天水市污水處理廠工程工藝設(shè)計(jì)——給水排水工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、河北工程大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)為天水市污水處理廠工程工藝設(shè)計(jì)，污水處理廠處理規(guī)模為一期40000m3/d。污水主要來(lái)源為生活污水和工業(yè)廢水，主要污染物質(zhì)為nh3-n、bod、cod，適宜采用生化處理方法。經(jīng)過(guò)方案比較，確定采用三溝式氧化溝工藝。nh3-n、bod、cod的去除率分別達(dá)到92%、93%、89%，污水處理廠處理后的出水達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（gb8978-1996）中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。污水和活性污泥的混合液在氧化溝中進(jìn)行不斷的循環(huán)運(yùn)動(dòng)，具有良好的去除bod、cod及脫氮除磷的功能。另外，工藝流程簡(jiǎn)單，構(gòu)筑物少，構(gòu)造形式多樣，運(yùn)行較為靈活，運(yùn)行穩(wěn)定性好，基建投資省，運(yùn)行費(fèi)用低，操作管

2、理方便，出水水質(zhì)好也是氧化溝優(yōu)于其他處理工藝的地方。關(guān)鍵詞：三溝式氧化溝、脫氮除磷abstractthis design is about the sewage treatment plant in tianshui city. the construction of this plant is 40000 m3/d. the main origin of the sewage is the sanitary sewage and the industrial waste. the main polluting is the nh3-n, bod, cod. it is suitable to

3、 use the biochemistry processing method. after the comparison of the plan, the three type oxidation ditch craft was chosen as the process. the elimination rate of the nh3-n, bod, cod respectively achieved 92%, 93%, 89%. the outlet water of the treatment meets the level two of the national sewage dis

4、charge standard (gb8978-1996).the mixed liquor of the sewage and the activated sludge are sporting unceasingly in the oxidation ditch. it is good to exclude bod、cod and take off the nitrogen and the phosphorus. additionally, the simple processing, the few buildings, the varied structure, the nimble

5、movement, and the good stability of the movement, the province initial cost, the low operating cost, the convenient operation and management, the good quality of the letout water are also the places which the oxidize ditch is better than the other technology.key words : three oxidation . nitrogen an

6、d phosphorus removal目錄第一章 概述-51.1 城市污水的特征及建造城市污水處理廠的必要性-51.2我國(guó)水處理技術(shù)的發(fā)展-51.3 設(shè)計(jì)任務(wù)及內(nèi)容-6第二章 污水廠設(shè)計(jì)方案的確定-92.1 方案初選-92.1.1 活性污泥法的特征-92.1.2 生物膜法的特征-102.2 方案比選-112.3 方案確定-12第三章 污水廠構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算-163.1 粗格柵計(jì)算-163.2污水提升泵房-203.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)-203.2.2泵房設(shè)計(jì)計(jì)算-203.3.細(xì)格柵計(jì)算-223.4平流沉砂池計(jì)算-253.5配水井-293.6 三溝式氧化溝計(jì)算-303.7 接觸池計(jì)算-373.8 污泥泵

7、房計(jì)算-403.9污泥濃縮池-413.10 貯泥池計(jì)算-443.11 脫水機(jī)房計(jì)算-45第四章 污水處理廠高程及平面設(shè)計(jì)-454.1高程布置-464.1.1污水高程計(jì)算-464.1.2 中水、污泥高程-484.2平面布置-494.2.1平面布置的一般原則-494.2.2污水廠布置形式-504.2.3污水長(zhǎng)布置的具體內(nèi)容-50第五章 中水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算-505.1中水處理工藝流程-505.2隔板式絮凝池-505.3沉淀池-535.4 v型濾池-575.5清水池-645.5.1平面尺寸計(jì)算-645.5.2管道系統(tǒng)-655.5.3清水池布置-67第六章 供電儀表與供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)-676.1 變配電

8、系統(tǒng)-676.2 監(jiān)測(cè)儀表的設(shè)計(jì)-686.2.1設(shè)計(jì)原則-686.2.2檢測(cè)內(nèi)容-686.3 供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-68第七章 污水廠的定員-687.1定員原則-687.2 污水廠定員-69第八章 工程概算及其運(yùn)行管理-698.1工程概算-698.2安全措施-69參考資料-72第一章 概述以前人們認(rèn)為水是一種“取之不盡，用之不竭”的自然資源，但隨著工業(yè)化進(jìn)程人們?cè)絹?lái)越多地認(rèn)識(shí)到這是一個(gè)錯(cuò)誤的觀點(diǎn)。我國(guó)淡水資源總量為2.8億立方米，居世界第六位，但人均水量只相當(dāng)世界人均占有量的1/4，居世界第88位。目前，我國(guó)有200多個(gè)城市缺水。近幾年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展觀更廣泛的普及，環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加

