东莞市横沥、东坑镇合建污水处理厂工艺设计.docx

毕 业 设 计 论 文 题目：东莞市横沥、东坑镇合建污水 处理厂工艺设计 院 系： 专 业： 姓 名： 学 号： 指导教师： 二九年六月毕业设计开题报告一、课题的来源和目的本课题做的是东莞市横沥东坑合建的污水处理厂工艺设计。城市概况1.地理位置东莞市位于广东中南部，珠江口东岸，寒溪河下游的珠江三角洲。东与惠州接壤；北与广州市、惠州市隔江为邻；西与广州市隔江相望；南与深圳相连，毗邻港澳，处于广州至深圳经济走廊中间。西北距广州59公里，东南距深圳99公里，距香港140公里。横沥镇位于东莞市南部，南靠东坑镇、常平，北靠企石、石排，西临茶山，是珠江三角洲工业卫星镇。东坑镇位于东莞市中部，距东莞城20km，北距广州70km，南至深圳60km，距东莞火车站6km。2.地形地貌东莞地形属平原丘陵型，地势自东南向北倾斜。境内地形多样，有低山、丘陵、台地、滩涂和水域等。横沥东坑两镇位于东莞市的中部，属于丘陵地区，以成片低山丘陵为特色。地势东北高，西南低。地处东江南部泛洪区，寒溪河流域。镇域西南部的寒溪水、中部的东引河、东部的仁和水贯穿其中。3.气候、气象（1）气候：东莞市属亚热带海洋性和季风气候。冬暖夏长而不酷热，阳光充足，雨量充沛且多暴雨，温差振幅小，季风明显。寸量集中在49月份，其中46月为前汛期，以锋面低槽降水活跃。（2）风向：全年盛行风向为东北风、东南风和东风，冬季以偏北风为主，频率13。年平均风速2.3m/s。（3）降雨：常年平均降雨量1627mm。连续较大的降雨量出现在2-7月中旬（尤其以5-6月及7月上旬雨量更为集中），8-10月三个月除受台风影响有暴雨外，由于降雨少、蒸发大，经常出现秋旱。（4）气温：多年平均温度21.9，日照为2056小时，极端最高气温40.5，极端最低气温0。4.水文：地处东江南部泛洪区，寒溪河流域。镇域西南部的寒溪水、中部的东引河、东部的仁和水贯穿其中。5.城镇建设横沥镇总面积为50平方公里，现状建设用地19.75平方公里。2005年全镇总21.82万人，其中户籍人口为3.4.3万人口，暂住人口18.39万人；预测2010年分别达到3.57万和28.57万人口；2020年将分别到达3.87万和34.05万人口。东坑镇总面积为27.5平方公里，现状建设用地7.75平方公里。2005年全镇人口18.18万人，其中户籍人口为2.95万人口，暂住15.23万人；预测2010年分别达到3.10万和20.87万人口；2020年将分别到达3.32万和23.63万人口。2001年全市工业总产值1309亿元，比上年增长21.45%，国内生产总值578.4亿元，比上年增长18%。2005年国内生产总值总量达到900亿元，年均增长率为12%。一、二、三产业结构比例为4.3:54.7:41。规划2010年，全市的国内生产总值总量达到1500亿元，平均增长率为10%，产业结构比例为 3.2:51.3:45.5。目的和意义1项目建设目的建设横沥东坑合建的污水处理厂的主要目的在于： 保护寒溪河水系水环境、保证东深供水工程安全性，解除本地区及下游地区用水危机，提高本地区及下游地区人民生活质量； 改善东莞地区水环境、优化城市（镇）功能，实现经济效益、环境效益和社会效益的可持续性发展； 作为当地政府的重要实事工程之一，可为AB两镇招商引资提供强有力的环境支持，促进两镇地区经济的快速发展。2.项目建设必要性 保护供水水源：地面水质的严重恶化，势必影响供水水源，甚至影响到人民的身体健康。建设污水处理厂，对横沥、东坑城区、区域的污水进行处理，改善地面水质，从而可保护供水水源和饮用水源。 改善区域水体：横沥东坑合建的污水处理厂（一期工程）建成投产后，对横沥、东坑城区和区域的污水进行处理，达标排放。按其排水量和污染物浓度计算，每年可减少排放污水4652万吨，污染物质（按COD计算）每年减少2660吨，BOD量每年将减少约1680吨，SS量每年将减少约1950吨。这对改善区域水环境，建设美好家园，提高人民生活水平，保证人民身体健康有着非常积极和深远的意义。所以，建设污水处理厂势在必行。 