【正文】 ，導(dǎo)致城市污水中 N、 P 濃度急劇增加，從而引起水體中溶解氧降低及水體富營(yíng)養(yǎng)化，同時(shí)影響了處理后污水的復(fù)用．所以，要求在城市污水處理過(guò)程中不僅要有效地去除 BOD 和 SS，而且要有效地脫氮除磷 [3]．八十年代以來(lái)，生物脫氮除磷工藝已成為現(xiàn)代污水處理的重大課題，特別是以厭氧－缺氧－好氧（ Anaerobic－ Anoxic－ aerobic，簡(jiǎn)稱(chēng) A2/O 工藝）系統(tǒng)的生物脫氮除磷工藝，因其特有的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)和環(huán)境效益，越來(lái)越 受到人們的高度重視。 工程概況 設(shè)計(jì) 原 始 資料 H 市是 浙江 省的重要工業(yè)城市之一。 H 市屬亞熱帶濕潤(rùn)性季風(fēng)氣候， 經(jīng)調(diào)查和咨詢(xún)，該城市的氣象資料見(jiàn)表 11： 表 11 污水處理廠所處城市氣象資料 年平均氣溫 ℃ 月平均最高氣溫 ℃ 月平均最低氣溫 ℃ 最高氣溫 39℃ 最低氣溫 45℃ 年平均降雨量 ㎜ 溫度在 10℃ 度以下 0 天 主風(fēng)向 東南風(fēng) 平均風(fēng)速 。廠區(qū)平均海拔高程 。 設(shè)計(jì)規(guī)模 根據(jù)該市 該地區(qū) 中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃， 2020 年城市人口 30 萬(wàn)， 2030 年城市人口43 萬(wàn)。 d（浙江屬于第三分區(qū)，居住建筑內(nèi)設(shè)有室內(nèi)給排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備，所以 q 為 110~150 L/人 d） ， 城市公共建筑污水量按城市生活污 水量的 30％計(jì)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化程度越來(lái)越高，人口也將隨之猛增， 人口的大量增加也將導(dǎo)致生活污水的大量增加，生活污染也將隨之加劇。 武漢紡織大學(xué)外經(jīng)貿(mào)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 3 污水廠的處理水量按最高日最高時(shí)流量，污水廠的日處理量為 10 萬(wàn)方。 進(jìn)出水水質(zhì) 該水經(jīng)處理以后，水質(zhì)應(yīng)符合 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB189182021)規(guī)定的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的 B 標(biāo)準(zhǔn) ，由于進(jìn)水不但含有 BOD5，還含有大量的 N， P 所以不僅要求去 BOD5 除還應(yīng)去除 水 中的 N， P 達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。目前，我國(guó)正處于城市污水處理事業(yè)的大發(fā)展時(shí)期，尤其隨著國(guó)家 可持續(xù)發(fā)展 戰(zhàn)略的實(shí)施，中國(guó)環(huán)境與生態(tài)保護(hù)已被提上首要議事日程。城市污水處理率已成為一個(gè)地區(qū)文明與否的一個(gè)重要標(biāo)志。處理工藝也從傳統(tǒng)活性污泥法、氧化溝工藝發(fā)展到 A/O、 A2/O、AB、 SBR（包括 CCAS 工藝）等多種工藝，以達(dá)到不同的出水要求。在我們大力引起國(guó)外先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，必須結(jié)合我國(guó)發(fā)展，尤其是當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，探索適合我國(guó)實(shí)際的城市污水處理系統(tǒng) [1]。我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需資金非常龐大，因此嚴(yán)格控制總投資對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)大有益處。運(yùn)行費(fèi)用是污水處理廠能否正常運(yùn)行的重要因素，是評(píng)判一套工藝優(yōu)劣的主要指標(biāo)之一。我 國(guó)人口眾多，人均土地資源極其緊缺。 （ 4）脫氮除磷效果 好 。我國(guó)最新實(shí)施的國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》也明確規(guī)定了適用于所有排污單位，非常嚴(yán)格地規(guī)定了磷酸鹽排放標(biāo)準(zhǔn)和氨氮排放標(biāo)準(zhǔn)。 