污水处理厂毕业论文

污水处理厂毕业论文污水处理厂毕业论文PAGE58化工学院盐湖系PAGE59污水处理厂毕业论文绪论据《2003年中国环境状况公报》公布，2003年全国废水排放总量为460亿吨，其中城市生活污水排放量247.6亿t，占污水排放总量的53.8%。废水化学需氧量（COD）排放总量1333万t，其中生活污水COD排放821.7万t，占废水COD排放总量的61.6%，由此可见，目前我国的水污染形势严峻，特别是城市污水的排放对地表水和地下水水质的影响显得更加突出。据有关资料统计，全国近80%的生活污水未经处理，直接排入江河湖海，年排污量达400亿m3，造成全国1/3以上的水域受到污染。专家指出，水污染加剧了水资源的短缺，直接威胁着饮用水的安全和人民群众的健康，影响到工农业生产和农作物安全造成的经济损失约为GNP的1.5%～3%，水污染已成为不亚于洪灾、旱灾甚至更为严重的灾害。未来城市的最大危害就是污水。造成我国水污染严重的主要原因之一是由于全国城市污水处理率较低，使大量的城市污水未经处理而直接外排，导致了严重的水污染，并加剧了水资源的短缺。尤其是随着我国城镇化水平的不断提高，小城镇的水环境也受到了前所未有的严峻挑战。绝大部分小城镇中的城市污水仍然处于不加治理直接排放到水体的状态，这成为水体环境污染的主要来源。据统计，我国90%以上小城镇的水体环境均受到不同程度的污染，78%的城镇河段不宜作饮用水源，50%的城镇地下水受到污染，工业较发达的城镇附近的水域污染则更加突出。根据建设部、国家环保总局、科技部2000年5月颁布的《城市污水处理及防治技术政策》规定，到2010年，全国城市和建制镇的污水处理率不低于50%[1]。因此,要改善我国水环境被污染的状况,保护我国紧缺的水资源，除了要刻不容缓地对大中城市的城市污水进行处理外，小城镇也应该成为关注的重点，加快小城镇的城市污水处理步伐[1]。1总论1.1项目概况1.1.1设计年限设计基准年2008年，设计近期2015年，远期2020年。1.1.2污水处理厂及污水管网工程规模污水处理厂规模：近期（2011年）处理规模2000m3/d。1.1.3污水处理厂厂址拟建场地位于海北州原221厂污水处理厂院内，迎宾路西侧。1.1.4建设规模及内容项目的建设规模为2000m3/d的污水处理厂。项目占地面积为3079.29m2，构筑物及建筑物占地面积为971m2，绿地占地面积为250m2（1）进水水质 CODCr≤400mg/L；BOD5≤200mg／L；SS≤200mg／L；NH3-N≤30mg；TP≤5mg／L；pH=7～8。（2）出水水质污水排放执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级B标准，即：CODCr≤60mg/L；BOD5≤20mg／L；SS≤20mg／L；NH3-N≤15mg；TP≤1mg／L；pH=6～9。（3）推荐工艺生活污水进行二级生物强化处理，处理工艺为SBR工艺，处理后重力作用直接排入麻皮河。污泥直接机械脱水，外运填埋。1.2地理位置海北藏族自治州位于青海省东北部祁连山东翼，青海湖北缘，东邻青海省海南地区和西宁市大通县，南与青海湖接壤，西连海西州。北靠甘肃省河西走廊。西海镇位于海北州西海镇县境内，即东经100°08′，北纬36°50′区域内的金银滩草原上，西南与青海湖隔山相望，西部以团宝山为界，西北侧与刚察县相邻，北接祁连县，占地面积570km2。原系中国核工业总公司221厂，距西海镇县城不到10km，与青海省省会西宁市相距1.3社会经济2007年全州生产总值达到28.73亿元，比2000年增长145%，年均增长12.5%；地方财政一般预算收入由5670万元增加到10302万元，年均增长13%；地方财政支出达到10.45亿元，年均增长24.97%；累计完成全社会固定资产投资89亿元，年均增长29%。大力调整农牧业经济结构，加快传统畜牧业向现代高效畜牧业的发展，着力发展冷凉特色种植业和农区养殖业，农牧业综合生产能力得到提高，农牧民生活水平得到提高，农牧民人均纯收入由2000年的1357元增加到2007年的2698元，保持了年均10%的增长速度，西部大开发以来共有2.98万人农牧民实现了脱贫。初步培育形成了以煤炭、电力、多金属采选、农畜产品加工为主的工业体系。工业增加值由2000年的1.9亿元增加到2007年的5.39亿元。旅游业加快发展，2007年接待游客140万人次，旅游综合收入1.57亿元。基础设施得到改善，全州公路通达里程已达4264公里，比十五末增长了23%。实现乡乡通公路，其中87%的乡通油路；基本完成农村电网改造；乡镇和93%的行政村覆盖移动通讯，90.3%的乡镇和67%的行政村通固定电话；积极推进生态环境保护和建设，完成人工造林12.75万亩、封山育林90万亩、退耕还林还草69万亩。围绕教育、科技、文化、卫生、就业等事关民生的重点，依靠国家的支持和自身努力，着力实施了一批项目，各项社会事业得到发展。全州九年义务教育普及率为91.9%；农牧区低保工作启动实施，4084户1.2万人纳入农牧区低保范围；农村牧区新型合作医疗制度覆盖全州，农牧民参合率达到99.2%；2000年至2007年城镇新增就业4300人。大力推进“平安海北”、“文明海北”和民族团结进步创建活动，和谐社会建设取得成效，巩固和发展了民族团结、社会稳定的良好局面。1.4工程地质概况通过勘察得出的《西海镇污水处理厂及进厂管网场地岩土工程勘察报告》总结如下：拟建场地地貌比较单一，地层结构简单，无不良工程地质作用，场地稳定性与适宜性好。污水处理厂地下水埋藏较深，管网沿线地下水较浅，对管网施工有影响。西海地区为季节性冻土区，标准冻深为1.81m。西海地区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第二组，建筑场地类别为Ⅱ类，场地对建筑抗震属一般地段。建议在以后勘察工作中注意查明管网沿线地下水埋深情况，场地土渗透性及土的冻胀情况等。1.5自然条件表1-1西海镇气象统计资料气象因素历年极端最高气温历年极端最低气温最热日平均温度年平均气温年平均相对湿度年主导风向冬季室外平均风速统计数据33.5－30.6℃17.25.756%SE1.9m/s气象因素夏季室外平均风速供暖天数供暖期日平均气温冬季大气压力夏季大气压力场地标准冻深海拔统计数据2.1m210d/y－5.2℃750KPa760KPa1.81m3010.0m西海镇地区为半干旱高原大陆性气候，其特点是为多风干燥，蒸发量远远大于降水量，冬季寒冷，夏季凉爽，四季不分明，冬长夏短，昼夜温差大，太阳辐射强等气候特点，当地气象统计资料见表1-1。1.6水文条件地表水状况绕西海镇而过的包忽图河及其一级支流属湟水河上游段，发源于大通河南段，自北向南径流，在马匹寺汇合后转向南流出西海镇县城。主河长60km，比降15.1%，流域面积1100km2。