某城镇14万m3d污水处理厂设计.doc

某城镇14万m3/d污水处理厂设计摘 要本文是某城镇14万m3污水处理厂的设计，根据设计任务书提供的进出水水质指标情况，特别是对氮、磷的去除，在初步讨论阶段，通过对A2/O工艺、CASS工艺和氧化沟在实际运行条件下的运行状况进行了详细的比较论证，最终确定选用厌氧池加奥贝尔氧化沟工艺作为污水处理主体工艺，用于脱氮除磷并去除CODCr、BOD5。对污水、污泥处理的其他阶段工艺，也都经过了详细的比较论证，最终确定出了一套系统、完整、高效的处理工艺流程。主要包括粗细格栅、曝气沉淀池、厌氧池、奥贝尔氧化沟、辐流式二沉池、贮泥池、污泥脱水机等。污水处理厂其他辅助构建筑物也在力求简单、方便、实用的原则下，进行了细致的计算规划，做到主辅互不影响但又相互协调配合。本设计污水处理厂出水要求达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189192002）中的二级标准，排入附近的纳污河流。 关键词：城镇污水处理，奥贝尔氧化沟工艺，14万m3/d，脱氮除磷1. 绪论1.1 城镇污水组成及特点1.1.1 城镇污水组成城镇污水由生活污水、工业废水和初降雨组成。生活污水主要包括家庭污水、公共污水、医院污水，工业废水包括厂区生活污水、工艺设备用水、冷却用水。各部分污水由城镇污水管网收集并输送至城市污水处理厂进行处理。1.1.2 城镇污水水质特点城镇污水一般为居民生活污水，工业生产废水，雨水等的混合污水。主要表现出以下特征：（1）城市污水可生化性较好，一般BOD5/CODCr0.4；（2）CODCr、BOD5值较底，一般CODCr1OOOmg/L，BOD5400mg/L，有利于进行好氧生物处理；（3）含N，P浓度较高，随着城市污水处理要求的不断提高，要求污水处理工艺具有一定的脱N除P功能；（4）城市污水pH值接近中性，一般不需要调节；（5）城市污水含砂量较大，在进入生物处理前，一般需要进行除砂处理。1.2 城镇污水处理现状由于该工艺主要以去除BOD5和SS为主要目标，对氮磷的去除率非常低。随着我国对水环境质量要求的提高，修订后的国家污水综合排放标准(GB89781996)也越来越严，特别是对出水氮、磷的要求提高，使得新建城市污水处理厂必须考虑氮磷的去除问题。 为了满足这一要求，人们开发了不少新工艺新设备，主要有：（1）厌氧-好氧活性污泥法（A/O或A2/O），该工艺的特点是在去除BOD的同时能有效的去除N、P，但由于C源条件的不足，使厌氧-好氧活性污泥法应用受到限制，为此开发了改良A2/O工艺和导致A2/O工艺，并已开始在实际工程中应用。其缺点是一次性投资较大，运行控制难度高。（2）吸附生物降解工艺（AB法）于80年代初开始在我国应用于工程实践。该工艺与单级活性污泥法系统相比，微生物群体处于两个完全隔开的体统，是处理效果更佳更稳定。其特点是A段负荷高，抗冲击负荷能力强，对pH值变化和有毒物质具有明显缓冲作用，B段负荷底，污染物去除率高。主要应用于污水浓度高、水质水量变化较大，特别是工业污水所占比例较高的城市污水处理厂。单A段污泥产量较高，给污泥处理增加了难度。（3）氧化沟工艺是我国采用较多的污水处理工艺技术之一。为连续型曝气池，可不设初沉池，其特点是操作灵活，管理方便，基建费用底，出水水质好。但氧化沟能耗较大，除P效果不明显。应用较多的有奥贝尔氧化沟工艺，由我国自行设计、全套设备国产化，已有成功实例。DE型氧化沟和三沟式氧化沟在中高浓度的中小型城市污水处理中也有应用。采用卡罗塞尔氧化沟工艺的城市污水处理厂大部分为外贷项目。 （4）间歇式活性污泥法工艺（SBR工艺）将连续运行的活性污泥法变革为间歇式运行。其特点是处理构筑物简单，不需要设置初沉池，二沉池，污泥回流泵等，也不易产生污泥膨胀，同时可实现单池内生物脱N除P的目的。在SBR工艺基础上产生了ICEAS工艺， CAST工艺、UNITANK工艺等。但存在着处理机械设备较多，曝其易堵塞，运行控制难度高等问题。 目前我国新建及在建的城市污水处理厂所采用的工艺中，各种类型的活性污泥法仍为主流，占90以上，其余则为一级处理、强化一级处理、生物膜法及与其他处理工艺相结合的自然生态净化法等污水处理工艺技术1。 我国城市污水处理发展趋势： （1）氮、磷营养物质的去除仍为处理重点也是难点；（2）从传统的物化和生物处理工艺向先进的生物除磷、脱氮、微滤、膜生物反应器等新工艺转化；（3）单独分散处理转为城市污水集中处理。 （4）水质控制指标越来越严。（5）由单纯工艺技术研究转向工艺、设备、工程的综合集成与产业化及经济、政策、标准的综合性研究。（6）污水再生利用提上日程。（7）中小城镇污水污染与治理问题开始受到重视。 2.设计说明书2.1 工程概况 2.1.1 基本情况设计名称：某城镇2万m3/d污水处理厂设计设计规模：日处理城镇污水2万m3，包括生活污水和城市工业废水处理工艺：污水处理采用厌氧选择池加氧化沟工艺，污泥处理采用机械浓缩压滤处理工艺。