1、-. z.前言隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城鎮(zhèn)規(guī)模的擴(kuò)大，水環(huán)境污染的問(wèn)題日漸突出。水環(huán)境的污染影響人類的身體健康，制約了經(jīng)濟(jì)建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展。因此近年來(lái)我國(guó)興建了大量的污水處理廠，對(duì)于消除水體污染、改善環(huán)境，起到了積極作用。鳳凰鎮(zhèn)位于省市鳳臺(tái)縣鳳凰鎮(zhèn)，其污水處理廠設(shè)計(jì)污水日處理能力為10000m3，屬于小型污水處理廠。本設(shè)計(jì)采用carrousel氧化溝法處理城市污水，其特點(diǎn)是工藝流程簡(jiǎn)單，構(gòu)筑物少；處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好；污泥產(chǎn)生量少，污泥的性質(zhì)穩(wěn)定。設(shè)計(jì)中對(duì)污水處理工藝和污泥處理方案進(jìn)行了選擇論證；對(duì)污水、污泥處理構(gòu)筑物進(jìn)行了工藝設(shè)計(jì)計(jì)算；對(duì)廢水處理廠進(jìn)行了平面、高程布置，并繪制了平面布置圖、工

2、藝流程圖、高程圖。 關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)污水，氧化溝法，污水處理，污泥處理目錄第一章課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 1.1設(shè)計(jì)題目 1.2設(shè)計(jì)目的 1.3設(shè)計(jì)要求 1.4設(shè)計(jì)步驟 1.5設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)第二章 工藝方案的比較與確定2.1 循環(huán)式活性污泥工藝（CAST）2.2 A2/O法同步脫氮除磷工藝2.3 氧化溝工藝2.4 工藝選擇 2.5 工藝流程第三章 城市污水處理廠設(shè)計(jì)3.1 污水廠選址3.2 工藝流程 污水處理工藝流程 污泥處理工藝流程第四章 污水處理工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1 粗格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算4.2 提升泵房的設(shè)計(jì)計(jì)算4.3 細(xì)格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算4.4 曝氣沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算4.5 配水井的設(shè)計(jì)計(jì)算4.6 三溝式氧化溝的

3、設(shè)計(jì)計(jì)算 4.7 消毒接觸計(jì)算 4.8 本章小結(jié)第五章 污泥處理工藝設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 污泥泵房 5.2 污泥濃縮池5.3 污泥脫水間5.4 本章小結(jié)第六章 污水處理廠的總體布置 6.1 平面布置平面布置的一般原則和要求構(gòu)筑物的平面布置 6.2 高程布置高程布置一般原則和要求 高程計(jì)算 6.3 本章小結(jié)總結(jié)參考文獻(xiàn)第一章課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1設(shè)計(jì)題目3萬(wàn)人口的城鎮(zhèn)污水處理廠，150L/人天，水溫20-25度1.2設(shè)計(jì)目的 鞏固及深化對(duì)基本理論與基本概念的理解； 培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力； 培養(yǎng)具有運(yùn)用理論知識(shí)和已有圖紙完成污水處理工程設(shè)計(jì)的初步能力。1.3設(shè)計(jì)要求 工藝選擇要求技術(shù)先進(jìn)，在處

4、理出水達(dá)到排放要求的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)采用新技術(shù)； 充分考慮污水處理與中水回用相結(jié)合； 除磷脫氮是工藝選擇中關(guān)鍵之一，方案設(shè)計(jì)中必須全面考慮； 工程造價(jià)是工程經(jīng)濟(jì)比較的基礎(chǔ)，控制工程總造價(jià)是小城鎮(zhèn)生活污水處理技術(shù)之一； 工程運(yùn)行管理方便，處理成本低。1.4設(shè)計(jì)步驟水質(zhì)、水量（發(fā)展需要、豐水期、枯水期、平水期）；地理位置、地質(zhì)資料調(diào)查（氣象、水文、氣候）；出水要求、達(dá)到指標(biāo)、污水處理后的出路；工藝流程選擇，包括：處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)、布置、選型、性能參數(shù)；評(píng)價(jià)工藝； 設(shè)計(jì)計(jì)算； 建設(shè)工程圖（廠區(qū)平面圖、工藝流程圖、高程圖）。1.5設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)單位：BOD5（mg/L）CODcr （mg/L）SS （mg/

