论文总字数：20834字

摘 要

根据苏南某市总体规划，拟建设一座8万m³/d的城镇污水处理厂。由于所要处理的生活污水氮磷含量较高，进水BOD：N:P=220：35：5，且水量较大，考虑到出水水质要求较高及经济成本问题，应采用二级强化生物处理方法。参考相关权威文献对城镇生活污水处理的规定，和该市规划对出水的要求，本方案选用A/A/O 工艺。工艺基本流程为： “格栅——沉砂池——厌氧池——缺氧池——好氧池——二沉池”。主要构筑物包括一组粗格栅和一组细格栅、一座8.0m×8.0m×6.5m的提升泵房、一座12.0m×9.2m×4.2m的曝气沉砂池、两座50.0m×50.0m×7.0m的AAO反应池、一座直径28.0m高6.95m的辐流式二沉池、一座23.0m×24.0m×4.0m的接触消毒池。

关键词：生活污水 脱氮除磷 生物处理 A/A/O工艺

Process Design of 80,000 m³/d Urban Sewage Treatment Plant

Abstract

According to the general plan of a city in southern Jiangsu, an 80,000 m³/d municipal wastewater treatment plant is planned to be built. Referring to the relevant authoritative literature on the provisions of municipal domestic sewage treatment, and the city planning requirements for effluent and the large amount of water, considering the high requirement of effluent quality and the economic cost, the secondary enhanced biological treatment method should be adopted. According to the requirement of "Technical Policy for Municipal Sewage Treatment and Pollution Prevention" and referring to the operation status of many domestic municipal wastewater treatment plants, the A/A/O process is selected in this scheme. The main structures include a group of coarse grilles and a group of fine grilles, an 8.0m*8.0m*6.5m lifting pump house, a 12.0m*9.2m*4.2m Aeration Sedimentation tank, two 50.0m*50.0m*7.0m AAO reaction tanks, a radial flow secondary sedimentation tank with a diameter of 28.0m and a contact disinfection tank with a height of 6.95m and 23.0m*24.0m*4.0m.

Key Words: domestic sewage; Nitrogen and phosphorus removal; biological treatment; A/A/O proces

目录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1设计规模 1

1.2城市自然状况 1

1.3污水水质 1

第二章 格栅及提升泵房 3

2.1格栅设计参数 3

2.2格栅设计计算 3

2.3污水提升泵房的设计与计算 8

第三章 曝气沉砂池 9

3.1设计参数 9

3.2设计计算 9

第四章 AAO反应池 12

4.1设计参数 12

4.2设计计算 12

第五章 辐流式二沉池 20

5.1设计参数 20

5.2设计计算 20

第六章 污泥处理计算 23

6.1贮泥池的设计 23

6.2污泥浓缩池的设计 23

6.3污泥干化场 24

第七章 化学除磷 25

7.1投加铝盐进行化学除磷 25

7.2投加铝盐化学除磷的化学污泥量 26

第八章 接触消毒池 27

8.1设计参数 27

8.2设计计算 27

8.3加氯量及加氯设施 28

第九章 高程计算 29

9.1沿程水头损失 29

9.2构筑物水头损失 29

第十章 附属建筑物计算 39

10.1计算原则 39

10.2平面布置 39

10.3附属建筑物 40

第一章 绪论

1.1设计规模

根据苏南某市总体规划，拟建设一座城镇污水处理厂，设计流量为8万立方米每天的，规定使用生物处理工艺，处理出水达到《城镇污水厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准。

1.2城市自然状况

（1）地理位置：位于苏南地区。

（2）气温：年均15.9℃，年度高温至低温为37.8℃—— -8.5℃。

（3）年平均降雨量：1004.8mm。

（4）无自发性震源，强度在4级以下。

（5）土壤冰冻深度：0.25m。

（6）地下水水位：平均距地表3.7m。

（7）污水由管径1200mm的管道直接输送入污水处理厂格栅间，其管内底标高50.40m，充满度65%。污水排放水体最高水位48.60m，常水位47.40m，最低水位45.60m。厂区按整平地形考虑,平均标高为53.80m。

（8）厂区供电情况及其它问题：就近接入电源，设配电箱即可。

1.3污水水质

污水原水水质如下：

表1-1 污水水质参数表

1.4污水处理工艺选定

1.4.1 传统活性污泥法

推流式曝气法：污水和回流污泥在曝气池的前端进入，在池内呈推流式流动至池的末端，充氧设备沿池长均匀布置，理论上推流横断面上各点浓度均匀一致，纵向不掺混，底物浓度进口端最高，沿池长逐渐降低，至出口端最低^[2]。

渐减曝气法：渐减曝气布置扩散器，使布气沿程递减，而总的空气量有所减少，可以节省能量，提高处理效率。

高负荷曝气法：在系统与曝气池构造上与传统推流式活性污泥法相同，但曝气停留时间短，1.5-3h，曝气池活性污泥处于生长旺盛期。有机负荷或污泥负荷高，曝气时间短，但处理效果低，必须保证充足的搅拌和曝气^[3]。

延时曝气法：与传统推流式相比，曝气时间很长，活性污泥在时间和空间上部分处于内源呼吸状态，有机负荷非常低，曝气时间长（24h以上），污泥龄长（20-30d）。由于活性污泥处于内源呼吸期，剩余污泥少而稳定。并且该工艺还具有处理过程稳定性高，对进水水质、水量变化适应性强，不需要初沉池等优点，池体容积大，基建费运行费高，适用于小型污水处理系统。

