25000m3d氧化沟工艺城市污水处理厂设计.docx

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1、摘要：本设计内容为 25000m3/d 氧化沟工艺污水处理厂工艺设计，其处理对象主要为生活污水，要求城市污水经处理后,符合城市污水排放一级 A 标准。本污水处理厂工艺主要流程为：污水先进水中格栅，后进泵房与细格栅，经沉砂池后进入二级处理， 即 Orbal 氧化沟池，然后由最终沉淀池沉淀出水；然后是污泥处理。关键词：污水处理；Orbal 氧化沟；污泥浓缩；辐流式二沉池目录第一章设计任务书.- 1 -一、设计题目.- 1 -二、原始资料.- 1 -三、出水要求.- 1 -四、设计内容.- 1 -五、设计成果.- 2 -六、时间分配表.- 2 -七、成绩考核办法.- 2 -第二章设计说明书.- 3

2、-一、设计题目.- 28 -二、设计原则、依据及执行规范.- 28 -三、设计内容和任务.- 28 -四、设计水质及处理后排放水质.- 28 -五、城市污水、污泥处理方案的确定.- 4 -1.污水设计方案的确定.- 4 -2.污水处理工艺方案的比较.- 4 -3.污泥处理工艺的选择.- 28 -4、工艺流程的确定.- 10 -5、污水处理构筑物的选择.- 10 -6、污泥处理构筑物的选择.- 13 -六、污水处理厂的总体布置.- 14 -第三章污水处理系统的设计.- 17 -一、污水厂进水干管的设计.- 17 -二、格栅的设计.- 17 -1.中格栅的设计.- 18 -2.细格栅的设计.- 2

3、0 -三、污水提升泵房的设计.- 23 -1.设计说明.- 23 -2.设计选型.- 24 - 3 -四、旋流式沉砂池的设计.- 25 -1.设计依据.- 28 -2.设计参数.- 25 -3.设计计算.- 25 -4.排砂方法.- 26 -5.排砂量计算.- 26 -五、 配水井.- 27 -六、 厌氧选择池.- 27 -1.设计参数及设计计算.- 27 -2.厌氧池尺寸.- 28 -3.设计选型.- 28 -七、奥贝尔（ORBAL）氧化沟 .- 28 -1.设计参数.- 28 -2.设计计算.- 28 -八、二沉池.- 35 -1.设计要求.- 35 -2.设计参数.- 35 -3.设计计

4、算.- 35 -九、接触消毒池及加氯间.- 37 -1.设计参数.- 37 -2.设计计算.- 28 -十、计量堰.- 28 -1.计量设备的选择.- 39 -2.设计依据.- 39 -3.设计计算.- 40 -十一、 污泥处理系统的设计.- 41 -1.污泥回流泵房.- 42 -2.剩余污泥泵房.- 43 -3.污泥浓缩池.- 43 -4.贮泥池.- 43 -5.脱水机房.- 45 -十二、污水处理厂的总体布置.- 46 -1. 平面布置及平面图.- 46 -2.平面布置的一般原则.- 46 -3.污水厂平面布置的具体内容.- 47 -4.污水厂的高程布置.- 47 -5.污水处理厂高程布置

5、应考虑事项.- 47 -6.水头损失.- 47 -7.高程计算.- 47 -十三、污水厂成本概算.- 51 -1.水厂工程造价.- 51 -2.污水处理成本计算.- 52 -第四章总结.- 54 -致谢.- 55 -参考文献.- 56 -第一章设计任务书水污染控制工程课程设计任务书一、设计题目25000m3/d 城市污水处理厂设计（氧化沟法） 二、原始资料1. 设计流量 Q25000m3/d2. 水质情况：BOD5=300mg/LCODcr=500 mg/LSS=300 mg/L氨氮=40 mg/L磷酸盐(以 P 计)=10 mg/LpH=69三、出水要求符合城市污水排放一级 A 标准：BOD

