毕业设计（论文）-临桂县会仙镇污水处理厂工程设计.doc

桂林理工大学大学生优秀毕业设计论文临桂县会仙镇污水处理厂工程设计摘要：城镇污水处理厂是现代城市发展和水资源保护不可缺少的组成部分。本课题是设计一座日处理量为1万m3的城市生活污水处理厂，通过对生活污水的无害化处理以达到环境保护的目的。此次生活污水水质指标：BOD5=250mg/L，CODcr=500mg/L，SS=420mg/L，NH3-N=25.7mg/L，TP=3.1mg/L，pH=7-8。通过文献查阅和工艺比较最后确定采用厌氧池+氧化沟工艺作为本次生活污水处理工艺。处理构筑物主要包括了格栅，平流沉砂池，厌氧池，氧化沟，二次沉淀池，接触消毒池，污泥浓缩池等等。其核心处理工艺是氧化沟工艺流程，污水在氧化沟中经曝气设备的搅动与活性污泥充分接触后大部分的污染物被除去，最后出水达到国家的有关排放标准（GB18918-2002）即： CODcr50mg/L，SS10mg/L，BOD510mg/L，NH3-N5mg/L，TP0.5mg/L。处理后的出水排进厂区附近的天然河道。本文设计介绍了该工艺的特点，并有相关的城镇污水处理厂的工艺设计过程。关键词：污水处理厂 工艺设计 氧化沟工艺 污水处理 全套图纸加扣 3012250582The wastewater treatment plant design for the town of huixian in linguiStudent: JunJian-Zheng Teacher: Hua-LinAbstract: The city sewage treatment plant is essential constituent of the modern urban development and the water resources conservation. This topic designs a city life sewage treatment plant which can treat 10000 m3 sewage a day. Through the treatment and disposal of sewage the research can achieve the purpose of environmental protection. The sewage water quality indicators: BOD5 = 250mg/L, CODcr = 500mg/L, SS = 420mg/L, NH3-N = 25.7mg/L, TP = 3.1mg/L, pH=7-8.Through literature review and finalize the adoption process, anaerobic pond + oxidation ditch process is chosen as this sewage treatment process. Deal structures including the grille, advection grit chamber, anaerobic tank, oxidation ditch, secondary sedimentation tank, the contact disinfection tank, sludge thickener and so on.朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典 Its core processing craft selects the oxidation ditch technical process. Sewage in oxidation ditch after aerator mixing and active sludge full contact, most of pollutants of which are removed. At last, the water leakage achieved the country related discharges standards which are CODcr50mg/L, SS10mg/L, BOD510mg/L, NH3-N5mg/L, TP0.5mg/L. Treated effluent is discharged into the natural river near the factory. This article introduces the characteristic of this craft and supplies the correlated process of the city sewage treatment plant.Key words: Sewage treatment plant Technological design Oxidation ditch craft