据17年观测资料，多年平均流量1.52m3/s，年平均最大流量1.61m3/s（1961地下水情况据青海省第二水文地质局98年5月提交的地质报告介绍，该地区地下水主要是包忽滩冲洪积，冰水沉积层潜水。该滩地位于西海镇以北至二郎卡拖，南北长约18km，东西宽3~4.5km以12.5%的地形坡度向南斜。基地由第三系红层构成，上覆盖中新统冰水相泥质沙砾卵石和全新统冲洪积砂卵石构成统一的潜水含水组。滩内潜水主要接受包忽图河及其流出口后听河水渗透补给，其次还有大气降水和周边山区岩裂隙水的补给，河水补给量为69960潜水位埋深受地形条件和基地控制而各地有异，大致以马匹寺为界，向北埋深邃逐渐增大，向南渐浅。含水层厚度一般在13~25m之间，但区域内含水厚度变化较大，据对14个钻孔抽水资料统计，单位涌水量大于2C—30L/S.M的钻孔数量占78.6%。上述河谷区松散岩类空隙潜水水质好，矿化度小于0.29g/L,水化学类型为HC03—C01型，pH值7.6，总硬度9.06HO，其他生化指标均符合GB5749—85《生活饮用水卫生标准》（详见地勘报告）。根据地勘计算资料计算数据，该区内断面径流量5.12~5.3万t/d，水源在目前开采1.5万t/d地下水时，在该区内可增加开采3.2另外，第三系红层的包忽图滩组成一向斜承压水储水构造。承压含水层埋深155m，含水层岩性为紫红色沙砾和砂岩。累计厚度大于20m，直接受潜水补给，水质良好，也不失为较好的供水发展水源。因此，水源扩采规模定为3.55万1.7资源条件有丰富多样的生物、水利资源海北州是青海省主要畜牧业的生产基地之一，是驰名中外的“西宁毛”产地，现有可利用草场228.8万公顷，1999年度有各类牲畜254.43万头（只），以盛产藏系羊、大通马、牦牛而著称。本州还是青海省主要小油菜集中产区，每年可提供商品油2.1万t。海北州有乔、灌木林42万公顷，木材蓄积量330余万m3，有各种珍贵野生动物鹿、天鹅等30余种，还有大黄、冬虫夏草等30余种药材资源。境内水利资源丰富，有浩门河、黑河、布哈河等140余条大小河流，年径流量近60亿m3，水能理论蕴藏量110万kW，可建7个梯级水电站。丰富多样的生物资源和水利资源为本州拓宽致富门路，发展乡镇企业提供了非常有利的条件。有量大质优的矿产资源境内现有已探明石棉、煤炭、沙金、宝玉石等金属、非金属矿藏30余种，其中煤炭储量25亿t，占全省53%；素有“味精棉”之称的石棉储量达1700万t以上，为国内唯一可施法生产的优质棉矿。丰富的矿产资源是发展资源加工型工业、进而激活本州经济的有利条件。有多姿多彩的旅游资源境内有国家和省级文物、风景名胜保护单位10处。其中，国家级风景名胜区青海湖，总体面积达4473km2，四周高山环抱，山与湖之间为广阔平坦的大草原，湖中有一个1km2的海心山和0.5km2、栖息10万只候鸟的“鸟岛”，山、湖、草原、湖中岛、候鸟共同构成了一壮美绮丽的特有景观；国家级文物保护单位古西海郡治三角城遗址，城址明晰，并出土有古币、砖瓦、尤以西汉郡护符石匮为珍贵；尕海古城、“德州墓地”阿拉善旗王府、仓开遗址等古遗址以及雄奇巍峨的祁连山、风景秀丽的门源仙米风光、古朴多彩的民族风情。除此，境内还有神秘的“原子城”即中国第一个核武器研制基地等，得天独厚的旅游资源可开展“原子城风光”、“西海郡遗址”、“青海湖风光”、“牧民定居点”、“1.8海北州西海镇给排水现状给水现状西海镇供水水源为原221厂二分厂水源，日供水能力为2万t。给水管道全长23.30排水现状西海镇排水体制采取截流式雨污合流制，排水采用机制铸铁管，柔性卡箍连接，排水检查井有251座，井径为1000mm。排水管道总长14.381.9规划概况根据《西海镇城市总体规划》排水体制采取截流式雨污合流制，但在排水干管适当的地段设溢流井。管网布局采用分区低边截流工程布局，东西向道路沿北侧人行道布置，南北向沿东侧布置，支管根据地形合理敷设，并根据规范设置排水检查井等设施。1.10污水厂厂址确定1.10.1城市污水处理厂厂址选择应遵循以下原则：符合城镇总体规划和排水工程专业规划的要求；在城镇水体的下游；便于处理后出水回用和安全排放；便于污泥集中处理和处置；在城镇夏季主导风向的下风侧；有良好的工程地质条件；少拆地、少占地，根据环境影响评价要求，有一定的卫生防护距离；有扩建的可能；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；有方便的交通、运输和水电条件。1.10.2拟建场地位于海北州原221厂污水处理厂院内，迎宾路西侧，西海镇西南方向，距城镇中心约4500m，保证了城镇卫生环境不被污染。原221厂已10年未启用，内部设施很少且老化，从现有的设备上看，该水厂对污水仅能做到一级处理，厂内仅有4个直径为5.3m深6.1m的沉砂池，若结构可靠还可考虑使用。根据气象资料表明，该地区常年主导风向为偏西风，该厂址正好处于城镇下风向处，符合选址的原则要求。由于西海镇位于金银滩草原，地势开阔，不存在毁田的问题。距厂址450m处为麻皮河，解决了污水的出路。西海镇地势由西北向东南倾斜，平均坡度0.95～1%之间，而污水处理厂建在城镇东南处，污水经重力自流入污水厂及处理构筑物，可节省动力费。根据以上分析，将污水处理厂选择在原221厂污水处理厂址是完全合理的。1.11项目建设的背景“十一五”期间，海北州面临着难得的发展机遇和严峻的挑战，要面临转变经济增长方式、调整经济结构、促进协调发展三大战略任务，加快全省现代化高效畜牧业生产和示范基地，全省能源、资源开发基地，全省重要的生态屏障和水源涵养地，以青海湖、祁连山草原风光为重点的旅游基地建设，保持和发展经济社会快速健康协调发展的势头，保持和发展社会稳定、各族人民团结和谐、积极奋进的势头，努力成为全省新的快速发展区。大力发展循环经济，加快建设资源节约型、环境友好型社会，坚持生态立州，促进经济发展与人口、资源、环境相协调，实现可持续发展。坚持“预防为主、防治结合、突出重点、综合治理”的方针，加大环境污染防治和环保执法力度，重点抓好工业污染防治和城镇生活污染防治，防止浪费资源、破坏生态，在大力推行清洁生产工艺的同时，以州、县政府所在地为重点，争取并抓紧污水和垃圾处理设施建设，提高污水和垃圾集中处理率。这种背景下污水处理厂的修建就已成为必然。1.12项目建设的意义设计中坚持生态立州，促进人与自然和谐相处，实现可持续发展的需要；为保护湟水河水系水质及促进海北州西海镇整体发展，保障海北州西海镇城镇用水安全起到了至关重要的作用。设计项目的应用提高了工业和生活污染物的集中处理率，更加有利于其下游160km处湟水河段两岸的农牧业、工业以及黄河上游两岸经济的可持续发展。2方案论证2.1污水处理工艺方案2.1.1工艺方案选择的原则污水处理工艺流程选择是根据原水水质、出水水质要求，污水处理厂规模、污泥处置方法及当地的温度、工程地质、征地费用、电价等实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的处理工艺方案，经全面比较后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。