【《日处理8300立方米的某工业园区污水处理主要构筑物设计计算过程案例》5600字（论文）】

日处理8300立方米的某工业园区污水处理主要构筑物设计计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u18262第1章引言 2142971.1项目背景 283931.2设计依据 3218241.3设计原则 3199541.4污水处理厂入水水质特点 313767第3章设计基础 430672.1设计进水水质水量 456262.1.1设计进水水量 4289562.1.2设计进水水质 4224072.2设计出水水质水量 4213112.2.1设计出水水量 4204502.2.2设计出水水质 4216432.3污水处理厂入水水质特点分析 514598第4章工艺比选说明 5198713.1污水处理工艺比选 5157203.1.1国内外主流污水处理工艺-活性污泥法 5190073.1.2国内外主流污水处理工艺-生物膜法 682763.1.2主体处理工艺比较 7134983.1.3工艺流程图 8200363.1.4污水处理工艺说明 828003第5章主要构筑物设计计算 9156114.1格栅 9140214.2沉砂池 103584.3初沉池 12257204.4好氧反应池 13290724.5缺氧反应池 15270884.6厌氧反应池 1669564.9二沉池 1637604.10消毒接触池 17234314.11计量设施 18引言1.1项目背景生活污水中含有N、P、S、致病细菌等，是水体的主要污染源之一。其中致病微生物的数量较多，繁殖速度快并且容易产生抗性很难被消灭。此类致病微生物会经过多种途径进入人体，在体内生存，引起人体疾病。此外水体有机物污染也是水体主要的污染物，这类污染物的特点是这些物质进入水体后，被微生物转化为H2O、CO2等无机物质。有机污染物在被分解的过程中需要消耗水中的O。在缺氧条件下污染物被微生物的分解作用分解，并在此过程中造成水质的恶化。故污水需要经过适当的处理才能够排放到环境水体中，否则将对当地生态水环境等造成严重的损害。目前国内外的生活污水处理工艺较为成熟，但在应用方面仍需要因地制宜，根据当地的地理条件，气候、人口、经济等因素，设计与之相符合的方案以满足当地的污水处理需求。该项目设定为广东某地某工业园区污水处理厂工程设计，以满足工业园区生产生活污水处理后排放达到相关要求。1.1.1地形地貌污水处理厂所在市地地势南高北低，附近的排放水域为漠阳江。1.1.2气候气象污水处理厂所在市地处北纬21°28′45″—22°41′02″，春秋冬季较为温暖，夏季较为炎热。降雨量充足，全年的降雨主要集中在夏秋两季。1.1.3地质地势园区内绝大部分都是未征用的山坡地，山地平均高程为海拔60米，地势为中间高南北两头低1.2设计依据1.广东省《水污染物排放限值》DB44-26-20012.《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-20023.《污水排入城市下水道水质标准》CJ-343-20104.《建筑给水排水制图标准》GB/T50106-20105.《室外排水设计规范》GB50014-20066.《污水综合排放标准》GB8978-19967.《城镇污水处理厂污水污泥排放标准》CJ3025-938.《泵站设计规范》GB/T50265-971.3设计原则出水稳定、运行可靠、运行与维护成本低的处理工艺；在设计中考虑二次污染问题尽量采用二次污染少、运行噪音低的设备设施；运行维护管理方便、技术要求简单，能够长期使用；选择各个设备时充分考虑经济性，提高使用效率。1.4污水处理厂入水水质特点广东某地工业园区污水处理厂工程设计，主要处理该工业园区居民的生活污水与部分工业废水。N、P含量较高由于污水主要来源于工业园区居民生活污水，水中含N、P成分较高。污水中TN、TP分别维持在3.5mg/L与4.0mg/L，故选择工艺时应考虑能同时脱氮除磷的工艺，以满足相关污水排放要求。CODcr与BOD5含量较高入厂污水中含CODcr与BOD5分别为260mg/L与150mg/L。可生化性好污水中BOD5/CODcr(可生化性)≈

