介绍A/O工艺的原理、特点及其影响因素；实验结果表明，A/O内循环生物脱氮工艺，A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮(N2)完成C、N、O在生态中的循环，可提高污水的可生化性及氧的效率，实现污水无害化处理。A/O法是改进的活性污泥法，具有发展前景。

关键词：A/O工艺；生化处理；生物脱氮；硝化反应；

The principle, characteristics and influencing factors of A/O process are introduced. The experimental results show that the A/O internal circulation biological denitrification process, in which the front hypoxic section and the back aerobic section are connected in series, the A-DO is not more than 0.2 mg/L, and the O-DO is 2-4 mg/L. Under hypoxic conditions, the denitrification of isooxic bacteria reduces NO3-to molecular nitrogen (N2), completes the cycle of C, N and O in the ecosystem, and can be extracted. High biodegradability and oxygen efficiency of sewage can realize harmless treatment of sewage. A/O process is an improved activated sludge process, which has a bright future.

Key words: A/O process; biochemical treatment; biological denitrification; nitrification reaction;

第1章 基本资料及工艺流程选择 1

1.1基本资料 1

1.2原水水量计算 2

1.3各指标处理程度 2

1.4设计原则 2

1.4.1 污水处理设计原则 2

1.4.2 污泥处理设计原则 3

1.5、方案设计 3

1.5.1 主要设计依据 3

1.5.2 生化工艺的比选和确定 3

1.5.3 工艺流程 4

第2章 污水处理构筑物 5

2.1进水渠 5

2.2粗格栅 5

2.2.1 设计说明 5

2.2.2 设计参数 6

2.2.3 设计计算 6

2.3集水井 8

2.3.1 设计说明 8

2.3.2 水泵的流量及扬程 8

2.3.3 集水井设计计算 8

2.3.4 提升泵房设计计算 9

2.4细格栅 9

2.4.1 设计参数 9

2.4.2 设计计算 9

2.5 沉砂池 11

2.5.1 池型选择 11

2.5.2 设计计算 12

2.6 平流式初沉池 13

2.6.1 设计参数 13

2.6.2 设计计算 14

2.6.3 进出水设计 15

2.6.4 计算图 17

2.7A/O工艺 17

2.7.1 好氧区计算 17

2.7.2 剩余污泥量计算 18

2.7.3 缺氧区计算 18

2.7.4 反应池主要尺寸 19

2.7.5 反应池进、出水计算 19

2.7.6 需氧量计算 20

2.7.7 标准传氧速率（SOR）计算 21

2.7.8 缺氧池设备选择 23

2.8二沉池 23

2.8.1 二沉池池型选择 23

2.8.2 设计参数 24

2.8.3 设计计算 24

2.9消毒池 25

2.9.1 消毒剂的对比选择 25

2.9.2 接触式消毒池设计计算 26

2.9.3 加氯计算 27

2.10 高效澄清池 29

2.10.1絮凝池 29

2.10.2絮凝剂 29

2.10.3澄清池 29

2.10.4污泥回流及排放系统 30

2.10.5集水槽 30

2.10.6刮泥机 30

第3章 污泥处理构筑物的选择 31

3.1污泥浓缩池 31

3.1.1 污泥浓缩池选择 31

3.1.2 污泥浓缩池的设计参数 31

3.1.3 污泥浓缩池的设计计算 31

3.2 贮泥池 32

3.3污泥脱水机房 33

3.3.1 设计说明 33

3.3.2 设计计算 33

第4章 污水处理厂主要构筑物平面和高程布置 34

4.1污水处理厂主要构筑物平面布置 34

4.1.1平面布置的一般规定 34

4.1.2主要构筑物建筑面积 35

4.2 污水处理厂主要构筑物高程布置 36

4.2.1高程布置的一般规定 36

4.2.3主要构筑物高程 39

第5章 设计概预算 40

COD_Cr/(mg.L^-1)

BOD₅/(mg.L^-1)

SS/(mg.L^-1)

NH₃-N/(mg.L^-1)

TN/(mg.L^-1)

TP/(mg.L^-1)

500

230

400

50

75

5

水质指标

保证率

80%

85%

90%

95%

COD_Cr/(mg.L^-1)

207

212

217

227

BOD₅/(mg.L^-1)

460

470

480

490

SS/(mg.L^-1)

315

325

335

365

NH₃-N/(mg.L^-1)

54

55

56

58

TN/(mg.L^-1)

65

66.5

68

70

TP/(mg.L^-1)

9.0

11.4

11.6

15

COD_Cr/(mg.L^-1)

