毕业设计（论文）-吴江市污水处理厂的初步设计.pdf

安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 摘要 本设计为吴江市污水处理厂的初步设计。 该处理厂处理城市污水， 且水质较复杂： 五日生化需氧量（bod5）：140mg/l；悬浮物（ss）:250mg/l;化学需氧量（cod）： 290mg/l;氨氮：33mg/l;处理后的水质要求：bod520mg/l;ss20mg/l;cod60mg/l; 氨氮8mg/l; 根据设计要求和求新的思想，该污水处理厂进水中氮含量均偏高 。通过综合分 析比较城市污水生物处理工艺的优缺点，要求处理工艺既能有效地去除 bod、cod、 ss 等，又能达到同步脱氮除磷的效果，本次设计采用的为 a2/o 处理工艺。污水通过 依次进入厌氧-缺氧-好氧三个生物反应池达到去除氮磷等污染物的效果。此外，该工 艺还具有高效、节能的特点，且耐冲击负荷较高，出水水质好的特点。因此，更具有 广泛的适应性，完全适合本设计的实际要求。设计采用的 a2/o 工艺可以使 bod5 和 ss 的去除率达到 90%95%，总氮为 70%以上，磷为 90%左右，出水满足国家一级 b 标准。这一应用 a2/o 工艺的污水处理工程的水处理成本约为 0.61 元/t。 关键词：城市生活污水氮磷去除a2/o 工艺; 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 a a a abstractbstractbstractbstract it is a preliminary design and construction drawing for the sewage treatment plant development zone. this plant treats municipal sewage mainly is more complicated:the biochemicaloxygendemandof five days(bod):140mg/l;suspendedsubstance (ss):250mg/l; the chemical oxygen demand (cod):290mg/l; nh3-n:33mg/l;treatment water quality is required:bod20mg/l;ss20mg/l;cod60mg/l;nh3-n8mg/l; according to the designing requirement and thought of looking for novelty: the content of nitrogen in the municipal sewage is on the high side in this project.according to the factors carefully considered through a comprehensive analysis of commonly used biological treatment of urban sewage of the advantage and disadvantages of technology, the requirements process can effectively remove bod, cod, ss, ect., while the effect of nitrogen and phosphorus removal process. this design uses a2/ o process. sewage in turn into anaerobic-oxygen-aerobic biological reaction pool to remove pollutants such as the effect of nitrogen and phosphorus. the advantage of this comprehensive craft is extensive adaptability, totally suitable for reality originally designed purpose. the a2/ o process can make bod5 and ss removal achieves 90 to 95 percent, more than 70% of the total nitrogen, phosphorus is 90%, and effluent meets national level of b standard. this application of a2/ o process wastewater treatment engineering of water treatment cost about 0.61 yuan/t. keywords:urban sewagethe removal of nitrogen and phosphorusa2/ o 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 目录 第 1 章绪论1 1.1 富营养化现状. 