1、第六章第六章 污水处理厂设计实例污水处理厂设计实例第一节第一节 某城市污水处理厂设计实例某城市污水处理厂设计实例第二节第二节 某淀粉厂废水处理工艺设计实例某淀粉厂废水处理工艺设计实例第一节第一节 某城市污水处理厂设计实例某城市污水处理厂设计实例 一、污水处理厂建设规模与治理目标一、污水处理厂建设规模与治理目标 (1)建设规模建设规模 本项目本项目1997年下半年开工，年下半年开工，2000年建成。根年建成。根据预测，投产时污水日排放量为据预测，投产时污水日排放量为14.0万万m3d。经与主管部门研究，本项目最终规模确定为经与主管部门研究，本项目最终规模确定为15.0万万m3/d，一次建设完成。
2、，一次建设完成。(2)设计进出水水质设计进出水水质 污水处理厂设计进、出水水质如表污水处理厂设计进、出水水质如表61。P127表表6-5 项项 目目CODcrBOD5SS氨氮氨氮进水水质进水水质(mg/L)45020037015出水水质出水水质(mg/L)6314303去除率去除率()86939280GB89781996二级二级(城市污城市污水厂水厂)排放标准排放标准120303020表表61 设计进出水水质表设计进出水水质表 二、污水处理工艺方案比较二、污水处理工艺方案比较 1工艺方案分析工艺方案分析本项目污水特点为：本项目污水特点为：污水以有机污染为主，污水以有机污染为主，BODCOD0.
3、42，可生化，可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染性较好，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；物一般不超标；污水中主要污染物指标污水中主要污染物指标BOD5、CODcr、SS值比国内值比国内一般城市污水高一般城市污水高70左右；左右；针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。由于将来可技术的特点，以采用生化处理最为经济。由于将来可能要求出水回用，处理工艺尚应硝化，考虑到能要求出水回用，处理工艺尚应硝化，考虑到NH3-N浓度较低，不必完全脱氮。浓度较低，不必完全脱氮。根据国内外已运行
4、的大、中型污水处理厂的调查，根据国内外已运行的大、中型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用要达到确定的治理目标，可采用“普通活性污泥法普通活性污泥法”或或“氧化沟法氧化沟法”。(1)普通活性污泥法方案普通活性污泥法方案 普通活性污泥法，也称传统活性污泥法，推广年限长，具普通活性污泥法，也称传统活性污泥法，推广年限长，具有成熟的设计及运行经验，处理效果可靠。有成熟的设计及运行经验，处理效果可靠。国内已运行的大中型污水处理厂，如西安邓家村国内已运行的大中型污水处理厂，如西安邓家村(12万万m3/d)、天津纪庄子、天津纪庄子(26万万m3/d)、北京高碑店、北京高碑店(50万万m3/d)、
5、成、成都三瓦窑都三瓦窑(20万万m3/d)等污水处理厂都采用此方法。目前世界等污水处理厂都采用此方法。目前世界最大的污水处理厂最大的污水处理厂美国芝加哥市西南西污水处理厂也采美国芝加哥市西南西污水处理厂也采用此工艺，该厂用此工艺，该厂1964年建成，设计流量为年建成，设计流量为455万万m3d。普通活性污泥法如设计合理、运行管理得当，出水普通活性污泥法如设计合理、运行管理得当，出水BOD5可可达达1020mgL。它的缺点是工艺路线长，工艺构筑物及设。它的缺点是工艺路线长，工艺构筑物及设备多而复杂，运行管理困难，基建投资及运行费均较高。国备多而复杂，运行管理困难，基建投资及运行费均较高。国内已建
