水污染控制工程课程设计

课题名称：城镇污水处理厂设计。

姓名：学号：

指导老师：二〇一三年九月二日。

第一部分设计说明书。

第一章设计概况。

1.1设计任务书。

课程设计任务书。

2024年春季学期。

第二章处理工艺的选择。

2.1方案的比较和选择。

按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万吨/天规模的大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10～20万吨/天污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、sbr、ab法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如a2 /o工艺，a/o工艺，sbr及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。

根据设计原则以及该城镇污水的特点、污水流量，设计的规模，初步选定了氧化沟工艺，a2 /o工艺，sbr及其改良工艺等。

2.1.1 a2/o处理工艺。

a2/o处理工艺是anaerobic－anoxic－oxic的英文缩写，它是厌氧－缺氧－好氧生物脱氮除磷工艺的简称，a2/o工艺是在厌氧－好氧除磷工艺的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。

图2.1.1 a2/o工艺流程图。

a2/o工艺的具有如下特点：

1) 厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能；

2) 在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其它工艺；

3) 在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，svi一般小于100，不会发生污泥膨胀；

4) 污泥中含磷量高，一般为2.5%以上。

2.1.2 氧化沟工艺。

严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。

连续工作式氧化沟，如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。

交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和sbr工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。

氧化沟具有以下特点：

1) 工艺流程简单，运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统；

2) 运行稳定，处理效果好。氧化沟的bod平均处理水平可达到95%左右；

3) 能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大；

4) 污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长，一般为20～30 d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低；

5) 可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一般大于80%。但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施；

6) 基建投资省、运行费用低。和传统活性污泥法工艺相比，在去除bod、去除bod和nh3 -n及去除bod和脱氮三种情况下，基建费用和运行费用都有较大降低，特别是在去除bod和脱氮情况下更省。同时统计表明在规模较小的情况下，氧化沟的基建投资比传统活性污泥法节省更多。

2.1.3 sbr工艺。

sbr是一种间歇式的活性泥系统，其基本特征是在一个反应池内完成污水的生化反应、固液分离、排水、排泥。可通过双池或多池组合运行实现连续进出水。sbr通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标，具有很大的灵活性。

sbr池通常每个周期运行4～6小时，当出现雨水高峰流量时，sbr系统就从正常循环自动切换至雨水运行模式，通过调整其循环周期，以适应来水量的变化。sbr系统通常能够承受3～5倍旱流量的冲击负荷。

sbr工艺具有以下特点：

1) sbr工艺流程简单、管理方便、造价低。sbr工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资 30%以上，而且布置紧凑，节省用地。由于科技进步，目前自动控制已相当成熟、配套。

这就使得运行管理变得十分方便、灵活，很适合小城市采用；

2) 处理效果好。sbr工艺反应过程是不连续的，是典型的非稳态过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的(尽管是处于完全混合状态中)，随时间的延续而逐渐降低。反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程之中，因此处理效果好；

3) 有较好的除磷脱氮效果。sbr工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率；

4) 污泥沉降性能好。sbr工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。同时由于sbr工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好；

5) sbr工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质波动。

通过综合比较后最终确定选用sbr法作为该城镇污水处理厂的处理工艺，因为该工艺具有：流程十分简单；合建式，占地省，处理成本底；处理效果好，有稳定的脱氮除磷功能；不需要污泥回流系统和回流液；不设专门的二沉池；除磷脱氮的厌氧，缺氧和好氧不是由空间划分的，而是由时间控制的等特点。而氧化沟工艺容积及设备利用率低，脱氮效果进一步提高需要在氧化沟前设厌氧池；a2/o工艺处理构筑物较多，污泥回流量大，能耗高，用于小型水厂费用偏高。

2.2污泥处理与处置方案。

污水处理流程中产生的污泥主要为初沉污泥，综合考虑，确定污泥处置方案为经重力浓缩池浓缩后压滤脱水，最终外运。此法具有处理能力强、动力消耗小、运行费用低、操作简便等特点，适用于初沉污泥。

2.3 出水消毒方案。

生活污水、医院污水和某些工业废水中不但存在大量细菌，而且含有较多病毒、阿米巴孢囊等，它们通过一般的废水处理都不能被灭绝，为了防止疾病的传播，这类废水必须进行消毒处理。生活污水中的病原菌主要来自粪便，以肠道传染病菌为主。

污水消毒的方法有化学法和物理法，如加热法、紫外线法、臭氧法和液氯法等，其中液氯法**最为便宜具有消毒效果可靠、应用广泛、操作简单等特点，所以出水的消毒方案确定为液氯消毒。

2.4城市污水处理工艺流程图。

综合污水处理、污泥处理和出水消毒所选定的方案，确定该城镇污水处理厂的工艺流程如下：

污水进入进水泵房的集水井，由一级污水泵提升至格栅渠后流进曝气沉砂池，沉砂池出水进入配水井均匀配水至每个辐流式沉淀池；沉淀池出水全部流经巴式计量槽测量处理量后进入水量调节池为生化处理工序作准备；调节池中的水由二级污水泵提升至sbr池，经过一个周期的处理，污水通过滗水器排放到消毒池进行最后的消毒后排放。污泥主要来自辐流式沉淀池，通过重力作用自流进集泥池，通过污泥泵使污泥浓缩池连续进泥，浓缩后底泥排进污泥均化池，最后由污泥泵抽至每台压滤机上进一步脱水，干泥外运。

第三章工程设计。

3.1 工艺说明。

3.1.1格栅渠。

拦截废水中较大的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物，防止后续工段堵塞。

污水由污水泵提升至格栅渠前的出水井，在每道格栅渠前设有一个闸门，在出水井的底部有事故排放管的进水口，当故障发生时可关闭闸门，同时开启事故排放管的阀门，使污水回流至进水泵房，防止污水外排污染环境。

3.1.2曝气沉砂池

利用重力作用去除污水中比重较大的无机颗粒，减少对系统中水泵及其他机械设备的磨损。适量曝气可使无机颗粒在沉降过程中相互摩擦，去除粘附在颗粒表面上的有机物，防止无机物产生腐臭，又可气浮油脂并吹脱挥发性物质。

无机颗粒沉淀在沉砂池的底部的集砂斗，由吸砂机吸出，送至砂水分离室进一步分离，上清液回流至进水泵房前的集水池，脱水后的砂子外运处理。

3.1.3辐流式沉淀池

原水经格栅和沉砂池后仍有部分悬浮物无法由重力作用去除，辐流式沉淀池可去除污水中剩余的大部分悬浮物，以减少对后续生化系统的影响。

沉淀池污泥周期性以重力自流方式排放至污泥浓缩池前的集泥池，做进一步处理。

3.1.4巴氏计量槽。

测量污水处理厂处理的全部污水量，是全厂唯一的计量装置。

3.1.5调节池。

由于废水排放过程中水量及水质的不均匀性，以及sbr池间歇进水的特殊性，故应在sbr池进水之前对污水的水量及水质进行一定的调节。在调节池末端，污水经二级泵提升至sbr池。

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