鹰潭市西湖区污水处理厂设计说明书.doc

摘要鹰潭市西湖区污水处理厂设计摘要鹰潭市位于江西省东北部，信江中下游。信江自东向西流经本市进入鄱阳湖。城区地下水基本为潜水，信江两岸地势低平，地下水位高，含水丰富。随着工业的全面快速发展，信江水受到严重污染，为了经济的发展和人民生活水平的提高拟建第一污水处理厂，占地约5.3ha。污水处理厂的建设规模为远期(2020年)4.7万m3/d，近期(2015年)为3.4万m3/d，原水水质COD为400mg/L, BOD5为220 mg/L ，SS为200 mg/L, NH3-N为30 mg/L ,TP为4mg/L。污水处理后出水应达到城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002的一级B标准，预计前期投资6120万元人民币，运行费用0.68元/吨，采用厌氧池加氧化沟工艺。工艺流程如下：市政污水 中格栅污水提升泵房 细格栅旋流沉砂池配水井厌氧池氧化沟配水集泥井二沉池接触池计量槽出水关键词：污水处理厂；合流制；厌氧池；氧化沟；投资费用Yingtan Xihu District sewage treatment plant designABSTRACTYingtan city is located in the northeast of Jiangxi Province, the letter in the middle and lower reaches of. Letter from Jiang Zidong to west through entering the city of Poyang Lake. Urban groundwater basic diving, letter River cross-strait low-lying, high underground water level, with rich water. Along with the industry to develop quickly in the round, letter river is seriously polluted, to the development of economy and the improvement of peoples living standard the first sewage treatment plant, covers an area of about5.3ha. Sewage treatment plant construction scale for the long term (2020)47000 m3/ D, recent (2015) of 34000 m3/ D,400mg / L of raw water quality COD, BOD5220 mg / L, SS200 mg / L, NH3-N30 mg / L, TP for4mg / L. Sewage effluent after treatment of urban sewage treatment plants should reach the discharge standard of pollutants for GB18918-2002level B standards, is expected early61200000 yuan investment, operating costs 0.68 yuan / ton, the anaerobic pool with oxidation ditch process.The technological process is as follow:Sewage coarse grilleupgrade pumping station fine grille Rotational flow grit chamber match wellAnaerobic pond oxidation ditchwater mud wellssecondary settling tankcontact tankoutwardEffluentKeywords : sewage treatment plant ；Combined system；Oxidation ditch; Anaerobic pond; the investment of sewage treatment plants目录第一部分设计说明书1第1章 设计任务及资料11.1设计任务11.2设计依据11.3设计资料21.3.1工程概况21.3.2市政排水条件：21.4设计原则31.4.1污水处理厂设计原则31.4.2污水处理工程运行过程中应遵循的原则3第2章 工程总体设计42.1 服务范围42.2 设计规模42.3进水水质情况42.4出水水质标准4第3章 