泰安污水处理厂污水课程设计.docx

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泰安污水处理厂污水课程设计

第1章．绪论

1.1工程概述

泰安污水处理厂是泰安市欲利用奥地利政府贷款的城市污水厂建设项目，主要处理生活污水与工业废水，污水厂设计地点下游不足10km处是泰安市的主要给水水源地，因此要求排河污水能够较好的进行脱氮除磷，以免对水源水质造成影响。

1.2原始资料

一、排水体制：

完全分流制

二、水量资料

1．污水厂服务区到2013年设计人口为30万人，居住建筑内设有室内给排水设备和淋浴设施。

2．该区工业平均排水量1.25万立方米/日

3．公共设施等其他平均排污量为1.85万立方米/日

4．城市混合污水变化系数

日变化系数K日＝1.2，总变化系数K总＝1.4

三、混合污水水质

BOD5＝225mg/L，COD=400mg/L，SS=200mg/L，NH3-N=40mg/L

TN=45mg/L，TP=7mg/L，pH=6-9

重金属及有毒物质：

微量

冬季平均污水水温8℃，夏季平均污水水温25℃

四、污水处理厂出水水质

为保护水源，缓解水资源紧缺状况，要求污水处理厂后出水达到下表标准

项目

出水水质

项目

出水水质

COD（mg/L）

≤80

NH3-N（mg/L）

≤30

BOD5（mg/L）

≤30

TN（mg/L）

≤50

SS（mg/L）

≤30

TP（mg/L）

≤3

五、气象资料

1．气温：

年平均12℃，夏季平均30℃，冬季平均2℃

2、常年主导风向：

东南

3．年平均降雨量900mm

六、水文资料

1．排放水体水文资料

（1）95%保证率的设计流量：

15m3/秒

（2）最高水位：

14.00m，平均水位：

10.00，最低水位：

6.00

河水水质：

平均溶解氧6.5mg/L，平均SS50mg/L

2.地下水深度-4m

3.土壤冰冻深度50cm，土质一般为砂质粘土，承载能力较好。

七、污水处理厂厂区资料

1．土壤承载力13.8T/m2

2．设计地震强度7度

3．厂区地面平坦，地面标高：

16.00m

3．其它资料：

（1）厂区附近无大片农田。

（2）拟由省属建筑公司承建施工。

且各种建筑材料均能供应。

　（3）电力供应充足。

八、污水处理厂进水干管数据

管内底标高10.50m，管直径自查，充满度自查。

第2章．处理工艺方案选择

2.1工艺方案选择原则

作为乡镇基础设施的重要组成部分和水污染控制的关键环节，乡镇污水处理厂工程的建设和运行意义重大。

由于乡镇污水处理厂的建设和运行不但耗资较大，而且受多种因素的制约和影响，其中处理工艺方案的优化选择对确保处理厂的运行性能和降低费用最为关键，因此有必要根据确定的标准和一般原则，从整体优化的观念出发，结合设计规模、污水水质特性以及当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的处理工艺方案，经全面技术经济比较后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。

污水处理厂厂址的选择应结合城市的总体规划、地形、管网布置、环境保护的要求等因素综合考虑，必须进行现场踏勘，进行多方案的技术经济比较。

一般应考虑以下几个问题：

（1）地形地质条件要有利于处理构筑物的平面与高程的布置及施工，地质条件指地基好，地下水位底，岩石较少；

（2）不受洪水威胁，否则应考虑防洪措施；

（3）少占农田，尽可能不占农田；

（4）考虑周围环境卫生条件。

废水处理厂应布置在城镇集中给水水源的下游，距城镇或生活区300米以上，并便于处理后废水的排放。

废水处理厂尽可能设在夏季主风向的下方；

（5）技术成熟，处理效果稳定，保证出水水质达到国家规定的排放要求。

（6）基建投资和运行费用低，以尽可能少的投入取得尽可能多的效益。

（7）运行管理方便，运转灵活，并可根据不同的进水水质和出水水质要求调整运行方式和工艺参数，最大限度的发挥处理装置和处埋构筑物的处理能力。

（8）选定工艺的技术及设备先进、可靠。

（9）便于实现工艺过程的自动控制，提高管理水平，降低劳动强度和人工费用。

本工程要求的污水处理程度较高，对污水处理工艺选择应十分慎重。

本方案设计的污水处理工艺选择针对该城镇污水量和污水水质以及经济条件考虑适应力强、调节灵活、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟先进工艺。

