资源描述
摘 要本设计项目所处理的污水主要是由天然气净化厂厂区工业废水和公共建筑用水以及厂区生活用水组成。其混合污水最大日设计流量为Q=8000m3/d，总变化系数为K=1.33 , 该厂现有人口8000，随着厂区发展速度的加快，厂区污水的排放严重威胁着该河水质，为了避免该河水质恶化，该厂拟建一座厂区污水处理厂，以解决生活污水和工业废水的污染问题。设计水质经环保部门监测，污水主要污染物COD、SS、BOD5、TP、TN以及重金属和有毒物质少量，其污水水质如下：COD=360mg/l , SS=200mg/l， BOD5=160mg/l，PH=6-9，历年最高气温 38.1 历年最低气温 -0.3，年平均气温18.5，最高月平均气温 29.4，最低月平均气温 5.6。处理厂处理水质为：BOD510mg/l，CODcr50mg/l，SS10mg/l，NH3-N5mg/l，TP0.5mg/l，出水水质符合国家的一级排放标准。本设计中，采用SBR工艺处理该厂区污水。SBR工艺处理污水已有很长的时间，是一种较成熟的工艺，在国内已有很多成功的工程实例。处理构筑物主要有曝气沉砂池、SBR反应池、污泥浓缩池等，其主要构筑物 SBR反应池属于间歇式反应器，本设计的SBR反应池建成长方形，有利于减少建设费用。SBR工艺占地少，污泥产生量少，抗冲击负荷能力强。通过调节污泥龄能达到同时脱氮除磷的目的，出水水质好。关键词：总变化系数; SBR; 设计流量; 脱氮除磷 .AbstractThe handled wastewater is formed mianly by industrial waste gas purification plant area and public building sewage, water and plant water composition. The biggest day rated discharge of wastewater is 8000m3/d. Total changes coefficiet K =1.33.There is 8000 persons in the factory. As plantfying process accelerates, in order to avoid The river water quality deterioration, a factory plant proposed sewage treatment plant to address sewage and industrial wastewater pollution problems , Design wastewater quality is monitored by the department of environmental protection. Major contanmints are CODcr,SS,BOD5,TP,TN,heavy metal and few poisonous material in the wastewater,. The wastewater quality is as follow: COD=360mg/l ,SS=200mg/l， BOD5=160mg/l，PH=6-9. The highest temperature is 38.1 and the minimum temperature is - 0.3 over the years, year in average temperature is 18.5 . The highest mean monthly temperature is 29.4 ,and the minimum mean monthly temperature 5.6 . Sewage treatment plant handling water quality is: BOD510mg/l，CODcr50mg/l，SS10mg/l，NH3-N5mg/l，TP0.5mg/l.Effluent water quality accords with a level emission standard of country. In the design, the plant sewage is handled with SBR technology. Used SBR technology to handle sewage have had very long time. It is a kind of mature technology.There are the project example of many successes in our country. Mainly handling buildings are aeration setting pot, SBR reactor and mud concentrated pool etc. The SBR reactor belongs to intermittence type responser, The SBR reactor of this design is established into rectangle, helpful to reduce construction cost. It coveres less land, produces less mud,and it is strong to fight impact load ability. Through regulating mud age can be nitrogen and