Sewage processing临桂县会仙镇污水处理厂工程设计1第1章 前言7第2章 工程设计背景82.1 工程概况82.2 设计资料82.2.1进、出水水质82.2.2自然资料82.3 设计原则82.4 设计依据92.4.1相关文件92.4.2国家有关的规范、标准92.5 主要参考资料9第3章 污水处理工艺的比选与确定103.1 国内外生活污水的处理历史及现状103.2污水处理工艺方案的比较和选择113.2.1工艺类型的介绍113.2.2工艺类型的选择143.2.2工艺流程的确定153.3污水处理工艺流程说明15第4章 污泥处理方案的确定174.1污泥的处理要求174.2污泥处理的工艺流程的确定174.3污泥处理方式的确定17第5章 主体构筑物的设计说明195.1格栅195.2污水提升泵房195.3旋流沉砂池195.4集配水井205.5厌氧池205.6氧化沟205.7二沉池235.8紫外线消毒渠235.9集配泥井235.10污泥回流泵房235.11浓缩池245.12贮泥池245.13脱水车间24第6章 主体构筑物的设计计算256.1设计原始资料256.1.1污水水量256.1.2进出水水质256.2污水处理程度计算256.2.1污水的SS处理程度计算256.2.2污水的CODCr处理程度计算256.2.3污水的BOD5处理程度计算256.2.4污水的TN处理程度计算256.2.5污水的TP处理程度计算266.3泵前粗格栅的设计计算266.3.1设计参数266.3.2设计计算276.3.2设计简图286.4污水提升泵房的设计计算286.4.1设计参数286.4.2设计计算286.4.3设计简图286.5泵后细格栅的设计计算296.5.1设计参数296.5.2设计计算296.5.3设计简图316.6旋流沉砂池的设计计算316.6.1设计参数316.6.2设计计算316.6.3设计简图336.7配水井的设计计算336.7.1设计参数336.7.2设计计算336.7.3设计简图346.8厌氧池的设计计算346.8.1设计参数346.8.2设计计算346.9氧化沟的设计计算356.9.1设计参数356.9.2设计计算356.10二沉池的设计计算396.10.1设计参数396.10.2设计计算396.10.3设计简图426.11集水井的设计计算426.11.1设计参数426.11.2设计计算426.11.2设计简图436.12紫外线消毒渠的设计计算436.12.1设计参数436.12.2设计计算436.13集配泥井的设计计算446.13.1设计参数446.13.2设计计算446.14污泥回流泵房的设计计算446.14.1设计参数446.14.2设计计算446.15浓缩池的设计计算456.15.1设计参数456.15.2设计计算456.15.3设计简图476.16贮泥池的设计计算476.16.1设计参数476.16.2设计计算476.17脱水车间的设计计算476.17.1设计参数476.17.2设计计算47第7章 污水厂平面布置497.1构筑物和建筑物主要设计参数497.2污水厂的平面布置497.2.1平面布置原则497.2.2管线设计507.2.3平面布置517.2.4厂区道路及绿化布置52第8章 污水厂高程布置538.1布置原则538.2布置原则53第9章 投资估算559.1工程投资估算559.2运行费用估算559.2.1劳动定员559.2.2运行费用569.3工程效益分析579.3.1 经济效益579.3.2 社会效益57第10章 工程实施计划58第11章 环境保护措施5911.1 施工期环境保护措施5911.1.1空气环境保护措施5911.1.2水污染防治措施5911.1.3声环境保护措施5911.1.4固体废物污染防治措施5911.1.5生态环境保护及水土保持措施5911.2 营运期环境保护措施与对策5911.2.1营运期扬尘污染控制措施5911.2.2营运期废水防治措施5911.2.3营运期噪声防治措施6011.2.4营运期固体废物防治措施6011.2.5营运期场区绿化60第12章 结论61致谢62参考文献63第1章 前言水，是人类生存、养息、发展的根本条件。然而，人类社会在工业化的进程中大量消耗水资源的同时，排出污水，污染河湖，危害环境，造成严重后果。英国及美国都曾在19世纪中期发生因引用水源遭生活污水污染而引起的霍乱大流行;二十世纪工业迅速发展和城市人口剧增更带来不少河流水质恶化、生物绝迹的恶果。所以说城镇污水处理厂是现代城市发展和水资源保护不可缺少的组成部分。我国污水处理产业发展进步较晚，建国以来到改革开放前，我国污水处理的需求主要是以工业和国防尖端使用为主。改革开放后，国民经济的快速发展，人民生活水平的显著提高，拉动了污水处理的需求。进入二十世纪九十年代后，我国污水处理产业进入快速发展期，污水处理需求的增速远高于全球水平。中国政府历来重视环保治理工作，敬爱的周恩来总理曾提出了“全面规划，合理布局，综合利用，化害为利，依靠群众，大家动手，保护环境，造福人民”32字方针，历届政府提出根治海河、三河三湖的治理的要求。