9、強(qiáng)，加大了對(duì)水資源的治理。當(dāng)今環(huán)境污染的治理不能停留在各級(jí)政府的重視，而要深化到全民族每位公民環(huán)保意識(shí)的提高。我們不僅要達(dá)到經(jīng)濟(jì)發(fā)展了，生活水平提高了，還要做到經(jīng)濟(jì)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展，生活的質(zhì)量不斷提高。1.1 城市污水的特征及建造城市污水處理廠的必要性 2008年，全國(guó)廢水排放總量為620億噸，比上年增長(zhǎng)4.7%。其中城鎮(zhèn)污水排放量246.7億噸，占廢水排放總量的53.8%?？墒?，2008年我國(guó)污水的處理率僅為32%。遠(yuǎn)低于我國(guó)環(huán)保規(guī)劃綱要規(guī)定的要求，所以以后重點(diǎn)是解決水污染問(wèn)題，而水污染中的重點(diǎn)是建設(shè)城市污水處理廠。城市污水的性質(zhì)特征主要與下列因素有關(guān)：人們的生活習(xí)慣；氣候環(huán)境條件；生活污

10、水與生產(chǎn)廢水所占的比例；所采用的排水體制以及國(guó)家、地方部門對(duì)水質(zhì)的要求等。為了經(jīng)濟(jì)有效的解決水污染問(wèn)題，必須深入了解城市污水的各項(xiàng)特性。我國(guó)城市基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)國(guó)外先進(jìn)國(guó)家較為落后，城市污水處理廠不能很好的滿足社會(huì)的進(jìn)步以及人民生活水平日益提高所帶來(lái)的污水排放問(wèn)題。污水處理技術(shù)沒(méi)有得到普遍應(yīng)用，污水處理率低，結(jié)果造成大量未經(jīng)處理的污水排入江河湖海，造成嚴(yán)重污染。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)城市污水治理的政策措施，將城市污水處理列為環(huán)保工作重點(diǎn)，保證我國(guó)水環(huán)境和水資源的可持續(xù)發(fā)展。 1.2我國(guó)水處理技術(shù)的發(fā)展解放初期由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)剛剛起步，當(dāng)時(shí)的污水污染程度很低，且提倡利用污水進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉，特別是北方缺水地區(qū)將污

11、水灌溉利用作為經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推廣，如著名的沈撫灌渠等，所以全國(guó)僅有幾個(gè)城市建設(shè)了近十座污水處理廠（還包括19211926年間外國(guó)人興建的3座污水處理廠），在處理工藝上有的還是一級(jí)處理，處理的規(guī)模也很小，每天只有幾千立方米，最大的也只有每天5萬(wàn)立方米左右，致使污水處理技術(shù)和管理水平處于較落后的狀態(tài)。由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，人民生活水平的逐步提高，城市污水的成分也隨之而變化，污染程度由低向高逐漸演變，一些發(fā)達(dá)的資本主義國(guó)家由于污水的污染，使人民身體健康受到威脅的沉痛教訓(xùn)（如，日本國(guó)骨疼病、水俁病的出現(xiàn)），引起人們的關(guān)注和我國(guó)政府的高度重視，建立了國(guó)家級(jí)環(huán)保組織（國(guó)務(wù)院環(huán)境保護(hù)辦公室），大學(xué)也陸續(xù)設(shè)置環(huán)

12、境工程系或環(huán)境工程專業(yè)，國(guó)務(wù)院環(huán)保辦投資在天津興建污水處理試驗(yàn)廠（天津市紀(jì)莊子污水處理試驗(yàn)廠），70年代末開始興建，處理規(guī)模：一級(jí)處理0.1m3/s，二級(jí)處理0.025m3/s，北京高碑店污水處理試驗(yàn)廠也先后運(yùn)行。國(guó)家和地方都為籌備建設(shè)國(guó)內(nèi)大型污水處理廠做前期工作，此刻天津市政府與建設(shè)部及有關(guān)部委率先決定建設(shè)天津市紀(jì)莊子污水處理廠，并于1982年破土動(dòng)工，1984年4月28日竣工投產(chǎn)運(yùn)行，處理規(guī)模26萬(wàn)m3/d。隨著改革開放不斷深入，我國(guó)的污水處理事業(yè)也得到了快速的發(fā)展。國(guó)外污水處理新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備被引進(jìn)到我國(guó)，在活性污泥工藝應(yīng)用的同時(shí)，ab法、a/o法、a/a/o法、cass法、sbr

13、法、氧化溝法、穩(wěn)定塘法、土地處理法等也在污水處理廠的建設(shè)中得到應(yīng)用。1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)及內(nèi)容一、 設(shè)計(jì)題目：天水市污水處理廠的設(shè)計(jì)二、 設(shè)計(jì)依據(jù)(一)排水體制：完全分流制(二)污水量 1、污水處理廠服務(wù)區(qū)到2020年設(shè)計(jì)人口為 32 萬(wàn)人，居住建筑內(nèi)設(shè)有室內(nèi)給排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備。 2、城市公共建筑污水量為 2.3 萬(wàn)米3/日。 3、服務(wù)區(qū)工業(yè)平均污水量為 3.0 萬(wàn)米3日，其中包括工業(yè)企業(yè)內(nèi)部生活淋浴污水。 4、城市混合污水變化系數(shù) 日變化系數(shù)kd 1.2 ，總變化系數(shù)kz 1.3 。(三)混合污水水質(zhì)（預(yù)測(cè)）codcr=320mg/l ss=200mg/lbod5=160mg/l nh3-