phosphorus removal at the same time,and effluent water quality is good. Keywords: Total changes coefficient; Sequencing Batch Reactor; Rated discharge; Nitrogen and phosphorus removal.3目 录任 务 书II毕业设计开题报告XII摘 要1Abstract2目 录I第1章 概 述11.1设计依据及设计任务11.1.1 设计题目11.1.2 设计依据11.1.3设计任务与内容21.2 设计水量31.2.1污水来源及状况31.2.2 污水量计算31.3处理程度31.3.1进出水水质31.3.2去除率31.3.3PH值41.3.4重金属及有毒物质4第2章 城市污水处理方案的确定 52.1确定污水处理方案的原则52.2 污水处理厂建设规模及厂址选择原则52.2.1 污水处理厂建设规模及厂址选择原则52.2.2污水处理厂设计进出水水质62.2.3建设范围72.2.4建设原则72.3 污水处理方案的确定72.3.1 处理标准的确定72.3.2 污水处理路线的选择82.4 污水处理工艺流程方案介绍102.4.1处理工艺流程选定应考虑的因素102.4.2工艺方案分析112.4.3 A2/O法122.4.4 SBR法142.5工艺流程图框172.5.1 A2/O工艺流程172.5.2 SBR工艺流程182.6 主要构筑物的选择202.6.1 格栅202.6.2 进水闸井202.6.3 污水泵房202.6.4 沉砂池212.6.5 SBR反应池222.6.6 消毒222.6.7 浓缩池232.6.8 污泥脱水23第3章 污水处理系统的设计243.1 中格栅243.1.1 设计要求243.1.2 设计流量253.1.3 格栅计算253.1.4 格栅的比较选型263.2 污水提升泵站283.2.1 设计说明283.2.2 一般规定283.2.3 选泵283.2.4 吸、压水管路实际水头损失的计算303.2.5 水泵机组基础的确定和污水泵站的布置313.2.6 泵房高度的确定323.2.7 泵房附属设施及尺寸的确定333.2.8 泵房值班室、控制室及配电间333.3 细格栅333.4 曝气沉砂池353.4.1 设计说明353.4.2 设计参数363.4.3 沉砂池比较363.4.4 池体设计计算373.4.5 曝气系统设计计算373.4.6 进水，出水及撇油383.4.7 排砂量计算383.5 提砂泵房与砂水分离器393.6 配水井403.6.1 比较选型403.6.2 设计要求403.6.3 设计计算413.7 SBR反应器设计423.7.1 设计要点423.7.2 主要设计参数433.7.3 运行周期443.7.4 曝气池体积V443.7.5 复核滗水高度h1453.7.6 复核污泥负荷453.7.7 剩余污泥产量453.7.8复核出水BOD5463.7.9 复核出水NH3-N463.7.10 设计需氧量483.7.11 标准需氧量SOR493.7.12 曝气池布置493.7.13 SBR反应池构造尺寸503.7.14 曝气头计算503.7.15 空气管计算513.7.16 滗水器523.8 鼓风机房523.8.1 鼓风机房设计要求523.8.2 供风量533.8.3 供风风压533.8.4 鼓风机的选择533.8.5 鼓风机房布置543.9 接触消毒池及加氯时间543.9.1 设计要点543.9.2 设计说明543.9.3 设计计算553.10 电磁流量计56第4章 污泥处理系统574.1 污泥处理方式574.2 污泥浓缩池设计计算574.2.1 设计说明574.2.2 容积计算574.2.3 排水与排泥584.3 污泥脱水系统设计594.3.1 均质池594.3.2 污泥脱水机房59第5章 污水厂总体布置615.1 平面布置及总平面图 615.1.1 平面布置的一般原则615.1.2 厂区平面布置形式615.1.3 污水厂平面布置的具体内容625.2 污水厂的高程布置625.2.1 污水处理厂高程布置应考虑的因素625.2.2 污水厂的高程布置625.2.3 高程计算62致谢64参考文献65附录(外文翻译)66 第 III 页 共 III页第1章 概 述1.1设计依据及设计任务1.1.1 设计题目普光天然气净化厂污水处理厂设计初步1.1.2 设计依据环境工程专业毕业设计任务书1.排水体制：完全分流制2.混合污水水质水量如表1-1表1-1 水质水量表项目设计采用值平均日流量Q（Qmin ，Qmax）(m3/d)6000CODcr(mg/l)360BOD5(mg/l)160SS(mg/l)200NH3-N(mg/l)28PH6.09.0TP(mg/l)5历年最高气温38.1，历年最低气温-0.3，年平均气温18.5， 最高月平均气温29.4，最低月平均气温5.6。3.出水水质厂区污水经处理后，就近排入水体后河。污水处理厂出水水质参考城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标准，并尽量争取提高出水水质，因此确定本污水厂出水水质控制如下表1-2： 表1-2 出水标准项目CODCrBOD5 SSNH3-NpHTP出水标准（mg/l）50101056-90.54.气象资料(1)气温：年平均18.5； 年最高气温38.1； 年最低气温-0.3。(2)风向：年主导风向为东南偏西。(3)最大冻土深度为0.3m。(4)区域地下水为潜水，地下水位7.08.0m ，随季节变化，水质对混凝土无侵蚀性。5.