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1、1 工程概况西安市是陕西省省会，陕西省政治、经济、文化、科研和交通中心，是西北地区最大的综合性多功能城市，也是我国重要的科研，高等教育及高新技术产业基地。西安市位于黄河流域中部关中盆地，北纬3342-344430，东经10740-10949。西安市现管辖九区四县，总面积10108 km2，总人口699多万人。城市建成区面积187 km2，人口259.22多万人，流动人口70多万人。拥有工矿企业4000多家，高等院校50余所，科研机构700多个。文物古迹遍布市内，是我国主要的历史文化名城和旅游城市。西安地区南依秦岭，北临渭河，东至骊山，西界沣河，处于渭河断陷盆地中部南缘地带。该地带堆积了巨厚的第
2、三纪、第四纪松散地层，地势东南高，西北低，由东南向西北是阶梯式下降。西安市规划区大部分在渭河以南冲积平原的二、三级阶地上，高出渭河河座20-40m，整个市区为第四纪松散堆积物覆盖，海拔约400-450m，总的地势开阔平坦，起伏和缓。西安地区地震基本烈度为8度。西安地区属暖湿带大陆性气候，冬季干旱，秋季阴雨，夏季炎热。年平均降雨量580.2mm，且主要集中在7-9月份，占全年降雨量的45-60%，市区年平均气温13.3，极端高温41.7，极端低温-20.6。西安市平均日照时为1801小时，年平均日照率45.7%。主导风向为东北与西南风，最大风速25m/s，最大冻土深度45cm。按照西安市排水总体
3、规划的要求，第四污水处理厂的纳污范围为西安市城区部分区域、东郊经九路、太华路以西区域、漕运明渠以东、北三环以南区域、漕运明渠以西全部区域及漕运明渠以东北三环沿线的区域，上述区域内的排水采用雨、污分流制，雨水就近排入漕运明渠等水体，污水收集后进入第四污水处理厂。2 污水处理厂设计规模的确定2.1 设计规模根据西安市城市排水规划的规定，西安市第四污水处理厂设计总规模为：50104m3/d；本设计按照近期25104m3/d污水处理规模进行工程设计。按远期50104m3/d污水处理规模进行总平面布置，并适当的预留中水回用处理用地。2.2 设计水质西安市第四污水处理厂进水水质见下表： 表2.1 单位：m
4、g/L（PH除外） BOD5CODcr名称TNNH3-NTP范围20040025040324西安市第四污水处理厂出水水质按设计要求，达到GB18918-2002一级B标准（TP1.5mg/l）。出水水质指标见下表： 表2.2 单位：mg/L（PH除外） 污染物PHBOD5CODcrSSTNNH3-NTP浓度范围692060202081.53 工程设计方案3.1 方案选择原则在污水处理厂方案设计中，遵循以下原则：1从城市发展现状出发，以城市总体规划和排水工程规划为依据，既考虑总体发展又考虑近期城市建设情况，使污水厂建设能分期实施，与城市建设同步发展，起到既保护环境，保护人民身体健康，又适度考虑国
5、内有限的实际情况，少花钱，多办事。2根据工程纳污范围内污水水质及处理程度要求，在选择污水处理工艺的时候，积极采用技术先进可靠，处理效果好，占地面积小，维护管理简单，经常运转费用低的工艺，在设备选型时，优先选用国内先进的材料和设备，对于国产质量尚未过关的关键性设备考虑国外进口，以降低建设成本，同时提高机械化自动化程度和工程的可靠性，改善工人操作条件。3根据XX市的污染现状和该市的环境保护规划，按污水厂出水受纳水体的环境容量，本污水处理工艺流程的选择，除了能够达到去除BOD5和SS要求外，并应具有良好的脱氮除磷效果，以达到降低受纳水体的富营养化程度。4在厂内布局方面使生产设施相对集中密集，厂内绿化
