【《日处理5000立方米的南宁市生活污水处理厂初步设计》17000字（论文）】

日处理5000立方米的南宁市生活污水处理厂初步设计目录1 设计背景 -2-1.1 设计意义 -2-1.2 设计题目 -2-1.3 进出水水质 -2-2 污水处理厂方案论证 -2-2.1 污水处理工艺方案 -2-2.1.1 污水处理工艺选择原则 -2-2.1.2 污水二级处理工艺概述 -3-2.1.3 污水处理工艺选择 -5-2.1.4 污水深度处理工艺概述 -9-2.1.5 污水消毒工艺选择 -11-2.2 污泥处理处置工艺方案 -12-2.2.1 污泥处理的目的和要求 -12-2.2.2 污泥处理工艺 -13-2.2.3 污泥处置 -15-3 污水处理厂工艺设计 -15-3.1 设计内容 -15-3.2 工艺流程 -16-3.3 辅助建筑物设计 -16-3.4 进、出水在线检测设计 -17-3.5 主要构、建筑物一览表 -17-3.6 总图设计 -18-3.6.1 平面布置 -18-3.6.2 厂区道路、给水排水 -18-3.6.3 厂区竖向设计 -19-3.7 设计流量 204 粗格栅 204.1 设计说明 204.2 设计参数 214.3 设计计算 214.4 设备选型 234.5 设计草图 245 污水提升泵房 245.1 设计说明 245.2 设计参数 255.3 设计计算 255.4 设备选型 265.5 设计草图 276 泵后细格栅 276.1 设计说明 276.2 设计参数 286.3 设计计算 286.4 设备选择 316.5 设计草图 317 旋流沉砂池 318 AAO池 338.1 设计参数 338.2 设计计算 348.3 设备选择 419 MBR组件 429.1 设计说明 429.2 相关参数计算 4210 污泥浓缩池 4410.1 设计说明 4410.2 设计参数 4510.3 尺寸计算 4510.4 设备选择 4711 污泥脱水 4811.1 设计说明 4811.2 设计计算 4811.3 带式压滤机计算 4811.4 设备选型 4912 高程计算 4912.1 高程布置原则 4912.2 污水高程设计 50设计背景设计意义水资源问题将成为21世纪全球资源环境的首要问题。目前我国水资源短缺严重，供需矛盾尖锐，而城市污水作为一种水质水量稳定，供给可靠的潜在水资源，在其深度处理后可用于农业生产、工业生产以及地下水和居民杂用等。设计题目南宁市生活污水处理厂初步设计——设计规模5000m3/d进出水水质污水处理厂设计进水水质：COD480mg/LBOD5300mg/LSS210mg/LNH3-N30mg/LTN25mg/LTP8mg/L出水执行一级A标准，处理后达标的出水排放到河流。污水处理厂方案论证污水处理工艺方案污水处理工艺选择原则污水处理工艺选择的指导思想：（1）工艺先进而且成熟，流程简明，对水质有较强包容性，污泥易于处理、处置，出水水质稳定达标率高。（2）工程投资省，运行费尽可能降低，占地面积少。（3）运行管理方便，设备安全可靠，易于日常的维护和修理。（4）重视环境，减少噪声污染，防治臭气，创造文明生产条件。目前国内现有污水处理厂的经验，采用常规活性污泥法处理城市污水效率如下表。表2SEQ表\*ARABIC\r11常规活性污泥法的处理效率指标BOD5CODSSTNNH3-NTP去除率（%）65～9565～9070～9010～2550～7015～20从上表不难发现，常规活性污泥法TN和TP的去除效率十分有限，不满足本工程的设计要求，因此必须着重考虑下列条件：（1）在污水处理的过程中，能形成厌氧—缺氧—好氧的条件，以达到有效去除碳源污染物的目的同时具备较强的脱氮除磷功能。（2）耐受冲击负荷，低能耗。（3）操作容易，管理方便。（4）化学除磷是一种处理过程，是确保污水在生物除磷后排放达到到标准水平的处理工艺。污水二级处理工艺概述用于处理城市污水的活性污泥法具有处理效率高、基础设施成本低、运行成本低、处理工艺成熟等优点，因此一般作为首选。由于城市污水的组成来源较多，同时污水处理厂作为一项投入资金较多的长期工程，因此设计要考虑将来进水水质和水量变化的适应性，尽可能地保留有一定的操作空间。结合本项目需要有较高的脱氮和除磷的特点，因此适宜采用同时具有脱氮、除磷功能的活性污泥法。采用具有除氮除磷功能的活性污泥法，一般生物除磷的去除率不太高，生物脱氮效果比较好，因此该方案中生物除磷与化学除磷相结合，可以减少化学除磷剂的消耗和污水处理厂的运行成本。。任何生物除磷脱硫工艺流程,均涉及厌氧、缺氧、好氧三种不同流程的交互循环系统。根据构筑物的组成形式、运行性能以及运行作业方法的差异，又分为悬浮型活性污泥法和固着型生物膜法两大类，目前广泛应用于污水厂的悬浮型活性污泥法污水处理工艺主要有三个系列：①氧化沟系列；②A2/O系列；③序批式反应器（SBR）系列。各个系列经过不断地发展、完善,已经产生了目前较为经典的工艺技术有:如A2/O工艺、改良A2/O工艺、UCT工艺、改良UCT工艺、CARROUSEL-2000氧化沟工艺、双沟式DE氧化沟工艺、三沟式T型氧化沟工艺、VIP工艺、倒置A2/O工艺、ORBAL氧化沟工艺、CAST工艺、SBR工艺、CASS工艺、MSBR工艺、Unitank工艺等。就目前来说，广泛应用于污水处理厂的生物固着型细菌膜法工艺流程,主要包括:①BAF生物滤池；②BIOFOR生物滤池。（1）氧化沟工艺系列氧化沟是传统活性污泥法的一个改进型,具备除磷脱硫功效,其曝气池为封闭的沟渠，污水与传统活性污泥法的混合物在这里持续地循环流淌,因此氧化沟又名“连续循环曝气法”。