【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ...43第一章 設(shè)計(jì)概況 設(shè)計(jì)依據(jù)和設(shè)計(jì)原則 原始依據(jù)城市生活污水處理廠初步設(shè)計(jì)（1）依據(jù)資料：國(guó)家及地方有關(guān)環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)和技術(shù)政策；污水水質(zhì)水量情況通過分析確定；中華人民共和國(guó)《給排水設(shè)計(jì)規(guī)范》1997 年版，《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》（中國(guó)建筑工業(yè)出版社，）和《環(huán)境工程手冊(cè)水污染防治卷》（張自杰主編，高等教育出版社，1996 年）；同類污水工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。（2）城市概況JJ地處東徑113 o57—116o53,北緯28 o4730o06。全境東西長(zhǎng)270公里,南北寬140公里,總面積18823平方公里,%,其中市區(qū)規(guī)劃面積715平方公里,建成區(qū)面積48平方公里.、 生活污水處理廠設(shè)計(jì) JJ地勢(shì)東西高,中部低,南部略高,向北傾斜,平均海拔32米(市區(qū)海拔20米),修水九嶺山海撥1794米,為JJ最高峰,星子縣蛤蟆石附近的鄱陽湖底,米,%,%,湖泊占18%,耕地,俗稱六山二水分半田,半分道路和莊園. JJ地處中亞熱帶向北亞熱帶過渡區(qū),年平均氣溫1617176。C。年降雨量13001600毫米,其中40%以上集中在第二季度。年無霜期239266天,年平均霧日在16天以下. 設(shè)計(jì)原則嚴(yán)格遵守國(guó)家及地方有關(guān)環(huán)保法律法規(guī)和技術(shù)政策；考慮綜合給水排水系統(tǒng)，總體設(shè)計(jì)布局合理；貫徹經(jīng)濟(jì)性與可靠性并重的設(shè)計(jì)原則，在達(dá)到給定設(shè)計(jì)情況下，合理降低工程造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用，提高工程效益，同時(shí)最大限度地提高系統(tǒng)的可靠性；采用技術(shù)先進(jìn)，運(yùn)行可靠，操作管理簡(jiǎn)便的工藝，使先進(jìn)性和可靠性有機(jī)地結(jié)合起來；在總體規(guī)劃指導(dǎo)下，結(jié)合實(shí)際情況，盡量減少投資和占地；在工程設(shè)計(jì)中貫徹節(jié)能的原則，最大限度地降低污水的處理成本；最大限度地降低二次污染。 設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求（1）根據(jù)水量水質(zhì)條件和設(shè)計(jì)資料，設(shè)計(jì)二級(jí)污水處理廠一座。建議該污水處理廠生物處理工藝采用氧化溝技術(shù)，處理水質(zhì)達(dá)到96年國(guó)家污水綜合排放二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。（2）完成一套完整的設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。說明書應(yīng)包括：污水水量的計(jì)算；設(shè)計(jì)方案對(duì)比論證；污水、污泥處理工藝流程確定；污水、污泥處理單元構(gòu)筑物的詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算，并配相應(yīng)的單線草圖；廠區(qū)總平面布置說明；污水廠環(huán)境保護(hù)方案；污水處理工程建設(shè)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)初步分析等。 （3）完成以下初步設(shè)計(jì)圖紙：污水處理廠總平面布置圖；污水、污泥處理系統(tǒng)高程布置圖；主要構(gòu)筑物（沉砂池、二沉池、污泥濃縮池）各1張；氧化溝的平面及剖面施工圖；工藝流程圖 1張?？