城市污水处理厂设计毕业设计.doc

青岛理工大学毕业设计（论文）用纸
摘 要
本次毕业设计的题目为山东省B市城市污水处理厂设计，主要任务是对污水处理厂一期工程进行设计，掌握工程设计的基本步骤，掌握城市污水处理工艺设计、厂区平面布置以及各处理单元构筑物设计计算的基本方法。
污水处理厂三期的总处理规模为4.5万吨/日。进水水质：CODCr：550mg/L，BOD5：250mg/L，SS：280mg/L，NH3-N：46mg/L，TN：58mg/L，TP：6.5mg/L。要求处理后水质达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级 A 标准的要求：CODCr≤50mg/L，BOD5 ≤10mg/L，SS≤10mg/L，NH3-N≤5mg/L，TP≤0.5mg/L。 本设计根据其进水水质、水量及出水情况，分析比较了各种污水处理工艺，确定该污水处理厂采用倒置的A/A/O工艺，该工艺具有处理效果好，出水水质稳定，运行管理方便，基建与运行费用低等特点。产生的污泥经浓缩、脱水后外运。
主要设计内容包括：污水处理工艺选择及各工艺单元的设计(包括工艺流程的确定及各单体构筑物的设计)；污泥处理工艺设计(包括工艺流程的确定及各单体构筑物的设计)；污水处理厂的平面及高程布置(包括污水处理厂处理构筑物和辅助构筑物的平面图及高程图的绘制)。

关键词：污水处理，倒置A/A/O工艺，污泥处理，平面布置，高程布置

ABSTRACT
The graduation design topic is to design B city’s wastewater treatment plant of SHANDONG . The main task is to design the wastewater treatment plant’s first project,master the basic steps in engineering design and the city wastewater treatment process design, factory layout and each processing unit to build a basic method in design and calculation.
The total construction scale of the first project is 100000 m3/d; The original water: CODCr:550mg/L, BOD5:250mg/L; SS:280mg/L; NH3-N: 46mg/L; TN:58mg/L; TP:6.5mg/L for handling the water quality to achieve the country "the urban wastewater treatment plant emissions standards (GB18918-2002) level 1A standard requirements: CODCr less than 50 mg/L, BOD5 less than 10mg/L BOD5, SS less than 10mg/L, NH3-N less than 5mg/L, TP less than 0.5 mg/L.In this paper, according to the feed water quality, water quantity and water situation, analyses and compares the all kinds of wastewater treatment process, determine the sewage treatment plant using the separate inflowing reversed A/A/O process, the process has good effect,stable water quality,easy operation and managment,infrastructure and low operation cost.the sludge is transported out of the plant after concentration and dehydration.
The main design content includes: choosing the wastewater treatment process and the process of design unit (including process flow and the determination of the monomer structures design); The sludge treatment process design, (including process flow and the determination of the monomer structures design); Wastewater treatment plants the plane and elevation layout (including wastewater treatment plant structures and auxiliary structures plan and elevation drawing).
KEY WORDS:wastewater treatment, reversed A/A/O process, suldge treatment, the plane and elevation layout

