常平东部污水处理厂工艺设计.docVIP

华中科技大学文华学院毕业设计(论文)华中科技大学文华学院毕业设计（论文）东莞市常平东部污水处理厂设计学 生 姓 名： * 学号：*501111* 学 部 （系） 城市建设工程学部 专 业 年 级： *环境工程 指 导 教 师： * 职称或学位： 讲师 20* 年*月 * 日目录摘要abstract1东莞市常平东部污水处理背景资料11.1城市建设状况及自然条件11.2排水工程现状及规划21.3常平市污水处理设计工程规模31.4污水处理厂的进出水水质51.5污水处理厂厂址及受纳水体选择81.6设计标准及规范82 污水处理厂工艺流程设计 112.1 污水处理厂工艺设计原则112.2 工艺流程设计112.3工艺流程说明133 污水处理构筑物设计计算163.1 泵前粗格栅【3】163.2 污水提升泵房【6】173.3 泵后细格栅【3】183.4平流式沉砂池203.5 配水井【11】233.6 三沟式氧化沟233.7接触消毒设施263.8巴氏计量槽274 污泥处理系统设计计算314.1浓缩池设计及计算【11】314.2 贮泥池324.3 污泥脱水334.4 加药系统345 污水处理厂平面布置365.1平面布置原则【3】365.2 平面构筑物尺寸365.3平面布置375.4构筑物间距396 污水处理厂高程布置406.1 高程布置原则【5】406.2 污水处理构筑物高程布置406.3 污泥处理构筑物高程布置417 总 结42参考文献44致谢45附录46摘要本设计为东莞市常平东部污水处理厂设计，污水处理厂规模为7万m3/d，污水主要来源为生活污水和工业废水，主要污染物质为bod、cod、ss、tn、nh3-n、tp，适宜采用生化处理方法。结合污水来源的主要特征，确定采用三沟式氧化沟工艺为主体反应池的污水处理工艺流程和以重力浓缩及机械脱水为主体的污泥处理工艺流程。本设计主要构筑物包括格栅、污水泵房、平流式沉砂池、三沟式氧化沟、接触消毒池、浓缩池、污泥脱水机房等。本工艺具有良好的去除bod，cod及脱氮除磷的功能，对bod、cod、ss、tn、nh3-n、tp的去除率分别能达到86%、76%、87%、56%、68%、57%，污水处理厂出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准(cbl89182002)一级标准中的b标准，其出水就近排入石马河。关键词: 三沟式氧化沟 重力浓缩 脱氮除磷 污水泵房 污泥脱水abstractthis is the design for the sewage treatment plant in the eastern part of dongguan city. the scale of sewage treatment plant is 70,000 cubic meters per day. the main sources of sewage are from domestic sewage and industrial wastewater. the main pollutants of the sewage are bod, cod, ss, tn, nh3-n and tp. it is suitable to use biological treatment methods. according to the main features of the sewage sources, it has determined to use three oxidation ditch process as the main reaction tank for the wastewater treatment process and gravity concentration and mechanical dewatering as the main sludge treatment process. the main structures of the design includes grid, sewage pumping stations, advection grit chamber, three-channel oxidation ditch, contact disinfection tank, concentration tank, sludge dewatering room and so on. this process has a good ability to remove bod, cod, nitrogen and phosphorus . the removal efficiency