1、1 設計任務及概況11.1 設計任務及依據11.1.1 設計任務11.1.2 設計依據及原則21.1.3設計范圍21.2設計水量及水質21.2.1設計水量21.2.2設計水質3 2 工藝設計方案的確定32.1方案確定的原則32.2污水處理工藝流程的確定32.2.1廠址及地形資料32.2.2氣象及水文資料42.2.3可行性方案的確定43污水處理工藝流程選擇的依據和原則43. 1污水處理級別的確定43. 2工藝流程選擇應考慮的技術因素53. 3工藝流程選擇的原則54污水處理工藝流程的比較和選擇方法2、3、4、554. 1技術比較65中小規模城市污水廠處理工藝流程選擇6、7、895. 1根據進水有機

2、物負荷選擇處理工藝95. 2根據處理級別選擇處理工藝95. 3根據回用要求選擇處理工藝95. 4根據氣候條件選擇處理工藝105. 5根據占地面積選擇處理工藝105. 6根據基建投資選擇處理工藝105. 7根據運行費用選擇處理工藝115. 8污泥處理115.9工藝流程方案的確定136格柵的計算151 設計任務及概況1.1 設計任務及依據1.1.1 設計任務 城市污水處理廠初步設計 1.1.2 設計依據及原則 1.1.2.1 設計依據給水排水工程與環境工程 ，給排水設計規范，污水處理廠工藝設計手冊水處理工程技術。1.1.2.2 設計原則(1)執行國家關于環境保護的政策，符合國家地方的有關法規、規范

3、和標準； (2)采用先進可靠的處理工藝，確保經過處理后的污水能達到排放標準； (3)采用成熟 、高效、優質的設備，并設計較好的自控水平，以方便運行管理； (4)全面規劃、合理布局、整體協調，使污水處理工程與周圍環境協調一致；(5)妥善處理污水凈化過程中產生的污泥固體物，以免造成二次污染；(6)綜合考慮環境、經濟和社會效益，在保證出水達標的前提下，盡量減少工程投資和運行費用。 1.1.3設計范圍設計二級污水處理廠，進行工藝初步設計。1.2設計水量及水質1.2.1設計水量污水的平均處理量為=7920=91.67；污水的最大處理量為Qmax=7920=91.67；污水的最小處理量為，總變化系數取為1

4、.62（采用內插法求得）。 生活污水量總變化系數 表1-1平均日流量（L/S）461015254070120200400750K總2.31.2.2設計水質設計水質如表1.1所示。表1.1 設計水質情況 項 目懸浮物 PH入水（）1802006.57.2出水（）25306.57.2去除率（%）87.5852 工藝設計方案的確定2.1方案確定的原則(1)采用先進、穩妥的處理工藝，經濟合理，安全可靠。(2)合理布局，投資低，占地少。(3)降低能耗和處理成本。(4)綜合利用，無二次污染。 (5)綜合國情，提高自動化管理水平。2.2污水處理工藝流程的確定2.2.1廠址及地形資料該城鎮污水處理廠廠址位于某

5、市西北部。廠址所在地區地勢比較平坦。污水處理廠所在地區地面平均標高為40.50米。地震基本烈度為VI度。2.2.2氣象及水文資料某城鎮多年平均溫度最高為21.7，最低為-3.2，平均降水量為602mm/a，夏季主導風向東北風，最冷平均氣溫-15.8，最熱平均氣溫35.7，墾殖土小于0.6，地面凍結深度0.58m ，地下水質呈堿性無侵蝕，土壤承壓力為1.5kg/cm2。2.2.3可行性方案的確定城市污水的生物處理技術是以污水中含有的污染物作為營養源，利用微生物的代謝作用使污染物降解，它是城市污水處理的主要手段，是水資源可持續發展的重要保證。城市二級污水處理廠常用的方法有：傳統活性污泥法、AB法、

6、氧化溝法、SBR法等等。城市污水二級及二級強化處理一般以好氧生物處理為主, 好氧處理可分為活性污泥法和生物膜法兩大類。活性污泥法是利用河川自凈原理, 人工創建的生化凈化污水處理方法。中小規模城市污水廠適用的方法主要有AB 法、SBR 法、氧化溝法、AO 法、 A 2O 法、水解好氧法等。生物膜法是利用土壤自凈原理發展起來的, 通過附著在各種載體上的生物膜來處理污水的好氧生物處理法, 主要包括生物轉盤、生物濾池和生物接觸氧化法等工藝。3污水處理工藝流程選擇的依據和原則3. 1污水處理級別的確定選擇污水處理工藝流程時首先應按受納水體的性質確定出水水質要求, 并依此確定處理級別, 排水應達到國家排放

