某市萬(wàn)噸天污水處理廠工藝

目錄

第一章設(shè)計(jì)任務(wù)及資料..............................1

1.1設(shè)計(jì)任務(wù).........................................1

1.2設(shè)計(jì)目的及意義..................................1

1.3設(shè)計(jì)要求........................................1

1.4設(shè)計(jì)資料........................................2

1.5設(shè)計(jì)依據(jù)........................................3

第二章設(shè)計(jì)方案論證................................4

2.1廠址選擇........................................4

2.2污水廠處理流程的選擇............................4

2.3設(shè)計(jì)污水水量....................................9

2.4污水處理程度計(jì)算................................9

第三章污水的一級(jí)處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算..............11

3.1格柵...........................................11

3.2提升泵站.......................................21

3.3沉砂池.........................................25

第四章污水的二級(jí)處理設(shè)計(jì)計(jì)算....................31

4.1厭氧池+DE型氧化溝工藝計(jì)算......................32

4.2輻流式沉淀池...................................41

4.3消毒設(shè)施計(jì)算...................................50

4.4計(jì)量設(shè)備.......................................54

第五章污泥處理設(shè)計(jì)計(jì)算...........................57

5.1污泥處理(sludgetreatment)的目的與處理方法........57

5.2污泥泵房設(shè)計(jì)...................................58

5.3污泥濃縮池.....................................59

5.4貯泥池.........................................64

5.5污泥脫水.......................................65

第六章污水處理廠的布置...........................71

6.1污水處理廠平面布置.............................71

6.2污水處理廠高程布置.............................74

第七章供電儀表與供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)....................80

7.1變配電系統(tǒng).....................................80

7.2監(jiān)測(cè)儀表的設(shè)計(jì).................................81

第八章勞動(dòng)定員....................................81

8.1定員原則.......................................81

8.2污水廠人數(shù)定員.................................82

參考文獻(xiàn)............................................82

附錄................................................83

外文資料............................................84

中文譯文............................................88

致謝................................................91

編號(hào)：

時(shí)間：2021年X月X日書(shū)山有路勤為徑，學(xué)海無(wú)涯苦作舟頁(yè)碼：第1頁(yè)共93頁(yè)

第一章設(shè)計(jì)任務(wù)及資料

1.1設(shè)計(jì)任務(wù)

某市10萬(wàn)噸污水處理廠工藝設(shè)計(jì)。

1.2設(shè)計(jì)目的及意義

121設(shè)計(jì)目的

該市為東北某市，面積10301平方公里，人口300萬(wàn)，城市發(fā)展方向?yàn)橐?/p>

老城為依托，以疏港公路為軸線，向南發(fā)展。并逐步向經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)發(fā)展。

隨著城市及工業(yè)的發(fā)展，城市污水排放量也在逐年增加，至2007年城北排放未

經(jīng)處理污水排放量已達(dá)10萬(wàn)噸/日左右。大量的工業(yè)廢水和生活污水未經(jīng)處理

直接排入M河，使M河受到嚴(yán)重污染，致使河水中生物、植物大部分絕跡，破

壞了自然景觀、污染城區(qū)下游地下水源，嚴(yán)重制約著該市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為改善

環(huán)境，治理河水污染問(wèn)題，建設(shè)城市污水治理工程勢(shì)在必行。

1.2.2設(shè)計(jì)意義

設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)高等工科院校培養(yǎng)目標(biāo)所不可缺少的教學(xué)環(huán)節(jié)，是教學(xué)計(jì)劃中

的一個(gè)有機(jī)組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識(shí)以及分

析解決實(shí)際問(wèn)題能力的重要一環(huán)。它與其他教學(xué)環(huán)節(jié)緊密配合，相輔相成，在

某種程度上是前面各個(gè)環(huán)節(jié)的繼續(xù)、深化和發(fā)展。

我國(guó)城市污水處理相對(duì)于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家、起步較晚。近200年來(lái)，城市污

水處理已從原始的自然處理、簡(jiǎn)單的一級(jí)處理發(fā)展到利用各種先進(jìn)技術(shù)、深度

處理污水，并回用。處理工藝也從傳統(tǒng)活性污泥法、氧化溝工藝發(fā)展到A/0、

A2/0,AB、SBR（包括CCAS工藝）等多種工藝，以達(dá)到不同的出水要求。雖然

如此，我國(guó)的污水處理還是落后于許多國(guó)家。在我們大力引進(jìn)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)。

其次，做本設(shè)計(jì)可以使我得到很大的提高，可在不同程度上提高調(diào)查研究，

查閱文獻(xiàn)，收集資料和正確熟練使用工具書(shū)的能力，提高理論分析、制定設(shè)計(jì)

方案的能力以及設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖的能力；技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和組織工作的能力；

