某10万td城镇污水处理及回用水工艺系统设计毕业论文.doc

某10万t/d城镇污水处理及回用水工艺系统设计毕业论文目录摘要ABSTRACT前言41、总论51.1 设计目的51.2 设计内容51.3 设计文件的编制51.4 设计原则51.5 设计资料61.5.1 厂区基本资料61.5.2 设计水量61.5.3 进水水质61.5.4 出水水质61.5.5 回用水排放标准61.5.6 其他标准71.6 设计成果72、 污水二级处理方案的选定82.1 总体方案的分析82.2 设计工艺的比较92.2.1 SBR及其改良工艺92.2.2 A/O工艺102.2.3 奥贝尔氧化沟工艺102.2.4 卡鲁塞尔氧化沟工艺112.3 设计工艺的选择123.中水回用工艺的选定及工艺流程133.1加药143.2混凝剂溶解和溶液配置143.3混凝药剂的投加143.4药剂选择153.5混合设施153.6各絮凝池比较173.7 沉淀池工艺比较183.8 不同滤池比较193.9 消毒剂的选择213.10 工艺流程224、处理构筑物的设计与计算234.1 配水井234.1.1 配水井的选型234.1.2 配水井的设计计算234.2 厌氧池244.2.1 设计参数244.2.2 厌氧池的设计计算254.2.3 污泥回流量的计算254.2.4 进出水管、进泥管的计算254.2.5 推进器的设计254.3 氧化沟264.3.1 基本设计参数264.3.2 去除BOD的计算264.3.3 氧化沟总容积V及水力停留时间t284.3.4 需氧量计算284.3.5 氧化沟尺寸计算314.3.6 进出水管及调节堰计算324.3.7 曝气设备的选择324.4 二沉池344.4.1 二沉池的选型344.4.2 二沉池尺寸设计计算344.4.3 进水系统计算354.5 消毒处理374.5.1 消毒剂的选择384.5.2 接触池384.5.3 接触池设计要点384.5.4 接触池工艺计算385、污水厂构筑物高程布置395.1 高程布置的任务395.2 高程布置的原则395.3 高程布置计算396、污水处理厂总体布置416.1 污水厂平面布置416.1.1 平面布置的原则416.1.2 平面布置的结果416.2 污水厂高程布置416.2.1 高程布置的原则426.2.2 高程布置的结果42致谢43参考资料44附录一 英语论文45附录二 中文翻译55前言由于城市和工业的飞速发展，污、废水的排放量与日俱增，据统计资料显示，我国城市污水的年排放量已达400多亿立方米，而全国污水处理率只有60%左右。污水的大量排放，导致了水环境的污染和水资源可利用性的降低，按照污水综合排放标准的要求，为了满足出水排放标准，绝大多数城镇污水处理厂都必须采用二级生化处理或深度处理工艺技术。污水处理厂的投入运行，恰能减少排入水体的污染物总量，有效缓解水污染，所以，为了保护环境和充分利用水资源，污、废水的处理与再用已迫在眉睫，大力兴建城市污水处理厂势在必行。本设计为某城镇污水处理及回用水工艺系统的设计，污水水质大多数为生活污水，设计规模为10万t/d，出水要求达到国家一级B排放标准。由于要对污水进行脱氮除磷处理，故设计采用奥贝尔氧化沟工艺，该工艺流程简单，具有较高的氮去除率，自动化程度高，运行管理方便，出水水质好，是目前应用较多的工艺。奥贝尔氧化沟在运行过程中也存在一些问题，例如，外沟道的脱氮和碳氧化功能占总量的百分比是多少？外沟、中沟、内沟的溶解氧的分布方式的不同又会有哪些影响？与此相关的二沉池的设计又要注意哪些问题？目前国际水质协会推出的活性污泥数学模型以微生物反应动力学为基础，综合考虑了各种可能的活性污泥工艺的影响因素，因而可在一定条件下，在时间和空间范围内模拟污水处理厂的真实运行情况。本设计采用污水处理厂实际运行过程中的参数和实验参数相结合的方法，对由奥贝尔氧化沟产生并延伸出的上述问题进行解释。 