1、湖北民族学院学士学位论文HUBEI UNIVERSITY FOR NATIONALITIES学士学位论文A 城市 100000m3/d 污水处理厂的初步设计院 系 化学与环境工程学院 专 业 环境科学 姓 名 吴灵进 学 号 0406314 指导老师 史永红 日 期 2010 年 5 月湖北民族学院学士学位论文I摘 要本设计是 A 城市污水处理厂的工艺流程和施工图的初步设计。该污水处理厂总设计处理能力 100000m3/d。由于进水水质较为复杂，进水中的BOD：N：P=67：11：1，污水经二级生物处理后，氮、磷将难以达到规定排放标准，必须同时进行脱氮除磷处理。根据设计要求和求新的思想，为满足
2、在去除BOD、COD 和 SS 的同时还必需脱氮除磷，故决定选用当代水处理工艺中较流行的A/A/O 工艺方案。工艺流程为：“中格栅进水泵房细格栅涡流沉砂池A/A/O 生物池二次沉淀池接触消毒池”。该工艺综合了以往工艺的优点，同时该工艺具有高效，节能的特点，且耐冲击负荷高，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺，因此具有广泛的适用性。根据国内众多城市污水处理厂运行结果显示，A/A/O 工艺处理出水一般可达到中华人民共和国国家标准污水综合排放标准(GB89781996)中的一级排放标准，能够确保城市周边农业用水和河流水体的要求。关键词：A/A/O 工艺，城市生活污水，二次沉淀池，污泥处理，出水水质
3、湖北民族学院学士学位论文IIABSTRACTThis design is a preliminary design of a process of A urban sewage treatment plant and its construction drawings. The total design processing capacity of sewage is 100000m3/d. Because of the complex water in which its BOD: N: P = 67:11:1, Sewage water, after second biological t
4、reatment, its nitrogen and phosphorus is difficult to achieve the prescribed discharge standards, so the nitrogen and phosphorus must be processed simultaneously. According to design requirements and the novelty of ideas, to meet in the removal of BOD, COD and SS, nitrogen and phosphorus removal is
5、also necessary, it was decided to use modern water treatment processes of the more popular A / A / O process plan. The technological process is: “ Medium-sized grid The water pumpFine gridFirst sank sand leakingA/A/O biological poolRadiant flow secondary sedimentation poolDisinfectant pool of contac
6、t form“. This process comprehend its previous processes, and this process is efficient, energy-saving, and impact-resistant and its load is high, which can get good quality water, it is a kind of deep water treatment processing, thus A/A/O process has extensive applicability. According to many domes
7、tic sewage treatment plant operation results, A /A / O process of dealing with the water can usually reach “The Peoples Republic of China national standard - Integrated Wastewater Discharge Standard“ (GB8978-1996) in the level of emissions standards and ensure that the city surrounding agricultural
8、water and river water requirements.Key words: A / A / O process; Municipal living sewage; Secondary sedimentation pool; Sludge treatment; Quality of effluent water湖北民族学院学士学位论文III目 录摘 要 Abstract1 总 论 11.1 项目提出的背景及投资的必要性 11.2 A 城市环境条件的基本概括 11.2.1 自然地理 11.2.2 气象水文 21.3 A 城市污水排放现状 21.3.1 A 城市污水排放量 21.3.