在确定处理工艺的过程中应遵循以下原则：采用的工艺运行可靠、技术成熟、处理效果良好，能保证出水水质达到排放标准，从而减少污水对城市水环境的影响。采用的工艺投资省、污水处理厂占地面积小，能耗少，运行费用低。安全稳妥的处理处置污泥，既节省投资，又避免而次污染。所采用的工艺应运转灵活，能适应一定的水质、水量的变化。操作管理简便有效，便于实现处理过程的自动控制，降低劳动强度和人工费用，提高管理水平。污水处理工艺的确定应与污泥处理和处置工艺的方式结合起来考虑，以保证污水处理厂排出的污泥应易于处理和处置。所选工艺应最大程度地减少对周围环境的不良影响，如气味、噪声、气雾等，同时也要避免对周围环境产生不安全因素。一般来说,大型城市污水处理厂（处理能力为10万～20万m3/d）的优选工艺是传统活性污泥法及其改进型A/O和A/A/O法，与SBR工艺相比最大的优势就是能耗低、运营费用较低，污水厂规模越大，这种优势越明显。中小型污水厂(处理能力小于10万m3/d)的优选工艺是氧化沟法和SBR法，这些工艺去除有机物的效率较高，有的兼有除磷脱氮的功能，基建费用明显低于传统活性污泥法，且整个处理单元的占地面积只有传统活性污泥法的的50%，由于中小型污水厂的水质水量变化比较剧烈，因此更适合选用抗冲击负荷能力强的氧化沟法和SBR法。2.1.2污水水质特性分析原污水能否采用生化处理，特别是是否适用于生物除磷脱氮工艺，取决于原污水中各种营养成分的含量及其比例能否满足生物生长的需要，因此首先应判断相关的指标能否满足要求。海北州西海镇污水处理厂进水水质各污染物配比表见表2-1。表2-1进出水水质各污染物配比项目BOD5/CODCrBOD5/TNBOD5/TP设计0.56.6740指标≥0.3≥3≥20BOD5/CODCr污水BOD5/CODCrQUOTE值是判定污水可生化性的最简便易行和最常用的方法。一般认为BOD5/CODCrQUOTE＞0.3可生化性较好，BOD5/CODCrQUOTE＜0.3较难生化，BOD5/CODCrQUOTE＜0.25不易生化。设计中BOD5/CODCrQUOTE=0.5，因此可生化性较好，适合采用生物处理工艺进行处理。BOD5/TNQUOTE（即C/N）比值C/NQUOTE比值是判别能否有效脱氮的重要指标。由于生物脱氮的反硝化过程中主要利用原污水中的含碳有机物作为电子供体，该比值越大，表明碳源越充足，反硝化进行越彻底。理论上BOD5/TNQUOTE＞2.86时反硝化才能进行；实际运行材料表明QUOTE3.0时才能使反硝化过程正常进行；当BOD5/TNQUOTE=4～5时，氨氮去除率＞80%，总氮的去除率＞60%。设计中的进水水质C/NQUOTE=6.67可满足生物脱氮要求。BOD5/TPQUOTE比值该指标是鉴别能否生物除磷的主要指标。生物除磷是活性污泥中除磷菌在厌氧条件下分解细胞内的聚磷酸盐同时产生ATP，并利用ATP将废水中的脂肪酸等有机物摄入细胞，以PHB（聚-§-羟基丁酸）及糖原等有机颗粒的形式贮存于细胞内，同时随着聚磷酸盐的分解，释放磷；一旦进入好氧环境，聚磷菌又可利用聚-§-羟基丁酸氧化分解所释放的能量来超量摄取废水中的磷，并把所摄取的磷合成聚磷酸盐而贮存于细胞内，经沉淀分离，把富含磷的剩余污泥排出系统，达到生物除磷的目的。进水中的BOD5是作为营养物供除磷菌活动的基质，故QUOTE是衡量能否达到除磷的重要指标，一般认为该值要大于20，比值越大，生物除磷效果越明显。分析进水水质，设计中BOD5/TPQUOTE>20可以采用生物除磷工艺。综上所述，海北州西海镇污水处理厂进水水质不仅适宜于采用二级生化处理工艺，而且还适宜于采用生物脱氮除磷工艺。2.1.3污水处理程度分析污水处理工艺不同，对污染物的去处率也不同。根据确定的污水厂进出水水质以及需要达到的处理程度来确定污水处理工艺。海北州西海镇污水处理厂进出水水质及污染物去除率见表2-2。表2-2进出水水质及污染物去除率项目进水（mg/L）出水（mg/L）去除率（%）CODCr400≤60≥85BOD5200≤20≥90SS200≤20≥90NH3-N30≤15≥50TP5≤1≥80日本下水道设计指南和我国现行《室外排水设计规范》（GB50014-2006）中对常用处理工艺的处理效率做了统计，见表2-3。表2-3污水处理厂的处理效率名称一级处理处理效率（%）二级处理处理效率（%）备注SSBOD5SSBOD5日本指南30～4025～3565～8065～85二级处理：生物过滤法80～9085～95二级处理：活性污泥法中国规范40～5520～3060～9065～90二级处理：生物过滤法70～9065～95二级处理：活性污泥法从表中可以看出，二级活性污泥法的处理效率最高，生物膜法次之，生物过滤法最低。二级处理工艺能有效地去除BOD5（包括CODCr）和SS，排除剩余污泥时也同时去除了污水中的氮和磷。根据经验数据，污水处理厂采用二级生物脱氮除磷处理工艺出水水质就能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级B标准。2.1.4常用二级强化污水处理工艺简介目前日常采用的污水处理脱氮除磷工艺主要有传统的A/A/O工艺及其改良工艺（如UCT法等）、各种氧化沟工艺、SBR类及其变型工艺（如CAST法等）、曝期生物滤池（BAF）工艺等。传统活性污泥法传统活性污泥法工艺是最早采用的活性污泥法，它具有以下几个特点：曝气池为推流式，采用空气曝气且沿池厂均匀曝气，有机负荷F/M在0.2～0.5KgBOD5/(KgMLVSS·d)之间。传统活性污泥法处理效果较好，BOD5去除率可达90%～95%，适用于处理净化程度和稳定程度要求较高的废水；对废水的处理程度比较灵活。但是传统活性污泥法曝气池容积较大，占地面积多；在曝气池末端可能出现供氧速率高于需氧速率的现象，增加动力费用；并且对冲击负荷适应性较弱。厌氧、好氧活性污泥法在传统的活性污泥基本流程的基础上，由于应用生物除磷和脱氮，将厌氧状态组合到活性污泥法中，因此采用在生化反应池中隔开一段作为厌氧段，其他部分仍然保留好氧状态的方法；或使生化反应池反复周期地实现厌氧、好氧状态，把这种厌氧和好氧状态同时存在或反复周期实现以达到处理效果。厌氧、好氧活性污泥法包括脱氮为主的A/O法，除磷为主的A/O法和脱氮除磷的厌氧、缺氧、好氧活性污泥法（A/A/O法）。美国LargoFL污水处理厂采用的是除磷为主的A/O法，除磷效果良好。我国天津市东郊污水处理厂采用的是脱氮为主的A/O法。广州大坦沙污水处理厂和太原北郊污水厂都采用了A/A/O法，现在运行良好。A/O法的特点：①流程简单，勿需外加碳源与后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行费用较低；