工程地质资料：土壤承载力13T/m2，设计地震裂度5度。6.厂区地坪设计标高为+3244.3m7.编制概算资料，并进行经济分析和工程效益分析。8.其它。1.1.3 设计任务与内容根据厂区总体规划图和所给的设计资料进行污水处理厂设计。设计内容如下：1.污水处理厂工艺总平面图布置；2.污水处理厂污水和污泥高程图布置；3.污水泵站工艺设计，含部分工艺施工图设计；4.污水处理工艺设计，含部分单体构筑物的工艺施工图设计；5.污泥处理工艺设计，含部分单体构筑物的工艺施工图设计；6.污水处理厂的工程概算；设计成果要求：1书写开题报告一份；2外文文献翻译一份；3污水处理厂平面图；4污水、污泥处理工艺流程图；5污水处理厂高程图；6主要构筑物详图(如格栅、曝气沉砂池、SBR反应池、污泥浓缩池、进水泵房、鼓风机房、污泥脱水机房等)；7设计说明书，计算书各一份。1.2 设计水量1.2.1 污水来源及状况厂区人口总数8000人；厂区公共建筑物污水量按厂区生活污水量的30%计；混合污水变化系数：总变化系数Kz=1.33。1.2.2 污水量计算(1)平均污水量Q Q=6000m3/d(2)最大污水量Qmax Qmax=8000m3/d(3)最小污水量Qmin Qmin=4000m3/d1.3 处理程度污水处理程度是由对象和地区排放标准决定1.3.1 进出水水质项目CODCrBOD5 SSNH3-NTP进水水质（mg/L）360160200285出水水质（mg/L）50101050.51.3.2 去除率E=100%式中：C0进水物质浓度；Ce出水物质浓度。(1)BOD5去除率：E=100%=94%；(2)CODcr去除率：E=100%=86%；(3)SS去除率：E=100%=95%；(4)NH3-N去除率：E=100%=82%；(5)TP去除率：E=100%=90%。1.3.3 PH值pH值6-9，在可生化处理的范围内，符合要求。1.3.4 重金属及有毒物质重金属及有毒物质：微量，对生化处理无不良影响。第2章 城市污水处理方案的确定2.1 确定污水处理方案的原则确定污水处理方案的原则：1净化厂污水处理应采用先进的技术设备，要求经济合理，安全可靠，出水水质好；保证良好的出水水质；2污水厂的处理构筑物要求布局合理，建设投资少，占地少；自动化程度高，便于科学管理，力求达到节能和污水资源化，进行回用水设计；3.为确保处理效果，采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物；提高自动化程度，为科学管理创造条件；4.污水处理采用生物处理，污泥脱水采用机械脱水并设事故干化厂；污水采用季节性消毒；5.提高管理水平，保证运转中最佳经济效果；充分利用沼气资源，把沼气作为燃料；6.查阅相关的资料确定其方案。最佳的处理方案要体现以下优点：1.保证处理效果，运行稳定；2.基建投资省，耗能低，运行费用低；3.占地面积小，泥量少，管理方便。2.2 污水处理厂建设规模及厂址选择原则2.2.1 污水处理厂建设规模及厂址选择原则制定厂区污水处理系统方案，污水处理厂厂址的选定是重要的环节，它与厂区的总体规划、厂区排水系统的走向、布置、处理后污水的出路都密切相关。当污水处理厂的厂址有多种方案可供选择时，应从管道系统、泵站、污水处理厂各处理单元考虑，进行综合的技术、经济比较与最优化分析，并通过有关专家的反复论证后再行确定。 污水处理厂厂址选择，应遵循下列各项原则：1. 应与选定的污水处理工艺相适应，如选定稳定塘或土地处理系统为处理工艺时，必须有适当的闲置土地面积。2. 厂址必须位于集中给水水源下游，并应设在工厂厂区及生活区的下游和夏季主风向的下风向。3. 当处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政设施时，厂址应考虑与用户靠近，或便于运输。当处理水排放时，则应与受纳水体靠近。4. 厂址不宜设在雨季易受水淹的低洼处。靠近水体的处理厂，要考虑不受洪水威胁。厂址尽量设在地质条件较好的地方，以便施工，降低造价。5. 要充分利用地形，应选择有适当坡度的地区，以满足污水处理构筑物高程布置的需要，减少土方工程量。若有可能，宜采用污水不经水泵提升而自流流入处理构筑物的方案，以节省动力费用，降低处理成本。6. 根据城市总体发展规划，污水处理厂厂址的选择应考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。污水处理厂占地面积，与处理水量和所采用的处理工艺有关。下表列举了我国某些采用活性污泥法为处理工艺的污水处理厂，对各种处理构筑物所采用的用地指标。 表2-1工艺处理厂规模（m3/d）用地指标104m3/(10000m3.d)鼓风曝气（传统法、吸附再生法、有初次沉淀池）10000以下20000-1200001.01.20.60.93曝气沉淀池（圆形池、无初次沉淀池）10000以下0.60.90分建式表曝（方形池，有初次沉淀池）35000-600000.700.88深水中层曝气（有初次沉淀池和污泥消化池）250000.64 注：1，如设污泥消化池，面积需增18左右。 2，如设初次沉淀池，面积需增20-50。根据城市污水最大日排放量，本项目最终规模确定为8000m3/d，一次建设完成。2.2.2污水处理厂设计进出水水质本项目建设旨在解决生活污水和工业废水的污染问题，因此治理的目标是出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标准。