《毕业设计（论文）-辽宁省WA市排水工程规划及污水处理厂工艺设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）-辽宁省WA市排水工程规划及污水处理厂工艺设计.doc（99页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、沈阳建筑大学毕业设计 1 第一章第一章 概况概况 1.11.1 前言前言 随着经济高速发展，污水处理事业也相继取得了较大的发展，许多城市兴建了污 水处理厂，工业企业也开始重视工业废水的处理，同时更多的城市和工业企业在规划、 筹划和设计污水处理厂。水污染防治、保护水环境，已经成为一项非常重要的话题。 近几十年来，新工艺、新技术大量涌现，氧化沟系统和高效低耗的污水处理技术， 如各种类型的稳定塘、土体处理系统、湿地系统都取得了长足的进步和应用。这些新 工艺、新技术已成为水污染防治领域的热门研究课题。在国家科委、住建部、国家环 境保护部的组织和领导下，广泛、深入地开展了这些课题的科学研究工作，取得了一
2、 批令人瞩目的研究成果。 我国水资源严重短缺的事实是不容回避的，北方一些城市人民生活水平的提高和 工农业生产的发展已受到水资源不足的限制和制约。城市污水和工业废水回用，以城 市污水作为第二水源将成为必然的趋势。 本设计的主要内容包括辽宁省 WA 市排水工程规划及污水处理厂工艺设计。城市排 水体制采用分流制排水系统，雨水就地就近直接排放河流，城市生活污水经污水处理 厂统一处理后排放。该市为省辖市，污水处理厂的出水执行城镇污水处理厂污染物 排放标准 （GB18918-2002）中一级标准的 A 标准。该市城市污水中 BOD5、NH3- N、TN、TP 等主要指标不是很高，属于中等浓度，因此，污水生
3、物处理采用采用改良 A2/O 工艺。污泥处理工艺采用浓缩中温厌氧二级消化工艺，污泥最后由离心脱水机 脱水后外运卫生填埋。 1.21.2 设计任务与内容设计任务与内容 （1）排水管网规划设计，含两个以上的方案比较； （2）污水泵站工艺设计，含部分工艺施工图设计； （3）污水处理工艺设计，含部分单体构筑物的工艺施工图设计； （4）污泥水处理工艺设计，含部分单体构筑物的工艺施工图设计； （5）污水处理厂的工程预算； （6）有条件的同学还可以在教师指导下自选一个专题进行深入研究。 沈阳建筑大学毕业设计 2 1.31.3 设计要求设计要求 1.3.11.3.1 基本要求基本要求 （1）完成排水管网和雨水
4、管道的定线，至少应对两个排水管网定线方案（也可以 是局部变化的方案）进行技术经济比较，从中选优。 （2）排水管网的主干管、区域干管、支干管及倒虹吸管应进行详细的水力计算与 高程计算。水力计算应采用计算机编程计算。不计算管道不必编号，最不利点应校核。 有跌水井的应计算一个。 （3）按给出的原始资料合理地选定设计暴雨强度公式进行雨水管道的水力计算。 从街道明渠开始只计算其中一、二条雨水管道即可。雨水管道也可只布置第一修建期 的管线。 （4）污水泵站工艺设计要确定水泵机组的台数、水泵型号、泵站的结构形式以及 集水池的容积，并应进行泵站水泵机组管道水力计算和电器设备等布置的设计，泵站 的建筑与结构设计
5、可参照标准图大致来确定。 （5）应根据原始资料与城市规划情况、并考虑环境效益与社会效益，合理地选择 污水处理厂的位置。 （6）根据水体自净能力以及要求的确定处理水质，并结合当地的具体条件，如 水资源情况、水体污染情况等来确定污水处理程度与处理工艺流程。无特殊要求时， 污水处理后BOD5、NH3-N、TN、TP等主要指标应达到城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB 189182002）的相应要求，SS经深度处理后达到，本次设计可不予考虑。 （7）根据原始资料、当地具体情况以及污水性质与成分，选择合适的污泥处理工 艺方法，进行各单体构筑物的设计计算。 （8）污水处理厂平面布置要紧凑合理，节省占地面积
6、，同时应保证运行管理方便。 （9）在确定污水处理工艺流程时，同时选择适宜的各处理单体构筑物的类型。对 所有构筑物都进行设计计算，包括确定各有关设计参数、负荷、尺寸与所需的材料与 规格等。 （10）对需要绘制工艺施工图的构筑物还要进行更详细的施工图所必须的设计与 计算，包括各部位构件的形式、构成与具体尺寸等。 （11）对污水与污泥处理系统要做出较准确的水力计算与高程计算。 沈阳建筑大学毕业设计 3 （12）对污水处理厂都要进行经济概算与成本分析。 1.3.21.3.2 设计计算说明书的要求设计计算说明书的要求 设计计算说明书不仅要有完整的设计计算过程，还应包括与设计题目有关的资料 汇总，可供选择