主要设计内容：污水处理厂一座，及其他附属建筑物，包括综合楼、配电室、锅炉房、传达室、食堂、浴室等。2.1.2 选题背景及意义随着工业化和城市化的迅速发展，该城市污水量逐年增加，使得城市水环境面临越来越大的压力，水污染问题日趋严重。由于污水处理设施建设不够完善，大部分污水未经过处理就直接排放，流经该市的河流已受到严重污染。地面水体的污染也影响了市区浅层地下水，严重威胁到人们的生活和工业用水。同时，严重的水体污染也限制了工业的发展和城市化的进程。改善城市水资源环境现状显得日趋重要。本工程设计就是在这种现状下提出的，主要解决该城市污水随意排放问题，改善和治理污水对该城市及附近河流的所造成的严重污染。还市民一个健康、和谐、美丽的生活环境。实施本工程是保护该城市居民生活环境的需要；是保护该城市饮用水水源的需要；是控制河流污染的需要；是可持续发展的需要。2.1.3 工程建设可行性分析目前，城市污水处理系统建设已经日趋完善，污水处理工艺成熟，运行稳定，特别是随着污水处理配套设施的不断改进发展，城市污水处理工艺，如氧化沟，CASS工艺等不断改进，处理效率不断提高。大多数城市已基本上能够做到污水全部处理，污水回用也在一定程度上缓解了水资源短缺的压力。本工程在借鉴其他城市污水处理工程实例的基础上，结合自身污水和城市特点，选择经济合理的处理工艺，完全可以实现污水达标排放，改善城市生活环境的目的。2.1.4 设计原则污水处理工艺方案的选择，应在达到处理要求的前提下优先选择建设运行费用少，运行管理简单方便，先进的工艺；所用污水，污泥处理工艺不仅要求先进，更要成熟，运行可靠；污水处理厂出水应尽可能回用；污泥及浮渣处理应尽量完善，消除二次污染；尽量减少占地；污水处理厂应绿化完善，尽量做到社会效益，经济效益，环境效益的最大化。22.2 污水处理厂设计规模及污水水质2.2.1 设计规模某城市污水处理厂设计规模为2万m3/d。为城市生活污水和工业废水的混合污水。2.2.2 污水水质及污水处理程度进水水质：CODCr:320mg/L,BOD5:150mg/L,SS:200mg/L,TN:45mg/L,NH3-N:35mg/L,TP:4mg/L。水温：15-30，pH值：7-8出水水质：A城市附近有接纳污水的河流，因此将其作为受纳水体。本工程二级出水水质要求达到城镇污水处理厂污水排放标准（GB18919-2002）中的二级标准。CODCr100mg/L,BOD530mg/L,SS30mg/L,NH3-N25mg/L,TP3mg/L。表2-1 污水处理程度表水质标准/单位进水水质出水水质去除率/%备注CODCr(mg/L)32010069二级处理BOD5(mg/L)1503080二级处理SS(mg/L)2003085TN(mg/L)45生物脱NNH3-N(mg/L)352529TP(mg/L)43.025生物除PPH7-87-87-82.3 污水处理厂工艺设计2.3.1污水处理工艺设计要求污水处理工艺流程设计应按照以下要求进行3。（1）污水处理后必须达到排放标准。（2）要尽量采用成熟的、先进的、可靠的、效率高的处理技术。城市污水处理成熟的处理路线一般为：预处理、一级处理、二级处理、三级处理和污泥处理，其中核心部分二级处理要求比较高，不仅要求去除有机污染物，而且要求能够脱N除P，主要技术有A-B法，A2/0法，SBR法，氧化沟法等。（3）防止处理污染物过程中产生二次污染或污染转移。要避免和抑制污染物无组织排放，特别是剩余污泥的处理。设置溢流、事故排除口应慎重合理。（4）要充分利用和回收能源。污水处理高程安排应尽量考虑利用自然地势。（5）处理量较大时宜选择连续处理工艺。（6）处理量较小时宜选用间歇处理工艺。（7）尽可能回收利用有用物质。（8）考虑处理能力的配套性和一致性且要有一定操作的弹性。设计的处理能力一般要略大于实际所需的处理量。对于易损部件应采用双套切换，保证系统正常运行。（9）确定运行条件和控制方案。包括整个系统中各个单元设备运行时的温度、压力、电压、电流等，主要构筑物在线测定系统。（10）操作、检修方便，运行可靠。设计中应考虑到当地的实际情况和操作人员的技术素质。（11）设计中应考虑节能、节水。尽量选择能耗底的处理工艺和设备。设计中应尽量较少用水，并考虑经过处理后重复循环利用。（12）保温，防腐设计。应考虑到东、夏季气候差异对构筑物的影响，防止裂缝。（13）在满足处理要求的前提下，减化流程，节约资金。2.3.2污水处理工艺选择（1）此废水具有如下特点：（a）BOD5/CODCr=150/320=0.47，说明废水可生化性很好；（b）废水N、P含量较高，出水N、P应符合要求。（2）针对以上特点，要求污水处理系统应该具有以下功能：（a）具有一定的BOD5去除能力；（b）具备一定的脱N除P功能，使出水N、P达标；（c）使污水处理过程中产生的剩余污泥基本达到稳定。