III

72

目录

前 言 4
第1章 设计任务 6
1.1目的： 6
1.2设计要求 6
1.3污水水质以及出水要求 7
第2章 污水处理方案论证 8
2.1 污水处理等级论证 8
2.1.1 污水可生化性分析 8
2.1.2 污水可生物处理的衡量指标 8
2.1.3 污水处理等级的确定 9
2.2 工艺方案选择原则 10
2.3二级处理工艺 10
2.3.1二级处理工艺方案简述 10
2.3.2 二级处理工艺方案选择 14
2.4 二级处理工艺方案比较 15
2.4.1 方案论述 15
2.4.2比选方案技术比较 16
2.5 污水处理方案确定 16
2.6 污水消毒工艺方案比较 17
2.7 污泥处理构筑物设计说明 18
第3章 污水处理系统设计计算 19
3.1 进出水情况 19
3.1.1 处理负核 19
3.2 粗格栅 20
3.2.1设置 20
3.2.2粗格栅设计计算 20
3.2.3进水泵房 23
3.3 细格栅 23
3.3.1设计流量 23
3.3.2设计参数选择及计算 24
3.4 沉砂池 27
3.4.1沉砂池的作用 27
3.4.2几种常用沉砂池的比较 27
3.4.3沉砂池的选用 28
3.4.4设计计算 28
3.5 初次沉淀池 32
3.5.1 初沉池的选用 32
3.5.2 设计计算 32
3.6 生物反应池 35
3.6.1 池体设计计算 35
3.6.2需氧量计算 37
3.7 二沉池 39
3.7.1设计说明 39
3.7.2设计计算 40
第4章 污泥系统设计计算 48
4.1 重力浓缩池 48
4.1.1污泥量 48
4.1.2设计计算 48
4.2二沉池的采用气浮浓缩 50
4.2.1 剩余污泥量 50
4.2.2气浮浓缩的计算（采用有回流气浮浓缩） 51
4.3.1设计参数 53
4.3.2消化池的主体设计 53
4.5污泥的后浓缩 54
4.5.1 污泥量 54
4.5.2 浓缩池面积 54
4.6 污泥的脱水（采用离心脱水） 55
4.6.1 设计参数 55
4.6.2 设计计算 56
第5章 三级处理部分 58
5.1投药设备 58
5.1.1 溶液池（混凝） 58
5.1.2 溶解池容积 58
5.1.3 溶解池搅拌设备 59
5.1.4 计量投加设备 59
5.2混合设备 60
5.3絮凝设备 60
5.3.1 絮凝池有效容积 60
5.4沉淀 61
5.4.1 设计参数 61
5.4.2 设计计算 61
5.4.3 核算 61
5.6紫外线消毒 62
5.6.1灯管 62
5.6.2 消毒渠设计 63
第6章 高程布置 64
6.1 布置原则 64
6.2 各构筑物的水头损失 66
6.3 污泥系统高程计算 68
结 论 69
参考文献 70
致 谢 71
前 言
当今社会经济技术发展速度日益加快，而与此同时，伴随着工业的发展，环境污染问题日趋严重，其中，水、气、渣三大公害作为主要的污染物，给人们的生活带来了诸多不便。特别是水体污染，表现的极其突出。随着经济技术的迅猛发展，生活水平的提高，人们对生态环境的要求日益提高，这就需要越来越多的污水厂改进工艺技术，提高污水处理后水质，以到达更高的水质排放标准。
城市污水一般由生活污水和工业废水组成，城市污水的水质与城市的规模、生活水平、工业企业的状况及废水处理水平、排水系统的形成及完善程度、气候环境等因素有关。对一些有毒有害工业废水必须进行预处理才能排入城市下水道，以免对城市污水处理系统造成冲击。
城市污水处理程序包括一级处理、二级处理、深度处理及污泥处理，其中的核心部分是二级生化处理。一级处理构筑物主要包括格栅、沉砂池和初次沉淀池，二级处理构筑物主要包括生物池和二沉池。二级处理主要是通过微生物的新陈代谢作用将污水中的大部分有机物转化成CO2和H2O。三级处理是在一级、二级之后，进一步去除难降解的有机物、磷、氮以及能导致水体富营养化的可溶性无机物等，常用方法有混凝沉淀、砂滤法等。污泥处理是污水处理的最后一个环节，在污水处理中占有重要地位，污泥处理主要包括浓缩、消化、脱水等。
活性污泥法一直是城市污水处理的主导工艺，为满足日益严格的环境要求，并降低运行成本，简化管理，许多新技术、新工艺、新设备并被开发出来和推广应用，如：AB工艺，A2/O工艺，常规A2/O工艺、倒置A2/O工艺、SBR工艺、氧化沟及酸化水解与好氧法的串联处理工艺，新工艺的应用大大提高了我国污水处理的总体水平，降低了投资和运行费用，缓和了环保投资严重不足的矛盾。
污水处理厂工艺设计针对水量水质特点，从实际出发，因地制宜，力求做到经济、合理、高效。采用倒置A2/O工艺对该城镇污水经行有效的处理，以达到排放标准。该设计说明书较全面地讲解详细得叙述了该设计方案的选择，主要处理构筑物的设计与计算，污水处理厂平面及高程布置。
本设计将根据国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）进行合理的初步设计。通过毕业设计，我们不仅可以熟悉污水处理厂设计过程，了解了现代污水处理的工艺流程，还培养分析解决问题的能力，树立高度的工作责任感，为今后的学习工作打下坚实的基础。