of bod, cod, ss, nh3-n and tp can reach 86%, 76%, 87%, 56%, 68% and 57%. the water quality of sewage treatment plant can reach b standard of the primary standard in the emission standards of urban sewage treatment plant. the effluent discharged into the nearest shima river. key words: three oxidation ditch；gravity concentration,；nitrogen and phosphorus removal；sewage pumping stations；sludge dewatering1东莞市常平东部污水处理背景资料1.1城市建设状况及自然条件 1.1.1地理位置东莞市位于广东中南部，珠江口东岸，石马河下游的珠江三角洲。东与惠州接壤；北与广州市、惠州市隔江为邻；西与广州市隔江相望；南与深圳相连，毗邻港澳，处于广州至深圳经济走廊中间。西北距广州59公里，东南距深圳99公里，距香港140公里。常平镇位于东莞市东北地区。是我国南方新兴的铁路交通枢纽，是大京九铁路，广梅汕铁路、广深铁路的交汇处，是全国唯一设有两个大型客运站并同时设有铁路口岸的镇。全镇面积108km2， 城市建设用地面积为25.70km2。1.1.2气候条件东莞市属亚热带海洋性季风气候。冬暖夏长而不酷热，阳光充足，雨量充沛且多暴雨，温差振幅小，季风明显。雨量集中在49月份，其中46月为前汛期，以锋面低槽降水活跃。常受台风、暴雨、春秋干旱、寒露风及冻害的侵袭。盛行东风、东北风次之，瞬间风速最大12级（35米/秒），平均风速10级（26米/秒）。台风是东莞主要的灾害性天气之一，年平均有23个台风对东莞带来影响。1.1.3面积与人口东莞市东西长约70.45公里，南北宽约46.8公里，全市土地面积2465平方公里。包括32个镇（区）、594个村（居）委会共1801个村（居）民小组。据2000年人口普查，全市总人口为644.57万人；其中户籍人口152.61人，非户籍暂住人口为496.96完人。人口密度619人/平方公里，含暂住人口密度为2615人/平方公里。常平镇面积为108平方公里，现状建设用地25.70平方公里。2005年全镇总人口37.09万人，其中户籍人口为6.65万人口，暂住人口30.44万人；预测2010年分别达到7.17万和36.04万人口；2020年将分别到达8.83万和45.21万人口。其中当量人口=户籍人口+暂住人口当量系数，常平镇当量人口系数2005年取值为0.7，2010年为0.75，2020年为0.8。规划人均综合用水指标2005年为750l/dcap，2010年为850l/dcap，2020年为950l/dcap。1.1.4经济状况2001年全市工业总产值1309亿元，比上年增长21.45%，国内生产总值578.4亿元，比上年增长18%。规划2005年国内生产总值总量达到900亿元，年均增长率为12%。一、二、三产业结构比例为4.3:54.7:41。2010年，全市的国内生产总值总量达到1500亿元，平均增长率为10%，产业结构比例为3.2:51.3:45.5。常平镇2001年国内生产总值39.85亿元，比上年增长22。1.2排水工程现状及规划1.2.1排水系统现状常平镇现有排水体制为雨污合流制，镇区无完善的污水管道系统，雨污水通过明渠或暗渠收集后排入寒溪河和石马河。常平镇除东部九江水、陈屋贝、司马三个村的污水排入石马河外，其它区域的污水均排入寒溪河。寒溪河、石马河是常平镇雨、污水的主要受纳水体。常平镇主要排污口有8个：(1) 司马村排污口：纳污范围为司马村，现状排污量约230吨/日。(2) 陈屋贝排污口：纳污范围为陈屋贝，现状排污量约3000吨/日。(3) 九江水排污口：纳污范围为九江水，现状排污量约3000吨/日。(4) 河滨花园排污口：纳污范围为还珠沥、朗贝，现状排污量为5274吨/日。(5) 先建桥（水闸）排污口：纳污范围为镇中心区、板石、朗贝、横江，现状排污量为：17597吨/日。(6) 松岗（水闸）排污口：纳污范围为苏坑、桥梓、江梓，现状排污量为9807吨/日。(7) 猪头山排站排污口：纳污范围为常平、木仑、松柏塘。断面尺寸23m，底标高0.5m，现状排污量为24435吨/日。(8) 鸡咀排站排污口：纳污范围为苏坑、桥梓、岗梓、金美、塘角，断面尺寸3.03.0，底标高0.5m，现状排污量为11940吨/日。