（3）生化处理工艺选择目前处理城市污水应用较多的生化工艺有氧化沟，A2/O法，A-B法，SBR法等。为了使本工程选择最合理的处理工艺，有必要按使用条件，排除不适用的处理工艺后，再对可以采取的处理工艺方案进行对比和选择。氧化沟工艺，A2/O工艺和CASS工艺三种工艺均能达到处理要求。在设计可行性分析阶段，对氧化沟工艺，A2/O工艺和CASS工艺的比较分析4：（a） A2/O工艺一般在A2/O工艺中，为同时实现脱N除P的要求，必须满足如下条件：BOD5/TKN=5-8 实际进水中：BOD5/TKN=170/60=2.85BOD5/TP15 BOD5/TP=170/4.5=3715 通过比较,采用传统A2/O工艺，脱N所需碳源不足，影响脱N效果，为此采用倒置A2/O工艺。污水先进缺氧段再进厌氧段，或厌氧、缺氧段同时进水，这样既解决了缺氧段的碳源不足的问题，使脱N能够很好的进行，同时也有利于除P，聚磷菌在厌氧段释放P，同时聚集能量，利用厌氧段聚集的能量，在好氧段进行好氧吸P过程，厌氧段结束后立即进入好氧段，能够使聚磷菌在厌氧段聚集的能量，充分用来吸P，加强了除P过程。（b）CAST工艺该工艺是在SBR工艺基础上发展而来的，增加了厌氧段、缺氧段，可实现脱N除P。运行简单，可实现自动化控制。（c）氧化沟工艺氧化沟工艺目前在城市污水处理方面应用最为广泛，处理工艺成熟，结构、设备简单，管理运行费用低。CAST工艺与氧化沟工艺比较如表2-2：表2-2 CAST工艺与氧化沟工艺比较方案一（CAST工艺）方案二（奥贝尔氧化沟）单池间歇多池连续。多座反应池交替运行保持进、出水连续连续进水，连续出水。有机物降解与沉淀在一个池子完成，无需设独立的沉淀池及其刮泥系统。在氧化沟中完成有机物降解，在沉淀池中进行泥水分离，需设独立的沉淀池和刮泥系统。通过每一个周期的循环，造成有氧和无氧的环境，对氮和磷有很好的去除效果。氧化沟系统三个沟道的DO值呈0-1-2的梯次变化，脱氮效果好，除磷效果一般。固体停留时间较长，可抵抗较强的冲击负荷。较长的固体停留时间，可抵抗冲击负荷。污泥有一定的稳定性污泥有一定的稳定性采用鼓风曝气，曝气器均布池底，动力效率高；能耗较低；间歇运转须采用高质量的膜式曝气器，设备的闲置率较高，曝气器寿命较短，维修及维护量大。采用表面曝气，设有转碟曝气设备，转碟分点布置；设备少，管理简单，维护量小，但能耗较高。自动化水平高，对电动阀门等设备的可靠性需求较高，控制管理较复杂。设备少且经久耐用，控制管理简单。耗电量较小，运行费用低。耗电量较大，运行费用较高。自控系统编程工作量较大，PLC硬件费用高，自动化水平较高，劳动强度较低，对操作人员的素质要求较高，总设备费用较高。自控系统编程工作量较小，PLC硬件费用低，自动化水平较低，劳动强度较高，对操作人员的素质要求较低，总设备费用较低。（4）氧化沟工艺与A2/O工艺相比，具有如下优势：（a）工艺流程简单，处理构筑物少，机械设备少，运行管理方便。与A2/O法比较，可不设初沉池，没有混合液内回流系统，由于污泥相对好氧稳定，一般不设污泥的厌氧消化系统。（b）A2/O工艺由于停留时间较短，剩余污泥的稳定性较差，一般需要污泥消化和浓缩过程，这不利于除P，生物除P是通过聚磷菌在好氧条件下，过量吸P而使废水中的P得到去除的，最终P随聚磷菌进入剩余污泥中除去，剩余污泥长时间处于厌氧状态，将导致聚磷菌吸收的P重新释放出来，影响除P效果。氧化沟的水力停留时间较长，污泥泥龄较长，具有延时曝气的特点，悬浮有机物在沟内可获得较彻底的降解，污泥在沟内达到相对好氧稳定，剩余污泥量少，根据国内外经验，氧化沟不再设污泥厌氧消化处理系统，剩余活性污泥只须经机械浓缩、脱水即可利用或污泥后处置，简化了污泥后序处理程序。污泥在进行机械浓缩、脱水过程中，停留时间很短，基本没有污泥中磷的释放问题。（c）转碟曝气，混合效率较高，水流在沟内的速度最高可达0.60.7m/s，在沟道使水流能快速进行有氧、无氧交换，交换次数可达5001000次，可同时进行有机物的降解和氮的硝化、反硝化，并可有效的去除污水中的磷。沟道的这种脉冲曝气和大区域的缺氧环境，可以较高程度地实现“同时硝化反硝化”的效果。（d）污水进入氧化沟，可以得到快速的有效的混合，由于池容较大，缓冲稀释能力强，耐高流量，高浓度的冲击负荷能力强，具有完全混合式和推流式曝气池的双重优势，对难降解有机物去除率高，出水水质稳定。（e）供氧量的调节，可以通过改变转碟的转速、浸水深度和转碟安装个数等多种手段来调节整体供氧能力，使池内溶解氧值经常控制在最佳值，保证系统稳定、经济、可靠的运行。（f）曝气转碟由高强度玻璃钢制成，使用寿命可达20年以上，独特的结构设计使其具有较高的混合和充氧能力，新型转碟曝气机可以使氧化沟的工作水深达到5.0米以上。氧化沟转碟曝气机工作在水面上，而且安装的数量少，安装、巡检、维修方便，可以即时发现了解设备运行情况，随时解除存在隐患。