设计方案论证53.1厂址选择53.2污水厂处理流程的选择53.2.1确定处理流程的原则53.2.2污水处理流程的选择63.2.3污水处理流程方案的介绍与比较73.2.4污水处理流程方案的确定9第4章 污水厂的工艺设计选择104.1格栅的选择104.2沉砂池的选择104.3 氧化沟类型的选择114.4 二沉池的选择144.5 污泥处理工艺的选择154.6 消毒池174.7巴氏计量槽17第5章 各建构筑物设计规模185.1污水提升泵房185.2 细格栅185.3 沉砂池195.4厌氧池195.5氧化沟195.6 二沉池195.7消毒池205.8污泥泵房设计205.9贮泥池205.10脱水机房20第二部分 西湖区污水处理厂设计计算书21第6章 原水水量计算216.1近期水量计算216.2远期水量计算22第7章 污水处理程度计算247.1污水的COD处理程度计算247.2污水的BOD5处理程度计算247.3污水的SS处理程度计算247.4污水的氨氮处理程度计算257.5污水的磷酸盐处理程度计算25第8章 污水的一级处理构筑物设计计算268.1中格栅268.1.1格栅的设计268.1.2设计依据268.1.3中格栅设计计算278.2提升泵站318.2.1泵站设计的原则318.2.2泵房形式及工艺布置328.2.3泵房设计计算328.3细格栅设计计算338.4沉砂池378.4.1设计计算37第9章 污水的二级处理设计计算399.1厌氧池+氧化沟工艺计算399.1.1设计参数409.1.2厌氧池计算419.1.3氧化沟计算429.2 二沉池（周边进水周边出水辐流式沉淀池）489.2.1 设计依据489.2.2 设计参数499.2.3 设计计算499.2.4进水系统设计计算529.2.5出水系统设计计算529.2.6排泥部分设计计算539.3消毒设施计算559.3.1消毒剂与消毒设施的选择559.3.2消毒剂的投加579.4计量设备599.4.1计量设备的选择599.4.2设计参数599.4.3巴氏计量槽596、水厂出水管61第10章 污泥处理设计计算6210.1污泥处理6210.1.1污泥处理的目的6210.1.2污泥处理的原则6210.1.3 污泥处理方法的选择6310.3污泥泵房设计6310.3.1 集泥池计算6310.3.2回流污泥泵的选择6410.3.3剩余污泥泵的选择6410.4贮泥池6410.4.1贮泥池的作用6410.4.2贮泥池的计算6410.5污泥脱水67第11章 污水处理厂的布置6911.1污水处理厂平面布置6911.1.1平面布置原则6911.1.2平面布置7111.2污水处理厂高程布置7211.2.1主要任务7211.2.2高程布置原则7211.2.3污水处理厂构筑物高程布置计算7311.2.4污泥处理构筑物高程布置76第3部分 工程概算及运行费用计算79第12章 工程概预算7912.1投资估算及资金筹措79编制范围及内容说明：7912.2编制依据7912.3其它说明8012.4资金筹措设想8012.5投资估算8112.5.1 构筑物建设费用A18112.5.2 单位水处理成本估算85第四部分 第二套设计方案87第13 章 CASS反应池8713.1设计依据8713.2.2 设计计算8913.2.1 CASS反应池设计898.5污泥消化池958.5.1容积计算958.5.2平面尺寸计算978.5.3消化池热工计算988.5.4污泥加热方式1038.5.5混合搅拌设备1048.5.6消化后的污泥量计算1058.5.7沼气产量1078.5.8一级消化池的管道系统1078.5.9二级消化池的管道系统1108.5.10贮气柜1138.5.11沼气压缩机114设计总结及体会115参考文献116谢辞117附录 图纸目录118第一部分设计说明书第1章 设计任务及资料1.1设计任务鹰潭市西湖区污水处理厂设计1.2设计依据设计依据主要是国家有关法律法规：1、中华人民共和国环境保护法；2、地面水环境质量标准GB38382002；3、城镇污水处理厂污染物排放标准GB189182002；4、室外排水设计规范GB500142006；5、污水再生利用工程设计规范GB503352002。6、污水排入城市下水道水质标准（CJ3082-1999）7、城市污水处理厂污水污泥排放标准（CJ3025-93）8、城镇污水处理厂附属建筑和设备设计标准（CJJ31-89）9、城市污水处理及污染防治技术政策建城2002124号10、城市污水处理工程项目建设标准（修订）建标200177号11、建筑给水排水设计规范（GB50015-2001）12、城市防洪工程设计规范（CJJ50-92）13、泵站设计规范（GB/T50265-97）14、工业建筑防腐蚀设计规范（GB50046-95）15、工业企业设计卫生标准（TJ36-79）16、建筑结构荷载规范（GB50009-2001）17、给水排水工程结构设计规范（GB50069-2002）18、混凝土结构设计规范（GB50010-2002）19、给水排水工程钢筋砼水池结构设计规程（CECS138-2002）20、建筑抗震设计规范（GB50011-2001）21、建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）22、水工砼结构设计规范（SDJ20-78）23、建筑设计防火规范（GB50016-2006）24、工业企业噪声控制设计规范（GBJ87-85）25、地下工程防水技术规范（GBJ108-87）26、10kV及以下变电所设计规范（GB50054-95）1.3设计资料1.3.1工程概况鹰潭市位于江西省东北部，信江中下游。