黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) / 摘 要 本設(shè)計(jì)是某開發(fā)區(qū)污水處理廠的初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)。該處理廠處理城市污水。水質(zhì)較復(fù)雜： 五日生化需氧量（ BOD5）： 200mg/L； 懸浮物（ SS）： 370mg/L； 化學(xué)需氧量（ CODcr）： 450mg/L； NH3-N： 15mg/L； 處理后的水質(zhì)要求： BOD5 14mg/L； SS 30mg/L； CODcr 63mg/L； NH3-N 3mg/L； 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和求新的思想，該污水處理工程進(jìn)水中氮含量均偏高，在去除 BOD5和 SS的同時(shí)，還需要進(jìn)行脫氮處理，故 采用當(dāng)代水處理工藝中較流行的三溝式氧化溝工藝。該工藝綜合了以往工藝的優(yōu)點(diǎn)，而且該系統(tǒng)可進(jìn)行硝化，反硝化反應(yīng)，從而達(dá)到生物脫氮的功能。該系統(tǒng)具有高效，節(jié)能的特點(diǎn)，且耐沖擊負(fù)荷高，出水水質(zhì)好。因此 ,更具有廣泛的適應(yīng)性，完全適合本設(shè)計(jì)的實(shí)際要求。本工藝的主要構(gòu)筑物包括格柵、污水泵房、曝氣沉砂池、氧化溝、二沉池、接觸消毒池、濃縮池、污泥脫水機(jī)房等。 本設(shè)計(jì)采用了三溝式氧化溝主體工藝，工藝流程簡(jiǎn)單，省去了初沉池和污泥消化系統(tǒng)，節(jié)省了基建投資和運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)曝氣設(shè)備和構(gòu)造形式多樣，運(yùn)行靈活，管理方便，保證出水達(dá)到污水 排放標(biāo)準(zhǔn)，做到了水資源的合理利用。 關(guān)鍵詞：三溝式氧化溝 格柵 濃縮池 泵房 新工藝 二沉池 黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) / 目 錄 摘 要 . 1 Abstract . 3 1 總論 . 5 1.1項(xiàng)目提出的背景及投資的必要性 . 5 1.2城市環(huán)境條件概況 . 6 1.2.1自然地理 . 6 1.2.2氣象水文 . 6 1.3城市污水排放現(xiàn)狀 . 8 1.3.1城市污水現(xiàn)狀排放量 . 8 1.3.2城市混合污水水質(zhì)現(xiàn)狀 . 8 1.4污水處理廠建設(shè)規(guī)模與治理目標(biāo) . 9 1.4.1污水處理廠建設(shè)規(guī)模 . 9 1.4.2污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì) . 9 1.5建設(shè)原則 . 10 1.5.1建設(shè)范圍 . 10 1.5.2建設(shè) 原則 . 10 2 污水處理工藝方案比較 . 11 2.1工藝方案分析 . 11 2.1.1普通活性污泥法方案 . 12 2.1.2氧化溝方案 . 12 2.2工藝流程框圖 . 15 2.2.1普通活性污泥法工藝流程 . 15 2.2.2氧化溝法工藝流程 . 15 2.3技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 . 18 2.3.1比較內(nèi)容 . 18 2.3.2比較結(jié)果 . 18 2.3.3推薦方案 . 19 3 污水處理工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 . 19 3.1污水處理系統(tǒng) . 19 3.1.1格柵 . 20 3.1.2污水提升泵站 . 21 3.1.3曝氣沉砂池 . 22 3.1.4提砂泵房與砂水分離器 . 25 3.1.5鼓風(fēng)機(jī)房 . 25 3.1.6配水井 . 26 3.1.7氧化溝 . 26 3.1.8二沉池 . 30 3.1.9回流污泥泵房 . 36 3.1.10接觸消毒池與加氯時(shí)間 . 37 3.2污泥處理系統(tǒng) . 39 黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) / 3.2.1剩余污泥泵房 . 39 3.2.2污泥濃縮池 . 40 3.2.3濃縮污泥貯池 . 43 3.2.4濃縮污泥提升泵房 . 43 3.2.5污泥脫水間 . 44 3.2.6污泥棚 . 44 4 污水處理廠總體布置 . 45 4.1總平面布置 . 45 4.1.1總平面布置原則 . 45 4.1.2總平面布置結(jié)果 . 46 4.2高程布置 . 46 4.2.1高程布置原則 . 46 4.2.2高程布置結(jié)果 . 47 5 土建與公用工程 . 47 5.1土建工程 . 47 5.2公用工程 . 47 5.2.1供電 . 47 5.2.2自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制 . 47 5.2.3供水 . 48 6 投資估算 . 48 6.1估算范圍及編制依據(jù) . 48 6.1.1估算范圍 . 48 6.1.2編制依據(jù) . 48 6.1.3材料價(jià)格 . 48 6.2投資估算 . 48 7 勞動(dòng)定員與運(yùn)行費(fèi)用 . 49 7.1勞動(dòng)定員 . 49 7.1.1生產(chǎn)組織 . 