通过本次毕业设计，我经受一次较为全面、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、总论1.1 设计目的1、毕业设计是实现工科本科生培养目标不可缺少的教学环节，是教学计划的有机组成部分；2、通过毕业设计，使学生综合运用所学的基础理论，基础知识和技能以及分析、解决实际问题的能力进一步提高；3、毕业设计与其它教学环节紧密配合，相辅相成，并使其它教学环节得以继续、深化和发展；4、使学生受到工程师必备的综合训练，在不同程度上提高调查研究、查阅文献、收集资料和正确熟练使用工具书的能力；理论分析、制订设计方案的能力；设计、计算和绘图能力；技术经济分析和组织工作能力；总结提高和编制技术文件的能力；5、了解并在一定程度和范围内熟悉国内外污水（废水）处理工艺技术，新方法及其实际应用情况，为将来从事本领域的实际工作奠定良好的基础；6、有助于培养学生理论联系实际，国情与具体工程实际相结合，发扬创新精神和严肃的科学态度、工作作风。1.2 设计内容1、根据国内外现有城市污及处理厂处理工艺及其效果，主要技术经济指标，结合该城镇城市污水水质状况，确定污水处理工艺、技术路线(重点比较A/O、A2/O活性污泥法、卡鲁塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟、SBR及其改进工艺CASS等)和工程设计工艺技术方案； 2、由确定的技术方案，进行污水处理厂设计，其主要内容有：工艺流程设计、厂区平面图设计、厂内管网系统设计，污泥处理系统设计、主要处理工艺单元设计。1.3 设计文件的编制1、设计文件应包括：设计说明书、设计计算书和设计图纸。2、污水处理工程设计（工艺部分）图纸要求：a、污水平面布置图（1:5001000）；b、工艺流程及高程布置图（竖向按比例，其它以清晰为限）；c、厂区工艺管道布置图（1:5001000）；d、工艺构造物及工艺设施工艺图（1:100500）。1.4 设计原则1、工艺设计应兼顾先进和实用性，力求在满足处理目标的前提下，采用先进实用的处理工艺、技术；尽可能节省工程造价、处理成本及操作管理方便。2、总图布置设计，采用紧凑布局原则，节约占地，按要求(规范)，保证厂区人流、物流畅通，并使装置、设备操作维护便利；在高程、流程设计时，本着节能原则，尽可能地减提升次数，采用一次提升后的逐级自流设计方式。1.5 设计资料1.5.1 厂区基本资料 气象资料：温度：多年平均气温14.5。月均最冷气温-12，最热气温26.8,最高气温40.1,极端最低气温-18.9，最大温差26.6。降雨量：年降雨量637.5mm,小时最大降雨量41.7mm，地区最大时降雨量Q=1807.0m3/h。日照：平均日照率65%， 你按照时间2451h，冬日照率56.7%，消极照率66.0%。风速：夏季平局风速2.6m/s,冬季3.4m/s,夏季为南风向，冬季为北风。 地质条件该地区地下含水层的透水性好，多为粗沙、粉细沙和加油粗沙的松散土层。地下水位埋深已超过50m.基本处于疏干状态。 地形地势处理站地势较低，自西北向东南方向有缓坡，坡度为0.5%。300m内没有生活区和办公楼。处理站面积为300m300m。南北向方向，南边有一河流，河流丰水期水位可满足污水处理厂出水出水要求。1.5.2 设计水量本设计污水流量为100000m/d1.5.3 进水水质进水水质参数 表1-1项目CODcrBOD5SS氨氮TNTP进水480220350305041.5.4 出水水质处理后排水水质应执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18919-2002）中水污染物排放标准一级B标准要求。出水标准 表1-2项目pHCODBOD5SSNH3-N*TNTP粪大肠杆菌标准值(mg/L)6-96020208(15)201.51041.5.5 回用水排放标准处理后回用水排放水质执行再生水水质标准（SL368-2006），再生水利用于景观用水标控制项目及指标中的湖泊类标准，即：回用水排放标准 1-3项目pHCODBOD5SSNH3-N*NTUTP粪大肠杆菌标准值(mg/L)6-96061055.00.520001.5.6 其他标准a、 GB12348-90工业企业厂界噪声标准类区域限值；b、 GB4284-84农用污泥中污染物控制标准；c、 CJ3025-93城市污水处理厂污水污泥排放标准；d 、城镇污水处理厂建设标准。1.6 设计成果设计说明书、设计计算书各一份（也可以合订成一份），设计图纸采用二号图纸且六张以上，参考文献资料中应有一篇以上的外文资料应用。2、 污水二级处理方案的选定2.1 总体方案的分析现阶段，生活污水和工业污水的处理主要采用生物处理的方法：活性污泥法和生物膜法。