14、n=30mg/ltn=40mg/l tp=3.0mg/l ph=6.58.0 重金屬及有毒物質(zhì)：微量(四) 出水水質(zhì)城市污水處理后，處理后的水50%排入渭河。 排水水質(zhì)執(zhí)行城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（gb18918-2002）中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：codcr100mg/l，ss30mg/l，bod530mg/l，nh3-n=20mg/l，tp3mg/l。其余50%回用于電廠鍋爐冷卻用水，排水水質(zhì)執(zhí)行城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)：codcr50mg/l，ss10mg/l，bod510mg/l，nh3-n=10mg/l，tp1mg/l，大腸菌群1個(gè)/升。(五)氣象資料 l、氣溫：年平均11.5，最高33.

15、4，最低10.8 2、風(fēng)向風(fēng)速：平均風(fēng)速3.0m/s，最大風(fēng)速12m/s主導(dǎo)風(fēng)向及風(fēng)頻率：夏季西南風(fēng)15% 冬季西北風(fēng)18% 3、降水量：年平均降雨量574mm 4、冰凍期：120d，土壤冰凍深度最大80cm（六）水體、水文地質(zhì)資料 l、水體資料污水廠二級(jí)處理出水排入渭河，河底標(biāo)高為1134m，平均水深3.1m，平均流量為6.5 m3/s。 (七)工程地質(zhì)資料 1、地基承載力 250 kpa，設(shè)計(jì)地震烈度8度。 2、土層構(gòu)成：由上至下包括黃土狀亞粘土、飽和黃土狀亞粘土、細(xì)粉砂與中粗砂、亞粘土等。(八)污水處理廠地形圖(見(jiàn)附圖)，廠區(qū)地坪設(shè)計(jì)標(biāo)高為1142.5m。(九)污水處理廠進(jìn)水干管數(shù)據(jù) 管

16、內(nèi)底標(biāo)高1135.8m，管徑 1400 mm 充滿度 0.75 。三、 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求1、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書污水及污泥處理工藝方案比較和處理構(gòu)筑物的選型；污水處理工程水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算；污水處理工程污泥處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算；中水回用處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算；污水處理和污泥處理高程的計(jì)算；污水處理廠的工程概算。2、翻譯一份6000字以上的與設(shè)計(jì)有關(guān)外文文獻(xiàn)3、水處理工藝施工圖一套要求至少8張1#圖（35張手工繪圖和35張計(jì)算機(jī)繪圖），其組成應(yīng)滿足下列要求： （1）污水處理廠工藝及污水回用總平面布置圖1張，包括處理構(gòu)筑物、附屬構(gòu)筑物、配水、集水構(gòu)筑物、污水污泥管渠、回流管渠、放空管、超越管渠、空氣管路

17、、廠內(nèi)給水、污水管線、中水管線、道路、綠化、圖例、構(gòu)筑物一覽表、說(shuō)明等。 （2）污水處理廠污水和污泥及污水回用工程高程布置圖 1張，即污水、污泥、中水處理高程縱剖面圖，包括構(gòu)筑物標(biāo)高、水面標(biāo)高、地面標(biāo)高、構(gòu)筑物名稱等。 （3）污水總泵站或中途泵站工藝施工圖l張 （4）污水處理及污泥處理工藝中兩個(gè)單項(xiàng)構(gòu)筑物施工平面圖和剖面圖及部分大樣圖45張。（5）污水回用工程中主要單體構(gòu)筑物工藝施工圖12張。4、按照學(xué)校要求完成畢業(yè)設(shè)計(jì)文件。四、設(shè)計(jì)時(shí)間安排設(shè)計(jì)任務(wù)安排與資料查閱 1周 畢業(yè)實(shí)習(xí) 3周設(shè)計(jì)計(jì)算 45周繪圖 56周 計(jì)算說(shuō)明書整理 1周五、參考資料1、執(zhí)行的主要設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn) (1) 中華人民共

18、和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) (gb3838-2002) (2) 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(gb18918-2002)(3) 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(gb8978-1996) (4) 中華人民共和國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(cj3082-1999) (5) 中華人民共和國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，城鎮(zhèn)污水處理廠附屬建筑和附屬設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(cjj31-89) (6) 中華人民共和國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，城市污水處理廠污水污泥排放標(biāo)準(zhǔn)(cj3025-93) (7) 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn)(gb/t50106-2001) (

19、8) 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，給水排水設(shè)計(jì)基本術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)(gbj125-89) (9) 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn), 室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范(gb/t 18920-2002) 2、主要參考書目 (1) 排水工程上、下冊(cè)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社；(2) 給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)，第1冊(cè)，第5冊(cè)，第9冊(cè)，第10冊(cè)，第11冊(cè)和第12冊(cè)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社；(3) 給水排水工程快速設(shè)計(jì)手冊(cè)(第1、2冊(cè))，中國(guó)建筑工業(yè)出版社；(4) 水污染治理新工藝與設(shè)計(jì)，海洋出版社；(5) 污水處理新工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例，科學(xué)出版社；(6) 污水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)與計(jì)算，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社；(7) 環(huán)境工程手冊(cè)水污染防治卷，高等教育出

