万吨污水处理厂方案确定构筑物选型.doc

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污水处理方案的确定

我国城市污水处理在见过四十多年来取得是很大的成就，污水处理技术随着水污染控制与环境治理的实践，在吸取国外技术经验的同时，结合我国国情的特点，逐步改进提高，初步形成一些适用的技术路线，主要如下：

（1）对传统活性污泥法进行改造或予以取代后的人工生物净化技术路线；

（2）以自然生物净化为主并附以人工的生物净化技术路线；

（3）以深水扩散排放为主，处理为辅的技术路线；

（4）以回用为目标的污水深度处理技术路线，结合该污水处理工程的具体情况分析进行选择。

设计方案的比选确定

城市污水处理厂设计处理方案时，既要考虑有效去除BOD5又要考虑适当去除N、P。

目前，可采用的工艺有很多，而相对来说处理效果好而且技术成熟的工艺有以下几种。

传统活性污泥法；

AB法；

SBR法；

氧化沟法；

.1传统活动污泥法

传统活性污泥法，又称普通活性污泥法，传统曝气法工艺较早使用，而且一直是城市污水处理的主要工艺之一，至今仍有强大的生命力，原污水从曝气池首段进入池内，由二次沉淀池回流的回流污泥也同步注入。

污水与回流污泥形成的混合液在池内呈推流式流动至池的末端，流出池外进入二次沉淀池，在这里处理后的污水与活性污泥分离，部分污泥回流曝气池，部分污泥则作为剩余污泥排出系统，国内外一些大型污水处理厂多选用此法。

传统活性污泥法处理效果好，电耗省，负荷高，污泥量虽较大，对于大规模污水处理厂，集中建污泥消化池，所产生的沼气可作能源回收利用。

传统活性污泥法处理系统存在着下列各项问题：

（1）曝气池首段有机污染物负荷高，耗氧速度也高，为了避免由于缺氧形成的厌氧状态，进水有机物负荷不宜过高，因此，曝气池容积大，占用的土地较多，基建费用高；

（2）耗氧速度沿池长是变化的，而供氧速度难于与其相吻合、适应，在池前段可能出现耗氧速度高于供氧速度的现象，池后段又可能出现溶解氧过生的现象，对此，此阿勇渐减供氧方式，可在一定程度上解决这一问题。

（3）对进水水质、水量变化的适应性较低，运行效果易受水质、水量变化的影响。

因该工艺对氮磷的去除效果不能满足处理程度的要求，故不宜采用。

.2AB法

AB法污水处理工艺，系吸附—生物降解工艺的简称，AB法污水处理工艺分高低负荷两段，A段为高负荷低供氧，可去除50%~60%,曝气时间仅0.5~1.0h，污泥负荷在2.5~3.0kg/kgMLSS.d以上，容积负荷6kg/m³.d；B段为常规好氧池。