第1章 设计任务
1.1目的：
根据给定资料完成城镇污水处理工艺的设计，掌握工程设计的基本步骤，掌握城市污水处理工艺选择、各处理构筑物设计、工程制图的基本方法。
设计要求：（1）完成城镇污水处理厂的设计及计算；（2）处理出水指标达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准的要求；（3）完成厂区内污水及雨水管道的设计计算
1.2设计要求
污水处理厂设计平均日流量：45000m3/d，最小时流量：1500m3/h
设计进水水质：CODcr: 550 mg/L; BOD5 : 250mg/L;
SS: 280 mg/L; NH4+-N: 46mg/L; TN: 58mg/L;
pH: 6.5～7.5； TP: 6.5mg/L
设计出水水质：处理出水指标达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准的要求；
污水厂占地总面积5.5ha;
污水厂进水总管水面标高：-3.5m
污水处理厂处地面标高0m，尾水排入下游河道，河道丰水期最高水位-2.7m。
1.3污水水质以及出水要求
名称
CODcr
BOD5
SS
NH4+-N
TN
TP
PH
进水
550mg/l
250mg/l
280mg/l
46mg/l
58mg/l
6.5mg/l
6.5-7.5
出水（一级A标准
50mg/l
10mg/l
10mg/l
5mg/l
15mg/l
0.5mg/l
6-9

第2章 污水处理方案论证
2.1 污水处理等级论证
2.1.1 污水可生化性分析
污水生物处理是以污水中所含污染物作为营养物质，利用微生物的代谢作用使污染物被降解，污水得以净化。因此对污水成分的分析以及判断污水能否采用生物处理是设计污水生物处理工程的前提。
所谓污水可生化性的实质是指污水中所含的污染物通过微生物的生命活动来改变污染物的化学结构，从而改变污染物的化学和物理性能所能到达的程度。研究污染物可生化性的目的在于了解污染物质的分子结构能否在生物作用下分解到环境所允许的结构形态，以及是否有足够快的分解速度。所以对污水进行可生化性研究只研究可否采用生物处理，即使有机污染物被生物污泥吸附而去除也是可以的。因为在停留时间较短的处理设施中，某些物质来不及被分解，允许其随污泥排放处理。事实上，生物处理并不要求将有机物全部分解成CO2、H2O和硝酸盐等，而只要求将水中污染物去除到环境所允许的程度。

2.1.2 污水可生物处理的衡量指标
1. BOD5和COD是污水生物处理过程中最常用的两个水质指标，用BOD5/COD值评价污水的可生化性是广泛采用的一种最为建议的方法，一般情况下，BOD5/COD值越大，说明污水可生化处理性越好，综合国内外的研究成果，可参照表2-1中所列的数据来评价污水的可生物降解性能。

表2-1 污水可生化性评价参考数据
BOD5/COD
>0.45
0.3~0.45
0.2~0.3
<0.2
可生化性
好
较好
较难
不宜
本工程污水处理厂进水水质BOD5/COD=0.455，属于可生物降解范畴。
2. BOD5/TN
该指标是鉴别能否采用生物脱氮的主要指标，由于反硝化细菌是在分解有机物的过程中进行反硝化脱氮的，在不投加外来碳源条件下，污水中必须有足够的有机物（碳源），才能保证反硝化的顺利进行，一般认为，BOD5/TN≥4，即可认为污水有足够的碳源供反硝化菌利用，本工程设计水质时生物反应池的BOD5/TN=4.3，属于碳源较充足污水。
3.BOD5/TP
该指标是鉴别能否生物除磷的主要指标，一般认为，较高的BOD5负荷可以取得较好的除磷效果，进行生物除磷的低限是BOD5/TP=20，有机基质不同对除磷也有影响。一般低分子易降解的有机物诱导磷释放的能力较强，高分子难降解的有机物诱导磷释放的能力较弱。而磷释放的越充分，其摄取量也就越大，本工程生物反应池进水的BOD5/TP=38.5，可以采用生物除磷工艺。