污水处理厂设计进出水水质如下表：表2-2：项目CODCrBOD5 SSNH3-NpHTP进水水质（mg/L）360160200286-95出水水质（mg/L）50101050.5去除率/86949582902.2.3建设范围污水处理厂所有污水，污泥处理工程及公用与辅助工程2.2.4建设原则污水处理工程建设过程中应遵从下列原则：污水处理工艺技术方案，在达到治理要求的前提下应优先选择基建投资和运行费用少，运行管理简便的先进工艺。所用污水，污泥处理技术和其他技术不仅要求先进，更要求成熟可靠；和污水处理厂配套的厂处工程应同时建设，以使污水处理厂尽快完全发挥效益；污水处理厂出水应尽可能回用；污泥及浮渣处理应尽量完善，消除二次污染；尽量减少工程占地。2.3 污水处理方案的确定根据测量的水量、水质和环境容量降低的结论确定污水及污泥处理应达到的标准，本节对其处理工艺流程进行方案筛选，并通过论证选择合理的污水及污泥处理工艺流程。2.3.1 处理标准的确定BOD5=160mg/L; CODcr=360mg/L; SS=200mg/L;NH3-N=28mg/L; TP=5mg/L; PH=6-9气温：年平均气温18.5；年最高气温38.1； 年最低气温 -0.3。2.3.2 污水处理路线的选择我国污水处理长在建国五十多年来取得是很大的成就，污水处理技术随着水污染控制与环境治理的实践，在吸取国外技术经验的同时，结合我国国情的特点，逐步改进提高，初步形成了一些适用的技术路线，主要如下：1.对传统活性污泥法进行改造或予以取代后的人工生物净化技术路线；2.以自然生物净化为主的人工生物净化与自然生物净化相结合的技术路线；3.以深水扩散排放为主，土地处理为辅的技术路线；4.以回用为目标的污水深度处理技术路线，结合该污水处理工程的具体情况分析进行选择。首先，3和4这两种技术路线对于自然环境条件因素要求较高，从而不可取，所以应选1和2两种路线。尤其是以2这种路线应予以推广，因为随着环境状况的日趋严峻，用水问题越发突出，从而对于水的合理使用必将是大家特别重视的课题，所以，下面着重分析以自然生物净化为主与人工生物净化相结合的技术路线和传统活性污泥法进行改造或予以取代后的人工生物净化技术路线。对于大规模污水处理厂来说，主要指氧化塘处理和土地处理法，它们都具有运行费用低，外加能源消耗少及管理简单的优点，在我国一些城市也被因地制宜的采用。氧化塘一般分为好氧氧化塘、厌氧氧化塘、兼性氧化塘及曝气氧化塘，它们所需要的停留时间都很大，一般需要几天到几十天，占地面积很大，而且对周围环境卫生的影响较大，需要慎重考虑，所以，在没有低洼地可利用的情况下若购置、占用大量的良田、平地筑塘是相当不经济的，据本工程的情况不宜采用氧化塘处理。土地处理法，就是按照要对污水达到处理的同时达到对控制渗流污染的要求，有计划的将污水排放到大面积的土地上下渗，利用土壤的过滤、吸附、分解以及土壤微生物的代谢能力等物理、化学、生物化学等作用，使水达到净化，这种方法有利于污水中水肥资源的利用和土壤微粒结构的改善，但是，这种处理需要广阔的土地面积，而且要注意对地下水的污染问题。在我国人均土地面积不足的情况下，土地处理法必须与污水的灌溉利用和污水土地利用处理还有一定差距。主要表现为：1.污水灌溉并未按土地处理污水的要求控制水量、水质，有些地下水以及其它水源、水体造成污染；2.由于灌溉季节性变化和灌溉面积的限制，不能做到终年昼夜对污水处理；3.没有经过严格水质控制的灌溉，往往会造成对粮食作物，特别是对蔬菜作物的食用质量的影响，这主要来自一些重金属的污染。所以，污水灌溉作为对适当处理后的城市污水的有效利用，无疑是非常有价值的，但作为对污水的完善土地处理，从而取代其它的污水处理措施，在本工程的具体条件下，尚不现实或不可行。因为：1.对地下水源有污染危险；2.做不到终年昼夜不停地将6000m3/d污水进行处理；3.没有也不可能修建贮存几个月污水量的大容量调节池，非灌溉季节的排放问题无法解决。综上所述，以自然生物净化为主的人工生物净化与自然生物净化相结合的路线，本项目不具备采用的条件，当然也就不宜采用。人工净化就是人为的创造条件，使微生物大量繁殖，提高污水中微生物对水的净化效率，主要包括活性污泥法与生物膜法，其中以活性污泥法采用较为普遍，是目前国内外城市污水处理的主体工艺。传统活性污泥法净化已有较丰富的实践经验和技术资料，运行可靠，处理效果好，但是也存在能耗较多和费用高等特点，所以，许多国家都在为节省污水处理的能耗费用寻求新技术、新设备或对传统流程改革更新，在我国也有许多正在进行实验和已经开始采用，改革更新的活性污泥法流程和技术，如SBR同步脱氮除磷工艺、氧化沟、A-B两段曝气法、A/O脱氮工艺、A2/O同步脱氮除磷工艺、微孔曝气、纯氧曝气、深井曝气、分段曝气等都各自具有不同的优点。 结合本工程的具体情况，在已排除了前述三个技术路线后，我们认为采用传统活性污泥法或对传统活性污泥法进行改造的人工生物净化的技术路线是比较合适的、可行的。主要有以下特点：1.能可靠的运行并保证水质净化的要求；2.不需要占用大面积的土地；3.处理后污水即可用于灌溉、非灌溉季节排放，又不会造成污染；4.为以后在经济条件可以的情况下，进行三级处理供工业回用打下基础。2.4 污水处理工艺流程方案介绍在选定了污水处理技术路线后，我们对活性污泥法和人工生物净化的几个方案进行筛选。由于出水水质要求较高，初步只选到下列两个方案，再进行比较。1.A2/O同步脱氮除磷工艺；2.SBR同步脱氮除磷工艺。2.4.1处理工艺流程选定应考虑的因素污水处理厂的工艺流程指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下，所采用的污水处理技术各单元的有机组合。在选定处理工艺流程的同时，还需要考虑确定各处理技术单元构筑物的型式，两者互为制约，互为影响。