毕业设计---小型城镇污水处理厂设计.doc

兰州工业学院毕业设计（论文）题目 小型城镇污水处理厂设计系 别 土木工程学院 专 业 市政工程技术 班 级 给排水11 姓 名 陈 海 龙 学 号 201104108105 指导教师（职称） 李效红（教授） 日 期 2013.3.2 兰州工业学院毕业设计（论文）任务书土木工程 学院 2014 届 市政工程技术专业(给水排水工程方向) 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目小型城镇污水处理厂设计课题内容性质工程设计课题来源性质教师收集的结合生产实际的课题设计/论文校内（外）指导教师职 称工作单位及部门联系方式李效红教授兰州工业学院土木工程学院2860543一、题目说明（目的和意义）：随着城市现代化进程的加速，城市污水的产量越来越高，水质污染的程度也愈来愈剧烈尤其是小城镇污水量的增加。这一境况促使城镇必须对排水进行适当的处理，以满足国家规定的排水标准，防止对水环境造成污染。本设计旨在通过初步设计，使得城镇污水达到国家规定的一级排放标准，使学生对污水处理工艺有一个系统的了解和掌握，对涉及到的各处理构筑物的作用和结构以及规格有一个全面的掌握。二、设计（论文）要求（工作量、内容）：根据教师提供的相关资料，通过研究分析，方案对比，选择一个合理的污水处理工艺流程，并对其进行设计。设计内容包括污水处理和污泥处理两部分，对各处理构筑物要进行详细的工艺计算，绘制必要的图纸，提出所需的主要设备。(一)具体内容（1） 熟悉初始资料；（2） 确定设计方案；（3） 各个构筑物的设计与计算；包括污水提升泵房、格栅和沉沙池设计计算、初次沉淀池设计计算、生化处理构筑物的设计计算、消毒接触池的设计计算以及污泥处理等。（4） 平面布置与高程布置设计；（5） 污水处理厂总平面图；（6） 污水、污泥流程纵断面图；设计说明书及计算书。(二)图纸等其它要求（1）工作量如下：设计说明书一份（包括前言、目录、设计计算的过程、总结）（2）绘图要求为了考核学生手工绘图及应用计算机绘图的能力，本次设计中要求两种绘图手段都有所表现，手工绘制的图及应用计算机绘制的图分别至少要有一张。（3）施工图装订要求请遵照中华人民共和国国家标准技术制图复制图的折叠方法GB10609.3-89 将所有的图叠成A3图幅并装订。（4）施工图标题栏统一采用下图所示形式兰州工业学院土木工程学院市政工程技术专业毕业设计图号设计题目比例班级（图名）日期姓名成绩学号教师注：标题栏各列宽度从左到右依次为15，30，95，15，25mm，各行高度为8mm。三、进度表日 期内 容2013.12.92013.12.132013.12.162013.12.272013.12.302014.1.32014.1.62014.1.102014.1.132014.1.17熟悉初始资料，确定设计方案。各个构筑物的设计与计算。平面布置与高程布置设计。污水处理厂总平面图，污水、污泥流程纵断面图。论文撰写。完成日期2014年1月答辩日期2014年3月 四、主要参考文献、资料、设备和实习地点及翻译工作量：1 上海市建设和交通委员会.室外排水设计规范.中国计划出版社. 2011.2 中华人民共和国水利部.泵站设计规范.中国计划出版社. 2011.3 中华人民共和国建设部、 上海市建设委员会.给水排水设计基本术语标准.中国建筑工业出版社.4 焦永达.给水排水管道工程施工及验收规范.中国建筑工业出版社.2009.5 中华人民共和国住房和城乡建设部、中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. 给水排水构筑物工程施工及验收规范.中国建筑工业出版社.2009.6 给水排水设计手册编委会.给水排水设计手册（第5册）.中国建筑工业出版社. 2002.指导教师签字教研室主任签字主管系领导签字年 月 日年 月 日年 月 日注：本任务书要求一式两份，一份系部留存，一份报教务处实践教学科。