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1、某城市污水处理厂工艺设计1.设计任务书一、 设计任务 根据所给的其他原始资料,设计污水处理厂,具体内容包括:1、 确定污水处理厂的工艺流程,选择处理构筑物并通过计算确定其尺寸;2、 画出污水厂的工艺平面布置图,内容包括表示出处理厂的范围,全部处理构筑物及辅助构筑物、主要管线的布置、主干道及处理构筑物发展的可能性;3、 按扩初设计要求,画出污水厂工艺流程高程布置图,表示原水、各处理构筑物的高程关系、水位高度以及处理出水的出厂方式;4、 按扩初设计要求,画出主要构筑物单体的平面、剖面图;5、 编写设计说明书、计算书.二、 设计资料1.设计规模及水质 原始资料该城市污水中包括居民生活污水和工业废水两
2、大部分,工业废水占总量的40%,主要为化工、机械、纺织等工业排出的废水,大部分经厂里处理,达到GB8978-1996中三级标准后排入城市污水下水管道。考虑到城市的近期、远期规划,拟建规模为60000m3/d。 设计进水水质CODcr=400mg/L; BOD5=180mg/L; SS=250mg/LT-P=35mg/L; T-P=4mg/L; PH=7-8; 总碱度=280mg/L设计出水水质根据GB18918-2002的相关规定,要求出水水质达到一级标准(B标准)。水质情况如下：CODcr60mg/L; BOD520mg/L; SS20mg/L; T-P20mg/L; T-P1.5 mg/L
3、; PH=7-82、城市自然状况气候:大陆行季风气候气温:最低温度:-10; 最高气温:40夏季平均气温:20-26; 冬季平均气温:6-10冻土深度:0.4-0.8m主导风向:西北风3、污水处理厂厂区概况 该污水处理厂为新建污水厂,根据规划位于城市下游,城市海拔高度340.0m,规划用地长宽分别为:350mx200m,场地平整.污水厂进水口位于厂区西南角,进水污水管的标高为336.0m;出水靠重力排入厂区东侧500m处某河,该河符合中的III类标准.河水最高水位336.0m.地下水位深度:3-4m.2.设计说明书2.1 工程概况 2.1.1 基本情况设计名称：城镇6万m3/d污水处理厂设计设
4、计规模：日处理城镇污水6万m3，包括生活污水和城市工业废水处理工艺：污水处理采用厌氧选择池加氧化沟工艺，污泥处理采用机械浓缩压滤处理工艺。设计内容：污水处理厂一座，及其他附属建筑物，包括综合楼、配电室、锅炉房、传达室、食堂、浴室、篮球厂等。设计结果：任务书一份、设计说明计算书一份、CAD设计图纸8张（包括：污水厂总工艺平面布置图；污水厂工艺流程高程布置图；奥贝尔氧化沟平面图；奥贝尔氧化沟剖面图；曝气沉淀池平面图、剖面图；辐流式二沉池平面图、剖面图；幅流式污泥浓缩池平面图、剖面图；中格栅间与污水提升泵房平面图、剖面图。 根据设计任务书提供的进出水水质指标情况，特别是对氮、磷的去除，在初步讨论阶段
5、，通过对A2/O工艺、CASS工艺和氧化沟在实际运行条件下的运行状况进行了详细的比较论证，最终确定选用厌氧池加奥贝尔氧化沟工艺作为污水处理主体工艺，用于脱氮除磷并去除CODCr、BOD5。对污水、污泥处理的其他阶段工艺，也都经过了详细的比较论证，最终确定出了一套系统、完整、高效的处理工艺流程。主要包括粗细格栅、曝气沉淀池、厌氧池、奥贝尔氧化沟、辐流式二沉池、污泥浓缩池、污泥脱水间等。污水处理厂其他辅助构建筑物也在力求简单、方便、实用的原则下，进行了细致的计算规划，做到主辅互不影响但又相互协调配合。本设计污水处理厂出水要求达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级标准(
