10万方污水处理厂的初步设计(编辑修改稿)

10万方污水处理厂的初步设计(编辑修改稿)内容摘要：

83。 41 高程布置 41 高程布置原则 41 高程布置规划 42 结 论 43 参考文献 44 致 谢 46 湖北民族学院学士学位论文 1 1 总 论 项目提出的背景及投资的必要性 据统计 ，我国 目前共有大中小 城市 600 余座 ，其中 400 多个城市存在资源型或水质型缺水，有 110 个城市 属于 严重缺水，大部分在我国北方及西北半干旱 、干旱地区 [1]。 A 城市是我国 西北部重点建设 城市之一，工业及生活用水以地下水源为主。 近 年来随着 A 城市工业化及城市化的迅速发展， 由各类工厂以及生活排放的污水 量 逐渐增长， 该市的水环境污染问题也日趋严重。 流经市区的 B 河均受到较为 严重的污染。 由 2020 年 5月实测的数据可以得出， 取自 B河断面 BOD5高达148mg/L,COD 高达 300mg/L， SS 高达 147mg/L,NH3— N 高达 ,PO4— P 高达[2]。 分别高出《中华人民共和国国家标准 —— 污水综合排放标准》（ GB8978— 1996）中的一级排放标准的 倍 、 5倍 、 倍、 倍、 倍 [3]。 地面水体的污染也间接的污染了市区的浅层地下水，从而 危及市区 28万人口的生活用水和工业用水。 该市地面水污染问题在一定程度上限制了 A 市的工业发展和城市化的进程。 按地面水使用目标和保护目标，该市的发展将受到用水的制约。 为实现该市走可持续发展的道路，实现环境与经济的同步发展，实现 A 市及区域河流水质达到国家 规定的 相关目标，该市 建立 A城市污水处理厂 [4]。 A 城市环境条件的基本概括 [5] 自然地理 (1) 地理位置 A 市 地处 中华人民 共和国 的中西结合 部 ， 地跨东经 108176。 23′12″～ 110176。 38′08″，北纬 29176。 07′10″～ 31176。 24′13″， 位于 湖北省 西南部，东西宽 为 220 公里 ， 南北长 为 260公里。 全市管辖总面积 万平方公里 ， 总人口 380 万， 市 区 面积 3995 平方千米。 (2) 地形地貌 A 市 地处我 国阶梯状地形的第二阶梯东缘，云贵高原东延武陵山余脉与大巴山之间 ， 平均海拔高度 1000 米左右，海拔 1200 米以上的地区占总面积的 %， 海拔 800～ l200 米的地区占总面积的 %， 海拔 800 米以下的地区占总面积的 27%境内地形复杂 ， 具有多种特殊类型的地貌 ， 大河、小溪呈树枝状展布 ， 整个地势湖北民族学院学士学位论文 2 呈西北、东北部高，中部相对较低的状态，地貌基本特征是：阶梯状地貌发育。 因受新构造运动间歇活动的影响，大面积隆起成山，局部断陷、沉积形成多级夷面与山问河谷断陷盆地。 气象水文 (1) 气象气候 A 市区 海拔 800～ 1200 米的 ，属于 温和湿润的中山气候， 该气候的显著特征是冬长夏短，春迟秋早。 年平均气温为 12℃ ～ 14℃ ，最冷月平均气温在 1℃ ～ ℃ ，大于 10℃ 的活动积温为 3600℃ ～ 4300℃ ，年降水量 l200～ l400 毫米左右，相对湿度平均 值 为 82%～ 83%左右。 日照时数年平均 值 为 1160～ 1600 小时，日照百 分率26%～ 37%之间。 从季节的分布看，冬季 日照时数 最少，每月几乎都低于 100 小时，春季每月接近 100小时，夏季日照 时数 较 丰富，各月日照在 120～ 230小时 ，是冬季的 2～ 3 倍，人秋后日照逐渐下降，仅 9月和 l0月仍保持在 100 小时以上。 (2) 水文及水质地质 B 河 与 长江平行，曲折东流，河长 423 千米，总落 差 1430 米。 按河谷地形及河道特性，划分为上游、中游、下游三 个区 段。 上游段长约 153 千米，属高山河型，总落差 1070 米，占干流总落差的 75%，平均比降 ‰ ，一般枯水面宽约 50～70 米 ， 集水面积约 3700 平方千米。 中游段 长约 160千米，总落差约 280 米，平均比降为 ‰ ， 在中游段 河道 大部分流经深山峡谷 ， 两岸陡坡 可 以 达 到 60176。 ～80176。 ， 属山地河型。 河床一般为岩石，覆盖层多为卵石，枯水期河宽一般为 10～60 米 ，水深 平均 为 ， 集水面积约 9800 平方千米。 下游段，长约 110 千米，属半山地河型 ， 总落差 约 80 米，河床平均比降 ‰ ， 集水面积 3500 平方千米。 