某污水厂设计倒置AAO工艺

摘摘 要要 本次毕业设计的题目为 xx 市某污水处理厂工艺设计 倒置 AAO 工艺 设计主要任务是根据该市污水性质 排污规模的要求完成污水处理厂初步设计 和单项处理构筑物设计 其中污水处理厂初步设计要完成设计说明书一份 污水处理厂总平面图一 张及污水处理厂污水与污泥高程图一张 单项处理构筑物设计中 主要是完成 主体处理构筑物平面图及剖面图及部分大图样 该污水处理厂工程 规模为 7 万吨 日 该污水处理厂的污水处理流程为 污水由市政排水管网经格栅由泵房提升 进入到涡流沉砂池 进入倒置 AAO 反应池 进入辐流式二沉池 进入接触池 最后出水 污泥的流程为 从二次沉淀池池排出的剩余污泥进入回流污泥泵房 再由污水泵送入浓缩池 再进入储泥池 由浓缩污泥泵房提升送入污泥脱水间 最后泥饼外运处置 污水处理厂处理后的出水优于国家污水综合排放标准 GB 中的二级标准 所选择的倒置 AAO 工艺 具有良好的脱氮除磷功能 关键词关键词 倒置 AAO 工艺 脱氮除磷 I ABSTRACT The topic of this graduate design is about the design of the sewage treatment plant in the development area of economy and techonology in Da lian City The technics of the plant is the inverted AAO process The main task is the primary design of the plant and the shop drawing of the oxidation ditch pond The task of the primary design is that a design book a plan of the plant the high drawing of the treatment of sludge and sewage In the single disposal build design the harvest is that the section plane drawing the plan and some part magnifying drawings of the inverted AAO process The construction of this plant is 70000 ton per day The process of the sewage in the plant is that The sewage runs from pump house to sand sinking pond enters the pond of sedimentation tank enters disinfection pond then enters calculation trough at last lets out The process of the sludge is that Surplus sludge from the sedimentation tank enters concentration pond enters digestion pong then it is dehydrated at last it is carried out of the plant The outlet water of the plant meets the level two of the National Sewage Discharge Standard GB8978 1996 There is an inverted AAO process prevents sludge from eapending promots releasing phosphorus and strengthens anti nitration Key words The inverted AAO process Taking off the nitrogen and the phosphorus II 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 前 言 1 第一部分 设计说明书 2 第一章 设计概论 2 1 1 设计任务 2 1 2 设计目的 2 1 3 设计要求 2 1 4 设计数据及材料 3 1 5 处理程度的计算 4 第二章 总体设计 5 2 1 工艺比较选择 5 2 2 主要生产构筑物工艺设计 16 2 2 1 格栅间 16 2 2 2 污水提升泵房 16 2 2 3 沉砂池 16 2 2 4 倒置 AAO 池 17 2 2 5 鼓风机房 17 2 2 6 二次沉淀池 17 2 2 7 接触消毒池 18 2 2 8 回流污泥泵房 18 2 2 9 污泥浓缩池 18 2 2 10 脱水车间 19 第三章 污水处理厂总体布置 20 3 1 污水厂平面布置 20 3 1 1 污水处理厂平面布置的原则 20 3 1 2 污水处理厂的平面布置 22 III 3 2 污水厂的高程布置 22 3 2 1 污水处理厂高程的布置方法 22 3 2 2 