过去因为其曝气设备动力较小,使得池深度和充氧能力均受到一定限制,导致占地面积过大，土建费用昂贵，使其推广及运用受到影响。近十年来由于曝气装置的不断改进、完善以及池形的合理设计，终于克服了氧化沟在过去的弊端。（2）A2/O工艺系列A2/O工艺是一种典型的除磷脱氮工艺，其生物反应池由ANAEROBIC（厌氧）、ANOXIC（缺氧）和OXIC（好氧）三段组成，其典型工艺流程见图。这是一个推流式的前置反硝化式工艺技术,其优点是厌氧、缺氧和好氧三个功能区别明显,边界清楚,能按照进水需求和出水条件,人为地建立和调节三段式的空间配比和运行条件,只要碳源充足（TKN/COD≤0.08或BOD/TKN≥4）便可根据需要达到比较高脱氮率。（3）CASS工艺系列（SBR工艺）CASS工艺的运行分四个阶段：进水搅拌或曝气、进水/曝气、沉淀、排水（闲置）。其操作方式为间歇的和周期性的循环运行,通常运行周期为4h，其中曝气2h、沉淀1h、排水1h，但运行周期可根据水质水量波动作出相应调整。该工艺与常规SBR法相比，其最大特点是将CASS池分为三个划区，生物选择区既可以避免污泥膨胀的问题，并可以有效去除有机物和强化脱氮除磷功能，同时还具备改善污水可生化性的功能。兼氧区域则具备通过反硝化脱氮和除磷,并且实现了由厌氧区到好氧区的转变。所以在CASS反应池内在空间上有厌氧—缺氧—好氧三种环境，池内混合液为间歇的混合—推流式，但进水仍为间歇式。上述这些特点均非常有利于有机物的去除和脱氮除磷。污水处理工艺选择从以上几种工序的优点分析出发,每个工序均有特点,都能达到污水脱硫除磷的目的。通过对各单体构筑物选择,并充分考虑到施工规模、技术水平等各种因素,本工程在以上各项工艺中,初步筛选出“MBR工艺”和“CASS+深度处理工艺”两个选择方案，并进行技术经济比较，据此选出一个适用于本工程项目的的最优方法。（1）方案一（MBR工艺）城市污水城市污水进水泵房细格栅间粗格栅旋流沉砂池鼓风机房A2/O生化池MBR膜池污泥泵房混合液回流剩余污泥储泥池浓缩、脱水机房泥饼外运消毒池达标排放污水首先经过进水泵房进入沉砂池，沉砂池前的进水渠道上设置细格栅，以保证后续处理构筑物的正常运行。污水经沉砂后到氧化沟处理池，该池由厌氧、缺氧、好氧段组成，以完成生物脱氮除磷和降解有机污染物的过程。其中，好氧段出水端的混合液回流至后一个缺氧段，回流污泥回流至首端的缺氧段。考虑到MBR膜的超高过滤能力，该方案降低了入A2/O生物池的容积，同时提高污泥浓度至8.3g/L。污水经过生化处理后进入MBR膜池进行过滤，此工序作为该工艺的核心，MBR膜具有超小的孔径，通过膜过滤的尾水有着较好的水质。膜过滤后的尾水进入消毒渠。在消毒渠中杀死水中的细菌、病毒，保证尾水的细菌指标，最后达标排放。（2）方案二（CASS+深度处理工艺）城市污水城市污水进水泵房细格栅间粗格栅旋流沉砂池鼓风机房CASS生化池中间提升泵房剩余污泥均值池浓缩、脱水机房泥饼外运沉淀池机械絮凝滤池消毒池达标排放水解酸化池(缓建，流程及用地预留)A.方案说明：污水首先经过进水泵房进入沉砂池，沉砂池前的进水渠道上设置细格栅，以保证后续处理构筑物的正常运行。污水经沉砂后进入CASS反应池，进水、反应、沉淀、出水全在该池内完成。无需二次沉淀池和污泥泵房。污泥回流量约50%，仅回流至厌氧池。回流污泥泵和剩余污泥泵安装在CASS反应池内。污水经过二级生化处理后，CASS池出水经过中间提升泵房进入机械絮凝池。在絮凝池前投加PAC，一方面辅以化学除磷，一方面加强后絮凝效果。在混凝池内通过絮凝剂的絮凝作用，形成大颗粒繁花，然后进入高效沉淀池，在沉淀池内进行泥水分离，大颗粒繁花沉到池底，清水通过池顶出水堰进入滤池。经过沉淀的清水在滤池内通过精细过滤机进行进一步的过滤处理后，进入消毒渠。在消毒渠中杀死水中的细菌、病毒，保证尾水的细菌指标，最后达标排放。（3）方案比较两个工艺方案各有特点，现对主要技术和经济情况进行如下分析。·处理效果两个工艺方案的出水水质均能满足国家标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）一级A标准。“MBR工艺”出水水质高于“CASS+深度处理工艺”。·工艺流程MBR工艺处理构筑物较少，流程较为简单。CASS工艺不需专门的二沉池和混合液内回流设施，反应和沉淀全在CASS池内完成，后续深度处理采用混凝、沉淀工艺，构筑物较多，流程较长。·运行管理与维护检修MBR工艺在膜池与A2/O之间进行多级回流，并且MBR工艺的核心设备膜需要定时清洗，其运行设备较多，管理较为复杂。CASS+深度处理工艺构筑物较多，流程较长，其运行管理较为复杂，要求管理人员素质高，其运行必须依靠程序控制，需计算机自动控制完成。·运转灵活性MBR工艺可根据进水水质变化改变运行工况，减少运行成本，运转灵活性较大，抗冲击负荷能力强。CASS工艺在同一池子中完成缺氧、好氧、沉淀、滗水，其运行可以通过监测水质调整运行工况。·占地面积CASS+深度处理工艺占地面积较MBR工艺大。·电耗二级生化处理的电耗主要是供氧和污水提升的耗电量。由于两个方案污水提升的耗电量较为接近，但CASS池最高水位与最低水位落差较大，电耗稍高，两个方案均采用微孔曝气，充氧动力效率高，其供养耗电基本一致。MBR工艺的膜过滤过程需要克服过膜压差，需提供较大动力，且过滤过程中吹洗风也需产生能耗。总体来说，MBR工艺的电耗较高。·工程投资“MBR工艺”工程费用约4425.00万元，“CASS+深度处理工艺”工程费用约4200万元。“CASS+深度处理工艺”投资稍小。