某10萬td城鎮(zhèn)污水處理及回用水工藝系統(tǒng)設計畢業(yè)論文.doc

某10萬t/d城鎮(zhèn)污水處理及回用水工藝系統(tǒng)設計畢業(yè)論文目錄摘要ABSTRACT前言41、總論51.1 設計目的51.2 設計內容51.3 設計文件的編制51.4 設計原則51.5 設計資料61.5.1 廠區(qū)基本資料61.5.2 設計水量61.5.3 進水水質61.5.4 出水水質61.5.5 回用水排放標準61.5.6 其他標準71.6 設計成果72、 污水二級處理方案的選定82.1 總體方案的分析82.2 設計工藝的比較92.2.1 SBR及其改良工藝92.2.2 A/O工藝102.2.3 奧貝爾氧化溝工藝102.2.4 卡魯塞爾氧化溝工藝112.3 設計工藝的選擇123.中水回用工藝的選定及工藝流程133.1加藥143.2混凝劑溶解和溶液配置143.3混凝藥劑的投加143.4藥劑選擇153.5混合設施153.6各絮凝池比較173.7 沉淀池工藝比較183.8 不同濾池比較193.9 消毒劑的選擇213.10 工藝流程224、處理構筑物的設計與計算234.1 配水井234.1.1 配水井的選型234.1.2 配水井的設計計算234.2 厭氧池244.2.1 設計參數(shù)244.2.2 厭氧池的設計計算254.2.3 污泥回流量的計算254.2.4 進出水管、進泥管的計算254.2.5 推進器的設計254.3 氧化溝264.3.1 基本設計參數(shù)264.3.2 去除BOD的計算264.3.3 氧化溝總容積V及水力停留時間t284.3.4 需氧量計算284.3.5 氧化溝尺寸計算314.3.6 進出水管及調節(jié)堰計算324.3.7 曝氣設備的選擇324.4 二沉池344.4.1 二沉池的選型344.4.2 二沉池尺寸設計計算344.4.3 進水系統(tǒng)計算354.5 消毒處理374.5.1 消毒劑的選擇384.5.2 接觸池384.5.3 接觸池設計要點384.5.4 接觸池工藝計算385、污水廠構筑物高程布置395.1 高程布置的任務395.2 高程布置的原則395.3 高程布置計算396、污水處理廠總體布置416.1 污水廠平面布置416.1.1 平面布置的原則416.1.2 平面布置的結果416.2 污水廠高程布置416.2.1 高程布置的原則426.2.2 高程布置的結果42致謝43參考資料44附錄一 英語論文45附錄二 中文翻譯55前言由于城市和工業(yè)的飛速發(fā)展，污、廢水的排放量與日俱增，據(jù)統(tǒng)計資料顯示，我國城市污水的年排放量已達400多億立方米，而全國污水處理率只有60%左右。污水的大量排放，導致了水環(huán)境的污染和水資源可利用性的降低，按照污水綜合排放標準的要求，為了滿足出水排放標準，絕大多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠都必須采用二級生化處理或深度處理工藝技術。污水處理廠的投入運行，恰能減少排入水體的污染物總量，有效緩解水污染，所以，為了保護環(huán)境和充分利用水資源，污、廢水的處理與再用已迫在眉睫，大力興建城市污水處理廠勢在必行。本設計為某城鎮(zhèn)污水處理及回用水工藝系統(tǒng)的設計，污水水質大多數(shù)為生活污水，設計規(guī)模為10萬t/d，出水要求達到國家一級B排放標準。由于要對污水進行脫氮除磷處理，故設計采用奧貝爾氧化溝工藝，該工藝流程簡單，具有較高的氮去除率，自動化程度高，運行管理方便，出水水質好，是目前應用較多的工藝。奧貝爾氧化溝在運行過程中也存在一些問題，例如，外溝道的脫氮和碳氧化功能占總量的百分比是多少？外溝、中溝、內溝的溶解氧的分布方式的不同又會有哪些影響？與此相關的二沉池的設計又要注意哪些問題？目前國際水質協(xié)會推出的活性污泥數(shù)學模型以微生物反應動力學為基礎，綜合考慮了各種可能的活性污泥工藝的影響因素，因而可在一定條件下，在時間和空間范圍內模擬污水處理廠的真實運行情況。本設計采用污水處理廠實際運行過程中的參數(shù)和實驗參數(shù)相結合的方法，對由奧貝爾氧化溝產(chǎn)生并延伸出的上述問題進行解釋。 通過本次畢業(yè)設計，我經(jīng)受一次較為全面、嚴格的工程設計訓練，熟悉污水處理廠工藝設計過程，了解現(xiàn)代工程設計計算方法，培養(yǎng)分析解決問題的能力，樹立高度的工作責任感。