黑龙江省齐齐哈尔市排水工程工艺毕业设计.doc

目录黑龙江省齐齐哈尔市排水工程工艺毕业设计 目录摘要IAbstractII目录I第1章 设计概论51.1 设计题目51.2 设计任务51.3 设计阶段51.4 设计依据51.5 设计原始资料51.5.1 城市规划资料51.5.2 气象资料71.5.3 纳污水体的水文资料81.5.4 工程地质资料81.6 设计任务与内容81.6.1 设计说明书一份81.6.2 扩初设计图纸91.7 设计要求91.8 设计依据9第2章 设计说明书112.1 城市排水排水体制的确定112.1.1 方案一：分流制112.1.2 方案二：合流制112.1.3 方案确定原则122.1.4 方案的确定132.2 污水处理系统的选择132.3 污水管道系统设计132.3.1 排水管道的布置132.4 雨水管道系统设计142.5 污水厂总体设计142.5.1 设计水量142.5.2 进入污水厂水质的计算142.5.3 污水处理程度的计算152.5.4 污水处理方案的确定172.5.5 确定污水处理方案的原则182.5.6 污水处理路线的选择192.5.7 污水处理工艺流程方案介绍202.5.8 工艺流程的确定252.5.9 主要构筑物的选型272.5.10 总体布置332.5.11 辅助建筑物37第3章 排水管网部分383.1 确定排水区界及划分排水流域383.1.1 排水区界383.1.2 排水流域383.2 排水管网定线383.2.1 排水管网定线原则383.2.2 定线的影响因素393.2.3 定线方案比较403.3 污水管道的设计计算403.3.1 污水管网水力计算步骤403.3.2 布置污水管道403.3.3 街坊编号并计算其面积413.3.4 污水流量的计算413.4 污水管网的水力计算443.4.1 水力计算的目的443.4.2 水力计算的设计数据443.4.3 水力计算的方法具体规定：453.4.4 进行管道水力计算时应注意的问题453.4.5 水力计算的结果463.5 雨水管网的水力计算473.5.1 雨水管网水力计算步骤473.5.2 雨水管道的设计计算473.5.3 雨水管网水力计算48第4章 污水处理厂的计算494.1 进水管和速闭闸井的设计494.1.1 污水厂进水管494.1.2 速闭闸井494.2 污水泵房的设计514.2.1 设计要点514.2.2 集水池514.2.3 粗格栅524.2.4 水泵机组基础的确定和污水泵站的布置554.2.5 泵房附属设施及尺寸的确定564.2.6 采光、采暖与通风564.2.7 起吊设备574.2.8 泵房值班室、变电室及配电室574.2.9 门窗及走廊、楼梯574.3 细格栅的设计584.3.1 设计要求584.3.2 设计参数594.3.3 设计计算594.4 旋流式沉沙池的设计614.4.1 设计要求624.4.2 设计参数634.4.3 设计参数634.5 初沉池的设计644.5.1 设计参数644.5.2 设计计算644.6 A2/O工艺的设计664.6.1 判断是否可采用A2/O法664.6.2 已知条件664.6.3 设计计算(污泥负荷法)67计算简图如下图674.7 二次沉淀池的设计774.7.1 设计参数774.7.2 设计计算784.8 消毒和接触池设计计算804.8.1 消毒814.8.2 接触池的设计计算824.9 连接构筑物834.9.1 配水井834.9.2 集水井844.9.3 计量设备的选择854.10 泥处理部分构筑物的计算864.10.1 浓缩池的设计874.10.2 贮泥池的设计计算894.10.3 污泥提升泵房904.10.4 污泥控制室的布置904.10.5 脱水机房904.10.6 机械脱水904.10.7 消化池的计算924.11 污水厂工艺流程高程计算954.11.1 污水处理构筑物高程计算954.11.2 污泥处理构筑物高程计算984.12 污水处理成本的计算994.12.1 动力费994.12.2 药剂费994.12.3 工资福利费1004.12.4 折旧提成费1004.12.5 检修维护费1014.12.6 其它费用(行政管理 , 辅助费用)1014.12.7 泥水综合利用收入101参考文献102致谢103附录104附录一 街坊面积104附录2 污水管段设计流量计算表105附录3污水干管水力计算表105附录4雨水管网水力计算表105千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行103- -Error! No text of specified style in document.第1章 设计概论1.1 设计题目根据给定的原始资料及相关要求，进行辽宁省辽阳市排水工程的规划及排水治理工程的扩大初步设计。1.2 设计任务根据给定的原始资料，对该城市进行新建排水管网工程设计及污水厂工艺设计。