只是因为，从城市污水处理的发展上看，一级处理技术最老，已相对定型。三级处理虽然处于发展阶段，但所用处理技术费用高。只有生物法这一部分，近百年来始终发展变化不止，至今方兴未艾。活性污泥法是以活性污泥为主体的污水生物处理技术，以去除污水中有机物和悬浮物为主要目的，经改进的工艺还具有脱氮除磷的效果。其基本流程是污水经预处理后进入曝气池内曝气一定时间后，混合液流经二次沉淀池进行固液分离。分离后的液体经消毒达标排放，固体则进行处理。活性污泥反应进行的结果是，污水中的有机污染物得到讲解去除，污水得以净化，由于微生物的繁殖增殖，活性污泥本身也得到增长。活性污泥处理系统，实质上是自然界水体自净的人工模拟，不是简单的模拟，而是经过人工强化的模拟。生物膜法的实质是使细菌和菌类的微生物和原生动物、后生动物一类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁殖，并在其上形成膜状生物污泥生物膜。污水与生物膜接触，污水中的有机污染物作为营养物质，被生物膜上的微生物所摄取，污水得到净化，微生物自身也得到繁衍增殖。生物膜法处理工艺的主要特征有以下4点：对水质、水量的变动有较强的适应性；污泥沉降性能良好，宜于固液分离；能够处理低浓度的污水；易于维护运行、节能。属于生物膜法的工艺主要有：生物滤池、生物转盘、生物接触氧化设备和生物流化床。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。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。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，则可供选取的工艺：A/O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺CASS，氧化沟工艺。该污水处理厂日处理能力为10万吨,属于中等规模的污水处理，综上所述，该设计的优选工艺是A/O工艺，A/O工艺，氧化沟工艺以及SBR及其改良工艺CASS等，它们的共同特点是：去除有机物效率很高，有的还能脱氮、除磷或既脱氮又除磷，而且处理设施十分简单，管理非常方便，是目前国际上公认的高效、简化的污水处理工艺，也是世界各国中小型城市污水处理厂的优选工艺。抗冲击负荷能力较强，这对于水质、水量变化剧烈的中小型污水厂很有利。2.2 设计工艺的比较2.2.1 SBR及其改良工艺SBR是序列间歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。SBR改良工艺CASS是连续进水周期循环曝气活性污泥法（cyclic activated sludge system)的简称，该工艺没有污泥回流，污泥负荷有时在延时曝气范围内，有时则较高，而参数选择的一句是实现污水的达标排放。与SBR相比，CASS工艺提高了对难降解有机物的去除效果，抗冲击能力较好，由于该工艺是连续进水的，故操作简单方便。同时在传统SBR池前或者池中设选择器及厌氧区，相当于厌氧、缺氧、好痒阶段串联起来，提高了除磷脱氮效果。由于自动化技术的发展及在污水处理工程中的应用，CASS工艺在国内外得到广泛的应用，保证了出水效果。 SBR法具有以下几个特点。a、可省去初次沉淀池、二次沉淀池和污泥回流设备等，与标准活性污泥法相比，设备构成简单，布置紧凑，基建和运行费用低，维修管理方便。 b、泥水分离沉淀是在静止状态或在接近静止状态下进行的，故固液分离稳定。 c、不易产生污泥膨胀。特别是在污水进入生化处理装置期间，维持在厌氧状态下，使的SVI降低，而且还能节减曝气的动力费用。 d、加深池深时，与同样的BOD-SS负荷的其他方式相比较，占地面积较小。耐冲击负荷，处理有毒或高浓度有机废水的能力强。 e、SBR法系统本身适用于组件式构造方法，有利于废水处理厂的扩建与改造。 f、排水时间短（间歇排水时），并且排水时要求不搅动沉淀污泥层，因而需要专门的排水设备（滗水器），且对滗水器的要求很高。g、后处理设备要求大：如消毒设备很大，接触池容积也很大，排水设施如排水管道也很大h、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。