【文章內容簡介】 明書應包括工程設計的主要原始資料、方案比較以及各單體構筑物選型的分析說明、工藝設計計算與有關簡圖等。要求內容系統完整、計算正確、論述簡潔明了、文理通順、書寫工整、裝訂整齊。說明書一般應在 2 萬字左右。 3. 設計圖紙應能較準確地表達設計意圖，圖面力求布局合理正確清晰，符合制圖標準，專業(yè)規(guī)范及有關規(guī)定，用工程字注文。 四、設計原始資料 污水水量、水質 （ 1）設計規(guī)模 7 設計日平均污水流量 Q=150000m3/d； 日變化系數 Kd=，總變化系 數 Kz=。 （ 2）進水水質 CODCr =500mg/L， BOD5 =300mg/L， SS = 300mg/L， TN = 41 mg/L ,NH3N = 35mg/L， TP=污水處理要求污水經過二級處理后應符合以下具體要求： CODCr ≤ 100mg/L， BOD5≤ 20mg/L， SS≤ 20mg/L， TN≤ 15mg/L， TP≤ 。 處理工藝流程 污水擬采用 A/A/O 工藝處理。 氣象資料 該市地處內陸中緯度地帶，屬暖溫帶大陸性季風氣候。年平均氣溫 9~℃ ，最熱月平均氣溫 ~℃，最冷月 ?~?℃。極端最高氣溫 36℃，極端最低氣溫?℃。年日照時數 2045 小時。 多年平均降雨量 577 毫米，集中于 9 月，占總量的 50~60%，受季風環(huán)流影響，冬季多北風和西北風， 夏季多南風或東南風，市區(qū)全年主導風向為東北風，頻率為 18%，年平均風速 米 /秒。 污水排水接納河流資料： 該污水廠的出水直接排入廠區(qū)外部的河流，其最高洪水位（ 50 年一遇）為，常水位為 ，枯水位為 。 設計 水量 設計水量見表 11 8 表 11 設計用水量 項目 設計用水量 m3/d m3/h L/s 平均日水量 30550 最大日水量 33605 最大日最大 時水量 39715 一級處理以主要去除 SS 為主 取 as=45g/人 d, C=245mg/l 則： Nss=331045 1030 55 0245 ? ?? =166328（人） 二級處理以主要去除 BOD5 為主 取 as=30g/人 d, C=220mg/l 則： NBoD=331030 1030 550220 ? ?? =224033（人） 處理程度 進水及出水水質 表 12進水及出水水質 BOD5 (mg/L) COD CR(mg/L) SS(mg/L) NH3N (mg/L) TP (mg/L) 9 進水 220 455 245 38 出水 ≦ 20 ≦ 100 ≦ 20 ≦ 15 ≦ 去除率 E=00CCC e? 100% 式中： C0—— 進水物質濃度； Ce—— 出水物質濃度。 (1)BOD5 去除率： E= 22020220? 100%=%； (2)CODcr 去除率： E= 455100455? 100%=%； (3)SS 去除率 ： E= 24520245? 100%=%； (4)NH3N去除率 ： E= 381538? 100%=%； (5)TP 去除率 ： E= ? 100%=%。 10 2 城市污水處理方案的確定 確定污水處理方案的原則 確定污水處理方案的原則： （ 1）應采用先進的技術設備，要求經濟合理，安全可靠，出水水質好； （ 2）污水廠的處理構筑物要求布局合理，建設投資少，占地少 ,自動化程度高； （ 3）為確保處理效果，采用成熟可靠的工藝流程和處理構筑物； （ 4）污水處理采用生物處理，污泥脫水采用機械脫水并設事故干化廠；污水采用 季節(jié)性消毒； （ 5） 提高管理水平，保證運轉中最佳經濟效果；充分利用沼氣作為燃料。 污水處理方案的確定 根據測量的水量、水質和環(huán)境容量降低的結論確定污水及污泥處理應達到的標準，本節(jié)對其處理工藝流程進行方案篩選，并通過論證選擇合理的污水及污泥處理工藝流程。 污水處理路線的選擇 我國城市污水處理在建國四十多年來取得是很大的成就，污水處理技術隨著水污染控制與環(huán)境治理的實踐，在吸取國外技術經驗的同時，初步形成了一些適用的技術路線，對于大規(guī)模污水處理廠來說，主要指氧化塘處理和土地處理法，它們都具有運行費用低，外加能源消耗少及管理簡單的優(yōu)點，在我國一些城市也被因地制宜的采用。 