49 7.1.2勞動(dòng)定員 . 49 7.1.3人員培訓(xùn) . 49 7.2運(yùn)行費(fèi)用 . 50 7.2.1成本估算有關(guān)單價(jià) . 50 7.2.2運(yùn)行成本估算 . 50 總 結(jié) . 51 致 謝 . 51 參考文獻(xiàn) . 51 附錄： . 52 黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) / 某城市污水處理廠初步設(shè)計(jì) 環(huán)境工程 (02 級(jí)本科 ) 江霖 指導(dǎo)老師 :羅承輝 摘 要 本設(shè)計(jì)是某開發(fā)區(qū)污水處理廠的初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)。該處理廠處理城市污水 ,水質(zhì)較復(fù)雜： 五日生化需氧量（ BOD5）： 200mg/L； 懸浮物（ SS）： 370mg/L； 化學(xué)需氧量（ CODcr）： 450mg/L； NH3-N： 15mg/L； 處理后的水質(zhì)要求： BOD5 14mg/L； SS 30mg/L； CODcr 63mg/L； NH3-N 3mg/L； 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和求新的思想，該污水處理工程進(jìn)水中氮含量均偏黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) / 高，在去除 BOD5 和 SS的同時(shí)，還需要進(jìn)行脫氮處理，故采用當(dāng)代水處理工藝中較流行的三溝式氧化溝工藝。該工藝綜合了以往工藝的優(yōu)點(diǎn)，而且該系統(tǒng)可進(jìn)行硝化，反硝化反應(yīng)，從而達(dá)到生物脫氮的功能。該系統(tǒng)具有高效，節(jié)能的特點(diǎn)，且耐沖擊負(fù)荷高，出水水質(zhì)好。因此 ,更具有廣泛的適應(yīng)性，完全適合本設(shè)計(jì)的實(shí)際要求。本工藝的主要構(gòu)筑物包括格柵、污水泵房、曝氣沉砂池、氧化溝、二沉池、接觸消毒池、濃縮池、污泥脫水機(jī)房等。 本設(shè)計(jì)采用了三溝式氧化溝 主體工藝，工藝流程簡(jiǎn)單，省去了初沉池和污泥消化系統(tǒng)，節(jié)省了基建投資和運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)曝氣設(shè)備和構(gòu)造形式多樣，運(yùn)行靈活，管理方便，保證出水達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)，做到了水資源的合理利用。 關(guān)鍵詞 : 三溝式氧化溝 格柵 濃縮池 泵房 新工藝 二沉池 黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) / Abstract It is a preliminary design and construction drawing for the sewage treatment plant development zone. This plant treat municipal sewage,mainly.Its water quality is more complicated: Suspended substance (SS ): 200mg/L; The biochemical oxygen demand of five days(BOD5 ): 200mg/L; The chemical oxygen demand (CODcr ): 400mg/L; NH3-N: 40mg/L; Treated water quality is required: BOD520mg/L; SS20mg/L; NH3-N3mg/L; According to the designing requirement and thought of looking for novelty: the content of nitrogen is on the high side in this project water quality,so it should be dealed with,while get rid of BOD5 and SS .We adopt and use a kind of craft,which is a comparatively extensive denitrification crafts at present, 黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) / namely, 3 ditch type oxidizing craft. The advantage of this comprehensive craft is extensive adaptability , totally suitable for reality originally designeds purpose. Its main structures includ gate well , grid , sewage pumping house , earate and sinking sand pool , oxidizing ditch , the second sinking pool, contacting pool , concentration tank , mud to dehydrate in the computer lab etc. This