②反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好，反硝化反应充分；

③曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质；

④A段搅拌，只起使污泥悬浮，而避免DO的增加。O段的前段采用强曝气，后段减少气量，使内循环液的DO含量降低，以保证A段的缺氧状态。氧化沟活性污泥法氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。它是活性污泥法的一种变型。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。氧化沟活性污泥法是将传统活性污泥法中的生物反应池用氧化沟来代替，其他保持不变。氧化沟利用连续环式反应池（CintinuousLoopReator,简称CLR）作生物反应池，混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环，氧化沟通常在延时曝气条件下使用。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈环形，也可以是长方形、L形、圆形或其他形状，沟端面形状多为矩形和梯形。从20世纪60年代开始，氧化沟污水处理技术在欧美等地区得到迅速发展，有些国家拥有氧化沟的数量占全国污水厂的比例为40%，我国氧化沟的数量也在日益增加，全国各地都有氧化沟工艺的污水处理厂，不但数量越来越多而且规模也越来越大；运行方式也在不断地发展，其迅速发展的原因是十分明显的，因为氧化沟具有出水水质好、耐冲击负荷、运行稳定、管理简便、污泥量少等优点，得到广泛的应用。氧化沟包括卡鲁塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟、三沟式氧化沟和厌氧段加氧化沟等。AB法活性污泥系统AB法是吸附生物降解法（AdsorptionBioderation）的简称，是原西德亚琛大学B.Bohnke教授于20世纪70年代中期开发，80年代初开始应用于工程实践的。该法是在传统两端活性污泥法和高负荷活性污泥法的基础上开发的一种新工艺，属于高负荷活性污泥法的范畴，在技术上有所突破。AB法的主要特征是:不需设初沉池；A段具有高效和稳定的特点；A段和B段运行既独立又联系，可以根据出水水质特点和要求，灵活地调整运行参数；AB法具有一定的脱氮除磷功能；适合某些难降解有机废水的处理，在处理过程中，A段兼氧运行，可使长链大分子有机物变为短链小分子有机物，提高污水的可生化性，使B段处理效果提高；AB法的基建投资省，运行费用低，能耗少，处理效果好；易于实现分期建设，可先建A段，通过A段去除大多数有机物，部分达到削减有机物的环境质量要求，资金到位后，再续建B段；SBR间歇式活性污泥法SBR是序列间歇式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess）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。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。正是SBR工艺这些特殊性使其具有以下优点：理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。曝气生物滤池曝气生物滤池（BiologicalAeratedFilter）简称BAF，是80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理工艺。该工艺具有去除SS、CODCr、BOD5、硝化、脱氮、除磷、去除AOX（有害物质）的作用，其特点是集生物氧化和截留悬浮固体与一体，节省了后续沉淀池(二沉池)，其占地面积小（是普通活性污泥法的1/3），容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好：运行能耗低，运行费用省等优点，但它对进水SS要求较严（一般要求SS≤100mg/L，最好SS≤60mg/L），因此对进水需要进行预处理。同时，它的反冲洗水量、水头损失都较大。2.1.5污水处理工艺方案确定将各种好氧生物处理工艺方法总结并对其技术经济指标作出比较如表2-4所示。表2-4各种好氧生物处理工艺方法的技术经济指标比较方案技术指标

（BOD5去除率％）经济指标*运行情况基建费能耗占地运行

稳定管理

情况适应负荷波动备注传统活性

污泥法85～95100100100一般一般不适应适用于中等浓度的生活污水和工业废水，对冲击敏感吸附再生法80～90<100>100<100一般简便一般适用高悬浮固体污水纯氧曝气法85～95>100>100<100一般麻烦适应一般应用于空间较小，

有经济氧源的地方氧化沟法90～95<100>100>100稳定简便适应适用于中小型污水厂、

需要脱氮除磷地区SBR法90～99<100100<100稳定简便适应适用于中、小型污水处理厂AB法85～95<100<100≈100一般简便适应可分期建设达到不同的

