有计算书的污水处理设计方案参考

第二章 工程概述

一、项目概述

日处理规模为15000m3。 二、废水特性

城市污水是排入城市排水系统中各类废水的总称,主要由城市生活污水和生产污水以及其他排入城市排水管网的混合污水。在合流制排水系统中还包括雨水，在半分流制的排水系统中还包括初期雨水。城市污水中的污染物质，按化学性质来分，可分为无机性污染物质（如无机酸，碱、盐及重金属元素）和有机性污染物质（如腐殖质、脂肪等）；按物理形态来分，可分为悬浮固体、胶体和溶解物质，不同城市的污水中所含物质总类与形态不同，城市生活污水和工业废水的比例不同，其污水性质亦不同。

城市污水的性质主要是其物理性质，包括水温，颜色，气味，氧化还原电位等。 1.水温

由于城市下水道系统是敷设于地下的，因此城市污水的水温具有相对稳定的特征，一般在10~20℃之间，冬季比气温高，夏季比气温低。城市污水水温突然变化很可能是工业废水造成的，而水温的明显降低可能是由于大量雨水排入造成的。

2.颜色

城市污水的正常颜色为灰褐色，但实际上其颜色通常变化不定，这取决于城市下水道的排水条件和排入的工业废水的影响，大的管网系统由于污水在下水道停留时间过长，可能会发生厌氧反应，输入到污水处理厂的污水的颜色会变暗或显黑色。绿色、蓝色和橙色通常是由于电镀废水的排入造成的，白色则是洗衣废水造成的，而红色、蓝色和黄色等则多为印染废水所致。

3.气味

正常的城市污水具有发霉的臭位，在大管网系统或维护不好的下水道系统，城市污水将会有臭鸡蛋气味，这标志城市污水在下水道已经发酵，产生了硫化氢和其他产物。由于硫化氢气体危及人身安全，在下井下池作业时应严格按照防毒气安全操作规程进行。城市污水中有汽油、溶剂、香味等，可能是有工业废水排入。

4.氧化还原电位

正常的城市污水约+100mV的氧化还原电位，小于+40mV的氧化还原电位说明污水已经进入厌氧发酵或有工业还原剂的大量排入。氧化还原电位超过+300mV，指示有工业氧化剂废水排入。

2.2.2 水质分析

水质分析主要是城市污水的化学指标： 1.pH值

城市污水的pH值呈中性，一般为6.5~7.5。pH值的微小降低可能是由于城市污水在下水道中发酵所致。雨季较大时的pH值降低往往是城市酸雨造成的，这种情况在合流制排水系统中尤其突出。PH值的突然大幅度变化通常是工业废水的大量排入造成的。

2.生化需氧量（BOD）

生化需氧量是反映污水中有机污染物浓度的综合指标，是通过测定在指定的温度和指定的时间段内，微生物分解，氧化水中有机物所需氧量的数量来确定的。微生物的好氧分解速度很快，约至5天后其需氧量即达到完全分解需氧量的70%左右，因此，在实际操作中，用BOD5来衡量污水中有机物的浓度。城市污水BOD5在100~3000mg/L之间。

3.化学需氧量（COD）

城市污水的COD一般大于BOD5，两者的差值可反映城市污水中存在难以被降解的有机物的多少。BOD5/ COD比值常用来分析污水的可生化性，可生化性好的废水BOD5/ COD>0.3，小于此值的污水应考虑生化技术以外的污水处理技术，或对一般生化处理工艺进行试验改革。

COD是用化学方法测定的有机物浓度，它不像BOD5那样反映生化需氧量，另外，会有部分的无机物被氧化，使结果产生误差。在城市污水分析时，二者同时使用。

4.总有机碳（TOC）

总有机碳的分析主要是为解决快速测定和自动控制而发展起来的。总有机碳是用总有机碳仪在900℃高温下将水中有机物燃烧氧化计算出的总有机碳。

TOC与BOD5，COD有一定的关系，由TOC可推断出BOD5，COD值。 5.固体物质（SS，DS）

城市污水中的固体物质按其化学性质可分为有机物和无机物，按其物理组成可分为悬浮固体SS和溶解固体DS。

SS是污水的一项重要指标，包括漂于水面的漂浮物如油脂，果核等，悬于水中的悬游物如奶、乳化油等，还有沉于底部的沉淀物，悬浮固体是将污水过滤，把截流在过滤材料上的物质通过烘干，称重而测的。

6.总氮（TN），氨氮（NH3-N），总磷（TP）

氮、磷是污水中的营养物质，在城市污水生化过程中需要一定的氮、磷以满足微生物的新陈代谢，但这仅是污水中氮、磷的一小部分，大部分氮、磷仍将随水排到水体中，从而导致水体中藻类超量生长，造成富营养化问题。因此，除磷脱氮也是污水处理的任务之一。

总氮是污水中有机氮和无机氮的综合，氨氮是无机氮的一种。总磷是污水中各类有机磷和无机磷的总和。

7.重金属

城市污水中的重金属是指达到一定浓度时通常会对人体，生物造成危害的那些重金属，其中危害较大的有汞、镉、铬、铝、铜、锌等。汞极易沉底，易被生物甲基化而加剧毒性，可通过食物链引起疾病；镉易被生物富集，可导致骨损伤病症；铬通过食物链被人摄取可导致慢性中毒，铜、锌是人体需要的微量元素，但大量的铜、锌将抑制微生物的新陈代谢作用，最终威胁人身安全。

以上的这些化学指标大部分可以在城市污水处理过程中得到降解，其中85%以上的SS，BOD5，TOC，NH3-N可以通过污水处理得到去除，但重金属等一些有毒物质往往需要在工业企业通过处理控制。

结合我公司多年来从事污水处理工程设计、运行管理经验，而编制此方案，供贵公司选择。

第三章 设计依据、原则及范围

一、设计依据

1.《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002 2.《污水综合排放标准》（GB8978-1996）

3.《给水排水工程构筑物设计规范》(GB50069-2002) 4.《给排水设计手册》 5.《给排水标准规范实施手册》

6.《室外排水设计规范》(GB50014-2006) 7.《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)； 8.《水处理设备制造技术条件》（JB2932-86） 9.《污水处理设备通用技术条件》（JB/T8938-1999） 10.《室外给水排水和热力工程抗震设计规范》（TJ32-78） 11.《污水泵站设计规程》（DB08-23-91） 12.《地下工程防水技术规范》（GBJ108-87） 13.《建筑电气设计技术规范》（GBJ94-86） 14.《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T-16-92) 15.《低压配电装置及线路设计规范》（GB50054-92） 16.《工业自动化仪表工程及验收》（GBJ93-86）

