水处理课程项目设计方案

1 水处理课程 项目设计方案 第一章、概述 景 广东省 西 ，是中国人居环境奖城市、 国家环保模范城市 、 国家卫生城市 、 国家园林城市 。拥有全国著名的两个蔬菜基地，为中国 南 方大型的蔬菜生 产地之一。 口数量不断增长，随着国民经济的发展，城市规模建设的迅速扩大，人口急剧的增加，向受纳水体超量排放含氮、磷等营养物质的环境恶化等问题日益突出，如水体富氧化、水中溶解氧降低、废水回用困难等。废水中 不可避免地造成水环境不同性质或不同程度的污染，从而威危害人民的身心健康，制约社会和经济的可持续发展。 随着城区居民生活污、废水排放量的日益增加，以及政府部门对环境保护问题的重视，现有城区污水处理的污水处理规模已远达不到城市污水排放的处理要求，因此， 该市为缓解市中心污水处理厂处理压力，拟在周边城县建设不同规模的污水处理厂，同时为城区长期解决污水处理问题积累经验，做技术上的准备，作为 县一厂”专项的一个子项目， 厂目标为降低排入水体的污染物含量，使出水达到一级 此来解决由污水量的增加及随意排放所带来的环境污染问题。 于南海区西部，东与狮山县相连，南与西樵县相接，西、北与三水区接壤。距广州 38山 22江支流从县的东边流过，南海区东西干线连接 某县城区与广州芳村隧道口，每天有数十班客车往返于广州、佛山、西樵之间，水陆交通方便。 针对 县一厂”专项， 境第一、技术稳定、效果保证、节省占地”的总体要求。各受委托单位将本着这一要求对污水处理厂进行设计。 本资料 1 设计平均日污水量及污水水质指标、排放标准及设计要求见表 1： 表 1 平均日污水量及污水水质指标、排放标准及设计要求 2 水质指标 水量 （ m3/d） L） ） L） L） N（ L） L） 水 20000 300 150 2 30 25 150 放标准 60 20 1 20 8 20 计要求 60 20 1 20 8 20 气象资料： 年气候温和，夏长冬短。 平均气温 月平均气温 量充沛，年平均降雨量为 4降雨量占全年的 81%； 7 响较大。 3 地质条件： 资源比较丰富，以地表径流和人工灌渠为主。县东面为北江干流东平水道，支流罗行涌从县内经过，南面为西城涌，关山涌（环山沟）为 穿县南北，源于三水，流入北江顺德水道。 计任务和内容 计任务： 本设计内容是 G 县污水处理厂设计，设计规模为 2 万 m3/d。 污水 处理后 达到城 镇 污水处理厂污染物排放标准（ 的一级B 标准 。 计要求 计原则 （ 1）要符合适用的要求。首先确保污水厂处理后达到排放标准。考虑现实的技术和经济条件，以及当地的具体情况 (如施工条件 )，在可能的基础上，选择的处理 3 工艺流程、构 (建 )筑物型式、主要设备、设计标准和数据等，应最大限度地满足污水厂功能的实现，使处理后污水符合水质要求。 （ 2）污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件，如水质水量资料、同类工程资料。按照工程的处理要求，全面地分析各种因素，选择好各项设计数据，在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数 。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。 （ 3）污水处理厂（站）设计必须符合经济的要求。污水处理工程方案设计完成后，总体布置、单体设计及药剂选用等尽可能采用合理措施降低工程造价和运行管理费用， （ 4）污水厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。 （ 5）污水厂设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置放空管、超越管线、沼气的安全储存等。 （ 6）污水厂设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如配水井、泵房及加药间等，其土 建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为以后的发展留有挖潜和扩建的条件。 