【正文】 ......................................................................................................... 40 設(shè)計(jì)計(jì)算 ......................................................................................................... 41 計(jì)量堰 ................................................................................................. 41 泥回流泵房 ....................................................................................... 42 濃縮池 ............................................................................................... 42 泥脫水間 ........................................................................................... 42 ........................................................................................... 43 水廠工程造價(jià) .................................................................................... 43 計(jì)算依據(jù) ........................................................................................................ 43 單項(xiàng)構(gòu)筑物工程造價(jià)計(jì)算 ............................................................................ 43 污水處理成本計(jì)算 ............................................................................ 45 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................... 46 城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計(jì)（生物脫氮除磷工藝） _水污染課程設(shè)計(jì) 選題背景 第 3頁 (共 47頁 ) 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計(jì)（生物脫氮除磷工藝） 1．設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)任務(wù) 根據(jù)所給的其他原始資料 ,設(shè)計(jì)污水處理廠 ,具體內(nèi)容包括 : (1)確定污水處理廠的工藝流程 ,選擇處理構(gòu)筑物并通過計(jì)算確定其尺寸； (2)畫出污水廠的工藝流程圖內(nèi)容； (3)編寫設(shè)計(jì)說明書、計(jì)算書。 二、設(shè)計(jì)資料 （ 1）原始資料 該城鎮(zhèn)要求設(shè)計(jì)城市污水處理廠一座，設(shè)計(jì)污水處理規(guī)模 6萬 m3/d，資料顯示經(jīng)由城鎮(zhèn)下水道系統(tǒng)集中起來的污水，稱為城鎮(zhèn)污水。 （ 2）設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)： BOD5 = 250 mg/L， TSS = 300 mg/L， VSS =240 mg/L， TN=60 mg/L，NH3N=40 mg/L， TKN=58 mg/L， TP=6 mg/L。 城市自然狀況 氣候 :大陸行季風(fēng)氣候 主導(dǎo)風(fēng)向 :西北風(fēng) 污水處理廠廠區(qū)概況 該污水處理廠為新建污水廠 ,根據(jù)規(guī)劃位于城市下游 ,城市海拔高度 ,規(guī)劃用地長寬分別為 :350mx200m,場(chǎng)地平整 .