本污水处理厂高程计算 24 第四章 组织结构与人员编制 27 第五章 污水厂投资估算 28 5 1 土建部分 28 5 2 设备部分 29 5 3 总投资费用 29 5 4 经济效益分析 30 第二部分 设计计算书 31 第一章 设计流量 31 1 1 设计规模 31 1 2 设计最大流量 31 第二章 格栅设计计算 32 第三章 泵房设计计算 35 第四章 沉砂池设计 36 4 1 工作原理 36 4 2 设计数据 37 第五章 倒置 AAO 生物反应池设计计算 39 第六章 二次沉淀池设计计算 50 第七章 接触消毒池设计计算 54 7 1 液氯消毒工艺设计计算 54 7 2 接触池设计计算 55 第八章 污泥浓缩池设计计算 56 结 语 59 参考文献 60 致 谢 62 0 前 言 在维系人的生存 保障经济建设和维护社会发展的所有自然要素中 水的 重要性毋庸赘述 然而随着工业化 城市化加快 世界面临着水资源短缺 污 染严重的挑战 在中国尤其严重 中国是世界 13 个缺水国家之一 全国 600 多个城市中 目前大约一半的城市缺水 水污染的恶化更使水短缺雪上加霜 我国江河湖泊 普遍遭受污染 全国 75 的湖泊出现了不同程度的富营养化 90 的城市水域污 染严重 南方城市总缺水量的 60 70 是由于水污染造成的 对我国 118 个 大中城市的地下水调查显示 有 115 个城市地下水受到污染 其中重度污染约 占 40 水污染降低了水体的使用功能 加剧了水资源短缺 对我国可持续发 展战略的实施带来了负面影响 我国水体污染主要来自两方面 一是工业发展超标排放工业废水 二是城 市化中由于城市污水排放和集中处理设施严重缺乏 大量生活污水未经处理直 接进入水体造成环境污染 工业废水近年来经过治理虽有所减少 但城市生活 污水有增无减 占水质污染的 51 以上 据环境部门监测 1999 年全国近 80 的生活污水未经处理直接进入江河湖海 年排污量达 400 亿立方米 造成全国 三分之一以上水域受到污染 本设计为为 xx 市某新建污水处理厂进行工艺设计 设计水质为 85 生活污 水及 15 工业废水 设计规模为 70000 出水要求达到国家二级排放标准 dm3 设计采用倒置 AAO 工艺 该工艺流程简单 运行控制方便 占地面积较小 出 水水质优于二级排放标准 是目前应用较多的工艺 通过本次毕业设计 我们将经受一次较为全面 严格的工程设计训练 熟 悉污水处理厂工艺设计过程 了解现代工程设计计算方法 培养分析解决问题 的能力 树立高度的工作责任感 1 第一部分 设计说明书 第一章第一章 设计概论设计概论 1 1 设计任务 本次毕业设计的主要任务是完成 xx 市某污水处理厂倒置 AAO 工艺处理城 市污水设计 工程内容包括 1 污水处理厂方案的总体设计 通过调研收集资料 确定污水处理工艺方 案 进行总体布局进行 竖向设计 厂区管道布置 厂区道路及绿化设计 完 成污水处理厂总平面及高程设计图 2 进行污水处理厂各构筑物工艺计算 包括初步设计 设备选型 图中应 有设备 材料一览表 3 进行辅助建筑物 包括鼓风机房 泵房 加药间 脱水机房等 的设计 包括尺寸 面积 层数的确定 完成设备选型 1 2 设计目的 随着城市经济的发展和人们生活水平的不断提高 对环境保护的意识越来 越强 污水处理率日益成为城镇及区域环境保护的重要指标 本设计旨在使学 生根据污水性质 排放规模 现实的城市条件和排放水域的要求 选择较适宜 的城市污水处理工艺 达到排放标准或回用的水质要求 1 3 设计要求 1 独立思考 独立完成 2 完成主要处理构筑物的设计布置 3 工艺选择 设备选型 技术参数 性能 详细说明 2 4 提交的成品 设计说明书 高程图 厂区平面布置图 主要构筑物 平 剖面 图 1 4 设计数据及材料 1 设计规模 70000 3 m d 2 废水来源 生活污水 85 生产废水 15 3 设计进出水质 见下表 水质参数进水水质出水水质 CODCr mg L 650100 BOD5 mg L 33020 SS mg L 35020 氨氮 mg L 3020 TP 以 P 计 mg L 61 4 气象资料 气温资料 年平均气温 11 月平均气温 5 年最低气温 20 月平均最高气温 24 年最高气温 35 月平均最低气温 5 温度在 10 以下的天数 75d 温度在 0 以下的天数 110d 降雨量 650mm 年蒸发量 200mm 常年主导风向 WS 5 地质资料 污水处理厂处 土壤性质冰冻深度 m 地下水位 在地表下 m 亚粘土 17 6 厂区规划地形图 厂区按整平地形考虑 距河 500 米 高差 0 4 米 3 7 厂区供电情况及其它问题 就近接入电源 设配电箱即可 1 5 处理程度的计算 1 BOD5的去除率 0 0 0 0 9 93100 330 20330 2 CODcr的去除率 6 84 100 650 100650 3 SS 的去除率 3 94 100 350 20350 4 总氮的去除率 出水标准中的氨氮为 25mg L 处理水中的总氮设计值取 20mg L 氨氮的 去除率为 3 33 100 30 2030 5 总磷的去除率 34 83 100 6 16 4 第二章第二章 总体设计总体设计 2 1 工艺比较选择 