0.58>0.5，故可生化性好污水量较小广东某市某工业园区人口约为2.15万人，人均污水排放量为0.39（吨/人·日），即一期广东某地污水排放量为2.15万×0.39=8385（吨/日），污水的类型以生活污水为主，且含有部分工业污水。设计基础2.1设计进水水质水量2.1.1设计进水水量根据工业园区污水排放情况，污水处理厂按照8300m3/d进水量进行设计，设计系统运行较灵活，在小水量运行时节能，同时可满足检修不停产的要求。2.1.2设计进水水质广东某地某工业园区入水水质见表2.1。表2-1污水厂设计进水水质表项目pHSSCODcrBOD5NH3-NTNTP水质6~923026015030354.0注：上表中单位除pH外，其他均为（mg/L）2.2设计出水水质水量2.2.1设计出水水量系统出水水量：8300m3/d2.2.2设计出水水质该厂出水水质标准参照广东省《水污染物排放限值》（DB44-26-2001）第二时段一级标准和国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准，并且取两者中更严格部分执行。相关排放标准见表2-2，2-3。表2-2国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准项目pHSSCODcrBOD5NH3-NTNTPPO43-水质6~92060208201.00.5注：上表中单位除pH外，其他均为（mg/L）表2-3广东省《水污染物排放限值》（DB44-26-2001）第二时段一级标准项目pHSSCODcrBOD5NH3-NTNTPPO43-水质6~920402010201.00.5经过对比，最终所取排放标准见表4-2。表2-4污水处理厂设计出水水质表项目pHSSCODcrBOD5NH3-NTNTPPO43-水质6~92040208201.00.5注：表2-3、2-4单位同表2-22.3污水处理厂入水水质特点分析1.非溶解性物质的影响污水中含有SS等。这些物质进入生物处理系统后，会影响生物污泥的传质效率，并增加处理负荷。因此，在进行生物处理前，往往需要去除这些物质，以免影响生物污泥的处理效果。2.同时脱氮除磷城镇生活污水中富含N、P，在处理中不仅需要去除COD与BOD还需要同时进行脱氮除磷。工艺比选说明3.1污水处理工艺比选根据上述章节对入水污水特点的分析，对此项目的处理工艺进行选择确定。目前主流的城市污水处理工艺有活性污泥法和生物膜法。其中活性污泥法包括SBR法（序批式活性污泥法）、A2/O工艺（厌氧-缺氧-好氧工艺）、倒置A2/O工艺（缺氧-厌氧-好氧工艺）、UTC（开普敦大学改良法）工艺等；生物膜法包括生物滤池、曝气生物滤池和生物流化床法等。近年来，随着活性污泥法在污水处理特别是城镇污水处理的工业化应用推广，为城市污水的处理找到了一条有效的途径。处理包括初沉池和主体工艺两部分[16]。3.1.1国内外主流污水处理工艺-活性污泥法国内外主流活性污泥法特点比较见表3-1。表3-1活性污泥法工艺特点表工艺名称工艺特点SBR法可以单池运行，占地面积较小，能有效降低厂区占用面积。但同时脱N除P的操作较为复杂，设计过程复杂，维护成本较高，且对自动化控制依赖程度较高，出水不连续。A2/O法可同时脱N除P；反硝化过程可以将硝酸盐和亚硝酸盐还原为N2并去除有机物；回流污泥中含有的硝酸盐如果进入厌氧反应区，将会对除P效果产生负面影响。倒置A2/O法倒置A2/O工艺由缺氧-厌氧-好氧段组成，与A2/O工艺不同之处在于，倒置A2/O工艺将缺氧与厌氧段交换，这样回流的活性污泥中的硝酸盐先经过缺氧池的处理再进入厌氧池，能避免回流污泥中的硝酸盐对厌氧池中聚磷菌的影响，提高除磷效率。