自然条件1组2组3组气象资料气温（）月平均最高温度21.72126.2最低温度-3.2-5.1-0.5绝对最高温度35.734.940.7最低温度-15.8-19.4-18.2平均降水量（mm/a）602574594夏季主导风向NENWW水文资料水位（米）最高洪水位1157.381333.13370.05常位水位1155.161331.67368.1595%保证率枯水位1153.471330.58366.83流量（m3/s）最大流量897.4112.61809.3常水位流量32.878.3781.595%保证率下流量2.313.743.7地质及水文地质资料土壤资料垦殖土0.60.25-砾砂10-13地下水埋藏深度（m）1157地下水水质弱碱性无侵蚀弱碱性无侵蚀弱碱性无侵蚀土壤承压力（kg/cm2）1.52.02.2地震强度VIV-冻结深度（m）0.580.60.3设计任务1组2组3组污水设计流量（m3/d）近期600072008400远期7920950011000设计人口数（万人）近期6.78.09.3远期8.3510.011.6污水水质BOD5（mg/L）180150180悬浮物（mg/L）200180200pH6.57.26.57.26.57.2 摘要 本次设计为某小城镇污水处理厂的初步设计。设计处理废水为城镇综合污水及小型工业企业达标废水，规模为：近期6000m3/d，远期7820m3/d。设计进水水质为：=150mg/L,SS=180mg/L,PH为6.57.2 ；设计出水水质为：25mg/L,SS30mg/L,PH为6.57.2。此次设计污水排放根据污水综合排放标准(GB8978-96）新建城镇二级污水处理工程二级污水排放标准。 通过国内外不同活性污泥法的对比，最终选定氧化沟工艺作为污水处理厂厂的处理工艺。该工艺是一个 A-O（兼氧好氧）活性污泥系统，可以完成有机物的沉降和硝化反硝化过程，能取得较好的去除效果和脱氮效果，依靠三池工作状态的转换，可以免除污泥回流和混合液回流，运行费用大大降低形成一个组合式生化池。该方法不仅可满足污水脱氮除磷的要求，而且符合该城镇目前进水水质现状。污水处理流程：进水中格栅污水提升泵细格栅水平式沉砂池氧化沟二沉池接触池出水关键词：脱氮除磷,氧化沟工艺,污水处理厂abstract The design of a preliminary design of small town wastewater treatment plant. Wastewater treatment design for urban comprehensive wastewater and small industrial enterprises standard wastewater, the size is: the recent 6000 m3 / d, the forward 7820 m3 / d. Design the water quality is: = 150 mg/L, SS = 180 mg/L, PH 6.5 7.2; Design for water-quality: 25 mg/L, or less SS 30 mg/L, or less PH 6.5 7.2. The design of sewage according to the standard of sewage comprehensive discharge (GB8978-96) of new urban secondary wastewater treatment engineering secondary sewage discharge standard. Through the comparison of different activated sludge process at home and abroad, finally selected oxidation ditch technology for wastewater treatment processing technology of the felt. This process is A A - O (and oxygen - aerobic activated sludge system, can complete the settlement of organic matter and the process of nitrification and denitrification can obtain better removal effect and denitrification effect, depends on three transformations, the status of the pool can be exempt from the sludge reflux and mixture flow, operation cost is