常平东部污水处理厂规划近期处理规模为7万m3/d，中期处理规模为11万m3/d，远期处理规模为20万m3/d。根据建成区面积以及各镇中心区所占的污水量比例综合分析，规划近期老城区仍维持现有合流制排水系统不变，采用截流式合流制；规划远期合流制部分的比例占20%，分流制部分占80%。远景规划全部为分流制。1.2.2常平镇存在的主要问题(1) 山于地势平坦，且中心涌及各支流河涌断面偏小，排水不畅，污水在挂影 洲河涌内停留时间较长，污泥淤积，水质腐化。(2) 目前排水全采用暗沟或明沟排水，雨污没有分流，这样造成污水容易渗入地下水，并在雨水期产生横流扩散，传播疾病；同时排污明沟直接影响周围居民的生活。(3) 缺乏完整的排水现状资料和排水规划，城市防洪和排污混为一体。1.2.3排水规划 常平城区由于历史原因，缺乏规划，建筑物密集，没有发展潜力，因此污水 管道在规划时仍采用雨污合流制。在石马河北干流南边从新街口至铁路边新建一截污干管；其它污水和雨水排入封闭的中心涌。 常平镇的规划正在进行。随着新的“镇区总体规划”的实施，新建城区雨污将逐步进行分流。规划近期沿中心涌两岸铺设截流干管，将污水引入污水处理厂，利用现有的河涌，污水收集率约70。中期工程更好地截流流入河涌的污水，将实现城区雨污分流，改变常平镇的排水系统没有封闭式排水管的历史，雨污截流干管铺设到主要居民区和工业区，全面改善常平镇的市政排水设施。常平东部是被石马河分隔单独的江洲岛。该区排水管均已按规划进行了建设，将污水引致东部污水处理厂。1.3常平市污水处理设计工程规模1.3.1服务区域人口 根据东莞市污水治理工程总体布局规划研究，本工程的规划年限为2013年8月建设完毕。 本工程主要解决常平镇城区和东部区域的污水处理问题。 1.3.2常平城区污水量预测常平镇污水处理厂近期（2013年），中期（2018年），远期（2023年）污水量预测见表1。表1 污水量预测镇区当量人口（万人）综合用水指标（l/capd）平均日用水量（万m3/d）平均日污水量（万m3/d）201320182023201320182023201320182023201320182023常平镇27.9634.2045.0075085095017.4724.2335.6214.8520.5930.281.3.3常平东部污水量预测目前该镇区正在按规划建设小镇区，由于镇区面积小、人口少，本可研预测该区域的污水量考虑按照远期规划人口和工业状况进行预测，污水处理厂将按照规划水量确定两期规模进行建设。(1) 根据人口和分类用水量预测 生活污水量 公建污水量公建污水量包括商场、酒店、娱乐城、机关、学校等单位排放的污水。在无实测数据时，根据“供水规划”采用人均供水定额平均分摊。污水排放量为用水量的80：2018年分公建用水量指标为132升/人天，相应的污水量为0.106m3/人天；2023年分公建用水量指标为168升/人天，相应的污水量为0.134m3/人天，见表2。表2 常平镇东部公建污水量年份人口(万人)污水量标准(升/人.天)污水量(万m3/d)201834.20.1063.632023450.1346.03 工业污水量由于无相应的详细规划资料，不能预测未来年份的工业总产值，按总体规划，城区按功能分区分工业区和商业区居住区，方正大道以北为工业区(简称：北区)；以南为商业中心及住宅区(简称：南区)。工业区以轻工高科技为主，属节水型的工业，按城市给水工程规划规范gb50282-98，规划未建工业用水指标按二类工业用地标准2.003.50万m3/km2d，到2018年该工业区的面积0.56km2，则工业用水量2.063.6万m3。到2023年该工业区的面积1.03km2，则工业用水量2.063.6万m3。工业污水量排放量按工业用水量的70计算。2018年工业废水排放量0.791.37万m3/km2d，2023年工业废水排放量1.442.52万m3/km2d。其它污水量 其他污水量指市政用水量和不可预见水量。根据“供水规划”，平均分摊到人，按人均用水量指标确定，污水排放量按用水量的50计算，各年污水量见表3。 2018年用水量每人每天为156升，相应的排水量为78升/人天。 2023年用水量每人每天为196升，相应的排水量为98升/人天。表3 其他污水量表年份人口(万人)污水量标准(升/人.天)污水量(万m3/d)201834.2782.67202345984.41(2) 根据人均综合指标的供水量来预测根据“供水规划”(现况调查)：常平镇2013、2018、2023年人均综合用水量指标将采用750、850、950升/人.天。综合污水排放量按用水量的70考虑，则预测结果见表4。