2.2.2 A/O工艺（1）工艺流程图 图2-1 A/O工艺流程（2）工艺介绍A/O脱氮除磷工艺（即厌氧-缺氧-好氧活性污泥法，亦称A-A-O工艺），它是在A/O除磷工艺基础上增加了一个缺氧池，并将好氧池出流的部分混合液回流至缺氧池，具有同步脱氮除磷功能。（3）工艺特点a、工艺流程简单，总水力停留时间少于其他同类工艺，节省基建投资。b、该工艺在厌氧、缺氧、好氧环境下交替运行，有利于抑制丝状菌的膨胀，改善污泥沉淀性能。c、该工艺不需要外加碳源，厌氧、缺氧池只进行缓速搅拌，节省运行费用。e、该工艺脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果受回流污泥夹带的溶解氧和硝态氮的影响，因而脱氮除磷效果不可能很高。f、沉淀池要防止产生厌氧、缺氧状态，以避免聚磷菌释磷而降低出水水质和反硝化产生N而干扰沉淀。但溶解氧含量也不宜过高，以防止循环混合液对缺氧池的影响。2.2.3 奥贝尔氧化沟工艺（1）工艺流程图图2-2 奥贝尔工艺流程（2）工艺介绍奥贝尔氧化沟是一种多级氧化沟。典型的奥贝尔氧化沟有3个同心沟，而外沟约占总容积的50%。由沉砂池来的污水，进入外沟在其中以缺氧状态运行，促进了同时进行的硝化和反硝化过程。虽然外沟的实际需氧量可达总需氧量的75%，但转碟供给此沟道的氧仅占该系统的总需氧量的30%-60%，使系统在缺氧状态下运行，通过整个通道的溶解氧为零。外沟道中同时硝化和反硝化作用造成总脱氮效率约为80%，无需内循环。尽管处于溶解氧为零的情况，但系统的大部分硝化作用仍发生在外沟。中沟道的溶解氧在“摆动”方式下运行。溶解氧的设计值为1mg/L。实际运行中溶解氧根据日负荷量的变化，在每天的高峰负荷时，溶解氧降低至接近为零，而当低负荷时上升为2mg/L。内沟的溶解氧设计值为2mg/L，以保持“最终处理”方式，使污水在进入沉淀池前能去除剩余BOD和NH-N,由于内沟体积小，需氧量为外沟所需的几分之一，所以只要补给少量的氧就可以维持高的溶解氧。奥贝尔氧化沟系统如增加内循环（从内沟到外沟），脱氮率将达到95%以上。（3）工艺特点a、出水水质好，脱氧率高，同时进行硝化反硝化。b、可以在未来负荷增加的情况下加以扩展。c、易于适应多种进水情况和出水水质要求的变化。d、节能，比其他任何氧化沟系统在运行时需要的动力都小，而且容易维修。e、受结构形式的限制，总图布置困难。 2.2.4 卡鲁塞尔氧化沟工艺（1）工艺流程图 图2-3 卡鲁塞尔工艺流程（2）工艺介绍卡鲁塞尔氧化沟原指游艺场中的循环转椅。如图所示，该工艺是一个多沟串联系统，进水与活性污泥混合后沿箭头方向在沟内不停地循环流动；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，这不仅提供了良好的生物脱氧条件，而且有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉淀。（3）工艺特点a、出水水质好，由于存在明显的富氧区和缺氧区，脱氮效率高。b、有极强的混合搅拌与耐冲击负荷能力。c、氧化沟沟深加大，使占地面积减少，土建费用低。d、用电量低，设备效率一般，而且设备安装较为复杂，维修和更换繁琐。2.3 设计工艺的选择该城镇污水处理厂选址低价因素影响不大，面积是 300m300m， 周围300m内没有生活区办公区。在满足处理要求的情况下，尽量减少建设运行费用。从进出水方面看，出水水质标准执行城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18919-2002)中水污染物排放标准一级B标准要求，并且要进行脱氮除磷处理。综上所述，本设计采用奥贝尔氧化沟工艺。因为该工艺适合大中型污水处理厂，具有较好的除磷脱氮功能，出水水质好；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。3.中水回用工艺的选定及工艺流程城市污水深度处理工艺方案的优化选择，取决于：1、二级出水水质及回用水水质的要求。2、工程设计规模。3、单元工艺可行性与整体流程的适应性4、运行控制难度、设备国产化程度、固体与气体废物产生于处置方法。5、工程投资于运行成本。6、当地的实际条件和要求。