城市污水处理工程设计论文定稿.doc

扬州职业大学毕业设计
目录
第一篇 设计说明书 1
1设计概述 1
1.1设计任务 1
1.2设计依据 1
1.2.1规范标准 1
1.3区域概况 1
1.4自然条件 2
1.5工程建设的必要性和工程内容 2
1.5.1工程建设的必要性 2
1.5.2工程内容 2
2污水处理厂设计 3
2.1规模与处理程度的确定 3
2.1.1污水厂处理规模 3
2.1.2设计进出水水质 3
2.2污水处理厂方案的确定 3
2.2.1确定污水处理方案的原则 4
2.2.2污水处理方案的比选 4
2.2.3设计方案的确定 6
2.2.4格栅 8
2.2.5沉沙池 9
2.2.6氧化沟 9
2.2.7沉淀池 9
2.2.8消毒池 10
2.2.9污泥处理 11
2.3污水处理厂工艺设计 12
2.3.1粗格栅 12
2.3.2进水泵房 12
2.3.3细格栅 13
2.3.4平流式沉砂池 13
2.3.5 Carrousel氧化沟 13
2.3.6二沉池 14
2.3.7接触池 15
2.4污泥处理系统 15
2.4.1回流污泥泵设计选型 15
2.4.2剩余污泥泵房 15
2.4.3污泥浓缩池 16
2.4.4贮泥池 16
2.4.5脱水机房 16
3污水处理厂的总体布置 17
3.1污水厂厂址选择 17
3.1.1污水厂厂址选择应遵循下列各项原则 17
3.2污水厂的平面布置 17
3.2.1构筑物平面布置 17
3.2.2管道布置 18
3.2.3道路布置 18
3.2.4绿化工程 19
3.2.5辅助建筑物 19
3.3污水厂的高程布置 19
4劳动定员 20
4.1生产组织 20
4.2劳动定员 20
4.3人员培训 20
5工程技术经济分析 20
5.1土建费用及主要设备材料 20
5.2运行费用等其它费用计算 22
5.2.1成本估算的有关单价 22
5.2.2运行费用 22
5.2.3说明 22
6环境保护、建筑防火和职业安全防护 22
6.1环境保护 22
6.1.1水及污泥的最终处置 22
6.1.2噪声控制 23
6.1.3厂区绿化 23
6.2建筑防火 23
6.3职业安全防护 23

第二篇 设计计算书 25
1设计资料 25
1.1设计题目及任务 25
1.2规划人口 25
1.3处理水量 25
1.4设计水质的确定 25
1.4.1进水水质 25
1.4.2出水水质及去除率 26
2污水处理设计计算 27
2.1污水处理厂处理规模 27
2.2污水处理厂工艺设计 27
2.3污水处理构筑物的设计计算 28
2.3.1粗格栅 28
2.3.2进水泵房 29
2.3.3细格栅 29
2.3.4平流式沉砂池 30
2.3.5 carrousel氧化沟 32
2.3.6二沉池 37
2.3.7接触池 40
2.4污泥处理系统 41
2.4.1回流污泥泵房 41
2.4.2剩余污泥泵房 41
2.4.3污泥浓缩池 42
2.4.4贮泥池及污泥泵 43
2.4.5脱水机房 44
3污水厂的高程布置 44
4参考资料 46
致谢 47
第三篇 附图
附图1 污水处理厂平面图
附图2 污水处理厂管线图
附图3污水处理厂高程图
附图4氧化沟图
附图5二沉池图

