噸生活污水處理

1、引言在整個(gè)人類社會形成和發(fā)展的過程中，水扮演者不可替代的至關(guān)重要的角色，水是人類的生命之源，它孕育和滋養(yǎng)了地球上的一切生物，并從各個(gè)方面為人類服務(wù)。但是，水環(huán)境中的淡水資源卻很少，僅占總量的2.53%，而目前能供人類直接取用的淡水資源僅占0.22%。加之自然水源的季節(jié)變化和地區(qū)差異，以及自然水體遭到的普遍污染，致使可能直接取用的優(yōu)質(zhì)水量日益短缺，難以滿足人們生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)日益增長的需求，因此保護(hù)和珍惜水資源，是整個(gè)社會的共同職責(zé)。所以說水資源是基礎(chǔ)性自然資源、戰(zhàn)略性經(jīng)濟(jì)資源，水資源安全屬于資源和經(jīng)濟(jì)安全。80年代以來，廢水生物處理新工藝的研究、開發(fā)和應(yīng)用，已在全世界范圍內(nèi)得到了長足的進(jìn)展，并

2、出現(xiàn)了許多新型的廢水生物處理技術(shù)。這些新工藝有的已在國內(nèi)外實(shí)際工程中得到了良好的應(yīng)用，有的已顯示出其良好的應(yīng)用發(fā)展前景、得到廣大的研究者和工程技術(shù)人員的關(guān)注并正在得到不斷深入的研究，他們的共同特點(diǎn)是高效、穩(wěn)定、節(jié)能，并具有對污染物去除的多功能性，大多具有脫氮除磷等深度處理的良好效能，并正朝自動(dòng)化控制的方向發(fā)展。 由于水在大自然界的循環(huán)路徑,對于排放口來說,污水處理屬于末端治理。但是,對于排入的水體和地下水來說,排放水又是源頭。為保證水體的水質(zhì),我們不斷制訂越來越嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)和水體水質(zhì)指標(biāo),但遺憾的是結(jié)果卻并不因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)的提高使水體污染程度下降了,而是為了達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),處理工藝越來越復(fù)雜,投資和

3、運(yùn)行費(fèi)越來越高,當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的要求超過了投資和運(yùn)行能力時(shí),就必定出現(xiàn)兩種情況,或者認(rèn)罰不認(rèn)標(biāo)準(zhǔn),或者對標(biāo)準(zhǔn)陽奉陰違,不能保證處理效果。長此以往造成的結(jié)果就是水體污染逐年加劇。據(jù)監(jiān)測，目前全國多數(shù)城市地下水受到一定程度的點(diǎn)狀和面狀污染，且有逐年加重的趨勢。日趨嚴(yán)重的水污染不僅降低了水體的使用功能，進(jìn)一步加劇了水資源短缺的矛盾，對我國正在實(shí)施的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略帶來了嚴(yán)重影響，而且還嚴(yán)重威脅到城市居民的飲水安全和人民群眾的健康。一 概述1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)和依據(jù)1.1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)本設(shè)計(jì)方案的范圍是某市60000m3/d生活污水處理工藝設(shè)計(jì)，編制內(nèi)容包括污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算和污泥處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算，輔助構(gòu)筑物規(guī)劃

4、，污水廠平面布置和高程布置，設(shè)備選型，管道鋪設(shè)，平面布置，高程計(jì)算，以及完成污水處理廠工藝總平面圖，污水處理廠污水和污泥高程圖和主體構(gòu)筑物平剖面圖。1.1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)（1）城市污水處理及污染防治技術(shù)政策（2）污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)DB8978-1996（3）城市污水處理廠污水污泥排放標(biāo)準(zhǔn)CJ3025-931.2 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)水量60000m3/d處理指標(biāo)TNTP進(jìn)水水質(zhì)400mg/l510mg/l280mg/l54mg/l7mg/l出水水質(zhì)30mg/l100mg/l30mg/l30mg/l3mg/l去除率>=92.5>=80.39>=89.29>=44.44>=57.