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 7 万吨 属于中等规模的污水处理厂 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 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 倒置 AAO 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 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 A O 工艺 A2 O 工艺 倒置 AAO 工艺 SBR 及其改良工艺 氧化沟工艺 2 适合于中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 比较成熟的适合中等规模具有除磷 脱氮的工艺有 A2 O 工艺 5 A O 工艺 倒置 AAO 工艺 SBR 及其改良工艺 氧化沟及其改良工艺 A O 工艺 A2 O 工艺 倒置 AAO 工艺 各种氧化沟工艺 SBR 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 一一 A A2 2 O O 处理工艺处理工艺 如下图所示如下图所示 厌氧 缺氧 好氧好氧 二沉池 内回流 污泥回流 图 1 2 工艺流程 1 A2 O 处理工艺是 Anaerobic Anoxic Oxic 的英文缩写 它是厌氧 缺氧 好氧生物脱氮除磷工艺的简称 A2 O 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 A2 O 工艺的特点 优点 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 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 在厌氧 缺氧 好氧交替运行下 丝状菌不会大量繁殖 SVI 一般小于 100 不会发生污泥膨胀 污泥中含磷量高 一般为 2 5 以上 缺点 除磷效果难于再行提高 污泥增长有一定的限度 不易提高 特别是 当 P BOD 值高时更是如此 脱氮效果也难于进一步提高 内循环量一般以 2Q 为限 不宜太高 否 则增加运行费用 6 对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧 减少停留时间 防止产生厌氧 状态和污泥释放磷的现象出现 但溶解氧浓度也不宜过高 以防止循环混合液 对缺氧反应池的干扰 二 倒置二 倒置 AAOAAO 处理工艺处理工艺 与常规A2 O 工艺相比 倒置AAO 工艺省去了混合液内回流 适当加大了污 泥回流比 其工艺流程如图1 所示 图图2 倒置倒置AAO 工艺流程工艺流程 Fig 1 Flow chart of inverted AAO process 根据进水水质不同 通过缩短初沉时间或者取消初沉池来满足倒置AAO工 艺的需要 初沉时间的缩短 一方面使得沉砂池出水中的微生物和部分或全部 有机物直接进入生化反应系统 增加了反应池进水的有机物总量 保证了脱氮除 磷新工艺对碳源的需要 提高了化反应系统对氮 磷的去除效率 另一方面为微 生物提供了良好的栖息场所 使系统的生物种类和数量都大幅度提高 缺氧池 厌氧池配有搅拌设备 好氧池通过曝气维持供氧 三个工艺段的 作用如下 缺氧段 微生物利用进水中有机物为碳源 使得回流污泥带来的硝态 氮反硝化 形成N2 或NxOy 逸至大气中 达到脱氮目的 厌氧段 水中溶解氧和硝 态氮结合氧均已消耗完毕处于厌氧状态 聚磷微生物利用胞内聚磷分解产生的 能量吸收污水中的易降解COD 同时释放磷酸盐 好氧段前段主要降解污水中的 有机质并过量吸磷 到好氧区后段则BOD5大幅度降低 BOD5 TKN 值较低利于硝化 菌的生长 主要进行硝化反应 缺氧段 厌氧段并无严格的界限 主要取决于工 艺构筑物采用的形式和前置反硝化的效果 生化反应池较高的污泥浓度不仅从 固定的生化反应池容积中争取到好氧池硝化所需要的反应容积 而且活性污泥 絮体内部的缺氧微环境使得硝化和反硝化过程在曝气时段内就同步进行 从而 为进一步提高系统的脱氮效率创造了条件 倒置AAO 工艺具有以下特点 缺氧厌氧好氧 剩余污泥 二沉池 进水 来自沉砂池 短时初沉池 超越管 出水 7 缺氧区位于工艺系统首端 优先满足反硝化碳源需求 强化了处理系统 的脱氮功能 所有的回流污泥全部经过完整的厌氧释磷与好氧吸磷过程 具有 群体 效应 同时聚磷菌经过厌氧释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境 其在厌 氧状态下形成的吸磷动力可以得到充分利用 提高了处理系统的除磷能力 通过取消初沉池或缩短初沉池停留时间 不仅增加了系统脱氮除磷所需 的碳源 而且提高了处理系统内的污泥浓度 强化了好氧区内的同步反硝化作用 进 一步缓解了处理系统内的碳源矛盾 提高了处理系统的脱氮除磷效率 将常规A2 O 工艺的混合液回流系统与污泥回流系统合二为一组成了唯 一的污泥回流系统 工艺流程简捷 运行管理方便 占地面积减少 与常规A2 O 工艺相比 倒置AAO 工艺的流程形式和规模要求与传统法 