1、總論1.1 設計目的1、畢業(yè)設計是實現(xiàn)工科本科生培養(yǎng)目標不可缺少的教學環(huán)節(jié)，是教學計劃的有機組成部分；2、通過畢業(yè)設計，使學生綜合運用所學的基礎理論，基礎知識和技能以及分析、解決實際問題的能力進一步提高；3、畢業(yè)設計與其它教學環(huán)節(jié)緊密配合，相輔相成，并使其它教學環(huán)節(jié)得以繼續(xù)、深化和發(fā)展；4、使學生受到工程師必備的綜合訓練，在不同程度上提高調查研究、查閱文獻、收集資料和正確熟練使用工具書的能力；理論分析、制訂設計方案的能力；設計、計算和繪圖能力；技術經(jīng)濟分析和組織工作能力；總結提高和編制技術文件的能力；5、了解并在一定程度和范圍內熟悉國內外污水（廢水）處理工藝技術，新方法及其實際應用情況，為將來從事本領域的實際工作奠定良好的基礎；6、有助于培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際，國情與具體工程實際相結合，發(fā)揚創(chuàng)新精神和嚴肅的科學態(tài)度、工作作風。1.2 設計內容1、根據(jù)國內外現(xiàn)有城市污及處理廠處理工藝及其效果，主要技術經(jīng)濟指標，結合該城鎮(zhèn)城市污水水質狀況，確定污水處理工藝、技術路線(重點比較A/O、A2/O活性污泥法、卡魯塞爾氧化溝、奧貝爾氧化溝、SBR及其改進工藝CASS等)和工程設計工藝技術方案； 2、由確定的技術方案，進行污水處理廠設計，其主要內容有：工藝流程設計、廠區(qū)平面圖設計、廠內管網(wǎng)系統(tǒng)設計，污泥處理系統(tǒng)設計、主要處理工藝單元設計。1.3 設計文件的編制1、設計文件應包括：設計說明書、設計計算書和設計圖紙。2、污水處理工程設計（工藝部分）圖紙要求：a、污水平面布置圖（1:5001000）；b、工藝流程及高程布置圖（豎向按比例，其它以清晰為限）；c、廠區(qū)工藝管道布置圖（1:5001000）；d、工藝構造物及工藝設施工藝圖（1:100500）。1.4 設計原則1、工藝設計應兼顧先進和實用性，力求在滿足處理目標的前提下，采用先進實用的處理工藝、技術；盡可能節(jié)省工程造價、處理成本及操作管理方便。2、總圖布置設計，采用緊湊布局原則，節(jié)約占地，按要求(規(guī)范)，保證廠區(qū)人流、物流暢通，并使裝置、設備操作維護便利；在高程、流程設計時，本著節(jié)能原則，盡可能地減提升次數(shù)，采用一次提升后的逐級自流設計方式。1.5 設計資料1.5.1 廠區(qū)基本資料 氣象資料：溫度：多年平均氣溫14.5。月均最冷氣溫-12，最熱氣溫26.8,最高氣溫40.1,極端最低氣溫-18.9，最大溫差26.6。降雨量：年降雨量637.5mm,小時最大降雨量41.7mm，地區(qū)最大時降雨量Q=1807.0m3/h。日照：平均日照率65%， 你按照時間2451h，冬日照率56.7%，消極照率66.0%。風速：夏季平局風速2.6m/s,冬季3.4m/s,夏季為南風向，冬季為北風。 地質條件該地區(qū)地下含水層的透水性好，多為粗沙、粉細沙和加油粗沙的松散土層。地下水位埋深已超過50m.基本處于疏干狀態(tài)。 地形地勢處理站地勢較低，自西北向東南方向有緩坡，坡度為0.5%。300m內沒有生活區(qū)和辦公樓。處理站面積為300m300m。南北向方向，南邊有一河流，河流豐水期水位可滿足污水處理廠出水出水要求。1.5.2 設計水量本設計污水流量為100000m/d1.5.3 進水水質進水水質參數(shù) 表1-1項目CODcrBOD5SS氨氮TNTP進水480220350305041.5.4 出水水質處理后排水水質應執(zhí)行城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18919-2002）中水污染物排放標準一級B標準要求。出水標準 表1-2項目pHCODBOD5SSNH3-N*TNTP糞大腸桿菌標準值(mg/L)6-96020208(15)201.51041.5.5 回用水排放標準處理后回用水排放水質執(zhí)行再生水水質標準（SL368-2006），再生水利用于景觀用水標控制項目及指標中的湖泊類標準，即：回用水排放標準 1-3項目pHCODBOD5SSNH3-N*NTUTP糞大腸桿菌標準值(mg/L)6-96061055.00.520001.5.6 其他標準a、 GB12348-90工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準類區(qū)域限值；b、 GB4284-84農(nóng)用污泥中污染物控制標準；c、 CJ3025-93城市污水處理廠污水污泥排放標準；d 、城鎮(zhèn)污水處理廠建設標準。1.6 設計成果設計說明書、設計計算書各一份（也可以合訂成一份），設計圖紙采用二號圖紙且六張以上，參考文獻資料中應有一篇以上的外文資料應用。2、 污水二級處理方案的選定2.1 總體方案的分析現(xiàn)階段，生活污水和工業(yè)污水的處理主要采用生物處理的方法：活性污泥法和生物膜法。