水 某 物 質 濃 度出 水 某 物 質 濃 度進 水 某 物 質 濃 度 ??? 污水處理程度確定出水水質及去除率，具體標準見下表。表 213 污水進出水水質及去除率BOD(mg/l) COD(mg/l) SS(mg/l) TN(mg/l) TP(mg/l)進水水質 30 100 30 40 出水水質 30 30 30 10 去除率 100% 70% 100% 75% % 污水處理廠方案的確定 確定污水處理方案的原則污水處理工程建設過程中應遵從下列原則：（1）污水處理工藝技術方案，在達到治理要求的前提下應優(yōu)先選擇基建投資和運行費用少、運行管理簡便的先進的工藝；（2）所用污水、污泥處理技術和其他技術不僅要求先進，更要求成熟可靠；（3）和污水處理廠配套的廠外工程應同時建設，以使污水處理廠盡快完全發(fā)揮效益；（4）污水處理廠出水應盡可能回用，以緩解城市嚴重缺水問題；（5）污泥及浮渣處理應盡量完善，消除二次污染；（6）盡量減少工程占地。 污水處理方案的比選本項目污水以有機污染為主，BOD/COD= 可生化性較好，重金屬及其他難以生物降解的有毒有害污染物一般不超標，針對這些特點，以及出水要求，現(xiàn)有城市污水處理技術的特點，以采用生化處理最為經(jīng)濟。由于將來可能要求出水回用，處理工藝尚應硝化。根據(jù)國內外已運行的大、中型污水處理廠的調查，要達到確定的治理目標，可采用“普通活性污泥法 ”或“氧化溝”法。（1）普通活性污泥法普通活性污泥法也稱傳統(tǒng)活性污泥法，推廣年限長，具有成熟的設計運行經(jīng)驗，處理效果可靠，如設計合理，運行得當，出水 BOD5 可達 1020mg/L，它的缺點是工藝路線長，工藝構筑物及設備多而復雜，運行管理困難，運行費用高?；钚晕勰嗫煞譃楹醚趸钚晕勰嗪蛥捬躅w?；钚晕勰唷?活性污泥法的工藝流程是液流有回流的推流式。初次沉淀后的廢水與二沉池回流的活性污泥混合后進入曝氣池，大約曝氣 6 小時，進水與回流污泥通過擴散曝氣或機械曝氣作用進行混合。流動過程中，有機物經(jīng)過吸附、絮凝和氧化作用等作用被去除。一般地，從曝氣池流出的混合液在二沉池沉淀后，沉淀池內的活性污泥以進水量的 25～50%返回曝氣池（即污泥回流比為 25～50%） 。這種方法常用于低濃度生活污水處理，對沖擊負荷很敏感。生化需氧量（BOD 5）的去除率達 85～95%。工藝分類方法按微生物對氧的要需求，生物法可分為好氧、厭氧、缺氧3類；按微生物的生長方式分懸浮生長、固著生長、混合生長3類；此外，還可以按操作條件（負荷、溫度、連續(xù)性）和用途分類。影響因素有：1）入流水質水量：BOD 5：N：P=100：5：12）混合液懸浮固體濃度（MLSS ）：包括活細胞、無活性又難降解的內源代謝殘留物、有機物和無機物，前三類有機物約占固體的成分的 75﹪～85﹪ 。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量，但測定較麻煩。對給定的廢水，MLVSS /MLSS 介于 ～ 之間。3）有機負荷：有進水負荷和去除負荷兩種，前者指單位重量的活性污泥在單位時間內要保證一定的處理效果才能承受的有機物的量；后者指單位重量的活性污泥在單位時間內去除的有機物量。有時也用單位曝氣池容積作為基準。4）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。用新增污泥替換原有污泥所需時間稱為泥齡 θc。5）混合液溶解氧濃度6）水溫：在一定范圍內，隨著溫度升高，生化反應速率加快，增值速率也快；另一方面細胞組織入蛋白質、核酸等對溫度很敏感，溫度突升并超過一定的限度時，會產(chǎn)生不可逆的破壞。各類微生物適應的溫度范圍見下表：表 222 各類微生物適應的溫度范圍類別 最低溫度/℃ 最適溫度/℃ 最高溫度/℃高溫型 30 50～60 70～80中溫型 10 30～40 50常溫型 5 15～30 40低溫型 10 5～10 307） pH 值：一般好氧微生物的最適宜 pH=～；pH ﹤ 時，真菌占優(yōu)勢，引起污泥膨脹；另一方面，微生物的活動也會影響混合液的 pH 值。8）曝氣池和二沉池的水力停留時間9）二沉池的水力表面負荷、固體表面負荷和出水溢流堰負荷。 活性污泥質量衡量指標活性污泥法的處理效果取決于活性污泥的數(shù)量和性能。衡量活性污泥質量的指標主要有：①污泥濃度；②污泥沉降比 SV；③污泥體積指數(shù) SVI； ④活性污泥的耗氧速率； ⑤污泥的沉降速度；⑥活性污泥的生物相；⑦粒度和顏色等。性能良好的活性污泥外觀呈黃褐色，粒徑 ～，比表面積 20～100cm2/ml，含水率在 99%以上，相對密度 ～，SV=15%～30%，SVI=50～150。. 