提高總結(jié)，撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的能力等。

1.3設(shè)計(jì)要求

1.3.1污水處理廠設(shè)計(jì)原則

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（1）污水廠的設(shè)計(jì)和其他工程設(shè)計(jì)一樣，應(yīng)符合適用的要求，首先必須

確保污水廠處理后污水達(dá)到排放要求?？紤]現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件，以及當(dāng)?shù)?/p>

的具體情況（如施工條件）。在可能的基礎(chǔ)上，選擇的處理工藝流程、構(gòu)（建）

筑物形式、主要設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)等。

（2）污水處理廠采用的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)必須可靠。設(shè)計(jì)時(shí)必須充分掌握和

認(rèn)真研究各項(xiàng)自然條件，如水質(zhì)水量資料、同類(lèi)工程資料。按照工程的處理要

求，全面地分析各種因素，選擇好各項(xiàng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，在設(shè)計(jì)中一定要遵守現(xiàn)行的

設(shè)計(jì)規(guī)范，保證必要的安全系數(shù)。對(duì)新工藝、新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)和新材料的采用

積極慎重的態(tài)度。

（3）污水處理廠（站）設(shè)計(jì)必須符合經(jīng)濟(jì)的要求。污水處理工程方案設(shè)

計(jì)完成后，總體布置、單體設(shè)計(jì)及藥劑選用等盡可能采用合理措施降低工程造

價(jià)和運(yùn)行管理費(fèi)用，

（4）污水廠設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)力求技術(shù)合理。在經(jīng)濟(jì)合理的原則下，必須根據(jù)需

要，盡可能采用先進(jìn)的工藝、機(jī)械和自控技術(shù)，但要確保安全可靠。

（5）污水廠設(shè)計(jì)必須注意近遠(yuǎn)期的結(jié)合，不宜分期建設(shè)的部分，如配水

井、泵房及加藥間等，其土建部分應(yīng)一次建成；在無(wú)遠(yuǎn)期規(guī)劃的情況下，設(shè)計(jì)

時(shí)應(yīng)為今后發(fā)展留有挖潛和擴(kuò)建的條件。

（6）污水廠設(shè)計(jì)必須考慮安全運(yùn)行的條件，如適當(dāng)設(shè)置分流設(shè)施、超越

管線、甲烷氣的安全儲(chǔ)存等。

（7）污水廠的設(shè)計(jì)在經(jīng)濟(jì)條件允許情況下，場(chǎng)內(nèi)布局、構(gòu)（建）筑物外

觀、環(huán)境及衛(wèi)生等可以適當(dāng)注意美觀和綠化。

1.3.2污水處理工程運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)遵循的原則

在保證污水處理效果同時(shí)，正確處理城市、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各方面的用水關(guān)

系，合理安排水資源的綜合利用，節(jié)約用地，節(jié)約勞動(dòng)力，考慮污水處理廠的

發(fā)展前景，盡量采用處理效果好的先進(jìn)工藝，同時(shí)合理設(shè)計(jì)、合理布局，做到

技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理。

1.4設(shè)計(jì)資料

1.4.1項(xiàng)目概況

東北某市，面積10301平方公里，人口300萬(wàn)，城市發(fā)展方向?yàn)橐岳铣菫?/p>

依托，以疏港公路為軸線，向南發(fā)展。并逐步向經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)發(fā)展。隨著城

市及工業(yè)的發(fā)展，城市污水排放量也在逐年增加，至2007年城北排放未經(jīng)處理

污水排放量已達(dá)10萬(wàn)噸/日左右。大量的工業(yè)廢水和生活污水未經(jīng)處理直接排

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入M河，使M河受到嚴(yán)重污染，致使河水中生物、植物大部分絕跡，破壞了自

然景觀、污染城區(qū)下游地下水源。為改善環(huán)境，治理河水污染問(wèn)題，建設(shè)城市

污水治理工程勢(shì)在必行。

1.4.2水質(zhì)情況

污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)為：

C0D390mg/l

180mg/l

BOD5

SS180mg/l

40mg/l

NH3-N

p6mg/l

處理后的出廠污水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為:

COD100mg/l

B0D3<20mg/l

SSW20mg/l

NH3—N^15mg/l

Pmg/1

處理后的污水排入M河。

1.4.3環(huán)境條件狀況

該市區(qū)屬溫帶季風(fēng)型大陸性氣候，春季多風(fēng)干燥，夏季受北太平洋暖流影

響，溫暖而潮濕，秋季溫潤(rùn)涼爽，冬季受蒙古和西伯利亞高氣壓帶控制，寒冷

干燥。年平均降水量約550毫米，年平均氣溫8r0本地區(qū)氣候主要受季風(fēng)影

響，主導(dǎo)風(fēng)向夏季為南風(fēng)、西南風(fēng)；冬季北風(fēng)、西北風(fēng)。

地震裂度6度。

1.4.4排水系統(tǒng)