常用城市污水生物處理技術(shù) 污水處理所采用的工藝技術(shù)是污水處理廠的核心部分，與進(jìn)水水質(zhì)、出水要求、處理量、投資大小等等因素密切相關(guān)。其中，生物膜法由于處理效率不高，衛(wèi)生條件較差，我國(guó)只有少數(shù)幾座生物膜法城市污水處理廠；而活性污泥法污水處理廠占絕大多數(shù)，其中使用最廣泛的主要有四種類(lèi)型 [6]：①傳統(tǒng)活性污泥工藝和其改進(jìn)型工藝；② AB 工藝；③ SBR 及其改進(jìn)工藝；④ 氧化溝及其改進(jìn)工藝。 該工藝不設(shè)初沉池，由污泥負(fù)荷較高的 A 段和污泥負(fù)荷較低的 B 段串聯(lián)組成，并分別有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)。但 A/B 法也存在污泥量大、構(gòu)筑物及設(shè)備較多，運(yùn)行管理復(fù)雜，脫氮除磷效果不理想的缺點(diǎn)。/d 污水處理武漢紡織大學(xué)外經(jīng)貿(mào)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 5 廠采用了該工藝。 SBR 技術(shù)的核心是 SBR 反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無(wú)污泥回流系統(tǒng)，該工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：出水水質(zhì)穩(wěn)定、水質(zhì)好；耐沖擊負(fù)荷；運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、自控水平高；占地面積小、造價(jià)低、操作靈活。美國(guó) Cnmdy3000m179。 （ 2） ICEAS 工藝 傳統(tǒng) SBR 是問(wèn)歇進(jìn)水，切換頻繁，并且至少需要兩池以上來(lái)回倒換，很不方便，于是出現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水的 ICEAS 工藝。在保持傳統(tǒng)的 SBR 工藝特點(diǎn)的同時(shí)，該工藝省去了問(wèn)歇進(jìn)水的麻煩。 （ 3） CAST 工藝 CAST 工藝是 SBR 工藝中脫氮除磷效率最好的一種，它對(duì) SBR 工藝最大的改進(jìn)是在反應(yīng)池前段 增加一個(gè)選擇段，污水首先進(jìn)入選擇段，與來(lái)自主反應(yīng)區(qū)的回流混合液混合，在厭氧條件下，選擇段相當(dāng)于前置厭氧池，為高效除磷創(chuàng)造了有利條件。加大充氧量，使主反應(yīng)區(qū)處于好氧工況，完成生物除磷反應(yīng)，并保證出水有足夠的溶解氧。/d 的 貴陽(yáng)市小河污水處理廠以及深圳、天津及云南的一武漢紡織大學(xué)外經(jīng)貿(mào)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 6 些污水處理廠都采用了該工藝。它由 3 個(gè)矩形池組成，其中外邊兩側(cè)的矩形池既可做曝氣池，又可做沉淀池，中 間 一個(gè)矩形池只做曝氣池。我國(guó)石家莊高新區(qū) 10 萬(wàn)m179。/d 污水處理廠 及廣西梧州污水處理廠均采用此工藝。 MSBR 是一種可連續(xù)進(jìn)水、高效的污水處理工藝，且簡(jiǎn)單、容積小、單池，易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。但 MSBR 的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各種設(shè)備較多，操作管理也比較麻煩，這些都有待進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)。 氧化溝工藝 氧化溝又稱(chēng)循環(huán)曝氣池、無(wú)終端曝氣池，是活性污泥法的一種變型，通常采用延時(shí)曝氣，在污水凈化的同時(shí)污泥得到穩(wěn)定處理。與活性污泥法相比，它具有處理工藝及構(gòu)筑物簡(jiǎn)單、無(wú)初沉池和污泥消化池 (一體式氧化溝還可以取消二沉池和污泥回流系統(tǒng) )、泥齡長(zhǎng)、剩余污泥少且容易脫水、處理效果穩(wěn)定等特點(diǎn)；但也存在著負(fù)荷低、占地大的缺點(diǎn)。/d 污水處理廠采用了該工藝。隨著《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB18918— 2021)的頒布實(shí)施，我國(guó)對(duì)城鎮(zhèn)污水處理廠的出水水質(zhì)，尤其是對(duì)出水的氮、磷指標(biāo)要求更加嚴(yán)格。天津紀(jì)莊子 30 萬(wàn) m179。/d 污水處理廠、沈陽(yáng)北部污水處理廠 40 萬(wàn) m179。/d 采用的均是活性污泥污水處理技術(shù)。