工藝特征有機污染物在曝氣池內的降解，經(jīng)歷了第一階段的吸附和第二階段代謝的完整過程，活性污泥也經(jīng)歷了一個從池端的對數(shù)增長，經(jīng)減速增長到池末端的內源呼吸期的完全生長周期。 存在的問題有：1）曝氣池首端有機污染物負荷高，好氧速度也高，為了避免由于缺氧形成厭氧狀態(tài)，進水有機物負荷不宜過高，為達到一定的去污能力，需要曝氣池容積大，占用的土地較多，基建費用高；2）好氧速度沿池長是變化的，而供氧速度難于與其相吻合、適應，在池前段可能出現(xiàn)好氧速度高于供氧速度的現(xiàn)象，池后段又可能出現(xiàn)溶解氧過剩的現(xiàn)象，對此，采用漸減供氧放式，可一定程度上解決這些問題；3）對進水水質、水量變化的適應性較低，運行效果易受水質、水量變化的影響。（2）氧化溝 氧化溝處理技術是 20 世紀 50 年代有荷蘭人首創(chuàng)。60 年代以來，這項技術在國外已被廣泛采用，工藝及構筑物有了很大的發(fā)展和進步。隨著對該技術缺點（占地面積大）的克服和對其優(yōu)點的逐步深入認識，目前已成為普遍采用的一項污水處理技術。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，氧化溝內不僅可完成碳源的氧化，還可實行脫氮，成為 A/O 工藝，由于氧化溝內活性污泥已經(jīng)好氧穩(wěn)定，可直接濃縮脫水，不必厭氧消化。氧化溝污水處理技術已被公認為一種成功的革新的活性污泥法工藝，與傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)相比較，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和空氣擴散器，不建厭氧硝化系統(tǒng)，運行管理方便；2） 處理效果穩(wěn)定，出水水質好；3） 基建投資省，運行費用低；4） 污泥量少，污泥性質穩(wěn)定；5） 具有一定承受水量、水質沖擊負荷的能力；6） 占地面積少。污水處理廠的基建投資和運行費用與各廠的污水濃度和建設條件有關，但在同等條件下的中、小型污水廠，氧化溝比其他方法低，據(jù)國內眾多已建成的氧化溝污水處理廠的資料分析，當進水 BOD5 在 120180mg/L 時，單方基建投資約為 700900 元/（m 3d） ，運行成本為 元/m 3 污水。 設計方案的確定由以上資料，經(jīng)過簡單的分析比較，氧化溝工藝具有明顯優(yōu)勢，故采用氧化溝工藝。 工藝流程確定說明：由于不采用池底空氣擴散器形成曝氣，故格柵的截污主要對水泵起保護作用，擬采用中格柵，而提升水泵房選用螺旋泵，為敞開式提升泵。為減少柵渣量，格柵柵條間隙已擬定為 。曝氣沉砂池可以克服普通平流沉砂池的缺點：在其截流的沉砂中夾雜著一些有機物，對被有機物包裹的沙粒，截流效果也不高，沉砂易于腐化發(fā)臭，難于處置。故采用曝氣沉砂池。本設計不采用初沉池，原則上應根據(jù)進水的水質情況來確定是否采用初沉池。但考慮到后面的二級處理采用生物處理，即氧化溝工藝。初沉池會除去部分有機物，會影響到后面生物處理的營養(yǎng)成分，即造成 C/N 比不足。因此不予考慮。擬用卡羅塞爾氧化溝，去除 COD 與 BOD 之外，還應具備硝化和一定的脫氮作用，以使出水 NH3 低于排放標準，故污泥負荷和污泥泥齡分別低于 d 和高于。氧化溝采用垂直曝氣機進行攪拌，推進，充氧，部分曝氣機配置變頻調速器，相應于每組氧化溝內安裝在線 DO 測定儀，溶解氧訊號傳至中控室微機，給微機處理后再反饋至變頻調速器，實現(xiàn)曝氣根據(jù) DO 自動控制為了使沉淀池內水流更穩(wěn)定（如避免橫向錯流、異重流對沉淀的影響、出水束流等） 、進出水更均勻、存泥更方便，常采用圓形輻流式二沉池。向心式輻流沉淀池采用中心進水，周邊出水，多年來的實際和理論分析，認為此種形式的輻流沉淀池，容積利用率高，出水水質好。設計流量 Q= 萬 m3/d= m3/h，回流比 R=。PAM 外運污泥回流污水粗格柵 泵房 細格柵 曝氣沉砂池Caroussel 氧化溝配水井污泥泵房二沉池巴士計量曹污泥濃縮池 污泥脫水車間集水井排放鼓風機房圖 1 設計流程圖 污水處理廠工藝設計 粗格柵池格柵是由一組平行的金屬柵或篩網(wǎng)制成，安裝在污水管道上、泵房集水井的進口處或污水處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，如纖維、碎皮、毛發(fā)、果皮、蔬菜、塑料制品等。粗格柵的作用是攔截較大的懸浮物或者漂浮物，以保護水泵。（1）運行參數(shù)設計流量 Q= m3/h 柵前水深：柵前流速 v1=，過柵流速 v2=柵條寬度 s=，格柵間隙 e=25mm格柵傾角 α=60176。（2）設計結果柵槽總長度 L=