而A2/O法所用的鼓风曝气设备使用寿命短，目前市场上的曝气器一般正常使用23年左右，而且会随着使用时间的增长效率降低。曝气器位于池底，日常无法了解水下设备运行状况，检修或者更换都需要放空，这会给污水厂的运行带来很大的不便。通过对以上三种工艺的比较，可以看出，这三种工艺都能达到要求，各具优势，但考虑到城市现状和对工作人员的要求，最终选择工艺成熟、应用广泛的氧化沟工艺作为此污水处理厂污水生化处理主体工艺。（5） 氧化沟工艺的选择目前用于处理城市污水的氧化沟主要有以下几种：（a）卡鲁塞尔氧化沟卡鲁塞尔氧化沟是一种单沟环形氧化沟，主要采用表面曝气机，兼有供氧和推流的作用。污水在沟内转折巡回流动，处于完全混合状态，有机物不断得以去除。表曝机少，灵活性差，设备维修期间沟不能工作，沟内混合液自由流程长，由于紊流导致的流速不均，很容易引起污泥沉淀，影响运行效果。单沟氧化沟的平均溶解氧维持在2mg/L左右，加之单点供氧强度过大，耗氧较高。在一般情况下，单沟很难形成稳定的缺氧段，不利于脱N。（b）三沟式氧化沟三沟式氧化沟工艺有两个边沟，一个中沟，当一个曝气时，另外两个作为沉淀池使用。一定时间后改变水流方向，使两沟作用相互轮换，中沟则连续曝气，三沟式氧化沟无需污泥回流装置，如果条件合适，还可以进行反消化。缺点：进、出水方向，溢流堰的起闭及转刷的开动于停止必须设自动控制系统；自控系统要求管理水平高，稍有故障就会严重影响氧化沟正常工作。由于侧沟交替运行，设备利用率较低。（c）一体化氧化沟一体化氧化沟就是将沉淀池建在氧化沟内，即氧化沟的一个沟内设沉淀槽，在沉淀池两侧设隔板，底部设一导流板。在水面上设集水装置以收集出水，混合液从沉淀池底部流走，部分污泥则从间隙回流至氧化沟。一体化氧化沟将曝气、沉淀功能集于一体，免除了污泥回流系统，但其结构有待进一步完善。（d）奥贝尔氧化沟奥贝尔氧化沟由三个同心椭园形沟道组成，污水由外沟道进入沟内，然后依次进入中间沟道和内沟道，最后经中心岛流出，至二次沉淀池。在各沟道横跨安装有不同数量转碟气机，进行供氧兼有较强的推流搅拌作用。外沟道体积占整个氧化沟体积的5055%，溶解氧控制趋于0.0mg/L,高效地完成主要氧化作用：中间沟道容积一般为25%30%，溶解氧控制在1.0mg/L，作为“摆动沟道”，可发挥外沟道或内沟道的强化作用；内沟道的容积约为总容积的15%20%，需要较高的溶解氧值（2.0mg/L左右），以保证有机物和氨氮有较高的去除率。外沟道的供氧量通常为总供氧量的50%左右，但80%以上的BOD5可以在外沟道中去除。由于外沟道溶解氧平均值很低，绝大部分区域DO为0mg/L，所以，氧传递作用是在亏氧条件下进行的，大大提高了氧传递效率，达到了节约能耗的目的。一般情况下，可以节省电耗20%左右。内沟道作为最终出水的把关，一般应保持较高的溶解氧，但内沟道容积最小，能耗是较低的。中沟道起到互补调节作用，提高了运行的可靠性和可控性。因此，奥贝尔氧化沟可以在确保处理效果的前提下，可以获得较大的节能效益。对于每个沟道内来讲，混合液的流态为完全混合式，对进水水质、水量的变化具有较强的抗冲击负荷能力；对于三个沟道来讲，沟道与沟道之间的流态为推流式，且具有完全不同溶解氧浓度和污泥负荷。奥贝尔氧化沟实际上是多沟道串联的沟型，同时具有推流式和完全混合式两种流态的优点，这种特殊设计兼有氧化沟和A2/O工艺的特点，耐冲击负荷，可避免普通完全混合式氧化沟易发生的污泥膨胀现象，可以获得较好的出水水质和稳定的处理效果。不同工艺的处理效果与其所配套的附属设备是分不开的，往往是新设备的产生、发展带动了工艺的改革，使其处理优越性得以突现。奥贝尔氧化沟采用的曝气转碟，其表面有符合水力特性的一系列凹孔和三角形突起，使其在与水体接触时将污水打碎成细密水花，具有较高的充氧能力和混合效率。通过改变曝气机的旋转方向、浸水深度、转速和开停数量，可以调整其供氧能力和电耗水平。尤其是蝶片可以方便拆装，更为优化运行提供了简便手段。另一方面，由于转碟直径达1.5m，并在碟片最大切线区设置T形推流和切割叶片，增强切割气泡，推动混合液的能力。平行切入在水中旋转运行，具有极强的整流和推流能力。实践证明，在水深为5m ，在不需要水下推进器时，氧化沟池底流速任可达0.2m/s以上。当污水浓度下降，为节能而减少曝气机运行台数时，一般也不必担心沉淀的发生。这是曝气转碟和奥贝尔沟型所独具的优点。奥贝尔氧化沟的沟道布置，便于采用不同种类的工艺模式。在使用普通活性污泥法时，内沟道用于曝气，外沟道用于需氧消化；使用接触稳定和分段曝气时，是把进水和回流污泥引入相应的沟道中；为了保证高质量而稳定的处理效果和减少污泥量，需要进行硝化时采延时曝气模式。综合比较，选用奥贝尔氧化沟，其兼具氧化沟和A2/O工艺的双重优势。2.3.3 污泥处理工艺选择污水处理所产生的剩余污泥必须按照减量化，无害化的原则进行妥善安全的处理、处置。