1.3 设计阶段完成整套城市排水治理工程的初步设计包括方案设计与单体工艺设计。1.4 设计依据辽宁省城市发展与改革委员会计字2011第5号文件：“图们市排水工程计划任务书的批复”，同意该城市采用完全分流制排水系统，设计内容包括全城规划区内的污水管道、雨水管道和城市污水处理厂。1.5 设计原始资料1.5.1 城市规划资料1.5.1.1 比例 城市总平面图比例尺为1：10000。图上标有间隔1.0m的等高线，城市区域的划分、工厂及大型独立性公共建筑物的位置如图所示。1.5.1.2 人口密度表1-1 人口密度区 号人口密度（人/104 m2）2803001.5.1.3 各区的卫生设备情况表1-2 各卫生设备情况区号房屋卫生设备情况室内有给排水设备，但无淋浴设备室内有给排水设备和淋浴设备1.5.1.4 主要工业企业的排水情况表1-3 主要企业排水情况企业名称生产污水日排水量 (m3/d)最大班排水量(m3/班) (mg/L) (mg/L)甲1000400250230乙1000400300280工业企业工人总人数最大班人数分班热车间人数一般车间人数占最大班(%)淋浴(%)占最大班(%)淋浴(%)甲700250350955060乙80030024010060401.5.1.5 公共建筑排水情况表1-4 公共建筑排水情况名 称排水量（m3 d） (mg/L) (mg/L)A500400380B4003503201.5.1.6 市区覆盖情况表1-5 市区覆盖情况房盖草地路面（混凝土沥青）土 地33.6%11.7%47.8%6.9%1.5.1.7 城市污水处理厂出水水质水质应满足国家城市污水排放水质标准中的一级排放标准。1.5.2 气象资料1.5.2.1 气温年平均气温10.2；月平均最高气温24.1；月平均最低气温-4.8；年最高气温31；年最低气温-26。1.5.2.2 雨量年平均降雨量658.7mm；日最大降雨量118.9mm；年最大降雨量960mm。1.5.2.3 风向本区一年中以NNW向风为主，频率占16%，其次以N向风，频率占11%，同时这两个风向上的大风频率也明显高于其他风向上的大风频率。本区域大风主要出现在冬春两季。1.5.2.4 最大冻土深度 最大冻土深度1.42m。1.5.2.5 封冻期 封冻气138天。1.5.2.6 该城市的暴雨强度公式1.5.3 纳污水体的水文资料水体的最小流量为15.0m3/s；相应的水流速度为1.1 m/s；污水厂排放口上游最小流量时水体溶解氧浓度为6.5mg/L；排放口处水体的水位标高；最高水位172m；最低水位170m；常水位171m；水体中3.9mg/L，=40mg/L,水体温度20；在污水排放口下游45km处有一集中取水口。1.5.4 工程地质资料1.土壤类别粘土；2.地下水位在地表以下6.3m；3.土壤承载力9.7t/m2；1.6 设计任务与内容1.6.1 设计说明书一份 设计概述、城市概况、设计范围、设计内容与资料； 城市污水量与水质的计算、排水方案与处理方案的选择； 污水、雨水管道平面布置，污水处理厂平面与高程布置； 泵站设计计算与污水厂、雨水管道水力计算； 污水处理厂工艺流程及各单体构筑物的设计计算。1.6.2 扩初设计图纸包括城市污水、雨水管网平面布置图、城市污水厂平面布置图、城市污水厂工艺高程图、污水总泵站布置图、各处理单元处理工艺的设计图纸等。1) 城市污水、雨水管网平面布置图2) 城市污水厂平面布置图3) 城市污水厂工艺高程图4) 污水总泵站布置图5) 生物处理单元平面图6) 生物处理单元剖面图7) 初次沉淀池剖面图8) 任意其他两个处理单元平、剖面图1.7 设计要求1）按照学院关于毕业设计的相关规定的要求，独立按时完成课程设计、要求凸面正确、整洁、字迹工整。2）本设计题目与设计成果同时上交、以便校阅。1.8 设计依据1）室外排水设计规范（GB1500412006）2）给水排水设计手册（第1册）3）给水排水设计手册（第5册）4）给水排水设计手册（第10册）5）给水排水设计手册（第11册）6）城市污水处理工程项目建设标准（修订）7）城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准8）某市污水处理厂厂址地形图9）污水综合排放标准（GB8978-1996）10）城市排水工程规划规范（GB50318-2000）11）泵站设计规范（GB/T50265-97）双击上一行的“1”“2”试试，J(本行不会被打印，请自行删除)双击上一行的“1”“2”试试，J(本行不会被打印，请自行删除)第2章 设计说明书2.1 城市排水排水体制的确定2.1.1 方案一：分流制2.1.1.1 分流制的定义将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除。