17.《电力系统保护、自动继电器及装置能用技术条件》（JB3115） 18.《低压电器电控箱》（GB4720-84）

19.《低压电器外壳防护等级》（GB/T4942.2-93）

20.《电器装置安装工程电缆线路施工及验收规范》（GB50168-92）

21.《电器装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》（GB50171-92） 22.《工业与民用供配电系统设计规范》（GB50052-92） 23.《鼓风曝气系统设计规程》(CECS97:97)； 24.《通风机通用技术条件》（JB1116） 25.《建筑结构荷载规范》（GB9-87） 26.《建筑结构设计统一标准》（GBJ68-89） 27.《建筑抗震设计规范》（GBJ11-89） 28.《建筑防雷设计规范》（GB50057-92）

29.《建筑工程设计文件编制深度规定》（DBJ08-64-97） 30.《工业建筑防腐设计规范》（GBJ46-82） 31.《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003） 32.《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）

33.《机械设备安装工程施工及验收通用规范》（GB50231-98） 34.《运输包装收发货标志》（GB/T6388-1986） 35.《包装储运图示标志》（GB191-2000） 36.《产品标牌》（GB/T13306-1991）

37.《给水排水管道工程施工验收规范》GB50268-97 38.《给水排水构筑物施工和验收规范》GB/T50265-97 39.《建筑地面工程施工及验收规范》50209-95 40.《地下防水工程施工及验收规范》GB50208-2002

41.《城市污水处理厂工程质量施工及验收规范》GB50334-2002 42.《地基与基础工程施工及验收规范》GBJ202-83 43.《砖石工程施工及验收规范》GBJ203-83

44.《埋地钢制管道水泥砂浆衬里技术标准》CECS10-89 45.《埋地钢制管道环氧煤沥青防腐技术标准》SYJ28-87 46.《工业金属管道安装工程施工及验收规范》GB50235-93 47.《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2002 48.《通风工程施工及验收规范》GB1243-82 49.《工业自动化仪表及验收规范》GBJ93-86 50.《工业自动化仪表及验收规范》GB50093-2002 51.《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》GBJ131-90 52.《电气装置安装工程施工及验收规范》GB50254~50259-96 53.《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》GB50275-98 54.《建筑防腐蚀施工及验收规范》GB50212-2002

55.《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98 56.《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2003 57.《建筑安装工程质量检验评定统一标准》GBJ300-88 58.《建筑工程质量检验评定标准》GBJ301-88 59.《建筑电气安装工程质量评定标准》GBJ303-88 60.《建筑工程施工现场供用电安全规范》GB50194-93 61.《钢筋焊接及验收规范》JGJ18-84

62.《机械设备安装工程施工及验收规范》GB50231-98

63.《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》GB50275-98

64.《水利工程钢闸门（包括拦污栅）制造安装及验收规范》DL/T5018-94 65.《钢结构工程施工及验收规范》GB50205 66.《平面格栅清污机标准》CJ/T3048

67.《排水工程机电设备安装质量检验评定标准》SZ-06-99 68.《连续输送设备安装工程施工及验收规范》GB50270-98 69.《泵安装工程施工及验收规范》GB50275-98 70.《起重设备安装工程施工及验收规范》GB50278-98 71.《主闸门制造、安装及验收规范》DL/T5018-94 72.有关的设计规范及设计手册 73.甲方提供的相关资料

二、设计原则

1、遵守国家及新疆现行相关环保法规、工程设计标准规范，以及工程安装施工相关规定。 2、选用成熟、可靠的处理工艺，配套质量稳定的机电设备，确保处理站出水达标及长期稳定运行。

3. 采取合理措施处理运行中所产生的废弃物，避免处理站对环境造成二次污染。 4、在设计中充分兼顾处理站投资、占地与运行成本之间的经济合理性，以期实现环境效益、经济效益与社会效益的协调统一。

5、工程建设中严格执行现行国家及行业标准、规范及规程，使项目建设符合国家基本建设方针，做到技术标准适当，建设规模合理，工程配套齐全，投资效益显著，以此为项目筹措提供可靠决策依据。

6、建筑设计在满足工艺要求的前提下，建筑风格及色调上力求新颖、简洁、明快，结合环境，建设一座和谐有致、环保绿色的废水处理站。 三、设计内容与范围

1、本工程包括废水站内的所有工艺、电气、自控的设计。

2、本工程从废水进入废水站内为始，至处理后排放管道引至废水站围墙为终止。 3、废水处理站的设计规模，处理量为15000m3/d，出水水质按甲方提供的出水水质要求设计。

4、本工程包括对废水处理站设备的安装及工艺调试，人员培训等。

第四章 设计基础资料

一、设计处理水量

根据甲方提供的有关资料，该废水处理站设计水量如下： 1、设计日最大废水排放量为15000m3/d；

2、设计系统变化i=1.2。实际设计水量18000m3/d； 3、设计运行周期：T=24h/d； 4、设计处理规模：833m3/h；

5、废水站所需电力，直接从工厂引接，电力电压为380/220伏。 二、设计处理水质 1、进水水质

根据甲方提供的资料，进水水质如下：

CODcr：350～500 mg/L； BOD5：≤250mg/L； SS：≤200 mg/L PH：6～9 2、出水水质

根据甲方的要求，处理后出水需达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的一级A标准，具体排放水质标准如下：

CODcr：≤50 mg/L； BOD5：≤10mg/L； SS：≤10 mg/L； PH：6～9； 氨氮: ≤5mg/L 粪大肠菌群数≤1000 个/L 总磷≤0.5mg/L 总氨≤15 mg/L

第五章 废水处理工艺流程的确定及流程说明

一、废水水质水量分析 1、废水水质分析

城市污水是排入城市排水系统中各类废水的总称,主要由城市生活污水和生产污水以及其他排入城市排水管网的混合污水。在合流制排水系统中还包括雨水，在半分流制的排水系统中还包括初期雨水。城市污水中的污染物质，按化学性质来分，可分为无机性污染物质（如无机酸，碱、盐及重金属元素）和有机性污染物质（如腐殖质、脂肪等）；按物理形态来分，可分为悬浮固体、胶体和溶解物质，不同城市的污水中所含物质总类与形态不同，城市生活污水和工业废水的比例不同，其污水性质亦不同。

城市污水的性质主要是其物理性质，包括水温，颜色，气味，氧化还原电位等。 1.水温

由于城市下水道系统是敷设于地下的，因此城市污水的水温具有相对稳定的特征，一般在10~20℃之间，冬季比气温高，夏季比气温低。城市污水水温突然变化很可能是工业废水造成的，而水温的明显降低可能是由于大量雨水排入造成的。

2.颜色

城市污水的正常颜色为灰褐色，但实际上其颜色通常变化不定，这取决于城市下水道的排水条件和排入的工业废水的影响，大的管网系统由于污水在下水道停留时间过长，可能会发生厌氧反应，输入到污水处理厂的污水的颜色会变暗或显黑色。绿色、蓝色和橙色通常是由于电镀废水的排入造成的，白色则是洗衣废水造成的，而红色、蓝色和黄色等则多为印染废水所致。