污水廠進(jìn)水口位于廠區(qū)西南角 ,進(jìn)水污水管的標(biāo)高為 。目前用于處理城市污水的主要工藝有 A2/O 工藝、 CASS 工藝、氧化溝工藝，這幾年來，隨著對(duì)出水水質(zhì)要求的不斷提高，處理工藝也在原有基本工藝的基礎(chǔ)上有了進(jìn)一步的發(fā)展，改革，使工藝更完善、高效。 （ b） 污水處理工藝選擇的關(guān)鍵是各個(gè)工藝階段之間、各個(gè)工藝及其配套的輔助設(shè)備的協(xié)調(diào)性問題，設(shè)備的發(fā)展推動(dòng)了工藝的進(jìn)步，工藝的進(jìn)步又反過來帶動(dòng)了設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展。 （ c）目前，我國的城市污水處理已經(jīng)初具規(guī)模，但對(duì)剩余污泥的處置一直停留在填埋的階段 。 剩余 污泥中含有大量的水分，豐富的有機(jī)物及 N， P， K等營養(yǎng)元素，同時(shí)還 可能 含有重金屬元素及病原菌 等 有害物質(zhì)。 目前，由于對(duì) 污泥的處理并沒有做到無害化， 僅是簡單填埋，這對(duì)當(dāng)?shù)?的土壤環(huán)境造成了嚴(yán)重的 破壞。大大減輕了城市水資 源利用的壓力。 根據(jù)可持續(xù)發(fā)展理論和生態(tài)平衡關(guān)系，處于系統(tǒng)循環(huán)中的東西才是不滅的，所以不論是污泥處理，還是污水回用，讓其回到原有的系統(tǒng)中是最佳的終極處理辦法。 城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計(jì)（生物脫氮除磷工藝） _水污染課程設(shè)計(jì) 選題背景 第 5頁 (共 47頁 ) 工程概況 設(shè)計(jì)名稱 ：某城鎮(zhèn) 6萬 m3/d 污水處理廠設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)規(guī)模 ：日處理城鎮(zhèn)污水 6萬 m3，包括生活污水和城市工業(yè)廢水 處理工藝 ：主要處理工藝為奧貝爾氧化溝 設(shè)計(jì)內(nèi)容 ：污水處理廠一座 ，及其他附屬建筑物，包括綜合樓、配電室、鍋爐房、傳達(dá)室、食堂、浴室、籃球廠等。、 污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模及污水水質(zhì) 設(shè)計(jì)規(guī)模 某城市污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為 6萬 m3/d。 污水水質(zhì)及污水處理程度 進(jìn)水水質(zhì) ： BOD5 = 250 mg/L， TSS = 300 mg/L， VSS =240 mg/L， TN=60 mg/L， NH3N=40 mg/L， TKN=58 mg/L， TP=6 mg/L。 城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計(jì)（生物脫氮除磷工藝） _水污染課程設(shè)計(jì) 選題背景 第 6頁 (共 47頁 ) 污水處理廠工藝設(shè)計(jì) 污水處理工藝流程設(shè)計(jì)應(yīng)按照以下要求進(jìn)行。 （ 2）要盡量采用成熟的、先進(jìn)的、可靠的、效率高的處理技術(shù)。 （ 4）要充分利用和回收能源。 （ 5）設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮節(jié)能、節(jié)水。設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量較少用水，并考慮經(jīng)過處理后重復(fù)循環(huán)利用。 （ 1）此廢水具有如下特點(diǎn)： 廢水 N、 P含量較高，出水 N、 P應(yīng)符合要求。 （ 2）針對(duì)以上特點(diǎn)，要求污水處理系統(tǒng)應(yīng)該具有以下功能： （ a）具備一定的脫 N除 P功能，使出水 N、 P達(dá)標(biāo)； （ b）使污水處 理過程中產(chǎn)生的剩余污泥基本達(dá)到穩(wěn)定。為了使本工程選擇最合理的處理工藝，有必要按使用條件，排除不適用的處理工藝后，再對(duì)可以采取的處理工藝方案進(jìn)行對(duì)比和選擇。