由于各级政府的高度重视，我国的污水处理事业得到了长足的发展，但是我们要清醒的看到，我国工农业生产发展的步伐很快，特别是改革开放的30年乡镇企业的诞生使我国的企业结构发生了变化，有些企业在追求经济效益时忽视了社会、环境效益，若长此下去将带来环境受到严重污染的后患。为此当今环境污染的治理不能仅仅停留在各级政府的重视，而要深化到全民族每位公民环保意识的提高。我们不仅要达到经济发展了，生活水平提高了，还要做到经济与环境保护协调发展，生活的质量不断提高。为此我们要唤起民众为21世纪可持续发展目标的实现，为人类健康的生存，为子孙后代留下优质的环境而努力完成自己的责任。 目前我国随着城市人口的增加和工农业生产的发展，污水排放量也日益增加，水体污染相当严重，而且几乎遍及全国各地。到2000年底，全国设市的663个城市中有310个建有污水处理设施，建设污水处理厂427座，年污水处理量113.6亿立方米，污水处理率只有34.23%。从总体上看，我国污水处理正在经历由规模小、水平低、品种单一、严重不能满足需求到具有相当规模和水平、品种质量显著提高和初步满足国民经济发展要求的深刻转变，污水处理需求将逐步实现自给。通过大学四年对基础课、专业课以及相关课程的学习，我本人基本上掌握了本专业市政工程的理论知识。本次毕业设计是以污水处理厂工程设计等污水处理相关理论知识的前提下，以生活污水为处理厂源进水，结合多年来的国内外的污水处理厂发展水平和实际情况，自选污水处理工艺流程，按照课题任务书的要求，设计日处理量为1万立方米的城镇污水处理厂。本次毕业设计是在已有专业理论的基础下，结合自己的知识和实际情况，由我在导师的指导下完成该设计的。本此设计既是对我们大学四年学习的一次综合性的检测，同时还是对我四年所学作了一个总结与提高。由于本人的水平有限，在设计中难免存在着一些不足之处，敬请读者批评指正。第2章 工程设计背景2.1 工程概况临桂县会仙镇污水处理厂位于桂林市临桂县会仙镇新民村，距离桂林市区约25km，距离临桂县城中约35km。会仙镇区现状排水体系基本上没有框架，主要是沿街道（路）的明沟与散水坡，就近排入古桂柳运河。为适应经济、社会发展的需要，保护水环境，会仙镇规划近期建设规模为1.0万m3/d的污水厂一座。2.2 设计资料2.2.1进、出水水质(1)工程设计进水水质水量：污水厂进水水量、水质：设计水量1.0万m3/d，根据桂林市其他城市污水处理厂进水进行类比，预测进入会仙镇污水净化厂的水质见表1。表1-1 进入污水净化厂的水质（平均值） 单位：mg/LCODcrBOD5SSNH3-NTPpH50025042025.73.16-9(2)排放标准：污水处理后达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）一级标准A标准后经管道排入良丰河。具体排放指标到见表2。表1-2 城镇污水处理厂污染物排放标准一级A标准（GB189182002）（摘录）单位：mg/LpHBOD5CODSSNH3-NTP6-910501050.52.2.2自然资料（1）工程地质：地貌单一，地形简单，地势平坦开阔，场区无冲沟切割，同时，基岩为不纯灰岩，岩石节理裂隙、构造裂隙不发育，岩溶不发育，不存在滑坡、崩塌、土洞和岩溶地面塌陷等不良地质现象或地质灾害现象。场地地面稳定性较好。拟建场地地下水位埋深810m，岩性上部为砂质粘土、粘质砂土，承载力150200Kpa，下部砂卵石承载力240360Kpa。砂卵石或粘土砾石层底部12.3m厚淤泥层是软弱土层，但埋深较大，对上部建筑影响不大。（2）水文情况：良丰河为漓江一条支流，由临桂南边山流入本区，经在柘木镇下游约1/4公里处注入漓江。河流全长58公里，集雨面积504平方公里。据良丰水文站10年实测资料，多年平均流量9.07m3/s，最枯流量1.63m3/s。拟建项目水系为良丰河的一段，多年平均水位标高140.54m，最高洪水标高148.82m，最低枯水位标高139.61m。（3）气象资料：项目所在区域属中亚热带季风气候，多年平均气温19.2，极端高温38.8，极端低温-3.3，多年平均降雨量为1862.7mm，多年平均风速2.7m/s，最大风速31.39m/s，主导风向北东风，多年平均日照时数为1667.6小时，多年平均蒸发量1560.3mm，年平均相对温度为76%。无霜期长达312天2.3 设计原则（1）校核水处理构筑物的处理能力，水处理单体构筑物基本上按最大时流量进行设计；（2）污水厂应按近期设计，考虑远期发展；（3）污水厂设计时应考虑各构筑物或设备进行检修，清洗及部分停止工作时，仍能满足处理要求，能够达到系统正常70的处理能力；（4）污水厂机械化和自动化程度，应本着提高科学管理水平和增加经济效益的原则，根据实际生产要求，技术经济合理性和设备供应情况，妥善确定，逐步提高；（5）设计中必须遵守设计规范的规定。但是对于确实行之有效，经济效益高，技术先进的新工艺，新设备和新材料，应积极采用，不必受现行设计规范的约束。