環(huán)境工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教第六章

1、第六章 污水處理廠設(shè)計(jì)實(shí)例第一節(jié) 某城市污水處理廠設(shè)計(jì)實(shí)例第二節(jié) 某淀粉廠廢水處理工藝設(shè)計(jì)實(shí)例第一節(jié) 某城市污水處理廠設(shè)計(jì)實(shí)例 一、污水處理廠建設(shè)規(guī)模與治理目標(biāo) (1) 建設(shè)規(guī)模 本項(xiàng)目1997年下半年開工，2000年建成。根據(jù)預(yù)測(cè)，投產(chǎn)時(shí)污水日排放量為14.0萬m3d。經(jīng)與主管部門研究，本項(xiàng)目最終規(guī)模確定為15.0萬m3/d，一次建設(shè)完成。 (2) 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì) 污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)如表61。P127表6-5 項(xiàng) 目CODcrBOD5SS氨氮進(jìn)水水質(zhì)(mg/L)45020037015出水水質(zhì)(mg/L)6314303去除率()86939280GB89781996二級(jí)(城市污水廠)排放

2、標(biāo)準(zhǔn)120303020表61 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)表 二、污水處理工藝方案比較 1工藝方案分析本項(xiàng)目污水特點(diǎn)為：污水以有機(jī)污染為主，BODCOD0.42，可生化性較好，重金屬及其他難以生物降解的有毒有害污染物一般不超標(biāo)；污水中主要污染物指標(biāo)BOD5、CODcr、SS值比國內(nèi)一般城市污水高70左右； 針對(duì)以上特點(diǎn)，以及出水要求，現(xiàn)有城市污水處理技術(shù)的特點(diǎn)，以采用生化處理最為經(jīng)濟(jì)。由于將來可能要求出水回用，處理工藝尚應(yīng)硝化，考慮到NH3-N濃度較低，不必完全脫氮。 根據(jù)國內(nèi)外已運(yùn)行的大、中型污水處理廠的調(diào)查，要達(dá)到確定的治理目標(biāo)，可采用“普通活性污泥法”或“氧化溝法”。 (1)普通活性污泥法方案 普通活

3、性污泥法，也稱傳統(tǒng)活性污泥法，推廣年限長，具有成熟的設(shè)計(jì)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，處理效果可靠。 國內(nèi)已運(yùn)行的大中型污水處理廠，如西安鄧家村(12萬m3/d)、天津紀(jì)莊子(26萬m3/d)、北京高碑店(50萬m3/d)、成都三瓦窯(20萬m3/d)等污水處理廠都采用此方法。目前世界最大的污水處理廠美國芝加哥市西南西污水處理廠也采用此工藝，該廠1964年建成，設(shè)計(jì)流量為455萬m3d。 普通活性污泥法如設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行管理得當(dāng)，出水BOD5可達(dá)1020mgL。它的缺點(diǎn)是工藝路線長，工藝構(gòu)筑物及設(shè)備多而復(fù)雜，運(yùn)行管理困難，基建投資及運(yùn)行費(fèi)均較高。國內(nèi)已建的此類污水處理廠，單方基建投資一般為10001300元m3d

4、，運(yùn)行費(fèi)為0.20.4元(m3d)或更高。 (2)氧化溝方案 氧化溝污水處理技術(shù)， 60年代以來，這項(xiàng)技術(shù)在歐洲、北美、南非、澳大利亞等國已被廣泛采用，工藝及構(gòu)造有了很大的發(fā)展和進(jìn)步。隨著對(duì)該技術(shù)缺點(diǎn)(占地面積大)的克服和對(duì)其優(yōu)點(diǎn)(基建投資及運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低，運(yùn)行效果高且穩(wěn)定，維護(hù)管理簡單等)的逐步深入認(rèn)識(shí)，目前已成為普遍采用的一項(xiàng)污水處理技術(shù)。 氧化溝工藝一般可不設(shè)初沉池，在不增加構(gòu)筑物及設(shè)備的情況下，氧化溝內(nèi)不僅可完成碳源的氧化，還可實(shí)現(xiàn)硝化和脫硝，成為AO工藝；氧化溝前增加厭氧池可成為A2/O(A-A-O)工藝，實(shí)現(xiàn)除磷。由于氧化溝內(nèi)活性污泥已經(jīng)好氧穩(wěn)定，可直接濃縮脫水，不必厭氧消化。