表4综合指标预测污水量表年份人口(万人)污水量标准(升/人天)污水量(万m3/d)201834.285020.320234595030 通过对常平东部的水量预测分析，常平东部至2018年可收集污水量11万m3/d左右；到2023年可收集污水量20万m3/d左右。1.3.4 污水流量的确定【5】此污水流量选定为近期q=7万m3/d，按照综合分析得出的总变化系数与平均流量间的关系式求得：kz=2.7q0.11式中：q 平均日平均时污水量（l/s）；当q1000 l/s时，kz=1.3。本设计方案中平均日污水量q=14.85万m3/d=1718.75l/s1000 l/s ;则kz=1.3污水设计流量：q设计=kz=1.370000= 2546.29l/s = 1053l/s1.4污水处理厂的进出水水质1.4.1进水水质城市污水水质如何，直接影响污水处理工艺及其参数的选择、工程造价以及污水厂经营成本。因此需调查了解现状城市排放的污水水质，并结合城市居民生活水平状况情况，参考类似城市污水厂原污水水质的取值，合理确定常平东部污水处理厂原污水水质，进而选择经济合理、技术先进的污水处理工艺。(1) 类型城市污水处理厂实际进水水质和设计水质广东省部分城市污水处理厂设计进水水质详见表6。 表6 广东省部分城市污水处理厂设计进水水质一览表序号厂名bod5(mg/l)ss(mg/l)codcr(mg/l)tn(nh3-n)tp(po43p)附注1珠海香洲水质净化厂100150200253设计值2珠海拱北污水处理厂150200250/设计值69.1278.412722.64.4实测值3汕头市东区污水处理厂105200350303设计值4深圳市罗芳污水处理厂（二）1501502504003024设计值1201702202801802602l252.83.5实测值5广州、大坦沙污水处理厂 200 250 / 40 (30) 5设计值 73 102 161 (14) /实测值6广州开发区污水厂 113 126 232 (22) /实测值7广州五羊新城污水处理站 145 136 300(22.4) /实测值8东莞市市区污水处理厂 100-120 100-120 250-300 30 ( 25) 2设计值9深圳盐田污水厂 150 150 300 (35)4设计值10佛山净水厂130 120 200 254设计值 74 107 132 (15) /实测值 从上表所列的10座污水处理厂的情况可以看出，广东大部分城市污水处理厂设计进水水质范围：bod5为100180mg/l，ss为150250mg/l，codcr为200300mg/l，tn为3040mg/l；tp为34mg/l。由此可见，南方城市污水处理厂设计进水水质总体上比较低。 (2) 室外排水设计规范的规定 根据室外排水设计规范，我国生活污水排放指标：bod5为2035g/pd，ss为3550 g/pd。东莞市人均生活污水量定额为200300人/pd，则生活污水水质为bod5=70175mg/ l，ss=120250 mg/l。 (3) 污水综合排放标准的规定 根据污水综合排放标准(gb89781996)第4.1.3条规定，对排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水执行三级标准，其最高允许排放浓度为：bod5300mg/l ss400 mg/l codcr500 mg/l (4) 实测水质情况 实测水质一览表见表7。 选择的几个测试点基本上代表了常平镇的主排放口和污水产生比较集中的地方。从实测水质结果看，污染物浓度都比较低，与目前国内城市污水厂的平均进水水质相差较远。 原因分析： 河涌的自净能力。水面积大，复氧能力强；河涌常年在地下淤积的有机污泥经发酵后产生了生物细菌污泥，污水流经之后，自净能力增强，水质变好。 地下水的渗出。地下水的渗入，稀释了中心涌污水的水质。 其它沟渠及鱼塘的水流入。测试点为污水排放量较大以及污水比较集中的河涌，而没测试的点为污水量较小或污水排放不集中的河涌，水质状况较好。因而这部分水的排入稀释了中心涌污水的水质。 分流后污水通过暗沟或截污干管输送，无复氧条件、无沉积污泥，水质将会发生很大变化。 