greatly reduced to form A combined biochemical pool. This method not only can meet the requirements of sewage denitrification and phosphorus removal, and the present status of the water quality conforms to the town.Sewage treatment process:Into the water to the grille, sewage lift pump to fine grille, horizontal grit chamber to oxidation ditch, the second pond - touch - waterKey words: nitrogen and phosphorus, oxidation ditch technology, sewage treatment plant前言1第一章 概述1一项目概况1二设计规模的确定1第二章 污水处理厂处理工艺方案的选择2一污水水质及处理标准2（一）设计水质2（二）设计水量2（三）排放标准2二方案的选择3（一）物理法:3（二）化学法：3（三）生物处理法：3三方案初选4四方案比选5（一）普通活性污泥法：5（二）SBR法的工艺：6（三）氧化沟的工艺：7五污泥处理工艺的比较8（一）污泥处理的目的和原则：8（二）污泥处理工艺的比选：8（三）污泥处理工艺流程确定：9五被选方案的特点（氧化沟工艺的特点）10（一）在构造方面的特征：10六方案的确定11 (一) 方案一、普通活性污泥法：11（二）方案二、SBR 工艺：11（一）格栅：12（二）泵房：12（三）沉砂池：12（四）二沉池：12 (五)接触池：12（六）浓缩池：13（七）消化池：13（八）污泥脱水：13第三章 污水处理构筑物设计计算14一 泵前中格栅14（一）设计参数14（二）设计计算15二调节池及污水提升泵房17（一）设计参数17（二）调节池尺寸计算17（三）污水提升泵房17三泵后细格栅18（一）设计参数18（二）设计计算19四沉砂池19（一）设计参数20（二）设计计算20五氧化沟21（一）设计计算22六二沉池24（一）设计参数24（二）设计计算25七接触池26（一）设计参数26（二）设计计算26第四章 污泥处理构筑物设计计算28一污泥浓缩池28（一）设计参数28（二）设计计算28二污泥消化池30(一)厌氧消化池30三脱水机房32（一）进入带式压滤机的污泥量：32（二）要求泥饼含水率80%以下，泥饼体积：33（三）泥饼重量为：33（四）选用带宽0.5m的DY型带式压滤机，产能为所需台数：33（五）污泥投配泵，每台带式压滤机配1台污泥投配泵：33（六）加药系统：（有机高分子凝聚剂）33第五章 污水处理厂高程计算34一水头损失计算34二高程确定34结束语37致谢38参考文献39 前言 水是人类的生命之源，它孕育和滋养了地球上的一切生物，并从各个方面为人类服务。但是，水环境中的淡水资源却很少，仅占总量的2.53%，而目前能供人类直接取用的淡水资源仅占0.22%。加之自然水源的季节变化和地区差异，以及自然水体遭到的普遍污染，致使可能直接取用的优质水量日益短缺，难以满足人们生活和工农业生产日益增长的需求，因此保护和珍惜水资源，是整个社会的共同职责。所以说水资源是基础性自然资源、战略性经济资源，水资源安全属于资源和经济安全。 80年代以来，废水生物处理新工艺的研究、开发和应用，已在全世界范围内得到了长足的进展，并出现了许多新型的废水生物处理技术。这些新工艺有的已在国内外实际工程中得到了良好的应用，有的已显示出其良好的应用发展前景、得到广大的研究者和工程技术人员的关注并正在得到不断深入的研究，他们的共同特点是高效、稳定、节能，并具有对污染物去除的多功能性，大多具有脱氮除磷等深度处理的良好效能，并正朝自动化控制的方向发展。 近年来，生活用水和工业用水的需求也急剧扩大，如此必然引起污水量的增加，一系列水环境问题将日益突出。因此，必须建立一座生活污水处理厂。污水通过治理可以缓解和减轻水环境污染，缓解水资源的供需矛盾。工程的兴建，一方面为人们提供优质的生活污水，提高人们的生活质量和健康水平；另一方面是工业用水水质得到保障。 由于本人水平有限，时间仓促，尽管力求完美，但本次设计中错误和不当之处在所难免，敬请广大师生，同行及前辈学者批评指正。 