下面将对各种工艺的特点进行论述，以便选择切实可行的方案。

2.2工艺比较

2.2.1氧化沟方案

氧化沟污水处理技术，是20世纪50年代由荷兰人Pasveer首创。

60年代以来，这项技术在欧洲、北美、南非、澳大利亚等国已被广泛采用，工艺及构造有了很大的发展和进步。

随着对该技术缺点（占地面积大）的克服和对其优点（基建投资及运行费用相对较低，运行效果高且稳定，维护管理简单等）的逐步深入认识，目前已成为普遍采用的一项污水处理技术。

目前常用的几种商业性氧化沟有荷兰DHV公司60年代开发的Carrousel氧化沟，美国Envirex公司开发的Orbal氧化沟，丹麦Kruger公司发明的DE氧化沟等。

在我国，氧化沟工艺是使用较多的工艺。

氧化沟工艺一般可不设初沉池，在不增加构筑物及设备的情况下，氧化沟内不仅可完成碳源的氧化，还可实现硝化和脱硝，成为A/O工艺；氧化沟前增加厌氧池可成为A2/O（A-A-O）工艺，实现除磷。

由于氧化沟内活性污泥已经好氧稳定，可直接浓缩脱水，不必厌氧消化。

氧化沟污水处理技术已被公认为一种较成功的革新的活性污泥法工艺，与传统活性污泥系统相比，它在技术、经济等方面具有一系列独特的优点。

①工艺流程简单、构筑物少，运行管理方便。

一般情况下，氧化沟工艺可比传统活性污泥法少建初沉池和污泥厌氧消化系统，基建投资少。

另外，由于不采用鼓风曝气的空气扩散器，不建厌氧消化系统，运行管理要方便。

②处理效果稳定，出水水质好。

实际运行效果表明，氧化沟在去除BOD5和SS方面均可取得比传统活性污泥法更高质量的出水，运行也更稳定可靠。

同时，在不增加曝气池容积时，能方便地实现硝化和一定的反硝化处理，且只要适当扩大曝气池容积，能更方便地实现完全脱氮的深度处理。

③基建投资省，运行费用低。

实际运行证明，由于氧化沟工艺省去初沉池和污泥厌氧消化系统，且比较容易实现硝化和反硝化，当处理要求脱氮时，氧化沟工艺在基建投资方面比传统活性污泥法节省很多。

同样，当仅要求去除BOD5时，对于大规模污水厂采用氧化沟工艺运行费用比传统活性污泥法略低或相当，而要求去除BOD5且去除NH3-N时，氧化沟工艺运行费用就比传统活性污泥法节省较多。

④污泥量少，污泥性质稳定。

由于氧化沟所采用的污泥龄一般长达20～30d，污泥在沟内得到了好氧稳定，污泥生成量就少，因此使污泥后处理大大简化，节省处理厂运行费用，且便于管理。

⑤具有一定承受水量、水质冲击负荷的能力。

水流在氧化沟中流速为0.3～0.4m/s，氧化沟的总长为L，则水流完成一个循环所需时间t=L/S,当L=90～600m时，t=5～20min。

由于废水在氧化沟中设计水力停留时间T为10～24h，因此可计算出废水在整个停留时间内要完成的循环次数为30～280次不等。

可见原污水一进入氧化沟，就会被几十倍甚至上百倍的循环量所稀释，因此具有一定承受冲击负荷的能力。

⑥占地面积少。

由于氧化沟工艺所采用的污泥负荷较小、水力停留时间较长，使氧化沟容积会大于传统活性污泥法曝气池容积，占地面积可能会大些，但因为省去了初沉池和污泥厌氧消化池，占地面积总的来说会少于传统活性污泥法。