5、氧化溝污水處理技術(shù) 與傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)相比，它在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面具有一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 工藝流程簡單、構(gòu)筑物少，運(yùn)行管理方便。 處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好。 基建投資省，運(yùn)行費(fèi)用低。 污泥量少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定。 具有一定承受水量、水質(zhì)沖擊負(fù)荷的能力。 占地面積少。 我國自20世紀(jì)80年代起，也已普遍采用 ，如桂林東(4萬m3d)、昆明蘭花溝(6萬m3d)、邯鄲東(一期6.6萬m3d)、長沙第二(14萬m3d)等城市污水處理廠都采用此工藝，均取得了很好的效果，出水BOD5一般為10mgL左右。 污水處理廠的基建投資和運(yùn)行費(fèi)用 在同等條件下的中、小型污水廠，氧化溝法比其他方法低，據(jù)國內(nèi)眾多已建成的氧化

6、溝污水處理廠的資料分析，當(dāng)進(jìn)水BOD5在120180mgL時(shí)，單方基建投資約為700900元(m3d)，運(yùn)行成本為0.150.30元m3污水。 2工藝流程框圖 (1)普通活性污泥法工藝流程 工藝流程框圖如圖6-1 p130圖61 普通活性污泥法(第二方案)污水處理及污泥處理工藝流程(2)氧化溝法工藝流程 工藝流程框圖如圖6-2130圖62 氧化溝法(第一方案)污水處理及污泥處理工藝流程 3工藝構(gòu)筑物及設(shè)備 (1)普通活性污泥法工藝構(gòu)筑物及設(shè)備 詳見表62。P131表6-6表62 普通活性污泥法工藝構(gòu)筑物和設(shè)備一覽表(2)氧化溝法工藝構(gòu)筑物及設(shè)備詳見表63。P133表6-7 表63 氧化溝法工藝

7、構(gòu)筑物和設(shè)備一覽表 4技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較(1)比較內(nèi)容技術(shù)比較包括污水處理出水水質(zhì)和運(yùn)行管理水平要求；經(jīng)濟(jì)比較包括污水處理工程基建投資、運(yùn)行費(fèi)用和占地面積；比較范圍污水處理廠的污水及污泥處理工程以及附屬建筑等工程；基建投資詳細(xì)內(nèi)容表64 普通活性污泥法污水處理廠投資估算135表6-8序號(hào)工程或費(fèi)用名稱估算價(jià)值(萬元)合計(jì)土建工程安裝工程設(shè)備購置工具購置其他費(fèi)用12345第一部分工程費(fèi)水處理工程費(fèi)污泥處理工程控制樓生產(chǎn)輔助建筑職工宿舍總平面工程生產(chǎn)輔助設(shè)備廠外工程第二部分工程費(fèi)預(yù)備費(fèi)建設(shè)期貸款利息工程總投資5689.03186.02014.054.0127.0112.0186.010.01548.05

8、76.0632.048.010.09.021162.04845.02460.02062.0222.04.037.060.0114.01524.0686.0436.012196.06222.04708.0324.0141.0121.0434.0174.072.01524.0686.0436.014842.0氧化溝法污水處理廠工程投資估算表序號(hào)工程或費(fèi)用名稱估算價(jià)值萬元合計(jì)萬元土建工程安裝工程設(shè)備購置工具購置其他費(fèi)用一第一部分工程費(fèi)3530.00728.004188.00114.008560.001水處理工程2690.00301.003180.006171.00格柵17.67.643.668.8污

