城市生活污水处理方案

引言水是人类的生命之源，它孕育和滋养了地球上的一切生物，并从各个方面为人类服务。但是，水环境中的淡水资源却很少，仅占总量的2.53%，而目前能供人类直接取用的淡水资源仅占0.22%。加之自然水源的季节变化和地区差异，以及自然水体遭到的普遍污染，致使可能直接取用的优质水量日益短缺，难以满足人们生活和工农业生产日益增长的需求，因此保护和珍惜水资源，是整个社会的共同职责。所以说水资源是基础性自然资源、战略性经济资源，水资源安全属于资源和经济安全。80年代以来，废水生物处理新工艺的研究、开发和应用，已在全世界范围内得到了长足的进展，并出现了许多新型的废水生物处理技术。这些新工艺有的已在国内外实际工程中得到了良好的应用，有的已显示出其良好的应用发展前景、得到广大的研究者和工程技术人员的关注并正在得到不断深入的研究，他们的共同特点是高效、稳定、节能，并具有对污染物去除的多功能性，大多具有脱氮除磷等深度处理的良好效能，并正朝自动化控制的方向发展。近年来，随着葫芦岛市新城区的不断扩大，人口和工业产值也随之增加，生活用水和工业用水的需求也急剧扩大，如此必然引起污水量的增加，一系列水环境问题将日益突出。如不及时对新城区的污水进行治理，那么新城区的水环境污染将严重下去，整个城区的生活环境和生态平衡都将受到更为严重的破坏，而这一切的恢复将是十分缓慢的，要为之付出的代价也十分昂贵。因此，必须在该区建立一座生活污水处理厂。新城区污水通过治理可以缓解和减轻水环境污染，缓解水资源的供需矛盾，为城区的经济文化的发展创造有利条件。工程的兴建，一方面为人们提供优质的生活污水，提高人们的生活质量和健康水平；另一方面是工业用水水质得到保障。本设计是针对葫芦岛市新城区的实际情况而设计的。由于该城区生活用水的流量较大、SS含量高、氮磷等也都需要有一定的去除。A2/O工艺在同时脱氮除磷去除有机物的的工艺中，该工艺流程最为简单，总水力停留时间也少于同类其他工艺，在厌氧—缺氧—好氧交替运行下，丝菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀等优点。一概述1.1设计任务和依据1.1.1设计任务本设计方案的范围是某市60000m3/d生活污水处理工艺设计，编制内容包括污水处理系统设计计算和污泥处理系统设计计算，辅助构筑物规划，污水厂平面布置和高程布置，设备选型，管道铺设，平面布置，高程计算，，以及完成污水处理厂工艺总平面图，污水处理厂污水和污泥高程图和主体构筑物平剖面图。1.1.2设计依据（1）《城市污水处理及污染防治技术政策》（2）《污水综合排放标准》DB8978-1996（3）《城市污水处理厂污水污泥排放标准》CJ3025-931.2设计要求1.2.1污水处理厂设计原则（1）污水厂的设计应符合适用的要求，首先必须确保污水厂处理后达到排放要求。考虑现实的经济和技术条件，以及当地的具体情况如施工条件。在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构筑物型式、主要设备设计标准和数据等。（2）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、同类工程资料。按照工程的处理要求，全面地分析各种因素，选择好各项设计数据，在设计中一定要遵守现行的设计规范，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积极慎重的态度。（3）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、单体设计及药剂选用等尽可能采用合理措施降低工程造价和运行管理费用。（4）水厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。（5）污水厂设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如泵房、加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为今后发展留有挖掘和扩建的条件。