计依据 及采用标准 设计依据 及采用标准 包括： 室外排水设计规范； 污水综合排放标准； 城 镇 污水处理厂污染物排放标准； 4. 5. 十五 ” 环境保护规划 6.城市污水处理及污染物防治技术政策 7. 镇污水处理专项规划 1:10000) 9.室外排水设计规范（ 4 10.建筑给水排水设计规范 计内容 污水处理厂工艺设计流程设计说明一般包括以下内容 : （ 1） 据城市或企业的总体规划或现状与设 计方案选择处理厂厂址； （ 2） 处理厂工艺流程设计说明； （ 3） 处理构筑物型式选型说明； （ 4） 处理构筑物或设施的设计计算； （ 5） 主要辅助构筑物设计计算； （ 6） 主要设备设计计算选择； （ 7） 污水厂总体布置 (平面或竖向 )及厂区道路、绿化和管线综合布置； （ 8） 处理构筑物、主要辅助构筑物、非标设备设计图绘制； （ 9） 编制主要设备材料表。 质分析 水水质 根据资料进水水质设计 见表 1 表 1进水水质数据 水质指标 L） ） L） L） N（ L） L） 水 300 150 2 30 25 150 项目污水处理的特点：污水以有机污染物为主， 生化 性较好，采用生化处理最为经济。 N N 7,满足反硝化需求。 水水质 污水 处理后 达到城 镇 污水处理厂污染物排放标准（ 的一级标准（ B 标准） ，远远满足设计要求。 因此 该 县污水处理厂二级出水标准为： 5 表 1出水水 质数据 水质指标 L） ） L） L） N（ L） L） 水 300 150 2 30 25 150 放标准 60 20 1 20 8 20 除率 计算 （ 1） 去除率 100150 20150 %=（ 2） 去除率 100300 60300 %=（ 3） 去除率 100150 20150 %=（ 4） 去除率 1002 12 %=（ 4） N 的去除率 10025 825 %= 6 第二章、污泥处理工艺流程说明 计规模 根据 G 县生活污水排放量，结合 0000m3/d，远期总处理规模可达 50000m3/d，分期建设，现阶段一期占地 40000 纳污范围：该污 水处理厂一期纳污范围为 目总投资约为 4000万元人民币。该污水处理厂 2013年完成设计 2014 年 1月开工建设，2015年 1月全面竣工， 4月正式投入运营。 体工艺流程比选 水处理方式比选 我国现行室外排水设计规范 (表中给出了污水处理厂 1： 表 2 1 污水处理厂的处理效率 处理级别 处理方法 主要工艺 处理效率 % 级处理 沉淀法 沉淀 4055 2030 二级处 理 生物膜法 初次沉淀、生物膜法、二次沉淀 6090 6590 活性污泥法 初次沉淀、曝气、二次沉淀 7090 6595 从表中可以得知，二级活性污泥法的处理效率最高，这也是目前国内外大多数城市污水处理厂都用的方法。但常规二级处理工艺对氮、磷的去除是有一定限度的，仅靠从剩余污泥中排除约 020%的氮和约 1219%的磷，达不到本工程对氮和磷去除率的要求，因此，必须采用脱氮除磷的二级处理工艺。 污水处理工艺流程总体分为两种：先物化处理，后生化处理；先生化处理，后物化处理；两种方法之间的筛选 主要以系统稳定性、吨水投资、日常操作简易型等 7 方面进行考虑。先物化处理，后生化处理的方法，主要针对 水中含悬浮物高、有机物含量高、纤维物质较多的情况下，而先生化处理，后物化处理则适用于悬浮物含量低，有机负荷低的情况下；先物化后生化处理可采用不同的药剂，以适应水质的变化，是系统保持稳定，但是投药量大，日常操作难度大，运行费用较高，吨水投资高；先生化后物化处理，投药量低、日常操作难度低、吨水投资低。两者的选择，主要是实际情况出发，实事求是进行筛选。 国内外用于废水处理的有效的工艺方法大部分均为物化和 生化联合处理工艺。本项目中，进水水质可生化性好，水质、 虑投资与运行费用，在可以确保处理先过的前提下，采用先生化处理，后物化处理的方式进行处理，为确保维物质的去除，在生化处理之前进行预处理，设置沉砂池，进行沉淀，为后续处理提供良好条件。 