污水处理厂AO工艺的设计说明书.docx

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污水处理厂AO工艺的设计说明书

实训报告

口

设计课题名称：

10万n3/d的污水处理厂A/0工艺设计

指导老师:

设计时间:

学生姓名:

格栅7

初沉池16

初沉池16

3.1.5、厌氧池20

3.1.6、缺氧池计算20

曝气池21

曝气池设计计算21

4.1池体设计22

二沉池29

污泥浓缩池31

2.1污泥浓缩池设计计算：

31

污水处理部分高程计算：

34

本污水处理厂高程计算34

引言：

长期以来，城市污水处理均以去除有机物和悬浮物为目的，其工艺为普通活

性污泥法•该法对氮、磷等无机营养物去除效果很差•一般来说，氮的去除率只有20%〜30%，磷的去除率只有10%〜20%•随着大量的化肥、农药、洗涤剂等高浓度氮、磷工业废水的排出，导致城市污水中NP浓度急剧增加，从而引

起水体中溶解氧降低及水体富营养化，同时影响了处理后污水的复用。

所以，要

求在城市污水处理过程中不仅要有效地去除BOD和SS,而且要有效地脱氮除磷。

本设计中即采用厌氧-好氧（即A/O工艺）对某城市生活污水进行处理，日处理能力100000方。

出水达到1996年颁布的国家综合污水排放标准水质要求。

AO工艺

AO工艺法也叫厌氧好氧工艺法，A（Anacrobic）是厌氧段，用与脱氮除磷；O（Oxic）是好氧段，用于除水中的有机物。

A/O法脱氮工艺的特点：

（a）流程简单，勿需外加碳源与后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行费用较低；

（b）反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好，反硝化反应充分；

（c）曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质；

（d）A段搅拌，只起使污泥悬浮，而避免DO的增加。

O段的前段采用强曝气，后段减少气量，使内循环液的DO含量降低，以保证A段的缺氧状态。

A/O法脱氮工艺的优点：

1系统简单，运行费低，占地小；

2以原污水中的含碳有机物和内源代谢产物为碳源，节省了投加外碳源的费用；

3好氧池在后，可进一步去除有机物；

4缺氧池在先，由于反硝化消耗了部分碳源有机物，可减轻好氧池负荷；

5反硝化产生的碱度可补偿硝化过程对碱度的消耗。

A/O法存在的冋题：

1、由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低；

2、若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大运行费用。

此外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90%

3、影响因素：

水力停留时间（硝化>6h，反硝化3000mg/L）污泥龄（>30d）

N/MLSS负荷率（<0.03）进水总氮浓度（<30mg/L）

A市污水处理厂工艺设计

一、设计资料

1、城市概况

坂雪岗行政区隶属龙岗区布吉镇，龙岗区位于深圳市北部，东临惠州淡澳开发区，南连深圳经济特区，西接宝安区，北靠东莞、惠州。

龙岗全区共辖10个

镇，分别为平湖、布吉、横岗、龙岗、坪地、坪山、坑梓、葵涌、大鹏、南澳等镇。

坂雪岗片区具有优越的地域优势和十分方便的交通条件，距福田中心区6km距梅林关1.5km，布吉检查站10km.。

东有规划的清平快速干道和龙岗区第二通道起点，南经五和路接通梅林关，西有梅观高速公路，北有机荷高速公路，中部东西向有布龙一级公路和平南铁路贯穿其中，且平南铁路在坂田段设有坂田站。