7、的方案比较，选择方案的依据，以及对所选方案的论述。 毕业设计计算说明书要结构严谨、层次分明、语言流畅、书写工整（可以打印） 、 简图合理、计算正确，符合学科、专业的有关要求。 毕业设计计算说明书的用语、表格、计量单位、插图应规范标准，符合给水排水 专业国家标准。文中出现的符号和缩语应采用本专业的权威性机构或学术团体所公布 的规定。 毕业设计计算说明书应采用统一的毕业设计用纸，并按统一规格装订成册。 设计计算说明书应在 30000 字以上。 1.3.31.3.3 图纸要求图纸要求 排水工程毕业设计应完成 1#图纸 11 张。具体如下： （1）排水工程规划图，1#图或 0#图 1 张。 （2）污水
8、主干管、雨水管纵断面图，1#图 12 张。 （3）污水处理厂总平面图，1#图 1 张。 （4）污水处理厂工艺平面图，1#图 1 张。 （5）主要处理构筑物（如初沉池、曝气池、二沉池、消化池等）工艺图，1#图 34 张。每位同学具体绘制的构筑物图，由指导教师确定。 （6）污水提升泵站工艺图，1#图 1 张。 （7）污水处理工艺与污泥处理工艺高程布置图，1#图 1 张。 1.41.4 设计依据设计依据 1.4.11.4.1 设计基本资料设计基本资料 设计基本资料包括： （1） 沈阳建筑大学给水排水工程专业排水工程毕业设计任务书 （2） WLA 市地形图 （1：10000） 1.4.21.4.2 国
9、家法规和标准、规范国家法规和标准、规范 本设计涉及到的国家法规有： 沈阳建筑大学毕业设计 4 （1） 中华人民共和国环境保护法 （1989） （2） 中华人民共和国水法 （1989） （3） 中华人民共和国防洪法 （4） 中华人民共和国水土保持法实施条例 （1993） （5） 中华人民共和国水污染防治法 （1996） 本设计涉及相关的标准、规范有： （1） 城市排水工程规划规范 （GB50318-2000） （2） 室外排水设计规范 （GB50014-2006） （3） 室外给水设计规范 （GB50013-2006） （4） 泵站设计规范 （GB/T 5026597） （5） 城镇污水处理厂污
10、染物排放标准 （GB189182002） （6） 地表水环境质量标准(GB3838-2002) （7） 污水综合排放标准(GB8978-1996) （8） 城市污水处理厂污水污泥排放标准 （CJ3025-1993） （9） 恶臭污染物排放标准 （GB14554-93） （10） 污水排入城市下水道水质标准 （CJ3082-1999） （11） 城市污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准 （GBJ137-89） （12） 建筑设计防火规范 （GBJ16-87）2001 （13） 给水排水工程构筑物结构设计规范 （GB50069-2002） （14） 采暖、通风及空调设计规范 （GBJ1987） （
11、15） 环境空气质量标准 （GB3095-1996） （16） 工业企业厂界噪音标准 （GB12348-90） 沈阳建筑大学毕业设计 5 第二章第二章 城市排水总体规划城市排水总体规划 2.12.1 城市概况城市概况 WA 市位于辽宁省，地处北温带中纬度地区，属温带季风型大陆性气候，日光充足， 降雨集中，四季变化明显，冬寒夏热，雨热同季。城市常年主导风向为西南风。这座 城市的地势西南高，东北低，平均海拔 67m。该市的自然土壤主要为亚粘土，平均冰冻 深度 1m，平均地下水位 7m 。WA 市依地势以铁路分为南北两大片区域，南部人口密度 为 410 人/公顷，北部人口密度为 420 人/公顷，城
12、市现在人口总数为 62 万。WA 市有三 座污染较大的工厂，分散分布在市区内。城市东侧有一条河流由南至北从城市边缘流 过，河岸较平直，河流洪水位 58 米，枯水位为 55 米，常水位为 56 米。 2.22.2 排水体制的确定排水体制的确定 排水制度(分流制或合流制)的选择，应根据城镇的总体规划，结合当地的地形特 点、水文条件、水体状况、气候特征、原有排水设施、污水处理程度和处理后出水利 用等综合考虑确定。同一城镇的不同地区可采用不同的排水制度。新建地区的排水系 统宜采用分流制。合流制排水系统应设置污水截流设施。对水体保护要求高的地区， 可对初期雨水进行截流、调蓄和处理。在缺水地区，宜对雨水进