工艺更为接近 在老厂改造方面更具推广优势 三 氧化沟工艺三 氧化沟工艺 严格地说 氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺 但是随着氧化沟技术 的发展 它早已超出原先的实践范围 出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技 术相结合的污水处理工艺流程 按照运行方式 氧化沟可以分为连续工作式 交替工作式和半交替工作式 连续工作式氧化沟 如帕斯韦尔氧化沟 卡鲁塞 尔氧化沟 奥贝尔氧化沟在我国应用比较多 这些氧化沟通过设置适当的缺氧 段 厌氧段 好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果 连续工作式氧化沟又可分 为合建式和分建式 交替工作式氧化沟一般采用合建式 多采用转刷曝气 不设二沉池和污泥回流设施 交替工作式氧化沟又可分为单沟式 双沟式和三 8 沟式 交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和 SBR 工艺的一些特点 可以根据水 量水质的变化调节转刷的开停 既可以节约能源 又可以实现最佳的除磷脱氮 效果 氧化沟具有以下特点 1 工艺流程简单 运行管理方便 氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化 池 有些类型氧化沟还可以和二沉池合建 省去污泥回流系统 2 运行稳定 处理效果好 氧化沟的 BOD 平均处理水平可达到 95 左右 3 能承受水量 水质的冲击负荷 对浓度较高的工业废水有较强的适应 能力 这主要是由于氧化沟水力停留时间长 泥龄长和循环稀释水量大 4 污泥量少 性质稳定 由于氧化沟泥龄长 一般为 20 30 d 污泥在 沟内已好氧稳定 所以污泥产量少从而管理简单 运行费用低 5 可以除磷脱氮 可以通过氧化沟中曝气机的开关 创造好氧 缺氧环 境达到除磷脱氮目的 脱氮效率一般 80 但要达到较高的除磷效果则需要 采取另外措施 6 基建投资省 运行费用低 和传统活性污泥法工艺相比 在去除BOD 去除BOD和NH3 N及去除BOD和脱氮三种情况下 基建费用和运行费用都有较大 降低 特别是在去除BOD和脱氮情况下更省 同时统计表明在规模较小的情况 下 氧化沟的基建投资比传统活性污泥法节省更多 Carrousel 原指游艺场中的循环转椅 如下图 为一个多沟串联系统 进水 与活性污泥混合后沿箭头方向在沟内不停的循环流动 采用表面机械曝气器 每沟渠的一端各安装一个 靠近曝气器下游的区段为好氧区 处于曝气器上游 和外环的区段为缺氧区 混合液交替进行好氧和缺氧 不仅提供了良好的生物 9 脱氮条件 而且有利于生物絮凝 使活性污泥易于沉淀 Orbal 氧化沟 即 0 1 2 工艺 由内到外分别形成厌氧 缺氧 和好 氧三个区域 采用转碟曝气 由于从内沟 好氧区 到中沟 缺氧区 之间没有回 流设施 所以总的脱氮效率较差 在厌氧区采用表面搅拌设备 不可避免的带 入相当数量的溶解氧 使得除磷效率较差 三沟式氧化沟属于交替运行式氧化沟 由丹麦 Kruger 公司创建 如上图 由三条同容积的沟槽串联组成 两侧的池子交替作为曝气池和沉淀池 中间的 池子一直作为曝气池 原污水交替地进入两侧的池子 处理出水则相应地从作 为沉淀池的池中流出 这样提高了曝气转刷的利用率 达 59 左右 另外也有 利于生物脱氮 三沟式氧化沟流程简洁 具有生物脱氮功能 由于无专门的厌 氧区 因此 生物除磷效果差 而且由于交替运行 总的容积利用率低 约为 55 设备总数量多 利用率低 四 四 SBRSBR工艺工艺 SBR 是一种间歇式的活性泥泥系统 其基本特征是在一个反应池内完成污 水的生化反应 固液分离 排水 排泥 可通过双池或多池组合运行实现连续 进出水 SBR 通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标 具 10 有很大的灵活性 SBR 池通常每个周期运行 4 6 小时 当出现雨水高峰流量时 SBR 系统就从正常循环自动切换至雨水运行模式 通过调整其循环周期 以适 应来水量的变化 SBR 系统通常能够承受 3 5 倍旱流量的冲击负荷 SBR 工艺具有以下特点 1 SBR 工艺流程简单 管理方便 造价低 SBR 工艺只有一个反应器 不需要二沉池 不需要污泥回流设备 一般情况下也不需要调节池 因此要比 传统活性污泥工艺节省基建投资 30 以上 而且布置紧凑 节省用地 由于科 技进步 目前自动控制已相当成熟 配套 这就使得运行管理变得十分方便 灵活 很适合小城市采用 2 处理效果好 SBR 工艺反应过程是不连续的 是典型的非稳态过程 但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的 尽管是处于完全混合状态中 随时间的延续而逐渐降低 反应器内活性污泥处于一种交替的吸附 吸收及生 物降解和活化的变化过程之中 因此处理效果好 3 有较好的除磷脱氮效果 SBR 工艺可以很容易地交替实现好氧 缺氧 厌氧的环境 并可以通过改变曝气量 反应时间等方面来创造条件提高除磷脱 氮效率 4 污泥沉降性能好 SBR 