2.2.2.A2/O法

A2/O工艺是Anaorobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧－缺氧－好氧生物脱氮除磷工艺的简称，A2/O工艺于70年代由美国专家在厌氧－好氧除磷工艺（A/O）的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能，可以针对现今污水特点（水体富营养化）进行有效处理。

A2/O工艺自被开发以来,就因为其特有的经济技术优势和环境效益,愈来愈受到人们的广泛重视.通常称为A2/O工艺的实际上可分为两类,一类是厌氧/好氧工艺,另一类是缺氧/好氧工艺.厌氧状态和缺氧状态之间存在着根本的差别:

在厌氧状态下既有无分子态氧,也没有化合态氧,而在缺氧状态下则存在微量的分子态氧（DO浓度<0.5mg/L）,同时还存在化合态的氧，如硝酸盐。

A2/O工艺特点:

①厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。

在同时脱氮除磷的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。

②在厌氧—缺氧—好氧交替运行条件下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般少于100，污泥沉降性好。

③污泥中磷含量高，一般在2.5%以上。

④该工艺脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果则受回流污泥中携带DO和硝酸态氧的影响，因而脱氮效果不可能很高。

综上所诉，比较2个不同工艺后选择A2/O工艺为本厂的污水处理工艺。

2.3工艺流程

污泥脱水

2.4处理构筑物的选择

2.4.1格栅

格栅是一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留雨水、生活污水和工业废水中较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮等，起净化水质，保护水泵的作用，同时也减轻后续处理构筑物的处理负荷，使之正常运行。

格栅可以根据格栅条的净间隙不同而分为粗格栅、中格栅以及细格栅，分别用于截留不同粒径的杂物而设计，也可以根据栅渣量的大小二选择不同的清渣方式，可采用人工清渣或机械清渣。

本设计采用中格栅进行隔渣，分别设置在污水泵房前后,以去除不同大小的废渣,由于栅渣量较大，采用机械清渣方式。

2.4.2沉砂池

沉沙池的功能是去除相对密度较大的无机颗粒（如泥沙、煤渣等，他们的相对密度约为2.65），沉沙池一般设置于泵站、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可以设置于沉淀池前，以减轻沉淀池负荷及消除颗粒对污泥厌氧消化处理的影响。

常用的沉沙池有平流沉沙池、曝气沉沙池、旋流沉砂池等。

表2-1沉砂池特点比较

沉砂池

优点

缺点

选择理由

平流沉沙池

截留无机颗粒较好，工作稳定，构造简单排砂方便。

沉沙中约夹杂15%的有机物，使沉淀的后续处理增加难度

选择平流沉砂池，在于其工作稳定，构造简单排砂方便，重要的是工艺完备、技术成熟，对于本（中小型）污水处理厂来说，可取得最佳效益

曝气沉沙池

克服了平流式沉砂池的缺点可以把沉砂有机物含量降到10%，

有预曝气、脱臭、除泡的作用

加速污水中油类和浮渣的分离

需要消耗能量，对生物脱氮除磷系统的厌氧段或缺氧段的运行产生啊不利影响

旋流沉砂池

1.沉砂效率高占地小耗能低

2.4.3初沉池

初沉池是作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面。

处理的对象是悬浮物质（SS约可去除40%～55％以上），同时也可去除部分BOD5（约占总BOD5的25％～40％，主要是非溶解性BOD），以改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD负荷。

初沉池按池内水流方向的不同，可分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池。

表2-2沉淀池特点比较

沉淀池

优点

缺点

适用条件

平流沉淀池

对冲击负荷和温度变化适应能力较好

施工简单，造价低

采用多斗排泥时，每个污泥斗需要单独设置排泥管，各自操作

采用机械排泥时，大部分设备位于水下，易腐蚀

适用于地下水位较高及地质较差的地区

只用于大、中、小型污水处理厂

竖流式沉淀池

排泥方便，管理简单

占地面积小

池子深度大，施工困难

对冲击负荷和温度变化适应能力较差

造价高

池径不宜太大

适用于处理水量不大的小型污水处理厂

辐流式沉淀池

采用机械排泥运行较好

排泥设备有定型产品

选择平流式沉淀池，在于其对冲击负荷和温度变化适应能力较好

水流速度不稳定

易于出现异重流现象

机械排泥设备