论文总字数：18373字

摘 要

本设计是处理规模为52400m³/d的城市污水处理厂的工艺设计。设计处理工艺采用氧化沟鼓风曝气法，工艺流程简单且处理效果好，易管理，稳定性高，运行成本低，同时有较好的脱氮除磷效果。设计采用carrousel-2000型氧化沟，污水先后经过粗格栅，污水提升泵房，细格栅，平流沉砂池，辐流式初沉池，氧化沟，辐流式二沉池，接触消毒池，最后再排出污水厂。对于污泥的处理，则通过污泥浓缩，消化，最后进行脱水这样一个过程来实现。经过以上污水处理工艺流程后，出水水质能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准；剩余污泥转变成为污泥饼外运，可进行资源化再利用和卫生填埋。

关键词：城镇生活污水；污水处理厂；氧化沟；污泥处理

Design for S municipal sewage treatment process

Abstract

This design is S municipal sewage treatment plant, the daily treating capacity is 52400m³/d.The total variation coefficient of sewage is 1.2,so the designed maximum capacity is 62880m³/d.

This design take the oxidation ditch process aerated by blower in that the process is simple and the great treating effect.It’s easy to manage and has high stability.What’s more, it's running at low cost and has a better effect of nitrogen and phosphorus removal.The design uses type oxidation ditch.The sewage flow from rough grille, sewage lift pump room,fine grille, grit chamber,radial flow settling tank,oxidation ditch, radiating fluid secondary sedimentation tank,contact sterilization pool and finally to the metering weir then drain out.We deal with sludge by concentrating sludge,digestion and digestion.

After the above process, the water can reach standards.At the side of excess sludge into sludge cake can be recycling use and sanitary landfill.In addition, the design calculated the main structure of the sewage treatment plant size,the overall layout and elevation of the treatment plant were also designed,so that it can meet the actual operation of the sewage treatment plant.

Key Words: urban sewage; sewage treatment plant; oxidation ditch; sludge treatment

目录

S市污水处理工艺设计 I

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 设计规模 1

1.2 活性污泥法 1

1.3 生物膜法 4

1.4 处理工艺各参数对比 4

1.5消毒池 5

1.6污泥处理工艺 5

1.7工艺流程图 6

第二章 污水处理设计计算 7

2.1设计水量 7

2.2进水水质计算 7

2.3 粗格栅设计 7

2.4污水提升泵房设计 10

2.5泵后细格栅设计 11

2.6沉砂池设计 14

2.7初沉池设计 16

2.8氧化沟工艺 19

2.9二沉池设计 22

3.10接触消毒池设计 24

第三章 污泥处理设计 26

3.1污泥浓缩池设计 26

3.2污泥投配池设计 27

3.3污泥消化池设计 28

第四章 污水处理厂总体布置 30

4.1平面布置 30

4.2高程布置计算 30

第一章 文献综述

处理工艺最终的选择需要根据工艺的优缺点和适用情况综合考量，因此流程是多种多样的。除工艺本身的特点以外，还需要根据城镇的具体现状进行多方面考虑选择，最终选择的结果如下：

经济情况很好的城市或者城镇可采用氧化沟、SBR或者A²/ O 等对氮磷方面可以进行有效去除的工艺, 在这些工艺中可以先考虑氧化沟工艺进行城市或者城镇的污水处理；

如果是经济实力适中，还处在发展阶段的城市或者城镇，可采用生化结合的方法进行一级处理后并对二级处理的位置进行预留;

经济较为落后、不怎么发达的城市或者城镇，可妥善的利用地理优势。具体的方法^[1-2]可以对当地的荒地、滩涂等采用稳定塘、人工湿地等自然净化工艺 。

1.1 活性污泥法

不同处理工艺的优缺点以及适用情况的不同,处理工艺最终的选择也是多种多样的。除了工艺本身的特点，还需要根据城镇的具体现状进行多方面考虑选择，最终选择的结果如下：

经济情况很好的城市或者城镇可采用氧化沟、SBR或者A²/ O 等对氮磷方面可以进行有效去除的工艺, 在这些工艺中可以先考虑氧化沟工艺进行城市或者城镇的污水处理；

如果是经济实力适中，还处在发展阶段的城市或者城镇，可采用生化结合的方法进行一级处理后并对二级处理的位置进行预留;