BOD₅/(mg.L^-1)

SS/(mg.L^-1)

NH₃-N/(mg.L^-1)

TN/(mg.L^-1)

TP/(mg.L^-1)

500

220

380

50

65

8

COD_Cr/(mg/)

BOD₅/(mg.L^-1)

SS/(mg.L^-1)

NH₃-N/(mg.L^-1)

TN/(mg.L^-1)

TP/(mg.L^-1)

≦50

≦10

≦10

≦5(8)

≦15

≦0.5

水质指标

COD_Cr

BOD₅

SS

NH₃-N

TN

TP

进水水质

500

220

380

50

65

8

出水水质

50

10

10

5(8)

15

0.5

去除率

90

95.45

97.37

90

76.92

93.75

型号

流量

m³/h

扬程

m

转速

r/s

功率

效率

出口直径

重量

ISG400-450A

1860

17

980

109

79

400

1940

沉砂池按水流方向不同分为平流式，竖流式，旋流式。每种沉砂池在污水流速、停留时间等参数方面各不相同，现列出几种沉砂池的参数用作对比，从而选择沉砂池的形式：

池型

停留时间

流速

曝气强度

表面水力负荷

平流式沉砂池

30～60

0.15～0.30

—

—

竖流式沉砂池

30～60

0.02～0.10

—

—

曝气式沉砂池

120～240

0.06～0.12（水平流速）

0.25～0.30（旋流流速）

—

—

旋流沉砂池

比氏沉砂池

gt;30

0.60～0.90

—

150～200

钟氏沉砂池

gt;30

0.15～1.20

—

150～200

3）池总宽度B：

设n=2，每格宽b=0.6m，B=1.2 m，

有效水深h2=1.04m

4）沉砂室所需容积V：

5）每个沉砂斗容积：设每一分格有两个沉砂斗，共有4个沉砂斗，则每个沉砂斗容积：

6）贮砂斗各部分尺寸

设贮砂斗底宽a₁=0.5m，斗壁与水平面的倾角为55⁰，斗高h₃’=1m，则贮砂斗的上口宽：

贮砂斗容积V₀：

7）贮砂室的高度h₃

设采用重力排砂，池底设6%坡度坡向砂斗，则：

8）池总高度

H=h₁ h₂ h₃=0.3 1.04 1.12=2.56m

9）验算：在最小流量时，只用一格工作

v_min=Q_min / nw=0.25/1×1=0.25m/s gt;0.15m/s

沉淀池一般分平流式、竖流式和辐流式，本设计初沉池采用平流式沉淀池。下表为各种池型优缺点和适用条件。

池型

优点

缺点

适用条件

平流式

(1) 沉淀效果好

(2) 对冲击负荷和温度变化的适应能力强

(3) 施工简易

(4) 平面布置紧凑

(5) 排泥设备已趋于稳定

(1) 配水不易均匀

(2) 采用机械排泥时，设备复杂，对施工质量要求高

适用于大、中、小型污水厂

竖流式

（1）排泥方便

占地面积小

(1) 池子深度大，施工困难

(2) 对冲击负荷和温度变化的适应能力差

适用于小型污水厂

辐流式

(1) 多为机械排泥，运行可靠，管理简单

(2) 排泥设备已定型化

机械排泥设备复杂，对施工质量要求高

适用于大中型污水处理厂

表面负荷

沉淀时间

污泥含水率为95%。

(1)池子总表面积：

A=Q/24q’=130000/24×2.1=2579.4m2

(2)沉淀部分有效水深：

(3)沉淀部分有效容积：

V’=Qt×3600=1.504×1.5×3600=8122m3

(4)池长：设水平流速，

(5)池子总宽：

B=A/L=2579.4/27=95.53m

(6)池子个数：设每格池宽，

n=B/b=95.53/6=15.92个，取16个

(7)校核长宽比、长深比：

长宽比：符合要求

长深比：符合要求

(8)污泥部分所需的总容积：设，污泥含水率为,

(9)每格池污泥部分所需容积：

(10)污泥斗容积：

沉淀池污泥斗上边长为6m，下边长为0.5m，为污泥斗高度

(11)污泥斗以上梯形部分污泥容积：

(12)污泥斗和梯形部分污泥容积：

(13)池子总高度：设缓冲层高度

(1) 进水部分

平流初沉池采用配水槽，8个沉淀池合建为一组，共用一个配水槽，共两组。配水槽尺寸为：，其中槽宽B取6m。，L与池体同宽取48m。进水矩形孔的开孔面积为池断面积的，取15%。方孔面积即。