AB法一般要求污水水质在250~300mg/L以上，否则将无法显示其优越性，而且会造成能耗较高，因此对污水浓度较低的污水处理一般不适用。

而本县城污水处理厂进水为220mg/L，用较低的曝气量就可满足处理要求。

AB法尽管有节能的先进性，但并不适用于低浓度的污水，故本设计不宜采用AB法工艺。

.3SBR法

污水

一级处理

其工艺流程：

处理水

曝气池

其工作原理如下：

（1）流入工序：

污水注入，注满后进行反应，方向有单纯注水，曝气，缓速搅拌三种

（2）曝气反应工序：

当污水注满后即开始曝气操作，这是最重要的工序，根据污水处理的目的，脱氮应进行相应的处理工作。

（3）沉淀工序：

使混合液泥水分离，相当于二沉池

（4）排放工序：

排除曝气沉淀后产生的上清液，作为处理水排放，一直到最低水位，在反应器残留一部分污泥作为种泥。

（5）待机工序：

处理水排放后，反应器处于停滞状态等待一个周期。

其工艺特点是：

（1）大多数条件下无设置调节池的必要

（2）SVI值较低，易于沉淀，一般情况下不会产生污泥膨胀

（3）通过对运行方式的调节，进行脱氮除磷反应

（4）自动化程度较高

（5）得当时，处理效果优于连续式

（6）单方投资较少

（7）占地规模大，处理水量较小

.4氧化沟法

其工作流程：

污水

中格栅

提升泵房

细格栅

沉砂池

氧化沟

二沉池

接触池

处理水排放

其工作原理如下：

氧化沟一般呈环形沟渠式，污水在沟渠内作环形流动，利用独特的水力流动特点，在沟渠转弯处设曝气装置，在曝气池上方为厌氧段，下方则为好氧段，从而产生富氧区和缺氧区，可以进行硝化和反硝化，取得脱氮的效果，同时氧化沟法泥龄较长，可以存活时代时间较长的微生物进行特别的反应，如脱氮除磷。

其工作特点：

（1）在液态上，介于完全混合与推流之间，有利于活性污泥的适于生物凝聚作用。

（2）对水量水温的变化有较强的适应性，处理水量较大。

（3）污泥龄较长，一般长达15~30天

（4）污泥产量低，且多已达到稳定

（5）自动化程度较高，便于管理

（6）占地面积大，运行费用低

（7）脱氮效果还可以进一步提高，因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环，要提高脱氮效果还可以进一步提高脱氮效果势必要增加内循环量，而氧化沟的内循环量从政论上说可以不受限制，因而具有更大的脱氮能力

（8）氧化沟法自问世以来，应用普遍，技术资料丰富。

中、小型城市污水处理厂的优选工艺是氧化沟和SBR，它们的共同特点是：

（1）去除有机物效率很高，有的还能脱氮、除磷或既脱氮又除磷，而且处理设施十分简单，管理非常方便，是目前国际上公认的高效、简化的污水处理工艺，也是世界各国中小型城市污水处理厂的优选工艺。

（2）在10×规模以下，氧化沟和SBR法的基建费用明显低于常规活性污泥法、A/O和A2/O法；对于规模为（5～10）×的污水厂，氧化沟与SBR法的基建费用通常要低10%～15%。

规模越小，两者差距越大，这对缺少资金建污水厂的中小城市很有吸引力。

　　即使在10×规模以下，氧化沟和SBR法的电耗和年运营费用仍高于常规活性污泥法，但如果与基建费用一起来比较，基建费加上20年的运营费总计还是比常规活性污泥法低些。

规模越小，低得越多，规模越大，差距越小，当规模为10×时，两类工艺的总费用大致相当。

因此，对于中小型污水厂采用氧化沟与SBR法在经济上是有利的。

　（3）氧化沟与SBR工艺通常都不设初沉池和污泥消化池，整个处理单元比常规活性污泥法少50%以上，操作管理大大简化，这对于技术力量相对较弱、管理水平相对较低的中小型污水处理厂很合适。

　（4）氧化沟和SBR工艺的设备基本上实现了国产化，在质量上能满足工艺要求，价格比国外设备便宜好几倍，而且也省去了申请外汇进口设备的种种麻烦。

　（5）氧化沟和SBR工艺的抗冲击负荷能力比常规活性污泥法好得多，这对于水质、水量变化剧烈的中小型污水厂很有利。

氧化沟和SBR工艺有上述很多共同特点，也有各自的特点和适用性，在选定方案时需要仔细分析。

（1）从基建投资看，SBR工艺是合建式，一般情况下征地费和土建费较氧化沟低，而设备费较氧化沟高，总造价的高低则要视具体情况决定。

　　a.地价高，对氧化沟不利。

　　b.进水BOD浓度高，反应容积与沉淀容积的比值高，对氧化沟有利；BOD浓度低，反应容积与沉淀容积的比值低，对SBR有利。

（2）从运营费用看，SBR工艺通常用鼓风曝气，氧化沟工艺通常用机械曝气。

一般说来，在供氧量相同的情况下，鼓风曝气比机械曝气省电；第二方面，SBR工艺是合建式，不用污泥回流（有的少量回流），氧化沟工艺是分建式要大量回流，电耗较大；第三方面，SBR工艺是变水位运行，增大了进水提升泵站的扬程。

