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1、 本 科 毕 业 设 计 第 47 页 共 46 页1 引言城市污水是城市发展中的产物。早期的城市污水通过污水收集系统收集并排放到附近下游水体，使其经过水体的稀释和自然净化变污为清。我国近些年社会经济持续高速发展给环境带来越来越大的压力。随着工业发展和人口膨胀，排放的污水越来越多，水质越来越复杂，水体有限的自然净化能力已不堪重负，必须在适当的位置建设污水处理设施，对污水进行净化处理。同时我国是一个缺水的国家，随着经济和社会的发展，水资源的总量和在空间上的分布越来越不均匀。要想缓解水资源紧张的问题，除了合理分配水资源和出台一些政策措施以外，还应完善污水处理技术。于是，伴随着控制水污染的要求，城市
2、污水的处理技术诞生了。所以，对于水的可持续利用成为国民发展的必要手段，其中对于污水的处理迫在眉睫，更是被提到重要的日程上来。本次工程设计重点对具有代表性的A/O脱氮工艺、氧化沟工艺和SBR工艺等污水处理新技术进行分析论证，以所给定的污水水质资料和自然条件为已知条件，以要求的出水水质指标为制约条件，筛选出适合某城镇污水水质的最佳处理工艺技术路线。最终完成该城镇污水处理厂的工程设计工作。本毕业设计为承德市某城镇污水处理厂工程设计，基本设计参数为：近期处理量为万(2010年)；远期处理量为万(2015年)；污水的进水水质为：为6-9，为，为，为，为，为。拟采用Orbal氧化沟处理工艺，经此工艺处理后
3、出水水质为：为6-9，为。处理后的污水可达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）一级B的标准要求。2 设计说明书2.1 设计任务及原始资料2.1.1 设计题目承德市某城镇污水处理厂工程设计。2.1.2 设计资料（1）设计规模：近期：2010年 2万，远期：2015年 3万。由排水工程下册表3-3可知：生活污水量总变化系数为，所以，。（2）工程占地面积： (约35亩)。（3）污水进水水质：，。（4）处理后出水水质：，。Q18352519602.2 设计依据中华人民共和国水污染防治法（1996）中华人民共和国水污染防治法实施细则（1989年9月）中华人民共和国环境保护法（1989
4、年12月）规范及标准：1）室外排水设计规范（GB 50014-2006）2）地面水环境质量标准（GB3838-2002）3）城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）4）污水综合排放标准（GB8978-96）5）污水排入城市下水道水质标准（CJ3082-99）6）给水排水工程构筑物结构设计规范（GB500692002）7）建筑结构荷载规范（GB50009-2001）8）混泥土结构设计规范（GB50010-2002）9）建筑地基基础设计规范（GB50007-2001）10）建筑抗震设计规范（GB50011-2001）11）建筑结构设计统一标准（GB50068-2001）12）工业企
5、业设计卫生标准（GBZ1-2002）13）城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准(CJJ31-89) 14）城市污水处理厂污水污泥排放标准(CJ3025-93) 15）室外给水设计规范（GB 50013-2006）16）建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）17）鼓风曝气系统设计规程CECS97-972.3 设计原则1)根据我国国情和当地的区域情况，合理确定城镇排水体制；同时依照国家有关的环境保护法规和政策，尽量提高截污率和污水处理排放达标率。2)在城市总体规划的指导下，根据总体布局和建设时序，结合市域经济、地形条件和环境要求，采取近、远期相结合，分步实施的方针，逐步解决污水排放对