1 1.1.1 水体富营养化的危害及来源.1 1.1.2 氮磷去除的原理2 1.2 生活污水处理工艺.2 1.2.1 badenpho 工艺3 1.2.2 间歇式工艺（sbr）3 1.2.3a2/o 工艺.4 1.2.3.1a2o 工艺的概述及原理4 1.2.3.2 工艺特点.6 1.2.3.3 工艺待解决问题 6 1.2.3.4 工艺效果.7 1.3 展望7 第 2 章方案确定.9 2.1 生活污水的处理要求.9 2.2 生活污水的处理工艺.9 2.2.1 氧化沟工艺9 2.2.2badenpho 工艺 10 2.2.3ao 脱氮除磷工艺11 第 3 章生活污水处理构筑物的设计计算.14 3.1 格栅的设计计算.14 3.1.1 设计说明14 3.1.2 设计参数14 3.1.3 设计计算14 3.1.3.1 栅条间隙数（n）15 3.1.3.2 栅槽的有效宽度（b）.15 3.1.3.3 进水渠渐宽部分长度（l1）.15 3.1.3.4 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（l2）16 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 3.1.3.5 过栅水头损失（h1）.16 3.1.3.6 栅槽总高度（h）.16 3.1.3.7 栅槽总长度（l）16 3.1.3.8 每日栅渣量（w）17 3.2 污水提升泵房的计算.17 3.2.1 设计说明17 3.2.2 设计计算17 3.2.3 选泵 18 3.2.4 泵房草图18 3.3 细格栅的计算.19 3.3.1 设计说明19 3.3.2 设计参数19 3.3.3 设计计算19 3.3.3.1 栅条间隙数（n1）.19 3.3.3.2 栅槽的有效宽度（b2）20 3.3.3.3 进水渠渐宽部分长度（l1）.20 3.3.3.5 过栅水头损失（h2）.20 3.3.3.6 栅槽总高度（h1）21 3.3.3.7 栅槽总长度（l1） 21 3.3.3.8 每日栅渣量（w1）.21 3.4 沉砂池的计算.22 3.4.1 设计说明22 3.4.2 计算草图22 3.4.3 设计参数22 3.4.4设计计算22 3.4.4.1 沉砂池长度（l）22 3.4.4.2 水流断面积（a）.22 3.4.4.3 沉砂池总宽度（b）.23 3.4.4.4 有效水深（h2）.23 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 3.4.4.5 贮泥区所需容积23 3.4.4.6 沉砂斗各部分尺寸及容积23 3.4.4.7 沉砂池高度（h）.23 3.4.4.8 校核最小流量时的流速24 3.5a2/o 工艺的设计计算24 3.5.1 判断可否用 a2/o 工艺.24 3.5.2 设计说明24 3.5.3 设计参数的确定25 3.5.4 设计计算25 3.5.4.1 厌氧池（区）容积的计算.25 3.5.4.2 缺氧池（区）容积的计算26 3.5.4.3 好氧池（区）容积的计算27 3.5.4.4a/o 反应池面积的确定.28 3.5.5 曝气系统的设计计算. 29 3.5.5.1 需氧量的计算. 29 3.5.6 污泥系统的设计计算. 32 3.5.6.1 剩余污泥的计算32 3.6 二沉池的设计计算.33 3.6.1 二沉池设计说明33 3.6.2 设计参数33 3.6.3 辐流式沉淀池计算草图.33 3.6.4 设计计算34 3.6.4.1 每座沉淀池面积（a）.34 3.6.4.2 有效水深.34 3.6.4.3 污泥斗容积.34 3.6.4.4 污泥区高度.35 3.6.4.5 二沉池总高度 35 3.6.4.6 径深校核.35 3.6.5 二沉池刮泥机的选择. 35 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 3.6.6 二沉池配水井的设计计算.35 3.7 消毒设备的计算.36 3.7.1 设计说明36 3.7.2 设计参数36 3.7.3 接触池的计算草图. 36 3.7.4 接触池的计算37 3.7.4.1 接触池的容积 37 3.7.4.2 过水面积计算 37 3.7.4.3消毒池面积 37 3.7.4.4 廊道总宽.37 3.7.4.5 接触池长度.37 3.7.4.6 接触池总高.37 3.7.4.7 氯气量计算.37 3.7.4.8 氯瓶的选取.38 3.7.5 加氯间的设计计算. 38 3.8 污泥浓缩的设计计算.39 3.8.1 设计说明39 3.8.2 浓缩池设计计算39 3.8.2.1 污泥量的计算 39 3.8.2.2 浓缩池池体计算40 3.8.3 贮泥池计算42 3.8.3.1 设计参数.42 3.8.3.2 贮泥池的设计计算42 3.8.4 污泥脱水间的设计计算.42 3.8.4.1 设计说明.42 3.8.4.2 设计参数.43 3.8.4.4 污泥压滤机的选择43 第 4 章污水处理厂的总体布置45 4.1 构筑物高程布置.45 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 4.1.1 高程计算说明45 4.1.2 计算各污水管段的水头损失.45 4.1.2.1 接触池到河流 45 4.1.2.2 二沉池到接触池45 4.1.2.3a2/o 反应池到二沉池.46 4.1.2.4 沉砂池到 a2/o 反应池46 4.1.2.5 细格栅到沉砂池46 4.1.2.6 提升泵房到细格栅46 4.1.3 污水处理构筑物水头损失.47 4.1.4 水头损失计算表47 4.1.5 高程的确定48 4.2 污泥高程计算.49 4.2.1 污泥各处理构筑物的水头损失.49 4.2.2 污泥管道水头损失. 49 4.2.3 污泥处理构筑物高程的确定.50 4.2.4 选泵 50 4.3 污水厂的平面布置.51 4.3.1 各处理单元构筑物的平面布置原则 51 4.3.2 管渠的平面布置原则. 51 4.3.3 辅助建筑物布置原则. 