6万吨污水处理厂处理工程设计.doc

大庆八百垧污水处理工程项目
1. 城市概况
大庆市位于黑龙江省西部，东与安达市相连，南与吉林省大安市隔松花江相望，西与齐齐哈尔市交界，北与明水县相邻。地理位置在东经123º45"至125º45"，北纬44º40"至46º之间。距哈尔滨市159公里。大庆市行政区划所辖地域范围共21170平方公里，占黑龙江省总面积的4.5％。
大庆市属于典型的组团式城市布局，市区由萨尔图、让胡路、龙凤、红岗、大同五个区，共5107平方公里。主城区分为东城区和西城区。东城区由东风新村、万宝、青龙山、高新技术产业开发区、龙凤构成，西城区由让胡路、乘风庄构成。现辖四县和五个行政区总面积2.1万平方公里，总人口数239万；市区面积5107平方公里。大庆过去曾是一片荒原，1959年发现大庆油田，经过三十多年的发展，大庆已经从单一的油田发展为中国北方新兴的工业城市。
2．项目概况
本工程主要建设八百垧生活区的污水从西干渠截流管道工程，汇入污水处理厂
水厂规模：6万吨
收纳污水区域：乘风庄地区南部、银浪地区、八百垧地区和红岗地区
3.设计依据和任务
(1)原始依据
设计题目: 6万m3/d城镇污水推流式曝气池处理工程设计
设计基础资料：
原始数据: Q=60000m3/d

(2)进出水水质分析
项 目
CODcr
(mg/L)
BOD5
(mg/L)
SS
(mg/L)
动植物油
(mg/L)
TN
(mg/L)
TP
(mg/L)
进水水质
275
115
175
27.5
37.5
8
一级B标准出水
60
20
20
3
20
1

BOD/COD=0.42>0.3 该废水可生化性较好
4.工艺流程的确定
4.1 工艺流程的比较
城市污水处理厂的方案，既要考虑有效去除BOD5又要适当去除N，P,故可采用SBR或氧化沟法，或A2O法.
A　SBR法
工艺流程：
污水 → 一级处理→ 曝气池 → 处理水
工作原理：
1）流入工序：废水注入，注满后进行反应，方式有单纯注水，曝气，缓速搅拌三种，
2）曝气反应工序：当污水注满后即开始曝气操作，这是最重要的工序，根据污水处理的目的，除P脱N应进行相应的处理工作。
3）沉淀工艺：使混合液泥水分离，相当于二沉池，
4）排放工序：排除曝气沉淀后产生的上清液，作为处理水排放，一直到最低水位，在反应器残留一部分活性污泥作为种泥。
5）待机工序：工处理水排放后，反应器处于停滞状态等待一个周期。
特点：
①大多数情况下，无设置调节池的心要。
②SVI值较低，易于沉淀，一般情况下不会产生污泥膨胀。
③通过对运行方式的调节，进行除磷脱氮反应。
④自动化程度较高。
⑤得当时，处理效果优于连续式。
⑥单方投资较少。
⑦占地规模大，处理水量较小。
B A2 /O法
优点：
①该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺 ，总的水力停留时间，总产占地面积少于其它的工艺 。
②在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。
③污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。
④运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不啬溶解氧浓度，运行费低。
缺点：
①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 。
②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。
③对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，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 浓度也不宜过高。以防止循环混合液对缺反应器的干扰。
4.2 工艺流程的选择
本工程位于东北地区，对寒冷地区选择城市污水活性污泥法流程时，应充分考虑温度的影响，宜采用鼓风曝气供氧，不宜选用散热量大的表面曝气器供氧。而氧化沟工艺采用的就是表面曝气器，池深浅，散热量很大，占地面积也较大。所以不宜在东北地区应用，不过也有在氧化沟上加盖来保证污水温度的做法。SBR虽然是鼓风曝气，但是在冬季滗水器悬空易结冰，使设备无法正常运行。故采用具有脱氮除磷的 A2/O法。
A2/O工艺将生物反应池分为厌氧池、缺氧池和好氧池。在厌氧阶段，从沉淀池排出的含磷回流污泥同原污水一起进入，聚磷酸菌释放磷，同时部分有机物开始进行氨化。随后污水进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q（Q—原污水流量）。混合液从缺氧反应器进入好氧反应器——曝气池，这一反应器是多功能的，去除BOD，硝化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行。这三项反应都是重要的，混合液中含有NO3-N，污泥中含有过剩的磷，而污水中的BOD（或COD）则得到去除。流量为2Q的混合液从这里回流缺氧反应器。沉淀池的功能是泥水分离，污泥的一部分回流厌氧反应器，上清夜作为处理水排放。污水厂A2/O工艺流程图如下所示：