只是因為，從城市污水處理的發(fā)展上看，一級處理技術最老，已相對定型。三級處理雖然處于發(fā)展階段，但所用處理技術費用高。只有生物法這一部分，近百年來始終發(fā)展變化不止，至今方興未艾?；钚晕勰喾ㄊ且曰钚晕勰酁橹黧w的污水生物處理技術，以去除污水中有機物和懸浮物為主要目的，經(jīng)改進的工藝還具有脫氮除磷的效果。其基本流程是污水經(jīng)預處理后進入曝氣池內曝氣一定時間后，混合液流經(jīng)二次沉淀池進行固液分離。分離后的液體經(jīng)消毒達標排放，固體則進行處理?；钚晕勰喾磻M行的結果是，污水中的有機污染物得到講解去除，污水得以凈化，由于微生物的繁殖增殖，活性污泥本身也得到增長?；钚晕勰嗵幚硐到y(tǒng)，實質上是自然界水體自凈的人工模擬，不是簡單的模擬，而是經(jīng)過人工強化的模擬。生物膜法的實質是使細菌和菌類的微生物和原生動物、后生動物一類的微型動物附著在濾料或某些載體上生長繁殖，并在其上形成膜狀生物污泥生物膜。污水與生物膜接觸，污水中的有機污染物作為營養(yǎng)物質，被生物膜上的微生物所攝取，污水得到凈化，微生物自身也得到繁衍增殖。生物膜法處理工藝的主要特征有以下4點：對水質、水量的變動有較強的適應性；污泥沉降性能良好，宜于固液分離；能夠處理低濃度的污水；易于維護運行、節(jié)能。屬于生物膜法的工藝主要有：生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化設備和生物流化床。污水處理廠的工藝流程系指在保證處理水達到所要求的處理程度的前提下，所采用的污水處理技術各單元的有機組合。在選定處理工藝流程的同時，還需要考慮各處理單元構筑物的形式，兩者互為制約，互為影響。污水處理工藝流程的選定，主要以下列各項因素作為依據(jù)。 污水的處理程度； 工程造價與運行費用； 當?shù)氐母黜棗l件； 原污水的水量與污水流入工程。按城市污水處理和污染防治技術政策要求推薦，20萬t/d規(guī)模大型污水廠一般采用常規(guī)活性污泥法工藝，10-20萬t/d污水廠可以采用常規(guī)活性污泥法、氧化溝、SBR、AB法等工藝。對脫磷脫氮有要求的城市，應采用二級強化處理，如A2 /O工藝、A/O工藝、倒置AAO工藝、SBR及其改良工藝、氧化溝工藝、以及水解好氧工藝、生物濾池工藝等。由于該設計對脫氮除磷有要求故選取二級強化處理，則可供選取的工藝：A/O工藝，A/O工藝，SBR及其改良工藝CASS，氧化溝工藝。該污水處理廠日處理能力為10萬噸,屬于中等規(guī)模的污水處理，綜上所述，該設計的優(yōu)選工藝是A/O工藝，A/O工藝，氧化溝工藝以及SBR及其改良工藝CASS等，它們的共同特點是：去除有機物效率很高，有的還能脫氮、除磷或既脫氮又除磷，而且處理設施十分簡單，管理非常方便，是目前國際上公認的高效、簡化的污水處理工藝，也是世界各國中小型城市污水處理廠的優(yōu)選工藝?？箾_擊負荷能力較強，這對于水質、水量變化劇烈的中小型污水廠很有利。2.2 設計工藝的比較2.2.1 SBR及其改良工藝SBR是序列間歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術，又稱序批式活性污泥法。與傳統(tǒng)污水處理工藝不同，SBR技術采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應替代穩(wěn)態(tài)生化反應，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動態(tài)沉淀。SBR改良工藝CASS是連續(xù)進水周期循環(huán)曝氣活性污泥法（cyclic activated sludge system)的簡稱，該工藝沒有污泥回流，污泥負荷有時在延時曝氣范圍內，有時則較高，而參數(shù)選擇的一句是實現(xiàn)污水的達標排放。與SBR相比，CASS工藝提高了對難降解有機物的去除效果，抗沖擊能力較好，由于該工藝是連續(xù)進水的，故操作簡單方便。同時在傳統(tǒng)SBR池前或者池中設選擇器及厭氧區(qū)，相當于厭氧、缺氧、好癢階段串聯(lián)起來，提高了除磷脫氮效果。由于自動化技術的發(fā)展及在污水處理工程中的應用，CASS工藝在國內外得到廣泛的應用，保證了出水效果。 SBR法具有以下幾個特點。a、可省去初次沉淀池、二次沉淀池和污泥回流設備等，與標準活性污泥法相比，設備構成簡單，布置緊湊，基建和運行費用低，維修管理方便。 b、泥水分離沉淀是在靜止狀態(tài)或在接近靜止狀態(tài)下進行的，故固液分離穩(wěn)定。 c、不易產(chǎn)生污泥膨脹。