13、行收集、处理和综合 利用 1） 。 WA 市是是一个发展速速很快的新兴城市，因此， WA 市的排水系统规划既要立足 现实，又要有考虑长远发展；既要考虑城市的雨水和污水的排放，又要考虑环境保护。 综合考虑 WA 的排水体制采用完全分流制排水系统。 2.32.3 城市污水管网的设计城市污水管网的设计 2.3.12.3.1 城市污水管网方案城市污水管网方案 WA 市分为两个区，在城市东面有一条由南向北的河流。根据 WLA 市的地形及自然 情况，城市污水管网布置初选两套方案。 方案一的布置图见图 2-1，排水分区 1 与分区 2 统筹考虑，分区 3 与分区 4 统筹考 虑，只设一根截流干管，总体布局简
14、单明了。方案一的水力计算结果见附录一。 1 摘自室外排水设计规范 （GB50014-2006） 1.0.4 沈阳建筑大学毕业设计 6 方案二的布置图见图 2-2，排水分区 3 单独考虑，分区 2 的管径与埋深减少，但增 加了一根一根截流干管，并且分区 2 的部分管径将有所增加。方案二的水力计算结果 见附录二。 方案一： 沈阳建筑大学毕业设计 7 图 2-1 城市污水管网方案一 方案二： 沈阳建筑大学毕业设计 8 图 2-2 城市污水管网方案二 2.3.22.3.2 城市污水管网方案比较城市污水管网方案比较 污水管网的设计需考虑如下问题： (1) 管道系统布置要符合地形趋势，一般宜顺坡排水，取短
15、捷路线。每段管道均 应划给适宜的服务面积。汇水面积划分除依据明确的地形外，在平坦地区要考虑与各 毗邻系统的合理分担。 (2) 尽量避免或减少管道穿越不容易通过的地带和构筑物，如高地、河道、铁路、 地下铁道等。当必须穿越时，需采取必要的处理或交叉措施，以保证顺利通过。 (3) 安排好控制点的高程。 1) 局部管道覆土较浅时，采取加固措施、防冻措施。 2) 穿过局部低洼地段时，建成区采用最小管道坡度。 3) 必要时采用局部提升办法。 4) 在局部地区，雨水管道可采用地面式暗沟，以避免下游过深。 (4) 查清沿线遇到的一切地下管线，准确掌握它们的位置和高程，安排好设计管 道与它们的平行距离，处理好设
16、计管道与它们的竖向交叉。 (5) 管道在坡度骤然变陡处，可由大管径变为小管径。当 D=200300mm 时，只能 按生产规格减小一级。当 D400mm 时，应根据水力计算确定，但减小不得超过二级。 管道坡度的改变应尽可能徐缓，避免流速骤降，导致淤积。 (6) 同直径及不同直径管道在检查井内连接，一般采用管顶平接，不同直径管道 也可采用设计水面平接，但在任何情况下进水管底不得低于出水管底。 (7) 流量很小而地形又较平坦的上游支线，一般可采用非计算管段，即采用最小 管径，按最小坡度控制。 方案一：排水分区 1 与分区 2 统筹考虑，分区 3 与分区 4 统筹考虑，只设一根截 流干管，总体布局简单
17、明了。 方案二：排水分区 3 单独考虑，分区 2 的管径与埋深减少，但增加了一根一根截 流干管，并且分区 2 的部分管径有所增加。 根据经济技术比较，最终决定采用方案一。 沈阳建筑大学毕业设计 9 2.42.4 城市雨水管网的设计城市雨水管网的设计 2.4.12.4.1 城市雨水管网方案城市雨水管网方案 WLA 市城市雨水管网布置初选两套方案。方案一的布置图见图 2-3，方案二的布置 图见图 2-4。 2.4.22.4.2 城市雨水管网方案比较城市雨水管网方案比较 雨水管网的设计需考虑如下问题： (1) 重力流管道按满流计算，并应考虑排放水体水位顶托的影响。 (2) 管道流时最小设计流速一般不
18、小于 0.75m/s，如起始管段地形非常平坦， 最小设计流速可减小到 0.6m/s。最大允许流速同污水管道。 (3) 最小管径和最小坡度： 雨水管与合流管不论在街坊和厂区内或在街道下，最小管径均为 300 毫米，最小 设计坡度为 0.002。 (4) 最大埋深和最小埋深： 1) 必须防止管壁因地面荷载受到破坏，为此管顶需要有一定厚度的覆土。 2) 必须满足街道连接管在衔接上的要求。这三个数值中的最大一个数值就是这以 管道的允许最小覆土厚度。一般在干燥土壤中，最大埋深不超过 7-8m，在多水、流砂、 石灰岩地层中，不超过 5m。雨水管线的布置应垂直等高线，应尽量少穿越铁路，并采 用分散出水口式的
