1、1某污水处理厂设计内容摘要 本设计为某污水处理厂工程工艺设计，污水处理厂规模为81040m3/d，污水主要来源为生活污水和工业废水，主要污染物质是 BOD、COD 、SS 、TN、NH 3-N、TP，适宜采用生化处理方法。结合污水来源的水质特征，确定采用倒置 A2/O 为主体反应池的污水处理工艺流程和以重力浓缩池为主体的污泥处理工艺流程。本工艺具有良好的去除 BOD、COD 及脱氮除磷的功能，对BOD、COD、SS、TN、NH 3-N、TP 的去除率分别能达到96.23%、89.51%、96.68%、68.72%、83.33%、86.23%，污水处理厂处理后的出水达到城镇污水处理厂污染物排放标
2、准 （GB18918-2002）中的一级 A 标准，其出水就近排入水体。关键词 倒置 A2/O 工艺；脱氮除磷；曝气沉砂池；辐流式沉淀池；重力浓缩池1 设计任务书1.1 设计任务与内容1.1.1 设计简介本设计为环境工程专业本科毕业设计，是大学四年教学计划规定的最后一个实践性环节，本设计题目为：西安市某污水处理厂设计。设计任务是在指导教师的指导下，在规定的时间内进行城市污水处理厂的设计。1.1.2 设计任务与内容（1）污水处理程度计算根据水体要求的处理水质以及当地的具体条件、气候与地形条件等来计算污水处理程度。（2）污水处理构筑物计算确定污水处理工艺流程后选择适宜的各处理单体构筑物的类型。对所
3、有单体处理构筑物进行设计计算，包括确定各有关设计参数、负荷、尺寸等。（3）污泥处理构筑物计算根据原始资料、当地具体情况以及污水性质与成分，选择合适的污泥处理工艺流程，进行各单体处理构筑物的设计计算。（4）平面布置及高程计算2对污水、污泥及中水处理流程要作出较准确的平面布置，进行水力计算与高程计算。（5）污水泵站工艺计算对污水处理工程的污水泵站进行工艺设计，确定水泵的类型扬程和流量，计算水泵管道系统和集水井容积，进行泵站的平面尺寸计算和附属构筑物计算。1.2 设计依据及原始资料1.2.1 设计依据本设计依据环境工程专业毕业设计任务书， 给水排水工程快速设计手册（2 排水工程） 、 排水工程（第二
4、版） 下册、 水污染控制工程（第三版） 下册、 给水排水设计手册（第二版） 、 城 镇 污 水 处 理 厂 污 染 物 排 放 标 准 （ GB18918-2002） 等进行设计。1.2.2 设计原始资料（1）排水体制排水体制采用完全分流制（2）污水量城市设计人口 34 万 人，居住建筑内设有室内给排水卫生设备和淋浴设备。城市公共建筑污水量按城市生活污水量的 30计。工业污水量为 28000 米 3平均日，其中包括工业企业内部生活淋浴污水。城市混合污水变化系数：日变化系数 K 日 1.1 ，总变化系数 Kz 1.3 。 （3）水质： 当地环保局监测工业废水的水质为：BOD5 295 mg/L
5、COD 584 mg/L SS 240 mg/LTN 46 mg/L NH 3-N= 30 mg/L TP 3.7 mg/LPH78城市生活污水水质：COD 420 mg/L NH3-N= 30 mg/L TN 49 mg/L TP 3.6 3mg/L混合污水：重金属及有毒物质：微量，对生化处理无不良影响；大肠杆菌数：超标；冬季污水平均温度 15，夏季污水平均温度 25。（4）出水水质污 水 处 理 厂 出 水 水 质 参 考 城 镇 污 水 处 理 厂 污 染 物 排 放 标 准 （ GB18918-2002） 中 的 一 级 A 标 准 ， 并 尽 量 争 取 提 高 出 水 水 质 ，
6、因 此 确 定 本污 水 厂 出 水 水 质 控 制 为 ：CODCr50mg/L SS10mg/L BOD 510mg/LTN15 mg/L NH 3-N=5(8)mg/L TP0.5mg/L城 市 污 水 经 处理后 ， 就 近 排 入 水 体 ， 其 出 水 也 可 作 为 杂 用 回 用 水 。（5）气象资料气温：年平均 13.6，最高 45.2，最低20.6风向风速：常风向为东北与西南风，最大风速 25m/s降水量：年平均降雨量 587.63mm，最高年 817.8 mm，最低年 285.2 mm。冰冻期 36d，土壤冰冻深度最大 50cm，一般为 10 cm。（6）水体、水文地质资