1第一章 概述 一项目概况 某城镇地处西北地段，这里干旱少雨，水资源相当缺乏，且大部分水含盐量较高，不适宜生产生活和农业灌溉。节约和再利用水源一直是很为迫切的问题。长期以来，某城镇没有污水处理的规范系统，生活污水生产废水未经处理，无组织的直接排放，造成沿河水质污浊，空气恶臭，蚊蝇滋生，直接威胁着城区居民生活和群众生产生活及农业灌溉用水。 因此，修建污水厂，对城区污水进行处理，可以保护该城镇环境和生态系统，促进城市的可持续发展，同时对处理后的尾水为下游旱地提供灌溉水源，可以缓解水资源的短缺。 二设计规模的确定 环境问题越来越地受到人们的关注，从许多环境给我们的惨痛教训中。人们慢慢的醒悟过来，开始认识到这个问题的迫切性。随着工业、经济的快速发展，环境问题时刻威胁人们正常的生活和工作。 该城镇是我国严重缺水的城市之一，以前未建城市污水处理厂，其城市污水没有经过处理而直接排放到水体当中，对本地区的唯一一条河的水体产生严重的污染。在本地区环境保护局和县人民政府等的大力支持下，在本城镇建设了一座污水处理厂，用来处理该城镇的城市污水，使其达标排放。 通过各方面的考察和调研，该城镇环保局的有关技术人员在调查了本城镇上千个污水排放口的分布和污水排放的水质。大力建设了城市污水排放管网系统，对这些污水排放口排放的污水进行汇总。建设一座污水处理厂对这些污水进行集中处理。通过考察，决定建设一座日处理量为7920立方米的城市污水处理厂，并对水质进行了检测，得出了污水中各项控制指标的数据，用于污水处理厂的设计与计算。随着人口的发展。此污水处理厂还可以进行扩建，以适应更多水量的要求。 第二章 污水处理厂处理工艺方案的选择一污水水质及处理标准 污水的水质影响着水处理工艺流程的选择，对水质的了解是对水处理工艺选择的必要条件。本次设计污水水质情况如下:（一）设计水质 表2.1 设计水质情况项 目悬浮物PH入水（）1802006.57.2出水（）25306.57.2去除率（%）87.585（二）设计水量 污水的平均处理量=7290 ；=；经查表1.2使用内插法求的污水流量总变化系数=1.62；=。表2.2生活污水量总变化系数 平均日流量（L/S）461015254070120200400750K总2.32.22.12.01.891.801.691.591.511.411.30（三）排放标准 自然水体是人类可持续发展的宝贵资源，必须严格保护免受污染。因此，排放污水时，应处理到允许的排放标准，以降低对收纳水体的不利影响。我国有关部门为此规定了污水综合排放标准。表2.3污水综合排放标准序号基本控制项目一 级二 级三 级A标准B标准 1化学需氧量10203060 2悬浮物（SS）10203050 3PH值6.57.2 此次设计污水排放根据污水综合排放标准(GB8978-96）新建城镇二级污水处理工程二级污水排放标准，最高允许排放的BOD5浓度为30mg/l；最高允许排放的悬浮物的浓度为25mg/l ；PH值为6.57.2。二方案的选择 污水的处理有物理，化学，生物处理方法。（一）物理法:利用物理作用处理、分离和回收废水中的污染物。例如沉淀法（重力分离法）除去水中的相对密度大于1的悬浮物；过滤法(滤网沙层活性炭)可除去水中的悬浮物；蒸发法用于浓缩废水中不挥发性和可溶性物质。（二）化学法： 利用化学反应或物理化学作用处理回收可溶性废物或胶状物质。化学法适用在一些高浓度、高盐等废水处理的废水，化学法不仅处理成本高而且还有一个致命的缺点，废水无法通过化学做到达标排放。也就是废水浓度降低到一定程度时就无法继续使用化学法处理。（三）生物处理法： 其本是人工强化自然的微生物将其转化为有机物的过程。污水处理过程，是经人工培育驯化得到的微生物群体，对废水中的有机物产生吸附并把有机物当作食物进行消化分解，这样微生物群体得到持续生存，同时污水水质得到净化。 1.生物处理法又分为好氧和厌氧处理法。 好氧生物处理是在有游离氧存在的条件下，好氧微生物降解有机物，使其稳定无害化的处理方法。 优点：反应速度快，废水停留时间短，故处理构筑物容积小；处理过程中散发的臭气较少；对能降解的有机物分解完全等。 缺点：对难降解有机物去除率低，污泥量较厌氧处理多，运行费用较高等。 厌氧生物处理法：是有机物在无氧条件下，借助转性厌氧菌和兼性厌氧菌的作用下，将大部分有机物转化为甲烷等简单小分子有机物与无机物，从而使污水得到净化。优点：有机物去除率高，污泥量少，运行费用少；缺点：有废水停留时间较长，有机物分解不完全，臭气产生多。