環(huán)境工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）華北地區(qū)M市污水處理廠設(shè)計(jì)

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1、 華 北 地 區(qū) M 市 污 水 處 理 廠 設(shè)計(jì) 系 別 環(huán) 境 科 學(xué) 與 工 程 系 專 業(yè) 環(huán) 境 工 程 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)老師 2011 年 06 月 15 日 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 I 頁(yè) 華北地區(qū) M 城市污水處理廠設(shè)計(jì) 摘 要 隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市規(guī)模的擴(kuò)大，水環(huán)境污染的問(wèn)題日漸突出。水環(huán)境的 污染影響人類的身體健康，制約了經(jīng)濟(jì)建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展。因此近年來(lái)我國(guó)興建了大 量的污水處理廠，對(duì)于消除水體污染，改善環(huán)境起到了積極作用。 M 市污水處理廠設(shè)計(jì)污水日處理能力為 ，屬于中小型污水處理廠。污水30m 主要來(lái)源為生活污水和工業(yè)廢水，主要污染物質(zhì)為 NH3-N、B

2、OD、COD，適宜采用生 化處理方法。經(jīng)過(guò)方案比較，確定采用三槽式氧化溝工藝。進(jìn)水 CODCr、BOD 5、SS、NH 3-N、TN 、TP 值分別為 411、224、205、26、42、7.7。NH 3- N、BOD 、COD 的去除率分別達(dá)到 80.54%、91.07% 、80.54%，污水處理廠處理后的出 水達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) （GB18918-2002）中的一級(jí) B 標(biāo)準(zhǔn)。 本設(shè)計(jì)采用三溝式氧化溝法處理城市污水，其特點(diǎn)是工藝流程簡(jiǎn)單，構(gòu)筑物少； 處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好；污泥產(chǎn)生量少，污泥的性質(zhì)穩(wěn)定。設(shè)計(jì)中對(duì)污水處理工 藝和污泥處理方案進(jìn)行了選擇論證；對(duì)污水、污泥處理構(gòu)筑物進(jìn)行了工藝

3、設(shè)計(jì)計(jì)算； 對(duì)廢水處理廠進(jìn)行了平面、高程布置，并繪制了平面布置圖、高程圖。 經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，此設(shè)計(jì)方案投資總額為 2619.53 萬(wàn)元，廢水處理成本為 0.53 元/ m3。 關(guān)鍵詞：城市污水；污水處理；氧化溝法 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 II 頁(yè) North China Urban Sewage Treatment Plant M Author：Xuan Wenshan Tutor：Yang Yixin Abstract With the economy development and expanding of cities, the problem of water pollutio

4、n increased obviously. The pollution of water environment affects the human health and hampers the further development of economic construction. So in recent years our country constructs a large number of sewage treatment plants. It has played a positive role for eliminating the water pollution and

5、improving the environment. The designed daily freatment of the city sewage treatment plant designed in M City is 30,000 m3,which belongs to big-sized sewage treatment plant. The main polluting is the NH3- N, BOD, COD. It is suitable to use the biochemistry processing method. After the comparison of

6、the plan, the Three Type Oxidation Ditch craft was chosen as the process. The value of inlet parameters such as CODCr、BOD 5、SS 、NH 3-N、TN、TP are 411mg/L, 224mg/L, 205mg/L,26mg/L, 42mg/L and 7.7mg/L respectively. The elimination rate of the NH3-N, BOD, COD respectively achieved 42.31%, 90.07%, 80.54%

7、. The outlet water of the treatment meets the level one of B of the National Sewage Discharge Standard (GB18918-2002). This design uses three oxidation ditch to treat urban sewage. The characters are follouing：simple process,less structures; stable effect, good water quality; less sludge, stable slu

8、dge. In the design,we demonstrate the wastewater treatment technology and sludge treatment ant selectively; made a technology design of sludge treatment structures; layout the plane and elevation of the wastewater treatment plant; draw the layout map, elevation map. This project total investment is

9、about 261,953,00Yuan, and processing unit cost is about 0.53 Yuan per cube meter. Key words: Municipal wastewater; Sewage treatment; Oxidation ditch 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 III 頁(yè) 目 錄 1 緒論 -1 1.1 概述 -1 1.1.1 設(shè)計(jì)目的和意義 -1 1.1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 -1 1.2 設(shè)計(jì)原始資料 -2 1.2.1 自然資料 -2 1.2.2 氣象資料 -2 1.2.3 排水資料 -3 1.2.4 受納水體資料 -4 1.3

10、設(shè)計(jì)水量 -4 1.4 設(shè)計(jì)水質(zhì) -7 1.4.1 生活污水水質(zhì) -7 1.4.2 工企業(yè)污水水質(zhì) -7 1.4.3 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì) -8 1.4.4 設(shè)計(jì)出水水質(zhì) -9 1.5 污染物處理程度 -10 1.6 污水廠設(shè)計(jì)原則及依據(jù) -11 1.6.1 設(shè)計(jì)原則 -11 1.6.2 執(zhí)行的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn) -11 2 城市污水處理廠方案確定 -12 2.1 方案選擇原則 -12 2.2 工藝方案選擇 -12 2.2.1 氧化溝法與 AAO 法比較 -13 2.2.2 氧化溝系統(tǒng)的比選 -16 2.2.3 三溝式氧化溝 -18 2.3 工藝流程的確定 -21 3 污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 -22 3.1 進(jìn)

11、水閘井的設(shè)計(jì) -22 3.1.1 污水廠進(jìn)水管 -22 3.1.2 進(jìn)水閘井工藝設(shè)計(jì) -22 3.2 中格柵 -23 3.2.1 設(shè)計(jì)概述 -23 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 IV 頁(yè) 3.2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 -24 3.3 污水提升泵房及集水井 -26 3.4 泵后細(xì)格柵 -29 3.5 沉砂池設(shè)計(jì) -31 3.5.1 設(shè)計(jì)概述 -31 3.5.2 設(shè)計(jì)規(guī)定 -33 3.5.3 設(shè)計(jì)計(jì)算 -33 3.6 配水井 -35 3.7 三溝式氧化溝 -36 3.8 接觸池 -45 3.8.1 設(shè)計(jì)概述 -45 3.8.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 -46 3.9 巴氏計(jì)量槽 -48 4 污泥處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 -5

12、1 4.1 污泥輸送方式 -51 4.2 污泥管道輸送 -51 4.3 污泥泵房 -52 4.4 污泥濃縮池 -53 4.5 貯泥池 -56 4.6 污泥脫水間 -56 5 污水廠總體布置 -58 5.1 污水處理廠布置 -58 5.1.1 廠址選擇 -58 5.1.2 平面布置 -58 5.2 高程布置及計(jì)算 -59 6 工程概預(yù)算 -63 6.1 污水廠項(xiàng)目總投資 -63 6.1.1 第一部分費(fèi)用 -63 6.1.2 第二部分費(fèi)用 -64 6.1.3 第三部分費(fèi)用 -64 6.1.4 項(xiàng)目總投資 -65 6.2 污水廠處理成本估算 -65 6.2.1 藥劑費(fèi) -65 6.2.2 動(dòng)力費(fèi)（電

13、費(fèi)） -65 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 V 頁(yè) 6.2.3 工資福利費(fèi) -66 6.2.4 折舊費(fèi) -66 6.2.5 攤銷費(fèi) -66 6.2.6 大修理基金提成率 -66 6.2.7 檢修維護(hù)費(fèi) -67 6.2.8 利息支出 -67 6.2.9 其他費(fèi)用 -67 6.2.10 工程項(xiàng)目年總成本 -67 6.2.11 項(xiàng)目年經(jīng)營(yíng)成本 -67 6.3 污水廠綜合成本 -67 結(jié) 論 -68 致 謝 -69 參考文獻(xiàn) -70 附 錄 -71 附錄一 英文文獻(xiàn)中文翻譯 -71 附錄二 英文文獻(xiàn)原文 -77 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 1 緒論 1.1 概述 隨著城市工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，

