水质2课程设计说明书.doc

第一章 设计说明书第一节 前言环境保护是我国的基本国策。世界经济发展的实践证明：为实现经济的持续稳定发展，必须解决好发展与环境保护的矛盾。事实上，近代工业的飞速发展所产生的严重环境问题，已直接或潜在地威胁着人类的生存与发展。我国水污染情况严重。全国七大水系近一半的河段污染严重，86%的城市河段水质超标。海河、辽河、松花江和淮河流域的污染特别严重。尽管长江、黄河、珠江等干流水质尚可，但都存在严重污染的河段。其中某些地区，环境特别是水质的污染已严重的威胁到人民的身体健康和工农业生产。我国废水排放量逐年增加，其中主要为工农业废水。据国家环保局颁布的“1994年中国环境状况公报”，1994年全国废水排放总量为365.3亿吨，比上年增长2.7%，其中工业废水排放量为215.5亿吨，比上年下降1.8%。但工业废水中的污染物总量则有增无减，其中以化学需氧量所表示的有机物排放量为681万吨，比上年增加9.4%，以上数据尚不包括乡镇工业的排污。一、 概述 该设计是对兰州市七里河、安宁两区排放的工业废水及生活污水进行集中处理的新建污水处理厂。本设计针对污水处理厂进行了比较详细的计算，包括污水厂的平面布置，高程布置及各个构筑物尺寸的详细计算，对构筑物的形式加以比较和说明，对某些构筑物的结构进行了草图绘制和说明。本设计所给定的水量水质为：设计水量20万t/d，规划人口50万人，经现七里河区吴家园城市污水厂历年污水水质分析，结合国内城市污水水质特点，进入新建污水厂的污水水质为：pH=7.38,SS=220mg/l,BOD5=150mg/l,COD=375mg/l,NH3-N=3540mg/l,TP=56mg/l,硫化物1mg/l，挥发酚1 mg/l。其他如油、重金属等各项指标均能符合污水排入城市下水道水质标准（CJ-18-86）规定的要求。冬季最低水温为8。C。二、 设计的基本要求根据设计任务书，对本设计做出如下要求：污水水质为城市污水，进入厂区的原污水水量、水质指标如上所述，经处理后的水质要求如下：SS<20mg/l,BOD5<20mg/l,COD<100mg/l,NH3-N<15mg/l,TP<0.5mg/l。夏季流行病季须经消毒处理才能排放。污泥须经浓缩及脱水处理，脱水污泥可作肥料。其规模为大型污水处理厂。附:任务书设 计 任 务 书兰州市七里河、安宁区污水处理厂工程设计一、 概况七里河、安宁两区隔黄河遥遥相对，七里河区是兰州的工业区（机械、毛纺、轻工等），而安宁区是兰州的文教区。根据兰州市总体规划，在安宁区开辟了经济建设开发区，现已正式向国内外招商。七里河、安宁两区人口与排水量预测年份人口（万）排水量 （万吨/天）总人口总排水量工业废水生活污水七里河安宁开发区七里河安宁开发区七里河安宁开发区七里河安宁开发区20005032.512.55.012.525.193.38.333.592.34.191.601.0020106040.017.58.519.327.527.2611.123.995.108.103.532.16经审定，七里河、安宁区污水处理厂设计规模2000年为20万m3/d，其中七里河12万m3/d，安宁5万m3/d，开发区3万m3/d；2010年为34万m3/d，其中七里河20万m3/d，安宁7万 m3/d，开发区7万 m3/d。 七里河区污水集中后，在黄河南岸建设加压泵房，用泵通过架河管道栈桥送至设在安宁和平滩的污水厂，出水标高由污水厂高程决定；安宁及开发区的污水集中后，用直径1400mm的钢筋混凝土管重力排至污水厂。其设计参数为h/d=0.6,i=1.22m/s.进入污水处理厂区管道埋深为3.52m，地面处标高为1522.10m。污水水质，经现七里河区吴家园城市污水厂历年污水水质分析，结合国内城市污水水质特点，进入新建污水厂的污水水质为：pH=7.38,SS=220mg/l,BOD5=150mg/l,COD=375mg/l,NH3-N=3540mg/l,TP=56mg/l,硫化物1mg/l，挥发酚1 mg/l。其他如油、重金属等各项指标均能符合污水排入城市下水道水质标准（CJ-18-86）规定的要求。冬季最低水温为8。C。二、 自然条件：1、 气象 （1）温度：多年平均气温9.3。C最热月平均气温22.6。