综上，为了经济，有机物处理的效率等，各方面首先应选择好氧生物处理法。根据本地区的污水特点： 2.有机物浓度比较低，COD 浓度在 300 mg/L 左右,属于普通的城市污水； 3.BOD/COD=0.670.3，废水的可生化性能比较好，宜于进行生物处理； 4.悬浮物的浓度比较低； 5.废水是城市污水，含有较丰富的碳水化合物和氮、磷等营养物质； 6.废水呈中性，PH=68，这一项指标符合污水排放标准； 由上可见，对这样的城市污水，其各项控制指标的属于普通城市污水的范围之内，用生物处理法方进行处理比较合适。三方案初选 目前比较流行的生物处理方法有活性污泥法和生物膜法。这两种处理方法各有自己的优缺点。 （一）活性污泥法的特征： 1.曝气池内是混合液，在曝气系统的搅动下，混合液中的有机物、活性微生物、氧气充分混合。达到较好的接触效果。 2.曝气池内的混合也必须不断充氧，维持微生物氧化有机物所需要的氧量。使有机物更好地被分解。 3.二次沉淀池的作用是泥水分离、使混合液澄清、污泥浓缩，是经过处理的污水达标排放。需要设置污泥回流系统，是需要回流的污泥得到浓缩，从而减少污泥回流系统的体积和运行费用。 4.污泥回流系统包括：污泥提升泵、剩余污泥排出系统、污泥回流管道。其微生物接种的作用。 （二）生物膜法的特征： 优点： 1.固体停留时间长、微生物浓度高； 2.微生物多样化、微生物分层各个层可以配有有力的微生物； 3.微生物食物链长、世代长和微生物存活率高； 4.对水质、水量变化的适应性强、对温度适应性强、可以处理低浓度废水； 5.产生污泥少、容易固液分离、动力费用较低、有较好的脱氮除磷效果； 缺点： 1.生物膜法的微生物膜不以刮起、用的时间比较长； 3.生物膜法的布水不太均匀、容易产生池蝇和散发臭味； 4.生物膜法采用滤料作为生物膜的载体，这样滤料容易堵塞； 5.处理构筑物出现问题，维修不便； 由上面的比较可以知道，对于设计中这样的水质采用活性污泥法比较适合。城市污水中的、COD、SS 的含量均属于中低浓度，国内外对城市污水的处理工艺多采用活性污泥法，可以将污水处理到排放标准，保护环境从而达到可持续发展的目的，有较好的效果。以前建设的好多水处理项目都属于活性污泥法，不过是普通的活性污泥法，随着经济的发展和时间的推移。 活性污泥法出现了一系列新的工艺， 达到了处理效果更好，投资费用更低的目的。活性污泥法新工艺主要有：氧化沟工艺、SBR 工艺、A2/O 工艺等一系列先进的处理工艺。有着较好的发展前景， 目前比较流行的是氧化沟工艺。另外活性污泥法还有以下的特点 1.活性污泥法适合处理城市污水，并且其适合处理的水量比较大，处理效果比较好，可以除去污水中大部分的有毒有害的物质； 2.活性污泥法利用活性微生物去氧化、分解、去除污水中的有机物，保持活性污泥的活性，就可以达到好的处理效果； 3.活性污泥法不需要滤料等微生物的载体，可避免滤料堵塞等一系列不良问题的出现； 4.活性污泥法的微生物繁殖较快，微生物的种类较多、世代时间短，可以保证活性污泥的活性； 5.活性污泥法对环境的适应性较强； 6.活性污泥法工艺中的污泥接种和驯化的操作比较简单、用时比较短，可以较快的投入运行； 7.活性污泥法对营养的要求比较低，一般 C：N：P=100：5：1 即可满足要求，而城市污水中的营养物质可以满足活性微生物的营养要求，故不需要另外投加营养物质，可以降低运行费用； 8.活性污泥法运行管理较方便，便于维修； 根据上述的特点和比较可知，对于本市区的污水易用活性污泥法进行处理，故可以确定大的方案是活性污泥法。 四方案比选 在方案比选中，已经确定用活性污泥法进行处理。 活性污泥法的工艺有： 普通活性污泥法；SBR 工艺； 氧化沟工艺；（一）普通活性污泥法： 微生物生长一般处于生长曲线的对数生长期后期或稳定期。由于普通活性污泥法曝气时间比较长，当活性污泥继续向前推进到曝气池末端时，废水中有机物已几乎被耗尽，污泥微生物进入内源代谢期，它的活动能力也相应减弱，因此在沉淀池中容易沉淀，出水中残剩的有机物数量少。处于饥饿状态的污泥回流入曝气池后又能够强烈吸附和氧化有机物，所以普通活性污泥法的BOD和悬浮物去除率都很高，达到9095%左右。普通活性污泥法的方案特点： 1.工艺成熟，管理运行经验丰富； 2.曝气时间长,吸附量大,去除效率高9095%； 3.运行可靠，出水水质稳定； 4.污泥颗粒大，易沉降; 5.不适于水质变化大的水质； 6.对氮、磷的处理程度不高； 7.