毕业论文-日处理8万吨的中型污水处理厂工艺设计.doc

黑龙江生态工程职业学院毕业设计（论文）摘 要水是人类最宝贵的自然资源之一，目前全世界正面临着越来越严重的缺水问题。因此，对水资源的保护，特别是对污水的净化处理和研究工作就显得十分重要，建设良好的污水处理厂势在必行。在许多大中城市的缺水问题严重，以及城市中人口密度大，产生的污水量也就很多，所以城市污水处理厂更显得很重要。在我国，中小城市零星分布，因此，中小型污水处理厂更是建设中的重中之重。中小型污水处理厂虽然不如大型的处理量大，但其成本少、易于建设。况且，中小型污水处理厂更适合我国城市众多的特点。处理工艺主要为活性污泥处理工艺以及其他先进的处理方法。本文对日处理8万吨的中型污水处理厂的工艺流程进行了简单的介绍。关键词：污水处理厂；活性污泥；氧化28AbstractThe water is one of the natural resourceses that the mankind are most precious, the whole world faces the more and more serious water shortage problem face to face currently. Therefore, to the protection of the resources of water, seem to be very important to the decontamination processing and the research works of the dirty water especially, constuct the good and dirty water processing factory power at go necessarily.The water shortage problem severity of the city in mainly bigly, and a density of the city middleman is big, output and dirty water quantity also a lot of, so the dirty water of city processing the factory even seems to be very important. At the our country, distribute piecemeal in the small city, therefore, handle in the small scaled and dirty water the factory is also a construction in of heavy in it is heavy.The medium small scaled and dirty water processing factory although the not equal to large processing have great capacity, its cost is little and be easy to the construction. Besides, win the small scaled and dirty water processing factory more in keeping with our country the city numerous characteristicses. Mainly handle the craft to handle craft and the processing method of other forerunnerses for the live and dirty mire. This text handles the craft process that 80,000 medium-sized dirty waters of the tons handle the factory to carry on the simple introduction to the day.Key word: The dirty water processing factory; Live and dirty mire; Oxidize the ditch目 录第1章 前 言1第2章 水质标准、方案选择与工艺流程22.1水质标准与工艺流程22.2方案选择22.3原始数据确定3第3章 设计流量的计算和污水水质污染程度的确定43.1污水流量的计算43.2污水水质污染程度的确定4第4章 主要构筑物设备及工艺设计54.1格栅54.2沉砂池94.3巴氏计量槽104.4初沉池104.5 A/O氧化沟124.6二次沉淀池164.7污泥处理设计184.8自动控制系统22第5章工艺设计特点23致 谢24参考文献25第1章 前 言水是人类的宝贵资源。