許多國 家都在為節(jié)省污水處理的能耗費用尋求新技術、新設備或對傳統流程改革更新，在我國也有許多正在進行實驗和已經開始采用，改革更新的活性污泥法流程和技術，如 AB兩段曝氣法、氧化溝、 A/O 脫氮工藝、 A2/O同步脫氮除磷工藝、微孔曝氣、純氧曝氣、深井曝氣、分段曝氣等都各自具有不同的優(yōu)點。 結合本工程的具體情況我認為采用傳統活性污泥法或對傳統活性污泥法進行改造的人工生 11 物凈化的技術路線是比較合適的、可行的。 污水處理工藝流程方案介紹與比較 SBR 法 SBR 法早在 20 世紀初已開發(fā)，由于人工管理繁瑣 未予推廣。此法集進水、曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四個或三個池子構成一組，輪流運轉，一池一池地間歇運行，故稱序批式活性污泥法?，F在又開發(fā)出一些連續(xù)進水連續(xù)出水的改良性 SBR 工藝，如 ICEAS 法、 CASS 法、 IDEA 法等。這種一體化工藝的特點是工藝簡單，由于只有一個反應池，不需二沉池、回流污泥及設備，一般情況下不設調節(jié)池，多數情況下可省去初沉池，故節(jié)省占地和投資，耐沖擊負荷且運行方式靈活，可以從時間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，實現除磷脫氮的目的。 SBR法中曝氣池兼具沉淀的作用，厭氧、好氧也在同 一池進行。其運行操作由流入、反應、沉淀、排放、待機五個工序組成。通過調節(jié)每個工序的時間，可達到除磷脫氮的效果。 優(yōu)點： 工藝系統組成簡單，不設二沉池，無污泥回流設備；耐沖擊負荷，一般不用設置調節(jié)池；反映推動力大，易于得到優(yōu)于連續(xù)流系統的出水水質；運行操作靈活，通過適當調節(jié)各單元的狀態(tài)可達到脫氮除磷的效果；污泥沉淀性能好， SVI 值較低，能有效的防治絲狀菌膨脹；各項運行指標和各操作階段可通過計算機加以控制，便于自控運行，易于維護管理。 但因每個池子都需要設曝氣和輸配水系統，采用潷水器及控制系 統，間歇排水水頭損失大，池容的利用率不理想，因此，一般來說并不太適用于大規(guī)模的城市污水 出水 過濾 前處理 SBR 反應器 12 處理廠。 曝氣生物濾池 (BAF 工藝） 曝氣生物濾池是 90 年代初興起的污水處理新工藝，已在歐美和日本等發(fā)達國家廣為流行。該工藝具有去除 SS 、 COD 、 BOD 、硝化、脫氮、除磷、去除 AOX （有害物質）的作用 其特點是集生物氧化和截留懸浮固體與一體，節(jié)省了后續(xù)沉淀池 (二沉池 ) ，其容積負荷、水力負荷大，水力停留時間短，所需基建投資少，出水水質好：運行能耗低，運行費用省。 曝氣生物濾池，相當于在曝氣 池中添加供微生物棲附的填 (濾 )料，在填料下鼓氣，是具有活性污泥特點的生物膜法。曝氣生物濾池 (BAF)70 年代末起源于歐洲大陸，已發(fā)展為法、英等國設備制造公司的技術和設備產品。 優(yōu)點： （ 1）總體投資省，包括機械設備、自控電氣系統、土建和征地費； （ 2）占地面積小，通常為常規(guī)處理工藝占地面積的 80% ，廠區(qū)布置緊湊，美觀； （ 3）處理出水質量好，可達到中水水質標準或生活雜用水水質標準； （ 4）工藝流程短，氧的傳輸效率高，供氧動力消耗低，處理單位污水的電耗低； （ 5）過濾速度高，處理負荷大大高于常規(guī)處理 工藝； 缺點： 曝氣生物濾池運行維護較復雜，尤其是填料的反洗與更換，從而導致運行費用也較高。 MBR 工藝 膜 生物反應器工藝（ MBR 工藝）是膜分離技術與生物技術有機結合的新型廢水處理技術。它利用膜分離設備將生化反應池中的活性污泥和大分子有機物質截留住，省掉二沉池?；钚晕勰酀舛纫虼舜蟠筇岣撸νＡ魰r間（ HRT）和污泥停留時間（ SRT） 13 可以分別控制，而難降解的物質在反應器中不斷反應、降解。因此，膜 生物反應器工藝通過膜分離技術大大強化了生物反應器的功能。