5、L）NH3N （mg/L）TP （mg/L）pH進(jìn) 水3006002008075-8本工程為市鳳凰鎮(zhèn)污水處理廠的工藝設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)的總設(shè)計(jì)規(guī)模為0.45萬(wàn)m3d。該污水處理廠主要收集的污水為生活污水、工業(yè)廢水和初雨徑流，處理后出水水質(zhì)執(zhí)行城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）二級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。第二章 工藝方案的比較與確定2.1循環(huán)式活性污泥工藝（CAST）本工藝主要特征是在進(jìn)水區(qū)設(shè)置一生物選器，它實(shí)際上是一個(gè)容積較小的污水與污泥的接觸區(qū)。特征之二是活性污泥由反映器回流，在生物選擇器與進(jìn)入的新鮮污泥混合、接觸，創(chuàng)造微生物種群在高濃度、高負(fù)荷環(huán)境下競(jìng)爭(zhēng)生存的條件，從而選擇出適應(yīng)該系統(tǒng)生存

6、的獨(dú)特微生物種群，并有效的抑制絲狀菌的過(guò)分增殖，從而避免污泥膨脹現(xiàn)象的產(chǎn)生，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。主要優(yōu)點(diǎn)： 流程簡(jiǎn)單，由于無(wú)初沉池和二沉池以及回流污泥系統(tǒng)，因此土建和設(shè)備投資較低； 運(yùn)行簡(jiǎn)單，與A2/O法相比無(wú)需進(jìn)行的污泥回流和回流； 對(duì)水質(zhì)和水量的波動(dòng)具有很好的緩沖能力； 在生物脫氮除磷方面，效果顯著，優(yōu)于活性污泥法。缺點(diǎn)：容積利用率較低，每周期接納污水約站總有效容積的30%，使污水的實(shí)際停留時(shí)間延長(zhǎng)至13.3 小時(shí)左右。在反應(yīng)器中采用變強(qiáng)度曝氣來(lái)實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化，脫氮效率不高。因此，在生物選擇器和主反應(yīng)區(qū)之間加了一個(gè)兼氧區(qū)，以提高脫氮效率。污泥在生物選擇器中釋磷受到回流混合液中硝態(tài)氮濃度的

7、影響比較大，在傳統(tǒng)的CAST 工藝系統(tǒng)中難以提高脫氮除磷。CAST工藝的操作運(yùn)行靈活，其容覆蓋SBR工藝及其所有的各種變形工藝，但其反應(yīng)機(jī)理較為復(fù)雜。2.2A2/O法同步脫氮除磷工藝本工藝主要特點(diǎn)： 本工藝在系統(tǒng)上可以稱為最簡(jiǎn)單的同步脫氮除磷工藝，總的水力停留時(shí)間少于其他同類工藝； 在厭氧（缺氧）、好氧交替運(yùn)行條件下，絲狀菌不能大量增殖，無(wú)污泥膨脹之慮，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，以不增加溶解氧為度，運(yùn)行費(fèi)用低。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

8、于進(jìn)一步提高，循環(huán)量一般以2Q為限，不宜太高； 進(jìn)入沉淀池的處理水要保持一定濃度的溶解氧，減少停留時(shí)間，防止產(chǎn)生厭氧狀態(tài)和污泥釋放磷的現(xiàn)象出現(xiàn)，但溶解氧濃度也不宜過(guò)高，以防循環(huán)混合液對(duì)缺氧反映器的干擾。2.3 氧化溝工藝進(jìn)水格柵提升泵房沉砂池氧化溝二沉池消毒池污泥泵房污泥濃縮池污泥脫水干燥污泥本工藝主要特點(diǎn)： 在流態(tài)上，氧化溝介于完全混合和推流之間。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)，有以進(jìn)行硝化和反硝化，取得脫氮的效果。 可考慮不設(shè)置初沉池，原污水經(jīng)過(guò)格柵和沉砂池預(yù)處理，已經(jīng)有效防止污水中無(wú)機(jī)沉渣沉積，有機(jī)性懸浮物在氧化溝能夠達(dá)到好氧穩(wěn)

9、定的程度。 可考慮不單獨(dú)設(shè)置二沉池，使氧化溝與二沉池合建，可省去污泥回流裝置。 BOD負(fù)荷低，同活性污泥法的延時(shí)曝氣系統(tǒng)對(duì)比，具有下列各項(xiàng)效益：a對(duì)水溫、水質(zhì)、水量的變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性b污泥齡一般可達(dá)1530天，為傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)的36倍。可以存活、繁殖世代時(shí)間長(zhǎng)、增殖速度慢的微生物。如果運(yùn)行得當(dāng)，氧化溝能夠具有反硝化脫氮的效果。c污泥產(chǎn)率低，且多已達(dá)到穩(wěn)定的程度，勿需再進(jìn)行硝化處理。 脫氮效果還能進(jìn)一步提高。因?yàn)槊摰Ч暮脡暮艽笠徊糠秩Q于循環(huán)量，要提高脫氮效果勢(shì)必要增加循環(huán)量。而氧化溝的循環(huán)量從理論上說(shuō)可以是不受限制的，從而氧化溝具有較大的脫氮潛力。 氧化溝只有曝氣器和池中的推進(jìn)器維持溝