第一篇 设计说明书
1 设计概述
1.1 设计任务
江苏省某市拟建污水处理厂，服务人口为20万，且接纳的工业废水平均日流量为20000m3/d。根据设计资料，设计二级污水处理厂一座，处理水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级标准（B）排放要求。设计内容主要包括：污水水量的计算；设计方案对比论证；污水、污泥处理工艺流程确定；污水、污泥处理单元构筑物的详细设计计算，并配相应的单线草图；厂区总平面布置说明；污水厂环境保护方案；污水处理工程建设的技术经济初步分析等。
1.2 设计依据
1.2.1规范标准
（1）中华人民共和国国家标准，地表水环境质量标准 (GB3838-2002) [S]
（2）中华人民共和国国家标准，城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002) [S]
（3）中华人民共和国国家标准，室外给水设计规范 (GB50013-2006) [S]
（4）中华人民共和国国家标准，给水排水工程构筑物结构设计规范(GB2050069 – 2002) [S]
（5）中华人民共和国城镇建设行业标准，城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准(CJJ31-89) [S]
（6）中华人民共和国国家标准，总图制图标准(GB/T50103-2010) [S]
（7）中华人民共和国国家标准，建筑污水排水制标准(GB/T50106-2010) [S]
（8）中华人民共和国国家标准，房屋建筑制图统一标准(GB/T050001-2010) [S]
（9）中华人民共和国国家标准，室外排水设计规范(GB50014-2006) [S]
（10）江苏省地方标准（GB32/1072-2007）[S]
（11）中国工程建设标准化协会标准，氧化沟设计规程CECS 112:2000 [S]
1.3 区域概况
某市地处内陆中纬度地带，属暖温带大陆性季风气候，气候较温和，四季分明，雨热同季，春冬干旱，夏季炎热，秋季湿润，冬季少雨。常出现伏旱暴雨，秋季多连阴雨。
常年气象参数统计如下：
年均气温：12.9℃，最热月（7月）平均气温：21.2～26.5℃，最冷月平均气温：-5.0～-0.9℃。多年平均降雨量：577mm。冬季主导风向西北风，夏季主导风东南风，风流频率：18%，年平均风速：2.55 m/s，年最大风速：18m/s，冬季最大冻土深度0.5m，最大积雪深度0.27m。
1.4 自然条件
该污水处理厂位于某市西部，地势平坦。厂区设计地面标高为390.00m，地下水位埋深在4～11m，地质状况良好，土地承载力为12t/m2。处理后的污水排入D河。该城市河段水流量按90％保证率，月均流量为17.94 m3/s，枯水期流量为11.7m3/s，流速为0.38m/s，平均水深0.43m。河水平均水位是386.00m，地面标高为390.00m。
1.5 工程建设的必要性和工程内容
1.5.1 工程建设的必要性
建国以来，由于受国情的限制及人们的环保意识落后的影响，建国初期污水处理没有形成行业，到1984年才开始缓慢发展，到2009年年底，我国累计建成污水处理厂数量和日污水处理总能力较2005年的水平分别增长了120%和75%。即使这样还有大多数污水处理厂达不到设计能力，更有甚者由于种种原因停产的。而且我国至今还有65%的县城污水处理处在空白，绝大部分的乡镇没有任何污水处理设施。可见我国污水处理基础差、水平低。
随着我国人民环保意识的提高，人们对污水处理提出了更高的要求。我国环保法规定了各种污水的排放标准，禁止超标准排放。这一要求意味着不仅要求新建项目的污水必须达标排放，而且要求多年积累的超标准排放的污水也必须在短时间内达标排放，这从污水处理的数量上提出了更高的要求。
另外，由于我国水资源匮乏，不少地方要求污水处理必须达到回用标准，实现污水处理资源化，这就从污水处理的质量上提出更高要求。
1.5.2 工程内容
（1）根据水量水质条件和设计资料，设计二级污水处理厂一座。建议该污水处理厂生物处理工艺采用氧化沟技术，处理水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级标准（B）排放要求。
（2）完成一套完整的设计应包括：污水水量的计算；设计方案对比论证；污水、污泥处理工艺流程确定；污水、污泥处理单元构筑物的详细设计计算，并配相应的图；厂区总平面布置说明；污水厂环境保护方案；污水处理工程建设的技术经济初步分析等。
（3）完成初步设计图纸5张：污水处理厂总平面布置图；污水处理厂管线布置图；污水、污泥处理系统高程布置图；施工设计图纸2张以上（以氧化沟为主体）。

2 污水处理厂设计
2.1 污水处理厂规模和处理程度的确定
2.1.1 污水处理厂规模
（1）该城市位于我国江苏省，污水处理厂服务面积内城市规划人口为20万。
（2）该污水厂接纳的工业废水平均日流量为20000m3。
（3）该污水厂接纳的生活污水量平均日流量为20000m3。
（4）城市污水日处理量为20000m3。
2.1.2 设计进出水水质
根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）规定城镇污水处理厂出水排入GB3838地表水Ⅲ类功能水域（划定的饮用水水源保护区和游泳区除外）、GB3097海水二类功能水域和湖、库等封闭或半封闭水域时，执行一级标准，本设计确定出水达到一级B标准。出水水质及去除率，具体标准见下表。

表2-1 污水进水水质及去除率
序号
基本控制项目
一级标准（B）
进水水质
去除率
1
COD
60
394.74
84.8%
2
BOD
20
263.16
93.03%
3
TSS
20
180.6
88.93%
4
T-N
20
52.63
62%
5
氨氮
8
38.42
79.18%
6
T-P
1
4.82
79.25%
7
pH
6～9
7～8