14、城市人口的遞增，城市規(guī)模的擴(kuò)大，工業(yè)廢水和生活 污水排出量日益增多。大量未經(jīng)處理的污水直接排入周?chē)恿?，致使城市周?chē)h(huán)境污 染十分嚴(yán)重，不但直接污染了市區(qū)的地下飲用水，而且對(duì)河流和人民生活造成了危害。 人類和生物賴以生存的生態(tài)環(huán)境受到了日益嚴(yán)重的威脅。同時(shí)，水生態(tài)系統(tǒng)體現(xiàn)了人 與水的和諧共存與協(xié)調(diào)發(fā)展，是城市生態(tài)系統(tǒng)的主要組成部分和關(guān)鍵因素，與一個(gè)城 市的可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)。因而，城市污水治理已成為當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題之一。 為保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展，應(yīng)盡可能的減少污染物的排放量， 故需對(duì)城市污水及工業(yè)廢水進(jìn)行綜合處理，使排入河流的污水水質(zhì)達(dá)到設(shè)計(jì)要求并符 合國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

15、 1.1.1 設(shè)計(jì)目的和意義 此工程設(shè)計(jì)研究的目的在于通過(guò)對(duì)城市進(jìn)行排水流域劃分，排水體制確定，確定 污水廠規(guī)模、處理程度，各處理構(gòu)筑物工藝尺寸及運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)整個(gè)城市 的排水工程的總造價(jià)進(jìn)行概預(yù)算分析及不同方案之間的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來(lái)確定一個(gè)較為 合理的方案來(lái)解決該市現(xiàn)有的排水狀況問(wèn)題。 意義在于通過(guò)設(shè)計(jì)，可以確定一套技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)合理的方案。改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán) 境，提高人民生活質(zhì)量和城市形象。避免城市下游旅游區(qū)由于受到污水的污染而影響 經(jīng)濟(jì)效益。另外通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我們對(duì)排水工程有一個(gè)更系統(tǒng)全面深入地了解， 培養(yǎng)我們分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立工作能力，并能從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、

16、環(huán)境與社會(huì)等多方面綜合考慮，為將來(lái)在排水工程的實(shí)際工作崗位上工作打下堅(jiān)實(shí)基 礎(chǔ)。 1.1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1. 污水處理程度計(jì)算 根據(jù)原始資料和城市規(guī)劃情況，并考慮環(huán)境效益與社會(huì)效益，合理地選擇污水處 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 理廠廠址。然后根據(jù)水體自凈能力、要求的處理水質(zhì)以及當(dāng)?shù)氐木唧w條件、氣候與地 形條件等來(lái)計(jì)算污水處理程度與確定污水處理工藝流程。 2. 污水處理構(gòu)筑物計(jì)算 確定污水處理工藝流程后選擇適宜的各處理單體構(gòu)筑物的類型。對(duì)所有單體構(gòu)筑 物進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，包括確定各有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)、負(fù)荷、尺寸及所需要的材料、規(guī)格等。 3. 污泥處理構(gòu)筑物計(jì)算 根據(jù)原始資料、當(dāng)?shù)鼐唧w情況以及污

17、水性質(zhì)與成分，選擇合適的污泥處理工藝流 程，進(jìn)行各單體構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算。 4. 平面布置及高程計(jì)算 對(duì)污水與污泥處理流程要做出準(zhǔn)確的平面布置，進(jìn)行水力計(jì)算與高程計(jì)算。對(duì)需 要繪制工藝施工圖的構(gòu)筑物還要進(jìn)行詳細(xì)的施工圖所必須的設(shè)計(jì)計(jì)算，包括各部位構(gòu) 件的形式、構(gòu)成與具體尺寸等。 5. 排水泵站工藝計(jì)算 對(duì)污水處理工程的總排水泵站進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，確定水泵的類型，揚(yáng)程和流量，計(jì) 算水泵管道系統(tǒng)和集水井容積，進(jìn)行泵站的平面尺寸計(jì)算和附屬設(shè)施的計(jì)算。 6. 投資估算 根據(jù)當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)主要建材價(jià)格、勞動(dòng)力工資標(biāo)準(zhǔn)和其他管理費(fèi)用的規(guī)定進(jìn)行污水處 理工程的投資估算，確定土建及市政工程估算定額標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算污水處理工程的

18、投資估 算和單位污水的處理成本。 1.2 設(shè)計(jì)原始資料 1.2.1 自然資料 M 市總面積 1184 平方千米。城市人口為 20 萬(wàn)。 M 市背山面海，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 由平原（約占總面積的 36%） 、低山丘陵（約占總面積的 9%） 、沙帶（約占總面積的 29%） 、沿海（河）灘涂（約占總面積的 26%）構(gòu)成了多相性資源結(jié)構(gòu)。 1.2.2 氣象資料 1. 氣溫（）等資料，見(jiàn)表 1.1 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 表 1.1 氣象資料 Tab1.1 Meteorological data 縣最高氣溫（ ） 33 年平均降雨量（mm） 460 縣最低氣溫（ ） -10 年最大降雨量（m

19、m） 510 地下水位深度（m） -7.0 日最大降雨量（mm） 55 2. M 市夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)椋何鞅狈较颉?3. 最大凍土深度 1.3m，封凍期 100 天。 1.2.3 排水資料 1. 主要工業(yè)企業(yè)的排水情況，見(jiàn)表 1.2 表 1.2 工業(yè)企業(yè)排水量及排水水質(zhì) Tab.1.2 Industrial enterprises and drainage water discharge 工業(yè) 企業(yè) 名稱 污水日 排水量 m3/d 最大排 水量 m3/班 SS mg/L COD mg/L BOD mg/L 氨氮 mg/L 總磷 mg/L 總氮 mg/L pH A 1300 900 250 480

20、260 40 60 5 6-9 B 2000 1100 500 700 400 35 50 5.5 6-9 注：1.工業(yè)企業(yè)廢水的特殊水質(zhì)可以另行說(shuō)明； 2.如果企業(yè)與公共建筑的廢水已經(jīng)經(jīng)過(guò)處理，按處理后的水質(zhì)填寫(xiě)。 表 1.3 工業(yè)企業(yè)淋浴用水量 Tab.1.3 Industrial enterprises shower water 熱車(chē)間人數(shù) 一般車(chē)間人數(shù) 工業(yè)企 業(yè)名稱 工人總 人數(shù) 最大班 人數(shù) 分 班 占最大班 （%） 淋浴 （%） 占最大班 （%） 淋浴 （%） A 300 180 2 20 80 80 20 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) B 500 350 2 30 7

21、0 70 30 2. 公共建筑排水情況，見(jiàn)表 1.4 表 1.4 公共建筑排水情況 Tab.1.4 Public building drainage 名稱 排水量（m 3/d） 甲 900 乙 1200 3. 市區(qū)覆蓋情況，見(jiàn)表 1.5 表 1.5 市區(qū)覆蓋情況 Tab.1.5 Coverage of urban 房蓋（% ） 草地（% ） 路面（混凝土瀝青） （% ） 土地（%） 40 10 35 15 1.2.4 受納水體資料 表 1.6 受納水體水文資料 Tab.1.6 Hydrological data of receiving water 最小流量（m 3/s） 3.0 水流速度（