污水处理工艺流程选定，主要以下列各项因素作为依据。 污水的处理程度这是污水处理工艺流程选定的主要依据，而污水的处理程度又主要取决于处理水的出路，去向。 排放水体，这是对处理水最常用的途径，也是处理水的“自然归宿”。当处理水排放水体时，污水处理程度可考虑用以下几种方法进行确定。 按水体的水质标准确定，即根据当地环境保护部门对该受纳水体规定的水质标准进行确定。 按城市污水处理厂所能达到的处理程度确定，一般多以二级处理技术所能达到的处理程度作为依据。 考虑受纳水体的稀释自净能力，这样可能在一定程度上降低对处理水水质的要求，降低处理程度，但对此应采取审慎态度，取得当地环保部门同意。处理水回用。城市污水的处理水有多种回用途径，可用于农田灌溉；可作为城市的杂用水，用于冲洗公厕、喷洒绿地、公园；冲洗街道和城市景观水域的补给水等。 工程造价与运行费用工程造价和运行费用也是工艺流程选定的重要因素，当然，处理水应当达到的水质标准是前提条件。这样，以原污水的水质、水量及其自然状况为已知条件，以处理水应达到的水质指标为制约条件，而以处理系统最低的总造价和运行费用为目标函数，建立三者之间的相互关系。减少占地面积也是降低建设费用的重要措施，从长远考虑，它对污水处理厂的经济效益和社会效益有着重要的影响。 当地各项条件当地的地形、气候等自然条件也对污水处理工艺流程的选定具有一定的影响。例如，如当地拥有农业开发利用价值不大的旧河道、洼地、沼泽地等，就可以考虑采用稳定塘、土地处理等污水的自然生物处理系统，在寒冷地区应当采用在采取适当的技术措施后，在低温季节也能正常运行，并保证取得取得达标水质的工艺，而且处理构筑物都建在露天，以减少建设与运行费用。 原污水的水量与污水流入工况除水质外，原污水的水量也是选定处理工艺需要考虑的因素，水质、水量变化较大的原污水，应考虑设调节池或事故贮水池，或选用承受冲击负荷能力较强的处理工艺，如完全混合型曝气池等，某些处理工艺，如塔式滤池和竖流式沉淀池只适用于水量不大的小型污水处理厂。工程施工的难易程度和运行管理需要的技术条件也是选定处理工艺流程需要考虑的因素，地下水位高，地质条件差的地方，不宜选用深度大、施工难度高的处理构筑物。2.4.2工艺方案分析污水处理厂的工艺选择应根据原水水质、出水要求、污水厂规模，污泥处置方法及当地温度、工程地质、征地费用、电价等因素作慎重考虑。污水处理的每项工艺技术都有其优点、特点、适用条件和不足之处，不可能以一种工艺代替其他一切工艺，也不宜离开当地的具体条件和我国国情。同样的工艺，在不同的进水和出水条件下，取用不同的设计参数，设备的选型并不是一成不变的。具体工程的选择要求包括： 技术合理。技术先进而成熟，对水质变化适应性强，出水达标且稳定性高，污泥易于处理。 经济节能。耗电小，造价低，占地少。 易于管理。操作管理方便，设备可靠。 重视环境。厂区平面布置与周围环境相协调，注意厂内噪声控制和臭气的治理，绿化、道路与分期建设结合好。本项目污水处理的特点为：1，污水以有机污染为主，可生化性较好，重金属及其他难生物降解的有毒有害污染物一般不超标。2，污水中主要污染物指标为BOD5，CODCr，SS，NH3-N，TP。针对以上特点，以及出水并脱氮除磷的要求，综合比较目前的各种污水处理方法，最简单易行，经济有效的为活性污泥法。其基本原理是以悬浮在水中的活性污泥为主体，在微生物生长有利的条件下和污泥充分接触，使污水得到净化。本项目对脱氮除磷的要求很高，且出水水质需达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标准。所以利用活性污泥法的基本原则，可采用A2/O法或SBR法。2.4.3 A2/O法 A2/O工艺原理A2/O工艺是厌氧缺氧好氧生物脱氮除磷工艺的简称，该工艺在厌氧好氧除磷（A2/O）工艺中加一缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以达到硝化脱氮的目的。在首段厌氧池主要是进行磷的释放，使污水中P的浓度升高，溶解性有机物被细胞吸收而使污水中BOD浓度下降；另外NH3-N因细胞的合成而被去除一部分，使污水中NH3-N浓度下降。但NO-3-N含量没有变化。在缺氧池中，反硝化菌利用污水中有机物作为碳源，将回流混合液中带入的大量NO-3-N和NO-2-N还原为N2释放至空气，因此BOD5浓度继续下降，NO-3-N浓度大幅度下降，而磷的变化很小。 在好氧池中，有机物被微生物生化降解，而继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使NO-3-N浓度显著下降，但随着硝化过程使NO-3-N的浓度增加，而P随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速度下降。所以，A2/O工艺它可以同时完成有机物的去除、硝化脱氮、磷的过量摄取而被除去等功能，脱氮的前提是NH3-N完全硝化，好氧池能完成这一功能。缺氧池则完成脱氮功能。厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。 A2/O工艺的影响因素 污水中可生物降解有机物对脱氮除磷的影响：生物反应池混合液中能快速生物降解的溶解性有机物对脱氮除磷的影响最大。厌氧段中聚磷菌吸收该类有机物，而使有机物浓度下降，同时使聚磷菌释放磷，以使在好氧段更变本加厉地吸收磷，从而达到去除磷的目的。如果污水中能快速生物降解溶解性有机物很少，聚磷菌则无法正常进行磷的释放，导致好氧段也不能更多地吸收磷。 