3.气味

正常的城市污水具有发霉的臭位，在大管网系统或维护不好的下水道系统，城市污水将会有臭鸡蛋气味，这标志城市污水在下水道已经发酵，产生了硫化氢和其他产物。由于硫化氢气体危及人身安全，在下井下池作业时应严格按照防毒气安全操作规程进行。城市污水中有汽油、溶剂、香味等，可能是有工业废水排入。

4.氧化还原电位

正常的城市污水约+100mV的氧化还原电位，小于+40mV的氧化还原电位说明污水已经进入厌氧发酵或有工业还原剂的大量排入。氧化还原电位超过+300mV，指示有工业氧化剂废水排入。 2 水质分析

水质分析主要是城市污水的化学指标： 1.pH值

城市污水的pH值呈中性，一般为6.5~7.5。pH值的微小降低可能是由于城市污水在下水道中发酵所致。雨季较大时的pH值降低往往是城市酸雨造成的，这种情况在合流制排水系统中尤其突出。PH值的突然大幅度变化通常是工业废水的大量排入造成的。

2.生化需氧量（BOD）

生化需氧量是反映污水中有机污染物浓度的综合指标，是通过测定在指定的温度和指定的时间段内，微生物分解，氧化水中有机物所需氧量的数量来确定的。微生物的好氧分解速度很快，约至5天后其需氧量即达到完全分解需氧量的70%左右，因此，在实际操作中，用BOD5来衡量污水中有机物的浓度。城市污水BOD5在100~3000mg/L之间。

3.化学需氧量（COD）

城市污水的COD一般大于BOD5，两者的差值可反映城市污水中存在难以被降解的有机物的多少。BOD5/ COD比值常用来分析污水的可生化性，可生化性好的废水BOD5/ COD>0.3，小于此值的污水应考虑生化技术以外的污水处理技术，或对一般生化处理工艺进行试验改革。

COD是用化学方法测定的有机物浓度，它不像BOD5那样反映生化需氧量，另外，会有部分的无机物被氧化，使结果产生误差。在城市污水分析时，二者同时使用。

4.总有机碳（TOC）

总有机碳的分析主要是为解决快速测定和自动控制而发展起来的。总有机碳是用总有机碳仪在900℃高温下将水中有机物燃烧氧化计算出的总有机碳。

TOC与BOD5，COD有一定的关系，由TOC可推断出BOD5，COD值。 5.固体物质（SS，DS）

城市污水中的固体物质按其化学性质可分为有机物和无机物，按其物理组成可分为悬浮固体SS和溶解固体DS。

SS是污水的一项重要指标，包括漂于水面的漂浮物如油脂，果核等，悬于水中的悬游物如奶、乳化油等，还有沉于底部的沉淀物，悬浮固体是将污水过滤，把截流在过滤材料上的物质通过烘干，称重而测的。

6.总氮（TN），氨氮（NH3-N），总磷（TP）

氮、磷是污水中的营养物质，在城市污水生化过程中需要一定的氮、磷以满足微生物的新陈代谢，但这仅是污水中氮、磷的一小部分，大部分氮、磷仍将随水排到水体中，从而导致水体中藻类超量生长，造成富营养化问题。因此，除磷脱氮也是污水处理的任务之一。

总氮是污水中有机氮和无机氮的综合，氨氮是无机氮的一种。总磷是污水中各类有机磷和无机磷的总和。

7.重金属

城市污水中的重金属是指达到一定浓度时通常会对人体，生物造成危害的那些重金属，其中危害较大的有汞、镉、铬、铝、铜、锌等。汞极易沉底，易被生物甲基化而加剧毒性，可通过食物链引起疾病；镉易被生物富集，可导致骨损伤病症；铬通过食物链被人摄取可导致慢性中毒，铜、锌是人体需要的微量元素，但大量的铜、锌将抑制微生物的新陈代谢作用，最终威胁人身安全。

以上的这些化学指标大部分可以在城市污水处理过程中得到降解，其中85%以上的SS，BOD5，TOC，NH3-N可以通过污水处理得到去除，但重金属等一些有毒物质往往需要在工业企业通过处理控制。

二、废水处理工艺的确定

1、工艺流程的比较选择

按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2 /O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。

由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理。可供选取的工艺：A/O工艺，A2/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，

2.3.1 A2/O处理工艺(如下图所示)

厌氧 缺氧 好氧 污泥回流 二沉池 内回流 图1 Ａ2/Ｏ工艺

○1A2/O处理工艺是Anaerobic－Anoxic－Oxic的英文缩写，它是厌氧－缺氧－好氧生物脱氮除磷工艺的简称，A2/O工艺是在厌氧－好氧除磷工艺的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。 ②A2/O工艺的特点：

A：厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能；

B：在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其它工艺。

C：在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。

D：污泥中含磷量高，一般为2.5%以上。 2.3.2氧化沟

严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟，如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。 交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。

氧化沟具有以下特点：

(1)工艺流程简单，运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。

(2)运行稳定，处理效果好。氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右。

(3)能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。

(4)污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为20～30 d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。

(5)可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一般＞80%。但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施。

(6)基建投资省、运行费用低。和传统活性污泥法工艺相比，在去除BOD、去除BOD和NH3 -N及去除BOD和脱氮三种情况下，基建费用和运行费用都有较大降低，特别是在去除

BOD和脱氮情况下更省。同时统计表明在规模较小的情况下，氧化沟的基建投资比传统活性污泥法节省更多。

Carrousel原指游艺场中的循环转椅，如上图。为一个多沟串联系统，进水与活性污泥混合后沿箭头方向在沟内不停的循环流动，采用表面机械曝气器，每沟渠的一端各安装一个。靠近曝气器下游的区段为好氧区，处于曝气器上游和外环的区段为缺氧区，混合液交替进行好氧和缺氧，不仅提供了良好的生物脱氮条件，而且有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉淀。

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，如上图。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。

2.3.3 SBR工艺

SBR是一种间歇式的活性泥泥系统，其基本特征是在一个反应池内完成污水的生化反应、固液分离、排水、排泥。可通过双池或多池组合运行实现连续进出水。SBR通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标，具有很大的灵活性。

SBR池通常每个周期运行4-6小时，当出现雨水高峰流量时，SBR系统就从正常循环自动切换至雨水运行模式，通过调整其循环周期，以适应来水量的变化。SBR系统通常能够承受3-5倍旱流量的冲击负荷。

SBR工艺具有以下特点：

(1)SBR工艺流程简单、管理方便、造价低。SBR工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资 30%以上，而且布置紧凑，节省用地。由于科技进步，目前自动控制已相当成熟、配套。这就使得运行管理变得十分方便、灵活，很适合小城市采用。

(2)处理效果好。SBR工艺反应过程是不连续的，是典型的非稳态过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的(尽管是处于完全混合状态中)，随时间的延续而逐渐降低。反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程之中，因此处理效果好。