design have adopted the denitrification craft and equipment of good performance, and the procedure is simple, management is convenient, do not need to add the first sinking pool , digestive system .reducing building and operating expenses, realizing automation totally at the same time, easy to manage, making the treated water reach sewage discharge standard , accomplish the rational utilization of water resource. Keywords: Types of three ditch oxidizing ditch , Grid, Concentration pool, Pumping house ,New craft, The second sinking pool 黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) / 1 總論 1.1 項(xiàng)目提出的背景及投資的必要性 某城市是全國(guó) 40 個(gè)嚴(yán)重缺水城市之一，工業(yè)及生活用水以地下水為水源。隨著工業(yè)化及城市化的迅速發(fā)展，該市的水環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重。流經(jīng)市區(qū)的 A 河、 B 河均受到極嚴(yán)重的污染。由實(shí)測(cè)資料可以看出， A 河斷面 COD 及 BOD5高達(dá) 594.9mg/L 及 171.5mg/L(2000年 )，分別超地面水 IV 類標(biāo)準(zhǔn) 29 倍和 28 倍； B 河斷面 COD 及 BOD5高達(dá) 427.5mg/L及 199.3mg/L，分別超地面水 IV類標(biāo)準(zhǔn) 20.4倍和 32.2倍。流經(jīng)市區(qū)的 C河則是一條排污干溝，其污染物濃度更高，河水常年呈棕黑色、有臭味，完全喪失了使用功能。整個(gè)城市被黑、臭水所包圍，城市環(huán)境質(zhì)量很差。地面水體的嚴(yán)重污染也污染了市區(qū)淺層地下水，從而嚴(yán)重危及市區(qū) 30 萬(wàn)人的生活用水和工業(yè)用水。 該市地面水污染問(wèn)題嚴(yán)重的限制了工業(yè)的發(fā)展和城市化的進(jìn)程。按地面水使用目標(biāo)和保護(hù)目標(biāo)， A 河定為 IV 類地面水域。按此標(biāo)準(zhǔn)該市不但不能發(fā)展，還要“關(guān)停并轉(zhuǎn)”一大批工廠。為實(shí)現(xiàn)本市及區(qū)域河流水質(zhì)變清的目標(biāo)， 該市決定建設(shè)城市污水處理廠。 黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) / 1.2 城市環(huán)境條件概況 1.2.1 自然地理 地理位置 該市位于京廣線中段，市區(qū)地理坐標(biāo)為東經(jīng) 112、北緯 33。轄區(qū)東西長(zhǎng)約 124Km、南北寬 51Km，呈東西向帶狀。全市轄區(qū)總面積為 4052.5Km2，其中市區(qū)建成面積為 17.5 Km2。 地形地貌 該市屬黃淮平面西部，地勢(shì)為西北高、東南低，自西北向東南緩慢傾斜，市區(qū)海拔標(biāo)高在 6590m 之間，平均坡度在 0.3 0.5 。地貌按其成因及形態(tài)組合分為平原、山地和崗地三大類，其中平原面積占 總面積的 53.7%，市區(qū)地貌為平原和緩崗。 地質(zhì)地層 該市在秦嶺 嵩山構(gòu)造構(gòu)造體系的南帶，市區(qū) 80%的面積被第四系松散沉積物覆蓋，地耐力約為 152h/m2,地震烈度為 7 度。 土壤及植被 市區(qū)是一個(gè)以平原、緩崗為主體的地區(qū)，山前洪積與河流沖積、洪積而形成的土壤，其土層深、質(zhì)地好，分布主要有棕土、褐土、紫色土、紅粘土及潮土、砂礓黑土等。該區(qū)域內(nèi)屬農(nóng)業(yè)開發(fā)歷史悠久的地區(qū)，天然植被殘存較少，現(xiàn)已為大片人工植被所取代。 1.2.2 氣象水文 黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) / 氣象氣候 該市屬暖溫帶季風(fēng)氣候，光照充足、熱量豐富、降水適中、無(wú)霜期長(zhǎng)、氣候比較單一，差異性小。其特點(diǎn)為四季分明，春季干旱多風(fēng)沙，夏季炎熱雨集中，秋高氣爽，日照長(zhǎng)，冬季寒冷少雨雪。歷年平均氣溫為 14.7 ，夏季最熱月在 7 月，平均氣溫為 32.6 ，冬季最冷月在 1 月，平均氣溫為 -2.5 。最大凍土深度為 18cm。秋冬兩季多北和偏東風(fēng)，春季多南和偏南風(fēng)，夏季多南和南偏東風(fēng)。月平均風(fēng)速為 24m/s。多年平均日照時(shí)數(shù)為 1967h，多年平均降水量為727.7mm。 水文 及水文地質(zhì) A 河全長(zhǎng) 149Km，市區(qū)流長(zhǎng) 10.5Km，設(shè)計(jì) 20 年一遇防洪流量383m3/s，河道比降為 1/2000。河流底寬 22m，口寬 50m 左右。