城市的排水系統(tǒng)采用分流制排水系統(tǒng)，城市污水主干管由西北方向流入污

水處理廠廠區(qū)，主干管進(jìn)入污水處理廠處的管徑為1250mm,管道水面標(biāo)高為

80.0m。

1.5設(shè)計(jì)依據(jù)

設(shè)計(jì)依據(jù)主要是國(guó)家有關(guān)法律法規(guī)：

1、《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》；

2、GB3838-2002《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》；

3、GB18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》；

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4、GB50014-2006《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》；

5、GB50335-2002《污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》。

第二章設(shè)計(jì)方案論證

城市污水處理廠的設(shè)計(jì)規(guī)模與進(jìn)入處理廠的污水水質(zhì)和水量有關(guān)，污水的

水質(zhì)和水量可以通過(guò)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的原始資料計(jì)算。

2.1廠址選擇

在污水處理廠設(shè)計(jì)中，選定廠址是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，處理廠的位置對(duì)周?chē)?/p>

環(huán)境衛(wèi)生、基建投資及運(yùn)行管理等都有很大的影響。因此，在廠址的選擇上應(yīng)

進(jìn)行深入、詳盡的技術(shù)比較。

廠址選擇的一般原則為：

1、在城鎮(zhèn)水體的下游；

2、便于處理后出水回用和安全排放；

3、便于污泥集中處理和處置；

4、在城鎮(zhèn)夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向；

5、有良好的工程地質(zhì)條件；

6、少拆遷，少占地，根據(jù)環(huán)境評(píng)價(jià)要求，有一定的衛(wèi)生防護(hù)距離；

7、有擴(kuò)建的可能；

8、廠區(qū)地形不應(yīng)受洪澇災(zāi)害影響，防洪標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于城鎮(zhèn)防洪標(biāo)準(zhǔn)，有

良好的排水條件；

9、有方便的交通、運(yùn)輸和水電條件。

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。

2.2污水廠處理流程的選擇

2.2.1確定處理流程的原則

城市污水處理的目的是使之達(dá)標(biāo)排放或污水回用用于使環(huán)境不受污染，處

理后出水回用于農(nóng)田灌溉，城市景觀或工業(yè)生產(chǎn)等，以節(jié)約水資源。

《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》對(duì)污水處理工藝的選擇給出以下幾項(xiàng)

關(guān)于城鎮(zhèn)污水處理工藝選擇的準(zhǔn)則：

①城市污水處理工藝應(yīng)根據(jù)處理規(guī)模、水質(zhì)特征、受納水體的環(huán)境功能

及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和要求，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后優(yōu)先確定;

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②工藝選擇的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括：處理單位水量投資，削減單位污染

物投資，處理單位水量電耗和成本，削減單位污染物電耗和成本，占地面積，

運(yùn)行性能，可靠性，管理維護(hù)難易程度，總體環(huán)境效益；

③應(yīng)切合實(shí)際地確定污水進(jìn)水水質(zhì)，優(yōu)先工藝設(shè)計(jì)參數(shù)必須對(duì)污水的現(xiàn)狀、

水質(zhì)特征、污染物構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查或測(cè)定，做出合理的分析預(yù)測(cè)；

④在水質(zhì)組成復(fù)雜或特殊時(shí)，進(jìn)行污水處理工藝的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，必要時(shí)應(yīng)開(kāi)

展中試研究；

⑤積極地采用高效經(jīng)濟(jì)的新工藝，在國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用的新工藝必須經(jīng)過(guò)中

試和生產(chǎn)性試驗(yàn)，提供可靠性設(shè)計(jì)參數(shù)，然后進(jìn)行運(yùn)用。

2.2.2污水處理流程的選擇

我國(guó)城市污水處理相對(duì)于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家、起步較晚。近200年來(lái)，城市污

水處理已從原始的自然處理、簡(jiǎn)單的一級(jí)處理發(fā)展到利用各種先進(jìn)技術(shù)、深度

處理污水，并回用。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、

A7O.AB、SBR（包括CCAS工藝）等多種工藝，以達(dá)到不同的出水要求。雖然

如此，我國(guó)的污水處理還是落后于許多國(guó)家。在我們大力引進(jìn)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)。

我國(guó)城市污水處理技術(shù)隨著水污染控制與環(huán)境治理的實(shí)踐，在吸取國(guó)外技

術(shù)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，結(jié)合我國(guó)國(guó)情的特點(diǎn)，逐步改進(jìn)提高，初步形成了一些適用的

技術(shù)路線，主要如下：

1、對(duì)傳統(tǒng)活性污泥法進(jìn)行改造或予以取代后的人工生物凈化技術(shù)路線；

2、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)合的技術(shù)路線;

