1、阳泌县城市污水厂工艺设计 本科毕业设计摘 要 本次毕业设计的题目为泌阳县城市污水厂工艺设计，主要任务是完成该地区的污水厂设计。 该污水厂的设计规模：30000m3/d，本工程设计进水水质为：BOD5=200mg/L， COD=420mg/L，SS=300mg/L，NH3-N=20mg/L，TN=40mg/L，TP=3.0mg/L。根据国家有关规定，二级城市污水处理厂出水应执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级B标准。则本处理厂出水水质标准为： BOD520mg/L， COD60mg/L，SS20mg/L，NH3-N8mg/L，PO4-P1mg/L。本文根据其进水水质，
2、水量及出水情况，分析比较了各种污水处理工艺，确定了该污水处理厂采用A/A/O工艺，产生的污泥经浓缩，脱水后外运。主要设计内容为：污水处理工艺选择及各工艺单元的设计：污泥处理工艺设计：污水处理厂的平面及高程布置。 关键词：污水处理 A/A/O工艺 构筑物 工程 设计 AbstractThe graduation design topic for the Miyang sewage treatment plant process design. The main task is to complete a the region of the sewage processing design. Mi
3、yang sewage treatment plant the construction scale: 30000 m3/d; The original water: CODCr: 420mg/L, BOD5:200mg/L; SS: 300mg/L; NH3-N: 20mg/L; TN:40mg/L; TP:3.0mg/L for handling the water quality to achieve after the country the urban sewage treatment plant emissions standards (GB18918-2002) level 1B
4、 standard requirements: CODCrthan60 mg/L, more than 20mg/L BOD5, SS than 20mg/L, NH3-N than 8mg/L, TP than 1.0 mg/L. In this paper, according to the feed water quality, water and water situation, analyses and compares the all kinds of wastewater treatment process, determine the sewage treatment plan
5、t using the A/A/O process, the sludge produced by the enrichment, sinotrans after dehydration. The main design content includes: choosing the wastewater treatment process and the process of design unit ; The sludge treatment process design, (including process flow and the determination of the monome
6、r structures design); Sewage treatment plants the plane and elevation layout . KEY WORDS: wastewater Treatment, A/A/O process, construct building,design, engineering 1. 概 述1.1 项目基本情况泌阳县位于河南省南部，属驻马店市。因位于泌水之阳（山南水北为阳）而得名。总面积2265平方公里，随着经济的发展和人口的增加，该县城市规模不断扩大，污水排放量与日俱增，大量未经处理的污水排入河流。在作为沿河一带人畜饮用水源和农灌、渔业用水
