城市污水处理中的沉淀池工艺设计

水污染工程课程设计 设计说明书 一 . 基本情况 设计规模：日处理城镇污水 10 万 m3 处理工艺：污水处理采用氧化沟工艺 设计内容： 针对进出水要求， 提出合理可行的污水处理工艺； 针对工艺中的 沉淀池进行设计计算；针对工艺中的沉淀池进行工艺设计 设计结果：设计说明书，CAC设计图纸2张（包括：（1）处理工艺流程图（2） 构筑物工艺图） 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，通过对 A2/O 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， 最终确定选用氧化沟作为污水处理主体工艺， 用于脱氮除磷并去 除 CODCr、BOD5。

二. 污水水质及污水处理程度 进水水质：pH值 6-8 ； BOD= 180mg/L ； COD=250 mg/L; SS=300 mg/L; NH-N=30 mg/L;T=25 C 出水水质：pH值 6-8 ; BOI5<30mg/L; COD<100mg/L; SS<30mg/L NH3-N<3 mg/L;T=20 C

三. 污水处理工艺流程设计进行 （ 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。 四. 污水处理工艺选择 (1)此废水具有如下特点： (a)BOD5/CODCr=150/250=0.6 ，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BOD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， AlO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， A2lO 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， A2lO 工艺比较 分析： ( a) A2lO 工艺 2 一般在A/O工艺中，为同时实现脱 N除P的要求，必须满足如下条件：

BODTKN=5-8 实际进水中：BODTKN=170/60=2.8<5 BODTP > 15 BOD 5/TP=170/4.5=37 > 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)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、 设备简单，管理运行费用低。 ( 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 A7O 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 0.6 — 0.7m/s , 在沟道使水流能快速进行有氧、 无氧交换， 交换次数可达 500—1000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率高，出水水质稳定。 (e) 供氧量的调节，可以通过改变转碟的转速、浸水深度和转碟安装个数 等多种手段来调节整体供氧能力， 使池内溶解氧值经常控制在最佳值， 保证系统 稳定、经济、可靠的运行。 (f )曝气转碟由高强度玻璃钢制成， 使用寿命可达 20 年以上， 独特的结构 设计使其具有较高的混合和充氧能力， 新型转碟曝气机可以使氧化沟的工作水深 达到 5.0 米以上。氧化沟转碟曝气机工作在水面上，而且安装的数量少，安装、 巡检、维修方便，可以即时发现了解设备运行情况，随时解除存在隐患。 通过比较，可以看出，这两种种工艺都能达到要求，各具优势，但考虑到城 市现状和对工作人员的要求， 最终选择氧化沟工艺作为此污水处理厂污水生化处 理主体工艺。 ( 5)氧化沟工艺的选择 目前用于处理城市污水的氧化沟主要有以下几种： (a)卡鲁塞尔氧化沟 卡鲁塞尔氧化沟是一种单沟环形氧化沟， 主要采用表面曝气机， 兼有供氧和 推流的作用。 污水在沟内转折巡回流动， 处于完全混合状态， 有机物不断得以去 除。 表曝机少，灵活性差，设备维修期间沟不能工作，沟内混合液自由流程长， 由于紊流导致的流速不均， 很容易引起污泥沉淀， 影响运行效果。 单沟氧化沟的 平均溶解氧维持在 2mg/L 左右，加之单点供氧强度过大， 耗氧较高。在一般情况 下，单沟很难形成稳定的缺氧段，不利于脱 N。 (b) 三沟式氧化沟 三沟式氧化沟工艺有两个边沟， 一个中沟， 当一个曝气时， 另外两个作为沉 淀池使用。一定时间后改变水流方向，使两沟作用相互轮换，中沟则连续曝气， 三沟式氧化沟无需污泥回流装置， 如果条件合适，还可以进行反消化。 缺点：进、 出水方向， 溢流堰的起闭及转刷的开动于停止必须设自动控制系统； 自控系统要 求管理水平高， 稍有故障就会严重影响氧化沟正常工作。 由于侧沟交替运行， 设 备利用率较低。 (c) 一体化氧化沟 一体化氧化沟就是将沉淀池建在氧化沟内，即氧化沟的一个沟内设沉淀槽， 在沉淀池两侧设隔板， 底部设一导流板。 在水面上设集水装置以收集出水， 混合 液从沉淀池底部流走，部分污泥则从间隙回流至氧化沟。一体化氧化沟将曝气、 沉淀功能集于一体，免除了污泥回流系统，但其结构有待进一步完善。 (d) 奥贝尔氧化沟 奥贝尔氧化沟由三个同心椭园形沟道组成， 污水由外沟道进入沟内， 然后依 次进入中间沟道和内沟道， 最后经中心岛流出， 至二次沉淀池。 在各沟道横跨安 装有不同数量转碟气机， 进行供氧兼有较强的推流搅拌作用。 外沟道体积占整个 氧化沟体积的 50—55%，溶解氧控制趋于 0.0mg/L, 高效地完成主要氧化作用： 中 间沟道容积一般为 25%—30%，溶解氧控制在 1.0mg/L ，作为“摆动沟道”， 可发 挥外沟道或内沟道的强化作用；内沟道的容积约为总容积的 15%—20%，需要较 高的溶解氧值( 2.0mg/L 左右)，以保证有机物和氨氮有较高的去除率。 对于每个沟道内来讲， 混合液的流态为完全混合式， 对进水水质、 水量的变 化具有较强的抗冲击负荷能力； 对于三个沟道来讲， 沟道与沟道之间的流态为推 流式，且具有完全不同溶解氧浓度和污泥负荷。 奥贝尔氧化沟实际上是多沟道串 联的沟型， 同时具有推流式和完全混合式两种流态的优点， 这种特殊设计兼有氧 化沟和 A2/O 工艺的特点，耐冲击负荷，可避免普通完全混合式氧化沟易发生的 污泥膨胀现

象，可以获得较好的出水水质和稳定的处理效果。 不同工艺的处理效果与其所配套的附属设备是分不开的， 往往是新设备的产 生、发展带动了工艺的改革，使其处理优越性得以突现。 奥贝尔氧化沟的沟道布置， 便于采用不同种类的工艺模式。 在使用普通活性 污泥法时，内沟道用于曝气， 外沟道用于需氧消化； 使用接触稳定和分段曝气时， 是把进水和回流污泥引入相应的沟道中； 为了保证高质量而稳定的处理效果和减 少污泥量，需要进行硝化时采延时曝气模式。 综合比较，选用奥贝尔氧化沟，其兼具氧化沟和 A2/O 工艺的双重优势。