·运行费用“MBR工艺”电耗为0.47kwh/m3，比“CASS+深度处理工艺”电耗0.32kwh/m3高。按8年全部更换一次计算，再加上其他维修维护费，“MBR工艺”的修理维护费用较高，为290.99万元/年。“CASS+深度处理工艺”相对较低，修理维护费用为242.00万元/年。结合其他药耗、污泥外运费、人员工资福利等，“MBR工艺”在年经营费用上比“CASS+深度处理工艺”高出约48.99万元两个方案的主要技术优缺点和经济指标详见下表。表2SEQ表\*ARABIC\s12方案技术经济比较表项目方案一（MBR工艺）方案二（CASS工艺）处理效果好较好技术先进性和成熟性先进成熟动力效率高高构筑物数量较少较多工艺流程较简单较复杂操作、管理及维护较复杂较简单运转可靠性和灵活性高较高占地面积小大设备数量较多较多工程投资4425.004200.00单位经营成本（元/m3）1.591.33由上表可见，两种工艺处理效果均较好，出水水质均能满足设计要求。“MBR工艺”其技术先进，其优点是污水在通过膜过滤后出水水质好，且该方案处理构筑物较少，流程较简单，占地较小，可根据进水水质的变化及出水水质要求，灵活调整运行方式，强化脱氮或除磷。但该方案的缺点是工程造价较高，且设备量较大，对自控系统的要求很高，维护工作量大，其最大的缺点在于其运行费用较高，为克服过膜压差及提供膜吹扫风，将产生较大的能耗，。“CASS+深度处理工艺”虽然流程较长，处理构筑物较多，厂区占地较大，但其工程投资相对较省，整个工艺过程依靠自动化控制，可根据水质适时调整运行工况，能保证出水水质达到设计要求，且年电耗量比“MBR工艺低”，年运行成本较“MBR工艺”低。根据上述对比，“CASS+深度处理工艺”虽然经济上投资较低，技术较为成熟，但考虑到本工程出水水质要求较高，“CASS+深度处理工艺”在技术上比方案一较差，因此，不予推荐“CASS+深度处理工艺”。“MBR工艺”虽然投资较为高，经济上较差，但其工艺先进，出水水质较好，其技术上较为适合污水进厂浓度高的特点，因此，推荐采用“MBR工艺”为本项目污水处理工艺。污水深度处理工艺概述根据国内大量污水处理厂的运行情况，如果仅仅只依靠生物除磷脱氮工艺，要使出水水质要稳定达到国家标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）一级A标准，难度较大。因此一般做法在二级生物处理体系后添加深度处理工艺,并逐步除去白磷和悬浮液,以使各技术指标均稳定地满足达标要求。（1）深度处理重点处理对象污水处理厂深度处理的重点是进一步提高SS和TP去除率，同时进一步去除有机物，对去除TN和NH3-N的贡献率则很有限。悬浮物城市污水处理厂出水中SS浓度的多少,对其它技术指标均有决定性因素影响,尤其是BOD、COD和TP值等。SS的去除程度是出水能否全面达标的决定性因素之一。脱硫除磷二级处理出水面剩余的悬浮液基本都是有机类,超过50%的BOD都来源于这些颗粒，因此对于提高出流水质标准来说,去掉这种颗粒物是很有必要的。目前去除二级处理出水中的SS的主要方法是采用混凝、沉淀以及过滤工艺，并且在该工艺过程中，不仅仅能有效去除水中悬浮状的细微颗粒杂质，而且可以将水中大分子的胶体物质也一并去除。也可以采用一些其他例如膜分离技术等高效固液分离技术，也可以将绝大部分SS颗粒截留。有机物二级处理出水中的有机物，大部分为溶解性的有机物以及悬浮性的有机物。在二级生化处理过程中，可生物降解的溶解性有机物基本上可以消除，而未被去除的溶解性有机物中多数是丹宁、黑腐酸等难降解的有机物，对于此类有机物，可通过混凝沉淀工艺可做到部分消除。而悬浮性的有机物则通过SS的去除得以去除。氮和磷在生物脱氮除磷的强化二级处理工艺中，如果硝化作用得以进行完全，那么出水中的总氮则会是以硝酸盐和亚硝酸盐氮的形式存在，良好的硝化可以为高效脱氮打下坚实的基础。根据调查研究显示，某些污水厂脱氮效率难提高的原因在于生化反应池好氧区溶解氧浓度偏低，硝化过程并不完全。可合理加大曝气量和内回流量，以提高反硝化脱氮的效果来实现进一步提高硝酸盐氮的去除率。本工程出水总磷要降至0.5mg/L以下，目前较可行的技术为化学辅助除磷。（2）主要深度处理工艺综述1）基本的深度处理工艺A：絮凝沉淀工艺B：微絮凝过滤工艺C：絮凝、沉淀、过滤工艺2）以膜分离为主的高级深度处理工艺该工艺是传统污水处理工艺与现在膜分离工艺有机结合的产物。简单的说，就是利用膜分离替代原有传统工艺的二沉池、高效沉淀池以及滤池等一系列处理过程，并且通过生物富集和共代谢作用，使得传统的生化处理工艺过程得到强化，进而可以大幅缩小生物池容积，降低整体投资。该技术被誉为二十一世纪的水处理技术。表现为出水水质好、污水厂占地小，但由于其核心设备——膜的成本较高，导致其运行费用较高。3）以活性炭和膜分离为主的高级深度处理工艺活性炭可有效吸附水中的低分子量有机物，再利用膜加以截留去除，更重要的是活性炭可有效地防止膜污染。4）以生物膜法为主的脱氮除磷深度处理工艺该工艺可以将出水中的TN含量降至极低的水平（4mg/L以下）。由于在二级出水中可生物降解的有机物基本上已消耗殆尽，系统中已不存在反硝化脱氮所需要的碳源，因此必须外加碳源，应用最普遍的外加碳源是工业甲醇。污水消毒工艺选择为达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的要求，污水处理厂应对出水进行杀菌管理，并使出水大肠杆菌和粪大肠杆菌指标达到≤1000个/L。污水的杀菌工艺,一般分为液氯、二氧化氯、紫外线等三类。