7、水源的同时，又接纳了全县城区的生产和生活污水，严重影响当地居民的身体健康。污水厂规划年限：近期2015年，远期2025年。1.2 设计依据与基础资料(1)河南省泌阳县污水处理工程可行性研究报告(2)泌阳县污水处理厂工程可行性研究报告批复(2)泌阳县政府采购中心招标文件(3)泌阳县污水处理工程设计合同（2009年12月）(4)泌阳县城市污水处理厂可行性研究阶段岩土工程勘察报告(5)泌阳县城市总体规划（2005-2020）道路工程规划图(6) 当地的地形图(7) 现场勘查的基础资料1.3 设计采用的主要设计规范与标准1.3.1 水质标准(1)城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）
8、(2)污水排入城市下水道水质标准（CJ3082-1999）1.3.2 勘察、设计规范(1)室外排水设计规范（GB50014-2006）(2)城市污水处理工程项目建设标准（修订）（2001年6月北京）(3)建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）(4)给水排水工程构筑物结构设计规范（GB50069-2002）(5)建筑结构荷载规范（GB50009-2001）(6)混凝土结构设计规范（GB50010-2002）(7)建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）(8)建筑抗震设计规范（GB50011-2001）（2008年局部修订版）(9)水工混凝土结构设计规范（SL/T191-91）(
9、10)建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）(11)砌体结构设计规范（GB50003-2001）(12)采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003）(13)建筑设计防火规范（GB 50016-2006）(14)工业企业总平面图设计规范（GB50187-93）(15)地下工程防水技术规范（GB50108-2001）(16)防洪标准（GB50201-94）(17)市政工程勘察规范（GJj56-94）(18)岩土工程勘察规范（GB50021-2001）(19)供配电系统设计规范（GB50052-95）(20)10 kV及以下变电所设计规范（GB50053-94）(21)低压配电设计规
10、范（GB50054-95）(22)建筑物防雷设计规范（GB50057-94）（2001版）(23)爆炸和水灾危险环境电力装置设计规范（GB50058-92）(24)电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB50062-2008）(25)通用用电设备配电设计规范（GB50055-93）(26)电力装置的电力测量仪表装置设计规范（GB/T50063-2008）(27)工业与民用电力装置的接地设计规范（GBJ65-83）(28)电力工程电缆设计规范（GB50217-94）(29)建筑照明设计标准（GB50034-2004）(30)仪表系统接地设计规范（HG/T20513-2000）(31)过程测量和
11、控制仪表的功能标志和图形符号（HG/T20505-2000）(32)自动化仪表选型设计规定（HG/T20507-2000）(33)控制室设计规定（HG/T20508-2000）(34)仪表供电设计规定（HG/T20509-2000）(35)可编程控制器系统工程设计规定（HG/T20700-2000）(36)电子计算机机房设计规范（GB50174-93）(37)工业企业设计卫生标准（GBZ1-2002）(38)工业企业厂界噪声标准（GB 12348-2008）(39)泵站设计规范（GB/T50265-97）(40)城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（CJJ31-89）1.3.3 施工和验收
12、规范(1) 给水排水管道工程施工验收规范（GB50268-2008）(2) 给水排水构筑物施工和验收规范（GB/T50265-97）(3) 建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范（GB50242-2002）(4) 埋地钢质管道水泥砂浆村里技术标准（CECSl0-89）(5) 埋地钢质管道环氧煤沥青防腐技术标准（SYJ28-87）(6) 地基与基础工程施工及验收规范（GB50202-2002）(7) 砌体工程施工质量验收规范（GB50203-2002）(8) 混凝土结构工程施工及验收规范（GB50204-2002）(9) 屋面工程技术规范（GB50207-94）(10) 建筑地面技术规范（GB5