2.2 污水处理厂方案的确定
污水处理，就是采用一定的处理方法和流程将污水中所含的污染物质减少或分离出去，或将其转化为无害和稳定的物质，以使污水得到净化达到恢复其原来性状或使用功能的过程。现代污水处理技术按其作用机理可分为三类，即物理处理法、化学处理法和生物处理法。
（1）物理处理法：此法系通过物理作用，分离、回收污水中呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中不改变污染物的化学性质。
（2）化学处理法：此法系通过化学反应和传质作用，来分离、回收污水中呈溶解、胶体状态的污染物质，或将其转换为无害物质。
（3）生物处理法：此法系通过水微生物的代谢作用，使污水中呈溶解状态、胶体状态以及某些不溶解的有机甚至无机污染物质，转化为稳定、无害的物质，从而使污水得到净化。此法也称生化法，即生物化学处理法。一般认为，污水的可生化指标（BOD/COD）大于0.3时才适于用生化处理法。
该污水处理厂正是使用的生物处理法。
2.2.1 确定污水处理方案的原则
（1）采用生物处理法，从而使污水得到净化；
（2）污水厂的处理构筑物要求占地面积小，投资少，且便于科学管理；安全可靠，保证一定的出水水质；
（3）污泥处理要求为：减少有机物，使污泥稳定化；减少污泥体积，降低污泥后续处置费用；减少污泥中有毒物质；利用污泥中有用物质，化害为利；应选用生物脱氮除磷工艺，故应避免磷的二次污染；
（4）应该采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物。
最佳的处理方案要体现以下优点：
（1）出水水质稳定﹑可靠﹑卫生安全；
（2）抗水质﹑水量变化能力强；
（3）污泥处理与处置简单；
（4）建设费和维护管理费低；
（5）维护管理简单方便；
（6）必要时可与深度处理工艺进行组合。
2.2.2 污水处理方案的比选
按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，在对氮、磷污染物有控制要求的地区，日处理能力在10万立方米以上的污水处理设施，一般选用A/O法、A/A/O法等技术。也可审慎选用其他的同效技术。日处理能力在10万立方米以下的污水处理设施，除采用A/O法、A/A/O法外，也可选用具有除磷脱氮效果的氧化沟法、SBR法、水解好氧法和生物滤池法等。必要时也可选用物化方法强化除磷效果。
在上述各种除磷脱氮工艺中，对中小污水厂来讲，比较有发展前途的工艺是SBR工艺、氧化沟工艺。因为这两种工艺一般都不设初沉地，SBR工艺和合建式氧化沟工艺也不需要二沉池、污泥回流设施，因此，水、泥处理流程大为简化，可以达到占地少、能耗低、投资省。运行管理方便的目的，符合当前污水处理工艺合建、简化发展的总趋势。采用延时曝气的SBR工艺和氧化沟工艺产生的剩余污泥已经基本达到好氧稳定，剩余污泥经过浓缩脱水后就可以直接应用于农田、填埋或者焚烧，不需要搞污泥消化，因此建设、运转的费用大为减少，这一点对中小城镇污水厂来说，是非常有吸引力的。
表2-2 氧化沟法与SBR法比较
名称
优点
缺点

氧
化
沟
（1）处理流程简单，构筑物少，基建费用较省；
（2）处理效果好，有较稳定的脱氮除磷功能；
（3）对高浓度的废水有很大的稀释能力；
（4）有抗冲击负荷的能力；
（5）能处理不易降解的有机物，污泥生成少；
（6）技术先进成熟，管理维护较简单；
（7）国内工程实例多，容易获得工程管理经验。
（1）处理构筑物较多；
（2）回流污泥溶解氧较高，对除磷有一定的影响；
（3）容积及设备利用率不高。