22、m/s） 0.21 水體 BOD5（mg/L） 4 水體 SS（mg/L） 15 地下水位深度（m） -7.0 水體溫度（ ） 12 最高水位（m） 26 最低水位（m） 22 注：污水廠排放口上游最小流量時(shí)水體溶解氧濃度為 5.8mg/L，排放口處水體的水位標(biāo)高，在污水排放口下游 50km 處有一集中取水口。 1.3 設(shè)計(jì)水量 設(shè)計(jì)水量中為雨污分流排水體系，不包括雨水處理量。按居住區(qū)生活污水量標(biāo)準(zhǔn)， 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 應(yīng)根據(jù)本地區(qū)氣候條件，建筑物內(nèi)部設(shè)備情況，生活習(xí)慣，生活水平因素確定。如有 本地區(qū)獲相似條件地區(qū)實(shí)際統(tǒng)計(jì)的生活用水量（或當(dāng)?shù)匚鬯繕?biāo)準(zhǔn)）時(shí)，生活污水量 標(biāo)

23、準(zhǔn)也可按實(shí)際生活用水量（或當(dāng)?shù)匚鬯繕?biāo)準(zhǔn)）計(jì)算。 該市人口 20 萬(wàn)知此次設(shè)計(jì)屬于中小型城市范疇，二區(qū)。所以用水定額取值范圍為 70-120L/cap.d，取 100L/capd。排水系數(shù)為 0.8。 1. 居民平均日生活用水量 /dm102.L/d102.102Q3474 由排水系數(shù)為 0.8，得居民區(qū)平均日綜合生活污水量： L/s85./s/.6/dm.83434d 居民區(qū)生活污水量總變化系數(shù) 1.27QK0.80.18dz 居民區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量為： 287.04L/s/dm02.4.653z1 2. 工業(yè)企業(yè)工業(yè)廢水設(shè)計(jì)最大流量 38.19L/s/d0230BA2 由工業(yè)企業(yè)生活污水量

24、設(shè)計(jì)最大流量： 6TKNqQ21 一般車(chē)間每班每人污水量定額 ，一般 30 計(jì)1q 個(gè)L/ 熱車(chē)間每班每人污水量定額 ，一般 50 計(jì)2 一般車(chē)間最大班工人數(shù)（人）1N 熱車(chē)間最大班工人數(shù)（人）2 一般車(chē)間最大班工人數(shù)生活污水量班內(nèi)變化系數(shù)，一般取 3.01K 熱車(chē)間最大班工人數(shù)生活污水量班內(nèi)變化系數(shù)，一般取 2.52 每班工作小時(shí)數(shù)，這里因?yàn)槭莾砂嘀疲匀?12hT 所以，有設(shè)計(jì)所給資料計(jì)算得： 14個(gè)0.8N1A36個(gè)0.218N2A 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 245個(gè)0.73N1B105個(gè).3N2B0.4L/s2653.4360TKqQA1A21 .81/10.532B1

25、B1 工業(yè)企業(yè)生活污水量設(shè)計(jì)最大流量： .2L/s.4.Q11BA3 工業(yè)企業(yè)淋浴用水設(shè)計(jì)最大流量： 60Nq4 一般車(chē)間每班每人淋浴水量定額L/（人班） ，一般以 40 計(jì)3q 熱車(chē)間每班每人淋浴水量定額L/ （人班），一般以 60 計(jì)4 一般車(chē)間最大班使用淋浴的人數(shù)（人）3N 熱車(chē)間最大班使用淋浴的人數(shù)（人）4 所以 29個(gè)0.813A 29個(gè)0.81N4A 74353B 74353B0.85L/s660qQ432 AA 2.6/374N432 BB 工業(yè)企業(yè)淋浴用水設(shè)計(jì)最大流量： .8L/s.05.8Q22A4 公共建筑用水： 4/s/d10m90Q35乙甲 3. 總設(shè)計(jì)最大流量 /dm

26、102.8731.L/s2.86.827.4Q 3454321max 所以取設(shè)計(jì)最大量為： ，即 347.22L/s。1.4 設(shè)計(jì)水質(zhì)/d03max 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 1.4.1 生活污水水質(zhì) 1. 查典型生活污水水質(zhì)如下圖 表 1.7 居民典型生活污水水質(zhì) Tab.1.7 Typical residents of sewage water 濃度 （ mg/L） 指標(biāo) 高 中 低 SS 350 200 100 CODcr 1000 400 250 BOD5 400 220 110 氨氮 50 25 12 總氮 85 40 20 總磷 15 8 4 2. 由北方城市中，一般

27、設(shè)計(jì)水質(zhì)：COD cr=400mg/L，BOD 5=220mg/L 左右 。所以 此次設(shè)計(jì)居民生活水質(zhì)去中常值。 1.4.2 工企業(yè)污水水質(zhì) 由設(shè)計(jì)原始資料知工企業(yè)排水水質(zhì)，見(jiàn)表 1.8 表 1.8 工業(yè)企業(yè)排水水質(zhì) Tab.1.8 Industrial enterprises drainage water quality 工業(yè)企 業(yè)名稱 污水日 排水量 m3/d SS mg/L COD mg/L BOD mg/L 氨氮 mg/L 總氮 mg/L 總磷 mg/L pH A 1300 250 480 260 40 60 5 6-9 B 2000 240 500 250 35 50 5.5 6-9

28、 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 1.4.3 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì) A 企業(yè)的污水量為： 16.2L/s0.85.415Q21AA B 企業(yè)的污水量為： 3.21BB 生活污水量為： 304.9L/s26.1.47.Q個(gè)BAmax 生 活 污 水 1. 生活污水與工業(yè)廢水混合后，SS 濃度為 347.220.503.9CCmaxBS,個(gè)AS,SS 生 活 污 水 = 205mg/L 2. 生活污水與工業(yè)廢水混合后，COD cr 濃度為 2.347506.816034.9QCCQmax個(gè)BODcr,個(gè)ACODcr,ODcrCODcr 生 活 污 水 = 411mg/L 3. 生活污水與工業(yè)廢水混

29、合后，BOD 5 濃度為 347.22506.016304.9QCQCmax個(gè)B,OD個(gè)A,BODBODBOD 5555 生 活 污 水 = 224mg/L 4. 生活污水與工業(yè)廢水混合后，NH 3-N 濃度為 347.2356.01530.9QCCmaxB個(gè)N,HA個(gè)N,HNHNH 3333 生 活 污 水 = 26mg/L 5. 生活污水與工業(yè)廢水混合后，TN 濃度為 347.2506.1030.9QCCmaxB個(gè)TN,A個(gè)TN,TTN 生 活 污 水 = 42mg/L 6. 生活污水與工業(yè)廢水混合后，TP 濃度為 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 347.25.60180.9QCC

30、maxB個(gè)TP,A個(gè)TP,TPTP 生 活 污 水 = 7.7mg/L 表 1.9 污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì) Tab.1.9 Wastewater treatment plant influent water quality design 指 標(biāo) 單位 數(shù)值 SS mg/L 205 CODcr mg/L 411 BOD5 mg/L 224 NH3-N mg/L 26 TN mg/L 42 TP mg/L 7.7 1.4.4 設(shè)計(jì)出水水質(zhì) 城市污水處理廠出水水質(zhì)應(yīng)滿足國(guó)家城市污水排放水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中的一級(jí) B 排放標(biāo)準(zhǔn)。 查城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)一級(jí) B 標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表 1.