保持经济的可持续发展：AB两镇近年经济发展迅速，已形成光学制品、电子家电、医药、化工、食品饮料、服装等多种规模产业。曾获得部、省级等多项荣誉。这些优势力量在新世纪、新的历史时期仍将存在。可以说其发展潜力巨大。随着经济的高速发展，用水量和污水排放量将继续增加。若不尽快建设污水处理厂，则供水水源的污染，城区水环境的恶化，将从根据上制约整个经济的发展。并且众多深刻还表明，良好的自然环境是招商引资，吸引人才的重要条件之一。因此建设污水处理厂，对区域的污水进行综合治理，达标排放，改善区域水环境，是推动AB两镇经济进一步发展的重要前提，是功在千秋，利在当代的头等大事。二、设计内容1、水质污水厂进水水质：pH=7-9; BOD=140mg/L; COD=250mg/L; SS=150mg/L; TN=45mg/L,TP=3.5mg/ L，NH3-N=25 mg/L，要求出水水质满足城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)中的一级标准的B标准。2、设计内容（1） 计算污水厂处理规模、占地面积（2） 进行污水处理厂方案的总体设计：通过调研收集的资料，根据委托方要求确定污水处理工艺方案；进行污水厂总体布局、竖向设计、厂区管道布置、厂区道路及绿化设计；完成污水处理厂总平面及高程设计图；进行投资估算和占地面积估算等。（3） 进行污水处理厂各构筑物工艺计算：包括初步设计和施工图设计（每位学生要求至少有一个构筑物的设计达到施工图深度）、设备选型和工程概算（某一构筑物）等，图中应有设备、材料一览表及工程量表。（4） 进行辅助构建筑物（包括鼓风机房、泵房、加药间、脱水机房等）的设计：包括尺寸、面积、层数的确定；完成设备选型和设备管道安装图，包括有关各种机修设备、计量仪表的选型等。3、设计方案根据广东省污水特征以及排放标准，必须采用二级以上的处理工艺流程。城市污水的二级处理工艺流程主要包括三大部分，预（一级）处理工段，二级生物处理工段和污泥处理工段。1. 机械预处理工段机械处理工段包括粗格栅、提升泵房（厂外建设）、细格栅、和沉砂池。采用曝气式沉砂池，该系统无堵塞，能有效分离无机沉淀与有机污染质。一般情况下，同样的机械处理构筑物和设备选择可以满足各种生物处理工艺的预处理要求。2. 二级生物处理工段二级生物处理是污水处理厂的主体，将在以下章节详细叙述。3. 污泥处理工段剩余污泥是污水生物处理的副产品。如果剩余污泥得不到妥善处理，势必要对环境造成二次污染，也可以说环保投资没有真正发挥效益。因此，城市污水处理厂污泥处理工段非常重要。4.2.3 工艺比较及选择根据广东省污水特征，可供选择的常用生物处理工艺主要有A /O系列、氧化沟系列、SBR系列以及多级A/O等工艺。1. 典型A/A/O生物处理工艺A/A/O工艺是Anaerobic/Anoxic/Oxic，即厌氧/缺氧/好氧工艺的简称。A/A/O工艺是为污水生物脱氮除磷而开发的污水处理技术。根据生化反应原理，生物脱氮必须经过硝化（好氧反应），把NH3-N氧化成硝酸盐；再经过反硝化（缺氧反应）把硝酸盐还原成氮气，氮气溶解度很低，逸入大气，污水得以净化。由于反硝化细菌是异养性兼性细菌，要有充足的碳源有机物才能进行生命活动，完成反硝化过程。而经过硝化反应后，水中残留的有机物已经很低，不能满足反硝化的需要，因此传统的生物脱氮除磷工艺在缺氧工艺段前投加甲醇，以补充有机碳源。2. 氧化沟生物处理工艺氧化沟( Oxidation Ditch)又名氧化渠，因其构筑物成封闭的沟渠而得名。因为污水和活性污泥混合液在环形的曝气渠道中不断流动，有人称其为“循环曝气池”“无终端的曝气系统”。目前应用到城市污水处理的氧化沟系列主要有卡鲁塞尔(Carrousel)型、奥伯尔(Orbal)型和双沟(D型)与三沟(T型)氧化沟。3. SBR生物处理工艺SBR是Sequencing Batch Reactor的简称，我国通常称为序批式活性污泥法。1969年荷兰国立卫生工程研究所将处理医院污水的连续流氧化沟改为间歇运行，取得了令人注目的效果。从中得到启发，世界各国学者开始着手间歇式活性污泥法的研究开发。