偣矆D紙5張，其中計(jì)算機(jī)繪圖至少1張。生活污水處理廠設(shè)計(jì)（4）按照學(xué)校要求完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。 設(shè)計(jì)目的隨著經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人民生活水平的提高，對(duì)生態(tài)環(huán)境的要求日益提高，要求越來越多的污水處理后達(dá)標(biāo)排放。在全國(guó)乃至世界范圍內(nèi)，正在興建及待建的污水廠也日益增多。有學(xué)者曾根據(jù)日處理污水量將污水處理廠分為大、中、小三種規(guī)模：日處理量大于10萬m 3為大型處理廠， 110m3萬為中型污水處理廠，小于1萬m 3的為小型污水處理廠。近年來，大型污水處理廠建設(shè)數(shù)量相對(duì)減少，而中小型污水廠則越來越多。如何搞好中、小型污水處理廠，特別是小型污水廠，是近幾年許多專家和工程技術(shù)人員比較關(guān)注的問題。 通過城市中小型污水處理廠工藝的選擇、設(shè)計(jì)，培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生利用所學(xué)到的水污染控制理論，系統(tǒng)的掌握污水處理方案比較、優(yōu)化，各主要構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算，主要設(shè)備造型包括格柵、提升泵、鼓風(fēng)機(jī)、曝氣器、污泥脫水機(jī)、砂水分離器、刮泥機(jī)、水下攪拌器、淹沒式循環(huán)泵、加藥設(shè)備、消毒設(shè)備等，以及平面布置和高程計(jì)算。然后根據(jù)所確定的工藝和計(jì)算結(jié)果，繪制污水處理廠總平面布置圖，管線總平面布置圖、工藝流程圖及各主要構(gòu)筑物圖。 設(shè)計(jì)任務(wù) 工程規(guī)模城市污水包括生活污水和工業(yè)廢水兩部分。根據(jù)當(dāng)?shù)厝丝跀?shù)量、工業(yè)發(fā)展情況及所產(chǎn)的污水量，工程規(guī)模定為 。3120/md 進(jìn)水水質(zhì)表11 進(jìn)水水質(zhì)5BODCSS 4NH??190 240 230 30Table 11 .Influent water 出水要求要求經(jīng)過處理后，要求出水水質(zhì)達(dá)到96年國(guó)家污水綜合排放二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。表12 出水水質(zhì)（mg/L）生活污水處理廠設(shè)計(jì)5BODCSS 4NH??20 50 20 8Table 11 Effluent water表13 96年國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)（mg/L ）5BODCSS 4NH??30 120 30 25Table 1 3 96 national emission standards for two第二章 工藝流程的確定 城市生活污水處理的現(xiàn)狀和發(fā)展世界任何國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，都會(huì)推進(jìn)社會(huì)進(jìn)步、促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力得到提高，使人民生活得到進(jìn)一步改善，但是也隨之帶來不同程度的環(huán)境污染。污水也是造成環(huán)境污染的來源之一。這個(gè)污染源的出現(xiàn)引起了世界各國(guó)政府的關(guān)注，治理水污染環(huán)境的課題被列入世界環(huán)保組織的工作日程。中國(guó)政府歷來重視環(huán)保治理工作，敬愛的周恩來總理曾提出了“全面規(guī)劃，合理布局，綜合利用，化害為利，依靠群眾，大家動(dòng)手，保護(hù)環(huán)境，造福人民”32字方針，歷屆政府提出根治海河、三河三湖的治理的要求。