2.1.3 污水处理等级的确定
污水处理等级应根据污水水质、出水要求等因素进行选择。
根据高新区污水厂的进水水质和出水水质，可知道各项污染物的去除率，如表2-2所示。

表2-2 高新区污水厂设计进、出水水质
指标
进水水质（mg/l）
出水水质（mg/l）
CODCr
550
50
BOD
250
10
SS
280
10
TN
58
15
NH3-N
46
8
TP
6.5
0.5
从上述表格可知，本工程必须采用具有脱氮除磷功能的污水处理工艺，但仅采用常规生物处理，对SS、TP等的去除率远达不到上述要求，还必须在二级生物处理工艺之后增加深度处理系统。

2.2 工艺方案选择原则
B市污水处理厂二期设计规模4.5万吨/d，是一座较大型城市污水处理厂。为了实现污水处理厂高效、稳定运行和节约运行费用及工程投资的目的，我们将依据以下原则对污水处理工艺进行方案比较和选择。
（1）根据原水水质、水量，以及受纳水体的环境容量，选择处理效果好，具有脱氮除磷功能的污水处理工艺。
（2）综合考虑实际情况，采用各种措施，降低工程投资和运行成本。
（3）污水厂平面布置合理，在有限的场地内按最终规模布置，并预留位置，且要使本工程扩建时尽可能减少对已建构、建筑物运行的影响。
（4）污水处理采用的设备和自动控制，力求先进可靠、经济实用，操作管理方便，体现出一流的管理水平。

2.3二级处理工艺
2.3.1二级处理工艺方案简述
根据本工程的特点，选择部分应用于较大型城市污水处理厂具有脱氮除磷功能的污水处理工艺，简述如下：
1.A/A/O法工艺
A/A/O生物除磷脱氮活性污泥法是70年代初由南非和美国等国家研发的废水生物处理新工艺。由于该工艺在去除废水中有机物的同时，具有良好的除磷脱氮效果。因此，到80年代在国外得到很快的发展和广泛应用。
生物脱氮是利用自然界氮的循环原理，采用人工方法予以控制。首先，污水中有机氮可通过细菌对蛋白质的分解和对尿素的水解转化成氨，此即为氨化作用。而后是在好氧条件下，硝化菌将氨氧化成硝态氮（NO3-），这个阶段称为好氧硝化。随后是在缺氧条件下，在反硝化菌作用下，并有外加碳源提供能量，将硝态氮还原成氮气逸出，这阶段称为缺氧反硝化。整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应，反应能量从有机物中获取。
生物除磷则是利用活性污泥中聚磷菌，这种菌的特点是既能贮存磷酸盐，又能贮存碳源（以PHB形式存在），在厌氧条件下，进水中有机物与细菌体内磷酸盐作用，由菌体内磷酸盐分解后提供能量，合成PHB，并放出磷，再好氧条件下，利用体内的PHB，吸收液体中的磷，形成磷酸盐形式贮存在细胞内，因此，生物除磷仅指液相中的磷酸盐转移到细胞中去，所以污泥的含磷量很高，可达8~10%，影响生物除磷的因素是要厌氧条件DO=0，同时要有快速降解COD，即P/COD比值恰当。且希望含磷污泥尽快排除系统，也就是说，污泥泥龄要短，否则泥中的磷又会返回到液体中去。
按照上述原理，在生物脱氮系统前设置一个厌氧池，这样就形成A/A/O的厌氧/缺氧/好氧系统。
A/A/O工艺的污水处理厂已在国内外普遍采用，已成为成熟的经典的处理工艺。
（1）倒置A/A/O工艺
倒置A/A/O工艺改变了以往先将进水中优质碳源满足厌氧除磷的做法，将缺氧区设置在厌氧区之前，取消内回流，增加外回流提高系统污泥浓度并将盐酸盐回流至缺氧段。该工艺不仅具有投资省、费电低、电耗少，而且效率高、运行稳，管理方便，适合老厂改造。同时也存在不足：外回流加大增加了二沉池的固体负荷，对出水水质和二沉池底流浓度有影响；厌氧区能获得的优质碳源不多，除磷效率不高。流程见下图