分流制是将城市污水全部送至污水厂进行处理。初雨径流未加处理就直接排入水体。2.1.1.2 分流制的优缺点其缺点是初降雨水径流对水体的污染相当严重，优点是方式比较灵活，比较容易适应社会发展的需要，一般又能符合城市卫生的要求。从总造价来看完全分流制比合流制可能要高。即在降雨量与总污水量的比例较小的情况下，采用分流制，造价要高与合流制。从维护管理方面来看，分流制系统可以保持管内的流速，不致发生沉淀，同时，流入污水厂的水量和水质比合流制变化小得多，污水厂的运行易于控制。2.1.2 方案二：合流制2.1.2.1 合流制的定义合流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一管渠内排除的系统。合流制将城市生活污水、工业废水和雨水全部截留送往污水厂进行处理，从控制和防止水体的污染来看，是较好的。2.1.2.2 合流制的优缺点从造价方面来看，据国外有的经验认为合流制排水管道的造价比完全分流制一般要低20%40%。从维护管理方面来看，晴天时污水在合流制管道中只是部分流，雨天时才接近满管流，因而晴天时合流制管内流速较低，易于产生沉淀。2.1.3 方案确定原则2.1.3.1 合理选择排水体制的重要性合理地选择排水系统的体制，是城市排水系统规划和设计的重要问题。它不仅从根本上影响排水系统的设计、施工、维护管理，而且对城市和工业企业的规划和环境保护影响深远，同时也影响排水系统工程的总投资和初期投资用以及维护管理费用。2.1.3.2 选择排水体制的要求排水系统的选择应满足环境保护的需要，根据当地条件，通过技术经济比较确定。根据该市的城市和工业企业的规划、环境保护的要求、污水利用情况、原有排水设施、水质、水量、地形、气候和水体等条件，从全局出发，在满足环境保护的前提下，通过技术经济比较，综合考虑后确定排水体制。工业企业排出的废水应尽量考虑直接排入城市排水系统，利用城市排水系统统一排除和处理，这是比较经济的，但同时要满足室外排水规范的规定。该市的工业废水量不大，而且所有污水可经适当处理后排放，因此，工业废水可与城市生活污水一起排放。2.1.4 方案的确定考虑到降水量，结合远期发展和环境的需要，采用分流制比较好2.2 污水处理系统的选择 本污水处理厂的设计要求、 浓度达到国家一级排放标准，即生物化学需氧量（），污水中悬浮固体浓度（）均低于20mg/L。并且应满足环境容量的要求。因此，本设计应采用完整的二级处理工艺，因为对于城市污水其处理的主要对象是物质，进水的浓度为169.28mg/L,而一级处理工艺，即物理处理法，只能去除25%的物质，使浓度降到126.96mg/L，远远不能达到国家一级排放标准。而二级处理工艺可将去除90%以上，从而达到排放标准。因此必须采用完整的二级处理工艺。2.3 污水管道系统设计2.3.1 排水管道的布置本设计依据铁路将城市分为两个区。依据排水干管定线原则布置排水管道，即使污水自流排出，就近排入水体，避免绕行。充分利用地形，顺坡排水，少建泵站，减少埋深。由于该市的地形等高线是基本平行于河的，为了最大程度的利用重力排水，设计时采用大部分干管垂直于等高线的方式，而街坊的管的布置依据地形采用单侧集水或双侧集水的方式。由于有一条铁路穿过城市中部，因此排水管要穿过铁路，为了减少施工困难，降低建设经费，和日后的养护费用，本设计一共穿越三次铁路，并且让与水干管与污水干管在同一个涵洞内穿过铁路。由于设计方案较为合理，中途不设污水提升泵。2.4 雨水管道系统设计全年雨水绝大部分在极短时间内倾泻而下，形成大量地面径流，若不及时排除便会造成巨大的伤害和危险，因此要设置雨水排除系统，及时排除暴雨形成的地面径流，以保证城市、工厂和人民的生活财产安全。经过综合考虑地形特点和雨水管布置原则，即雨水应尽快，直接，以最短距离排入水体。本设计将雨水管线，污水管线在同一主干道下平行设置。雨水干管全部采用钢筋混凝土管。2.5 污水厂总体设计2.5.1 设计水量2.5.1.1 设计最大流量根据后面的污水管网流量计算表 可知 915.58L/s2.5.1.2 平均日平均时流量 2m3/d2.5.2 进入污水厂水质的计算2.5.2.1 进入污水厂的浓度mg/L2.5.2.2 进入污水厂的浓度mg/L2.5.2.3 进入污水厂的浓度mg/L2.5.2.4 进入污水厂的浓度mg/L2.5.2.5 进入污水厂的浓度mg/L2.5.3 污水处理程度的计算2.5.3.1 处理程度的计算1. 计算污水总出口处的允许浓度 mg/L2. 的处理程度=2.5.3.2 处理程度的计算3. 