【正文】 且，由于二十幾年來(lái)，鄉(xiāng)鎮(zhèn) 企業(yè)的蓬勃發(fā)展，造成一些中小城鎮(zhèn)尤其是經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的中小城鎮(zhèn)，污染嚴(yán)重，已經(jīng)影響到人民的生活和健康。進(jìn)過(guò)處理的水至河流，剩余污泥和氧化溝污泥濃縮處理后用泵輸送至農(nóng)田作為肥料用。所選擇的污水處理工藝應(yīng)具有一定的脫 氮除磷功能以防止水體的富營(yíng)養(yǎng)化。 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生熟悉并掌握排水工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容，設(shè)計(jì)原理，方法和步驟，能根據(jù)設(shè)計(jì)原始設(shè)計(jì)資料正確地選定設(shè)計(jì)方案，掌握污水廠設(shè)計(jì)的基本流程及各構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)方法，熟悉設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)內(nèi)容和編制方法，并繪制工程圖紙。 已知平均流量 Q=6萬(wàn)噸 /天 =60000 m3/d=3/s 已知總變化系數(shù) K z=， 則：最大日污水量 : Qd=Q179。 =179。 Kz=60000179。 ② 該污 水廠接納的生活廢水平均日流量 60000m3。 （ 2）采用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，合理利用資金，提高污水處理站的自動(dòng)化程度和管理水平。 （ 4）污水處理廠的位置，應(yīng)符合城市規(guī)劃要求，位于城市下游，與周邊有一定的衛(wèi)生防護(hù)帶，靠近受納水體，少占農(nóng)田。 地形、水文、氣象、工程資料 地形資料 瑞金市位于江西省南部， 武夷山 脈南段西麓，贛江東源貢水上游。地理坐標(biāo)：115176。 22′，北緯 25176。 20′。國(guó)土面積 2448 平方公里。 贛龍鐵路 橫貫東西，東與 鷹廈鐵路 漳平坎市支線相通，西與 京九線 連接，將成為瑞金另一條通往外界的快捷通道。瑞金地處華中氣候區(qū)與華南氣候區(qū)的過(guò)渡帶，屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)型氣候。 年平均降雨量 1710 毫米，年均降雨天數(shù) 天。 水文資料 (1)排入水體河流最小流量 m3/h，流速 ，水位標(biāo)高 282m； (2)河流最高水位時(shí)流量 45 m3/h，流速 ，水位標(biāo)高 284m； (3)河流常水位時(shí)流量 37m3/h，流速 ，水位標(biāo)高 283m。 工程地質(zhì)資料 (1)地坪標(biāo)高 ； (2)土壤承載力： 噸 /立方米； (3)設(shè)計(jì)地震烈度： 7級(jí)； (4)地下水深度：－ 。 其它 (1)廠區(qū)平均地面坡度 %，地勢(shì)為西北高，東南低； (2)廠區(qū)征地面積為東西長(zhǎng) 186 米，南北長(zhǎng) 128 米。由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠的建設(shè)和運(yùn)行不但耗資較大，而且受多種因素的制約和影響，其中處理工藝方案的優(yōu)化選擇對(duì)確保處理廠的運(yùn)行性能和降低費(fèi)用最為關(guān)鍵，因此有必要根據(jù)確定的標(biāo)準(zhǔn)和一般原則，從整體優(yōu)化的觀念出發(fā)，結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)模、污水水質(zhì)特性以及當(dāng)?shù)氐膶?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)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后優(yōu)選出最佳的總體工藝方案和實(shí)施方式。 （ 2）基建投資和運(yùn)行費(fèi)用低，以盡可能少的投入取得盡可能多的效益。 （ 4）選定工藝的技術(shù)及設(shè)備先進(jìn)、可靠。 本工程要求的污水處理程度較高，對(duì)污水處理工藝選擇應(yīng)十分慎重。下面將對(duì)各種工藝的特點(diǎn)進(jìn)行論述，以便選擇切實(shí)可行的方案。因此，在廠址的選擇上應(yīng)進(jìn)行深入、詳盡的技術(shù)比較。 材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 6 所以，本設(shè)計(jì)的污水處理廠應(yīng)建在城區(qū)的東北方向較好，又由于城市污水主干管由西北方向流入污水處理廠廠區(qū)，則污水處理廠建在城區(qū)的西北方向。 首先， 3和 4這兩條技術(shù)路線對(duì)于自然環(huán)境條件因素要求較高，從而不可取，所以應(yīng)選擇 1和 2這兩條路線，尤其以 2這種路線應(yīng)予以推廣。 