工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌 的生长 减少了污泥膨胀的可能 同时由于 SBR 工艺的沉淀阶段是在静止的状 态下进行的 因此沉淀效果更好 5 SBR 工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量 水质波动 6 其最大的缺点就是操作复杂 难以管理 首先 大部分 SBR 工艺采用 间歇进水 排水 为实现连续进出水需在几个 SBR 反应器之间频繁切换 其次 SBR 循环出现厌氧 好氧 缺氧环境 环境边界变化范围大 特定环境下优势 菌属的生化反应是渐变和滞后的过程 此外 脱氮和除磷在同一反应器中进行 相互之间的影响在所难免 3 适合于中型污水处理厂的除磷脱氮工艺的比较 上述适合于中型污水处理厂的除磷脱氮工艺比较多 为了选择出经济技术 更合理的处理工艺 以下对上述适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺进行 11 经济技术比较 表2 1 适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺的比较 工艺名称氧化沟工艺倒置AAO工艺A2O工艺SBR工艺 优 点 1 处理流程简 单 构筑物少 基 建费用省 2 处理 效果好 有稳定的 除P脱N功能 3 对 高浓度的工业废水 有很大稀释作用 4 有较强的抗冲击 负荷能力 5 能处 理不容易降解的有 机物 6 污泥生成 量少 污泥不需要 消化处理 不需要 污泥回流系统 7 技术先进成熟 管 理维护简单 8 国 内工程实例多 容 易获得工程设计和 管理经验 9 对于 中小型污水厂投资 省 成本底 10 无须设初沉池 二 沉池 1 较A2O 工艺省却了污 泥内回流系统 节省了投资及 运行费用 2 可设短时初沉 池或不设 3 不设污泥消化 池 4 出厂污 泥含磷量高 肥效高 5 工 艺简单 运行 操作容易 6 国内工程实例 多 容易获得 工程设计和管 理经验 8 与 常规A2O工艺相 比 流程形式 和规模要求与 传统法工艺更 为接近 在老 厂改造方面更 具推广优势 1 具有较好 的除P脱N功能 2 具有改善污 泥沉降性能的作 用的能力 减少 的污泥排放量 3 具有提高对难 降解生物有机物 去除效果 运行 效果稳定 4 技 术先进成熟 运 行稳妥可靠 5 管理维护简单 运行费用低 6 沼气可回收利用 7 国内工程实例 多 容易获得工 程设计和管理经 验 1 流程十分 简单 2 合建式 占地省 处理成 本底 3 处理效 果好 有稳定的 除P脱N功能 4 不需要污泥回流 系统和回流液 不设专门的二沉 池 5 除磷脱氮 的厌氧 缺氧和 好氧不是由空间 划分的 而是由 时间控制的 12 缺 点 1 周期运行 对自动化控制能力 要求高 2 污泥稳 定性没有厌氧消化 稳定 3 容积及设 备利用率低 4 脱 氮效果进一步提高 需要在氧化沟前设 厌氧池 5 占地面 积大 1存在活性 污泥法的一些 通病 如低温 条件下系统硝 化功能将大幅 度降低 2 C N 与C P值过低时 除磷脱氮效果 将受到影响 1 处理构筑 物较多 2 污 泥回流量大 能 耗高 3 用于 小型水厂费用偏 高 4 沼气利用 经济效益差 1 间歇运行 对自动化控制能 力要求高 2 污 泥稳定性没有厌 氧消化稳定 3 容积及设备利用 率低 4 变水位 运行 电耗增大 5除磷脱氮效果一 般 综上所述 可得比较适合本污水处理厂的工艺是倒置AAO工艺 因为这种 工艺具有较好的除磷脱氮功能 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 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 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 4 倒置AAO法同步脱氮除磷工艺的原理 倒置AAO生物反应池分为三个部分 即缺氧池 厌氧池 好氧池 缺氧池 厌氧池配有搅拌设备 好氧池通过曝气维持供氧 三个工艺段的作用如下 缺 氧段 微生物利用进水中有机物为碳源 使得回流污泥带来的硝态氮反硝化 形 成N2 或NxOy 逸至大气中 达到脱氮目的 厌氧段 水中溶解氧和硝态氮结合氧 均已消耗完毕处于厌氧状态 聚磷微生物利用胞内聚磷分解产生的能量吸收污 水中的易降解COD 同时释放磷酸盐 好氧段前段主要降解污水中的有机质并过 量吸磷 到好氧区后段则BOD 大幅度降低 BOD TKN 值较低利于硝化菌的生长 主要进行硝化反应 缺氧段 厌氧段并无严格的界限 主要取决于工艺构筑物 采用的形式和前置反硝化的效果 生化反应池较高的污泥浓度不仅从固定的生 化反应池容积中争取到好氧池硝化所需要的反应容积 而且活性污泥絮体内部 的缺氧微环境使得硝化和反硝化过程在曝气时段内就同步进行 从而为进一步 提高系统的脱氮效率创造了条件 13 表2 2 倒置AAO工艺的主要运行参数 Tab 1 Main operating parameters of inverted AAO process 运行参数取值 缺氧区水力停留时间 h 2 0 4 0 厌氧区水力停留时间 h 2 0 4 0 好氧区水力停留时间 h 