1979年美国R.Irvine等人根据试验结果首先提出SBR工艺。近年来，伴随着监控与测试技术的飞速发展和SBR法专用设备滗水器的研制成功，以及电动阀、气动阀、电磁阀、水位计、泥位计、自动计时器，特别是计算机自动控制系统的应用，使监控手段趋于自动化，SBR工艺的优势才充分显露出来，引起广泛重视，得以迅速推广应用。SBR法工艺简单，不设二次沉淀池，在多数情况下也不设初次沉淀池，间歇（或连续）进水，间歇排水。在单一反应池中完成进水、反应、沉淀、滗水、闲置五道工序。SBR工艺在当今发展较快，不断出现一些改进的变形工艺，到目前为止，已提出多种SBR及其改良工艺，并且投入实际应用。其中具有代表性的改良工艺有： ICEAS、CASS、CAST、DAT-IAT、UNITANK、MSBR、IDEA工艺等。其中CAST工艺是一种可变容积的活性污泥工艺，该工艺有机地将间歇操作的序批式工艺(SBR工艺)和生物选择器结合在一起。CAST工艺（循环式活性污泥法）是在一个或多个平行运行、且反应容积可变的池子中，完成生物降解和泥水分离过程。因此在该工艺中无需设置单独的沉淀池。在这一系统中，活性污泥法按照“曝气-非曝气”阶段不断重复进行。在曝气阶段主要完成生物降解过程，在非曝气阶段虽然也有部分生物作用，但主要是完成泥水分离过程。因此，循环式活性污泥法系统无需设置二沉池，可以省去传统活性污泥法中曝气池和二沉池之间的连接管道。完成泥水分离后，利用滗水堰排出每一操作循环中的处理出水。根据活性污泥实际增殖情况，在每一处理循环的最后阶段(撇水阶段)自动排出剩余污泥。该工艺可以深度去除去有机物(BOD5，COD)、通过同时硝化反硝化过程去除大量的氮，同时完成生物除磷过程，其山水中氮和磷的浓度是很低的(通常可去除70-90的磷)。综合考虑工程的建设规模、进水水质、处理要求、工程投资、运行费用和维护管理，以及工程的分期实施、资金筹措等情况，参照国内外的研究成果和各种工艺的技术经济性能定量化指标，以及引进技术的消化、吸收、设备国产化配套程度和已建成的污水处理厂的运行经验，在进行多种方案性能比较的基础上，决定推荐采用以A/A/O生物处理工艺为核心的污水生化处理工艺。三、工作进度序号各阶段工作内容起讫日期1资料收集第一周2完成开题报告第二周3确定设计方案、工艺流程第三周4设计计算第四周5总平面布置、高程布置第五周6绘制设计图纸第六周7整理设计计算、说明书第七周-十二周8准备毕业设计答辩十三州参考文献1. 给水排水设计手册（1-11册）；2. 简明排水设计手册；3. 室外排水设计规范；4. 给排水标准图集（S1、S2、S3）；5. 排水工程上、下册；6. 城市污水处理新技术；7. 水处理新技术及工程设计8. 给水排水工程概预算与经济评价手册；9. 实际工程设计图纸。目 录摘 要3Abstract4第一部分 设计说明书51.概 述51.1.项目背景51.2.编制原则51.3.采用的主要规范和标准61.4.城镇概况及自然条件72.工程总体设计82.1.工程规模82.2.受纳水体82.3.污水处理厂厂址选择92.4.污水处理厂进出水水质93.污水、污泥处理工艺方案123.1.受纳水体选择123.2.污水生物处理的可行性123.3.生物脱氮除磷基本原理133.4.污水生物脱氮除磷工艺类别153.5.污水、污泥处理工艺系统比选254.污水处理厂工艺设计454.1.污水处理工艺设计454.2.污泥处理系统604.3.总图设计654.4.污水处理厂的构筑物684.5.劳动定员与人员编制695.概算投资及主要技术经济指标705.1.污水处理厂建设直接费705.2.污水处理成本716.结论74第二部分 设计计算书751. 工艺流程751.1. 污水处理部分751.2. 污泥处理部分752. 水厂规模763. 构筑物计算763.1. 粗格栅计算763.2. 进水泵房773.3. 细格栅计算783.4. 沉沙池计算(旋流沉沙池)783.5. 改良 A20生物池803.6. 二沉池计算823.7. 紫外线消毒池843.8. 鼓风机房853.9. 浓缩池及污泥脱水854. 