用于除磷的 A/O 工藝的最主要特征是高負(fù)荷運(yùn)行、泥齡短、水力停留時(shí)間短；用 于脫氮的 A/O 工藝的負(fù)荷很低，泥齡長(zhǎng)、水力停留時(shí)間長(zhǎng)。/d 污水中的 20 萬(wàn) m179。 （ 3） A178。/O(厭氧／缺氧／好氧 )工藝同時(shí)具有脫氮除磷的效果，其工藝原理是磷在厭氧區(qū)被釋放，在好氧區(qū)被吸收，達(dá)到除磷目的；污染物在好氧區(qū)被氧化降解，去除 COD 和 BOD5，同時(shí)在硝化菌作用下，有機(jī)氮轉(zhuǎn)化的氨氮繼續(xù)轉(zhuǎn)化為亞硝酸氮和硝酸氮，含有硝酸氮的大量混合液回流到缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化脫氮。 A+A178。 工藝方案選擇的原則 污水處理工藝流程選擇是根據(jù)原水水質(zhì)、出水水質(zhì)要求，污水處理廠規(guī)模、污泥處置方法及當(dāng)?shù)氐臏囟取⒐こ痰刭|(zhì)、征地費(fèi)用、電價(jià)等實(shí)際條件和要求，選擇切實(shí)可行且經(jīng)濟(jì)合理的處理工藝方案，經(jīng)全面比較后優(yōu)選出最佳的總體工藝方案和實(shí)施方式。 （ 2） 采用的工藝投資省、污水處理廠占地面積小，能耗少，運(yùn)行費(fèi)用低。 （ 4） 所采用的工藝應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，能適應(yīng)一定的水質(zhì)、水量的變化。 （ 6） 污水處理工藝的確定應(yīng)與污泥處理和處置工藝的方式結(jié)合起來(lái)考慮，以保證污水處理廠排出的污泥應(yīng)易于處理和處置。 （ 8） 一般來(lái)說(shuō) , 大型城市污水處理廠（處理能力為 10 萬(wàn)～ 20 萬(wàn) m3/d）的優(yōu)選工藝是傳統(tǒng)活性污泥法及其改進(jìn)型 A/O 和 A2/O 法，與 SBR 工藝相比最大的優(yōu)勢(shì)就是能耗低、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用較低，污水廠規(guī)模越大，這種優(yōu)勢(shì)越明顯。 及流程 一、 計(jì)算 污水量 日 人 平均生活用水量 ： Q1=300000 =36000m3/d 工業(yè)廢水量 ： Q2=30000 m3/d 城市公共建筑 污水量 ： Q3=36000 =10800m3/d 污水總量 ： Q= Q1+ Q2+ Q3=36000+30000+10800=76800m3/d 轉(zhuǎn)化為 m3/s 為單位，即： 76800/（ 24 60 60） = m3/s 城市混合污水變化系數(shù)：日變化系數(shù) K 日 =，總變化系數(shù) Kz=。污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)各污染 物配比表見(jiàn)表 21。一般認(rèn)為 BOD5/CODCr ＞ 可生化性較 好， BOD5//CODCr ＜ 較難生化，BOD5//CODCr ＜ 不易生化。 （ 2） BOD5/TN （即 C/N）比值 C/N 比值是判別能否有效脫氮的重要指標(biāo)。理論上 BOD5/TN ＞ 時(shí)反硝化才能進(jìn)行；實(shí)際運(yùn)行材料表明 時(shí)才能使反硝化過(guò)程正常進(jìn)行；當(dāng) BOD5/TN =4～ 5 時(shí)，氨氮去除率＞ 80%，總氮的去除率＞ 60%。 （ 3） BOD5/TP 比值 該指標(biāo)是鑒別能否生物除磷的主要指標(biāo)。羥基丁酸）及糖原等有機(jī)顆粒的形式貯存于細(xì)胞內(nèi)，同時(shí)隨著聚磷酸鹽的分解，釋放磷；一旦進(jìn)入好氧環(huán)境，聚磷菌又可利用聚 167。進(jìn)水中的 BOD5是作為營(yíng)養(yǎng)物供除磷菌活動(dòng)的基質(zhì)，故 是衡量能否達(dá)到除磷的重要指標(biāo)，一般認(rèn)為該值要大于 20，比值越大，生物除磷效果越明顯。 武漢紡織大學(xué)外經(jīng)貿(mào)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 三 、 處理程度計(jì)算 （ 1） BOD 的去除效率 %%100160 20210 ????? （ 2） COD 的去除效率 %%100350 60350 ????? （ 3） SS 的去除效率 %%100150 20210 ????? （ 4） 氨氮的去除效率 %40%10025 1525 ????? （ 5） 總磷的去除效率 %%1004 ????? （ 6） 總氮的去處率 %%10035 2535 ????? 上述計(jì)算表明 BOD、 COD、 SS、 TP、 NH3N 去除率高，需要采樣三級(jí)處理（或深度處理）工藝。 進(jìn)水水質(zhì)濃度和對(duì)出水水質(zhì)的要求是選擇除磷脫氮工藝的一個(gè)重要因素。 