【文章內(nèi)容簡介】 ...43第一章 設計概況 設計依據(jù)和設計原則 原始依據(jù)城市生活污水處理廠初步設計（1）依據(jù)資料：國家及地方有關環(huán)境保護法律法規(guī)和技術政策；污水水質水量情況通過分析確定；中華人民共和國《給排水設計規(guī)范》1997 年版，《給水排水設計手冊》（中國建筑工業(yè)出版社，）和《環(huán)境工程手冊水污染防治卷》（張自杰主編，高等教育出版社，1996 年）；同類污水工程實踐經(jīng)驗。（2）城市概況JJ地處東徑113 o57—116o53,北緯28 o4730o06。全境東西長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.、 生活污水處理廠設計 JJ地勢東西高,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. 設計原則嚴格遵守國家及地方有關環(huán)保法律法規(guī)和技術政策；考慮綜合給水排水系統(tǒng)，總體設計布局合理；貫徹經(jīng)濟性與可靠性并重的設計原則，在達到給定設計情況下，合理降低工程造價和運行費用，提高工程效益，同時最大限度地提高系統(tǒng)的可靠性；采用技術先進，運行可靠，操作管理簡便的工藝，使先進性和可靠性有機地結合起來；在總體規(guī)劃指導下，結合實際情況，盡量減少投資和占地；在工程設計中貫徹節(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。 設計內(nèi)容和要求（1）根據(jù)水量水質條件和設計資料，設計二級污水處理廠一座。建議該污水處理廠生物處理工藝采用氧化溝技術，處理水質達到96年國家污水綜合排放二級標準。（2）完成一套完整的設計計算說明書。說明書應包括：污水水量的計算；設計方案對比論證；污水、污泥處理工藝流程確定；污水、污泥處理單元構筑物的詳細設計計算，并配相應的單線草圖；廠區(qū)總平面布置說明；污水廠環(huán)境保護方案；污水處理工程建設的技術經(jīng)濟初步分析等。 （3）完成以下初步設計圖紙：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，其中計算機繪圖至少1張。生活污水處理廠設計（4）按照學校要求完成畢業(yè)設計論文。 設計目的隨著經(jīng)濟飛速發(fā)展，人民生活水平的提高，對生態(tài)環(huán)境的要求日益提高，要求越來越多的污水處理后達標排放。在全國乃至世界范圍內(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數(shù)量相對減少，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人員比較關注的問題。 通過城市中小型污水處理廠工藝的選擇、設計，培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)學生利用所學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，各主要構筑物結構設計與參數(shù)計算，主要設備造型包括格柵、提升泵、鼓風機、曝氣器、污泥脫水機、砂水分離器、刮泥機、水下攪拌器、淹沒式循環(huán)泵、加藥設備、消毒設備等，以及平面布置和高程計算。然后根據(jù)所確定的工藝和計算結果，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筑物圖。 設計任務 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?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 進水水質表11 進水水質5BODCSS 4NH??190 240 230 30Table 11 .Influent water 出水要求要求經(jīng)過處理后，要求出水水質達到96年國家污水綜合排放二級標準。表12 出水水質（mg/L）生活污水處理廠設計5BODCSS 4NH??20 50 20 8Table 11 Effluent water表13 96年國家二級排放標準（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)展世界任何國家的經(jīng)濟發(fā)展，都會推進社會進步、促進工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力得到提高，使人民生活得到進一步改善，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。這個污染源的出現(xiàn)引起了世界各國政府的關注，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，大家動手，保護環(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，我國的污水處理事業(yè)得到了長足的發(fā)展，但是我們要清醒的看到，我國工農(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)的誕生使我國的企業(yè)結構發(fā)生了變化，有些企業(yè)在追求經(jīng)濟效益時忽視了社會、環(huán)境效益，若長此下去將帶來環(huán)境受到嚴重污染的后患。為此當今環(huán)境污染的治理不能停留在各級政府的重視，而要深化到全民族每位公民環(huán)保意識的提高。我們不僅要達到經(jīng)濟發(fā)展了，生活水平提高了，還要做到經(jīng)濟與環(huán)境保護協(xié)調發(fā)展，生活的質量不斷提高。為此我們要喚起民眾為21世紀可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)，為人類健康的生存，為子孫后代留下優(yōu)質的環(huán)境而努力完成自己的責任。 當前存在的問題（1）污水處理廠建設資金的短缺； （2）污水處理廠運行經(jīng)費不能到位； 生活污水處理廠設計（3）進口設備的維修及設備備件的開發(fā)；（4）污水處理工藝選擇有一陣風的現(xiàn)象，不結合本地區(qū)的實際情況選熱門工藝；（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（1）經(jīng)濟發(fā)展與污水處理事業(yè)協(xié)調發(fā)展； （2）扶植國內(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，以最短的時間控制、治理已造成污染的水環(huán)境； （4）改變污水處理行業(yè)的運營機制，由事業(yè)型向企業(yè)經(jīng)營型轉變； （5）加強污水處理工藝選擇參謀機制，為各地區(qū)污水處理廠建設的工藝審查把關；（6）政府應給予污水處理行業(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； （9）建設環(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。 