6、的此类污水处理厂，单方基建投资一般为内已建的此类污水处理厂，单方基建投资一般为10001300元元m3d，运行费为，运行费为0.20.4元元(m3d)或更高。或更高。(2)氧化沟方案氧化沟方案 氧化沟污水处理技术，氧化沟污水处理技术，60年代以来，这项技术在欧年代以来，这项技术在欧洲、北美、南非、澳大利亚等国已被广泛采用，工艺洲、北美、南非、澳大利亚等国已被广泛采用，工艺及构造有了很大的发展和进步。随着对该技术缺点及构造有了很大的发展和进步。随着对该技术缺点(占占地面积大地面积大)的克服和对其优点的克服和对其优点(基建投资及运行费用相基建投资及运行费用相对较低，运行效果高且稳定，维护管理简单等
7、对较低，运行效果高且稳定，维护管理简单等)的逐步的逐步深入认识，目前已成为普遍采用的一项污水处理技术。深入认识，目前已成为普遍采用的一项污水处理技术。氧化沟工艺一般可不设初沉池，在不增加构筑物及氧化沟工艺一般可不设初沉池，在不增加构筑物及设备的情况下，氧化沟内不仅可完成碳源的氧化，还设备的情况下，氧化沟内不仅可完成碳源的氧化，还可实现硝化和脱硝，成为可实现硝化和脱硝，成为AO工艺；氧化沟前增加厌工艺；氧化沟前增加厌氧池可成为氧池可成为A2/O(A-A-O)工艺，实现除磷。由于氧化沟工艺，实现除磷。由于氧化沟内活性污泥已经好氧稳定，可直接浓缩脱水，不必厌内活性污泥已经好氧稳定，可直接浓缩脱水，不
8、必厌氧消化。氧消化。氧化沟污水处理技术氧化沟污水处理技术 与传统活性污泥系统相比，与传统活性污泥系统相比，它在技术、经济等方面具有一系列独特的优点。它在技术、经济等方面具有一系列独特的优点。工艺流程简单、构筑物少，运行管理方便。工艺流程简单、构筑物少，运行管理方便。处理效果稳定，出水水质好。处理效果稳定，出水水质好。基建投资省，运行费用低。基建投资省，运行费用低。污泥量少，污泥性质稳定。污泥量少，污泥性质稳定。具有一定承受水量、水质冲击负荷的能力。具有一定承受水量、水质冲击负荷的能力。占地面积少。占地面积少。我国自我国自20世纪世纪80年代起，也已普遍采用年代起，也已普遍采用，如，如桂林东桂林
9、东(4万万m3d)、昆明兰花沟、昆明兰花沟(6万万m3d)、邯、邯郸东郸东(一期一期6.6万万m3d)、长沙第二、长沙第二(14万万m3d)等城市污水处理厂都采用此工艺，均取得了很好等城市污水处理厂都采用此工艺，均取得了很好的效果，出水的效果，出水BOD5一般为一般为10mgL左右。左右。污水处理厂的基建投资和运行费用污水处理厂的基建投资和运行费用 在同等条在同等条件下的中、小型污水厂，氧化沟法比其他方法低，件下的中、小型污水厂，氧化沟法比其他方法低，据国内众多已建成的氧化沟污水处理厂的资料分据国内众多已建成的氧化沟污水处理厂的资料分析，当进水析，当进水BOD5在在120180mgL时，单方基
10、时，单方基建投资约为建投资约为700900元元(m3d)，运行成本为，运行成本为0.150.30元元m3污水。污水。2工艺流程框图工艺流程框图 (1)普通活性污泥法工艺流程普通活性污泥法工艺流程 工艺流程框图如图工艺流程框图如图6-1 p130图图61 普通活性污泥法普通活性污泥法(第二方案第二方案)污水处理及污泥处理工艺流程污水处理及污泥处理工艺流程(2)氧化沟法工艺流程氧化沟法工艺流程 工艺流程框图如图工艺流程框图如图6-2130图图62 氧化沟法氧化沟法(第一方案第一方案)污水处理及污泥处理工艺流程污水处理及污泥处理工艺流程 3工艺构筑物及设备工艺构筑物及设备 (1)普通活性污泥法工艺构
