河北省三河市燕郊污水处理工程初步设计Word文档格式.docx

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设计说明书

华侨大学化工学院

2009年9月

致谢（30）

2曝气沉砂池的计算（34）

3辐流式沉淀池的计算（37）

4水量调节池的计算（40）

5SBR池的计算（41）

6接触消毒池的计算（44）

7污泥浓缩池的计算（46）

8鼓风系统的计算（48）

10高程的计算（53）

11泵房的计算（54）

附录二施工图纸（56）

图1－1厂区平面及管道布置图（A2）

图1－2污水流程及高程图（A2）

图2－1格曝池三视图（A3）

图3－1辐流式沉淀池平面及剖面图（A3）

图3－2SBR池总平面图（A3）

图3－3SBR池进水端立面图和1－1剖面图（A3）

图4－1SBR池曝气系统图（A3）

图5－1接触消毒池平面图（A3）

图表目录

图3氧化沟工艺流程图（11）

图10接触消毒池计算草图（44）

表1污水处理厂设计进水水质

（2）

表2污水处理厂出水排放标准

（2）

表3污水处理厂设计处理效率

（2）

表4构筑物内水头损失情况估算表（19）

表5构筑物间连接管的水头损失情况计算表（19）

表6污水厂人员编制表（25）

表9曝气沉砂池曝气系统局部构件表（49）

表10SBR池曝气系统局部构件表（50）

表11TSD－125型罗茨鼓风机主要性能（50）

表12RD－127型罗茨鼓风机主要性能（50）

表13构筑物内水头损失情况估算表（51）

表14构筑物间连接管的水头损失情况计算表（52）

第1章总论

1.1文献综述

改革开放以来，我国城镇化进程加快，1978～2000年建制镇由2178个增至20312个，目前全国各种规模和性质的小城镇已近48000个[1]。

然而，小城镇基础设施建设却远远落后于城镇建设的发展，大部分小城镇污水未经处理就直接排放，给水环境质量造成很大威胁。

我国90%以上小城镇的水体环境均受到不同的程度的污染，78%的城镇河段不宜作饮用水源，50%的城镇地下水受到污染[2]。

这不仅对当地的水环境造成了污染，而且严重阻碍了经济的发展。

因此，小城镇污水的处理势在必行。

1.1.1小城镇污水处理特点及其要求

和大城市相比，小城镇不仅经济实力薄弱、技术和管理水平较低，而且小城镇所处位置的环境容量也较小，因此造成了小城镇污水处理的特殊性[3]。

然而目前，我国尚无针对小城镇污水处理工程的排水设计规范、标准、法规等，而是采用现行大中规模污水处理工程的相关标准，在工程设计中出现了不少问题。

因此，必须根据小城镇特点研究和采用相适应的处理工艺，避免盲目照搬大中型规模城市污水处理工艺及设计参数，以利于小城镇的污水治理。

1.1.1.1小城镇污水特征

小城镇的人口规模、自来水普及率和工农业发展的结构水平。

决定了小城镇的污水排放量大都在3000～30000m3/d的规模范围内，其中50%以上是生活污水，工业废水以农产品加工的废水为主，水中基本上不含重金属和有毒有害物质，但氮和磷的含量较高，水量、水质波动较大。