(3)有较好的除磷脱氮效果。SBR工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率。

(4)污泥沉降性能好。SBR工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。同时由于SBR工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好。

(5)SBR工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质波动。 2.3.2 A＋A2/O工艺

A＋A2/O处理工艺由污泥负荷率很高的A段和污泥负荷率较低的B段（A2/O段）二级活性污泥系统串联组成，并分别有独立的污泥回流系统。该工艺于80年代初应用于工程实践，现在越来越广泛地得到了应用。

○1A＋A2/O工艺原理

A＋A2/O生物处理工艺图如下所示：

图三. A＋A2/O

该工艺主要特点是不设初沉池，由A－B二段活性污泥系统串联运行，并各自有独立的污泥回流系统。

原水经格栅进入A段，该段充分利用原污水中的微生物，并不断地繁殖，形成一个开放性生物动力学系统。A段污泥负荷率高达2～6kgBOD5/(kgMLSS.d)，水力停留时间短（一般为30min），污泥龄短（0.3~0.5d）。A段中污泥以吸附为主，生物降解为辅，对污水中BOD的去除率可达40％～70％，SS的去除率达60％～80％，正是A段对悬浮物和有机物较彻底的去除，使整个工艺中以非生物降解的途径去除的BOD量大大提高，降低了运行和投资费用。

B段中，厌氧池主要是进行磷的释放，使污水中P的浓度升高，溶解性有机物被细胞吸收而使污水中BOD浓度下降；另外NH3－N因细胞的合成而被去除一部分，使污水中NH3－N浓度下降。但含量没有变化。

在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量NO3－-N和 NO2－－N还原为N2释放至空气，因此BOD浓度继续下降，NO3－－N浓度大幅度下降，而磷的变化很小。

在好氧池中，有机物被微生物生化降解，而继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使NH3－N浓度显著下降，但随着硝化过程使NO3－-N的浓度增加，而P随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速率下降。

所以，A2/O工艺它可以同时完成有机物的去除、硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NH3－N应完全硝化，好氧池能完成这一功能。缺氧池则完成脱氮功能。厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。

○2A+A2/O工艺的特点：

A、该工艺中A段负荷高达2～6kgBOD5/(kgMLSS.d)，因此具有很强的抗冲击负荷能力和具有对PH、毒物影响的缓冲能力，活性污泥中全部是繁殖速度很快的细菌。

B、A段活性污泥吸附能力强，能吸附污水中某些重金属、难降解有机物以及氮、磷等植物性营养物质，这些物质通过剩余污泥的排放得到去除。

C、B段中，厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。

D、在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其它工艺。

E、在厌氧－缺氧－好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。

F、污泥中含磷量高，一般为2.5%以上。

G、厌氧－缺氧池只需轻缓搅拌，使之混合，而以不增加溶解氧为度。

H、沉淀池要防止发生厌氧、缺氧状态，以避免聚磷菌释放磷而降低出水水质和反硝化产生N2而干扰沉淀。

I、脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果受回流污泥中挟带DO和硝酸态氧的影响。

2.4污泥处理工艺方案 2.4.1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。

污泥处理要求如下：

☆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。 2.4.2常用污泥处理的工艺流程 ：

（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

由于该工艺选用A＋A2/O工艺A段污泥较多，不稳定，且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选用第一种（生污泥→浓缩→消化→机械脱水→最终处置）较好。

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%一下。 （1）方案一:污泥机械浓缩、机械脱水； （2）方案二:污泥重力浓缩、机械脱水。 方案比较:

项目 方案一 1.污泥贮泥池 主要构筑物 2.浓缩、脱水机房 3.污泥堆棚 方案二 1.污泥浓缩池 2.脱水机房 3.污泥堆棚 主要设备 1污泥浓缩设备 2.加药设备 小 3.0-4.0kg/T Ds 1.浓缩池刮泥机 2.脱水机 3.加药设备 大 ≤4.0kg/T DS 占地面积 絮凝剂总用量 无大的污泥敞开式构污泥浓缩池露天布置，对环境的影响 筑物，对周围环境影响气味难闻，对周围环境小 总土建费用 总设备费用 剩余污泥中磷的释放 小 一般 无 影响大 大 稍大 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机械浓缩脱水。 三、处理工艺要求

污水处理的目的是去除水中的污染物，使污水得到净化，污水中的主要污染物有BOD5、CODcr、SS、N和P等。污水处理工艺不同，对污染物去除率也不同。

● SS的去除

污水中SS的去除主要靠淀淀作用。污水中的无机颗粒和大直径的有机颗粒靠自然沉淀作用就可去除，小直径的有机颗粒靠微生物的降解作用去除，而小直径的无机颗粒（包括大小在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒）则要靠活性污泥絮体的吸附、网络作用，与活性污泥絮体同时沉淀被去除。

污水厂出水中悬浮物浓度不仅涉及到出水SS指标，出水中的BOD5、CODcr、TP等指标也与之有关。因为组成出水悬浮物的主要成分是活性污泥絮体，其本身的有机成份就高，而有机物本身就含磷，因此较高的出水悬浮物含量会使得出水的BOD5、CODcr和TP增加。因此，控制污水厂出水的SS指标是最基本的，也是很重要的。

因为目前采用的大多数污水处理工艺都包含有生物除磷脱氮技术，后面将要提到，生物除磷技术是靠聚磷菌对污水中磷的吸收作用，形成高含磷量的活性污泥，使磷从污水中去除。

因此，采用生物除磷技术时对出水的SS指标就有较高的要求，否则因出水中高含磷量的悬浮物浓度就会引起出水总磷超标。

●BOD5的去除

污水中BOD5的去除是靠微生物的吸附作用和代谢作用，对BOD5降解，利用BOD5合成新细胞，然后对污泥与水进行分离，从而完成BOD5的去除。

活性污泥中的微生物在有氧的条件下，将污水中的一部分有机物用于合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以使获得细胞合成所需的能量，其最终产物是CO2和H2O等稳定物质。

在合成代谢与分解代谢过程中，溶解性有机物（如低分子有机酸等）直接进入细胞内部被利用，而非溶解有机物则首先被吸附在微生物表面，然后被胞外酶水解后进入细胞内部被利用。由此可见，微生物的好氧代谢作用对污水中的溶解性有机物和非溶解性有机物都起作用，并且代谢产物是无害的稳定物质，因此，可以使处理后污水中的残余BOD5很低。

●CODcr的去除

污水中CODcr去除的原理与BOD5基本相同。污水厂CODcr的去除率，取决于进水的可生化性，它与城市污水的组成有关。

● 氨氮的去除

在有机物被氧化的同时，污水中的有机氮也被氧化成氨氮，在溶解氧充足、泥龄较长的情况下，进一步被氧化成亚硝酸盐和硝酸盐。硝化菌属于自养菌，其比生长率明显小于异养菌的生长率，生物脱氮系统维持硝化的必要条件是θ≥θN，即系统的实际泥龄大于硝化要求的泥龄，也就是说系统必须维持在较低的污泥负荷负件下运行，使得系统泥龄大于维持硝化所需的最小泥龄。根据大量的试验数据和运转实例，设计污泥负荷在0.18kg BOD5/kg MLSS2d及以下时，就可以达到硝化的目的。采用硝化工艺可以满足出水要求。