6、环境造成的污染，达到提高环境质量、保护环境的目的。3)结合地形条件和环境状况，统一规划污水处理设施，控制污水处理厂工程的用地，节约用地，并充分发挥建设项目的社会效益、经济效益和环境效益。4)采用高效节能、简便易行的污水处理工艺，确保污水处理效果，做到少占地、少投资、尽量减少运行管理难度，保证稳定生产。5)妥善处理、处置污水处理过程中产生的栅渣、污泥，选择国内、外先进、可靠、高效、运行管理方便、维修简便的处理工艺及设备。6)在污水处理工程设计中，采用适合我国国情的自动化仪表及监测仪表，提高自动化及管理水平。2.4 处理工艺方案的比较选择目前，国内外污水处理厂一般采用活性污泥法，在水处理工艺当中，
7、活性污泥法是当前污水生物处理最成熟的，最主要的污水处理方法。随着污水处理技术的发展，活性污泥法已由传统型发展为改良型，用于城市污水处理较成熟的方法有：传统活性污泥法，氧化沟法等。本次设计重点对具有代表性的A/O脱氮工艺、氧化沟工艺和SBR工艺等污水处理新技术进行分析论证，以所给定的污水水质资料和自然条件为已知条件，以要求的出水水质指标为制约条件，筛选出适合某城镇污水水质的最佳处理工艺技术路线。最终完成该城镇污水处理厂的工程设计工作。（1）A/O脱氮工艺A/O脱氮工艺，又称缺氧-好氧活性污泥法脱氮系统（AnoxicOxic），是80年代初为污水脱氮除磷而开发的污水处理技术，是国内外污水处理中应用
8、时间较长，应用范围最广的一种方法。其技术可靠，工艺较为简单，运行管理方便，出水水质稳定。A/O脱氮工艺是在传统活性污泥工艺流程前端增设一个缺氧池，回流污泥从缺氧池前端进入，并增加从曝气池出口到缺氧池前端的混合液内回流，构成前置缺氧脱氮系统，硝化菌利用原污水中的碳源将硝态氮还原为氮气。出水进入曝气池，使反硝化残留的有机污染物得以进一步的去除，提高了处理水的水质。该工艺主要去除污水中的COD,BOD,SS及氨氮，去除率可达到二级处理出水的要求。国内外大中型规模的污水处理厂很多采用这种工艺，且国内对此工艺有较成熟的运行管理经验但此法的缺点是：处理水中含有一定浓度的硝酸盐，可能在沉淀池中发生反硝化反应
9、，使处理水质恶化。另一方面脱氮效率与污泥回流比直接相关，要想得到好的脱氮效果必须增大回流比，导致基建及运行费用大幅提高。同时污泥负荷较低，产生的污泥量大，而且主要是初沉污泥，含有大量的有机物，污泥的稳定性、卫生条件较差，需要污水处理厂内建设污泥消化池进行厌氧处理，以降低污泥中的有机物含量，减少污泥体积。因此需要较为复杂的污泥处理系统。（2）SBR工艺SBR工艺，即序批式活性污泥工艺，是在70年代初，为解决连续流污水处理工艺（CFS）中存在的一些问题，而开发出的新型工艺。目前，世界各地已有许多污水处理厂的处理工艺采用SBR法运行。SBR工艺原本是原始的处理方法，在现代技术中可以理解为厌氧（除磷）
10、，好氧（去除BOD5及硝化），缺氧（脱氮），沉淀（去除SS）集于一池内，沉淀的污泥保留在池中而省去污泥回流抽升系统。该工艺一般由两个以上的池子组成，轮换进水、曝气、沉淀、滗水、闲置。它是一种结构形式简单，运行方式灵活多变，空间上完全混合，时间上理想推流的污水生物处理方法。SBR在设计和运行中，根据不同的水质条件、使用场合和出水要求，有了许多新的发展和变化，但由于SBR法大都是由一些专业公司取得专利，各公司均有各的设计方法。目前主要有ICEAC、IDAL、IDEA、DAT-IAT、CASS、CASP和CAST工艺等，各公司技术保密，限制了这一技术在污水处理工程中的应用。SBR法由于可省去独立的初