氯作为一种强氧化性消毒剂，由于其杀菌能力强，且产品价格便宜,运用方便,是目前在城市污水消毒杀菌中运用得最为普遍的杀菌剂，现已累积了大批的经验。但氯气液化消毒杀菌还存在的以下弊端：氯气会和水体腐殖酸性产物化学反应,产生致癌的卤代烃（THMs）；与水体的氨反应产生了杀菌效能较低下的氯胺,而且进入水体后对鱼类也有一定影响；氯长期使用会引起某些微生物的抗曲线性。二氧化氯的气体性质极不稳定，在45～50℃时会剧烈分解。二氧化氯的水溶液特性之一就是在较高温度与光照下会生成ClO2-与ClO3-，因此二氧化氯的水溶液应在阴暗处低温处存放。二氧化氯溶液浓度在10g/L以下时，基本不会存在发生爆炸的问题。由上可知，二氧化氯的气体和液体都极不稳定，只支持在使用现场临时制备，不可以像氯气那样装瓶运输。但采用二氧化氯消毒时也会出现了一定问题，加入到水中的二氧化氯有超过50%会转变为ClO2-、ClO3-。许多科学试验表明，ClO2-、ClO3-会对红血细胞产生损害，对碘的吸收代谢存在干扰，并会引起血浆胆固醇的升高。用二氧化氯消毒水会产生特别的臭味,根据研究,这是由水体泄漏的二氧化氯和室内空气中的有机质化学反应而产生的,因此采用二氧化氯灭菌会使城市污水处理过程的生产成本大大增加。紫外线消毒技术是近十多年来发展得最快的一种消毒方法。在一些国家，紫外线有逐步取代加氯消毒、成为污水处理厂主要消毒方式的趋势，近年来已逐渐开始发展。紫外光消毒具有不会产生致癌副产物、无二次污染、占地面积小、操作简单等优点，但同时也存在其对一次设施投资较高,日常运行生产成本较高,且灯管寿命短,对漂浮固体物质影响的力量较弱,以及对环境水体SS的要求较高等弊端。三种常用的消毒技术的优缺点比较见下表。表2-1消毒方案比较表项目液氯消毒二氧化氯消毒紫外线消毒消毒效果良好良好优消毒成本低中较高消毒副产物多少无使用安全性较差良优设备投资、运行成本低低高适应的处理规模大、中中、小中、小操作、维护管理较复杂简单简单占地面积大大小本工程采用紫外消毒工艺。污泥处理处置工艺方案污泥处理的目的和要求城市污水处理流程中形成的污泥,有机质浓度较高,而且很不稳定,容易腐蚀,还带有大批细菌和寄生虫，如未及时通过适当管理和置换将形成二重污染物,所以应当实行必须的城市污水管理和置换。污泥处置的主要目的为稳定化、减量化、无害性和资源性质。（1）稳定化：逐步降低有机物,以达到化学稳定化；（2）减量化：通过降低淤泥体积,以减少淤泥的后期处理费用,从而达到减量化；（3）无害化：减少污泥中存在的有害物质，达到无害化；（4）资源化：减少污泥中可用物质，化害为利，实现废物利用，达到资源化。污泥的稳定处理就是把在污水处理过程中所形成的淤泥,逐步转变为一个不容易腐烂的比较稳定的物质。污泥的稳定状态有助于降低病原体,并且改善和降低了污泥视觉、嗅觉感官效应,从而便于对污水的进行进一步处理和使用。污泥处理工艺1、污泥处理方式污水处理方法的选用必须根据污水处理工艺流程统筹考虑,同时,必须兼顾污水的最后处理。淤泥是污水处理过程中的主要产品,是污水处理过程的主要构成内容,淤泥置换目的就是减小淤泥含水率,减小淤泥容积,以实现性质稳定,并为继续加工和综合使用提供必要条件,其一般流程为“浓缩→脱水→处置”或“浓缩→消化→脱水→处置”。由因为本工艺的污水处理工艺采取了生物脱氮及除磷的工序生产技术,且都市污染源龄较长,污染化学相对比较稳定,故残留污染物含量较低,且城市污染源中所含有机物成份也较少,故可不加以消化吸收。如果实行消化处置,则需要增设消化池、加温、搅动和沼气处理再利用等各种建筑物和装置,，这会导致投入资金增加。因此，考虑到污水厂规模不大，不设消化池，污泥直接进行浓缩、脱水。2、污泥直接浓缩脱水方案比较污泥机械浓缩、脱水设备主要有以下几种形式：板框压滤机（利用压滤脱水，主要用于机械脱水）、带式压滤机（利用滚压脱水，主要用于机械浓缩、机械脱水）和离心脱水机（利用离心外力脱水，主要用于机械浓缩、机械脱水）。根据《生活垃圾填埋场污染物控制标准》（GB16889-2008）以及《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》（GB/T23485-2009）等规范要求，进入垃圾填埋场的污泥含水率要低于60%。而泥水一体化板框压滤技术可以使脱水后污泥含水率低于60%。因此，本工程对上述两个方案进行比较。两个方案具体如下：方案一：离心浓缩脱水一体化机方案。采用离心浓缩脱水一体化机直接对污泥进行浓缩脱水处理，使脱水后污泥含水率不大于80%。方案二：泥水一体化板框压滤机方案。该方案需要对污泥进行浓缩、调理后再用板框压滤机进行压滤，污泥脱水后含水率不大于60%。处理流程如下：污水厂二沉池污水厂二沉池污泥含水率99.4%污泥浓缩、调理段添加剂压滤脱水含水率<60%污水处理系统污泥卫生填埋滤液返回污泥调节池预处理阶段机械脱水阶段最终处置阶段对下述四种污泥处理工艺进行比较，比较见下表。表STYLEREF\s"！标题1Alt+1"5SEQ表\*ARABIC\s14污泥处理工艺对比表脱水设备方案一：常规机械脱水机方案方案二：泥水一体化板框压滤机方案板框压滤机带式浓缩脱水一体机离心浓缩脱水一体机泥饼含水率85%80%80%≤60%污泥截取率99%95%94%99%比能耗（kWh/t干固体）4～128～2030～606～15药剂费用比110.70.7冲洗水量中等大小小现场环境一般可能有异味差异味浓较好密闭工作较好泥饼无异味占地面积大较大较小较大工程投资400436560699工艺流程及设备数量简单简单较简单复杂运行维护费用0.070.080.110.14从上表可以看出，方案一：常规机械脱水机方案脱水后泥饼含水率低于80%，而方案二：一体化板框压滤机方案脱水泥饼含水率低于60%；其工程投资及运行费用相差并不多，都是可行的。