6 0 10 0 污泥回流比 R1 5 2 5 泥龄 SRT d 8 20 好氧区溶解氧DO mg L 1 5 2 0 常温 0 15污泥负荷 dkgMLSSkgBOD 5低温 0 10 传统活性污泥法老厂改造5 7 常规A2O工艺污水厂改造 4 0 污泥浓度 g L 新建污水厂 4 0 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 工艺流程见下图 14 上清液至厂内污水管 出水 沉砂池倒置 AAO 池配水井 二次沉淀池 污泥泵房 污泥浓缩池 格栅 泵房 城市污水 储泥池 鼓风机房 脱水间 砂水分离器接触消毒池 栅渣 砂渣 外运处理 干泥外运 上清液至厂内污水管 事故超越管 加氯消毒 15 2 2 主要生产构筑物工艺设计 2 2 1 格栅间 平面尺寸 长 宽 6 0 米 8 0 米 地下深 1 489 米 为钢筋砼结构 格栅 间内设两道机械格栅 机械格栅宽 2 03 米 高 1 00 米 栅条间隙 20 毫米 安 装倾角 60 选用 2 台 BLQ Y 型格栅除污机 每台过水流量为 45144 m3 d 2 2 2 污水提升泵房 泵房采用半地下室钢筋砼结构 平面尺寸 长 宽 8 00 米 16 60 米 地 下埋深 3 13 米 采用立式污水泵抽升污水 泵房内设五台型号为 300QW900 8 37 的立式污水泵 四用一备 单泵流量为 900 米 3 小时 扬程为 8 0 米 转 速 980 转 分 电机功率 37 千瓦 每台泵出水管上设微阻缓闭止回阀 起吊设备采用电动单梁起重机 最大 起重量为3吨 2 2 3 沉砂池 沉砂池采用了佩斯塔 pista 沉砂池 分两组设 2 池 单池直径为 3 66 m 池深为 3 04 m 用砂泵直接从砂斗底部经吸水管排砂 由两座沉砂池排出 的泥砂经 2 台国产的砂水分离器处理后外运处置 涡流沉砂池利用水力涡流 使泥沙和有机物分开 以达到除砂目的 污水 从切线方向进入圆形沉砂池 进水渠道末端设一跌水槛 使可能沉积在渠道底 部的砂子向下滑入沉砂池 还设有一个挡板 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 持循环 桨板 挡板和进水水流组合在一起在沉砂池内产生螺旋状环流 如图 示 在重力作用下 使砂子沉下 并向池中心移动 由于越靠中心水流断面 越小 水流速度逐渐加快 最后将沉砂落入砂斗 而较轻的有机物 则在沉砂 池中间部分与砂子分离 池内的环流在池壁处向下 到池中间则向上 加上桨 板的作用 有机物在池中心部位向上升起 并随着出水水流进入后续构筑物 16 佩斯塔沉砂池除砂效率大于95 砂粒 0 297 有机物分离效率 大于95 大于钟式沉砂池 2 2 4 倒置 AAO 池 倒置 AAO 生物池分两组 共 2 座 污泥负荷 dkgMLSSkgBODN 5 15 0 污泥浓度为 4 0 g L 单池平面尺寸为 49 0 m 49 1m 不包括隔墙厚度 池 深为 5 0 m 有效水深为 4 0 m 每池分三区即缺氧区 厌氧区及好氧区 缺 氧区设 1 台 厌氧区设 2 台进口潜水搅拌机 单台搅拌机的功率为 2 3 kW 好 氧区设有 1397 个 PBP 橡胶盘形微孔曝气器 曝气量为 每池 15 2 3 个 hm 设有 2 根进气总管 每根总管设有 1 个进口电动空气调节蝶阀 用于调节供氧 量 充氧方式采用高效的鼓风微孔曝气 智能化的控制管理 这大大提高了 氧的利用率 在确保常规二级生物处理效果的同时 经济有效地去除了氮和磷 2 2 5 鼓风机房 鼓风机房与全厂的变配电间合建 其平面尺寸为 40 0m 15 0 m 机房内 设 4 台进口单级离心鼓风机 型号为 KA22S GL225 电机功率为 500 kW 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 2 6 二次沉淀池 二次沉淀池分为两组共两座 每组规模为 35000 dm 3 二沉池采用周边进水 周边出水幅流式沉淀池 每座池内径 42 米 池周 边水深 5 8 米 为半地下式钢筋砼结构 表面负荷 1 4 停留时间 23 hmm 17 为 2 0 小时 有效水深 5 5 米 另加超高 0 3 米 缓冲层 0 3 米 底斜坡 0 2 米 泥斗原设为 1 8 米 二沉池总高为 8 1 米 出水采用双侧三角堰板出水 堰上负荷为 0 47 升 秒 两座池共用一座三套筒式配水井 配水井井面面积 11 5 2 米 每座二沉池上设 1 台进口全桥式刮泥机 旋转速度 1 5 转 时 2 2 7 接触消毒池 接触池设两座 每座长 45 米 宽 10 米 分四格 每格 2 5 米 由于液氯 消毒效果好且运转成本低 技术成熟 投配设备简单且有后续消毒作用 故出 水选用液氯消毒 加氯间和氯库合建 加氯间内设两台加氯机及其配套投加设 备 一台水加压泵 氯库中设 8 只氯瓶 容量为 1000kg 只 氯瓶分两排布置 设 4 台称量氯瓶质量的液压磅秤 为搬运氯瓶方便 氯库内设 CD12 6D 单轨 电动葫芦一个 轨道在氯瓶上方 并通到氯库大门外 氯库外设事故池 池中长期贮水 水深 1 5 米 加氯系统的电控柜 自动 控制系统均安装在值班控制室内 为方便观察巡视 值班室与加氯间设大型观 察窗及连通的门 