C，绝对最高39.1。C；最冷月平均气温-6.7。C，绝对最低-23。C。多年平均11.44。C，7月平均26.8。C，1月平均-7.4。C，每年无霜期180d。（2）降水与蒸发：降水量少而集中，至多暴雨。年平均降水量324.84mm,年最多降水量为474.8mm，7-9月占全年的61%。年平均蒸发量为1468.0mm，最大月蒸发量为386.3mm。（3）湿度：年平均相对湿度58%，最大相对湿度69%，最小相对湿度47%。（4）气压：年平均气压847.1毫巴（635.5mmHg）。（5）风向风速：常年偏东风，年平均风速0.94m/s，最大风速21.4m/s。（6）冻土深度：七里河区为0.78m，安宁区为0.85m。2、自然水体黄河流经本区北部，向东流去。黄河多年平均流量997m3/s，最大流量5600 m3/s，最小流量213 m3/s；多年平均水位1512.61m,最高水位1516.57m，最低水位1510.71m。最大流速5.57 m/s(相应5660m3/s流量），最小流速0.42m/s（相应221m3/s流量）。多年平均含沙量为1.59Kg/m3,最大月平均含沙量为5.2Kg/m3(8月），最小月平均含沙量0.046Kg/m3（121月）。黄河水质已受到工业废水和生活污水排入的污染，主要污染物有COD、BOD5、油、酚、氰化物、砷、汞、镉、硫化物等，其中一COD、酚和油三项污染指标为主，污水严重污染了提灌水质，加上大气污染和土壤污染，从而使生产的农作物受到II级和III级污染。3、 工程地质特征拟建污水厂区的工程地质特征为：表层115m，均为冲击洪积土壤，具有II-III级沉陷性，地基基本承载1.8-2.5Kg/cm2。黄土层以下，以砂卵石为主，厚度变化较大，卵石成分以生灰灰绿色的火成岩、变质岩为主，多为亚园状，基本承载力等于或大于6.05Kg/cm2。基岩为第三系红色砂岩或岩土质岩石，不是建筑基础的直接持力层。兰州市地震基本烈度为8度。4、 水文地质特征本区地下水位变化与黄河涨落一致，一般规律是夏秋二季水位高，冬春水位低，拟建厂区对岸向西1.5Km处为兰州市地下水源地马滩水源。三、 设计要求1、 设计水量，2000年为20万m3/d,规划人口50万人。2、 工业废水总变化系数K总工=1.32，生活污水变化系数按计算得出。3、 污水处理厂水质要求：SS<20mg/l,BOD5<20mg/l,COD<100mg/l,NH3-N<15mg/l,TP<0.5mg/l。夏季流行病季须经消毒处理才能排放。4、 污泥须经浓缩及脱水处理，脱水污泥可作肥料。四、 设计文件及图纸1、 设计说明书（不少于20页，包括方案比较）；2、 设计计算书（不少于50页）；3、 设计图纸（不少于6张，至少有一张CAD图）；（1） 污水、污泥处理流程图；（2） 污水处理厂总平面图；（3） 污水高程图；（4） 污水提升泵房，回流泵房，鼓风机房工艺图（任选一张）；（5） 污水、污泥处理构筑物（2-3张）。第二节 设计指导思想及基本原则一、设计指导思想该设计以达到防治水污染，改善和保护环境，提高人民健康水平为目的，以国家的政策、方针、法令为准则，根据本地区总体规划和排水工程总规划为主要依据，从全局出发，根据工程规模、经济效益、环境效益、社会效益，正确处理集中与分散、近期与远期的关系，做到却能保护环境、技术先进、经济合理、安全适用。二、设计基本原则（一）污水处理厂的平面布置原则在污水处理厂厂区内有：各处单元构筑物；连通各处处理构筑物之间的管、渠及其它管线；辅助性建筑物；道路以及绿地等。现就在进行处理厂厂区平面规划、布置时，应考虑的一般原则陈述如下；1.各处理单元构筑物的平面布置处理构筑物使污水处理厂的主体建筑物，在做平面布置时，应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区内平面的位置，对此应考虑：（1）贯通，连接各处理构筑物之间的管，渠便捷 、直通。（2）土方量做到基本平衡，并避开劣质土壤地段。（3）在处理构筑物之间应保持一定的间距，以保证敷设，连接管，渠的要求。（4）各处理构筑物在平面布置上，应考虑适当紧凑。2.管、渠的平面布置（1）在各处理构筑物之间，设有贯通连接的渠道。