表3-1 二级出水进行混凝沉淀、过滤的处理效率与出水水质项目处理效率/%目标水质/（mg/L）混凝 沉淀过 滤综 合浊度SSBOD5CODCr总氮总磷铁506040603050253551540604060305040602550152551530404060708070806070354510206080608035（NTU）510510407510.3依据二级出水水质以及景观用水的出水水质要求，结合现有中水回用处理经验，并且满足节约资金和土地的要求，确定工艺流程为传统流程：二级出水 混凝消毒过滤 沉淀景观用水图3-1处理流程图3.1加药加药流程如下图： 图3-2 投药流程示意图3.2混凝剂溶解和溶液配置混凝剂的投加方式有固体投加和液体投加两种方式。由于固体投加很少应用，除石灰外一般都用湿法投加。因而，我们选用液体投加方式。搅拌方式有机械搅拌、压缩空气搅拌和水力搅拌。其中以机械搅拌用的较多，它是以电动机驱动桨板或涡轮搅动溶液。与压缩空气相比具有动力消耗少的优点，因此，我们选用机械搅拌。设计药剂溶解池时，为便于投置药剂，溶解池的设计高度一般以在地平面以下或半地下为宜，池顶宜高出地面0.20m左右，以减轻劳动强度，改善操作条件。溶解池的底坡不小于0.02，池底应有直径不小于100mm的排渣管，池壁需设超高，防止搅拌溶液时溢出。由于药液一般都具有腐蚀性，所以盛放药液的池子和管道及配件都应采取防腐措施。溶解池一般采用钢筋混凝土池体，若其容量较小，可用耐酸陶土缸作溶解池。我们选用刚筋混凝土池体。内壁用环氧树脂进行防腐处理，池底设0.02坡度，设DN100mm排渣管，采用硬聚氯乙烯管。加水管管径DN100mm，管材采用硬聚氯乙烯管。3.3混凝药剂的投加混凝剂投加设备包括计量设备、药液提升设备、投药箱、必要的水封箱、以及注入设备等。我们的投药设备采用计量泵投加的方式。采用计量泵（柱塞泵或隔膜泵），不必另备计量设备，泵上有计量标志，可通过改变计量泵行程或变频调速改变药液投量，最适合用于混凝剂自动控制系统。根据药业流量设计，我们选用型隔膜计量泵。3.4药剂选择表3-2 不同混凝剂的特性类型名称优缺点无机混凝剂铝盐硫酸铝 氯化铝使用方便，但是水温低时水解困难，形成的絮凝体比较松散。铁盐硫酸亚铁 三氯化铁处理低温低浊水的效果强于铝盐，但有较强的腐蚀性，且易水解。无机聚合混凝剂铝盐聚合氯化铝 聚合硫酸铝作用机理与硫酸铝相似，但效果要好于硫酸铝。且投加量较小。铁盐聚合铁絮凝效果较好，但必须经检验无毒方可使用。有机聚合混凝剂天然或人工合成两类混凝效果明显，但价格昂贵，且毒性需严格控制。应通过不同的药剂作混凝试验，并根据货源供应等条件，确定合理的混凝剂品种及投药量。由于缺少必要的条件，所以参考相似水源有关水厂的药剂投加资料，选用聚合铝作为水处理混凝剂，包括聚合氯化铝（PAC）和聚合硫酸铝（PAS）等，具有混凝效果好、对人体健康无害、使用方便、货源充足和价格低廉等优点，因而使用聚合铝作为水处理的混凝剂。取混凝剂最大投加量为64mg/L。3.5混合设施在给排水处理过程中原水与混凝剂，助凝剂等药剂的充分混合是使反应完善，从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件，同时只有原水与药剂的充分混合，才能有效提高药剂使用率，从而节约用药量，降低运行成本。表3-3不同混合器特点混合方式特 点适 用 条 件利用水泵叶轮混合1.设备简单，无需专门的混合构筑物2.无需额外能量，运行费用省3.使用三氯化铁等腐蚀性较强的药剂会腐蚀水 泵叶轮4.水泵和吸水管较多时需增加投药设备5.吸水管中加药时，混凝剂浓度宜稍高，否则在水封箱中稀释、水解而降低混凝作用1.适用于各种水量的水厂2.投药点距絮凝池较近（一般在100m之内），否则结成的絮体可能在管道中沉淀或在进入絮凝池前破碎3.应设水封箱，以防止空气进入水泵吸水管利用压力水管混合1.无需增添设备2.混合效果常不能保证，特别是在管内流量变化较大时3.加药管理需插入压力水管内1/3-1/4管径处4.压力水管中加药时，混凝剂溶液必须用滤网筛滤，以防堵赛水射器和转子流量计1.适用于流量变化不大的管道及各种水量的水厂2.投药口至压力管道末端距离应不小于50倍进水管径静态混合器1.投资省，在管道上安装容易维修工作量少2.能快速混合，效果良好3.产生一定的水头损失。为较少能耗，管内流速一般采用1m/5左右1.适用于流量变化较小的水处理工程2.混合器内采用1-4个分流单元扩散混合器1.