特別是在污水進入生化處理裝置期間，維持在厭氧狀態(tài)下，使的SVI降低，而且還能節(jié)減曝氣的動力費用。 d、加深池深時，與同樣的BOD-SS負荷的其他方式相比較，占地面積較小。耐沖擊負荷，處理有毒或高濃度有機廢水的能力強。 e、SBR法系統(tǒng)本身適用于組件式構造方法，有利于廢水處理廠的擴建與改造。 f、排水時間短（間歇排水時），并且排水時要求不攪動沉淀污泥層，因而需要專門的排水設備（潷水器），且對潷水器的要求很高。g、后處理設備要求大：如消毒設備很大，接觸池容積也很大，排水設施如排水管道也很大h、其最大的缺點就是操作復雜，難以管理。首先，大部分SBR工藝采用間歇進水、排水，為實現(xiàn)連續(xù)進出水需在幾個SBR反應器之間頻繁切換；其次，SBR循環(huán)出現(xiàn)厭氧、好氧、缺氧環(huán)境，環(huán)境邊界變化范圍大，特定環(huán)境下優(yōu)勢菌屬的生化反應是漸變和滯后的過程；此外，脫氮和除磷在同一反應器中進行，相互之間的影響在所難免。2.2.2 A/O工藝（1）工藝流程圖 圖2-1 A/O工藝流程（2）工藝介紹A/O脫氮除磷工藝（即厭氧-缺氧-好氧活性污泥法，亦稱A-A-O工藝），它是在A/O除磷工藝基礎上增加了一個缺氧池，并將好氧池出流的部分混合液回流至缺氧池，具有同步脫氮除磷功能。（3）工藝特點a、工藝流程簡單，總水力停留時間少于其他同類工藝，節(jié)省基建投資。b、該工藝在厭氧、缺氧、好氧環(huán)境下交替運行，有利于抑制絲狀菌的膨脹，改善污泥沉淀性能。c、該工藝不需要外加碳源，厭氧、缺氧池只進行緩速攪拌，節(jié)省運行費用。e、該工藝脫氮效果受混合液回流比大小的影響，除磷效果受回流污泥夾帶的溶解氧和硝態(tài)氮的影響，因而脫氮除磷效果不可能很高。f、沉淀池要防止產(chǎn)生厭氧、缺氧狀態(tài)，以避免聚磷菌釋磷而降低出水水質和反硝化產(chǎn)生N而干擾沉淀。但溶解氧含量也不宜過高，以防止循環(huán)混合液對缺氧池的影響。2.2.3 奧貝爾氧化溝工藝（1）工藝流程圖圖2-2 奧貝爾工藝流程（2）工藝介紹奧貝爾氧化溝是一種多級氧化溝。典型的奧貝爾氧化溝有3個同心溝，而外溝約占總容積的50%。由沉砂池來的污水，進入外溝在其中以缺氧狀態(tài)運行，促進了同時進行的硝化和反硝化過程。雖然外溝的實際需氧量可達總需氧量的75%，但轉碟供給此溝道的氧僅占該系統(tǒng)的總需氧量的30%-60%，使系統(tǒng)在缺氧狀態(tài)下運行，通過整個通道的溶解氧為零。外溝道中同時硝化和反硝化作用造成總脫氮效率約為80%，無需內循環(huán)。盡管處于溶解氧為零的情況，但系統(tǒng)的大部分硝化作用仍發(fā)生在外溝。中溝道的溶解氧在“擺動”方式下運行。溶解氧的設計值為1mg/L。實際運行中溶解氧根據(jù)日負荷量的變化，在每天的高峰負荷時，溶解氧降低至接近為零，而當?shù)拓摵蓵r上升為2mg/L。內溝的溶解氧設計值為2mg/L，以保持“最終處理”方式，使污水在進入沉淀池前能去除剩余BOD和NH-N,由于內溝體積小，需氧量為外溝所需的幾分之一，所以只要補給少量的氧就可以維持高的溶解氧。奧貝爾氧化溝系統(tǒng)如增加內循環(huán)（從內溝到外溝），脫氮率將達到95%以上。（3）工藝特點a、出水水質好，脫氧率高，同時進行硝化反硝化。b、可以在未來負荷增加的情況下加以擴展。c、易于適應多種進水情況和出水水質要求的變化。d、節(jié)能，比其他任何氧化溝系統(tǒng)在運行時需要的動力都小，而且容易維修。e、受結構形式的限制，總圖布置困難。 2.2.4 卡魯塞爾氧化溝工藝（1）工藝流程圖 圖2-3 卡魯塞爾工藝流程（2）工藝介紹卡魯塞爾氧化溝原指游藝場中的循環(huán)轉椅。如圖所示，該工藝是一個多溝串聯(lián)系統(tǒng)，進水與活性污泥混合后沿箭頭方向在溝內不停地循環(huán)流動；采用表面機械曝氣器，每溝渠的一端各安裝一個，靠近曝氣器下游的區(qū)段為好氧區(qū)，處于曝氣器上游和外環(huán)的區(qū)段為缺氧區(qū)，混合液交替進行好氧和缺氧，這不僅提供了良好的生物脫氧條件，而且有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉淀。（3）工藝特點a、出水水質好，由于存在明顯的富氧區(qū)和缺氧區(qū)，脫氮效率高。b、有極強的混合攪拌與耐沖擊負荷能力。c、氧化溝溝深加大，使占地面積減少，土建費用低。d、用電量低，設備效率一般，而且設備安裝較為復雜，維修和更換繁瑣。2.3 設計工藝的選擇該城鎮(zhèn)污水處理廠選址低價因素影響不大，面積是 300m300m， 周圍300m內沒有生活區(qū)辦公區(qū)。在滿足處理要求的情況下，盡量減少建設運行費用。