加氯间设一台 T30 3 通风轴流风机 配电功率 0 4kw 并安装 1 台漏氯 探测器 2 2 8 回流污泥泵房 泵房内设有回流污泥泵和剩余污泥泵 均采用进口潜污泵 采用半地下室 钢筋砼结构 平面尺寸 20 0 米 10 3 米 地下埋深 1 8 米 泵房内设两台 回流污泥泵 最大回流比为 200 泵 型号 300QW900 8 37 流量 1300 扬程 6 5 米 转速 980 转 分 电机功率 37 千瓦 效率 76 泵时米 3 房内还设有两台剩余污泥泵 单台流量 400m3 h 扬程 10 0m 转速 1470 转 分 电机功率 18 5 千瓦 效率 81 2 2 2 9 污泥浓缩池 处理厂每日排放剩余污泥量 2475 67m3 进入浓缩池污泥含水率 99 4 18 浓缩后含水率 97 设浓缩池 2 座 每座池内径 18 0 米 有效水深 3 125 米 缓冲层高 0 3 米 斜坡底高 0 39 米 斗高 1 0 米 超高 0 4 米 池总高 5 215 米 采用半地下式钢筋砼结构 每座池内设 1 台进口浓缩机桥 旋转直径 18 0 米 转速 0 05 转 分 浓缩池内径浓缩后的污泥重力自流至脱水车间进行脱水 上清液则排入厂内污水管格栅前集水井内 2 2 10 脱水车间 每日由浓缩池来的干泥泥量为 4109 8kg 含水率 97 污泥体积 661m3 d 污泥经压滤脱水后 含水率为 80 脱水后的污泥外运 脱水车间内 设 2 台 3 米宽滚压带式压滤机 一用一备 另预留一台机组位置 单台处理能 力 230 两台机组每天工作 12 小时 车间内另设有与压滤机配 hmkg 干泥 套的单螺杆污泥投配泵 2 台 与两台滚压带式压滤机一一对应 单台流量 21 4 扬程 15 混凝剂选用聚丙烯酰胺 投加量为 0 35 污泥干重 3 hmm 脱水机房每日工作为三班制选用两个容积为 3 0m3的药箱 配置两台 JBK 型反 应搅拌机 桨叶直径 d 1200mm 功率 P 0 75kw 桨板外缘线速度 5 6m min 聚丙烯酰胺投加浓度为 0 1 故选用两套在线稀释设备 包括两台水射器和 两台流量计量仪 以及配套的调节控制阀件 聚丙烯酰胺药剂的投加采用单螺 杆泵 共两台 一台备用 投加流量为 225L h 另选用两台离心清水泵 一用 一备 19 第三章第三章 污水处理厂总体布置污水处理厂总体布置 3 1 污水厂平面布置 3 1 1 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 处理构筑物是污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3O 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 厂区污水管 及电缆管线等 设计如下 20 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管 与进厂污 水一并处理 2 污泥管道 污泥管道主要为二沉池出泥管 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 在泵房格栅前设置事故排放管 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 主要在进水泵房后设事故超越管 直接排放 以便在后续构筑物发生事 故时污水能顺利排入河流 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 电缆管线 厂内电缆管线主要采用电缆沟形式敷设 局部辅以穿管埋地方式敷设 3 厂区道路 围墙设计 为便于交通运输和设备的安装 维护 厂区内主要道路宽为 12 米和 6 米 次要道路为 3 4 米 道路转弯半径一般均在 6 米以上 道路布置成网格状的 交通网络 每个建 构筑物周边均设有道路 路面采用混凝土结构 4 辅助建筑物 污水处理厂内的辅助建筑物有 泵房 办公楼 宿舍楼 变电所 机修车 间 仓库 食堂等 他们是污水处理厂不可缺少的组成部分 其建筑面积大小 应按具体情况与条件而定 有可能时 可设立试验车间 以不断研究与改进污水处理技术 辅助构筑 21 物的位置应根据方便 安全等原则确定 在污水处理厂内应合理的修筑道路 方便运输 广为植树绿化美化厂区 改善卫生条件 改变人们对污水处理厂 不卫生 的传统看法 按规定 污水 处理厂厂区的绿化面积不得少于30 5 本设计污水处理厂的平面布置 根据污水处理厂平面布置的原则 本设计污水处理厂的平面布置采用分区 的方法 共分三区 厂前区 生活区 污水处理区 污泥处理区 1 厂前区布置 设计力争创造一个舒适 安全 便利的条件 以利于 工作人员的活动 设有宿舍楼 办公楼 食堂 车库 维修车间及传达室等 建筑物前留有适当空地可作绿化用 办公楼前设花坛一座 以美化环境 大门 左右靠墙两侧设绿化带 2 水区布置 设计采用 一 型布置 其优点是布置紧凑 分布协调 条块分明 同时对辅助构筑物的布置较为有利 3 泥区布置 考虑到空气污染 将泥区布置在夏季主导风向的下风向 同时 远离人员集中地区 脱水机房接近厂区后门 便于污泥外运 3 1 2 污水处理厂的平面布置 污水处理厂东侧为河流 在厂区平面布置及高程布置时 