【正文】 第四章 總結(jié) ...................................................................................................................... 54 致謝 ...................................................................................................................................... 55 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................................. 56 25000m3/d 氧化溝工藝城市污水處理廠設(shè)計(jì) 1 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書 水污染控制工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)題目 25000m3/d 城市污水處理廠設(shè)計(jì)（氧化溝法） 二、 原始資料 1. 設(shè)計(jì)流量 Q＝ 25000m3/d 2. 水質(zhì)情況： BOD5=300mg/L CODcr=500 mg/L SS=300 mg/L 氨氮 =40 mg/L 磷酸鹽 (以 P 計(jì) )=10 mg/L pH=6~9 三、出水要求 符合城市污水排放一級(jí) A 標(biāo)準(zhǔn)： BOD5≤ 20mg/L COD≤ 60 mg/L SS≤ 20mg/L 氨氮≤ 15mg/L 磷酸鹽（以 P 計(jì)）≤四、設(shè)計(jì)內(nèi)容 按照原始資料數(shù)據(jù)進(jìn)行處理方案的確定，擬定處理工藝流程，選擇各處理 構(gòu)筑物，說明選擇理由，進(jìn)行工藝流程中各處理單元的處理原理說明，論述其優(yōu)缺點(diǎn)，編寫設(shè)計(jì)方案說明書。 課程設(shè)計(jì) 25000m3/d 氧化溝工藝城市污水處理廠設(shè)計(jì) 學(xué)院 (部 )： 化學(xué)與生物工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 環(huán)境工程專業(yè) 09級(jí) 01班 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 曾 經(jīng) 趙文玉 2021 年 6 月 9 日 25000m3/d 氧化溝工藝城市污水處理廠設(shè)計(jì) 1 摘要： 本設(shè)計(jì)內(nèi)容為 25000m3/d 氧化溝工藝污水處理廠工藝設(shè)計(jì)，其處理對(duì)象主要為生活污水，要求城市污水經(jīng)處理后 ,符合城市污水排放一級(jí) A 標(biāo)準(zhǔn)。本污水處理廠工藝主要流程為：污水先進(jìn)水中格柵，后進(jìn)泵房與細(xì)格 柵，經(jīng)沉砂池后進(jìn)入二級(jí)處理，即 Orbal氧化溝池，然后由最終沉淀池沉淀出水；然后是污泥處理。 進(jìn)行各處理單元的去除效率估算；各構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)根據(jù)同類型污水的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)或參考有關(guān)手冊(cè)選用；各構(gòu)筑物的尺寸計(jì)算；設(shè)備選型計(jì)算、效益分析及投資估算。 、計(jì)算書 25000m3/d 氧化溝工藝城市污水處理廠設(shè)計(jì) 2 五、設(shè) 計(jì)成果 1 張（含土建、設(shè)備、管道、設(shè)備清單等） 1 張 （沉砂池、曝氣池、二沉池等）平面、剖面圖 1 張 、計(jì)算書一份 六、時(shí)間分配表（第 15~16 周） 序號(hào) 教學(xué)內(nèi)容 時(shí)間 備注 1 下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書 1 天（ 15 周周一） 2 設(shè)計(jì)計(jì)算 5 天（ 15 周周一～ 15 周周五） 3 繪制 CAD 設(shè)計(jì)圖紙 5 天（ 15 周周六～ 16 周周三） 4 編寫設(shè)計(jì)說明書，裝訂成冊(cè) 3 天（ 16 周周四～ 16 周周日） 5 總計(jì)時(shí)間 14 天 七、成績(jī)考核辦法 根據(jù)設(shè)計(jì)說明書、設(shè)計(jì)圖紙的質(zhì)量及平?？