從進出水方面看，出水水質標準執(zhí)行城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB18919-2002)中水污染物排放標準一級B標準要求，并且要進行脫氮除磷處理。綜上所述，本設計采用奧貝爾氧化溝工藝。因為該工藝適合大中型污水處理廠，具有較好的除磷脫氮功能，出水水質好；技術先進成熟，運行穩(wěn)妥可靠；管理維護簡單，運行費用低；國內工程實例多，容易獲得工程設計和管理經(jīng)驗。3.中水回用工藝的選定及工藝流程城市污水深度處理工藝方案的優(yōu)化選擇，取決于：1、二級出水水質及回用水水質的要求。2、工程設計規(guī)模。3、單元工藝可行性與整體流程的適應性4、運行控制難度、設備國產(chǎn)化程度、固體與氣體廢物產(chǎn)生于處置方法。5、工程投資于運行成本。6、當?shù)氐膶嶋H條件和要求。表3-1 二級出水進行混凝沉淀、過濾的處理效率與出水水質項目處理效率/%目標水質/（mg/L）混凝 沉淀過 濾綜 合濁度SSBOD5CODCr總氮總磷鐵506040603050253551540604060305040602550152551530404060708070806070354510206080608035（NTU）510510407510.3依據(jù)二級出水水質以及景觀用水的出水水質要求，結合現(xiàn)有中水回用處理經(jīng)驗，并且滿足節(jié)約資金和土地的要求，確定工藝流程為傳統(tǒng)流程：二級出水 混凝消毒過濾 沉淀景觀用水圖3-1處理流程圖3.1加藥加藥流程如下圖： 圖3-2 投藥流程示意圖3.2混凝劑溶解和溶液配置混凝劑的投加方式有固體投加和液體投加兩種方式。由于固體投加很少應用，除石灰外一般都用濕法投加。因而，我們選用液體投加方式。攪拌方式有機械攪拌、壓縮空氣攪拌和水力攪拌。其中以機械攪拌用的較多，它是以電動機驅動槳板或渦輪攪動溶液。與壓縮空氣相比具有動力消耗少的優(yōu)點，因此，我們選用機械攪拌。設計藥劑溶解池時，為便于投置藥劑，溶解池的設計高度一般以在地平面以下或半地下為宜，池頂宜高出地面0.20m左右，以減輕勞動強度，改善操作條件。溶解池的底坡不小于0.02，池底應有直徑不小于100mm的排渣管，池壁需設超高，防止攪拌溶液時溢出。由于藥液一般都具有腐蝕性，所以盛放藥液的池子和管道及配件都應采取防腐措施。溶解池一般采用鋼筋混凝土池體，若其容量較小，可用耐酸陶土缸作溶解池。我們選用剛筋混凝土池體。內壁用環(huán)氧樹脂進行防腐處理，池底設0.02坡度，設DN100mm排渣管，采用硬聚氯乙烯管。加水管管徑DN100mm，管材采用硬聚氯乙烯管。3.3混凝藥劑的投加混凝劑投加設備包括計量設備、藥液提升設備、投藥箱、必要的水封箱、以及注入設備等。我們的投藥設備采用計量泵投加的方式。采用計量泵（柱塞泵或隔膜泵），不必另備計量設備，泵上有計量標志，可通過改變計量泵行程或變頻調速改變藥液投量，最適合用于混凝劑自動控制系統(tǒng)。根據(jù)藥業(yè)流量設計，我們選用型隔膜計量泵。3.4藥劑選擇表3-2 不同混凝劑的特性類型名稱優(yōu)缺點無機混凝劑鋁鹽硫酸鋁 氯化鋁使用方便，但是水溫低時水解困難，形成的絮凝體比較松散。鐵鹽硫酸亞鐵 三氯化鐵處理低溫低濁水的效果強于鋁鹽，但有較強的腐蝕性，且易水解。無機聚合混凝劑鋁鹽聚合氯化鋁 聚合硫酸鋁作用機理與硫酸鋁相似，但效果要好于硫酸鋁。且投加量較小。鐵鹽聚合鐵絮凝效果較好，但必須經(jīng)檢驗無毒方可使用。有機聚合混凝劑天然或人工合成兩類混凝效果明顯，但價格昂貴，且毒性需嚴格控制。應通過不同的藥劑作混凝試驗，并根據(jù)貨源供應等條件，確定合理的混凝劑品種及投藥量。由于缺少必要的條件，所以參考相似水源有關水廠的藥劑投加資料，選用聚合鋁作為水處理混凝劑，包括聚合氯化鋁（PAC）和聚合硫酸鋁（PAS）等，具有混凝效果好、對人體健康無害、使用方便、貨源充足和價格低廉等優(yōu)點，因而使用聚合鋁作為水處理的混凝劑。取混凝劑最大投加量為64mg/L。3.5混合設施在給排水處理過程中原水與混凝劑，助凝劑等藥劑的充分混合是使反應完善，從而使得后處理流程取得良好效果的最基本條件，同時只有原水與藥劑的充分混合，才能有效提高藥劑使用率，從而節(jié)約用藥量，降低運行成本。表3-3不同混合器特點混合方式特 點適 用 條 件利用水泵葉輪混合1.設備簡單，無需專門的混合構筑物2.無需額外能量，運行費用省3.使用三氯化鐵等腐蝕性較強的藥劑會腐蝕水 泵葉輪4.水泵和吸水管較多時需增加投藥設備5.吸水管中加藥時，混凝劑濃度宜稍高，否則在水封箱中稀釋、水解而降低混凝作用1.適用于各種水量的水廠2.投藥點距絮凝池較近（一般在100m之內），否則結成的絮體可能在管道中沉淀或在進入絮凝池前破碎3.應設水封箱，以防止空氣進入水泵吸水管利用壓力水管混合1.