综合考虑，通常氧化沟工艺的电耗要比SBR工艺大些，运营费要高些。

　（3）氧化沟工艺是连续运行，不要求自动控制，只是在要求节能时用自动控制；SBR工艺是周期间歇运行，各个工序转换频繁，需要自动控制。

　（4）SBR工艺是静态沉淀，氧化沟工艺是动态沉淀，因而SBR的沉淀效率更高，出水水质更好。

2、工艺流程的选择

综上所述，任何一种方法，都有较好的BOD去除效果，且出水水质良好。

但相对而言，SBR设计过程复杂，维护要求高，运行对自动控制依赖性强；氧化沟工艺虽然基建一次性投资较大，但是后期运行费用低，易于操作管理。

基于对本课题的研究，污水处理厂的工艺流程要在达到所要求的处理程度的前提下，污水处理各单元有机组合，以满足污水处理的要求，综合各方面，该城市的污水≥0.3可生化性较强，日处理量为10000，为中小型污水处理厂的规模，综合考虑经济技术等方面的因素，本次设计采用氧化沟是适宜的。

通过比选，确定本设计采用carrousel氧化沟工艺，污泥处理采用浓缩脱水工艺。

.4 工艺流程的确定

本设计的工艺流程为：

进水

粗格栅

泵房

细格栅

旋流沉砂池

厌氧池

氧化沟

二沉池

液氯接触消毒

出水

外运

脱水车间

浓缩池

剩余污泥

回流污泥

泥饼

贮泥池

图2-1设计氧化沟工艺流程图

.1污水主要处理构筑物选型及设计说明

.1.1格栅

格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属筛网、框架及相关装置组成，倾斜安装再污水管道、泵房、集水井的进口处或污水处理厂的前端，用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物，防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门、处理构筑物配水设施、进出水口，减少后续处理生产的浮渣，保证污水处理设施的正常运行。

本工程设计采用两道格栅，20mm的中格栅和8mm的细格栅，为减轻劳动强度，采用机械清除截留物。

.1.2污水提升泵房

污水泵站的特点及形式：

泵站的选择取决于水里条件和工程造价，其他考虑因素还有：

泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。

污水泵站的主要形式：

（1）合建式矩形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数为4台或更多时，采用矩形，机器间、机组管道和附属设备布置方便，启动简单，占地面积大；

（2）合建式圆形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数不超过4台，圆形结构水力条件好，便于沉井施工法，可降低工程造价，水泵自动方便。

（3）对于自灌式泵房，采用自灌式水泵，叶轮（泵轴）低于集水池最低水位，在最高、中间和最低水位都能直接启动，其优点为启动及时可靠，不需引水辅助设备，操作简单。

（4）非自灌式泵房，泵轴高于集水池最高水位，不能直接启动，由于污水泵水管不得设低阀，故需设引水设备。

但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。

由以上可知，本设计因水量较大，并考虑到造价、自动化控制等因素，以及施工的方便与否，采用自灌式半地下式矩形泵房。

提升泵的说明:

（1）泵房进水角度不大于45°

（2）相邻两机组突出部分的间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于0.8米，如电动机容量大于55KW时，则不得小于1m，作为主要通道宽度不得小于1.2m

（3）水泵为自罐式

提升泵采用AS系列潜水排污泵

型号

流量

m3/h

扬程

m

功率

kw

转速

r/min

效率

%

重量kg

AS5.5-4CB

659

7.5

5.5

1450

59.8

180

数量：

4台，三用一备

.1.3沉砂池选型

沉砂池的作用是去除污水中将比重较大的颗粒去除，其工作原理是以重力分离为基础，故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重较大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。

沉砂池是城市污水处理厂必不可少的处理设施，主要去除污水中粒径大于0.2mm的砂粒，除砂的目的是为了避免砂粒对后续处理工艺和设备带来的不利影响。

对于不设初沉池的处理工艺或实际运行中由于进水负荷过低而超越初沉池运行的工艺，大量砂粒将直接进入生化池沉积，导致生化池有效容积的减少，同时还会对曝气器产生不利影响；进入污泥系统后将使污泥泵过度磨损，使其降低使用寿命。

进入卧螺式离心机后，由于该设备采用高速离心分离的方式，砂粒会大大加剧转筒、螺旋等处的磨损。

沉砂池设计中，必须按照下列原则：

（1）城市污水厂一般设置沉砂池，座数或