11、沉池及二沉池系统，布置紧奏，基建和运行费用较低，处理效果好，从而越来越受到重视。但该工艺自动化水平要求高，操作管理复杂。随着计算机和自动控制技术的发展，SBR工艺已成功地应用于城市污水和各种工业废水的处理中。但对自动化要求高，设备装置利用率低，适用于众、小规模的城市污水处理厂或工业废水处理厂；水质水量变化较大的情况；用地紧张的地方。（3）Orbal型氧化沟氧化沟，又称循环曝气池，是于50年代由荷兰的Pasveer所开发的一种污水处理技术，属于活性污泥法的一种变法。氧化沟主要采用特殊设计的卧式转盘或转刷为曝氧设备，曝氧的同时可以保正足够的混合液流速，使水与活性污泥完全混合后；将混合液从上游经曝氧
12、区推进到下游，并不停地循环流动。在流态上，氧化沟介于完全混合和推流之间，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其区分为富氧区、缺氧区，用以进行硝化和反硝化，取得脱氮效应。由于水质排放标准越来越严格，经过多年的研究，氧化沟已有了很大的发展，这些新的发展使氧化沟提高了处理效率、降低了运行费用，改进了活性污泥的性能，同时根据对出水水质的要求，加强了可除磷脱氮的功能。与传统活性污泥工艺相比，氧化沟具有以下特点：1）流程简化，一般不需设初沉池。氧化沟水力停留时间和污泥龄较长，有机物去除较为彻底，剩余污泥高度稳定，污泥一般不需要厌氧消化。2）氧化沟具有推流特性，因此沿沟长方向具有溶解氧梯度，分别形成好氧
13、，缺氧和厌氧区。通过合理设计和控制可使N和P得到较好的去除。3）操控灵活，如曝气强度可以通过调节转速或通过出水溢流堰来改变曝气机的淹没深度；交替式氧化沟各沟间交替运行的动态控制等。奥贝尔氧化沟l960年在南非开发并使用，它是由三个相对独立的同心椭圆形沟道组成，每条沟道都是一个闭路连续循环的完全混合反应器。运行时，污水由外沟道进入内沟道。然后依次进入中间沟道和内沟道，每条沟道中的污水及污泥在沟内循环数百次后再流入下一沟道，最后经中心岛流出，至二次沉淀池进行固液分离，因此，奥贝尔氧化沟相当于一系列串连的完全混合反应器。在各沟道横跨安装有不同数量转盘曝气机，进行供氧兼有较强的推流搅拌作用。奥贝尔氧化
14、沟除具有以上氧化沟的特点外，还具有其独特之处：1）有较好的节能性能。由于外沟道溶解氧平均值很低，在部分区域DO为O，氧的传递作用是在亏氧条件下进行的，具有较高的效率，由于大部分氧化和硝化反应在外沟道发生，且具有较高的反硝化率，因而节能效益显著。通常可以节省电耗15 以上。2）具有较好的脱氮功能。在外沟道的脉冲曝气和大区域的缺氧的环境下，可以较高程度地实现“同时硝化反硝化”的效果，总脱氮效率可达到80%。即使在不设内回流的条件下，也具有较高的脱氮效率。3）奥贝尔氧化沟作为一种多级串联的反应器，有利于难降解有机物的分解，一般可以获得较好的出水水质和稳定的处理效果。4）奥贝尔氧化沟在实际运行中有更大
15、的灵活性和适应性。可适用于雨污合流系统。5）奥贝尔氧化沟采用的曝气转碟，具有较高的充氧能力和动力效率优化控制方便并可提高水深，相对节省用地综合考虑本次设计的进出水指标，地形条件和自然条件，本设计拟采用Orbal氧化沟法对污水进行处理。2.5 污水处理工艺流程说明2.5.1 工艺方案的分析污水进入厂区后先经过格栅，以便截留较大的悬浮物或漂浮物，再经过沉砂池，去除沙粒等粒径较小的固体物质，再经过Orbal氧化沟进行处理，这是该污水处理系统的核心，作用是去除污水中呈胶体和溶解状态的污染物。经过Orbal氧化沟后BOD，COD，NH3-N和TP明显减少，达到排放标准。污泥是污水处理过程中的副产物，也是必然产物，从沉砂池和二沉池中排出的污泥进入贮泥池，再进入脱水间，经过机械脱水处理形成泥饼，最后泥饼外运。2.5.2 工艺流程图提升泵房沉砂池进水格栅Orbal氧化沟部分污泥回流泥沙外运泥沙分离贮泥池浓缩池泵房二沉池剩余污泥消毒剂接触池脱水间排放泥饼外运图1.工艺流程图2.6 污水处理设计2.6.1 格栅格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水井的进口处