7、料水体资料污水厂处理出水排入水 体 ，水 体 河底标高 390.65 m，平均流量 1.5 m3s，平均水深 2.8 m，底坡 8。区域地下水为潜水，地下水位在 5.010.0m，随季节变化。水质对混凝土无侵蚀性。（7）工程地质资料地基承载力特征值 130 KPa，设计地震烈度 7 度。土层构成：由上至下包括黄土状亚粘土、饱和黄土状亚粘土、细粉砂与中粗砂、亚粘土等。（8）污水处理厂地形图，厂区地坪设计标高为 398.88 m。（9）污水处理厂进水干管数据4管内底标高 392.38m，管径 1250 mm 充满度 0.85 2 设计水量和水质计算2.1 设计水量计算本设计中设计水量的计算包括平均
8、日污水量、最大日污水量、最大时污水量的计算，按照给水排水工程快速设计手册（2 排水工程） 第 7 页表 2-6 公式进行计算。2.1.1 平均污水量 Qp 的计算（1）生活污水量 Qp1 的计算 Nq1p式中：每人每日平均污水量定额 L/(人d)，该市位于陕西，由给水排水工q程快速设计手册（2 排水工程） 第 6 页表 2-4 查知，陕西属于第二分区，居住建筑内设有室内给排水卫生设备和淋浴设备，所以 为 100140 L/(人d)，取q=120 L/(人d)qN设计人口数，34 万人=340000 120 L/d=40800m3/dNqQ1p（2）公共建筑污水量 Qp2 的计算=30% =30
9、% 40800 m3/d=12240 m3/d2p1p（3）工业污水量 的计算3由原始资料可知： =28000 m3/dp（4）平均污水量 的计算Q40800+12240+28000=81040 m3/d321pp2.1.2 设计最大日污水量 的计算mr=1.1 81040 m3/d=89144m3/dpQK日r2.1.3 设计最大时污水量 的计算max5=1.3 81040 m3/d=105352m3/dpZQKmax2.1.4 设计水量汇总各设计水量汇总入表 1 中。表 1.各设计水量汇总水量项目m3/d m3/h m3/s L/s平均日污水量 pQ81040 3376.67 0.938
10、937.96最大日污水量 mr89144 3714.33 1.032 1031.76最大时污水量 ax105352 4389.67 1.219 1219.352.2 设计水质2.2.1 进水的水质计算本设计进水水质计算包括 SS、BOD 5、COD、TN、NH 3-N、TP 等的浓度的计算，其计算方法如下 1：（1）混合污水中 SS 浓度的计算：sa10qCS式中：s每人每日排放的污水量， s=120L/（人 d）qqas每人每日排放的 SS 的量，由给水排水设计手册（第五册） 第 246页查知，a s =35-50g/（人d） ，取 as =40g/（人d）生活污水中 SS 浓度的计算mg/
11、L=333.33 mg/L1204SC工业污水中 SS 浓度的计算由设计原始资料得知 Cs2=240mg/L混合污水中 SS 浓度计算psspQCS23121)（6= =301.08mg/L81042403.240）（2）混合污水中的 BOD5 浓度的计算sa1qCS式中：s每人每日排放的污水量， s=120L/（人 d）qas每人每日排放的 BOD5 的量，由给水排水设计手册（第五册） 第246 页查知，a s =20-35g/（人d） ，取 as =30g/（人d）生活污水中 BOD5 浓度的计算= mg/L=250mg/Ls1C203工业污水中 BOD5 浓度的计算由设计原始资料得知 =
12、295mg/Ls2混合污水中 浓度计算5BODpsspQC231215)（= =265.55mg/L80495540）（3）混合污水中的 COD 浓度的计算生活污水中 COD 浓度COD=420mg/L工业污水的 COD 浓度COD=584mg/L混合污水中 COD 浓度COD= mg/L=476.66mg/L81045842240）（4）混合污水中的 TN 浓度的计算生活污水中 TN 浓度TN=49mg/L工业污水的 TN 浓度7TN=46mg/L混合污水中 TN 浓度TN= mg/L=47.96mg/L8104462940）（5）混合污水中的 NH3-N 浓度的计算生活污水中 NH3-N
13、浓度NH3-N=30mg/L工业污水的 NH3-N 浓度NH3-N=30mg/L混合污水中 NH3-N 浓度NH3-N = mg/L=30mg/L810430240）（6）混合污水中的 TP 浓度的计算生活污水中 TP 浓度TP=3.6mg/L工业污水的 TP 浓度TP=3.7mg/L混合污水中 TP 浓度TP= mg/L=3.63mg/L81047.326.3240）（7）混合污水其它水质指标重金属及有毒物质：微量，对升华处理无不良影响；大肠杆菌数：超标；冬季污水平均温度 15，夏季污水平均温度为 25。2.2.2 出水水质设计（1）污 水 处 理 厂 出 水 水 质 参 考 城 镇 污 水