19、管道布置形式。 方案一与方案二的主要区别在于，排水分区 1 在方案一与分区 2 规划为一个排水 区域，而在方案二则与分区 3 规划为一个区域，经过经济技术比较，方案 2 在分区 2 与分区 3 的末端均需采用暗渠，并且分区 3 埋深普遍增加，使得工程造价偏高。 经比较后最终采用方案一。 方案一的水力计算结果见附录三。 雨水管道计算的相关参数如下: 径流系数:0.50，重现期(年): 1.00，延缓系数:2.0，地面集流时间(分): 6.00， 管道连接方式:管顶平接，最小覆土深度(m):1.00 ，最大冻土深度(m):1.00，圆管最 大直径(mm):2400。 沈阳建筑大学毕业设计 10 方
20、案一： 沈阳建筑大学毕业设计 11 图 2-3 城市雨水管网方案一 方案二： 沈阳建筑大学毕业设计 12 图 2-4 城市雨水管网方案二 第三章第三章 污水处理厂工程方案的论证污水处理厂工程方案的论证 3.13.1 污水处理厂的规模污水处理厂的规模 污水处理厂的规模为 11 万吨/d，最大日最大时设计流量为 5828.94 m3/h 。 3.23.2 进出水水质进出水水质 污水处理厂进水污染物浓度的高低决定污水处理工艺流程的选择，与污水厂的基 建投资和运行费用密切相关。然而，污水厂进水水质又与居民生活水平、生活用水量、 工业用水量以及污水收集方式等有关，要准确预测污水厂建成后服务期内的水质难度
21、 较大。本工程根据人均当量法、实测法和类比法分析确定城市污水水质。 3.2.13.2.1 进水水质进水水质 3.2.1.13.2.1.1 人均当量法人均当量法 （1） 我国室外排水设计规范 （GB50014-2006）第 3.4.1 条规定，城镇污水的 设计水质应根据调查资料确定，或参照邻近城镇、类似工业区和居住区的水质确定。 无调查资料时，可按下列标准采用： 生活污水的五日生化需氧量可按每人每天 2550g 计算； 生活污水的悬浮固体量可按每人每天 4065g 计算； 生活污水的总氮量可按每人每天 511g 计算； 生活污水的总磷量可按每人每天 0.71.4g 计算； （2） 沈阳建筑大学给
22、水排水工程专业排水工程毕业设计任务书给出城市各区 人口密度与居住区生活污水量标准见表 3-1，工业企业的水质资料见表 3-2。 表 3-1 城市各区人口密度与居住区生活污水量标准（平均日） 区域 人口密度 （人/公顷） 污水量标准 （L/人日） 1 区、2 区 420160 3 区、4 区 410150 表 3-2 工业企业的水质资料 沈阳建筑大学毕业设计 13 企业或公共建筑 平均排水量 (m3/h) 最大排水量 (m3/h) SS (mg/L) BOD5 (mg/L) pH 工厂甲 2903203002406.9 工厂乙 2002403102107.3 工厂丙 1702103204007.
23、1 （3）综合考虑 生活污水的五日生化需氧量按每人每天 30g 计算； 生活污水的悬浮固体量按每人每天 40g 计算； 生活污水的总氮量按每人每天 6.5g 计算； 生活污水的总磷量按每人每天 0.7g 计算。 生活污水的水质为： BOD5为 195 mg/L，SS 为 260 mg/L，TN 为 42 mg/L，TP 为 4.6 mg/L。 （4）三个工厂的工业废水与生活污水统一处理，生活污水与工业废水的水样混合 后，水质为： BOD5为 206 mg/L，SS 为 267 mg/L，TN 为 36 mg/L，TP 为 4 mg/L。 3.2.1.23.2.1.2 我国已建和在建的部分污水厂
24、进水水质我国已建和在建的部分污水厂进水水质 国内部分污水处理厂的实际进水水质列于表 3-3 中。 表 3-3 国内部分污水厂进水水质 序号名 称 BOD5 (mg/L) CODcr (mg/L) SS (mg/L) TN (mg/L) TP (mg/L) NH3-N (mg/L) 1 盘锦第二污水厂 18036016035425 2 山东泰安污水厂 78212212303.4- 3 沈阳北部污水处理厂 150360-70-35-40 4 天津纪庄子污水处理厂 138.834416237.16.71- 3.2.1.33.2.1.3 我国典型生活污水水质我国典型生活污水水质 表 3-4 我国典型生
25、活污水水质 序号名 称 BOD5 (mg/L) CODcr (mg/L) SS (mg/L) TN (mg/L) TP (mg/L) NH3-N (mg/L) 总碱度 (mg/L) 1 高浓度生活污水 4001000350851535200 2 中浓度生活污水 22040020040815100 3 低浓度生活污水 110250100204850 沈阳建筑大学毕业设计 14 3.2.1.43.2.1.4 设计进水水质的确定设计进水水质的确定 该城市系北方中小城市，相对重工业城市污水浓度较低，但较南方城市污水浓度 高，属中等浓度城市生活污水，综合考虑，确定设计进水水质为： BOD5为 206 m