本工程污泥脱水后运至垃圾填埋场进行卫生填埋，为了满足卫生填埋的要求，减少运输泥饼的体积和避免运输途中的外漏，需将泥饼含水率降至60%。因此，本工程推荐采用较为经济的常规污泥浓缩脱水带式一体机方案。污泥处置污水的最后处理,需要安全、稳定、资源化。目前中国国内的城市污水处理厂污泥最后处理和使用方法不外乎农用、环卫回填、焚烧,和经过必要的处置后再作为建筑材料使用等多种途径。其中,焚烧的办法由于分别受能源费用、海洋污染等各种因素的影响而不能推行。使用污泥作为建筑材料的试验,尽管近年来已经开展了许多研究工作,还仍停留于实验阶段,没有步入产品使用阶段。所以,目前城市污水处理厂废弃物的处理方法,仍然应该立足于农村使用和环卫回收的办法。污泥中含有大量植物生长所必需的肥分（N、P、K）、微量元素及土壤改良剂（有机腐殖质），故脱水后的污泥需经过堆肥后可作为园林绿化用肥、经济作物用肥、土地改良。但污泥用于农肥时，其有害物质含量，如病原体、寄生虫卵和重金属等应符合《农用污泥中污染物控制标准》（GB4284-84）的规定。污泥卫生填埋、终结覆盖，处置简单快捷，是目前国内外不少大型污水处理厂最常采取的方式法。但污泥填埋占地大，且其渗滤液的CODcr和BOD5值较高，因此必须加以适当管理，不然会导致二次污染。污泥一般采取堆肥、卫生填埋或焚烧予以处置，根据国家《室外排水设计规范》(GB50014-2014)规定，城市污水污泥的处理流程应根据污泥的最终处置方法规定，根据项目实际情况，本工程污泥最终处置采取脱水后的泥饼托运至垃圾填埋场，与其他城市垃圾一并进行卫生填埋，实现无害化处置。污水处理厂工艺设计设计内容污水处理系统、污泥处理系统以及与之配套的建筑、结构、电气、仪表、自动控制、公辅设施、厂内的给排水、消防、照明、道路、绿化的等。工艺流程根据上述章节的论述，确定本工程工艺流程如下：AA2/O生化池鼓风机细格栅、旋流沉砂池粗格栅、进水泵房进厂污水紫外消毒达标排放（）MBR膜过滤池污泥污泥脱水60%含水率泥饼外运浓缩池剩余污泥巴氏计量槽辅助建筑物设计污水厂内辅助建筑物按5000m3/d规模设计。根据建设部颁发的《城镇污水厂附属建筑和附属设备设计标准》(CJJ31-89)以及《城市污水处理厂工程项目建设标准》（2001年修订），考虑到本工程的实际情况，各主要附属建筑物建筑面积如下：（1）综合楼总建筑面积848.28m2内设生产管理、行政管理、中心控制、化验等。（2）大门、传达室总建筑面积：27.71m2（3）机修、仓库、车库总建筑面积：167.20m2进、出水在线检测设计根据《城镇排水水质水量在线监测系统技术要求》，在污水处理厂进、出厂水附近设置在线仪表监测站，仪表间内设置I/O终端及数据采集存储于传输单元，并采用当地环境监测站要求的通讯协议与方式将进、出厂水质数据上传至监测站。在厂区进、出口处分别安装在线监测设备，监测进出厂水流量、COD、PH、SS等各项指标。主要构、建筑物一览表表3-1污水处理厂主要构、建筑物一览表序号名称数量备注1粗格栅及进水泵房1座2细格栅间及旋流沉砂池1座3A2/O生化池2座4MBR池1座5巴氏计量槽1座6消毒池1座7鼓风机房及配电间1座8储泥池1座11污泥浓缩脱水车间1座12进水在线检测仪表房1座13进水在线检测仪表房1座14综合楼1座15机修及仓库1座16传达室1座17大门1座总图设计平面布置厂区总平面布置遵循如下原则：·功能分区明确，构筑物布置紧凑，减少占地面积。·流程力求简短、顺畅，避免迂回重复。·建筑物尽可能布置在南北朝向。·厂区绿化面积不小于30%，总平面布置满足消防要求。·交通顺畅，便于施工与管理。厂区平面布置除了遵循上述原则外，其具体操作时应根据城市主要风向、进水方位、排放水体位置、工艺流程特点及厂址地形、地质条件等因素综合考虑，既要使流程合理、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。厂区道路、给水排水（1）厂区道路为便于交通运输和设备的安装、维护，厂区内主要道路宽4m，道路转弯半径一般为6m。道路布置成网格状的交通网络。通向每个建（构）筑物均设有道路。路面结构采用混凝土。（2）污水管道污水管道为各污水处理构筑物连接管线及厂区生活污水管道，布置原则是线路短、埋深合理，并满足远期发展需要。厂区污水管道接入道路市政管道。（3）雨水管道为避免发生积水事故，影响生产，一般会在厂内设雨水管道，就近排入城市道路雨水管。厂区地面均高于周边道路设计标高，因此厂区雨水考虑就近分散排入周边道路城市雨水管。（4）给水管道厂内给水由厂外市政给水管网提供。给水管道的布置主要考虑各处理构筑物的冲洗，辅助建筑物的用水及厂内消防、绿化等。（5）电缆管线厂内电缆管线较为集中，采用电缆沟形式敷设，局部辅以穿管埋地方式敷设。厂区竖向设计·污水经进水泵房提升后能自流流经各处理构筑物，并尽量减少提升扬程，节省能源。·污水厂尾水尽量自流排放，避免提升，以节省能耗。·尽量减少厂区填方量，节省投资。·有利于厂排水，能与周围现状及规划道路衔接。（2）各构筑物水位标高构筑物水位标高，根据消毒池出水井水位标高及水头损失依次推算，同时不使构筑物埋设过深。设计流量近期0.5万m3/d，总变化系数为kZ=1.75。平均旱流量为：Q=0.5万m3/d=208.3m3/h=0.057m3/s高峰旱流量为：Q=0.5万m3/d×1.75=0.875万m3/d=365m3/h=0.1m3/s粗格栅、细格栅、旋流沉砂池按旱季最大流量0.875万m3/d计算。