水质要求A/O和A/A/O法90～95>100>100>100一般一般一般需脱氮除磷的大型污水厂生物膜法≥90<100<100≈100稳定简便适应适用于小型污水厂注：将传统活性污泥法100作为相对经济指标基准。 根据表2-4，从工程技术经济比较可以看出，针对海北州西海镇污水处理工程污水量小的特点，以及工程设计要求能耗小、基建少、占地小、运行稳定且管理简便的原则，SBR法（即间歇式活性污泥法）和氧化沟是海北洲西海镇污水处理厂的首选处理工艺。但SBR系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围。就近期的技术条件，与氧化沟相比，SBR系统更适合以下情况：中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。用地紧张的地方。对已建连续流污水处理厂的改造等。非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。而西海镇污水量小，且属于间歇排放，综合以上特点及当地各方面条件，SBR法比氧化沟法更适合西海镇污水处理厂的工艺处理，西宁第一污水处理厂活性污泥法的正常运行，也证明SBR法在冬季微生物培养上没有问题。海北州西海镇污水处理厂SBR工艺处理流程图见附录1-图W-1，其简图如图2-1所示。图2-1海北州西海镇污水处理工艺流程简图2.2尾水消毒方案表2-5不同消毒方法的综合比较类型液氯含氯化合物臭氧紫外线照射应用范围自来水各种废水自来水各种废水饮用水游泳池水自来水二级废水三级处理废水优点工艺成熟处理效果稳定设备投资低运行费用低处理效果稳定设备投资少对环境影响较小占地面积小杀菌率高有脱色除臭效果对环境影响小占地面积小杀菌效率高危险性小无二次污染缺点占地面积大有潜在危险性占地面积大运行费比液氯高有二次污染设备投资大运行费用高设备费用高水质水量影响大基建投资中低高高运行费低中高中2.2.1尾水消毒方案论述为了有效地保护水体，防止传染性病原菌对人们的危害，降低水源的总大肠菌数，对污水处理厂出水进行消毒时十分必要的。常用的消毒方法有液氯消毒、二氧化氯、臭氧、紫外线、热处理、膜过滤等。2.2.2尾水消毒方案比较确定几种常用消毒法的比较列于表2-5。通过以上比较，液氯消毒法是比较合适的消毒方法，设计中采用加氯消毒方案。由于海北州西海镇污水量小，可考虑在接触池内投加氯片，氯片存放在仓库在中即可。2.3污泥处理方案2.3.1污泥处理要求污水处理过程中产生的污泥，有机物含量较高且不易稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，处理不好将造成二次污染，故必须妥善处理。污泥处理的要求：减少有机物，使污泥稳定化；减少污泥体积，降低污泥后续处置费用；减少污泥有害物质；利用污泥中可用物质，化害为利；应选用生物脱氮除磷工艺，故尽量避免磷的二次污染。2.3.2污泥产量污水中悬浮物含量越多、溶解性污染浓度较高、污水的净化率越高，其产泥量也就越多。由于进水水质及处理效率在不断变化，难以精确计算污泥产生量。设计时往往根据有关公式计算污泥产量，再结合生产中污泥产量统计值，确定污泥产量。根据现行规范计算并参考一些统计资料，污水处理厂近期产泥量为0.4tDS干固体/d。2.3.3污泥处理工艺选择污泥消化的最大优点就是使污泥得到充分的稳定，避免在处置过程中造成二次污染。但是目前国内比较一致的观点是，对于规模小于10×104m3/d的污水厂，污泥采用厌氧消化是不经济的。另一方面，如果在污水处理中，反应池系统污泥龄（硝化及反硝化）≥20d，好氧泥龄约所以设计中污泥处理系统不需设消化池，污泥直接浓缩、脱水，外运。污泥浓缩污泥浓缩常用的工艺有重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩。这几种方法的优缺点见表2-6。表2-6各种浓缩方法的优缺点浓缩方法优点缺点重力浓缩法储存污泥能力强、操作要求不高运行费用低、动力消耗小占地面积大、易发酵浓缩效果不理想气浮浓缩法浓缩效果较理想，出泥含水率低占地面积小，不易发酵能去除油脂、砂砾操作要求较高污泥储存能力小占地比离心法多离心浓缩法占地面积小，处理能力高几乎不存在发酵问题要求专用的离心机电耗大操作人员素质要求高根据西海镇现有经济及其他条件可选用间歇式重力浓缩池。污泥的脱水污泥的脱水分为自然干化和机械脱水两大类。利用污泥干化场使污泥自然干化，是污泥脱水中最经济的方法，适用于气候比较干燥，占地不紧张的地区，但维护管理费工作量大，且产生大范围的恶臭，蚊蝇滋生，卫生条件差。污泥机械脱水与自然干化相比，其特点是脱水效果好，效率高，占地少，恶臭环境影响小，无需人工操作。污泥机械脱水设计时应遵守的规定：污泥脱水机械的类型，应按污泥的脱水性质和脱水要求，经技术经济比较后选用。污泥进入脱水机前的含水率一般不大于98%。脱水后的污泥应设置泥饼外运堆场贮存，堆场的容量应根据污泥出路和运输条件等确定。机械脱水应考虑通风设施。污泥加药应符合以下要求：药剂的种类应根据污泥的性质和出路等选用，投加量由试验或者参照相似污泥的数据确定。污泥加药后，应立即混合反应，并进入脱水机。（注：生产污水是否加药处理，由试验或参照类似污泥的数据确定。）压滤机宜采用箱式压滤机、板框压滤机、带式压滤机或微孔挤压脱水机，其泥饼产率和泥饼含水率，应由试验或参照相似污泥的数据确定。泥饼含水率一般可为75%～80%。机械脱水种类很多，海北州西海镇污水量小，采用压滤脱水中的板框压滤脱水机是既经济又合理的。2.3.4污泥最终处置污泥最终处置的方法主要是焚烧、卫生填埋、堆肥、干化利用和投海等。目前我国污水处理厂污泥大都是采用填埋方式处置，设计中污泥最终处置的方法是外运填埋。城市污水厂污泥处置常用方法目前城市污水处理厂污泥的处置采用较多的方法是焚烧、填埋、堆肥和投海等。焚烧技术虽然具有处理迅速、减容多（70～90％）、无害化程度高、占地面积小等优点，但一次投资巨大，操作管理复杂，且能耗高，运行费用大，不太适应我国目前的国情；污泥卫生填埋、终结覆盖，是处理城市污水厂脱水后的污泥较为有效的方法之一；但其渗滤液的CODCr和BOD5值较高，需进行处理，否则会造成二次污染；污泥与城市生活垃圾混合高温堆肥，污泥熟化程度高，病原体和寄生虫卵去除较彻底，有利于污泥利用，是适合我国国情的污泥稳定处理工艺。设计中污泥处置推荐方案经浓缩脱水后的污泥最终处置可以考虑采用以下三种方法：将脱水泥饼送至城市垃圾填埋场，与城市生活垃圾一起卫生填埋；将脱水泥饼作为绿化用肥；将脱水泥饼直接运至农村，与生活垃圾、杂示意等混合厌氧堆肥，经无害化稳定后，用作农肥。根据工程设计的实际情况，推荐采用第二种方法进行污泥最终处置，脱水后污泥含水率78～80％，外运至城市垃圾填埋场卫生填埋。2.4主要构筑物选型2.4.1格栅是由一组（或多组）平行的金属栅条与框架制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或者污水处理厂的端部，用以拦截大块的悬浮物或漂浮物，以保证后续构筑物或设备的正常工作。在排水工程中，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。其有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井口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质，对水泵起保护作用，以确保后续处理的顺利进行。格栅按不同的方法可分为不同的类型：按格栅条间距的大小不同，格栅分为粗格栅、中格栅和细格栅3类，其栅条间距分别为1.5～10mm、15～25mm和大于40mm。按清渣方式不同，格栅分为人工清渣格栅和机械清渣格栅两种。人工清渣格栅主要是粗格栅。按栅耙的位置不同，格栅分为前清渣式格栅和后清渣式格栅。前清渣式格栅要顺水流清渣，后清渣式格栅要逆水流清渣。按形状不同，格栅分为平面格栅和曲面格栅。平面格栅在实际工程中使用较多。按构造特点不同，格栅分为抓耙式格栅、循环式格栅、弧形格栅、回转式格栅、转鼓式格栅和阶梯式格栅。2.4.2污水提升泵房污水提升泵房应尽量利用大小泵的组合来满足水量，而不是靠阀门来调节，以减少管路水头损失，节能降应保持集水池的高水位，以降低提升扬程；水泵的开停次数不可过于频繁；各台泵的投运次数及时间应基本均匀。提升泵的作用是将上游来水提升至后续处理单元所要求的高度，使其实现重力自流。对于污水厂的提升泵房的设计，一般考虑以下两点：一般根据实际选用低扬程大流量的污水泵；根据实际的地形考虑污水泵的运行。水泵的选择应根据水量、水质和所需扬程等因素确定，一般应符合以下要求：水泵宜选同一型号。当水量变化大时，应考虑水泵大小搭配，但型号不宜过多，或采用可调速电动机。泵房内工作泵不宜少于2台。污水泵房内的备用泵台数应根据地区重要性、泵房特殊性、工作泵型号和台数等因素来确定，但不得少于1台。雨水泵房一般不设备用泵；水泵吸水管及出水管的流速，应符合以下要求：吸水管流速为0.7～1.5m/s；出水压力管流速为0.8～2.5m/s。泵房内的起重设备，根据水泵最重部件或电动机的重量，可按下列规定选用：①起重量小于0.5t的地面式泵房，采用固定吊钩或移动吊架；②起重量在1t以下时，采用手动单轨单梁起重设备；③起重量在1～3t时，采用手动或电动单轨单梁起重设备；④起重量在3t以上时，采用电动单梁桥式起重泵房。当需要在泵房内检修设备时，应留有检修设备的位置，其面积应根据最大设备的外形尺寸确定，并在周围设宽度不小于0.7m的通道。泵房高度应遵守以下规定：①无吊车起重设备者，室内地面以上有效高度不小于3.0m；②有吊车起重设备者，应保证吊起物体底部与所越过的固定物体的顶部有不小于0.5m的净空；③有高压配电设备的房屋高度，应根据电气设备外形尺寸确定。泵房内应有排除积水的设施。立式水泵的传动轴当装有中间轴承时应设置养护工作台。泵房内地面敷设管道时，应根据需要设置跨越设施。若架空敷设时，不得跨越电气设备和阻碍通道，通行处的管底距地面不宜小于2.0m。当两台或两台以上水泵合用一条出水管时，每台水泵的出水管上均应设置闸阀，并在闸阀和水泵之间设置止回阀；如果单独出水管为自由出流时，一般可不设止回阀和闸阀。排水泵房宜设计成自灌式，并应符合下列要求：在吸水管上应设有闸阀；宜按集水池的液位变化自动控制运行。2.4.3虽然沉砂池在污水处理厂的投资、占地等方面所占的比例很小，但其作用却不可忽视。若取消沉砂池，大量砂粒将进入后续各处理单元，给污水厂的正常运行带来诸多隐患：

①砂粒进入初沉池会加速污泥刮板的磨损，缩短使用寿命。

②排泥管道中砂粒的沉积易导致管道的堵塞，进入污泥泵后会加剧叶轮磨损。

③对于不设初沉池的处理工艺(如氧化沟、CASS等)或实际运行中由于进水负荷过低而超越初沉池运行的工艺，大量砂粒将直接进入生化池沉积，导致生化池有效容积的减少，同时还会对曝气器产生不利影响。