经济较为落后、不怎么发达的城市或者城镇，可妥善的利用地理优势，对当地的荒地、滩涂等采用稳定塘、人工湿地等自然净化工艺^[1-2] 。

1.1.1 传统活性污泥法

活性污泥法需要借助生物才能发挥效用，因为使用的污泥的本质是微生物群体依附在物质上从而形成的菌团, 这些微生物需要在氧气环境下才能生存,这与他们是好氧微生物有关。处理机理是这些细菌在需要处理的水质中分泌对水中所需处理的物质产生氧化分解效果的某种物质, 在这一过程中会生出氧气，达到自己供给、存活。研究发现^[3]被分解的有机污染物因为发生的化学生物作用从而在形态上产生变化，最终将污染物降解成危害较低或者无害的物质，从而达到净化水质效果。

优点：通过向所需处理的水质中注入空气，水质中存在的好氧细菌在经过一段时间的繁殖发育后从而形成细菌团,这些污泥状的生物群落能够吸附或者分解需要降解的物质，最终将这些有害的有机物降解氧化生成无害的小分子物质，将污水进行净化。研究表明，除了活性污泥法之外，如今 ASM 中还包括很多其他相关的技术，例如，高负荷率活性污泥、吸附再生和多点进水等。对 ASM 产生差异影响的原因主要与水质的溶氧量、所含化学物种类、温度、酸碱度、BOD负荷率在所处理水占有的比例有关。一般而言BOD负荷率会在 0.2-0.3适合用普通活性污泥法处理，在此基础上加大负荷能够降低成本同时降低污泥在回流过程产生的空气量。同时，处理的过程中，有机物降解的快慢与污泥吸附的速度有关，吸附越慢降解越快。目前使用 ASM 技术净化水质时，耗时在60s左右就可以快速讲解污染物的同时会对 此技术的的曝气能力产生影响。研究表明这一缺陷可采用时间稍长的吸附再生法来解决，又称接触稳定法^[4]。

缺点：与理论不同，在现实运用过程中二沉池中有一定数量的污泥不能够有效的沉降，最终漂浮水流上被带入到外部的环境中从而产生影响。同时，还有一部分会在水流的作用下最终流失。与优点相对，此法的缺点主要与所需技术的面积有关，较大的面积不仅增加了成本，还对后期的维修造成经济负担。而大面积的池子也增加了处理时间。

1.1.2 A²O

A²O是厌氧/缺氧/好氧的简称，此法在去除目标污染物的基础上对N、P也有较好的去除率。该工艺近几年被研究较多，因而产生了很多它的改良版被运用在城市或者城镇水质净化处理中。

优点：硝化的过程决定了在处理之前必须对水体进行充分的曝气，达到充分是需要一定的时长的，因此除了时间会较其他方法增长，曝气中会浪费大量的电量，从而提高了成本，但总体而言，净化结果很好^[5]。该工艺虽然在时间和用电量上增加了成本但是对基建的要求并不高，节省了很大一部分建设成本。因为基建的体积规模不大因而所需污泥量并不大，更好控制^[6]。

缺点：该工艺缺点如下，除P菌和除N菌因为竞争关系很难在同一个环境生存^[7]，因此脱N/P不怎么容易达到同时去除效率的提升。

1.1.3 氧化沟

氧化沟是一种反应器,该反应是连续的且循环的，它在普通污泥法上进行了曝气时间延长的改良。上个世纪二十年代是氧化沟形成的其实时期，采用曝气的机器是螺旋桨^[8]。此后，在后来几十年的发展和应用过程中，该方法因其独特和优良的处理效果而越来越受人欢迎。

优点：工艺流程简单，运营方便，便于管理；

工艺稳定，水质好。氧化沟法去除BOD和SS效率高。同时，当曝气量不增加，硝化和反硝化可以方便地实现和完成脱氮；

污泥少，稳定。其污泥泥龄在20～30d，停留时间长，治污好，污泥剩余量少。氧化沟中污水流态介于完全混合与推流式之间，污水在沟中可完成硝化和反硝化，进行脱氮处理效果，而且降低需氧量和能源、药剂的使用。