2.4 设计依据2.4.1相关文件桂林市临桂县县会仙镇城镇总体规划（2008-2025）；桂林市临桂县县会仙镇城镇污水治理工程可行性研究报告，2009年。2.4.2国家有关的规范、标准中华人民共和国环境保护法（1989年12月26日颁布）；中华人民共和国水污染防治法（2008年2月28日颁布）；中华人民共和国固体废物污染环境保护法（2004年12月29日颁布）；中华人民共和国水法（2002年10月1日颁布）地表水环境质量标准（GB38382002）；城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）；城市污水再生利用城市杂用水水质（GB/T18920-2002）；城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（CJJ31-89）；给水排水制图标准（GB/T50106-2001）；室外排水设计规范（GBJ14-87，1997年版）；泵站设计规范（GB/T50265-92）等。2.5 主要参考资料（1）排水工程第四版 建工出版社；（2）给水排水工程设计和环境工程设计的有关技术规范和设计手册；（3）其他多种给水排水、环境工程类期刊。第3章 污水处理工艺的比选与确定3.1 国内外生活污水的处理历史及现状我国污水处理事业的历史始于1921年，到改革开放的近二十年来取得了迅速的发展，但仍然滞后于城市发展的需要。据统计，到2000年底，全国已建设城市污水处理厂427座，其中二级处理厂282座。这些污水处理厂的建设，极大地提高了城市污水的处理水平，但处理量的增加仍远远滞后于污水排放量的增长，两者之间的差距还有进一步拉大的趋势。即便按98年资料，我国城市污水的处理率也仅为15.8%，西方发达国家如美国早在1980年就已达到了70%。我国的污水处理事业的实际情况是污水处理率低，很多老城区的排水管网甚至不成系统。城市污水处理能力增长缓慢和污水处理率低是造成我国水环境污染的主要原因，由此导致了水环境的持续恶化，并严重的制约了我国经济与社会的发展。我国城市污水处理能力增长缓慢的主要原因可以归结为以下三个方面：（1）污水处理技术落后城市污水处理技术是城市污水处理设施能否高效运转的关键；长期以来，我国的污水处理技术都是沿袭了欧美国家近百年来的路线和处理技术，在吸收、消化国外技术的同时也形成了自己的技术，城市污水处理技术有了很大的发展，但是我国现阶段采用的污水处理技术与同期国外的技术水平相比依然还很落后，始终存在效率低、能耗高、维修率高、自动化程度低等缺点，从而影响它们在污水处理厂投标中的竞争力。（2）资金短缺，投资力度不够城市污水处理系统是城市的重要基础设施之一，也是防止水污染、改善城市水环境质量的重要手段，为发展我国的城市污水处理，使水环境污染得到有效的控制。资金是个根本问题。我国经济水平相对于发达国家还比较落后，用于水污染治理的资金还很紧缺，不可能完全照搬国外的技术和模式，依靠大规模建设城市污水处理厂来改善水环境在现阶段实现的可能性不大。即使修建了城市污水处理厂，其高昂的运行维护管理费用也是城市污水处理率低、水体污染严重的主要原因之一。据清华大学紫光顾问公司调查：我国污水处理设备运行状况是1/3运行正常、1/3不正常、1/3处于闲置状态，污水处理厂的实际运转率只能达到50%，我国污水的实际处理率远远低于污水处理设施的处理能力。统计资料表明：2010年要增加6722万吨的污水处理，约需1344亿元的环保资金投入。按目前日处理能力2685万吨，每立方米的运行费用0.5元计算，需运行费用49亿元/年，到2010年则需171.7亿元，资金不足十分突出。虽然近几年国家对污水处理投资有所增加，但与国外相比还差距甚远，远远不能满足需要。据有关资料统计：发达国家包括美国、德国、日本、法国、英国等国家用于排水设施与污水处理方面的投资约占国民经济总产值的0.530.88。而我国在20世纪90年代用于排水设施与污水处理方面的投资仅占国民经济总产值的0.020.03。所以我国应通过宏观调控调整投资结构，加大对城市排水和城市污水处理设施的投入。 （3）管理水平低传统的处理技术较复杂，我国目前操作人员的技术素质及管理水平不能适应,这样就造成了即使已建成的污水厂也不能正常运行,严重制约了已建城市污水厂的正常运行。污水处理技术的发展趋势是简易、高效率、低能耗。我国是一个发展中国家，人口众多、生产力落后、经济基础薄弱是我国的实际国情，面对人民群众急需解决的生存压力，各级政府部门不得不把发展经济作为其首要任务。目前，我国很多大城市已经开始着手进行污水处理厂建设的规划和建设计划工作，但在广大中小城市（镇）还没有将污水处理建设纳入城市发展的议题，其主要原因之一就是没有专门的建设资金。随着我国城市化进程的加快，中小城市（镇）的发展十分迅速，全国19200多个建制镇绝大多数都没有污水处理设施。目前，中小城市（镇）的污水排放量约占全国污水排放总量的一半以上，随着未来50年小城镇建设的快速发展，生活污水和工业废水的排放量将会数倍、甚至十几倍的增加，势必加剧水环境的恶化。