26、g/L,CODcr为 400 mg/L，SS 为 267 mg/L，TN 为 36 mg/L，TP 为 4 mg/L，NH3 -N 为 25 mg/L，总碱度（CaCO3 ）为 210 mg/L，pH 为 7.1，水温冬季为 13，夏季为 25。 3.2.23.2.2 出水水质出水水质 根据沈阳建筑大学给水排水工程专业排水工程毕业设计任务书要求，出水水 质要达到城镇污水处理厂污染物排放标准中一级标准，本次设计为二级污水处理 厂，考虑到远期扩建为三级污水处理厂的可能，设计出水水质， COD、BOD5、SS、TN、NH3-N、TP 等主要指标达到一级 A 类标准。确定主要设计出水水 质指标如下：
27、BOD5 10 mg/L，CODcr50 mg/L，SS10 mg/L(深度处理后达到，本次设计不 考虑)，TN15 mg/L，TP 0.5 mg/L，NH3 -N5 mg/L。 3.2.33.2.3 设计进出水水质及去除率设计进出水水质及去除率 综上所述，确定设计进出水水质及污染物去除率如表 3-5： 表 3-5 设计进出水水质及污染物去除率 单位 :mg/L BOD5CODcrSSTNTPNH3-N 进水水质 20640026736425 出水水质 105010150.55 去除率 （%） 95.1587.5096.2558.3387.5080.00 3.33.3 厂址选择厂址选择 3.3
28、.13.3.1 选址原则选址原则 城市污水处理厂是城市排水工程的重要组成部分，选择污水处理厂的位置应满足 城市环境保护要求、污水污泥的利用和出路、污水管网的布局、污水处理厂的投资和 运行管理等方面综合考虑。 沈阳建筑大学毕业设计 15 污水处理厂的厂址选址应遵循以下原则： （1）符合城市总体规划，近、远期结合； （2）宜设在水体附近，便于处理后的尾水排放，同时考虑污水回用； （3）不占或少占农田，同时预留远期扩建余地； （4）位于城市水流的下游和城市夏季主导风向的下风向； （5）尽量使服务区域内的污水均能自流流入污水厂或减少污水提升扬程； （6）不受洪水的威胁，有良好的排水条件； （7）有方便
29、的交通、运输和水电条件； （8）远离居住区，要有卫生防护距离。 3.3.23.3.2 厂址的确定厂址的确定 污水厂厂址确定在 WLA 市的东北角，距城市主城区 500 米左右，该地点位于受纳 水体下游且距离水体较近，位于城市夏季主导风向的下方向。这里地面标高 61.3m 左 右，该厂址尚未开发，不属农田保护区，也未被征用。计划控制用地面积 14 公顷,面 积满足污水处理厂近、远期厂址要求。 该厂址具有如下特点： （1）地势低，区域内污水大部分可自流流入污水处理厂，可减少污水管网的埋深； （2）处理后尾水直接排放至河流，管线距离相对较短； （3）厂址位于受纳水体下游，位于城市夏季主导风向的下方向
30、，又远离居住区， 对周围环境影响小； （4）基本无拆迁费用； （5）因厂址用地尚未开发，需新建 500m 道路，方可主城区道路相连 3.43.4 污水处理厂工艺方案污水处理厂工艺方案 处理工艺选择的目的是根据污水量、污水水质和环境容量，在考虑经济条件和管 理水平的前提下，选用安全可靠、技术先进、节能、运行费用低、投资省、占地少、 操作管理方便的成熟处理工艺技术。 3.4.13.4.1 污水生化处理的可行性分析污水生化处理的可行性分析 根据上述对污水处理厂出水水质要求, 处理工艺对 N、P 均须有较高的要求，也就 是说 , 本污水处理厂的污水处理工艺应具有除磷脱氮功能。原污水能否采用生化处理,
31、沈阳建筑大学毕业设计 16 特别是是否适用于生物除磷脱氮工艺 ,取决于原污水中各种营养成分的含量及其比例 能否满足生物生长的需要 , 因此首先应判断相关的指标能否满足要求。 计算污水处理厂原污水中营养物比值见表 3-6： 表 3-6 污水处理厂进水营养物比值 项 目比 值 BOD5/CODcr0.50 BOD5/TN4.44 BOD5/TP40 3.4.1.13.4.1.1 BODBOD5 5/COD/CODcr cr 比值 比值 污水 BOD5/CODcr值是判定污水可生化性的最简便易行和最常用的方法。一般认为 BOD5/CODcr0.3 可进行生化处理，BOD5/CODcr0.45，可生化