SBR
（1）其脱氮除磷的厌氧、缺氧和好氧不是由空间划分，而是用时间控制的；
（2）不需要回流污泥和回流混液，不设专门的二沉池，构筑物少；
（3）地面积少。
（1）容积及设备利用率较低；
（2）操作、管理、维护较复杂；
（3）自控程度高，对工人素质要求较高；
（4）国内工程实例少；
（5）脱氮除磷功能一般。
综上所述，任何一种方法，都能达到降磷脱氮的效果，且出水水质良好，但相对而言，SBR法一次性投资较少，占地面积较大，且后期运行费用高于氧化沟，氧化沟虽然一次性投资较大，但占地面积也不少，耗电量低，运行费用较低和运行管理各个方面都优于其他处理方法。因此，采用氧化沟为本设计的工艺方案。
2.2.2.1氧化沟的种类
目前应用较为广泛的氧化沟类型包括：帕斯维尔（Pasveer）氧化沟、卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟 、奥贝尔（Orbal）氧化沟、T型氧化沟（三沟式氧化沟）、DE型氧化沟和一体化氧化沟。这些氧化沟由于在结构和运行上存在差异，因此各具特点。
在污水脱氮除磷的工艺设计中必须具备厌氧、缺氧、好氧3个基本条件，但是在实施过程中由于所需的处理构筑物多、污泥回流量大，从而造成投资大、能耗多、运行管理复杂。而卡鲁塞尔氧化沟将厌氧、缺氧、好氧过程集中在一个池内完成，各部分用隔墙分开自成体系，但彼此又有联系。该工艺充分利用污水在氧化沟内循环流动的特性，把好氧区和缺氧区有机结合起来，实现无动力回流，节省了去除硝酸盐及氮所需混合液回流的能量消耗。Carrousel氧化沟由于具有良好的出磷脱氮能力、抗冲击负荷能力和运行管理方便等优点，已经得到了广泛的应用。所以这里我们也将选择卡鲁塞尔氧化沟作为生物处理工艺。
Orbal氧化沟，即“0、1、2”工艺，由内到外分别形成厌氧、缺氧、和好氧三个区域，采用转碟曝气。由于从内沟(好氧区)到中沟(缺氧区)之间没有回流设施，所以总的脱氮效率较差。在厌氧区采用表面搅拌设备，不可避免的带入相当数量的溶解氧，使得除磷效率较差。
三沟式氧化沟属于交替运行式氧化沟，由丹麦Kruger公司创建。由三条同容积的沟槽串联组成，两侧的池子交替作为曝气池和沉淀池，中间的池子一直作为曝气池。原污水交替地进入两侧的池子，处理出水则相应地从作为沉淀池的池中流出，这样提高了曝气转刷的利用率（达59%左右），另外也有利于生物脱氮。三沟式氧化沟流程简洁，具有生物脱氮功能，由于无专门的厌氧区，因此，生物除磷效果差，而且由于交替运行，总的容积利用率低，约为55%，设备总数量多，利用率低。Carrousel氧化沟的结构如下图示。

图2-1 Carrousel氧化沟2000系统平面布置图
由图1可见，Carrousel氧化沟使用定向控制的曝气和搅动装置，向混合液传递水珠的水力学流态，既有完全混合式反应器的特点，又有推流式反应器的特点，沟内存在明显的溶解氧浓度梯度。氧化沟断面为矩形或梯形，平面形状多为椭圆形，沟内水深一般为2.5～4.5ｍ，宽深比为2:1，亦有水深达7m的，沟中水流平均速度为0.3m/s。氧化沟曝气混合设备有表面曝气机、曝气转刷或转盘、射流曝气器、导管式曝气器和提升管式曝气机等，近年来配合使用的还有水下推动器。
2.2.3 设计方案的确定
表2-3 奥贝尔氧化沟和卡鲁塞尔氧化沟的比较
名称
性能特点
结构形式
曝气设备
适用条件
奥贝尔氧化沟
1.水水质好，脱氧率高，同时消化反消化
2.可以在未来负荷增加的情况下加以扩展
3.易于适应多种进水情况和出水要求的变化
4.容易维护
5.节能，比其他任何氧化沟系统在运行时需要的动力都小
6.受结构形式的限制，总图布置困难
三个或多个沟道，相互连通
水平轴曝气转盘（转碟）可进行多个组合
出水较高的大中型污水处理厂
卡鲁塞尔氧化沟
1.出水水质好，由于存在明显的富氧区和缺氧区，脱氮效率高
2.曝气效率单机功率大，调节性能好，并且曝气设备数量少，既可节省投资，又可使运行管理简化
3.有极强的混合搅拌与耐冲击负荷能力
4.氧化沟沟深加大，使占地面积减少，土建费用降低
5.用电量较大，设备效率一般
6.设备安装较为复杂，维修和更换繁琐
多沟串联
立式低速表曝机，每组沟渠只在一端安设一个表面曝气机
大中型污水处理厂，特别是用地紧张的大型污水处理厂
Carrousel氧化沟处理污水的原理：普通的Carrousel氧化沟的工艺中污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。表面曝气机使混合液中溶解氧DO的浓度增加到大约2～3mg/L。在这种充分掺氧的条件下，微生物得到足够的溶解氧来去除BOD；同时，氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，此时，混合液处于有氧状态。在曝气机下游，水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态，水流维持在最小流速，保证活性污泥处于悬浮状态（平均流速>0.3m/s）。微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧，直到DO值降为零，混合液呈缺氧状态。经过缺氧区的反硝化作用，混合液进入有氧区，完成一次循环。
为了取得更好的除磷脱氮的效果，Carrousel 2000系统在普通Carrousel氧化沟前增加了一个厌氧区和绝氧区（又称前反硝化区）。全部回流污泥和10-30%的污水进入厌氧区，可将回流污泥中的残留硝酸氮在缺氧和10-30%碳源条件下完成反硝化，为以后的绝氧池创造绝氧条件。同时，厌氧区中的兼性细菌将可溶性BOD转化成VFA，聚磷菌获得VFA将其同化成PHB，所需能量来源于聚磷的水解并导致磷酸盐的释放。厌氧区出水进入内部安装有搅拌器的绝氧区，所谓绝氧就是池内混合液既无分子氧，也无化合物氧（硝酸根），在此绝氧环境下，70-90%的污水可提供足够的碳源，使聚磷菌能充分释磷。绝氧区后接普通Carrousel氧化沟系统，进一步完成去除BOD、脱氮和除磷。最后，混合液在氧化沟富氧区排出，在富氧环境下聚磷菌过量吸磷，将磷从水中转移到污泥中，随剩余污泥排出系统。这样，在Carrousel 2000系统内，较好的同时完成了去除BOD、COD和脱氮除磷。
Carrousel氧化沟占地面积小，土建费用低。同时还具有极强的混合搅拌和耐冲击负荷能力。所以采用Carrousel氧化沟工艺。工艺流程见图2-2。
污泥
污泥
外运
原水
粗格栅
提升泵站
细格栅
沉砂池
卡鲁塞尔氧化沟
辐流式沉淀池
污泥井
贮泥池
污泥脱水机
污泥浓缩池
排放
粗渣外运
回
流污泥
液氯消毒
接触池