20、版社；(8) 污水除磷脫氮技術(shù)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社；(9) 給水排水工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南，中國(guó)水利水電出版社；（10）水處理工程師手冊(cè)，化學(xué)工業(yè)出版社；（11）污水生物處理與化學(xué)處理技術(shù)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社；（12）廢水處理及再用，中國(guó)建筑工業(yè)出版社；（13）近年來(lái)發(fā)表在給水排水與中國(guó)給水排水近年來(lái)的。第二章 污水廠設(shè)計(jì)方案的確定污水處理廠設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行近期及遠(yuǎn)期規(guī)模的研究，以合理確定工程分期。以遠(yuǎn)期規(guī)模做為污水處理廠選址的依據(jù)，其選址用地條件應(yīng)滿足遠(yuǎn)期處理用地的需要，以利于工程的擴(kuò)建。對(duì)中小城市污水處理廠，近期建設(shè)規(guī)模不宜過(guò)大。原因如下： 中小城市污水管網(wǎng)普及率較低，污水管網(wǎng)的改造耗時(shí)較長(zhǎng)，至少

21、3-5年。 中小城市基礎(chǔ)資料缺乏，存在諸多不確定因素，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、某些重點(diǎn)污染企業(yè)的周期性運(yùn)行等，其水質(zhì)水量較難準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。如果近期建設(shè)規(guī)模過(guò)大，污水處理廠長(zhǎng)期達(dá)不到設(shè)計(jì)規(guī)模，造成大量設(shè)備閑置，投資效益降低。目前城市污水生化處理技術(shù)發(fā)展很快，工藝類型較多。除廣泛采用的傳統(tǒng)活性污泥法外，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多的有氧化溝法、a/a/o法、a/o法、a-b法、sbr法等。城市污水處理方案有好幾種，在這一節(jié)中所進(jìn)行的處理工藝大方案的比選。2.1 方案初選根據(jù)本地區(qū)的污水特點(diǎn)：(一)有機(jī)物濃度比較低，cod 濃度在320 mg/l 左右,屬于普通的城市污水；(二)bod/cod=0.50.3，廢水的可生

22、化性能比較好，宜于進(jìn)行生物處理；(三)懸浮物的濃度比較低；(四)廢水是城市污水，含有較豐富的碳水化合物和氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；(五)廢水呈中性，ph=6.58.0，這一項(xiàng)指標(biāo)符合污水排放標(biāo)準(zhǔn)；由上可見(jiàn)，對(duì)這樣的城市污水，其各項(xiàng)控制指標(biāo)的屬于普通城市污水的范圍之內(nèi)，用生物處理法方進(jìn)行處理比較合適。目前比較流行的生物處理方法有活性污泥法和生物膜法。這兩種處理方法各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。2.1.1 活性污泥法的特征(1)曝氣池內(nèi)是混合液，在曝氣系統(tǒng)的攪動(dòng)下，混合液中的有機(jī)物、活性微生物、氧氣充分混合。達(dá)到較好的接觸效果。(2)曝氣池內(nèi)的混合也必須不斷充氧，維持微生物氧化有機(jī)物所需要的氧量。使有機(jī)物更好地被分解

23、。(3)二次沉淀池的作用是泥水分離、使混合液澄清、污泥濃縮，是經(jīng)過(guò)處理的污水達(dá)標(biāo)排放。需要設(shè)置污泥回流系統(tǒng)，是需要回流的污泥得到濃縮，從而減少污泥回流系統(tǒng)的體積和運(yùn)行費(fèi)用。(4)污泥回流系統(tǒng)包括：污泥提升泵、剩余污泥排出系統(tǒng)、污泥回流管道。其微生物接種的作用。2.1.2 生物膜法的特征優(yōu)點(diǎn)：(1)固體停留時(shí)間長(zhǎng)、微生物濃度高；(2)微生物多樣化、微生物分層各個(gè)層可以配有有力的微生物；(3)微生物食物鏈長(zhǎng)、世代長(zhǎng)和微生物存活率高；(4)對(duì)水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性強(qiáng)、對(duì)溫度適應(yīng)性強(qiáng)、可以處理低濃度廢水；(5)產(chǎn)生污泥少、容易固液分離、動(dòng)力費(fèi)用較低、有較好的脫氮除磷效果；缺點(diǎn)：(1)生物膜法的微生物膜

24、不以刮起、用的時(shí)間比較長(zhǎng)；(2)生物膜法適合處理的水量比較??；(3)生物膜法的布水不太均勻、容易產(chǎn)生池蠅和散發(fā)臭味；(4)生物膜法采用濾料作為生物膜的載體，這樣濾料容易堵塞；(5)處理構(gòu)筑物出現(xiàn)問(wèn)題，維修不便；由上面的比較可以知道，對(duì)于設(shè)計(jì)中這樣的水質(zhì)采用活性污泥法比較適合。城市污水中的bod5、cod、ss 的含量均屬于中低濃度，國(guó)內(nèi)外對(duì)城市污水的處理工藝多采用活性污泥法，可以將污水處理到排放標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)環(huán)境從而達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的，有較好的效果。以前建設(shè)的好多水處理項(xiàng)目都屬于活性污泥法，不過(guò)是普通的活性污泥法，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和時(shí)間的推移?；钚晕勰喾ǔ霈F(xiàn)了一系列新的工藝，達(dá)到了處理效果更好，投