（6）污水厂设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置分流设施等。（7）污水厂的设计在经济条件允许情况下，场内布局、构（建）筑物外观、环境及卫生等可以适当注意美观和绿化。1.2.2污水处理工程运行过程中应遵循的原则在保证污水处理效果同时，正确处理城市、工业、农业等各方面的用水关系，合理安排水资源的综合利用，节约用地，节约劳动力，考虑污水处理厂的发展前景，尽量采用处理效果好的先进工艺，同时合理设计、合理布局，作到技术可行、经济合理。1.3设计参数设计水量60000m3/dBOD5CODcrSSTNTP进水水400mg/l510mg/l280mg/l54mg/l7mg/l质出水水质≤30mg/l≤100mg/l≤30mg/l≤30mg/l≤3mg/l1.4环境概况本地区属于温带大陆性季风气候，四季分明。年平均气温为8.6～9.7℃，年平均最高气温在14.5～15.4℃之间，极端最高气温在39.8～41.5℃之间，年平均最低气温为2.9～4.3℃，极端最低气温在-26.3～28.4℃之间。年平均降水量在560～630毫米之间，四季降水量分布差异很大，全年降水量主要集中在7～8月份，冬季降水量仅占全年降水量的3～4%。受季风和地形影响，春季盛行南大风，冬季盛行北大风,主导风向为东南风。年平均大风日数为48～78天，极端最大风速为35.0m/s。1.5污水的主要来源主要来源于该地生活区的污水。1.6污水处理厂厂址污水处理厂的厂址是一个十分重要的问题，它对厂区周围的环境卫生、污水处理厂的基建投资及运行管理都有很大影响，在考虑规划的总体布局的基础上，污水处理厂的厂址选择又考虑了如下原则：（1）厂址须位于集中给水水源下游；（2）污水处理厂要和受纳水体靠近并考虑防洪问题；（3）要考虑污水处理厂建设位置的工程地质情况，以节省造价，方便施工；（4）充分利用地形，随坡顺势建设污水处理厂，节省能量；（5）厂址选择考虑远期发展的可能性，为以后的扩建留有余地；（6）还应考虑交通、供水和供电等方面的条件。1.7污水处理工艺方案的选择1.7.1污水处理工艺选择原则选择二级处理方案的原则主要有以下几点：（1）对所需支队的污染物有效高的处理效率，具有国际先进水平的工艺流程；（2）投资及运行成本应较低；（3）具有很强的抗冲击负荷能力；（4）具有足够的经济以资借鉴；（5）操作和维修简单。根据本工程的进出水水质要求，最终选用的污水处理工艺必须具有脱氮除磷的功效。污水脱氮除磷的处理方法通常有生物处理法和物理化学法两大类。物理化学法需投加相当数量的化学药剂，有运行费用高、残渣量大等缺陷，因此，城市污水处理一般不推荐采用，而生物处理法又可分为活性污泥法和生物膜法两种。1.7.2工艺的比较对生活污水的处理方案主要是采用生物法中的A2/O、SBR和AB法。这些处理工艺都各自有各自的优缺点。（1）A2/O工艺A2/O工艺活性污泥反应池由厌氧、缺氧、好氧三部分组成，其基本原理是原污水和含磷回流污泥进入厌氧反应池进行磷的释放和吸收低分子量有机物；在缺氧池，以进水中的有机物为碳源，利用混合液回流带入的硝酸盐进行反硝化脱氮；然后从缺氧池进入曝气池，进一步去除BOD,，进行硝化反应和磷的过量吸收；在沉淀池中进行泥水分离，富磷污泥通过排剩余污泥把磷排出处理系统，达到生物脱磷的目的地。（2）SBR工艺SBR工艺也称为间歇曝气活性污泥工艺或序批式活性污泥工艺，它的污水处理机制与普通活性污法完全相同，其区别在于源污水不是顺次流经各个处理单元，而是放流到单一反应池内，随时间顺序实现不同目的的操作。早在1914年到1920年期间，国外就建成若干座采用活性污泥法的污水处理装置，采取间歇式运行方式。1920年后，由于种种原因，未得到广泛应用。70年代起，随着监控和监测技术的发展以及SBR工艺本身的特点，使SBR技术再度得到重视。由于SBR法中，曝气及沉淀汇集在同一池内，节约了二次沉淀池和污泥回流系统（但曝气池体积、曝气动力设备均要增加），在中小规划污水处理中是较好的处理工艺。1.7.3工艺流程的确定综上，在充分考虑处理效果，运行条件和经验条件等各方面因素的情况下。