52 第 5 章污水厂内部环保措施54 第 6 章技术经济计算55 6.1 估算范围及编制依据.55 6.2 工程造价55 6.2.1 土建部分55 6.5.2 设备估算56 6.2.3 工程直接投资57 6.2.4 其他部分费用57 6.2.5 工程总造价57 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 6.3 运营经费58 6.3.1 成本估算有关单价. 58 6.3.2 费用计算58 6.3.2.1 动力费.58 6.3.2.2 工资福利费.58 6.3.2.3 运营水费.58 6.3.2.4 运营维修费.59 6.3.2.5 运营管理费.59 6.3.2.6 年运行成本.59 致谢. 60 参考文献.61 附录62 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 共722页第1页 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 共70页第1页 第 1 章绪论 1.11.11.11.1 富营养化现状富营养化现状 随着水体“富营养化”问题的日渐突出，污水排放标准不断严格，污水处理技术已 从单一去除有机物为目的的阶段进入既要去除有机物又要脱氮除磷的深度处理阶段， 以控制富营养化为目的的脱氮除磷已成为当今污水处理领域的研究热点之一。 从水环境质量角度来看，氨氮污染已经成为全国性的污染问题。2007 年，氨氮 是长江、黄河、海河和辽河的首要污染物，同时也是珠江和淮河的主要污染物。2008 年全国地表水河流国控断面中氨氮劣类断面占 19.2，全部断面氨氮平均浓度为 1.9 毫克/升，仅达类标准水平。氨氮已超过化学需氧量成为影响地表水水环境质量 的首要指标。初步测算，2007 年氨氮排放总量约相当于环境容量的 4 倍左右。氨氮 是否纳入污染减排约束性指标，直接影响水污染物减排工作的环境质量绩效,所以新 的十二五规划在继续降低 cod 和二氧化硫排放量的基础上将氨氮和氮氧化物也加入 约束性指标进行总量控制。 由于大量的氮磷的排入水体的富营养化日趋严重,过量的植物性营养元素氮磷排 入水体会加速书体的富营养化过程。 所谓的水体富营养化现象指的是富含磷酸盐和某 些形式的氮素的废水,在光照和其他环境条件适宜的情况下，水中所含的这些营养物 质足以使水体中的藻类过量生长， 在随后的藻类死亡和随之而来的异养微生物代谢活 动中，水体中的溶解氧很可能被耗尽，造成水体质量恶化和水生态环境结构破坏的现 象。大多数的水体富营养化实质上是水体生态系统受到污染造成的,而藻类生长的限 制因素是氮和磷。 1.1.1 水体富营养化的危害及来源 水体富营养化使水味变得腥臭味难闻，降低水体的透明度，消耗水体的溶解氧， 同时还会向水体释放有毒物质，影响供水水质并增加制水成本，以及对水生态和渔业 造成影响等。 导致水体富营养化的因素在于氮磷的污染，进入水体的氮磷营养来源是多方面 的，其中人类活动造成的氮磷来源主要有以下几个方面：工业和生活污水未经处理直 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 共70页第2页 接进入河道或水体，污水处理厂出水，面源性农业污染物等。其中，生活污水的氮磷 含量高，如进入江湖和海洋，造成藻类过度生长，危害最大。当水体受纳了大量的污 水，致使水体中氮磷和 cod 增高，可能引起赤潮。大量污染物流入近海水域，会破 坏原有的生物群落结构， 再在其他条件的配合下， 造成一些腰鞭毛目生物的过度生长， 导致水源污染，无法使用。 1.1.2 氮磷去除的原理 生物脱氮过程包括氨化、硝化与反硝化，在未经处理的新鲜污水中，含氮化合物 存在的主要形式有：有机氮，如蛋白质、氨基酸、尿素、胺类化合物、硝基化合物和 氨态氮等，一般以前者为主。含氮化合物在微生物的作用下相继产生下列各项反应： 氨化反应，指有机化合物，在氨化菌的作用下，分解、转化为氨态氮，这一过程 称之为“氨化反应”。 硝化反应，指在硝化菌的作用下，氨态氮进一步分解氧化，就此分为两个阶段进 行，首先在亚硝化菌的作用下，使氨转化为亚硝酸氮。继之，亚硝酸氮在硝酸菌的作 用下，进一步转化为硝酸氮。 （3）反硝化反应，是指硝酸氮和亚硝酸氮在反硝化菌的作用下，被还原成气态 氮的过程，从而达到去除氮的效果。 生物除磷原理，是利用聚磷菌一类微生物，能够过量地，在数量上超过其生理需 求，从外部环境摄取磷，并将磷以聚合的形态贮藏在菌体内，形成高磷污泥，排出系 统外，达到从污泥中除磷的效果。其基本过程如下：聚磷菌对磷的过量摄取、聚磷菌 放磷5。 1.21.21.21.2 生活污水处理工艺生活污水处理工艺 控制水体富营养化最根本的措施是加强对环境生态的管理，制定法规，对污水排 放一定要严格控制，一般应达到二级处理排放标准，并逐步达到深度处理标准，以去 除 n、p。 生活污水的处理方法有多种，目前最为流行的是生物化学法，即利用微生物生长 时需要的 c、n、p 等生长营养物质，通过人工强化微生物数量及功能，使其吸收分 解污水的 c、n、p 等物质（该类物质也即是我们所要求去除的） ，从而达到净化污 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 共70页第3页 水的目的。生物化学法去除氮磷具有经济、技术成熟的特点。 生物化学法按微生物生长方式可分为：普通活性污泥法、生物膜法；按设施运行 方式可分为：运续流工艺（cfs） ，间歇式工艺（sbr） ；按有无氧气的参与可分为： 好氧法，厌氧法，缺氧法（水解酸化法） ；按特定的处理要求可分为：a/o 工艺，a2/o 工艺， ab 工艺等； 按集约化程度可分为： 一建化工艺 （如： 三 t 式氧化沟， sbr,msbr 等） ，分建式工艺等等。