由于淡水资源日益匮乏及其污染程度的不断加剧，发展环境保护事业，建立污水处理厂，将工业、家庭生活排放的污水，经城市污水处理厂治理后，使之达到国家规定的排放标准，已成为各国政府十分关注的大事。但是，城市污水处理是一门涉及生物、化学、物理等多门学科的综合性技术，其工艺机理较为复杂。随着人类社会的发展，特别是都市化和工业化的迅速发展，污水排放量大大超过了天然水体的自净能力，造成严重的环境污染和生态失衡。在人口聚集的城市、乡镇和排放废水的工矿企业设立污水处理厂，是保护自然环境和人类健康的必要措施。随着环保法律的不断规范和日益严格，我国将逐步建立数以千计的城市污水处理厂。有学者曾根据日处理污水量将污水处理厂分为大、中、小三种规模：日处理量大于10万m3为大型处理厂，1-10m3万为中型污水处理厂，小于1万m3的为小型污水处理厂。近年来，大型污水处理厂建设数量相对减少，而中小型污水厂则越来越多。如何搞好中、小型污水处理厂，特别是中型污水厂，是近几年许多专家和工程技术人员比较关注的问题。本文主要研究的是日处理80000吨污水的中型污水处理厂。第2章 水质标准、方案选择与工艺流程2.1水质标准与工艺流程根据城市污水排放资料，并参照同类型城市污水处理厂实测资料，确定本工程设计进水水质为：BOD=100mg/L，COD=200mg/L，SS=200mg/L，TN=20mg/L，TP=3mg/L。参照污水综合排放标准（GB8978-96），确定设计出水水质为：BOD20mg/L，COD60mg/L，SS20mg/L，TN15mg/L，TP1mg/L。 根据原污水水质和排放要求，污水、污泥处理工艺流程见图2.1。图2.1 污水、污泥处理工艺流程2.2方案选择1. 应根据原始数据与城市地质情况，确定污水处理厂的大概规模，之后要根据水体自净能力、要求处理水质以及当地的具体条件来确定污水处理程度与处理工艺流程。优化选择的工艺流程。平面图布置紧凑，便于管理。2.在确定流程时，同时选择适宜的处理单位构筑物类型。对其进行设计计算时，确定包括有关设计参数、负荷、尺寸与所需的材料、规格等。3.根据原始水质资料、当地具体情况以及污水性质与成分，选择合适的污泥处理工艺方程进行各单位构筑物的设计计算。2.3原始数据确定本设计主要处理为城市生活污水。污水处理量为平均日处理80000m3，预计最大处理量为日处理150000m3。本设计部分数据是根据潮州市第一污水处理厂标准数据来确定的。潮州市第一污水处理厂设计服务范围为31.8km2，人口35万人，近期设计流量为8万m3/d，避开了城市夏季主导风向，紧靠受纳水体三利溪，有利于污水管道建设和环境保护。第3章 设计流量的计算和污水水质污染程度的确定3.1污水流量的计算 （3-1） （3-2）3.2污水水质污染程度的确定1.按照排污口出水水质要求计算ESS。 （3-3）2.按照排污口出水水质要求计算EBOD。 （3-4）第4章 主要构筑物设备及工艺设计4.1格栅格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截,以免其对后续处理单元的机泵和工艺管线造成损坏。由一组平行的金属栅条或筛网制成，被安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大悬浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。格栅上的拦截物称为栅渣，其中包括数十种杂物，大至腐尸，小至树杈、木塞、破布条、碎砖石块、瓶盖、尼龙绳等均能在栅渣中发现。格栅有很多种类。按栅条的形式分有直棒式栅条格栅、转筒式格栅、辐射式格栅、弧形格栅和活动栅条格栅，最常见的格栅是直棒式栅条格栅。按照栅条之间的距离可分粗格栅和细格栅。近年来，由于各种格栅的使用，有人把格珊分为三类：栅距大于40mm的粗格珊，也称保护型格栅；栅距在4-10mm的称细格栅；栅距在1525mm的称中格栅。中小型城市的生活污水处理厂或所需截留的污染物量较少时，可采用人工清理的格栅。