11、筑物及设备普通活性污泥法工艺构筑物及设备 详见表详见表62。P131表表6-6表表62 普通活性污泥法工艺构筑物和设备一览表普通活性污泥法工艺构筑物和设备一览表(2)氧化沟法工艺构筑物及设备氧化沟法工艺构筑物及设备详见表详见表63。P133表表6-7 表表63 氧化沟法工艺构筑物和设备一览表氧化沟法工艺构筑物和设备一览表 4技术经济比较技术经济比较(1)比较内容比较内容技术比较技术比较包括污水处理出水水质和运行管理水平要求；包括污水处理出水水质和运行管理水平要求；经济比较经济比较包括污水处理工程基建投资、运行费用和占地面积；包括污水处理工程基建投资、运行费用和占地面积；比较范围比较范围污水处理
12、厂的污水及污泥处理工程以及附属建筑等工程；污水处理厂的污水及污泥处理工程以及附属建筑等工程；基建投资详细内容基建投资详细内容表表64 普通活性污泥法污水处理厂投资估算普通活性污泥法污水处理厂投资估算135表表6-8氧化沟法污水处理厂工程投资估算表氧化沟法污水处理厂工程投资估算表氧化沟法污水处理厂工程投资估算表氧化沟法污水处理厂工程投资估算表(2)比较结果比较结果 两方案的技术经济比较详见表两方案的技术经济比较详见表65。P135表表6-9表表65 工艺方案技术经济指标比较表工艺方案技术经济指标比较表(3)推荐方案推荐方案 由以上内容知，两种工艺都能达到预期的处理效果，且由以上内容知，两种工艺都
13、能达到预期的处理效果，且都为成熟工艺，但经分析比较，都为成熟工艺，但经分析比较，氧化沟法工艺方案在具有明显优势。氧化沟法工艺方案在具有明显优势。氧化沟法方案在达到与传统活性污泥法同样的去除氧化沟法方案在达到与传统活性污泥法同样的去除BOD5效果时，还能有更充分的硝化和一定的反硝化效果；效果时，还能有更充分的硝化和一定的反硝化效果；氧化沟法管理较简单，适合该市污水处理管理技术水氧化沟法管理较简单，适合该市污水处理管理技术水平现状；平现状；氧化沟法污水处理厂总占地氧化沟法污水处理厂总占地108.4亩，单位占地亩，单位占地6.78亩亩(万万m3d)，比普通活性污泥法减少占地约，比普通活性污泥法减少占
14、地约10；氧化沟法总投资氧化沟法总投资10757万元，单位投资万元，单位投资717.0元元(m3d)，比普通活性污泥法减少投资约为比普通活性污泥法减少投资约为29.8；氧化沟法处运行费用氧化沟法处运行费用1215.7万元年，处理万元年，处理1t污水运行污水运行成本为成本为0.22元元m3污水，比普通活性污泥法减少运行费约污水，比普通活性污泥法减少运行费约15.4。三、污水处理工艺设计计算三、污水处理工艺设计计算 1污水处理系统污水处理系统 格栅格栅 污水提升泵站污水提升泵站 曝气沉砂曝气沉砂 提砂泵房与砂水分离器提砂泵房与砂水分离器 鼓风机房鼓风机房 配水井配水井 氧化沟氧化沟 二沉池二沉池
15、回流污泥泵房回流污泥泵房 接触消毒池与加氯时间接触消毒池与加氯时间 2污泥处理系统污泥处理系统 剩余污泥泵房剩余污泥泵房 污泥浓缩池污泥浓缩池 浓缩污泥贮池浓缩污泥贮池 浓缩污泥提升泵房浓缩污泥提升泵房 污泥脱水间污泥脱水间 污泥棚污泥棚 三、污水处理工艺设计计算三、污水处理工艺设计计算 四、污水处理厂总体布置四、污水处理厂总体布置 1总平面布置总平面布置 2高程布置高程布置 第二节第二节 某淀粉厂废水处理工艺设计实例某淀粉厂废水处理工艺设计实例 一、设计资料一、设计资料 设计处理能力为日处理淀粉废水设计处理能力为日处理淀粉废水1500m3，最大时废，最大时废水约水约190m3h。废水水质如下