13、0037-96）(11) 建筑地面工程施工质量验收规范（GB50209-2002）(12) 地下水防水工程质量验收规范（GB50208-2002）(13) 建筑防腐蚀工程施工及验收规范（GB50212-2002）(14) 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范（GB50236-98）(15) 混凝土外加剂应用技术规范（GB50119-2003）(16) 通风与空调工程施工质量验收规范（GB50243-2002）(17) 建筑工程施工质量验收统一标准（GB50300-2001）(18) 建筑电气工程施工质量验收规范（GB50303-2002）(19) 工业自动化仪表工程施工与验收规范（GBJ9
14、3-86）(20) 工业自动化仪表及验收规范（GB50093-2002）(21) 自动化仪表安装工程质量检验评定标准（GBJl3l-90）(22) 电气装置安装工程施工及验收规范（GB5025450259-96）(23) 建筑工程施工现场供用电安全规范（GB50194-93）(24) 钢筋焊接及验收规程（JGJ18-84）(25) 机械设备安装工程施工及验收规范（GB50231-98）(26) 压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范（GB50275-98）(27) 水利工程钢闸门（包括拦污栅）制造安装及验收规范（DL/T5018-94）(28) 钢结构工程施工及验收规范（GB50205）(29
15、) 平面格栅清污机标准（CJ/T3048）(30) 排水工程机电设备安装质量检验评定标准（SZ-06-99）(31) 连续输送设备安装工程施工及验收规范（GB50270-98）(32) 工业金属管道安装工程施工及验收规范（GB50235-93）(33) 泵安装工程施工及验收规范（GB50275-98）(34) 起重设备安装工程施工及验收规范（GB50278-98）(35) 主闸门制造、安装及验收规范（D/T5018-94）(36) 城市污水处理厂工程质量施工及验收规范（GB50334-2002）1.3.4 主要政策法律(1)城市污水处理及污染防治技术政策建城2000124号 （2000年6月）
16、(2)中华人民共和国环境保护法 （1989年12月）(3)中华人民共和国水污染防治法 （1984年5月，1996年5月修正）(4)中华人民共和国水污染防治法实施细则 （2000年3月）(5)国务院关于环境保护若干问题的决定 （1996年8月）(6)建设项目环境保护管理条例 （1998年11月） (7)污水处理设施环境保护监督管理办法 （1989年5月）(8)饮用水源保护区污染防治管理规定 （1989年7月）(9)污染物排放许可证管理暂行办法 （1989年3月）1.4 设计原则(1) 贯彻执行国家环境保护政策，符合国家有关法律、法规、标准、规范以及地方法规，充分体现业主对该项目的具体要求。(2)
17、 在该工程规划的指导下，充分利用现有场地，对污水处理工程平面布置进行全面规划，使工程建设与城市发展相协调，既保护环境，又最大程度地发挥工程效益。(3) 根据污水进出水质要求，选用成熟可靠、高效节能、占地少、经济实用、管理方便的污水处理先进工艺及污泥处理先进技术，确保污水处理效果，减少工程投资及日常运行费用。(4) 结合本工程实际情况，采用适合国情的自动化仪表、设备及监测仪器，提高自动化管理水平和供电安全程度，以减轻工人劳动强度，改善劳动条件。(5) 通过技术经济论证优化方案和设备选型，力求技术可靠、经济合理。(6) 建构筑物造型简洁美观，厂区的环境设计实现园林化。1.5 设计范围本工程设计范围
18、为泌阳县城市污水处理厂一期工程项目的技术方案设计，在设计中充分考虑近远期扩建的衔接，总平面按总规模进行设计，近期3104m3/d的污水处理规模，远期3104m3/d污水处理规模，总污水处理规模达到6104m3/d。近期工程污水处理厂内的所有工艺、设备、建筑、结构、防腐保温、电气、弱电、自控仪表、机械、消防、给排水、厂内室外总体工程、出水管线和厂外管网等专业设计（不含绿化部分）。2. 总体设计及厂址选择2.1项目名称 泌阳县城市污水厂工艺设计2.2工程概述 河南省泌阳县城市污水处理30000m3/d, 本着环境保护责任，根据相关法规，该厂拟建污水处理站，处理城市生活污水和工业废水。2.3基本设计