缺氧
厌氧
二沉池
出水

好氧
进水
外回流R(50~100%)

剩余污泥

图2-1 倒置A/A/O工艺

综上所述，本工程将采用倒置A/A/O工艺作为本工程污水处理备选工艺。
2.MSBR法工艺
MSBR是80年代后期发展起来的技术，目前其中的专利技术归美国芝加哥附近的Aqua Aerobic System，Inc所有。MSBR是连续进水、连续出水的反应器，其中实质是A/A/O系统后接SBR，因此具有A/A/O的生物脱氮除磷功能和SBR的一体化，流程简洁，控制灵活等优点。
MSBR系统的运行原理如下：污水进入厌氧池，回流活性污泥中的聚磷菌在此进行释放磷，然后混合液进入缺氧池进行反硝化，反硝化后的污水进入好氧池，有机物被好氧降解、活性污泥充分吸磷后再进入起沉淀作用的SBR池，澄清后污水排放。此时另一边的SBR的1.5Q回流量的条件下进行反硝化，硝化，或进行静置预沉。回流污泥首先进入浓缩池进行浓缩，上清液直接进入好氧池，而浓缩污泥则进入缺氧池。这样一方面可以进行反硝化，另一方面可先硝化掉回流浓缩污泥中的溶解氧和硝酸盐，为随后进行的厌氧放磷提供更为有利的条件。在好氧池与缺氧池之间有1.5Q的回流量，以便进行充分的反硝化。
由其工作原理可以看出，MSBR是同时进行生物除磷脱氮的污水处理工艺。
3.MBBR工艺
MBBR工艺是将活性污泥法语生物膜法相结合，向生物池投加填料，进行除磷脱氮，利用系统中的活性污泥来除碳、除磷和反硝化脱氮，利用系统中的生物膜来进行硝化。
MBBR的原理是通过想反应池投加一定的悬浮填料，提高了生物量及生物种类，从而提高了反应池的处理效率。
生物反应池采用采用“缺氧A-厌氧A-好氧O”的工艺布置形式，由于缺氧段前置，反硝化菌优先利用进水有机物为碳源进行反硝化，达到脱氮的目的。在厌氧段聚磷菌进行厌氧释磷，在好氧段完成有机物的降解，硝化和吸磷过程。在好氧段后部投加的悬浮填料在好氧和低有机物的环境条件下可以富集大量的硝化菌，强化了工艺的硝化功能。使活性污泥和生物膜系统可以发挥出各自的优势，实现了功能上的合理分工。由于好氧池后部的悬浮填料内外均具有不同的生物种类，内部生长厌氧菌或兼氧菌，外部富集大量的硝化菌，使每一个填料成为微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，提高处理效果；特别是使工艺中的硝化菌始终处于良好的生长环境中，不参与活性污泥的回流和排泥，从而使活性污泥的泥龄可以根据除磷脱氮的需要进行控制。
该工艺生化反应池由前段缺氧段、厌氧段与后段好氧段串联组成。初沉池出水与二沉池的回流污泥依次进入反应池缺氧段、厌氧段，并借助水下推进式搅拌器的作用使其混合。回流污泥中的NO2-N及NO3-N在缺氧状态下在反硝化菌作用下，被还原成氮气释放，完成脱氮要求，并且消除了硝酸盐对厌氧段的影响，提高了除磷效果。聚磷菌在厌氧段可吸收去除一部分有机物，同时释放出大量的磷。然后混合液进入好氧段，污水中的有机物在其中得到氧化分解，同时聚磷菌摄取污水中比在厌氧条件下所释放的更多的磷，最终通过排放高磷剩余污泥而使污水中的磷得到去除。全部污泥均经历了完整的释磷、吸磷过程，提高了除磷效果。
在好氧段后部投加悬浮填料来增加污泥浓度，可以减少好氧段的池容；且由于生物膜固着生长的特点，它有利于增长速率低、时代时间长的硝化细菌群优势生长，可减少因泥龄太小而对硝化反应所产生的负面影响，又可充分利用生物膜法的优点，在现有曝气池中实现硝化反应，同时可能实现局部缺氧、厌氧的微环境，为同步硝化反硝化创造条件，提高系统对总氮的去除。
在本工艺中，活性污泥与生物膜同时对有机物污染物起降解作用。悬浮选料是生物池内的重要元件，填料的技术特征通过比表面积、孔隙度和密度等参数表征。生物膜对有机污染物的降解去除，起作用的是生物膜的量和生物膜的表面面积，尤其以后者更为重要。填料之间应保持一定的孔隙度，以保证充足的氧供应。填料之间的空间是固（生物膜）、液（污水）、气（空气）三项接触的部位，是氧向污水中转移的重要部位。填料的孔隙度和比表面积是相互矛盾的两个方面，孔隙度高，比表面积必然减少，提高比表面积，填料间的孔隙度必然降低，因此孔隙度不宜过高，也不宜过低，适度为好。
在相同污染负荷的条件下，生物处理池约占常规生物池的30%~50%。
2.3.2 二级处理工艺方案选择
根据方案选择原则，拟从上述3个常用污水处理工艺中选择几个较适合本工程特点的备选方案进行详细的技术经济比较。上述3个污水处理工艺主要技术指标比较见下表。

