某城镇15万m3d污水处理厂设计.docx
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某城镇15万m3d污水处理厂设计
设计任务书
0.1设计任务：
某城镇1.5万m3/d污水处理厂设计
0.2主要内容：
污水处理工艺一般包括以下内容：
根据城市的现状设计选择厂址，处理工艺流程设计说明，处理构筑物型式选型说明，处理构筑物或设施的设计计算，主要辅助构筑物设计计算，主要设备设计计算选择，污水厂总体布置，处理构筑物、主要辅助构筑物、非标准设备设计图绘制，编制主要设备材料表。
0.3设计资料与要求：
0.3.1水量：
总设计规模为15000m3/d。
0.3.2水质：
项目
BOD5
COD
TN
TP
单位
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
进水水质
100
250
30
5
出水水质
≤20
≤40
≤10
≤0.5
0.3.3设计规范和资料
需要参考的设计指南、规范和设计手册:
1.《室外排水设计规范》（GBJ14-87）
2.《地表水环境标准》（GBHZB1-1999）
3.《污水综合排放标准》（GB8978-1999）
4.《城市污水处理厂污水污泥排放标准》（GJ3025-93）
5.广东省地方标准-水污染物排放限值（DB44/26-2001）
第一章污水处理厂工艺的选择
1.1水质条件
工程总规模为15000m3/d
设计流量：
625m3/h（174L/s）
项目
BOD5
COD
TN
TP
单位
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
进水水质
100
250
30
5
出水水质
≤20
≤40
≤10
≤0.5
污水BOD、COD、SS、有机磷、酚、氯化物等浓度较高.其中:
BOD去除率：
80.0%COD去除率：
84.0%
TN去除率:
66.7%PO43—P去除率：
90.0%
1.2工艺流程分析
1.2.1污泥处理工艺方案
采用A2/O工艺。
工艺流程图如下：
1.2.2工艺流程说明
1.2.2.1工艺原理：
1．厌氧池：
流入原污泥水及同步进入的从二沉池回流的含磷污泥。
该池主要功能为释放磷，使污水中磷的浓度升高，溶解性有机物被生物吸收而使污水中BOD5浓度下降。
NH3—N因细胞合成而被去除一部分，使污水中浓度下降，但NH3—N含量无变化。
2．缺氧池：
反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源，将回流液带入的大量NO3—N和NO2—N还原为N2释放至空气中。
BOD5浓度下降，NO3—N的浓度大幅度下降，而磷的变化很小。
3．好氧池：
有机物被微生物生化降解而继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使NH3—N浓度显著下降，但该过程使NO3—N浓度增加，磷随着聚磷菌的过量摄取，也以较快速度下降。
好氧池将NH3—N完全硝化，缺氧池完成脱氮功能；缺氧池和好氧池联合完成除磷的功能。
1.2.2.2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，能同时除有机物，脱氮，除磷的功能。
2．工艺流程简单，总的水力停留时间少于其他同类工艺。
3．在厌，缺，好氧交替运行下，丝状菌不会大量产生，不会发生污泥膨胀。
4．脱氮效果受混合液回流比大小的影响，以2Q为限，除磷效果受回流污泥中夹带DO和NO3—N的影响，因而脱氮除磷效率不可能很高。
1.3污泥处理工艺方案
1.3.1污泥的处理要求
污泥生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高且不稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，若不妥善处理和处置，将造成二次污染。
污泥处理要求如下：
1：
减少有机物，使污泥稳定化；
2：
减少污泥体积，降低污泥后续处置费用；
3：
