水处理设计范例讲解

工程实例一某城市污水处理厂设计

1、设计资料

1.1 工程概况

某城市临近北海，以海产养殖、水产品加工、海洋运输为主，工业发展速度较慢。

1.2 水质水量资料

该市气候温和，年平均21℃，最热月平均35℃，极端最高41℃，最高月平均15℃，最低10℃。常年主导风向为南风和北风。夏季平均风速2.8m/s，冬季1.5 m/s。

根据该市中长期发展规划，2005年城市人口20万，2015年城市人口28万。由于临近大海，城市地势平坦，地质条件良好，地表土层厚度一般在10 m以上，主要为亚砂土、亚粘土、砂卵石组成，地基承载力为1㎏/㎝2。此外，地面标高为123.00m，附近河流的最高水位为121.40m。

目前城市居民平均用水400L/人.d，日排放工业废水2×104m3/d，主要为有机工业废水，具体水质资料如下：

1.城市生活污水: COD 400mg/l,BOD

5 200mg/l,SS 200mg/l,NH

3

-N 40mg/l,TP

8mg/l,pH 6～9.

2.工业废水: COD 800mg/l,BOD

5 350mg/l,SS 400mg/l,NH

3

-N 80mg/l,TP

12mg/l,pH 6～8

1.3 设计排放标准

为保护环境，防止海洋污染，污水处理厂出水执行“城镇污水处理厂污染物

2.污水处理工艺流程的选择

2.1计算依据

①生活污水量：280000×400×103 =112000 m3/d=1296.30 L/s

设计污水量：112000+20000=132000 m3/d，水量较大。

②设计水质

设计平均COD： 461 mg/L；设计平均BOD：223 mg/L；设计平均SS：230mg/L 设计平均NH

3

-N 46 mg/L；设计平均TP9 mg/L。

③污水可生化性及营养比例

可生化性：BOD/COD=223/461≈0.484，可生化性好，易生化处理。

去除BOD：223-20=203 mg/L。根据BOD：N：P=100：5：1，去除203 mg/LBOD需

消耗N 和P 分别为N ：10.2 mg/L ，P ：2.03 mg/L 。 允许排放的TN ：8 mg/L ，TP ：1 mg/L ，故应去除的氨氮△N=45-10.2-8=26.8 mg/L ，应去除的磷△P=8-2.03-1=4.97 mg/L ，超标氮磷比例接近5：1，故需同时脱氮除磷。

2.2 处理程度计算

①BOD 的去除效率：203/223＝91％ ②COD 的去除效率：401/461＝87％ ③SS 的去除效率： 210/230＝91％ ④氨氮的去除效率：38/46＝83％ ⑤总磷的去除效率：8/9＝89％

上述计算表明，BOD 、COD 、SS 、TP 、NH 3-N 去除率高，需要采用二级强化或三级处理工艺。 2.3工艺流程选择

根据上述计算，该设计水量较大，污染物去除率一般在90％左右，且需要同时脱氮除磷。因此，本设计拟采用A 2/O 脱氮除磷工艺。

A 2/O 工艺特点是通过厌氧—缺氧—好氧交替进行，使污泥在厌氧条件下释放磷，在缺氧池（段）生物反硝化脱氮，在好氧池（段）进行生物硝化和生物吸磷，并通过排泥实现生物除磷。

具体工艺流程如下：

2.4主要构筑物说明

进水

混合液回流

出水

2.4.1格栅

格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，用以截流较大的悬浮物或漂浮物等，保护泵及后续机械。本设计在泵前设粗格栅拦截较大的污染物，泵后设细格栅去除较小的污染物质。具体设计参数如下：

⑴粗格栅

栅条间隙e=0.06m 栅条间隙数n=21个 栅条宽度S=0.01m 栅槽宽B=1.46m 栅前水深h=0.73m 格栅安装角 栅后槽总高度H=1.11m 栅槽总长度L=3.44m ⑵细格栅

栅条间隙e=0.01m 栅条间隙数n=123个 栅条宽度S=0.01m 栅槽宽B=2.45m 栅前水深h=0.73m 格栅安装角 栅后槽总高度H=1.35m 栅槽总长度L=2.6m 2.4.2曝气沉砂池

沉砂池的作用去除比重较大的无机颗粒，以减轻沉淀池负荷，防止其沉淀于后续物构筑物中。曝气式沉砂池是在池的一侧通入空气，使池内水产生与主流垂直的横向旋流，以降低砂粒中的有机质含量，并对污水起预曝气作用。设计参数：L ＝12m 、B ＝6.4m 、H ＝4.24m ，有效水深h=3m ，水力停留时间t=2min ， 曝气量1380m 3/d ，排渣时间间隔T=1d 。 2.4.3厌氧池

污水在厌氧反应池与回流污泥混合。在厌氧条件下，聚磷菌释放磷，同时部分有机物发生水解酸化。其设计参数：L ＝70、B ＝20、H ＝5.2m ，有效水深：4.7m ，超高：0.5m ，污泥回流比R=100%，水力停留时间t=1.8h 。 2.4.4缺氧池

污水在厌氧反应池与污泥混合后再进入缺氧反应池，发生生物反硝化，同时去除部分COD 。硝态氮和亚硝态氮在生物作用下与有机物反应。设计参数：L ＝70m 、B ＝20m 、H ＝5.2m ，有效水深：4.7m ，超高：0.5m ，污泥回流比R=100%，水力停留时间t=1.8h 。 2.4.5好氧池

混合液进入好氧反应器后，在好氧作用下，异养微生物首先降解BOD 、同时聚磷菌大量吸收磷，随着有机物浓度不断降低，自养微生物发生硝化反应，把氨氮降解成硝态氮和亚硝态氮。具体反应：

+-

+++−−−→−+H O H NO O NH 422322224亚硝酸菌

-

-−−→−+3

2222NO O NO 硝酸菌 设计参数：L ＝70m 、B ＝20×5m 、H ＝5.2m ，有效水深：4.7m ，超高：0.5m ；

鼓风曝气，水力停留时间t=5.4h ，出水口采用跌水。 2.4.6二沉池