9、水泵房145.316.5124.6286.4曝氣沉砂池22.116.1174.0212.2配水井5.30.42.78.4氧化溝1941.1172.82022.04108.9二沉池429.564.5480.0974.0回流污泥泵房134.119.5209.7363.3流量計(jì)井9.32.3110.0121.6分水閘門井12.71.313.427.42污泥處理工程208.060.0660.0928.0剩余污泥泵房46.68.335.688.5污泥濃縮池79.55.391.9176.7貯泥池及泵房24.88.261.094.0污泥脫水間49.936.6459.5546.0污泥柵7.21.612.020

10、.8序號(hào)工程或費(fèi)用名稱估算價(jià)值萬元合計(jì)萬元土建工程安裝工程設(shè)備購置工具購置其他費(fèi)用3控制樓54.048.0222.0324.04生產(chǎn)輔助建筑166.022.012.0200.05職工宿舍112.08.0120.06總平面工程236.0227.054.0517.07生產(chǎn)輔助設(shè)備60.0114.0174.08廠外配套工程10.062.072.09土方外運(yùn)54.054.0二第二部分工程費(fèi)1284.01284.0三預(yù)備費(fèi)492.0492.0四小計(jì)10336.0五建設(shè)期貸款利息421.0421.0六工程總投資10757.0氧化溝法污水處理廠工程投資估算表(2)比較結(jié)果 兩方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較詳見表65。P

11、135表6-9表65 工藝方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較表 序號(hào)項(xiàng) 目氧化溝法方案活性污泥法方案1處理能力(萬m3d)15.015.02進(jìn)水水質(zhì)(mg/L)BOD5200.0200.0CODcr450.0450.0SS360.0360.0氨氮15.015.03出水水質(zhì)(mg/L)BOD51414CODcr6363SS3030氨氮334要求管理水平較簡單復(fù)雜5總占地面積(畝)108.4121.1單位占地畝(萬m3d)6.787.576工程總投資10757.014842.0單位投資元(m3d)717.0989.07年運(yùn)行費(fèi)用(萬元)1215.71423.5單位成本(元m3污水)0.220.26(3)推薦方案

12、 由以上內(nèi)容知，兩種工藝都能達(dá)到預(yù)期的處理效果，且都為成熟工藝，但經(jīng)分析比較， 氧化溝法工藝方案在具有明顯優(yōu)勢(shì)。 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； 氧化溝法管理較簡單，適合該市污水處理管理技術(shù)水平現(xiàn)狀； 氧化溝法污水處理廠總占地108.4畝，單位占地6.78畝(萬m3d)，比普通活性污泥法減少占地約10； 氧化溝法總投資10757萬元，單位投資717.0元(m3d)，比普通活性污泥法減少投資約為29.8； 氧化溝法處運(yùn)行費(fèi)用1215.7萬元年，處理1t污水運(yùn)行成本為0.22元m3污水，比普通活性污泥法減少運(yùn)行費(fèi)約15.4。 三、

13、污水處理工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 1污水處理系統(tǒng) 格柵 污水提升泵站 曝氣沉砂 提砂泵房與砂水分離器 鼓風(fēng)機(jī)房 配水井 氧化溝 二沉池 回流污泥泵房 接觸消毒池與加氯時(shí)間 2污泥處理系統(tǒng) 剩余污泥泵房 污泥濃縮池 濃縮污泥貯池 濃縮污泥提升泵房 污泥脫水間 污泥棚 三、污水處理工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 四、污水處理廠總體布置 1總平面布置 2高程布置 第二節(jié) 某淀粉廠廢水處理工藝設(shè)計(jì)實(shí)例 一、設(shè)計(jì)資料 設(shè)計(jì)處理能力為日處理淀粉廢水1500m3，最大時(shí)廢水約190m3h。 廢水水質(zhì)如下：pH值4.06.0，水溫2232，CODcr68008000mgL，BOD527003500mgL，SS18003000mgL。 按該