信江自东向西流经本市进入鄱阳湖。城区地下水基本为潜水，信江两岸地势低平，地下水位高，含水丰富，对工程建设有一定影响。鹰潭市地处亚热带湿润季风气候区，四季分明，气候温和，雨量充沛，阳光充足，无霜期长。季节温差大，多年平均气温18.2。多年平均降雨量1839.1mm, 最小年降雨量1056.8mm, 最大年降雨量2736.2mm；全年无霜期272.6天；全年主导风向以东北风为主。信江执行III类地面水标准。鹰潭市西湖污水处理厂服务范围为西湖区域，2011年城市人口为12万人，工业产值为20亿元；根据总体规划要求，近期2015年城市人口为16万人，年工业产值为25亿元；远期2020年城市人口为22万人，年工业产值为35亿元；平均日综合生活用水指标为250L/capd，工业万元产值耗水量为8.0m3/万元.y。1.3.2市政排水条件： 随着工业的全面快速发展，信江水受到严重污染，为了经济的发展和人民生活水平的提高拟建第一污水处理厂。鹰潭市的城市排水采用合流制排水系统，污水经截污干管截流，合流管的截流倍数为2.0。 污水水质如下：项目CODBOD5SSNH3-NTP数值400mg/L220 mg/L200 mg/L30 mg/L4mg/L污水经处理后，尾水经白露河排入信江。（污水总管排入污水厂标高为-5.2米）1.4设计原则1.4.1污水处理厂设计原则（1） 污水厂的设计和其他工程设计一样，应符合适用的要求，首先必须确保污水厂处理后污水达到排放要求。考虑现实的经济和技术条件，以及当地的具体情况（如施工条件）。在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构（建）筑物形式、主要设备设计标准和数据等。（2） 污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件，如水质水量资料、同类工程资料。按照工程的处理要求，全面地分析各种因素，选择好各项设计数据，在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。（3） 污水处理厂（站）设计必须符合经济的要求。污水处理工程方案设计完成后，总体布置、单体设计及药剂选用等尽可能采用合理措施降低工程造价和运行管理费用，（4） 污水厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。（5） 污水厂设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如配水井、泵房及脱水机房等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为今后发展留有挖潜和扩建的条件。（6） 污水厂设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置分流设施、超越管线、甲烷气的安全储存等。（7） 污水厂的设计在经济条件允许情况下，场内布局、构（建）筑物外观、环境及卫生等可以适当注意美观和绿化。1.4.2污水处理工程运行过程中应遵循的原则在保证污水处理效果同时，正确处理城市、工业、农业等各方面的用水关系，合理安排水资源的综合利用，节约用地，节约劳动力，考虑污水处理厂的发展前景，尽量采用处理效果好的先进工艺，同时合理设计、合理布局，做到技术可行、经济合理。第2章 工程总体设计2.1 服务范围本次设计的污水处理厂为城市污水处理厂，其服务范围为鹰潭市西湖区的合流制雨水及污水。2.2 设计规模该污水厂近期规模3.4104m/d，远期规模4.7104m/d2.3进水水质情况污水处理厂进水水质指标为：COD 400mg/lBOD5 220mg/lSS 200mg/lNH3-N 30mg/lP 4mg/l2.4出水水质标准处理后的出厂污水水质标准为：COD 60mg/lBOD5 20mg/lSS 20mg/lNH3N 8mg/lP 1 mg/l处理程度的计算：1)、BOD5的去除率 2)、COD的去除率 3)、SS的去除率 4)、NH3-N的去除率 5)、P的去除率 第3章 设计方案论证城市污水处理厂的设计规模与进入处理厂的污水水质和水量有关，污水的水质和水量可以通过设计任务书的原始资料计算。3.1厂址选择在污水处理厂设计中，选定厂址是一个重要的环节，处理厂的位置对周围环境卫生、基建投资及运行管理等都有很大的影响。