内循环2Q
︱ ︱
进水→格栅→沉砂池→初沉池→ 除油装置 →厌氧→缺氧→好氧→二沉池→消毒→排放
↑ ︱
（含磷）污泥回流 ︱
︱
↓ ↓
外运←污泥脱水←污泥消化←污泥浓缩

污水处理厂工艺流程图
5工艺流程设计计算
5.1 设计流量的计算
平均流量：=60000t/d≈60000m3/d=2500 m3/h=0.694 m3/s
总变化系数： = (－平均流量，L/s)

设计流量：
1.31×60000=78600 m3/d=3275 m3/h=0.9097 m3/s
5.2 设备设计计算
5.2.1 格栅
格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物。一般情况下，分粗细两道格栅。
格栅型号：链条式机械格栅
设计流量
栅前流速，过栅流速
栅前部分长度0.5m,格栅倾角，单位栅渣量
(1) 确定栅前水深
则
(2) 栅前间隙数（取58）
(3) 栅条有效宽度
(4) 设水渠渐宽部分展开角
则进水渠渐宽部分长度
(5) 格栅与出水渠道渐宽部分长度
(6) 过栅水头损失，取栅前渠道超高部分
则栅前槽总高度
栅后管总高度
(7) 格栅总长度
=
=2.65m
(8) 每日栅渣量

宜采用机械清渣
5.2.2 沉砂池
沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒，保证后续处理构筑物的正常运行。本设计采用的是具有脱氮除磷能力的A2/O工艺，为了保证除磷脱氮效果，不能采用曝气沉砂池，最后选用平流式沉砂池。
设计参数：
设计流量，设计水力停留时间t=40s
水平流速v=0.25m/s
(1) 长度：
(2) 水流断面面积：
(3) 池总宽度：，有效水深
(4) 沉砂斗容积：
T＝2d，X＝30m3/106m3

(5) 每个沉砂斗得容积（）
设每一分格有2格沉砂斗，则

(6) 沉砂斗各部分尺寸：
设贮砂斗底宽b1＝0.5m；斗壁与水平面的倾角60°，贮砂斗高h’3＝1.0m

(7) 贮砂斗容积：(V1)
>
符合要求
(8) 沉砂室高度：(h3)
设采用重力排砂，池底坡度i＝6％，坡向砂斗，则

(9)池总高度：(H)
设超高，
(10) 核算最小流速

5.2.3 初沉池
初沉池的作用室对污水仲密度大的固体悬浮物进行沉淀分离。
选型：平流式沉淀池
设计参数：
(1) 池子总面积A，表明负荷取

(2) 沉淀部分有效水深h2

(3) 沉淀部分有效容积

(4) 池长L

(5) 池子总宽度B

(6) 校核长宽比
（符合要求）
5.2.4除油设备
选用传统的平流式隔油池。废水从池的一端流入池内，从另一端流出。在隔油池中，由于流速降低，比重小于1.0而颗粒较大的油珠上浮至睡眠，比重大于1.0的杂质沉降至池底。

5.2.5 A2/O池
1.曝气池内混合液污泥浓度
曝气池内活性污泥浓度Xv一般采用2500-4500mg/L，设计中取Xv=3000mg/L。
2.回流污泥浓度
（6-1）
式中
Xr
——
回流污泥浓度（mg/L）

SVI
——
污泥指数，一般采用100；

r
——
系数，一般采用r=1.2

3.污泥回流比
（6-2）
式中
R
——
污泥回流比；

——
回流污泥浓度（mg/L），

4.TN去除率
（6-3）
e
——
TN去除率（%）；
S1
——
进水TN浓度（mg/L）；
S2
——
出水TN浓度（mg/L），设计中取20mg/L。
式中

5.内回流比
（6-4）
式中

R内
——
内回流倍数；
，设计中取值200%。
5.2.5.1好氧池计算
好氧池的计算采用污泥负荷法，用污泥龄法校核。
1.BOD—污泥负荷率确定
拟采用0.1kgBOD5/(kgMLSS·d)
2.好氧池容积计算
（6-5）
式中
V
——
生物反应池容积，m3；