1.4.2 氧化沟

氧化沟又称循环曝气池，是一种循环式延时曝气法。氧化沟具有有机物去除率高、脱氮效果好等优点。其曝气池呈封闭沟渠型，污水和活性污泥的混合液在其中不断循环流动，因而氧化沟又名―连续循环曝气池^[5]。

氧化沟构造简单，运行管理方便且处理效果稳定。随着对氧化沟污水处理技术的不断改进，氧化沟的脱氮功能得到增强，在一定条件下，也可获得较好的生物除磷效果。氧化沟的型式很多，有多沟交替式氧化沟,卡鲁塞尔式氧化沟和目前国际国内比较先进的奥贝尔氧化沟等等。

多沟交替式氧化沟：特点是合建式，没有单独的二沉池，采用转刷曝气,通常有双沟和三沟式。这种氧化沟的脱氮除磷效果不稳定，如果在前面增加厌氧池，即可达到脱氮除磷的效果^[6]。

卡鲁塞尔（Carroussel）氧化沟：分建式，有单独的二沉池，采用表曝机曝气，沟深大于多沟交替式氧化沟，长沙水质净化二厂就是这种工艺，它的脱氮除磷效果也不够理想，如果要求脱氮除磷，也需增加一些设施^[7]。

奥贝尔（Orbal）氧化沟：它也是分建式，有单独二沉池，采用转碟曝气，沟深也较大，现在四川、北京、山东、浙江等地都在采用，它的脱氮效果很好，但除磷效率不够高，要求除磷时还需采取一些措施。

一体化氧化沟（Integrated oxidation ditch）：合建式，沉淀池建在氧化沟内，已在四川成都市新都污水厂和山东高密市污水厂应用。它既是连续进出水，又是合建式，且不用倒换功能，从理论上讲最经济合理，但在一些具体技术问题上还不十分成熟，因此影响了它的推广使用^[8]。

1.4.3 SBR（Sequencing Batch Reactor）

SBR工艺为间歇式延时曝气活性污泥法，它的基本特点是在一个池子中完成污水的生化反应、沉淀、排水、排泥。SBR工艺具有一些优于传统活性污泥法的特征：

SBR工艺运行简单，基本实现无需搬运操作，进水、曝气、沉淀、排水、闲置五道程序可由一台小型的PLC实现程序控制，运行的程序也可根据水质变化情况重新编排，使本来十分繁琐的操作变成全自动运行；

造价低，占地少，不设置一沉池、二沉池，没有污泥回流系统，多数情况下也可不设调节池，因此可减少占地，降低造价^[9]；

耐冲击负荷。污水逐渐进入池内，被池内的水缓慢稀释，污水与原池内的水的比例是逐渐提高的，所以耐水质变化的冲击^[15]；

出水水质好。池内水沉淀时是在水平流速为零的理想静止状态下沉淀，沉淀效果好。池内溶解氧值交替变化。沉淀排水时，溶解氧接近零，抑制了丝状菌的生长，污泥沉淀性能好；

能耗低。由于池内溶解氧的交替变化，使溶解氧浓度梯度大，提高了氧的利用率。没有污泥回流系统，节省能耗，降低了运行费用；

除磷脱氮。一个运行周期内，厌氧、兼氧、好氧交替变化，在一个池内实现了除磷脱氮。

随着SBR工艺的改进，目前SBR工艺变种有多种形式，比较典型的有连续进水周期循环活性污泥法（简称CASS法），间歇进水周期循环式活性污泥法（简称CAST法），间歇式循环曝气活性污泥法（简称ICEAS法），连续曝气和间歇曝气相结合的活性污泥法（简称DAT－IAT法），三池连体型前部连续曝气和后部交替曝气相结合的活性污泥法（简称UNITANK法）等，以上几种改进型的SBR工艺都各有其特点^[10]。

1.4.4 A/A/O法(Anaerobic—Anoxic—Oxic)

由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，国内10年前开发此厌氧—缺氧—好氧组成的工艺。利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。A/A/O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DOlt;0.3mg/L)，释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统^[12]。二是脱氮，缺氧段要控制DOlt;0.7 mg/L，由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中BOD作为氢供给体(有机碳源)，将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的。

1.4.5 生物膜法

生物膜法是一大类生物处理法的统称。生物膜法主要包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池、曝气生物滤池和生物流化床等多种形式。共同的特点是微生物附着生长在滤料或填料表面上，形成生物膜。生物膜法对水质、水量变化的适应性较强。主要用于中小型污水处理厂，多数为好氧，少数为厌氧^[13]。

生物膜法主要有如下特征：微生物种类丰富，生物食物链长，不易发生污泥膨胀；存活时代时间长的微生物，有利于不同功能的优势菌群分段运行，有利于难降解污染物的去除；对水质、水量变动有较强的适应性，适合低浓度污水的处理。除此以外，生物膜法还具有剩余污泥少，运行管理方便的优势。

1.4.6 综合分析

由于本课题所要处理的生活污水氮磷含量较高，进水BOD：N:P=220：35：5，且水量较大，考虑到出水水质要求较高及经济成本问题，应采用二级强化生物处理方法。根据《城市污水处理和污染防治技术政策》要求，并参考国内众多城市污水处理厂运行状况，本方案选用A/A/O 工艺。

1.5 污泥处理工艺确定

本工艺污泥主要产自二沉池。

AAO反应池的污泥和化学除磷产生的污泥与二沉池污泥以及沉砂池的沉砂先汇总至贮泥池，再一同汇入污泥浓缩池浓缩处理，浓缩后排入污泥干化场进行自然干化处理。

污泥干化后产生的泥饼运输至相关有资质的企业做焚烧处理

1.5 工艺流程

本设计拟采用如下工艺流程：

格栅

曝气沉砂池

厌氧池

缺氧池

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