④砂粒进入污泥消化池中，将减少有效容积，缩短清理周期。

⑤污泥中含砂量的增加会大大影响污泥脱水设备的运行。砂粒进入带式脱水机会加剧滤布的磨损，缩短更换周期，同时会影响絮凝效果，降低污泥成饼率。沉砂池的工作原理是以重力分离为基础，故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带起立。沉砂池主要有平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池等。因为旋流沉砂池占地面积小，沉砂效果受水量变化影响很小，砂水分离效果好，分离出的砂子含水率低率，有机物含量少，便于运输等优点，被广泛应用于现代污水处理设计中。2.4.4西海镇污水处理厂日处理流量比较小，而且又采用SBR工艺，处理时水量容易出现波动，则选用调节池以实现对水量的调节，同时还能调节水质、污水pH、水温，有预曝气作用，还可用作事故排水。2.4.5SBR工艺的特征SBR工艺是传统活性污泥法具有一定特色的变化，利用活性污泥法的曝气池，完成活性污泥法的曝气反应、沉淀及排水的功能。SBR系统的运行在时间上是连续的、空间上是间歇。SBR工艺的基本特征：理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。2.4.5.SBR工艺的反应器运行由5个步骤所组成。分别依次完成这5步的操作，从而完成一个周期的运行。进水期污水流入曝气池前，该池处于操作期的待机（闲置）工序，此时，沉淀后的清液已排放，曝气池内留有沉淀下来的活性污泥。污水流入，当注满后再进行曝气操作，则曝气池能有效地调节污水的水质水量。如果污水流入的同时进行曝气，则可使曝气池内的污泥再生和恢复活性，并对污水起到预曝气的作用（这种方式也称非限制曝气）。当污水流入的同时不进行曝气，而是进行缓速搅拌使之处于缺氧状态，则可对污水进行脱氮与聚磷菌对磷的释放（这种方式也称限制曝气）。反应期当污水注入达到预定容积后，即开始反应操作，根据污水处理的目的，如BOD5去除、硝化、采用SBR工艺应注意的问题：磷的吸收以及反硝化等，采取相应的技术措施，如前三项，则为曝气，后一项则为缓速搅拌，并根据需要达到的程度以决定反应的延续时间。如使反应器连续地进行BOD5去除-硝化-反硝化反应时，对BOD5去除-硝化-反硝化，曝气的时间较长。而在进行反硝化时，应停止曝气，使反应器进入缺氧或厌氧状态，进行缓速搅拌，此时为了向反应器内补充电子受体，应投加甲醛或注入少量有机污水。在反应的后期，进入下一步沉淀过程之前，还要进行短暂的微量曝气，以吹脱污泥近旁的气泡获氮，以保证沉淀过程的正常运行。如需要排泥，也在后期进行。沉淀期使混合液处于静止状态，进行泥水分离。沉淀工序采取的时间基本同二次沉淀池，一般为1.0~2.0h。排放期排除曝气池沉淀后的上清液，留下活性污泥，作为下一个周期的菌种，起到回流污泥的作用。过剩污泥则引出排放。一般而言，SBR反应器中的活性污泥量占反应器容积的30%左右，另外反应池中还剩下一部分处理水，可起循环水和稀释水作用。闲置期闲置期的作用是通过搅拌、曝气或静置使微生物恢复活性，并起到一定的反硝化作用而进行脱氮，为下一个运行周期创造良好的初始条件。通过闲置后的活性污泥处于一种营养物质的饥饿状态，单位质量的活性污泥具有很大的吸附表面积，能够在下一个周期内发挥较强的去除作用。在SBR运行过程中应注意以下问题：水量平衡：SBR反应池的进水和出水均为间断的，而处理的污水无论是间断还是连续进入污水处理厂，两者之间都存在水量的匹配问题，影响SBR反应池的设计参数，也会影响调节池的取舍及调节池容积的大小。控制方式的选择：一般情况下，SBR采用自动控制方式兼具手动操作功能。后者便于手动调试和自控系统故障时使用，前者便于日常工作使用。但当处理小水量、高浓度工业废水时，由于反应周期长，往往一天只排一次水，采用手动操作工作量不大，只设计手动操作比较经济可靠。曝气方式的选择：间断曝气的运行方式，容易使水渗入曝气头内部，进入供气支管中，再次曝气时增大了管道阻力，也会造成污泥堵塞微孔。所以，在选择曝气头时要尽量采用不堵塞的曝气形式，如穿孔管、水下曝气机、伞式曝气器、螺旋曝气器等。当采用微孔曝气时应采用强度高的橡胶曝气盘或管，当停止曝气时，微孔闭合，曝气时开启，不易造成微孔堵塞。排水方式的选择：SBR沉淀结束需及时将上清液排出，排水时应尽可能均匀排出，不干扰沉淀在池底的污泥层。同时，还应防止水面的漂浮物随水流排出。目前，常见的排水方式有固定式的，如沿水池不同深度设置出水管，从上到下依次开启，优点是排水设备简单、投资少，缺点是开启阀门多、排水管中会积存部分污泥，造成初期出水水质差。浮动式排水装置和旋转式排水装置虽然价格高，但排水均匀、排水量可调节、对底部污泥干扰小，又能防止水面漂浮物随出水排出，因此，这两种排水装置目前应用较多，尤其旋转式排水装置，又称滗水器，以操作灵活、运行稳定性高等优点受到设计人员和用户的青睐。需要注意的其它问题：浮渣和沉渣的排除方法；排水比的确定；雨季对池内水位的影响及控制；排泥时机及泥龄控制；反应池的长宽比；SBR间断进水、间断排水与前处理及后续处理构筑物的高程及水量匹配问题；SBR处理工业废水时，曝气时间最好通过试验确定，对一些难度较大的工业废水，SBR最好与厌氧或物化工艺结合使用，此时，一定要注意相互间的匹配问题；2.4.6中水消毒工艺属于深度处理，西海镇生活污水污水经过以上构筑物处理后，虽然水质得到了改善，细菌数量也大幅减少，但是细菌的绝对值依然十分客观，并有存在病原菌的可能，因此，污水在排放水体前，应进行消毒处理。在设计消毒池时，应考虑到工艺投资费用、经济费用、药剂储存等问题。2.4.7污泥处理系统产生的污泥，含水率高，体积很大，输送、处理或处置都不方便。污泥浓缩可使污泥初步减容，使其体积减少为原来的几分之一，从而为后续护理或处置带来方便。污泥浓缩的脱水对象是占污泥水分70%左右的间隙水。经浓缩之后的污泥近似为糊状，但仍保持流动性。小型污水处理厂适合采用方形或圆形间歇浓缩池。西海镇污水处理厂日处理流量小，可选用圆形间歇浓缩池。2.4.8污泥脱水污泥脱水房中主要设备是污泥脱水机，对其作出合理经济的选择是整个污泥处理工艺不可缺少的一部分。相对于带式压滤机而言，虽然板框压滤机一般为间歇操作、基建设备投资较大、过滤能力也较低、维护量较大，但由于其滤饼的含固率高、滤液清澈、固体物质回收率调理药品少等优点，对需要运输、进一步干燥或焚烧以及卫生填埋的污泥，可以降低运输费用、减少燃料消耗、降低填埋场用地。尤其对小型污水处理厂，处理量小，用板框压滤机既能减少自然干化场过多的劳力劳动又能比较经济和便捷的操作，所以，西海镇污水处理厂适合选用板框压滤机脱水。板框压滤机的选用内容与真空过滤机一样，主要是根据污泥量、过滤机的过滤能力来确定所需过滤面积和压滤机台数及设备布置。2.5小结经过方案论证，对西海镇污水处理厂的污水处理工艺、尾水消毒和污泥处理的方案进行了分析和确定。根据常用污水处理工艺优缺点的对比，选定SBR工艺为设计所用工艺。通过对常用尾水消毒方案进行综合比较，确定采用加氯消毒方案。而污泥经过浓缩后，进行机械脱水，直接外运填埋。污水处理厂里的的每个构筑物都是处理工艺所不能缺少的部分，根据所选的处理工艺和已有条件，确定出所需主要构筑物：格栅、细格栅、提升泵房、沉砂池、调节池、SBR反应池、消毒池、污泥浓缩池和污泥脱水房。3物料衡算3.1污水流量的衡算处理流程处理工艺流程及流量物料平衡见图3-1。图3-1流量（Q）衡算图计算参数及说明：进水流量百分数：100%；其他配水设备进水流量与出水流量相等，没有流量的损失；污泥脱水设备的回流水量很小，主要回流水是脱水机房的回水，所以忽略不计；水流量计算式：；流量衡算所需参数如表3-1。