(2) 出水部分

① 出水堰

取出水堰负荷：，

每个沉淀池进出水流量：

则堰长：

采用90°三角堰，每米堰板设5个堰口，每个堰出口流量

堰上水头损失

② 集水槽

槽宽

安全系数取，

集水槽临界水深

集水槽起端水深

设出水槽自由跌落高度

集水槽总高度

平流初沉池的刮泥机选用型行车提板刮泥机，共18个。

型行车提板刮泥机的安装尺寸mm

型号

轮距

刮板长度

池宽

池深

撇渣板中线高

（1）低水温时反硝化脱氮速率

取20^oC的脱氮速率为0.06kgNO₃-N/（kgMLSS·d）

K_deT=K_de20×.08^(T-20)=0.05×1.08^20-20=0.05 kgNO₃-N/（kgMLSS·d）

（2）计算排出生物反应池系统的微生物量

（3）计算缺氧区容积

（4）缺氧区水力停留时间

HRT2=11058/100000×24=2.75 h

（5）计算混合液回流量Q_Ri

混合液总回流比,实际设计可取r=300%

1. 缺氧区泥龄

2.7.4 反应池主要尺寸

（1）好氧反应池(按推流式反应池设计)。总容积V=35700m3，设反应池8组。

单组池容V1 =35700/8=4463(m3 )

有效水深h=4.5m，单组有效面积

S1单=V1单/h=4063/4.5=902.9 m2

采用3廊道式，廊道宽b=6m，

反应池长度L1=SI单/B=902.9/（6×3）=50.2m

校核: b/h=6/4=1.5 (满足b/h=1~2)

L/b=50.2/6=8.37 (满足L/b=5~10)

超高取1. 0m,则反应池总高H=4.5 1.0=5.5 (m)

（2）缺氧反应池尺寸

总容积V2=11058m3,设缺氧池8组，单组池容Vz单=1382m³

有效水深h=4m,单组有效面积为S2单=V2单/4=1382/4=345.5(m)

宽与好氧池宽度相同，为B=18m，池长= S2单/B=345.5/18=19.2 (m)

（1）进水管。每2组反应池合建，进水与回流污泥进人进水竖井，经混合后经进水孔进人缺氧池。

反应池进水管设计流量

Q1=Kz×Q/(86400×4)=1.3×100000/(86400×4)=0.376m3 /s

采用管道流速0.8m/s，管道过水断面为A=Q1/v=0.47 m²

管径d=（4A/Π）^0.5=0.77m

取进水管DN800，校核流速v=Q/A=0.376/[(0.8/2)²×3.14]=0.75m/s

（2）回流污泥渠道，反应池回流污泥渠道设计流量

Q_R=R×Q=1×0.29=0.29m3/s,渠道流速v=0.7m/s

渠道横截面积为A=Q_R/v=0.29/0.7=0.41m2

取渠道断面b×h=1m×0.5m

校核流速v=0.29/（1×0.5）=0.58m/s

渠道超高0.3m，渠道断面为b×h=1m×0.8m

回流污泥管v=0.8m/s

A=Q1/v=0.36 m²

管径d=（4A/Π）^0.5=0.68m

取污泥管DN700

（3）进水竖井，反应池进水孔尺寸

进水孔过流量Q2=0.5(1 QR)=0.33m3/s

孔口流速v=0.6m/s，孔口过水断面积A=Q/v=0.33/0.6=0.55m2

孔口尺寸取1m×0.6m，进水竖井平面尺寸4m×1.5m

（4）出水堰及出水竖井，按矩形流量公式

Q3=0.42×（2g）^0.5bH^1.5=1.86bH^1.5

Q3=Q2=0.33m3/s

H=0.1m，出水孔同进水孔，取1m×0.6m

（5）出水管

Q5=Q3=0.33 m3/s

采用管道流速0.8m/s，管道过水断面为A=Q5/v=0.41m²

管径d=（4A/Π）^0.5=0.72m

取出水管DN800

1. 除去含碳污染物的需氧量

=0.001aQ(So-Se)=0.001×1.47×100000×（220-10）=30870kgO₂/d

1. 剩余污泥氧当量

=c∆Xv=1.42×12600=17892kgO₂/d

1. 氧化氨氮需氧量

=b[0.001Q（Nk-Nke）-0.12∆Xv]=4.57×[0.001×100000×(50-8)-0.12×12600]

=12284.2kgO₂/d

1. 反硝化脱氮回收氧量

==0.62b[0.001Q（Nt-Nke-Noe）-0.12∆Xv]