在 1958年以前屬常年性河流，之后逐漸演變成為季節(jié)性河流。近年來(lái)由于大量工業(yè)及生活廢水的排入，使其成為一條納污性河流。 B河流經(jīng)市區(qū)長(zhǎng)度 為 13.6Km，設(shè)計(jì) 20 年一遇防洪流量為 139m3/s，河道比降為1/4000，河道底寬為 12m，口寬為 2030m。 C 河無(wú)任何天然水源，在市西南約 1Km 處匯入 B 河，全長(zhǎng) 6.8Km，是該市鐵西區(qū)的主要防洪排澇河道，由 于目前鐵西區(qū)大量工業(yè)、生活廢水的匯入，使之成為納污溝。 市區(qū)淺層地下水埋深一般在 68m；由于淺層地下水連年超量開采，在市區(qū)中心已形成了大范圍的漏斗。中、深層地下水為 60m以下黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) / 的含水層，屬承壓水層，與淺層地下水層間隔厚度為數(shù)十米的粘土層，沒(méi)有明顯的越層補(bǔ)給現(xiàn)象。 1.3 城市污水排放現(xiàn)狀 1.3.1 城市污水現(xiàn)狀排放量 生活污水量現(xiàn)狀 該市市區(qū)用水人口為 35 萬(wàn)人，生活用水量標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀值為 250L/（人 d），生活用水排放系數(shù)為 0.8，則總生活污水量為Qs=0.8 35 0.250=7.0（萬(wàn) m3/d）。 工業(yè)廢水水量現(xiàn)狀 據(jù)該市市區(qū) 49 個(gè)主要企業(yè)的工業(yè)用水量及排放廢水量調(diào)查統(tǒng)計(jì)，總工業(yè)廢水年排放量為 2000 萬(wàn) m3，相當(dāng)于每天 7.2萬(wàn) m3/d。 城市混合污水水量現(xiàn)狀 城市污水排放總量為 14.2 萬(wàn) m3/d。 1.3.2 城市混合污水水質(zhì)現(xiàn)狀 該市鐵東區(qū)和鐵西區(qū)城市污水匯合后的水質(zhì)見(jiàn)表 1： 表 1 河道混合污水水質(zhì)現(xiàn)狀表 匯水區(qū) 流量（萬(wàn) BOD5 CODcr SS 氨氮黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) / m3/d） (mg/L) (mg/L) (mg/L) （ mg/L） 鐵東區(qū) 3.70 187.7 364.2 167.0 11.5 鐵西區(qū) 3.50 188.3 554.2 476.0 16.7 混合污水 7.20 188.0 458.0 320.0 14.1 1.4 污水處理廠建設(shè)規(guī)模與治理目標(biāo) 1.4.1 污水處理廠建設(shè)規(guī)模 根據(jù)污水排放現(xiàn)狀，污水日排放量為 14.2 萬(wàn) m3/d，因考慮到城市發(fā)展及其經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，最終規(guī)模確定為 15.0 萬(wàn) m3/d，一次性建設(shè)完成。 1.4.2 污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì) 本項(xiàng)目為該市城市污水處理的最后把關(guān)工程，治理目標(biāo)是 A 河河水在出市時(shí)水質(zhì)達(dá)到國(guó)家地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（ GB 3838 88）之中“ IV”類地面水標(biāo)準(zhǔn)。由于 A 河現(xiàn)在已成為季節(jié)性河流，枯水期無(wú)自然徑流稀釋，所以本污水處理廠的出水需高于國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（ GB 8978 88）。但考慮到該市的經(jīng)濟(jì)承受能力，必須對(duì)基建和運(yùn)行費(fèi)加以控制，污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)按點(diǎn)源治理后城市混合污水水質(zhì)適當(dāng)留有余地確定。污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)、出水質(zhì)如表 2。 黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) / 表 2 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)表 項(xiàng)目 CODcr BOD5 SS 氨氮 進(jìn)水 水質(zhì) /（ mg/L） 450 200 370 15 出水水質(zhì) /（ mg/L） 63 14 30 3 去除率 86 93 92 80 GB 8978 1996 二級(jí)（城市污水廠）排放標(biāo)準(zhǔn) 120 30 30 20 1.5 建設(shè)原則 1.5.1 建設(shè)范圍 建設(shè)范圍為污水處理廠所有污水，污泥處理工程及公用與輔助工程，處理出水經(jīng)城市污水末管道排放到 A 河，最終提升泵房不在本設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。污水廠生活供水不在本設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。 