2、自然条件

（1）地质、地形

龙岗区地处深圳市东北部，地形略呈芭蕉叶形；其地貌东南部为半岛海湾，南部为海岸山脉，西北部为低山丘陵，中部为丘陵盆地相间。

总的地势为西南高，东北低。

坂雪岗片区地貌属于低岭残丘谷地，南部、北部高，中部较为平缓，中部相对高差30m左右，整个地势呈东南北高，西部低。

坂雪片区地表主要由残积岩、冲积岩两种类型构成，表土层深厚，工程地质条件好。

由于地势总体平缓，有较好的建设条件。

（2）气象

区域属亚热带海洋性季风气候。

气温：

多年平均气温22r;年最高气温为37.2C,年最低气温为4C。

降雨：

多年平均降雨为1933.3mm降雨量年内分布极为匀。

主要集中在夏秋季节，4月份降雨量占全年的85%左右，10月至次年3月降雨量减少，占全年的15%左右。

风向：

常年主导风向为东南风。

风速：

年平均风速为2.6米/秒左右。

冬季各月风速较大，夏季各月风速较小，极端最大风速大于40m/s，风力超过12级。

（3）境内水系

龙岗区内河流分为两大水系：

即海湾水系和东江水系。

以海岸、山脉和羊台山为主要分水岭，南部主要河流布吉河、葵涌河、东涌河、新大河及王母河汇入深圳湾、大棚湾、大亚湾；梧桐山梅沙尖大岭古分水岭以北为东江水系，

主要河流有龙岗河、坪山河。

坂雪岗处区内两条河流为坂田河、岗头河。

两河均不大，河宽仅十余米，是坂雪岗片区的排洪农灌河流，两河汇入观澜河，区域内污水通过岗头河进入观澜

河，最终进入东深供水渠，是深圳和香港的重要供水水源。

为改善区域内居民的生活环境，减轻甚至消除污染，确保深圳及香港水源免受污染，兴建坂雪岗污水处理厂工程是非常必要和紧迫的。

（4）地震

本区基本地震烈度为七度。

3、城市排水情况

在目前服务区域内一部分老的排水系统采用合流制，新建区采用的是分流制并且逐步占据主要部分，排水方向均为坂田河、岗头河。

鉴于服务区域为农村城市化地域，要想将目前的合流制改造成分流制实施困难，即使在将来的新建区全部实施分流制也有相当的难度，但根据规划还是要在新建区实行分流制，逐步完善排水系统。

4、水量资料

5、水质资料

（1）进水水质资料：

项目

COD

BOD

SS

NMN

TN

TP

设计进水水质

（mg/L）

280

150

180

25

35

4

（2）出水水质资料

项目

COD

BOD

SS

NMN

TN

TP

设计出水水质

（mg/L）

<60

<20

<20

<10

<15

<0.9

去除率（%

78.6

86.7

88.9

60.0

57.1

77.5

、设计内容

1、污水处理方案、工艺流程的确定；

2、污水处理厂的工艺设计计算说明书；

3、污水处理构筑物（格栅、曝气沉砂池，初沉池，曝气池、二沉池）的工

艺设计平、剖面图（地面高程为91.000m,进水管管底高程85.000m,管径为

DN1400m充满度为0.75，最高洪水水位86m跌水取2.0m）；

三、绘图要求

CAD制图7张

2.具体图纸为：

污水厂厂区平面图

污水厂工艺高程图1

张

曝气池工艺图1

张

曝气沉砂池图1

张

格栅工艺图1

张

二沉池工艺图1

张

污泥浓缩池图1

张

3.污水处理厂的平面图中，

必须将污水和污泥处理构筑物、泵站及附属建

筑物按各自的横向、纵向比例绘出并注明尺寸。

4.污水与污泥高程图中，要求沿污泥流动距离最长、水头损失最大的流程，并控制最大设计流量进行高程计算，以此来绘制高程剖面图。

图中必须注明地面平整后标高、各构筑物的顶部、底部以及水面标高；受纳水体的洪水位、常水位、枯水位标高。

横向比例：

1:

500〜1000;纵向比例：

1:

50〜100。

污水处理构筑物设计计算:

格栅

格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理

设施能正常运行的装置。

格栅。

（1）格栅栅条间隙，应符合下列要求：

人工清除25〜40mm

机械清除16〜25mm最大间隙40mm

（2）在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅（每日栅渣量大于0.2m3）,—般应采用机械清渣。