9、2 A 城市污水水质现状 31.4 污水处理厂的设计任务与治理目标 31.4.1 污水处理厂设计任务 31.4.2 污水处 理厂进出水的水质指标 31.5 设计要求 31.5.1 污水处理厂的建设依据 31.5.2 污水处理厂的建设原则 42 A 城市污水处理工艺流程及说明 52.1 污水处理工艺方案的分析 52.1.1 AB 法(Adsorption Bioderadation )52.1.2 SBR 法(Sequencing Batch Reactor) 52.1.3 A/A/O 法(Anaerobic Anoxic Oxic)62.1.4 奥贝尔(Orbal)氧化沟工艺 72.2 污水处
10、理工艺方案的确定 82.2.1 A 城市污水处理特点 82.2.2 给出适合 A 城市的方案 82.2.3 A 城市污水处理工艺流程图 92.3 污水处 理流程构筑物 92.3.1 格 栅 92.3.2 旋流沉砂池 102.3.3 A/A/O 生物化反应池 112.3.4 二次沉淀池 122.3.5 消毒投 氯池 122.3.6 污泥浓缩池 132.3.7 污泥硝化池 13湖北民族学院学士学位论文IV2.3.8 污泥脱水房 133 A 城市污水处理工艺 设计计算 153.1 污水一级 处理系统 153.1.1 中格栅 153.1.2 污水提升泵房 193.1.3 细栅格 213.1.4 旋流沉
11、砂池 243.2 污水深度二级处 理 263.2.1 A2/O 生物化反应池 263.2.2 生化反应池曝气计算 283.2.3 生化反应池设备选择 303.2.4 二次沉淀池 323.2.5 液氯消毒池 363.3 污泥处理系统 363.3.1 污泥浓缩池 363.3.2 污泥消化池 394 污水处理厂总体布置 414.1 总平面布置 414.1.1 总平面布置原则 414.1.2 总平面布置规划 414.2 高程布置 414.2.1 高程布置原则 414.2.2 高程布置规划 42结 论 43参考 文献 44致 谢 46湖北民族学院学士学位论文- 1 - 1 总 论1.1 项目提出的背景及
12、投资的必要性据统计，我国目前共有大中小城市 600 余座，其中 400 多个城市存在资源型或水质型缺水，有 110 个城市属于严重缺水，大部分在我国北方及西北半干旱、干旱地区 1。 A 城市是我国西北部重点建设城市之一，工业及生活用水以地下水源为主。近年来随着 A 城市工业化及城市化的迅速发展，由各类工厂以及生活排放的污水量逐渐增长，该市的水环境污染问题也日趋严重。流经市区的 B 河均受到较为严重的污染。由 2010 年 5 月实测的数据可以得出，取自 B 河断面 BOD5 高达 148mg/L,COD 高达 300mg/L，SS 高达 147mg/L,NH3N 高达 24.5mg/L,PO4
13、P高达 2.2mg/L2。分别高出中华人民共和国国家标准污水综合排放标准（GB89781996）中的一级排放标准的 7.5 倍、5 倍、7.4 倍、1.7 倍、4.5 倍 3。地面水体的污染也间接的污染了市区的浅层地下水，从而危及市区 28 万人口的生活用水和工业用水。该市地面水污染问题在一定程度上限制了 A 市的工业发展和城市化的进程。按地面水使用目标和保护目标，该市的发展将受到用水的制约。为实现该市走可持续发展的道路，实现环境与经济的同步发展，实现 A 市及区域河流水质达到国家规定的相关目标，该市建立 A 城市污水处理厂 4。1.2 A 城市环境条件的基本概括 51.2.1 自然地理(1)
14、 地理位置A 市地处中华人民共和国的中西结合部，地跨东经 1082312110 3808，北纬 29071031 2413，位于湖北省西南部，东西宽为 220 公里，南北长为260 公里。全市管辖总面积 2.4 万平方公里，总人口 380 万，市区面积 3995 平方千米。 (2) 地形地貌A 市地处我国阶梯状地形的第二阶梯东缘，云贵高原东延武陵山余脉与大巴山之间，平均海拔高度 1000 米左右，海拔 1200 米以上的地区占总面积的29.4%， 海拔 800l200 米的地区占总面积的 43.6%，海拔 800 米以下的地区占总面积的 27%境内地形复杂，具有多种特殊类型的地貌，大河、小溪呈
15、树枝状展布，湖北民族学院学士学位论文- 2 - 整个地势呈西北、东北部高，中部相对较低的状态，地貌基本特征是：阶梯状地貌发育。因受新构造运动间歇活动的影响，大面积隆起成山，局部断陷、沉积形成多级夷面与山问河谷断陷盆地。1.2.2 气象水文(1) 气象气候A 市区海拔 8001200 米的，属于温和湿润的中山气候，该气候的显著特征是冬长夏短，春迟秋早。年平均气温为 1214，最冷月平均气温在12.8，大于 10的活动积温为 36004300，年降水量 l200l400 毫米左右，相对湿度平均值为 82%83%左右。日照时数年平均值为 11601600 小时，日照百分率 26%37%之间。从季节的
16、分布看，冬季日照时数最少，每月几乎都低于 100 小时，春季每月接近 100 小时，夏季日照时数较丰富，各月日照在120230 小时，是冬季的 23 倍，人秋后日照逐渐下降，仅 9 月和 l0 月仍保持在 100 小时以上。(2) 水文及水质地质B 河与长江平行，曲折东流，河长 423 千米，总落差 1430 米。按河谷地形及河道特性，划分为上游、中游、下游三个区段。上游段长约 153 千米，属高山河型，总落差 1070 米，占干流总落差的 75%，平均比降 6.5，一般枯水面宽约5070 米，集水面积约 3700 平方千米。中游段长约 160 千米，总落差约 280 米，平均比降为 1.8，
17、在中游段河道大部分流经深山峡谷， 两岸陡坡可以达到6080，属山地河型。河床一般为岩石，覆盖层多为卵石，枯水期河宽一般为 1060 米，水深平均为 1.5 米左右，集水面积约 9800 平方千米。下游段，长约 110 千米，属半山地河型，总落差约 80 米，河床平均比降 0.73，集水面积3500 平方千米。1.3 A 城市污水排放现状1.3.1 A 城市污水排放量(1) 生活污水量现状该市市区用水人口数约为 28 万人，生活用水量标准现状值为 250L/(人d)，生活用水排放系数为 0.8，则日总排放生活污水量为 Q1=0.8280.25=5.6(万m3/d)。(2) 工业废水水量现状湖北民