人工生物凈化與自然生物凈化相結(jié)合的技術(shù)路線，對(duì)于大規(guī)模污水處理廠來(lái)說(shuō)，主要是氧化塘處理和土地法處理，它們都具有運(yùn)行費(fèi)用低，外加能源消耗少和管理簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)一些城市也被因地制宜的采用。 土地法處理，就是按照要求對(duì)污水達(dá)到處理的同時(shí)，達(dá)到對(duì)控制滲流污染的要求，有計(jì)劃的將污水排放到大面積的土地上下滲，利用土壤的過(guò)濾、吸附、分解以及土壤微生物的代謝能力等物理、化學(xué)、生物化學(xué)等作用，使污水達(dá)到凈化。在我國(guó)人均土地面積不足的情況下，土地法處理必須與污水灌溉合理的結(jié)合，污水灌溉在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)方面取 得了顯著的成績(jī)，但是，這只是對(duì)污水的灌溉利用和污水的土地利用處理還有一定差距。 因?yàn)椋? (1)對(duì)地下水源有污染危險(xiǎn)； (2)做不到終年晝夜對(duì)污水的處理； (3)沒(méi)有也不可能修建儲(chǔ)存幾個(gè)月污水量的大容量調(diào)節(jié)池，非灌溉季節(jié)的排放問(wèn)題無(wú)法解決； 綜上所述，以自然生物凈化為主的人工生物凈化與自然生物凈化相結(jié)合的路線，本工程不具備采用的條件，當(dāng)然也就不宜采用。傳統(tǒng)的活性污泥法凈化，有較豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 和技術(shù)資料，運(yùn)行可靠，處理所效果好，但是也存在能耗較多和費(fèi)用高等特點(diǎn)，所以對(duì)其流程改革更新后，出現(xiàn)了 AB工藝，氧化溝法， SBR 間歇活性污泥法， A/O 脫氮工藝， A2/O同步脫氮工藝等常用工藝，它們各自具有相對(duì)不同的優(yōu)點(diǎn)。 主要有以下特點(diǎn)： (1)能可靠的保證稅制精華的要求； (2)不需要占用大面積的土地； (3)處理后污水可用于灌溉、非灌溉季節(jié)排放，又不 會(huì)造成污染； (4)為以后在經(jīng)濟(jì)條件可以的情況下，進(jìn)行三級(jí)處理提供工業(yè)回用打下基礎(chǔ)。 (1)傳統(tǒng)活性污泥法 材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 8 這是以傳統(tǒng)活性污泥法處理城市污水的典型工藝。 工藝特點(diǎn) 利用曝氣池中的好氧微生物，來(lái)分解污水中的有機(jī)物質(zhì)。 優(yōu)點(diǎn)： ①該工藝對(duì)污水的 BOD5和 SS 總處理效率均為 90%～ 95%，處理效果好； ②運(yùn)行可靠，出水水質(zhì)穩(wěn)定； ③適宜處理大量污水，所以多用于大中型污水處理廠。 適用條件：不要求脫氮除磷的大型和較大型污水處理廠。該工藝不設(shè)初沉池，有機(jī)污泥 負(fù)荷率很高的 A 段和污泥負(fù)荷率較低的 B 段兩極污泥系統(tǒng)串聯(lián)組成，并分別有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)。 B段在好氧條件下，進(jìn)行低負(fù)荷曝氣，曝氣時(shí)間一般為 2～ 6h。 優(yōu)點(diǎn)： 進(jìn)水 格柵 沉沙池 初沉池 曝氣池 二沉池 出水 剩余污泥 回流污泥 材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 9 ①該工藝對(duì)污水的 BOD5和 SS 總處理效率均為 90%～ 95%，處理效果好； ②基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)用較活性污泥法低 15%左右； ③運(yùn)行穩(wěn) 定，出水水質(zhì)好。 適用條件：適用于原水有機(jī)物濃度高并且不要求脫氮除磷的，或者需要逐步提高處理標(biāo)準(zhǔn)的大型和較大型污水處理廠。缺氧段不曝氣，采用浸沒(méi)式攪拌， DO 不大于 。 優(yōu)點(diǎn)： A 段 進(jìn)水 格柵 沉沙池 吸附池 中沉池 曝氣池 二沉池 回流污泥 出水 B 段 回流污泥 材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 10 ① 該工藝對(duì)污水的 BOD5和 SS 總處理效率為 90%～ 95%，總氮的處理效率為70%以上； ② 流程簡(jiǎn)單，構(gòu)筑物少，只有一個(gè)污泥回流系統(tǒng)和混合液回流； 缺點(diǎn)： ① 主要缺點(diǎn)是對(duì) P 的去處率很低； ② 反應(yīng)池和二沉池較活性污泥法大幅增加； ③ 污泥回流量大，能耗較高； ④ 用于中小型污水處理廠費(fèi)用偏高。 工藝流程見(jiàn)下圖： 圖 23 A/O脫氮工藝流程 圖 Figure 23 the process of A / O nitrogen removal (4) A/O 除磷工藝 A/O 除磷工藝的功能是去處有機(jī)物和脫氮。缺氧段不曝氣，采用浸沒(méi)式攪拌， DO 不大于 。 優(yōu)點(diǎn)： ① 去除有機(jī)物的同時(shí)可生物除磷； ② 污泥沉降性能好； ③ 污泥 硝化達(dá)到穩(wěn)定； ④ 沼氣可以回收。 