16、：废水水质如下：pH值值4.06.0，水温，水温2232，CODcr68008000mgL，BOD527003500mgL，SS18003000mgL。按该厂规划及现状，废水经地面明沟进入废水处理按该厂规划及现状，废水经地面明沟进入废水处理站，沟断面尺寸约站，沟断面尺寸约300mm450mm，沟底标高沟底标高(相对于地面相对于地面)0.40m。根据环保部门要求，废水处理站投产运行后外排废根据环保部门要求，废水处理站投产运行后外排废水，应达到国家标准水，应达到国家标准污水综合排放标准污水综合排放标准GB 897888中规定的中规定的“二级现有二级现有”标准，即标准，即CODcr200mgL，BO
17、D580mgL，SS250mgL，pH值值6.09.0。二、处理工艺方案的确定二、处理工艺方案的确定 1基本工艺路线的确定基本工艺路线的确定 废水废水 主要以有机物为主，并不含有害物质，具有较主要以有机物为主，并不含有害物质，具有较好的可生化性，属高浓度可生化有机废水好的可生化性，属高浓度可生化有机废水 采用厌氧采用厌氧好氧的处理路线好氧的处理路线2 厌氧处理工艺选择厌氧处理工艺选择 厌氧接触法属于传统厌氧消化技术的发展。它采用厌氧接触法属于传统厌氧消化技术的发展。它采用完全混合式消化反应器，适合于处理含悬浮固体很高的完全混合式消化反应器，适合于处理含悬浮固体很高的废水，预处理要求低，但需要设
18、置池内完全混合搅拌，废水，预处理要求低，但需要设置池内完全混合搅拌，池外还要设消化液沉淀池。其处理效率比传统厌氧消化池外还要设消化液沉淀池。其处理效率比传统厌氧消化技术有提高，但中温消化时容积负荷只有技术有提高，但中温消化时容积负荷只有1.03.0kgCOD(m3d)，其水力停留时间仍然较长，要，其水力停留时间仍然较长，要求的消化池容积大。本工程处理对象为较好生化处理的求的消化池容积大。本工程处理对象为较好生化处理的废水。为提高处理效率，节省工程投资和占地，因此不废水。为提高处理效率，节省工程投资和占地，因此不宜采用厌氧接触法。宜采用厌氧接触法。上流式厌氧污泥床上流式厌氧污泥床(UASB)，属
19、采用了滞留型厌，属采用了滞留型厌氧生物处理技术，在底部有污泥床，依据进水与污氧生物处理技术，在底部有污泥床，依据进水与污泥的高效接触提供高的去除率，依靠顶部的三相分泥的高效接触提供高的去除率，依靠顶部的三相分离器，进行气、液、固分离，能使污泥维持在污泥离器，进行气、液、固分离，能使污泥维持在污泥床内而很少流失。因而生物污泥停留时间长，处理床内而很少流失。因而生物污泥停留时间长，处理效率高，适合于处理较易生化降解，效率高，适合于处理较易生化降解，CODcr和和SS浓浓度均较高的废水度均较高的废水(一般要求进水一般要求进水SS不大于不大于4000mg/L)。常温条件下，对于较易生物降解有机废水，容
20、积负常温条件下，对于较易生物降解有机废水，容积负荷可达荷可达48kgCODcr(m3d)。厌氧过滤器采用附着型厌氧生物处理技术，在厌氧过滤器采用附着型厌氧生物处理技术，在反应器内充填一部填料，使生物污泥附着在填料上反应器内充填一部填料，使生物污泥附着在填料上生长，不易随出水流失，且填料对于改善水流均匀生长，不易随出水流失，且填料对于改善水流均匀性有益，并起到一定过滤截留作用。但反应器内填性有益，并起到一定过滤截留作用。但反应器内填料易发生堵塞现象，因此不适合处理有机物浓度过料易发生堵塞现象，因此不适合处理有机物浓度过高的废水，且要求进水高的废水，且要求进水SS浓度应较低，一般要求浓度应较低，一