32、性较好，BOD5/CODcr10，最好 20）的情况下被进一步氧化成硝酸盐。因为 氮在水体中是藻类生长所需的营养物质，容易引起水体的富营养化，因此氮是污水处 理厂出水的控制指标之一。 脱氮菌在缺氧的情况下可以利用硝酸盐 NO3-N 中的氧作为电子受体，氧化有机物， 将硝酸盐中的氮还原成氮气 N2，从而完成污水的脱氮过程。生物脱氮工艺是目前广泛 采用的污水处理工艺。 由此可见，要达到生物脱氮的目的，完成硝化是先决条件。因为硝化菌属于自养 菌，其生长率N 明显小于异养菌的比生长率h，生物脱氮系统维持硝化的必要条件 Nh,即系统必须维持在较低的污泥负荷条件下运行，使得系统的泥龄大于维持硝化 所需的最
33、小泥龄。根据大量的试验数据和运转实例，设计污泥负荷 0.18kgBOD5/kgMLSSD 时，就可以达到硝化及反硝化的目的。 3.4.2.53.4.2.5 磷的去除磷的去除 污水除磷主要有生物除磷和化学除磷两大类。城市污水采用生物除磷为主,必要时 辅以化学除磷作为补充, 以确保出水磷浓度满足排放标准的要求,并尽可能地减少加药 量, 降低处理成本。 （1）化学除磷 化学除磷是向污水中投加药剂，使药剂与污水中的磷酸盐形成不溶性磷酸盐沉淀 物，然后通过固液分离将磷从污水中去除。化学除磷的药剂主要有铁盐（含聚铁盐） 、 铝盐（含聚铝盐）和石灰，铁盐与铝盐均能与磷酸根离子(PO43-)作用生成难溶性的沉
34、 淀物，通过去除这些难溶沉淀物去除水中的磷。一般去除 1kg 磷需要投加 2.7kg 铁或 1.3kg 铝。对特定的污水。金属盐投加量需通过试验确定，进水 TP 浓度和期望的除磷 率不同，相应的投加量也不同。 采用化学除磷的优点是工艺简单，除加药设备外不需要增加其它设施，因此特别 沈阳建筑大学毕业设计 19 适用于旧厂增加除磷功能。缺点是药剂消耗量大、剩余污泥量增加、处理成本增加， 化学药剂的投加还要消耗水中的碱度。在城市污水处理厂工艺选择上，针对出水总磷 要求时才采用辅助化学除磷措施。 （2）生物除磷 生物除磷是污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，产 生能量以吸收快速降
35、解有机物，并转化为 PHB（聚羟丁酸）储存起来。当这些聚磷菌 进入好氧条件下时就降解体内储存的 PHB 产生能量，用于细胞的合成和过量吸磷，形 成高磷浓度污泥，随剩余污泥一起排出系统，从而达到除磷的目的。 生物除磷的优点在于不增加剩余污泥量，处理成本较低。缺点是为了避免剩余污 泥中磷的再次释放，对污泥处理工艺的选择有一定的限制，并需增加二级处理构筑物 容积，即增设厌氧区。 在厌氧阶段释放 1mg 的磷吸收储存的有机物，经好氧分解后产生的能量用于细胞 合成、增殖，能够吸收 22.4mg 的磷。因此磷的吸收取决于磷的释放，而磷的释放取 决于污水中存在的可快速降解的有机物的含量，有机物与磷的比值越大
36、，除磷效果越 好。一般的活性污泥法，其剩余污泥中的含磷量为 1.52，采用生物除磷工艺的剩余 活性污泥中磷的含量可以达到传统活性污泥法的 23 倍，在设计中往往采用 34。 生物除磷工艺的前提条件是聚磷菌必须在厌氧条件下优势增长，而后进入好氧阶 段才能增大磷的吸收量。因此，污水除磷的处理工艺必须在曝气池前设置厌氧段。 3.4.33.4.3 二级处理工艺方案二级处理工艺方案 3.4.3.13.4.3.1 生化处理池的工艺方案生化处理池的工艺方案 二级处理工艺选择的目的是根据污水量、污水水质和环境容量, 在考虑经济条件 和管理水平的前提下,选用安全可靠、技术先进、节能、运行费用低、投资省、占地少、
37、 操作管理方便的成熟处理工艺技术。污水脱氮除磷有多种工艺,本设计采用改良型 A2/O 工艺。 A2/O 工艺简介： （1）传统 A2/O 法 传统 A2/O 工艺是 70 年代在厌氧一缺氧工艺上开发出来的同步除磷脱氮工艺，因 此具有生物除磷和脱氮的能力。传统 A2/O 工艺即厌氧缺氧好氧活性污泥法，污水 在流经三个不同功能分区的过程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有机物、 氮和磷得到去除。其流程简图见下图。 沈阳建筑大学毕业设计 20 进水 出 水 混合液回流 活性污泥回流 剩余污泥排放 图 3-1 A2/O 法流程简图 厌氧、缺氧与好氧池三个功能严格分开，界线分明，可根据进水条件和出水