=0.62×4.57×{0.001×100000×[55-8-（15-8）]-0.12×12600}

=7049.5kgO₂/d

1. 需氧量=30870-17892 12284.2-7049.5=18212.8kgO₂/d

折合每千克BOD₅耗氧量

已知当地大气压力P= 101.325kPa,设当地空气氧含量21%，混合液中Kla与清水中Kla比值a=0.8，混合液饱和溶解氧与清水饱和溶解氧比值β=0.9，混合液剩余溶解氧值C= 2mg/L,标准条件下清水中饱和溶解氧Cs=9.17mg/L,标准气压下T= 25^oC时，清水表面处饱和溶解氧为8.24mg/L。

Csw=8.24×101.325 101.325=8.24mg/L

（1）采用表曝机时的标准供氧速度N。

对于表曝机，将a、β、Csw、Co、T及N代入公式(6-47) 中有:

kgO₂/d=1426.5 kgO₂/h

（2）采用鼓风曝气时的标准供氧速度No

设曝气装置安装水深5.8m，氧利用率E=25%

1）曝气装置处绝对压力Po=101.325 5.8 10.332×101.3247=158.2kPa

2）按公式(6-50) 计算曝气池逸出气体中含氧率:

3）按公式(6-49) 计算曝气装置处清水溶解氧Csm:

4）按公式(6-48) 计算标准供氧速度N。

kgO₂/d=1187.7 kgO₂/h

1. 按公式(6-52)计算供空气体积Gs

m³/h

折合去除每千克BOD₅供气量(gs) 为:

m³/kgBOD₅

气水比=16967×24/100000=4.07

6）曝气器数量计算

h1=SORmax/qc=（1426.5/8）/0.14=1274个

校核f=F/h1=902.9/1274=0.71m2lt;0.75m2

7）供风管道计算

最大时鼓风机供气量为：

①干管 供风干管采用环状布置与好氧池

取干管风速为10m/s，则管径为

则取干管管径为DN500，核算风速为

②支管 单侧供气支管，即向单侧廊道供气支管，其流量为

取支管风速为10m/s，则管径为

则取支管管径为DN300，核算风速为

双侧供气支管，其流量为

取干管风速为10m/s，则管径为

则取干管管径为DN400，核算风速为

缺氧池分成3格串联，每格内设置一台机械搅拌机，缺氧池内设置三台潜水搅拌机，每台功率按5W/m3污水算

缺氧池有效容积 V=19.2×18×4=1237.6m3

混合全池污水所需功率 N1=1237.6×5=6188W

每格搅拌机轴功率 N2=6188/3=2063W

每台搅拌机电机功率 N3=1.15N2=1.15×2063=2372.5W

设计选用电机功率3KW的搅拌机

沉淀池名称

优缺点

适用范围

平流沉淀池

停留时间较长，以提高沉淀后的水质；占地面积大

处理水量大于20000t/d，地面平整，无需挖填土量过大的水厂

斜板（管）沉淀池

占地面积少，沉淀效率高，停留时间较短；运行不稳定，监测管理不便

适用于各种规模的水厂，但不便建造单池规模较大沉淀池的水厂

辐流沉淀池

排泥方便，处理高浊度的水效果较好

用于处理浊度较高的水，如黄河上游的水等

气浮池

能够去除大量微小的颗粒，排出的泥渣含固率高，构造简单，运行方便；但需要配套供气，溶气装置

低温低浊度的水，擅长于处理含氨氮，油类等的原水

（1）沉淀池表面积：

m²

（2）沉淀池直径：

，取

（3）有效水深：

径深比，在之间，满足要求。

（4）污泥斗容积

每人每日污泥量，每人每日污水量，设计污水量，则设计人口数

两次清除污泥相隔时间T=4h，则污泥部分所需容积：

m³

沉淀池半径R=17m

池底径向坡度取

污泥斗高度：

污泥斗以上圆锥体部分污泥容积为：

共可贮存污泥体积为：，满足要求。

（5）沉淀池总高度

（6）沉淀池周边处高度

消毒剂

优点

缺点

适用条件

液氯

效果可靠，投配简单，投量准确，价格便宜，可持续消毒

氯化形成的余氯及某些含氯化合物低浓度时对水生物有毒害，当污水含工业污水比例大时，氯化可能生成致癌化合物

适用于，中规模的污水处理厂

漂白粉

投加设备简单，价格便宜

同液氯缺点外，沿尚有投量不准确，溶解调制不便，劳动强度大

适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂

臭氧

消毒效率高，并能有效地降解污水中残留的有机物、色、味、等，污水中PH、温度对消毒效果影响小，不产生难处理的或生物积累性残余物

投资大成本高，设备管理复杂

适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂

次氯酸钠

用海水或一定浓度的盐水，由处理厂就地自制电解产生，消毒

需要特制氯片及专用的消毒器，消毒水量小

适用于医院、生物制品所等小型污水处理站

紫外线

杀菌效率高，需要的接触时间短，不改变水的物理、化学性质，不会生成有机氯化物和氯酚味，已有成套设备，操作方便

没有持续的消毒作用，易受重复污染，电耗较高，灯管寿命还有待提高

适用于小型的污水处理厂

⑴反应池池型选择

采用隔板式接触反应池。

⑵设计参数

设2座消毒池，则每座消毒池的流量为：

水力停留时间：

设计投氯量为：

平均水深：

单个廊道宽度：

池底坡度：2%～3%

⑶接触池容积：

⑷接触池表面积：

⑸廊道总宽度：隔板数采用个，则廊道总宽为

⑹接触池长度：

⑺池总高度：（其中超高h’=）

消毒池设计为纵向板流反应池，在第一格隔设纵向垂直折流板，在第二格隔设垂直折流板，其余格不设。在第一格和第二格起端设置两台ZJ型折板式搅拌机，用于混合。

⑴加氯量计算

设计最大加氯量为，则加氯量为 ：

选用贮氯量为的液氯钢瓶，每日加氯量为2瓶，储氯量按最大加氯量的15天计算，共贮用29瓶。氯瓶中的氯气需使用加氯机投加到水中，加氯机台数根据最大加氯量选用。每日使用加氯机2台，单台投氯量为。采用射流泵加氯，使得处理污水与消毒液充分接触混合，以处理水中的微生物，尽量避免造成二次污染。

⑵贮氯仓库的尺寸

仓库的面积尺寸设计为，高为5m。

郑州市南三环污水处理厂设计工程

序号

费用名称

工程量

单位

单位造价

概算价值（元）

建筑工程

设备购置

安装工程

其他费用

合计（元）

工程费用

1 格栅泵房

格栅、进水泵房下部结构

805

m3

1100

885632

885632

格栅、进水泵房上部结构

652

m3

1300

847600

847600

设备购置及安装

142000

14200

156200

工艺管道安装

17040

1704

18744

合计

1733232

159040

15904

1908176

2 沉砂池

土建

82

m3

1000

82000

82000

设备购置及安装

400000

40000

440000

工艺管道安装

30000

3000

33000

合计

82000

430000

43000

555000

3 集水井

集配水井土建

45

m3

950

43092

43092

工艺管道安装

230000

34500

264500

合计

43092

230000

34500

307592

4 初沉池

初沉池土建

9342

m3

980

9155160

9155160

设备购置及安装

200000

20000

220000

工艺管道安装

40000

6000

46000

合计

9155160

240000

26000

9421160

5 AO池

A/O土建

46758

m3

950

44420100

44420100

设备购置及安装

324000

32400

356400

工艺管道安装

30000

4500

34500

合计

44420100

354000

36900

44811000

6 二沉池

二沉池土建

11449

m3

980

11220020

11220020

设备购置及安装

200000

20000

220000

工艺管道安装

40000

6000

46000

合计

11220020

240000

26000

11486020

7 消毒池

消毒池土建

3168

m3

1000

3168000

3168000

设备购置及安装

10000

1000

11000

工艺管道安装

85000

12750

97750

合计

3168000

95000

13750

3276750

8 加氯间

加药间土建

324

m3

800

259200

259200

设备购置及安装

12000

1200

13200

工艺管道安装

1500

1500

合计

259200

12000

2700

273900

9 污泥处理

污泥处理厂房建设费

1422

m3

1000

1422050

1422050

设备购置及安装

48000

4800

52800

合计

1422050

48000

4800

1474850

10

配电间

500000

500000

12

机修间及仓库

1550

m2

2730000

2730000

13

办公楼、操场、食堂等

6663

m2

10000000

10000000

14

厂平面

3344360

3344360

15

道路

11380

m2

569000

569000

16

围墙

1692

m

135360

135360

17

大门

1

个

2000

2000

18

绿化

65800

m2

2632000

2632000

合计

93427168

其他费用

1

建设单位管理费

100000

100000

2

生产工人培训费

30000

30000

3

勘察费

8909

8909

4

设计费

89094

89094

5

编制费

13364

13364

6

招标管理费

50000

50000

7

基本预备费5%

4469277

4469277

8

流动资金

2000000

2000000

合计

6760644

总费用

100187812