图2-2 污水厂处理工艺流程图
2.2.4格栅
格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截，以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害。
本污水处理厂设置粗、细两道格栅。粗格栅的作用是拦截较大的悬浮物或漂浮物，以便保护水泵；细格栅的作用是拦截粗格栅未截流的悬浮物或漂浮物。
格栅按栅条的种类可分为直棒式栅条格栅、弧形格栅、辐射式格栅、转筒式格栅和活动栅条式格栅。由于直棒式格栅运行可靠，布局简洁，易于安装维护，本工艺选用直棒式格栅。
格栅与水泵房的设置方式如下图示：
粗格栅
泵房
细格栅

图2-3 格栅与水泵房的设置方式
进水粗格栅是污水处理厂第一道预处理设施，可去除大尺寸的漂浮物或悬浮物，以保护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。
拟用回转式固液分离机。回转式固液分离机运转效果好，该设备由动力装置，机架，清洗机构及电控箱组成，动力装置采用悬挂式涡轮减速机，结构紧凑，调整维修方便，适用于市政污水处理厂污水预处理。
2.2.5沉砂池
沉砂池的形式，按池内水流方向的不同，可分为平流式、竖流式和旋流式三种；按池型可分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池和旋流沉砂池。
平流式沉砂池是常用的形式，污水在池内沿水平方向流动，具有构造简单、截留物及颗粒效果较好的优点。竖流式沉砂池是污水由中心管内自下而上流动无机颗粒借助重力沉于池底，处理效果一般较差。曝气沉砂池是在池的一侧通入空气，使池内水流产生与主流垂直的横向旋流。曝气沉砂池的优点是，通过调节曝气量，可以控制污水旋流的速度，使除砂效率较稳定，受流量变化的影响较小。同时，还对污水起预曝气作用。按生物除磷设计的污水处理厂，为了保证除磷效果，一般不采用曝气沉砂池。近年来日益广泛使用的旋流式沉砂池是利用水利涡流，使泥沙和有机物分开，加速砂粒的沉淀，以达到除砂的目的。该池型具有基建、运行费用低和除砂效果好等优点。
沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和旋流式四种形式。平流式沉砂池具有构造简单、处理效果好的优点；竖流式沉砂池污水由中心管进入池后自下而上流动，无机物颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差；曝气式沉砂池则是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流方向垂直的横向恒速环流。砂粒之间产生摩擦作用，可使沙粒上悬浮性有机物得以有效分离，且不使细小悬浮物沉淀，便于沉砂和有机物分别处理和处置。
2.2.6 氧化沟
主要比较已经在前面叙述，采用三座卡鲁塞尔氧化沟。
2.2.7 沉淀池
常见的沉淀池类型有平流式沉淀池、辐流式沉淀池和竖流式沉淀池。它们的特点如表2-4所示。
表2-4 三种常用沉淀池的特点
平流式沉淀池
平流式沉淀池的构造有池体、流入装置、流出装置、排泥装置等组成。
流入装置由设有侧向或槽底潜孔的配水槽、挡流板组成。流出装置由流出槽和挡板组成，流出槽多采用自由溢流堰式集水槽，缓冲层的作用时避免已沉污泥被水流搅起以及缓解冲击负荷，污泥区起贮存、浓缩和排泥作用，排泥方式有静水压力法、机械排泥法。
辐流式沉淀池
一般为圆形或正方形，水流沿池体半径方向流动。池直径6-60m，最大可达100m，池周水深1.5-3.0m。
竖流式沉淀池
池型可用圆形或正方形。为了池内水流分布均匀，池径不宜太大，一般采用4-7m。沉淀区呈柱形，污泥斗呈截头倒锥体。