A 城市污水排放现状 A 城市污水排放量 (1) 生活污水量现状 该市市区用水人口数约为 28 万人，生活用水量标准现状值为 250L/(人 d)，生活用水排放系数为 ，则 日 总 排放 生活污水量为 Q1= 28 =(万m3/d)。 (2) 工业废水水量现状 据该市市区近 35 个主要企业的工业用水量及排放 工业 废水量调查统计，总工湖北民族学院学士学位论文 3 业废水年排放量 约 为 1570 万 m3，则日总排放 污水 量为 Q2=1570247。 365=(万m3/d)。 (3) 城市混合污水水量现状 该市污水日排放总量为 maxQ = Q1+ Q2=+≈ 10(万 m3/d)。 A 城市污水水质现状 该市区的污水将近完全的直接排放入 B 河流。 从 B 河流勘测取得水样分析 得出， B 河断面 污水水质现状 如 表 表 B 河道混合污水水质现状表 BOD5（ mg/L） COD（ mg/L） SS（ mg/L） NH3— N（ mg/L） PO4— P（ mg/L） B 河污水水质 148 300 147 污水处理厂的设计任务与治理目标 污水处理厂设计任务 根据 A 城市污水排放量现状，污水日排放量为 万 m3/d，因综合考虑到 A城市正处于发展阶段及其相关经济制约问题，最终将 A 城市污水处理厂的规模确定为 10万 m3/d，且一次性建设完成。 该项工程设计的内容包括如下： (1) 细化 污水处理 工艺流程 (2) 选定 污水处理设备 参数 (3) 给出污水处理工艺相关 计算 (4) 绘制复合规范的工程设计图 (5) 编制设计说明书 污水处理厂进出水的水质指标 该污水处理厂处理目标是 B 河河水在流出该市时达到 《中华人民共和国国家标准 —— 污水综合排放标准》（ GB8978— 1996）中的一级排放标准。 污水处理厂进、出水水质如表 表 污水处理厂进出水水质表 BOD5 COD SS NH3— N PO4— P 进水水质（ mg/L） 出水水质（ mg/L） 去除率 （ %） 148 20 ≥ 300 60 ≥ 80 147 20 ≥ 15 ≥ ≥ 设计要求 污水处理厂的建设依据 [6] 湖北民族学院学士学位论文 4 (1) 《 中华人民共和国环境保护法 》； (2) 《 中 华人民共和国国家标准 —— 污水综合排放标准 》 (GB8978— 1996)； (3) 《 城镇污水处理厂污染物排放标准 》 (GB18918— 2020) (4) 《 室外排水设计规范 》 (GBJ14— 87)； (5) 《 给水排水制图标准 》 (GB/T50106— 2020)； (6) 《 总图制图标准 》 (GB/T50103— 2020)； (7) 《 建筑制图标准 》 (GB/T50104— 2020)； (8) 《 建筑结构制图标准 》 (GB/T50105— 2020)； 污水处理厂的建设原则 [7] (1) 污水处理厂的整个设计过 程应 严格执行国家有关环境保护的各项 法律和法规。 (2) 污水处理厂的设计应符合适用的要求。 首先 ， 必须确保污水厂处理后污水达到规定的排放标准。 然后，考虑现实的经济和技术条件，以及当地的具体施工条件，在可能的基础上，选择处理工艺流程，构筑物形式，主要设备设计标准和数据等。 (3) 污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠，设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件，如水质水量资料、同类工程在资料。 按照工程处理要求，全面的分析各种因素，选择好各个设计数据，保证必要的安全系数。 对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用既要积 极又要慎重。 (4) 污水处理厂的设计应当力求技术合理，在达到治理要求的前提下，应优先选择基于投资和运行费用少、运行管理简便的先进的工艺。 (5) 污水处理厂设计必须符合经济的要求。 污水处理工程方案设计完成后，总体布置、单体设计及消毒药剂选用等尽可能采取合理措施，以降低工程造价和运行管理费用。 (6) 污水处理厂在经济条件允许的条件下，用注重 流程布局合理，整体感强，外观装饰美观大方，环境绿化优美。 湖北民族学院学士学位论文 5 2 A 城市污水处理工艺流程及说明 污水处理工艺方案的分析 AB 法 （ Adsorption Bioderadation） 该法由德国 Bohuke 教授开发。 AB(Adsorption Bioderadation)工艺是吸附 — 生物降解工艺的简称，是在常规活性污泥法和两段活性污泥法的基础上发展起来的工艺。 