●磷的去除

污水除磷主要有生物除磷和化学除磷两大类。城市污水采用生物除磷为主，必要时辅以化学除磷作为补充。

生物除磷是污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，产生能量用以吸收快速降解有机物，并转化为PHB（聚β羟丁酸）储存起来。当这些聚磷菌进入好氧条件下时就降解体内储存的PHB产生能量，用于细胞的合成和吸磷，形成高浓度的含磷污泥，随剩余污泥一起排出系统，从而达到除磷的目的。生物除磷的优点在于不增加剩余污泥量，处理成本低。

据资料介绍，在厌氧段释放1mg的磷吸收储存的有机物，经好氧分解后产生的能量用于细胞合成、增殖，能够吸收2-2.4mg的磷。因此磷的吸收取决于磷的释放，而磷的释放取决于污水中存在的可快速降解的有机物的含量，一般来说，这种有机物与磷的比值越大，降磷效果越好。一般的活性污泥法，其剩余污泥中的含磷量为1.5～2%，采用生物除磷工艺的剩余活性污泥中磷的含量可以达到传统活性污泥法的2-3倍，在设计中往往采用4%。

生物除磷工艺的前提条件是聚磷菌必须在厌氧条件下受到抑制，而后进入好氧阶段才能增大磷的吸收量。因此，污水除磷的处理工艺必须在曝气池前设置厌氧段。根据正宁县污水处理厂进水含磷量和出水含磷要求，磷的去除率要求达到75%，出水含磷量为1.0mg/L，采用生物除磷工艺，特别是根据生物除磷原理对处理工艺进行优化后，是能够满足出水要求的。

●硝酸盐的去除

经过好氧生物处理后的污水，其中大部分的氨氮都被氧化成为硝酸盐（NO-N），反硝化菌在溶解氧浓度极低或缺氧情况下可以利用硝酸盐中氮作为电子受体，氧化有机物，将硝酸盐中的氮还原成氮气（N2），从而完成污水的脱氮过程，通常称之为反硝化过程。其能量来源于甲醇、乙酸、甲烷或污水中的碳源。

在硝酸盐还原为氮气的反硝化过程中，反硝化菌利用硝酸盐（NO）作为电子受体，而以污水中的有机物作为碳源提供能量并使之氧化稳定。每转化1kg NO-N为N2时，需要消耗有机物（以BOD5计）2.86kg，即发硝化1kg硝酸盐可以回收2.86kg。

硝化过程有H+产生，要消耗水中碱度，当碱度不够时，污水的pH值将下降至维持硝化反应正常进行所需的pH值之下，从而使硝化反应不能正常进行。每氧化1kg NO-N为NO-N时要消耗碱度7.14kg。而反硝化反应则伴随有OH-产生，每转化1kg NO-N为N2时要产生3.75kg碱度，即可以回收3.75kg碱度，使硝化过程消耗的部分碱度得到补充。因此，在反硝化脱氮的同时可以降低能耗（利用NO-N作为电子受体氧化有机物）、回收碱度，保证硝化进行过程一级改善生物除磷效率。

综上所述，根据进水水质和要求的出水指标，最佳的处理工艺是生物除磷脱氮工艺。

?3?3?3?3?3?4?3

砂水分离 生活污水

粗格栅

曝气沉砂 风机 细格栅 调节池

曝气池 风机

中沉池 厌氧池 缺氧池

三、工艺流程框图。

好氧池 风机

沉淀池一

加药装置 沉淀池二 污泥浓缩池

排放池 压滤机 污泥外运 四、处理工艺特点

1、工艺中采用了处理效果稳定，管理方便的格栅+曝气沉砂工艺，保证了对废水中悬浮物的彻底去除，保障了后续处理工艺的稳定运行；

2、工艺中采用了处理效果高、节省能耗、操作管理方便的高效厌氧处理技术—水解酸化，

有效的降解了废水中难降解的大分子有机物，进一步提高了废水的可生化性，为后续的好氧工艺提供了有利的条件，且酸化池不需要密闭，不产生沼气等不良气体，不需要气、固、液三相分离器，降低了造价且便于维护；

3、工艺中采用了技术成熟、对有机物去除效率高的A＋A2/O工艺，该工艺具有操作简单、

运行灵活、可根据水量及水质变化调整控制参数、管理方便等特点，确保了废水处理的稳定达标。 五、工艺流程说明 1、预处理流程：

生活污水先通过人工粗格栅和机械细格栅，拦截废水中的大块漂浮物质及其他杂物，以避免后续的水泵被堵塞、缠绕；格栅渠出水自流入调节池，调节废水的水量、pH，均化废水水质；调节池出水经泵提升进入沉砂池，出水自流A＋A2/O，经过生化处理的出水通过加药沉淀后消毒处理。大部分出水外排，少部分用于厂区绿化，冲洗地面，加药系统和压滤机冲洗系统。

污泥压滤系统产生的冲洗废水进入调节池再处理。 2、生化核心处理段流程：

沉砂池出水自流进入A池，利用池内厌氧菌的作用，降解废水中难于好氧降解的大分子有机物，提高废水的可生化性，为好氧工艺提供有利的条件；A池出水进入A2/O池，利用

池内大量微生物的活动进一步去除废水中的有机物，确保出水达标排放，A＋A2/O池出水自流进入幅流沉淀池，沉淀出水进入消毒排放池。排放池中的水一部分作为污泥处理系统用水，另一部分达标排放。 3、污泥处理系统流程：

沉淀池、水解酸化池及A＋A2/O池产生的污泥排入污泥浓缩池，浓缩后的污泥进入混合器，并向混合器中投加助凝剂PAM，混合后的污泥进入带式压滤机进行脱水，泥饼外运填埋或再利用，避免污泥带来的二次污染，污泥压滤液和清洗滤带的废水排入调节池。

第六章、污水处理厂工艺设计及计算

1、格栅及泵房

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。

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。 中格栅→泵房→细格栅 1.1 中格栅

进水中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。

1.设计说明 栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为0.6～1.0m/s，槽◇

内流速0.5m/s左右。如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。此外，在选择格栅断面尺寸时，应注意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的80%，以留有余地。

格栅栅条间隙拟定为25.00mm。 2.设计流量： ◇a.日平均流量

Qd=2万m3/d≈833.3m3/h=0.232m3/s=232L/s KZ?2.72.72.7???1.48 0.110.111.821QP232 b. 最大日流量