缺点：污泥膨胀。当废水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，导致排泥不顺畅，进而产生堆积现象，引起污泥膨胀的问题^[10]；

污泥沉积。由于氧化沟内部混合液持续在内循环流动，如果流速不够，就会导致污泥沉积，使得氧化沟容积使用率降低，水质也会受到影响。

1.1.4 SBR

随着城市化进程的不断加快，城市规模不断扩大。一些中小城市产生的污水量显著增加，急需建设生活污水的收集和处理系统。与氧化沟不同，它在曝气过程中不是连续的，它用时间代替空间进行水质的净化。因为污水量不大，往往需要小规模的污水处理设施。条件如下：易于操作、占用地小、方便运行、净水效果好等^[11]。

优点：设备可操作性高，对冲击负荷具有较强的适应能力，运行稳定。

不但具有较高的有机物去除效率而且还具有一定的脱氮效果。

该工艺运行灵活、脱氮除磷效果好、生化反应速率高、控制方便。

缺点：SBR不是连续出水，需要使用的设备体积太庞大，浪费设施，水损大，小型的处理厂一般会选择这种；

氮和磷的去除率效率不高，且水位变化运作增加了耗能；

工艺采用间歇运行方式，自动化控制能力需求强；

该工艺缺乏成熟的科学依据、优化的控制方法和运行经验等，很多设计单位和公司对其工艺性能了解很片面，需对工艺进行运行效果和参数分析^[12]。

1.2生物膜法

生物膜法是对土壤自净过程的人工强化，通过在曝气池中投放天然或者人工填料，使微生物在填料表面富集和生长，形成膜状，故被称为生物膜法，污水与生物膜接触后得到净化。生物膜法主要包括生物滤池、生物接触氧化、生物转盘等形式^[13-14]。

优点：抗冲击负荷、耐低温、出水SS浓度较低、运行费用低、污泥产生量少、可实现污水的深度处理^[15]。

缺点：占地面积大、基建费用高、填料易堵塞、卫生条件较差、维护管理较复杂、不宜处理水量较大的污水等。

1.3 处理工艺各参数对比

表1-1工艺对比表

综上所述，根据设计污水处理厂的水量，污水的水质状况，排水要求以及城镇的自然条件等，最终选择Carrousel-2000型氧化沟工艺。

1.4消毒池

消毒池是为了除去水中病菌等微生物。为了达到更好的处理效果，在污水处理最后设置一道消毒工艺。常用消毒剂如下表。

表1-2 消毒方式比较

1.5污泥处理工艺

处理厂在治污过程中会形成很多污泥，含水率在95%～99%甚至以上。一部分污泥来自初沉池，含水率在97%左右，一部分污泥来自二沉池，含水率一般在99%以上，因此污水处理厂必须对污泥进行有效的处理，如何资源化这些污泥日益重要。

由于污泥其水分含量高，体积庞大，必须对其浓缩和脱水。且其性质不稳定，其含有的有机物容易发臭，所以也需要解决污泥的问题。所以对于污泥的处理即要求“无害，量少，稳定，回收利用”。

因此本污水处理厂设计采用浓缩→稳定→脱水的方法，最终将污泥转化成泥饼然后运出填埋或者烧结成砖。

污泥处理是对污泥进行减量化、稳定化和无害化处理的过程。污水处理程度越高，就会产生越多的污泥残余物需要加以处理。除非是利用土地处理或污水塘处理污水，否则一般的污水处理厂必须设有污泥处理设施。对现代化的污水处理厂而言，污泥的处理与处置已成为污水处理系统运行中最复杂、且花费最高的一部分。

1.6工艺流程图

2. 污水处理设计计算

2.1设计水量

Q_平均=52400m³/d=2183m³/h=0.6m³/s

生活污水的总变化系数K_总取1.2

Q_设计=Q_max=K_总Q_平均

Q_设计=Q_max=62880m³/d=0.72m³/s

2.2进水水质计算

生活污水：

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