用于同步脱氮除磷的工艺有 badenpho 工艺、sbr 工艺、ao 工艺等。 1.2.1 badenpho 工艺 badenpho 工艺是以同步脱氮除磷为目的而开发的。各工艺组成单元的功能如下： 原污水进入第一厌氧反应器，其首要功能是脱氮，含硝态氮的污水通过内循环来自第 一好氧反应器，本单元的第二功能是污泥释放磷，而含磷污泥是从沉淀池排除回流来 的。经第一厌氧反应器处理后的混合液进入第一好氧反应器，它的首要功能能是去除 bod，其次是硝化第三则是聚磷菌对磷的吸收。混合液进入第二厌氧反应器，其功能 与第一厌氧反应器同，一是脱氮；二是释放磷，以前者为主。第二好氧反应器，其首 要功能是吸收磷，第二项功能是进一步硝化，再其次则是进一步去除 bod。再通过沉 淀池，一部分上清液排出，并回流一部分污泥。如此反复作业，达到很好的处理效果 5。 1.2.2 氧化沟工艺 氧化沟又名氧化渠，因为其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。它是活性污泥的一 种变形。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝 气池” “无终端曝气池” 。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时 曝气系统。氧化沟利用连续环式反应池（简称 clr）作生物反应池，混合液在该反 应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环，氧化沟通常在延时曝气条件下使用。氧化沟 使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被 搅动的液体在闭合式渠道中循环。 氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的一般 形状呈环形，也可以是长方形、l 形、圆形或其他形状，沟端面形状多为矩形和梯形。 氧化沟由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄，因此，相比 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 共70页第4页 较传统活性污泥法， 可以省略调节池， 初沉池， 污泥硝化池， 有的还可以省略二沉池。 因为巧妙结合了 clr 形式和曝气装置特定的定位布置， 所以能保证较好的处理效果。 随着污水处理技术的深入研究以及环保法规的要求越来越严格， 单一的污水处理 技术已越来越难于达到要求，于是以上各种工艺分别得到了长足发展。本方案就生活 污水的活性污泥法 a2/o 工艺处理展开论述。 1.2.3a2/o 工艺 a2o 是 anaeroxic-anoxic-oxic 的英文缩写，是生物脱氮除磷工艺，是传统活性 污泥工艺，生物硝化及反消化工艺和生物除磷工艺的综合。a2/o 工艺即“厌氧+缺氧+ 好氧工艺”，该工艺流程是应要求脱 n 除 p，有机物深度处理等高要求而开发的。人 们认识到厌氧条件下可提高污水处理的可生化性， 去除部分好氧法所不能或者难于去 除的物质，同时认识到“微生物有好氧吸 p，厌氧释放 p”的特性，人们充分利用此特 性，达到污水的深度处理。其构造形式一般为格栅，沉砂池，厌氧池，缺氧池曝气池， 二次沉淀池，污泥及污水回流系统。 1.2.3.1a2o 工艺的概述及原理 工作原理：生物池通过曝气装置、推进器（厌氧和缺氧段）及回流渠道的布置分 成厌氧段，缺氧段，好氧段。 图图 1-31-31-31-3a a a a o o o o 的运行示意图的运行示意图 见图 1-3，首段为厌氧池，本池主要功能是释放磷。回流污泥是从二沉池底回流 到厌氧池，靠回流的污泥维持各段污泥浓度，使之进行生化反应。 原污水与同步进 入的二沉池回流的含磷污泥二者混合后在兼性厌氧发酵菌的作用下部分易生物降解 的大分子有机物被转化为小分子的挥发性脂肪酸（vfa） ，聚磷菌吸收这些小分子有 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 共70页第5页 机物合成 phb 并储存在细胞内，同时将细胞内的聚磷水解成正磷酸盐，释放到水中， 释放的能量可供专性好氧的聚磷菌在厌氧的压抑环境下维持生存， 结果污水中溶解性 磷浓度升高，部分或全部溶解性有机物被利用而使污水中 bod 浓度下降；另外，氨 氮因细胞的合成而被去除一部分，同时，回流污泥的稀释作用使污水中的氨氮浓度下 降；另外，回流污泥中的硝态氮进入厌氧池后迅速利用原水的快速降解有机物而被还 原为氮气释放，会部分去除进水中的有机物，该池出水几乎不含硝态氮。回流污泥中 硝态氮的引入，尤其是大量引入将减少了聚磷菌释放所获得的溶解性有机物的量， 不 能使该池形成较好的兼性厌氧条件，不仅不利于聚磷菌的放磷反应，而且也不利于大 分子的厌氧发酵为易于利用的小分子有机物，对磷的释放不利。同时，进入缺氧反应 器的外碳源量减少，反硝化潜力降低2。 废水经过厌氧池进入缺氧池，缺氧池的首要功能是反硝化脱氮，硝态氮通过内循 环回流由好氧池送来，循环的混合液量较大，一般为 2-3q（q 为原废水的流量） 。混 合液进入缺氧段后， 反硝化菌利用污水中的有机物将回流混合液中的硝态氮还原为氮 气释放到空气中，有效地完成了反硝化反应，因此有机物浓度和硝态氮浓度都大幅度 降低。其次，在该段可能发生磷的释放或吸收反应，或二者同时存在。 混合液从缺氧池进入好氧池，曝气池这一反应单元是多功能的，去除 bod、硝 化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行。