7、標準(GB8978- 1996)。設市城市和重點流域及水資源保護區的建制鎮必須建設二級污水處理設施; 受納水體為封閉或半封閉水體時, 為防治富營養化, 城市污水應進行二級強化處理, 可先行一級強化處理, 分期實現二級處理。3. 2工藝流程選擇應考慮的技術因素處理規模; 進水水質特性, 重點考慮有機物負荷、出水水質要求, 重點考慮對的要求以及回用要求; 各種污染物的去除率; 氣候等自然條件, 北方地區應考慮低溫條件下穩定運行; 污泥的特性和用途,工藝流程選擇應考慮的技術經濟因素批準的占地面積, 征地價格; 基建投資; 運行成本; 自動化水平, 操作難易程度, 當地運行管理能力。3. 3工藝流程選

8、擇的原則保證出水水質達到要求; 處理效果穩定, 技術成熟可靠、先進適用; 降低基建投資和運行費用, 節省電耗; 減小占地面積; 運行管理方便, 運轉靈活; 污泥需達到穩定; 適應當地的具體情況; 可積極穩妥地選用污水處理新技術。4污水處理工藝流程的比較和選擇方法2、3、4、5在選定污水處理工藝流程時可以采用下面介紹的一種或幾種比較方法。4. 1技術比較在方案初選時可以采用定性的技術比較, 城市污水處理工藝應根據處理規模、水質特性、排放方式和水質要求、受納水體的環境功能以及當地的用地、氣候、經濟等實際情況和要求, 經全面的技術比較和初步經濟比較后優選確定。方案選擇比較時需要考慮的主要技術經濟指標

9、包括: 處理單位水量投資、削減單位污染物投資、處理單位水量電耗和成本、削減單位污染物電耗和成本、占地面積、運行性能可靠性、管理維護難易程度、總體環境效益等。定性比較時可以采用有定論的結論和經驗值等, 而不必進行詳細計算。幾種常用生物處理方法的比較見表2。(1)4. 2經濟比較在選定最終采用的工藝流程時, 應選擇2 3 種工藝流程進行全面的定量化的經濟比較。可以采用年成本法或凈現值法進行比較。4. 2. 1年成本法。將各方案的基建投資和年經營費用按標準投資收益率, 考慮復利因素后, 換算成使用年限內每年年末等額償付的成本- 年成本, 比較年成本最低者為經濟可取的方案。4. 2. 2凈現值法。將工

10、程使用整個年限內的收益和成本(包括投資和經營費) 按照適當的貼現率折算為基準年的現值, 收益與成本現行總值的差額即凈現值, 凈現值大的方案較優。4. 2. 3多目標決策法。多目標決策是根據模糊決策的概念, 采用定性和定量相結合的系統評價法。按工程特點確定評價指標, 一般可以采用5 分制評分, 效益最好的為5 分, 最差的為1 分。同時, 按評價指標的重要性進行級差量化處理(加權) , 分為極重要、很重要、重要、應考慮、意義不大五級。取意義不大權重為1 級, 依次按2n- 1 進級, 再按加權數算出評價總分, 總分最高的為多目標系統的最佳方案。評價指標項目及權重應根據項目具體情況合理確定。例如確

11、定某城市污水處理廠工藝流程時采用了表2 所示的評價指標及權重2進行工藝流程選擇時, 可以先根據污水處理廠的建設規模, 進水水質特點和排放所要求的處理程度, 排除不適用的處理工藝, 初選2 3 種流程, 然后再針對初選的處理工藝進行全面的技術經濟對比后確定最終的工藝流程。5中小規模城市污水廠處理工藝流程選擇6、7、85. 1根據進水有機物負荷選擇處理工藝進水BOD5 負荷較高(如> 250m g.L ) 或生化性能較差時, 可以采用AB 法或水解- 生物接觸氧化法、水解- SBR 法等; 進水BOD5 負荷較低時可以采用SBR 法或常規活性污泥法等。5. 2根據處理級別選擇處理工藝二級處理

12、工藝可選用氧化溝法、SBR 法、水解好氧法、AB 法和生物濾池法等成熟工藝技術, 也可選用常規活性污泥法; 二級強化處理要求除磷脫氮, 工藝流程除可以選用AO 法、A 2O 法外, 也可選用具有除磷脫氮效果的氧化溝法、CA SS 法和水解- 接觸氧化法等; 在投資有限的非重點流域縣城, 可以先建設一級強化處理廠, 采用水解工藝、生物絮凝吸附(即AB 法的A 段) 和混凝沉淀等物化強化一級處理, 待資金等條件成熟后再續建后續生物處理工藝, 形成水解好氧法、AB 法等完整工藝。5. 3根據回用要求選擇處理工藝嚴重缺水地區要求污水回用率較高, 應選擇 BOD5 和SS 去除率高的污水處理工藝, 例如