1.5.2 建設(shè)原則 污水處理工程建設(shè)過(guò)程中應(yīng)遵從下列原則 ：污水處理工藝技術(shù)方案，在達(dá)到治理要求的前提下，應(yīng)優(yōu)先選擇基于投資和運(yùn)行費(fèi)用少、運(yùn)行管理簡(jiǎn)便的先進(jìn)的工藝；所用污水、污泥處理技術(shù)和其他技術(shù)不黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) / 僅要求先進(jìn)，更要求成熟可靠；和污水處理廠配套的廠外工程應(yīng)同時(shí)建設(shè)，以使污水處理廠盡快完全發(fā)揮效益；污水處理廠出水應(yīng)盡可能回用，以緩解城市嚴(yán)重缺水問(wèn)題；污泥及浮渣處理應(yīng)盡量完善；消除二次污染；盡量減少工程占地。 2 污水處理工藝方案比較 2.1 工藝方案分析 本項(xiàng)目污水處理的特點(diǎn)為： 污水以有機(jī)污染為主， BOD/COD=0.42，可生化性較好，重金屬及其他難以生物降解的有毒物一般不超標(biāo)； 污水中主要污染物指標(biāo) BOD5、 CODcr、 SS 值比國(guó)內(nèi)一般城市污水高 70%左右； 污水處理廠投產(chǎn)時(shí)，多數(shù)重點(diǎn)污染源治理工程已投入運(yùn)行。 針對(duì)以上特點(diǎn)，以及出水要求，現(xiàn)有城市污水處理技術(shù)的特點(diǎn)，以采用生化處理最為經(jīng)濟(jì)。由于將來(lái)可能要求出水回用，處理工藝尚應(yīng)硝化，考慮到 NH3-N 濃度較低，不必完全脫氮。 根據(jù)國(guó)內(nèi)外已運(yùn)行的大、中型污水處理廠的調(diào)查，要達(dá)到確定的黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) / 治理 目標(biāo)，可采用“普通活性污泥法”或“氧化溝法”。 2.1.1 普通活性污泥法方案 普通活性污泥法，也稱傳統(tǒng)活性污泥法，推廣年限長(zhǎng)，具有成熟的設(shè)計(jì)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，處理效果可靠。自 20世紀(jì) 70 年代以來(lái)，隨著污水處理技術(shù)的發(fā)展，本方法在藝及設(shè)備等方面又有了很大改進(jìn)。在工藝方面，通過(guò)增加工藝構(gòu)筑物可以成為“ A/O”或“ A2O”工藝，從面實(shí)現(xiàn)脫 N和除 P。在設(shè)備方面，開發(fā)了各種微孔曝氣池，使氧轉(zhuǎn)移效率提高到 20%以上，從面節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用。 國(guó)內(nèi)已運(yùn)行的大中型污水處理廠，如西安鄧家村（ 12 萬(wàn) m3/d）、天津紀(jì)莊子（ 26萬(wàn) m3/d）、北京高碑店（ 50萬(wàn) m3/d）、成都三瓦窯（ 20萬(wàn) m3/d） 普通活性污泥法如設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行管理得當(dāng)，出水 BOD5可達(dá) 1020mg/L。它的缺點(diǎn)是工藝路線長(zhǎng)，工藝構(gòu)筑物及設(shè)備多而復(fù)雜，運(yùn)行管理管理困難，基建投資及運(yùn)行費(fèi)均較高。國(guó)內(nèi)已建的此類污水處理廠，單方基建投資一般為 1000 1300 元 /m3 d，運(yùn)行費(fèi)為 0.2 0.4元 /(m3 d)或更高。 2.1.2 氧化溝方案 氧化溝污水處理技術(shù)，是 20 世紀(jì) 50年代由荷蘭人首創(chuàng)。 60年代以來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)在歐洲、北美、南非、澳大利亞等國(guó)已被廣泛采用，工藝及構(gòu)造有了很 大的發(fā)展和進(jìn)步。隨著對(duì)該技術(shù)缺點(diǎn)（占地面積大）的克服和對(duì)其優(yōu)點(diǎn)（基建投資及運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低，運(yùn)行效果高且穩(wěn)黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) / 定，維護(hù)管理簡(jiǎn)單等）的逐步深入認(rèn)識(shí)，目前已成為普遍采用的一項(xiàng)污水處理技術(shù)。 據(jù)報(bào)道， 1963 1974 年英國(guó)共興建了 300 多座氧化溝，美國(guó)已有500 多座，丹麥已建 成 300 多座。目前世界上最大的氧化溝污水廠是德國(guó)路德維希港的 BASF 污水處理廠，設(shè)計(jì)最大流量為 76.9 萬(wàn)m3/d,1974 年建成。 氧化溝工藝一般可不設(shè)初沉池，在不增加構(gòu)筑物及設(shè)備的情況下，氧化溝內(nèi)不僅可完成碳源的氧化，還可實(shí)現(xiàn)硝化和脫 硝，成為 A/O 工藝；氧化溝前增加厭氧池可成為 A2/O（ A-A-O）工藝，實(shí)現(xiàn)除磷。由于氧化溝內(nèi)活性污泥已經(jīng)好氧穩(wěn)定，可直接濃縮脫水，不必厭氧消化。 