因此，在厂址的选择上应进行深入、详尽的技术比较。厂址选择的一般原则为：1、 在城镇水体的下游；2、 便于处理后出水回用和安全排放；3、 便于污泥集中处理和处置；4、 在城镇夏季主导风向的下风向；5、 有良好的工程地质条件；6、 少拆迁，少占地，根据环境评价要求，有一定的卫生防护距离；7、 有扩建的可能；8、 厂区地形不应受洪涝灾害影响，防洪标准不应低于城镇防洪标准，有良好的排水条件；9、 有方便的交通、运输和水电条件。3.2污水厂处理流程的选择3.2.1确定处理流程的原则城市污水处理的目的是使之达标排放或污水回用用于使环境不受污染，处理后出水回用于农田灌溉，城市景观或工业生产等，以节约水资源。城市污水处理及污染防治技术政策对污水处理工艺的选择给出以下几项关于城镇污水处理工艺选择的准则：1、 城市污水处理工艺应根据处理规模、水质特征、受纳水体的环境功能及当地的实际情况和要求，经全面技术经济比较后优先确定；2、工艺选择的主要技术经济指标包括：处理单位水量投资，削减单位污染物投资，处理单位水量电耗和成本，削减单位污染物电耗和成本，占地面积，运行性能，可靠性，管理维护难易程度，总体环境效益；3、应切合实际地确定污水进水水质，优先工艺设计参数必须对污水的现状、水质特征、污染物构成进行详细调查或测定，做出合理的分析预测；4、在水质组成复杂或特殊时，进行污水处理工艺的动态试验，必要时应开展中试研究； 5、积极地采用高效经济的新工艺，在国内首次应用的新工艺必须经过中试和生产性试验，提供可靠性设计参数，然后进行运用。3.2.2污水处理流程的选择城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR（包括CCAS工艺）等多种工艺，以达到不同的出水要求。虽我国城市污水处理技术随着水污染控制与环境治理的实践，在吸取国外技术经验的同时，结合我国国情的特点，逐步改进提高，初步形成了一些适用的技术路线，主要如下：1、对传统活性污泥法进行改造或予以取代后的人工生物净化技术路线；2、以自然生物净化为主的人工生物净化与自然生物净化相结合的技术路线；3、以污水扩散排放为主，处理为辅的技术路线；4、以回用为目的的污水深度处理技术路线。结合该污水处理工程的具体情况分析进行选择： 人工生物净化与自然生物净化相结合的技术路线，对于大规模污水处理厂来说，主要指氧化塘处理和土地法处理，它们都具有运行费用低，外加能源消耗少和管理简单的优点，在我国一些城市也被因地制宜的采用。氧化塘一般分好氧氧化塘、厌氧氧化塘、兼性氧化塘，它们所需要的停留时间都很长，一般需要几天到几十天，占地面积很大，而且对周围环境卫生的影响较大，需要慎重考虑，所以，在没有低洼地可利用的情况下，若购置占用大量的良田，平地筑塘是很不经济的，本工程的情况不宜采用氧化塘处理。土地法处理，就是按照要求对污水达到处理的同时，达到对控制渗流污染的要求，有计划的将污水排放到大面积的土地上下渗，利用土壤的过滤、吸附、分解以及土壤微生物的代谢能力等物理、化学、生物化学等作用，使污水达到净化。这种仿有利于污水中水肥资源的利用和土壤微粒结构的改善，但是，这种处理需要广阔的土地面积，而且要注意对地下水的污染问题。在我国人均土地面积不足的情况下，土地法处理必须与污水灌溉合理的结合，污水灌溉在农业增产方面取得了显著的成绩，但是，这只是对污水的灌溉利用，和污水的土地利用处理还有一定差距。主要表现在： 1、污水灌溉按土地处理污水的要求控制水量、水质，但对有些地下水以及其它水源、水体仍会造成污染；2、由于灌溉季节性变化和灌溉面积的限制，不能做到终年昼夜对污水的处理；3、没有经过严格水质控制的灌溉，往往会造成对粮食作物，特别是对蔬菜作物的使用质量的影响，这主要来自一些重金属的污染；所以，污水灌溉作为对适当处理获得城市污水的有效利用，无疑是非常有价值的，但作为对污水的完善土地处理，从而取代其它的污水处理措施，在本工艺的具体条件下，此方法也许不可行。因为：1、 对地下水源有污染危险；2、 做不到终年昼夜对污水的处理；3、 没有也不可能修建储存几个月污水量的大容量调节池，非灌溉季节的排放问题无法解决。综上所述，以自然生物净化为主的人工生物净化与自然生物净化相结合的路线，本工程不具备采用的条件，当然也就不宜采用。人工净化就是人为的创造条件，使微生物大量繁殖，提高微生物净化的效率，主要包括活性污泥法与生物膜法，其中以活性污泥法采用较为普遍，是目前国内外城市污水处理的主体工艺。传统的活性污泥法有较丰富的实践经验和技术资料、运行可靠、处理效果好，但是也存在能活较多和费用高等特点，所以对其流程改革更新后，出现了AB工艺，氧化沟法，SBR间歇活性污泥法，A/O脱氮工艺，A2/O同步脱氮除磷工艺等常用工艺，它们各自具有相对不同的优点。结合本工艺的具体情况，本污水厂还要求高效脱氮除磷，常用的方法有AB法，SBR，A2/O法，氧化沟工艺等。3.2.3污水处理流程方案的介绍与比较1、AB法(AdsorptionBiooxidation)该法由德国Bohuke教授开发。