So
——
生物反应池进水五日生化需氧量，mg/L；

Se
——
生物反应池出水五日生化需氧量，mg/L，当去除率大于90％时可不计入；

Q
——
生物反应池的平均流量，m3/h；

Ns
——
生物反应池五日生化需氧量污泥负荷，kgBOD5/（kgMLSS·d）；

X
——
生物反应池内混合液悬浮固体平均浓度，gMLSS/L；

3.硝化菌生长速率
（6-6）
式中
μ
——
硝化菌比增长速率d-1；

Na
——
反应池中NH4+-N的浓度，mg/L，N=8mg/L；

Kn
——
硝化作用中氮的半速率常数，℃，T=10℃；

T
——
设计温度，℃

4.最小污泥停留平均时间
（6-7）
5.设计污泥停留时间
（6-8）
式中

——
设计污泥停留时间，d；

F
——
安全系数与峰值系数，1.5~3.0；

6.平均流量时水力停留时间
（6-9）

5.2.5.2缺氧池计算
1.反硝化速率计算
（6-10）
式中
KdeT
——
脱氮速率,（kgNO3-N）/（kgMLSS·d）；

Kde(20)
——
20℃时的脱氮速率，可采用0.03～0.06（kgNO3-N）/（kgMLSS·d）；

T
——
设计温度(℃)；

2.排出反应池微生物量计算
（6-11）
式中
Q
——
生物反应池的设计流量(m3／d)；

△Xv
——
排出生物反应池系统的微生物量(kgMLVSS/d)；

Yt
——
污泥总产率系数(kgMLSS／kgBOD5)，宜根据试验资料确定。无试验资料时，系统有初次沉淀池时取0.3，无初次沉淀池时取0.6～1.0；

y
——
MLSS中MLVSS所占比例；

So
——
生物反应池进水五日生化需氧量(mg／L)；

Se
——
生物反应池出水五日生化需氧量(mg／L)。

3.缺氧池容积计算
（6-12）
式中
Nk
——
生物反应池进水总凯氏氮浓度，mg/L；

Nt
——
生物反应池出水总氮浓度，mg/L；

V2
——
缺氧池容积，m3。
，取4500m3
4.平均流量时水力停留时间

取2h
5.2.5.3厌氧池计算
厌氧池容积V3由生物除磷容积并考虑污泥回流计算，考虑计算容积较小，采用和好氧池、缺氧池、厌氧池按比例计算尺寸。取水力停留时间2h。
5.2.5.4曝气池尺寸计算
1. 总有效容积
由上述计算知，总有效容积为25000m3
厌氧、缺氧、好氧各段水力停留时间的比值约为1:1:3.3，则每段的水力停留时间分别为：
厌氧池内水力停留时间t1=2h；
缺氧池内水力停留时间t2=2h；
好氧池内水力停留时间t3=6.58h；
总水力停留时间t=10.58h。
2. 平面尺寸
曝气池总面积
（6-13）
式中
A
——
曝气池总面积（m2）；

h
——
曝气池有效水深（m）。
设计中取h=4m，

每组曝气池的面积
（6-14）
式中

A1
——
每座曝气池面积（m2）；

N
——
曝气池个数，设计中取2。

每组曝气池共设5廊道，第1廊道为厌氧段，第2廊道为缺氧段，后三个廊道为好氧段，每廊道宽取7.0m，则每廊道长。
（6-15）
式中

L
——
曝气池每廊道长（m）；

b
——
每廊道宽度（m）；

n
——
廊道数。

3. 尺寸校核

5.2.6 二沉池
设计参数
为了使沉淀池内水流更稳、进出水配水更均匀、存排泥更方便，常采用圆形辐流式二沉池。二沉池为中心进水，周边出水，幅流式沉淀池，共2座。二沉池面积按表面负荷法计算，水力停留时间t=2.5h，表面负荷为1.5m3/（m2•h-1）。
(1) 池体实际计算
(1)二沉池表面面积

(2) 池体有效水深
(3)混合液的浓度,回流污泥浓度为
为保证污泥回流浓度，二沉池的存泥时间不宜小于2h，
二沉池污泥区所需存泥容积

采用机械刮吸泥机连续排泥，设泥斗的高度H2为0.5m。
(4)二沉池缓冲区高度H3=0.5m，超高为H4=0.3m，沉淀池坡度落差H5=0.63m
二沉池边总高度
(5) 校核径深比
二沉池直径与水深比为