UTC工艺相比于A2/O工艺，UTC工艺多了一套混合液回流系统，其基本思想是减少回流污泥中的硝酸盐对厌氧区聚磷菌的影响[6]。UTC工艺降低了NO3-的含量，提高了除P效率；建设成本较高。3.1.2国内外主流污水处理工艺-生物膜法生物膜法为一种生物处理方法。目前主流的生物膜法特点比较见表3-2。表3-2生物膜法工艺特点表工艺名称工艺特点生物转盘法不会发生堵塞，污水处理效果好，系统所需的能耗较低，运营维护成本低。但是所需的建设用地占地面积较大，且由于是开放式设施，会产生异味，引来苍蝇等生物，影响周围环境。生物接触氧化法根据处理水质的特点，生物接触池内设置填料，并驯化对应的微生物群落。使得填料上附着生物膜。在污水流动过程中，污水中的有机物被附着在填料上的生物膜所吸附，并被微生物分解转化，以此达到污水净化的目的。生物接触氧化池拥有较高的生物固体含量，且不必设置污泥回流程序，产泥量较低。但是运营维护成本较高，在填料达到使用寿命后需要更换填料，且易发生堵塞。工艺的选择需要因地制宜，根据拟设计的污水处理厂入水水质特点，所选工艺在能去除COD与BOD的同时还能脱氮除磷。同时拟设计的污水处理厂为中小型污水处理厂日流量不大，从污水处理需求与经济性的考虑，初步确定该厂工艺定为A2/O与倒置A2/O工艺。3.1.2主体处理工艺比较根据《室外排水设计规范》（GB50014-2006），可以得知相关工艺的处理效率如下表3-3所示。表3-3污水处理厂处理效率表处理程度处理方法主要工艺处理效率（%）SSBOD5一级沉淀法沉淀（自然沉淀）40-5520-30二级生物膜法初次沉淀、生物膜法、二次沉淀60-9065-90活性污泥法初次沉淀、活性污泥法、二次沉淀75-9065-95通过对比可知，活性污泥工艺（处理程度为二级）的处理效率最高，但是普通的活性污泥法只能有效地去除BOD5、COD和SS，但对P和N的去除效果不佳，仅能通过排放剩余污泥而去除水中的P和N，N的去除率约为15%，P的去除率约为17%，达不到污水排放标准中对P和N含量的要求。所以，必须采用去除P、N效率较高的工艺。由于该厂处理的污水主要是生活污水和工业污水，污水中主要的污染物为有机物和S、P，且一期工程处理污水量较少（约8000吨/日），四季多雨，冬暖夏热，四季温度变化不大。倒置A2/O工艺与传统A2/O工艺的特点比较如表3-4所示。表3-4工艺优缺点对比表工艺名称特点A2/O工艺可同时脱N除P；反硝化过程可以将硝酸盐和亚硝酸盐还原为N2并去除有机物；回流污泥中含有的硝酸盐如果进入厌氧反应区，将会对除P效果产生负面影响。倒置A2/O工艺倒置A2/O工艺由缺氧-厌氧-好氧段组成，与A2/O工艺不同之处在于，倒置A2/O工艺将缺氧与厌氧段交换，这样回流的活性污泥中的硝酸盐先经过缺氧池的处理再进入厌氧池，能避免回流污泥中的硝酸盐对厌氧池中聚磷菌的影响，提高除磷效率。因倒置A2/O工艺相较于传统的A2/O工艺将缺氧反应池前置，回流污泥先经过缺氧反应池。在缺氧反应池中回流污泥中的硝酸盐与亚硝酸盐被还原为N2而被去除，从而避免了亚硝酸盐和硝酸盐对厌氧反应池内的聚磷菌厌氧释磷的影响，提高了系统的除磷效率。因此本项目采用倒置A2/O工艺。3.1.3工艺流程图图1-1倒置A2/O工艺流程图3.1.4污水处理工艺说明脱氮：（1）氨化反应在好氧或厌氧反应池中有机N化合物被氨化微生物分解成氨态氮。（2）硝化反应氨态氮被亚硝化细菌和硝化细菌转化为NO2-和NO3-。（3）反硝化反应在缺氧反应池中，硝酸盐和亚硝酸盐在反硝化细菌的作用下被还原为氮气。除磷：污水进入厌氧池，污泥中的磷混合污水在聚磷菌的作用下释磷，然后进入好氧池，在聚磷菌的作用下污水中的磷被聚磷菌吸收，固定在污泥中，再进入二沉池，排放含有大量磷的剩余污泥，以此达到去除污水中的磷的目的。除COD：1、吸附阶段：水中的有机物被活性污泥所吸附。2、稳定阶段：被水中的活性污泥所吸附的有机物质被活性污泥中的微生物氧化分解为CO2和H2O等物质或被吸收成为细胞质。