3、以污水?dāng)U散排放為主，處理為輔的技術(shù)路線；

4、以回用為目的的污水深度處理技術(shù)路線。

結(jié)合該污水處理工程的具體情況分析進(jìn)行選擇：

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。因?yàn)殡S著

環(huán)境的狀況日趨嚴(yán)峻，用水的問(wèn)題越發(fā)突出，從而對(duì)雨水的合理使用必將使大

家特別重視的課題，所以，下面著重分析以自然生物凈化為主與人工生物凈化

相結(jié)合的技術(shù)路線和對(duì)傳統(tǒng)活性污泥法進(jìn)行改造或予以取代活的人工生物凈化

即使路線。

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)，主要指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

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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。

氧化塘一般分好氧氧化塘、厭氧氧化塘、兼性氧化塘，它們所需要的停留

時(shí)間都很長(zhǎng)，一般需要幾天到幾十天，占地面積很大，而且對(duì)周?chē)h(huán)境衛(wèi)生的

影響較大，需要慎重考慮，所以，在沒(méi)有低洼地可利用的情況下，若購(gòu)置占用

大量的良田，平地筑塘是很不經(jīng)濟(jì)的，本工程的情況不宜采用氧化塘處理。

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。這種仿有利于污水中水肥資源的利用和土壤微粒結(jié)構(gòu)的改善，但是，這

種處理需要廣闊的土地面積，而且要注意對(duì)地下水的污染問(wèn)題。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。

主要表現(xiàn)在：

1、污水灌溉按土地處理污水的要求控制水量、水質(zhì)，但對(duì)有些地下水以及

其它水源、水體仍會(huì)造成污染；

2、由于灌溉季節(jié)性變化和灌溉面積的限制，不能做到終年晝夜對(duì)污水的處

理；

3、沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格水質(zhì)控制的灌溉，往往會(huì)造成對(duì)糧食作物，特別是對(duì)蔬菜

作物的使用質(zhì)量的影響，這主要來(lái)自一些重金屬的污染；

所以，污水灌溉作為對(duì)適當(dāng)處理獲得城市污水的有效利用，無(wú)疑是非常有

價(jià)值的，但作為對(duì)污水的完善土地處理，從而取代其它的污水處理措施，在本

工藝的具體條件下，此方法也許不可行。

因?yàn)椋?、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。

人工凈化就是人為的創(chuàng)造條件，使微生物大量繁殖，提高微生物凈化的效

率，主要包括活性污泥法與生物膜法，其中以活性污泥法采用較為普遍，是目

前國(guó)內(nèi)外城市污水處理的主體工藝。傳統(tǒng)的活性污泥法有較豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和

技術(shù)資料、運(yùn)行可靠、處理效果好，但是也存在能活較多和費(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/0

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脫氮工藝,A2/0同步脫氮除磷工藝等常用工藝，它們各自具有相對(duì)不同的優(yōu)點(diǎn)。

結(jié)合本工藝的具體情況，本污水廠還要求高效脫氮除磷，常用的方法有AB法,

SBR,A?/。法,氧化溝工藝等。

2.2.3污水處理流程方案的介紹與比較

1、AB法(Adsorption—Biooxidation)

該法由德國(guó)Bohuke教授開(kāi)發(fā)。該工藝對(duì)曝氣池按高、低負(fù)荷分二級(jí)供氧,

A級(jí)負(fù)荷高，曝氣時(shí)間短，產(chǎn)生污泥量大，污泥負(fù)荷在2.5kgB0D/(kgMLSS?d)

以上，池容積負(fù)荷在6kgB0D/(m3?d)以上；B級(jí)負(fù)荷低，污泥齡較長(zhǎng)。A級(jí)與B

級(jí)間設(shè)中間沉淀池。二級(jí)池子F/M(污染物量與微生物量之比)不同，形成不同

的微生物群體。AB法盡管有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，但不適合低濃度水質(zhì)，A級(jí)和B級(jí)亦

可分期建設(shè)。

2、SBR法(SequencingBatchReactor)

SBR法早在20世紀(jì)初已開(kāi)發(fā)，由于人工管理繁瑣未予推廣。此法集進(jìn)水、

曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四個(gè)或三個(gè)池子構(gòu)成一組，輪流運(yùn)

轉(zhuǎn)，一池一池地間歇運(yùn)行，故稱序批式活性污泥法?，F(xiàn)在又開(kāi)發(fā)出一些連續(xù)進(jìn)

水連續(xù)出水的改良性SBR工藝，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。這種一體化

工藝的特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，由于只有一個(gè)反應(yīng)池，不需二沉池、回流污泥及設(shè)備，

一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初沉池，故節(jié)省占地和投資，耐沖

擊負(fù)荷且運(yùn)行方式靈活，可以從時(shí)間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，實(shí)