無需增添設備2.混合效果常不能保證，特別是在管內流量變化較大時3.加藥管理需插入壓力水管內1/3-1/4管徑處4.壓力水管中加藥時，混凝劑溶液必須用濾網(wǎng)篩濾，以防堵賽水射器和轉子流量計1.適用于流量變化不大的管道及各種水量的水廠2.投藥口至壓力管道末端距離應不小于50倍進水管徑靜態(tài)混合器1.投資省，在管道上安裝容易維修工作量少2.能快速混合，效果良好3.產(chǎn)生一定的水頭損失。為較少能耗，管內流速一般采用1m/5左右1.適用于流量變化較小的水處理工程2.混合器內采用1-4個分流單元擴散混合器1.混合器構造時錐形帽后加孔板，管道流速為1.0m/s左右。錐形帽的投影面積為進水管面積的1/4；孔板開孔面積為進水管面積的3/4；混合器時間2-3s2.混合器的長度在0.5m以上，用法蘭安裝在原水管上擴散混合器的水頭損失為0.3-.04m1.多用于直徑為300-400mm的進水管2.安裝位置應低于絮凝池水面3.適用于中、小型水廠跌水混合器1.藥劑加注到跌落水流中，混合快速，設備簡單2.產(chǎn)生一定的水頭損失3.在混合器出水管上安裝轟動套管，由套管的高低調節(jié)混合效果1.適用于中、小型水廠2.活動套管內外的水位差距保持在0.3-0.4m，最大部超過1.0m多孔隔板混合槽1.混合效果較好2.水頭損失較大3.當流量變化時，影響混合效果（可調整淹沒孔數(shù)目以時應流量的變化）1.適用于地下水位較高地區(qū)2.適用于中、小型水廠分流隔板混合槽1.混合效果較好2.水頭損失較大3.占地面較大1.適用于地下水位較高地區(qū)2.適用于大、中型水廠漿板式機械混合池1.混合效果較好，水頭損失較小2.需消耗電能，機械設備管理和維護較復雜大、中、小型水廠都適用管式靜態(tài)混合混合器廣泛使用，構造簡單、無活動部件、安裝方便、混合快速而均勻、混合效果好。從總體經(jīng)濟效益而言還是具有優(yōu)勢的。因而，我們選用管式靜態(tài)混合器。3.6各絮凝池比較表3-4 不同絮凝池的特點類型優(yōu)缺點適用條件隔板絮凝池往復式優(yōu)點：絮凝效果好，構造簡單施工方便。缺點：容積大，水頭損失大，折折轉處絮粒易破碎，出水分配不均勻。1.水量大于30000的水廠2.水量變動小回轉式優(yōu)點：絮凝效果好，水頭損失小，構造簡單，方便施工。缺點：出水分配不均，出口易積污泥。1.水量大于30000的水廠2.水量變化小渦流絮凝池優(yōu)點：絮凝時間短，水頭損失小，容積小，造價低。缺點：池子深，錐底施工難，絮凝效果差。水量小于30000的水廠折板絮凝池優(yōu)點：絮凝時間短，容積小，效果好。缺點：造價高水量變化不大的水廠網(wǎng)格絮凝池優(yōu)點：絮凝效果好，節(jié)省藥劑。水頭損失小,絮凝時間短。缺點：在末端池底積泥現(xiàn)象，網(wǎng)格上可能滋生藻類，造成孔眼堵塞。單池處理水量以1000025000為宜，水量大時可采用兩組或多組并聯(lián)。機械絮凝池優(yōu)點：絮凝效果好，節(jié)省藥劑，水頭損失小，可適用于誰知水量大變化。缺點：需機械設備和經(jīng)常維修。大小水量均合適，并適應水量變動較大的廠。隔板絮凝池是應用歷史較久、目前仍廣泛應用的一種水力攪拌絮凝池，且隔板絮凝池積有多年運行經(jīng)驗，在水量變動不大的情況下，絮凝效果有保證。有往復式和回轉式兩種，回轉式絮凝池是在往復式絮凝池的基礎上改進而成。具有局部水頭損失小、絮凝效果好的優(yōu)點。因此，我們采用回轉式隔板絮凝池。采用兩個絮凝沉淀池。底部采用0.03的坡度，并設200mm排泥管。3.7 沉淀池工藝比較 表3-5 不同沉淀池特點池型優(yōu)點缺點使用條件平流式沉淀效果較好耐沖擊負荷平底單斗式施工 容易，造價低配水不易均勻多斗式構造復雜， 排泥操作不方便，鏈帶式刮泥機維護困難適用地下水位高，大中小型污水廠豎流式靜壓排泥系統(tǒng)簡單排泥方便占地面積小池深池徑比值大， 施工較困難耐沖擊負荷差池徑大時布水不均勻適用地下水位低，小型污水廠輻流式沉淀效果較好周邊配水式容積利用率高排泥設備成套性能好，管理簡單中心進水時配水不易均勻機械排泥系統(tǒng)復雜，安裝要求高進出配水設施施工困難適用地下水位高，地質條件好，大中型水廠斜板式沉淀效果效率高停留時間短占地面積小維護方便構造復雜造價較高適用地下水位低，小型污水廠平流式沉淀池在城市水廠中廣泛應用，且經(jīng)濟，操作方便。因此，我們選用平流式沉淀池。平流式沉淀池沉淀效果，除受絮凝效果的影響外，與池中水平流速，沉淀時間，原水凝聚顆粒的沉降速度，進出口布置形式及排泥效果等因素有關，其主要設計參數(shù)為水平流速，沉淀時間，池深，池寬，長寬比，長深比等。