31、10 表 1.10 污水出水水質(zhì) Tab.1.10 Sewage effluent 指 標(biāo) 單位 數(shù)值 SS mg/L 20 CODcr mg/L 60 BOD5 mg/L 20 NH3-N mg/L 8（15） TN mg/L 20 TP mg/L 1 pH 69 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 注：1.下列情況按去除率執(zhí)行，當(dāng)進(jìn)水 COD 大于 350mg/L 時(shí)，去除率應(yīng)大于 60%；BOD 大于 160mg/L 時(shí)，去除率應(yīng)大于 50%。 2.括號(hào)外數(shù)值為水溫12時(shí)的控制指標(biāo)，括號(hào)內(nèi)數(shù)值為水溫12時(shí)的控制指標(biāo)。由設(shè)計(jì)原始資 料，受納水體水溫為 12，所以處理后 NH3-N 的

32、數(shù)值應(yīng)為 15mg/L。 1.5 污染物處理程度 1. 由處理效率： 10%C-Eoe 其中 進(jìn)水 中某種物質(zhì)平均濃度（mg/L） 0C 出水中該種物質(zhì)平均濃度(mg/L) e 根據(jù)污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)和所要求達(dá)到的出水水質(zhì)，計(jì)算得 (1) 污水中 SS 的處理程度： 90.2%12051%C-ESo,e,S (2) 污水中 CODcr 的處理程度： 54.081461-crrrcrCOD0,e,oCOD (3) 污水中 BOD5 的處理程度： %07.9124010%-E55BODo,e,BOD (4) 污水中 NH3-N 的處理程度： 31.42026150C-NH0,-e,oN-H33 (

33、5) 污水中 TN 的處理程度： %38.510421%-ETNo,e,TN (6) 污水中 NH3-N 的處理程度： 01.877.10C-TPo,e,TP 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 表 1.11 污水處理程度 Tab.1.11 treatment level 指 標(biāo) 處理程度 SS 90.02% 續(xù)表 CODcr 80.54% BOD5 91.07% NH3-N 42.31% T-N 52.38% TP 87.01% 1.6 污水廠設(shè)計(jì)原則及依據(jù) 1.6.1 設(shè)計(jì)原則 1. 根據(jù)城市污水排放的標(biāo)準(zhǔn)，本方案對(duì)華北地區(qū) M 市廢水進(jìn)行處理，使出水水質(zhì) 達(dá)到城市污水排放標(biāo)準(zhǔn)。 2

34、. 選用運(yùn)行安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理的處理方案和工藝流程。盡可能減少基建投資和 設(shè)備運(yùn)行管理費(fèi)用，節(jié)省占地和降低能耗。 3. 利用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，提高污水處理廠的技術(shù)含量，確保污水處理的效 果。 4. 妥善處理和處置污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的柵渣和污泥等，盡可能作的資源的回收 利用，避免二次污染的發(fā)生。 1.6.2 執(zhí)行的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn) 1. 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) (GB3838-2002) 2. 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002) 3. 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996) 4. 污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(CJ3082-1999) 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè)

35、5. 城鎮(zhèn)污水處理廠附屬建筑和附屬設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(CJJ31-89) 6. 城市污水處理廠污水污泥排放標(biāo)準(zhǔn)(CJ3025-93) 7. 華北地區(qū) M 城市污水處理廠設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 8. 給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè) （第二版）112 冊(cè) 9. 排水工程 張自杰主編，建筑工業(yè)出版社，2000 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 2 城市污水處理廠方案確定 2.1 方案選擇原則 1. 城市污水處理應(yīng)采用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，要求經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠，出水水質(zhì)好； 保證良好的出水水質(zhì)，效益高； 2. 污水廠的處理構(gòu)筑物要求布局合理，建設(shè)投資少，占地少；自動(dòng)化程度高，便 于科學(xué)管理，力求達(dá)到節(jié)能和污水資源化，進(jìn)行回用水設(shè)

36、計(jì)； 3. 為確保處理效果，采用成熟可靠的工藝流程和處理構(gòu)筑物；提高自動(dòng)化程度， 為科學(xué)管理創(chuàng)造條件； 4. 污水處理用生物處理，污泥脫水用機(jī)械脫水并設(shè)事故干化廠；污水用季節(jié)性消 毒； 5. 提高管理水平，保證運(yùn)轉(zhuǎn)最佳經(jīng)濟(jì)效果；充分利用沼氣資源，把沼氣作為燃料； 6. 查閱相關(guān)的資料確定其方案。最佳的處理方案要體現(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)：保證處理效果， 運(yùn)行穩(wěn)定；基建投資省，耗能低，運(yùn)行費(fèi)用低；占地面積小，泥量少，管理方便。 2.2 工藝方案選擇 根據(jù)污水的特點(diǎn)： 1. 有機(jī)物的濃度比較低，COD cr 濃度在 400mg/L 左右； 2. 污水以有機(jī)污染物為主，BOD 5/CODcr=0.50.3，可生化

37、性較好，重金屬及其他 難以生物降解的有毒有害污染物一般不超標(biāo)，易進(jìn)行生物處理； 3. 懸浮物的濃度比較低； 4. 進(jìn)水中 N、P 含量高于污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)一級(jí) B 標(biāo)準(zhǔn)，需選擇相關(guān)脫氮除磷工 藝； 5. 廢水呈中性，pH=69 ，這一項(xiàng)指標(biāo)符合污水排放標(biāo)準(zhǔn)； 6. 在達(dá)到污水處理要求的前提下，應(yīng)著重考慮工程占地面積和污水處理費(fèi)用節(jié)省。 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 針對(duì)水質(zhì)特點(diǎn)，以及出水要求，現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)的特點(diǎn)，以采用生化處理 最為經(jīng)濟(jì)。由于氮磷超標(biāo)，處理工藝尚用硝化除磷。根據(jù)處理規(guī)模（30000m 3/d） ，進(jìn) 出水質(zhì)（一般的生活污水） ，出水質(zhì)要求（國(guó)家污水綜合排放標(biāo)

38、準(zhǔn) GB18918 2002中一級(jí) B 標(biāo)準(zhǔn)） ，污水處理廠既要求有效地去除 BOD5，又要求對(duì)污水中的氮、 磷進(jìn)行適當(dāng)處理，防止水體的富營(yíng)養(yǎng)化，以及該工程的造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用，當(dāng)?shù)氐淖匀?條件（包括地形、氣候、水資源） ，污水水量及其變化動(dòng)態(tài)，運(yùn)行管理與施工，并參考 典型的工藝流程和各種生物處理法的優(yōu)缺點(diǎn)及使用條件。本節(jié)對(duì)其處理工藝流程進(jìn)行 方案篩選，并通過(guò)論證選擇合理的污水及污泥處理工藝流程。我們對(duì)活性污泥法和人 工生物凈化的幾個(gè)方案進(jìn)行篩選。初步選到下列兩種工藝三個(gè)方案，再進(jìn)行比較： 1. AAO 同步脫氮除磷工藝； 2. 氧化溝工藝。 2.2.1 氧化溝法與 AAO 法比較 1. 優(yōu)缺點(diǎn)比

39、較，見(jiàn)表 2.1 表 2.1 工藝方案優(yōu)缺點(diǎn)比較 Tab.2.1 compare advantages and disadvantages of process plan 方案一(AAO 處理工藝 ) 方案二(氧化溝工藝) 優(yōu)點(diǎn)： (1)該工藝是最簡(jiǎn)單的同步脫氮除磷工藝， 總的水力停留時(shí)間總的占地面積少于其它同 類工藝。 (2)在厭氧（缺氧）好氧交替運(yùn)行的條件 下，絲狀菌得不到大量的繁殖，無(wú)污泥膨脹 之憂，SVI 值一般均小于 100。 (3)污泥中含磷濃度高，具有很高的肥效。 (4)運(yùn)行無(wú)須投藥，兩個(gè) A 段只用輕緩攪 優(yōu)點(diǎn)： (1)氧化溝具有獨(dú)特的水力流動(dòng)特點(diǎn)， 有利于活性污泥的生物絮凝作