中小城市（镇）和大城市在水系上是相通的，而且往往处于大城市的上游，中小城镇的污水治理工作做不好，大城市污水处理率即使达到一个很高的水平，水环境的质量也不会有明显改善。因此，要改善我国水环境被污染和继续恶化的状况，保护我国紧缺的水资源，除了要刻不容缓地对大城市的城市污水进行处理外，中小城市（镇）污水也应该引起足够的重视。3.2污水处理工艺方案的比较和选择本项目污水处理的特点：（1）污水以有机污染物为主，BOD/COD=0.5，可生化性较好，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BOD、COD、SS等值都比国内一般城镇污水低30%左右；（3）对脱氮除磷有一定的要求，处理后的出水要达到城镇污水处理厂污染物排放标准一级A标准，氮磷的去除率分别要达到80.54和83.87。按城市污水处理和污染防治技术政策要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，1020万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2/O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。综合以上因素，本项目适合选用生化处理工艺，且针对此次项目对氮磷去除率的要求，采用二级强化处理工艺比较适宜。同时在选择污水处理工艺时，还要考虑工艺的可靠性、稳定性。因为城市污水是不断变化的，随时间的推移，会在水质水量上产生一定的变化，因此要求稳定、可靠的工艺，在保证达标的前提下，则应考虑工艺的经济指标。投资少、运行费用低的工艺是人们的首选，另外，占地少、工艺流程短，运行管理方便亦是选择工艺时应注意的问题。3.2.1工艺类型的介绍（1）生物膜法生物膜法是一大类生物处理法的统称，共同的特点是微生物附着在介质“滤料”表面上，形成生物膜，污水同生物膜接触后，溶解的有机污染物被微生物吸附转化为 H2O、CO2、NH3 和微生物细胞物质，污水得到净化，所需氧气一般直接来自大气。生物膜法主要用于从污水中去除溶解性有机污染物，是一种被广泛采用的生物处理方法。生物膜法的主要特点是对水质、水量变化的适应性较强。生物膜法从本质上与土地处理的过程相似，是污水灌溉和土地处理的人工化和强化。生物膜法的主要设施是生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池和生物流化床等。优点：a固着于固体表面上的生物膜对废水水质、水量的变化有较强的适应性，操作稳定性好。b不会发生污泥膨胀，运转管理较方便。c对水量、水质、水温变动适应性强，处理效果好并具良好硝化功能。d污泥量小且易于固液分离，动力费用省。缺点：a投资较高，单位处理效率较低。b活性生物难以人为控制，因而在运行方面灵活性较差。c由于载体材料的比表面积小，故设备容积负荷有限，空间效率较低。（2）普通活性污泥法活性污泥法是处理城市污水最广泛使用的方法。它能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解有机物以及能被活性污泥法吸附的悬浮固体和其他一些物质。无机盐类（磷和氮的化合物）也能部分地被去除。类似的工业废水也可用活性污泥法处理。活性污泥法既能适用于大流量的污水处理，也适用于小流量的污水处理。普通活性污泥法，也称传统活性污泥法，推广年限长，具有成熟的设计及运行经验，处理效果可靠。自20世纪70年代以来，随着污水处理技术的发展，本方法在工艺及设备等方面又有了很大改进。在工艺方面，通过增加工艺构筑物可以成为“A/O”或A2/O”工艺，从而实现脱N和P。在设备方面，开发了各种微孔曝气池，使氧转移效率提高到20%以上，从而节省了运行费。普通活性污泥法若设计合理，运行管理得当，出水BOD5可达到1020mg/L。优点：a有机物在曝气池内的降解经历了第一阶段的吸附和第二阶段的代谢的完整过程，活性污泥也经历了对数增长、减速增长、内源呼吸的完整生长周期。b对无水的处理效果好，BOD5去除率可达到90%以上。c适合用于处理净化程度高和稳定程度要求较高的污水。缺点：a曝气池的容积大、占用的土地比较多、基建费用较高。b在池前可能出现好氧速率高于供氧速率，在池后又有可能出现溶解氧过剩的现象，从而影响处理效果。c对进水水质、水量变化的适应性较低，运行结果容易受到水质、水量变化的影响，脱氮除磷效果不太理想。（3）周期循环活性污泥法周期循环活性污泥法（Cylic Activated Sludge System），简称CASS，整个工艺为一间隙式反应器，在此反应器中活性污泥法过程按曝气和非曝气阶段不断重复，将生物反应过程和泥水分离过程结合在一个池子中进行。CASS方法在七十年代开始得到研究和应用，随着电子计算机的日益普及，由于其投资和运行费用低、处理性能高超，尤其是优异的脱氮除磷功能而越来越得到重视。