2.2.8消毒池
水消毒处理的目的是解决水中的生物污染问题。城市污水经过二级处理后，水质改善，细菌含量大幅度减少，但细菌的绝对值仍很可观，并存在病原菌的可能，为防止对人类健康产生危害和对生态造成污染，在污水排入水体前应进行消毒。
目前，城市污水处理厂中最常用的消毒剂仍是液氯，其次尚有次氯酸钠、二氧化氯、臭氧。紫外线消毒应用于大中型污水处理厂是近年刚刚兴起的。
正确选择消毒剂是影响工程投资和运行成本的重要因素，也是保证出水水质的关键。先针对现行水处理厂中几种主要的常用消毒剂的性能进行比较，比较结果见表2-5。
表2-5 几种常用消毒剂的性能比较
项目

液氯
次氯酸钠
二氧化氯
二氧化氯
紫外线
杀 菌
有效性
较强
中
强
最强
强
效能：
对细菌
对病毒
对芽孢

有效
部分有效
无效

有效
部分有效
无效

有效
部分有效
无效

有效
有效
有效

有效
部分有效
无效
一般投加量/(mg/L)
5~10
5~10
5~10
10

接触时间

10~30min
10~30min
10~30min
5~10min
10~100s
一般投资

低
较高
较高
高
高
运转成本

便宜
贵
贵
最贵
较便宜

优点
技术成熟，投配设备简单，有后续消毒作用
可用海水或浓盐水作原料，也可购买商品次氯酸钠，使用方便
使用安全可靠，有定型产品
能有效去除污水中残留有机物、色、臭味，受pH、温度影响
杀菌迅速，无化学药剂

缺点
有臭味、残毒，使用时安全措施要求高
现场制备设备复杂，维护管理要求高
须现场制备，维修管理要求较高
须现场制备，设备管理复杂，剩余臭氧需作消除处理
消毒消毒受出水水质影响较大。设备无定型产品，货源不足