(4) 排泥部分设计
(1)单池污泥量
总污泥量为回流污泥量加剩余污泥量
回流污泥量
剩余污泥量

5.2.7 接触池和加氯间
采用隔板式接触反应池

1. 设计参数
设计流量：
水力停留时间：
设计投氯量：
平均水深：
隔板间隔：

2. 设计计算
(1)每座接触池容积：
表面积
隔板数采用2个
则廊道总宽为
接触池长度
长宽比
实际消毒池容积
实际水深
径校核均满足有效停留时间

(2)加氯量的计算：
设计最大加氯量为
选用3台REGAL-2100型负压加氯机（2用1备），单台加氯量10kg/h
5.2.8污泥浓缩池
采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。
1. 设计参数
设计流量
进泥浓度：6g/L
初层池污泥含水率95%
污泥含水率99%,浓缩后含水率97%
贮泥池出口污泥含水率92%
浓缩时间T=20h,浓缩池固体通量
2. 浓缩池的尺寸
面积：
直径：
高度：工作高度
取超高,缓冲层高度
总高度
浓缩后污泥流量
5.2.9贮泥池
污泥量
浓缩后的污泥量853.3 ，含水率97%
初沉污泥量350 ，含水率95%
泥量
贮泥池的容积
设贮泥时间为4h，则贮泥池的容积
贮泥池尺寸
取池深H=4m,则贮泥池面积
设计圆形贮泥池一座，直径D=5.4m.
搅拌设备
为防止污泥在贮泥池终沉淀，贮泥池内设置搅拌设备。设置液下搅拌机1台，功率10kw。
5.2.10 脱水间
压滤机选型：过滤流量
设计2台压滤机，每台每天工作7h,则每台压滤机处理量
，选择DY15型带式压滤脱水机
加药量计算
设计流量
絮凝剂PAM
投加量，以干固体的0.4%计

6. 构建筑物和设备一览表
序号
名称
规格
数量
设计参数
主要设备

1

格栅

L×B =
2.65m×1.73m

1座
设计流量
=60000m3/d
栅条间隙
栅前水深
过栅流速
HG-1200回旋式机械格栅1套
超声波水位计2套
螺旋压榨机（Φ300）1台
螺纹输送机（Φ300）1台
钢闸门（2.0X1.7m）4扇
手动启闭机（5t）4台

2

进水泵房

L×B =
20m×13m

1座
设计流量Q=3215 m3/h
单泵流量Q= 350m3/h
设计扬程H=6mH2O
选泵扬程H= 7.22mH2O
1mH2O=9800 Pa
螺旋泵（Φ1500mm,N60kw）5台，4用1备
钢闸门（2.0mX2.0m）5扇
手动启闭机（5t）5台
手动单梁悬挂式起重机（2t，Lk4m）1台

3

平流沉砂池

L×B×H=
10m×4.6m×2.3m

1座
设计流量
Q＝3275 m3/h
水平流速v= 0.25 m/s
有效水深H1= 0.8m
停留时间T= 40S

砂水分离器（Φ0.5m）2台

4

平流式初沉池

L×B×H=
21.6m×75.8m×8m

1座

设计流量Q= 3275 m3/h
表面负荷q= 2.0m3/(m2·h)
停留时间T= 2.0 d

全桥式刮吸泥机(桥长40m,线速度3m/min, N0.55X2kW) 2台
撇渣斗4个

5

曝气池

L×B×H =
70m×55m×4.5m

1座

BOD为150，经初沉池处理，降低25%
罗茨鼓风机（TSO-150，Qa15.9m3/min, P19.6kPa,N11kw）3台
消声器6个

6

辐流式二沉池

D×H=
Φ32.6m×3.75m

2座
设计流量Q= 2500m3/h
表面负荷q= 1.5m3/(m2·h)
固体负荷
停留时间T= 2.5 h
池边水深H1=2 m

全桥式刮吸泥机(桥长40m,线速度3m/min, N0.55X2kW) 2台
撇渣斗4个
出水堰板1520mX2.0m
导流群板560mX0.6m

7
接触消毒池
L×B×H=
32.4m×3.6m×3m

1座
设计流量Q=3275 m3/h
停留时间T= 0.5 h
有效水深H1=2 m

注水泵（Q3～6 m3/h ）2台

9

加氯间

L×B=
12m×9m

1座

投氯量 300 kg/d
氯库贮氯量按15d计

负压加氯机(GEGAL-2100)3台
电动单梁悬挂起重机(2.0t)1台

10

回流及剩
余污泥泵房（合建式）

L×B=
10m×5m

1座

无堵塞潜水式回流污泥泵2台
钢闸门(2.0X2.0m)2扇
手动单梁悬挂式起重机(2t)1台
套筒阀DN800mm, Φ1500mm 2个
电动启闭机（1.0t）2台
手动启闭机（5.0t）2台
无堵塞潜水式剩余污泥泵3台