表2-3 污水处理工艺主要技术指标比较表
比较项目
A/A/O法
MSBR法
MBBR法
占地面积
一般
较小
较小
进水变化适应性
较强
较差
较强
运行管理方便性
方便
较复杂
一般
工程应用成熟性
很成熟
较成熟
较成熟
浓度高污水适应性
适应
较适应
适应
工艺主要特点
鼓风曝气，带初沉池的除磷脱氮活性污泥法
集约式，连续进出水的改良SBR工艺
活性污泥法和膜法结合

从上述比较中可以看出，A/A/O法工艺具有工程应用成熟、运行管理方便、进水变化适应性强等特点；MSBR法工艺采用集约化布置，具有占地面积小的优点；MBBR工艺师活性污泥法和膜法相结合的处理工艺，兼具两者的特点。
考虑到A/A/O工艺实际运行效果较好，且污水厂已经积累了一定运行管理经验，故选择A/A/O法以及MBBR两个工艺，作为本工程的污水处理比较方案。
2.4 二级处理工艺方案比较
2.4.1 方案论述
1.方案一：A/A/O法工艺
在本工程方案中，由于进水水质浓度高，故仍需设置初沉池，对污水先进行一级处理，以降低污水中SS值。A/A/O生物反应池采用多点进水方式，调节厌氧池和缺氧池的进水比例；运行方式可按传统的A/A/O工艺、改良的A/A/O工艺及倒置A/A/O工艺三种方式运行，以适应不同进水水质、不同季节情况下的需要。
2.方案二：MBBR工艺
MBBR工艺是一种在传统活性污泥的曝气池中投加一定数量的填料组成的复合活性污泥处理系统，该系统可增加曝气池的污泥浓度，提高硝化菌的固着量和抵抗外界环境变化的能力，从而强化系统对COD和氨氮的去除能力。硝化菌属于自养型专性好养细菌，世代时间长，聚磷菌为短泥龄微生物，生物除磷只能通过排放剩余实现。在投加填料活性污泥系统中存在固定相污泥和悬浮相污泥，世代时间较长的硝化菌生长在填料上，不易流失，可克服脱氮除磷泥龄的矛盾。
该工艺常常用在污水厂扩容或升级改造工程，由于MBBR生物池可根据污水负荷的大小使其内生物填料的填充率控制在10%~67%之间，则当实际进水水量或水质发生变化时，可通过调整填料的填充率，达到原设计生物池池容不变的情况下，达到出水标准的要求。