氧化溝污水處理技術(shù)已被公認(rèn)為一種較成功的革新的活性污泥法工藝，與傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)相比，它在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面具有一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 工藝流程簡(jiǎn)單、構(gòu)筑物少，運(yùn)行管理方便。一般情況下，氧化溝工藝可比傳統(tǒng)活性污泥法少建初沉池和污泥厭氧消化系統(tǒng)，基建投資少。另外，由于不采用鼓風(fēng)曝氣的空氣擴(kuò)散器，不建厭氧消化系統(tǒng)，運(yùn)行管理要方便。 處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好。實(shí)際運(yùn)行效果表明，氧化溝在去除 BOD5和 SS 方面均可取得比傳統(tǒng)活性污泥法更高質(zhì)量的出水，運(yùn)行也更穩(wěn)定可靠。同時(shí)，在不增加曝氣池容積時(shí)，能方便地實(shí)現(xiàn)硝化和一定的反硝化處理，且只要適當(dāng)擴(kuò)大曝氣池容積，能更方便地實(shí)現(xiàn)完黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) / 全脫氮的深度處理。 基建投資省，運(yùn)行費(fèi)用低。實(shí)際運(yùn)行證明，由于氧化溝工藝省去初沉池和污泥厭氧消化系統(tǒng)，且比較容易實(shí)現(xiàn)硝化和反硝化，當(dāng)處理要求脫氮時(shí)，氧化溝工藝在基建投資方面比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省很多（當(dāng)只需去除 BOD5時(shí)，可能節(jié)省不多）。同樣，當(dāng)僅要求去除 BOD5時(shí)，對(duì)于大規(guī)模污水廠采用氧化溝工藝運(yùn)行費(fèi)用比傳統(tǒng)活性污泥法略低或相當(dāng)，而要求去除 BOD5且去除 NH3-N 時(shí)，氧化溝工藝運(yùn)行費(fèi)用就比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省較多。 污泥量少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定。由于氧化溝所采用的污泥齡一般長(zhǎng)達(dá) 20 30d，污泥在溝內(nèi)得到了好氧穩(wěn)定，污泥生成量就少，因此使污泥后處理大大簡(jiǎn)化，節(jié)省處理廠運(yùn)行費(fèi)用，且便于管理。 具有一定承受水量、水質(zhì)沖擊負(fù)荷的能力。水流在氧化溝中流速為 0.3 0.4m/s，氧化溝的總長(zhǎng)為 L，則水流完成一個(gè)循環(huán)所需時(shí)間 t=L/S,當(dāng) L=90 600m時(shí)， t=5 20min。由于廢水在氧化溝中設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間 T 為 10 24h，因此可計(jì)算出廢水在整個(gè)停留時(shí)間內(nèi)要完成的循環(huán)次數(shù)為 30 280 次不等?？梢?jiàn)原污水一進(jìn)入氧化溝，就會(huì)被幾十倍甚至上百倍的循環(huán)量所稀釋，因此具有一定承受沖擊負(fù)荷的能力。 占地面積少。由于氧化溝工藝所采用的污泥負(fù)荷較小、水力停留時(shí)間較長(zhǎng)，使氧化溝容積會(huì)大于傳統(tǒng)活性污泥法曝氣池容積，占地面積可能會(huì)大些，但因?yàn)槭∪チ顺醭?池和污泥厭氧消化池，占地面積黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) / 總的來(lái)說(shuō)會(huì)少于傳統(tǒng)活性污泥法。 我國(guó)自 20 世紀(jì) 80 年代起，也已普遍采用氧化溝技術(shù)處理污水，如桂林東（ 4 萬(wàn) m3/d）、昆明蘭花溝（ 6 萬(wàn) m3/d）、邯鄲東（一期 6.6萬(wàn) m3/d）、長(zhǎng)沙第二（ 14 萬(wàn) m3/d）、西安北石橋（一期 15萬(wàn) m3/d）等城市污水處理廠都采用此工藝，均取得了很好的效果，出水 BOD5一般為 10mg/L 左右。 污水處理廠的基建投資和運(yùn)行費(fèi)用與各廠的污水濃度和建設(shè)條件有關(guān)，但在同等條件下的中、小型污水廠，氧化溝法比其他方法低，據(jù)國(guó)內(nèi)眾多已建成的氧化溝污水處理廠的資料分析 ，當(dāng)進(jìn)水 BOD5 在120 180mg/L 時(shí)，單方基建投資約為 700 900 元 /（ m3/d），運(yùn)行成本為 0.15 0.30 元 /m3污水。 2.2 工藝流程框圖 2.2.1 普通活性污泥法工藝流程 見(jiàn)圖 1 2.2.2 氧化溝法工藝流程 見(jiàn)圖 2 黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) / 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) / 錯(cuò)誤 !未找到引用源。黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) / 2.3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 2.3.1 比較內(nèi)容 技術(shù)比較 包括污水處理出水水質(zhì)和運(yùn)行管理水平要求； 經(jīng)濟(jì)比較 包括污水處理工程基建投資、運(yùn)行費(fèi)用和占地面積； 比較范圍 污水處理廠的污水及污泥處理工程以及附屬建筑等工程； 基建投資詳細(xì)內(nèi)容 普通活性污泥法方案投資估算見(jiàn)表 3，氧化溝工藝方案投資估算見(jiàn)表 8。 表 3 普通活性污泥法污水處理廠投資估算 序號(hào) 工程或費(fèi)用名稱 估算價(jià)值 /萬(wàn)元 合計(jì) 土建工程 安裝工程 設(shè)備購(gòu)置 工具購(gòu)置 其他費(fèi)用 1 第一部分工程費(fèi) 5689.0 1548.0 4845.0 12196.0 水處理工程費(fèi) 3186.0 576.0 2460.0 6222.0 污泥處理工程 2014.0 632.0 2062.0 4708.0 控制樓 54.0 48.0 222.0 324.0 生產(chǎn)輔助建筑 127.0 10.0 4.0 141.0 職工宿舍 112.0 9.0 121.0 總平面工程 186.0 211 37.0 434.0 生產(chǎn)輔助設(shè)備 60.0 114.0 174.0 廠外工程 10.0 62.0 72.0 2 第二部分工作費(fèi) 1524.0 1524.0 3 預(yù)備費(fèi) 686.0 686.0 4 建設(shè)期貨款利息 436.0 436.0 5 工程投資 14842.0 運(yùn)行費(fèi)用中未計(jì)入折舊費(fèi)，但計(jì)入與基建投資相應(yīng)的維修（大修）費(fèi)。 2.3.2 比較結(jié)果 普通活性污泥法和氧化溝兩方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較詳見(jiàn)表 4。 表 4 工藝方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較表 序號(hào) 項(xiàng)目 氧化溝法方案 活性污泥法方案 1 處理能力 /（萬(wàn) m3/d） 15.0 15.0 2 進(jìn)水水質(zhì) /（ mg/L） BOD5 200.0 200.0 CODcr 450.0 450.0 SS 360.0 360.0 NH3-N 15.0 15.0 3 出水水質(zhì) /（ mg/L） BOD5 14 14 CODcr 63 63 SS 30 30 NH3-N 3 3 4 要求管理水平 較簡(jiǎn)單 復(fù)雜 5 總占地面積 /畝 108.4 121.1 單位占地 /畝 /（萬(wàn) m3 d） 6.78 7.57 6 工程總投資 10757.0 14842.0 單位投資 /元 /（ m3 d） 717.0 989.0 7 年運(yùn)行費(fèi)用 /萬(wàn) 元 1215.7 1423.5 單位成本 /（元 / m3污水） 0.22 0.26 注： 15 畝 =1hm2 黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) / 2.3.3 推薦方案 由以上內(nèi)容知，兩種工藝都能達(dá)到預(yù)期的處理效果，且都為成熟工藝，但經(jīng)分析比較，氧化溝法工藝方案在以下方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。 氧化溝法方案在達(dá)到與傳統(tǒng)活性污泥法同樣的去除 BOD5 效果時(shí)，還能有更充分的硝化和一定的反硝化效果； 氧化溝法管理較簡(jiǎn)單，適合該市污水處理管理技術(shù)水平現(xiàn)狀； 氧化溝法污水處理廠總占地 108.4 畝，單位占地 6.78 畝 /（萬(wàn) m3 d），比普通活性污泥法減少了占地約 10%； 氧化溝法總投資 1057 萬(wàn)元，單位投資 717.0 元 /（ m3 d），比普通活性污泥法減少投資約為 29.8%； 氧化溝法處理運(yùn)行費(fèi)用 1215.7 萬(wàn)元 /年，處理 1t 污水運(yùn)行成本為 0.22 元 /m3污水，比普通活性污泥法減少運(yùn)行費(fèi)約 15.4%。 綜合以上對(duì)比分析，本工程以氧化溝法污水處理廠工藝方案作為推薦方案。 3 污水 處理工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 污水處理系統(tǒng) 黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) / 3.1.1 格柵 設(shè)計(jì)說(shuō)明 由于不采用池底空氣擴(kuò)散器形成曝氣，故格柵的截污主要對(duì)水泵起保護(hù)作用，擬采用中格柵，而提升水泵房選用螺旋泵，為敞開式提升泵，為減少柵渣量，格柵柵條間隙已擬定為 25.00mm。 設(shè)計(jì)流量：平均日流量 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =15.0 萬(wàn) m3/d=6250.0m3/h =1.74m3/s 最大日流量 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 m3/h =2.1 m3/s 設(shè)計(jì)參數(shù)：柵條間隙 e=25.00mm，柵前水深 h=1.2m,過(guò)柵流速 =0.6m/s，安裝傾角 =75。 格柵計(jì)算 a. 柵條間隙數(shù)（ n） 為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 條 b. 