大部分小城镇的城镇污水性质相差不大，一般BOD5为100～150mg/L，COD为250～300mg/L，SS为200mg/L左右[3]。

1.1.1.2小城镇污水处理要求

（1）小城镇人口较少，分布广而且分散，生活污水水质、水量波动性大，污水处理厂规模小，时变化系数大，因此，所选污水处理工艺应抗冲击负荷能力强；

（2）小城镇经济力量薄弱，因此，污水处理应尽量使造价低、运行费用少、能耗低，基本上不投加药剂或投加药剂量少；

（3）小城镇缺乏污水处理专业人员，所选工艺应简便易行、运行稳定、维护管理方便，利用当地技术和管理力量能正常运行；

（4）污泥产量少，以减少二次污染，降低污泥处理和处置费用。

1.1.2常规处理工艺分析

在进行污水处理工艺选择时，应结合小城镇水质水量特点，充分考虑小城镇的发展趋势，合理确定处理出水所需达到的排放标准。

下面针对小城镇污水处理特点，就几种比较适合于小城镇的常规处理工艺进行分析对比。

（1）氧化沟工艺

氧化沟工艺始于50年代初期，其处理流程简单，操作管理方便；

出水水质良好，运行可靠性和稳定性高；

能承受水量、水质的冲击负荷。

此工艺具有一定的除磷脱氮能力，可缓解水体富营养化的进程。

由于可取消初次沉淀池和污泥消化池，整个处理单元比常规活性污泥法少50%以上，二者基建费用明显低于常规活性污泥法，这对资金缺乏的小城镇建设污水处理厂很有吸引力。

但其曝气转刷（或表面曝气器）等机械部件需定期维修，检修工作量较大；

而且采用延时曝气对污泥进行好氧稳定，其能耗比中、高负荷活性污泥工艺要高40%～50%，因此，对于我国这样一个资源不足、人口众多的发展中国家，是否适合在小城镇推广这种低负荷的活性污泥工艺是值得考虑的问题[3]。

（2）SBR工艺

SBR工艺简单；

布置紧凑、占地面积省；

操作维修方便；

抗冲击负荷能力强；

污泥沉降性能好、污泥处理系统简单；

出水水质好；

可防止污泥膨胀。

统计结果表明，采用SBR工艺处理小城镇污水，要比普通活性污泥法节省基建投资30%以上[4]。

有研究表明，SBR法在每一个运行周期之间以及同周期进水阶段内出现急剧的水质水量变化甚至处理负荷猛增到正常负荷的两倍以上的情况下，仍可获得良好的处理效果。

刘永松等人对SBR工作稳定性的分析研究结果充分表明了这一点[5]。

但SBR反应器设备的闲置率高，进水和排水的阀门切换频繁，自动化程度较高，这对于技术力量和管理水平相对较弱的小城镇来说，限制了该工艺的推广。

（3）水解－好氧生物处理工艺

水解工艺是近年来国内应用较为广泛的污水预处理工艺，它通过控制反应时间，将厌氧反应控制在水解酸化阶段，除了达到截留污水中悬浮物的目的外，还可提高污水的可生化性，减少后续处理工艺反应时间和处理的能耗，并具有污泥减量稳定的功能。

由水解池取代初沉池，其对SS、BOD5、COD的去除率显著高于初沉池，水解池出水水质较稳定，并具有较好的抗有机负荷的能力。

对于经济实力尚薄弱的小城镇，可用水解池单独作为污水的初级处理系统，待有条件时，再在其后增设后续处理工艺成为完整的城镇污水二级处理系统，具有分期建设的优点。

但水解池的布水均匀性和排泥问题也增加了设计和管理的复杂性。

（4）生物接触氧化工艺

生物接触氧化工艺单位容积的生物量大，处理能力高；

不需污泥回流，节省能耗；

不产生污泥膨胀，耐冲击负荷能力强；

设备较少，运行管理及维护简单；

产泥量少。

但此工艺造价较高，而且布水、布气不易均匀，工艺构筑物在构造上较复杂，增加了设计、施工的工作量和难度[3]。

（5）生物滤池工艺

生物滤池节约能耗，运行管理方便；

对污水水质、水量有较强的适应性；

污泥产量较低。

但其处理负荷低，占地面积较大，造价较高；

滤池容易堵塞，且容易产生蚊蝇、臭气等环境问题。

（6）生态处理工艺

小城镇附近如有合适的废地、荒地、废塘、洼地或沼泽地、滩涂等，在污水处理上应因地制宜地将处理与利用相结合，利用生态系统，在污水处理的同时实现污水的无害化和资源化。

生态处理可选用生态塘处理系统和人工湿地处理系统。

生态处理适合不同的处理规模，基建费用低廉，整个系统的基建费用只有常规处理方法的1/2或1/3；

出水水质稳定，出水可用于回灌农田、水产养殖或景观水；

材料来源广，就近可得。

人工湿地的主要材料如碎石、砂砾、煤渣、土壤等均可就近获得，塘系统则不需要任何材料，动植物均为土著种类。

生态处理系统依地势而建，污水可自流，无需额外动力，因此运行费用只有常规工艺的10%～50%；

而且管理十分简单，维护容易，设计良好的小型污水生态处理系统几乎不用管理与维护。

但生态处理系统除污染负荷率低，因而占地面积庞大。

再者，气候条件对其处理效果有重要影响[3]。

1.1.3新工艺介绍

污水处理技术向高效率、低建设费用、低能耗、低管理需求、环境影响少方向发展已成为我国小城镇污水处理行业可持续发展的必然选择。

近年来，研究开发了一些新工艺，其中厌氧一好氧高负荷生物滤池和蚯蚓生态滤池就是其中成功的代表。

（1）厌氧水解－高负荷生物滤池[6]