2.4.2比选方案技术比较
本工程比选方案的技术比较见下表：
表2-4 比选方案技术比较表
比较内容
方案一
A/A/O工艺
方案二
MBBR工艺
工艺特点
生物反应池采用可调多点进水模式，可形成传统的A/A/O工艺，改良A/A/O工艺以及倒置A/A/O工艺三种运行方式，运行灵活可靠
活性污泥法和膜法相结合，生物反应池也采用可调多点进水模式，采用正置或倒置的运行模式
运行管理
简单
较简单，维护工作量大
单池用地面积
大
略小
适应进水变化
进水变化适应性强
水质变化适应性较强
工程经验
多
较少
脱氮效果
好
好

2.5 污水处理方案确定
通过两个方案的比较，各方案评价如下：
（1）从经济角度评价：方案一（A/A/O工艺）的工程直接投资和运行成本均方案二略低，由于用地已确定，用地面积不是制约该厂建设的关键因素，因此方案一具有一定的优势。
（2）从工程建设和运行管理角度评价：方案一（A/A/O工艺）在国内具有许多工程实例，工程建设和运行管理经验丰富。方案二（MBBR工艺）虽在青岛有类似工艺，但运行管理经验积累不多，应用实例不多。因此采用方案一（A/A/O工艺）有利于本厂的建设和运行管理。
（3）从对环境影响的角度评价：污水处理场本身是一个环境保护项目，但污水处理厂的运行对本地区环境也会产生一定影响，主要是污水处理工程中产生的气味、污泥和出水。方案一、方案二对污水进水的变化适应性均较强，出水水质稳定，产生的污泥中含化学污泥较少，有利于土地利用。在污水处理工程中产生的气味对周围环境有一定影响，但本厂周围基本无居民区，并可采用除臭设施减少气味对周围环境的影响。因此，综合考虑本厂污水处理过程中产生的气味、污泥及出水对环境影响，方案一（A/A/O工艺）运行及方案二对环境影响均较小。
通过上述比较及评价，虽然二个方案各有特点，都能达到脱氮除磷要求，但相比较而言方案一（A/A/O工艺）具有工艺成熟、工程投资略低、处理成本低、出水水质稳定、工程建设经验丰富、运行管理简单等优点，因此本工程污水处理方案推荐采用A/A/O工艺。

2.6 污水消毒工艺方案比较
污水经深度处理后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病原菌的可能，因此污水还应进行消毒。
表2-5 消毒剂选择
消毒剂
优点
缺点
适用条件
液氯
效果可靠，投配设备简单，投量准确，价格便宜
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
适用于大、中规模的污水处理厂
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pH、温度对消毒效果影响很小，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
漂白粉
投加设备简单，价格便宜
同液氯缺点外，尚有投量不准确，溶解调制不便，劳动强度大的缺点
适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂
紫外线
是紫外线照射与氯化共同作用的物理化学方法，消毒效率高，不会产生有机氯化物和酚味
紫外线照射灯具货源不足，技术数据较少
适用于出水水质较好的中、小型污水处理厂
结合设计要求、水质要求等设计条件，出水水质要求达到一级 A 标准，水质较好，适用紫外线消毒。结合对青岛市现运行多家污水处理厂的参观实习，为了将来运行管理方便、安全，本设计选择采用现在污水厂使用较多的紫外线消毒方法。