5、14。1.3污水處理工藝方案的選擇1.3.1 污水處理工藝選擇原則 選擇二級處理方案的原則主要有以下幾點(diǎn)：（1）對所需支隊(duì)的污染物有效高的處理效率，具有國際先進(jìn)水平的工藝流程；（2）投資及運(yùn)行成本應(yīng)較低；（3）具有很強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力；（4）具有足夠的經(jīng)濟(jì)以資借鑒；（5）操作和維修簡單。根據(jù)本工程的進(jìn)出水水質(zhì)要求，最終選用的污水處理工藝必須具有脫氮除磷的功效。污水脫氮除磷的處理方法通常有生物處理法和物理化學(xué)法兩大類。物理化學(xué)法需投加相當(dāng)數(shù)量的化學(xué)藥劑，有運(yùn)行費(fèi)用高、殘?jiān)看蟮热毕荩虼?，城市污水處理一般不推薦采用，而生物處理法又可分為活性污泥法和生物膜法兩種。1.3.2 工藝的比較對生活污水的

6、處理方案主要是采用生物法中的A2/O、SBR和AB法。這些處理工藝都各自有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。（1）A2/O工藝A2/O工藝活性污泥反應(yīng)池由厭氧、缺氧、好氧三部分組成，其基本原理是原污水和含磷回流污泥進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)池進(jìn)行磷的釋放和吸收低分子量有機(jī)物；在缺氧池，以進(jìn)水中的有機(jī)物為碳源，利用混合液回流帶入的硝酸鹽進(jìn)行反硝化脫氮；然后從缺氧池進(jìn)入曝氣池，進(jìn)一步去除BOD,，進(jìn)行硝化反應(yīng)和磷的過量吸收；在沉淀池中進(jìn)行泥水分離，富磷污泥通過排剩余污泥把磷排出處理系統(tǒng)，達(dá)到生物脫磷的目的地。（2）SBR工藝 SBR工藝也稱為間歇曝氣活性污泥工藝或序批式活性污泥工藝，它的污水處理機(jī)制與普通活性污法完全相同，其區(qū)別在

7、于源污水不是順次流經(jīng)各個(gè)處理單元，而是放流到單一反應(yīng)池內(nèi)，隨時(shí)間順序?qū)崿F(xiàn)不同目的的操作。早在1914年到1920年期間，國外就建成若干座采用活性污泥法的污水處理裝置，采取間歇式運(yùn)行方式。1920年后，由于種種原因，未得到廣泛應(yīng)用。70年代起，隨著監(jiān)控和監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展以及SBR工藝本身的特點(diǎn)，使SBR技術(shù)再度得到重視。由于SBR法中，曝氣及沉淀匯集在同一池內(nèi)，節(jié)約了二次沉淀池和污泥回流系統(tǒng)（但曝氣池體積、曝氣動(dòng)力設(shè)備均要增加），在中小規(guī)劃污水處理中是較好的處理工藝。1.3.3 工藝流程的確定綜上，在充分考慮處理效果，運(yùn)行條件和經(jīng)驗(yàn)條件等各方面因素的情況下。選擇應(yīng)用A2/O工藝流程對進(jìn)行污水處理廠

8、的設(shè)計(jì)。1.3.4 工藝流程圖進(jìn)水中格柵泵房細(xì)格柵沉砂池出水接觸池二沉池A2O池圖1-1 處理工藝流程圖二 污水處理系統(tǒng)2.1 中格柵2.1.1 設(shè)備要求采用一道2臺，間隙60毫米，配備自動(dòng)除渣設(shè)備，格柵是一組平行的鋼性柵條制成的框架，可以用它來攔截水中的大塊漂浮物。格柵通常傾斜架設(shè)在其它處理構(gòu)筑物之前或泵站集水池進(jìn)口處的渠道中，以防漂浮物阻塞構(gòu)筑物的孔道、閘門和管道或損壞水泵等機(jī)械設(shè)備。因此，格柵起著凈化水質(zhì)和保護(hù)設(shè)備的雙重作用。格柵的柵條多用50×10或40×10的扁鋼或d=10的圓鋼制作。扁鋼的特點(diǎn)是強(qiáng)度大，不易彎曲變形，但水頭損失較大；而圓鋼則正好相反。被攔截在柵條