在設(shè)計(jì)可行性分析階段，對(duì)氧化溝工藝， A2/O 工藝和 CASS 工藝的比較分析： （ a） A2/O 工藝 一般在 A2/O工藝中，為同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫 N除 P的要求，必須滿足如下條件： BOD5/TKN=58 實(shí)際進(jìn)水中： BOD5/TKN=170/60=5 城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計(jì)（生物脫氮除磷工藝） _水污染課程設(shè)計(jì) 選題背景 第 7頁 (共 47頁 ) BOD5/TP≥ 15 BOD5/TP=170/=37≥ 15 通過比較 ,采用傳統(tǒng) A2/O 工藝，脫 N所需碳源不足，影響脫 N 效果，為此采用倒置A2/O 工藝。 （ b） CAST 工藝 該工藝是在 SBR 工藝基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，增加了厭氧段、缺氧段，可實(shí)現(xiàn)脫 N 除 P。 （ c）氧化溝工藝 氧化溝工藝目前在城市污水處理方面應(yīng)用最為廣泛，處理工藝成熟，結(jié)構(gòu)、設(shè)備簡單，管理運(yùn)行費(fèi)用低。多座反應(yīng)池交替運(yùn)行保持進(jìn)、出水連續(xù) 連續(xù)進(jìn)水，連續(xù)出水。 在氧化溝中完成有機(jī)物降解，在沉淀池中進(jìn)行泥水分離，需設(shè)獨(dú)立的沉淀池和刮泥系統(tǒng)。 氧化溝系統(tǒng)三個(gè)溝道的 DO 值呈 012的梯次變化，脫氮效果好，除磷效果一般。 較長的固體停留時(shí)間，可抵抗沖擊負(fù)荷。 采用表面曝氣，設(shè)有轉(zhuǎn)碟曝氣設(shè)備，轉(zhuǎn)碟分點(diǎn)布置；設(shè)備少，管理簡單，維護(hù)量小，但能耗較高。 設(shè)備少且經(jīng)久耐用，控制管理簡單。 耗電量較大，運(yùn)行費(fèi)用較高。 自控系統(tǒng)編程工作量較小， PLC 硬件費(fèi)用低，自動(dòng)化水平較低，勞動(dòng)強(qiáng)度較高，對(duì)操作人員的素質(zhì)要求較低，總設(shè)備費(fèi)用較低。與 A2/O法比較，可不設(shè)初沉池，沒有混合液內(nèi)回流系統(tǒng)，由于污泥相對(duì)好氧穩(wěn)定，一般不設(shè)污泥的厭氧消化系統(tǒng)。 氧化溝的水力停留時(shí)間較長，污泥 泥齡較長，具有延時(shí)曝氣的特點(diǎn)，懸浮有機(jī)物在溝內(nèi)可獲得較徹底的降解，污泥在溝內(nèi)達(dá)到相對(duì)好氧穩(wěn)定，剩余污泥量少，根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，氧化溝不再設(shè)污泥厭氧消化處理系統(tǒng)，剩余活性污泥只須經(jīng)機(jī)械濃縮、脫水即可利用或污泥后處置，簡化了污泥后序處理程序。 （ c）轉(zhuǎn)碟曝氣，混合效率較高，水流在溝內(nèi)的速度最高可達(dá) — ，在溝道使水流能快速進(jìn)行有氧、無氧交換，交換次數(shù)可達(dá) 500— 1000 次，可同時(shí)進(jìn)行有機(jī)物的降解和氮的硝化、反硝化，并可有效的去 除污水中的磷。 （ d）污水進(jìn)入氧化溝，可以得到快速的有效的混合，由于池容較大，緩沖稀釋能力強(qiáng)，耐高流量，高濃度的沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，具有完全混合式和推流式曝氣池的雙重優(yōu)勢(shì)，對(duì)難降解有機(jī)物去除率高，出水水質(zhì)穩(wěn)定。 城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計(jì)（生物脫氮除磷工藝） _水污染課程設(shè)計(jì) 選題背景 第 9頁 (共 47頁 ) （ f）曝氣轉(zhuǎn)碟由高強(qiáng)度玻璃鋼制成，使用壽命可達(dá) 20年以上，獨(dú) 特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使其具有較高的混合和充氧能力，新型轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)可以使氧化溝的工作水深達(dá)到 米以上。 而 A2/O法所用的鼓風(fēng)曝氣設(shè)備使用壽命短，目前市場(chǎng)上的曝氣器一般正常使用 2~3年左右，而且會(huì)隨著使用時(shí)間的增長效率降低。 