表7 2011年东莞市常平镇排污口水质监测结果表排污口名称bod5codcrtptnnh3-nss常平猪头山排污口52.81402.76834.7133.3887常平司马村排污口46.776.73.11137.5928.9683常平陈屋贝排污口61.02042.17634.4724.06248常平九江水排污口57.01832.78230.2324.6978常平鸡咀排污口_1653.32541.4037.01237常平河滨花园排污口2137.57263.4756.17201(5) 常平东部污水处理厂设计进水水质 根据常平东部污水处理厂水质现状，参照同地区同类型城市污水处理厂实测进水水质资料和设计进水水质，确定污水处理厂的进水水质，如表8所示：表8 进水水质一览表codcr250mg/lnh3n25mg/lbod5140mg/ltn：45mg/lss150mg/lph79tp3.5mg/l1.4.2出水水质 东部污水处理厂出水排入石马河水体，石马河水体属于二级水源保护区，本污水处理厂出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准(cbl89182002)一级标准中的b标准。因此，本污水处理厂出水水质见表9。表9 出水水质一览表codcr60mg/lnh3-n8mg/lbod520mg/ltn20mg/lss20mg/lph69tp1.5mg/l1.5污水处理厂厂址及受纳水体选择1.5.1 污水处理厂厂址选择污水处理厂位置的选择，应符合城镇总体规划和排水工程总体规划的要求，并应根据下列因素综合确定：(1) 在城镇水体的下游，且必须位于集中取水点下游500米以上； (2) 地势较低，距离排水主干管较近： (3) 在城镇夏季主导风向的下风向； (4) 少拆迁，少占农田；(5) 便于污水、污泥的排放和利用；(6) 尽量利用地形条件，减少提升高度 (7) 厂区地形不受水淹，有良好的排水条件；(8) 有方便的交通、运输和水电条件。常平东部污水处理厂（一期）厂址：沙湖口，寒溪河支流西侧。用地现状为山坡和草地，寒溪河支流从它东侧经过。此地区位于整个镇的东北部，镇内寒溪河支流下游，地势较低。镇内铁路以东区域的污水由于管线较长，需通过一个中途提升泵站提升至污水厂。处理后的尾水可直接排入寒溪河支流。污水厂前有一条东西方向的道路，交通方便。该厂址的地面标高为6.3m。占地面积180亩。 1.5.2受纳水体选择常平东部污水处理厂服务范围内的主要地表水体为石马河。污水处理厂紧邻东江，经处理后的尾水经沙河直接排入石马河。因此，石马河是理想的污水处理厂尾水排放的受纳水体。1.6设计标准及规范 本工程执行国家专业技术规范与标准如下： (1) 污水综合排放标准(gb89781996) (2) 城镇污水处理厂污染物排放标准(gbl89182002) (3) 室外排水设计规范(gbj 1487) (4) 室外给水设计规范(gbj 1386) (5) 城市排水工程规划规范(gb503182000) (6) 城市排水工程规划规范(gb5028298) (7) 地表水环境质量标准(gb3838-2002) (8) 合流制系统污水截流井设计规程(cecs91：97) (9) 建筑给排水设计规范(gbj 1588) (10) 鼓风曝气系统设计规程(cecs97：97) (11) 城市污水处理工程项目建没标准(修订)(2001年) (12) 城市污水处理厂污水、污泥排放标准(cj302593) (13) 污水排入城市下水道水质标准(cj3082-1999) (14) 泵站设计规范(gb/t5026597) (15) 工业企业噪音控制设计规范(gbj 87-85) (16) 工业企业设计卫生标准(cbzl2002) (17) 恶臭污染物排放标准(gb145541993) (18) 大气污染物综合排放标准(gbl62971996) (19) 工业企业建筑防腐蚀设计规范(gb5004695) (20) 工业企业厂界噪声标准(gbl234890) (21) 建筑地基处理技术规范(jgj7991) (22) 建筑结构荷载设计规范(gbj7987) (23) 水工砼结构设计规范(gbjl687) (24) 建筑地基基础设汁规范(gbj789) (25) 混凝土结构设计规范(gb500102002) (26) 建筑抗震设计规范(gb500112001) (27) 建筑结构可靠度设计统一标准(gb50068-2001) (28) 工程结构可靠度设计统一标准(gb50153- 92) (29) 工业建筑防腐设计规范(gbj 4682) (30) 地下工程防水技术规范(6bj 161987) (31) 建筑设计防火规范(gbj 1687)(2001年版) (32) 给水排水工程构筑物结构设计规范(gb500692002) (33) 建筑电气设计技术规范(jgjl683) (34) 城镇污水处理厂附属建筑和附属设备标准(cjj 3189) (35) 10kv及以下变电所设计规范(gb50054-95) (36) 低压配电设计规范(gb5005495) (37) 供配电系统设计规范(gb5005295) (38) 电器装置的继电保护和自动装置设计规定(gb50062-1992) (39) 工业企业照明设计规范(gb5003494) (40) 工业与民用电力装置接地设计规范(gbj6583) (41) 低压配电装置及线路设计规范(gb50054-92) (42) 分散型控制系统工程设计规范(hg20573) (43) 仪表系统接地设汁规定(hg20513-92) (44) 仪表供电设计规定(hg2050792)2 污水处理厂工艺流程设计2.1 污水处理厂工艺设计原则污水处理厂的出水指标要求达到城镇污水处理厂污染物排放标准（gb18918-2002）一级标准中的b标准。