9、上的柵渣有人工和機(jī)械兩種清除方式。小型水處理廠采用人工清渣時(shí)，格柵的面積應(yīng)留有較大的裕量，以免操作過于煩繁。在大型水處理長中采用的大型格柵，則必須采用機(jī)械自動(dòng)清渣。格柵設(shè)計(jì)計(jì)算示意圖見圖2-1。 -格柵2.1.2 設(shè)計(jì)參數(shù)（1）柵前流速污水在柵前渠道內(nèi)的流速控制在0.40.8m/s，可保證污水中粒徑較大的顆粒不會在柵前渠道內(nèi)沉積。（2）過柵流速即污水通過格柵的流速，一般控制在0.61.0m/s，過大則會使攔截在格柵上的軟性柵渣沖走，若小于0.6m/s會造成柵前渠道內(nèi)的流速小于0.4m/s，使柵前渠道發(fā)生淤積。（3）過柵水頭損失污水的過柵水頭損失與污水的過柵速度有關(guān)，一般在0.20.5m之間。（

10、4）柵渣量柵渣量以每單位水量產(chǎn)渣量計(jì)0.10.01（），粗格柵用小值，細(xì)格柵用大值。也可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整該數(shù)值。（5）柵渣的容量及含水率柵渣的容量：960kg/；含水率：80%。（6）變化系數(shù)：（7）污水流量：（1）柵條的間隙數(shù)過柵流速一般為0.61.0m/s，取=0.8m/s； 柵條間隙寬度=0.04m；格柵傾角=60°；格柵個(gè)數(shù)2個(gè) 。 n= =600001.31=78600=0.91=49.5=50個(gè)式中：污水最大設(shè)計(jì)流量，；設(shè)柵前水深，取0.4 m；過柵流速, =0.8m/s；b 柵條凈間隙，取0.04m；a柵條安置的傾角，取；（2）格柵寬度 設(shè)柵條寬度S=0.01m，有B=

11、S(n-1)+bn=2.05m（3）進(jìn)水渠道漸寬部分的長度 設(shè)其漸開部分展開角度，取B1=1.2m 則=1.37(B-B1)=1.16m（4）柵槽與水渠道連接處的漸窄部分長度 =1/2=0.58m (5)通過格柵的水頭損失 設(shè)柵條斷面迎水面為銳邊矩形的矩形斷面 =式中：格柵被柵渣阻塞而使水頭損失增大的系數(shù)，一般k=3收縮系數(shù)，查表知。=2.42=（6）柵后槽總高度設(shè)柵前渠道超高，有，為避免造成柵前涌水，故將柵后槽底下降作為補(bǔ)償。（7）柵槽的總長度 式中：柵前渠道深，。（8）每日濕柵渣量式中：柵渣量（ 污水），取 污水； 生活污水流量的變化系數(shù)，； 最大流量。2.2 提升泵 滿足污水的最大排放量

12、0.91.2.3 細(xì)格柵2.3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)（1）柵前流速污水在柵前渠道內(nèi)的流速控制在0.40.8m/s，可保證污水中粒徑較大的顆粒不會在柵前渠道內(nèi)沉積。（2）過柵流速即污水通過格柵的流速，一般控制在0.61.0m/s，過大則會使攔截在格柵上的軟性柵渣沖走，若小于0.6m/s會造成柵前渠道內(nèi)的流速小于0.4m/s，使柵前渠道發(fā)生淤積。（3）過柵水頭損失污水的過柵水頭損失與污水的過柵速度有關(guān)，一般在0.20.5m之間。（4）柵渣量柵渣量以每單位水量產(chǎn)渣量計(jì)0.10.01（），粗格柵用小值，細(xì)格柵用大值。也可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整該數(shù)值。（5）柵渣的容量及含水率柵渣的容量：960kg/；含水率：80%。