13、采用氧化溝或SBR 工藝, 使BOD5 和SS 均達到20m g.L 以下甚至更低, 則回用處理只需要直接過濾就可以達到生活雜用水標準, 整個污水處理及回用廠流程非常簡捷、經濟。5. 4根據氣候條件選擇處理工藝冰凍期長的寒冷地區應選用水下曝氣裝置, 而不宜采用表面曝氣; 生物處理設施需建在室內時, 應采用占地面積小的工藝, 如UN ITAN K 等; 水解池對水溫變化有較好的適應性, 在低水溫條件下運行穩定, 北方寒冷地區可選擇水解池作為預處理; 較溫暖的地區可選擇各種氧化溝和SBR 法。5. 5根據占地面積選擇處理工藝地價貴、用地緊張的地區可采用SBR 工藝(尤其是UN TAN K) ; 在

14、有條件的地區可利用荒地、閑地等可利用的條件, 采用各種類型的土地處理和穩定塘等自然凈化技術, 但在北方寒冷地區不宜采用。用水解池作為穩定塘的預處理, 可以改善污水的生化性能, 減小穩定塘的面積。5. 6根據基建投資選擇處理工藝為了節省投資, 應盡量采用國內成熟的, 設備國產化率較高的工藝。基建投資較小的處理工藝有水解- SBR 法、 SBR 法及其變型、水解- 活性污泥法等。用水解池作預處理可以提高對有機物的去除率, 并改善后續二級處理構筑物污水的生化性能, 可使總的停留時間比常規法少30%。采用水解- 好氧處理工藝高效節能, 其出水水質優于常規活性污泥法。氧化溝法在用于以去除碳源污染物為目的

15、二級處理時, 與各種活性污泥法相比, 優勢不明顯, 但用于還須去除氮磷的二級強化處理時, 則投資和運行費用明顯降低。5. 7根據運行費用選擇處理工藝節省運行費用的途徑有降低電耗、減少污泥量、減少操作管理人員等。電耗較低的流程有自然凈化、氧化溝、生物濾池、水解好氧法等, 污泥量較少的有氧化溝和SBR 等, 自動化程度高、管理簡單的流程有SBR 等。綜合比較, 在基建費相當的條件下, 運行費用較低的處理方法有氧化溝、SBR、水解好氧法等。5. 8污泥處理中小規模城市污水處理廠產生的污泥可進行堆肥處理和綜合利用, 采用延時曝氣的氧化溝法、SBR 法等技術的污水處理設施, 污泥需達到穩定化。本次設計對

16、污泥工藝不做考慮。 下面對傳統活性污泥法和SBR法兩種方案進行比較（工藝流程見圖2.1,2.2），以便確定污水的處理工藝。傳統活性污泥法的方案特點：(1)工藝成熟，管理運行經驗豐富；(2)曝氣時間長,吸附量大,去除效率高9095%；(3)運行可靠，出水水質穩定；(4)污泥顆粒大，易沉降;(5)不適于水質變化大的水質；(6對氮、磷的處理程度不高；(7)污泥需進行厭氧消化，可以回收部分能源；SBR法的方案特點：(1)處理流程簡單，構筑物少，可不設沉淀池；(2)處理效果好，不僅能去除有機物，還能有效地進行生物脫氮；(3)占地面積小，造價低；(4)污泥沉降效果好；(5)自動化程度高，基建投資大；(6)

17、適合于中小水量的污水處理工藝圖2.1 傳統活性污泥法圖2.2 SBR法從上面的對比中我們可以得到如下結論：從工藝技術角度考慮，普通曝氣法和SBR法出水指標均能滿足設計要求。但是，SBR法對自動化控制程度要求較高且處理規模一般小于10萬立方米/天，這與實際情況不符（污水廠自動化水平不高且本設計規模屬大型污水處理廠）。故普通曝氣法更適合于本設計對污水進、出水水質的要求（水質變化小），故可行性研究推薦采用普通曝氣法為污水處理廠的工藝方案。5.9工藝流程方案的確定 SBR法是間歇式活性污泥法或序批式活性污泥法的簡稱，相對于傳統活性污泥法，SBR法工藝是一種正處于發展、完善階段的技術，因為從SBR法的再

18、次興起直至應用到今天只不過十幾年的歷史，許多研究工作剛剛起步，缺乏科學的設計依據和方法以及成熟的運行管理經驗。SBR法現階段在基礎研究方面、實踐應用方面、工程設計方面仍存在問題。例如：SBR的適宜規模、合理的設計和運行參數的選擇，建立完整的運行維護和管理方法，運行模式的選擇于設計方法脫節等等。污水工藝流程的確定主要依據污水水量、水質及變化規律，以及對出水水質和對污泥的處理要求來確定。本著上述原則，本設計選傳統活性污泥法作為污水處理工藝。方案如下：污水 格柵 沉砂池 初次沉淀池 曝氣池 6格柵的計算 (1) 柵條間隙數 式中：柵條間隙數，個； 最大設計流量，=0.15；格柵傾角，取= 60；柵條間隙， ，取=20；柵前水深，取=0.2；過柵流速，取=0.9；生活污水流量總