18、族学院学士学位论文- 3 - 据该市市区近 35 个主要企业的工业用水量及排放工业废水量调查统计，总工业废水年排放量约为 1570 万 m3，则日总排放污水量为 Q2=1570365=4.3(万m3/d)。(3) 城市混合污水水量现状该市污水日排放总量为 = Q1+ Q2=5.6+4.310(万 m3/d)。maxQ1.3.2 A 城市污水水质现状该市区的污水将近完全的直接排放入 B 河流。从 B 河流勘测取得水样分析得出，B 河断面污水水质现状如表 1.1表 1.1 B 河道混合污水水质现状表BOD5（mg/L） COD（mg/L） SS（mg/L） NH3N（mg/L） PO4P（mg/L
19、）B 河污水水质 148 300 147 24.5 2.21.4 污水处理厂的设计任务与治理目标1.4.1 污水处理厂设计任务根据 A 城市污水排放量现状，污水日排放量为 9.9 万 m3/d，因综合考虑到 A城市正处于发展阶段及其相关经济制约问题，最终将 A 城市污水处理厂的规模确定为 10 万 m3/d，且一次性建设完成。该项工程设计的内容包括如下：(1) 细化污水处理工艺流程(2) 选定污水处理设备参数(3) 给出污水处理工艺相关计算(4) 绘制复合规范的工程设计图(5) 编制设计说明书1.4.2 污水处理厂进出水的水质指标该污水处理厂处理目标是 B 河河水在流出该市时达到中华人民共和国
20、国家标准污水综合排放标准（GB89781996）中的一级排放标准。污水处理厂进、出水水质如表 1.2表 1.2 污水处理厂进出水水质表BOD5 COD SS NH3N PO4P进水水质（mg/L）出水水质（mg/L）去除率 （%）1482086.530060801472086.424.51538.82.20.577.3湖北民族学院学士学位论文- 4 - 1.5 设计要求1.5.1 污水处理厂的建设依据 6(1) 中华人民共和国环境保护法；(2) 中华人民共和国国家标准污水综合排放标准(GB8978 1996)；(3) 城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918 2002)(4) 室外排水设计
21、规范 (GBJ1487)；(5) 给水排水制图标准 (GB/T501062001) ；(6) 总图制图标准 (GB/T50103 2001)；(7) 建筑制图标准 (GB/T50104 2001)；(8) 建筑结构制图标准 (GB/T501052001) ；1.5.2 污水处理厂的建设原则 7(1) 污水处理厂的整个设计过程应严格执行国家有关环境保护的各项法律和法规。(2) 污水处理厂的设计应符合适用的要求。首先，必须确保污水厂处理后污水达到规定的排放标准。然后，考虑现实的经济和技术条件，以及当地的具体施工条件，在可能的基础上，选择处理工艺流程，构筑物形式，主要设备设计标准和数据等。(3) 污
22、水处理厂采用的各项设计参数必须可靠，设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件，如水质水量资料、同类工程在资料。按照工程处理要求，全面的分析各种因素，选择好各个设计数据，保证必要的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用既要积极又要慎重。(4) 污水处理厂的设计应当力求技术合理，在达到治理要求的前提下，应优先选择基于投资和运行费用少、运行管理简便的先进的工艺。(5) 污水处理厂设计必须符合经济的要求。污水处理工程方案设计完成后，总体布置、单体设计及消毒药剂选用等尽可能采取合理措施，以降低工程造价和运行管理费用。(6) 污水处理厂在经济条件允许的条件下，用注重流程布局合理，整体感强，外观装
23、饰美观大方，环境绿化优美。湖北民族学院学士学位论文- 5 - 2 A 城市污水处理工艺流程及说明2.1 污水处理工艺方案的分析2.1.1 AB 法（Adsorption Bioderadation）该法由德国 Bohuke 教授开发。AB(Adsorption Bioderadation)工艺是吸附生物降解工艺的简称，是在常规活性污泥法和两段活性污泥法的基础上发展起来的工艺。目前已普遍用于欧洲。我国已成功的用于泰安、深圳、新疆等污水处理厂。典型的 AB 工艺可以看成是一种改进的二级生物处理技术。典型 AB 工艺流程如图2.18图 2.1 AB 工艺典型流程图AB 工艺中的 A 段为高负荷的生物
24、吸附段，通常污泥负荷2kg BOD/(kgMLSSd),利用活性污泥的吸附、絮凝能力将污泥中的有机物吸附于活性污泥上，进而将其部分降解，产生的污泥在后置的 A 段沉淀池中被分离后排出。A 段中以常规活性污泥法的 30%需氧量的低能耗除去 50%60%有机物。B段为低负荷段，污泥负荷量通常为 0.150.3（ kgMLSSd）运行，以保证较高的处理效率，BOD 去除效率达 90%98%，A 段可根据污水水质，采用好样或缺氧运行方式。AB 法尽管有节能、不需设初沉池、能降解有机废水等优点，但不适合低浓度水质，且 AB 法不能较好适用于脱氮除磷 9。2.1.2 SBR 法（Sequencing Batch Reactor ）SBR 法早在 20 世纪初已开发，由于人工管理繁琐未予以推广，大都处于研究阶段。SBR 即序批式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的一种改良的活性污泥法,其主要特征是运行上的有序和间歇操作 10。SBR 是一种应用范围较广的新型工艺，随着工程应用发展的需要，不断开发出一些新的形式。SBR反应池集均化、初沉、生物降解、沉淀等功能于一体，它的操作模式由进水、反