13、2.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算（1）柵條的間隙數(shù)取55個(gè)式中污水最大設(shè)計(jì)流量， 設(shè)柵前水深，取0.8 m；過柵流速, =0.8m/s；b 柵條凈間隙，取0.006m；柵條安置的傾角，?。?（2）格柵寬度 設(shè)柵條寬度m，有（3）進(jìn)水渠道漸寬部分的長度 設(shè)其漸開部分展開角度，則0.37m（4）柵槽與水渠道連接處的漸窄部分長度 （5）通過格柵的水頭損失設(shè)柵條斷面迎水面為半圓形的矩形斷面 式中：計(jì)算水頭損失； 格柵被柵渣阻塞而使水頭損失增大的系數(shù)，一般取3； 格柵局部阻力系數(shù)； 收縮系數(shù)，查表知。0.35（6）柵后槽總高度設(shè)柵前渠道超高m，有，為避免造成柵前涌水，故將柵后槽底下降作為補(bǔ)償。（7）柵槽的總長度 2

14、.705m式中：柵前渠道深，。（8）每日濕柵渣量式中：柵渣量（污水），取=0.1污水； 生活污水流量的變化系數(shù)，； 最大流量。 2.4 沉砂池 沉砂池的作用是從廢水中分離密度較大的無機(jī)顆粒。它一般設(shè)在污水處理廠前端，保護(hù)水泵和管道免受磨損，縮小污泥處理構(gòu)筑物容積，提高污泥有機(jī)組分的含率，提高污泥作為肥料的價(jià)值。沉砂池的類型，按池內(nèi)水流方向的不同，可以分為平流式沉砂池、曝氣沉砂池、鐘式沉砂池和多爾沉砂池。平流沉砂池是常用的型式，污水在池內(nèi)沿水平方向流動(dòng)。平流式沉砂池由入流渠、出流渠、閘門、水流部分及沉砂斗組成。它具有截留無機(jī)顆粒效果好、工作穩(wěn)定、構(gòu)造簡單和排沉砂方便等優(yōu)點(diǎn)。平流沉砂池的設(shè)計(jì)最大流

15、速為3m/s，最小流速為0.15m/s；最大流量時(shí)停留時(shí)間不小于30s，一般采用3060s；有效水深不應(yīng)大于1.2m；池底坡度一般為（0.010.02），當(dāng)設(shè)置除砂設(shè)備時(shí)，可根據(jù)設(shè)備要求考慮池地形狀。沉砂池設(shè)計(jì)計(jì)算示意圖見圖2-2。 -2.4.1 設(shè)計(jì)參數(shù)（1）污水流量：。；（2）水平流速：一般為（0.150.3m/s），取v=0.3m/s。2.4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算（1）長度L式中：v最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流速，m/s，水平流速一般為（0.150.3m/s），取v=0.3m/s；最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流行時(shí)間，s，取t=30s。（2）水流斷面積A式中：最大設(shè)計(jì)流量，m3/s。（3）池總寬度B取n=4格，每格寬

16、b=1m （4）有效水深 （5）沉砂斗所需容積V式中：X城市污水沉砂量，取X=30T清除沉砂的間隔時(shí)間，d，取T1d；污水流量總變化系數(shù)，1.31。（6）每個(gè)沉砂斗的容積設(shè)每一分格有2個(gè)沉砂斗，共有8個(gè)沉砂斗，則（7）沉砂斗上口寬a式中：斗高，m，取=0.4m；斗底寬，m，取=0.7m。斗壁與水平方向的傾角為60°。（8）沉砂斗容積V0（9）沉砂室高度采用重力排砂，設(shè)池底坡度為0.06，坡向砂斗。沉砂室有兩部分組成：一部分為沉砂斗，另一部分為沉砂池坡向沉砂斗的過渡部分，沉砂室的寬度為。（0.2為二沉砂斗之間隔壁厚） （10）池總高度H設(shè)超高h(yuǎn)1=0.3m，則（11）驗(yàn)算最小流速在最小