水处理生物方法比选 水处理工艺理论分析 污水处理方式的确定，应首先确定处理规模的大小，参考污水处理厂工艺设计手册， 20000m2/d 属于小规模处理，故污水处理方式的比较以小规模处理单元设施为准，采用列 表法进行比较 ,具体比较见下表： 表 2水处理方式比较（小规模单元处理设施） 序号 项目 标准活性污泥法 生物转盘法 氧化沟法 延时曝气法 接触曝气法 1 初沉池 表面负荷35 d），面负荷35 d），以不设 可以不设 表面负荷30 d），以不设 生物处理单元 d），污泥回流比20% 积负荷8g/（ d） 水力负荷 65L/（ d） d），污泥回流比100%， 4h d），污泥回流比20% d）， 4h d） 二沉池 表面负荷25 d），面负荷25 d），面负荷15 d），面负荷15 d），面负荷25 d）， 2 除率90%以上（ 200） 90%以上 85%（污泥沉淀效果差） 93%以上 93%以上 93%以上 93%以上 3 抗负荷变化的能力 抗水质、水量变化能力有限 抗水量变化能力差，抗浓度抗水量、浓度变化能力强 抗水量变化能力较弱，抗浓抗水量、水质变化能力强 抗水量变化能力强，抗浓度 8 变化能力强 度变化能力强 变化能力差 4 有无污泥膨胀发生 有 无 有（调整简单） 有 无 有（发生污泥膨胀少，但处理困难） 5 污泥回流设备 需要 20%的调整 不需要 100%泵动力大 100%泵动力大 不需要 不需要 6 污泥量 多 较少 少 少 较少 较多 7 气温、水温的影响 水温变化影响小 水温变化影响大 水温变化影响小 水温变化影响小 水温变化影响小 水温变化影响小 8 日常操作 难易 为调节污泥回流量和空气量，需要每天测 O 等项目，日常操作多 几乎没有调整要素，日常操作简单 几乎没有调整要素，日常操作简单 几乎没有调整要素，日常操作简单 接触曝气槽需要每月一次反冲洗，其他操作简便 自动化程度高时日常管理容易，但是有浮渣问题，手动运行是不可能的 9 设备的可靠性（故障时） 设有备用鼓风机，水中无驱动装置，可靠性高 转盘故障时高负荷运行。可靠性差 每组两台曝气机，每台与运行对应 设有备用鼓风机，水中无驱动装置，可靠性高 设有备用鼓风机，接触曝气槽的技术评价不明确 污泥膨胀后难以恢复，自动控制发生故障时，手动运行操作复杂 10 噪声 鼓风机放的隔音处理，无其他机械噪声，污水搅拌声可加盖处理 无噪声问题，无污水搅拌声 有曝气机搅拌污水的声音 鼓风机放的隔音处理，无其他机械噪声，污水搅拌声可加盖处理 无噪声问题，无污水搅拌声 无噪声问题，有间歇污水搅拌声，可加盖处理 卫生以及泡沫、臭气的产生 有泡沫飞散和臭气产生，可加盖处理解决 有臭气产生，可加盖处理解决 有臭气产生，可加盖处理解决 有泡沫飞散和臭气产生，可加盖处理解决 有泡沫飞散和臭气产生，可加盖处理解决 有泡沫飞散和臭气产生，可加盖处理解决 美观 可建成地下式和半地下式，上不空间可综合利用 可建成地下式和半地下式，上不空间可综合利用 可建成地下式和半地下式，上不空间可综合利用 可建成地下式和半地下式，上不空间可综合利用 可建成地下式和半地下式，上不空间可综合利用 可建成地下式和半地下式，上不空间可综合利用 11 设施面积 可增加水深，减少占地面积 不可增加水深，占地面积大 增加水深可减少占地面积，但比其他方法要大 同上 占地面积居中 不设二沉池、调节池和初沉池，占地面积小 12 能耗 一般 少 较少 大 较少 少 13 脱氮运行 可以实现 容易实现 容易实现且脱氮率高 容易实现 容易实现 容易实现 9 14 工程应用实绩 应用广泛 城市污水处理应用较少 应用广泛 多 应用较少 应用较少 适 用 性 Q1000m3/d Q5000m3/d Q10000m3/d Q1000m3/d 15 维护管理费 一般 少 较少 较多 较少 少 16 建设费 一般 大 较大 较大 较大 较少 17 综合评价 1. 工程应用实例少 2. 冬季处理效果差 3. 转盘数组多，维护 管理复杂 4. 建设费高 1. 占地面积大，建设费高， 2. 其他项目良好，特别是出水 持在20 以下 1. 占地面积大，建设费用高，耗能大； 2. 其他指标良好，特别是出水 持在20 以下 各指标较好，但是工程应用不多，技术发展趋势不明确 1. 工程应用实绩不多 2. 污泥膨胀是难以恢复 3. 技术发展、运行条件不明确 注：为差；为一般；为良好；为优良。 