此外，还应设有能够使各处理构筑物能够独立运行的管，渠，当某一处理构筑物因故停止工作时，使其后接处理构筑物，仍让能够保持持续、稳定的运行。（2）应设超越所有处理构筑物，直接排放水体的超越管。（3）在厂区内还设有：给水管、空气管、消化气管、蒸汽管以及输配电线路。在厂区内，应有完善的排雨水管道系统，必要时应该考虑敷设防洪沟渠。3. 辅助构筑物污水处理厂内的辅助建筑物有:泵房、鼓风机房、办公室、集中控制室、水质分析化验室、变电所、机修间、仓库、食堂等。他们是污水处理厂不可缺少的组成部分。其建筑面积的大小应按具体情况而定。辅助建筑物的位置应根据安全、方便的原则来进行确定。在污水处理厂内应该合理修建道路，方便运输，广为植树绿化美化厂区，改善卫生条件，改变人们对污水处理厂“不卫生”的传统看法。应当指出，在工艺设计计算时，就应考虑它和平面布置的关系，而在进行平面布置时，也可根据情况来调整构筑物的数目，修改工艺设计。（二）污水处理厂的高程布置原则污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过记算确定各部位的水面标高，从而使污水能够沿处理流程在处理构筑物之间通畅的流动，从而，保证污水处理厂的正常运行。为减低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以按重力流考虑为宜。为此，必须精确地计算污水流动中的水头损失。1.水头损失包括（1）污水流经各处理构筑物的水头损失。它主要产生在进口和出口和需要的跌水处，而流经处理构筑物本体的水头损失相较起来旧较小了。（2）污水流经连接前后两处理构筑物管渠的水头损失。包括沿程水头损失和局部水头损失。（3）污水流经量水设备的水头损失2.在对污水厂污水处理流程的高程布置时，应考虑下列事项：（1）应选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算。兵营适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统都能够正常运行。（2）计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为构筑物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量。（3）设置终点泵站的处理厂，水力计算常以接纳处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推进行计算，以使处理后污水在洪水季节也能够自流排出，而水泵需要的扬程则较小，运行费用也较低。但同时应考虑到构筑物的挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工上的困难。还应考虑到因维修等原因需将池水放空尔在高程上提出的要求。（4）在作高程布置时还应注意污水流程和污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。第三节 方案比选一、主体工艺流程的比选（一）污水处理程度计算 根据设计任务书，设计水量为20万t/d，规划人口50万人，污水水质为处理后水质，各项污染指标去除率经计算如下表；表1.1指标浓度BOD5(mg/l)COD(mg/l)SS(mg/l)NH3-N(mg/l)TP(mg/l)pH处理前15037522035-405-67.38处理后<20<100<20<15<0.5/去除率86%73.3%91%62.5%91.7%/（二）符合设计水质要求的各个工艺列举及其简介对于本设计的城市污水，其特点是对BOD5、COD的去处率要求属于污水处理中的中等水平，而对N、TP的去处率要求极高。目前对BOD，COD，N及P有较高去除率的工艺主要有:氧化沟法，SBR法，A第七节 污水处理厂的平面布置原则在污水处理厂厂区内有：各处单元构筑物；连通各处处理构筑物之间的管、渠及其它管线；辅助性建筑物；道路以及绿地等。现就在进行处理厂厂区平面规划、布置时，应考虑的一般原则陈述如下；一、各处理单元构筑物的平面布置处理构筑物使污水处理厂的主体建筑物，在做平面布置时，应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区内平面的位置，对此应考虑：（一）、贯通，连接各处理构筑物之间的管，渠便捷 、直通。