适用条件
大、中型污水处理厂，最常用方法
中、小型污水处理厂
中、小型污水处理厂
要求出水水质较好、排入水体的卫生条件高的污水厂
小型污水厂，随着设备逐渐成熟，正日益广泛采用
由表中得知，液氯消毒的一次性投资低，技术成熟，运行简单，根据本设计污水处理厂实际情况，采用液氯技术消毒比较合适。
2.2.9污泥处理
（1）污泥的处理要求
污泥生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高且不稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，若不妥善处理和处置，将造成二次污染。
污泥处理要求为：减少有机物，使污泥稳定化；减少污泥体积，降低污泥后续处置费用；减少污泥中有毒物质；利用污泥中有用物质，化害为利；因选用生物脱氮除磷工艺，故应避免磷的二次污染。
（2）常用污泥的工艺流程：
①生污泥→浓缩→消化→机械脱水→最终处置
②生污泥→浓缩→机械脱水→最终处置
③生污泥→浓缩→消化→机械脱水→干燥焚烧→最终处置
④生污泥→浓缩→自然干化→堆肥→农田
由于本工艺选用氧化沟工艺污泥量较少，但污水中重金属含量较多，不易采用农田处置方式，干燥焚烧方式没有必要。因此综合比较各处理工艺虽然选用第一种（生污泥→浓缩→消化→机械脱水→最终处置）较好，但是由于要以熟悉工艺为主故选用第二种（生污泥→浓缩→机械脱水→最终处置）。
其中污泥浓缩、脱水有两种方式选择，污泥含水率均能达到80%以下。
①方案一：污泥连续式重力浓缩、机械脱水；
②方案二：污泥机械浓缩、机械脱水。
表2-6 污泥浓缩、脱水方案比较
项目
方案一
方案二
主要构筑物
1.污泥贮泥池
2.浓缩，脱水机房
3.污泥堆棚
1.污泥浓缩池
2.脱水机房
3.污泥堆棚
主要设备
1.浓缩池刮泥机
2.污泥浓缩设备
3.加药设备
1.脱水机
2.加药设备
占地面积
小
一般
絮凝剂总用量
3.0-4.0kg/TDs
≤4.0kg/TDs
对环境的影响
环境影响小
环境影响比较大
总土建费用
一般
大
总设备费用
一般
稍大
剩余污泥中磷的释放
有
有
由表可见方案一优于方案二，因此本工程污泥处理工艺选用污泥重力浓缩，机械脱水，且采用的是连续式重力浓缩池中的辐流式，带有刮泥机。
2.3污水处理厂工艺设计
2.3.1 粗格栅
格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截，以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害。
本污水处理厂设置粗、细两道格栅。粗格栅的作用是拦截较大的悬浮物或漂浮物，以便保护水泵 ；细格栅的作用是拦截粗格栅未截流的悬浮物或漂浮物。
格栅按栅条的种类可分为直棒式栅条格栅、弧形格栅、辐射式格栅、转筒式格栅和活动栅条式格栅。由于直棒式格栅运行可靠，布局简洁，易于安装维护，本工艺选用直棒式格栅。选用平面矩形格栅（两个）。
(1) 设计参数
设计流量Qmax=2660m3/h=738.89L/s，Q=738.89/2=369.45L/s
栅前水深0.9m，栅条间隙宽度b取0.04m，栅前流速v1=0.7m/s，格栅倾角α=65°，选条宽S为0.01m，单位栅渣量ω1=0.03m3栅渣/103m3污水。
(2) 设计结果
栅后槽总高度：H=1.226m
栅槽总长度：L=5.06m
栅槽总宽度：B=1.4m
过栅水损：h1=0.026m
(3) 设备选型
亚太环保公司的FH型旋转式格栅除污机，2台，N=0.75～3kw。直接由用户提供数据，厂家提供产品。
2.3.2 进水泵房
(1) 设计参数
设计流量：最大流量为738.89L/s。
(2) 设计结果
考虑取用4台潜水排污泵（三用一备）。
2.3.3 细格栅
细格栅的作用是拦截粗格栅未截留的固体悬浮物和漂浮物。
(1) 设计参数
设计流量：Qmax=2660m3/h=738.89L/s，Q=738.89/2=369.45L/s
栅前水深h=0.5m，过栅流速v=0.9m/s，栅条间隙宽度b=8mm，格栅倾角 α=65°，栅条宽度S=0.01m，单位栅渣量ω1=0.020m3栅渣/103m3污水。
(2) 设计结果
栅槽总长度：L=3m
栅槽总高度：H=1.4m
栅槽总宽度：B=1.75m
水头损失：h1=0.37m
JT型阶梯式格栅除污机2台，N=2.2kw；SY型栅渣压榨机：N=1.5kw。
2.3.4 平流式沉砂池
沉砂池的主要功能是去除颗粒较大的沙砾和无机物，避免沉积和堵塞管道，减少机械设备的磨损，提高污水中BOD5:TP比。为使分离出的无机物比较干净，不带出有机物，以提高进水中的BOD5浓度。
(1) 设计参数
设计两个沉砂池平行处理，，最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s，沉砂池的超高取0.4m。
(2) 设计结果
沉砂池的长度L=10.5m，沉砂池的宽度B=1.6m，沉砂池的高度H=1.67m。
(3) 设备选型
LSF型螺旋砂水分离器，N=0.37kw。
2.3.5 卡鲁塞尔氧化沟
氧化沟作为污水处理工艺的主体构筑物，主要用于去除有机物、脱氮除磷。采用外回流的形式，回流污泥与氧化沟进水混合后进入氧化沟。
(1) 设计参数
设计流量：Q=45600
设计进水水质：浓度=263.16mg/L；浓度=180.6 mg/L；=126.42 mg/L；=52.63mg/L；=38.42mg/L；碱度=280 mg/L；最低水温T=14℃；最高水温T=25℃。
设计出水水质：浓度=20mg/L；浓度=20mg/L；=8mg/L；TN=20mg/L。
考虑污泥稳定化，污泥产率系数Y=0.5，混合液悬浮固体浓度（MLSS）X=4000mg/L，混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）=2800mg/L，污泥龄=30d，内源代谢系数=0.055，20℃时脱硝率=0.035kg(还原的)/(kgMLVSSd)。
(2) 设计结果
设计三座卡式氧化沟，氧化沟的深度：h=6m；氧化沟直线段长59m；氧化沟的单沟宽度为9m；氧化沟进出管管径d=700mm，管道流速v=1m/s。
氧化沟出水竖井长L=2.2m 宽B=1.4m，则出水竖井平面尺寸为L×B=2.2m×1.4m
氧化沟出水孔尺寸为b×h=1.6m×0.5m
(3) 设备选型
氧化沟数量：3座
每座氧化沟设两台卡鲁塞尔专用表面曝气机。充氧能力为2.1 ，则所需电动机功率N=614.94÷2÷2.1=146.41kW，取N为150。表面曝气机叶轮直径D=4000mm。
2.3.6 二沉池
(1) 设计参数
设计水量：Q=63840 m3/d=738.8 L/S，本设计三座二沉池。
沉淀时间：1.5～4.0h，本设计取t=3h。
表面负荷：0.6～1.5 m3/(m2·h)，本设计取0.9m3/(m2·h)。
污泥含水率为99.2%，沉淀池缓冲层高度0.3m，池底坡度为0.05，氧化沟内混合液浓度为Nw=4kg/m3，回流污泥浓度Cu=10kg/m³，污泥回流比R=0.6。
(2)设计结果
沉淀池的总高度H=6.9m，池子直径D=36m，沉砂池进水井径采用1.4m；出水口尺寸0.40×1.4m2，共6个沿井壁均匀分布。
(3) 设备选型
ZBG-40型周边传动刮泥机，臂直径为40m，3台，功率为2.2kw。
2.3.7接触池
接触池的作用是保证消毒剂与水有充分的接触时间，使消毒剂发挥作用，达到预期的杀菌效果。
（1）设计参数
氯与污水的混合接触时间采用30min；
接触池容积应按最大小时污水量设计；
接触池池形可采用矩形隔板式，竖流式和辐流式；
矩形隔板式接触池的隔板应沿纵向分隔，当水流长度：宽度=72:1，池长：单格宽=18:1，水深：宽度≤1.0时接触效果最好；
（2）设计结果
采用一座矩形隔板式接触池，接触池宽B=2.5×4=10m，长L=45m，水深h=3.0m。接触池出水设溢流堰。