这类格栅是用直钢条制成，一般与水平面成4560倾角安放，倾角小时，清理时较省力，但是占地则较大。人工清渣的格栅，其设计面积应采用较大的安全系数，一般不小于进水管渠有效面积的2倍，以免清渣过于频繁。在污水泵站前集水井中的格栅，应特别注重有害气体对操作人员的危害，并应采取有效的防范措施。格栅间应设置操作平台。机械清渣的格栅，倾角一般为6070，有时为90。机械清渣格栅过水面积，一般应不小于进水管渠的有效面积的1.2倍。格栅栅条的断面形状有圆形、矩形以及方形，圆形的水力条件较方形的好，但是刚度较差。目前多采用断面形式为矩形的栅条。设置栅条的渠道，宽度要适当，应使水流保持适当的流速，一方面泥砂不至于沉积在沟渠的底部，另一方面截留的污染物又不至于冲过格栅。通常采用0.6-1.0m/s，最大流量时可高于1.2-1.4m/s。4.1.1粗格栅间根据近期设计流量过栅流速0.8m/s，栅条间隙20mm。共设两道自动除渣的机械格栅，每道机械格栅宽1m，栅条厚度10mm，安装角度75，栅前水深1m，配电功率0.6kW。在每道粗格栅前后均装有电动闸板，备作检修时切换用。机械格栅的耙渣机可人工启动、定时启动或根据格栅前后水位差自动运行。（1）栅条间隙数n （4-1）式中 格栅倾角 N格栅数 b格栅间隙宽度 v污水过栅流速（2）栅槽宽度 （4-2） （3）暗渠宽度 （4-3）（4）进水渠道渐宽部分长度设渐宽部分的倾角为=20则： （4-4）（5）栅槽与进水渠道连接部分渐窄部分的长度 （4-5）（6）通过格栅的水头损失的计算 （4-6）式中 h1水头损失（m）； k格栅受污染物阻塞后水头损失增大倍数，栅条为矩形断面，取k=3； 阻力系数，=2.42 （锐边矩形） g重力加速度（m/s2）（7）栅后槽总高度设栅前槽高度h2=0.3m栅前总高H1=h+h2=1.0+0.3=1.3m栅后总高H=h+h1+h2=1.0+0.091+0.3=1.391m（8）格栅总长度 （4-7） （9）每日栅渣量 （4-8） 式中 W1栅渣量，取W1=0.08； KZ生活污水流量总变化系数，取KZ=1.204.1.2进水泵房厂区进水泵房按预计流量规模设计。选用3台350QW1500-15-90型潜污泵，1台200QW400-15-30型潜水泵，Q=400m3/h，H=15m，n=980r/min，N=30kW。2台350QW1500-15-90型潜污泵（考虑一台备用），Q=1500m3/h，H=15m，n=990r/min，N=90kW。进水房平面净尺寸为18.1m9.2m，地下深度为9.1m。4.1.3细格栅间本工程细格栅间和涡流沉砂池为合建式。根据设计流量过栅流速0.75m/s，栅条间隙6mm。设自动除渣的机械细格栅，每道机械格栅宽1.2m，栅条厚度4mm，栅前水深1.1m，配电功率0.6kW。机械格栅的耙渣机可人工启动、定时启动或根据格栅前后水位差自动运行。（1） 栅条的间隙数设格栅的格栅倾角=60，格栅数N=3 （4-9） （2） 栅槽的宽度 （4-10）（3） 明渠宽度 （4-11）（4）进水渠道渐宽部分的长度设渐宽部分倾角为=20，则： （4-12）（5）栅槽与出水渠道连接部分的渐窄部分的长度 （4-13）（6）通过格栅的水头损失 （4-14） （7）格栅后槽总高度设格栅前渠道高度格栅前总高度格栅后总高度（8）格栅总长度 （4-15） （9）每日栅渣量 （4-16）式中W1=0.10；KZ=1.204.2沉砂池砂是指城市污水中比重较大、易沉淀分离下来的一些颗粒物质，主要包括无机性的砂粒、砾石和少量较重的有机性的颗粒，如果壳皮、骨条、种粒等。在上述颗粒物质的表面还附着一些粘性有机物质，这些粘性有机物质是极易腐败的污泥。污水中的砂如不去处，会在后续处理单元或渠道内沉积，并使设备过度磨损。在污水处理中，沉砂池的主要作用是利用物理原理去除污水中比重较大的无机颗粒，主要包括无机性的砂粒、砾石和较重的有机物质。目前，应用较多的沉砂池有平流沉砂池、竖流式沉砂池、辐流式沉砂池、曝气沉砂池、涡流沉砂池以及斜板式沉砂池。在本工艺中采用涡流沉砂池。它与传统的平流式曝气沉砂池相比，具有除砂效率高，占地面积小，能耗低，土建费用省等优点。旋涡式沉砂池有平底型和斜底型，本设计采用平底型。其特点为：（l）水流为旋涡式，使砂粒保持在转盘周围旋转，直至所有砂粒被旋涡传送至漏斗部分，而较轻的有机物则被送回污水中，使砂和有机物分离，减少砂内的有机物。（2）应变能力强。