确定污水处理工艺方案的依据，主要从化以下几个方面考虑： 价与运行费用； 质检验及自控的要求； 污水处理程度是确定水处理工艺的主要依据，决定于原污水水质和处理后出水水质。 据水质特性污染因子主要为悬浮物、化学需氧量、 5日生化需氧量、氮、磷等；从规划受纳水体要求来分析，尾水对氮磷处理要求比较高。其适合的二级处理工艺主要有氧化沟法、生物转盘法、延时曝气法、接触曝气法、 中，氧化沟法具有较大优势。 工程造价及运行费用往往与水质处理 效果紧密相关，二期工程在基本达到受纳水体规划水质的基础上，优先考虑减少今后的运营费用，其次是项目建设投资。本项目建设条件在选择工艺时，对项目投资数额有限，且考虑建设项目总体要求：环境第一、技术稳定、效果保证、节省占地。从现有的规模及处理水质要求看，以上几种处理方法都有其优缺点，充分考量，普通活性污泥法、氧化沟法、均适用于本 10 项目。 污水处理构筑物排出的剩余污泥性质不同，对选用污泥处理工艺有较大影响。采用普通活性污泥法工艺，污泥一般需进行硝化处理，采用低负荷的氧化沟工艺，剩余污泥处理可不进行厌氧消化。综 合上述污水情况及污水处理工艺特点适应性分析，初步选用氧化沟法、普通活性污泥法二种工艺作进一步工程技术方案分析，便于选出一种更适应当地情况的污水处理工艺。 在处理规模方面，前文已述， 0000m3/d；上表适用于小规模处理。综合表中评价，因此标准活性污泥法、氧化沟法、生物转盘法、延时曝气法、接触曝气法、 中，标准活性污泥法和氧化沟法具有较大优势。 水特点有以下几点： 1. 污水以有机污染物为主，生化性较 好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标； 2. 污水中主要污染物指标 于偏中等状态状态，采用生化处理会比较经济； 3. 污水厂建设目标为： 环境第一、技术稳定、效果保证、节省占地。 针对以上水质条件和处理、建设要求，结合长期发展考虑，未来有可能要求出水回用，氨氮浓度相对较低，不必完全脱氮。根据国内大、中型污水处理厂的经验与建设情况，应该考虑采用一般活性污泥法和氧化沟法。具体两者比较如下： 表 2两种工艺优缺点比较 方案 优点 缺点 氧化沟法 1. 氧化沟管理较简单，具有一定承受水质、水量变化的能力 2. 总体构筑物少，流程简单，图鉴施工方便，产泥量低，且脱水性好 3. 运行成本低 1. 曝气池占地多 2. 去除率能达到要求，但相对而言较普通活性污泥法低 普通活性污泥法 1. 具有 又便于管理，可调节厌氧缺氧时间，适应水质变化 2. 占地省，地基处理费用少 3. 投资省，运行费用少 4. 不用内回流和污泥回流 5. 流程简单，构筑物少 1. 运行管理经验尚待积累 2. 对自控要求较高 常规活性污泥法能满足 对氮、磷的去除是有限的，仅从剩余污 泥中排除氮、磷，其中氮的去除率约 10 25磷的去除率约10 30，达不到本项目要求，因此，本工程需采用生物除磷脱氮工艺。经过衡量，在目前处理量以及水质情况下，氧化沟法在理论上是最适用的方法。 污水处理工艺实际应用效果分析 目前，国内各地根据水质等各情况，采用了多种污水处理工艺，在实际工程已用上积累了不少经验，通过理论分析，我们可以得出，氧化沟法适合于本项目污水 11 处理建设。 目前国内外成功运行的污水处理厂，在处理效果、运行管理、维护维修、自控要求等方面各有特色，又有相对的优势和弱点 。 针对污水处理厂的经济指标作简要分析，有利于建设污水处理厂时合理选择工艺路线，以下数据主要摘自邓荣森教授编写的氧化沟污水处理理论与技术。 1 各污水处理厂建设投资和占地指标比较经过对国内 24 座运行一年以上的污水处理厂进行调查，对其投资及占地指标的分析结果如下。 (1)所调查的 24 个污水处理厂，处理规模为 吨 /d，平均吨水占地面积 (2)采用氧化沟工艺的 13个污水处理厂，处理规模为 吨 /d，平均吨水投资 均 吨水占地面积 (3)采用 工艺的 3个污水处理厂，处理规模为 d，平均吨水投资1520元，平均吨水占地面积 (4)采用 个污水处理厂，处理规模为 d；平均吨水投资1349元，平均吨水占地面积 (5)采用其他污水处理工艺的 5个污水处理厂 (包括传统活性污泥法 1个、水解 +好氧工艺 2个、 A/个、 个 )，处理规模为 d，平均吨水投资 1491元，平均吨水占地、面积 总体情况看出：列举的 24 个污水处理厂，采用氧化沟的污水处理厂其建设投资和占地指标均相对较低。