19、参数 2.3.1气象资料 年平均气温15 ，年降水量800 mm，夏季计算气温30 ，冬季计算气温5 ；夏季主导风向为东南风，冬季主导风向为西北风。 2.3.2设计规模日处理污水量为Q=30000m3/d=347 l/s 2.3.3设计进出水水质 1）设计进水水质根据泌阳县污水处理厂工程可行性研究报告及泌阳县污水处理工程项目设计招标文件编号：城采CCZ200903号及周边地区同类污水处理厂水质，确定进水水质指标：表2.1 污水厂进水水质序号项目浓度/指标1pH值7.52悬浮物（SS）300 mg/L3五日生化需氧量（BOD5）200 mg/L4化学需氧量（COD）420 mg/L5总磷（TP）
20、3 mg/L6总氮（TN）40 mg/L7氨氮（NH3-N）25mg/L2)设计出水水质根据泌阳县污水处理厂工程环境影响评价报告及可行性研究报告批复，二级处理排放的水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002）中的一级B标准。出水水质指标见下表:表2.2污水厂出水水质序号项 目设计出水水质1化学需氧量（COD）60mg/L2生化需氧量（BOD5）20mg/L3悬浮物（SS）20mg/L4氨氮（NH3-N）8（15）mg/L5总氮（TN）20 mg/L6总磷（以P计）1.0mg/L7pH698粪大肠菌群数（个/L）100002.3.4去除率： E=100% 式(2.1) 式中
21、：C0进水物质浓度，mg/l Ce出水物质浓度，mg/l(1)SS去除率：E=100%=93.3% (2) BOD5去除率：E=100%=90%(3) COD去除率：E=100%=86%(4) NH3-N去除率：E=100%=60%(5) TN去除率：E=100%=50%(6) TP去除率：E=100%=67%2.4厂址选择 未经处理的城市污水任意排放，不仅会对水体产生严重污染，而且直接影响城市发展和生态环境，危及国计民生。所以，在污水排入水体前，必须对城市污水进行处理。而且工业废水排入城市批水管网时，必须符合一定的排放标准。最后流入管网的城市污水统一送至污水处理厂处理后排入水体。城市的排水系
22、统与城市的总体规划有密切的关系，而城市污水处理厂数目及位置又受到城市排水管系的支配。因此，在城市总体规划中，污水厂的位置范围已有所规定，但是，在污水厂的总体设计时，对具体厂址选择，仍须进行深入的调查研究和详细的技术经济比较。其一般原则如下：（1）为保证环境卫生的要求，厂址应与规划居住区或公共建筑群保持一定的卫生防护距离，一般不小于300米。（2）厂址应设在城市集中供水水源的下游。（3）要充分利用地形，把厂址设在地形有适当坡度的城市下游地区，以满足污水处理构筑物之间水头损失的要求，使污水和污泥有自流的可能，以节约动力。（4）厂址如果靠近水体，应考虑汛期不受洪水的威胁。 （5）厂址应设在地质条件较
23、好、地下水位较低的地区。（6）厂址的选择要考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。 3. 污水处理厂工艺选择3.1 污水处理工艺选择原则污水处理工艺的选择是根据污水进水水质、出水标准、污水处理厂规模、排放水体的环境容量，以及当前的经济条件、管理水平、自然条件、环境特点等因素综合分析研究后确定的。各种工艺有其各自的特点及适用条件，应结合当地的实际情况、项目的具体特点而定。依据河南省泌阳县污水处理工程可行性研究报告和泌阳县政府采购中心招标文件中的工艺要求并做优化设计，技术方案中污水处理厂工艺选择的原则如下：(1)工艺性能先进性：工艺先进而且成熟，流程简单，对水质适应性强，出水达标率高，污泥易于处理、处
24、置；(2)高效节能经济性：耗电量小，运行费用低，投资省，占地少；(3)运行管理适用性：运行管理方便，设备可靠，易于维护；(4)近、远期结合，且便于分期建设；(5)文明生产安全性：重视环境，控制噪声，防治臭气，创造文明生产条件。3.2 污水处理工艺比选目前，用于城市污水处理具有一定脱氮除磷效果的污水处理工艺大致分为两大类：第一类为按空间进行分割的连续流活性污泥法；第二类为按时间进行分割的间歇性活性污泥法。另外还有一类就是以BAF工艺为代表的生物膜法。3.2.1 按空间分割的连续流活性污泥法按空间分割的连续流活性污泥法是指各种处理功能（如进水、曝气、沉淀、出水）在不同的空间(不同的池子)内完成。目