按河流中的最高允许浓度计算(1) 求水温为8的耗氧速率常数K1值 1（8）= 1（20）1.047 取1（20）=0.1/d , 则 1（8）=0.11.047=0.058d-1(2) 计算由污水排放口流到下游取水口处的时间 = d(3) 将20标准下河流的值5河和河流任一时段最高允许的值5ST的数值换算成8时的数值5ST=0（1-10）取L5ST=4mg/L , 1（20）=0.1/d , =5d 0=5.85mg/L换算成80C时的5ST ,即5ST=5.85（1-10）=2.85mg/L 同理，20时的河流BOD5为5河=3.2mg/L , 则 3.2= 0（1-10） 0=4.68mg/L换算成80C时的5河5河=4.68（1-10）=2.28mg/L （4）求8时的5eBOD5，即5Ebod5=-L5河) + =10.55mg/L（5） 将8的换算成20时的值10.55= 0（-10） 0=21.55mg/L5Ebod5=21.55（1-10）=14.75mg/L(6) 计算处理程度 4. 按二级生物处理后的水质排放标准计算 根据国家城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002） 中规定城市二级污水处理厂一级标准，总出水口处污水的浓度为20mg/L，则 计算BOD5的处理程度从以上2种计算方法中比较得出，方法（1）得出的处理程度较高，所以本污水处理厂的处理程度为94.53%。2.5.4 污水处理方案的确定2.5.4.1 处理工艺流程选择应考虑的因素污水处理厂的工艺流程系指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下，所采用的污水处理技术各单元的有机组合。在选定处理工艺流程的同时，还需要考虑各处理单元构筑物的形式，两者互为制约，互为影响。污水处理工艺流程的选定，主要以下列各项因素作为依据。 污水的处理程度 工程造价与运行费用 当地的各项条件 原污水的水量与污水流入工程该污水处理厂日处理能力约6万吨,属于中小规模的污水处理厂。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，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、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，如工艺，工艺，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。由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理。可供选取的工艺：工艺，工艺，及其改良工艺，氧化沟工艺。2.适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺该污水处理厂要求对原水中的氮、磷有比较好的去除，应采用二级强化处理。根据城市污水处理和污染防治技术政策推荐，以及国内外工程实例和丰富的经验，比较成熟的适合中小规模具有除磷、脱氮的工艺有：工艺，工艺，及其改良工艺，氧化沟及其改良工艺。工艺、工艺、各种氧化沟工艺、工艺这些从活性污泥法派生出来的工艺都可以实现除碳、除氮、除磷三种流程的组合，都是比较实用的除磷脱氮工艺。2.5.5 确定污水处理方案的原则2.5.5.1 确定污水处理方案的原则1城市污水处理应采用先进的技术设备，要求经济合理，安全可靠，出水水质好；保证良好的出水水质，效益高；2污水厂的处理构筑物要求布局合理，建设投资少，占地少；自动化程度高，便于科学管理，力求达到节能和污水资源化，进行回用水设计；3.为确保处理效果，采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物；提高自动化程度，为科学管理创造条件；4.污水处理采用生物处理，污泥脱水采用机械脱水并设事故干化厂；污水采用季节性消毒；5.提高管理水平，保证运转中最佳经济效果；充分利用沼气资源，把沼气作为燃料；6.查阅相关的资料确定其方案。最佳的处理方案要体现以下优点：1.保证处理效果，运行稳定；2.基建投资省，耗能低，运行费用低；3.占地面积小，泥量少，管理方便。2.5.6 污水处理路线的选择城市污水宜采用生物二级处理工艺，经过综合比较并结合实际情况，自然条件分析得出活性污泥法最为适合本污水厂。因为设计地区为吉林地区，属于寒带，冬季寒冷，冰冻时间长，因此不适用如好氧塘，曝气塘，氧化沟等污水的生物处理方法。多数微生物在低温条件呼吸作用缓慢，或根本不能存活。同时由于自然处理构筑物一般为人工修整的池塘，面积很大，在冬季容易结冰，而不能正常接纳污水，使处理中断。活性污泥法的物质的去除率，没有同步脱氮除磷工艺法高，脱氮除磷效果也不好，从出水质要求和运行经验上比较本设计仍倾向于同步脱氮除磷工艺法。本设计的处理工艺流程包括：污水的物理处理阶段和污水的生物处理活性污泥法处理阶段完整的二级处理系统，以及对污泥处理系统。