如遇特殊原因，转盘停止运转，砂粒便会沉积在平底上，但当转盘再次运转，便可恢复砂粒和有机物的分离，若有需要，也很容易将上层平底的砂粒清除。（3）不需依靠空气仲洗来“清洗”砂粒，砂粒从漏斗被传送至浓缩器，使砂粒与水和有机物再进一步分离。（4）为避免在进水渠道有沉积，在进口处设计一个斜度，如有沉积物，便会沿斜度引至池的上层平底上。沉砂池部分数据的确定：（1）沉砂池总有效容积 （4-17）式中 t最大设计流量时的流行时间，一般为1-3min，取t=2min（2）水流断面积 （4-18）式中 v1污水流速，取v1=0.092m/s（3） 沉砂池总宽度 （4-19）式中 h2有效水深，取h2=2m（4）沉砂池总长度 （4-20）长宽比： （4-21）（5）沉砂室所需要的容积 （4-22）式中 X城市污水沉砂量，取30m3/8.0104m3； T清砂间隔时间，取T=1d； KZ污水流量变化系数，取1.20每组沉砂池上设有立式桨叶分离机和输砂泵各1台，沉砂经水力旋流浓缩后，进入砂水分离器，分离后的干砂外运，剩余污水接入进水泵房。4.3巴氏计量槽巴氏计量槽具有价格便宜、水头损失小、操作简便、测量精度不受水中悬浮物的影响等优点，本工程采用巴氏计量槽。计量槽设在涡流沉砂池后的渠道上，计量槽喉宽W=0.9m，测量范围为0.25-1.8m3/s。4.4初沉池4.4.1沉淀的理论依据： 在流速不大时，密度比污水大的一部分悬浮物会借重力作用在污水中沉淀下来，从而实现与污水的分离；这种方法称之为重力沉淀法。根据污水中可沉悬浮物质浓度的高低和絮凝性能的强弱，沉淀过程有以下四种类型，它们在污水处理工艺流程中都有具体体现： 自由沉淀 自由沉淀有时也称为离心沉淀，是一种相互之间无絮凝倾向或弱絮凝倾向的固体颗粒在稀溶液中的沉淀。由于悬浮固体浓度低，而且颗粒间不发生粘和，颗粒的形状、粒径和密度在沉淀过程中基本保持不变，各自独立地完成沉淀全过程。颗粒的形状、粒径和密度都直接决定颗粒下沉速度。另外，由于自由沉淀过程一般历时较短，因此污水的水平流速与停留时间对沉淀效果影响很大。自由沉淀由于发生在稀溶液中，且是离散的，因此入流颗粒浓度不影响沉淀效果。平流沉砂池中砂粒的沉淀过程即为典型的自由沉淀，沉淀效果有污水的水平流速和停留时间决定。初沉池沉淀初期也属于自由沉淀。但初沉池内自由沉淀历时很短，絮体之间很快会相互黏结，形成另外一种沉淀类型。 絮凝沉淀絮凝沉淀是一种絮凝性颗体在稀悬浮液中的沉淀。在絮凝沉淀过程中，各微小絮状颗粒之间能互相粘和成较大的絮体，使颗粒的形状、粒径和密度不断发生变化，因此沉降速度也不断发生变化。初次沉淀池中的颗粒在经过短暂的自由沉淀之后，即马上转变为絮凝沉淀。另外，活性污泥在二次沉淀池内的沉淀初期也属于絮凝沉淀。 成层沉淀当污水中的悬浮物浓度较高时，颗粒相互靠的很近，每个颗粒的沉降过程都受到周围颗粒作用力的干扰，但颗粒之间相对的位置不变，成为一个整体的覆盖层共同下沉。此时，悬浮物与水之间有一个清晰的界面，这种沉淀类型为成层沉淀。活性污泥在二次沉淀池中的沉淀中期以及化学絮凝体在混凝沉淀池中的均属于成层沉淀。压缩沉淀压缩沉淀也称拥挤沉淀。当污水中的悬浮固体浓度很高时，颗粒之间便相互接触彼此支撑。在上层颗粒的重力作用下，下层颗粒间隙中的游离水被挤出界面，因此颗粒之间相互拥挤得更加紧密。通过这种拥挤与自动压缩过程，污水中的悬浮固体浓度进一步提高。活性污泥在二次沉淀中的沉淀后期，污泥在浓缩池内的重力浓缩均属于压缩沉淀。4.4.2初沉池的作用以及特点初沉池作用是对污水中的以无机物为主的比重大的固体悬浮物进行沉淀分离；去处50%60%的SS使污水的BOD5降低25%35%；去处漂浮物；均和水质。本工艺采用平流式沉淀池，其特点： a.沉淀效果好；b.对冲击负荷和温度变化的适应能力较强；c.施工简易，造价较低；d.池子配水不易均匀；e.适用于地下水位较高及地质较差的地区；f.适用于大、中、小型污水处理厂；g采用多斗排泥时，每个泥斗需单独设排泥管各自排泥，操作量大；采用链带式刮泥机排泥时，链带的支承件和驱动件都没于水中，易绣蚀。初沉池的部分设计4.5 A/O氧化沟4.5.1活性污泥法（氧化沟工艺）概述活性污泥法是处理城市污水最广泛使用的方法。它能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质。无机盐类（磷和氮的化合物）也能部分地被去除。类似的工业废水也可用活性污泥法处理。活性污泥法既适用于大流量的污水处理，也适用于小流量的污水处理。