40、用，而且可 以將其工作區(qū)分為富氧區(qū)、缺氧區(qū)，用以 進(jìn)行消化和反消化作用，取得脫氮的效果。 (2)不使用初沉池，有機(jī)性懸浮物在氧 化溝內(nèi)能達(dá)到好氧穩(wěn)定的程度。 (3)氧化溝只有曝氣器和池中推進(jìn)器維 持溝內(nèi)的正常運(yùn)行，電耗較小，運(yùn)行費(fèi)用 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 拌，以不增加溶解氧濃度，運(yùn)行費(fèi)用低。 缺點(diǎn)： (1)除磷效果難于再行提高，污泥增長(zhǎng)有 一定的限度，不宜太高，特別是 P/BOD5 值高 時(shí)更是如此。 低。 (4)脫氮效果還能進(jìn)一步提高。因?yàn)槊?氮效果的好壞很大一部分決定于內(nèi)循環(huán)量， 要提高脫氮效果勢(shì)必要增加內(nèi)循環(huán)量。而 氧化溝的內(nèi)循環(huán)量從理論上說(shuō)可以是不受 限制的，從而氧

41、化溝具有較大的脫氮能力。 續(xù)表 (2)脫氮效果也難于進(jìn)一步提高，內(nèi)循環(huán) 量一般以 2Q 為限，不宜太高，否則增加運(yùn) 行的費(fèi)用。 (3)對(duì)沉淀池要保持一定濃度的溶解氧， 減少停留時(shí)間，防止產(chǎn)生厭氧狀態(tài)和污泥釋 放磷的現(xiàn)象出現(xiàn)，但溶解氧濃度也不宜過(guò)高， 以防止循環(huán)混合液對(duì)缺氧反應(yīng)器的干擾。 缺點(diǎn)： (1)污泥膨脹問(wèn)題。當(dāng)廢水中的碳水化 合物較多，N、P 量不平衡，pH 值偏低， 氧化溝中的污泥負(fù)荷過(guò)高，溶解氧濃度不 足，排泥不暢等易引發(fā)絲狀菌性污泥膨脹。 (2)泡沫問(wèn)題 (3)污泥上浮及污泥沉積問(wèn)題 (4)占地面積很大，運(yùn)行管理費(fèi)用高 2. 工藝相關(guān)參數(shù)比較，見(jiàn)表 2.2 表 2.2 工藝方案相關(guān)

42、項(xiàng)目比較 Tab.2.2 Comparison craft projects related to the program 方案 項(xiàng)目 方案一（AAO 處理工藝） 方案二（氧化溝工藝） 污泥負(fù)荷 中負(fù)荷 低負(fù)荷 污泥齡(d) 515 2030 污泥量 較多 少 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) 3. 污水處理工藝流程比較 (1) 方案一 AAO 處理工藝流程圖 泥餅外運(yùn) 中格柵 污水提升泵房 細(xì)格柵 沉砂池 初沉池 厭氧池 缺氧池 好氧池 二沉池 接觸池 濃縮池貯泥池脫水機(jī)房 消化池 圖 2.1 AAO 處理工藝流程圖 (2) 方案二 氧化溝工藝處理工藝流程圖 污泥處理方式 硝化濃縮脫

43、水 直接濃縮脫水 曝氣水平 鼓風(fēng)曝氣 表曝機(jī) 能耗水平 高 低 碳化效果 好 好 脫氮效果 好 好 除磷效果 好 較好 廠區(qū)環(huán)境 一般 好 混合液回流 氧化溝 污水提升泵房 細(xì)格柵 沉砂池 接觸池二沉池 污泥回流 剩余污泥 剩余污泥 污泥回流 中格柵 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 圖 2.2 氧化溝工藝處理工藝流程圖 4. 推薦方案 總的說(shuō)來(lái)，兩種方案都能夠達(dá)到要求處理的效果，而且工藝簡(jiǎn)單，污泥處理的難 度較小，在技術(shù)上都是可行的。但結(jié)合實(shí)際的工程要求來(lái)看，對(duì)于污水的除磷率要求 比較高，只有方案二符合；并且，有證據(jù)表明，城市污水經(jīng)氧化溝工藝處理后，污水 中各項(xiàng)污染物平均去除率能滿足

44、上面的脫氮除磷的要求；而且經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐證明， 、氧 化溝工藝二級(jí)處理工藝具有工藝簡(jiǎn)單成熟操作管理簡(jiǎn)便，處理效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定， 脫氮除磷性能好的特點(diǎn)，同時(shí)，該工藝省去了初沉池，也不必象 AAO 法等其它脫氮除 磷工藝那樣需要大量混合液回流和多個(gè)池子，并且污泥處理工藝省去了污泥消化池， 因此工藝布置緊湊，可省地省電降低基建費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用，是城市污水處理廠比較理 想的處理工藝。綜合所述，方案二從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上都是可行的，而且符合各項(xiàng)原則， 是較為合理的選擇。所以確定為氧化溝工藝。 2.2.2 氧化溝系統(tǒng)的比選 1. 卡魯塞爾氧化溝工藝 (1) 工藝特點(diǎn) 卡魯塞爾氧化溝是一個(gè)多溝串連的系統(tǒng)，進(jìn)水和活

45、性污泥混合后在溝內(nèi)做不停的 循環(huán)運(yùn)動(dòng)。污水和回流污泥在第一個(gè)曝氣區(qū)中混合。由于曝氣器的泵送作用，溝中的 流速保持 0.3m/s。水流在連續(xù)經(jīng)過(guò)幾個(gè)曝氣區(qū)后，便流入外邊最后一個(gè)環(huán)路，出水從 這里通過(guò)出水堰排出，出水位于第一曝氣區(qū)的前面。 卡魯塞爾氧化溝采用垂直安裝的低速表面曝氣器，每組溝渠安裝一個(gè)，均安裝在 同一端，因此形成了靠近曝氣器下游的富氧區(qū)和曝氣器上游以及外環(huán)的缺氧區(qū)。這不 僅有利于生物凝聚，還使活性污泥易于沉淀。BOD 5 去除率可達(dá)到 95%99%，脫氮效 率約為 90%，除磷率約為 50%。 泥餅外運(yùn) 脫水機(jī)房 貯泥池 濃縮池 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 在正常的設(shè)計(jì)

46、流速下，卡魯塞爾氧化溝渠道中混合液的流量時(shí)進(jìn)水流量的 50100 倍，曝氣池中混合液平均每 520min 完成一個(gè)循環(huán)。具體循環(huán)時(shí)間取決于渠道長(zhǎng)度、 渠道流速、設(shè)計(jì)負(fù)荷等。這種狀態(tài)可以防止短流，還通過(guò)完全混合作用產(chǎn)生很強(qiáng)的耐 沖擊。 卡魯塞爾氧化溝的表面曝氣機(jī)單機(jī)功率大（可達(dá) 150kW） ，其水深可達(dá) 5m 以上， 使氧化溝占地面積減小，土建費(fèi)用降低。同時(shí)具有很強(qiáng)的混合攪拌和耐沖擊負(fù)荷能力。 當(dāng)有機(jī)負(fù)荷較低時(shí)，可以停止某些曝氣機(jī)的運(yùn)行，或者切換較低的轉(zhuǎn)速，在保證水流 攪拌混合循環(huán)流動(dòng)的前提下，節(jié)約能量消耗。由于曝氣機(jī)周?chē)木植康貐^(qū)能量強(qiáng)度比 傳統(tǒng)活性污泥曝氣池中強(qiáng)度高得多，使得氧的轉(zhuǎn)移效率大

47、大提高，平均傳氧效率達(dá)到 2.1 kg/(kWh)。 為滿足水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)，卡魯塞爾氧化溝在原來(lái)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了許多新的設(shè)計(jì)，實(shí) 現(xiàn)了新的功能。提高了處理效果，降低了運(yùn)行能耗，改進(jìn)了活性污泥性能，提高了生 物除磷脫氮功能。主要有單級(jí)標(biāo)準(zhǔn)卡魯塞爾氧化溝工藝及變形；Carrousel denitlR/Carrrousel 2000 工藝；Carrousel3000 工藝；以及四階段和五階段 Carrousel Bardenpho 工藝系統(tǒng)。 (2) 優(yōu)點(diǎn) 出水水質(zhì)好，由于存在明顯富氧區(qū)和缺氧區(qū)，脫氮效率比較高；曝氣設(shè) 施的單機(jī)功率大、調(diào)節(jié)性能好，并且曝氣設(shè)備數(shù)量少。既節(jié)省投資又可使運(yùn)行管理簡(jiǎn) 化；有極