25、前，较成熟的工艺有：传统A2/O工艺、A2/O氧化沟工艺等。1)、传统A2/O工艺及UCT、倒置A2/O工艺传统A2/O工艺于70年代由美国专家在厌氧好氧除磷工艺（A/O工艺）的基础上开发出来的。该工艺是在A/O工艺中增加一个缺氧段，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧段，以达到脱氮的目的。摄取而被去除等功能。其传统A2/O工艺可以完成有机污染物的去除、硝化反硝化脱氮、磷的过量流程简图如图3.1： 图3.1传统A2/O工艺流程简图传统A2/O工艺的特点：在去除有机污染物的同时可达到除磷脱氮目的；工艺简单、水力停留时间较短；在厌氧缺氧好氧条件下交替运行，丝状菌不会过度繁殖，从而不会引发污泥膨胀。
26、传统A2/O工艺的缺点是回流污泥中过多的硝酸盐破坏厌氧环境，影响厌氧放磷效果，为此产生了UCT工艺。与传统A2/O工艺比较，UCT工艺不同之处在于污泥先回流至缺氧池，再将缺氧池部分混合液回流至厌氧池，从而减少了回流污泥中硝酸盐对厌氧放磷的影响。但UCT工艺增加了一次回流，即多一次提升，相应的运行费用将增加。为了避免回流硝酸盐对生物除磷的影响，克服UCT工艺的缺点，又产生了倒置A2/O工艺。该工艺是将缺氧池置于厌氧池前面，来自二沉池的回流污泥和3050%的进水，50150%的混合液回流均进入缺氧段，停留时间为13h，回流污泥和混合液在缺氧池内进行反硝化，去除硝态氮，再进入厌氧段，保证了厌氧池的厌
27、氧状态，强化除磷效果。 倒置A2/O工艺流程简图如图3.2：图3.2 倒置A2/O工艺流程简图2)、传统氧化沟工艺及DE、TE、Carrousel-2000、微曝氧化沟工艺氧化沟是活性污泥法的一种类型。它把连续循环式反应池作为生化反应器，混合液在其中连续循环流动。传统氧化沟传统氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应器的混合液传递水平流速，从而使搅动的混合液在氧化沟内循环流动。传统氧化沟工艺供氧量的调节一般通过改变转刷或曝气机的转速、浸水深度和设备数量等，以调节整个工艺的供氧能力和电耗水平。用氧化沟工艺一般不设初沉池，由于该工艺选择的泥龄较长，剩余污泥量少于一般的活性污泥法，并且得到了
28、一定程度的好氧稳定，污泥可不需要进行厌氧消化处理，从而简化了污泥处理的流程。从水力特性来看，传统氧化沟既具备完全混合式反应器的特点，也具备推流式反应器的特点。污水通常在沟渠中循环流动多次，并且曝气装置在沟中布置的特点使沟中溶解氧呈现分区变化。即远离曝气装置的某点DO浓度降低而呈现缺氧区，有利于活性污泥的生物絮凝和生物脱氮。 氧化沟工艺一般也适合于进水水质浓度较低的生活污水处理厂。 传统氧化沟工艺流程简图如图3.3: 图3.3 传统氧化沟工艺流程简图传统氧化沟具有负荷低耐冲击、污泥量少、易于管理、方便维护、出水优质等特点。但由于该工艺采取表面曝气的方式，因此沟内有效水深一般控制在34.5m左右，
29、在深度上不如使用鼓风机进行水下曝气的方式，即相同设计参数的情况下，占地面积较大，且动力效率偏低，一般仅为1.61.8kgO2/kWh。 针对上述缺点和现代污水处理厂对出水水质N、P的要求而开发出来的DE及TE型双沟式氧化沟工艺、Carrouse-2000氧化沟工艺、微孔曝气氧化沟工艺均得到了成功的运用，取得了良好效果。现分别简述比较如下：3）DE和TE型生物除磷脱氮氧化沟工艺DE型和TE型氧化沟工艺首先由丹麦克鲁格公司开发，它是交替式氧化沟的一种， DE生物除磷脱氮双沟式氧化沟工艺包括了厌氧池，一对同等容量的曝气池和一个二沉池。而TE型生物除磷脱氮三沟式氧化沟工艺包括了厌氧池，三个同等容量的曝
30、气池和一个二沉池，与DE型生物除磷脱氮双沟式氧化沟工艺的区别是多了一个曝气池。其中曝气池的运作模式为不断切换作业，而厌氧池则设有搅拌器。曝气池附有数台转刷曝气机，进水分布槽及出水井。除了有机物、悬浮物及氨氮去除外，废水内的总氮和磷质浓度也根据生物除磷脱氮生物化方法而相对地减少。整个生物除磷脱氮系统采用全自动控制和监测。由于废水成份和有机负荷的变化，生物除磷脱氮系统需要一个连续不断的微调控程序来达到最高的处理效果；而调控的方法则包括改变曝气时间和变更曝气机所提供的氧气量。至于控制曝气池内供氧的方法，则是利用溶氧仪计。厌氧池设计为确保其厌氧条件，这对于存在于污水中的脱磷菌的生长是至关重要的。厌氧池中，聚集于污泥中的磷会放出，但在后边的曝气池中又吸收，这是由于“大量磷摄取”的生物过程。经厌氧池后，污水由自动分布器，按生物除磷脱氮的程序要求，程序逻辑控制器控制污水进入两个氧化沟中的一条(DE型)。DE型和TE型氧化沟工艺仍然采取了传统氧化沟工艺的表面曝气方式(转刷曝气机)，因此能耗及占地均偏大。同时由于必须不断转换运