高程计算86第三部分 致谢87参考文献88摘 要水资源是经济可持续发展的基本保证，污水的任意排放或处理不彻底的排放，都会给水资源环境带来严重的污染问题。横沥、东坑镇位于广东省东莞市，近年来，横沥、东坑镇工业发展迅速，人口激增，供水量已经达到18万m3/d，同时，污水量也逐年增加。由于目前还没有污水处理设施，区域内无截污干管，污水经管渠收集后直接就近排入境内的镇内河、韩溪河和XX河，对水体造成严重污染，明渠污染严重，散发恶臭气味，滋生蚊蝇，严重影响了居民正常生活。建设排水工程已成为迫在眉睫的大事。基于上述原因，本设计在充分调研该市水文地质、受纳水体水质资料、人口分布和气象条件的情况下，对污水处理厂的整套排水设施进行设计。其中，对进水水质、出水水质进行分析，污水处理厂污水以及污泥处理工艺流程选择给予详细的对比说明，对具体污水及污泥构筑物结构进行了详细计算。本文将技术经济分析评价贯穿于设计的全过程，力求使工程项目达到经济最优化。关键词：城市污水处理厂 进水水质 出水水质改良A2/O工艺 污泥处理AbstractWater resources ensure the sustaining development of economy. Sewage discharged at random or half treated can expose serious pollution to the water resources.Dongkeng Henni locates in Dongguan town in Guangdong province, in the nearest years, with the development of industry, the population is growing larger and larger. Water supply of the city have arrived at one handroud and eighty thousand stere per day, at the same time, the sewage increase year by year. On account of no sewage treatment facilities, the region have no collection main pipes, The sewage collected by collection system ejects directly into Dongkeng River, Dongyin River and Hanxi River, in result, the water shed and nullah have been polluted badly, emanate bad smelly and multiply mosquitoes. It have severely influence the normal life of the local residents. The building of water drainage system is a must.The design based on the hydrological, geological and receiving water materials. It includes the design of wastewater treatment plant. Specifically, it reasons the choice of sewage treatment process and sludge treatment process, the calculation of constructing process. Meanwhile, the technical and economical evaluate and calculate run through the whole process of design, aim for an economical optimization of the project.Keywords：sewage treatment works, inflow quality, outflow quality, A2/O process Improvement, sludge treatment第一部分 设计说明书 1. 