（3）格栅倾角一般用45°〜750。

机械格栅倾角一般为600〜70°。

（4）通过格栅的水头损失一般采用0.08〜0.15m。

（5）过栅流速一般采用0.6〜1.0m/s。

运行参数：

设计流量Q=l0m/d=1157L/s

栅前流速vi=0.7m/s过栅流速V2=0.9m/s

栅条宽度s=0.01m格栅间隙e=25mm

栅前部分长度0.5m格栅倾角a=60°

过栅水头损失：

0.175m

1.1设计参数：

设计流量Q=100000md

栅前流速V1=0.6m/s，过栅流速V2=1.0m/s

栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=25mm

栅前部分长度0.5m，格栅倾角a=60°

单位栅渣量31=0.06m3栅渣/103m污水

1.2设计计算

（1）设过栅流速v=1.0m/s，格栅安装倾角为60度则：

栅前槽宽

（3）栅槽有效宽度B=s（n-1）+en=0.01（58-1）+0.025x58=2m

⑷进水渠道渐宽部分长度L1二二A二2^二0.9m（其中a1为进水

渠展开角）

（6）过栅水头损失（hi）

因栅条边为矩形截面，取k=3,则

中格栅设计简图

1.3设计计算

（1）设过栅流速v=0.8m/s,格栅安装倾角为60度则：

栅前槽宽

a1为进水渠展开角）

（6）过栅水头损失（hi）

因栅条边为矩形截面，取k=3,则

v20.013

h^khbsin一32.42（）3

2g0.01

4/3

込sin60=0.21m

29.81

其中&=3（s/e）

h°:

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

「阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时B=2.42

（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Hi=h+b=0.75+0.3=1.05m栅后槽总高度H=h+h+h2=1.05+0.21+0.3=1.26m

（8）格栅总长度

L=Li+l_2+0.5+1.0+1.1/tan=3+1.5+0.5+1.0+1.1*1.05/tan60°=6.67m

/c、口tHuk/木曰小100000江0.08

（9）每日栅渣量3=Qw1=

1000

33

=8m/d>0.2m/d

所以宜采用机械格栅清渣

沉砂池（gritchamber）

在污水处理中，沉砂池的主要作用是利用

物理原理去除污水中比重较大的无机颗粒，主要包括无机性的砂粒、砾石和较重的有机物质，其比重约为2.65。

般设于初次沉淀池之前，以减轻沉淀池

的负荷及改善污泥处理构筑物的条件

目前，应用较多的沉砂池有平流沉砂池、竖流式沉砂池、辐流式沉砂池、曝气沉砂池、涡

流沉砂池以及斜板式沉砂池。

本设计中采用曝气

匚

□

B

曝气沉砂池

图3-3沉砂池平剖示意

（aeration）沉砂池。

其优点是:

通过调节曝气量可控制污水旋转流速，使之作旋流运动，产生离心力，去除泥砂,排除的泥砂较为清洁，处理起来比较方便；且它受流量变化影响小，除砂率稳定

同时，对污水也起到预曝气作用

1-压缩空气管；2曝空沉砂池剖板图3-集砂槽图缩空气曝气沉砂池剖面图3.集砂槽

1.沉砂池主体设计：

⑴池子中总有效容积：

V=Qmax60t

式中Qmax——最大设计流量，取Qmax=1.1570^；

t最大设计流量时的流行时间，一般为1〜3min，取2min

由此得

3

V=1.157602=138.84m

⑵水流断面积:

Qmax

Vi

h2

式中h2——设计有效水深（2〜3"，取2.5m

介于1.0〜1.5之间，符合要求。

L10.68

3.34：

：

5

b3.2

长宽比可达5,符合要求。

⑹所需曝气量q：

q=3600dQmax

，取0.2;

式中d每m污水所需曝气量（nVm3），d值为0.1〜0.2

q所需曝气量（nVh）。

/3、

q=36000.21.157=833.04（m）

采用压缩空气竖管连接穿孔管，管径2.5〜6.0mm取3mm

⑺沉砂室所需容积：

城市污水的沉砂量可按15〜30nVl06m计算，含水率为60%容重为

1500kg/m3。

2h3'

aai=1.5m

tg55

沉砂斗容积:

h32205223

V1-（a2-aa1-a1）（0.82-0.81.51.52）=0.69m

33

V1V0，符合要求。

⑽沉砂室高度：

设采用机械排砂，横向池底坡度为0.1坡向砂斗，则沉砂室高度h3为:

L-2a-021

|=0.5+0.1乂（10.68—2".5—0.2尸2=0.874m

（11）池体总高度H:

设超高h1=0.3m,则

H=hih2=0.32.50.874=3.678m

如图3-5所示。

（12）验算最小流速：

（格）

②支管设计

采用竖管曝气最不易堵塞。

竖管配气和管径为①50mm一条配气管设4对空气竖管，共8根空气竖管，竖管流速为4〜5m/s,其最大供气量为：

q975=60.94nVh

8汇28汇2

每根布气管上设有6根支管，每根支管的最大供气量为：

辺/6=2°m/h

86

由于曝气沉砂池所需的供气量和压力都比曝气池小得多，所以，鼓风机不用单设，可以与曝气池合用，具体管路计算与曝气池相同。

2.进出水设计

⑴曝气沉砂池配水槽

来水由泵站出水井跌水进入沉砂池配水槽。

配水槽尺寸为：

BLH-1.06.41.25。

其中,槽宽B=1.0,H=1.25B,L与池同宽，取6.4m。

为避免异重流的影响，采用潜孔入流，过孔流速控制在0.2〜0.4m/s之间，取

0.4m/s。

单池配水孔面积：

F=Q」157,45mnv20.4

设计孔口尺寸为：

1.1m1.2m,查《给排水工程手册》第一册，第571页表

2

得，h=—，水流经孔口的局部阻力系数=1.06，水流经孔口时的流速：

2g

d“.4m/s

Qmax

V=

2F21.45则水头损失

0.42

h=1.060.00865m

2x9.8

⑵曝气沉砂池出水

出水采用非淹没式矩形薄壁跌水堰，堰宽b同沉砂池宽b=3.2m通过堰口流量：

（3-3）

Q=mbH,2gH

式中m――流量系数，取0.45；h——堰上水头（m。

将

1.157=0.453.2H29.8H

代入式（4-3），得H=0.36m设堰跌水高度h=0.1m则沉砂池出水的水头损失为0.36+0.1=0.46m，出水流入水渠中，渠底接DN1000管接入集配水井。

槽尺寸：

BLH=1.06.41.25

故沉砂池总的水头损失（headloss）为：

h=0.00865+0.46=0.469m

按经验，考虑到未计算损失，取h=0.5m

初沉池

设计参数：

设计进水量：

Q=100000md

表面负荷：

qb范围为2-2.5m3/m.h，取q=2.0m3/m2.h

运行参数：

沉淀池直径D=30m有效水深h=2m

池总高度H=5.55m贮泥斗容积VW=33.33m3

出水系统：

采用双边溢流堰，在边池沉淀完毕，出水闸门开启，污水通过溢流堰，进行泥水分离。

澄清液通过池内得排水渠排除。

在排水完毕后，出水闸门关闭。

排泥系统：

采用轨道式吸泥机，初沉池

3.141.设计概述

本设计中采用中央进水幅流式沉淀池两座。

则每座设计进水量:

Q=25000md采用周边传动刮泥机。

i_t3232

表面负荷：

qb范围为1.5-3.0m/m.h，取q=2/mh

水力停留时间（沉淀时间）：

T=2h

3.1.4.2.设计计算

（1）沉淀池面积：

Q1000002

按表面负何计算：

A1042m

2qb2乂2乂24

⑸池子总宽:

B=A/L=1249.2-36=34.7m⑹池子个数：

设每格池宽b=3.47m

n=B/b=34.7-3.47=10个

（7）校核长宽比、长深比：

长宽比：

L/b=36-3.47=10.37>4符合要求

长深比：

L/h2=36-4=9（8-12）:

1符合要求

（8）污泥部分所需的总容积：

设T=2d,s=0.3~0.8,污泥量为25g/（人d）,污泥含水率为95%服务人口500000

SNT0.5X500000X2q

二=二500m3

10001000

（9）每格池污泥部分所需容积:

（10）污泥斗容积：

一一一…（m3）

h4二3.47一0见n60'-2.57m

2

1I

v12.57（3.473.470.50.53.4720.52）=12m3

（11）污泥斗以上梯形部分污泥容积：

h4二（360.3-3.47）0.0仁0.3283

---<二-12=3.47m

36.8+3.473

V20.32833.47=22.93m3

2

（12）污泥斗和梯形部分污泥容积：

V,V2=1222.93=34.93m325m3

（13）池子总高度：

设缓冲层高度阳

Hnhi+b+b+hfi

h4=h4h4=0.32832.57=2.8983m

H=0.3+4+0.5+2.8983=7.6983m

（3）贮泥斗容积：

Tw=4h,初沉池

本污水处理厂设计服务人口数为80万人。

贮泥时间采用污泥区所需存泥容积：

SNT

1000n

0.50801044

1000224

-33.33m3

设池边坡度为0.05，进水头部直径为2m贝U：

h2=（R-r）X0.05=（18-1）x0.05=0.85m

锥体部分容积为：

33.33m3（4）

122123

Vh（R2Rrr2）0.85（182181T）=96.9m3

33

二沉池总高度：

取二沉池缓冲层高度ha=0.4m,超高为h4=0.3m

则二沉池总高度

H=h1+h2+ha+h4=4+0.85+0.4+0.3=5.55m

则池边总高度为

h=h1+h3+h4=4+0.4+0.3=4.7m

（5）校核堰负荷：

径深比

介于6-12之间，符合要求。

堰负荷

1157

3.14362

=5.12L/（s.m）2L/（s.m）

要设双边进水的集水槽。

（6）辐流式初沉池计算草图如下:

图4幅流式初沉池设计计算草图

3.1.5、厌氧池

3.1.5.1.设计参数

设计流量：

最大日平均时流量Q=1.157m3Fl157L/s

水力停留时间：

T=1h

3.1.5.2.设计计算

（1）厌氧池容积：

V=QT=1.157X1X3600=4165rn

（2）厌氧池尺寸：

水深取为h=4.5m。

则厌氧池面积：

2

A=V/h=4165/4.5=925m

池宽取50m,则池长L=F/B=925/50=18.5。

取18m设双廊道式厌氧池。

考虑0.5m的超高，故池总高为H=h+0.3=4.5+0.5=5.0m。

3.1.6、缺氧池计算

3.1.6.1.设计参数

设计流量：

最大日平均时流量Q=1.157m=1157L/s

水力停留时间：

T=1h

3.1.6.2.设计计算

（1）缺氧池容积：

V=QT=1.157X1X3600=4165m

（2）缺氧池尺寸：

水深取为h=4.5m。

则缺氧池面积：

AFV/hF4165/4.5F925m2

池宽取50m则池长L=F/B=925/50=18.5。

取18m考虑0.5m的超高，故池总高为H=h+0.3=4.5+0.5=5.0m。

曝气池

本设计采用推流式曝气池，采用鼓风曝气系统。

设计参数：

设计进水量：

10万mVdBOD污泥负荷率：

0.25BOD/（kgMLSS•d）

混合液污泥浓度：

4300mg/L污泥龄：

14d;水力停留时间：

4.32h工艺参数：

长：

80米宽：

50米有效水深：

2.5米实际停留时间

2.16小时

曝气池与厌氧池、缺氧池合建，进水均选用普通铸铁管。

其中厌氧池出水进入对称式配水槽为曝气池的两组平行部分均匀布水。

出水系统采用倒虹吸式中央配水井，二对沉池进行布水。

曝气池设计计算

本设计米用传统推流式曝气池

3.1.7.1、污水处理程度的计算

A/O曝气池进水水质

水质资料

（1）进水水质资料：

项目

COD

BOD

SS

NHkN

TN

TP

设计进水水质

（mg/L）

280

150

180

25

35

4

（2）出水水质资料

项目

COD

BOD

SS

NHkN

TN

TP

设计出水水质

（mg/L）

<60

<20

<20

<10

<15

<0.9

去除率（%

78.6

86.7

88.9

60.0

57.1

77.5

取原污水BODfi（Sc）为280mg/L,经初次沉淀池及缺氧池、厌氧段处理，按降低25%*10考虑，则进入曝气池的污水，其BODfi（S〉）为：

S：

=280（1-25%）=210mg/L

计算去除率，对此，首先按式BO吐5（1.42bX>Ce）=7.1X>Ce计算处理水中的非溶解性BODfi,上式中

Ce――处理水中悬浮固体浓度，取用综合排放一级标准20mg/L;

b-----微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之间，取0.09;

X---活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4

得BOA7.10.090.420=5.1mg/L.

处理水中溶解性BOD值为：

20-5.1=14.9mg/L

210_149

210

去除率=―0——■-100%=93%3.1.7.2、曝气池的计算与各部位尺寸的确定

4.1池体设计

某城镇污水日平均流量Q=100000n/d,Kz=Kd*Kh=1.1*1.2=1.32,计算水温30c

设计城市污水水质BOD=150mg/L,SS=180mg/LTKN=40mg/L—级处理

BOD5=20%,SS=50%,kn=20%.

出水水质要求：

BOD5乞20mg/L,SS_20mg/L,TN_15mg/L,NH4-N-8mg/L

计算A,/O曝气池。

解：

（1）确定设计参数

A1/O曝气池进水水质

BOD5=150（1-20%）二120mg/L

SS=180（1-50%）=90mg/L

KN=40（1-20%）=32mg/L

Ns=°.12k