17、流量時(shí)，只用1格工作n=1，式中：最小流量，m/s；n1最小流量時(shí)工作的沉砂池的數(shù)目，個(gè)； 最小流量時(shí)沉砂池中的水流斷面，m2。2.5 A2/O生化反應(yīng)池 生化池由三段組成，既厭氧段、缺氧段、好氧段。在厭氧段，回流的好氧微生物因缺氧而釋放出磷酸鹽，同時(shí)得到一定的去除。缺氧段雖不供氧，但有好氧池混合液回流供給NO3N作電子受體，以進(jìn)行反化硝脫氮。在最后的好氧段中，好氧微生物進(jìn)行硝化和去除剩余BOD的同時(shí)，還能大量吸收溶解性磷酸鹽，并將其轉(zhuǎn)化為不溶性多聚正磷酸鹽而在菌體內(nèi)貯藏起來，通過沉淀池排放剩余污泥而達(dá)到除磷的目的。生化池示意圖見圖2-4。圖2-4 A2/O生化反應(yīng)池2.5.1 設(shè)計(jì)參數(shù) （1

18、）水力停留時(shí)間，h；（2）BOD5污泥負(fù)荷，；（4）污泥回流比，；（5）曝氣池混合液濃度 （6）內(nèi)回流比式中：取。2.5.2 設(shè)計(jì)計(jì)算（1）A2/O曝氣池有效容積 反應(yīng)池總水力停留時(shí)間t各段水力停留時(shí)間和容積厭氧:缺氧:好氧=1:1:4厭氧池水力停留時(shí)間，池容，缺氧池水力停留時(shí)間，池容,好氧池水力停留時(shí)間，池容。曝氣池有效面積 設(shè)反應(yīng)池2組，單組池容 有效水深h=4.5m，單組有效面積采用5廊道推流式反應(yīng)池，廊道寬b=11m，單組反應(yīng)池長度校核符合要求。取超高為0.5m則反應(yīng)池總高H=4.5+0.5=5.0m。（2）剩余污泥量的設(shè)計(jì)計(jì)算 式中：污泥產(chǎn)率系數(shù)kg/lgBOD5，一般為0.50.7

19、；污泥自身氧化速率d-1,一般為0.05；Q設(shè)計(jì)流量；Xv揮發(fā)性懸浮固體濃度，Xv=X；X混合液濃度，X=4kg/m3；系數(shù)一般為0.75；、分別為生化反應(yīng)池進(jìn)、出水SS的濃度kg/m3；、分別為生化反應(yīng)池進(jìn)、出水BOD5的濃度kg/m3；V生化池有效容積；50%不可降解和惰性懸浮物量（NVSS）占TSS的百分?jǐn)?shù)。降解BOD5生成的污泥量內(nèi)源呼吸產(chǎn)生的污泥量揮發(fā)性懸浮固體濃度 不可生物降解和惰性懸浮物量，該部分占總懸浮物的50%剩余污泥量每日生成的活性污泥量濕污泥量污泥齡 ，滿足要求。（3）需氧量的計(jì)算式中：，分別為進(jìn)出水的K氏氮濃度g/m3；每天生成的活性污泥量kg/d；0.12微生物體中氮