对氮和磷的去除要求比较高，因此九江市污水处理厂在工艺选择上应考虑到脱氮除磷的要求，为了使污水处理厂能达到预期目标，在工艺的选择和技术上采取以下针对性措施：(1) 采用低负荷二级处理工艺，考虑脱氮除磷深度处理的要求。(2) 所选好氧处理工艺的曝气系统必须具有较高的氧转移效率，节省动力消耗，降低运行成本。(3) 具有较大的生化反应推动力，即底物浓度梯度大，即所选工艺对难生物降解污染物质应有较强的分解氧化能力。(4) 耐冲击负荷，不会因水质水量的急剧变化而使处理系统瘫痪、停运，确保稳定达标。2.2 工艺流程设计2.2.1 工艺比较及选择 目前，国内外大中小型污水处理厂一般均采用活性污泥法，随着污水处理技术的发展，活性污泥法已由传统型发展为改良型，用于城市污水处理较成熟的方法有：传统活性污泥法，氧化沟法等。现就两种发放进行方案比较：氧化沟工艺与常规法相比具有以下一些主要优点： (1)无须设置初沉池；(2)工艺运行更为稳定可靠； (3)工艺控制简便； (4)污泥相对稳定，可不经厌氧消化直接脱水干化； (5)去除效果好：去除bod 9598%, cod 8090%, 同时，对氨氮的去除程度较高。然而，氧化沟法尚存在一些不足之处，例如因沟深的限制，平面多为椭圆形，总长可达几十米，甚至几百米以上，使占地面积较大。曝气设备若没设置好，曝气混合不够均匀，回流污泥溶解氧较高，对除磷有一定的影响，容积及设备利用率不高。氧化沟法法在全世界的应用已有多年的历史，随着在实际工程中的广泛应用和技术上的不断革新改造，氧化沟法已经相当成熟，对污水处理的效果极好。鉴于该厂对脱氮除磷的要求较高，从节省造价方面看来决定采用氧化沟法。2.2.2 氧化沟的选择(1) 比较目前应用较为广泛的氧化沟类型包括：帕斯韦尔（pasveer）氧化沟、卡鲁塞尔（carrousel）氧化沟 、奥尔伯（orbal）氧化沟、t型氧化沟（三沟式氧化沟）、de型氧化沟和一体化氧化沟。这些氧化沟由于在结构和运行上存在差异，因此各具特点。 orbal 氧化沟，即“0、1、2”工艺，由内到外分别形成厌氧、缺氧、和好氧三个区域，采用转碟曝气。由于从内沟(好氧区)到中沟(缺氧区)之间没有回流设施，所以总的脱氮效率较差。在厌氧区采用表面搅拌设备，不可避免的带入相当数量的溶解氧，使得除磷效率较差。 普通carrousel 氧化沟的工艺中污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。表面曝气机使混合液中溶解氧do的浓度增加到大约23mg/l。在这种充分掺氧的条件下，微生物得到足够的溶解氧来去除bod；同时，氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，此时，混合液处于有氧状态。在曝气机下游，水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态，水流维持在最小流速，保证活性污泥处于悬浮状态（平均流速0.3m/s）。微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧，直到do值降为零，混合液呈缺氧状态。经过缺氧区的反硝化作用，混合液进入有氧区，完成一次循环。该系统中，bod降解是一个连续过程，硝化作用和反硝化作用发生在同一池中。由于结构的限制，这种氧化沟虽然可以有效的去除bod，但除磷脱氮的能力有限。(2)选择三沟式氧化沟工艺是丹麦在间歇式运行的氧化沟基础上开创的，它实际上仍是一种连续流活性污泥法，只是将曝气、沉淀工序集于一体，并具有按时间顺序交替轮换运行的特点，其运转周期可根据处理水质的不同进行调整，从而使其运行操作更趋于灵活方便。这种工艺流程简单，无需另设一次、二次沉淀池和污泥回流装置，使氧化沟工艺的基建投资和运行费用大为降低，并在一定程度上解决了以往氧化沟占地面积大的缺点。所以这里我们也将选择三沟式氧化沟作为生物处理工艺。2.2.3工艺流程的确定根据东莞市常平东部污水特征以及排放标准，必须采用二级以上的处理工艺流程。城市污水的二级处理工艺流程主要包括三大部分，预（一级）处理工段，二级生物处理工段和污泥处理工段。