污水处理厂工艺流程设计计算

1概述

1.1 设计依据

本设计采用的主要规范及标准：

《城市污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》二级排放标准

《室外排水设计规范》（1997年版）（GBJ 14-87）

《给水排水工程概预算与经济评价手册》

1.2 设计任务书（附后）

2原水水量与水质和处理要求

2.1 原水水量与水质

Q=60000m3/d

BOD

5

=190mg/L COD=360mg/L SS=200mg/L

NH

3

-N=45mg/L TP=5mg/L

2.2处理要求

污水排放的要求执行《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》二级排放标准：

BOD

5

≤30mg/L COD≤100mg/L SS≤30mg/L

NH

3

-N≤25（30）mg/L TP≤3mg/L

3污水处理工艺的选择

本污水处理厂水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》二

级排放标准，其污染物的最高允许排放浓度为：BOD

5

≤30mg/L；COD≤100mg/L；SS≤

30mg/L；NH

3

-N≤25（30）mg/L；TP≤3mg/L。

城市污水中主要污染物质为易生物降解的有机污染物，因此常采用二级生物处理的方法来进行处理。

二级生物处理的方法很多，主要分两类：一类是活性污泥法，主要包括传统活性污泥法、吸附—再生活性污泥法、完全混合活性污泥法、延时活性污泥法（氧化沟）、AB 工艺、A/O工艺、A2/O工艺、SBR工艺等。另一类是生物膜法，主要包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法等工艺。任何工艺都有其各自的特点和使用条件。

活性污泥法是当前使用比较普遍并且有比较实际的参考数据。在该工艺中微生物在处理单元内以悬浮状态存在，因此与污水充分混合接触，不会产生阻塞，对进水有机物

浓度的适应范围较大，一般认为BOD

5

在150—400 mg/L之间时，都具有良好的处理效果。但是传统活性污泥处理工艺在处理的多功能性、高效稳定性和经济合理性方面已经难以满足不断提高的要求,特别是进入90年代以来,随着水体富营养化的加剧,我国明确制定了严格的氨氮和硝酸盐氮的排放标准,从而各种具有除磷、脱氮功能的污水处理工艺:如 A/O工艺、A2/O工艺、SBR工艺、氧化沟等污水处理工艺得到了深入的研究、开发和广泛的应用,成为当今污水处理工艺的主流。

该地的污水中BOD

5 在190mg/L左右,要求出水BOD

5

低于30mg/L。在出水的水质中,

不仅对COD 、BOD 5、SS 去除率都有较高的要求,同时对氮和磷的要求也进一步提高.结合具体情况在众多的污水处理工艺中选择了具有良好脱氮除磷效果的两种工艺—CASS 工 艺和Carrousuel 氧化沟工艺进行方案技术经济比较。

4污水处理工艺方案比选

4.1 Carrousuel 氧化沟工艺(方案一)

氧化沟时二十世纪50年代由荷兰的巴斯维尔开发，后在欧洲、北美迅速推广，80年代中期，我国部分地区也建造了氧化沟污水处理工程。近几年来，处理厂的规模也发展到日处理水量数万立方米的工业废水及城市污水的大、中型污水处理工程。

氧化沟之所以能在近些年来得到较快的发展，在于它管理简便、运行稳定、流程简单、耐冲击负荷、处理效果好等优点，特别是氧化沟具有特殊的水流混合特征，氧化沟中的曝气装置只设在某几段处，在靠近曝气器下游段水流搅动激烈，溶解氧浓度较高，但随着水流远离曝气区，水流搅动迅速变缓，溶解氧则不断减少，甚至出现缺氧区，这种水流变化的特征，可发生硝化、反硝化作用，以达到生物脱氮的目的，故氧化沟法处理NH 3-N 效果非常好，同时由于存在厌氧、好氧条件，对污水中的磷也有一定的去除率。

氧化沟根据构造和运行方式的不同，目前较多采用的型式有“Carrousel 型氧化沟”、“Orbal 型氧化沟”、“一体化氧化沟”和“交替式氧化沟”等，其中，由于交替式氧化沟要求自动化水平较高，而Orabal 氧化沟因水深较浅，占地面积较大，本报告推选Carrousel 氧化沟作为比选方案之一。

本设计采用的是Carrousel 氧化沟工艺.其工艺的处理流程图如下图4-1所示: `

图4-1 Carrousel 氧化沟工艺流程图

4.1.1污水处理系统的设计与计算

4.1.1.1进水闸门井的设计

进水闸门井单独设定,为钢筋混凝土结构。设闸门井一座,闸门的有效面积为1.8m 2,其具体尺寸为1.2×1.5 m,有效尺寸为1.2 m ×1.5 m ×4.5 m 。设一台矩形闸门。当污水厂正常运行时开启,当后序构筑物事故检修时,关闭某一闸门或者全部关闭,使污水通过超越管流出污水处理厂。

污水

中格栅

提升泵

细格栅

曝气沉砂池

厌氧池 Carrousel 氧化沟

二沉池

接触池 排水

浓缩池 贮泥池 脱水

4.1.1.2 中格栅的设计与计算

其计算简图如图4-2所示

(1)格栅间隙数:设栅前水深h=0.5m,过栅流速v=0.9m/s,栅条间隙宽度b=0.02m,格栅倾角=α60°，建议格栅数为2，一备一用。

n =Nbhv

Q αsin max =9.05.002.060sin 652.0⨯⨯⨯︒≈68个

(2)格栅宽度:设栅条宽度S=0.01m,

B=S(n-1)+bn=0.01×(68-1)+0.02×68=2.03≈2.00m

(3)进水渠道渐宽部分的长度：设进水渠道宽B 1=1.60m,其渐宽部分的展开角

=1α20︒

（进水渠道内的流速为0.82m/s ）,

1l =

112αtg B B -=︒

-2026

.10.2tg ≈0.56m (4)栅槽与出水渠道连接处渐窄部分的长度：

2l =

21l =2

56

.0=0.28m (5)通过格栅的水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面（β=2.42，K =3），

1h =3

4⎪⎭

⎫ ⎝⎛b S βK g v

αsin 22 =⨯

⎪⎭

⎫

⎝⎛3

402.001.042.2360sin 6.199.002⨯ =0.103m

(6)栅后槽总高度：设栅前渠道超高2h =0.3m,

21h h h H ++==0.5+0.103+0.3≈0.9m

(7)栅槽总长度：

+=1l L ︒

+

++60

0.15.01

2tg H l =︒

++

+++603

.05.00.15.028.056.0tg =2.8m

(8)每日栅渣量：在格栅间隙为20mm 的情况下，设栅渣量为每1000m 3污水产0.07 m 3，

1000864001max ⨯⨯=

Z K W Q W =

29.31000

2.186400

07.0652.0=⨯⨯⨯m 3/d ＞0.2 m 3/d