混合器构造时锥形帽后加孔板，管道流速为1.0m/s左右。锥形帽的投影面积为进水管面积的1/4；孔板开孔面积为进水管面积的3/4；混合器时间2-3s2.混合器的长度在0.5m以上，用法兰安装在原水管上扩散混合器的水头损失为0.3-.04m1.多用于直径为300-400mm的进水管2.安装位置应低于絮凝池水面3.适用于中、小型水厂跌水混合器1.药剂加注到跌落水流中，混合快速，设备简单2.产生一定的水头损失3.在混合器出水管上安装轰动套管，由套管的高低调节混合效果1.适用于中、小型水厂2.活动套管内外的水位差距保持在0.3-0.4m，最大部超过1.0m多孔隔板混合槽1.混合效果较好2.水头损失较大3.当流量变化时，影响混合效果（可调整淹没孔数目以时应流量的变化）1.适用于地下水位较高地区2.适用于中、小型水厂分流隔板混合槽1.混合效果较好2.水头损失较大3.占地面较大1.适用于地下水位较高地区2.适用于大、中型水厂浆板式机械混合池1.混合效果较好，水头损失较小2.需消耗电能，机械设备管理和维护较复杂大、中、小型水厂都适用管式静态混合混合器广泛使用，构造简单、无活动部件、安装方便、混合快速而均匀、混合效果好。从总体经济效益而言还是具有优势的。因而，我们选用管式静态混合器。3.6各絮凝池比较表3-4 不同絮凝池的特点类型优缺点适用条件隔板絮凝池往复式优点：絮凝效果好，构造简单施工方便。缺点：容积大，水头损失大，折折转处絮粒易破碎，出水分配不均匀。1.水量大于30000的水厂2.水量变动小回转式优点：絮凝效果好，水头损失小，构造简单，方便施工。缺点：出水分配不均，出口易积污泥。1.水量大于30000的水厂2.水量变化小涡流絮凝池优点：絮凝时间短，水头损失小，容积小，造价低。缺点：池子深，锥底施工难，絮凝效果差。水量小于30000的水厂折板絮凝池优点：絮凝时间短，容积小，效果好。缺点：造价高水量变化不大的水厂网格絮凝池优点：絮凝效果好，节省药剂。水头损失小,絮凝时间短。缺点：在末端池底积泥现象，网格上可能滋生藻类，造成孔眼堵塞。单池处理水量以1000025000为宜，水量大时可采用两组或多组并联。机械絮凝池优点：絮凝效果好，节省药剂，水头损失小，可适用于谁知水量大变化。缺点：需机械设备和经常维修。大小水量均合适，并适应水量变动较大的厂。隔板絮凝池是应用历史较久、目前仍广泛应用的一种水力搅拌絮凝池，且隔板絮凝池积有多年运行经验，在水量变动不大的情况下，絮凝效果有保证。有往复式和回转式两种，回转式絮凝池是在往复式絮凝池的基础上改进而成。具有局部水头损失小、絮凝效果好的优点。因此，我们采用回转式隔板絮凝池。采用两个絮凝沉淀池。底部采用0.03的坡度，并设200mm排泥管。3.7 沉淀池工艺比较 表3-5 不同沉淀池特点池型优点缺点使用条件平流式沉淀效果较好耐冲击负荷平底单斗式施工 容易，造价低配水不易均匀多斗式构造复杂， 排泥操作不方便，链带式刮泥机维护困难适用地下水位高，大中小型污水厂竖流式静压排泥系统简单排泥方便占地面积小池深池径比值大， 施工较困难耐冲击负荷差池径大时布水不均匀适用地下水位低，小型污水厂辐流式沉淀效果较好周边配水式容积利用率高排泥设备成套性能好，管理简单中心进水时配水不易均匀机械排泥系统复杂，安装要求高进出配水设施施工困难适用地下水位高，地质条件好，大中型水厂斜板式沉淀效果效率高停留时间短占地面积小维护方便构造复杂造价较高适用地下水位低，小型污水厂平流式沉淀池在城市水厂中广泛应用，且经济，操作方便。因此，我们选用平流式沉淀池。平流式沉淀池沉淀效果，除受絮凝效果的影响外，与池中水平流速，沉淀时间，原水凝聚颗粒的沉降速度，进出口布置形式及排泥效果等因素有关，其主要设计参数为水平流速，沉淀时间，池深，池宽，长宽比，长深比等。