环境工程学污水处理过程课程设计_secret

目录1 总论 (1)1.1 设计任务和内容 (1)1.2 基本资料 (1)2 污水处理厂工艺流程 (2)2.1城市污水处理工艺选择的原则 (2)2.2 污水处理厂的工艺的选择 (4)2.3污水处理厂的工艺流程图 (8)3 处理构筑物设计 (8)3.1 格栅设计 (8)3.2 沉砂池设计 (10)3.3 氧化沟设计 (12)3.4 二沉池设计 (17)3.5 接触消毒池设计 (19)4主要设备说明 (21)5 污水厂总体布置 (21)5.1 污水厂平面布置 (21)5.2污水厂高程布置 (22)6.参考文献 (24)7.致谢 (25)1 总论1.1 设计任务和内容（1）设计任务：a.初始条件：CODCr ：400mg/L，BOD5: 240 mg/L, SS: 310 mg/L,NH4+-N：32 mg/L , T-P：5mg/L, pH值：9的生活污水，流量为4万吨/天。

b.处理要求:出水达到《污水综合排放标准》（GB8978－1996）一级排放标准，如下表：表1出水水质标准（2）设计内容①对工艺构筑物选型作说明；②主要处理设施（格栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池）的工艺计算；③污水处理厂平面和高程布置。

1.2 基本资料污水处理所用的方法是基于物理、化学、物理化学、生物等原理的基础上发展起来的。

物理方法主要包括有:过滤、离心、沉淀和上浮。

化学方法主要包括有:混凝、中和、化学沉淀和氧化还原。

物理化学方法主要包括有:吸附、离子交换、萃取和膜析。

生物方法主要包括有:好氧、兼性和厌氧生物处理。

中小城镇污水主要是生活污水，一般其水质为COD<500mg/L，pH==6.5一7.5，BODS(250mg/L，55<500mg/L，色度(稀释倍数法)<100，含有一定量的氮和磷，且水质水量的波动较大，可生化性好。

污水二级生化处理工艺发展较快，如活性污泥法发展出了AB工艺、A/0工艺、A2/O 工艺、UCT工艺、氧化沟工艺系列、SBR工艺系列、BIOLAK、LINDOX工艺、OCO 工艺等。

氧化沟工艺又衍生出Pasveer氧化沟、Carrousel氧化沟、orbal氧化沟、D型氧化沟、T型氧化沟、DE型氧化沟、一体化氧化沟等。

SBR工艺又衍生出UNITANK、ICEAS、CASP、CASS、IDEA、DAT一IAT、MSBR等新工艺。

生物膜法技术发展出生物转盘、普通生物滤池、高负荷生物滤池、曝气生物滤池、BIOSTYR滤池、B工OFOR滤池、生物接触氧化工艺、生物流化床工艺等[1]。

我国自主知识产权的城市污水处理新工艺一水解一好氧生物处理工艺也得到了发展，根据后处理工艺的不同，它又分为水解一活性污泥处理工艺、水解一氧化沟处理工艺、水解一接触氧化处理工艺、水解一土地处理工艺和水解一氧化塘处理工艺等;另外，活性污泥法与生物膜法相结合发展出LINPOR工艺。

生态处理技术由过去单独使用稳定塘、土地处理、湿地处理，向这几种工艺进行合理组合、综合利用的方向发展[2]。

本次设计气象.水文.厂区基本在资料如下：①气象与水文资料a. 风向：多年主导风向为北北东风；b. 气温：最冷月平均为5℃；最热月平均为32.5℃；极端气温，最高为41.9℃，最低为-1℃，最大冻土深度为0.05m；c. 水文：降水量多年平均为每年728mm；蒸发量多年平均为每年1210mm；d. 地下水水位，地面下5-6m。

②厂区地形a. 污水厂选址在64-66m之间，平均地面标高为64.5m。

平均地面坡度为0.3%-0.5%，地势为西北高，东南低。

厂区征地面积为东西长380m，南北长280m。

b. 预留污水处理厂厂区平面图。

如下图：图1预留污水处理厂厂区平面图2 污水处理厂工艺流程2.1城市污水处理工艺选择的原则根据污水水量、水质和处理水排放出路(受纳水体或污水再生利用)，结合当地自然条件、经济状况、技术水平及管理人员素质，进行多方案技术经济比选后再行确定，至少考虑三个比选方案为宜。

选择主要原则如下:（1）技术合理首先应采用能够保证处理要求和处理效果，技术合理、成熟可靠的处理工艺。

同时可结合处理厂所在城市的具体情况和工程性质，积极稳妥地采用污水处理新技术和新工艺，对在国内首次选用的新工艺、新技术，必须经过中试或生产西安建筑科技大学硕士论文性试验，提供可靠的设计参数后方可采用。

一方面，应当重视工艺所具备的技术指标的先进性，同时必须充分考虑适合中国的国情和工程的性质。

城市污水处理工程不同于一般点源治理项日，它作为城市基础设施工程，具有规模大、投资高的特点，且是百年大计，必须确保百分之百的成功。

工艺的选择更注重技术先进而且成熟，对水质变化适应性强，出水达标且稳定性高，污泥易于处理的工艺[3]。

针对出水有回用要求的要选用深度处理工艺，对有脱氮、除磷要求的要考虑具有脱氮、除磷效果的工艺。

（2）经济节能工程造价低，省能耗，省运行费及占地少。

“运行费用低、造价低和占地少”是经济节能的基本要求。

对于城市污水处理，运行费用主要是两大因素:一是提升泵房电耗，一般占运行费用的20%一30%，主要与出水水位标高、进水管底高程和工艺流程损失有关;二是鼓风机房电耗，一般占运行费用的50%一60%，主要与进出水BOD。