目前已普遍用于欧洲。 我国已成功 的 用于泰安、深圳、新疆等污水处理厂。 典型的 AB 工艺可以看成是一种改进的二级生物处理技术。 典型 AB 工艺 流程如图[8] 图 AB 工艺典型流程图 AB工艺中的 A段为高负荷的生物吸附段，通常污泥负荷＞ 2kgBOD/(kgMLSS d),利用活性污泥的吸附 、絮 凝能力将污泥中的有机物吸附于活性污泥上，进而将其部分降解，产生的污泥在后置的 A 段沉淀池中被分离后排出。 A段中以常规活性污泥法的 30%需氧量的低能耗除去 50%～ 60%有机物。 B 段为低负荷段，污泥负荷量通常为 （ kgMLSS d）运行，以保证较高的处理效率， BOD 去除效率达 90%～98%， A段可根据污水水质，采用好样或缺氧运行方式。 AB 法尽管有节能 、不需设初沉池、能降解有机废水等 优点，但不适合低浓度水质， 且 AB法 不能较好适用于脱氮除磷 [9]。 SBR 法 （ Sequencing Batch Reactor） SBR 法早在 20 世纪初已开发，由于人工管理繁琐 未 予 以 推广 ，大都处于研究阶段。 SBR 即序批式活性污泥法的简称 ， 是一种按间歇曝气方式来运行的一种改良的活性污泥法 ,其主要特征是运行上的有序和间歇操作 [10]。 SBR 是一种应用范围较广的新型工艺，随着工程应用发展的需要，不断开发出一些新的形式。 SBR 反应池集均化、初沉、生物降解、沉淀等功能于一体 ， 它的操作模式由进水、反应、沉淀、出水和待机等 五 个基本过程组成 ，常有四个或三个池子构成一组，轮流运作，一池一池的间歇运行，故又称 序批式活性污泥法 [11]。 比较典型的 SBR 法工艺流程如图 湖北民族学院学士学位论文 6 图 SBR 工艺典型流程图 这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需要二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的 [12]。 但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用 滗水器及控制系统，间歇排水水头损失打，池容的利用率不理想，因此，一般来说并不太适用于城市污水处理厂。 A/A/O 法 （ Anaerobic Anoxic Oxic） A2/O 工艺是 Anaerobic/Anocic/Oxicde 简称，是生物同步除磷脱氮工艺。 由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，故国内 10 年前开发此厌氧 — 缺氧— 好氧组成的工艺 ，现已成功的应用于浙江重镇污水处理厂、通州市污水处理厂、昆明市第五污水处理厂、杭州市七格污水处理厂。 在 A2/O 工艺中，由于不同的环境，不同功能的微生物菌群的有机配合，使其不仅能去除有机物，还能去除污水中的氮和磷。 在厌氧，兼氧条件下，兼性厌氧菌将污水中可生物降 解的有机物转化为低分子中间产物，再在好氧条件下为好氧 菌生物氧化， 特别是部分不可生物降解的有机物在厌氧、兼氧条件下能被开环、断链，提高去除率 [13]。 其典型的工艺流程如图 图 A/A/O 同步脱氮除磷工艺流程图 生物脱氮过程是污水中 各种形态的氮转化为氮气，从水中逸出的过程。 污水在好氧池进行有机氮的氨化和氨氮的硝化等反应，然后在厌氧池、兼性池硝基氮还原成氮气，从水中逸出，从而达到除氮的目的。 同时，好氧池中的微生物可以在他们的细胞内大量吸收、积贮超过细胞合成所需要的磷，然后在厌氧池将积贮湖北民族学院学士学位论文 7 的磷酸盐释放出来。 通过对微生物的这种过剩摄取和释放磷的 控制，排出系统中的剩余污泥，达到除磷的目的。 该工艺具有以下显著的优点 [14]：①工艺稳定，设计参数成熟；②有机物去除效率高，出水水质好；③良好的脱氮除磷效果；④污泥沉降性能好，污泥中含磷量高，一般＞ %； ⑤反硝化池不 需要外加碳源，还可以减轻后续好氧池的有机负荷，降低了运行费用，优 于其他工艺。 奥贝尔 （ Orbal） 氧化沟工艺 奥贝尔 氧 化沟 工艺是以活性污泥法为基础的一种污水处理工艺，它由 三 个环形沟渠组成，使用一种带方向控制的曝气和搅拌装置，向污水和混合液中充氧，同时也向混合液传递水平速度，使 混合液在氧化沟内流动。 它既具有完全混合式，又具有推流式的特征，氧化沟的曝气点装置按点交替分布，因而在沟内形成好氧和兼氧交替出现的状态，这种环境可以发挥各内微生物的特性，可进行碳源代谢、硝化、反硝化生物脱氮、除磷等生物化学过程。 其典型的工艺流程如图 图 奥贝尔氧化沟工艺流。