运行方式灵活，日常运行费用较低，但管理要求较高。活性污泥法本质上与天然水体（江、湖）的自净过程相似，二者都为好氧生物过程，只是它的净化强度大，因此活性污泥法是天然水体自净作用的人工化和强化。1912年英国的克拉克（Clark）和盖奇（Cage）发现，对污水长时间曝气会产生污泥，同时水质会得到明显的改善。继而阿尔敦（Arden）和洛开脱(Lockett)对这一现象进行了研究。曝气试验是在瓶中进行的，每天试验结束时把瓶子倒空，第二天重新开始，他们偶然发现，由于瓶子清洗不完善，瓶壁附着污泥时，处理效果反而好。由于认识了瓶壁留下污泥的重要性，他们把它称为活性污泥。随后，他们在每天结束试验前，把曝气后的污水静止沉淀，只倒去上层净化清水，留下瓶底的污泥，供第二天使用，这样大大缩短了污水处理的时间。这个试验的工艺化便是于1916年建成的第一个活性污泥法污水处理厂。活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除系统所组成。污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混和液。曝气池是一个生物反应器，通过曝气设备充入空气，空气中的氧溶入污水使污泥混合液产生好氧代谢反应。曝气设备不仅传递氧气进入混合液，且使混合液得到足够的搅拌而呈悬浮状态。这样，污水中的有机物、氧气同微生物能充分接触和反应。随后混合液流入沉淀池，混合液中的悬浮固体在沉淀池中沉淀下来和水分离。流出沉淀池的就是净化水。沉淀池中的污泥大部分回流，称为回流污泥。回流污泥的目的是使曝气池内保持一定的悬浮固体浓度，也就是保持一定的微生物浓度。曝气池中的生化反应引起了微生物的增殖，增殖的微生物通常从沉淀池中排除，以维持活性污泥系统的稳定运行。这部分污泥叫剩余污泥。剩余污泥中含有大量的微生物，排放环境前应进行处理，防止污染环境。从上述流程可以看出，要使活性污泥法形成一个实用的处理方法，污泥除了有氧化和分解有机物的能力外，还要有良好的凝聚和沉淀性能，以使活性污泥能从混合液中分离出来，得到澄清的出水。活性污泥中的细菌是一个混合群体，常以菌胶团的形式存在，游离状态的较少。菌胶团是由细菌分泌的多糖类物质将细菌包覆成的粘性团块，使细菌具有抵御外界不利因数的性能。菌胶团是活性污泥絮凝体的主要组成部分。游离状态的细菌不易沉淀，而混合液中的原生动物可以捕食这些游离细菌，这样沉淀池饿出水就会更清澈，因而原生动物有利于出水水质的提高。活性污泥法使用到现在已有近百年的历史，面对污水复杂程度的提高和对出水水质的严格要求，各国在活性污泥法原有基础上进行了许多革新与改进，如：低负荷活性污泥法、氧化沟处理技求、两段活性污泥法（AB法）、生物脱氮除磷工艺（A/O、A2/O法)、序批式活性污泥法（SBR）及天然生物净化系统等等。氧化沟属于延时曝气活性污泥工艺，从运行方式上可分为两大类：一类按时间顺序安排为主对污水进行处理，如：交替和半交替工作式氧化沟；另一类按空间顺序交排为主对污水进行处理，如：连续工作分建式氧化沟（包括Pasveer型、Carrousel型、Orbal型）、连续工作合建式（包括Boat式、C型沟内式、型D沟内式、管式等）。与传统活性污泥法相比，氧化沟在去除污水中BOD5的同时，兼具脱氮除磷功能，较长的HRT和SRT使得剩余污泥产量少且较稳定，勿需消化处理。氧化沟法是活性污泥法的发展和演变，是其多种运行方式中的一种。在50年代开发的氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式（如图4.1所示）。所谓的延时曝气是在40年代末到50年代初在美国流行起来的。其特点是曝气时间很长，达24h甚至更长，MLSS较高，达到3000-6000mg/L，活性污泥在时间和空间上部分处于内源呼吸状态，剩余污泥少而稳定，无需消化，可直接排放。适用于污水量很小的场合，最先是牛奶场，后来用于村庄和风景区、旅社等。近年来，国内用于高层建筑生活污水处理。设备可用钢板装配，由厂商供应。对于不是24h连续来水的场合，常常不设沉淀池而采用间歇运行方式，例如20h曝气和进水，2h沉淀，2h放空，再运行。也有曝气池和二沉池合建的。氧化沟的池体狭长，池深较浅，在沟槽中设有表面曝气装置。曝气装置的转动，推动沟内液体迅速流动，取得曝气和搅拌两个作用，沟中混合液流速约为0.3-0.6m/s，使活性污泥呈悬浮状态。