污泥龄的影响：A2/O工艺系统的污泥龄受两方面影响，一方面是硝化菌世代时间的影响，使污泥龄比普通活性污泥法的污泥龄长些；另一方面，由于除磷主要是通过剩余污泥排出系统，要求A2/O工艺中污泥龄又不宜过长。 A2/O工艺系统中溶解氧（DO）的影响。在好氧段，DO升高，NH+4-N硝化速度会随之增加，但DO大于2mg/l后其增长趋势减慢。因此DO并非越高越好。因为好氧段DO过高，则溶解氧会随污泥回流和混合液回流带至厌氧段与缺氧段，造成厌氧段厌氧不完全而影响聚磷菌的释放和缺氧段的NH3-N的反硝化。高浓度溶解氧会抑制硝化菌。所以好氧段的DO应为2mg/L左右，太高太低都不利。对于厌氧段和缺氧段，则DO越低越好，但由于回流和进水的影响，应保证厌氧段DO小于0.2mg/L，缺氧段DO小于0.5mg/L。 污泥负荷率的影响：在好氧池，污泥负荷率应在0.18kgBOD5/(kgMLSS.d)之下，否则异养菌数量会大大超过硝化菌，使硝化反应受到抑制。而在厌氧池污泥负荷率应大于0.10 kgBOD5/(kgMLSS.d)，否则除磷效果将急剧下降。 TKN/MLSS负荷率的影响：过高浓度的NH+4-N对硝化菌会产生抑制作用，所以TKN/MLSS负荷率应小于0.05kgTKN/(kgMLSS.d)，否则会影响NH+4-N的硝化。 污泥回流比和混合液回流比的影响：脱氮效果与混合液回流比有很大关系，回流比高，则效果好，但动力费用增加，反之亦然。 A2/O工艺流程存在的问题A2/O工艺流程当脱氮效果好时，除磷效果则较差，反之亦然。该工艺很难同时取得好的脱氮除磷的效果，其原因是：该流程回流污泥全部进入厌氧段，为了使系统维持在较低的污泥负荷下运行，以确保硝化过程的完成，则要求采用较大的回流比（一般为60-100，最低也应在40以上），这样系统硝化作用良好；由于回流污泥也将大量硝酸盐带回厌氧池，而磷又必须在混合液中存在有快速生物降解溶解性有机物及在厌氧状下，才能被聚磷菌释放出来。但当厌氧段存在大量硝酸盐时，反硝化菌会以有机物为碳源进行反硝化，等脱氮完全后才开始磷的厌氧释放，这就使得厌氧段进行磷的厌氧释放的有效容积大为减少，从而使得除磷效果较差，而脱氮效果较好。反之，如果好氧段硝化作用不好，则随回流污泥进入厌氧段的硝酸盐减少，改善了厌氧段的厌氧环境，使磷能充分释放，所以除磷的效果较好，但由于硝化不完全，故脱氮效果不佳。 A2/O工艺的主要优点：a.工艺简单，总水力停留时间小于其他同类工艺。b.厌氧（缺氧）/好氧交替运行，不宜于丝状菌的繁殖，基本不存在污泥膨胀问题。c.不需外加碳源，厌氧与缺氧只进行缓速搅拌，运行费用较低。 A2/O工艺的主要缺点：a.除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此。b.脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q 为限，不宜太高，否则增加运行费用。c.对沉淀池要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解氧浓度也不宜过高，以防止循环混合液对缺氧反应器的干扰。d.由于混合液回流量不宜太高（一般以200为限），脱氮效果不能满足较高的要求。e.由于受污泥增长的限制，除磷效果较难提高。f.沉淀池的设计有特殊要求，含磷污泥的停留时间太短。该工艺适用于城市污水处理后排入需防止富营养化的水体，污水处理后回用，或处理含氮量较高工业废水，但A2/O法需增加一些构筑物和设施（如曝气池，回流设施，二沉池等）工程投资大，增加占地面积。按此工艺建设的污水处理厂的出水水质较好，但本项目对脱氮除磷的要求很高，规定氨氮的去除率在90以上，同时磷的去除率在85以上，所以该工艺达不到本项目的要求。2.4.4 SBR法序批式活性污泥法简称SBR法，是早期充排式反应器（Fill-Draw）的一种改进,SBR工艺的曝气池，在流态上属于完全混合，在有机物讲解上，却是时间上的推流，有机物是随着时间的推移而被降解的。SBR工艺的基本操作流程由进水，反应，沉淀，出水和闲置等五个基本过程组成，从污水流入到闲置结束构成一个周期，在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行的。该工艺有很好的净化效果，尤其对高浓度难生物降解污水。SBR工艺的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。因此，SBR工艺可以省去二沉池，污泥回流设施，使整个工程占地减少，投资降低。另外，该工艺还具有较强的冲击负荷，污泥不易膨胀，易于沉淀，脱水性能好，可实现脱氮除磷功能。SBR工艺的工作原理： 污水流入工序：污水流入曝气池前，该池处于操作周期的待机（闲置）工序，此时沉淀后的清液已经排放，曝气池内留有沉淀下来的活性污泥。污水流入的方式有单纯注水、曝气、缓速搅拌等三种，至于选哪一种方式，则根据设计要求而选定。单纯注水：污水流入，当注满后再进行曝气操作，则曝气池能有效地调节污水的水质和水量。曝气：当污水流入的同时进行曝气，则可使曝气池内的污泥再生和恢复活性，并对污水起预曝气的作用。缓速搅拌：当污水流入的同时不进行曝气，而是进行缓速搅拌使之处于缺氧-厌氧状态，则可对污水进行脱氮与聚磷菌释放磷。污水流入时间短对工艺效果有利。 曝气反应工序：当污水注满后，即开始曝气操作，它是最重要的一道工序，如要求去除BOD5、硝化和磷的吸收则需要曝气，如要反硝化则应停止曝气而进行缓速搅拌。 沉淀工序：使混合液处于静止状态，进行泥水分离，沉淀时间一般为1.0-1.5h，沉淀效果良好。 排放工序：排除曝气池沉淀后的上清液，留下活性污泥，作为下一个操作周期的菌种。 