2.4 污泥处理系统
2.4.1 回流污泥泵设计选型
（1）扬程
二沉池水面相对地面标高为0.48m，套筒阀井泥面相对标高为0.2m，回流污泥泵房泥面相对标高为-0.4m，氧化沟水面相对标高为1.27m，则污泥回流泵所需提升高度为：1.27-（-0.4）＝1.67m。
（2）流量Q=24000m3/d。
（3）选泵
选用LXB-1000螺旋泵3台（2用1备），单台提升能力为660m3/h，提升高度为3m，电动机转速n=48r/min，功率N=15kW。
（4）占地面积
占地面积10m×6m，泵房采用钢筋混凝土结构。
2.4.2 剩余污泥泵房
污泥泵扬程：剩余污泥泵房池最低泥位取与二沉池池底标高相同，即-6.90-（0.48+0.3）=-6.12m（相对地面），最高泥位-0.50m（相对地面），则污泥泵静扬程为H0=6.12-0.24＝5.88m，污泥输送管道压力损失为3.0m，自由水头为1.0m，则污泥泵所需扬程为H=H0+3+1=9.88m。
污泥泵选型：
选两台，3用2备，单泵流量Q>3Qw/3＝15.70m3/h。选用50WZB20-25型无堵塞浆泵，Q=20m3/h，扬程H=25m，转速r=2900r/min，轴功率N=2.9kW。赣州水泵厂生产。
剩余污泥泵房：占地面积L×B=12m×6m。
2.4.3 污泥浓缩池
（1）设计参数
进泥浓度：10g/L；污泥含水率P1＝99.0％。
每座污泥总流量：Qw＝3767.6kg/d＝376.76m3/d＝15.70m3/h。
设计浓缩后含水率P2=96.0％
污泥固体负荷：qs=45kgSS/(m2·d)
污泥浓缩时间：T=13h
贮泥时间：t=4h
（2）设计结果
H=5.256m
浓缩池排水量：Q=11.78m3/h
（3）设备选型
采用周边驱动单臂旋转式刮泥机，并配置栅条以利于污泥的浓缩。
2.4.4 贮泥池
（1）设计参数
进泥量：经浓缩排出含水率P2＝96%的污泥3Qw′=394.19=282.57m3/d，设贮泥池1座，贮泥时间T＝0.5d=12h。
（2）贮泥池尺寸L×B×H=6×6×4。
2.4.5 脱水机房
（1） 设计参数
过滤流量282.57，设置两台压滤机，每天工作10h，絮凝剂选择聚丙烯酰胺（PAM）。
（2） 设计结果
设置一台压滤机，每天工作10h，工作量为10.1，每天投加药量为45.2kg。

3 污水处理厂总体布置
3.1 污水厂厂址选择
3.1.1 污水厂厂址选择应遵循下列各项原则
（1）应与选定的工艺相适应；
（2）尽量少占农田；
（3）应位于水源下游和夏季主导风向下风向；
（4）应考虑便于运输；
（5）充分利用地形。
本厂的地域已经给定，所以只需要做污水厂内部构筑物的放置就行。
3.2 污水厂平面布置
3.2.1 构筑物平面布置
在污水处理厂厂区内有各处理单元构筑物，连通各处理构筑物之