污水首先经过格栅，经由污水提升泵站提升进入细格栅，然后进入平流沉砂池；然后进入初沉池去除大部分无机物，和少部分有机物，初沉池的污泥经污泥管排入贮泥池。污水进入曝气池进行生物处理而后进入二沉池。其上清液经加氯消毒后排入水体。其沉淀出的活性污泥一部分回流到曝气池继续处理污水，另一部分剩余污泥排入浓缩池，浓缩后排入储泥池，考虑到污水量小以及采用同步脱氮除磷工艺，污泥量小，所以不设消化池，经过压滤机压制成泥饼外运。2.5.7 污水处理工艺流程方案介绍在选定了污水处理技术路线后，我们对活性污泥法和人工生物净化的几个方案进行筛选初步选到下列七个方案，再进行比较。1.传统活性污泥法；2. 脱氮工艺；3. 两段曝气法；4.同步脱氮除磷工艺；5.改良型工艺。2.5.7.1 传统活性污泥法这是以活性污泥法处理城市污水的典型工艺，其特点是好氧微生物在曝气池中以活性污泥的形态出现，并通过鼓风机曝气供给微生物所必需的足够氧量，促使微生物生存和繁殖以分解污水中的有机物。混合液经沉淀分离后，其活性污泥大量被回流到曝气池中。生物氧化作用主要在这一级曝气程序中完成。该法一般污泥负荷率为0.20.4kgBOD5/（kgMLSSd），曝气池停留时间约为46h，水气比1 ：8。其工艺流程如下：格栅沉砂池初沉池曝气池二沉池进水出水回流污泥剩余污泥图2-1 传统活性污泥法流程图特点：利用曝气池中的好氧微生物，依靠鼓风机曝气供给的氧来分解污水中的有机物。混合液进行沉淀分离，活性污泥回流到曝气池中去，原污水从池首端进入池内，回流污泥也同步注入，废水在池内呈推流形式流动至池的末端，流出池外至二沉池。优点：a.处理污水效果好，的去除率可达90%；b.有丰富的技术资料和成熟的管理经验；c.适宜处理大量污水，运行可靠，水质稳定。缺点:a.运行费用好，由于在曝气池的末端造成的浪费，故提高了运行成本；b.基建费用高，占地面积大；c.对外界条件的适应性差；e.由于沉淀时间短和沉淀后碳源不足等情况，对于、去除率非常低，的去除率仅有20%的效果，用于细胞合成只能除1218%，的去除率也很低。格栅沉砂池初沉池缺氧池好氧池二沉池进水回流污泥出水剩余污泥2.5.7.2 脱氮工艺图2-2 脱氮工艺流程图概述：法工艺系统的运行是一个缺氧好氧交替循环的反应过程，所以除了二沉池的活性污泥回流外，必须做到混合液的内循环回流，其循环回流比约为13倍。另外，为了保持缺氧池中的活性污泥处于悬浮状态而不沉淀。需要在缺氧池中装设搅拌设备。有关资料介绍的缺氧池与好氧池停留时间出入较大，一般缺氧池的水力停留时间为13h，好氧池进行硝化的停留时间为48h。优点主要优点是污水在个生物处理系统中可以去除、同时去除。它比在常规生物处理后面加上除系统要简单的多，既节省费用又管理方便。流程特点：a.可进行工艺生物脱氮处理；b.可以按照常规活性污泥法或单独硝化工艺处理城市污水；c.有利于对已有城市污水处理厂二级生物处理构筑物及设施的技术构造；d.由于该流程设有初沉池去除了水中悬浮物质，故节省了二级处理的能耗。特点a.去除效高；b.节省水处理药剂；c.节省动力消耗；d.污泥沉降性好；e.运行成本低；f.易于将原有的活性污泥系统改造成系统。2.5.7.3 两段曝气法两段曝气法是在传统活性污泥法的基础上发展起来的新工艺，由联邦德国在1976年首先开始研究，现在国外已有不少污水处理工程采用，国内已开始采用。“”的含义是“吸附+生化处理” 。其工艺流程如下：格栅沉砂池吸附池中沉池曝气池二沉池出水回流污泥回流污泥B段进水A段图2-3 A-B两段曝气工艺流程图a.特点充分利用整个下水道系统中所繁殖的微生物的活力使污水进行一次高负荷短时间的吸附曝气处理（即级曝气、沉淀与回流），然后再进入常负荷的级处理（级曝气、沉淀与回流）。这样形成的两种各自与其水质和运行条件相对应的完全不同的微生物群落。b.优点(1)级细菌具有高的繁殖和变异能力，级能很好的承受水质，水量和PH的冲击及毒物的影响，使级进水稳定。(2)级在短时间内从污水中去除50%以上的，而且这个去除主要通过絮凝、吸附、沉淀等物理生物化学过程实现的，能耗较低。级时间短，池子小。(3)运行稳定可靠，加之级大量吸附，所以脱效果有所提高，大约是传统法的23倍。(4)在投资紧缺的情况下，适于分步实施，先进行级处理，其出水水质要比传统曝气法的一级处理好。c.缺点(1)与传统法相比，法多一套污泥回流系统，而且产泥量较大；(2)由于该法产泥量大，对污泥处理系统需增加很大投资；(3)脱效果虽然有提高，但由于污泥龄太短，仅靠吸附作用远不能达到脱除要求。2.5.7.4 工艺其工艺流程如下：格栅沉砂池初沉池厌氧池缺氧池好氧池二沉池进水出水回流污泥剩余污泥回流混合液图2-4 工艺流程图 a.