6、520mg/LCOD60 mg/LSS20mg/L 氨氮15mg/L磷酸盐（以 P 计）0.5mg/L四、设计内容1. 方案确定按照原始资料数据进行处理方案的确定，拟定处理工艺流程，选择各处理构筑物， 说明选择理由，进行工艺流程中各处理单元的处理原理说明，论述其优缺点，编写设计方案说明书。2. 设计计算进行各处理单元的去除效率估算；各构筑物的设计参数应根据同类型污水的实际运行参数或参考有关手册选用；各构筑物的尺寸计算；设备选型计算、效益分析及投资估算。3. 平面和高程布置根据构筑物的尺寸，合理进行平面布置；高程布置应在完成各构筑物计算及平面布置草图后进行，各处理构筑物的水头损失可直接查相关资料

7、，但各构筑物之间的连接管渠的水头损失则需计算确定。4. 编写设计说明书、计算书- 56 -五、设计成果1. 污水处理厂总平面布置图 1 张（含土建、设备、管道、设备清单等）2. 高程布置图 1 张3. 主要单体构筑物（沉砂池、曝气池、二沉池等）平面、剖面图 1 张序4. 设计说明书、计算书一份六、时间分配表（第 1516 周）号1教学内容下达设计任务书时间1 天（15 周周一）备注2设计计算5 天（15 周周一15 周周五）3绘制 CAD 设计图纸5 天（15 周周六16 周周三）4编写设计说明书，装订成册3 天（16 周周四16 周周日）5总计时间14 天七、成绩考核办法根据设计说明书、设计

8、图纸的质量及平常考核情况由指导教师按优、良、中、及格、不及格评定成绩。指导教师：曾经、赵文玉长沙理工大学化学与生物工程学院环境工程教研室2012 年 5 月第二章 设计说明书一、设计题目某城市污水处理厂氧化沟法工艺设计二、设计原则、依据及执行规范设计原则1. 采用技术先进可靠、占地省、出水水质稳定，效果好，技术经济合理的工艺；2. 选择造价低、节省电力、效率高的耐用设备；3. 因地制宜、合理布局、方便管理、统一规划。主要设计依据及执行规范地表水环境质量标准（GB3838-2002）污水综合排放标准（GB8978-2002）城市污水处理厂污泥排放标准（CJ3025-93）室外排水设计规范（200

9、6 年版）（GBJ50014-2006）室外给水设计规范（2006 年版）（GBJ50013-2006）城市污水处理工程项目建设标准（2001 年修订版） 三、设计内容和任务1. 工艺流程选择、方案确定；2. 各污水构筑物设计计算；3. 氧化沟系统设计；4. 污泥系统设计计算；5. 绘制系统高程布置图、平面布置图各一张，主要单体构筑物（沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池等）平面、剖面图 1 张；6. 编写设计说明书及计算书。四、设计水质及处理后排放水质1 、设计处理水量：日处理量：25000 m3 / d秒处理量：0.289 m3 / sQ =25000= 0.289 m3 / s = 289.3

10、5 L / s 24 3600根据室外排水设计规范，查表用内插法得： K = 1.47z所以设计最大流量:Qmax= K Q = 1.47 25000 = 36750m3 / d = 1531.3m3 / h = 0.425m3 / sz2、确定其原水水质参数如下：BOD5=300mg/LCODcr=500 mg/LSS=300 mg/L氨氮=40 mg/L磷酸盐(以 P 计)=10 mg/LpH=69 3、设计出水水质符合城市污水排放一级 A 标准：BOD520mg/LCOD60 mg/LSS20mg/L 氨氮15mg/L磷酸盐（以 P 计）0.5mg/L4、污水处理程度的确定根据设计任务书

11、,该厂处理规模定为：25000 m 3 / d进、出水水质:项目COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH-N(mg/L)TP(mg/L)进水5003003004010出水602020150.5去除率88%93.3%93.3%62.5%95%五、城市污水、污泥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