3.8 不同濾池比較 表3-6 不同濾池特點形式濾池特點優(yōu)缺點適用條件普通快濾池下向流，砂濾料的四閥濾池優(yōu)點：1，有成熟的運轉經(jīng)驗2，采用砂濾料，材料易得，價格便宜3，采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可以較大，池深較淺, 可采用降速過濾，水質較好缺點：1，閥門多2，必須有全套沖洗設備可適用于大中小型濾池單池面積一般不宜大于100m2，有條件時盡量采用表面沖洗或空氣助洗設備雙閥濾池下向流，砂濾料的雙閥濾池優(yōu)點：1，同普通快濾池一樣，只是減少了兩個閥門，降低了造價和檢修工作量缺點：1，增加了形成了虹吸的抽氣設備同普通快濾池V型濾池下向流均粒砂濾料，帶表面掃洗的氣水反沖洗濾池優(yōu)點：1，運行穩(wěn)妥可靠2，采用砂濾料，材料易得3，濾床含污量大，周期廠，濾速高，水質好4，具有氣水反沖洗和表面水洗，沖洗效果好缺點：1，配套設施多，加鼓風機2，土建較復雜，池深較普通快濾池深適用于大中型水廠，單池面積可達150以上虹吸濾池下向流，砂濾料，低水頭互洗式無閥濾池優(yōu)點：1，不需大型閥門2，不需沖洗水泵或沖洗水箱3，易于自動化操作缺點：1土建結構復雜2池深大，單池面積不能過大，反洗式浪費一部分水量，沖洗效果不易控制3，變水位等速過濾，水質不如降速過濾適用于中型水廠單池面積不宜過大每組池數(shù)不少于6個無閥濾池下向流，砂濾料，低水頭帶水箱反洗的無閥濾池優(yōu)點：1，不需設置閥門,2，自動沖洗，管理方便3，可成套定型制作缺點1，運行過程看不到濾層情況2，清砂不方便單池面積較小沖洗效果較差，反洗時浪費水量,3，變水位等速過濾，水質不如降速過濾適用于小型水廠單池面積一般不大于25移動罩濾池下向流，砂濾料低水頭連續(xù)過濾濾池優(yōu)點：1，造價低，不需大量閥門設備,2，池深淺，結構簡單3,能自動連續(xù)運行，不需沖洗水塔或水泵,4，節(jié)約用地，節(jié)約用電5，降速過濾缺點：1，需移動沖洗設備，對機械加工材質要求高2，起始濾速高，3，對密封要求較高適用于大中型水廠單池面積不宜過大我們選用使用經(jīng)驗較為成熟，結構簡單，造價低的普通快濾池。沖洗方式為水沖洗，沖洗水流強度14L/(s)3.9 消毒劑的選擇消毒工藝可根據(jù)原水水質和處理要求，采用濾前、濾后或濾前濾后二次消毒。采用濾前消毒可以延長消毒時間，有利于殺死水中微生物，防止藻類生長，但是耗氯量將會增加，特別是當水中有機物含量高時，還將使出水的三氯甲烷增加。由于三氯甲烷易揮發(fā)。純品對光敏感，遇光照會與空氣中的氧作用，逐漸分解而生成劇毒的光氣（碳酰氯）和氯化氫。 基于二次出水有機物含量相對較高和景觀用水水只要，我們只采用濾后消毒。表3-7 不同消毒劑特點消毒劑優(yōu) 點缺 點適 用 條 件液氯效果可靠、投配簡單、投量準確，價格便宜氯化形成的余氯及某些含氯化合物低濃度時對水生物有毒害，當污水含工業(yè)污水比例大時，氯化可能生成致癌化合物 。適用于中規(guī)模的污水處理廠漂白粉投加設備簡單，價格便宜。同液氯缺點外，沿尚有投量不準確，溶解調制不便，勞動強度大適用于出水水質較好，排入水體衛(wèi)生條件要求高的污水處理廠二氧化氯1不會生成有機氯化物2較自由的氯殺菌效果好3具有強烈的氯化作用，可除臭、去色、氯化錳、鐵等物質4投加量少，接觸時間短，余氯保持時間長1成本較高2一般需現(xiàn)場隨時制取使用3制取設備較復雜4需控制氯酸鹽和亞氯酸鹽等產(chǎn)物適用于有機污染嚴重時臭氧消毒效率高，并能有效地降解污水中殘留的有機物，色，味，等，污水中PH，溫度對消毒效果影響小，不產(chǎn)生難處理的或生物積累性殘余物投資大成本高，設備管理復雜適用于出水水質較好，排入水體衛(wèi)生條件要求高的污水處理廠由于采用氯消毒經(jīng)濟有效，且余氯具有持續(xù)消毒作用。為較為常見消毒方式，且我們的出水用于景觀用水，而非引用，有機氯化物的副作用影響不大。因此，消毒物質選用液氯。3.10 工藝流程見下圖： 進水 中格柵 提升泵房 細格柵 沉砂池 配水井 （5萬t排出） 出水 消毒 輻流式二沉池 奧貝爾氧化溝 厭氧池 集水 （5萬t深度處理） 污泥處理 一級泵房 回轉隔板絮凝池 平流式沉淀池 普通快池 消毒 景觀用水 二級泵房圖3-3 工藝流程4、處理構筑物的設計與計算4.1 配水井4.1.1 配水井的選型配水井位于污水預處理的尾段，生物處理的前段，主要作用是均勻分配污水，使生物處理后續(xù)處理構筑物水流均勻，減少流量變化給污水處理帶來沖擊。同時因其有均衡的發(fā)揮各個處理構筑物運行能力的作用，能保證各處理構筑物經(jīng)濟有效的運行，所以，均勻配水是污水處理廠工藝設計的重要內容之一。絕大多數(shù)配水設施采用水力配水，不僅構造簡單，操作也很方便，無需人員操作即可自動均勻地配水。常用的配水設施有對稱、堰式和非對稱式。