（二）、土方量做到基本平衡，并避开劣质土壤地段。（三）、在处理构筑物之间应保持一定的间距，以保证敷设，连接管，渠的要求。（四）、各处理构筑物在平面布置上，应考虑适当紧凑。二、管、渠的平面布置（一）、在各处理构筑物之间，设有贯通连接的渠道。此外，还应设有能够使各处理构筑物能够独立运行的管，渠，当某一处理构筑物因故停止工作时，使其后接处理构筑物，仍让能够保持持续、稳定的运行。（二）、应设超越所有处理构筑物，直接排放水体的超越管。（三）、在厂区内还设有：给水管、空气管、消化气管、蒸汽管以及输配电线路。在厂区内，应有完善的排雨水管道系统，必要时应该考虑敷设防洪沟渠。三、 辅助构筑物污水处理厂内的辅助建筑物有:泵房、鼓风机房、办公室、集中控制室、水质分析化验室、变电所、机修间、仓库、食堂等。他们是污水处理厂不可缺少的组成部分。其建筑面积的大小应按具体情况而定。辅助建筑物的位置应根据安全、方便的原则来进行确定。在污水处理厂内应该合理修建道路，方便运输，广为植树绿化美化厂区，改善卫生条件，改变人们对污水处理厂“不卫生”的传统看法。应当指出，在工艺设计计算时，就应考虑它和平面布置的关系，而在进行平面布置时，也可根据情况来调整构筑物的数目，修改工艺设计。第八节 污水处理厂的高程布置污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过记算确定各部位的水面标高，从而使污水能够沿处理流程在处理构筑物之间通畅的流动，从而，保证污水处理厂的正常运行。为减低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以按重力流考虑为宜。为此，必须精确地计算污水流动中的水头损失，水头损失包括：1、污水流经各处理构筑物的水头损失。它主要产生在进口和出口和需要的跌水处，而流经处理构筑物本体的水头损失相较起来旧较小了。2、污水流经连接前后两处理构筑物管渠的水头损失。包括沿程水头损失和局部水头损失。3、污水流经量水设备的水头损失在对污水厂污水处理流程的高程布置时，应考虑下列事项：1、应选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算。兵营适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统都能够正常运行。2、计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为构筑物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量。3、设置终点泵站的处理厂，水力计算常以接纳处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推进行计算，以使处理后污水在洪水季节也能够自流排出，而水泵需要的扬程则较小，运行费用也较低。但同时应考虑到构筑物的挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工上的困难。还应考虑到因维修等原因需将池水放空尔在高程上提出的要求。4、在作高程布置时还应注意污水流程和污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。/O法而且这三种方法均能满足本设计中各指标的去除率:BOD:86%,COD:73.3%,N:62.5%,率P:91.7% 。氧化沟法是活性污泥法的改型，其处理效果稳定，构筑物简单，但由于本设计处理水量太大，会造成占地面积过大的困难；SBR法是一种按间歇曝气方式运行的活性污泥处理技术，出水水质好，处理效果稳定，但监测手段要求高，故障率高，不适宜处理大规模的城市污水。A/O 法即厌氧/缺氧/好氧工艺，它把除磷、脱氮，和降低有机物三个过程结合起来，对COD、BOD、SS等有较高的去除率，脱氮除磷效果好，运行费用低，占地少，出水水质好。