或氨氮等要求有关。

因此不同工艺本身对电耗影响较小，即工艺对运行费用的影响相对较小，但造价和占地则不同，在比较工艺的积极性方面主要是投资和占地因素间的比较。

‘合理确定处理标准，选择简捷紧凑的处理工艺，尽可能地减少占地，力求降低地基处理和土建造价。

同时，必须充分考虑节省电耗和药耗，把运行费用减至最低。

对于我国现有的经济承受能力来说，尤为重要。

（3）易于管理运行管理简单，控制环节少，易于操作。

城市污水处理是我国的新兴行业，专业人刁‘相对缺乏。

在工艺选择过程中，必须充分考虑到我国现有的运行管理水平，尽可能做到设备简单，维护方便，适当采用可靠实用的自动化技术[4]。

应特别注重工艺本身对水质变化的适应性及处理出水的稳定性。

（4）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。

最大限度地消除二次污染是污水处理厂进行工艺选择必须考虑的因素之一。

事实任何一种工艺总有是有利有弊，关键在于适用性如何。

在工程实践中，应该具休情况具体分析，因地制宜，综合比较，取长补短，作出较为优化的选择。

决定城市污水处理厂投资和运行成本的很重要因素是污水处理工艺的选择。

符合国家城市污水处理及污染防治技术政策的条件下，从国内已建污水处理厂的实际建设、运行和管理的经验看，国内的城市污水处理厂的建设和污水处理工艺选取一般考虑诸如:处理规模、受纳水体环境要求、污泥出路、发展余地、管理水平、运行费用、工程投资、城市经济发展水平和土地资源条件等因素〔9]。

一座城市污水厂处理工艺的选择，虽然应由污水水质、水量、排放标准来确定，但是，忽略污水处理厂投资和运行成本，过分强调污水处理工艺的先进是不足取的。

实际上，我国有些城市采取的高投资、高运行费的新工艺，由于水质浓度低等缘故，并未收到理想的处理效果〔5]。

城市污水处理投资大，运行费用高，为降低污水处理投资和运行成本，因地制宜地进行工艺方案(主要是生物处理方案)比较是必须的。

对污水处理方案的比较力求客观全面，在同等进水、出水条件下，其设计参数应包括对各种污染物的去除率、曝气时间、污泥负荷和容积负荷、曝气量及氧的利用率(及动力效率)和污泥产量(及污泥指数)等做全面分析，数据丰富可以做到集思广益，扬长避短，根据技术上合理，经济上合算，管理方便，运行可靠且有利于近、远期结合的原则，进行污水处理工艺方案的优化选择。

在对国内污水处理设施建设投资及运行费进行广泛调研的基础上，认为不包括管网工程、引进污水处理设备和引进沼气发电设备，较优的城市污水处理厂建设投资及运行费用的技术经济指标为:污水处理设施建设投资宜控制在1000元八·d左右;污水处理设施运行费(包括折旧费)宜控制在0.5元八.d左右。

2.2污水处理厂的工艺的选择：按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。

对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2 /O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等[5]。

由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理。

可供选取的工艺：A/O工艺，A2/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺。

（1）A/O工艺A/O是Anoxic/Oxic的缩写，它的优越性是除了使有机污染物得到降解之外，还具有一定的脱氮除磷功能，是将厌氧水解技术用为活性污泥的前处理，所以A/O 法是改进的活性污泥法。

其优点为：a.效率高。

该工艺对废水中的有机物，氨氮等均有较高的去除效果。

当总停留时间大于54h，经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀，可将COD值降至100mg/L以下，其他指标也达到排放标准，总氮去除率在70%以上。

b.流程简单，投资省，操作费用低。

该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。

尤其，在蒸氨塔设置有脱固定氨的装置后，碳氮比有所提高，在反硝化过程中产生的碱度相应地降低了硝化过程需要的碱耗。

c.缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率。

如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%，酚和有机物的去除率分别为62%和36%，故反硝化反应是最为经济的节能型降解过程。

d.容积负荷高。

由于硝化阶段采用了强化生化，反硝化阶段又采用了高浓度污泥的膜技术，有效地提高了硝化及反硝化的污泥浓度，与国外同类工艺相比，具有较高的容积负荷。

e.缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强。

当进水水质波动较大或污染物浓度较高时，本工艺均能维持正常运行，故操作管理也很简单。

通过以上流程的比较，不难看出，生物脱氮工艺本身就是脱氮的同时，也降解酚、氰、COD等有机物。

结合水量、水质特点，我们推荐采用缺氧/好氧(A/O)的生物脱氮(内循环) 工艺流程，使污水处理装置不但能达到脱氮的要求，而且其它指标也达到排放标准。

其缺点为：a.由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低。

b. 若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大了运行费用。

另外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90%。

c. 要求水力停留时间（硝化>6h ，反硝化<2h ），污泥浓度MLSS （>3000mg/L），污泥龄（>30d ），N/MLSS负荷率（<0.03 ），进水总氮浓度（<30mg/L）。