根據(jù)原水水質(zhì)、出水要求、污水廠規(guī)模，污泥處置方法及當(dāng)?shù)販囟取⒐こ痰刭|(zhì)、電價(jià)等因素作慎重考慮 ，通過(guò)綜合分析比較常用城市污水生物處理工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)擬采用 A+A2/O 脫氮除磷工藝。因此宜選采用此方案來(lái)處理本次設(shè)計(jì)的污水。經(jīng)過(guò)生物降解之后的污水經(jīng)配水井流至二沉池，進(jìn)行泥水分離，二沉池的出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 GB189182021 的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中的 B 標(biāo)準(zhǔn)，即可排放。 主要構(gòu)筑物說(shuō)明 一、 格柵 格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在污水渠道上，泵房集水井的進(jìn)口處或污 水處理廠的端部，用以截流較大的懸浮物或漂浮物。本設(shè)計(jì)先設(shè) 中 格柵攔截較大的污染物，再設(shè)細(xì)格柵去除較小的污染物質(zhì)。 它 的功能是利用物理原理去除污水中密度較大的無(wú)機(jī)顆粒污染物 。采用曝氣式沉砂池可克服這一缺點(diǎn)。曝氣式沉砂池的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)調(diào)節(jié)曝氣量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率較穩(wěn)定，受流量變化的影響較小。 本設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)參數(shù)： L＝ 12m、 B＝ 、 H＝ ，有效水深 h=，水力停留時(shí)間 t=2min，曝氣量 q=，排渣時(shí)間間隔 T=1d。 四、 厭氧池 二級(jí)處理的主體構(gòu)筑物，是活性污泥的反應(yīng)器，即厭氧、缺氧、好氧反應(yīng)器。在厭氧條件下，聚磷菌釋放磷，武漢紡織大學(xué)外經(jīng)貿(mào)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 13 同時(shí)部分有機(jī)物發(fā)生水解酸化。 五 、 缺氧池 污水在厭氧反應(yīng)器與污泥 回流液 混合后再進(jìn)入缺氧反應(yīng)器，發(fā)生生物反硝化，同時(shí)去除部分 COD。 本設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)參數(shù)： L＝ 3 B＝ H＝ 7，有效水深： 6m，超高： 1m，污泥回流比 R=100%，水力停留時(shí)間 t=。在好氧作用下，異養(yǎng)微生物首先降解 BOD、同時(shí)聚磷菌大量吸收磷，隨著有機(jī)物濃度不斷降低，自養(yǎng)微生物發(fā)生硝化反應(yīng)，把氨氮降解成硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮。 七 、 二沉池 二次沉淀池的 主要 作用是泥水分離，使污泥初步濃縮，同時(shí)將分離的部分污泥回流到厭氧池 ，本法回流到缺氧預(yù)處理池 ，為生物處理提高接種微生物，并通過(guò)排放大部分剩余污泥實(shí)現(xiàn)生物除磷。其設(shè)計(jì)參數(shù)： D＝ 40m、 H＝ ，有效水深 h=，沉淀時(shí)間 t=。 設(shè)計(jì)規(guī)定及參數(shù)： （ 1） 進(jìn)泥含水率：當(dāng)為初次污泥時(shí)，其含水率一般為 95%～ 97%。 （ 2） 污泥固體負(fù)荷：負(fù)荷當(dāng)為初次污泥時(shí)，污泥固體負(fù)荷宜采用 80～武漢紡織大學(xué)外經(jīng)貿(mào)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 14 120kg/()當(dāng)為剩余污泥時(shí)，污泥固體負(fù)荷宜采用 30～ 60kg/()。 運(yùn)行參數(shù)： 設(shè)計(jì)流量：每座 302kg/d ，采用 2 座 進(jìn)泥濃度 進(jìn)泥含水率 % 出泥含水率 970% 泥斗傾角 60 度 高度 貯泥時(shí)間 16m 上部直徑 12m 濃縮池總高 泥斗容積 九、 消毒池 城市污水經(jīng)一級(jí)或二級(jí)處理后，改善水質(zhì)，細(xì)菌含量也大幅度減少，但仍存在有病原菌的可能，因此污水排放水體前應(yīng)進(jìn)行消毒。 污水處理廠常用消毒試劑： NaClO、液氯、 CaClO 等，其有效成分均為 次氯酸根 。 格柵 格柵斜置于泵站集水池進(jìn)水處，采用柵條型格柵，設(shè) 三 組 相同型號(hào)的格柵，其中 一 組為備用 ,過(guò)柵流速 v2=，格