混合液中有机物浓度已经很低，聚磷菌主 要是靠分解体内储存的 phb 来获得能量供自身生长繁殖，同时超量吸收水中的溶解 性正磷酸盐以聚磷盐的形式储存在体内， 经过沉淀， 将含磷高的污泥从水中奋力出来， 达到除磷的效果。有机物被微生物生化降解，继续下降；有机氨被氨化继而被硝化， 氨氮浓度显著下降。随着硝化过程的进行，硝态氮浓度增加，消耗碱度。 工艺机理：污水首先在厌氧池内，主要进行 p 的释放。由于厌氧条件对聚磷菌的 抑制作用，促使其溶解磷的形式释放在好氧池中富集的磷，并大量吸收挥发性的有机 碳源，为在好氧池中过量吸磷准备条件。 缺氧池的首要功能主要是脱氮。在此反应器中，反硝化菌利用污水中的有机物做 碳源，将内循环混合液中带入的大量 no3-n 和 no2-n 还原为 n2，并释放到空气中。 好氧池具有多种功能， 首先， 有机物被微生物生化氧化， 降低污水中有机物含量； 其次，有机氮被氨化继而被硝化，nh3-n 浓度显著下降，而磷则随着聚磷菌的过量摄 取，也以较快的速率下降。最后混合液进入沉淀池，进行泥水分离，上清液作为处理 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 共70页第6页 水排放，沉淀污泥的一部分回流厌氧池，另一部分作为剩余污泥排放。该工艺的影响 因素包括：温度、ph 值、溶解氧、c/n 比、污泥龄、碳源等。除了以上因素以外， 有机负荷、污泥回流比（r)和混合液回流比（rn)的影响都将对处理效果产生影响。 1.2.3.2 工艺特点 （1）本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间 少于其他同类工艺。 （2）在厌氧（缺氧） 、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增 殖，无污泥膨胀之虞，svi 值一般均小于 100。 （3）污泥中含磷浓度高，具有很高的 肥效 。 （4）运行中勿需投药，两个 a 断只用轻缓搅拌，并不增加溶解氧浓度，运行 费用高。 1.2.3.3 工艺待解决问题 （1） 除磷效果难于再行提高， 污泥增长有一定的限度， 不易提高， 特别是当p/bod 值高时更是如此； （2）脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以 2q 为限，不宜 太高； （3）进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生 厌氧状态和污泥释放磷的现象出现、但溶解氧浓度也不宜过高，以防循环混合液对缺 氧反应器的干扰。 1.2.3.4 工艺效果 该工艺处理效率一般能达到：bod5和 ss 为 90%95%，总氮为 70%以上，磷为 90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。但 a2/o 工艺的基建费和 运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处 理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用 该工艺。 1.31.31.31.3 展望展望 在我国，由于水资源短缺及水污染问题日趋严重，尤其是众多内陆湖泊的富营养 化已到了造成严重危害的程度，因此，污水的脱氮除磷工艺及实际应用也显得尤为重 要。我国于 20 世纪八十年代初开始进行污水脱氮除磷工艺的研究，污水脱氮除磷技 术列入国家及省市重大科技攻关项目。一方面为防止水环境污染，另一方面北方缺水 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 共70页第7页 地区探索污水处理与回用的新流程，使污水处理出水达到回用水标准。目前，对污水 生物脱氮除磷的机理、影响因素及工艺等的研究已是一个热点，研究获得了满意的效 果，近年来，ao 工艺相继用于处理城市生活污水、石油化工废水、食品加工废水等 方面，有很多具有典型意义的工程。 针对该工艺存在的自身矛盾， 各国学者根据在传统生物脱氮除磷理论基础上调整 厌氧、缺氧、好氧等池子的大小、排列、数量增减以及混合液循环和回流方式的变化 开发出一系列的同步脱氮除磷工艺，如 bardenpho、phoredox、a/o 除磷工艺、uct、 muct、jhb、vip、dephanox、bcfs、oco、biodenipho、a2n、sbr、msbr、 cast 等，其中很多工艺由 ao 工艺改造而来，这些工艺克服了 ao 工艺部分固有 缺陷，优化和提高了其处理能力。针对基质竞争矛盾，研究者提出了各种解决措施， 丹麦科技大学这对交替式同步脱氮除磷 biodenipho 工艺，通过投加外碳源来提高反 硝化效率， 提高脱氮效率。 另外， 随着近代生物学的发展以及人们对生物技术的掌握， 同时硝化反硝化脱氮技术，反硝化除磷技术、短程硝化反硝化脱氮技术、厌氧氨氧化 技术的发现和研究，使脱氮除磷技术由以单纯工艺改革向着以生物学特征研究、促进 工艺改革的方向发展，以达到高效低耗。 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 共70页第8页 第 2 章方案确定 2.12.12.12.1 生活污水的处理要求生活污水的处理要求 本次设计所要求的是选用工艺处吴江市所排放的 5 万 t/d 生活污水给出的处理标 准基本为出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准（gb18918-200）中一 b 的要求 如下表 2-1。 