現(xiàn)除磷脫氮的目的。但因每個(gè)池子都需要設(shè)曝氣和輸配水系統(tǒng)，采用灌水器及

控制系統(tǒng)，間歇排水水頭損失大，池容的利用率不理想，因此，一般來(lái)說(shuō)并不

太適用于大規(guī)模的城市污水處理廠。

3、A2/0法(Anaerobic-Anoxic-oxic)

由于對(duì)城市污水處理的出水有去除氮和磷的要求，故國(guó)內(nèi)10年前開(kāi)發(fā)此厭

氧一缺氧一好氧組成的工藝。利用生物處理法脫氮除磷，可獲得優(yōu)質(zhì)出水，是

一種深度二級(jí)處理工藝。A/A/0法的可同步除磷脫氮機(jī)制由兩部分組成：一是

除磷，污水中的磷在厭氧狀態(tài)下(D0<0.3mg/L),釋放出聚磷菌，在好氧狀況下

又將其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。二是脫氮，缺氧段要控制D0<0.7

mg/L,由于兼氧脫氮菌的作用，利用水中B0D作為氫供給體(有機(jī)碳源)，將來(lái)

自好氧池混合液中的硝酸鹽及亞硝酸鹽還原成氮?dú)庖萑氪髿?，達(dá)到脫氮的目的。

為有效脫氮除磷，對(duì)一般的城市污水，C0D/TKN為3.5?7.0(完全脫氮

C0D/TKN>12.5),B0D/TKN為1.5-3.5,C0D/TP為30?60,B0D/TP為16-40(-

般應(yīng)>20)。若降低污泥濃度、壓縮污泥齡、控制硝化，以去除磷、B0D5和C0D

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為主，則可用A/0工藝。

4、氧化溝工藝

本工藝50年代初期發(fā)展形成，因其構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于管理，很快得到推廣,

且不斷創(chuàng)新，有發(fā)展前景和競(jìng)爭(zhēng)力，當(dāng)前可謂熱門(mén)工藝。氧化溝具有脫氮的效

果且在應(yīng)用中發(fā)展為多種形式，比較有代表性的有：

帕式(Passveer)簡(jiǎn)稱單溝式，表面曝氣采用轉(zhuǎn)刷曝氣，水深一般在2.5?

3.5m,轉(zhuǎn)刷動(dòng)力效率1.6~1.8kgO2/(kW?h)。

奧式(Orbal)簡(jiǎn)稱同心圓式，應(yīng)用上多為橢圓形的三環(huán)道組成，三個(gè)環(huán)道用

不同的D0(如外環(huán)為0,中環(huán)為1,內(nèi)環(huán)為2),有利于脫氮除磷。采用轉(zhuǎn)碟曝氣，

水深一般在4.0?4.5m,動(dòng)力效率與轉(zhuǎn)刷接近，現(xiàn)已在山東濰坊、北京黃村和合

肥的污水處理廠應(yīng)用。

若能將氧化溝進(jìn)水設(shè)計(jì)成多種方式，能有效地抵抗暴雨流量的沖擊，對(duì)一

些合流制排水系統(tǒng)的城市污水處理尤為適用。

卡式(Carrousel)簡(jiǎn)稱循環(huán)折流式，采用倒傘形葉輪曝氣，從工藝運(yùn)行來(lái)看，

水深一般在3.0m左右，但污泥易于沉積，其原因是供氧與流速有矛盾。

三溝式氧化溝(T型氧化溝)，此種型式由簡(jiǎn)單，處理效果不錯(cuò)，但其采用

轉(zhuǎn)刷曝氣，水深淺，占地面積大，復(fù)雜的三池組成，中間作曝氣池，左右兩池

兼作沉淀池和曝氣池。T型氧化溝構(gòu)造控制儀表增加了運(yùn)行管理的難度。不設(shè)

厭氧池，不具備除磷功能。

交替式氧化溝是SBR工藝與傳統(tǒng)氧化溝工藝組合的結(jié)果，目前應(yīng)用的主要

有3種氧化溝，分別為VR型、DE型、T型。交替式氧化溝具有良好的脫氮效果，

若在起前面設(shè)一厭氧池，則起也具有良好的除磷效果。

氧化溝一般不設(shè)初沉池，負(fù)荷低，耐沖擊，污泥少。建設(shè)費(fèi)用及電耗視采

用的溝型而變，如在轉(zhuǎn)碟和轉(zhuǎn)刷曝氣形式中，再引進(jìn)微孔曝氣，加大水深，能

有效地提高氧的利用率(提高20%)和動(dòng)力效率[達(dá)2.5?3.0kgO2/(kW?h)]o

2.2.4污水處理流程方案的確定

經(jīng)過(guò)分析本設(shè)計(jì)可選擇的工藝流程，有兩種：

1、普通A/A/O法處理工藝。

2、厭氧池+氧化溝處理工藝。

兩種工藝經(jīng)過(guò)比較：氧化溝除了具有A/A/O的效果外，還具有如下特點(diǎn)：

1)具有獨(dú)特的水力流動(dòng)特點(diǎn)，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以