6、B标准)，排入厂区东侧500m处某河,该河符合中的III类标准。 2.2 污水处理厂设计规模及污水水质2.2.1 设计规模某城市污水处理厂设计规模为6万m3/d。为城市生活污水和工业废水的混合污水。2.2.2 污水水质及污水处理程度进水水质：pH值 7-8；BOD5= 180mg/L；CODCr=400 mg/L；SS=250 mg/L；TN=35 mg/L； TP=4.mg/L。出水水质：根据GB18918-2002的相关规定,要求出水水质达到一级标准(B标准)。见表2-1： 表2-1 污水处理程度表水质标准/单位进水水质出水水质去除率/%备注CODCr(mg/L)4006085二级处理BO
7、D5(mg/L)1802089二级处理SS(mg/L)2502092TN(mg/L)352042.8生物脱NTP(mg/L)41.5 62.5生物除PPH7-87-82.3 污水处理厂工艺设计2.3.1污水处理工艺设计要求污水处理工艺流程设计应按照以下要求进行。（1）污水处理后必须达到排放标准。（2）要尽量采用成熟的、先进的、可靠的、效率高的处理技术。城市污水处理成熟的处理路线一般为：预处理、一级处理、二级处理、三级处理和污泥处理，其中核心部分二级处理要求比较高，不仅要求去除有机污染物，而且要求能够脱N除P，主要技术有A-B法，A2/0法，SBR法，氧化沟法等。（3）防止处理污染物过程中产生二
8、次污染或污染转移。要避免和抑制污染物无组织排放，特别是剩余污泥的处理。设置溢流、事故排除口应慎重合理。（4）要充分利用和回收能源。污水处理高程安排应尽量考虑利用自然地势。（5）处理量较大时宜选择连续处理工艺。（6）处理量较小时宜选用间歇处理工艺。（7）尽可能回收利用有用物质。（8）考虑处理能力的配套性和一致性且要有一定操作的弹性。设计的处理能力一般要略大于实际所需的处理量。对于易损部件应采用双套切换，保证系统正常运行。（9）确定运行条件和控制方案。包括整个系统中各个单元设备运行时的温度、压力、电压、电流等，主要构筑物在线测定系统。（10）操作、检修方便，运行可靠。设计中应考虑到当地的实际情况和
9、操作人员的技术素质。（11）设计中应考虑节能、节水。尽量选择能耗底的处理工艺和设备。设计中应尽量较少用水，并考虑经过处理后重复循环利用。（12）保温，防腐设计。应考虑到东、夏季气候差异对构筑物的影响，防止裂缝。（13）在满足处理要求的前提下，减化流程，节约资金。2.3.2污水处理工艺选择（1）此废水具有如下特点：（a）BOD5/CODCr=180/400=0.45，说明废水可生化性很好；（b）废水N、P含量较高，出水N、P应符合要求。（2）针对以上特点，要求污水处理系统应该具有以下功能：（a）具有一定的BOD5去除能力；（b）具备一定的脱N除P功能，使出水N、P达标；（c）使污水处理过程中产生
10、的剩余污泥基本达到稳定。（3）生化处理工艺选择目前处理城市污水应用较多的生化工艺有氧化沟，A2/O法，A-B法，SBR法等。为了使本工程选择最合理的处理工艺，有必要按使用条件，排除不适用的处理工艺后，再对可以采取的处理工艺方案进行对比和选择。氧化沟工艺，A2/O工艺和CASS工艺三种工艺均能达到处理要求。在设计可行性分析阶段，对氧化沟工艺，A2/O工艺和CASS工艺的比较分析：（a） A2/O工艺一般在A2/O工艺中，为同时实现脱N除P的要求，必须满足如下条件：BOD5/TKN=5-8 实际进水中：BOD5/TKN=170/60=2.85BOD5/TP15 BOD5/TP=170/4.5=37