概 述1.1. 项目背景东莞市位于广东中南部，珠江口东岸，寒溪河下游的珠江三角洲。东与惠州接壤；北与广州市、惠州市隔江为邻；西与广州市隔江相望；南与深圳相连，毗邻港澳，处于广州至深圳经济走廊中间。西北距广州59公里，东南距深圳99公里，距香港140公里。横沥镇位于东莞市南部，南靠东坑、常平，北靠企石、石排，西临茶山，是珠江三角洲工业卫星镇。东坑镇位于东莞市中部，距莞城20km，北距广州70km，南至深圳60km，距东莞火车站6km。1.2. 编制原则 贯彻执行国家环境保护政策，符合国家的有关法规、规范及标准。 从东莞市及横沥、东坑镇的实际情况出发，在总体规划的指导下，采取全面规划、分期实施的原则，既考虑近期建设又考虑中远期发展，使工程建设与城市的发展相协调，既保护环境，又最大程度地发挥工程效益。 根据设计进水水质和出厂水质要求，所选污水处理工艺力求技术先进成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、便于管理及维护、高效节能、经济合理，确保污水处理效果，符合选定厂址的实际情况，减少工程投资及日常运行费用。 厂区总平面布置力求经济、合理，并充分利用土地。在便于施工、便于安装和便于维护的前提下，使近期工程各处理构筑物尽量集中，节约用地，扩大绿化面积，使厂区环境和周围环境协调一致。综合考虑中远期工程建设，预留足够用地。为确保工程的可靠性及有效性，提高自动化水平，降低运行费用，减少日常维护检修工作量，改善工人操作条件，本工程中某些关键设备拟从国外引进。采用现代化技术手段，实现自动化控制和管理，做到技术可靠、经济合理。为构筑物和设备设计充分考虑单元检修不造成全厂停产。竖向设计力求减少厂区挖填方量和节省污水提升费用（按标书要求，三通一平由招标人负责）。妥善处理和处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂、污泥、臭味等，避免造成二次污染。 厂区建筑风格力求统一，简洁明快、美观大方，并与厂区周围环境相协调。厂区为居民区和规划的镇级公园，要积极创造一个良好的生产和生活环境，建设成为现代化的花园式和具有当地特色的污水处理厂。1.3. 采用的主要规范和标准一、水质标准(1)城镇污水处理厂污染物排放标准GB189182002(2)污水排入城市下水道水质标准CJ30821999(3)生活饮用水卫生标准GB574985(4)农田灌溉水质标准GB508492(5)工业企业设计卫生标准GBZ12002(6)水污染物排放限值DB44/262001二、勘察、设计规范(1)室外排水设计规范GBJ1487（1997年版）(2)城市污水处理工程项目建设标准（修订）2001年北京(3)建筑给水排水设计规范GBJ1588（1997年版）(4)给水排水工程构筑物结构设计规范GB500692002(5)建筑结构荷载规范GB500092001(6)混凝土结构设计规范GB500102002(7)建筑地基础设计规范GB500072002(8)建筑抗震设计规范GB500112001(9)水工混凝土结构设计规范DL/T50571996(10)建筑地基处理技术规范JGJ7991（1998版）1.4. 城镇概况及自然条件1.4.1 地理位置东莞市位于广东中南部，珠江口东岸，寒溪河下游的珠江三角洲。东与惠州接壤；北与广州市、惠州市隔江为邻；西与广州市隔江相望；南与深圳相连，毗邻港澳，处于广州至深圳经济走廊中间。西北距广州59公里，东南距深圳99公里，距香港140公里。横沥镇位于东莞市南部，南靠东坑、常平、北靠企石、石排，西临茶山，是珠江三角洲工业卫星镇。东坑镇位于东莞市中部，距莞城20km，北距广州70km，南至深圳60km，距东莞火车站6km。