3.8 不同滤池比较 表3-6 不同滤池特点形式滤池特点优缺点适用条件普通快滤池下向流，砂滤料的四阀滤池优点：1，有成熟的运转经验2，采用砂滤料，材料易得，价格便宜3，采用大阻力配水系统，单池面积可以较大，池深较浅, 可采用降速过滤，水质较好缺点：1，阀门多2，必须有全套冲洗设备可适用于大中小型滤池单池面积一般不宜大于100m2，有条件时尽量采用表面冲洗或空气助洗设备双阀滤池下向流，砂滤料的双阀滤池优点：1，同普通快滤池一样，只是减少了两个阀门，降低了造价和检修工作量缺点：1，增加了形成了虹吸的抽气设备同普通快滤池V型滤池下向流均粒砂滤料，带表面扫洗的气水反冲洗滤池优点：1，运行稳妥可靠2，采用砂滤料，材料易得3，滤床含污量大，周期厂，滤速高，水质好4，具有气水反冲洗和表面水洗，冲洗效果好缺点：1，配套设施多，加鼓风机2，土建较复杂，池深较普通快滤池深适用于大中型水厂，单池面积可达150以上虹吸滤池下向流，砂滤料，低水头互洗式无阀滤池优点：1，不需大型阀门2，不需冲洗水泵或冲洗水箱3，易于自动化操作缺点：1土建结构复杂2池深大，单池面积不能过大，反洗式浪费一部分水量，冲洗效果不易控制3，变水位等速过滤，水质不如降速过滤适用于中型水厂单池面积不宜过大每组池数不少于6个无阀滤池下向流，砂滤料，低水头带水箱反洗的无阀滤池优点：1，不需设置阀门,2，自动冲洗，管理方便3，可成套定型制作缺点1，运行过程看不到滤层情况2，清砂不方便单池面积较小冲洗效果较差，反洗时浪费水量,3，变水位等速过滤，水质不如降速过滤适用于小型水厂单池面积一般不大于25移动罩滤池下向流，砂滤料低水头连续过滤滤池优点：1，造价低，不需大量阀门设备,2，池深浅，结构简单3,能自动连续运行，不需冲洗水塔或水泵,4，节约用地，节约用电5，降速过滤缺点：1，需移动冲洗设备，对机械加工材质要求高2，起始滤速高，3，对密封要求较高适用于大中型水厂单池面积不宜过大我们选用使用经验较为成熟，结构简单，造价低的普通快滤池。冲洗方式为水冲洗，冲洗水流强度14L/(s)3.9 消毒剂的选择消毒工艺可根据原水水质和处理要求，采用滤前、滤后或滤前滤后二次消毒。采用滤前消毒可以延长消毒时间，有利于杀死水中微生物，防止藻类生长，但是耗氯量将会增加，特别是当水中有机物含量高时，还将使出水的三氯甲烷增加。由于三氯甲烷易挥发。纯品对光敏感，遇光照会与空气中的氧作用，逐渐分解而生成剧毒的光气（碳酰氯）和氯化氢。 基于二次出水有机物含量相对较高和景观用水水只要，我们只采用滤后消毒。表3-7 不同消毒剂特点消毒剂优 点缺 点适 用 条 件液氯效果可靠、投配简单、投量准确，价格便宜氯化形成的余氯及某些含氯化合物低浓度时对水生物有毒害，当污水含工业污水比例大时，氯化可能生成致癌化合物 。适用于中规模的污水处理厂漂白粉投加设备简单，价格便宜。同液氯缺点外，沿尚有投量不准确，溶解调制不便，劳动强度大适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂二氧化氯1不会生成有机氯化物2较自由的氯杀菌效果好3具有强烈的氯化作用，可除臭、去色、氯化锰、铁等物质4投加量少，接触时间短，余氯保持时间长1成本较高2一般需现场随时制取使用3制取设备较复杂4需控制氯酸盐和亚氯酸盐等产物适用于有机污染严重时臭氧消毒效率高，并能有效地降解污水中残留的有机物，色，味，等，污水中PH，温度对消毒效果影响小，不产生难处理的或生物积累性残余物投资大成本高，设备管理复杂适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂由于采用氯消毒经济有效，且余氯具有持续消毒作用。为较为常见消毒方式，且我们的出水用于景观用水，而非引用，有机氯化物的副作用影响不大。因此，消毒物质选用液氯。3.10 工艺流程见下图： 进水 中格栅 提升泵房 细格栅 沉砂池 配水井 （5万t排出） 出水 消毒 辐流式二沉池 奥贝尔氧化沟 厌氧池 集水 （5万t深度处理） 污泥处理 一级泵房 回转隔板絮凝池 平流式沉淀池 普通快池 消毒 景观用水 二级泵房图3-3 工艺流程4、处理构筑物的设计与计算4.1 配水井4.1.1 配水井的选型配水井位于污水预处理的尾段，生物处理的前段，主要作用是均匀分配污水，使生物处理后续处理构筑物水流均匀，减少流量变化给污水处理带来冲击。同时因其有均衡的发挥各个处理构筑物运行能力的作用，能保证各处理构筑物经济有效的运行，所以，均匀配水是污水处理厂工艺设计的重要内容之一。绝大多数配水设施采用水力配水，不仅构造简单，操作也很方便，无需人员操作即可自动均匀地配水。常用的配水设施有对称、堰式和非对称式。本设计选用堰式配水井，草图3-1所示：图3-1 配水井计算示意图4.1.2 配水井的设计计算设计一座配水井，四个氧化沟共用一个配水井。进水从配水井底中心进入，经等宽堰流入四个水斗再由管道接入四座厌氧池的后续构筑物，配水采用矩形宽顶溢流堰至配水管。