48、強(qiáng)的混合攪拌和耐沖擊能力；氧化溝溝深加大，使占地面積減少、土建費(fèi)用 降低。 (3) 缺點(diǎn) 曝氣設(shè)備用電量比較多，能耗較高；設(shè)備安裝比較復(fù)雜、繁瑣。 2. 三溝式氧化溝工藝 (1) 優(yōu)點(diǎn) 占地面積少，集曝氣、二沉、污泥濃縮為一體；設(shè)備先進(jìn)，自動(dòng)化程度 高；管理人員少，工程造價(jià)及運(yùn)行費(fèi)用較低；具脫氮除磷功能，出水水質(zhì)較穩(wěn)定；污 泥齡較長(zhǎng)，污泥性質(zhì)比較穩(wěn)定；三溝式氧化溝因單池體積大，對(duì)沖擊符合的適應(yīng)能力 較強(qiáng)。 (2) 缺點(diǎn) 三溝式氧化溝自動(dòng)化控制要求較高，自動(dòng)控制水流方向和出水堰升降要 求比較高。 3. 二次沉淀池交替運(yùn)行氧化溝系統(tǒng) 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) (1) 優(yōu)點(diǎn) 出水水質(zhì)

49、好；可以不單獨(dú)設(shè)置二沉池，處理流程短，節(jié)省占地面積；不 需單獨(dú)設(shè)置反硝化區(qū)，通過(guò)運(yùn)行過(guò)程中設(shè)置停曝期進(jìn)行反硝化，具有較高的氮去除率。 (2) 缺點(diǎn) 設(shè)備閑置率高；自動(dòng)化程度的要求高，增加了運(yùn)行管理費(fèi)用。 4奧巴勒型氧化溝工藝 奧式(Orbal) 簡(jiǎn)稱同心圓式，應(yīng)用上多為橢圓形的三環(huán)道組成，三個(gè)環(huán)道用不同的 DO(如外環(huán)為 0，中環(huán)為 1，內(nèi)環(huán)為 2，有利于脫氮除磷。采用轉(zhuǎn)碟曝氣， 水深一般在 4.04.5m，動(dòng)力效率與轉(zhuǎn)刷接近，現(xiàn)已在山東濰坊、北京黃村和合肥王小郢的城市污 水處理廠應(yīng)用。若能將氧化溝進(jìn)水設(shè)計(jì)成多種方式，能有效地抵抗暴雨流量的沖擊， 對(duì)一些合流制排水系統(tǒng)的城市污水處理尤為適用。

50、(1) 優(yōu)點(diǎn) 出水水質(zhì)好，脫氮率高，同時(shí)進(jìn)行硝化和反硝化；可以在將來(lái)負(fù)荷增加 的情況下，加以擴(kuò)建；易于適應(yīng)多種進(jìn)水情況和出水要求的變化；容易維護(hù)；節(jié)能， 比其他任何氧化溝系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)所需要的動(dòng)力都小。 (2) 缺點(diǎn) 受結(jié)構(gòu)形式的限制，總圖布置困難。 5. 曝氣沉淀一體化氧化溝系統(tǒng) (1) 優(yōu)點(diǎn) 工藝流程短，構(gòu)筑物和設(shè)備少；不設(shè)置單獨(dú)的二沉池，氧化溝占地面積 較小；溝內(nèi)設(shè)置沉淀區(qū)，污泥自動(dòng)回流，節(jié)省基建投資和運(yùn)行費(fèi)用；造價(jià)低、建造快、 設(shè)備事故率低，運(yùn)行管理工作量少；固液分離比一般二沉池效果好。 (2) 缺點(diǎn) 運(yùn)行和啟動(dòng)存在一定問(wèn)題；技術(shù)尚處于研究開(kāi)發(fā)階段。 2.2.3 三溝式氧化溝 在上面各個(gè)氧

51、化溝系統(tǒng)中，交替工作氧化溝工藝中有一種工藝叫做三溝式氧化溝 工藝，由丹麥Kruger公司創(chuàng)建的。根據(jù)運(yùn)行方式和溝的數(shù)量分為單溝（A 型） 、雙溝（B 型） 、和三溝（T型）三種形式。其中雙溝在原D型的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出了VR 型氧化溝。這 一類型氧化溝主要是為了去除BOD，如果要同時(shí)脫氮除磷，多于單溝和雙溝就要在氧 化溝前后分別設(shè)置厭氧池和沉淀池，即成為AE型或DE型氧化溝。而三溝式氧化溝除磷 脫氮可在同一反映器中完成。 交替式工作氧化溝系統(tǒng)沒(méi)有單獨(dú)設(shè)置反硝化區(qū)，通過(guò)在運(yùn)行過(guò)程中設(shè)置停曝期來(lái) 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 進(jìn)行反硝化，從而獲得較高的氮去除率。交替式工作氧化溝VR型是將曝氣

52、溝渠分為 A、B兩部分，其間有單向活板門(mén)相連。利用定時(shí)改變曝氣轉(zhuǎn)刷的旋轉(zhuǎn)方向，以改變溝 渠中的水流方向，使A、B兩部分交替的作為曝氣區(qū)和沉淀區(qū)。 D型氧化溝有容積相同 的A、B兩部分組成，串聯(lián)運(yùn)行，交替的作為曝氣區(qū)和沉淀區(qū)，一般以 8小時(shí)為一個(gè)運(yùn) 行周期。該系統(tǒng)出水水質(zhì)好，污泥穩(wěn)定，不需設(shè)污泥穩(wěn)定裝置，但是最大的缺點(diǎn)是曝 氣設(shè)施利用率僅為37.5%。 三溝式氧化溝（T 型）是有三個(gè)相同的氧化溝組建在一起作為一個(gè)單元運(yùn)行，中 間氧化溝一直為曝氣池，原污水交替的進(jìn)入兩側(cè)氧化溝，處理水則相應(yīng)的從作為沉淀 池的兩側(cè)氧化溝中流出，這樣提高了曝氣設(shè)備的利用率（可達(dá) 48.6%） ，另外也有利于 生物脫氮。

53、三溝式氧化溝基本運(yùn)行方式大體分為 6 個(gè)階段，工作周期為 8 小時(shí)。通過(guò) 控制系統(tǒng)自動(dòng)控制進(jìn)、出水方向，溢流堰的升降以及曝氣設(shè)備的開(kāi)動(dòng)和停止。 三溝式氧化溝運(yùn)行方式可根據(jù)不同的入流水質(zhì)及出水要求而改變，所以系統(tǒng)運(yùn)行 靈活，操作較方便，但要求自動(dòng)控制程度高。三溝式氧化溝又稱三溝輪換式氧化溝， 將曝氣與沉淀工作置于同一構(gòu)筑物內(nèi)。如果要將三溝式氧化溝工藝的污水廠進(jìn)行擴(kuò)展， 在其后再增建二沉池和回流設(shè)備?？蓪⒃鬯畯S的處理能力提高一倍。 三溝式氧化溝是一個(gè) A-O（兼氧好氧）活性污泥系統(tǒng)，可以完成有機(jī)物的沉降 和硝化反硝化過(guò)程，能取得較好的 BOD5 去除效果和脫氮效果，運(yùn)行靈活、穩(wěn)定、管 理方便，在