通過對(duì)以上三種工藝的比較，可以看出，這三種工藝都能達(dá)到要求，各具優(yōu)勢(shì)， 但考慮到城市現(xiàn)狀和對(duì)工作人員的要求，最終選擇工藝成熟、應(yīng)用廣泛的氧化溝工藝作為此污水處理廠污水生化處理主體工藝。污水在溝內(nèi)轉(zhuǎn)折巡回流動(dòng)，處于完全混合狀態(tài)，有機(jī)物不斷得以去除。單溝氧化溝的平均溶解氧維持在 2mg/L 左右，加之單點(diǎn)供氧強(qiáng)度過大，耗氧較高。 （ b）三溝式氧化溝 三溝式氧化溝工藝有兩個(gè)邊溝，一個(gè)中溝，當(dāng)一個(gè)曝氣時(shí)，另外兩個(gè)作為沉淀池使用。缺點(diǎn)：進(jìn)、出水方向，溢流堰的起閉及轉(zhuǎn)刷的開動(dòng)于停止必須設(shè)自動(dòng)控制系統(tǒng)；自控系統(tǒng)要求管理水平高，稍有故障就會(huì)嚴(yán)重影響氧化溝正常工作。 （ c）一體化氧化溝 一體化氧化溝就是 將沉淀池建在氧化溝內(nèi)，即氧化溝的一個(gè)溝內(nèi)設(shè)沉淀槽，在沉淀池兩側(cè)設(shè)隔板，底部設(shè)一導(dǎo)流板。一體化氧化溝將曝氣、沉淀功能集于一體，免除了污泥回流系統(tǒng)，但其結(jié)構(gòu)有待進(jìn)一步完善。在各溝道橫跨安裝有不同數(shù)量轉(zhuǎn)碟氣機(jī)，進(jìn)行供氧兼有較強(qiáng)的推流攪拌作用。 外溝道的供氧量通常為總供氧量的 50%左右，但 80%以上的 BOD5可以在外溝道中去除。一般情況下 ，可以節(jié)省電耗 20%左右。中溝道起到互補(bǔ)調(diào)節(jié)作用，提高了運(yùn)行的可靠性和可控性。 對(duì)于每個(gè)溝道內(nèi)來講，混合液的流態(tài)為完全混合式，對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量的變化具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力；對(duì)于三個(gè)溝道來講，溝道與溝道之間的流態(tài)為推流式，且具有完全不同溶解氧濃度和污泥負(fù)荷。 不同工藝的處理效果與其所配套的附屬設(shè)備是分不開的，往往是新設(shè)備的產(chǎn)生、發(fā)展帶動(dòng)了工藝的改革，使其處理優(yōu)越性得以突現(xiàn)。通過改變曝氣機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向、浸水深度、轉(zhuǎn)速和開停數(shù)量，可以調(diào)整其供氧能力和電耗水平。另一方面，由于轉(zhuǎn)碟直徑達(dá) ，并在碟片最大切線區(qū)設(shè)置 T形推流和切割葉片，增強(qiáng)切割氣泡，推動(dòng)混合液的能力。實(shí)踐證明，在水深為5m ， 在不需要水下推進(jìn)器時(shí)， 氧化溝 池底流速仍可達(dá) 。這是曝氣轉(zhuǎn)碟和奧貝爾城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計(jì)（生物脫氮除磷工藝） _水污染課程設(shè)計(jì) 選題背景 第 11頁 (共 47頁 ) 溝型所獨(dú)具的優(yōu)點(diǎn)。在使用普通活性污泥法時(shí)，內(nèi)溝道用于曝氣，外溝道用于需氧消化；使用接觸穩(wěn)定和分段曝氣時(shí)，是把進(jìn)水和回流污泥引入相應(yīng)的溝道中；為了保證高質(zhì)量而穩(wěn)定的處理效果和減少污泥量，需要進(jìn)行硝化時(shí)采延時(shí)曝氣模式 。 污水處理所產(chǎn)生的剩余污泥必須按照減量化，無害化的原則進(jìn)行妥善安全的處理、處置。選擇帶式濃縮壓濾一體機(jī)，泥餅含固率高，能耗底，可連續(xù)運(yùn)行，生 產(chǎn)效率高。經(jīng)壓濾機(jī)壓濾后的泥餅含水率一般小于 85%，可以直接外運(yùn)處理。總平面布置應(yīng)該具有布置緊湊、用地節(jié)省、工藝流程合理、功能明確、運(yùn) 輸通暢、動(dòng)力區(qū)接近負(fù)荷中心、工程管線短捷、管理方便等特點(diǎn)。 細(xì)格柵 進(jìn)水 砂水分離器 粗格柵 泵房 曝氣沉砂池 氧化溝 配水井 二沉池 回流污泥泵房 接觸消毒池 出水 柵渣收 集裝置 柵渣外運(yùn) 污泥濃縮池 回流污泥 污泥脫水機(jī) 泥餅外運(yùn) 出砂外運(yùn) 剩余污泥泵房 剩余污泥 城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計(jì)（生物脫氮除磷工藝） _水污染課程設(shè)計(jì) 選題背景 第 13頁 (共 47