20、含量的比例系數(shù)，即1 kg生物體需0.12 kg 氮量；硝態(tài)氮的脫氮量kg/d；，分別為進(jìn)出水硝態(tài)氮的濃度g/m3；，分別為BOD5、NH4+N和活性污泥氧當(dāng)量，起數(shù)值分別為1、4.6、1.42。式中：第一項(xiàng)有機(jī)物降解需氧量；第二項(xiàng)氨氮消化需氧量；第三項(xiàng)反消化脫氮所防出的氧量；第四項(xiàng)排放剩余污泥氧當(dāng)量的總和。（4）曝氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算平均時(shí)的需氧量 kg/d最大時(shí)的需氧量每日去除BOD5值BOD5=kg/d去除每千克BOD5的需氧量kgO2/ kgBOD5最大時(shí)需氧量與平均時(shí)需氧量之比（5）供氣量的設(shè)計(jì)計(jì)算采用網(wǎng)狀模型中微孔空氣擴(kuò)散器，敖設(shè)于距池底0.2m處，淹沒水深H=4.3m，計(jì)算溫度定為3

21、0。水中溶解氧飽和度mg/l，mg/l?？諝鈹U(kuò)散器出口的絕對壓力空氣離開曝氣池面時(shí)氧的百分比%式中：空氣擴(kuò)散器的氧轉(zhuǎn)移效率，對網(wǎng)狀模型中微孔空氣擴(kuò)散器，取值1（6%12%）。曝氣池混合液中平均氧飽和度最不利溫度條件，按30考慮，代入各值，得：換算為在20條件下，脫氧清水的充氧量式中：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，轉(zhuǎn)移到曝氣池混合液的總氧量；R實(shí)際條件下，轉(zhuǎn)移到曝氣池的總氧量，。C=2.0=kg/h相應(yīng)的最大時(shí)需氧量為kg/h曝氣池平均時(shí)供氣量曝氣池最大時(shí)供氣量去除每千克BOD5的供氣量空氣/kgBOD每立方米污水的供氣量 （6）在兩個(gè)廊道的中間設(shè)一根干管，共4根干管。在每根干管上設(shè)13對配氣豎管，共 26條配

22、氣豎管，全曝氣池共設(shè)104條配氣豎管，每根豎管的供氣量為： 曝氣池平面面積每個(gè)空氣擴(kuò)散器的服務(wù)面積按0.49計(jì)，則所需空氣擴(kuò)散器的數(shù)為：每個(gè)空氣擴(kuò)散器的配氣量為：（7）設(shè)備選型2.6 二沉池 二沉池是設(shè)置于曝氣池之后的沉淀池，是以沉淀、去除生物處理過程中產(chǎn)生的污泥獲得澄清的處理水為主要目的的。二沉池有別于其它沉淀池，其作用一是泥水分離（沉淀）、二是污泥濃縮，并因水量、水質(zhì)時(shí)常變化還要暫時(shí)貯存活性污泥。輻流式二沉池是一種直徑較大的圓形池，其結(jié)構(gòu)-2-5輻流二沉池示意圖2.6.1 設(shè)計(jì)參數(shù)（1）污水流量：；（2）表面負(fù)荷：；（3）沉淀時(shí)間：T=3h。2.6.2 設(shè)計(jì)計(jì)算（1）二沉池各部分尺寸池表面積取表面負(fù)荷 ， 取沉淀池個(gè)數(shù) n=4單池面積 池直徑 取D=31m沉淀部分有效水深 沉淀時(shí)間取T=3h沉淀池底坡落差取池底坡度：（0.060.08）式中：泥斗上底半徑，取。沉淀池周邊（有效）水深式中：有效水深，取； 緩沖層高度，??； 刮泥板高度，取。沉淀池總高度式中：超高，?。?池底坡落差，取。（2）進(jìn)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)水管的計(jì)算單池設(shè)計(jì)污水流量 進(jìn)水管設(shè)計(jì)流量 -圖2-6三角堰2.7 接觸消毒池 -圖2-7接觸消毒池2.7.1 設(shè)計(jì)參數(shù)(1）污水流量：；(2）2.7.2 設(shè)計(jì)計(jì)算加氯間總?cè)莘e，氯庫