减少污泥中有毒物质；
4：
利用污泥中有用物质，化害为利；
5：
因选用生物脱氮除磷工艺，故应避免磷的二次污染。
1.3.2污泥的处理方案选择
由于该污水中有一定的重金属含量，因此工艺选用：
生污泥→浓缩→消化→机械脱水→最终处置。
其中污泥浓缩，脱水有两种方式选择，污泥含水率均能达到80%一下。
1、方案一:
污泥气浮浓缩、机械脱水；
2、方案二:
污泥重力浓缩、机械脱水。
表2-2方案比较:
项目
方案一
方案二
主要构筑物
1.污泥气浮池
2.浓缩、脱水机房
3.污泥堆棚
1.污泥浓缩池
2.脱水机房
3.污泥堆棚
主要设备
1污泥浓缩设备
2.加药设备
1.浓缩池刮泥机
2.脱水机
3.加药设备
占地面积
小
大
絮凝剂总用量
3.0-4.0kg/TDs
≤4.0kg/TDS
对环境的影响
无大的污泥敞开式构筑物，对周围环境影响小
污泥浓缩池露天布置，气味难闻，对周围环境影响大
总土建费用
小
大
总设备费用
一般
稍大
剩余污泥中磷的释放
无
有
由表可见方案一优于方案二，因此本工程污泥处理工艺选用污泥气浮浓缩，机械脱水。
1.4臭起处理工艺方案流程
1.4.1污水厂臭气来源
根据污水处理的过程这些臭气产生源主要分为污水处理系统和污泥处理系统。
污水处理系统中的臭气源主要分布在进水头部、预处理、初级处理及滤池反冲洗液、污泥处理上清液等，曝气池的搅拌和充氧也会产生部分臭气。
污泥处理系统中的臭气来源主要分布在污泥浓缩、厌氧消化后的污泥脱水和污泥堆放、外运过程，由于对不稳定污泥进行压缩、剪切作用，产生蛋白质类生物高聚物，其分解产生大量臭气。
污水收集、处理设施中的主要臭气产生源、产生原因及其相对污染程度详见表2-3。
从表中可以看出，污水前处理部分（污水提升泵站、格栅、沉砂池）以及生物反应中的厌氧调节池和污泥处理部分（浓缩池、储泥池、脱水间等）是除臭的重点；曝气池负荷低，一般可不考虑除臭措施。
表2-3 污水处理中的臭气源
位置
臭气源/原因
臭气强度
污水处理设施
进水头部
由于紊流作用在水流渠道和配水设施中释放臭气
高
污水泵站
集水井中污水、沉淀物和浮渣的腐化
高
格栅
栅渣的腐烂
高
预曝气
污水中臭气释放
高
沉砂
沉砂中的有机成分腐烂
高
厌氧调节池
池表面浮渣堆积造成腐烂
高
回流液
污泥处理的上清液、压滤液
高
曝气池
混合液/回流污泥，高有机负荷，混合效果差，DO不足，污泥沉积
低/中
二沉池
浮泥/浮渣
低/中
污泥处理设施
浓缩池
浮泥，堰和槽/浮渣和污泥腐化，温度高，水流紊动
高/中
好氧消化
反应器内不完全混合，运行不正常
低/中
厌氧消化
硫化氢气体，污泥中硫酸盐含量高
中/高
储泥池
混合差，形成浮泥层
中/高
机械脱水
泥饼/易腐烂物质，化学药剂，氨气释放
中/高
污泥外运
污泥在储存和运输过程中释放臭气
高
堆肥
堆肥污泥/充氧和通风不足，厌氧状态
高
焚烧
排气/燃烧温度低，不足以氧化所有有机物
低
由上表,污水处理厂有以下构筑物需要进行臭气的收集和处理：
1、格栅间；2、钟式沉沙池；3、气浮浓缩池；4、污泥脱水车间。
复合式除臭系统由三大系统组成，即：
臭源密封系统、臭气体收集及输送系统、臭气生物土壤处理系统。
1.4.2臭气成分
在污水处理工艺过程中产生气味的物质主要由碳、氮和硫元素组成。
大多数的气味物质是有机物，只有少数的气味物质是无机化合物。
据有关资料介绍，从成分来看氨的浓度最高，其次是硫化氢；而从臭气的强度来看甲硫醇最大，其次是硫化氢（其臭气强度达到了强臭的程度）。
硫化氢是产生恶臭气味的主要物质之一。
污水收集、输送和处理处置工程中主要的致臭气体列于下表。
表2-4 污水中各类臭气成分表
名称
化学式
分子量
特征气味
氨
NH3
17.0
刺激性
氯
Cl2
71.0
窒息的，刺激性
乙基硫醇
CH3CH2－SH
62
烂白菜味
硫化氢
H2S
34
臭鸡蛋味
甲基胺
CH3NH2
31
腐烂，腥味
甲基硫醇
CH3SH
48
烂白菜味
粪臭素
C9H9N
131
粪臭味，恶心
硫甲酚
CH3―C6H4－SH
124
腐臭
二甲基胺
（CH3）2N
44
鱼腥味
三甲基胺
（CH3）3N
59
刺激性，腥味