將其工作區(qū)分為富氧區(qū)，缺氧區(qū)，用以進(jìn)行硝化和反硝化作用，取得脫氮效果；

2)不設(shè)初沉池，有機(jī)性懸浮物在氧化溝內(nèi)能達(dá)到好氧穩(wěn)定的程度；

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3）B0D負(fù)荷低，使氧化溝具有對(duì)水溫、水質(zhì)、水量的變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性,

污泥產(chǎn)率低，勿需進(jìn)行硝化處理；

4）脫氮效果還能進(jìn)一步提高；

5）電耗較小，運(yùn)行費(fèi)用低。

所以本設(shè)計(jì)選用厭氧池+氧化溝處理工藝。

本設(shè)計(jì)的工藝流程為：

2.3原始設(shè)計(jì)參數(shù)

原水量2=50000m3/d=2083.3m3/h=0.579m3/s

2.722.72

流量總變化系數(shù)為KzQO.108—579°108=1.37

設(shè)計(jì)流量Q"g=KZQ=1.37X0.579m3/s=0.793m3/s

2.4污水處理程度計(jì)算

城市污水排入受納水體后，經(jīng)過(guò)物理的、化學(xué)的和生物的作用，使污水中

的污染物濃度降低，受污染的受納水體部分地或全部地恢復(fù)原狀，這種現(xiàn)象稱

為水體自凈或水體凈化，水體所具有的這種能力稱為水體自凈能力。

在選擇污水處理程度時(shí)，既要充分利用水體的自凈能力，又要防止水體受

到污染，避免污水排入水體后污染下游取水口和影響水體中的水生動(dòng)植物。

2.4.1污水的COD處理程度計(jì)算

式中g(shù)--------CO。的處理程度，%；

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C------進(jìn)水的COD濃度,mgIL；

C------處理后污水排放的COD濃度，mg/L.

則

=450-60=8967%

1450

2.4.2污水的BOD5處理程度計(jì)算

式中E?------BOD,的處理程度，%；

L------進(jìn)水的BOD,濃度，mg/L；

Le------處理后污水排放的BOD,濃度，mg/L。

則

=200-20=9()%

2200

2.4.3污水的SS處理程度計(jì)算

式中￡3------SS的處理程度，%；

C------進(jìn)水的SS濃度，mg/L；

C?------處理后污水排放的SS濃度，mg/Lo

則

=250—20=92%

250

2.4.4污水的氨氮處理程度計(jì)算

*9

式中E4------氨氮的處理程度，%；

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C------進(jìn)水的氨氮濃度，加g/L；

G------處理后污水排放的氨氮濃度，，"g/L。

則

40-15

=62.5%

40

2.4.5污水的磷酸鹽處理程度計(jì)算

式中區(qū)------磷酸鹽的處理程度，%；

C------進(jìn)水的磷酸鹽濃度，加g/L；

Ce------處理后污水排放的磷酸鹽濃度，mg/L。

則

6-1

￡=——=83.33%

56

第三章污水的一級(jí)處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算

3.1格柵（兩用一備）

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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、泵房集水井

的進(jìn)口處或污水處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，如纖維、碎

皮、毛發(fā)、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷，

并使之正常進(jìn)行。被截留的物質(zhì)稱為柵渣。

設(shè)計(jì)中格柵的選擇主要是決定柵條斷面、柵條間隙、柵渣清除方式等。

格柵斷面有圓形、矩形、正方形、半圓形等。圓形水力條件好，但剛度差，

故一般多采用矩形斷面。格柵按照柵條形式分為直棒式格柵、弧形格柵、輻流

式格柵、轉(zhuǎn)筒式格柵、活動(dòng)格柵等；按照格柵柵條間距分為粗格柵和細(xì)格柵

（1.5?10mm）；按照格柵除渣方式分為人工除渣格柵和機(jī)械除渣格柵，目前，

污水處理廠大多都采用機(jī)械格柵；按照安裝方式分為單獨(dú)設(shè)置的格柵和與水泵

池合建一處的格柵。

3.1.1格柵的設(shè)計(jì)