54、我國(guó)投入使用后很快得到了重視。依靠三池工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，可以免除污 泥回流和混合液回流，運(yùn)行費(fèi)用大大降低。處理流程簡(jiǎn)單，省去二沉池，管理方便， 基建費(fèi)用低，占地少。其缺點(diǎn)是設(shè)備利用率低。 三溝式氧化溝一系列的優(yōu)點(diǎn)，其發(fā)展的前景也比較好。隨著第一座三溝式氧化溝 在我國(guó)邯鄲城市污水處理廠的成功運(yùn)行，許多城市陸續(xù)修建了各種類型氧化溝處理工 藝的城市污水處理廠。1998 年 9 月，第三批日元貸款修建的又一座三溝式氧化溝工藝 的城市污水處理廠青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)泥布灣污水處理廠投入運(yùn)行。 由此可見(jiàn)，這種工藝不論在經(jīng)濟(jì)上，還是在技術(shù)上，均是可行的。當(dāng)前為了滿足 日益提高的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，使污水達(dá)到較好的處理效

55、果，達(dá)到可持續(xù)發(fā)展，減少投資 和節(jié)省運(yùn)行、管理費(fèi)用。易于操作，便于管理的目的。確定該市區(qū)污水處理廠的處理 方案選用三溝式氧化溝。因此在這次設(shè)計(jì)氧化溝系統(tǒng)的比選中，考慮采用三溝式氧化 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 溝工藝。 1. 三溝式氧化溝的結(jié)構(gòu)特征 三溝式氧化溝的水深為 3.5m 左右，一般采用表面曝氣機(jī)進(jìn)行曝氣。兩側(cè)溝內(nèi)是曝 氣間歇工作的，以使污水處于缺氧狀態(tài)。中間溝道是采用連續(xù)曝氣的。 2. 三溝式氧化溝的基本運(yùn)行方式 三溝式氧化溝的基本運(yùn)行方式大體為 6 個(gè)階段，工作周期為 8 小時(shí)，有自動(dòng)控制 系統(tǒng)根據(jù)其運(yùn)行程序自動(dòng)控制進(jìn)出水的方向，溢流堰的提升或下降以及曝氣轉(zhuǎn)刷的開(kāi) 啟

56、或停止。6 個(gè)工作階段簡(jiǎn)介如下： 階段 A：2.5 小時(shí)，污水經(jīng)配水井進(jìn)入第一溝內(nèi)。溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷低速運(yùn)行，保證維持溝 內(nèi)活性污泥處于懸浮狀態(tài)下環(huán)流。溝內(nèi)處于缺氧反硝化狀態(tài)，反硝化細(xì)菌將上階段產(chǎn) 生的 NOxN 還原成 N2 逸出，達(dá)到脫氮的效果。在此過(guò)程中，原污水作為碳源而不必 另外投加碳源。同時(shí)溝內(nèi)出水堰能自動(dòng)調(diào)節(jié)，混合液進(jìn)入第二溝，曝氣轉(zhuǎn)刷在此階段 均處于高速運(yùn)行狀態(tài)。使溝內(nèi)的混合液保持恒定的環(huán)流，其 DO=20mg/L。在此進(jìn)行有 機(jī)物的氧化、降解和氨氮的硝化。處理后的混合液再進(jìn)入第三溝，此時(shí)第三溝內(nèi)的曝 氣轉(zhuǎn)刷處于閑置狀態(tài)，所以這個(gè)階段第三溝僅用于沉淀池，使泥水分離，澄清水通過(guò) 已降低的出

57、水堰從第三溝內(nèi)排除。 階段 B：0.5 小時(shí)，污水入流從第一溝調(diào)到第二溝。此時(shí)第一溝內(nèi)的轉(zhuǎn)刷高速運(yùn)行， 第一溝由缺氧狀態(tài)逐漸轉(zhuǎn)為富氧狀態(tài)。第二溝轉(zhuǎn)刷仍高速運(yùn)轉(zhuǎn)。所以階段 B 時(shí)第一、 二溝內(nèi)均處于好氧狀態(tài)都進(jìn)行有機(jī)物的降解和氨氮的硝化。經(jīng)過(guò)第二溝處理過(guò)的混合 液進(jìn)入到第三溝內(nèi)，第三溝仍為沉淀池，沉淀后的水通過(guò)第三溝出水堰排除。 階段 C：1.0 小時(shí)，第一溝轉(zhuǎn)刷停止運(yùn)轉(zhuǎn)，開(kāi)始進(jìn)行泥水分離，需要設(shè)過(guò)渡段約為 1.0 小時(shí)，至該階段末分離過(guò)程結(jié)束。在 C 階段，入流污水仍然進(jìn)入到第二溝，處理后 的污水仍然通過(guò)第三溝出水堰排出。 階段 D：2.5 小時(shí)，污水入流從第二溝調(diào)至第三溝，第一溝出水堰降低，

58、第三溝出 水堰升高，第三溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷低速運(yùn)轉(zhuǎn)。使混合液懸浮環(huán)流，處于缺氧狀態(tài)，進(jìn)行反硝化 脫氮。然后混合液流入到第二溝，第二溝的轉(zhuǎn)刷高速運(yùn)轉(zhuǎn)，使污水處于好氧狀態(tài)，進(jìn) 行有機(jī)物降解和氨氮的硝化。經(jīng)處理后再流入到第一溝。此階段于階段 A 相似，所不 同的是硝化發(fā)生在第三溝，而沉淀發(fā)生在第一溝。 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 階段 E：0.5 小時(shí)，污水從第三溝轉(zhuǎn)向第二溝，第二溝轉(zhuǎn)刷高速運(yùn)行，以保證在該 階段末溝內(nèi)有剩余的揚(yáng)棄。第一溝仍作沉淀池，處理后污水通過(guò)該溝出水堰排出。第 二溝轉(zhuǎn)刷高速運(yùn)轉(zhuǎn)，仍處于有機(jī)物降解和氨氮硝化過(guò)程，這一階段與階段 B 相對(duì)應(yīng)。 不同的是兩個(gè)階段的功能相反。 階段

59、 F： 1.0 小時(shí)，該階段基本與 C 階段相同，第三溝內(nèi)專刷停止運(yùn)轉(zhuǎn)，開(kāi)始泥水 分離，入流污水仍然進(jìn)入第二溝，處理后的污水經(jīng)第一溝出水堰排出。 三溝式氧化溝除了上述最基本的運(yùn)行方式外，它還可以根據(jù)不同的入流水質(zhì)及出 水要求而改變。所以該系統(tǒng)運(yùn)行靈活、操作方便，但要求自動(dòng)控制程度較高。三溝式 氧化溝又稱作三溝輪換式氧化溝，它將曝氣與沉淀工序集于同一構(gòu)筑物內(nèi)。如果要將 具有三溝式氧化溝工藝的污水處理廠進(jìn)行擴(kuò)建，可以把三溝氧化溝作為單獨(dú)的曝氣池， 在其后再增建二次沉淀池和污泥回流設(shè)備，可以將原來(lái)的污水處理廠的處理能力提高 一倍。 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 23 頁(yè)圖 2.3 氧 化 溝 運(yùn)