2.7 污泥处理构筑物设计说明
污泥处理工艺，可使污泥经处理后，实现减量化、稳定化、无害化、和资源化。
污泥处理的第一阶段为污泥浓缩，其主要目的是使污泥初步减容，缩小后续处理构筑物的溶积或设备容量；第二阶段为污泥消化，使污泥中的有机物分解，使污泥趋于稳定；第三阶段为污泥脱水，使污泥进一步减容，便于运输；第四阶段为污泥处置，采用某种适宜的途径，将最终的污泥予以消纳和处置。

第3章 污水处理系统设计计算

3.1 进出水情况
3.1.1 处理负核
1）设计平均流量
Qave=45000m3/d=1875m3/h
2)设计最大流量
Qmax=2568.75m3/h=0.7135m3/s
3）变化系数
Kz=2.7/Q0.11=1.37
3.1.2 污染负荷
1）进水
COD=550mg/L=24750kg/d
BOD5=250mg/L=11250kg/d
SS=280mg/L=12600kg/d
TN=46mg/L=2070kg/d
NH4-N=58mg/L=2610kg/d
TP=6.5 mg/L =292.5kg/d
2）出水
COD=50mg/L=2000kg/d
SS=10mg/L=400kg/d
TN=5mg/L=200kg/d
NH3-N=5mg/L=200kg/d
TP=0.5mg/L=20kg/d
粪大肠菌群数≤103个/L
3）去除量
COD=22750kg/d
BOD5=10850kg/d
SS=12200kg/d
TN=1870kg/d
NH3-N=2410kg/d
TP=272.5kg/d

3.2 粗格栅
3.2.1设置
粗格栅同集水井、进水泵房,合建成整体构筑物，进水井设在粗格栅前，进水管为钢筋混凝土管由厂外接入。进水井内设溢流管，污水处理厂事故检修时可溢流排放。井内设两台900×900的铸铁方闸门，分别对应两条格栅，在格栅检修时使用。此外，格栅采用机械清渣。
3.2.2粗格栅设计计算
（1)设计流量
粗格栅用最大设计流量进行设计计算: Qmax＝2568.75m3/h＝0.7135 m3/s
（2)设计参数选择及计算
根据室外排水设计规范，粗格栅采用机械清除时格栅栅条净间隙应满足25mm～100mm；污水过栅流速应满足0.6m/s～1.0m/s;格栅渠道内的水流速一般为0.6m/s～0.8m/s;机械清除格栅倾角应满足60°～90°。
1） 栅条间隙数

式中：Q－最大设计流量，0.7135m3/s； max
α －格栅倾角；
b －栅条间隙宽度，m；
h －栅前水深，m；
v －过栅流速，m/s。
设h=1m,v=1m/s,b=0.025,α=60°
代入数据得：n=27个
2) 栅槽宽度
B=S(n-1)+bn+0.2
式中：b－栅条间隙宽度，m；
n－栅条间隙数，个；
s－栅条宽度，m。
已知n=27个，b=0.025m；
设栅条宽度 s=0.01m
代入数据得：B=1.2m（设计取2m）
3) 进水渠道渐宽部分长度

式中：B1－进水渠宽，m；
α1－渠渐宽部分的展开角；
B－栅槽宽度，m。
已知B=1.7m；
设进水渠宽B1=0.6m，渠渐宽部分展开角度α1=20°
代入数据得：L1＝1.51m
设B1=0.6m
4) 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
L2=L1/2==0.75m
5) 通过格栅的水头损失

式中：β－形状系数，设栅条断面为锐边矩形断面，则β取值2.42；
α－格栅倾角；
k－系数，格栅受污物堵塞式水头损失增大倍数，一般采用3；
g－重力加速度,m/s。
已知b＝0.021m,s=0.01m,v=0.9m/s, α=60°,g取g=9.8m/s2；
代入数据得：h1=0.1m（取0.1m）
6) 栅后槽总高度
H=h+h1=h2,h2=0.3m
式中：h2－栅前渠道超高,一般采用0.3m。
代入数据的H=0.8m
H1=h1+h2=0.4
H2=0.4+0.3=0.7
(8)8) 栅槽总长度
L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tgα,带入数据得L=3.52m
9) 栅渣量 W=QmaxW1*86400/(k2*10