该工艺已广泛应用于城市污水和各种工业废水的处理，目前全世界有300余座各种规模的CASS污水处理厂正在运行或建造中。其主要原理是：把序批式活性污泥法（SBR）的反应池沿长度方向分为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，在反应区后部安装了可升降的撇水装置，曝气、沉淀等在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统。CASS工艺包括充水曝气、充水泥水分离、滗水和充水闲置等四个阶段。不同的运行阶段，根据需要调整运行方式。共分为三个反应区：生物选择区(DO0.2mg/L)、缺氧区(DO0.5 mg/L)和好氧区(DO=(23)mg/L)。生物选择器为CASS池前端的小容积区，通常在厌氧或兼氧条件下运行。有机污染物通过三个区的连续降解，可以达到很好的处理效果，同时能够实现脱氮除磷。CASS工艺与SBR的区别在于CASS工艺为连续进水，而SBR为间断进水。因此，在池子结构上前者分为2个区，中间设置了隔墙，而后者只有一个反应池。因此，在废水排放为连续和半连续时，CASS工艺更适应。优点：a工艺简单，处理构筑物少，无二沉池和污泥回流系统，基建费用和运行费用较低。b此工艺用于工业废水处理，不需要设置调节池，且处理效果好。c污泥的SVI较低，污泥易于沉淀，一般不会产生污泥膨胀现象。d工艺简单可靠、运行方式灵活、自动化程度高。缺点：a与连续流污水处理工艺相比，设备的闲置率较高。b CASS系统的微生物群落结构与常规活性污泥法相比较复杂。c间歇曝气、间歇排水的自动化程度要求高。（4）氧化沟氧化沟是活性污泥法的发展，沟中的活性污泥以污水中的有机物作为食料，使其降解、无机化。在氧化沟系统中，通过转刷（或转盘和其他机械曝气设备），使污水和混合液在环状的渠内循环流动，依靠转刷推动污水和混合液流动以及进行曝气。混合液通过转刷后，溶解氧浓度被提高，随后在渠内流动过程中又逐渐降低。氧化沟通常以延时曝气的方式运行，水力停留时间为1024h，污泥龄为2030h。通过设置进水、出水位置及污泥回流位置、曝气设备位置，可以使氧化沟完成硝化和反硝化功能。如果主要去除BOD5或硝化，进水点通常设在靠近转刷的位置（转刷上游），出水点在进水点的上游处时间为520min。由于废水在氧化沟中的水力停留时间多为1024h，因此可以推算，废水在每个停留时间内要完成30200次循环。氧化沟在短时间内（如一个循环中）呈现推流式，而在长时间内（如多次循环中）则呈现完全混合特征，两者的结合可减少短流现象，使进。氧化沟的渠道内的水流速度为0.250.35m/s。沟的几何形状和具体尺寸与曝气设备和混合设备密切相关，要根据所选的设备最后确定。常用的氧化沟曝气和混合设备是转刷（盘）、立轴式表曝机和射流曝气机。目前也有将水下空气扩散装置与表曝机或水下扩散装置与水下推进器联合使用的工程实例。污泥沉淀设施可采用分建式或合建式。氧化沟的主要技术特点：a氧化沟工艺结合了推流和完全混合两种流态污水进入氧化沟后，在曝气设备的作用下被快速、均匀的与沟中混合液进行混合，混合后的水在封闭的沟渠中循环流动。如考虑水流在沟渠中的流速为0.250.35m/s，氧化沟的总长为90600m，则完成一个循环所需水被数十倍甚至数百倍的循环水稀释，从而提高了氧化沟系统的缓冲能力。b氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度由于氧化沟的曝气装置一般是定位布置的，因此在装置下游混合液的溶解氧浓度较高，随着水流沿沟长的流动，溶解氧浓度逐步下降，在某些位置溶解氧的浓度甚至可以降至零，出现明显的溶解氧浓度梯度。利用溶解氧在沟中的浓度变化以及存在好氧区和厌氧区的特征，氧化沟工艺可以在同一构筑物中实现硝化和反硝化，这样不仅可以利用硝酸盐中的氧，节省了10%25%的需氧量，而且通过反硝化恢复了硝化过程消耗的部分碱度，有利于节约能源和减少化学药剂的用量。c氧化沟的整体体积功率密度较低氧化沟中的混合液一旦被推动即可使液体在沟内循环流动，一定的流速可以防止混合液中悬浮固体的沉淀，同时充入混合液中的溶解氧随水流流动也加强了氧的传递。水流在循环中仅需要克服沟的沿程阻力损失和局部阻力损失，而这两部分的水头损失通常很小。另外，氧化沟中曝气设备不是沿沟长均匀分布，而是集中布置在几处，所以，氧化沟可在比其他系统低得多的整体体积功率密度下保持液体流动、固体悬浮和充氧，能量的消耗自然降低。当污泥固体在非曝气区逐步下沉到沟底部时，随着水流输送到曝气区，在曝气区高功率密度的作用下，又可被重新搅拌悬浮起来，这样的过程对于污泥吸附进水中的非溶解性物质很有益处。当氧化沟被设计为具有脱氮功能时，节能的效果是很明显的，据国外的一些研究报道，氧化沟比常规的活性污泥法能耗降低20%30%。在传统的活性污泥中，曝气的功率密度一般为2030kwh/m3，而氧化沟曝气区的功率密度通常可达100210kwh/m3，平均速度梯度G100s-1。