该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧，A级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷在2.5kgBOD/(kgMLSSd)以上，池容积负荷在6kgBOD/(m3d)以上；B级负荷低，污泥龄较长。A级与B级间设中间沉淀池。二级池子F/M(污染物量与微生物量之比)不同，形成不同的微生物群体。AB法尽管有节能的优点，但不适合低浓度水质，A级和B级亦可分期建设。2、SBR法(Sequencing Batch Reactor) SBR法早在20世纪初已开发，由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，间歇排水水头损失大，池容的利用率不理想，因此，一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂 。3、A2/O法（AnaerobicAnoxicoxic）由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，故国内10年前开发此厌氧缺氧好氧组成的工艺。利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。A/A/O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO0.3mg/L)，释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮，缺氧段要控制DO12.5)，BOD/TKN为1.53.5，COD/TP为3060，BOD/TP为1640(一般应20)。若降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化，以去除磷、BOD5和COD为主，则可用A/O工艺。4、氧化沟工艺本工艺50年代初期发展形成，因其构造简单，易于管理，很快得到推广，且不断创新，有发展前景和竞争力，当前可谓热门工艺。氧化沟具有脱氮的效果且在应用中发展为多种形式，比较有代表性的有： 帕式(Passveer)简称单沟式，表面曝气采用转刷曝气，水深一般在2.53.5m，转刷动力效率1.61.8kgO2/(kWh)。奥式(Orbal)简称同心圆式，应用上多为椭圆形的三环道组成，三个环道用不同的DO(如外环为0，中环为1，内环为2)，有利于脱氮除磷。采用转碟曝气，水深一般在4.04.5m，动力效率与转刷接近，现已在山东潍坊、北京黄村和合肥的污水处理厂应用。若能将氧化沟进水设计成多种方式，能有效地抵抗暴雨流量的冲击，对一些合流制排水系统的城市污水处理尤为适用。卡式(Carrousel)简称循环折流式，采用倒伞形叶轮曝气，从工艺运行来看，水深一般在3.0m左右，但污泥易于沉积，其原因是供氧与流速有矛盾。 三沟式氧化沟(T型氧化沟)，此种型式由简单，处理效果不错，但其采用转刷曝气，水深浅，占地面积大，复杂的三池组成，中间作曝气池，左右两池兼作沉淀池和曝气池。T型氧化沟构造控制仪表增加了运行管理的难度。不设厌氧池，不具备除磷功能。交替式氧化沟是SBR工艺与传统氧化沟工艺组合的结果，目前应用的主要有3种氧化沟，分别为VR型、DE型、T型。交替式氧化沟具有良好的脱氮效果，若在起前面设一厌氧池，则起也具有良好的除磷效果。氧化沟一般不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。建设费用及电耗视采用的沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高20%)和动力效率达2.53.0 kgO2/(kWh)。3.2.4污水处理流程方案的确定经过分析本设计可选择的工艺流程，有两种：1、 普通A/A/O法处理工艺。2、 厌氧池+氧化沟处理工艺。两种工艺经过比较：氧化沟除了具有A/A/O的效果外，还具有如下特点：1) 具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其工作区分为富氧区，缺氧区，用以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮效果； 2) 不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度；3) BOD负荷低，使氧化沟具有对水温、水质、水量的变动有较强的适应性，污泥产率低，勿需进行硝化处理；4) 脱氮效果还能进一步提高；5) 电耗较小，运行费用低。所以本设计选用厌氧池+氧化沟处理工艺。本设计的工艺流程如图1为：图1 工艺流程第4章 污水厂的工艺设计选择4.1格栅的选择格栅是用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行。