其中典型的氧化沟卡罗塞式氧化沟，它是由荷兰DHV公司于60年代开发的使用很广泛的一种氧化沟，如我国昆明兰花沟污水处理厂，桂林市东区污水处理厂以及上海龙华肉联厂的废水处理都采用这种形式的氧化沟，它不但可以达到95%以上的BOD5去除率，还可以同时达到部分脱氮除磷的目的。氧化沟利用A/O法（即缺氧好氧活性污泥法）。A/O法是由厌氧池和好氧池组成的同时去除污水中有机污染物以及磷的处理系统。为了使微生物在好氧池中易于吸收磷，溶解氧应维持在2mg/L以上，pH值应控制在7-8之间。磷的去除率还取决于进水中的BOD5与磷浓度之比。据报道，如果这一比值大于10：1，出水中磷的浓度可在1mg/L左右。由于微生物吸收磷是可逆的过程，过长的曝气时间及污泥在沉淀池中停留时间过长都有可能造成磷的释放。A/O工艺具有流程简单，工程造价低的特点。其主要工业特征是将脱氮池设置在去除碳过程的前端，是脱氮过程一方面更直接利用进水中的有机碳源而省去外加碳源；另一方面则通过曝气池混合液回流，使其中的NO3-在脱氮池内反硝化，使氮得以去除。图4.1 氧化沟系统4.5.2氧化沟工艺基本原理氧化沟中碳源基质的去除动力学与活性污泥法动力学完全一致，主要通过兼性菌好氧降解实现。氨氮的硝化反应涉及到亚硝化毛干菌和硝化杆菌两类不同的硝化细菌。亚硝化毛杆菌在有氧条件下将NH+4-N转化为NO-2，NO-2进一步被硝化菌转化为NO-3。在缺氧区，NO-3作为电子受体，被反硝化菌还原为N2或N2O。磷的降解有两条途径，一条途径是在厌氧条件下，聚磷菌代谢细胞内多聚磷酸盐获得能量将污水中基质合成为细胞内聚合物质，释放磷酸盐。在好氧条件下，环境中缺乏COD而使得厌氧条件下贮存的聚-羟基丁酸酯成为基质，聚磷菌过量摄取环境中磷酸盐而在细胞内合成多聚磷酸盐，细胞得到增殖；另一条途径是基于兼性反硝化菌也有着很强的生物摄/放磷现象，在缺氧条件下，反硝化除磷菌能够象在好氧条件下一样，利用硝酸氮充当电子受体产生生物摄磷作用，同时NO-3被还原成N2。后一条途径已被作为新一代脱氮除磷的技术基础之一，导致了可持续脱氮除磷工艺的诞生。另外，活性污泥吸附也是去除污水中氮磷化合物的重要机制。4.5.3氧化沟工艺技术特征氧化沟是主导反应器，水流混合介于推流和完全混合之间，水流搅动情况和溶解氧（DO）浓度沿池长变化，十分有利于活性污泥生物凝聚和不同菌群生化活性的发挥。氧化沟主要技术参数如下：有机物容积负荷：0.2-0.4kgBOD5/(m3d)有机物污泥负荷：0.05-0.15kgBOD5/(kgVSSd)水力停留时间（HRT）：10-24h 污泥龄（SRT）：10-30d活性污泥浓度：2000-6000mg/l出水水质：BOD5：10-15mg/l SS:10-20mg/l NH+4-N:1-3mg/l4.5.4工艺技术（A/O氧化沟法）A/O氧化沟是污水处理厂的关键构筑物，本工程采用厌氧-好氧（A/O）氧化沟。设计流量8万m3/d；污泥负荷0.16kgBOD/(kgMLSSd)，污泥浓度3g/L，水力停留时间5.2h；容积负荷0.48kgBOD/(m3d)；泥龄5.6d。氧化沟共设4座。（1） 厌氧区每座氧化沟内有一个厌氧区，水力停留时间1.5h，混合液浓度3g/L。厌氧区中间由导流墙隔开，分成两格，每格平面净尺寸为8.05m18m，有效水深4.2m，每个厌氧区有效容积为1210m3。为了使厌氧区内污泥处于悬浮状态，不致于产生沉积而影响处理效果，池内设淹没式水下搅拌器2台，每台配电功率4kW，在两座氧化沟间设一圆形配水井，直径为5.4m，沉砂池出水与回流污泥在此混合后分别进入两座氧化沟。（2） 好氧区本工程采用帕式氧化沟，通过曝气转碟的布置，使得氧化沟内形成一个好氧区（DO=1.5-2.5mg/L）。好氧区水力停留时间3.7h，混合液污泥浓度3g/L。每座氧化沟总有效容积为4314m3，其中厌氧区有效容积1210m3，好氧区有效容积为3104m3。氧化沟内设导流墙，被分为两道沟，每沟净宽为8m，平面尺寸为17.2m71.35m。氧化沟出水采用溢流堰，设在好氧区内，堰长为6.6m。好氧区的需氧量（供氧按最大时流量4333m3/h设计）经计算，两座氧化沟好氧区总需氧量为3060kg/d。采用转碟曝气，需转碟12台。转碟叶片直径1.4m，有效长度8m，转速为72r/min，每台充氧能力为40kgO2/h，配电功率为22kW，动力效率为1.8kgO2/(kWh)（以电机输入功率计）。4.6二次沉淀池二次沉淀池是整个活性污泥法系统中非常重要的一个组成部分。二次沉淀池是设置在曝气池之后的沉淀池，是以沉淀、去除生物处理过程中产生的污泥,获得澄清的处理水为主要目的的。