A2O法66万立方米每天新建临淄城市污水处理厂初步设计.docx

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A2O法66万立方米每天新建临淄城市污水处理厂初步设计

摘要

该处理厂处理城市污水，且进水水质较复杂：

化学需氧量（COD）：

250mg/L；五日生化需氧量（BOD5）：

220mg/L；悬浮物（SS）：

150mg/L；TN：

25mg/L；TP=5mg/L。

处理后的水质要求：

COD≤50mg/L；BOD5≤10mg/L；SS≤10mg/L；TN≤15mg/L；TP≤0.5mg/L。

根据毕业设计的原始资料及出水水质要求，对A2/O和氧化沟、SBR、AB法污水处理工艺进行工艺设计和经济技术比较。

该污水处理工程进水中氮含量均偏高，在去除BOD5和SS的同时，还需要进行脱氮处理，故采用A2/O工艺。

A2/O工艺的生物处理部分由厌氧池、缺氧池和好氧池组成。

A2/O工艺由于不同环境条件，不同功能的微生物群落的有机配合，加之厌氧、缺氧条件下，部分不可生物降解的有机物能被开环或断链，使得N、P、有机碳被同时去除，并提高对不可降解有机物的去除效果。

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。

此外该工艺还具有高效、节能的特点，且耐冲击负荷较高，出水水质好。

因此,更具有广泛的适应性，完全适合本设计的实际要求。

本工艺的主要构筑物包括格栅、污水泵房、旋流沉砂池、A2/O池、二沉池、接触消毒池、浓缩池、污泥脱水机房等。

本设计工艺流程相对简单，省去了污泥消化系统，节省了基建投资和运行费用，该工艺处理污水运行稳定，易于管理，出水水质达到设计要求，真正做到了污水的综合利用。

关键词：

A2/O；格栅；泵房；二沉池；污泥处理

Abstract

The treatmentplantisdesigned for the treatmentofmunicipalsewage,andtheinfluentquality is morecomplex:

Thechemicaloxygendemand（COD）:

250mg/L;Thebiochemicaloxygendemandoffivedays（BOD5）:

220mg/L;Suspendedsubstance（SS）:

200mg/L;TN:

25mg/L;TP=5mg/L.Treatedwaterqualityisrequired:

COD≤50mg/L;BOD5≤10mg/L;SS≤210mg/L;TN≤15mg/L;TP≤0.5mg/L.AccordingtotheoriginaldataandeffluentqualityrequirementsoftheGraduationDesign,wecompareA2/Ocraftwithoxidizeditchcraft，SBRcraft,ABcraftandchoosethebetteronefromtwomajorsewagedisposalcraft.Throughthebudgetaryestimatingofinvestment,operatingthecalculationoftheexpenses,comparingofeconomyandtechnology,finallywehavetheA2/Oditchisthebestprogram.

Biologicaltreatment ofA2/Oprocess consistsofthe anaerobictank,anoxicandaerobictank.TheA2/OProcesscanremoveN,Pandorganiccarbonatthesametime,andimprovethenon-degradableorganicremoval,becauseofdifferentenvironmentalconditions,thedifferentfunctionsofthemicrobialcommunityinorganiccomplexes,andunderhypoxicconditions, some non-biodegradable organicmatter canbeopenedloop or chainscission. A2/Oprocess cansimultaneouslycompleteorganicremoval. Thepremiseof  nitrogenremovalisNH3-Ncompletelynitration,the aerobictank canaccomplishthis function, andtheanoxictank cancompletenitrogenremoval.Anaerobicpond and aerobicpond completephosphorusremoval functiontogether.

Inaddition,theprocesshasa high efficiency,andcansaveenergy.Therefore,thisprocesshasawiderangeofadaptability,perfectlysuitedtotheactualrequirementsofthedesign.Therefore,thisprocesshasawiderangeofadaptability,perfectlysuitedtotheactualrequirementsofthedesign.

Theprocessofthisdesignisrelativelysimple,aseliminatingtheneedforsludgedigestivesystem.Soitsaveinvestmentininfrastructureandoperatingcosts,theprocesssewageisrunningstable,easytomanagewaterqualitytomeetthedesignrequirements,cometruethecomprehensiveutilizationofsewage.