这样高强度的功率密度可加速液面的更新，促进氧的传递，同时提高混合液中泥、水混合程度，有利于充分切割絮凝的污泥，也利于污泥的在絮凝。d氧化沟工艺采用的处理流程十分简捷氧化沟工艺处理城市污水时可不设初沉池，悬浮状的有机物可在氧化沟内得到部分稳定，这比设立单独的初沉池再进行单独的污泥稳定要经济。由于氧化沟采用的污泥平均停留时间较长，其剩余污泥量少于一般活性污泥法产生的污泥，而且氧化沟排放的剩余污泥已经在沟内得到一定程度的稳定，因此一般可不设污泥消化处理装置。为防止无机沉渣在沟中的积累，原污水应先经过格栅及沉砂池的预处理。 表3-1 美国29个氧化沟污水处理厂工艺性能参数出水浓度（mg/L）去除率（%）冬季夏季年平均冬季夏季年平均BOD5最高浓度的处理厂553441878687平均浓度15.21.212.3929493最低浓度的处理厂1.91.01.5999999SS最高浓度的处理厂26.619.422.4818282平均浓度13.69.310.5939494最低浓度的处理厂3.11.92.4989898e氧化沟处理效果稳定，出水水质好应用实际表明，氧化沟工艺在有机物和悬浮物去除方面，有比传统活行污泥法更好且更稳定的效果。表3-1是美国环保局（EPA）对29个氧化沟污水处理厂的统计数据，表3-2是氧化沟工艺与其他生物处理法的比较数据。表3-2 氧化沟工艺与其他处理法的比较处理工艺出水浓度低于下列数值的时间比例（%）10 mg/L20 mg/L30 mg/LTSSBOD5TSSBOD5TSSBOD5活性污泥法402575709085生物滤池215生物转盘223045607090氧化沟最好的厂999999999999平均水平656585909496最差的厂2525555580723.2.2工艺类型的选择根据原水水质条件，BOD5/COD=0.5，可知污水可生化性能较好，适合采用生化处理工艺。针对出水水质标准中对氮磷的去除率有较高的要求，单一采用一种生化处理工艺，可能难以达到出水水质标准，故拟采用“厌氧+好氧”相结合的生物处理工艺，在好氧处理工艺前增设厌氧池。生活污水经厌氧池处理之后，出水的BOD5/COD会降低，出水的可生化性能会变差。采用普通活性污泥法和生物膜法，处理厌氧出水，其COD的去除率大约只有60%，而处理相同浓度的原有机废水，COD的去除率可达80%，其次，采用普通活性污泥法，曝气池基建费用较高，对进水水质、水量变化的适应性较低，运行结果容易受到水质、水量变化的影响。尽管采用厌氧+生物膜法能达到一个较好的处理效果，但是投资较高，运行管理灵活性较差。虽然CASS工艺简单可靠，运行方式灵活，投资和基建费用也不高，但是设备闲置率较高，间歇曝气、间歇排水的自动化程度要求也较高。虽然上述几种工艺在技术上都是可行的，但最终选择厌氧池+氧化沟处理工艺是因为:氧化沟是活性污泥系统的新工艺，具有以下各项效益：（1）BOD负荷低，且对水温水质，水量的变动有较强的适应性。（2）污泥龄一般可达1530d，为传统活性污泥系统的36倍。可以存活，繁殖世代时间长，增殖速度慢的微生物，如硝化菌，在氧化沟内可能产生硝化反应。如运行得当能够具有反硝化脱氮的效应。（3）污泥产率低，且已达到稳定的程度，不需要再进行消化处理。这一点可以少了消化池，在运行费用方面又可以省下一部份。（4）在与技术上经济上的造价以及运行费用的综合比较， 厌氧池+氧化沟处理工艺相比其他几种处理工艺是更好的选择。3.2.2工艺流程的确定通过对比分析，设计拟用厌氧池+氧化沟组合工艺。为了使生活污水达到理想的处理效果，必须对生活污水进行预处理，比如生活污水常常含有一些垃圾杂物，这就需要利用机械格栅来拦截，颗粒较大的砂子杂物可以在沉砂池沉降到池底，粒径较小的可以通过砂水分离器来排除等等，因此，设置了格栅，污水提升泵房，旋流沉砂池，配水井等构筑物以利于后续生化反应的进行。工艺流程图如图：原水粗格栅污水提升泵房旋流沉砂池厌氧池氧化沟二沉池消毒渠污泥提升泵房浓缩池贮泥池脱水车间出水细格栅配水井集水井集泥井3.3污水处理工艺流程说明从市政污水管网收集的生活污水经排水管道经机械粗格栅拦截大块漂浮物和杂质后，自由进入到污水提升泵房，由潜污泵提升送至细格栅，对污水中体积较小的杂质进行进一步的拦截，出水进入到旋流沉砂池，对污水进行砂水分离，进而使污水澄清，出水进入配水井进行分配，之后出水进入两组平行布置的厌氧池。进入到厌氧池中的污水在两类厌氧菌产酸菌和产甲烷菌的作用下，先由兼性厌氧产酸菌将复杂的有机物水解、转化为简单的有机物(如有机酸、醇、醛等)，再由绝对厌氧菌(甲烷菌)将有机酸转化为甲烷和二氧化碳等，污水的中的总磷在厌氧环境下通过聚磷菌去除。厌氧池出水再分别进入两组氧化沟进行循环曝气处理，通过较长时间的水力停留时间污水中的有机物和总氮进行深度的去除，氧化沟出水进入二沉池，经过泥水分离，污水进一步澄清，二沉池出水汇流到集水井，出水再进入到紫外线消毒渠，通过消毒灯组进行消毒，杀死处理后污水中的病原性微生物，污水经消毒池处理后接市政排水管网排出。