己饲闆r由指導(dǎo)教師按優(yōu)、良、中、及格、不及格評(píng)定成績(jī)。 主要設(shè)計(jì)依據(jù)及執(zhí)行規(guī)范 《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 （ GB38382021） 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 （ GB89782021） 《城市污水處理廠污泥排放標(biāo)準(zhǔn)》 （ CJ302593） 《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（ 2021 年版） （ GBJ500142021） 《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》（ 2021 年版） （ GBJ500132021） 《城市污水處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》 （ 2021 年修訂版 ） 三 、設(shè)計(jì)內(nèi)容和任務(wù) 1. 工藝流程選擇、方案確定； 2. 各污水構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算； 3. 氧化溝系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 4. 污泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算； 5. 繪制系統(tǒng)高程布置圖、平面布置圖各一張，主要單體構(gòu)筑物（沉砂池、初沉池、曝氣池、二沉池等）平面、剖面圖 1 張； 6. 編寫設(shè)計(jì)說明書及計(jì)算書。 （ 3）生化處理工藝選擇 根據(jù)課程設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)采用 Orbal 氧化溝工藝，污泥處理采用濃縮脫水工藝，選擇過濾消毒工藝。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： （ a） A2/O 法 A2/O 工藝亦稱 AAO 工藝，是英文 AnaerobicAnoxicOxic 第一個(gè)字母的簡(jiǎn)稱（生物脫氮除磷）。 A2/O 法的特點(diǎn)有： ① A2/O 法在去除有機(jī)碳污染物的同時(shí)，還能去除污水中的氮磷，與傳統(tǒng)活性污泥法二級(jí)處理后再進(jìn)行深度處理相比，不僅投資少、運(yùn)行費(fèi)用低，而且沒有大量的化 學(xué)污泥，具有良好的環(huán)境效益。 ③ A2/O 法工藝流程簡(jiǎn)單，總水力停留時(shí)間少于其他同樣功能的工藝，節(jié)省基建投資。 該工藝處理效率一般能達(dá)到： BOD5和 SS 為 90%~95%，總氮為 70%以上，磷為 90%左右，一般適用于要求脫氮除磷的大中型 城市污水 廠。 d)， B 段污泥負(fù)荷較低，為 ～ kgBOD5/(kgMLSS AB 工藝的優(yōu)點(diǎn)： 具有優(yōu)良的污染物去除效果，較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力，良好的脫氮除磷效果和投資及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較低等。 ② 系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。 ③ 有較好的脫氮除磷效果。運(yùn)行費(fèi)用低，耗電量低，可回收沼氣能源。 ② 當(dāng)對(duì)除磷脫氮要求很高時(shí)， A 段不宜按 AB 法的原來去處有機(jī)物的分配比去除BOD5 5%～ 60%，因?yàn)檫@樣 B 段曝氣池的進(jìn)水含碳有機(jī)物含量的碳 /氮比偏低，不能有效的脫氮。 總體而言， AB 法工藝適合于污水濃度高、具有污泥消化等后 續(xù)處理設(shè)施的大中規(guī)模的城市污水處理廠，有明顯的節(jié)能效果。 （ c） SBR 法工藝 SBR 是序列間歇式活性污泥法（ Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的簡(jiǎn)稱，是一種按間歇曝氣方式來運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。 25000m3/d 氧化溝工藝城市污水處理廠設(shè)計(jì) 7 SBR 工藝有以下特點(diǎn)： ① 生物反應(yīng)和沉淀池在一個(gè)構(gòu)筑物內(nèi)完成，節(jié)省占地，土建造價(jià)低。 ③ 污泥沉降性能好，不易發(fā)生污泥膨脹。 但傳統(tǒng)的 SBR 工藝除磷的效果不理想，主要表現(xiàn)在：對(duì)脫氮除磷處理要求而言，傳統(tǒng) SBR 工藝的基本運(yùn)行方式雖充分考慮了進(jìn)水基質(zhì)濃度及有毒有害物質(zhì)對(duì)處理效果的影響而采取了靈活的進(jìn)水方式，但由于這種考慮與脫氮或除磷所需要的環(huán)境條件相背，因而在實(shí)際運(yùn)行中往往削弱脫氮除磷效果。 表 1 生物處理方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 （ d）氧化溝工藝的選擇 ① 卡魯塞爾氧化溝 卡魯塞爾氧化溝是一種單溝環(huán)形氧化溝，主要采用表面曝氣機(jī)，兼有供氧和推流的方 案 技術(shù) 指標(biāo) 經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 運(yùn)行情況 備 注 BOD5 去 除率％ 基建 費(fèi) 能 耗 占 地 運(yùn)行 穩(wěn)定 管理 情況 適應(yīng)負(fù)荷波動(dòng) A2/O 85～ 95 100 100 100 一般 一般 一般 需脫氮除磷的污水處理廠 氧化溝 90～ 95 100 100 100 穩(wěn)定 簡(jiǎn)便 適應(yīng) 適用于中小型污水廠 ,需要脫氮除磷地區(qū) AB 法 85～ 95 100 100 約 100 一般 簡(jiǎn)便 適應(yīng) 適應(yīng)可分期建設(shè)達(dá)到不同的要求 SBR 法 90～ 99 100 100 100 穩(wěn)定 簡(jiǎn)便 適應(yīng) 適用于中、小型污水處理廠 25000m3/d 氧化溝工藝城市污水處理廠設(shè)計(jì) 8 作用。 表曝機(jī)少，靈活性差，設(shè)備維修期間溝不能工作，溝內(nèi)混合液自由流程長(zhǎng)，由于紊流導(dǎo)致的流速不均，很容易引起污泥沉淀，影響運(yùn)行效果。在一般情況下，單溝很難形成穩(wěn)定的缺氧段 ，不利于脫 N。一定時(shí)間后改變水流方向，使兩溝作用相互輪換，中溝則連續(xù)曝氣，三溝式氧化溝無需污泥回流裝置，如果條件合適，還可以進(jìn)行反消化。由于側(cè)溝交替運(yùn)行，設(shè)備利用率較低。在 水面上設(shè)集水裝置以收集出水，混合液從沉淀池底部流走，部分污泥則從間隙回流至氧化溝。 ④ 奧貝爾氧化溝 奧貝爾氧化溝由三個(gè)同心橢園形溝道組成，污水由外溝道進(jìn)入溝內(nèi)，然后依次進(jìn)入中間溝道和內(nèi)溝道，最后經(jīng)中心島流出，至二次沉淀池。外溝道體積占整個(gè)氧化溝體積的50—55%，溶解氧控制趨于 ,高效地完成主要氧化作用：中間溝道容積一般為25%—30%，溶解氧控制在 ，作為 “擺動(dòng)溝道 ”，可發(fā)揮外溝道或內(nèi)溝道的強(qiáng)化作用；內(nèi)溝道的容積約為總?cè)莘e的 15%—20%，需要較高的溶解氧值（ ），以保證有機(jī)物和氨氮有較高的去除率。