城市污水处理厂设计A2O总稿副本.docx

第一章 设计说明书1.1 城市污水处理概论城市污水处理是指为改变污水性质，使其对环境水域不产生危害而采取的措施。城市污水处理一般分为三级：一级处理，系应用物理处理法去除污水中不溶解的污染物和寄生虫卵；二级处理，系应用生物处理法将污水中各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质；三级处理，系应用化学沉淀法、生物化学法、物理化学法等，去除污水中的磷、氮、难降解的有机物、无机盐等。至于采取哪级处理比较合理，应视对最终排出物的处理要求而定。 城市污水处理技术就是利用各种设施设备和工艺技术，将污水所含的污染物质从水中分离去除，使有害的物质转化为无害的物质、有用的物质，水则得到净化，并使资 源得到充分利用。 城市污水处理技术通常有物理处理技术、化学处理技术、物理化学处理技术、生物处理技术等。 典型的物理处理技术在城市污水处理中应用的有沉淀技术、过滤技术、气浮技术等。 典型的化学处理技术和物理化学处理技术有中和、加药混凝、离子交换等。 典型的生物处理技术有好氧牲氧化分解和厌氧生物发酵技术。 城市污水处理工艺，实际上是以上这些技术的应用与组合。 城市污水处理工艺：城市污水处理工艺按流程和处理程序划分，可分为预处理工艺，一级处理工艺、二级处理工艺、深度处理工艺和污泥处理工艺，以及最终的污泥处置。城市污水处理工艺目前仍在应用的有一级处理、二级处理、深度处理，但国内外最普遍流行的是以传统活性污泥法为核心的二级处理。 城市污水处理工艺的确定，是根据城市水环境质量要求、来水水质情况、可供利用的技术发展状态、城市经济状况和城市管理运行要求等诸方面的因素综合确定的。工艺确定前一般都要经过周密的调查研究和经济技术比较。最近几年国内应用较多的有A-O或A-A-O工艺、SBR工艺、氧化沟工艺等类型。A-O或A-A-O工艺也叫缺氧-好氧或厌氧-缺氧-好氧工艺。这一工艺的开发主要是为了满足脱氮除磷的需要，这是一种经济有效的生物脱氨除磷技术，我国南方不少污水厂就采用这一工艺。 SBR工艺也叫续批式活性污泥法工艺。这一工艺构筑物主要是一个池子既作曝气池又作二沉淀，管理简单，特别适合中小城镇的城市污水处理，对于较大水量的连续操作，处理一般要几 套池子组合运行。氧化沟工艺是一种延时曝气的活性污泥法，由于负荷很低，而冲击负荷强，出水水质好，污 泥产量少且稳定，构筑物少运行管理简单。氧化沟可以按脱氮设计，也可以略加改造现脱氮 除磷。另外，城市污水处理还有传统活性污泥法的一些变型工艺，以及A-B工艺等一些工艺类型。 1.2 工艺流程的选择1.2.1 工艺的比较工艺选择的主要原则满足处理功能与效率要求 城市污水处理厂工艺方案应确保高效稳定的处理效果，城市污水处理设施出水应达到国家或地方规定的水污染物排放控制的要求。对城市污水处理设施出水水质有特殊要求的，须进行深度处理。这是污水处理最重要的目标，也是污水处理厂产品的基本质量要求。而排放标准的确定主要取决于处理出水的最终处置方式，如果排入水体，则取决于接纳水体的功能质量要求和水体的环境容量，如果回用，则取决于回用水用户对水质的要求。 规模与工艺标准因地制宜 污水处理厂工艺方案的确定必须充分考虑当地的社会经济和资源环境条件。要实事求是的确定城市污水处理工程的规模、水质标准、技术标准、工艺流程以及管网系统布局等问题；处理规模大小对处理工艺的影响很大，城市污水处理设施建设应按照远期规划确定最终规模，以现状水量为主要依据确定近期规模。污水处理厂的实际设计规模应根据污水收集量和分期建设、水质目标确定，污水收集量取决于管网完善程度和汇水区内的生活、工业污水产生与允许纳入量，以及管网入渗或渗漏水量等因素。技术成熟可靠切实可行 根据城市污水处理技术政策，城市污水处理设施建设，应采用成熟可靠的技术。根据污水处理设施的建设规模和对污染物排放控制的特殊要求，可积极稳妥地选用污水处理新技术。经济合理效益显著节省工程投资与运行费用是城市污水处理厂建设与运行的重要前提。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说，这一点尤为重要。较高的性能价格和经济指标同样是先进性的重要体现。氧化沟工艺、SBR工艺、AB法、A2/O法、A/O法等工艺的比较。