10、的正常運(yùn)行，電耗較小，運(yùn)行費(fèi)用較低。2.4工藝選擇 綜合上面的兩種處理工藝，從處理效率、基建費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用、操作管理情況等方面綜合考慮，再?gòu)哪壳皣?guó)外處理該類廢水的工藝來(lái)看，氧化溝工藝是一種比較成熟的工藝。尤其適合我國(guó)城市污水處理廠。我國(guó)城市污水處理的現(xiàn)狀仍較落后，資料表明我國(guó)城市污水的處理率仍在5%8%之間，而年污水排放量則在以每年6%7%的速度增長(zhǎng)，因而要采用高效低耗的污水處理技術(shù)。此外，我國(guó)現(xiàn)有城市污水處理廠中的技術(shù)人員缺乏、操作人員素質(zhì)普遍較低，尤其是污水處理廠的建設(shè)資金嚴(yán)重缺乏。因而，在這樣的條件下，因地制宜地推廣氧化溝污水處理技術(shù)的應(yīng)用是十分事宜和必要的。因此，在此次設(shè)計(jì)中我選用的是

11、氧化溝工藝。氧化溝有很多不同種類的類型，主要有Carrousel式、Orbal式、交替工作式、曝氣-沉淀一體化氧化溝。此設(shè)計(jì)采用三溝式（T型）交替式氧化溝?？偟恼f(shuō)來(lái)，上述方案都能夠達(dá)到要求處理的效果，而且工藝簡(jiǎn)單，污泥處理的難度較小，在技術(shù)上都是可行的。但結(jié)合實(shí)際的工程要求來(lái)看，氧化溝對(duì)污水的脫氮除磷率有較高要求（脫氮率要求達(dá)到87.5%，除磷率要求達(dá)到80%），而且設(shè)計(jì)中可采用改良型的carrousel氧化溝。Carrousel氧化溝使用立式表曝機(jī)，曝氣機(jī)安裝在溝的一端，因此形成了靠近曝氣機(jī)下游的富氧區(qū)和上游的缺氧區(qū)，有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉降，設(shè)計(jì)有效水深4.04.5米，溝中的流速

12、0.3米/秒。BOD5的去除率可達(dá)9599，脫氮效率約為90，除磷效率約為50，如投加鐵鹽，除磷效率可達(dá)95。有證據(jù)表明，城市污水經(jīng)改良型氧化溝處理后，污水中各項(xiàng)污染物平均去除率能滿足上面的脫氮除磷的要求；而且經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐證明，改良型的carrousel氧化溝二級(jí)處理工藝具有工藝簡(jiǎn)單成熟操作管理簡(jiǎn)便，處理效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定，脫氮除磷性能好的特點(diǎn)，同時(shí)，該工藝省去了初沉，也不必、像其他方法脫氮除磷工藝那樣需要大量混合液回流和多個(gè)池子，因此工藝布置緊湊，可省地省電降低運(yùn)行費(fèi)用，是城市污水處理廠比較理想的處理工藝。綜合所述，方案一從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上都是可行的，而且符合各項(xiàng)原則，是較為合理的選擇。2.5

13、工藝流程城市污水進(jìn)入處理廠后，先通過(guò)粗格柵，去除污水中懸浮和漂浮的大塊物質(zhì)。經(jīng)提水泵房提升后通過(guò)細(xì)格柵，去除較小的漂浮物。出水進(jìn)入沉砂池，去除污水中的砂粒等無(wú)機(jī)物，在進(jìn)入配水井進(jìn)行配水，由自動(dòng)化控制經(jīng)配水井的水流入三溝式氧化溝，使污水與活性污泥充分混合，通過(guò)好氧、硝化及反硝化使污水中有機(jī)物充分降解并達(dá)到脫氮除磷效果，使污水達(dá)到凈化。從氧化溝出水進(jìn)入二次沉淀池進(jìn)行泥水分離，下層污泥經(jīng)真空虹吸系統(tǒng)送至污泥泵房經(jīng)行污泥脫水。沉淀后的出水經(jīng)加二氧化氯消毒等措施進(jìn)行二次回用或進(jìn)行外排。污水提升泵粗格柵曝氣沉砂池細(xì)格柵原廢水Carrousel氧化溝接觸池出水配水井污泥外運(yùn)壓濾脫水濃縮池第三章 城市污水處理