11、15 通过比较,采用传统A2/O工艺，脱N所需碳源不足，影响脱N效果，为此采用倒置A2/O工艺。污水先进缺氧段再进厌氧段，或厌氧、缺氧段同时进水，这样既解决了缺氧段的碳源不足的问题，使脱N能够很好的进行，同时也有利于除P，聚磷菌在厌氧段释放P，同时聚集能量，利用厌氧段聚集的能量，在好氧段进行好氧吸P过程，厌氧段结束后立即进入好氧段，能够使聚磷菌在厌氧段聚集的能量，充分用来吸P，加强了除P过程。（b）CAST工艺该工艺是在SBR工艺基础上发展而来的，增加了厌氧段、缺氧段，可实现脱N除P。运行简单，可实现自动化控制。（c）氧化沟工艺氧化沟工艺目前在城市污水处理方面应用最为广泛，处理工艺成熟，结构、
12、设备简单，管理运行费用低。CAST工艺与氧化沟工艺比较如表2-2：表2-2 CAST工艺与氧化沟工艺比较方案一（CAST工艺）方案二（奥贝尔氧化沟）单池间歇多池连续。多座反应池交替运行保持进、出水连续连续进水，连续出水。有机物降解与沉淀在一个池子完成，无需设独立的沉淀池及其刮泥系统。在氧化沟中完成有机物降解，在沉淀池中进行泥水分离，需设独立的沉淀池和刮泥系统。通过每一个周期的循环，造成有氧和无氧的环境，对氮和磷有很好的去除效果。氧化沟系统三个沟道的DO值呈0-1-2的梯次变化，脱氮效果好，除磷效果一般。固体停留时间较长，可抵抗较强的冲击负荷。较长的固体停留时间，可抵抗冲击负荷。污泥有一定的稳定
13、性污泥有一定的稳定性采用鼓风曝气，曝气器均布池底，动力效率高；能耗较低；间歇运转须采用高质量的膜式曝气器，设备的闲置率较高，曝气器寿命较短，维修及维护量大。采用表面曝气，设有转碟曝气设备，转碟分点布置；设备少，管理简单，维护量小，但能耗较高。自动化水平高，对电动阀门等设备的可靠性需求较高，控制管理较复杂。设备少且经久耐用，控制管理简单。耗电量较小，运行费用低。耗电量较大，运行费用较高。自控系统编程工作量较大，PLC硬件费用高，自动化水平较高，劳动强度较低，对操作人员的素质要求较高，总设备费用较高。自控系统编程工作量较小，PLC硬件费用低，自动化水平较低，劳动强度较高，对操作人员的素质要求较低，
14、总设备费用较低。（4）氧化沟工艺与A2/O工艺相比，具有如下优势：（a）工艺流程简单，处理构筑物少，机械设备少，运行管理方便。与A2/O法比较，可不设初沉池，没有混合液内回流系统，由于污泥相对好氧稳定，一般不设污泥的厌氧消化系统。（b）A2/O工艺由于停留时间较短，剩余污泥的稳定性较差，一般需要污泥消化和浓缩过程，这不利于除P，生物除P是通过聚磷菌在好氧条件下，过量吸P而使废水中的P得到去除的，最终P随聚磷菌进入剩余污泥中除去，剩余污泥长时间处于厌氧状态，将导致聚磷菌吸收的P重新释放出来，影响除P效果。氧化沟的水力停留时间较长，污泥泥龄较长，具有延时曝气的特点，悬浮有机物在沟内可获得较彻底的降
15、解，污泥在沟内达到相对好氧稳定，剩余污泥量少，根据国内外经验，氧化沟不再设污泥厌氧消化处理系统，剩余活性污泥只须经机械浓缩、脱水即可利用或污泥后处置，简化了污泥后序处理程序。污泥在进行机械浓缩、脱水过程中，停留时间很短，基本没有污泥中磷的释放问题。（c）转碟曝气，混合效率较高，水流在沟内的速度最高可达0.60.7m/s，在沟道使水流能快速进行有氧、无氧交换，交换次数可达5001000次，可同时进行有机物的降解和氮的硝化、反硝化，并可有效的去除污水中的磷。沟道的这种脉冲曝气和大区域的缺氧环境，可以较高程度地实现“同时硝化反硝化”的效果。（d）污水进入氧化沟，可以得到快速的有效的混合，由于池容较大，缓冲稀释能力强，耐高流量，高浓度的冲击负荷能力强，具有完全混合式和推流式曝气池的双重优势，对难降解有机物去除