由于SBR法投资较大、占地多、运行操作管理程序复杂，自动化程度要求高，故障率高，不适宜用来处理大规模的城市污水，在此不予考虑参选，现将A2/O法，氧化沟法的工艺概况分述如下：1.A2/O脱氮除磷工艺特点A2/O脱氮除磷工艺（即厌氧-缺氧-好氧活性污泥法，亦称A-A-O工艺），它是在A2/O工艺基础上增设了一个缺氧池，并将好氧池出流的部分混合液回流至缺氧池，具有同步脱氮除磷功能，其基本工艺流程如图1-1所示： 硝化液回流 进水 格栅 沉砂池 厌氧池 缺氧池 好氧池 二沉池 出水 污泥回流 剩余污泥图1.1（1） 工艺原理a. 污水经预处理和一级处理后首先进入厌氧池，同步进入的还有从二沉池排出的含磷回流污泥，本反应器的主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化；b. 污水经过第一厌氧反应器进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环友好氧反应器送来的，循环的混合液量大，一般为2Q（Q为原污水流量）；c. 混合液从缺氧反应器进入好氧反应器曝气池，这一反应器单元是多功能的，去除BOD、硝化和吸收磷等项反应都在本反应器进行。这三项反应都是重要的，混合物业中含有NH3-N，污泥中含有过剩的磷，而污水中的BOD（或COD）则得到去除。流量为2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器。d. 沉淀池的功能是泥水分离，污泥的一部分回流到厌氧反应器，上清液经消毒处理后排放。（2） 工艺特点a. 工艺流程简单,总水力停留时间少于其他同类工艺，节省建设投资；b. 该工艺在厌氧、缺氧、好氧环境下交替运行，有利于抑制丝状菌的膨胀，改善污泥沉降性能；c. 该工艺不需要外加碳源，厌氧、缺氧池只进行缓速搅拌，节省运行费用；d. 便于在活性污泥基础上改造成A2/O工艺；e. 该工艺脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果受回流污泥夹带的溶解氧和硝态氮的影响，因而脱氮除磷效果不可能太高；沉淀池要防止产生厌氧缺氧状态，以避免聚磷菌释放磷而降低出水水质和反硝化产生N2而干扰沉淀。但溶解氧含量也不宜过高，以防止循环混合液对缺氧池的影响。2氧化沟法工艺简介氧化沟又称循环曝气池，污水和活性污泥的混合液在环状渠道中循环流动。氧化沟是50年代由荷兰开发的，它属于活性污泥法的一种变形，由于它运行成本低，构造简单，易于维护管理，除水水质好，运行稳定，并可以脱氮除磷，因此，日益受到人们的重视，并得到了广泛的应用，特别适合于南方延时曝气法运行。至90年代中期，我国已兴建了30座氧化沟污水处理厂。氧化沟分为几种类型，下面比较一下各种氧化沟的优缺点。（1）基本型这是初期使用的氧化沟，处理规模小，一般采用卧式转刷曝气，水深为1-1.5m，氧化沟内污水水平流速为0.3-0.4m/s.为了保持流速，期循环量约为设计流量的30-60倍。此种池结构简易，往往不设二沉池。（2）卡卢赛尔式氧化沟它是一个多沟串联系统，进水于活性污泥混合后沿箭头方向在沟内不停地循环流动，采用表面机械曝气器，每沟渠的一端各安装一个，靠近曝气器下游的区段为富氧区，处于曝气器上游和外环的区段为缺氧区，混合液交替进行富氧和缺氧，这不仅提供了良好的生物脱氮条件,而且有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉淀。该氧化沟由于采用内表面曝气器，其水深可采用4-4.5m,沟内水流速度为0.3-0.4米，如果有机负荷较低时，可停止某些曝气器的运行，可在保证水流搅拌混合循环流动的前提下，减少能量消耗。（3）三沟式氧化沟三沟式氧化沟属于交替工作式氧化沟，是由丹麦创建的。三沟式氧化沟由三条同容积的沟槽串联组成，两侧的池子交替作为曝气池和沉淀池，中间的池子则一直作为曝气池。原污水交替地进入左侧池子或右侧池子，处理水则相应地从作为沉淀池的右池或左池流出，这样提高了曝气转刷的利用率达59%左右，另外也有利于生物脱氮除磷。三沟式氧化沟的水深为3.5m左右。一般采用水平轴转刷曝气，两侧沟的转刷是间歇曝气，以使污水处于缺氧状态，中间沟的转刷是连续曝气。三沟式氧化沟的运行方式如下：三沟式氧化沟的基本运行方式大体分为六个阶段，工作周期为8小时。