14、廠設(shè)計(jì)3.1 污水廠選址未經(jīng)處理的城市污水任意排放，不僅會(huì)對(duì)水體產(chǎn)生嚴(yán)重污染，而且直接影響城市發(fā)展發(fā)展和生態(tài)環(huán)境，危及國(guó)計(jì)民生。所以，在污水排入水體前，必須對(duì)城市污水進(jìn)行處理。而且工業(yè)廢水排入城市批水管網(wǎng)時(shí)，必須符合一定的排放標(biāo)準(zhǔn)。最后流入管網(wǎng)的城市污水統(tǒng)一送至污水處理廠處理后排入水體。 在設(shè)計(jì)污水處理廠時(shí)，選擇廠址是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。廠址對(duì)周圍環(huán)境、基建投資及運(yùn)行管理都有很大影響。選擇廠址應(yīng)遵循如下原則： 1.為保證環(huán)境衛(wèi)生的要求，廠址應(yīng)與規(guī)劃居住區(qū)或公共建筑群保持一定的衛(wèi)生防護(hù)距離，一般不小于300米；2.廠址應(yīng)設(shè)在城市集中供水水源的下游不小于500米的地方；3.廠址應(yīng)盡可能設(shè)在城市和工廠夏季

15、主導(dǎo)風(fēng)向的下方；4.要充分利用地形，把廠址設(shè)在地形有適當(dāng)坡度的城市下游地區(qū)，以滿足污水處理構(gòu)筑物之間水頭損失的要求，使污水和污泥有自流的可能，以節(jié)約動(dòng)力；5.廠址如果靠近水體，應(yīng)考慮汛期不受洪水的威脅；6.廠址應(yīng)設(shè)在地質(zhì)條件較好、地下水位較低的地區(qū)；7.廠址的選擇要考慮遠(yuǎn)期發(fā)展的可能性，有擴(kuò)建的余地。3.2 工藝流程污水處理工藝流程 處理廠的工藝流程是指在到達(dá)所要求的處理程度的前提下，污水處理個(gè)單元的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)筑物的選型則是指處理構(gòu)筑物形式的選擇，兩者是互有聯(lián)系，互為影響的。水體有一定的自凈能力，可根據(jù)水體自凈能力來(lái)確定污水處理程度。設(shè)計(jì)中既要充分利用水體的自凈能力，又要防止水體遭到污染，破

16、壞水體的正常使用價(jià)值，采用何種處理流程還要根據(jù)污水的水質(zhì)和水量，回收其中有用物質(zhì)的可能性和經(jīng)濟(jì)性，排放水體的具體規(guī)定，并通過(guò)調(diào)查研究和經(jīng)濟(jì)比較后決定，必要時(shí)還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行科學(xué)論證。城市生活污水一般以BOD物質(zhì)為其主要去除對(duì)象，因此，處理流程的核心是二級(jí)生物處理法活性污泥法為主。生活污水和工業(yè)廢水中的污染物質(zhì)是多種多樣的，不能預(yù)期只用一種方法就能把所有的污染物質(zhì)去除干凈，一種污水往往需要通過(guò)由幾種方法組成的處理系統(tǒng)，才能達(dá)到處理要求的程度。按處理程度分，污水處理可分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)。一級(jí)處理的容是去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)，經(jīng)過(guò)一級(jí)處理后，污水中的BOD只去除30 %左右，仍不能排放，還必

17、須進(jìn)行二級(jí)處理。二級(jí)處理的主要任務(wù)是大量去除污水中呈膠體和溶解性的有機(jī)污染物質(zhì)（BOD），去除率可達(dá)97%以上，去除后的BOD含量可降低到20-30 mg/l.一般，經(jīng)過(guò)二級(jí)處理后，污水已具備排放水體的標(biāo)準(zhǔn)了。一級(jí)和二級(jí)處理法是城市污水經(jīng)常采用的，屬于常規(guī)處理方法。當(dāng)對(duì)處理過(guò)的污水有特殊的要求時(shí)，才繼續(xù)進(jìn)行三級(jí)處理。 具體的流程為：污水進(jìn)入水廠，經(jīng)過(guò)格柵至集水間，由水泵提升到平流沉砂池經(jīng)，經(jīng)初沉池沉淀后，大約可去除SS 45%,BOD 25%。污水進(jìn)入曝氣池中曝氣，可從一點(diǎn)進(jìn)水，采用傳統(tǒng)活性污泥法，也可采用多點(diǎn)進(jìn)水的階段曝氣法。在二次沉淀池中，活性污泥沉淀后，回流至污泥泵房。二沉池出水經(jīng)加氯處理后，排入水體。污泥處理工藝流程 污泥是污水處理的副產(chǎn)品，也是必然的產(chǎn)物，如從沉淀池排出的沉淀污泥，從生物處理排出的剩余活性污泥等。這些污泥如果不加以妥善處理，就會(huì)造成二次污染。污泥處理的方法是厭