厌氧水解一高负荷生物滤池组合处理工艺采用厌氧水解滤池取代传统的初沉池作为预处理工艺，同时在传统高负荷生物滤池的基础上对其工艺构造进行了重要的技术创新，保留了该方法高负荷、高效率的长处，通过采用具有高空隙率、高附着面积和高二次布水性能的新型塑料模块填料，取消了滤池出水回流系统，从而在提高处理效率的同时大幅度降低了建设投资和运行能耗。

此工艺的污泥产率大大低于普通活性污泥法，排泥量较少。

污泥总产率的大幅度降低同时意味着大幅度降低了二次污染物数量以及污泥处理和处置费用。

厌氧水解一高负荷生物滤池处理城镇污水的工艺流程十分简单，与普通活性污泥法相比，除了采用粗、细格栅、沉砂池和二次沉淀池相同以外，处理系统集初沉池、曝气池、污泥回流设施以及供氧设施等于一身，大大简化了污水处理流程。

因此，该工艺的运行管理十分简单方便，并能承受较强的冲击负荷，这一点对于我国的小城镇污水处理厂的操作管理需求有着特别重要的意义。

（2）蚯蚓生态滤池[7]

蚯蚓生态滤池利用在滤床中建立的人工生态系统，通过蚯蚓和其他微生物的协同作用对污水中的污染物进行最为经济合理的处理和转化。

以蚯蚓为代表的微型动物在该系统中集多种功能于一身。

近年来，该工艺已在法国、智利和中国上海成功地进行了中型试验和生产性规模的应用。

生态滤池处理系统基本不外排剩余污泥，其污泥产率大幅度低于普通活性污泥法。

显然这是由于生态滤池中建立的蚯蚓生态系统具有较强的污泥分解功能，在处理污水的同时实现了剩余污泥的分解和稳定。

污泥总产率大幅度降低意味着大幅度降低了城镇污水处理厂所产生的固体污染物数量，同时意味着大幅度降低了剩余污泥处理和处置费用。

而且，此工艺流程简单，运行管理十分简单方便，并能承受较强的冲击负荷。

1.1.4结语

小城镇污水治理不仅是小城镇自身发展的需要，同时也是流域生态环境保护的需要。

由于小城镇基础设施建设资金短缺，且从业人员的技术水平和管理水平较低，因此决定了小城镇建设的污水处理厂首先必须经济、高效、节能和简便易行。

上述几种处理工艺有其一定的优势，但也同时存在不足之处，应根据小城镇污水的特性、收集方式、排放水体状况、设计用地等实际情况进行充分的论证和可行性研究[8]，选择合适的处理工艺，最大可能地确保处理效果，并节约投资和运行费用，以利于我国的水环境保护和小城镇经济的可持续发展。

1.2项目概况

河北省三河市燕郊镇是一个新型的城镇，与北京比邻，有着得天独厚的发展条件。

改革开放以后，燕郊镇迅速发展，成为全国强镇之一。

但是，与此同时，工业发展，人口增加，随之而来的环境问题不容忽视。

所以建设一个高效的污水处理厂是城市进一步发展的必要条件。

从2004年起廊坊市开始实施硬环境建设工程，生态环保建设方面的8个项目工程名列其中，估算总投资7.2亿元，年度计划投资2.6亿元。

该项目是其中之一，位于三河市燕郊经济技术开发区，工程总投资9000万元，建设污水处理厂及管网，达到日处理污水5万立方米。

1.3设计依据及原则

（1）河北省三河市燕郊污水处理工程设计任务书

（2）《中华人民共和国环境保护法》

（3）《污水综合排放标准》（GB8978－1996）

（4）《给排水设计手册》

（5）《水处理工程师手册》

1.4城市概况及自然条件

三河市燕郊镇位