它由自动控制系统根据其运行程序自动控制进出水方向、溢流堰的升降以及曝气转刷的开动和停止。阶段A：2.5小时，污水经过配水井进入第一沟，沟内转刷低速运转，仅维持沟内污泥处于悬浮状态下环流，沟内处于缺氧反硝化状态，反硝化菌将上阶段产生的NOXN还原成氮气溢出。在此过程中，污水作为碳源，而不必外加碳源。同时沟内出水堰能够自动调节，污水进入第二沟，第二沟内的转刷在阶段A均处于高速运行状态，使其沟内的混合液保持高速恒定的环流，在此进行有机物的降解和氨氮的硝化。处理后的混合液再进入第三沟，此时第三沟内的转刷处于闲置状态，所以，在该阶段，第三沟仅用作沉淀池，使泥水分离，澄清水通过已降低的出水堰从第三沟排出。阶段B：0.5小时，污水入流从第一沟调到第二沟，此时第一沟内的转刷高速运转，第一沟由缺氧状态逐步转为富氧状态。第二沟内转刷仍高速运转。所以阶段B的第一、第二沟内均处于好氧状态，都进行有机物的降解和氨氮的硝化。经第二沟处理后的混合液再进入第三沟，第三沟仍为沉淀池，沉淀后的污水通过第三沟出水堰排出。阶段C:1.0h,第一沟转刷停止运转，开始泥水分离，需要设过渡段约1小时，至该阶段末分离过程结束。在阶段C，入流污水仍然进入第二沟，处理后的污水仍然通过第三沟出水堰派出。 阶段D:2.5h,污水入流从第二沟调至第三沟，第一沟出水堰降低，第三沟出水堰升高，第三沟内转刷降低运转，是混合也悬浮环流，处于缺氧状态，进行反硝化脱氮。然后混合液流入第二沟，第二沟内转刷高速运转，使之处于好氧状态，进行有机物降结和氨氮消化。经处理后流入第一沟，此时第一沟作为沉淀池，澄清水通过第一沟以降低得出水堰排出。阶段D和阶段A类似，不同的是消化发生在第三沟，而沉淀发生在第一沟。阶段E:0.5h,污水入流从第三沟转向第二沟，第三沟转刷高速运转，以保证在该阶段末沟内有剩余氧。第一沟仍做沉淀池，处理后的污水通过该沟出水堰排出，第二沟转刷高速运转，仍处于有机物降解和氨氮消化过程。阶段E和阶段B相对应，所不同的是量个外购得功能相反。阶段F:1.0h,该阶段与阶段相同，第三沟内转刷停止运转，开始泥水分离，如流污水剂入第二沟，处理后的污水经第一沟出水堰排出。三沟式氧化沟除了上述最基本的运行方式外，他还可以根据不同的入流水质基础水要求而改变。所以该系统运行灵活，操作方便，但要求自动控制程度高。三沟式氧化沟又称三沟轮换式氧化沟，它将曝气与沉淀工序于同一构筑物内。如果要求将具有三沟式氧化沟工艺的污水厂进行扩建时，可以把三沟式氧化沟单独作为曝气池，在其后再增建二沉池污泥回流设备，可将原污水厂处理能力提高一倍。该类氧化沟就是一个A/O活性污泥系统，可完成有机物的降解和消化，反消化过程，能取得良好的BOD5去除效果和脱氮效果。同时该工艺系统免除了污泥回流和混合液回流，运行费用大大降低。三沟式氧化沟流程简单，无需设置初沉池和二沉池及污泥回流设备，处理效果稳定，管理方便，基建费用低，占地少并具有脱氮除P的功能。 除了上面几种基本类型外，还有另外几种类型的氧化沟：（4）orbal型氧化沟 orbal型氧化沟是60年代有美国开发应用的，它是有多个同心的椭圆形或圆形沟渠组成，污水与回流污泥均进入最外一条沟渠，在不断循环的同时，依次进入下一个沟渠，他相当于一系列完全混合反应池串联而成，最后混合也从内沟渠排出。orbal型氧化沟常分为三条沟渠，外沟取的容积约为总容积的60%-70%，中沟渠容积约为总容积的20%-30%，内沟渠容积仅占总容积的10%。（5）曝气沉淀体式氧化沟 一体式氧化沟就是将二沉池建在氧化沟内，从而完成曝气沉淀两个功能。一体式氧化沟是80年代有美国开发并得到了迅速发展，该型式的氧化沟具有很多优点。在氧化沟的几个沟渠内设沉淀区，在沉淀区的两侧设隔墙，并在其底部设一排三角形导流板，同时在水面设穿孔集水管，以收集澄清水。氧化沟内的混合液从沉淀池的底部流过，部分混合液则从导馏板间隙上升进入沉淀区，而沉淀下来的污泥从导流板间隙下滑回氧化沟。曝气采用机械表面曝气。武汉市第五制药厂即是采用曝气沉淀体式氧化沟处理生活废水，处理量为200m3/d，水力停留时间为2.1天，Ns=0.085kgBOD5/(kgMLSS·d),沟宽4m，有效水深2m，沉淀区有效长度26.6m，沉淀区总容积26.6m3。几年时间运行表明，获得了良好的处理效果。