可见，相比所调研的其他污水处理工艺，氧化沟污水处理工艺具有明显的投资和占地优势。 2 部分污水处理厂的运行经济指标比较 在调查的 24个污水处理厂中，抽出 11个准确运行数据的污水处理厂进行比较分析。污水处理规模为 d，分析结果如下。从实际处理的 化沟实际 其他工艺的实际 于氧化沟。 3 能耗分析 部分调查数据显示，采用氧化沟工艺的污水处理厂的吨水电耗平均为 h/用 工艺的污水处理厂的吨水电耗平均为 h/ 用 .3 kWh/以看出，三种工艺吨水电耗相差不大，但氧化沟略低。氧化沟能耗较低的主要原因是近年来由于水下推进器的引入，氧化沟曝气设备的混合推流功能被剥离出来由水下推进器承担，这种氧化沟设备的组合十分有利于在运行前根据进水水质的变化灵活调节曝气设备的运行，同时，水下推进器的装机容量 远低于曝气设备，因此，大大降了运行能耗。当然在对现有污水处理工艺的调研中 ,我们发现要评价一个工艺经济与否时，会受到诸多因素的制约与限制，但从我们调研的情况来看，在众多工艺中，氧化沟工艺是发展较快的工艺之一，在我国目前的数百座城市污水处理厂中，氧化沟处理厂的数量占据了相当的比例，特别是中小型城市污水处理厂，氧化沟更是居多。这一现象已表露出氧化沟工艺的技术经济优势。 在实际应用效果方面，王涛、楼上游在中国城市污水处理工艺现状调查与技术经济指标评价一文中提到，通过过对我国城市污水处理厂处理工艺和运行效 果的抽样调查、分析与评价，针对我国国情分析比较了当前我国污水处理厂主要使 12 用工艺的处理效果 (普通污染物去除、除磷脱氮 )、运行稳定性、自控要求、二次污染等技术指标以及能耗、投资、运行费用、占地面积等经济指标，评价出城市污水处理主体工艺在不同情况的适用性。评价结果可供本项目参考，具体结果如下：（此处采用截图，引用自原文献） 【为作图方便，以字母代表各工艺： 好氧工艺； C为 ； 2/； 13 从以上各图综合分析，结合理论分析与调查分析，我们可以发现，在各方面的评价中，氧化沟工艺处于中等偏上水平，总体情况较好；针对 上各图从实际工程应用方面印证了氧化沟工艺的适用性； 氧化沟工艺在我国属于使用最为广泛、工程经验最为丰富的处理工艺，对 以提供丰富的工程实践经验；所以，本项目最终 确定采用氧化沟工艺。 工艺操作单元比选 一级物化处理阶段 一级处理主要去除水中成悬浮或半悬浮状态的污染物质，如纸张、塑料袋、泥沙、油、微粒或胶体无机物或有机物，常用的处理结构有格栅，沉砂池、沉淀池、除油池、旋流分离器或离心机等。 栅的选择 格栅是由一组平行的的金属栅条制成的框架，斜置在污水流经的渠道上，或泵站集水井的井口处，用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的污物。在污水处理流程中，格栅是一种对后续处理构筑物或泵站机组具有保护作用的处理设备。 （ 1）格栅的选择：格栅的 选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式。 14 （ 2）栅条断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水条件好，但刚度差。一般多采用矩形断面。 （ 3）栅渣清除方式：一般按栅渣量而定，当每日栅渣量大于 采用机械清渣。 1进水工作平台栅条格栅按栅条的种类可分为直棒式栅条格栅、弧形格栅、辐射式格栅、转筒式格栅和活动栅条式格栅。 由于直棒式格栅运行可靠，布局简洁，易于安装维护，本工艺选用直棒式格栅。 格栅与水泵房的设置方式： 中 格栅 泵房。 拟用回转式固液 分离机。回转式固液分离机运转效果好，该设备由动力装置，机架，清洗机构及电控箱组成，动力装置采用悬挂式涡轮减速机，结构紧凑，调整维修方便，适用于 城市 污水处理厂污水预处理。 水提升泵房的选择 由于该泵站为常年运转且连续开泵，故选用自灌式 地下 泵房。又由于矩形泵房工艺布置合理，运行管理较方便，现已普遍采用，故选用矩形泵房。 (1) 污水提升泵房见图 1水总管中格栅最底水位图 1升泵房 15 砂池 沉砂池的作用是从污水中分离 相对密度较大的无机颗粒，沉砂池一般设于倒虹管、泵站、沉淀池前，保护水泵和管道免受磨损，防止后续处理构筑物管道的堵塞，减小污泥处理构筑物的容积，提高污泥有机组分的含量，提高污泥作为肥料的价值。 沉砂池有三种形式：平流式、曝气式和涡流式。 平流式矩形沉砂池是常用的型式，具有结构简单、处理效果较好的优点。其缺点是沉砂中含有 15%的有机物，使沉砂的后续处理难度加大。曝气沉砂池是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向恒速环流。曝气沉砂池的优点是通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效 率较稳定，受流量变化的影响小，同时，还对污水起预曝气的作用。涡流式沉砂池是利用水力涡流，使泥砂和有机物分开，以达到除砂目的。该池型具有基建、运行费用低和除砂效果好等优点 ,在北美国家广泛应用。综上所述，本设计采用曝气沉砂池。 图 1曝气沉砂池 二级生物处理阶段 二级处理主要去除污水中胶体和溶解状态的有机物和无机物。本项目采用氧化沟作为二级处理主题构筑物。 化沟工艺的筛选： 氧化沟 (是一种活性污泥法工艺，其曝气池呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥混合液在其中循环流动，因此被称为 “氧化沟 ”，又称 “环形曝气池 ”。其有机负荷一般低于 d)，属于延时曝气法之列。 我国从 20 世纪 80 年代以来也较多地开展了对氧化沟工艺的研究，并在广 16 州、昆明、上海、长沙等地设计建造了一批氧化沟污水处理厂。目前，氧化沟技术已广泛地应用于城市污水、工业废水（包括石油废水、化工废水、造纸废水、印染废水、食品加工废水等）的处理中。 经过几十年的发展和工艺改进， 目前在我国工程应用中技术相对成熟且处理效果较好的氧化沟主要卡鲁塞尔型、奥贝尔型、一体化氧化沟及 卡鲁塞尔氧化沟处理效果好。由于采用了倒伞型立式表曝机。搅拌能力强，传氧效率高，减少了设备数量，易于管理和维护，节能效果显著，因此在所有氧化沟处理工艺中应用最为广泛。 奥贝尔氧化沟也是城市污水处理常见的一种工艺。在不增加水下推进器的情况下有效水深可达 要原因在于奥贝尔氧化沟沟渠的椭圆形结构，能够更有效地利用水流惯性。同时该氧化沟具有推流反应器的特性，去除有机物和氨氮效果更好。其 主要缺点是能耗、投资成本、处理成本相对较高，不适于在经济落后的地区推广。 一体化氧化沟处理效果不是很好。主要原因有二：一是由于固液分离器和氧化沟渠的一体化设计，使出水易受水质、水量波动的影响，影响处理效果。二是对固液分离器的设计和安装要求较高。但工程上往往达不到要求，但一体化氧化沟也有显著的优点：由于省去了二沉池，占地面积小，污泥自动回流，管理更方便，能耗少、投资成本和运行费用较低，特别是在小城市和小城镇的污水处理、旅游景点的生活污水处理及类似情况下适合推广。 型氧化沟属于交替运行式氧化沟 利用率都比较低，因此使占地面积远远大于其它氧化沟工艺。因此在选择工艺时，应慎重考虑，权衡利弊。 根据长安大学硕士刘聪在其毕业学位论文氧化沟工艺处理适用性比较分析研究中的研究，通 过对 曝氧化沟进行工艺设计，从总投资、总能耗、运行费用、占地面积四个量化指标进行对比分析，得出不同类型氧化沟的特点： 总能耗方面， 微曝 曝、 耗节约百分比分别为 3%、 6%8%、 7%10%和 9%14%。 运行费用方面， 曝 曝、 行费用分别节省了 3% 5%9%。 总投资方面， 曝。 曝氧化沟相比较，总投资分别节省了 1%4%、 4% 占地面积方面，微曝 曝氧化沟 地面积分别节约了 5% 10%23%、12%37%和 20%43%。 由以上分析，结合 化沟在能耗与运行费用上投资相对较多，但由于该种工艺 搅拌能力强，传氧效率高，减少了设备数量，易于管理和维护，节能效果显著，在运行管理上占有优势，并且工艺成熟， 17 在所有氧化沟处理工艺中应用最为广泛，可借鉴的行内经验较丰富；本着“ 环境第一、技术稳定、效果保证、节省占地”的宗旨，在占地方面， 化沟明显占优， 以，权衡利弊，本项目最终选定 化沟工艺为 淀池 的比选 沉淀池按工艺布置的不同 ,可分为初次沉淀池和二次沉淀池。