生化池按旱季平均流量0.5万m3/d计算，按旱季最大流量0.875万m3/d校核。生化池供氧量按旱季最大时流量0.875万m3/d计算。粗格栅设计说明1、格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求：1)粗格栅：机械清除时宜为16～25mm；人工清除时宜为25～40mm；特殊情况下，最大间隙可为100mm。2)细格栅：宜为1.5～10mm。3)水泵前，应根据水泵要求确定。2、污水过栅流速宜采用0.6～1.0m/s，机械清除格栅的安装角度宜为60～80°，人工清除格栅的安装角度宜为30°～60°。3、当格栅间隙为16～25mm时，栅渣量取0.10～0.05m3/103m3污水；当格栅间隙为30～50mm时，栅渣量取0.03～0.01m3/103m3污水。4、格栅除污机，底部前端距井壁尺寸，钢丝绳牵引除污机或移动悬吊葫芦抓斗式除污机应大于1.5m；链动刮板除污机或回转式固液分离机应大于1.0m。5、格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作平台上应有安全和冲洗设施。6、格栅工作平台两侧边道宽度宜采用0.7～1.0m。工作平台正面过道宽度，采用机械清除时不应小于1.5m，采用人工清除时不应小于1.2m。7、粗格栅栅渣宜采用带式输送机输送；细格栅栅渣宜采用螺旋输送机输送。8、格栅除污机、输送机和压榨脱水机的进出料口宜采用密封形式，根据周围环境情况，可设置除臭处理装置。9、格栅间应设置通风设施和有毒有害气体的检测与报警装置。10、沉砂池的超高不应小于0.3m。设计参数设计流量：Qmax=Q.KZ=8750m³/d=365m³/h≈0.1m3/s（2）格栅间隙：b=25mm（3）过栅流速：v=0.6m/s（4）栅前流速：v1=0.6m/s（5）格栅倾角：α=60°（6）ø10圆钢栅条宽度s=10mm（7）单位栅渣量W1=0.05m3栅渣/103m3污水（8）超高h1=0.3m（9）格栅设置两座，一用一备设计计算栅前水深设计选用矩形水槽，查给排水设计手册资料得：对于矩形水槽，底宽与深之比为2:1最优，根据最优水力断面公式计算得栅前槽宽度B1式中：Qmax——污水厂最大设计水量，m3/sv——过栅流速，0.6m/s栅前水深栅条间隙数式中：Qmax——污水厂最大设计水量，m3/dv——过栅流速，0.6m/s栅槽有效宽度式中：s——ø10圆钢栅条宽度，10mm；b——栅条间隙，25mm；n——栅条间隙数，20条。过栅水头损失；式中：h2——过栅水头损失；h0——计算水头损失；g——重力加速度；查资料得大连当地的重力加速度为9.80m/s2；K——为系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大的倍数，一般取3；ξ——阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于圆形及锐角矩形断面，查得：栅槽总高进出水渠长L1进水渠长式中：B——栅槽总宽度，0.69m；B1——栅前槽宽，0.5m；——进水渐宽倾角，20°出水渠长栅条总长栅渣量计算式中：Qmax——设计流量，m3/s；W1——栅渣量(m3/103m3污水)，取0.05m3/103m3；KZ——流量系数，取KZ=1.5。拦截污物量大于0.2m3/d，宜采用机械清渣。设备选型GC-01移动式钢丝绳牵引伸缩臂格栅除污机规格和性能型号耙齿宽度（mm）齿距（mm）臂长（m）提升高度（m）提升速度（m/min）行车速度（m/min）安装倾角（°）电动机功率（kw）除污重量（kw）设备重量（kg）GC-0180050141071460~801.5×3404000设计草图粗格栅设计简图污水提升泵房设计说明在污水处理厂中，水泵主要作用在于进水提升、三级处理提升、污泥回流以及剩余污泥排放等方面，通过污水提升泵之后，污水的水面标高增加，保证污水在后续处理构筑物之间可以自流运转，以达到降低污水处理的成本费用的目的。针对使用介质的特殊性,目前大多使用专门的污水泵,如潜水排污泵和污水螺线泵等，在具体的选型上应遵循以下原则：泵应满足扬程和流量的技术要求，且运行工作点应当在最高效区的一定范围内；水泵在长时间工作中，多年平均下的装置效率高，运行维护费用少；在全天候运行的大型污水泵站中，它的集水池有效容积按不小于泵站中最大一台水泵5分钟的出水量。设计参数泵并联运行台数：2台（并准备1台水泵备用）设计最大水量：Qmax=8750m3/d=365m3/h=0.1m3/s集水池容积按照最大一台水泵10min的出水量计算集水池有效水深h=2.5m设计计算集水池计算式中：Q单——每台水泵的出水量，m3/min；t——集水池污水的停留时间，取值10min。设集水池的底面为正方形，则边长水泵扬程计算总扬程（H）=静扬程（H静）+水头损失（H损）+安全损失（H安全）；假设泵房总损失为1.5m，安全水头损失为2m，由高程计算可知水泵进水管与水泵出水管水位差约为8.89m，则总扬程为：H=H静+H损+H安全=8.89+1.5+2.0=12.39m泵房内管路计算吸水口直径d1=300mm，则：进水口直径d2=200mm 出水口直径d3=200mm压水管口直径出水压力管污水流速满足1.0~1.6m/s之间，符合设计要求。泵房值班室、控制室及配电间值班室设在机器间一侧有门相通，并设置观察窗，根据运行控制要求设置控制台和配电柜，本设计泵房值班室及控制室合建。