25、資費(fèi)用更低的目的。活性污泥法新工藝主要有：氧化溝工藝、sbr 工藝、ao 工藝、a2/o 工藝等一系列先進(jìn)的處理工藝。有著較好的發(fā)展前景， 目前比較流行的是氧化溝工藝。活性污泥法還有以下的特點(diǎn)：(1)活性污泥法適合處理城市污水，并且其適合處理的水量比較大，處理效果比較好，可以除去污水中大部分的有毒有害的物質(zhì)；(2)活性污泥法利用活性微生物去氧化、分解、去除污水中的有機(jī)物，保持活性污泥的活性，就可以達(dá)到好的處理效果；(3)活性污泥法不需要濾料等微生物的載體，可避免濾料堵塞等一系列不良問(wèn)題的出現(xiàn)；(4)活性污泥法的微生物繁殖較快，微生物的種類較多、世代時(shí)間短，可以保證活性污泥的活性；(5)活性污泥

26、法對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性較強(qiáng)；(6)活性污泥法工藝中的污泥接種和馴化的操作比較簡(jiǎn)單、用時(shí)比較短，可以較快的投入運(yùn)行；(7)活性污泥法對(duì)營(yíng)養(yǎng)的要求比較低，一般c：n：p=100：5：1 即可滿足要求，而城市污水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以滿足活性微生物的營(yíng)養(yǎng)要求，故不需要另外投加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可以降低運(yùn)行費(fèi)用；(8)活性污泥法運(yùn)行管理較方便，便于維修；根據(jù)上述的特點(diǎn)和比較可知，對(duì)于本市區(qū)的污水易用活性污泥法進(jìn)行處理，故可以確定大的方案是活性污泥法。2.2 方案比選在方案比選中，已經(jīng)確定用活性污泥法進(jìn)行處理?；钚晕勰喾ǖ墓に囉校?一) 普通a2/o 工藝；2.2.1 普通a2/o 工藝2.2.2 氧化溝工藝；2.2.1

27、普通a2/o 工藝其工藝流程見(jiàn)下圖2-1 a/a/o處理工藝流程圖優(yōu)點(diǎn)：該工藝為最簡(jiǎn)單的同步脫氮除磷工藝 ，總的水力停留時(shí)間，總產(chǎn)占地面積少于其它的工藝 。在厭氧的好氧交替運(yùn)行條件下，絲狀菌得不到大量增殖，無(wú)污泥膨脹之虞，svi值一般均小于100。污泥中含磷濃度高，具有很高的肥效。運(yùn)行中勿需投藥，兩個(gè)a段只用輕緩攪拌，以不嗇溶解氧濃度，運(yùn)行費(fèi)低。缺點(diǎn)：除磷效果難于再行提高，污泥增長(zhǎng)有一定的限度，不易提高，特別是當(dāng)p/bod值高時(shí)更是如此 。脫氮效果也難于進(jìn)一步提高，內(nèi)循環(huán)量一般以2q為限，不宜太高，否則增加運(yùn)行費(fèi)用。對(duì)沉淀池要保持一定的濃度的溶解氧，減少停留時(shí)間，防止產(chǎn)生厭氧狀態(tài)和污泥釋放磷的

28、現(xiàn)象出現(xiàn)，但溶解 濃度也不宜過(guò)高。以防止循環(huán)混合液對(duì)缺反應(yīng)器的干擾。2.2.2 氧化溝工藝：又稱循環(huán)混合式活性污泥法。一般采用延時(shí)曝氣，同時(shí)具有去除bod5 和脫氮的功能，它采用機(jī)械曝氣，一般不設(shè)初沉池和污泥消化池。氧化溝處理效率為：bod5 和ss均為95%以上，總氮為70%80%。氧化溝具有工藝流程短，處理效率高。出水水質(zhì)穩(wěn)定，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但占地面積過(guò)大。在流態(tài)上，氧化溝介于完全混合與推流之間。污水在溝內(nèi)的流速v 平均為0.4m/s,氧化溝總長(zhǎng)為l，當(dāng)l 為100500m 時(shí)，污水完成一個(gè)循環(huán)所需時(shí)間約為420min，如水力停留時(shí)間定為24h,則在整個(gè)停留時(shí)間要做72360 次循環(huán)