與傳統的生物處理方法相比，具有生化效率高、抗負荷沖擊能力強、出水水質穩(wěn)定、占地面積小、排泥周期長、易實現自動控制等優(yōu)點，是目前最有前途的廢水處理新技術之一。 優(yōu)勢： （ 1）出水水質好； （ 2）工藝參數易于控制，能實現 HRT與 SRT 的完全分離； （ 3）設備緊湊，省掉二沉池，占地少； （ 4）剩余污泥產量少； （ 5）有利于增殖緩慢的硝化細菌的截留、生長和繁殖； （ 6）克服了常規(guī)活性污泥法中容易發(fā)生污泥膨脹的弊端； （ 7）系統可采用 PLC 控制，易于實現全程自動化； 缺點： MBR 工藝造價相對較高，為普 通污水處理工藝的 倍。國產膜片質量較差、使用時間較短，進口膜片價格過高，運行維護及更換費用較高。 氧化溝工藝 工藝流程如下： 格柵 沉砂池 氧化溝 二沉池 進水 出水 回流污泥 剩余污泥 污泥處置 MBR 池 前處理 反硝化池 出 水SHU水 14 氧化溝是活性污泥法的一種變形，其池體狹長，故稱為氧化溝。氧化溝有多種構造型式，典型的有： A：卡羅塞式； B：奧巴爾型； C：交替工作式氧化溝； D：曝氣— 沉淀一體化氧化溝。 氧化溝技術已廣泛應用于大中型城市污水處理廠，其規(guī)模從每日幾百立方米至幾萬立方米，工藝日趨完善，其構造型式也越來越多。 特點： 進出水裝 置簡單；污水的流態(tài)可看成是完全混合式，由于池體狹長，又類似于推流式； BOD 負荷低，處理水質良好；污泥產率低，排泥量少；污泥齡長，具有脫氮的功能 優(yōu)點： 氧化溝內循環(huán)流量很大，對不易降解的有機物也有較好的處理效果。處理效果穩(wěn)定可靠，于氧化溝的水力停留時間和泥齡都很長，懸浮物、有機物在溝內可獲得較徹底的降解?；钚晕勰喈a量少且趨于穩(wěn)定，一般可不設初沉池和污泥消化池，簡化了處理流程，減少了處理構筑物，使其基建費用和運行費用都低于一般活性污泥法。承受水質、水量、水溫能力強，出水水質好。 缺點 氧化溝運行管理費用高；氧 化溝溝體占地面積大。綜上所述：在本次設計中采用DE 型氧化溝工藝。 改良型 A2/O 工藝 其工藝流程如下： 15 對 A2/O 工藝的改進： 將回流污泥分兩點加入，減少加入到厭氧段的回流污泥量，從而減少進入厭氧段硝酸鹽和 DO，在保證總的污泥回流比為 60%— 100%的情況下，一般到厭氧段的回流污泥比為 10%，既可滿足磷的需要，而其余的回流污泥回流到缺氧段以保證 N 的需要；A2/O工藝系統中剩余污泥含 P 量較高，在其消化過程中 P 回重新釋放和溶出。同時由于剩余污泥沉淀性能好，所以可取消池消化泥 ，直接經濃縮后作為肥料使用。在硝化好氧段，污泥負荷率應小于 d ，而在除 P厭氧段污泥負荷率應在d 以上。 氧化溝工藝 工藝流程如下： 工藝特點： 氧化溝又名氧化渠或循環(huán)曝氣池，其本特征是曝氣池呈封閉的溝渠形。污水和活格柵 沉砂池 初沉池 厭氧池 缺氧池 好氧池 二沉池 進水 出水 回流污泥 回流混合液 回流污泥 格柵 沉砂池 氧化溝 二沉池 進水 出水 回流污泥 剩余污泥 剩余污泥 16 性污泥的混合液在其中不停地循環(huán)流動，屬于延時曝氣法。氧化溝處理系統的構造形式較多，有圓形或馬蹄形的，有平行多渠道形式以側渠作為 二沉池的，有將二沉池建在渠上或單獨分建的等等， 其供氧和水流動力都是靠提升曝氣設備，這種設備分為早期使用的水平中心軸旋轉葉輪和后來出現的卡魯塞爾氧化溝所用的垂直或帶葉片的曝氣器，由于氧化溝水深較淺（一般 3 米左右），而流程較長，可以按照曝氣器前作缺氧與曝氣器后作富氧段的方式設計運行，提供兼氧菌與好氧菌交替作用的條件，在缺氧段脫硝，在好氧段除碳源需氧量及達到脫 N的目的。 優(yōu)點： 氧化溝內循環(huán)流量很大，對不易降解的有機物也有較好的處理效果。處理效果穩(wěn)定可靠，于氧化溝的水力停留時間和泥齡都很長，懸浮物、有機物在溝內可獲得較徹底的降解。活性污泥產量少且趨于穩(wěn)定 ，一般可不設初沉池和污泥消化池，簡化了處理流程，減少了處理構筑物，使其基建費用和運行費用都低于一般活性污泥法。承受水質、水量、水溫能力強，出水水質好。 缺點： 氧化溝運行管理費用高；氧化溝溝體占地面積大。綜上所述：在本次設計中采用DE 型氧化溝工藝。 傳統活性污泥法 這是以活性污泥法處理城市污水的典型工藝