Qmax=Kz2Qd=1.483833.3m3/h=1233.284m3/h=0.343m3/s 3设计参数： ◇

栅条净间隙为b=25.0mm 栅前流速ν1=0.7m/s 过栅流速0.8m/s 栅前部分长度：0.5m 格栅倾角δ=60°

单位栅渣量：ω1=0.05m3栅渣/103m3污水 4设计计算： ◇

B12?1确定栅前水深。根据最优水力断面公式Q?○计算得：

2B1?h?2Q??B?0.495m22?0.343?0.99m0.7

所以栅前槽宽约为1.0m。栅前水深h≈0.50m

2格栅计算 ○

说明：

Qmax—最大设计流量，m3/s； α—格栅倾角，度（°）； h—栅前水深，m；

ν—污水的过栅流速，m/s。 栅条间隙数（n）为

n?栅槽有效宽度（B）

设计采用?10圆钢为栅条，即S=0.01m。

B?S(n?1)?bn?0.01?(43?1)?0.025?43

Qmaxsin?0.343?sin60?=?43(条)

ehv0.025?0.5?0.6=1.495 (m)≈1.5(m)

选用回转式格栅HG-750型两台，格栅槽安装宽度0.80m，格栅槽有效格栅宽度750mm，栅条间隙25mm，整机（每台）功率0.75Kw，格栅倾角60°。

实际过流量采用公式：S (n-1) +nb=B’ 求得： 实际 n?B1?S S?b n =（0.75+0.01）/（0.025＋0.01） ≈22（条）

Qmax0.343??0.64 v?nbh2?22?0.025?0.5

通过格栅的水头损失h2

h2?K?h0

h0???22gsin?

h0—计算水头损失； g—重力加速度；

K—格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3；

?s?ξ—阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于圆形断面，??1.79???

?b?430.642?0.01?h2?3?1.79???sin60??0.033(m) ??0.0252?9.81??取h1=0.3m

所以：栅后槽总高度H

H=h+h1+h2=0.5+0.3+0.033=0.833(m) h1—栅前渠超高，一般取0.3m。 a.

栅槽总长度L

H1 tan?B?B10.71?0.65L1???0.08

2*tan?12*tan60? L1L2?

2L?L1?L2?1.0?0.5?43H1?h?h1

L1—进水渠宽，m； L2—栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m； B1—进水渠宽，m； α1—进水渐宽部分的展开角，一般取20°。

③栅渣量计算 对于栅条间距b=25.0mm的中格栅，对于城市污水，每单位体积污水拦截污物为W1=0.05m3/103m3，每日栅渣量为

W?QmaxW1?864000.343?0.05?86400?

Kz?10001.48?1000 =1.0（m3/d）

拦截污物量大于0.3m3/d，宜采用机械清栅。

污物的排出采用机械装置：?600螺旋输送机，选用长度l=8.0m的一台。 1.2．污水提升泵站（包括调节池）

◇1设计说明 污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入曝气沉砂池。然后自流进入各工艺池，设计流量Qmax=1233.3m3/h。

⑵搅拌机

为防止泥砂等杂质沉淀于调节池，在调节池内设搅拌机。

采用ZJ1000型搅拌机。该产品具有结构紧凑，操作方便，搅拌效果好等特点。共需2台搅拌机，功率为0.75Kw/台。

⑶提升泵

调节池内设立式潜污泵200QW300-7型3台，两用一备，潜水泵单台能力为300m3/h，扬程7m，出水口径200mm，转速1460r/min，轴功率6.81Kw，配用功率11Kw，泵效率81.8%，重量为380kg。

2设计选型 污水经消毒池处理后排入市政污水管网，消毒水面相对高程为±0.00m，◇

则相应的二沉池、氧化沟、曝气沉砂池水面相对标高分别为0.50，1.00，和1.60m

③提升泵房 电机、电控柜、电磁流量计显示器室内安装，另外考虑一定检修空间。提升泵房占地面积为（7×3+7×8）=77m2，其中工作间的面积为7×8=56m2。

1.3．细格栅

污水由进水泵房提升至细格栅沉砂池，细格栅用于进一步去除污水中较小的颗粒悬浮、漂浮物。

1.设计说明（如中格栅）。 ◇

细格栅栅条间隙拟定为10.0mm。 2.设计流量： ◇a.日平均流量

Qd=2万m3/d≈833.3m3/h=0.232m3/s=232L/s KZ?2.72.72.7???1.48 0.110.111.821QP232 b. 最大日流量

Qmax=Kz2Qd=1.483833.3m3/h=1233.3m3/h=0.343m3/s 3设计参数： ◇

栅条净间隙为b=10.0mm 栅前流速ν1=0.7m/s 过栅流速0.8m/s 栅前部分长度：0.5m 格栅倾角α=60°

单位栅渣量：ω1=0.05m3栅渣/103m3污水 4设计计算： ◇

B12?1确定栅前水深。根据最优水力断面公式Q?○计算得：

2B1?h?2Q??B?0.495m22?0.343?0.99m0.7

所以栅前槽宽约为1.0m。栅前水深h≈0.50m

2格栅计算 ○

说明：

Qmax—最大设计流量，m3/s； α—格栅倾角，度（°）； h—栅前水深，m；

ν—污水的过栅流速，m/s。 栅条间隙数（n）为

n?栅槽有效宽度（B）

设计采用?10圆钢为栅条，即S=0.01m。

B?S(n?1)?bn?0.01?(79?1)?0.010?79

Qmaxsin?0.343?sin60?=?79(条)

ehv0.010?0.5?0.8=1.57(m)≈1.60(m)

选用回转式格栅HG-800型两台，格栅槽安装宽度0.90m，格栅槽有效格栅宽度800mm，栅条间隙10mm，整机（每台）功率0.75Kw，格栅倾角60°。

实际过流量采用公式：S (n-1) +nb=B’ 求得： 实际 n?B1?S S?b n =（0.80+0.01）/（0.01＋0.01） ≈41（条） v?

通过格栅的水头损失h2

Qmax0.343??0.84m/snbh2?41?0.01?0.5

h2?K?h0

h0???22gsin?

h0—计算水头损失； g—重力加速度；

K—格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3；

?s?ξ—阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于圆形断面，??1.79???

?b?430.842?0.01?h2?3?1.79???sin60??0.167(m) ??0.012?9.81??取h1=0.3m

所以：栅后槽总高度H

H=h+h1+h2=0.5+0.3+0.167=0.967(m) h1—栅前渠超高，一般取0.3m。 b.

栅槽总长度L

H1 tan?B?B11.60?0.99L1???0.84m

2?tan?12?tan20? L1L2?