格栅是由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成。倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的出口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。格栅栅条常用的端面形式有圆形正方形矩形半圆形等.圆形断面水力条件好,但刚度较差;矩形断面刚度好,水力条件不如圆形;半圆形断面水力条件和刚度都较好,但形状相对复杂.一般多采用矩形断面.本设计采用矩形断面栅条,在源污水与沉沙池之间只设置一道中格栅.因为链条式机械格栅构造简单，制造方便，占地面积少，适用于中小型污水厂，因此本设计采用链条式机械格栅。4.2沉砂池的选择沉砂池的作用是为了去除比重相对较大的无机颗粒(如泥砂，煤渣等，它们的相对密度约为2 .65)。沉砂池一般设于初沉池前，以减轻沉淀池的负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件；也可设于泵站、倒虹管前,以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损。常用的沉砂池有旋流沉砂池、平流沉砂池、曝气沉砂池和多尔沉砂池等。旋流沉砂池是利用机械力控制水流流态与流速、加速沙粒的沉淀并使有机物随水流带走的沉砂装置。沉砂池由流入口，流出口，沉砂区，砂斗、涡轮驱动装置以及排沙系统等组成。污水由流入口切线方向流入沉砂区，进水渠道设一跌水堰，使可能沉积在渠道底部的沙子向下滑入沉砂池；还设有一挡板，使水流及砂子进入沉砂池时向池底流行，并加强附壁效应。在沉砂池中间设有可调速的桨板，使池内的水流保持环流。桨板、挡板和进水水流组合在一起，旋转的涡轮叶片使砂粒呈螺旋形流动，促进有机物和砂粒的分离，由于所受离心力不同，相对密度较大的砂粒被甩向池壁，在重力作用下沉入砂斗；而较轻的有机物，则在沉砂池中间部分与砂子分离，有机物随出水旋流带出池外。通过调整转速，可以达到最佳的沉砂效果。砂斗内沉砂可以采用空气提升、排沙泵排沙等方式排除，再经过砂水分离达到清洁排沙的标准。 它有以下优点： 1、适应流量变化能力强； 2、水头损失小，典型的损失值仅6mm； 3、细砂粒去除率高，140（0.104mm）目的细砂也可达73%； 4、动能效率高。 本设计选用旋流式沉砂池。4.3 氧化沟类型的选择氧化沟污水处理技术是一种典型的污水处理方法，并有多种改进工艺。氧化沟处理工艺的主要部件包括氧化沟体、曝气转刷、异步电极、进出水系统（初沉池、高位水箱、二沉池）及控制系统。通过调节曝气转刷的转速，可以实现氧化沟体的不同部位及不同程度的充氧，可以满足污水处理过程中不同微生物对氧的需求,同时实现好氧厌氧过程实现脱氮除磷同时进行。（1）卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟卡鲁塞尔氧化沟是一种单沟式环形氧化沟，在氧化沟的顶端设有垂直表面曝气机，兼有供氧和推流搅拌作用。污水在沟道内转折巡回流动，处于完全混合形态，有机物不断氧化得以去除。流经沉砂池的生活污水与二沉池回流污泥在卡鲁塞尔氧化沟内设置的圆形混合井进行充分混合后进入厌氧区。该区分为3格，每格都设有水下搅拌器 以防止污泥沉淀。经厌氧反应后的混合液进入缺氧区，并与由氧化沟 经回流 通道进入缺氧区的回流液充分混合，进行反硝化脱氮和除磷反应。缺氧区的中间部位设导流隔墙，并在适当位置安装水下搅拌器，使该区具有良好的混合与循环条件。经厌氧、缺氧反应后的混合液流入氧化沟 进行氧化、硝化、反硝化反应，氧化沟的充氧机械采用倒伞形曝气叶轮，可根据池内DO测定仪控制调节堰出水、改变曝气叶轮浸水深度以达到调节供氧的目的。卡鲁塞尔氧化沟主要由3部分组成，即厌氧区、缺氧区、 氧化沟区。其工作原理、计算方法、设计参数、容积大小等因素的确定是设计中要解决的主要问题。 厌氧区在没有溶解氧和硝态氮存在的厌氧条件下，兼性细菌将溶解性BOD转化成低分子发酵产物，生物聚磷菌将优先吸附这些低分子发酵产物，并将其运送到细胞内、同化成胞内碳源存贮物，所需能量来源于聚磷的水解以及细胞内糖的水解，并导致磷酸盐的释放。经厌氧状态释放磷酸盐的聚磷菌在好氧状态下具有很强的吸磷能力，吸收、存贮超出生长需求的磷量，并合成新的聚磷菌细胞、产生富磷污泥，通过剩余污泥的排放将磷从系统中除去。 缺氧区泥水混合液由厌氧区进入缺氧区，一部分聚磷菌利用后续工艺的混合液(内回流带来的)中硝酸 盐作为最终电子受体以分解细胞内的PHB(聚羟基丁酸)，产生的能量用于磷的吸收和聚磷的合成，同时反硝化菌利用内回流带来的硝酸盐，以及污水中可生物降解的有机物进行反硝化，达到部分脱碳与脱硝、除磷的目的。 氧化沟区氧化沟兼有推流型和完全混合型反应池两者的特性，完成一次循环所需时间约为520 min，而总的停留时间却很长。