选择应用A2/O工艺流程对进行污水处理厂的设计。1.7.4工艺流程图图1-1处理工艺流程图二污水处理系统2.1中格栅格栅是一组平行的钢性栅条制成的框架，可以用它来拦截水中的大块漂浮物。格栅通常倾斜架设在其它处理构筑物之前或泵站集水池进口处的渠道中，以防漂浮物阻塞构筑物的孔道、闸门和管道或损坏水泵等机械设备。因此，格栅起着净化水质和保护设备的双重作用。格栅的栅条多用50×10或40×10的扁钢或d=10的圆钢制作。扁钢的特点是强度大，不易弯曲变形，但水头损失较大；而圆钢则正好相反。栅条间距随被拦截的漂浮物尺寸的不同，分为粗、中、细三种。细格栅的栅条间距为3～10mm，中格栅和粗格栅分别为10～25mm和50～100mm。被拦截在栅条上的栅渣有人工和机械两种清除方式。小型水处理厂采用人工清渣时，格栅的面积应留有较大的裕量，以免操作过于烦繁。在大型水处理长中采用的大型格栅，则必须采用机械自动清渣。格栅设计计算示意图见图2-1。图2-1格栅示意图2.1.1设计参数（1）栅前流速污水在栅前渠道内的流速控制在0.4~0.8m/s，可保证污水中粒径较大的颗粒不会在栅前渠道内沉积。（2）过栅流速即污水通过格栅的流速，一般控制在0.6~1.0m/s，过大则会使拦截在格栅上的软性栅渣冲走，若小于0.6m/s会造成栅前渠道内的流速小于0.4m/s，使栅前渠道发生淤积。（3）过栅水头损失污水的过栅水头损失与污水的过栅速度有关，一般在0.2~0.5m之间。（4）栅渣量栅渣量以每单位水量产渣量计0.1~0.01（），粗格栅用小值，细格栅用大值。也可根据实际情况调整该数值。（5）栅渣的容量及含水率栅渣的容量：960kg/；含水率：80%。（6）变化系数：（7）污水流量：2.1.2设计计算（1）栅条的间隙数过栅流速一般为0.6~1.0m/s，取=0.8m/s；栅条间隙宽度=0.04m；格栅倾角=60°；格栅个数2个。由最优水力断面公式：式中：——污水设计流量，；——设栅前水深；——进水渠宽；——过栅流速,=0.8m/s。（2）格栅宽度设栅条宽度m，有（3）进水渠道渐宽部分的长度设其渐开部分展开角度，则（4）栅槽与水渠道连接处的渐窄部分长度（5）通过格栅的水头损失设栅条断面迎水面为半圆形的矩形断面式中：——计算水头损失；——格栅被栅渣阻塞而使水头损失增大的系数，一般3；——格栅局部阻力系数；——收缩系数，查表知。m（6）栅后槽总高度设栅前渠道超高m，有，为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降作为补偿。（7）栅槽的总长度式中：——栅前渠道深，。（8）每日湿栅渣量式中：——栅渣量（污水），取污水；——生活污水流量的变化系数，；——最大流量。所以清渣方式采用机械清渣。（9）设备选型采用GH型链式旋转除污机，型号为GH—800。技术参数见下表：GH—800型链式旋转除污机技术参数格栅宽度栅条净距过栅流速电机功率800mm1610.75kw2.2提升泵根据实际流量以及提升高度等要求，选用QW系列潜水排污泵。400QW1692—7.25—55，3台，1台备用。技术参数见下表：400QW1692—7.25—55技术参数流量Q扬程H转数n效率η排出口径功率Pm重量1692m3/h7.25m740r/min75.7%400mm55kw1350kg为了减少占地面积，便于操作管理将污水提升泵房与细格栅合建。2.3细格栅2.3.1设计参数（1）栅前流速污水在栅前渠道内的流速控制在0.4~0.8m/s，可保证污水中粒径较大的颗粒不会在栅前渠道内沉积。（2）过栅流速即污水通过格栅的流速，一般控制在0.6~1.0m/s，过大则会使拦截在格栅上的软性栅渣冲走，若小于0.6m/s会造成栅前渠道内的流速小于0.4m/s，使栅前渠道发生淤积。（3）过栅水头损失污水的过栅水头损失与污水的过栅速度有关，一般在0.2~0.5m之间。（4）栅渣量栅渣量以每单位水量产渣量计0.1~0.01（），粗格栅用小值，细格栅用大值。也可根据实际情况调整该数值。（5）栅渣的容量及含水率栅渣的容量：960kg/；含水率