2L?L1?L2?1.0?0.5?43L1—进水渠宽，m；

L2—栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m； B1—进水渠宽，m；

α1—进水渐宽部分的展开角，一般取20°。 采用机械清栅。

污物的排出采用机械装置：?300螺旋输送机，选用长度l=8.0m的一台。 2、沉砂池

1沉砂池的选型： ◇

沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度2.65t/m3的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。

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，便于沉砂和有机物的分别处理和处置。 由于旋流式沉砂池有占地小，能耗低，土建费用低的优点。本设计采用钟式沉砂池。 钟式沉砂池采用重力原理，水流经过水渠进入沉砂池，分选区水流分为两个环，内环在叶轮推动下向上流动，外环则基本上保持静止。砂料以重力沉降到外环的斜底上，并顺斜坡滑入集砂区，轻的有机物则在径向叶轮的推力下与砂料分离，返回到水流中去。

2设计说明 污水经立式污水污物泵提升后经细格栅，◇进入钟式沉砂池，共两组对称与提

升泵房中轴线布置，每组分为两格。

4设计资料 ◇

1）沉砂池表面负荷200m3/(m2h),水力停留时间25s

2）进水渠道直段长度为渠道宽度的7倍，并不小于4.5米，以创造平稳的进水条件； 3）进水渠道流速，在最大流量的40%-80%的情况下为0.6-0.9m/s，在最小流量时大于0.15m/s；但最大流量时不大于1.2m/s。

4）出水渠道与进水渠道的夹角大于270度，以最大限度的延长水流在沉砂池中的停留时间，达到有效除砂的目的。两种渠道均设在沉砂池的上部以防止扰动砂子。 5）水渠道宽度为进水渠道的两倍。出水渠道的直线段要相当于出水渠道的宽度。 6）沉砂池前应设格栅。沉砂池下游设堰板或巴氏计量槽，以便保持沉砂池内需要的水位。

5设计计算 ◇

1）进水渠道计算及校核

沉砂由螺旋离心泵自斗底抽送至高架砂水分离器，沙水分离通入压缩空气洗砂，污水回至提升泵前，净砂直接缷入自卸汽车外运。

设计流量为Qmax=873.3m3/h=0.243m3/s，设计水力停留时间为t=25s，水深h＝0.5m，则进水渠道的宽度B1：

要求在最大流量Qmax的40%~80%时，流速为0.6~0.9m/s; 且以最大流量计算：

BQmax?80%1?h???0.243?80%0.5?0.9?0.43m

进水渠道宽0.430m，进水渠道直段长度设计为5.0m。 最小流速时校核:

在最小流量时（根据经验通常为最大流量的1/3） 0.243?1 水平流速vmin?30.43?0.5?0.376m/s?0.15m/s 体设计计算

钟式沉砂池有一定的规格可根据流量的不同选取不同规格。 根据设计水量选取规格图下的池体：（两组并行运行）

项目 沉砂池直径 沉砂池深度 砂斗直径 砂斗深度 驱动机构 浆板转速 数值 2.44m 1.22m 0.91m 1.52m 0.86kW 20n/min 2）池

钟式沉砂池池体初步选型设计示意图

核算水力停留时间：

有效体积V??R2?h?3.14?1.222?1.22?5.7m3 水力停留时间：t?V5.7??33s Q0.34322⑤排砂量计算 对于城市污水，采用钟式沉砂池工艺，产生砂量约为

x1=2.0～3.0m3/105m3

每日沉砂产量（Qs）为

Qs= Qmaxx1=2000033.0310-5

=0.6（m3/d） （含水率为P=60%）

砂斗容积为；

V砂??R2h?3.14?0.4552?1.52?0.988m3

提砂泵

选用直径0.5m钢制压力式旋转砂水分离器两台，一组沉砂池一台。砂水分离器外形高度H1=11.4m，入水口离地面相对高程为11.0m，则抽砂泵静扬为H2=0.1MPa=10.0mH2O。

则抽砂泵所需扬程为

H=H0+H2=14.5+10.0=24.5（mH2O）

每组钟式沉砂池底配两台提砂泵，一用一备，共4台。

选用螺旋离心泵，流量Q=40.0m3/h,扬程H=25.0mH2O，电机功率为 （3）鼓风机房

砂水分离后，通入气水混合液洗砂，气和水分别冲洗或联合冲洗。气和水的冲洗强度均为10L/（m2·s），则用气量为0.8m3/min。

洗砂用压缩空气与曝气沉砂池，均来自鼓风机房。鼓风机总供气量为109.77m3/min。选用BK8016罗茨鼓风机3台二用一备，单台Qa=36.59m3/min，p=49.6kPa，N=55.0kW。

1.3．1鼓风机房（6734.5）m2。 1.3．2巴氏计量槽

功能：设置污水计量装置是为了测定污水厂的进水流量，便于控制构筑物的运行，提高污水厂的运行效果和运转管理水平。

1.3．3配水配泥井

曝气沉砂池后污水进入配水配泥井向氧化沟配水，每两组氧化沟设配水配泥井一座，同时回流污泥也经配水配泥井向氧化沟分配。配水配泥井尺寸?800，配手摇式起闭机两台。 3、A段曝气池计算 项目 单位 进水水质 出水水质 A段的作用机理：

进入A段的污水直接来自排水管网，其中含有大量活性很强的细菌及微生物群落，与污水中的悬浮物和胶体组成悬浮物—微生物共存体，具有絮凝性和粘附力，再与回流污泥混合后，相互间发生絮凝和吸附，此时难沉降的悬浮物-胶体物质得到絮凝、吸附、粘结后与可沉降的悬浮物一起沉降，同时A段活性污泥还对一部分可溶性有机物具有生物降解作用。正是由于A段对悬浮物和胶体有机物的彻底去除，使整个工艺中以非生物降解的途径去除的BOD5量大大提高，所以降低了运行费用和投资费用。

从城市管网进入A段的微生物，占A段总微生物的15%以上。

经A段处理以后，城市污水中的BOD5去除率可达40%~70%,而BOD5/COD之值却只有微小的降低或者保持不变。当A段在兼性条件下运行时(BOD5去除率为20%~40%)，BOD5/COD的值有所提高，这说明通过A段的处理，可为后面阶段的微生物提供良好的进水水质条件，为后续阶段的净化效果提供保证。 设计参数：

●A段污泥负荷：NSA=4kgBOD5/(kgMLSS2d)；

BOD5 mg/l 260 ≤15 COD mg/l 400 ≤50 SS mg/l 320 ≤15 TN mg/l 45 ≤5 TP mg/l 7 ≤1.0 ●混合液污泥浓度：XA=2.0kg/m3； ●污水回流比RA=0.5 处理效率：

为保证A2/O阶段有较高的氮磷去除率，须保证有较高的C/N比(COD/TN>8，这里取9)和较低的P/C比(TP/BOD5<0.06这里取0.04)； A段N，P去除率一般为15%。

经A段处理后，TN2=4530.85=39mg/L,TP2=730.85=6mg/L 故经过A 段处理后须保证： COD=TN239=3939=351mg/L BOD5=TP2/0.04=6/0.04=150mg/L 所以Ａ段COD去除率EACOD?COD1?COD2600?351??41.5%