Keywords:

A2/OGrillePumpingStationSecondarysettlingtank

第一章设计概论

1.1设计任务

本次毕业设计的主要任务是为新建城市污水处理厂设计（6.6万m3/天）做的设计。

工程设计内容包括：

（一）、现场实习调研、开题、方案确定

1、实习调研（临淄城市污水处理厂，张店城市污水处理厂）。

2、查阅文献，进行传统、常规、典型和先进方案的比较，分析优缺点，论证可行性，通过所给自然条件、城市特点及经济因素确定最终方案。

3、写出开题报告。

（二）、计算部分

1、污水一级处理工艺设计计算：

要求：

正确选定污水一级处理工艺流程，确定构筑物参数，合理选择设备。

2、污水二级处理工艺设计计算：

要求：

根据所选方案，正确设计计算污水二级处理工艺相关构筑物的参数，合理选择设备。

3、污泥处理工艺设计计算：

要求：

正确设计污泥处理各种工艺构筑物，合理选择污泥处理设备。

4、工程概预算。

（三）图纸部分

1、污水处理厂的工艺平面布置图（2#图）。

2、污水处理厂的工艺高程布置图（2#图）。

3、按扩大初步设计的要求，画出沉砂池的工艺设计图，包括平面图、纵剖面及横剖面图（2#图）。

4、按施工图的要求画出主要生物处理构筑物（一个即可）的平面、立面和剖面图（2#图）。

5、按扩大初步设计的要求，画出二沉池的平面图、纵剖面及横剖面图（2#图）。

（四）按照要求的格式整理并编写完成设计说明书。

1.2临淄概况及自然条件

1.2.1临淄自然条件

1.人口及地理位置

临淄区总面积668平方公里，辖5个街道办事处、7个镇，469个行政村（居委会）。

临淄区工业发达，重点发展了化工、塑料、建材、纺织和机电等主导行业。

全国特大型企业----齐鲁石化公司座落于临淄区境内。

全区人口64.28万人，其中非农业人口31.16万人。

人口出生率8.55‰，人口自然增长率2.18‰。

临淄位于山东中部鲁中山地与鲁北平原的交接地带。

北临黄河，东与潍坊市相接，西靠济南市，南邻莱芜和临沂市。

地理坐标为东经117°32′至118°31′，北纬35°56′至37°18′。

国土总面积5938平方公里。

市域形态南北狭长。

最大纵距151公里，东西较窄。

最大横距87公里。

地势特征为南高北低。

最高海拔1108.3米，最低海拔5米，南北高差1100多米。

随着国民经济的发展，该市建设规模迅速扩大，人口急剧增加，目前市政排水设施不足，特别是污水处理的能力和水平落后，河道水体遭受严重污染，超标污水长期农灌，破坏土壤结构，污染农作物，因而导致环境质量恶化，影响了生产发展，危害了市民身体健康，也有碍改革开放形式的进一步开拓。