本工程污水处理工艺，采用生物脱氮除磷的奥贝尔氧化沟工艺，污泥龄达20天以上，污泥已基本稳定，无需厌氧消化，可以直接进行机械浓缩脱水，同时可以防止P的厌氧释放，保证了除P效果。选择带式浓缩压滤一体机，泥饼含固率高，能耗底，可连续运行，生产效率高。二沉池污泥经贮泥池，直接进入机械脱水阶段，同时投加PAM等药剂，以强化污泥脱水性能。经压滤机压滤后的泥饼含水率一般小于85%，可以直接外运处理。2.3.4 回用水处理工艺选择考虑到我国城市严重缺水问题，应该在建立节水型产业结构，开辟利用其他水资源的同时，将二级处理后出水作为一种水资源加以利用，这对于环境保护、减少污染。二沉池出水进入接触池进行氯消毒后，大部分水经出水管排入附近受纳河流，小部分水经中水管道流入中水处理系统进行深度处理。深度处理采用混凝沉淀过滤工艺。其出水水质满足国家建设部生活杂用水水质标准（CJ25.1-89）的要求，可以用于冲洗厕所、道路清扫、城市绿化、洗车、景观用水，也可以作为工业冷却水。5回用水标准：pH值 6.5-9；BOD5= 10mg/L；CODCr=50 mg/L；SS=10 mg/L；NH3-N=20 mg/L。回用水供水规模，考虑系统自用水量，确定回用水规模为5万m3/d。出砂外运砂水分离器2.3.5 污水、污泥处理工艺流程图曝气沉砂池生物选择池配水井氧化沟配水井细格栅泵房集水井粗格栅溢流井进水回流污泥泵房二沉池回流污泥栅渣收集装置剩余污泥栅渣外运贮泥池中水系统接触池泥饼外运污泥脱水机出水图2-1 污水厂处理工艺流程图2.4 污水处理厂工程设计2.4.1污水处理厂总平面设计总平面布置直接影响到处理或生产装置的建设费用和运转费用。总平面布置应该具有布置紧凑、用地节省、工艺流程合理、功能明确、运输通畅、动力区接近负荷中心、工程管线短捷、管理方便等特点。总平面布置必须适合工艺、土建、防火安全、卫生绿化及生产与处理规模发展等方面的要求，要特别注意污水处理区、办公生活区与辅助车间的总体规划布置6。污水处理厂平面布置主要包括以下几方面内容：（1） 处理构筑物、处理设备的布置构筑物包括粗、细格栅井、沉砂池、厌氧池、氧化沟、二沉池、接触池及附属的泵房、污泥脱水间、加药间等。（a）按工艺过程的顺序布置紧凑，但也要留有必要间距。 （b）使连接构筑物的管渠简单，便捷，成直线而无返回流动。（c）利用地形流动，“高程布置”，确定标高，重力流动，减少运行费用。（2） 厂内管线布置（a）应能使各个处理构筑物独立运行。即任一处理单元因故停止运行，其他仍可正常运行。（b）满足紧急排放要求。（c）平行布置，不穿越空地，易于检查、维修。（3）附助建筑物布置辅助建筑物包括泵房、办公大楼、化验室、变电所、机修车间、仓库、食堂等。（a）方便。变电所应设于用电大户附近。（b）安全。锅炉房、煤气站、变电站附近不能有易燃、易爆车间。（c）有特殊要求的中心实验室、化验室应设于清洁卫生、无振动区。（4）道路、绿化布置道路以方便运输为原则布置。通向一般构筑物铺设人行道，宽度为1.5-2.0m，采用碎石、炉渣、灰土等路面；通向仓库、检修车间、堆砂场、堆煤场、管件堆置场、泵房、变电所等主要建筑物处铺设行车道，路面宽度为3-4m，转弯半径为7m，纵向坡度不大于3%，应有回车的可能，采用沥青、混凝土、碎石、炉渣、灰土等路面；厂区主干道宽度不应小于6m，转弯半径为10m，纵向坡度不大于3%，应有回车的可能。污水处理厂应该充分考虑绿化。绿化面积不应少于污水厂总面积的30%。各个功能区之间应有绿化带隔开，是功能区划分明显，减少相互之间的影响。建筑物、构筑物四周一般为绿化包围，各主要建筑物、构筑物应有出口和空地。（5）建筑物之间的距离处理构筑物之间应保持一定的距离，以保证铺设连接管道的要求，一般构筑物间隔距离为5-10m。相似构筑物可以考虑合建以减少占地和土方量。根据以上设计原则和要求，污水处理厂总体分为三个区，厂前区，污水、污泥处理区，辅助建筑区。厂前区建筑主要包括综合办公大楼、住宿楼、食堂、车库及娱乐锻炼场所，应布置在当地主风向上游，并尽量接近厂区大门，保证道路畅通，与污水处理区之间留有一定的绿化带。污水、污泥处理区分污水处理区和污泥处理区，是污水处理厂的核心构件，处于污水处理厂中间位置，应尽量按处理流程布置，布置应合理紧凑，减少施工量及管道铺设量。辅助建筑区包括变电所、机修车间、仓库等，应远离明火，与其他建筑物保持一定距离，道路通畅。三个区域之间设主干道，宽7m，各区域内设单车道，宽3.5m，人行道，宽1.5m。 