12、；3） 以深水扩散排放为主，处理为辅的技术路线；1.污水设计方案的确定（1） 此废水具有如下特点：BOD5/CODCr=300/500=0.6，说明废水可生化性很好；有较高的 N、P 含量；（2） 针对以上特点，要求污水处理系统应该具有以下功能：（a） 具有一定的 BOD5 去除能力；（b） 具备一定的脱 N 除 P 功能，使出水 N、P 达标；（c） 使污水处理过程中产生的剩余污泥基本达到稳定。（3） 生化处理工艺选择根据课程设计要求，本设计采用 Orbal 氧化沟工艺，污泥处理采用浓缩脱水工艺， 选择过滤消毒工艺。2、污水处理工艺方案的比较目前处理城市污水应用较多的生化工艺有氧化沟，A2/

13、O 法，AB 法，SBR 法等。为了使本工程选择最合理的处理工艺，有必要按使用条件，排除不适用的处理工艺后，再对可以采取的处理工艺方案进行对比和选择：（a） A2/O 法A2/O 工艺亦称 A-A-O 工艺，是英文 Anaerobic-Anoxic-Oxic 第一个字母的简称（生物脱氮除磷）。按实质意义来说，本工艺称为厌氧-缺氧-好氧法，生物脱氮除磷工艺的简称。A2/O 法的特点有：A2/O 法在去除有机碳污染物的同时，还能去除污水中的氮磷，与传统活性污泥法二级处理后再进行深度处理相比，不仅投资少、运行费用低，而且没有大量的化学污泥，具有良好的环境效益。A2/O 法厌氧、缺氧、好氧交替进行，有

14、利于抑制丝状菌的膨胀，改善污泥沉降性能。A2/O 法工艺流程简单，总水力停留时间少于其他同样功能的工艺，节省基建投资。A2/O 法缺点是受泥龄、回流污泥中溶解氧和硝酸盐氮的限制，不可能同时取得脱氮和除磷都好的双重效果。该工艺处理效率一般能达到：BOD5 和 SS 为 90%95%，总氮为 70%以上，磷为 90% 左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。但A2/O 工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高（b） AB 法AB 工艺是一种生物吸附降解两段活性污泥工艺，A 段负荷高，曝气时间短，0.5h 左右，污泥负荷高 26 kgBOD5/(kgMLSSd)，B 段污泥负

15、荷较低，为 0.150.30 kgBOD5/(kgMLSSd)，该段工艺有机物、氮和磷都有一定的去除率，适用于处理浓度较高，水质水量较大的污水，通常要求进水 BOD5250mg/L，AB 工艺才有明显优势。AB 工艺的优点：具有优良的污染物去除效果，较强的抗冲击负荷能力，良好的脱氮除磷效果和投资及运转费用较低等。 对有机底物去除效率高。 系统运行稳定。主要表现在：出水水质波动小，有极强的耐冲击负荷能力，有良好的污泥沉降性能。 有较好的脱氮除磷效果。 节能。运行费用低，耗电量低，可回收沼气能源。经试验证明，AB 法工艺较传统的一段法工艺节省运行费用 20%25%.AB 工艺的缺点： A 段在运行

16、中如果控制不好，很容易产生臭气，影响附近的环境卫生，这主要是由于 A 段在超高有机负荷下工作，使 A 段曝气池运行于厌氧工况下，导致产生硫化氢、大粪素等恶臭气体。 当对除磷脱氮要求很高时，A 段不宜按 AB 法的原来去处有机物的分配比去除BOD5 5%60%，因为这样 B 段曝气池的进水含碳有机物含量的碳/氮比偏低，不能有效的脱氮。 污泥产率高，A 段产生的污泥量较大，约占整个处理系统污泥产量的 80%左右， 且剩余污泥中的有机物含量高，这给污泥的最终稳定化处置带来了较大压力。总体而言，AB 法工艺适合于污水浓度高、具有污泥消化等后续处理设施的大中规模的城市污水处理厂，有明显的节能效果。对于有