29、?？梢哉J(rèn)為在氧化溝內(nèi)混合液的水只是幾近一致的，從這個(gè)意義來(lái)說(shuō)，氧化溝內(nèi)的流態(tài)是完全混合式的。但是又具有某些推流式的特征，如在曝氣裝置的下游，溶解氧濃度從高向低變動(dòng)，甚至可能出現(xiàn)缺氧段。氧化溝的這種獨(dú)特的水流狀態(tài)，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以將其區(qū)分為富氧區(qū)、缺氧區(qū)，用以進(jìn)行硝化和反硝化，取得脫氮的效應(yīng)。常用的氧化溝系統(tǒng)由卡羅塞氧化溝、交替工作氧化溝及二沉池交替工作氧化溝。1優(yōu)點(diǎn)(1)氧化溝特殊的水流狀態(tài)，有利于活性污泥的生物凝聚作用?？梢詫⑵浞譃楹醚鯀^(qū)和缺氧區(qū)，用以進(jìn)行硝化和反硝化，取得脫氮效果；(2)可以考慮不設(shè)初沉池。也可以考慮不單獨(dú)設(shè)二沉池，從而省去污泥回流系統(tǒng)；(3)bod

30、負(fù)荷低，對(duì)水溫、水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性強(qiáng)；(4)污泥齡較長(zhǎng)，有較好的反硝化脫氮效果；(5)污泥的產(chǎn)率低，且多已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，故不需設(shè)置消化池；2.3 方案確定通過(guò)上面的方案比較，本設(shè)計(jì)決定采用的處理方案是氧化溝工藝。氧化溝工藝又稱為“循環(huán)曝氣法工藝”，屬于活性污泥法的一種變法。污水和活性污泥在環(huán)形曝氣渠道中循環(huán)流動(dòng)。氧化溝是20 世紀(jì)50 年代由荷蘭的巴斯維爾開發(fā)。近幾年新建的大部分污水處理廠均采用氧化溝工藝，傳統(tǒng)的活性污泥法脫氮除磷效果不太好，而這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入水體之后，會(huì)對(duì)水體產(chǎn)生污染，是水體富營(yíng)養(yǎng)化。氧化溝工藝的脫氮除磷效果比較好。至20 世紀(jì)90 年代中期，我國(guó)已經(jīng)興建了30 多座氧化

31、溝工藝的污水處理廠。故本設(shè)計(jì)采用這種工藝。常見(jiàn)的氧化溝系統(tǒng)1卡魯塞爾氧化溝工藝2三溝式氧化溝工藝3. 奧巴勒型氧化溝工藝常見(jiàn)氧化溝工藝優(yōu)缺點(diǎn)2.3.1 卡魯塞爾氧化溝工藝(1) 工藝特點(diǎn)卡魯塞爾氧化溝是一個(gè)多溝串連的系統(tǒng)，進(jìn)水和活性污泥混合后在溝內(nèi)做不停的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。污水和回流污泥在第一個(gè)曝氣區(qū)中混合。由于曝氣器的泵送作用，溝中的流速保持0.3m/s。水流在連續(xù)經(jīng)過(guò)幾個(gè)曝氣區(qū)后，便流入外邊最后一個(gè)環(huán)路，出水從這里通過(guò)出水堰排出，出水位于第一曝氣區(qū)的前面?？斎麪栄趸瘻喜捎么怪卑惭b的低速表面曝氣器，每組溝渠安裝一個(gè)，均安裝在同一端，因此形成了靠近曝氣器下游的富氧區(qū)和曝氣器上游以及外環(huán)的缺氧區(qū)。這不

32、僅有利于生物凝聚，還使活性污泥易于沉淀。bod 去除率可達(dá)到95%99%，脫氮效率約為90%，除磷率約為50%。在正常的設(shè)計(jì)流速下，卡魯塞爾氧化溝渠道中混合液的流量時(shí)進(jìn)水流量的50100倍，曝氣池中混合液平均每520min 完成一個(gè)循環(huán)。具體循環(huán)時(shí)間取決于渠道長(zhǎng)度、渠道流速、設(shè)計(jì)負(fù)荷等。這種狀態(tài)可以防止短流，還通過(guò)完全混合作用產(chǎn)生很強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力?？斎麪栄趸瘻系谋砻嫫貧鈾C(jī)單機(jī)功率大（可達(dá)150kw）,其水深可達(dá)5m 以上，使氧化溝占地面積減小，土建費(fèi)用降低。同時(shí)具有很強(qiáng)的混合攪拌和耐沖擊負(fù)荷能力。當(dāng)有機(jī)負(fù)荷較低時(shí)，可以停止某些曝氣機(jī)的運(yùn)行，或者切換較低的轉(zhuǎn)速，在保證水流攪拌混合循環(huán)流動(dòng)的

33、前提下，節(jié)約能量消耗。由于曝氣機(jī)周圍的局部地區(qū)能量強(qiáng)度比傳統(tǒng)活性污泥曝氣池中強(qiáng)度高得多，使得氧的轉(zhuǎn)移效率大大提高，平均傳氧效率達(dá)到2.1 /（kwh）。為滿足越來(lái)越嚴(yán)格的水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)，卡里塞爾氧化溝在原來(lái)的基礎(chǔ)上開發(fā)了許多新的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了新的功能。提高了處理效果，降低了運(yùn)行能耗，改進(jìn)了活性污泥性能，提高了生物除磷脫氮功能。主要有單級(jí)標(biāo)準(zhǔn)卡魯塞爾氧化溝工藝和變形；carrouseldenitlr/carrrousel 2000 工藝；carrousel 3000 工藝；以及四階段和五階段carrouselbardenpho 工藝系統(tǒng)。(2)優(yōu)點(diǎn)：1）出水水質(zhì)好，由于存在明顯的富氧區(qū)和缺氧區(qū)，脫氮