6、率达到40%以上，建筑物尽量低矮，以避免破坏景观。3.2 工艺方案选择城市污水处理厂的方案，既要考虑去除BOD5又要适当去除N，P故可采用SBR或氧化沟法，或A2/O法。缺氧好氧（A1/O）脱氮工艺基本原理：缺氧池进行反硝化，好氧池进行消化。工艺特点：（1）A1/O工艺同时去除有机物和氮，流程简单，构筑物少，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，节省基建费用；（2）反硝化缺氧池一般无需外加有机碳源，降低了运行费用；（3）因为好氧池在缺氧池后，可是反硝化残留的有机物得到进一步去除，提高了出水水质；（4）缺氧池中污水的有机物被反硝化菌所利用，减轻了其他好氧池的有机物负荷，同时缺氧池中反硝化产生的碱
7、度可补充好氧池中消化需要的碱度；（5）脱氮效率较高，一般氮的去除率为（6085）%。厌氧好氧（A2/O）除磷工艺基本原理：厌氧池聚磷菌释磷，缺氧池聚磷菌摄取比在厌氧池下释放的更多的磷，从而达到除磷的目的。工艺特点：（1）工艺流程简单，无混合液回流，其基建费用运行费用较低，同时厌氧池能保持良好的厌氧状态。（2）混合液的SVI小于100，污泥易沉淀，不易发生污泥膨胀，并能减轻好养池的有机负荷。（3）剩余活性污泥含磷高（一般大于2.5%）。（4）BOD去除率=90%；除磷率为（7080）%；当TP/BOD5比值高，剩余污泥量小，使除磷率难以提高。（5）当沉淀池内污泥停留时间较长时，聚磷菌会在厌氧状态
8、下释放出磷，从而降低除磷率。厌氧缺氧好氧（A/A/O）生物脱氮除磷工艺基本原理：厌氧池释磷，溶解有机物被细胞吸收使BOD降低，细胞合成去除部分NH3-N；在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源，将回流混合液中带入的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放到空气中，BOD浓度下降，NO3-N浓度大幅下降，而磷没什么变化；在好氧池中，有机物被微生物生化氧化，而继续下降，有机氮被氧化继而被消化，使NH3-N浓度显著下降，但随着消化过程使NO3-N浓度增加，而磷随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速率下降。厌氧缺氧好氧（A/A/O）工艺可以同时完成有机物的去除、反硝化脱氮、除磷的功能。工艺特点：（
9、1）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同的微生物种群有机配合，能同时去除有机物、脱氮除磷的功能；（2）工艺简单，水力停留时间较短；（3）SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀；（4）污泥中含磷量高，一般为2.5%以上；（5）脱氮效果受混合液回流比地影响，除磷效果则受回流污泥中携带溶解氧DO和硝酸态氧的影响。氧化沟基本原理：进水与回流活性污泥混合后，沿水流方向在沟内作物终端的循环运动。一般在池的一端安装立式表曝机，每组沟安装一个，不仅起到曝气供氧的作用，而且起到搅拌混合的作用，并向混合液传递水平循环动力。表曝机的这种定位布置形成了在装置下游混合液的溶解氧浓度较高，随着水流沿沟长的流动，溶解氧
10、浓度逐渐下降的变化。利用这种浓度梯度变化而形成好氧区、缺氧区的特征，Carrousel氧化沟除了能获得较高的BOD去除率，同时还能在同一池中实现消化和反硝化的脱氮效果。这样不仅可以利用硝酸盐中的氧，节省需氧量，而且通过反硝化补充了消化过程消耗的部分碱度，有利于节约能源和减少碳源的投加。工艺特点：（1）传统的Carrousel氧化沟虽然可以有效去除BOD但脱氮除磷的能力有限。（2）实践证明，该工艺具有适用范围广、投资省、处理效率高、可靠性好、管理方便和维护运行费用低等优点。工艺基本原理：SBR是序列间歇式活性污泥法的简称。通过在时间上的交替来实现传统活性污泥法的整个运行过程，他在流程上只有一个基