1.4.2 行政区域横沥镇和东坑镇的行政区域内。1.4.3 城市人口及经济发展概况横沥镇总面积为50平方公里，现状建设用地19.75平方公里。2005年全镇总21.82万人，其中户籍人口为3.4.3万人口，暂住人口18.39万人；预测2010年分别达到3.57万和28.57万人口；2020年将分别到达3.87万和34.05万人口。东坑镇总面积为27.5平方公里，现状建设用地7.75平方公里。2005年全镇人口18.18万人，其中户籍人口为2.95万人口，暂住15.23万人；预测2010年分别达到3.10万和20.87万人口；2020年将分别到达3.32万和23.63万人口。1.4.4 自然条件1、地形地貌东莞地形属平原丘陵型，地势自东南向北倾斜。境内地形多样，有低山、丘陵、台地、滩涂和水域等。横沥东坑两镇位于东莞市的中部，属于丘陵地区，以成片低山丘陵为特色。地势东北高，西南低。地处东江南部泛洪区，寒溪河流域。镇域西南部的寒溪水、中部的东引河、东部的仁和水贯穿其中。2、水文地处东江南部泛洪区，寒溪河流域。镇域西南部的寒溪水、中部的东引河、东部的仁和水贯穿其中。3、气象东莞市属亚热带海洋性和季风气候。冬暖夏长而不酷热，阳光充足，雨量充沛且多暴雨，温差振幅小，季风明显。寸量集中在49月份，其中46月为前汛期，以锋面低槽降水活跃。4、自然灾害情况常受台风、暴雨、春秋干旱、寒露风及冻害的侵袭。盛行东风、东北风次之，瞬间风速最大12级（35米/秒），平均风速10级（26米/秒）。台风是东莞主要的灾害性天然之一，年平均有23个台风对东莞带来影响。2. 工程总体设计2.1. 工程规模根据前述的编制原则，本工程应从实际情况出发，在城市总体规划的指导下，采取全面规划、分期实施的原则，既考虑近期建设又考虑远期发展，使工程建设与城市的发展相协调，既保护环境，又最大程度地发挥工程效益。确定横沥东坑合建的污水处理厂规模为：近期（2010年） 12万 m3/d中期（2015年） 24万 m3/d远期（2025年） 35万 m3/d2.2. 受纳水体2.2.1 受纳水体选择横沥东坑合建的污水处理厂服务范围内的主要地表水体为寒溪河。污水处理厂经处理后的尾水可直接排入寒河。因此，寒溪河是理想的污水处理厂尾水排放的受纳水体。2.2.2 受纳水体水质目标污水处理厂出水排入寒溪河水体，寒溪河水体属于二级水源保护区。2.3. 污水处理厂厂址选择厂址选择原则：在城镇水体的下游，且必须位于集中取水点下游500米以上；地势较低，距离排水主干管接近；在城镇夏季主导风向的下风向；少拆迁，少占农田；便于污水、污泥的排放和利用；电条件尽量利用地形条件，减少提升高度；厂区地形不受水淹，有良好的排水条件；有方便的交通、运输和水。2.4. 污水处理厂进出水水质2.4.1 水质分析城市污水水质如何，直接影响污水处理工艺及其参数的选择、工程造价以及污水厂经营成本。因此需调查了解现状城市排放的污水水质，并结合城市居民生活水平状况情况参考类似城市污水厂原污水水质的取值，合理确定横沥东坑合建的污水处理厂原污水水质，进而选择经济合理、技术先进的污水处理工艺。 同类型城市污水处理厂实际进水水质和设计水质广东省部分城市污水处理厂设计进水水质详见表2-1。表2-1 广东省部分城市污水处理厂设计进水水质一览表序号厂 名BOD5（mg/L）SS（mg/L）CODcr（mg/L）TN（NH3-P）TP（PO43-P）附注1珠海香洲水质净化厂100150200253设计值2珠海拱北污水处理厂150200-250设计值69.1278.412722.64.4实测值3汕头市东区污水处理厂105200350303设计值4深圳市罗芳污水处理厂（二）150150250-400302-4设计值120-170220-280180-26021-252.8-3.5实测值5广州、大坦沙污水处理厂20025040(30)5设计值73102161(14)实测值6广州开发区污水厂113126232(22)实测值7广州五羊新城污水处理站145136300（22.4）实测值8东莞市市区污水处理厂100-120100-120250-30030（25）2设计值9深圳盐田污水厂150150300（35）4设计值10佛山净水厂130120200254设计值74107132（15）实测值从上表所列的10座污水处理厂的情况可以看出，广东大部分城市污水处理厂设计进水水质范围：BOD5为100-180mg/L，SS为150-250mg/L，CODcr为200-300mg/L，TN为30-40mg/L；TP为3-4mg/L。