72.4.2 总平面图设计（1）污水处理厂主要建、构筑物汇总表2-3 主要建、构筑物一览表序号名称设计尺寸个数结构1溢流井LBH=5m4m10m2座方形，现浇钢筋混凝土结构2粗格栅间LB=12m13m1座方形，现浇钢筋混凝土结构3提升泵房LB=9.3m（20.4+10）m1座方形，现浇钢筋混凝土结构4细格栅间LB=11m10m1座方形，现浇钢筋混凝土结构5曝气沉砂池LBH=12m4m3.7m2座方形，现浇钢筋混凝土结构6厌氧池配水井DH=3050mm6.5m1座圆形，现浇钢筋混凝土结构7厌氧池LBH=43m15m5.0m4座方形，现浇钢筋混凝土结构8氧化沟LBH=75m61m5.8m4座奥贝尔，现浇钢筋混凝土结构9二沉池配水井DH=3850mm6.5m1座圆形，现浇钢筋混凝土结构10二沉池DH=45m5.92m4座辐流式，现浇钢筋混凝土结构11接触池LBH=46m18m4.0m1座折板形，现浇钢筋混凝土结构12贮泥池LBH=12m4m3.7m1座方形，现浇钢筋混凝土结构13污泥脱水机房LBH=50m15m6.0m1座单层框架结构15综合楼LB =50m33m1栋合建，三层框架结构，包括化验室、中控室16检测中心LB =23m33m117配电所LB =25m10m1间单层框架结构18维修车间LB =27m10m1间合建，单层框架结构，包括机修间，电修间，泥木工间19仓库LB =20m10m1间20住宿楼LB =50m20m1栋合建，四层框架结构，一层设食堂、浴室 21食堂、浴室LB =20m(12+8)m22运动场LB =30m20m1座露天23车库LB =20m11m1座单层框架结构，包括共用车辆24传达室LB =5m7m2间砖混结构（2）总图布置方案总图布置应力求整体协调、美观。污水处理厂平面布置方案：污水厂总体布置如下图，当地常年主导风向为西北风，厂前区位于主风向上游，并与污水处理区之间有一定绿化带隔开，污水、污泥处理区位于产区南边，从西向东按流程布置，消毒系统和中水处理系统位于厂区东北角。纳污河流位于厂区外东边，出水可直接排入纳污河流。污水厂开前后两道门，前门位于南北主干道北边，供工作人员、车辆出入，后门位于南北主干道南边，供运输泥饼、药品等。厂区主干道宽7m，单行道宽4.5m，人行道宽1.5m。8污水厂总占地面积81200m2。图2-2 污水厂总平面布置图2.5 各主要构筑物及设备说明2.5.1 溢流井城市污水在进入污水处理系统前，首先进入溢流井，起均质均量作用，调节处理水量。在设计流量下，污水全部被闸门阻挡，经污水处理厂进水管流入污水处理系统。遇有暴雨情况，过量污水则越过溢流闸门从超越管直接排出，经下游管道排入受纳河流。当污水处理厂出现故障不能运行时，可将粗格栅进水阀门井内进水阀门关闭，污水将在分水溢流井内通过溢流闸门从超越管流向下游，从而缓解了污水处理厂污水处理系统的压力。溢流井共设两座，其中一座为备用。单座设计如下：厂区总进水管管径1500mm，进水闸阀1650mm1650mm一座，并设溢流闸阀950mm950mm一座，溢流闸阀外设超越管道，管径800mm，与厂外排水管道相连接。污水处理系统总进水管管径1300mm, 进水控制闸阀1450mm1450mm一座，闸阀均为电动铸铁闸门。9溢流井尺寸：LBH=5m4m10m2.5.2 粗格栅间格栅由一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。截留污物的清除方法有两种，即人工清除和机械清除。大型污水处理厂截污量大，为减轻劳动强度，一般应用机械清除截留物。粗格栅间与污水提升泵房合建。粗格栅间内设回转式格栅除污机两道，人工格栅一道。格栅间安装距离1000mm。每道格栅前后各设手电两用铸铁闸门一道，用于调节进出水水量，其宽度根据进水渠道宽设计。机械粗格栅栅间隙30mm，设备宽2000mm，两台1000mm单机并联安装在同一渠道中组成，共用一台电机，配用电机功率为3.0kw，渠道宽2100mm，安装倾角700。10人工格栅栅间隙30mm，设备宽1200mm，栅前水深0.5m，过栅流速0.9m/s，格栅总长7500mm，安装倾角600。回转式格栅除污机采用时间控制和液位控制双重控制系统，以保护格栅安全平稳运行。通常情况下采用时间控制，两台格栅机定时开启、运行、停止。当时间控制系统出现问题时，如时间控制处于停止阶段，而进水中含渣量较多，导致栅渣淤积，进水渠道堵塞，格栅前后液位差增大到一定值时，液位控制自动开启，依靠格栅前后液位差控制开停。格栅间另设无轴螺旋输送机两台，与两台机械格栅相配套，收集、运输栅渣的同时进行压榨脱水。输送机末段停放栅渣车。格栅机运行时，输送机同步运行。粗格栅间设计建筑面积：LB =12m13m2.5.3 污水提升泵房泵站形式的选择取决于水力条件和工程造价，其它考虑因素还有：泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。目前污水泵站主要有以下几种形式：11（1）合建式矩形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数为4台或更多时，采用矩形，机器间、机组管道和附属设备布置方便，启动简单，占地面积大。（2）合建式圆形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数不超过4台，圆形结构水力条件好，便于沉井施工法，可降低工程造价，水泵启动方便。