二沉池中产生的污泥，一部分作为回流污泥进入到污泥回流泵房，由污泥泵分别提升至厌氧池和氧化沟以确保污水处理池中有足够数量和稳定的污泥存在，从而提高污水处理效率，另一部分作为剩余污泥进入到污泥浓缩池进行浓缩，出泥进入到贮泥池进行储存，污泥最后进入脱水车间进行脱水处理，处理后的泥饼外运。其中浓缩池产生的废液经上清液回流管回流到粗格栅继续处理。第4章 污泥处理方案的确定4.1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。 污泥处理基本要求如下： （1）减少有机物，使污泥稳定化；（2）减少污泥体积，降低污泥后续处置费用； （3）减少污泥中有毒物质；根据城市污水处理厂污水污泥排放标准（CJ3025-93）：1）城市污水处理厂污泥应本着综合利用，化害为利，保护环境，造福人民的原则进行妥善处理和处置。2）城市污水处理厂污泥应因地制宜采取经济合理的方法进行稳定处理。 3）在厂内经稳定处理后的城市污水处理厂污泥宜进行脱水处理，其含水率宜小于80%。4）处理后的城市污水处理厂污泥，用于农业时，应符合GB4284标准的规定。用于其它方面时，应符合相应的有关现行规定。5）城市污水处理厂污泥不得任意弃置。禁止向一切地面水体及其沿岸、山谷、洼地、溶洞以及划定的污泥堆场以外的任何区域排放城市污水处理厂污泥。城市污水处理厂污泥排海时应按GB3097及海洋管理部门的有关规定执行。4.2污泥处理的工艺流程的确定城市污水处理厂所产生的污泥约为处理的水的体积的0.5%1.0%左右。这些污泥一般富含有机物、病菌等，若不加处理随意堆放，将对周围环境造成新的污染，所以需要经浓缩后缩小污泥体积，再将浓缩后的污泥送往后续工艺进行进一步处理，通常要求浓缩污泥的含固率达到3%左右，以满足污泥脱水机械高效率地进行污泥脱水的需要。常用的污泥处理工艺流程主要有以下几种：a生污泥浓缩池贮泥池机械脱水最终处置b生污泥浓缩池机械脱水最终处置c生污泥浓缩池消化池机械脱水干燥焚烧最终处置d生污泥浓缩池自然干化堆肥农田在几种常用的工艺中，b法仅对污泥做脱水处理，方法过于简单，不能起到污泥稳定的作用，其中的微生物也不能杀灭。c法则设备投资和运行费用过于昂贵，目前仅用于工业污泥和垃圾的处理。d法直接作用于农田，但现在对污泥中的重金属的含量和无害化的要求十分严格，并且存在病原菌扩散的危险。因此，经过几种工艺的比较，我们选用a法，污泥首先进入浓缩池，然后进入贮泥池，贮泥池可以起到储存和调节的左右，防止磷的扩散，最后进入脱水机房经由带式压滤机脱水，最后运出厂外集中处置。4.3污泥处理方式的确定关于污泥的最终处置，目前国内外污泥处理与处置的方法有很多，主要有三种方式：（1）污泥的土地利用，主要包括污泥农用，污泥用于森林与园艺、废弃矿场等场地的改良等。（2）污泥的填埋，是在传统填埋的基础上从环境保护的角度出发，经过科学选址和必要的场地防护处理，具有严格管理制度的科学的工程操作方法。（3）污泥的热处理，是国内外新开发出来的一种运用添加剂对污水处理厂污泥进行干燥、稳定化资源化处理的方法。污泥的土地利用已有多年历史，污泥中含有丰富的有机物和植物生长所必须的各种微量元素，适用于农田能够改良土壤结构、增加土壤肥力、促进作物生长。在美国约有40%左右的污泥采用土地利用的方式进行处置。尽管污泥的土地利用有能耗低、可回收利用污泥中养分等特点，但也存在病原菌扩散和重金属污染的危险，为此各国政府先后颁布了农用污泥重金属浓度标准和严格的无害化要求，并对单位面积土地污泥的应用量有严格的限制。污泥的热处理是一种新兴的污泥处理技术，例如采用含生石灰（碱性）和硫酸铁铝（酸性）双组分发热剂，通过污泥高效干燥系统对有机酸腐污泥进行干燥、脱水、改性后，向稳定化无机材料转化。根据氢氧化钙脱水变成氧化钙这一原理，处理物经高温煅烧后，添加剂可回收反复使用。虽然处理效果不错，但运行成本较高，目前仅在小范围内及生产性研究方面使用。污泥的卫生填埋始于60年代，是在传统填埋的基础上的改良，到目前为止，已经发展成为一项比较成熟的污泥处置技术，其优点是投资较少、容量大、见效快，1992年欧盟大约40%的污泥采用了填埋处置，但近年来因为运输成本和随着城市的发展，寻找合适的填埋场所越来越困难等原因，污泥填埋处置所占的比例越来越小了。目前国内污水厂一般采用送往指定地点进行填埋的方法，虽然很多研究建议表明：污泥的物理与化学特性使其应有多种用途，但如何利用、变废为利尚有待进一步的研发。本工程主要从经济，实效方面考虑，选择采用泥饼外运的方式并最终予以填埋。第5章 主体构筑物的设计说明5.1格栅格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物。一般情况下，分粗细两道格栅。本设计采用污水泵房前设置粗格栅，细格栅在污水泵房之后，在沉砂池之前设置，设置格栅的主要作用是用来截流较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等杂质，以便减轻后续处理构筑物的