38、要求， 人为地创造和控制三段的时空比例和运转条件，只要碳源充足(TKN/COD0.08 或 BOD/TKN4)便可根据需要达到比较高脱氮率。 A2/O 工艺的优点是可以充分利用硝化液中的硝态氧来氧化 BOD5，回收了部分硝化 反应的需氧量，反硝化反应所产生的碱度可以部分补偿硝化反应消耗的碱度，因此对 含氮浓度不高的城市污水可以不另外加碱来调节 pH。本工艺在系统上是最简单的除磷 脱氮工艺，总的水力停留时间小于其它同类工艺（如巴登甫除磷脱氮工艺） ；在厌氧 （缺氧） 、好氧交替运行的条件下，丝状菌不能大量繁殖，无污泥膨胀之虞，SVI 一值 小于 100，利于处理后污水与污泥的分离；运行中在厌氧和
39、缺氧段内只需轻缓搅拌，运 行费用低。 厌氧池与缺氧池只设水下搅拌器，使污水与污泥充分接触，所需电量小，运行成 本也低。 传统 A2/O 法的布置形式即聚磷菌生物有效释磷水平的充分与否，对于提高系统的 除磷能力具有极其重要的意义，厌氧区在前可以使聚磷微生物优先获得碳源并得以充 分释磷。 传统 A2/O 法的缺点：由于厌氧区居前，回流污泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利 影响；由于缺氧区位于系统中部，反硝化在碳源分配上居于不利地位，因而影响了 系统的脱氮效果；由于存在内循环，常规工艺系统所排放的剩余污泥中实际只有一 少部分经历了完整的放磷、吸磷过程，其余则基本上未经厌氧状态而直接由缺氧区进 入好氧区，这
40、对于系统除磷是不利的。为了降低回流污泥中的硝酸盐，必须提高混 合液回流量，回流量的提高增加电耗。 （2）改良型 A2/O 工艺 为了克服传统 A2/O 工艺的第一个缺点，即由于厌氧区居前，回流污泥中的硝酸盐 对厌氧区产生不利影响，改良 A2/O 工艺在厌氧池之前增设厌氧/缺氧调节池，来自二 厌氧池(A)缺氧池(A)好氧池(O)二沉池滤池 沈阳建筑大学毕业设计 21 进水 出水 混合液回流 活性污泥回流 剩余污泥排放 沉池的回流污泥和 10%左右的进水进入予缺氧池，停留时间为 2030min，微生物利用 约 10%进水中有机物去除回流硝态氮，消除硝态氮对厌氧池的不利影响，从而保证厌氧 池塘的稳定
41、性。 改良 A2/O 工艺虽然解决了传统 A2/O 工艺中厌氧段回流硝酸盐对放磷的影响，但增 加予缺氧池，占地面积及土建费用需相应增加。 0.8-0.9Q 图 3-2 改良型 A2/O 流程简图 针对本工程，应用改良型 A2/O 工艺主要有以下特点： 该工艺厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群有机配合， 保留了传统 A2/O 工艺脱氮除磷效果好、出水稳定的特点，工艺处理产泥量少，剩余污 泥磷含量高，污泥沉降性好，不宜产生污泥膨胀。处理工艺更加灵活。而且由于改良 型 A2/O 负荷较高，所以占地面积小。总体来看，改良型 A2/O 工艺工程造价低，土建施 工方便，比较有优势。 从
42、本工程出水水质来看，要求较高（为国家一级 A 出水标准） ，在选择工艺上，设 计应考虑可靠、传统的脱磷除氮工艺，而 A2/O 生化池在传统工艺中流程简单，总的水 力停留时间也少于其他工艺。 由于设计出水中 SS 浓度要求小于 10，因此,二沉池出水必须有保证，采用厌氧-缺 氧-好氧交替运行的 A2/O 生化池，丝状菌不会大量繁殖，一般 SVI 较低，不会发生污 泥膨胀，从而确保二沉池出水水质 SS 小于 20mg/L，进一步确保深度处理滤池出水水质 达到排放标准。 3.4.3.23.4.3.2 二沉池的工艺方案二沉池的工艺方案 二沉池是污水厂二级处理最后一道工艺，其处理效果直接关系到出水水质，
43、对保 障深度处理稳定的进水水质是十分重要的，本设计采用沉淀效率高、出水稳定的辅流 厌氧池(A) 缺氧池(A) 好氧池(O) 二沉池 预缺氧池滤池 沈阳建筑大学毕业设计 22 式二沉池。为减少二沉池占地，提高沉淀效率和沉淀池抗负荷能力，采用周进周出辅 流式二沉池。 3.4.43.4.4 一级处理工艺方案一级处理工艺方案 3.4.4.13.4.4.1 格栅的工艺格栅的工艺 在整个污水厂的设计中，粗格栅选择栅条间距为 20mm 的三索式格栅除污机，细格 栅选择栅条间距为 6mm R01/D1800/6 型螺旋细格栅。 3.4.4.23.4.4.2 沉砂池工艺沉砂池工艺 常采用的沉砂池有曝气沉砂池、平