（3）对于自灌式泵房，采用自灌式水泵，叶轮（泵轴）低于集水池最低水位，在最高、中间和最低水位都能直接启动，其优点为启动及时可靠，不需引水辅助设备，操作简单。（4）非自灌式泵房，泵轴高于集水池最高水位，不能直接启动，由于污水泵水管不得设低阀，故需设引水设备。但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。（5）潜水泵站，潜水泵的电机防水密封，可以长期侵入污水中，不存在受潮问题，潜水泵电机机组整体安装，结构紧凑，运行稳定，便于就位和更换，所以潜水泵站无需上部厂房，也简化了地下结构，降低了工程造价。但是潜水泵在水下运行，所以要有可靠的产品质量、自动化控制和保护功能作技术依托，潜水泵价格较高。设计中采用合建式矩形泵站。安装WL型污水泵9台。其中400WL型5台，300wL型4台。用于提升污水到一定高度，以保证污水在后续处理过程中能够自流进入下一处理构筑物。泵性能参数如下：400WL型，共5台，3用2备，单台流量2100m3/h，最大提升高度16.5m，轴功率119.3kw，效率为79%，气蚀余量6.2m，重量1900kg300WL型，共4台，3用1备，单台流量938m3/h，最大提升高度15.8m，轴功率52.8kw，效率为77%，气蚀余量4.1m，重量1500kg污水提升泵房内设控制室，工作人员休息室。泵房总设计建筑面积：LB =9.3m(20.4m+10m)2.5.4 集水井在污水从粗格栅间进入提升泵房的渠道上设置集水井，来调节进水量，通过对集水井中水位的测定，选择泵的开停数量，使泵运行平稳。集水井中安装液位测定装置，设超越闸阀，超越管直通溢流管道。集水井容积V=175 m3，设计有效水深3.0m， 集水井设计已包含在污水提升泵房平面设计内。集水井内设超越管阀950mm950mm一座，闸阀外设超越管道，管径800mm，与厂外排水管道相连接。集水井在水流方向上设计0.005的坡度。2.5.5 细格栅间细格栅间与曝气沉砂池合建。细格栅间内设回转式格栅除污机三道。格栅间安装距离1000mm。每道格栅前后各设手电两用铸铁闸门一道，用于调节进出水水量，其宽度根据进水渠道宽设计。机械细格栅栅间隙5mm，设备宽2000mm，两台1000mm单机并联安装在同一渠道中组成，共用一台电机，配用电机功率为3.0kw，渠道宽2100mm，安装倾角700。回转式格栅除污机采用时间控制和液位控制双重控制系统，以保护格栅安全平稳运行。通常情况下采用时间控制，两台格栅机定时开启、运行、停止。当时间控制系统出现问题时，如时间控制处于停止阶段，而进水中含渣量较多，导致栅渣淤积，进水渠道堵塞，格栅前后液位差增大到一定值时，液位控制自动开启，依靠格栅前后液位差控制开停。格栅间另设无轴螺旋输送机两台，与两台机械格栅相配套，收集、运输栅渣的同时进行压榨脱水。输送机末段停放栅渣车。格栅机运行时，输送机同步运行。细格栅间设计建筑面积：LB =11m10m2.5.6 曝气沉砂池沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站倒虹吸管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初沉池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。沉砂池的形式，按水流方向的不同可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池三类。本设计选用曝气沉砂池，设两座，相对而建。城市污水中含有大量砂粒物质，如果不加去除，对泵及后续管道的磨损很大，影响其运行时间，同时影响污水处理效果。曝气沉砂池通过向水底充氧，形成纵向水平流动和横向水力旋流，产生剪切力，使砂粒表面附着有机物与砂粒分离，砂粒沉降性能提高，依靠自重落入池底集砂槽。曝气沉砂池上设行车双沟式吸砂刮渣机，间歇运行。砂水分离间设在细格栅间下边，设无轴螺旋输砂水分离器两台，进水流量为20L/s，两台轮换间歇运行，排砂管管径300mm。砂水分离器在运输砂水的同时，进行挤压脱水，出水回流进入粗格栅间。砂水分离器一端放置装砂车，出砂外运。曝气沉砂池单池设计尺寸：LBH=12m4m3.7m2.5.7 厌氧选择池配水井设厌氧选择池配水井一座，分别向四座厌氧池配水，采用圆形堰式配水井。配水井进水管管径D1=1300mm，回流污泥管管径D3=800mm，配水管管径D2=800mm配水井设计尺寸：DH=3050mm6.5m2.5.8 厌氧选择池设厌氧选择池四座，分别与四座氧化沟相连。厌氧池作为氧化沟处理的厌氧阶段，主要用以除磷。同时兼有混合回流污泥和进水的作用。池中间设有导流墙，单座厌氧池安装潜水搅拌器两台，安装位置在导流墙的两侧。