11、本单元，将调节池、曝气池和二沉池的功能集于一池，按时间顺序进行进水、反应、沉淀和排水等工序，达到水质水量调节、降解有机物和固体分离的目的。主要特点：（1）处理构筑物少，基建费、运行费较低；（2）运行灵活，通过改变运行周期中各工序运行时间、状态，可完成对碳源有机物、氮、磷的有效去除，处理效果稳定；（3）不发生污泥膨胀；（4）具有耐冲击负荷和处理效率高的优点；（5）泥水分离效果好；（6）运行管理自动化程度要求较高，要求管理工作人员的素质相应提高；（7）适用于中、小型污水处理厂。4. 工艺设计 4.1污水处理主要构筑物及设备图4.1粗格栅粗格栅格栅系由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、
12、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或是漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等一般情况下，分粗细两道格栅，粗格栅的作用是拦截交大的悬浮物或漂浮物，以便保护水泵；细格栅的作用是拦截粗格栅未截留的悬浮物或漂浮物。选用回转式机械格栅10组，栅槽宽度B=1.4m，栅后槽总高度为2.1m，栅槽总长度为3.48m，每日除渣量为2.5（m3d）。4.1.1.2 进水泵房经过中格栅处理后的污水由污水提升泵提升，泵房尺寸为12.6m12m2，大部分为钢筋混凝土结构。泵房内配置7台泵，5用2备。污水泵型号为550QW3000-16-200的潜污泵。单泵的性能参数如下：流量Q=30
13、00 m3/h，扬程H=16m，转速n=740r/min，水泵效率=86.18%，功率200KW，重量3850kg。细格栅细格栅设十八组，按十八组同时工作设计。栅槽宽度B=1.4m，栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2=0.28m，栅后槽总高度H=1.1m，栅槽总长度L=2.73m，每日栅渣量W=25m3/d。旋流式沉砂池本设计的最大设计流量为25104m3d，确定旋流式沉砂池的本污水厂设6座旋流沉砂池，根据设计水量，单座沉砂池的设计水量为4.2104m3d尺寸。表4.1 旋流式沉砂池尺寸设计水量（104m3d） 4.5砂斗深度m2.03沉砂池直径m3.66驱动机构m0.75沉砂池深度m1.
14、52桨板转速（rmin）14砂斗直径/m1.52旋流沉砂池排沙有三种方式：第一种是用砂泵直接从砂斗底部经吸水管排除；第二种是用空气提升器，既在桨板传送轴中插入一空气提升器；第三种是在传动轴中插入砂泵，泵及电机设在沉砂池顶部。本设计采用空气提升器排砂，该提升装置由设备厂家与桨叶分离机成套供应。2/O(1)设反应池6组，每组分两格, 采用5廊道式推流式反应池，廊道宽b=8m，单组每格反应池长度L=63.13m, 反应池总高H=6m,超高1m。(2)进水管管径为DN700mm，出水管管径为DN1000mm，回流污泥管为DN600mm。进水井平面尺寸取为2.6m2.6m。孔口尺寸取为1.8m0.6m。
15、出水井平面尺寸取为2.8m1.0m；孔口尺寸取为2.1m1.0m。（3）采用鼓风曝气器，微孔曝气器,单池所需曝气器个数5407。曝气器敷设于池底，距池底0.2m，淹埋深度3.8m，氧转移率EA=20%。供风干管采用环状布置,取干管管径为DN700mm。单侧供气（向单侧廊道供气）支管（布气横管）, 取支管管径为DN400mm；双侧供气（向两侧廊道供气）,取支管管径为DN550mm。（4）厌氧池设导流墙，将厌氧池分成3格，每格内设潜水搅拌机1台。缺氧池设导流墙，将缺氧池分成3格，每格内设潜水搅拌机1台。（5）设回流污泥泵房1座，内设2台潜污泵（1用1备），泵的型号为400QW1250-5-30。（6）泵房压力出水总管管径DN800mm。二沉池1.辐流式沉淀池的出水槽可设在沉淀池中心部位的1/4R，1/3R，1/2R或设在沉淀池的周边。本设计设在沉淀池的周边。2.普通辐流式沉淀池可称为中心进水周边出水辐