曝气沉淀体式氧化沟占地面积少，并省去了污泥回流系统，所以节省了基建费和运行费。（6）侧渠形一体式氧化沟 两座侧渠作为二次沉淀池，并交替运行和交替回流污泥，澄清水通过堰口收集排出，曝气采用机械表面曝气或转刷曝气。氧化沟污水厂工艺流程与水流特点如下：工艺流程特点为：氧化沟工艺不建除沉池和污泥消化池有时还可将曝气池与二沉池和建而省去污泥回流系统。 为了防止污水中的无机沉渣在氧化沟中沉积，原污水应先经过格栅和沉砂池预处理。未经除沉池沉淀的悬浮状有机物在氧化沟中得到好氧稳定。同时氧化沟采用的污泥龄长，为1030天，所以剩余污泥量少于传统活性污泥法，并且已经得到了好氧稳定，不需要再进行污泥消化处理，直接进行污泥脱水。水流混合特点为：氧化沟内的混合液水流特征界于推流式和完全混合式之间，或者说，基本上是完全混合式，同时具有推流式的某些特点。 综合考虑本设计各方面的要求，拟选用三沟式氧化沟。（三）两种工艺占地面积及投资和运行费用概算 1.A2/O工艺的计算（1）判断是否可用A2/O法 符合要求。（2）反应池容积V： 各段水力停留时间和容积：缺氧：好氧=1：1：3厌氧池水力停留时间：t厌=0.2×8.40=1.68h厌氧池容积: V厌=0.2×69930.07=13986.01m3缺氧池水力停留时间：t缺=0.2×8.40=1.68h 缺氧池容积：V缺=0.2×69930.07=13986.01m3好氧池水力停留时间：t好=0.6×8.40=5.03h 好氧池容积：V好=0.6×69930.07=41958.04m3（3）反应池主要尺寸：反应池总容积：V=69930.07m3设反应池4组，单组池容积：V单=V÷4=17482.52m3有效水深 ：h=4.0m；单组有效面积：（4）供氧量计算设计需氧量AOR：AOR=去除BOD5需氧量-生于污泥中BODu氧当量+NH3-N硝化需氧量-剩余污泥中NH3-N的氧当量-反硝化脱氮产氧量碳化需氧量：硝化需氧量：D2=4.6Q（N0-Ne）-4.6×12.4%×Px =4.6××(40-15)-4.6×12.4%×7523.08÷1000 =18708.84(KgO2/d)反硝化产生的氧量：D3=2.86NT=2.86×4.68=11634.48（KgO2/d）总需氧量： AOR=D1+D2-D3 =27364.34+18704.84-11634.48 =34434.7（KgO2/d）=1434.78（KgO2/h）最大需氧量与平均需氧量之比为1：4，则： AORmax=1.4R=1.4×1434.78 =2008.69（KgO2/h）去除每1KgBOD5的需氧量= =1.32(kgO2/kgBOD5)1.三沟式氧化沟工艺的计算设计参数：氧化沟泥龄=30d; 产泥率Y=0.3kgMLSS/kgBOD5; 氧化沟中MLSS=4000mg/L; 反硝化速率=26mgNO3/(gMLSS·d)（1） 氧化沟硝化区容积的计算污泥量MLSS=30×0.3×20000×（150-20）÷1000 =kg已知MLSS=4000mg/l,则容积为： ÷4=58500m3（2） 反消化区容积计算a. 随剩余污泥排放的氮量：若活性污泥中含氮量为12.4%，有0.3××（150-20）÷1000×12.4%=967.2kgN/db.出水带走含氮量： 0.015×=3000kgN/d 进水含氮量：×0.025=5000kgN/d 需要反硝化脱氮量：5000-967.2-3000=1032.8kgN/d 反硝化需要污泥量：1032.8×1000÷26=39723.08kg/d反硝化区容积：39723.08÷4=9930.78m3（3） 澄清区容积的计算假定三沟内污泥浓度分别为：两边沟4300mg/l,中沟3400mg/l,平均4000mg/l，一个工作过程为四小时三条槽平均污泥浓度为2×4300×1×3400÷（2+1）=4000mg/l 估算活性污泥占比例： 故氧化沟总容积为：（38500+9930.8）÷0.55=88056m3 取水深为3.5m,则氧化沟占地面积为： 88056÷3.5=25158.8m2(4)供氧量计算 采用经验公式O2kg/d=A×Lr+Nr-2.8×NOx 经验系数A=0.5 Nr需要消化含氮量为5000-967.2-3000=1032.8kgN/d 故O2kg/d=0.5××（0.15-0.02）+4.6×1032.8-2.8×1032.8 =.96kg/d=4604.2kg/h（四）两种方案各项指标的对比 见下页表1-2。