14、廠規(guī)劃及現(xiàn)狀，廢水經(jīng)地面明溝進(jìn)入廢水處理站，溝斷面尺寸約300mm450mm，溝底標(biāo)高(相對(duì)于地面)0.40m。 根據(jù)環(huán)保部門要求，廢水處理站投產(chǎn)運(yùn)行后外排廢水，應(yīng)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB 897888中規(guī)定的“二級(jí)現(xiàn)有”標(biāo)準(zhǔn)，即CODcr200mgL，BOD580mgL，SS250mgL，pH值6.09.0。 二、處理工藝方案的確定 1基本工藝路線的確定 廢水 主要以有機(jī)物為主，并不含有害物質(zhì)，具有較好的可生化性，屬高濃度可生化有機(jī)廢水 采用厭氧好氧的處理路線2 厭氧處理工藝選擇 厭氧接觸法屬于傳統(tǒng)厭氧消化技術(shù)的發(fā)展。它采用完全混合式消化反應(yīng)器，適合于處理含懸浮固體很高的廢水，預(yù)處理

15、要求低，但需要設(shè)置池內(nèi)完全混合攪拌，池外還要設(shè)消化液沉淀池。其處理效率比傳統(tǒng)厭氧消化技術(shù)有提高，但中溫消化時(shí)容積負(fù)荷只有1.03.0kgCOD(m3d)，其水力停留時(shí)間仍然較長，要求的消化池容積大。本工程處理對(duì)象為較好生化處理的廢水。為提高處理效率，節(jié)省工程投資和占地，因此不宜采用厭氧接觸法。 上流式厭氧污泥床(UASB)，屬采用了滯留型厭氧生物處理技術(shù)，在底部有污泥床，依據(jù)進(jìn)水與污泥的高效接觸提供高的去除率，依靠頂部的三相分離器，進(jìn)行氣、液、固分離，能使污泥維持在污泥床內(nèi)而很少流失。因而生物污泥停留時(shí)間長，處理效率高，適合于處理較易生化降解，CODcr和SS濃度均較高的廢水(一般要求進(jìn)水SS

16、不大于4000mg/L)。常溫條件下，對(duì)于較易生物降解有機(jī)廢水，容積負(fù)荷可達(dá)48kgCODcr(m3d)。 厭氧過濾器采用附著型厭氧生物處理技術(shù)，在反應(yīng)器內(nèi)充填一部填料，使生物污泥附著在填料上生長，不易隨出水流失，且填料對(duì)于改善水流均勻性有益，并起到一定過濾截留作用。但反應(yīng)器內(nèi)填料易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，因此不適合處理有機(jī)物濃度過高的廢水，且要求進(jìn)水SS濃度應(yīng)較低，一般要求SS200mgL。盡管厭氧過濾器抗沖擊負(fù)荷能力大，處理效率亦高，但不適合本工程進(jìn)水水質(zhì)(SS濃度較高)。 綜合以上分析,結(jié)合類似工程資料，本工程廢水厭氧處理裝置采用UASB。 3好氧處理工藝選擇 有機(jī)廢水經(jīng)厭氧處理，出水的BOD5C

17、ODcr會(huì)降低，出水可生化性較原污水差。采用一般好氧生物處理方法(活性污泥法和生物膜法)，處理厭氧處理出水，其CODcr去除率約只有60，而處理同等濃度的原有機(jī)廢水，CODcr可達(dá)80。盡管采用生物膜法處理效果可能會(huì)稍好，但難以適應(yīng)BOD5大于250mgL的來水。近年來開發(fā)了一些處理此類廢水(進(jìn)水濃度較高，可生化性較差，不易生化降解)的工藝技術(shù)，如A-B法活性污泥工藝、氧化溝活性污泥法、SBR法等。這些方法均能對(duì)不易生化降解有機(jī)廢水或厭氧處理出水有較好的處理效果。 以上三種方法中，SBR法具有特別顯著的特點(diǎn)：首先由于采用間歇運(yùn)行，運(yùn)行周期每一階段有適應(yīng)基質(zhì)特征的優(yōu)勢(shì)菌群存在；污泥不斷內(nèi)循環(huán)，排泥量少，生物固體平均停留時(shí)間長；沉淀和排水時(shí)水流處于靜止?fàn)顟B(tài)；故處理效果優(yōu)于一般活性污泥法。其次由于進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水等工序在一個(gè)池內(nèi)進(jìn)行，省去了