21、般要求SS200mgL。尽管厌氧过滤器抗冲击负荷能力。尽管厌氧过滤器抗冲击负荷能力大，处理效率亦高，但不适合本工程进水水质大，处理效率亦高，但不适合本工程进水水质(SS浓度较高浓度较高)。综合以上分析综合以上分析,结合类似工程资料，本工程结合类似工程资料，本工程废水厌氧处理装置采用废水厌氧处理装置采用UASB。3好氧处理工艺选择好氧处理工艺选择 有机废水经厌氧处理，出水的有机废水经厌氧处理，出水的BOD5CODcr会降低，会降低，出水可生化性较原污水差。采用一般好氧生物处理方出水可生化性较原污水差。采用一般好氧生物处理方法法(活性污泥法和生物膜法活性污泥法和生物膜法)，处理厌氧处理出水，其，处
22、理厌氧处理出水，其CODcr去除率约只有去除率约只有60，而处理同等浓度的原有机，而处理同等浓度的原有机废水，废水，CODcr可达可达80。尽管采用生物膜法处理效果。尽管采用生物膜法处理效果可能会稍好，但难以适应可能会稍好，但难以适应BOD5大于大于250mgL的来水。的来水。近年来开发了一些处理此类废水近年来开发了一些处理此类废水(进水浓度较高，可进水浓度较高，可生化性较差，不易生化降解生化性较差，不易生化降解)的工艺技术，如的工艺技术，如A-B法活法活性污泥工艺、氧化沟活性污泥法、性污泥工艺、氧化沟活性污泥法、SBR法等。这些方法等。这些方法均能对不易生化降解有机废水或厌氧处理出水有较法均
23、能对不易生化降解有机废水或厌氧处理出水有较好的处理效果。好的处理效果。以上三种方法中，以上三种方法中，SBR法具有特别显著的特点：法具有特别显著的特点：首先由于采用间歇运行，运行周期每一阶段有适应首先由于采用间歇运行，运行周期每一阶段有适应基质特征的优势菌群存在；污泥不断内循环，排泥基质特征的优势菌群存在；污泥不断内循环，排泥量少，生物固体平均停留时间长；沉淀和排水时水量少，生物固体平均停留时间长；沉淀和排水时水流处于静止状态；故处理效果优于一般活性污泥法。流处于静止状态；故处理效果优于一般活性污泥法。其次由于进水、曝气、沉淀、排水等工序在一个池其次由于进水、曝气、沉淀、排水等工序在一个池内进
24、行，省去了沉淀池和污泥回流设施，故而其工内进行，省去了沉淀池和污泥回流设施，故而其工程投资和占地面积，均小于一般活性污泥法。程投资和占地面积，均小于一般活性污泥法。综合以上分析，本工程好氧处理采用综合以上分析，本工程好氧处理采用SBR法工法工艺。艺。4淀粉废水处理工艺流程淀粉废水处理工艺流程 该淀粉厂生产废水处理工艺流程如图该淀粉厂生产废水处理工艺流程如图63所示。所示。图图63 淀粉废水处理工艺流程图淀粉废水处理工艺流程图四、处理工艺构筑物设计四、处理工艺构筑物设计 1分流格栅槽的设计分流格栅槽的设计 2调节池的设计调节池的设计3一次污水泵设计计算一次污水泵设计计算 4UASB的设计的设计5二次污水提升泵设计计算二次污水提升泵设计计算 6预曝气沉淀池设计计算预曝气沉淀池设计计算7SBR反应池设计计算反应池设计计算 8鼓风机房设计鼓风机房设计9污泥处理系统污泥处理系统 10污泥浓缩池设计计算污泥浓缩池设计计算11污泥脱水系统设计污泥脱水系统设计五、污水处理站平面布置和高程布置五、污水处理站平面布置和高程布置1污水处理站平面布置污水处理站平面布置 2污水处理站高程布置污水处理站高程布置