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。對脫氮除磷有要求的城市，應采用二級強化處理，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。 由于該設計對脫氮除磷有要求故選取二級強化處理。可供選取的工藝：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計出來的工藝都可以實現(xiàn)除碳、除氮、除磷三種流程的組合，都是比較實用的脫氮除磷工藝。 在上述各種脫氮除磷工藝中，對中小污水廠來講，比較有發(fā)展前途的工藝是SBR工藝、氧化溝工藝。因為這兩種工藝一般都不設初沉池，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施，因此，水、泥處理流程大為簡化，可以達到占地少、能耗低、投資省、運行管理方便的目的，符合當前污水處理工藝合建、簡化發(fā)展的總趨勢。采用延時曝氣的SBR工藝和氧化溝工藝產(chǎn)生的剩余污泥已經(jīng)基本達到好氧穩(wěn)定，剩余污泥經(jīng)過濃縮脫水后就可以直接應用于農(nóng)田、填埋或者焚燒，不需要搞污泥消化，因此建設、運轉的費用大為減少，這一點對中小城鎮(zhèn)污水廠來說，是非常有吸引力的。（2）氧化溝工藝的特點、各種形式和適用條件嚴格地說，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的發(fā)展，它早已超出原先的實踐范圍，出現(xiàn)了一系列脫氮除磷技術與氧化溝技術相結合的污水處理工藝流程。按照運行方式，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應用比較多，這些氧化溝通過設置適當?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，多采用轉刷曝氣，不設二沉池和污泥回流設施。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，可以根據(jù)水量水質的變化調節(jié)轉刷的開停，既可以節(jié)約能源，又可以實現(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，總長為90~600m，池壁多為鋼筋混凝土結構，也可按土質情況挖成邊坡為1：，以100mm素混凝土做護砌而成。通常用管渠從水面上進水，出水設可調堰。多采用轉刷或曝葉輪曝氣，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)，整個氧化溝處在內(nèi)源呼吸階段，屬于延時曝氣法。氧化溝具有以下特點：，運行管理方便。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)。 生活污水處理廠設計，處理效果好。氧化溝的BOD平均處理水平可達到95%左右。 、水質的沖擊負荷，對濃度較高的工業(yè)廢水有較強的適應能力。這主要是由于氧化溝水力停留時間長、泥齡長和循環(huán)稀釋水量大。 、性質穩(wěn)定。由于氧化溝泥齡長，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，故污泥處理費用較低?？梢酝ㄟ^氧化溝中曝氣機的開關，創(chuàng)造好氧、缺氧環(huán)境達到除磷脫氮目的，脫氮效率一般＞80%。但要達到較高的除磷效果則需要采取另外措施。 、運行費用低。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，基建費用和運行費用都有較大降低，特別是在去除BOD和脫氮情況下更省。同時統(tǒng)計表明在規(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。同時只需要最低限度的機械設備，增加了污水處理廠正常運轉的安全性。，曝氣強度可以調節(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，如果設計管理的好，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，分別適用于不同的情況。（1）SBR工藝由于采用合建式，不需要設置二沉池，同時由于采用微孔曝氣，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用比較高，對SBR工藝有利。（2）SBR工藝中一個周期的沉淀時間是由活性污泥界面的沉速、MLSS濃度、水溫等因素確定的，渾水時間是由潷水器的長度、上清液的潷除速率等因素決定的，對于一個固定的反應系統(tǒng)，沉淀時間和潷水時間的和基本上是固定的，一般都不應小于2小時，因此，每個周期的時間短，反應時間所占的比例就生活污水處理廠設計低，反應池的體積利用系數(shù)降低。對于對污泥穩(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缺點 )。 （3）SBR工藝和交替式氧化溝需要頻繁地開停進水閥門，曝氣設備，潷水器等，因此，對自控設備的要求比較高。目前，某些國產(chǎn)設備的質量尚不過關，如果考慮進口，自控系統(tǒng)所占的投資比例將增加，而且將增大維修費用。 （4）在寒冷的氣候條件下，因為表面曝氣器會造成表面冷卻或者結冰，降低污水的溫度，而污水的溫度降低，對生化反應尤其是硝化反應的影響較大，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爭中，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，這時候SBR工藝和交替式氧化溝工藝有優(yōu)越性，曝氣設備可以白天運轉，夜間停止運行。 氧化溝較普通活性污泥法的優(yōu)點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)，同時具有這兩種混合方式的某些特點。（2） 力停留時間和污泥齡較長，懸浮有機物和溶解有機物可同時得到較徹底的降解，產(chǎn)泥量少，剩余污泥已得到高度穩(wěn)定，不需設置初沉池，污泥不需進行厭氧消化。（3） 與二沉池合建為一體的氧化溝以及交替運行的氧化溝可以不設二沉池，處理流程更加簡單。（4） 因省去了初沉池、消化池，有時還可省去二沉池和污泥回流設施，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)合理設計與控制可以取得很好的脫氮除磷效果。（6） 污水在氧化溝中