城市的排水系統(tǒng)采用分流制排水系統(tǒng)，城市污水主干管由西北方向流入污

水處理廠廠區(qū)，主干管進(jìn)水水量為Q=15（M.63〃s,污水進(jìn)入污水處理廠處的

管徑為1250mm,管道水面標(biāo)高為80.0加。

本設(shè)計(jì)中采用矩形斷面并設(shè)置兩道格柵（中格柵一道和細(xì)格柵一道），采用

機(jī)械清渣。其中，中格柵設(shè)在污水泵站前，細(xì)格柵設(shè)在污水泵站后。中細(xì)兩道

格柵都設(shè)置三組即N=3組，每組的設(shè)計(jì)流量為0.502〃//S0

3.1.2設(shè)計(jì)原則

1、格柵柵條間隙寬度，應(yīng)符合下列要求：

1）粗格柵：機(jī)械清除時(shí)宜為16?25mm；人工清除時(shí)宜為25?40mm。特

殊情況下，最大間隙可為100mm。

2）細(xì)格柵：宜為1.5?10mm。

3）水泵前，應(yīng)根據(jù)水泵要求確定。

2、污水過(guò)柵流速宜采用0.6?1.0m/s。除轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機(jī)外，機(jī)械清

除格柵的安裝角度宜為60?90°。人工清除格柵的安裝角度宜為30°?60°。

3、當(dāng)格柵間隙為16?25mm時(shí)，柵渣量取0.10?0.05機(jī)3八（）3m3污水；當(dāng)

格柵間隙為30?50mm時(shí)，柵渣量取0.03-0.017M3/1O3W3污水。

4、格柵除污機(jī)，底部前端距井壁尺寸，鋼絲繩牽引除污機(jī)或移動(dòng)懸吊葫蘆

抓斗式除污機(jī)應(yīng)大于1.5m；鏈動(dòng)刮板除污機(jī)或回轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)應(yīng)大于1.0m。

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5、格柵上部必須設(shè)置工作平臺(tái)，其高度應(yīng)高出格柵前最高設(shè)計(jì)水位0.5m,

工作平臺(tái)上應(yīng)有安全和沖洗設(shè)施。

6、格柵工作平臺(tái)兩側(cè)邊道寬度宜采用0.7?1.0m。工作平臺(tái)正面過(guò)道寬

度，采用機(jī)械清除時(shí)不應(yīng)小于1.5m,采用人工清除時(shí)不應(yīng)小于1.2m。

7、粗格柵柵渣宜采用帶式輸送機(jī)輸送；細(xì)格柵柵渣宜采用螺旋輸送機(jī)輸

送。

8、格柵除污機(jī)、輸送機(jī)和壓榨脫水機(jī)的進(jìn)出料口宜采用密封形式，根據(jù)周

圍環(huán)境情況，可設(shè)置除臭處理裝置。

9、格柵間應(yīng)設(shè)置通風(fēng)設(shè)施和有毒有害氣體的檢測(cè)與報(bào)警裝置。

10、沉砂池的超高不應(yīng)小于0.3m。

設(shè)計(jì)參數(shù)

33

（1）最大日流量2niax=1.37X0.579m/s=0.793m/s

（2）社兩座中格柵n=2,則每座處理量。=0.397m3/s

（3）柵前流速匕=0.8m/s

（4）過(guò)柵流速丫=0.9m/s

（5）柵條寬度s=0.01m

（6）格柵柵條間隙）=20mm=0.02m

（7）柵前部分長(zhǎng)度0.5m,柵后部分長(zhǎng)度1.0m

（8）格柵安裝傾角。=60°

（9）單位柵渣量W1=O.O5m3柵渣/lO'n?污水

3.1.3中格柵設(shè)計(jì)計(jì)算

1、確定格柵前水深

根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式Q=用力匕=4等匕=孕計(jì)算

則柵前水深—吟=。加

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2、格柵的間隙數(shù)

Qyjsina

n=-------

Nhhv

式中〃------格柵柵條間隙數(shù)，個(gè)；

Q------設(shè)計(jì)流量，m3/s；

a------格柵傾角，°；

N------設(shè)計(jì)的格柵組數(shù)，組；

b------格柵柵條間隙，m；

h------柵前水深，

0.397Vsin60°,，人

n=-------------=4］個(gè)