沉淀池的处理对象是悬浮物质 (约去除 40% 55%)，同时可去除部分 占总 0% 30%，主要是悬浮性 可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其 荷。初沉池是对污水中的以无机物为主体的比重大的固体悬浮物进行沉淀分离。二沉池是对污水中的以微生物为主体的比重小的、且因水流作用易发生上浮的固体悬浮物进行分离。 沉淀池按池内水流方向的不同，可分为平流式沉淀池，辐流式沉淀池和竖流式沉淀池。平流式沉淀池沉淀效果好、对冲击负荷和温度变化的适应能力强、施工简易。竖流式沉淀池适用于小型污水厂。辐 流式沉淀池适用于大中型污水处理厂，运行可靠，管理简单。 考虑到工期较短，平流池沉淀效果好，施工简易， 本设计二沉池选用 平 流式沉淀池。 高级深度处理阶段 毒工艺的比选 先针对现行水处理厂中几种主要的消毒技术进行一下比较： 18 （ 1）液氯 优点：效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜 缺点：氯化形成的余氯及某些含氯化合物低浓度时对水生物有毒害，当污水含工业废水比例大时，氯化可能生成致癌物质 适用条件：适用于大、中规模的污水处理厂 （ 2）漂白粉 优点：投加设备 简单，价格便宜 缺点：同液氯缺点外，尚有投量不准确，溶解调制不便，劳动强度大 适用条件：适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂 （ 3）臭氧 优点：消毒效率高，并能有效地降解污水中残留的有机物、色、味等，污水度对消毒效果影响很小，不产生难处理的或生物及类型残余物 缺点：投资大、成本高，设备管理复杂 适用条件：适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂 （ 4）次氯酸钠 优点：用海水或一定浓度的盐水，由处理厂就地自制电解产生消毒剂，也可买商品次氯酸钠 缺点：需要有专用次 氯酸钠电解设备和投配设备 适用条件：适用于边远地区，购液氯等消毒剂困难的小型污水处理厂 （ 5）氯片 优点：设备简单，管理方便，只需定时清理消毒器内残渣及补充氯片，基建费用低 缺点：要用特制氯片及专用消毒器，消毒水量小 适用条件：适用于医院、生物制品所等小型污水处理站 （ 6）紫外线 优点：是紫外线照射与氯化共同作用的物理化学方法，消毒效率高 缺点：紫外线照射灯具货源不足，技术数据较少 适用条件：适用于小型污水处理厂 污水经过以上构筑物处理后，虽然水质得到了改善，细菌数量也大幅减少，但 19 是细菌的绝对值仍然十分可观，并有存在病毒的可能。 根据本设计污水处理厂的实际情况，采用液氯消毒比较合适。因为液氯对水中细菌、病毒具有较强的灭活能力。基建费用、运行费用较低，液氯消毒应用于污水处理工程中比较合适。 污泥处理处置阶段 泥处理流程 比选 污水厂的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物，除灰分外，含有大量的水分 (95% 99%)、挥发性物质、病原体、寄生虫卵、重金属、盐类及某些难分解的有 机物，体积非常庞大，且易腐化发臭，如不加处理的任意排放会对环境造成严重的污染。随着城市化进程加快，污水处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化，污水的排放量呈快速上升趋势，污泥的排放量也快速增长。污泥处理的目的是减量化、稳定化、无害化及为最终处置与利用创造条件。 本项目处理流程的比选，是建立在前人研究的基础上，通过研究现有污泥处理流程，结合 县规划的实际情况，经济技术可行性等因素综合考虑，进行必选，以便在前人丰富的工程经验指导下设计出更加合适的工艺流程。 