(1)机械预处理工段机械处理工段包括粗格栅、提升泵房（厂外建设）、细格栅、和沉砂池。采用平流式沉砂池，该系统无堵塞，能有效分离无机沉淀与有机污染质。一般情况下，同样的机械处理构筑物和设备选择可以满足各种生物处理工艺的预处理要求。(2) 二级生物处理工段二级生物处理是污水处理厂的主体，将在以下章节详细叙述。(3) 污泥处理工段剩余污泥是污水生物处理的副产品。如果剩余污泥得不到妥善处理，势必要对环境造成二次污染，也可以说环保投资没有真正发挥效益。因此，城市污水处理厂污泥处理工段非常重要。综合以上污水处理工艺流程所述，此次所设计的污水处理工艺流程图如图1所示。 沉砂池粗格栅细格栅泵房分配井进水 计量槽接触池集水井三沟氧化沟 出水 上清液回流 上清液回流 剩余污泥 污泥脱水机房贮泥池浓缩池泥饼外运 图1 氧化沟处理工艺流程图2.3工艺流程说明2.3.1 污水处理部分(1) 格栅 本污水处理厂设置粗、细两道格栅。格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截，以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害。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。 粗格栅 泵房 细格栅 (2) 沉砂池 沉砂池的形式，按池内水流方向的不同，可分为平流式、竖流式和旋流式三种；按池型可分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池和旋流沉砂池。 平流式沉砂池是常用的形式，污水在池内沿水平方向流动，具有构造简单、截留物及颗粒效果较好的优点。竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内，无机物颗粒藉重力沉于池底，处理效果一般较差。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，可以控制污水旋流的速度，使除砂效率较稳定，受流量变化的影响较小 权衡比较之后，考虑到拟建污水处理厂的水质特点，从实际处理效率和经济运行成本出发，决定采用平流式沉沙池。(3) 氧化沟三沟式氧化沟为三沟交替式的工作原理：在氧化沟前设有一座配水井，来水经过配水井可根据需要进入每条沟内，每条沟之间通过一过水孔相连通，两侧沟上设有启闭式可调堰。每座沟内分为3条沟，中沟作曝气区，两条侧沟根据运行模式作曝气沉淀交替使用。三条沟都配置一定数量的曝气转刷，中沟转刷少于两条侧沟。污水首先进入一条沟内，与活性污泥混合，进行生化处理，生化所需的氧气由转刷提供，转刷水平安装在池内，轴上有大量叶片，转刷高速运转时，叶片搅动混合液产生大量水花，水花冲击转刷两侧的挡板成水珠状态，与空气充分接触，达到充氧的目的。转刷的另一作用是推动混合液以一定的流速。污水经生化后流入作为沉淀区的另一侧沟，泥水分离后由出水堰流出。经一定时间后，沉淀沟进水作曝气沟使用，原曝气侧沟作沉淀沟，根据运行模式交替进行。3根进水管分别接通3条沟，剩余污泥从中间以混合液的形式由泵排出。三沟式氧化沟工艺主要按下面六个阶段轮换运行，如图2所示： 图2 氧化沟工艺流程图阶段a：污水经配水井进入沟，沟内转刷以低速运转，转速控制在仅能维持水和污泥混合，并推动水流循环流动，但不足以供给徽生物降解有机物所需的氧。此时，沟处于缺氧状态，沟内活性污泥利用水中的有机物作为碳源，活性污泥中的反硝化菌则利用前一段产生的硝酸盐中的氧来降解有机物，释放出氮气，完成反硝化过程。同时沟i的出水堰自动升起，污水和污泥混合液进人沟沟内的转刷以高速运行，保证沟内有足够的溶解氧来降解有机物，并使氨氮转化为硝酸盐，完成硝化过程处理后的污水流入沟，沟中的转刷停止运转，起沉淀池的作用，进行泥水分离，由沟处理后的水经自动降低的出水堰排出。阶段b：进水改从处于好氧状态的沟流入，并经沟沉淀后排出。同时沟中的转刷开始高速运转，使其从缺氧状态变为好氧状态，并使阶段a进入沟的有机物和氨氮得到好氧处理，待沟内的溶解氧上升到一定值后，该阶段结束。阶段c：迸水仍然从沟注入，经沟排出但沟中的转刷停止运转，开始进行泥水分离，待分离完成，该阶段结束。阶段a、b、c组成了上半个工作循环阶段d：进水改从沟流入，沟出水堰升高，沟出水堰降低，并开始出水。同时，沟中转刷开始低速运转，使其处于缺氧状态沟则仍然处于好氧状态，沟起沉淀池作用。阶段d与阶段a的水淹方向恰好相反，沟起反硝化作用，出水由沟排出。阶段e：类似于阶段b，进水又从沟流入，沟仍然起沉淀他作用，沟中的转刷开始高速运转，并从缺氧状态变为好氧状态。阶段f：类似于阶段c，沟进水，沟沉淀出水。沟中的转刷停止运转，开始泥水分离。