表1.2工艺指标A2/O工艺三沟式氧化沟工艺流程工艺流程简单，一个反应池分厌氧-缺氧-好氧三段 简单，省去了初沉池与二沉池，省去了污泥回流设备总水力停留时间8.40(h)(短)1024(h)(长)运行操作简单自动化要求程度高BOD5、SS去除效果效果稳定，出水水质好，对BOD5、SS有较高的去除率效果稳定、出水水质好，一般情况下出水达到一级排放标准脱氮除磷效果对TP、NH3-N的去除率高，适用于对氮、磷排放指标有严格要求 的城市区水处理NH3-N为13mg/l,P<1mg/l适应性有利于抑制丝状菌的膨胀，无污泥膨胀之虞对水温、水量、水质的变动有较强的适应性基建投资工艺流程简单，故较省较高运行费用不需外加碳源，厌氧、缺氧池只进行缓速搅拌，节省运行费用较低反应池占地面积17482.52m225158.8m2供氧量2008.69（kgO2/h）4604.2（kgO2/h）（五）最终主体方案的确定经两种方案的各项指标对比，在综合考虑占地面积和投资费用、环境效益、社会效益的基础上，确定本设计的主体方案为A2/O工艺。二、小方案的比选各处理构筑物类型的确定（水路部分）在主体方案选定后进行小方案的比选，比选时考虑以下因素：（1） 处理效果好，技术先进、可靠；（2） 投资少、占地少、损失小；（3） 运行费运抵，主要考虑电耗；（4） 操作管理简单。（一）格栅格栅的作用是拦截污水中颗粒较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，使之正常运行。为了更好的保证兰极为作用，本设计采用粗、中两道格栅。粗格栅设在泵房集水井前，中格栅设在沉砂池前，并设计成格栅间的形式。由于无水水量大，宜采用机械清渣。（二）污水提升泵房由于污水进水管的埋深较低（地面以下3.2米左右），为使厂区的污水靠重力流经个处理构筑物，故需设污水提升泵站。（三）沉砂池1池型选择沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒，以减轻后续处理的负荷及改善污泥处理构筑物的条件常用的有平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池。（1）平流式沉砂池优点：构造简单，处理效果好； 工作稳定、排砂较方便。缺点：占地较大适用条件：适用于大、中、小型污水处理厂，尤其是地下水位较高时，地质条件差，平流式沉砂池更为优越。（2）竖流式沉砂池 优点：占地小，排砂较方便；缺点：深度较大，不能保证处理效果；适用条件：适用于中小型水厂，地下水位低者适用。（3）曝气沉砂池优点：通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度。除砂效率稳定，受流量变化较小，同时对污水起到曝气作用。缺点：动力消耗大，运行费用提高，对消水量不宜采用。通过以上三种形式沉砂池方案的比较，结合兰州市七里河、安宁两区污水水量较大的特点，宜采用曝气沉砂池。2排砂方式的选择（1）重力排砂优点：排砂含水率低，排砂量易计算； 缺点：沉砂池需要高架（2）机械排砂 优点：含水率低，池高较低； 缺点：基建投资增高通过估算最终确定选用机械排砂方式：（四）初沉池 由于沉砂池选用了曝气沉砂池，且二级处理工艺为A2/O工艺，本设计中不需设初沉池。（五）二沉池二沉池是活性污泥反应系统及生物膜反应系统不可缺少的组成部分。它们运行的正常与否，直接关系到活性污泥或生物膜系统的运行于净化效果。其功能是泥水分离，排出清澈的处理水。对于沉淀池污泥进行浓缩，使回流到曝气池的剩余污泥达到一定的浓度。1.二沉池池型的比选（1）平流式沉淀池优点：沉淀效果好；对冲击负荷和温度变化的适应性强；施工简单，造价较低。缺点：池子配水不易均匀；采用多斗排泥时，每个污泥都须单独设排泥管，各自排泥，工作量大，适用条件：适用于地下水位高，地质条件差的地区 适用于大中型污水处理厂（2）竖流式沉淀池优点：排泥方便，管理简单；占地面积较小。缺点