特点(1)本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱除工艺，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，值一般均小于100；(3)污泥中含浓度高，一般为2.5%以上，具有很高的肥效；(4)运行中勿需投药，两个段只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低；(5)厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱除的功能；(6)脱效果受混合液回流比大小的影响，除效果则受回流污泥中夹带和硝酸态氧的影响，因而脱N除效率不可能很高。b.存在问题(1)除效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当值高时更是如此；(2)脱N效果也难于进一步提高，内循环量一般以为限，不宜太高；(3)进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的，减少停留时间，防止生产厌氧状态和污泥释放的现象出现，但浓度也不宜过高，以防循环混液对缺氧反应器的干扰。2.5.7.5 改良型工艺其工艺流程如下:格栅沉砂池初沉池厌氧池缺氧池好氧池二沉池进水出水剩余污泥回流污泥回流混合液回流污泥图2-5 改良型工艺流程图a.对工艺的改进将回流污泥分两点加入，减少加入到厌氧段的回流污泥量，从而减少进入厌氧段硝酸盐和，在保证总的污泥回流比为60%100%的情况下，一般到厌氧段的回流污泥比为10%，既可满足磷的需要，而其余的回流污泥回流到缺氧段以保证的需要；工艺系统中剩余污泥含量较高，在其消化过程中回重新释放和溶出。同时由于剩余污泥沉淀性能好，所以可取消池消化泥，直接经浓缩后作为肥料使用。在硝化好氧段，污泥负荷率应小于0.18kgBOD5/kgMLSSd，而在除厌氧段污泥负荷率应在0.10kgBOD5/kgMLSSd以上。b.相关分析工艺在去除污水中有机碳污染（污染）的同时，还能有效的去除污水中和污染，为污水复用和资源化开辟了新的途径，它与普通回流污泥法二级处理后再进行三级物化处理相比，不仅投资和运行成本低，而且无大量难以处理的化学污泥，具有良好的环境效益和经济效益，改良型工艺不仅具有工艺的各种优点，而且增加了部分污泥回流在缺氧池提高了脱除的效果。2.5.8 工艺流程的确定2.5.8.1 综合分析综上所述，可得比较适合本经济开发区的工艺是工艺。因为这种工艺具有较好的除P脱N功能； 具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；技术先进成熟，运行稳妥可靠；管理维护简单，运行费用低；沼气可回收利用；国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验技术先进成熟，运行稳妥可靠，最为重要的是该工艺总水力停留时间少于其他同类工艺，节省基建费用，占地面积相对较小，在市场经济的形势下，寸土寸金，该工艺无疑具有非常大的吸引力。2.5.8.2 同步脱氮除磷工艺的原理分为三大部分，分别为厌氧、缺氧、好氧区。原污水从进水井内首先进入厌氧区，同步进入的还有从沉淀池排出的含磷回流污泥，本反应器的主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化。污水经过第一厌氧反应器进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为 (原污水流量)。混合液从缺氧反应器进入好氧反应器曝气器，这一反应器单元是多功能的，去除，硝化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行。这三项反应都是重要的，混合液中含有，污泥中含有过剩的磷，而污水中的则得到去除。流量为的混合液从这里回流缺氧反应器。选定核心构筑物后,本设计的工艺流程也就相应确定了。污水、污泥处理工艺流程见图。2.5.9 主要构筑物的选型2.5.9.1 速闭闸井速闭闸井的作用是汇集各种来水以改变进水方向，保证进水稳定性。速闭闸井前设跨越管，跨越管的作用是当污水厂发生故障或维修时，可使污水直接排入水体，跨越管的管径比进水管略大。2.5.9.2 污水提升泵房进水粗格栅是污水处理厂第一道预处理设施，可去除大尺寸的漂浮物或悬浮物，以保护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。 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，适用于市政污水处理厂污水预处理。城市污水处理厂的运行费用大部分来自于电能，其中40%的电能为水泵消耗，所以，确定合理的水泵及泵站具污水处理厂的关键所在。a.污水泵站的特点及形式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。