COD1600BOD5去除率为EABOD?BOD51?BOD52260?150??42.3%

BOD51260确定混合液污泥浓度（XA） A段SVI值取100

106106Xr??r??1.2?12000mg/L,取R=0.5

SVI100XA?R0.5?Xr??12000?4000mg/L 1?R1?0.5曝气池容积计算：

VA曝气池?24Q?(260?150)/100024?833.3?260??434m3

NSA?XA?f4?4000?0.75确定曝气池各部位尺寸：

设两组曝气池，每组容积V单为217m3 取池深h=2m，则每组曝气池面积为：

F?V单h?217?109m2 2取池宽B=3m，B/h=1.5（1~2之间符合规定），扩散装置可设在廊道的一侧。 池长：

L?F109??37mB3 L37??12.3?10(符合要求)B3曝气时间

TA?VA434??0.52(h) Q833.3取超高0.5m，则池总高度为 H=0.5+h=2.5m 剩余污泥量的计算： 设A段SS去除率为75% Sr =320375%=240mg/L=0.24kg/m3 干泥量：

WA=QSr+aQLr=833.332430.24+0.43833.332430.11=4799.8+8799.65=13599.5kg/d 湿污泥量：(污泥含水率为98.7%)

Qs?W(A)(1?P(A))?1000?13599.5?1046.1m3/d?43m3/h

(1?0.987)?1000A段污泥龄

?cA?11??0.625d

aa?NSA0.4?4A段需氧量

OA?a'QLr?0.4?833.3?0.11?36.7kgO2/h=880.8kgO2/d

计算曝气池内平均溶解氧饱和度

采用网状膜型中微孔空气扩散器，敷设于池底，距池底0.15m，淹没深度H=1.85m，计算温度为30℃。

Csb鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度平均值 Cs为在大气压力条件下，氧的饱和度

Csb?Cs(PbOt?)2.066?10542(1)空气扩散装置出口处的绝对压力Pb?P?9.8?105?H?1.013?105?9.8?103?1.85?1.195?105Pa(2)气泡离开池面市氧的百分比21?(1?EA)21?(1?0.1)?100%??100%?19.3y?21?(1?EA)79?21?(1?0.1)

Ot?(3)确定20℃和30℃的氧饱和度Cs(20)?9.2mg/LCs(30)?7.63mg/LCsb(30)

?1.195?10519.3?PbOt??Cs(?)?7.63???55???7.92mg/L 42422.066?102.066?10???1.195?10519.3?PbOt??Cs(?)?9.2????9.55mg/L 55??4242?2.066?10?2.066?10Csb(20)鼓风曝气池20℃时脱氧清水的需氧量

R0????????Csb(T)?C??1.024(T?20)RCsb(20)880.8?9.550.85??0.95?1?7.92?0.5??1.024(30?20) 880.8?9.55?7.57?1111.4kg/d?46.3kg/h供气量：

Gs?R046.3?100??100?1543.3m3/h?25.7m3/min 0.3EA0.3?104、中间沉淀池设计 采用中心进水辐流式沉淀池

沉淀池简图

设计参数：

水力表面负荷q’=1.1m3/(m2h),出水堰负荷设计规范规定为≯1.7L/s2m(146.88m3/m2d);沉淀池个数n=2；沉淀时间T=2h 设计计算;

hhhh4

（1）池表面积

A?Q833.3??758m2 q'1.1（2）单池面积

A单池?A758??379m2 n2（3）池直径

D?4?A单池＝4?379＝22m 3.14?为保证规范要求： D/H0>6~12， H0>4, 所以设计时取24m。 （4）沉淀部分有效水深(h2)

混合液在分离区泥水分离，该区存在絮凝和沉淀两个过程，分离区的沉淀过程会受进水的紊流影响

h2?3m

（5）沉淀池部分有效容积

3.14?242V??h2??3?1356m3

44?D2（6）沉淀池坡底落差 取池底坡度i=0.05

?D??24?h4?i???2??0.05???2??0.5m

?2??2?（7）沉淀池周边（有效）水深

H0?h2?h3?h5?3?0.5?0.5?4.0m?4.0m(D24??6,满足规定。)H04

式中：h3为缓冲层高度，取0.5m；h5为挂泥板高度，取0.5m。（8）污泥斗容积 由几何公式计算

V1?3.14?1.73?(22?2?1?12)?12.7m3 33污泥斗高度h6?(r1?r2)?tg??(2?1)?tg600?1.73m?h6?r21?r1r2?r22??因此，池底可储存污泥的体积为：

V2??h44??R2?Rr1?r12??3.14?0.5?(242?24?2?22)?262.1m3 3

共可储存污泥体积为：V1?V2?12.7?262.1?274.8m323274.8/43=12.8h 即够储存12.8小时，足够。 （9）沉淀池总高度 H=0.3+4+0.45+1.73=6.48m

进水管排泥管

进水系统计算

（1）单池设计流量416.7m3/h（0.232m3/s）

进水管设计流量：0.2323(1+R)=0.23231.5=0.348m3/s

管径D1=500mm，v1=1.18m/s （2）进水竖井 进水井径采用1.2m，

出水口尺寸0.3531.2m2，共6个沿井壁均匀分布 出水口流速

v2?0.348?0.138m/s(?0.15~0.2m/s)

0.35?1.2?6（3）紊流筒计算 筒中流速

v3?0.03~0.02m/s,(取0.03m/s)

紊流筒过流面积

f?Q进?0.348?11.6m2 0.03?3紊流筒直径

D3?4f2?D2??4?11.6?1.22?4m 3.14出水部分设计

(1) 单池设计流量0.232m3/s (2) 环形集水槽内流量

q集?Q设2?0.232?0.116m3/s 2

(3) 环形集水槽设计

1) 采用双侧集水环形集水槽计算。

槽宽b?2?0.9?(k?q集)0.4＝2?0.9??1.3?0.116?＝0.87m0.4（其中k为安全系数采用1.2~1.5）

槽中流速v=0.5m/s 槽内终点水深：h6?槽内起点水深：

h5?3hk?32hk3?h62h6aq1.0?0.1163??0.129m22gb9.81?0.8732hk32?0.1292?h6?3?0.292?0.462m h60.29q0.116??0.290m vb0.5?0.8722

h5?32) 校核

当水流增加一倍时，q?0.232m3/s;v'?0.8m/s

h6?q0.232??0.333m vb0.8?0.87h5?3hk?32hk3?h62h6aq1.0?0.2323??0.194m22gb9.81?0.8722

h5?332hk32?0.1942?h6?3?0.3332?0.537m h60.333所以设计取环形槽内水深为0.5m，集水槽总高度为0.5+0.3（超高）=0.8m，采用90°三角堰。 (4)出水溢流堰的设计 采用出水三角堰（90°）

1)堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度） H1=0.04m（H2O） 2)每个三角堰的流量q1

q1?1.343H12.47?1.343?0.042.47?0.0004733m3/s

3) 三角堰个数n1

n1?Q单q1?0.232?490.1?设计时取491?

0.0004733

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