至此完成整个循环过程。通常一个工作循环需4-8小时，在整个循环过程中，中间的沟始终处于好氧状态，而外侧两沟中的转刷则处于交替运行状态，当转刷低速运转时，进行反稍化过程，转刷高速运转时，进行硝化过程，而转刷停止运转时，氧化沟起沉淀池作用。不难看出，若调整各阶段的运行时间，就可达到不同的处理效果，以适应水质、水量的变化。目前运行的这种工艺，大部分是预先将各阶段的运行时间，根据具体的水质、水量，编入运行管理的计算机程序中，从而使整个管理过程顺利进行。2.3.2 污泥处理部分 (1) 污泥的处理要求 污泥生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高且不稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，若不妥善处理和处置，将造成二次污染。 污泥处理要求如下： 减少有机物，使污泥稳定化减少污泥体积；降低污泥后续处处置费用；减少污泥中有毒物质(2) 污泥浓缩方式选择常用的污泥浓缩方式有：重力浓缩和机械浓缩。结合实际情况，我们拟采用带有刮泥机及搅动栅的圆形辐流式重力浓缩池(3) 污泥脱水机选择目前污泥脱水机械较常使用的机器有带式压滤机、离心脱水机、厢式压滤机等几种污泥脱水机械，其中带式压滤机目前对于污泥脱水处理的优势较明显，因此在本工程中选用带式压滤机。(4) 污泥处理流程污泥脱水的工艺流程是：污泥浓缩池的污泥经浓缩后用螺杆泵与高分子絮凝剂充分混合后，进入压滤机，经过压滤机的挤压，污泥的含水率降低，脱水后的泥饼通过皮带输送机送至室外泥棚堆放，再由运输车辆及时送至指定的地点，填埋或加工成农肥。滤下液经污水泵泵至排水管网并进入系统再处理。3 污水处理构筑物设计计算3.1 泵前粗格栅【3】3.1.1设计参数 污水设计量: q设计=1053l/s, 格栅倾角：60度；栅前流速: v1=0.85m/s， 过栅流速: v2=0.9m/s；格栅间隙: b=0.08m， 栅条宽度s=0.01m；3.1.2设计计算(1) 格栅总宽度b:b=s(n-1)+b*n式中：b-格栅槽宽度，m； s-栅条宽度，m； b-格栅间隙，m；; n-格栅间隙数；格栅间隙数量n可由下式决定：n=(qmaxsina)/b*h*v式中: qmax最大设计流量，m3/s； b格栅间隙，m；h栅前水深，设计中取0.80mm； v污水流经格栅的速度，一般取0.6-1.0m/s；a格栅安装倾角，（度）， sina-经验修正系数。(2) 格栅间隙数量：n=(qmaxsina)/b*h*v2=(1.053*sin60)/(0.04*0.80*0.9)=18(3) 栅槽宽度.设计两组并列格栅，则每组格栅间隙数为n1=9。每组栅槽宽度b2=s(n-1)+b*n=0.01*（9-1）+0.04*9=0.44m，所以每组栅槽宽度为0.44m,总槽宽为：b=2*b2+0.2=2*0.44+0.2=1.08m(4) 进水渠道渐宽部位长度l1=(b-b1)/2tga1=(1.08-0.9)/(2*tg20.)=0.25m式中：a1进水渠道渐开部分展开角度，一般采用20度，设计中b1=0.9。(5) 格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度l2=0.5l1=0.13m(6) 通过格栅水头损失：h1=h0kh0=(v2/2g)sina式中：h1设计水头损失，m； h0计算水头损失，m；g重力加速度，m2/s； k系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，此设计中取值为3；阻力系数，其值与栅条断面形状有关，这里取2.5。 h0=(v2/2g)sina=2.5*0.922*9.8sin60=0.18m h1=0.18*3m=0.54m(7) 格栅后槽总高度h=h+h1+h2=(0.80+0.54+0.3)m=1.64m 式中：h2栅前渠道超高，取0.3m。 (8) 栅槽总长度栅槽总长度为：l= l1+l2+1.0+0.5+ h1/tga=0.25+0.13+1.0+0.5+1.10/tg60=2.52m式中：l1=0.25m， l2=0.13m；其中栅前渠道深h1=h+h2=1.10m。(9) 每日格栅量w=86400qw11000kz=70000*0.011000*1.30=0.53m3/d0.2 m3/d宜采用机械格栅 (10) 进水与出水渠道城市污水通过dn1200mm的管道送入进水渠道，设计中取进水渠道宽度b1=0.9m，进水水深h1=h=0.8m.出水渠道宽度b2=0.9m，出水水深h2=h=0.8m(11) 设备选型 粗栅除污机本设计选择唐山市博大环境工