34、效率比較高；2）曝氣設(shè)施的單機(jī)功率大、調(diào)節(jié)性能好，并且曝氣設(shè)備數(shù)量少。既節(jié)省投資又可使運(yùn)行管理簡(jiǎn)化；3）有極強(qiáng)的混合攪拌和耐沖擊能力；4）氧化溝溝深加大，使占地面積減少、土建費(fèi)用降低；(3)缺點(diǎn)：1）曝氣設(shè)備用電量比較多，能耗較高；2）設(shè)備安裝比較復(fù)雜、繁瑣；3）設(shè)備的運(yùn)行管理和維護(hù)的工作量比較大；2.3.2三溝式氧化溝工藝優(yōu)點(diǎn)：(1)占地面積少，集曝氣、二沉、污泥消化為一體；(2)設(shè)備先進(jìn)，自動(dòng)化程度高；(3)管理人員少，工程造價(jià)及運(yùn)行費(fèi)用比較低；(4)具有脫氮除磷功能，出水水質(zhì)比較穩(wěn)定；(5)污泥齡較長(zhǎng)，污泥性質(zhì)比較穩(wěn)定；(6)三溝式氧化溝因單池體積大，對(duì)沖擊符合的適應(yīng)能力較強(qiáng)；缺點(diǎn)：三溝

35、式氧化溝自動(dòng)化控制要求較高，自動(dòng)控制水流方向和出水堰升降要求比較高；2.3.3 奧巴勒型氧化溝工藝優(yōu)點(diǎn)：(1)出水水質(zhì)好，脫氮率高，同時(shí)進(jìn)行硝化和反硝化；(2)可以在將來(lái)負(fù)荷增加的情況下，加以擴(kuò)建；(3)易于適應(yīng)多種進(jìn)水情況和出水要求的變化；(4)容易維護(hù)(5)節(jié)能，比其他任何氧化溝系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)所需要的動(dòng)力都??；缺點(diǎn)：受結(jié)構(gòu)形式的限制，總圖布置困難；氧化溝工藝的確定在上面各個(gè)氧化溝系統(tǒng)中，交替工作氧化溝工藝中有一種工藝叫做三溝式氧化溝工藝，由丹麥kruger 公司創(chuàng)建的。根據(jù)運(yùn)行方式和溝的數(shù)量分為單溝（a 型）、雙溝（b型）、和三溝（t 型）三種形式。其中雙溝在原d 型的基礎(chǔ)上開發(fā)出了vr 型氧

36、化溝。這一類型氧化溝主要是為了去除bod,如果要同時(shí)脫氮除磷，多于單溝和雙溝就要在氧化溝前后分別設(shè)置厭氧池和沉淀池，即成為ae 型或de 型氧化溝。而三溝式氧化溝除磷脫氮可在同一反映器中完成。交替式工作氧化溝系統(tǒng)沒(méi)有單獨(dú)設(shè)置反硝化區(qū)，通過(guò)在運(yùn)行過(guò)程中設(shè)置停曝期來(lái)進(jìn)行反硝化，從而獲得較高的氮去除率。交替式工作氧化溝vr 型是將曝氣溝渠分為a、b 兩部分，其間有單向活板門相連。利用定時(shí)改變曝氣轉(zhuǎn)刷的旋轉(zhuǎn)方向，以改變溝渠中的水流方向，使a、b 兩部分交替的作為曝氣區(qū)和沉淀區(qū)。d 型氧化溝有容積相同的a、b 兩部分組成，串聯(lián)運(yùn)行，交替的作為曝氣區(qū)和沉淀區(qū)，一般以8 小時(shí)為一個(gè)運(yùn)行周期。該系統(tǒng)出水水質(zhì)好

37、，污泥穩(wěn)定，不需設(shè)污泥穩(wěn)定裝置，但是最大的缺點(diǎn)是曝氣設(shè)施利用率僅為37.5%。三溝式氧化溝（t 型）是有三個(gè)相同的氧化溝組建在一起作為一個(gè)單元運(yùn)行，中間氧化溝一直為曝氣池，原污水交替的進(jìn)入兩側(cè)氧化溝，處理水則相應(yīng)的從作為沉淀池的兩側(cè)氧化溝中流出，這樣提高了曝氣設(shè)備的利用率（可達(dá)58%），另外也有利于生物脫氮。三溝式氧化溝基本運(yùn)行方式大體分為6 個(gè)階段，工作周期為8 小時(shí)。通過(guò)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制進(jìn)、出水方向，溢流堰的升降以及曝氣設(shè)備的開動(dòng)和停止。三溝式氧化溝運(yùn)行方式可根據(jù)不同的入流水質(zhì)及出水要求而改變，所以系統(tǒng)運(yùn)行靈活，操作較方便，但要求自動(dòng)控制程度高。三溝式氧化溝又稱三溝輪換式氧化溝，將曝氣與沉