表3-1流量计算参数设施SBR池污泥/%污泥浓缩池污泥污泥/%污泥脱水污泥/%体积百分比52010污水流量物料平衡计算如表3-2所列。表3-2污水流量物料平衡计算序号计算式计算值最终值水流量（m3/d）1234Q11001001001001001002000Q2Q1+Q9100104.9105.15105.16105.162103.2Q3Q2-Q49599.6599.8999.9099.901998Q40.05Q255.255.265.265.26105.2Q5Q4-Q811.051.051.051.0521Q6Q5-Q0.10.12Q70.9Q50.90.950.950.950.9519Q80.8Q414.2184.2Q9Q7+Q65.165.16103.23.2SS物料衡算处理流程处理工艺流程及SS物料平衡见图3-2：图3-2SS衡算图计算参数及说明：进水SS视为100%；其他配水设备SS去除率为0；SS计算式：SS衡算所需参数如表3-3。表3-3SS去除率计算参数[3]构筑物格栅/%SBR反应池/%污泥脱水泵房/%重力浓缩池/%SS去除率10909080SS物料平衡计算如表3-4所列。表3-4SS物料平衡计算序号计算式计算值最终值固体物量（t/d）12345678C11001001001001001001001001001000.4C20.9C19090909090909090900.36C3C2+C1090113.94120.31122122.45122.58122.61122.62122.620.49C4C3-C30.0245C50.9C385.5108.24114.29115.9116.33116.45116.48116.49116.490.466C60.8C568.486.5991.4392.7293.0693.1693.1893.1993.190.373C70.9C661.5677.9377.9382.2983.4583.7583.8483.1683.160.335C8C6-C76.848.668.669.149.279.319.329.329.320.037C9C5-C617.121.6521.6522.8623.1823.2723.2923.323.30.093C10C8+C923.9430.3130.3132.0032.4532.5832.6132.6232.620.133.3BOD5物料衡算处理流程BOD5处理工艺流程见图3-3。图3-3BOD5衡算图计算进水BOD5百分数：100%；格栅和调节池及其他配水设备BOD5的去除率视为0；SBR反应池BOD5的去除效率为95%[3]；重力浓缩池和污泥脱水设备BOD5的去除率取0。则：B1=B2=B3=100%B4=B5=100%－95%=5%进水BOD5为200mg/L，即出水的BOD5的值为：BOD5=200mg/L×5%=10mg/L3.4CODCr物料衡算处理流程CODCr处理工艺流程见图3-4。图3-4CODCr衡算图计算进水CODCr百分数：100%；格栅和调节池及其他配水设备CODCr的去除率视为0；SBR反应池CODCr的去除效率为90%[3]；重力浓缩池和污泥脱水设备CODCr的去除率取0；则：C1=C2=C3=100%C4=C5=100%－90%=10%进水CODCr为400mg/L，即出水的CODCr的值为：CODCr=400mg/L×10%=40mg/L3.5NH3-N物料衡算处理流程NH3-N处理工艺流程见图3-5。图3-5NH3-N衡算图计算进水NH3-N百分数：100%；格栅和调节池及其他配水设备NH3-N的去除率视为0；SBR反应池NH3-N的去除效率为85%[3]；重力浓缩池和污泥脱水设备NH3-N的去除率取0；则：N1=N2=N3=100%N4=N5=100%－85%=15%进水NH3-N为30mg/L，即出水的NH3-N的值为：NH3-N=30mg/L×15%=4.5mg/L3.6TP物料衡算处理流程TP处理工艺流程见图3-6。图3-6TP衡算图计算进水TP百分数：100%；格栅和调节池及其他配水设备TP的去除率视为0；SBR反应池TP的去除效率为90%[3]；重力浓缩池和污泥脱水设备TP的去除率取0；则：T1=T2=T3=100%T4=T5=100%-90%=10%进水TP为5mg/L，即出水的TP的值为：TP=5mg/L×10%=0.5mg/L3.7小结物料衡算是项目设计的必须工程，以确保工程能稳定运行。由于来自污泥浓缩池和污泥脱水部分的回流水的水量、水质未知，在计算物料衡算时，先假设上清夜回流水为0t/d，进行第一次试算，最终达到平衡。从表3-5得知，经SBR工艺处理后的出水水质能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）标准中的一级B类标准。表3-5《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）标准中的一级B类标准表[4]（单位mg/L）序号控制污染物排放浓度限值污染物排放监控位置1色度（稀释倍数）30常规污水处理设施排放口2化学需氧量（CODCr）(mg/L)60常规污水处理设施排放口3生化需氧量（BOD5）（mg/L）20常规污水处理设施排放口4悬浮物（mg/L）20常规污水处理设施排放口5总氮（mg/L）40常规污水处理设施排放口6氨氮（mg/L）15常规污水处理设施排放口7总磷（mg/L）1常规污水处理设施排放口8粪大肠菌群数（个/L）10000常规污水处理设施排放口9总汞（mg/L）0.001常规污水处理设施排放口10总镉（mg/L）0.01常规污水处理设施排放口11总铬（mg/L）0.1常规污水处理设施排放口12六价铬（mg/L）0.05常规污水处理设施排放口13总砷（mg/L）0.1常规污水处理设施排放口14总铅（mg/L）0.1常规污水处理设施排放口4主要构筑物和设备的设计与选型4主要构筑物和设备的设计与选型4.1进水闸门井进水闸门井单独设定,为钢筋混凝土结构。设闸门井一座,闸门的有效面积为1.8m2,其具体尺寸为1.2×1.5m,有效尺寸为1.2m×1.5m×4.5m。设一台矩形闸门。当污水厂正常运行时开启,当后序构筑物事故检修时,关闭某一闸门或者全部关闭,4.2设计流量的计算工程建设规模Q=2000=23.15，采用内插法求算。从表4-1中得知，则：从而计算得，则设计流量：表4-1生活污水量总变化系数[5]平均日污水流量5154070100200500≥1000总变化系数2.32.0注:当污水平均日流量为中间数值时，总变化系数用内插法求得；当居住区有实际生活污水量变化资料时，可按实际数据采用。4.3中格栅的计算与计算4.3.1设计参数设计流量栅条间隙[6]栅条宽度，取圆形栅条，形状系数栅前超高[6]栅渣量[7]栅前水深进水渠道宽度栅间流速格栅前渠道内水流速度一般采用0.4～0.9m/s，设计中取过栅流速一般采用0.6～1.0m/s，设计中取格栅倾角一般采用45°～75°，国内一般采用60°～70°，设计中取[6]g─重力加速度，取4.3.2设计计算栅条间隙数：可取整则栅条数目条栅槽宽度： 设栅条断面为圆形断面，取k=3,β=1.79，v=0.6m/s，则过栅水头损失：ξ= 栅槽总高度： 渐宽部分展开角α1=20°，则进水渠道渐宽部分长度：栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：栅槽总长度：图4-1格栅计算示意图在格栅间隙为20mm的情况下，设栅渣量W1为每1000m3污水产0.075m因为栅渣量小于0.2m3/d，所以采用人工清渣，格栅定制。