主要根据各构筑 物的功能和流程的要求 结合厂址地形 地质条件 进出水方向的可能来进行 布置 在平面布置中根据进水方向 在进厂污水管道经格栅进入污水进水泵房 而根据排放水体方向及考虑夏季主导风向将污水处理构筑物依其流程由西向东 布置 形成处理厂生产区 全厂的行政管理中心办公楼则位于进厂大门的西侧 仓库 机修车间则为厂区东南侧 厂区绿化用地较多 可改善厂内卫生条件 在 高程布置上 处理构筑物标高仅按处理后污水能自然排出为前提 使进厂污水 泵房扬程最小 节省运行费用 22 3 2 污水厂的高程布置 3 2 1 污水处理厂高程的布置方法 1 选择两条距离最长 水头损失最大的流程进行水力计算 2 以污水接纳的水体的最高水位为起点逆污水处理流程向上计算 3 在作高程布置时 还应注意污水流程与污泥流程积极配合 污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是 确定各处理构筑物和泵 房的标高 确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高 通过计算确定各部 位的水面标高 从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅地流动 保 证污水处理厂的正常运行 为了降低运行费用和便于维护管理 污水在处理构筑物之间的流动 以重 力流考虑为宜 污泥流动不在此例 为此 必须精确的计算污水流动中的水头 损失 水头损失包括 1 污水流经各处理构筑物的水头损失 在作初步设计时可按下表所列数 据估算 但应当认识到 污水流经处理构筑物的水头损失 主要产生在进口和 出口和需要的跌水 多在出口处 而流经构筑物本身的水头损失则很小 表 3 1 各构筑物水头损失 9 构筑物名称水头损失 cm 构筑物名称水头损失 cm 格栅10 25双层沉淀池10 20 沉砂池10 25曝气池污水潜流入池25 50 沉淀池 平流20 40污水跌水入池50 150 竖流40 50接触池10 30 辐流50 60配水井10 20 2 污水流经连接前后两处构筑物管渠 包括配水设备 的水头损失 包括 沿程与局部水头损失 3 污水流经量水设备的水头损失 在对污水处理流程的高程布置时 应考虑下列事项 23 a 选择一条距离最长 水头损失损失最大的流程进行水力计算 并应适 当留有余地 以保证在任何情况下 处理系统都能够运行正常 b 计算水头损失时 一般应以近期最大流量 或泵的最大出水量 作为构 筑物和管渠的设计流量 计算涉及远期流量的管渠和设备时 应以远期最大流 量为设计流量 并酌加扩建时的备用水头 c 设置终点泵站的污水处理厂 水力计算常以接纳处理后污水水体的最 高水位作为起点 逆污水处理流程向上倒推计算 以使处理后污水在洪水季节 也能自流排出 而泵需要的扬程则较小 运行费用也较低 但同时要考虑到构 筑物的挖土深度不宜过大 以免土建投资过大和增加施工上的困难 d 在作高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合 尽量减少抽升 的污泥量 在决定污泥干化场 污泥浓缩池 消化池等构筑物高程时 应注意 它们的污泥水能自动排入污水入流干管或其它构筑物的可能 3 2 2 本污水处理厂高程计算 本设计处理后的污水排入处理厂东侧河流水位后 河流水位接近厂区高程 故以该河流水位作为起点 逆流向上推算各水面高程 1 各处理构筑物间连接管渠的长度 表 3 2 各构筑物间连接管渠长度表 管渠名称长度 m 管渠名称长度 m 出厂管入河 542 78 配水井至好氧池 56 46 配水井与接触池 48 72 缺氧池至沉砂池 8 94 配水井与二沉池 4 18 沉砂池至泵房 32 03 二沉池至配水井 3 76 泵房至格栅 8 71 2 污水处理部分高程计算 河边水位 0 4m 跌水位 1 3m 总出水口水位 0 9m 出水厂管总损失 0 0007 542 78 1 2 0 456m 24 接触池合水处水位水位 1 356m 接触池出水支管损失 0 0016 63 57 1 2 0 122m 接触池出水口水位 1 478m 自由跌水 0 10m 接触池池中水位 1 578m 接触池局部损失 0 20m 接触池进水水位 1 778m 接触池进水支管损失 0 0016 5 4 1 2 0 01m 接触池进水分水处水位 1 788m 配水井至接触池分水处损失 0 0017 43 32 1 2 0 088m 配水井至接触池 配水井出水口水位 1 876m 配水井局部损失 0 10m 二沉池至配水井 配水井进水口水位 1 976m 二沉池至配水井损失 0 0021 3 76 1 2 0 009m 二沉池出水口水位 1 985m 自由跌水 0 10m 二沉池池中水位 2 085m 二沉池局部损失 0 60m 二沉池进水水位 2 685m 配水井至二沉池损失 0 001 4 18 1 2 0 005m 配水井至二沉池 配水井出水口水位 2 690m 二次沉淀池进水管总损失 0 001231 9 75 0 012m 配水井局部损失 0 10m 配水井进水井口水位 2 790m 配水井进水口自由跌水 0 20m 配水井进水剩余水头 0 10m 配水井进水口水位 3 090m 好氧池出水合水处至配水