剩余污泥 沉沙池 回流污泥 初沉池 進(jìn)水 格柵 出水 缺氧池 好氧池 二沉池 材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 11 適用條件：該工藝一般適合于南方對(duì)出水水質(zhì)要求脫氮的大中型城市污水廠。 缺點(diǎn)： ①除磷效果很難提高，污泥增長(zhǎng)有一定的限度，不易提高。 工藝流程見(jiàn)下圖： 圖 25 A2/O 工藝流程圖 Figure 25 the process of A2 / O 剩余污泥 沉沙池 回流污泥 初沉池 進(jìn)水 格柵 出水 缺氧池 好氧池 二沉池 沉砂池 厭氧池 缺氧池 二沉池 好氧池 回流污泥 回流混合液 初沉池 進(jìn)水 出水 材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 12 (6) 傳統(tǒng) SBR工藝 傳統(tǒng) SBR工藝也叫間歇式活性污泥法。 適用條件：中小型污水處理廠。其基本特征是曝氣池呈封閉的溝渠形，污水和活性污泥的混合液在環(huán)狀渠道中不停的循環(huán)流動(dòng)。由于氧化溝水深較淺（一般 3m 左右），流程較長(zhǎng)，可以按照曝氣器前作為缺氧段與曝氣器后作富氧段的方式設(shè)計(jì)運(yùn)行。 ① 主要技術(shù)參數(shù)出如表 21所示： ② 氧化溝內(nèi)的循環(huán)流量很大，進(jìn)入溝內(nèi)的原污水立即被大量的循環(huán)水所混合和稀釋?zhuān)虼司哂泻軓?qiáng)的承受 沖擊負(fù)荷能力，對(duì)不易降解的有機(jī)物也具有較好的處理效果； 原污水 沉砂池 污泥濃縮池 SBR反應(yīng)器 脫水 配水井 排水 消化 污泥處理 消毒劑 材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 13 ③ 處理效果穩(wěn)定可靠，不僅可滿足 BOD SS 的排放標(biāo)準(zhǔn)，還可以達(dá)到脫氮除磷的效果。 ⑤ 承受水質(zhì)、水溫、水量能力強(qiáng)，出水質(zhì)好。 d)] ～ 水力停留時(shí)間 T/h 10～ 24 污泥齡 c? /d 去除 BOD5 5～ 8 去除 BOD5，并硝化 10～ 20 去除 BOD5，并反硝化 30 污泥回流比 R % 50～ 60 污泥濃度 X mg/L 2020～ 6000 容積負(fù)荷 [kgBOD5/( m3d)] ～ 出水水質(zhì) mg/L BOD5 10～ 15 SS 10～ 20 NH3N 1～ 3 TP ＜ 1 缺點(diǎn)： ①一般除磷需另設(shè)厭氧池； ②機(jī)械曝氣，設(shè)備數(shù)目多； ③氧化溝溝體占地面積較大； ④對(duì)于中、大型污水廠，基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)比普通活性污泥法高，同時(shí)無(wú)法得到生物能源。 格柵 沉沙池 二沉池 出水 剩余污泥 回流污泥 氧化溝 進(jìn)水 材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 14 具體工藝流程的確定 表 22 處理方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 Table 22 economic parison of processing scheme 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) A/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 注： *將傳統(tǒng)活性污泥法 100作為相對(duì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)基準(zhǔn)。 ① 氧化溝法方案在達(dá)到與傳統(tǒng)活性污泥法同樣的去除 BOD5效果時(shí)，還能有更充分的硝化和一定的反硝化效果； ② 氧化溝法管理較簡(jiǎn)單，適合該污水處理管理技術(shù)水平現(xiàn)狀； ③ 氧化溝法相對(duì) A/O 法具有更強(qiáng)的適應(yīng)符合波動(dòng)能力。 工藝流程圖 具體流程如下： 材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 15 圖 28 氧化溝工藝流程圖 Figure 28 the process of oxidation ditch 主要構(gòu)筑物的選擇 格柵 格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)組成，安裝在污水管道、泵站、集水井的進(jìn)口處或處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷。大型污水處理廠截污量大，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，一般應(yīng)用機(jī)械清除截留物。 污水泵 房 城市污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用大部分來(lái)自于電能，其中 40%的電能為水泵消耗，所以，確定合理的水泵及水泵站是污水處理廠的關(guān)鍵所在。 污水泵站主要形式： 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