待机工序（闲置工序）：曝气池处于空闲状态，等待下一个操作周期的开始。主要设施与设备 设施的组成 本法原则上不设初次沉淀池，本法应用于小型污水处理厂的主要原因是设施较简单和维护管理较为集中。为适应流量的变化，反应池的容积应留有余量或采用设定运行周期等方法。但是，对于游览地等流量变化很大的场合，应根据维护管理和经济条件，研究流量调节池的设置。 反应池 反应池的形式为完全混合型，反应池十分紧凑，占地很少。形状以矩形为准，池宽与池长之比大约为1:1-1:2，水深4-6m。 反应池水深过深，基于以下理由是不经济的：如果反应池的水深大，排出水的深度相应增大，则固液分离所需的沉淀时间就会增加。专用的上清液排出装置受到结构上的限制，上清液排出水的深度不能过深。 反应池水深过浅，基于以下理由是不希望的：在排水期间，由于受到活性污泥界面以上的最小水深限制，上清液排出的深度不能过深。与其他相同BOD-SS污泥负荷的处理方式相比，其优点是用地面积较少。 反应池的数量，考虑清洗和检修等情况，原则上设2个以上。 排水装置 排水系统是SBR处理工艺设计的重要内容，也是其设计中最具特色和关系到系统运行成败的关键部分。目前，国内外报道的SBR排水装置大致可归纳为以下几种：潜水泵单点或多点排水。这种方式电耗大且容易吸出沉淀污泥；池端（侧）多点固定阀门排水，由上自下开启阀门。缺点操作不方便，排水容易带泥；专用设备滗水器。滗水器是是一种能随水位变化而调节的出水堰，排水口淹没在水面下一定深度，可防止浮渣进入。理想的排水装置应满足以下几个条件：单位时间内出水量大，流速小，不会使沉淀污泥重新翻起；集水口随水位下降，排水期间始终保持反应当中的静止沉淀状态；排水设备坚固耐用且排水量可无级调控，自动化程度高。 SBR工艺的特点：1. 理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧好氧处于交替状态，净化效果好。 2. 运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。 3. 耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。 4. 工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。 5. 处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。 6. 反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。 7. SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。8. 脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。 9. 工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。 SBR系统的适用范围： 1. 中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。 2. 需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。 3. 水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。 4. 用地紧张的地方。 5. 对已建连续流污水处理厂的改造等。 6. 非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。通过分析可将SBR反应器的优点归纳如表2-3： 表2-3 SBR工艺的优点优点 机理沉淀性能好 理想沉淀理论有机物去除效率高理想推流状态提高难降解废水的处理效率生态环境多样性抑制丝状菌膨胀选择性准则可以除磷脱氮，不需要新增反应器 生态环境多样性不需要二沉池和污泥回流，工艺简单结构本身特点综上对比分析，本工程以SBR法污水处理厂工艺方案作为施工方案。2.5工艺流程图框2.5.1 A2/O工艺流程工艺流程图框，见图21 污水中格栅污水提升泵房细格栅沉砂池厌氧池缺氧池好氧池二沉池接触消毒池排入水体污泥回流混合液回流剩余污泥污泥浓缩池贮泥池污泥脱水机房泥饼外运图21 A2/O法污水处理及污泥处理工艺流程2.5.2 SBR工艺流程工艺流程图框，见图22污水中格栅污水提升泵房细格栅曝气沉砂池配水井SBR反应池电磁流量计接触消毒池排入水体回旋式固液分离机栅渣外运鼓风机房空气滤清器空气污泥浓缩池污泥泵均质池污泥脱水机泥饼外运砂泵砂水分离器砂外运上清液回流加氯机房图22 SBR法污水处理及污泥处理工艺流程2.6 主要构筑物的选择2.6.1 格栅格栅是一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。截留污物的清除方法有两种，即人工清除和机械清除。大型污水处理厂截污量大，为减轻劳动强度，一般应用机械清除截留物。2.6.2 进水闸井进水闸井与第一道格栅共建在一起。2.6.3 污水泵房城市污水处理厂的运行费用大部分来自于电能，其中40%的电能为水泵消耗，所以，确定合理的水泵及泵站具污水处理厂的关键所在。1.污水泵站的特点及形式泵站形式的选择取决于水力条件和工程造价，其它考虑因素还有：泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。