38、淀工作置于同一構(gòu)筑物內(nèi)。如果要將三溝式氧化溝工藝的污水廠進(jìn)行擴(kuò)展，在其后再增建二沉池和回流設(shè)備?？蓪⒃鬯畯S的處理能力提高一倍。三溝式氧化溝是一個(gè)a-o（兼氧好氧）活性污泥系統(tǒng)，可以完成有機(jī)物的沉降和硝化反硝化過(guò)程，能取得較好的bod5 去除效果和脫氮效果，依靠三池工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，可以免除污泥回流和混合液回流，運(yùn)行費(fèi)用大大降低。處理流程簡(jiǎn)單，省去二沉池，管理方便，基建費(fèi)用低，占地少。其缺點(diǎn)是設(shè)備利用率低。我國(guó)邯鄲市污水處理廠是我國(guó)利用丹麥政府贈(zèng)款，首次采用三溝式氧化溝處理新工藝的城市二級(jí)污水處理廠。此工藝是由三條相同容積的溝槽串聯(lián)組成的。其中兩側(cè)的a、c 池交替作為曝氣池和沉淀池，中間的b 池

39、一直作為曝氣池。原污水交替的進(jìn)入a 池、b池和c 池，處理后得出水則相應(yīng)的從作為沉淀池的a 池或者c 池流出，這樣提高了曝氣轉(zhuǎn)刷的利用率可達(dá)到59%左右，另外也有利于生物的脫氮。由此可見(jiàn)，三溝式氧化溝有一系列的優(yōu)點(diǎn)，其發(fā)展的前景也比較好。隨著第一座三溝式氧化溝在我國(guó)邯鄲城市污水處理廠的成功運(yùn)行，許多城市陸續(xù)修建了各種類型氧化溝處理工藝的城市污水處理廠。1998 年9 月，第三批日元貸款修建的又一座三溝式氧化溝工藝的城市污水處理廠青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)泥布灣污水處理廠投入運(yùn)行。三溝式氧化溝運(yùn)行靈活、穩(wěn)定、管理方便，在我國(guó)投入使用后很快得到了重視。采用此工藝的單位數(shù)量也在逐漸的增多。因此在這次設(shè)計(jì)氧化

40、溝系統(tǒng)的比選中，考慮采用三溝式氧化溝工藝對(duì)定西市城市污水進(jìn)行處理。三溝式氧化溝流程簡(jiǎn)單，無(wú)需設(shè)置初沉池和二沉池及污泥回流設(shè)備，處理效果穩(wěn)定，管理方便，基建費(fèi)用低。占地面積少，并且又脫氮除磷的效果由此可見(jiàn)，這種工藝不論在經(jīng)濟(jì)上，還是在技術(shù)上，均是可行的。當(dāng)前為了滿足日益提高的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，使污水達(dá)到較好的處理效果，達(dá)到可持續(xù)發(fā)展，減少投資和節(jié)省運(yùn)行、管理費(fèi)用。易于操作，便于管理的目的。確定該市區(qū)污水處理廠的處理方案選用三溝式氧化溝。第三章 污水廠構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 粗格柵計(jì)算 格柵由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在污水渠道、泵房集水井的進(jìn)口或污水處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，

41、如纖維、碎皮、毛發(fā)、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷，并使之正常運(yùn)行。格柵設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：（1）一般采用機(jī)械清渣；（2）機(jī)械格柵一般不宜少于兩臺(tái)；（3）過(guò)柵流速一般采用0.6-1.0m/s；（4）格柵前渠道內(nèi)的水流速度一般采用0.4-0.9m/s；（5）格柵傾角一般采用；（6）通過(guò)格柵的水頭損失一般采用0.08-0.15m；（7）格柵間必須設(shè)置工作臺(tái)，臺(tái)面應(yīng)高出柵前最高設(shè)計(jì)水位0.5m，工作臺(tái)上應(yīng)有安全和沖洗設(shè)施；（8）格柵間工作臺(tái)兩側(cè)過(guò)道寬度不應(yīng)小于0.7m，工作臺(tái)正面過(guò)道寬度：人工清除不應(yīng)小于1.2m；機(jī)械清除不應(yīng)小于1.5m；（9）機(jī)械格柵的動(dòng)力裝置一般宜設(shè)在室內(nèi)；（10）格柵間內(nèi)應(yīng)安裝吊運(yùn)設(shè)備。該污水處理工程的處理規(guī)模為：，即平均日流量，最大設(shè)計(jì)流量為，設(shè)計(jì)中取水量變化系數(shù)。泵房平面圖此水廠屬于中型污水處理廠，設(shè)置兩道中格柵. 3.1.1柵槽寬度設(shè)柵前水深，過(guò)柵流速（最大設(shè)計(jì)流量時(shí)為），采用中格柵。格柵間隙，格柵安裝傾角°。根據(jù)格柵的計(jì)算公式 ，式中 b柵槽寬度，m; s柵條寬度，m; e柵條凈間距，粗格柵e =50100，中格柵e=1040，細(xì)格柵e=310（注：柵條間距