厌氧池单池设计尺寸：直线段长度:L=28 m，两边半圆半径：r=7.5m，设计有效水深5.0m，有效容积11932.5m3。2.5.9 氧化沟设氧化沟四座，氧化沟为奥贝尔氧化沟。氧化沟作为污水处理系统的核心构筑物，主要完成去除BOD5，CODCr，脱N功能。奥贝尔氧化沟设计成外、中、内三沟，三沟溶解氧浓度呈梯度递增，外沟为0.2mg/L，中沟为1.0mg/L，内沟为2.0mg/L，这种设计综合了A2/O工艺和传统氧化沟工艺的综合优势，提高了系统脱N性能，避免了氧化沟发生污泥膨胀的可能。氧化沟水力停留时间为14h。出水采用出水调节堰，设在中心岛上游一侧。氧化沟采用YBP1500-T型砖碟曝气机进行充氧，单碟充氧能力2.36kgO2/h，单碟推流能力93m3，单碟配用功率1.3kw。12单座氧化沟共设转碟曝气机10组。其中设A型转蝶6组，轴长10m，安装碟片数34片，配用电机功率45kw。安装在外沟道内。设B型转蝶4组，轴长9m+9m。安装碟片数23+11=34片，配用电机功率45kw。安装在中沟和内沟。单座奥贝尔氧化沟设计尺寸：外沟宽10m，中沟、内沟宽均为9m，中心导半径：r=2.5m，直线段长度：L=18.3m，设计有效水深5.0m，超高0.8m。设计有效容积19858m3。2.5.10 二沉池配水井设一座二沉池配水井，分别向四座二沉淀池配水，采用圆形堰式配水井。配水井进水管管径D1=800mm，配水管管径D2=800mm配水井外围设出水渠道，与二沉池出水堰通过渠道连接。二沉池出水先流入配水井出水渠道，再通过出水堰流出。出水渠道宽1000mm。配水井设计尺寸：DH=3950mm7.5m2.5.11 二沉池二沉池设在生物处理构筑物的后面，用于沉淀去除活性污泥。沉淀池主要有平流沉淀池，辐流式沉淀池，竖流式沉淀池，斜板（管）沉淀池。通过对以上四种沉淀池进行比较，设计中选用辐流式沉淀池。设二沉池四座，二沉池为中心进水、周边出水辐流式沉淀池。13二沉池上设双周边传动式刮渣吸泥机，周边线速度2m/min，驱动功率1.52kw。二沉池进水管管径800mm，排泥管管径400mm。单座二沉池尺寸：DH=45m5.92m2.5.12 接触池（1）采用矩形折板往复式接触池1座。接触室水深：h4.0m单格宽：b3.2m池长：L=46m每座接触池的分5格接触池出水设溢流堰。进水管管径1000mm，出水管管径1000mm。（2）消毒剂的选择：（a）液氯：适用于大、中型规模的污水处理厂。优点：效果可靠，投配设备简单，投配准确，价格便宜。缺点：氯化形成的余氯及某些含氯化合物对水生物有毒害作用，比率大时氯化可能产生致癌物质。（b）漂白粉：适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂。优点：投加设备简单，价格便宜。缺点：除用液氯缺点外，尚有投配量不准确，溶解剂调制不便，劳动强度大。（c）臭氧：适用于出水水质较好，排入水体卫生条件较高的污水处理厂。优点：消毒效率高，能有效的降解水中残留有机物、色味等，污水温度、PH值对消毒效果影响小，不产生难处理或生物积累性残余物。缺点：投资大，成本高，设备管理复杂。（d）紫外线：适用于小型污水处理厂。优点：消毒效率高缺点：紫外线照射灯货源不足，技术数据较少。综上四种消毒剂的比较，本工程设计采用最常用且技术成熟的液氯作消毒剂，为减少其危害，在设计中采用余氯自动监测系统，严格控制出水余氯量。2.5.13 加氯间加氯间与氯库合建。加氯间总容积：V1=270m3氯库容积：V2=450m3为保证安全每小时换气8-12次，并安装一台漏氯探测仪。2.5.14 污泥回流泵房内设污泥回流泵两台，剩余污泥泵两台。回流污泥提升泵： 型号：LRB型污泥泵 ， 台数：2台（一用一备） ，流量：860.5m3/h， 扬程：22m ，功率：15kW ，回流污泥管管径800mm。剩余污泥提升泵： 型号：50QW18-15型潜水排污泵 ， 台数：2台（一用一备） ， 流量：7.11m3/h 扬程：25m，功率：15kW ， 剩余污泥管管径400mm。污泥泵房尺寸：LBH=18m12m8m，半地下式钢筋混凝土结构。2.5.15 贮泥池氧化沟剩余污泥进入贮泥池，进行暂时贮存，并进行调质处理，内部曝气，以加强其脱水性能。污泥停留时间取8 h贮泥池容积V=400 m3贮泥池设两座。单座设计尺寸如下：取贮泥池边长为L=9m 有效水深h2=2.5 m，超高0.5m。贮泥池外围四边设排泥渠道，渠道宽800mm，隔墙上距池底1.5m处均匀布设排泥孔，孔尺寸为400mm400mm，四周共开孔20个。2.5.16 污泥脱水间贮泥池污泥直接进行机械浓缩脱水，以减小污泥停留时间，防止磷的重新释放。污泥机械脱水采用带式浓缩压滤一体机。带式浓缩压滤一体机是连续运转的污泥浓缩脱水设备，分为污泥重力浓缩段和压滤脱水段。日处理污泥量为1174.96m3/d，进机污泥含固率0.8%。带式浓缩脱水一体机设计参数如下：配置脱水机两台