污水泵站的主要形式：(1)合建式矩形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数为4台或更多时，采用矩形，机器间、机组管道和附属设备布置方便，启动简单，占地面积大；(2)合建式圆形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数不超过4台，圆形结构水力条件好，便于沉井施工法，可降低工程造价，水泵启动方便。(3)对于自灌式泵房，采用自灌式水泵，叶轮（泵轴）低于集水池最低水位，在最高、中间和最低水位都能直接启动，其优点为启动及时可靠，不需引水辅助设备，操作简单。(4)非自灌式泵房，泵轴高于集水池最高水位，不能直接启动，由于污水泵水管不得设低阀，故需设引水设备。但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。由以上可知，本设计因水量较小，并考虑到造价、自动化控制等因素，以及施工的方便与否，采用自灌式半地下式圆形泵房。2.泵站的布置该污水泵站设在污水处理厂内，与其它构筑物统一布置，为防止噪音和污染，应用绿化带和公共建筑隔离，隔离宽度一般不小于30m。泵站进出口比室外地面高0.2m以上。每台泵应设置单独的吸水管，这不仅改善水力条件，而且可以减少杂质堵塞管道的可能性。3.泵房内部的排水由于泵房较深，采用电动排水4.泵房的通风设施自然通风、机械通风。自然通风：采用全部自然通风布置特点，要有足够自然通风要求，适用于地面泵房或埋深浅的地下式或半地下式泵房。机械通风：采用全部机械通风和部分机械通风。部分机械通风机械将电机排出的热风抽出，冷空气自然补充。机械排风可以是为电机分别排风，也可以多台电机组成排风系统，使用广泛，一般用于半地下式泵房。2.6.4 沉砂池沉砂池的功能的去除比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站倒虹吸管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初沉池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件，沉砂池的形式，按水流方向的不同可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池三类。1.平流沉砂池优点：沉淀效果好，耐冲击负荷，适应温度变化。工作稳定，构造简单，易于施工，便于管理。缺点：占地大，配水不均匀，易出现短流和偏流，排泥间距较多，池中约夹杂有15%左右的有机物使沉砂池的后续处理增加难度。2.竖流沉砂池优点：占地少，排泥方便，运行管理易行。缺点：池深大，施工困难，造价较高，对耐冲击负荷和温度的适应性较差，池径受到限制，过大的池径会使布水不均匀。3.曝气沉砂池优点：克服了平流沉砂池的缺点，使砂粒与外裹的有机物较好的分离，通过调节布气量可控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化影响小，同时起预曝气作用，其沉砂量大，且其上含有机物少。缺点：由于需要曝气，所以池内应考虑设消泡装置，其他型易产生偏流或死角，并且由于多了曝气装置而使费用增加。基于以上三种沉砂池的比较，本工程设计确定采用曝气沉砂池。2.6.5 SBR反应池SBR反应池属于间歇式反应器，本设计的SBR反应池建成长方形，有利于减少建设费用。SBR工艺占地少，污泥产生量少，抗冲击负荷能力强。通过调节污泥龄能达到同时脱氮除磷的目的。2.6.6 消毒接触池：采用折板往复式池子。消毒剂的选择：1.液氯优点：价格便宜，效果可靠，投配设备简单。缺点：对生生物有毒害作用，并且可能产生致癌物质。适用于大、中型规模的污水处理厂。2.漂白粉优点：投加设备简单，价格便宜。缺点：除用液氯缺点外，尚有投配量不准确，溶解剂调制不便，劳动强度大。适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂。3.臭氧优点：消毒效率高，能有效的降解水中残留有机物、色味等，污水温度、PH值对消毒效果影响小，不产生难处理或生物积累性残余物。缺点：投资大，成本高，设备管理复杂。综上三种消毒剂的比较，本工程设计采用液氯作消毒剂。2.6.7 浓缩池污泥浓缩池主要是降低污泥中的空隙水，来达到使污泥减容的目的。浓缩池可分为重力浓缩池和浮选浓缩池。重力浓缩池按其运行方式分为间歇式或连续式。1.浮选浓缩池：适用于浓缩活性污泥以及生物滤池等较轻的污泥，并且运行费用较高贮泥能力小。2.重力浓缩池：用于浓缩初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，只用于活性污泥的情况不多，运行费用低，动力消耗小。综上所述，本设计采用连续式重力浓缩池。2.6.8 污泥脱水污泥脱水的方法有自然干化、机械脱水及污泥烧干、焚烧等方法。本设计采用机械脱水，采用带式压滤机。第3章 污水处理系统的设计3.1 中格栅3.1.1 设计要求 水泵前格栅栅条间隙，应根据水泵要求确定。 污水处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求： 人工清除 25-40mm； 机械清除 16-25mm; 最大间隙 40mm。 栅渣量与地区的特点、格栅的间隙大小、污水流量及排水管道系统等因素有关。在无当地运行资料时，可采用： 格栅间隙 16-25mm时，0.10-0.05m3栅渣/103m3污水； 格栅间隙 30-50mm时，0.03-0.01m3栅渣/103m3污水； 大型污水处理厂
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