从我国已建成的污水处理厂来看，污泥 处理处置工艺大致可分为 18种工艺流程，如表 2 表 2中国已建污水处理厂污泥处理流程 编号 污泥处理流程 应用比例（ %） 1 浓缩池 双层沉淀池污泥 双层沉淀池污泥 最终处置 浓缩池 湿污泥池 浓缩池 机械脱水 浓缩池 最终处置 浓缩池 湿污泥池 浓缩池 浓缩池 机械脱水 0 初沉池污泥 干化场 1 初沉池污泥 2 接触氧化池污泥 3 浓缩池 4 浓缩池 5 初沉池污泥 6 浓缩池 20 17 初沉池污泥 8 浓缩池 以上 18种现有工艺来看，运用得比较多的是 1、 6、 9、 16四种处理流程，这四种方式由于处理方式简单，运作简单，投资费用低，相对运用得比较多，以上几种方式，行业经验丰富，施工、管理经验较多，且 由于该工艺选用氧化沟工艺 ， 污泥量较少，稳定，污水中重金属含量 少 ，采用农田处置方式 则量太少 ，干燥焚烧方式没有 也 必要 ；污泥消化可得沼气量少，不宜采用消化方式；为使污泥的含水率足够低，避免含水率过高 腐化发臭 ， 同时又节 省污泥处理处置的投资，经过考虑，拟将污泥经过脱水以后，外运到有资质的污泥处置站进行统一处理。 浓缩后的污泥需要经污泥泵送至设有搅拌器的 贮泥池 ， 氧化沟工艺污泥量少、稳定，可 确保污泥脱水能正常进行。因此综合比较各处理工艺，选用的工艺确定为： 剩余污泥 浓缩池 贮泥池 提升泵房 污泥脱水机房 泥饼外运 图 1泥处理流程 现阶段浓缩方法主要有重力浓缩法、气浮浓缩发、离心浓缩法等。各种浓缩方法的比较如表 2 表 2各种污泥浓缩方法的优缺点比较 浓缩方法 优点 缺 点 重力浓缩 贮存污泥能力强，运行费用低，动力消耗小 占地面积大，污泥易产生臭气，浓缩效果不理想 气浮浓缩 浓缩效果较理想，出泥含水率较低，不受季节影响，所需池容仅为浓缩法的 10%左右，占地面积小，臭气问题小，能去除油脂和沙粒 运行费用高于重力离心法，但低于立新浓缩，操作要求高，污泥贮存能力小，占地毕立新浓缩大 离心浓缩 相同处理能力占地面积最小，几乎不存在臭气问题 要求专用的离心机，电耗大，对操作人员要求高 表 2各浓缩方法处理效果与能耗分析 浓缩方法 污泥类型 浓缩后含水率 % 比能耗 干固体 /（ h/t） 脱除水 /（ h/t） 重力浓缩 初沉污泥 9021 重力浓缩 剩余活性污泥 97浮浓缩 剩余活性污泥 9531 式离心浓缩 剩余活性污泥 9111 孔转鼓离心浓缩 剩余活性污泥 9217 表中可以看出，初沉污泥用重力浓缩法最为经济，对于混合污泥来说，由于混合污泥浓度低，有机物含量高，浓缩困难，采用重力浓缩发效果不好，而采用气浮浓缩、离心浓缩法 则设备复杂、费用高，也不适合， 本可以解决占地的问题，初沉池污泥和剩余活性污泥均进入污泥浓缩池中进行浓缩，这样作的好处是比较经济，也简化管理。经过一级消化后上清液与污泥不能很好的分离，为减少污泥体积，设计后浓缩池，另外以起到释气作用，本工程由于有足够的工程面积，针对重力浓缩浓缩效果不理想的状况，后浓缩段也可确保离心段能顺利进行。所以，本工程选用重力浓缩法。 综上所述，本设计采用辐流式连续运行的重力浓缩池，其特点是浓缩结构简单、操作方便、动力消耗小、运行费用低、贮 存污泥能力强。 浓缩池剖面图 如下图： 300缩池 污泥经浓缩、消化后，尚有 95 97含水率，且易腐败发臭，需对污泥作干化与脱水处理。污泥脱水其目的是使固体富集，减少污泥体积，为污泥的最终处置创造条件。为使污泥液相和固相分离，必须克服它们之间的结合力，所以污泥脱水所遇到的主要问题是能量问题。针对结合力的不同形式，有目的采用不同的外界措施可以取得不同的脱水效果。常用脱水方法有自然干燥和机械脱 水两种，国内现有的污泥脱水措施主要是机械脱水，其中带式压滤脱水和离心脱水应用最广，而干化场由于受到地区、气候条件的限制很少被采用。 根据国内大多数污水厂的经验，采用带式压滤机进行消化污泥的脱水，在耗药量、泥饼含固率方面都比较好，操作和维护也都较简单。对于带式脱水机，可以看 22 得到加药以后的絮凝状况，便于人工调整药剂加入量，带式脱水机成本相对较低，据了解，到时脱水机 30多万，而离心脱水机 120多万。至于带式脱水机的缺点也有不少，首先，带式脱水机的工作现场十分不清洁，到处滴水，滴泥，另外，带式脱水机工作不稳定，经常 发生脱水带偏侧等情况，尤其是国产货。其滤布需冲洗要耗费较多的清水，而且难以做到全封闭，工作中要散发臭味并有细小水珠溅出，对操作间环境造成不良影响甚至危害操作工人的身体健康。据广州市大坦沙污