因此，采取有力措施，抓紧着手进行该市污水处理厂的建设，尽快消除和控制污水排放对城市环境的污染，减少污染物向地面水系的排放，已是该市环境保护的当务之急。

2.气象水文等资料

（1）、风向：

春季：

南风（东南）；夏季：

南风（西南为主）；秋季：

南风、北风；冬季：

西北风。

（2）、气温：

年平均气温：

7~8℃；最高气温：

34℃；最低气温：

-10℃。

（3）、冻土深度为地表下0.5米。

（4）、水位在地表下9米，无侵蚀性。

（5）、按地震烈度8度设防。

（6）、地基承载力各层均在120kPa以上。

（7）、当地海拔50米，进水渠渠底高度为48米。

（8）、处理后出水排入附近河流，河流水面高度48米。

（9）、新建场区为平坦地，足够开阔。

1.2.2设计水量与水质

1、设计水量：

平均流量：

6.6万m3/天

2、进水水质条件：

COD=250mg/L；BOD=220mg/L；SS=150mg/L

TN=25mg/L；TP=5mg/L；水温20~30℃；pH=6.5～8.5

3、出水水质要求：

COD≤50mg/L；BOD≤10mg/L；SS≤10mg/L

NH3-N≤5mg/L；TN=15mg/L；TP≤0.5mg/L；pH=6～9

第二章污水处理厂设计

2.1污水处理厂址选择

污水处理厂位置的选择，应符合城镇总体规划和排水工程总体规划的要求，并应根据下列因素综合确定：

（1）厂址应设在城市工业区、居住区的下游。

为保证卫生要求，厂址应与城市工业区、居住区保持约300m以上距离。

（2）厂址应在城镇集中供水水源的下游，至少500m。

（3）厂址应尽可能少占农田或不占良田，以便于农田灌溉和消纳污泥。

（4）厂址应尽可能设在城镇和工厂夏季主导风向的下方。

（5）厂址应设在地形有适当坡度的城镇下游地区，使污水有自留的可能，以节约动力消耗。

（6）厂址应考虑汛期不受污水的威胁。

（7）厂址的选择应考虑交通运输、水电供应地质、水文地质等条件。

（8）厂址的选择应结合成镇总体规划，考虑远景发展，留有充分的扩建余地。

2.2污水处理工艺选择

2.2.1水质

表2-1污水处理厂进、出水水质指标单位：

毫克/升

序号

项目

进水

出水

1

BOD5

220

10

2

COD

250

50

3

SS

150

10

5

TN

25

15

6

TP

5

0.5

本项目污水处理的特点：

（1）污水以有机污染物为主，可生化性好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；

（2）污水中主要污染物指标BOD、、COD、SS的值为典型城市污水值。

（3）污水中氮磷含量较高，需使用脱氮除磷工艺。

2.2.2污水污泥处理工艺选择

针对以上特点及出水要求，考虑到现有城镇污水处理技术的特点，采用生化处理最为经济。

由于氮磷超标，处理工艺尚用硝化除磷。

根据处理规模，进出水质，以及出水质要求，污水处理厂既要求有效地去除BOD5，又要求对污水中的氮、磷进行适当处理，以及该工程的造价与运行费用，当地的自然条件（包括地形、气候、水资源），污水水量及其变化动态，运行管理与施工，并参考典型的工艺流程和各种生物处理法的优缺点及使用条件。

做出如下分析：

一、处理工艺流程选择应考虑的因素

污水处理厂的工艺流程系是指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下，所采用的污水处理技术各单元的有机组合。

在选定处理工艺流程的同时，还需要考虑各处理单元构筑物的形式，两者互为制约，互为影响。

污水处理工艺流程的选定，主要以下列各项因素作为依据：

（1）污水的处理程度

（2）工程造价与运行费用

（3）当地的各项条件（4）原污水的水量与污水流入工程

该污水处理厂日处理能力约6.6万吨，属于中小规模的污水处理厂。

按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，日处理能力在10万立方米以下的污水处理设施，可选用常规活性污泥法、氧化沟法、SBR法、水解好氧法、AB法和生物滤池法等工艺。

对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理工艺，常采用A/O法、A2/O法。

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：

A2/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，AB工艺。

二、适合该污水处理厂的除磷脱氮工艺

该污水处理厂要求对原水中的N、P有比较好的去除效果，故应采用二级强化处理。

根据《城市污水处理和污染防治技术政策》推荐，以及国内外工程实例和丰富的经验，比较成熟的适合大中规模具有除磷、脱氮的工艺有：

A2/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟及其改良工艺，AB工艺。

A2/O工艺、各种氧化工艺、SBR工艺、AB工艺这些从活性污泥法派生出来的工艺都可以实现除碳、除氮、除磷三种流程的组合，都是比较实用的除磷脱氮工艺。

1、A2/O处理工艺

（1）A2/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，同时具有脱氮除磷的功能。

该工艺在厌氧－好氧除磷工艺中加一缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以达到消化脱氮的目的。

（2）A2/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。

E：

脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果则受回流污泥中夹带DO和硝酸态氧的影响，因而脱氮除磷效果不可能提高。

2、氧化沟工艺

氧化沟（OD）又称“循环曝气池”，是传统活性污泥法污水处理技术的改良，外形呈封闭环状沟，其特点是混合液在沟内不中断地循环流动，形成厌氧、缺氧和好氧段，且将传统的鼓风曝气改为表面机械曝气。

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。

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20～30d，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。

3、SBR工艺

SBR（SequencingBatchReacterActivatedSludgeProcess）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。

在该工艺中，从污水的流入开始到待机时间结束为一个周期操作，这种周期周而复始，从而达到污水处理的目的。

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倍旱流量冲击负荷。

SBR工艺具有以下特点：

（1）处理构筑物少，可省去初沉池；无二沉池和污泥回流系统。

与标准活性污泥法相比，基建费、运行费较低，且维护管理方便，主要适用于小型污水处理厂。

（2）SBR的进水工序均化了污水逐时变化的水质，水量，一般不需要调节池。

（3）SBR工艺从时间上来说是一个理想地推流式过程，但是就反应器本身的混合状态仍属于完全混合式，因此具有耐冲击负荷和反应推动力大的优点。

（4）污泥的SVI值较低，一般不会产生污泥膨胀。

（5）运行方式灵活，可同时具有去除BOD和脱氮除磷的功能。

（6）SBR工艺的活性污泥，是在静止或接近静止的状态下进行的，因此处理水质优于连续式活性污泥法。

（7）SBR的运行操作、参数控制应实施自动化管理。

4、AB法

AB工艺是吸附生物降解工艺（AdsorptionBiodegradation）的简称，属于超高负荷活性污泥法，该工艺不设初沉池，由A、B两段组成。

AB两段的BOD去除率为90％－95％，COD去除率约为80％－90％，TP去除率可达50％－70％，TN的去除率约为30％－40％，较常规活性污泥法脱氮除磷效率高，但不能达到防止水体富营养化的排放标准。