污水泵站的主要形式：(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。 由以上可知，本设计因水量较小，并考虑到造价、自动化控制等因素，以及施工的方便与否，采用潜污泵。b.泵站的布置该污水泵站设在污水处理厂内，与其它构筑物统一布置，为防止噪音和污染，应用绿化带和公共建筑隔离，隔离宽度一般不小于30米。泵站进出口比室外地面高0.2米以上。c.泵房内部的排水由于泵房采用潜污泵，在阀门井内设置排水明沟，然后用排水管排入集水池d.泵房的通风设施自然通风、机械通风。自然通风：采用全部自然通风布置特点，要有足够自然通风要求，适用于地面泵房或埋深浅的地下式或半地下式泵房。机械通风：采用全部机械通风和部分机械通风。部分机械通风机械将电机排出的热风抽出，冷空气自然补充。机械排风可以是为电机分别排风，也可以多台电机组成排风系统，使用广泛，一般用于半地下式泵房。本设计采用自然通风，通风口尺寸为1.0m1.0m。本设计采用集水池和泵房合建，采用潜水泵，设置粗格栅间，在格栅间与集水池间用墙体隔开，在墙体上设置预留孔洞通水，预留孔洞采用启闭机进行控制。2.5.9.3 细格栅格栅是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。2.5.9.4 沉砂池沉砂池的功能的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。a.平流沉砂池优点：沉淀效果好，耐冲击负荷，适应温度变化。工作稳定，构造简单，易于施工，便于管理。缺点：占地大，配水不均匀，易出现短流和偏流，排泥间距较多，池中约夹杂有15%左右的有机物使沉砂池的后续处理增加难度。b.竖流沉砂池优点：占地少，排泥方便，运行管理易行。缺点：池深大，施工困难，造价较高，对耐冲击负荷和温度的适应性较差，池径受到限制，过大的池径会使布水不均匀。c.曝气沉砂池优点：克服了平流沉砂池的缺点，使砂粒与外裹的有机物较好的分离，通过调节布气量可控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化影响小，同时起预曝气作用，其沉砂量大，且其上含有机物少。 缺点：由于需要曝气，所以池内应考虑设消泡装置，其他型易产生偏流或死角，并且由于多了曝气装置而使费用增加。基于以上三种沉砂池的比较，考虑到后面的曝气池采用的是工艺，采用曝气沉砂池会使污水中溶解氧含量增加，影响工艺前段厌氧段的运行效果，所以本工程确定采用平流沉砂池。2.5.9.5 鼓风机房鼓风机房的土建部分按3010 m3d的总规模一次建成，近期设备按18m15 m。机房内设4台进口单级离心鼓风机(型号为KA22SGL225，电机功率为500kW)，该机带有可调节扩散器，风量调节范围为额定流量的45 100 ，风机控制系统可根据生物池内的溶解氧含量自动调节单机的送风量及机组开启台数，实现了生物池充氧系统的智能化控制管理，使整个生物处理系统得以经济、正常地运行。该风机具有整机体积小、能耗低、效率高、噪声小等特点，随机配有进、出口空气消音器，进口配有空气过滤器。风机房内还设有1台国产10 t电动单梁起重机用于设备的安装及维护。2.5.9.6 沉淀池（初沉池）本设计的生物反应池为工艺，先比较各种沉淀池的优缺点：a.平流沉淀池优点：(1)沉淀效果好；(2)耐冲击负荷和温度的变化适应性强；(3)施工容易，造价低。缺点：(1)池子配水不均匀；(2)采用多斗排泥时，每个泥斗需要单设排泥管各自排泥，操作量大。适用条件:适用于大、中、小型污水处理厂；适用于地下水位较高和地质条件较差的地区。b.辐流沉淀池优点：(1)多为机械排泥，运行较好，管理较简单；(2)排泥设备已趋定型。缺点：(1)池内水速不稳定，沉淀效果较差；(2)机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。适用条件：适用于大、中型污水处理厂；适用于地下水位较高的地区。c.竖流沉淀池优点：(1)排泥方便，管理简单；(2)占地面积较小。缺点：(1)池子深度大，施工困难；(2)对冲击负荷和温度变化的适应性能力较差；(3)造价较高；(4)池径不宜过大，否则布水不均匀。适用条件：适用于处理水量不大的小型污水处理厂。d.斜板（管）沉淀池优点：(1)沉淀效率高，停留时间短；(2)占地面积小。缺点：用于二沉池时，当固体负荷较大时其处理效果不太稳定，耐冲击负荷的能力较差。 综上所述，四种沉淀池的优缺点比较，并结合本设计的具体资料，本工程初沉池采用周边进水、周边出水的辐流式沉淀池。2.5.9.7 工艺系统处理工艺(如下图所示)厌氧 缺氧 好氧 二沉池内回流污泥回流图2-6 工艺1. 