本設計選用堰式配水井，草圖3-1所示：圖3-1 配水井計算示意圖4.1.2 配水井的設計計算設計一座配水井，四個氧化溝共用一個配水井。進水從配水井底中心進入，經(jīng)等寬堰流入四個水斗再由管道接入四座厭氧池的后續(xù)構筑物，配水采用矩形寬頂溢流堰至配水管。（1） 進水管管徑D配水井進水管的設計流量為=1.157進水管控制流速為v0.6（m/s），則進水管直徑為，取d=1600（mm）校核進出水管流速， 滿足要求。（2） 堰上水頭H。出水堰的形式一般大于100L/s采用矩形堰，小于100L/s的采用三角堰，因單個出水溢流堰的流量為，所以， 本設計采用矩形堰（堰高h取0.5m）。矩形堰的流量 (3.1) 式中 Q矩形堰的流量，m/s H堰上水頭，m； b堰寬，m，取堰寬b=0.9m； m流量系數(shù)，通常采用0.3270.332，取0.33。則 （3）堰頂厚度B。根據(jù)有關資料，當時，屬于矩形寬頂堰。取B=0.9m，這時(在2.5-10范圍內），所以，該堰屬于矩形寬頂堰。 （4） 配水管管徑D 后續(xù)處理采用4組厭氧池，因此設計配水管4條，單條設計流量為25000 m/d ，即289.3L/s 。擬用800 mm管徑，流速為：v=0.58 m/s ，滿足設計要求。（5）配水漏斗上口直徑D。按配水井內徑的1.5倍進行設計，D=1.5D=1.51600=2400(mm）。4.2 厭氧池污水經(jīng)配水井分配后進入?yún)捬醭?。在厭氧池中，污水與回流污泥進行充分混合，形成高負荷條件，選出適合系統(tǒng)的微生物，同時除去污水中帶入的油脂類物質，避免在氧化溝好氧段水中，由于油脂過多，出現(xiàn)諾卡氏菌這種絲狀菌大量繁殖的現(xiàn)象。厭氧池還可為除磷準備，在厭氧池內，攝磷菌釋放磷從而獲得在好氧區(qū)吸收磷的能量，助于除磷。4.2.1 設計參數(shù)設計四座厭氧池，每座厭氧池對應一座氧化溝設計流量：按平均流量算，每座設計流量為Q=25000m/d=289 L/s水力停留時間：T=0.5h污泥濃度：X=3600mg/L4.2.2 厭氧池的設計計算（1）厭氧池容積V=QT=289100.53600=520 m （2）厭氧池尺寸有效池深取4m，則厭氧池的面積為：A=V/h=520/4=130(m)厭氧池直徑為：（m），取D=13m?？紤]0.3m的超高，故池總高為H=h+0.3=4+0.3=4.3m。4.2.3 污泥回流量的計算污泥回流比為100%，考慮安全系數(shù)，取回流比為150%，都回流到厭氧池。則污泥回流量為 Q=1.5Q=1.525000=37500(m/d)4.2.4 進出水管、進泥管的計算（1）進水管進水管管徑與配水井配水管管徑相同，取800mm。（2） 進泥管污泥回流量Q=37500(m/d)=0.434m/s ，取設計流速0.6m/s，則設計管徑為=0.92 m 取=900 mm（3）出水管污泥回流比為150%，單池出水設計流量Q=Q(1+R)=250002.5=62500 m/d =723 L/s擬用1200 mm管徑， 設計流速v=0.64 m/s 1 m/s，滿足要求。4.2.5 推進器的設計水下推流器的攪拌功率需要5w/m，厭氧池內污水容積V=520m，所需推流器功率P=5205=2.6 kW選用2臺潛水推流攪拌器，規(guī)格表3-1所示： 推流器規(guī)格 表3-1型號葉輪直徑/mm電機功率/kW轉速（r/min）QJGA-1.52601.59604.3 氧化溝4.3.1 基本設計參數(shù)污泥產(chǎn)率系數(shù) Y=0.55 混合液懸浮固體濃度（MLSS) X=4000 mg/L 對于生活污水，f一般為固定值0.75，則混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS）X=3000mg/L 污泥齡取 =25d 內源代謝系數(shù) K=0.055 20時脫氮率=0.035kg(還原的NON)/（kg MLVSSd) 生活污水VSS約占70 經(jīng)過一級處理后SS約去除40%，BOD約去除20% 進水水質 見表1-1出水水質見表1-24.3.2 去除BOD的計算（1）氧化溝出水溶解性BOD濃度S。 為了保證二級出水BOD濃度S 20mg/L,必須控制氧化溝出水所含溶解性BOD濃度。 S=S-1.42()TSS(1-) (3.2) =20-1.420.720(1-) =6.41(mg/L) （2）好氧區(qū)容積V V=32727.9（m) (3.3)（3）好氧區(qū)水力停留時間tt=7.85(h)（4）剩余污泥量 (3.4) 式中 X進水懸浮固體惰性部分（進水TSS-進水VSS）的濃度； XTSS的濃度； 本式中 X=3500.6-3500.60.7=63mg/L=0.0