二沉池有别于其它沉淀池，其作用一是泥水分离，二是污泥浓缩，并因水量、水质的时常变化还要暂时贮存活性污泥。活性污泥处理系统的重要组成部分，其作同时泥水分离，使混合液澄清，浓缩和回流活性污泥。其运行处理效果将直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。二沉池的真实运行情况：（1）二次沉淀池中普遍地存在四个区：清水区、絮凝区、成层沉降区、压缩区。一般存在两个界面：泥水界面和压缩界面。（2）混合液进入二沉池以后，立即被池水稀释，固体浓度大大降低，并形成一个絮凝区。絮凝区上部是清水区，清水区与絮凝区之间有一泥水界面。（3）絮凝区后是一个成层沉降区，在此区内，固体浓度基本不变，沉速也基本不变。絮凝区中絮凝情况的优劣，直接影响成层沉降区中泥花的形态、大小和沉速。（4）靠近池底处形成污泥压缩区。压缩区与成层沉降区之间有一明显界面，固体浓度发生突变。运行正常的、沉降性能良好的活性污泥，在污泥压缩区的积存是很少的。当污泥沉降性能不大理想时，才在二沉池的泥斗中积有较多污泥。排出二沉池的底流浓度主要决定于污泥性质和污泥在泥斗中的积存时间。因此，可以认为，二沉池的澄清能力与混合液进入池后的絮凝情况密切相关，也与二沉池的表面面积有关。4.6.1二沉池的设计以及计算（1）二沉池的面积 （4-23）式中 n二沉池的个数，取n=2 表面负荷，取1.5m3/m2h（2）二沉池的直径 （4-24）（3）二沉池的有效水深 （4-25）式中 t沉淀时间，取t=2h（4）排泥设计采用间歇排泥，则二沉池污泥容积： （4-26）式中 R污泥回流比，取100% X混合液污泥浓度，取X=2307.7mg/L Xr回流污泥浓度，（5）二沉池部分进水设计当回流比为100%时，单管流量： （4-27） 取管中心流速v=0.4m/s，则过水断面积： （4-28）有8个导流孔，则单孔面积： （4-29）按回流比100%的情况计算，进水管水头损失： （4-30）查表得 =1.245，v=1.5m/s管中心的水头损失： （4-31）本工艺采用中心进水、周边出水辐流式沉淀池。池边水深3.5m，其中有效水深3m，缓冲层高0.5m，另加超高0.5m，底斜坡高0.9m，泥斗高2.2m，总高度为7.1m。每座二沉池内设1台周边转动刮泥机，利用池内水位以及真空系统吸排泥至排泥井。桥长40m，桥面宽0.8m，配电功率0.18kW。共用一座配水结合井，中心为配水井，周边依次为排泥井、出水井。中心配水直径为6m，进水管采用DN10208钢管，出水设4根DN8208钢管均匀配至每座沉淀池。二沉池的排泥通过刮泥机的作用，采用DN6308钢管将污泥排入排泥井，再通过一根DN10208钢管流入污泥泵房。二沉池出水采用不锈钢环形集水槽，双侧溢流三角堰出水，最大堰口负荷为1.2L/(sm)。4.7污泥处理设计4.7.1污泥处理的目的与处理方法（1）污泥的特性和处理的目的废水在典型的处理厂经过10h左右的处理以后，大部分悬浮性污染物以及可分解的胶体和溶解性污染物得以去除，废水得到了净化，其危害性相对减小，可以排入受纳水体予以处置。从废水中去除的污染物绝大部分转变成污泥，污泥的体积占进入处理厂的废水流量的1%左右，其中可能含有病原微生物和有毒物质。在很短的时间内污泥就会变成腐臭的、令人厌恶的物质。通过观察污泥的外观和颜色以及辨别污泥的气味，可以判断污泥的状态。自然沉淀产生的生污泥呈灰色，有一股不良的气味，可见到粪便物、废纸、植物残渣，这种污泥脱水很困难，脱水时通常散发恶臭气味，污泥液浑浊而有臭味。厌氧消化污泥呈黑色，有一股焦油味，在砂滤床上能形成20cm厚的沉积层，一周或两周后可铲起。污水处理厂污泥是指水处理过程中产生的絮状体，它含有大量水分、丰富的有机物及N、P、K等营养元素，同时还含有重金属及病原菌等有害物质，如果任意排放不加处理，不仅对环境造成污染，同时也是对资源的严重浪费。根据不完全统计，全国污水排放量为4.474107m3/d，不同规模、不同处理程度的污水处理厂有100多座。每天所产生的污泥量约为污水处理量的0.5%-1.0%，如果这些污泥还使用传统的处置方法（如土地填埋、焚烧和海洋排放等）进行处理，相对于当今更加严格化的环境标准，显然是不合适的；同时，随着资源短缺危机的加剧，人们不得不寻找新的资源，污泥由于其有机物、营养元素含量高而受到越来越多的关注。（2） 污泥处理方法的选择污泥处理的目标是为了使最后的污泥残渣能安全地排入土壤、贮存塘或者海中。