17、脱氮要求的城市污水处理厂，一般不宜采用。（c） SBR 法工艺SBR 是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process） 的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。它是一个完整的操作过程，包括进水、反应、沉淀、排水排泥和闲置 5 个阶段。SBR 工艺有以下特点： 生物反应和沉淀池在一个构筑物内完成，节省占地，土建造价低。 具有完全混合式和推流式曝气池的优势，承受水量，水质冲击负荷能力强。 污泥沉降性能好，不易发生污泥膨胀。 对有机物和氮的去除效果好。但传统的 SBR 工艺除磷的效果不

18、理想，主要表现在：对脱氮除磷处理要求而言， 传统 SBR 工艺的基本运行方式虽充分考虑了进水基质浓度及有毒有害物质对处理效果的影响而采取了灵活的进水方式，但由于这种考虑与脱氮或除磷所需要的环境条件相 背，因而在实际运行中往往削弱脱氮除磷效果。就除磷而言，采用非限量或半限量曝气进水方式，将影响磷的释放；对脱氮而言，则将影响硝化态氮的反硝化作用而影响脱氮效果。表 1生物处理方案技术经济比较方技术指标经济指标运行情况备案BOD 去5基建能占运行管理适应负荷注除率费耗地稳定情况波动A2/O8595100100100一般一般一般需脱氮除磷的污水处理厂适用于中小型污水氧化沟9095100100稳定简便适应

19、厂, 需要脱氮除磷地区AB 法8595100100约 100一般简便适应适应可分期建设达到不同的要求SBR 法9099100100100稳定简便适应适用于中、小型污水处理厂（d）氧化沟工艺的选择卡鲁塞尔氧化沟卡鲁塞尔氧化沟是一种单沟环形氧化沟，主要采用表面曝气机，兼有供氧和推流的作用。污水在沟内转折巡回流动，处于完全混合状态，有机物不断得以去除。表曝机少，灵活性差，设备维修期间沟不能工作，沟内混合液自由流程长，由于紊流导致的流速不均，很容易引起污泥沉淀，影响运行效果。单沟氧化沟的平均溶解氧维持在 2mg/L 左右，加之单点供氧强度过大，耗氧较高。在一般情况下，单沟很难形成稳定的缺氧段，不利于脱

20、 N。 三沟式氧化沟三沟式氧化沟工艺有两个边沟，一个中沟，当一个曝气时，另外两个作为沉淀池使用。一定时间后改变水流方向，使两沟作用相互轮换，中沟则连续曝气，三沟式氧化沟无需污泥回流装置，如果条件合适，还可以进行反消化。缺点：进、出水方向，溢流堰的起闭及转刷的开动于停止必须设自动控制系统；自控系统要求管理水平高，稍有故障就会严重影响氧化沟正常工作。由于侧沟交替运行，设备利用率较低。 一体化氧化沟一体化氧化沟就是将沉淀池建在氧化沟内，即氧化沟的一个沟内设沉淀槽，在沉淀池两侧设隔板，底部设一导流板。在水面上设集水装置以收集出水，混合液从沉淀池底部流走，部分污泥则从间隙回流至氧化沟。一体化氧化沟将曝气、沉淀功能集于一体， 免除了污泥回流系统，但其结构有待进一步完善。 奥贝尔氧化沟奥贝尔氧化沟由三个同心椭园形沟道组成，污水由外沟道进入沟内，然后依次进入中间沟道和内沟道，最后经中心岛流出，至二次沉淀池。在各沟道横跨安装有不同数量转碟气机，进行供氧兼有较强的推流搅拌作用。外沟道体积占整个氧化沟体积的5055%，溶解氧控制趋于 0.0mg/L,高效地完成主要氧化作用：中间沟道容积一般为25%30%，溶解氧控制在 1.0mg/L，作为“摆动沟道”，可发挥外沟道或内沟道的强化作用；内沟道的容积约为总容积的 15%20%，需要较高的溶解氧值（2.0mg/L 左右），以保证有机物和氨氮有较高的去除率。