表表 2-12-12-12-1 污水处理排放标准污水处理排放标准 进出水水质 （mg/l） cod (mg/l) bod (mg/l) 氨氮 （mg/l） ss (mmg/l) tp (mg/l) 进水290140332504.4 出水60208201 a/o 工艺的处理效率一般能达到：bod5和 ss 为 90%95%，总氮为 70%以上， 磷为 90%左右根据资料提供的信息，bod 及 ss 的去除率分别在 86和 92左右， 氨氮 76，tp 为 77左右才可已达到预期的处理效果。 2.22.22.22.2 生活污水的处理工艺生活污水的处理工艺 根据本设计的处理要求，提出如下三种方案。 2.2.1 氧化沟工艺 氧化沟具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物絮凝作用，而且可以将 其工作区分为富氧区、缺氧区，用以进行消化和反消化作用，取得脱氮的效果。不使 用初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度。只有曝气器和池中的推 进器维持沟内的正常运行，电耗较小，运行费用低。脱氮效果还能进一步提高。因为 脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环量，要提高脱氮效果势必要增加内循环量。 而氧化沟的内循环量从理论上说可以是不受限制的，从而氧化沟具有较大的脱氮能 力。缺点是存在污泥膨胀问题。当废水中的碳水化合物较多，n、p 量不平衡，ph 值 偏低，氧化沟中的污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥 膨胀。且占地面积大。 该工艺流程图如图 2-1 所示。 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 共70页第9页 图图 2-12-12-12-1 氧化沟工艺流程图氧化沟工艺流程图 2.2.2badenpho 工艺 本工艺是以高率同步脱氮、除磷为目的而开发的一项技术。该工艺的特点是， 无 论那一阶段的反应，都在系统中反复进行二次或二次以上。各反应单元都有其首要功 能，并兼行其他项功能。因此本工艺脱氮除磷效果很好，脱氮率达到 9095，除 磷率为 97。但是其工艺复杂，反应器单元多，运行繁琐，成本高。 该工艺流程图如下图 2-2。 图图 2-22-22-22-2badenphobadenphobadenphobadenpho 工艺流程图工艺流程图 2.2.3ao 脱氮除磷工艺 处理前设置格栅，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、木屑、 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 共70页第10页 果皮、蔬菜、塑料等一些在生活中易产生的较大污染物，以便减轻后续处理构筑物的 处理负荷，并使之正常运行。污水用提升泵房被提升至沉砂池，来去除比重较大的无 机颗粒，如泥沙煤渣等。可以减少后续工艺的负荷，改善处理构筑物的处理条件。 经 过初步处理的污水将进入核心设施厌氧-缺氧-好氧的工艺流程中进行处理。首段为厌 氧池功能为释磷，废水经过厌氧池进入缺氧池，缺氧池的首要功能是反硝化脱氮， 混 合液从缺氧池进入好氧池，曝气池这一反应单元是多功能的，去除 bod、硝化和吸 收磷等项反应都在本反应器内进行。出水然后进入二沉池，进行泥水分离，污泥的一 部分回流厌氧反应器，上清液作为处理水排放。排放的处理水经过消毒接触池达到消 毒处理，出水才得以排放。 该工艺流程图如下 2-3 图。 图图 2-32-32-32-3a a a a o o o o 法工艺流程图法工艺流程图 2.32.32.32.3 方案确定方案确定 对上述三种方法进行经济技术比较见表 2-2。. 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 共70页第11页 表表 2-22-22-22-2 技术经济比较技术经济比较 比较项氧化沟工艺巴颠甫工艺ao 工艺 投资较高较高少 运行费用较高较高较低 占地面积一般较大较少 操作管理一般复杂较简单 处理效果一般好好 表表 2-32-32-32-3 各单元处理效果一览表各单元处理效果一览表 处理单元 项目 codbod氨氮sstp 原水290140332504.4 中格栅 进水290140332504.4 去除率54000 出水276135332504.4 细格栅 进水276135332504.4 去除率011000 出水276120332504.4 沉砂池 进水276120332504.4 去除率000400 出水276120331004.4 ao 进水276120331004.4 处理率7890852080 出水60125800.88 二沉池进水60125800.88 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 共70页第12页 去除率0172087.543 出水60104100.5 为了减少运行费用、合理利用土地、简化管理，决定选用 ao 工艺来处理吴江 市生活污水。ao 工艺具有突出各自处理单元优点、处理流程简洁、运转费用节省的 特点。采用该工艺既降低处理成本，又能确保经济效益。 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 共70页第13页 第 3 章生活污水处理构筑物的设计计算 3.13.13.13.1 格栅的设计计算格栅的设计计算 3.1.1 设计说明 格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在废水渠道的进口处，用于截留较 大的悬浮物或漂浮物，主要对水泵起保护作用，另外可减轻后续处理构筑物的处理负 荷。