氧化沟中有好氧、缺氧交替出现的区域，具有硝化、生物除磷、反硝化的条件。在氧化沟好氧区聚磷菌除了吸收、利用污水中的可生物降解有机物外，主要是分解体内贮积的PHB，产生的能量可供自身生长繁殖，此外还可主动吸收周围环境中的溶解磷，并以聚磷的形式在体内超量贮积。（2）奥贝尔(Orbal)氧化沟奥贝尔氧化一般沟由三个同心椭园形沟道组成，污水由外沟道进入，与回流污泥混合后，由外沟道进入中间沟道再进入内沟道，在各沟道循环达数百到数十次。最后经中心岛的可调堰门流出，至二次沉淀池。在各沟道横跨安装有不同数量水平转碟曝气机，进行供氧兼有较强的推流搅伴作用。外沟道的供氧量通常为总供氧量的50%左右，但80%以上的BOD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0.0mg/L,所以，氧传递作用是在亏氧条件下进行的，氧的传递效率有所提高，有一定的节能效果。奥贝尔氧化沟具有较好的脱氮功能。奥贝尔氧化沟具有推流式和完全混合式两种流态的优点。对于每个沟道内来讲，混合液的流态基本为完全混合式，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，有着不同的溶解浓度和污泥负荷，兼有多沟道串联的特性，有利于难降解有机物的去除，并可减少污泥膨胀现象的发生。奥贝尔氧化沟一般适用于20万立方米/日以下规模的城市污水处理厂，尢其推荐应用于中小规模的城市污水处理厂。由于奥贝尔氧化沟属于多反应器系统，在一定程度上有利于难降解有机物的去除，且抗冲击负荷能力强，因此，当城市污水中工业废水比例较高时，奥贝尔氧化沟较其他类型氧化沟有更好的适应性。奥贝尔氧化沟有三个相对独立的沟道，进水方式灵活。在暴雨期间，进水可以超越外沟道，直接进入中沟道或内沟道，由外沟道保留大部分活性污泥，利于系统的恢复。因此，对于合流制或部分合流制的污水系统，奥贝尔氧化沟均有很好的适用性。（3）交替工作型氧化沟氧化沟是带有沉淀功能的氧化沟，同建在一起的三个氧化沟组成一个单元。在每个氧化沟中均布置有一定数量的转刷，以达到曝气和环流的要求。三个氧化沟通过配水井相互连通，该配水井有三个自动控制的出水堰，可调节进入每沟的流量。基本运作方式分为六个阶段：阶段A：通过调节配水井堰门，污水进入第一沟，沟内转刷以低速运行，仅沟内污泥在悬浮状态下环流，所供氧量则不足以使沟内有机物氧化。此时，活性污泥中微生物强制利用上一阶段产生的硝态氮作为氧化剂，有机物被氧化，硝态氮还原成氮气逸出。同时，沟内自动调节出水堰上升，废水与活性污泥通过接管进入第二沟。阶段B：污水入流从第一沟转向第二沟，第一沟内的转刷开始高速运转。开始，沟内处于缺氧状态，随着供氧量的增加，逐步成为富氧状态。在第二沟内处理过的污水与活性污泥一起进入第三沟，第三沟仍作为沉淀池，沉淀后的废水通过出水堰排出。阶段C：第一沟的转刷停止，开始泥水分离，至该阶段末端，分离过程结束。在C段，入流污水仍然进入第二沟，处理后的污水仍然通过第三沟出水堰排出。阶段D：污水入流从第二沟转入第三沟。第一沟出水堰降低，第三沟出水堰升高。同时，第三沟内转刷开始以低转速运转，污水污泥一起从第三沟流向第二沟。在第二沟曝气后再流入第一沟，此时，第一沟仍作为沉淀池。阶段D与阶段A相类似，所不同的仅仅是反硝化作用发生在第三沟，处理后的污水通过第一沟已降低的出水堰排出。阶段E：污水入流从第三沟转入第二沟，第三沟的转刷开始高速运行，以保证在该段末端内有余氧。第一沟仍作为沉淀池，处理后的污水通过该出水堰排出，阶段E与阶段B类似，所不同的仅仅是两个外沟功能相反。阶段F：该阶段基本与阶段C相同，第三沟内的转刷停止运行，开始泥水分离，入流污水仍然进入第二沟，处理后的污水经第一沟出水堰排出。该氧化沟系统非常灵活，运行方式有多种，可随不同的入流水质及出流水质要求而改变。（4）一体化氧化沟立体循环一体化氧化沟由曝气转刷、上下两层沟道及沉淀区组成，其特点是： 氧化沟的上层为好氧区，下层为缺氧区，混合液在上下循环过程中完成降解有机 物和生物脱氮过程； 厌氧区在底层不与大气接触，缺氧环境形成快。与常规氧化沟相比，采取上下两层沟道立体循环方式减少占地面积约50%； 沉淀区与氧化沟合建(建在氧化沟的一端)，沉淀的污泥可自动回流到氧化沟内，无需污泥回流设备，节省了投资和能耗，并对氧化沟内混合液的流态无任何影响； 结构紧凑，运行操作简便。立体循环一体化氧化沟能够有效地去除污水中的有机污染物，对COD去除率达到95%，相应的BOD5去除率为98%。同时，由于在下层沟道形成缺氧区，有利于生物脱氮。在H RT为10h、SRT为30d时，对NH3-N的去除率达到99%、对TN的去除率90%，因此采用立体循环一体化氧化沟处理城市污水是可行的。立体氧化沟的优点是：由于活性污泥混合液呈立体循环，故在同等处理能力下较常规氧化沟节省占地面积约50%；实现了污泥自动回流，沉淀分离器置于立体氧化沟的一端，不改变主沟混合液的流态，不造成能量损失，因而更加节能；整个系统结构紧凑、占地少、投资少、操作方便，是适合现阶段我国中小城镇及城市小区污水处理需要的新工艺。