0.02x0.50x0.9

3、柵槽有效寬度

B-s(n-\)+bn

式中B------柵槽有效寬度，加；

s------每根格柵條寬度，機(jī)。

B=0.01x(41-1)+0.02x41=0.40+0.82=1.22m

4、進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度計(jì)算

仆口

2tan^Zj

式中/,------進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度，m；

a,-------漸寬處角度，°o

設(shè)計(jì)中取％=20。

1.22-1.00

=0.30m

2tan200

5、進(jìn)水渠道漸窄部分的長(zhǎng)度計(jì)算

0.30

=0.15m

222

6、通過(guò)格柵的水頭損失

設(shè)柵條斷面為銳邊矩行截面，4=2.42

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%=hQk

v2

%=4丁sina

2g

4

3一

式中4----------水頭損失，加，一般為0.08~0.15m；

%------計(jì)算水頭損失，m；

g------重力加速度，m/s2；

k------格柵受污物堵塞時(shí)的水頭損失增大倍數(shù)，一般取女=3；

4----------阻力系數(shù)，其值與柵條斷面形狀有關(guān)；

P------形狀系數(shù)。

2

q±v2001-09

則h.=k/3(-V—sma=3x2.42x(—y——sin60°=0.10/M

1"b2g0.022x9.8

7、柵后槽總高度

設(shè)柵前渠道超高為=0.30加

則柵后槽總高度”=/+%+%=0.50+0.10+0.30=0.90根

8、柵槽總長(zhǎng)度

L=l,+1,+0.5+1.0+-^

tana

=0.3+0.15+0.5+1.0+°'3+0-5

tan60°

=2.41/77

中格柵示意圖如圖3—1

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9、每日柵渣量

X86400

一仆1000

式中W----------每日柵渣量，加3/d；

%------柵渣量，加3柵渣”()3加3污水；

K:------生活污水流量總變化系數(shù)。

代入數(shù)值得：

0.397x0.05x86400,._,,

W=---------------------------=1.25>0.2m33/d

1.37x1000

應(yīng)采用機(jī)械除渣及皮帶輸送機(jī)或無(wú)軸輸送機(jī)輸送柵渣，采用機(jī)械柵渣打包

機(jī)將柵渣打包，汽車(chē)運(yùn)走。

10、進(jìn)水與出水渠道

城市污水通過(guò)0M250相機(jī)的管道送入進(jìn)水渠道，然后，就由提升泵將污水

提升至細(xì)格柵。

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11.格柵除污機(jī)選擇

選用NC-1200型機(jī)械格柵三臺(tái)。

NC—1200型機(jī)械格柵工作參數(shù)

安裝角度電機(jī)功率過(guò)柵流速/有效柵寬設(shè)備總寬生產(chǎn)廠商

/(°)/kw(m/s)度/mm度/mm

600.75W110601200上?；哿_環(huán)境

工程有限公司

12.計(jì)算草圖如下

3.1.4細(xì)格柵設(shè)計(jì)計(jì)算(四用一備)

33

(1)最大日流量emax=1.37X0.579m/s=0.793m/s

(2)社兩座中格柵n=3,則每座處理量Q=0.264m3/s

(3)柵前流速匕=0.8m/s

(4)過(guò)柵流速丫=0.9m/s

(5)柵條寬度s=0.01m

(6)格柵柵條間隙b=10mm=0.01m

(7)柵前部分長(zhǎng)度0.5m,柵后部分長(zhǎng)度1.0m

(8)格柵安裝傾角a=60°

(9)單位柵渣量匕=0.08nr5柵渣/Id，m3污水

3.1.3中格柵設(shè)計(jì)計(jì)算

1、確定格柵前水深

根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式。=用〃匕=與今匕=竽計(jì)算

0.81m

則柵前水深：k吟：

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2、格柵的間隙數(shù)

Qyjsina

n=----------

Nhhv

式中〃------格柵柵條間隙數(shù)，個(gè);

Q------設(shè)計(jì)流量，m3/s；

a------格柵傾角，°；

N------設(shè)計(jì)的格柵組數(shù)，組;

b------格柵柵條間隙，加；

h------柵前水深，

0.264Jsin600

n-------------=--6--7--個(gè)-

0.01x0.41x0.9

3、柵槽有效寬度

B-s(n-\)+bn

式中B------柵槽有效寬度，加；

s------每根格柵條寬度，機(jī)。

B=0.01x(67-1)+0.01x67=0.81+0.82=1.33m

7、進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度計(jì)算

，一B-B、

式中/,------進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度，m；

?,------漸寬處角度，°o

設(shè)計(jì)中?。?20。

1.33—1.00

=0.45m

2tan20°

8、進(jìn)水渠道漸窄部分的長(zhǎng)度計(jì)算

,10.45

2=0.23/H

22

9、通過(guò)格柵的水頭損失

設(shè)柵條斷面為銳邊矩行截面，4=2.42

第18頁(yè)共93頁(yè)

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%=hQk

v2

%=4丁sina

2g

4

3一

式中4---------水頭損失，加，一般為0.08~0.15m；

%------計(jì)算水頭損失，m；

g------重力加速度，m/s2；

k------格柵受污物堵塞時(shí)的水頭損失增大倍數(shù)，一般取女=3；

4---------阻力系數(shù)，其值與柵條斷面形狀有關(guān)；

P------形狀系數(shù)。

q±2OOI-092

則h.=k/3(-V—vsina=3x2.42x(^―)3——sin60。=0.26〃z

1"b2g0.012x9.8

7、柵后槽總高度

設(shè)柵前渠道超高為=0.30加

則柵后槽總高度+為=0.41+0.26+0.30=0.97m

8、柵槽總長(zhǎng)度

L=+/+0.5+1.0+

2tana

=0.45+0.23+0.5+1.0+°3+041

tan60°

=2.59m

中格柵示意圖如圖3—1

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9、每日柵渣量

X86400

一仆1000