处理工艺是AnaerobicAnoxicOxic的英文缩写，它是厌氧缺氧好氧生物脱氮除磷工艺的简称，工艺是在厌氧好氧除磷工艺的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。2. 工艺的特点：A：厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能；B：在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其它工艺。C：在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，一般小于100，不会发生污泥膨胀。D：污泥中含磷量高，一般为2.5%以上。2.5.9.8 二次沉淀池 由上面各种沉淀池的比较，辐流沉淀池工艺成熟，适合范围广，处理效果较好，故本设计二次沉淀池采用中心进水、周边出水的辐流沉淀池。 2.5.9.9 消毒接触池：采用廊道式接触池，其优点是污水在池内可与液氯充分接触，杀菌效果好。消毒剂的选择：a.液氯优点：价格便宜，效果可靠，投配设备简单。缺点：对生生物有毒害作用，并且可能产生致癌物质。适用于大、中型规模的污水处理厂。b.漂白粉优点：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。适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂。c.臭氧优点：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。综上三种消毒剂的比较，本工程设计采用液氯作消毒剂。2.5.9.10 污泥处理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： (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； (4)利用污泥中有用物质，化害为利。 2. 常用污泥处理的工艺流程 ： （1）生污泥浓缩消化机械脱水最终处置；（2）生污泥浓缩机械脱水最终处置； （3）生污泥浓缩消化机械脱水干燥焚烧最终处置； （4）生污泥浓缩自然干化堆肥农田。 由于该工艺选用A2/O工艺污泥量较少，稳定，但污水中重金属含量较多，不易采用农田处置方式，干燥焚烧方式没有必要，因此综合比较各处理工艺选用第一种（生污泥浓缩机械脱水最终处置）较好。其中污泥浓缩，脱水有两种方式选择，污泥含水率均能达到80%以下。 （1）、方案一：污泥机械浓缩、机械脱水； （2）、方案二：污泥重力浓缩、机械脱水。考虑设计任务要求，以及结合氧化沟和辐流沉淀池的出泥特点选用第二种方案2.5.10 总体布置2.5.10.1 平面布置一污水处理厂平面布置的原则1、处理单元构筑物的平面布置处理构筑物事务水处理厂的主体建筑物，在作平面布置时，应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区内平面的位置，对此，应考虑：(1)功能分区明确，管理区、污水处理区及污泥处理区相对独立。(2)构筑物布置力求紧凑，以减少占地面积，并便于管理。(3)考虑近、远期结合，便于分期建设，并使近期工程相对集中。(4)各处理构筑物顺流程布置，避免管线迂回。(5)变配电间布置在既靠近污水厂进线，又靠近用电负荷大的构筑物处，以节省能耗。(6)建筑物尽可能布置为南北朝向。(7)厂区绿化面积不小于30，总平面布置满足消防要求。(8)交通顺畅，使施工、管理方便。厂区平面布置除遵循上述原则外，还应根据城市主导风向，进水方向、排水方向，工艺流程特点及厂区地形、地质条件等因素进行布置，既要考虑流程合理，管理方便，经济实用，还要考虑建筑造型，厂区绿化及与周围环境相协调等因素。2、管、渠的平面布置厂区主要管道有污水管道、污泥管道、超越管道、雨水管道、厂区给水管、厂区污水管及电缆管线等，设计如下：(1)污水管道污水管道为各污水处理构筑物连接管线及厂区污水管道，管道的布置原则是线路短，埋深合理。厂区污水管道主要是排除厂区生活污水、生产污水、清洗污水、构筑物数量大，厂区污水经污水管收集后接入厂区进水泵房，与进厂污水一并处理。(2)污泥管道污泥管道主要为沉淀池池出泥管，污泥泵房出泥管以及脱水机房污泥管。管道设计时考虑污泥含水率相对较低的特点，选择适当的管径及设计坡度以免淤积。(3)事故排放管在泵房格栅前调置事故排放管，一旦格栅或水泵发生故障以及需检修时，关闭格栅前后闸门，进厂污水可通过事故排放管溢流临时排入河流。(4)超越管主要在进水泵房溢流井设事故超越管（直接排放），以便在进水泵房发生事故时污水能全部构筑物(5)雨水管道为避免产生积水，影响生产，在厂区设雨水排放管，厂区雨水直接排入河流。(6)厂区给水管厂内给水由城市给水管直接接入，给水管道的布置主要考虑各处生活饮用和消防用水。污水厂的理构筑物的冲洗，辅助建筑物的用水绿