由于各界政府的高度重視，我國(guó)的污水處理事業(yè)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，但是我們要清醒的看到，我國(guó)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的步伐很快，特別是改革開放的20年鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的誕生使我國(guó)的企業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，有些企業(yè)在追求經(jīng)濟(jì)效益時(shí)忽視了社會(huì)、環(huán)境效益，若長(zhǎng)此下去將帶來環(huán)境受到嚴(yán)重污染的后患。為此當(dāng)今環(huán)境污染的治理不能停留在各級(jí)政府的重視，而要深化到全民族每位公民環(huán)保意識(shí)的提高。我們不僅要達(dá)到經(jīng)濟(jì)發(fā)展了，生活水平提高了，還要做到經(jīng)濟(jì)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展，生活的質(zhì)量不斷提高。為此我們要喚起民眾為21世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，為人類健康的生存，為子孫后代留下優(yōu)質(zhì)的環(huán)境而努力完成自己的責(zé)任。 當(dāng)前存在的問題（1）污水處理廠建設(shè)資金的短缺； （2）污水處理廠運(yùn)行經(jīng)費(fèi)不能到位； 生活污水處理廠設(shè)計(jì)（3）進(jìn)口設(shè)備的維修及設(shè)備備件的開發(fā)；（4）污水處理工藝選擇有一陣風(fēng)的現(xiàn)象，不結(jié)合本地區(qū)的實(shí)際情況選熱門工藝；（5）污水處理后的再生水得不到充分的利用；（6）污泥沒有真正達(dá)到無害化，沒有最終處置的途徑； （7）污水處理廠沒有除臭裝置。 今后的發(fā)展趨勢(shì)（1）經(jīng)濟(jì)發(fā)展與污水處理事業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展； （2）扶植國(guó)內(nèi)環(huán)保產(chǎn)業(yè)（污水處理行業(yè)）的發(fā)展； （3）多方籌資加速污水處理廠的建設(shè)，以最短的時(shí)間控制、治理已造成污染的水環(huán)境； （4）改變污水處理行業(yè)的運(yùn)營(yíng)機(jī)制，由事業(yè)型向企業(yè)經(jīng)營(yíng)型轉(zhuǎn)變； （5）加強(qiáng)污水處理工藝選擇參謀機(jī)制，為各地區(qū)污水處理廠建設(shè)的工藝審查把關(guān)；（6）政府應(yīng)給予污水處理行業(yè)優(yōu)惠的政策；（7）再生水回用； （8）污泥最終處置要向無害化、資源化方向邁進(jìn)； （9）建設(shè)環(huán)保型的污水處理廠； （10）環(huán)保要從娃娃抓起，提高全民水的憂患意識(shí)。 污水處理中生物方法的比較 適合于中小型的污水處理廠的脫氮除磷工藝（1）概論按《城市污水處理和污染防治技術(shù)政策》要求推薦，20萬t/d規(guī)模大型污水廠一般采用常規(guī)活性污泥法工藝，1020萬t/d污水廠可以采用常規(guī)活性污泥法、氧化溝、SBR、AB法等工藝，小型污水廠還可以采用生物濾池、水解好氧法工藝等。對(duì)脫氮除磷有要求的城市，應(yīng)采用二級(jí)強(qiáng)化處理，如A 2 /O工藝，A/O 工藝，SBR及其改良工藝，氧化溝工藝，以及水解好氧工藝，生物濾池工藝等。 由于該設(shè)計(jì)對(duì)脫氮除磷有要求故選取二級(jí)強(qiáng)化處理?？晒┻x取的工藝：A/O工藝，A 2/O工藝，SBR 及其改良工藝，氧化溝工藝。 A/O工藝、A2/O工藝、各種氧化溝工藝、SBR工藝這些從活性污泥法派生生活污水處理廠設(shè)計(jì)出來的工藝都可以實(shí)現(xiàn)除碳、除氮、除磷三種流程的組合，都是比較實(shí)用的脫氮除磷工藝。 