规划和设计者的任务是选择最经济同时又是最可行的处理工艺组合。在大多数情况下，生污泥先经浓缩和消化池内的好氧或厌氧稳定，然后经干化后直接排入土壤、填埋场处置或者焚烧；另一种处置方法是先对浓缩稳定以后的污泥进行机械脱水，然后进行堆肥或焚烧处理。图4.2所表示的是可供选择的污泥处理和处置工艺的概况。本工艺采用污泥活化制取吸附剂技术来回用污泥。近年来，一些学者研究发现，来源于污泥热解的衍生材料可以作为很好的吸附剂，我国学者吴键等和马志毅等也从污水污泥中制取了吸附材料，一般的工艺过程如图4.3所示。初级处理和二级处理气浮浓缩重力浓缩离 心真空过滤干化床压滤机焚烧土地处理驳运好氧或厌氧消化热处理湿式氧化 返回处理的废液 返回处理的污泥固体 污泥图4.2 污泥的处理与处置工艺概况干 化热 解空气中氧化化学活化烘 干物理活化吸 附 剂污 泥图4.3 污泥制取吸附剂工艺流程从工艺过程可知，污泥制取吸附剂的途径有3条，针对不同的污泥、所制取吸附剂的不同用途，可相应采用不同的制取方法，而不同的制取方法所产生的吸附剂的性能差别很大，一般所制得的吸附材料性能为：化学活化物理活化空气中氧化。影响吸附性能的主要因素有：活化药剂的种类、浓度、热解时间、热解温度和活化温度等。马志毅等利用污泥制取的吸附材料性能如表4.1所示。对于该种吸附剂的应用，由于其中含有大量的重金属的氧化物，致使其不但可以作为吸附剂，同时也是良好的催化剂，所以，虽然从相关参数上比较其不如商业活性炭，但应用效果却与商业活性炭效果接近，甚至有时会超过活性炭。通过化学活化法，选取氯化锌作为活化药剂，再被处理，防止了污染；污泥作为型煤黏结剂，可改善在高温下型煤的内部孔结构，提高型煤的气化反应性，降低灰渣中的残炭。唐黎华的研究表明，污泥添加量为2%（干基），白泥添加量为0.3%（干基）时，所制型煤抗压强度、跌落强度、热稳定性与白泥型煤相当，且污泥型煤无二次污染，其气化成分符合氨原料气的要求。经该技术合成的燃料产生的烟气，可以通过常规的气体净化装置去除其中的酸性气体及其他大气污染物。 表4.1 污泥衍生吸附剂性能（物理活化，炭化温度500）性能项压伸压力（kg/cm2）强度（%）容重（g/L）水容重（%）苯吸附（%）硫容量（mg/g）吸附剂60-70225795927767性能项碘值（mg/g）比表面积（m2/g）微孔（m2/g）总孔（mL/g）中孔（mL/g）微孔（mL/g）吸附剂2487052030.390.050.254.7.2污泥处理流程（1）污泥泵房污泥泵房内设有回流污泥泵及剩余污泥泵，用于回流污泥至厌氧区，提升剩余污泥至浓缩池。剩余污泥干重为9100 kg/d，含水率为99.4%，剩余污泥体积为1517m3/d。回流污泥采用潜污泵4台（最大回流比时不考虑备用）。Q=800m3/h，H=5m,N=30kW。剩余污泥泵采用潜水排污泵3台（1台备用）。Q=100m3/h，H=10m,N=7.5kW。泵房上面设CDI-6型电动葫芦1台，起重量为2t，起吊高度为6m，用于设备检修。回流污泥总管采用DN10208钢管，剩余污泥总管采用DN2196钢管。污泥泵房平面净尺寸为16m6m，地下深度为4m。（2）污泥浓缩池污泥浓缩池设计，进浓缩池剩余污泥干重为9100kg/d，含水率为99.4%，污泥体积为1517m3/d。固体负荷为40kg/(m2d)，浓缩时间为14.3h。浓缩后含水率为97%，污泥体积为303m3/d。采用连续式重力浓缩池两座。每座内径为12m，有效水深为4m，总高度为6.5m。每座浓缩池设1台栅条浓缩机，共2台。（3）污泥脱水车间脱水车间按流量8万m3/d的规模设计，进脱水间污泥干重为9100kg/d，含水率97%，污泥体积为303m3/d。脱水后，泥饼含水率为75%左右，污泥体积为36.4m3/d。选用国外进口的AVNX4545型离心脱水机2台（1台备用），每台的脱水能力为18m3/h，配电功率为45kW（实际消耗约为20kW）。一期脱水机每天工作9h，二期每天工作18h便可满足要求，不需要增加设备。絮凝剂采用聚丙烯酰胺，投加量为2.5kg/tDS，药液浓度为5，投药量为23kg/d。脱水车间的平面尺寸为20.5m10.5m。4.8自动控制系统本工艺自控采用PLC和计算机组成集散型控制系统，实现中心控制室集中管理和现场PLC分散控制的功能，确保系统的安全、可靠运行。其控制系统的结构为：（1）厂级控制中心。厂级控制中心设在综合楼的中控室内，主要由1台监控计算机、1台