主要构筑物设计计算4.1格栅（1）栅条的间距数 式中：Qα——格栅倾角，α=65°；h——栅前水深（m），h=0.81m；v——过栅流速（m/s），取v=0.65m/s；b——格栅间隙宽度（m），b=0.031m；N——格栅组数，N=2。代入得计算得n=32（2）栅槽宽度设栅条宽度S=0.1m，则栅槽宽度B=S(n−1)+bn 代入各值，得B=0.1×（32−1）+0.023×35=1.55m （3）栅槽总长度L=0.3+1.2+ L=0.52+0.23+0.28+1.31+0.32=2.75m4.2沉砂池沉砂池的作用是初步去除污水中的无机物杂质，以降低流速使无机颗粒沉淀下来。常见的沉砂池有平流式沉砂池、旋流式沉砂池、曝气沉砂池。平流式沉砂池优点：1、截流无机颗粒的效果较好；2、结构简单，技术成熟，施工难度和成本较低；3、运营维护成本较低。缺点：1、流速不易控制；2、排砂经常需要洗砂处理；3、沉砂中有机颗粒的含量较高。（2）曝气式沉砂池优点：沉砂中含有的有机物量较低，一般低于5%；池中设置有曝气设备，所以具有预曝气、除泡、加速污水中的浮渣与油的分离的作用。缺点：曝气运行时需要消耗能量，对于生物脱N除P系统的厌氧段的运行有不利影响；（3）旋流式沉砂池优点：可以直接选型，有成熟的设施可选，工艺成熟；对无机物的去除效率较高。缺点：池的深度较深，施工难度与成本较高；设备较多，运行维护成本较高。本设计采用的是倒置A2/O工艺，该工艺运行时需要一定的碳源，为了保证处理效果与经济效益最大化，该项目选用平流式沉砂池[10]。（1）沉砂池长度设v=0.2m/s，t=30sL=vt=0.2×30=6m（2）水流断面积 式中：Q（3）池总宽度取n=6，每格宽为b=1.2m，则B=nb=6×1.2=7.2m图4-2沉砂池平面图图4-3沉砂池计算简图4.3初沉池平流式沉淀池有耐冲击负荷强，造价较低的优点[12]。适用于地下水位较高及地质较差的地区。适合中小型污水处理厂选用。本污水处理厂所在地地下水位较高且为中小型污水处理厂。平流式沉淀池分为中心进水型和周边进水型。中心进水型的优点是活性污泥在中心导流筒内难以絮凝，沉淀效果较好，但有沉淀池的容积利用率较低，进水向下流动时的动能较高的缺点，导致易冲击池底已沉淀污泥。周边进水型的优点是布水比较均匀。缺点是配水渠内浮渣难以清除且容易结壳。竖流式沉淀池有除泥较易、维护简单简单、占地面积较小的优点。但池的挖深较大，施工成本高，适用于小型污水处理厂。综上所述，本工程选用平流式沉淀池。（1）沉淀池表面积参考《水污染控制工程》设表面负荷为q=2.1m3/(m2（2）池长设水平流速v=5mm/s，则L=3.6vt=3.6×3×1.5=16.2m（3）池总宽度B=A÷L=252÷16.2=15.6m（4）池个数设每个池子宽4m，则n=B÷b=15.6÷4=2.4取n=2个。 （5）池总高度设池子超高h1=0.2mhH=h4.4好氧反应池(1)好氧池的计算好氧池的计算采用污泥龄法。①计算污泥龄式中：N——出水NHT——污水温度（℃），T=20℃；DO——好氧池中的溶解氧浓度（mg/L），DO=2mg/L；K设pH=7.2，代入各值，得=0.426d−1最小污泥停留平均时间为则设计污泥停留时间式中：SF——安全系数，取SF=2.0。代入各值，得=4.70d②确定混合液悬浮固体浓度Xr=式中：r——系数一般r取1.2；SVI——污泥指数，SVI=133。代入，得Xr=设污泥回流比R=48%，曝气池内混合液污泥浓度③计算好氧池尺寸 式中：Q——污水的设计入水流量（mY——污泥产率系数，取Y=0.6；X——好氧池混合液悬浮固体浓度（mgMLSS/L）；Kθ代入各值，得设四组好氧池，则每组好氧池的体积为V=水力停留时间为t=V0Q=20143.005250.89=3.84h 好氧池深取h2=5.2m池宽取B=8.0m，B/h2池长长宽比L/B=124.16/7.8=15.92>10每组好氧池设3条廊道，廊道长=40.