AB法与传统的生物处理法相比，在处理效率、运行稳定性、工程的投资和运行费用方面均有明显的优势。

据推算与传统一段法工艺相比，可节约基建费用15％－25％，节约占地15％左右，节约运转费用20％－25％。

三、适合于此污水处理厂的除磷脱氮工艺的比较

上述适合于此污水处理厂的除磷脱氮工艺比较多，为了选择出经济技术更合理的处理工艺，以下对上述适合于大中型污水处理厂的除磷脱氮工艺进行经济技术比较。

表2-2适合于大中型污水处理厂的除磷脱氮工艺的比较

工艺名称

氧化沟工艺

AB工艺

A2O工艺

SBR工艺

优

点

1.处理流程简单，构筑物少，基建费用省；2.处理效果好，有稳定的除P脱N功能；3.对高浓度的工业废水有很大稀释作用；4.有较强的抗冲击负荷；5.能处理不容易降解的有机物；6.污泥生成量少，不需要消化处理和污泥回流系统；7.技术先进成熟，管理维护简单；8.对于中小型无水厂投资省，成本底；10.无须设初沉池，二沉池。

1．BOD去除率高；2.用于大型水厂费用较低；3.沼气可回收利用。

1.具有较好的除P脱N功能；2.具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；3.具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；4.技术先进成熟，运行稳妥可靠；5.管理维护简单，运行费用低；6.国内工程实例多，容易获得经验。

1.流程十分简单；2.合建式，占地省，处理成本底；3.处理效果好，有稳定的除P脱N功能；4.不需要污泥回流系统和回流液；不设专门的二沉池；5.除磷脱氮的厌氧，缺氧和好氧不是由空间划分的，而是由时间控制的。

缺

点

1.周期运行，对自动化控制能力要求高；2.污泥稳定性没有厌氧消化稳定；3.容积及设备利用率低；4.脱氮效果提高需要在氧化沟前设厌氧池。

1.达不到脱氮除磷要求；2.沼气利用经济效益差；3污泥回流量大，耗能高。

1.处理构筑物较多；2，污泥回流量大，能耗高。

3.用于小型水厂费用偏高；4.沼气利用经济效益差。

1.间歇运行，自动化控制能力要求高；2.污泥稳定性没有厌氧消化稳定；3.容积及设备利用率低；4.变水位运行，电耗增大

综上所述，适合本地区情况的是A2/O工艺。

该工艺具有完备的脱氮除磷功能；具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；技术先进成熟，运行稳妥可靠；管理维护简单，运行费用低。

此工艺在淄博地区已经有所应用，位于临淄地区的齐都污水处理厂和淄河污水处理厂都是运用此工艺。

所以，A2/O工艺在临淄当地得到实地应用，符合该地区水质的要求，并能达标排放，该工艺无疑是首选工艺。

四、A2/O法同步脱氮除磷工艺的原理：

A2/O分为三大部分，分别为厌氧、缺氧、好氧区。

原污水从进水井内首先进入厌氧区，同步进入的还有从沉淀池排出的含磷回流污泥，本反应器的主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化。

污水经过第一厌氧反应器进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的。

混合液从缺氧反应器进入好氧反应器——曝气器，这一反应器单元是多功能的，去除BOD，硝化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行。

这三项反应都是重要的，混合液中含有NO3-N，污泥中含有过剩的磷，BOD则得到去除。

第三章格栅设计计算

3.1设计要求

1.污水处理系统前格栅条间隙，应该符合以下要求：

a：

人工清除25～40mm；b：

机械清除16～25mm；c：

最大间隙40mm，污水处理厂也可设细粗两格栅。

2.若水泵前格栅间隙不大于25mm时，污水处理系统前可不再设置格栅。

3.在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2m3），一般采用机械清除。

4.机械格栅不宜小于两台，若为一台时，应设人工清除格栅备用。

5.过栅流速一般采用0.6～1.0m/s。

6.格栅前渠道内的水速一般采用0.4～0.9m/s。

7.格栅倾角一般采用45～75，人工格栅倾角小的时候较为省力但占地多。

8.通过格栅水头损失一般采用0.08～0.15m。

9.格栅间必须设置工作台，台面应该高出栅前最高设计水位0.5m。

工作台上应有安全和冲洗设施。

10.格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m。

3.2格栅的设计

设计平均流量：

Qa=66000m3/d=2750m3/h=0.764m3/s，

总变化系数：

Kz=

==1.3

则最大设计流量：

Qmax=Kz×Qa=1.3×66000=85800m3