柵槽有效寬度 (B) 設(shè)計(jì)采用 10 圓鋼為柵條 ,即 S=0.01m。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =3.98m 原污水來(lái)水水面埋深（相對(duì)標(biāo)高）為 -2.5m，柵槽深度 3.7m。 黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) / 選用 GH-2000 鏈?zhǔn)叫D(zhuǎn)格柵除污機(jī) 2臺(tái)，水槽寬度 2.05m，有效柵寬 1.7m，實(shí)際過(guò)柵流速 =0.71m/s(平均流量時(shí) u=0.60m/s),柵槽長(zhǎng)度 l=6.0m。 格柵間占地面積 10.0 4.1=41.0( ) 過(guò)柵水頭損失（ h1） 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =0.055m 柵渣量計(jì)算 對(duì)于柵條間隙 e=25.0mm 的中格柵，對(duì)于城市污水，每單位體積污水?dāng)r截污物為W1=0.05m3/103 m3。每日柵渣量為 W=錯(cuò)誤 !未找到引用源。 m3/d 攔截污物量大于 0.2m3/d，須機(jī)械格柵。 污物的排除采用機(jī)械裝置： 300螺旋輸送機(jī)，選用長(zhǎng)度 l=8.0m 的一臺(tái)。 3.1.2 污水提升泵站 設(shè)計(jì)說(shuō)明 采用氧化溝工藝方案，污水處理系統(tǒng)簡(jiǎn)單，對(duì)于新建污水處理廠，工藝管線可以充分優(yōu)化，故污水只考慮一次提升。污水經(jīng)提升后入曝氣沉砂池。然后自流通過(guò)氧化溝、二沉池及消毒池。設(shè)計(jì)流量 Qmax=7500 m3/h。 設(shè)計(jì)選型 污水經(jīng)消毒池處理后排入市政污水管道，消毒水面相對(duì)高程為 0.00m，則相應(yīng)二沉池、氧化溝、曝氣沉砂池水面相對(duì)標(biāo)高分別為 0.50、 1.00 和 1.60m。 黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) / 污水提升前水位為 2.50m，污水總提升高程為 4.10m，采用螺旋泵，其設(shè)計(jì)提升高度為 H=4.5m。設(shè)計(jì)流量 Qmax=7500 m3/h，采用 4 臺(tái)螺旋泵，單臺(tái)提升流量為 1875 m3/h。 采用 LXB-1500 型螺旋泵 5 臺(tái)， 4 用 1 備。該泵提升流量為 2100 2300 m3/h，轉(zhuǎn)速42r/min，頭數(shù) 3，功率 55KW，占地面積為（ 2.00 16.0）。 提升泵房 螺 旋泵泵體室外安裝，電機(jī)、減速機(jī)、電控柜、電磁流量計(jì)顯示器室內(nèi)安裝，另外考慮一定檢修空間。 提升泵房占地面積為（ 15.0 0.5 11.0） 10.0=265.0 ,其工作間占地面積為 11.0 10.0=110.0 。 3.1.3 曝氣沉砂池 設(shè)計(jì)說(shuō)明 污水經(jīng)螺旋泵提升后進(jìn)入平流曝氣沉砂池，共兩組對(duì)稱于提升泵房中軸線布置，每組分為兩格。 沉砂池池底采用多斗集砂，沉砂由螺旋離心泵自斗底抽送至高架砂水分離器，砂水分離通入壓縮空氣洗砂，污水回至提升泵前，凈砂直接卸入自卸 汽車外運(yùn)。 設(shè)計(jì)流量為 Qmax=7500 m3/h=2.1 m3/s，設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間 t=2.0min，水平流速=0.085m/s，有效水深 H1=2.50m。 池體設(shè)計(jì)計(jì)算 a 曝氣沉砂池有效容積（ V） 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 m3 共四格，每格有效容積 V1=V/4=62.5 m3 黃石理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì) 第 23 頁(yè) / 每格池平面面積為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 b 沉砂池水流部分的長(zhǎng)度（ L） 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 m 取 L=10.0m。 則單格池寬 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 m 每組池寬 B=2B1=5.0m 曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)，羅茨鼓風(fēng)機(jī)供風(fēng)，穿孔管曝氣。 設(shè)計(jì)曝氣量 q=0.2m3/(m3 h) 空氣用量 Qa=qQmax=0.2 7500=1500m3/h=25.0 m3/min 供氣壓力 p=19.6kPa 穿孔管布置：于每格曝氣沉砂池池長(zhǎng)邊兩 側(cè)分別設(shè)置 2 根穿孔曝氣管，每格 2 根，共 8 根。 曝氣管管徑 DN100mm，送風(fēng)管管徑 DN150mm。 進(jìn)水、出水及撇油 污水直接從螺旋泵出水渠進(jìn)入，設(shè)置進(jìn)水擋墻，出水由池另一端淹沒(méi)出水，出水端前部設(shè)出水擋墻，進(jìn)出水擋墻高度均為 1.5m。 在曝氣沉砂池會(huì)有