污泥需进行厌氧消化，可以回收部分能源；图2.1 普通活性污泥法流程图（二）SBR法的工艺：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 。 SBR法的方案特点： 1.处理流程简单，构筑物少，可不设沉淀池； 2.处理效果好，不仅能去除有机物，还能有效地进行生物脱氮； 3.占地面积小，造价低； 4.污泥沉降效果好； 5.自动化程度高，基建投资大； 6.适合于中小水量的污水处理工艺图2.2 SBR工艺流程图（三）氧化沟的工艺： 又称循环混合式活性污泥法。一般采用延时曝气，同时具有去除和脱氮的能，它采用机械曝气，一般不设初沉池和污泥消化池。氧化沟处理效率为和均为 95%以上，总氮为 70%80%。氧化沟具有工艺流程短，处理效率高。出水水质稳定，运行管理简单等优点。但占地面积过大。在流态上，氧化沟介于完全混合与推流之间。污水在沟内的流速v平均为0.4m/s,氧化沟总长为L，当L为100500m 时，污水完成一个循环所需时间约为 420min，如水力停留时间定为 24h,则在整个停留时间要做72360 次循环。可以认为在氧化沟内混合液的水只是近一致的，从这个意义来说，氧化沟内的流态是完全混合式的。但是又具有某些推流式的特征,如在曝气装置的下游，溶解氧浓度从高向低变动，甚至可能出现缺氧段。氧化沟的这种独特的水流状态，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其区分为富氧区、缺氧区，用以进行硝化和反硝化，取得脱氮的效应。常用的氧化沟系统由卡罗塞氧化沟、交替工作氧化沟及二沉池交替工作氧化沟。 氧化沟方案的特点： 1.氧化沟特殊的水流状态，有利于活性污泥的生物凝聚作用。可以将其分为好氧区和缺氧区，用以进行硝化和反硝化，取得脱氮效果； 2.可以考虑不设初沉池,也可以考虑不单独设二沉池,从而省去污泥回流系统； 3.BOD 负荷低，对水温、水质、水量变化的适应性强； 4.污泥龄较长，有较好的反硝化脱氮效果； 5.污泥的出产率低，且多已达到稳定状态，故不需设置消化池； 图2.3 氧化沟处理工艺流程图五污泥处理工艺的比较（一）污泥处理的目的和原则： 一是稳定化通过稳定化处理污泥消除污泥臭味；二无害化污泥处理，通过无害化污泥处理，杀灭污泥中的病危生物，去除或转化其中的有害有毒物质；三减量化处理，使之用于运输处置；四污泥的利用，实现污泥的资源化。（二）污泥处理工艺的比选： 污水处理厂在对污水进行处理的同时会产生各种污泥，污泥的来源各有不同，有的是截留下来的悬浮物，有的是生物处理系统排出的生物污泥。在污水处理过程中，会产生大量的污泥，其中会含有许多有毒有害物质，且含水率较高，不论对污泥的最后处置采用什么方法，对污泥都要进行适当的处理，因此需要对污泥进行浓缩、消化、脱水及最终处置等工艺。达到减量、稳定、无害化及资源化利用的目的。1.污泥浓缩方法污泥浓缩方法的选择，污泥浓缩是降低经消化、脱水处置过程或最终处置污泥的体积，污泥含固率的提高，将大幅度减小污泥体积，降低污泥后续处理费用。常用的浓缩方法有离心浓缩法、气浮浓缩法、重力浓缩法。2.污泥浓缩方法比选（1）离心浓缩法 优点：只需少量土地科取得较强的处理能力，几乎不存在臭气问题；缺点：要求专用的离心机，电耗大，对操作人员要求有较高的技术素质。（2）气浮浓缩法优点：浓缩效果理想，出泥含水率较低，不受季节影响,运行效果稳定，所需池容积仅为重力法的1/10左右，占地面积较小，臭气问题小，能去除油脂，砂砾；缺点：运行费用低于离心法，但高于重力法，操作要求较高，污泥贮存能力小，占地比离心法多。（3）重力浓缩法优点：贮存污泥能力强，操作要求不高，运行费用低，动力消耗小；缺点：占地面积大，污泥易发酵，产生臭气，对于某些污泥工作部稳定，浓缩效果不理想。重力浓缩由于装置简单，所需动力小等优点而被广泛采用，所以设计中采用重力浓缩法。3.污泥的消化（1）污泥消化方法污泥消化的目的是分解污泥中的有机物，除减少污泥量外，同时也减少了污泥中的细菌、病原菌等。污泥消化工艺可以分为污泥厌氧消化和污泥好氧消化。（2）污泥消化方法的比选 厌氧消化法优点：投资和运行费用相对较省、工艺条件（污泥温度）稳定、可回收能源（污泥气综合利用）、占地较小等；缺点：工艺工程的危险性较大。 好氧消化法优点：有机物去除率高、处理后污泥品质好、处理场地环境状况较好、工艺过程没有危险性；缺点：投资和运行费用相对较高、工艺条件（污泥温度）随气温变化波动较大、冬季运行效果较差、占地面积较大、能耗高。