格栅对悬浮固体物的去除率为 510。 3.1.2 设计参数 取中格栅；栅条间隙 d=20mm; 栅前水深 h=0.4m;过栅流速 v=0.8m/s； 安装倾角=60； 设计流量 q=50000m/d=0.579m3/s，k 取 1.2； 则 qmax=500001.2=60000m3/d=0.694m3/s； 对悬浮物的去除率取 7%。 3.1.3 设计计算 格栅的计算草图如下： 图图 3-13-13-13-1 格栅的计算草图格栅的计算草图 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 共70页第14页 3.1.3.1 栅条间隙数（n） 栅条间隙数计算公式如下： max sin60oq n bhv = 式中：qmax设计流量，m/s 安装倾角，度。 b 栅条间隙，m。 h 栅前水深，m。 v 过栅流速，m/s。 0.6940.866 101 0.02 0.4 0.8 n = 设计两组格栅，每组为 51 条。 3.1.3.2 栅槽的有效宽度（b） 设计采用20 的圆钢为栅条，即 s=0.02m，则格栅宽为： b1=s(n-1)+bn 式中：s格条宽度，m n格条间隙数 b栅条间隙，m b1=0.02（51-1）+0.0251=2.02m 栅槽宽一般比格栅宽 0.20.3m，取 0.3m。则栅槽宽度为：b=2.32m。 3.1.3.3 进水渠渐宽部分长度（l1） 设进水渠道内流速为 0.8m/s，则进水渠道宽度为 b1=0.694/（0.40.8）=2.17m， 渐宽部分展开角1=20。则： 1 1 1 2tan bb l = 式中：b栅槽宽度，m b1进水渠道宽度，m 1进水渠展开角，度 1 2.322.17 0.21 2 0.364 lm = 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 共70页第15页 3.1.3.4 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（l2） 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度为： l2=l1/2=0.1m 3.1.3.5 过栅水头损失（h1） 取 k=3，=1.79（栅条断面为圆形） ，v=0.8m/s。 42 3 1 ( )sin 2 sv hk dg = 式中：k系数，水头损失增大倍数 系数，与断面形状有关 s栅条宽度，m d栅条净隙，m v过栅流速，m/s 格栅安装倾角，度 42 3 1 0.02(0.8) 3 1.79 ()0.15 0.022 9.8 h= = 3.1.3.6 栅槽总高度（h） 取栅前水深渠道超高 h2=0.3m， 栅前槽高 h1=h+h2=0.7m 则总高度 h=h+h1+h2=0.4+0.15+0.3=0.85m 3.1.3.7 栅槽总长度（l） 栅槽总长度为： 1 12 0.5 1.0 tan60o h lll=+ l=1.8+0.4=2.2m 3.1.3.8 每日栅渣量（w） 取 w1=0.05m/10m，k总=1.5，则： max1 86400 1000 qw w k = 总 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 共70页第16页 式中：qmax设计流量，m/s w1栅渣量，m/s 3 0.694 0.05 86400 =2.0m / 1.5 1000 wd = 采用机械清渣。选择两台 gh-2500 链条回转式多耙平面格栅除污机，其规格与 性能如下表 3-1： 表表 3-13-13-13-1 gh-2500gh-2500gh-2500gh-2500链条回转式多耙平面格栅除污机性能规格链条回转式多耙平面格栅除污机性能规格 型号格栅宽度（mm） 格栅净距 （mm） 安装角 （） 过栅流速 （m/s） 电动机功率 （kw） gh-250025002060-8011.5-2.2 3.23.23.23.2 污水提升泵房的计算污水提升泵房的计算 3.2.1 设计说明 污水经提升后入细格栅，然后自流通过沉砂池、厌氧-缺氧-好氧反应池、二沉池 及接触池，最后由出水管道排入河道。设计流量 qmax=0.694m3/s=2498.4m/h。 3.2.2 设计计算 污水提升前水位-2.00m（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位 6.00m（即细格栅 前水面标高） 。 所以，提升净扬程 z=6.00-（-2）=8.00m； 根据经验，水泵水头损失取 2m； 从而需水泵扬程 h=z+h=10.00m； 3.2.3 选泵 水厂的进水流量为 0.694m/s，采用大流量低扬程式水泵，选用水泵型号为 350qw1200-10-45 型污水泵 （流量 1100m3/h， 扬程 10m， 转速 980r/min， 功率 45kw）， 共 4 台，3 用 1 备。 每台泵的流量 3 0.694 0.23/ 3 qms=； 集水井的容积（按每台水泵不少于五分钟的水量确定） 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 共70页第17页 w=0.233560=207m；集 水井有 效水深取 h=3m，则 集水井 的面积 2 207 69 3.0 w sm h =，集水井采用钢筋混凝土结构，地下式，尺寸为 184m。进水 渠水面标高为-2.137m，格栅的水头损失为 0.15m，因此格栅后出水渠的水面标高为 -2.287m。