44、流沉砂池及旋流沉砂池，该污水处理厂出水总 磷含量要求较低，为尽量保证二级处理（改良型 A2/O 工艺）工艺前段厌氧池的溶解氧 含量小于 0.2mg/L，曝气沉砂池、平流沉砂池占地面积较大，工程投资高，因而本设计 采用旋流沉砂池。 3.4.4.33.4.4.3 初沉池工艺初沉池工艺 本设计采用沉淀效率高、出水稳定的辅流式初沉池。为减少初沉池占地，提高沉 淀效率和沉淀池抗负荷能力，采用周进周出辅流式初沉池。 3.4.53.4.5 污泥处理工艺污泥处理工艺 污泥厌气消化，是为了使污泥中的有机物质，变为稳定的腐殖质，同时可以减少 污泥的体积（约 6070%） ，并改善污泥的性质，使之易于脱水，破坏和控
45、制致病得生 物，并获得有用的副产物如沼气等，主要的厌气消化处理构筑物，就是消化池。这是 一种人工处理污泥的构筑物，在处理过程中加热搅拌，保持泥温，达到使污泥加速消 化分解的目的。 本设计采用中温厌氧二级消化工艺，消化过程分在两池串联进行。在一级消化池 中，设有集气、加热、搅拌等设备，不排除上清液。污泥中有机物的分解主要是在一 级消化池完成，在此期间产气最活跃。在二级消化池中设有集气设备，及撇除上清液 装置，但不再加热和搅拌，污泥在二级消化池中最后完成消化，全部消化过程产生的 上清液都由二级消化池排除。由于没有搅拌，上清液带出的固体物很少，同时污泥在 此池可进行贮存，浓缩，排出的消化污泥含水率较
46、低。二级消化比较单级消化的总池 容可减少，上清液含固量较少，总耗热量也可减少，有条件时宜考虑采用。 消化后污泥输送至脱水机房，脱水后泥饼直接外运。 沈阳建筑大学毕业设计 23 3.4.63.4.6 出水消毒方案出水消毒方案 污水经二级处理后，水质已经改善，细菌含量也大幅度减少，但细菌的绝对值仍 很可观，并存在有病原菌的可能。因此在排放水体前应进行消毒处理。特别是在夏季 或流行病流行季节，应严格连续消毒。其余时段经过卫生防疫部门的同意后，也可考 虑采用间歇消毒或酌减消毒剂的投加量。常用的消毒方法有氯消毒、C102 、紫外线、 臭氧、热处理、膜过滤等。 （1）氯消毒法 氯消毒主要是投加液氯或氯化合
47、物。 液氯是迄今为止最常用的方法，其特点是液氯成本低、工艺成熟、效果稳定可靠。 现在全自动负压真空加氯机的应用，使液氯消毒危险性大大降低了，已被多数污水处 理厂广泛应用。由于加氯法一般要求不少于 30 min 的接触时间，接触池容积较大； 含氯化合物包括次氯酸纳、漂白粉和二氧化氯等。其特点与液氯相似，危险性小，对 环境影响较小，但运行成本较高。 二氧化氯消毒法： 具极强的杀菌能力，是氯气杀菌能力的 2-2.6 倍。其杀菌机理普遍认为是基于二 氧化氯释放的极具氧化能力的原子氧，氧化细菌中可溶性酶，而快速抑制蛋白的合成。 当二氧化氯使用浓度低于 100PPm 时，对人体不会有任何影响，被认为是最安
48、全无毒的 消毒剂。其制备大多采用氯酸钠法和次氯酸钠法。二氧化氯制备大多采用氯酸钠法和 次氯酸钠法，制备成本基本相当。 （2）紫外线消毒法 紫外线消毒的基本原理为: 紫外线对微生物的遗传物质 (即 DNA)有畸变作用，在 吸收了一定剂量的紫外线后，DNA 的结合键断裂，细胞失去活力，无法进行繁殖，细菌 数量大幅度减少，达到灭菌的目的。因为当紫外线的波长为 254mm 时，DNA 对紫外线 的吸收达到最大，在这一波长具有最大能量输出的低压水银弧灯被广泛使用，在水量 较大时，也使用中压或高压水银弧灯。 紫外线消毒的主要优点是灭菌效率高，危险性小，无二次污染等。并且消毒时间 短，不需建造较大的接触池，
49、建消毒渠即可，占地面积和土建费用大大减少。缺点是 设备投资高，灯管寿命短，运行费用较高，管理维修量大，抗悬浮固体干扰的能力差， 对水中 SS 浓度有严格要求。 （3）消毒工艺确定 沈阳建筑大学毕业设计 24 采用氯消毒与采用紫外线消毒在工程投资及上差距是不大的，紫外线消毒基建规 模小，占地省，消毒效果好，但也存在紫外灯管照射剂量衰减，维护费用高等缺点。 二氧化氯消毒效果好，是安全高效的消毒工艺，经常被用于食品等行业消毒中， 在小型水厂也有应用，但其运行成本普遍认为是比较高的，基本是液氯消毒的 4-5 倍。 本工程选用技术较为成熟的液氯消毒法 1） 。 第四章第四章 污水处理厂工艺方案设计污水处理厂工艺方案设计 4.14.1 污水处理厂总体方案设计污水处理厂总体方案设计 4.1.14.1.1 厂区平面设计厂区平面设计 污水处理厂主要建（构）筑物有粗格栅及污水提升泵站、细格栅及旋流沉砂池、 初沉池、A2/O 生化池、二沉池、鼓风机房、污泥浓缩池、污泥控制室、消化池、贮气 罐、沼气压缩机房、污