60、行 過(guò) 程 圖A段 B段C段 D段E段 F段轉(zhuǎn) 刷 低 速 旋 轉(zhuǎn) （ 缺 氧 狀 態(tài) ）進(jìn) 水 出 水轉(zhuǎn) 刷 高 速 旋 轉(zhuǎn) （ 好 氧 狀 態(tài) ）轉(zhuǎn) 刷 停 止 （ 沉 淀 狀 態(tài) ） 進(jìn) 水 出 水轉(zhuǎn) 刷 高 速 旋 轉(zhuǎn) （ 好 氧 狀 態(tài) ）轉(zhuǎn) 刷 高 速 旋 轉(zhuǎn) （ 好 氧 狀 態(tài) ）轉(zhuǎn) 刷 停 止 （ 沉 淀 狀 態(tài) ）進(jìn) 水 出 水轉(zhuǎn) 刷 停 止 （ 沉 淀 、 泥 水 分 離 狀 態(tài) ）轉(zhuǎn) 刷 高 速 旋 轉(zhuǎn) （ 好 氧 狀 態(tài) ）轉(zhuǎn) 刷 停 止 （ 沉 淀 狀 態(tài) ） 進(jìn) 水 轉(zhuǎn) 刷 停 止 （ 沉 淀 狀 態(tài) ） 轉(zhuǎn) 刷 高 速 旋 轉(zhuǎn) （ 好 氧 狀 態(tài) ）轉(zhuǎn) 刷 低 速

61、 旋 轉(zhuǎn) （ 缺 氧 狀 態(tài) ） 出 水進(jìn) 水 轉(zhuǎn) 刷 停 止 （ 沉 淀 狀 態(tài) ） 出 水轉(zhuǎn) 刷 高 速 旋 轉(zhuǎn) （ 好 氧 狀 態(tài) ）轉(zhuǎn) 刷 高 速 旋 轉(zhuǎn) （ 好 氧 狀 態(tài) ） 轉(zhuǎn) 刷 停 止 （ 沉 淀 狀 態(tài) ） 轉(zhuǎn) 刷 低 速 旋 轉(zhuǎn) （ 缺 氧 狀 態(tài) ）轉(zhuǎn) 刷 停 止 （ 沉 淀 、 泥 水 分 離 狀 態(tài) ） 出 水進(jìn) 水2.5個(gè) 小 時(shí) 0.5個(gè) 小 時(shí)1個(gè) 小 時(shí) 1個(gè) 小 時(shí)0.5個(gè) 小 時(shí) 2.5個(gè) 小 時(shí) 2.3 工藝流程的確定 粗 格 柵 提 升 泵 細(xì) 格 柵柵 渣 打 包 機(jī)渣 包 外 運(yùn) 沉 砂 池 計(jì) 量 槽三 溝 式 氧 化 溝配 水 井 接 觸 池

62、 加 氯 間集 泥 井污 泥 泵濃 縮 池貯 泥 池污 泥 脫 水 機(jī) 砂 水 分 離 器原 污 水 液 氯泥 餅 外 運(yùn) 砂 外 運(yùn) 排 放上 清 液 回 流濾 液 圖 2.4 氧化溝工藝流程圖 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè) 3 污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 進(jìn)水閘井的設(shè)計(jì) 3.1.1 污水廠進(jìn)水管 1. 設(shè)計(jì)依據(jù) (1) 進(jìn)水流速在 0.91.1m/s； (2) 進(jìn)水管管材為鋼筋混凝土管； (3) 進(jìn)水管按非滿流設(shè)計(jì)，n=0.014 。 2. 設(shè)計(jì)計(jì)算 1) 取進(jìn)水管徑為 D=900mm，流速 v=1.00 m/s，設(shè)計(jì)坡度 I=0.13%。 2) 已知最大日污水量 Qmax=

63、0.347m3/s； 3) 初定充滿度 h/D=0.55，則有效水深 h=9000.55=495mm； 4) 已知管內(nèi)底標(biāo)高為 22.7m，則水面標(biāo)高為：22.7+0.495=23.195m； 5) 管頂標(biāo)高為：22.7 +0.9=23.6m； 6) 進(jìn)水管水面距地面距離 28.023.195=4.81m。 3.1.2 進(jìn)水閘井工藝設(shè)計(jì) 進(jìn)水閘井的作用是匯集各種來(lái)水以改變進(jìn)水方向，保證進(jìn)水穩(wěn)定性。進(jìn)水閘井前 設(shè)跨越管，跨越管的作用是當(dāng)污水廠發(fā)生故障或維修時(shí)，可使污水直接排入水體，跨 越管的管徑比進(jìn)水管略大，取為 1000mm。 其設(shè)計(jì)要求如下：設(shè)在進(jìn)水閘、格柵、集水池前；形式為圓形、矩形或梯形

64、；尺 寸可根據(jù)來(lái)水管渠的斷面和數(shù)量確定，但直徑不得小于 1.6m 或 1.21.6m；井底高程 不得高于最低來(lái)水管管底，水面不得淹沒(méi)來(lái)水官管頂。 考慮施工方便以及水力條件，進(jìn)水閘井尺寸取 63m，井深 5.3m，井內(nèi)水深 1.2m，閘井井底標(biāo)高為 22.7 m，進(jìn)水閘井水面標(biāo)高為 23.195m，超越管位于進(jìn)水管頂 1m 處，即超越管管底標(biāo)高為 24.195m。采用 ZMQF 型明桿式鑄鐵方閘門(mén)：尺寸為 LB=1.61.6m；重量=2992kg。啟閉機(jī)的選擇：根據(jù)啟閉力在給水排水手冊(cè)上查得采 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè) 用 XLQ-5 型手、電兩用螺桿式啟閉機(jī)，其性能如下表： 表

65、 3.1 XLQ-5 型手、電兩用螺桿式啟閉機(jī)性能表 型號(hào) 形式 啟閉能力 (t) 啟閉速度 （m/min ） 啟閉高度 m 生產(chǎn)廠 啟 閉 手 電 XLQ-5 手、電騾 桿式 5 0.05 0.18 14 湖北省咸寧縣 機(jī)械廠 3.2 中格柵 3.2.1 設(shè)計(jì)概述 水泵前格柵柵條間隙，應(yīng)根據(jù)水泵要求確定。污水處理系統(tǒng)前格柵柵條凈間隙， 應(yīng)符合下列要求：人工清除：25100mm；機(jī)械清除：16100mm；最大間隙： 100mm。 污水處理廠可設(shè)置中、細(xì)兩道格柵，大型污水處理廠亦可設(shè)置粗、中、細(xì)三道格 柵。柵渣量與地區(qū)的特點(diǎn)、柵格的間隙大小、污水流量以及下水道系統(tǒng)的類型等因素 有關(guān)。在無(wú)當(dāng)?shù)剡\(yùn)行

66、資料時(shí)，可采用：柵格間隙 1625mm：0.100.05m 3 柵渣/10 3m3 污 水。柵格間隙 3050mm：0.030.01m 3 柵渣/10 3m3 污水。柵渣的含水率一般為 80%，密 度約為 960kg/m3。 1. 在大型污水處理廠或泵站前的大型格柵（每日柵渣量大于 0.2m3） ，一般采用機(jī) 械清渣。小型污水處理廠也可采用機(jī)械清渣。機(jī)械格柵不宜少于 2 臺(tái)。如為 1 臺(tái)時(shí)， 應(yīng)設(shè)人工清除格柵備用。 2. 過(guò)柵流速一般采用 0.61.0m/s。 3. 格柵前渠道內(nèi)的水流速度，一般采用 0.40.9m/s。 4. 格柵傾角，一般采用 4575。人工清除的格柵傾角小時(shí)，較省力，但占地多。 5. 通過(guò)格柵的水頭損失，一般采用 0.080.15m。格柵間必須設(shè)置工作臺(tái)，臺(tái)面應(yīng) 高出柵前最高設(shè)計(jì)水位 0.5m。工作臺(tái)上應(yīng)有安全和沖洗設(shè)施。 6. 格柵間工作臺(tái)兩側(cè)過(guò)道寬度不應(yīng)小于 0.7m。工作臺(tái)正面過(guò)道寬度：人工清除： 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè) 不應(yīng)小于 1.2m；機(jī)械清除：不應(yīng)小于 1.5m。 7. 機(jī)械格柵的動(dòng)力裝置一般宜設(shè)在室內(nèi)，或采取其他保護(hù)設(shè)備的措施。設(shè)