由此可见，南方城市污水处理厂设计进水水质总体上比较低。污水综合排放标准的规定根据污水综合排放标准（GB8978-1996）第4.1.3条规定，对排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水执行三级标准，其最高允许排放浓度为：BOD5300mg/L SS400mg/L CODcr500mg/L2.4.2 设计进水水质根据横沥东坑合建的污水处理厂水质现状，参照同地区同类型城市污水处理厂实测进水水质资料和设计进水水质，确定污水处理厂的进水水质：表2-2 进水水质一览表CODcr250mg/LNH3-N25mg/LBOD5140mg/LTN45mg/LSS150mg/LpH7-9TP3.5mg/L2.4.3 设计出水水质污水处理厂出水排入寒溪河水体，寒溪河水体属于二级水源保护区，根据建设项目环境影响报告表“东莞市环境保护局审查批复意见”的要求，本污水处理厂出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准（CB18918-2002）一级标准中的B标准。因此，本污水处理厂出水水质为：表2-3 出水水质一览表CODcr60mg/LNH3-N：8mg/LBOD520mg/LTN：20mg/LSS20mg/LpH：6-9TP：1.0mg/L3. 污水、污泥处理工艺方案3.1. 受纳水体选择东莞市横沥东坑合建的污水处理厂服务范围内的主要地表水体为寒溪河。污水处理厂经处理后的尾水可直接入寒溪河。因此，寒溪是理想的污水处理厂尾水排放的受纳水体。3.2. 污水生物处理的可行性横沥东坑合建的污水处理厂要求进行生化二级处理、并且有除磷脱氮和污泥最终处置的要求。目前，国内外对于城市污水处理最常采用的除磷方法是生物除磷，生物除磷工艺具有运行费用低，管理方便等优点。国内生物除磷工艺，在运行正常情况下一般能满足排放要求。能否采用生物脱氮除磷工艺，首先是污水是否可生化，在这一前提下，生物处理过程中生物自身所需的起码营养要求能否满足，现分析如下：1）BOD5/CODcr：五天可生化降解的需氧量占废水中总的化学需氧量的百分数，这个比值是人们常用来鉴定污水可生化的主要指标，一般认为，BOD5/CODcr0.45时，可生化性较好，BOD5/CODcr0.25时，基本上不考虑采用生化方法。本项目进水的BOD5/CODcr=0.56，可生化性很好，因此，采用生物处理方法进行处理是合理的较经济的方法。2）BOD5/TKN：碳氮比也是评价污水处理中脱氮好坏的一项指标，因为脱氮菌是一种兼性异养菌，它利用污水中BOD作为能源，将污水中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气排入大气，达到脱氮目的，一般认为BOD5/TKN5，说明该污水生物脱氮的环境条件很好。3）BOD5/TP：污水中可生化的有机物与总磷比例，当这一比例越大，除磷效果越好，因为聚细菌为一种异养兼性细菌，它在厌氧条件下，消耗细胞内贮存的聚磷而产生的能量用来维持生命和吸收污水中可生化的有机物（BOD5），把有机物（BOD5）转化为聚羰丁酸（PHB）贮存起来，随着聚磷的分解，进行磷的释放，在厌氧条件下，磷的释放越彻底，在好氧条件下吸收污水中的磷越充分。当污水进入好氧阶段后，聚磷菌群降解体内的PHB产生能量，大量吸收污水中的磷，并转化为聚磷，进入生物细胞，经沉淀分离后，含富磷的剩余污泥被排除，从而达到除磷的目的。污水中的BOD5作为营养物供聚磷细菌活动的基质，所以BOD5占磷的目的。除磷效果越明显，一般认为该比值20就满足除磷条件，而本项目的BOD5/TP=40，说明采用生物除磷是可行的。