1.4.3除臭工艺
污染源→集气装置→臭氧混合→净化装置→风机→净化气体排放
红线箭头：
吸附净化流向蓝线箭头：
脱附分离回收流向绿色箭头：
干燥气体流向
A、吸附脱附净化器B、吸附风机C、总排放管D、冷凝器、E、分离器F、换热器G、干燥风机
第二章污水处理构筑物设计计算
2.1格栅
格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截，以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害。
2.1.1.设计说明
栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为0.6～1.0m/s，槽内流速0.9m/s左右。
如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。
此外，在选择格栅断面尺寸时，应注意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的80%，以留有余地。
2.1.2格栅设计计算：
1.日平均流量
Qd=1.5万m3/d≈625m3/h=0.174m3/s=174L/s
取=1.30
2.最大日流量
Qmax=Kz·Qd=1.30×625m3/h=812m3/h=0.226m3/s
3.设计参数：
栅条净间隙为b=25.0mm
栅前流速0.7m/s
过栅流速0.9m/s
栅前部分长度：
0.5m
格栅倾角δ=60°
单位栅渣量：
ω1=0.05m3栅渣/103m3污水
（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得栅前槽宽，则栅前水深m
（2）栅条间隙数,取19.
（3）栅槽有效宽度B=s（n-1）+en=0.02（19-1）+0.03×19=0.93m,
（4）进水渠道渐宽部分长度
（其中α1为进水渠展开角）
（5）栅槽与出水渠道连接的渐窄部分长度,
（6）过栅水头损失（h1）
因栅条边为圆形截面，取k=3，则
ε=β（s/e）4/3=
h0：
计算水头损失
k：
系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3
ε：
阻力系数，与栅条断面形状有关，当为圆形断面时β=1.79
（7）栅后槽总高度（H）
取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.4+0.3=0.7m
栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.4+0.11+0.3=0.81m
（8）隔栅总长度
L=L1+L2+0.5+1.0+0.75/tanα=0.22+0.11+0.5+1.0+0.75/tan60°=2.26m
（9）每日栅渣量
所以宜采用机械格栅清渣
（10）计算草图如下：
2.1.3机械设备选型
采用HF型回转式格栅除污机，可连续自动清除污水中细小的毛发、纤维及各种悬浮物。
该设备由电动减速机驱动，牵引不锈钢链条上设置的多排工程塑料齿片和栅条，将漂浮污物送上平台上方，齿片与栅条旋转过程中自行将污物挤落，属于自清式污机的一类。
根据上述计算选HF1100回转式格栅机
2.2污水提升泵房
2.2.1设计说明
污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。
污水经提升后入曝气沉砂池。
然后自流进入各工艺池，设计流量Qmax=1250m3/h。
2.2.2设计参数
泵房工程结构按远期流量设计。
采用A2/O工艺方案，污水处理系统简单，故污水只考虑一次提升。
污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过厌氧池、A2/O、二沉池及接触池，最后由出水管道排出。
各构筑物的水面标高和池底埋深见第五章的高程计算。
污
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