格栅计算草图如图4-14.4细格栅的计算与计算4.4.1设计参数设计流量栅条间隙[6]栅条宽度，取矩形栅条，形状系数栅前超高[6]栅渣量[7]栅前水深进水渠道宽度栅间流速格栅前渠道内水流速度一般采用0.4～0.9m/s，设计中取过栅流速一般采用0.6～1.0，设计中取格栅倾角一般采用45°～75°，国内一般采用60°～70°，设计中取[6]g─重力加速度，取4.4.2栅条间隙数：可取整则栅条数目条栅槽宽度： 设栅条断面为矩形断面，取k=3,β=2.42，，则过栅水头损失：ξ= 栅槽总高度： 渐宽部分展开角α1=20°，则进水渠道渐宽部分长度：栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：栅槽总长度：在格栅间隙为8mm的情况下，设栅渣量W1为每1000m3污水产0.075m3因为栅渣量小于0.2m3/d，所以采用人工清渣，格栅定制。格栅计算草图如图4-1。4.4.3设计流量为3870m3/d=161.25m3/h，选用150QW180-6-5.5表4-2提升泵选型及参数[8]型号排除口径流量扬程转速功率效率150QW180-6-5.515180m361450r/min5.5kW73%4.5沉砂池采用1座旋流沉砂池，一台LSSF--320型螺旋砂水分离器,设计参数如表4-3。表4-3螺旋砂水分离器选型设计参数[8]型号处理量/L·S-1电机功率/kWLSSF--32012～200.37其旋流沉砂池选型设计参数见表4-4，设计简图如图4-2所示。表4-4旋流沉砂池Ⅰ-50选型设计参数[4]型号Ⅰ流量(万L/s)ABCDEFGHJKL50501830100030561030014003003002008001100图4-2旋流沉砂池设计示意图4.6调节池4.6.2设计参数池边超高[9]调节池深度[9]4.6.3设计计算调节池有效池容调节池池容应不小于反应器一个周期的进水时间，项目中SBR系统反应周期。调节池尺寸调节池深度。即：调节池总深度池边超高。4.7SBR反应池4.7.1设计参数SBR反应池排水比[3]安全高度[3]项目,产泥量[3]项目周期最大进水量比[3]混合液DO值[3]4.7.2设计计算SBR系统沉淀时间确定当设计温度为10℃当设计温度采用20℃即：日运行周期数反应器容积BOD-污泥负荷曝气时间比BOD-污泥负荷曝气时间SBR系统周期运行时间排水时间≥1h进水时间容积修正项目周期最大进水量变化比[2]，超过曝气池容量的污水进水量。曝气池需氧量（按去除1需要1计算）曝气室供氧量项目设计温度，高负荷运行采用参数[3]，[3]，[3]。混合液DO值：[2]。每池供氧量气液分离时百分浓度设曝气头距离池底[3]，[3]，淹没水深h=4.8m,空气离开反应器时氧的百分浓度为：曝气阶段应供给氧量鼓风机房供风量滗水器流量SBR反应器共有2池，其中1池正常投用，1池备用防止意外情况。反应池尺寸为：。4.7.3设备选型根据排水需求确定滗水器型号，项目选用型号为BSL600的连杆式旋摆滗水器，其具体参数见表4-5。SBR平面图见附图W-6。表4-5滗水器安装技术参数[3]型号滗水能力出水管直径滗水高度BSL600600m52～5m曝气装置根据供氧量和曝气方式确定，项目选取WB型微孔曝气器，其具体规格与主要技术参数见表4-6。表4-6WB型微孔曝气器规格与主要参数[3]型号曝气头直径(mm)曝气量m3/(只·h)服务面积平均孔径氧利用率/%动力效率/[kg·O2/(kW·h)]孔隙率/%阻力/(mmH2O)WB型2001～30.3～0.515020～303～640～50136～2804.8消毒池4.8.1设计参数池内水力停留时间4.8.2设计计算根据设计采用的消毒工艺，消毒池内水力停留时间采用。消毒池体积消毒池内流速消毒池采用折流式，间距为，隔板长，水流有效深度。消毒池水流流过的总长度：。加氯量计算：最大投氯量：4.8.3设备选型消毒设备选用MJL型加氯机，具体参数见表4-7。表4-7MJL型加氯机规格及主要技术参数[8]型号技术性能质量/kg外型尺寸(长×高)（mm）加氯量/kg·h-1适用水压力/MpaMJL-10.1～3.0水射器进水压力0.2～0.3（进水压力应大于加点水压力0.1/MPa以上）7180×3054.9污泥浓缩池设计4.9.1污泥浓缩池的设计参数设计流量污泥固体浓度，取[3]浓缩池浓缩固体通量[3]设计浓缩时间[3]4.9.2污泥浓缩池的设计计算浓缩池总面积其中：Q—污泥量，C—污泥固体浓度，取6M—浓缩池浓缩固体通量，单池面积浓缩池直径浓缩池工作部分高度(取4m)其中：T—设计浓缩时间，取16h.浓缩池总高度H0=h1+h2+h3=3.33+0.3+0.2=3.93其中：h1—工作部分有效高度h2—缓冲层高度，取0.3mh3—超高高度，取0.3m浓缩后污泥体积其中：P1—进泥浓度，99.4%[3]P2—出泥浓度，97%[3]污泥浓缩池设计图见附录8-图W-6。4.9.3设备选型刮吸泥机结构形式分周边传动和中心传动两种。西宁地区处北方寒冷地区，冬季沉淀池初沉池、二沉池走道板易结冰，周边传动刮吸泥机行走轮在冰上会打滑而影响正常运行。另外，冬季二沉池上会产生大量水雾，水雾易在中心接电滑环冷凝成水珠，造成电源短路而停机。中心传动刮吸泥机不会出现以上问题，两种形式的设备价格是相同的。所以，中心传动机更适合西海镇地区污水处理厂。设计中选用CG-A型浓缩池刮泥机系列中CG4A型刮泥机，具体参数详见表4-8。表4-8CG4A型刮泥机规格及主要技术参数[8]型号池径（m）池深（m）周边线速度(m/min)驱动功率(kW)CG4A42.53.054.10污泥脱水机4.10.1设计参数进泥含水率97%[3]出泥含水率80%[3]设计处理量4.10.2设计计算根据物料衡算可得，投加高分子混凝剂量为：。4.10.3设备选型由于西海镇污水流量小，污泥产生量少，属于间歇运行。项目选用BAS型板框压滤机，其具体参数详见表4-9。同时选用SC型全自动混凝投药系统1个，该系统通过检测投药后的流动电流值，并配合滤前水的浊度变化，来实现对投药量的自动控制，其技术参数见表4-10。表4-9BAS4/320-25脱水机规格及主要参数[8]型号过滤面积（m2）框内尺寸(mm)框厚(mm)框数(个)总框内容量（L）外型尺寸（mm）（长×宽×高）重量(kg)BAS4/320-254320×3202520701945×650×600650表4-10SC型全自动混凝投药系统技术参数[8]型号系统精度响应时间取样室水样流量工作温度显示读数SC检测仪型号控制功能输出信号SC4000Z1%<5s手动自动冲洗功能标准取样探头为2～4L/min0～50—100～+100sc单位SCD4200自动监控投加4～20Ma控制信号与记录信号4.11小结通过对污泥处理主要构筑物的计算，得出主要构筑物一览表如表4-11。主要设备一览表如表4-12。表4-11主要构筑物一览表序号构筑物名称主要尺寸（m）单池容积(m3)数量(座)1中格栅间6.0×1.9×4.551.312进水泵房12.0×5.0×10.0600.013细格栅间4.0×1.9×3.828.915沉砂池D1.83×3.07.916调节池17×12×51020.017SBR反应池17×14×61428.028接触消毒池8.0×6.4×1.051.219污泥浓缩池D3.7×4.043.0210污泥脱水机房18.0×9.0×9.61555.21表4-12主要设备一览表序号设备型号主要参数数量(台/个)1中格栅栅条数目12条栅槽总长度2.02m12细格栅栅条数目29条栅槽总长度2.12m13150QW180-6-5.5提升泵扬程6m功率5.5kW24LSSF--320型螺旋砂水分离器处理量12～20L·S-1电机功率0.37kW15BSL600的连杆式旋摆滗水器滗水能力600