水泵为自灌式。 泵房设为矩形，占地面积为 1520=300m2，高 16m,泵房为半地下式，地下埋深 5.800m，水泵为自灌式。 3.2.4 泵房草图 图图 3-23-23-23-2 提升泵房草图提升泵房草图 3.33.33.33.3 细格栅的计算细格栅的计算 3.3.1 设计说明 污水经提升泵房提升后，进入细格栅间，除去较为细小的杂质颗粒便于后续处 理工艺的进行。细格栅的计算草图与粗格栅相同（此处省略） 。 3.3.2 设计参数 取细格栅；栅条间隙 d1=10mm; 栅前水深 h1=0.4m;过栅流速 v=0.8m/s； 安装倾角=60； qmax=500001.2=60000m3/d=0.694m3/s 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 共70页第18页 对悬浮物的去除率取 15%。 3.3.3 计算草图 图图 3-33-33-33-3细格栅计算草图细格栅计算草图 3.3.4 设计计算 3.3.4.1 栅条间隙数（n1） 栅条间隙数如下： max sin60oq n bhv = 式中：qmax设计流量，m/s 安装倾角，度。 b 栅条间隙，m。 h 栅前水深，m。 v 过栅流速，m/s。 0.6940.866 202 0.01 0.4 0.8 n = 设四组格栅，每组格栅间隙数为 51 个。 3.3.4.2 栅槽的有效宽度（b2） 设计采用 10 的圆钢为栅条，即 s=0.01m b2=s(n-1)+bn=1.01m 取栅槽宽为：b2=1.2m。 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 共70页第19页 3.3.4.3 进水渠渐宽部分长度（l1） 设进水渠道内流速为 0.8m/s，进水渠道宽为 b3=0.6m。渐宽部分展开角2=20。 则： 23 1 2 2tan bb l = 式中：b2栅槽宽度，m b3进水渠道宽度，m 2 进水渠展开角，度。 1 0 1.20.6 0.82 2tan20 lm = 3.3.4.4 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（l2） 栅槽与出水渠连接处的渐窄部分长度为： 1 2 0.4 2 l lm= 3.3.4.5 过栅水头损失（h2） 取 k=3，=1.79（栅条断面为圆形） ，v=0.8m/ 42 3 2 ( )sin 2 sv hk dg = 式中：k 系数，水头损失增大倍 系数，与断面形状有关 s栅条宽度，m d 栅条静隙，m v过栅流速，m/s 格栅安装倾角，度 42 3 1 0.010.8 3 1.79 ()sin600.15 0.012 9.8 o hm= = 3.3.4.6 栅槽总高度（h1） 取栅前水深渠道超高 h3=0.3m； 栅前槽高 h2=h1+h3=0.7m; 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 共70页第20页 则总高度 h1=h2+h1+h3=0.85m 3.3.4.7 栅槽总长度（l1） 栅槽总长度为： 2 12 1 0.5 1.0 tan60 0.7 0.820.410.5 1.03.13 tan60 o o h lll lm =+ =+= 3.3.4.8 每日栅渣量（w1） 取 w2=0.08m/10m,k总=1.5，则 max2 1 86400 1000 qw w k = 总 式中：qmax设计流量，m/s w1栅渣量，m/s 3 1 0.694 0.08 86400 3.2/ 1.5 1000 wmd = 选择四台 xwb-iii 系列背耙式格栅除污机，其性能见下表 3-2： 表表 3-23-23-23-2xwb-xwb-xwb-xwb-iiiiiiiiiiii 系列背耙式格栅除污机性能系列背耙式格栅除污机性能 型号 格栅宽 度 （mm） 耙齿有效 长度 （mm） 安装倾角 （） 提升质量 （kg） 格栅间距 （mm） 提升速度 （m/min） 电动机 功率 （kw） xwb-iii -1.2-1.5 1200100602007-2030.5 3.43.43.43.4 沉砂池的计算沉砂池的计算 3.4.1 设计说明 沉砂池主要用于去除污水中粒径大于 0.2mm， 密度 2.65t/m3的砂粒， 以保护管道、 阀门等设施免受磨损和阻塞。平流式沉砂池具有构造简单、处理效果好的优点，故本 设计采用平流式沉砂池，并设置 2 组。 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 共70页第21页 3.4.2 计算草图 图图 3-3-3-3-4 4 4 4 沉砂池计算草图沉砂池计算草图 3.4.3 设计参数 设计流量：q=qmax=0.694m3/s 设计流速：v=0.30m/s 水力停留时间：t=40s 3.4.4设计计算 3.4.4.1 沉砂池长度（l） l=vt=0.340=12m 3.4.4.2 水流断面积（a） a= q/2v=0.694/0.6= 1.16m2 3.4.4.3 沉砂池总宽度（b） 设计 n=2 格，每格宽取 2m，则： b=nb=4m 3.4.4.4 有效水深（h2） h2=a/b=1.16/4=0.29m（介于 0.251m 之间） 3.4.4.5 贮泥区所需容积 设计 t=2d，即考虑排泥间隔天数为 2 天，则沉砂斗容积： 安徽工业大学毕业设计（论文）说明书 共70页第22页 max1 1 55 86400864000.69423 =3.0 101.210 qtx vm k = 总 式中：x1城市污水沉砂量 3m3/1