平面尺寸为：5.0m×3.4m。

泵房值班室，控制室及配电间与细格栅间合建。设备选型根据污水的特性，水量及扬程选择污水提升泵：TLW立式污水泵性能参数型号流量（m3/h）扬程（m）转速（r/min）电动机功率（kw）效率气蚀余量（NPSH）rH重量（kg）150TLW-305I18523145022715.3790LDT2-S型电动起重机性能参数型号起重重量（kg）功率（kw）跨度S（m）配套电葫芦型号LDT2-S5002.56.0-15.0AS310-21/2/1设计草图污水泵房设计简图泵后细格栅设计说明为进一步去除污水中悬浮的大纤维等物质，在污水提升之后继续设置一道细格栅，以减轻后续处理单元的负荷，同时也对后续单元及设备起到保护作用。格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求：细格栅：宜为1.5～10mm；污水过栅流速宜采用0.6～1.0m/s，机械清除格栅的安装角度宜为60～80°，人工清除格栅的安装角度宜为30°～60°；格栅间隙在10~25mm时，栅渣量取0.05~0.10m3/103m3污水；机械格栅的动力装置一般设置在室内，或者采取其他保护措施，防止受到破坏；设置格栅装置的构筑物必须保证良好的通风效果。设计参数设计流量：Qmax=Q.KZ=8750m³/d=365m³/h≈0.1m3/s（2）格栅间隙：b=10mm（3）过栅流速：v=0.6m/s（4）栅前流速：v1=0.6m/s（5）格栅倾角：α=60°（6）ø10圆钢栅条宽度s=10mm（7）单位栅渣量W1=0.1m3栅渣/103m3污水（8）超高h1=0.3m（9）格栅设置两座，一用一备设计计算栅前水深设计选用矩形水槽，查给排水设计手册资料得：对于矩形水槽，底宽与深之比为2:1最优，根据最优水力断面公式计算得栅前槽宽度B1式中：Qmax——污水厂最大设计水量，m3/sv——过栅流速，0.6m/s栅前水深栅条间隙数式中：Qmax——污水厂最大设计水量，m3/dv——过栅流速，0.6m/s栅槽有效宽度式中：s——ø10圆钢栅条宽度，10mm；b——栅条间隙，10mm；n——栅条间隙数，48条。过栅水头损失；式中：h2——过栅水头损失；h0——计算水头损失；g——重力加速度；查资料得大连当地的重力加速度为9.80m/s2；K——为系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大的倍数，一般取3；ξ——阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于圆形及锐角矩形断面，查得：栅槽总高进出水渠长L1进水渠长式中：B——栅槽总宽度，1.23m；B1——栅前槽宽，0.5m；——进水渐宽倾角，20°出水渠长栅条总长栅渣量计算式中：Qmax——设计流量，m3/s；W1——栅渣量(m3/103m3污水)，取0.1m3/103m3；KZ——流量系数，取KZ=1.5。拦截污物量大于0.2m3/d，宜采用机械清渣。设备选择XWB-Ⅱ型系列背耙式格栅除污机性能型号格栅宽度（mm）耙齿有效长度（mm）安装倾角α（°）提升质量（kg）格栅间距（mm）提升速度（m/min）电动机功率（kw）XWB-Ⅱ-1-2100023060~8050252.30.8设计草图细格栅设计草图旋流沉砂池是旋流式沉砂池1.设计流量Qmax(m3/h):Q=0.5万m3/d×1.75=0.875万m3/d=365m3/h=0.1m3/s沉砂池设1座，每座沉砂池设计流量2.规格选择：根据设计流量365m3/h选择直径2.13m的旋流式沉砂池。表5.4旋流式沉砂池尺寸设计流量m360沉砂区底坡降G/m0.30沉砂区直径A/m2.13进水渠深度H/m0.25贮砂区直径B/m0.91沉砂区水深J/m0.80进水渠宽度C/m0.38超高K/m0.30出水渠宽度D/m0.76沉砂区深度L/m1.10锥斗底径E/m0.31驱动机构/W0.86贮砂区深度F/m1.52浆板转速N/min203.池子总高：H=F+G+L+K=1.52+0.3+1.1+0.3=3.22(m)(5.3.2)4..参数校核：(1)表面负荷：q=4(2)停留时间：①沉砂区体积V：V=πAV=②停留时间HRT：HRT=3600V(3)进水渠流速V1:V1(4)出水渠流速V2:V旋流式沉砂池示意图AAO池设计参数①BOD5污泥负荷N=0.13kgBOD5/（kgMLSS·d）②回流污泥度XR=6600mg/L③污泥回流比R=100%，则混合液悬浮固体浓度X=6600÷2=3300mg/L设计计算（2）反应池容积V（m3）：V=式中：NBOD5污泥负荷，kgBOD5/（kgMLSS·d）；取N=0.13kgBOD5/（kgMLSS·d）;X混合液悬浮固体浓度，mg/L，根据参数计算；取X=3300mg/L。所以，V=(3)反应池总水力停留时间t(s):t=所以t=V因为，厌氧：缺氧：好氧=1：1：3，所以T厌：