由于外溝道溶解氧平均值很低，絕大部分區(qū)域 DO 為 0mg/L，所以，氧傳遞作用是在虧氧條件下進(jìn)行的，大大提高了氧傳遞效率 ， 達(dá)到了節(jié)約能耗的目的。內(nèi)溝道作為最終出水的把關(guān)，一般應(yīng)保持較高的溶解氧，但內(nèi)溝道容積最小， 能耗是較低的。因此，奧貝爾氧化溝可以在確保處理效果的前提下，可以獲得較大的節(jié)能效益。奧貝爾氧化溝實(shí)際上是多溝道串聯(lián)的溝型，同時(shí)具有推流式和完全混合式兩種流態(tài)的優(yōu)點(diǎn)， 這種特殊設(shè)計(jì)兼有氧化溝和 A2/O 工藝的特點(diǎn)，耐沖擊負(fù)荷，可避免普通完全混合式氧化溝易發(fā)生的污泥膨脹現(xiàn)象，可以獲得較好 的出水水質(zhì)和穩(wěn)定的處理效果。 奧貝爾氧化溝采用的曝氣轉(zhuǎn)碟，其表面有符合水力特性的一系列凹孔和三角形突起，使其在與水體接觸時(shí)將污水打碎成細(xì)密水花，具有較高的充氧能力和混合效率。尤其是蝶片可以方便拆裝，更為優(yōu)化運(yùn)行提供了簡(jiǎn)便手段。平行切入在水中旋轉(zhuǎn)運(yùn)行，具有極強(qiáng)的整流和推流能力。當(dāng)污水濃度下降，為節(jié)能而減少曝氣機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)時(shí)，一般也不必?fù)?dān)心沉淀的發(fā)生。 奧貝爾氧化溝的溝道布置，便于采用不同種類的工藝模式。 綜合比較，選用奧貝爾氧化溝，其兼具氧化溝和 A2/O 工藝的雙重優(yōu)勢(shì)。 本工程污水處理工藝，采用生物脫氮除磷的 奧貝爾氧化溝 工藝，污泥齡達(dá) 15 天以上，污泥已基本穩(wěn)定，無需厭氧消化，可以直接進(jìn)行機(jī)械濃縮脫水，同時(shí)可以防止 P 的厭氧釋放，保證了除 P 效果。 25000m3/d 氧化溝工藝城市污水處理廠設(shè)計(jì) 10 二沉池污泥經(jīng)貯泥池，直接進(jìn)入機(jī)械脫水階段，同時(shí)投加 PAM 等藥劑，以強(qiáng)化 污泥脫水性能。 本設(shè)計(jì)采用兩道格柵， 20mm 的中格柵和 10mm 的細(xì)格柵，為減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，采用機(jī)械清除截留物。 污水泵站的主要形式 [1]： 進(jìn)水 中格柵 集水井 細(xì)格柵 泵房 旋流沉砂池 配水井 厭氧池 奧貝爾氧化溝 砂水分離器 出砂外運(yùn) 二沉池 回流污泥泵房 污泥濃縮池 貯泥池 污泥脫水間 接觸池 出水 泥餅外運(yùn) 25000m3/d 氧化溝工藝城市污水處理廠設(shè)計(jì) 11 （ 1）合建式矩形泵站，裝設(shè)立式泵，自灌式工作臺(tái)，水泵數(shù)為 4 臺(tái)或更多時(shí)，采用矩形，機(jī)器間、機(jī)組管道和附屬設(shè)備布置方便，啟動(dòng)簡(jiǎn)單，占地面積大； （ 2）合建式圓形泵站，裝設(shè)立式泵，自灌式工作臺(tái)，水泵數(shù)不超過 4 臺(tái)，圓形結(jié)構(gòu)水力條件好，便于沉井施工法，可降低工程造價(jià)，水泵自動(dòng)方便。 （ 4）非自灌式泵房，泵軸高于集水池最高水位，不能直接啟動(dòng)，由于污水泵水管不得設(shè)低閥，故需設(shè)引水設(shè)備。由以上可知，本設(shè)計(jì)因水量較大，并考慮到造價(jià)、自動(dòng)化控制等因素，以及施工的方便與 否，采用自灌式半地下式矩形泵房。 本設(shè)計(jì)確定采用與中格柵合建的下圓上方形潛水泵房。按水流方向的不同可分為的不同可分為平流式、豎流式、曝氣沉砂池和旋流沉砂池四類。工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于施工，便于管理缺點(diǎn)：占地大，配水不均勻，易出現(xiàn)短流和偏流，排泥間距較多，池中約夾雜有 15%左右的有機(jī)物使沉砂池的后續(xù)處理增加難度。缺點(diǎn)：池深大，施工困難，造價(jià)較高，對(duì)耐沖擊負(fù)荷和溫度的適應(yīng)性較差，池徑受到限制，過大的池徑會(huì)使布水