在上述各種脫氮除磷工藝中，對(duì)中小污水廠來講，比較有發(fā)展前途的工藝是SBR工藝、氧化溝工藝。因?yàn)檫@兩種工藝一般都不設(shè)初沉池，SBR工藝和合建式氧化溝工藝也不需要二沉池和污泥回流設(shè)施，因此，水、泥處理流程大為簡(jiǎn)化，可以達(dá)到占地少、能耗低、投資省、運(yùn)行管理方便的目的，符合當(dāng)前污水處理工藝合建、簡(jiǎn)化發(fā)展的總趨勢(shì)。采用延時(shí)曝氣的SBR工藝和氧化溝工藝產(chǎn)生的剩余污泥已經(jīng)基本達(dá)到好氧穩(wěn)定，剩余污泥經(jīng)過濃縮脫水后就可以直接應(yīng)用于農(nóng)田、填埋或者焚燒，不需要搞污泥消化，因此建設(shè)、運(yùn)轉(zhuǎn)的費(fèi)用大為減少，這一點(diǎn)對(duì)中小城鎮(zhèn)污水廠來說，是非常有吸引力的。（2）氧化溝工藝的特點(diǎn)、各種形式和適用條件嚴(yán)格地說，氧化溝不屬于專門的生物脫氮除磷工藝。但是隨著氧化溝技術(shù)的發(fā)展，它早已超出原先的實(shí)踐范圍，出現(xiàn)了一系列脫氮除磷技術(shù)與氧化溝技術(shù)相結(jié)合的污水處理工藝流程。按照運(yùn)行方式，氧化溝可以分為連續(xù)工作式、交替工作式和半交替工作式。連續(xù)工作式氧化溝，如帕斯韋爾氧化溝、卡魯塞爾氧化溝。奧貝爾氧化溝在我國(guó)應(yīng)用比較多，這些氧化溝通過設(shè)置適當(dāng)?shù)娜毖醵?、厭氧段、好氧段都能取得較好的除磷脫氮效果。連續(xù)工作式氧化溝又可分為合建式和分建式。 交替工作式氧化溝一般采用合建式，多采用轉(zhuǎn)刷曝氣，不設(shè)二沉池和污泥回流設(shè)施。交替工作式氧化溝又可分為單溝式、雙溝式和三溝式，交替式氧化溝兼有連續(xù)式氧化溝和SBR工藝的一些特點(diǎn)，可以根據(jù)水量水質(zhì)的變化調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)刷的開停，既可以節(jié)約能源，又可以實(shí)現(xiàn)最佳的除磷脫氮效果。氧化溝一般呈環(huán)形溝渠形式，平面多為橢圓型或圓形，總長(zhǎng)為90~600m，池壁多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，也可按土質(zhì)情況挖成邊坡為1：，以100mm素混凝土做護(hù)砌而成。通常用管渠從水面上進(jìn)水，出水設(shè)可調(diào)堰。多采用轉(zhuǎn)刷或曝葉輪曝氣，溝深取決于曝氣裝置，一般為2~6m，水平流速為~，在水流的作用下保持活性污泥處于懸浮狀態(tài)，整個(gè)氧化溝處在內(nèi)源呼吸階段，屬于延時(shí)曝氣法。氧化溝具有以下特點(diǎn)：，運(yùn)行管理方便。氧化溝工藝不需要初沉池和污泥消化池。有些類型氧化溝還可以和二沉池合建，省去污泥回流系統(tǒng)。 生活污水處理廠設(shè)計(jì)，處理效果好。氧化溝的BOD平均處理水平可達(dá)到95%左右。 、水質(zhì)的沖擊負(fù)荷，對(duì)濃度較高的工業(yè)廢水有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。這主要是由于氧化溝水力停留時(shí)間長(zhǎng)、泥齡長(zhǎng)和循環(huán)稀釋水量大。 、性質(zhì)穩(wěn)定。由于氧化溝泥齡長(zhǎng)，一般為20～30 d。污泥在溝內(nèi)已好氧穩(wěn)定，所以污泥產(chǎn)量較少，污泥不經(jīng)消化也容易脫水，故污泥處理費(fèi)用較低?？梢酝ㄟ^氧化溝中曝氣機(jī)的開關(guān)，創(chuàng)造好氧、缺氧環(huán)境達(dá)到除磷脫氮目的，脫氮效率一般＞80%。但要達(dá)到較高的除磷效果則需要采取另外措施。 、運(yùn)行費(fèi)用低。和傳統(tǒng)活性污泥法工藝相比，在去除BOD、去除BOD 和NH3 N及去除BOD和脫氮三種情況下，基建費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用都有較大降低，特別是在去除BOD和脫氮情況下更省。