tT缺：tT好：tV厌：VV缺：VV好：V（3）校核氮磷负荷（kgTN/（kgMLSS•d）：NN式中：N好好氧段总氮磷负荷，kgBOD5/（kgMLSS·d）N厌厌氧段总氮磷负荷，kgBOD5/（kgMLSS·d）X混合液悬浮固体浓度，mg/L，根据参数计算；取X=3300mg/L;所以，NN（4）剩余污泥量ΔX（kg/d）：ΔX=PP式中：Y污泥增殖系数，取Y=0.6；kd污泥自身氧化率，d-1；取kd=0.05d-1；V反应池容积，m3；取V=1142.2mXv混合悬浮液固体浓度，mg/L；取Xv=3.3×0.7mg/L；所以，P=249kg/dPΔX=（6）反应池主要尺寸：V总=2000有效水深h=2m单组有效面积S单=V单2采用5廊道式推流式反应池，廊道宽b=5m，则单组反应池长度L=S单校核：b/h=5/2.0=2.5m(满足设计要求b/h=1~3)L/b=40/5=8m(满足设计要求L/h=5~10)取超高为1.0m，则反应池总高H=2+1=3m（7）曝气系统设计需氧量：AOR=碳化需氧量DDD式中：D1氮化需氧量，kgO2/d；D2硝化需氧量，kgO2/d；D3反硝化脱氮产生的氧量，kgO2/d；N0进NH3—N浓度，mg/L；根据总氮和氨氮比例设置为29mg/LNe出NH3—N浓度，mg/L；Ne=8mg/L；Px剩余污泥量生物污泥产量,kg/d,Px=249kg/d；NT需要还原的硝酸盐氮量；kg/d，NT=69.48kg/d；kBOD的分解速度常数，d-1,取k=0.23d-1；t水量总变化系数Kz，d，取t=5d；所以，DDDAOR=最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则AORmax=1.4AOR=1.4×328.19=459.47（8）曝气系统平均需氧量：SOR=pOC式中：SOR标准需氧量，kgOOt空气离开好氧反应池时氧的百分比，%；Cs溶解氧饱和度，mg/L；取Cs（20）=9.17mg/L；取Cs（25）=8.38mg/LCsm（T）好氧池中平均溶解氧饱和度；ρ压力修正系数，取ρ=1；P所在地区工程大气压，Pa，取P=1.013×10CL溶解氧饱和度，mg/L，取CL=2mg/L；α、β常数，取α=0.82；β=0.95所以，pOCSOR=SOR=19.79所以，SORmax=1.4SOR=1.4×475=665kg/d=27.71kgGS=SOR/0.3EA=(19.79/0.3×0.2)×100=329.83m3/hGmax=1.4×329.83m3/h=461.76m3/h

（9）所需空气压力p（m2）：p=式中：h1、h2供风管道沿程阻力，MPa；h3曝气器淹没水头，MPa；曝气器淹没深度3.3m；h4曝气器阻力，取h4=0.004MPa。Δh富余水头，取0.005MPa取h所以，p=（10）曝气器数量计算h式中：h1曝气器个数，个；qc曝气器供氧能力，kgO2/h·个；SORmax最大时标准需氧量，m/s；取SORmax=27.71kg/h。采用微孔曝气器。参照有关手册，曝气器氧利用率EA=20%，服务面积0.3~0.75m2充氧能力qe=0.14kgO2/h·个，则h所以，h设备选择厌氧池为并列三格，每格安装1台搅拌器，设3台潜水搅拌机，功率按5W/m2计算。厌氧池有效容积V单=混合全池后所需功率N单=400×5=2000W每格搅拌机轴功率N单=N/3=2000/3=666.67W每台搅拌机电机功率N机=1.15N单=767W设计选用电机功率1KW的搅拌机缺氧池为并列三格，每格安装1台搅拌器，设3台潜水搅拌机，功率按5W/m2计算。缺氧池有效容积V单=混合全池后所需功率N单=400×5=2000W每格搅拌机轴功率N单=N/3=2000/3=666.67W每台搅拌机电机功率N机=1.15N单=767W设计选用电机功率1KW的搅拌机MBR组件设计说明本设计采用外置管式超滤膜，其具有跨膜压差、循环流量以及膜通量大等特点。规格ME-C150-08，Momes管式膜，操作简单，膜元件由膜芯和膜壳组成，膜壳为高质量的316Ti不锈钢，并且壳可以重复使用。其性能参数如下表：表7-1Momes管式膜性能参数表相关参数计算（1）膜反冲洗的折合系数为超滤膜组件工作过程采用出水与反冲洗交替进行的方式，有利于节约时间，减少膜污染，同时提高出水水质。本设计取出水时长为10min，反冲洗时长10s。则（2）膜内平均流量则计算得（3）膜面积计算本设计取膜通量J=70/(h·m2)则总体膜面积为（4）膜元件通道数计算（5）混合液的循环流量则（6）系统所需的膜元件的个数，取205根则计算得实际的膜通量为（7）压损由经验公式得则（8）膜清洗膜组件工作会受到污水充杂质的堵塞而影响膜工作效果，通常情况下，膜表面会形成泥饼层或存在盐结垢，为保证膜正常工作不受影响需要对膜进行清洗，工程中，膜的清洗方式分为两种，一种为化学清洗，一种为物理清洗，两种清洗方式各有利弊，通常在应用中采用两种清洗方式结合的方式对膜组件进行清理。物理清理设计物理清洗采用反冲洗方式，冲洗频率为1次/h，单次冲洗时间为30s，每天冲洗24次，设计冲洗流量为20m3/h,则每天冲洗所用出水。设计清洗水水箱尺寸为。②化学清理化学清洗效果明显，但操作相对困难且运行成本该，因此可作为物理清洗的辅助清洗方式，化学清洗的频率低于物理清洗，为1次/月，每次清洗时间为1h。碱清洗所用药剂为重量比为1:1的NaClO和NaOH，药剂浓度为1‰。酸清洗来清除盐结垢，盐酸浓度为2‰。具体的清洗用根据实际情况而定。消毒设施计算该城镇污水处理水量Q=5000m1．峰值流量Q2．灯管数初步选用UV3000PLUS紫外线消毒设备，每3800m3/d需nn拟选用30根灯管为一个模块，则模块数N1.23消毒渠设计按设备要求渠道深度为129cm，设渠中水流速度为0.17m/s。渠道过水断面积为：A渠道宽度B每个模块长度2.63m，灯组距进水堰4.33m，距出水堰5m，则渠道总长度L4．紫外线消毒渠道大样。图10-1紫外线消毒渠示意图污泥浓缩池设计说明在对污泥进行其他处理前必须进行污