表1 污水处理工艺比较优点缺点氧化沟法 曝气装置多采用表面机械曝气器，竖轴、横轴曝气器都可以； 进、出水装置简单；BOD负荷低，类似于活性污泥法的延时曝气法，处理出水水质良好； 对水温、水质和水量的变动有较强的适应性； 污泥产率低，剩余污泥产量少； 污泥龄长，可达1530d，为传统活性污泥法的36倍； 世代时间很长的细菌如硝化细菌能在反应器内得以生存，从而使氧化沟具有脱氮的功能。尽管氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化控制等优点。但是，在实际的运行过程中，仍存在一系列的问题。处理构筑物较多；回流污泥溶解氧较高，对除磷有一定的影响；容积及设备利用率不高。AB法对有机底物去除效率高。系统运行稳定。主要表现在：出水水质波动小，有极强的耐冲击负荷能力，有良好的污泥沉降性能。 有较好的脱氮除磷效果。 节能。运行费用低，耗电量低，可回收沼气能源。经试验证明，AB法工艺较传统的一段法工艺节省运行费用20%25%.A段在如果控制不好，易产生臭气，影响附近的环境卫生。当对除磷脱氮要求很高时，A段不宜按AB法的原来去处有机物的分配比去除BOD55%-60%，不能有效的脱氮。污泥产率高，A段产生的污泥量较大，约占整个处理系统污泥产量的80%左右，且剩余污泥中的有机物含量高，这给污泥的最终稳定化处置带来了较大压力。 A/O法效率高。该工艺对废水中的有机物，氨氮等均有较高的去除效果。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。缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率。容积负荷高。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。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；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%。影响因素 水力停留时间 （硝化6h），反硝化3000mg/L）污泥龄（ 30d ）N/MLSS负荷率（0.03 ）进水总氮浓度（ 0.15 （符合要求） （2-31） 沉砂池底部的沉砂通过吸砂泵，送至砂水分离气，脱水后的清洁砂砾外运，分离出来的水回流至泵房吸水井。2.5 配水井的设计计算（1）进水管管径D1配水井进水管的设计流量为，当进水管管径D1=800mm时（混凝土圆管，满流），查水力计算表，得知v=0.95m/s1m/s满足要求。（2）堰上水头H因单个出水溢流堰的流量为，一般单个出水流堰的流量大于100 L/s采用矩形堰，小于100 L/s采用三角堰，所以本设计采用三角堰（堰高h取0.5m）。（3）三角堰的流量 （2-32） 式中：q三角堰的流量，m3/s； H堰上水头，m； b堰宽，m，取堰宽b=0.6m； m0流量系数，通常采用0.3270.332，取0.33。则 2.6 设计和计算（1）原始数据碱度工艺的设计参数 kgBOD5/(kgMLSSd)（2）池容积 反应池总的水力停留时间t= （2-37）各段水力停留时间和容积厌氧：缺氧：好氧1：1：3厌氧池水力停留时间，池容； 缺氧池水力停留时间，池容；好氧池水力停留时间，池容（3）校核磷负荷kgTN/(kgMLSSd) 厌氧段总磷负荷：(4) 剩余污泥量 （2-39）剩余污水含水率按99.2%计算，污泥密度为1000kg/m3，湿污泥量为 （2-42）（5）碱碱度校核每氧化1mg氨氮需消耗碱度7.14mg，每还原1mg硝态氮产生碱度3.57mg，去除1mg BOD5产生碱度0.1mg。 剩余碱度S=进水碱度-硝化消耗碱度+反硝化碱度+去除BOD5产生碱度 假设生物污泥中含氮量以12.4计，则： 每日用于合成的总氮=0.124*4233.33=524.93kg/d 即，进水总氮中有（524.93*1000）/50000=10.50mg/L,用于合成 所需硝化的氨氮量=30-15-10.50=4.5 mg/L 需还原的硝酸盐氮量=50000*4.5/1000=225kg/d（6）反应池主要尺寸反应池容积 V= （2-43）设反应池2组，单组池容积V单V/2/2833