对于生物脱氮除磷工艺，要求BOD5/N=4，BOD5/P=20，能满足生物脱氮除磷工艺对碳源的要求。因此，本工程采用生物脱氮除磷工艺是可行的。实际上，生物脱氮除磷工艺对BOD5：N：P的要求是指进入曝气池的污水水质，而不是指原污水水质。因为在设有初沉池的情况下，其比值会有所变化。按照我国现行规范，城市污水处理厂设初次沉淀池的停留时间宜为1.0-2.0h，初次沉淀池对BOD5去除率为20-30%。本工程若设初沉池，则经过初沉池沉淀之后的污水（即进入曝气池的污水）的BOD5/N和BOD5/P值均下降，初沉池停留时间越长，比值下降越多。设初沉池对脱氮除磷不利。因此，本工程不设初次沉淀池。3.3. 生物脱氮除磷基本原理国外从六十年代开始系统地进行了脱氮除磷的物化处理方法研究结果认为物化法的缺点是耗药量大、污泥多、运行费用高等。因此，城市污水厂一般不推荐采用。从七十年代以来，国外开始研究并逐步采用活性污泥法生物脱氮除磷。我国从八十年代开始研究生物脱氮除磷技术，在八十年代后期逐步实现工业化流程。目前，常用的生物脱氮除磷工艺有A2/O法、SBR法、氧化沟法等。（1）生物脱氮原理生物脱氮是利用自然界氮的循环原理，采用人工方法予以控制，首先，污水中的含氮有机物转化成氨氮，而后在好氧条件下，由硝化菌作用变成硝酸盐氮，这阶段称为好氧硝化。随后在缺氧条件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸盐氮变成氮气逸气逸出，这阶段称为缺氧反硝化。整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应，反应能量从有机物中获取。在硝化和反硝化过程中，影响其脱氮效率的因素是温度、溶解氧、pH值以及碳源，生物脱氮系统中，硝化菌增长速度较缓慢，所以，要有足够的污泥泥龄。反硝化菌的生长主要在缺氧条件下进行，并且要用充裕的碳源提供能量，才可促使反硝化作用顺利进行。由此可见，生物脱氮系统中硝化与反硝化反应需要具备如下条件：硝化阶段：足够的溶解氧，DO值在2mg/L以上，合适的温度，最好20，不能低于10，足够长的污泥泥龄，合适的pH条件。反硝化阶段：硝酸盐的存在，缺氧条年DO值0.2mg/L，充足碳源（能源），合适的pH条件。生物脱氮过程如图3-1所示。含氮有机物 异养型细菌 硝化细菌 NO-3-N 反硝化细菌+有机物 N2（氨化作用） NH+4-N （硝化作用） （反硝化作用） （2）生物除磷原理磷常以磷酸盐（H2PO4-、HPO42-和HPO43-）、聚磷酸盐和有机磷的形式存在于废水中，生物除磷就是利用聚磷菌，在厌氧状态释放磷，在好氧状态释放磷，在好氧状态从外部摄取磷，并将其以聚合形态贮藏在体内，形成高磷污泥，排出系统，达到从废水中除磷的效果。生物除磷主要是通过排出剩余污泥而去除磷的，因此，剩余污泥多少将对脱磷效果产生影响，一般污泥龄短的系统产生的剩余污泥量较多，可以取得较高的除磷效果。有报道称，当泥龄为30d时，除磷率为40%，泥龄为17d时，除磷率为50%，而当泥龄降至5d时，除磷率达87%。大量的试验观测资料已经完全证实，在生物除磷工艺中，经过厌氧释放磷酸盐的活性污泥，在好氧状态下有很强的吸磷能力，也就是说，磷的厌氧释放是好氧吸磷和除磷的前提，但并非所有磷的厌氧释放都能增强污泥的好氧吸磷，磷的厌氧释放可以分为二部分：有效释放和无效释放，有效释放是指磷被释放的同时，有机物被吸收到细胞内，并在细胞内贮存，即磷的释放是有机物吸收转化这一耗能过程的偶联过程。无效释放则不伴随有机物的吸收和贮存，内源损耗，pH变化，毒物作用引起的磷的释放均属无效释放。在除磷系统的厌氧区中，含聚磷菌的回流污泥与污水混合后，在初始阶段出现磷的有效释放，随着时间的延长，污水中的易降解有机物被耗完以后，虽然吸收和贮存有机物的过程基本上已经停止，但微生物为了维持基础生命活动，仍将不断分解聚磷，并把分解产物（磷）释放出来，虽然此时释磷总量不断提高，但单位释磷量所产生的吸磷能力随无效释放量的加大而降低。一般来说，污水污泥混合液经过2小时厌氧后，磷的释