同時(shí)統(tǒng)計(jì)表明在規(guī)模較小的情況下，氧化溝的基建投資比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省更多。，臭味較小。同時(shí)只需要最低限度的機(jī)械設(shè)備，增加了污水處理廠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性。，曝氣強(qiáng)度可以調(diào)節(jié)，并具有推流式流態(tài)的某些特征。 SBR 工藝和氧化溝工藝的比較如前所述，SBR工藝和氧化溝工藝都比較適合于中小型污水廠，如果設(shè)計(jì)管理的好，都可以取得比較好的除磷脫氮效果。但是這兩種工藝又各有優(yōu)缺點(diǎn)，分別適用于不同的情況。（1）SBR工藝由于采用合建式，不需要設(shè)置二沉池，同時(shí)由于采用微孔曝氣，可以采用的水深一般為4～6m，比一般氧化溝的水深 (3～4m) 要深，因此在同樣的負(fù)荷條件下，SBR 工藝的占地面積小，如果污水處理廠所在地的征地費(fèi)用比較高，對(duì)SBR工藝有利。（2）SBR工藝中一個(gè)周期的沉淀時(shí)間是由活性污泥界面的沉速、MLSS濃度、水溫等因素確定的，渾水時(shí)間是由潷水器的長(zhǎng)度、上清液的潷除速率等因素決定的，對(duì)于一個(gè)固定的反應(yīng)系統(tǒng)，沉淀時(shí)間和潷水時(shí)間的和基本上是固定的，一般都不應(yīng)小于2小時(shí)，因此，每個(gè)周期的時(shí)間短，反應(yīng)時(shí)間所占的比例就生活污水處理廠設(shè)計(jì)低，反應(yīng)池的體積利用系數(shù)降低。對(duì)于對(duì)污泥穩(wěn)定要求不高的污水廠，選擇SBR工藝不利。(合建式氧化溝工藝也有這個(gè)缺點(diǎn) )。 （3）SBR工藝和交替式氧化溝需要頻繁地開停進(jìn)水閥門，曝氣設(shè)備，潷水器等，因此，對(duì)自控設(shè)備的要求比較高。目前，某些國(guó)產(chǎn)設(shè)備的質(zhì)量尚不過關(guān)，如果考慮進(jìn)口，自控系統(tǒng)所占的投資比例將增加，而且將增大維修費(fèi)用。 （4）在寒冷的氣候條件下，因?yàn)楸砻嫫貧馄鲿?huì)造成表面冷卻或者結(jié)冰，降低污水的溫度，而污水的溫度降低，對(duì)生化反應(yīng)尤其是硝化反應(yīng)的影響較大，所以，在寒冷地區(qū)，采用氧化溝工藝，需要采取一些特殊措施，如將氧化溝加蓋，而這些措施都使氧化溝工藝在和其它工藝競(jìng)爭(zhēng)中，處于不利的地位。 （5）在一些水量非常小的小城鎮(zhèn)，夜間幾乎沒有污水產(chǎn)生，這時(shí)候SBR工藝和交替式氧化溝工藝有優(yōu)越性，曝氣設(shè)備可以白天運(yùn)轉(zhuǎn)，夜間停止運(yùn)行。 氧化溝較普通活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)與普通活性污泥法相比，氧化溝具有以下特征：（1） 化溝在流態(tài)上介于推流式和完全混合式之間，局部流態(tài)為推流式，整體處在完全混合狀態(tài)，同時(shí)具有這兩種混合方式的某些特點(diǎn)。（2） 力停留時(shí)間和污泥齡較長(zhǎng)，懸浮有機(jī)物和溶解有機(jī)物可同時(shí)得到較徹底的降解，產(chǎn)泥量少，剩余污泥已得到高度穩(wěn)定，不需設(shè)置初沉池，污泥不需進(jìn)行厭氧消化。（3） 與二沉池合建為一體的氧化溝以及交替運(yùn)行的氧化溝可以不設(shè)二沉池，處理流程更加簡(jiǎn)單。（4） 因省去了初沉池、消化池，有時(shí)還可省去二沉池和污泥回流設(shè)施，污水處理廠總占地面積不僅沒有增加，反而有所減少。（5） 具有推流式流態(tài)的特征，溶解氧沿池長(zhǎng)方向形成濃度梯度，產(chǎn)生好氧、缺氧和厭氧條件，通過系統(tǒng)合理設(shè)計(jì)與控制可以取得很好的脫氮除磷效果。（6） 污水在氧化溝中