本设计采用卡鲁塞尔氧化沟。4.4 二沉池的选择二次沉淀池是整个污水处理系统中非常重要的一个组成部分。整个系统的处理效果与二次沉淀池的设计和运行是否良好密切有关。从利用悬浮物与污水的密度差以达到固液分离的原理来看，二次沉淀池与一般的沉淀池并无不同；但是，二次沉淀池的功能要求不同，沉淀的类型不同；因此，二次沉淀池的设计原理和构造都与一般的沉淀池有所不同。二次沉淀池在功能上要同时满足澄清(固液分离)和污泥浓缩(使回流污泥的含水率降低，回流污泥的体积减少)两方面的要求。在二沉池中，未发生污泥膨胀时，澄清能力是二沉池处理能力的控制因素，而进入二沉池的混合液的澄清取决于活性污泥的絮凝。不同池型的辐流式二沉池，其流态对混合液活性污泥絮凝与沉降有着不同的影响。分析比较其流态，是合理选择池型的一个重要基础。（1）辐流式该池型的流态特点是：污水从池中心进入，在池周边出流，进水口处径向流速大，这时由于污泥颗粒处于前期絮凝阶段，紊动对絮凝的影响不大，随着絮凝不断进行，污泥颗粒越来越大，过渡到后期絮凝阶段，紊动的不利影响越来越大，与絮凝过程的要求相适应，该池型沿径向逐渐减小，紊动越来越小，近出水槽处横断面径向流速最小。对澄清来说，只要泥水界面没有上升到溢流堰附近，整个池子就能稳定运行，因此该池型具有一定的耐冲击能力。由此可见，幅流式流态符合混合液活性污泥絮凝与沉降过程的要求，其最大水力负荷可达47mm/s。（2）向心流式该池型流态特点是:污水由周边进入，从中心流出，出水槽处污泥颗粒极其细小，处于前期絮凝阶段，尽管此处水流紊动很小，对絮凝并没有什么益处，也不会有大量的污泥颗粒直接下沉。在措径向流动不断絮凝的过程中，流速也不断加大，紊动越来越大，因此污泥颗粒必须在进水槽不远处就迅速沉下，否则过大的紊动将会剪碎泥花，足够的水流速度将会携带污泥出流。所以这种流态不仅对絮凝极为不利，而且将减小絮凝的区域和供沉淀的水平面积，导致澄清能力大幅度减小。其最大水力负荷只有0.12mm/s左右，不足幅流式的1/3。（3）周边式该池型的流态特点是：污水于由周边进入，再由周边流出。在进水下方设置导流板，中心部位水体基本保持静止状态，有利于污泥的沉淀，可以克服向心辐流式沉淀池在中心导流筒内难以絮凝的缺点，并且水流向下流时的动能较小，对池底的冲击也比较小。 在比较上述三种池型的流态特点后，可以认为周边式比较符合混合液活性污泥絮凝与沉降特点的流态，宜为设计选用池型。4.5 污泥处理工艺的选择对于中小城市污水处理厂污泥处理常规的工艺如图2所示：图2 污泥处理的常规工艺上述工艺的使用说明如下： 污泥浓缩的来泥包括初沉池和二沉池（剩余）污泥，二沉池的剩余污泥通常先泵至初沉池（如有的话），由初沉池统一排往污泥浓缩设备或构筑物； 污泥浓缩设备如为传统的浓缩池，则上清夜连同污泥脱水的污泥水一起进行化学除磷处理，处理后的水排入全厂污水处理工艺前端的污水提升泵房； 对于中小型污水处理厂，目前通常不设厌氧硝化池，如必须采用硝化池时，可进行磷的硝化封闭处理。方法是向硝化池中投加适量的石灰或无机絮凝剂，控制磷释放到硝化分离液中。表4-1 污泥的不同浓缩、脱水方法及脱水效果比较脱水方法脱水装置脱水后的污泥含水率（%）脱水后污泥的状态污泥浓缩重力浓缩9597近似糊状气浮浓缩离心浓缩脱水自然干化干化厂7080泥饼状机械脱水真空脱水设备6080泥饼状板框压滤机4580带式压滤机7580离心脱水机7080干燥法干燥设备1040粒状焚烧法焚烧炉等设备010灰状常规的污泥处理方法效果和优缺点见表4-1污泥的不同浓缩、脱水方法及脱水效果比较及表4-2主要的污泥浓缩方法的优缺点比较：表4-2 主要的污泥浓缩方法的优缺点比较浓缩方法重力浓缩法气浮方法离心脱水机优点存储污泥的能力高；操作要求不高；运行费用低分离效果较好，占第小；污泥含水率较浓缩法低；对于除磷工艺较合适占地少、几乎无臭气处理能力高对于除磷工艺较合适缺点占地面积大；工作环境不很好运行费用教重力浓缩高；污泥存储能力低运行费用高管理操作要求高新型的污泥处理方法：现在主要用带式浓缩脱水一体机，污泥经过污泥泵房提升至浓缩池后，经过初步的浓缩脱水后直接进入浓缩脱水间，该方法简单易行，占地面积小，脱水效率高等优点。经过比较本设计选用带式浓缩脱水一体机。4.6 消毒池因为信江为地面水环境质量标准（GB38381998）执行一类排放标准水体，故需经消毒后处理出水才能排放。本设计选用紫外线消毒池。4.7巴氏计量槽准确地掌握废水处理过程的废水量，并对水量资料和其他运行资料进行综合分析，对提高废水处理工艺的运行管理水平是十分重要的。为此，应在废水处理系统上设置计量设备。对废水计量设备的要求是精确度高，操作简单，不沉积杂物，并且能够配用自动计录仪表。废水处理过程中总处理水量的计量是必要的，总水量的计量设备，一般安装在总出水管上。计量设备有计量槽和薄壁堰。本设计采用巴氏计量槽，其精确度达，且水头损失小，不易沉积杂物。第5章 各建构筑物设计规模本次设计主要生产