（1） 进水管管径D配水井进水管的设计流量为=1.157进水管控制流速为v0.6（m/s），则进水管直径为，取d=1600（mm）校核进出水管流速， 满足要求。（2） 堰上水头H。出水堰的形式一般大于100L/s采用矩形堰，小于100L/s的采用三角堰，因单个出水溢流堰的流量为，所以， 本设计采用矩形堰（堰高h取0.5m）。矩形堰的流量 (3.1) 式中 Q矩形堰的流量，m/s H堰上水头，m； b堰宽，m，取堰宽b=0.9m； m流量系数，通常采用0.3270.332，取0.33。则 （3）堰顶厚度B。根据有关资料，当时，属于矩形宽顶堰。取B=0.9m，这时(在2.5-10范围内），所以，该堰属于矩形宽顶堰。 （4） 配水管管径D 后续处理采用4组厌氧池，因此设计配水管4条，单条设计流量为25000 m/d ，即289.3L/s 。拟用800 mm管径，流速为：v=0.58 m/s ，满足设计要求。（5）配水漏斗上口直径D。按配水井内径的1.5倍进行设计，D=1.5D=1.51600=2400(mm）。4.2 厌氧池污水经配水井分配后进入厌氧池。在厌氧池中，污水与回流污泥进行充分混合，形成高负荷条件，选出适合系统的微生物，同时除去污水中带入的油脂类物质，避免在氧化沟好氧段水中，由于油脂过多，出现诺卡氏菌这种丝状菌大量繁殖的现象。厌氧池还可为除磷准备，在厌氧池内，摄磷菌释放磷从而获得在好氧区吸收磷的能量，助于除磷。4.2.1 设计参数设计四座厌氧池，每座厌氧池对应一座氧化沟设计流量：按平均流量算，每座设计流量为Q=25000m/d=289 L/s水力停留时间：T=0.5h污泥浓度：X=3600mg/L4.2.2 厌氧池的设计计算（1）厌氧池容积V=QT=289100.53600=520 m （2）厌氧池尺寸有效池深取4m，则厌氧池的面积为：A=V/h=520/4=130(m)厌氧池直径为：（m），取D=13m。考虑0.3m的超高，故池总高为H=h+0.3=4+0.3=4.3m。4.2.3 污泥回流量的计算污泥回流比为100%，考虑安全系数，取回流比为150%，都回流到厌氧池。则污泥回流量为 Q=1.5Q=1.525000=37500(m/d)4.2.4 进出水管、进泥管的计算（1）进水管进水管管径与配水井配水管管径相同，取800mm。（2） 进泥管污泥回流量Q=37500(m/d)=0.434m/s ，取设计流速0.6m/s，则设计管径为=0.92 m 取=900 mm（3）出水管污泥回流比为150%，单池出水设计流量Q=Q(1+R)=250002.5=62500 m/d =723 L/s拟用1200 mm管径， 设计流速v=0.64 m/s 1 m/s，满足要求。4.2.5 推进器的设计水下推流器的搅拌功率需要5w/m，厌氧池内污水容积V=520m，所需推流器功率P=5205=2.6 kW选用2台潜水推流搅拌器，规格表3-1所示： 推流器规格 表3-1型号叶轮直径/mm电机功率/kW转速（r/min）QJGA-1.52601.59604.3 氧化沟4.3.1 基本设计参数污泥产率系数 Y=0.55 混合液悬浮固体浓度（MLSS) X=4000 mg/L 对于生活污水，f一般为固定值0.75，则混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）X=3000mg/L 污泥龄取 =25d 内源代谢系数 K=0.055 20时脱氮率=0.035kg(还原的NON)/（kg MLVSSd) 生活污水VSS约占70 经过一级处理后SS约去除40%，BOD约去除20% 进水水质 见表1-1出水水质见表1-24.3.2 去除BOD的计算（1）氧化沟出水溶解性BOD浓度S。 为了保证二级出水BOD浓度S 20mg/L,必须控制氧化沟出水所含溶解性BOD浓度。 S=S-1.42()TSS(1-) (3.2) =20-1.420.720(1-) =6.41(mg/L) （2）好氧区容积V V=32727.9（m) (3.3)（3）好氧区水力停留时间tt=7.85(h)（4）剩余污泥量 (3.4) 式中 X进水悬浮固体惰性部分（进水TSS-进水VSS）的浓度； XTSS的浓度； 本式中 X=3500.6-3500.60.7=63mg/L=0.0