设计中有机物浓度较低，综合比较，设计中采用厌氧消化法。4.污泥的脱水与干化 （1）污泥脱水与干化方法 污泥经过脱水、干化处理、污泥的含水率从96%左右降到60%-80%左右，其体积为原体积的1/10-1/5，从而使液体污泥变成固态污泥，有利于后续处置，污泥脱水与干化的方法有自然干化和机械脱水。（2）污泥脱水与干化方法比选 污泥的自然干化 污泥的自然干化有污泥干化床、污泥塘两种类型。适用于气候比较干燥、占地面积不紧张及环境条件允许的地区。其中污泥干化床在中小型污水处理厂（一般服务人口不大于5000人）采用。设计人口以超过服务人口数，设计中不采用污泥的自然干化。 污泥的机械脱水 污泥的机械脱水主要的方法有带式压滤机、板框压滤机、转筒离心机等。 a.带式压滤机优点：连续生产、机器制造容易、操作管理简单、附属设备较少，劳动力、能耗消耗和维护费用都较低；缺点：有机聚合物价格昂贵，使污泥带式压滤机的运行费用很高。 b板框压滤机优点：泥饼的含固率高，滤液清澈，固体物质回收率高，调理药品消耗量少；缺点：基建设备投资大，过滤能力也较低。 c.转筒离心机优点：处理量大、基建费用少、占地面积少、工作环境卫生、操作简单、自动化程度高、可以不投加或少投加化学调理剂；缺点：动力费用较高。由以上比较得，虽然转筒离心机的动力费用较高，但总运行费用较低，世界各国都采用较多，所以本次设计中采用转筒离心机进行污泥的脱水与干化。（三）污泥处理工艺流程确定：综上所述，重力浓缩、机械脱水方式技术上优于机械浓缩、机械脱水方式，重力浓缩、机械脱水方式虽土建费用较高，但设备费用较低，但总费用低于机械浓缩、机械脱水方式，因此本次设计采用重力浓缩、机械脱水方式。设计中温度变化较大，且好氧消化基建费用大，所以采用污泥厌氧消化法。处理工艺流程图如下： 图2.4 污泥处理工艺流程图五被选方案的特点（氧化沟工艺的特点）（一）在构造方面的特征： 1.氧化沟一般呈环形沟渠状，平面多呈椭圆或者圆形。总长度可达几十米甚至上百米； 2.单池的进水装置比较简单，只需设置一根进水管即可达到进水的要求。如果采用多池平行工作时，应设置配水井，对水质和负荷进行均匀分配。采用交替工作系统时，配水井内还应设置自动控制装置，以变换水流方向使各个工作池正常工作。一般采用时间继电器对此进行控制即可达到目的； 3.出水一般采用溢流堰，也可采用升降式溢流堰。采用交替工作系统时，溢流堰应能自动启闭，并与进水装置相呼应已控制池内水流的方向； (二)在水流混合方面的特征： 在流态上，氧化沟介于完全混合式和推流式之间。氧化沟的曝气装置可以给混合液中的微生物进行供氧，还可以促进水、微生物、氧气三者的充分混合，另外还具有推动水流随沟渠向前运动的功能。可以减少好多另外的投资和运行费用，从而降低氧化沟的污水处理成本。 氧化沟内的平均流速为 0.4m/s，设氧化沟的沟长为 L，当L为100500 米时，污水在氧化沟内完成一个循环所需的时间是 420 分钟， 如果我们规定水力停留时间为 24小时，则污水在整个停留时间内要做 72360 次完整的循环。可以认为氧化沟内的混合液的水质几乎是均匀的。因此可以说氧化沟内的液体是完全混合的，具有完全混合式的特点。在曝气装置的下游，溶解氧浓度会逐渐降低，甚至出现缺氧段。因此其流态又具有推流式的特点。 氧化沟的这种独特的水流状态，有利于活性污泥微生物的凝聚。而且可以将氧化沟不同段分为好氧段、缺氧段。在各个段内可以进行硝化和反硝化，从而取得较好的脱氮除磷效果。 （三）在工艺方面的特征： 1.可以考虑不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内可以达到好氧稳定状态； 2.可以考虑不设二沉池，使氧化沟和二沉池合建，可省去污泥回流设备和装置； 3.BOD 负荷率较低，同传统的活性污泥法的曝气系统相比有以下特点； 对水质、水量、水温的波动有较强的适应性； 污泥龄较长，一般可达1530天，是传统活性污泥法的36倍； 可存活时代时间较长、繁殖速度较慢的微生物，运行得当，具有良好的脱氮效果； 污泥产率较低，且可以达到稳定程度，不需要另外设置消化系统对污泥进行消化处理，可以节省污泥处理中的投资、设备和运行费用； 由以上的特点和方案比选，鉴于氧化沟工艺的一系列的特点和优越之处，以及随着污水处理厂出水水质标准的不断提高，越来越多的污水处理厂要求采用脱氮除磷工艺。因此本设计决定采用氧化沟工艺。六方案的确定 (一) 方案一、普通活性污泥法： 根据该地区的地形特点、城市规划要求以及城市污水的特点，普通活性污泥法的脱氮效果不太理想。 （二）方案二、SBR 工艺： SBR 工艺结构简单、投资较低，其理论和实验的特点比较好，但在实际运行过程中出水水质不稳定，处理效果不太理想。 （三）方案三、氧化沟工艺： 氧化沟工艺结构简单、易于运行和维护的管理，出水水质较好。运行稳定，运行成本较低。具有较好的脱氮除磷效果 通过上面的方案比较，本设计决定采用的处理方案是氧化沟工艺。氧化沟工艺又称为“循环曝气法工艺” ，属于活性污泥法的一种变法。污水和活性污泥在环形曝气渠道中循环流动。氧化沟是20世纪50年代由荷兰的巴斯维尔开发。近几年新建的大部分污水处理厂均采用氧化沟工艺，传统的活性污泥法脱氮除磷效果不太好，而这些营养物质进入水体之后，会对水体产生污染，是水体富营养化。氧化沟工艺的脱氮除磷效果比较好。至20世纪90年代中期，我国已经兴建了30多座氧化沟工艺的污水处理厂。故本设计采用氧化沟工艺。 图2.5 氧化沟污水处理系统图七 主要构筑物的选择 （一）格栅：格栅用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的负荷，防止阻塞排泥管道。本设计中在泵前和泵后各设置一道格栅。泵前为中格栅，泵后为弧形细格栅。由于污水量大，相应的栅渣量也较大，故采用机械格栅。栅前栅后各设闸板供格栅检修时用，每个格栅的渠道内设液位计，控制格栅的运行。格栅间配有一台螺旋输送机输送栅渣。螺旋格栅压榨输送出的栅渣经螺旋运输机送入渣斗，打包外运。（二）泵房：考虑到水力条件、工程造价和布局的合理性，采用长方形泵房。为充分利用时间，选择集水池与机械间合建的半地下式泵房，这种泵房布置紧凑，占地少，机构省，操作方便。水泵及吸水管的充水采用自灌式，其优点是启动及时可靠，不需引水的辅助设备，操作简便。（三）沉砂池： 沉砂池的形式有平流式、竖流式、辐流式沉砂池。平流式矩形沉砂池是常用的形式，具有结构简单，处理效果好的优点。其缺点是沉砂中含有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度加大。竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内，无机物颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差。曝气沉砂池是在池体的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向环流。其优点：通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效果较稳定；受流量变化的影响较小；同时还对污水起预曝气作用，而且能克服平流式沉砂池的缺点 。综上所述，本设计采用平流式沉砂池。（四）二沉池：沉淀池主要去除依附于污水中的可以沉淀的固体悬浮物，按在污水流程中的位置，可以分为初次沉淀池和二次沉淀池。初次沉淀池是对污水中的以无机物为主体的比重大的固体悬浮物进行沉淀分离。二次沉淀池是对污水中的以微生物为主体的、比重小的、因水流作用易发生上浮的固体悬浮物进行分离。沉淀池按水流方向可分为平流式的、竖流式的和辐流式的三种。竖流式沉淀池适用于处理水量不大的小型污水处理厂。而平流式沉淀池具有池子配水不易均匀，排泥操作量大的缺点。辐流式沉淀池不仅适用于大型污水处理厂，而且具有运行简便，管理简单，污泥处理技术稳定的优点。所以，本设计二沉池选用了辐流式沉淀池(五)接触池：城市污水经二级处理后，水质改善，但仍有存在病原菌的可能，因此在排放前需进行消毒处理。液氯是目前国内外应用最广泛的消毒剂，它是氯气经压缩液化后，贮存在氯瓶中，氯气溶解在水中后，水解为HCl和次氯酸，其中次氯酸起主要消毒作用。氯气投加量一般控制在1-5mg/L,接触时间为30分钟。（六）浓缩池：浓缩池的形式有重力浓缩池，气浮浓缩池和离心浓缩池等。重力浓缩池是污水处理工艺中常用的一种污泥浓缩方法，按运行方式分为连续式和间歇式，前者适用于大中型污水厂，后者适用于小型污水厂和工业企业的污水处理厂。浮选浓缩适用于疏水性污泥或者悬浊液很难沉降且易于混合的场合，例如，接触氧化污泥、延时曝起污泥和一些工业的废油脂等。离心浓缩主要适用于场地狭小的场合，其最大不足是能耗高，一般达到同样效果，其电耗为其它法的10倍。从适用对象和经济上考虑，故本设计采用重力浓缩池。形式采用连续式的，其特点是浓缩结构简单，操作方便，动力消耗小，运行费用低，贮存污泥能