14、 处 理 厂 污 染 物 排 放 标 准 （ GB18918-2002） 中 的 一 级 A 标 准 ， 并 尽 量 争 取 提 高 出 水 水 质 ， 因 此 确 定 本污 水 厂 出 水 水 质 控 制 为 ：CODCr50mg/L SS10mg/L BOD 510mg/LTN15 mg/L NH 3-N=8mg/L TP0.5mg/L（2）城 市 污 水 经 处理后 ， 就 近 排 入 水 体 ， 其 出 水 也 可 作 为 杂 用 回 用 水 。8（ 3） 处 理 厂 对 污 水 各 项 指 标 的 处 理 程 度%10ieCE式中：进水中某种污染物的平均浓度（mg/L）iC出水中该种
15、污染物的平均浓度（mg/L）e将各项水质指标带入上式中，计算出对污水的处理程度如下：SS 96.68% COD 89.51% BOD5 96.23%TN 68.72% NH3-N 83.33% TP 86.23%2.3 计算当量人口数 N321式中：城市人口数，34 万人；1公共建筑用水折算而得的人口数，2N工业废水折算而得的人口数。32.3.1 公共建筑用水折算而得的人口数万 人2.1034%3012 N2.3.2 工业废水折算而得的人口数工业废水按 SS、BOD 浓度折合为人口数是按照 给水排水设计手册（第五册） 第 246 页公式 4-1 转化进行计算的，折合成人口数的计算公式为： sa
16、pQCN（1）工业废水按 SS 计算 s23ap式中：工业废水中 SS 的浓度，Css=240mg/L；sC9工业废水的平均日污水量，Q p2=28000 人；2pas每人每日排放的 SS 量，由给水排水设计手册（第五册） 第 246页查知，a s =35-50g/（人d） ，取 as =40g/（人d） 。=168000=16.8 万人40283N万 人0.618.210321 （2）按 BOD5 计算s253apBODQCN式中：工业废水中 BOD5 的浓度，C BOD5=295mg/L5BOD工业废水的平均日污水量，Q p2=28000 人2pas每人每日排放的 BOD5 量，由给水排水
17、设计手册（第五册） 第246 页查知，a s =20-35g/（人d） ，取 as =30g/（人d）=275333 人=27.53 万人302893N万 人73.15.2.10421 3 确定工艺流程3.1 工艺流程选择的原则污水处理的目的主要有两个，其一是保护水资源不受污染，因此处理后出水要达到水质标准；其二是污水回用，处理后出水用于农田灌溉、城市中水和工业生产等，为此处理水要满足相应的用水要求， 水处理工程师手册对工艺流程的选择给出了以下的原则和要求，所以污水处理工艺的选择也要按照下面的原则和要求进行 2。 （1）工艺流程应根据原水性质和用水要求选择，其处理程度和方法应符合现行的国家标准
18、和地方的有关规定，处理后水质应符合有关用水和排放的标准要求；（2）应充分利用当地的地形、地址、水文、气象等自然条件及自然资源；10（3）污水处理应充分考虑排放水体的稀释、自净能力，根据污水处理程度来选择流程；（4）流程选择应妥善处理技术先进和合理可行的关系，并考虑远期发展对水质水量的要求，考虑分期建设的可能性；（5）流程组合的原则应当是先易后难，先粗后细，先成本低的方法，后成本高的方法。3.2 工艺流程的确定按照污水处理工艺流程选择的原则和要求，可得比较合适于西安市某污水处理厂的工艺是倒置 A2/O 法工艺。该工艺采用较短时间的初沉池或者不设初沉池，使进水中的细小有机悬浮固体有相当的一部分进入
19、生物反应器，以满足反硝化菌和聚磷菌对碳源的需求，并使生物反应器中的污泥能达到较高的浓度；整个系统中的活性污泥都完整地经历过厌氧和好氧的过程，因此排放的剩余污泥中都能充分地吸收磷；避免了回流污泥中的硝酸盐对厌氧释磷的影响；由于反映其中活性污泥浓度较高，从而促进了好氧反应器中的同步硝化、反消化，提高了处理系统的脱氮除磷的效率 3。本法的具体工艺流程如图 1 所示。厌氧反应池缺氧反应池好氧反应池回流污泥（25%-100%）Q回流混合液（0-200%）Q鼓风机房细格栅粗及格泵栅站沉砂池砂水分离器栅渣砂渣剩余污泥污泥浓缩池脱水车间干泥外运 上清液流至厂内污水管二沉池消毒池外运处置污水超越管图1 倒置A 2/O法工艺流程图污水4 水处理各构筑物的选择及设计计算4.1 进水闸井的设计出水
