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第1页2设计说明书2.1设计任务本次毕业设计的主要任务是完成某化工厂废水处理设计工程内容包括：1.废水处理方案的总体设计：明确废水物化性质，根据其性质,通过对比,选择最优的处理工艺；对厂区进行总体布局,包括厂区管道布置、构筑物的位置；完成污水处理厂总平面及高程设计图。2.进行污水处理厂各构筑物工艺计算：包括初步设计、设备选型，图中应有设备、材料一览表。2.2设计要求（1）独立思考，独立完成；（2）完成主要处理构筑物的设计布置；（3）工艺选择、设备选型、技术参数、性能、详细说明；（4）提交的成品：设计说明书、高程图、厂区平面布置图、主要构筑物（平、剖面）图。2.3工程设计依据及规范1、《给水排水设计手册》（1-4册）；2、《给水排水工程》（下册）；3、《水处理工程设计计算》；4、《水处理工程师手册》；5、《有机工业废水处理理论与技术》；6、《三废处理工程技术手册一废水卷》；7、《实用环境工程手册》8、《混凝土结构设计规范》9、《环境设备选用手册》第2页2.4设计数据及材料（1）设计规模125000m3/d1.45m³·s-1（2）废水来源：生产废水,暂不考虑生活废水（3）设计进出水质：表1.表1污染物指标BOD5CODSSNH3-NTPpH进水水质（mg/L）4108501705596~8排放浓度mg/L≤10≤50≤10≤5≤0.5≤6~9第3页3污水处理工艺选择3.1处理工艺流程选择应考虑的因素处理的工艺流程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。在确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)技术成熟，处理效果稳定可靠，保证出水水质达到排放标准；(2)占地少，投资低，运行费用省，以尽可能少的投入取得尽可能高的效益；(3)工程实施切实可行、运行维护管理方便；(4)综合利用，无二次污染；(5)选定工艺的技术设备先进、可靠，国产化程度高，一致性好；(6)综合国情，提高自动化管理水平。3.2污水处理工艺选择由于BOD5、CODcr、SS、NH3-N、TP的去除率均很高，需要采取脱氮除磷工艺。采用生物脱氮除磷工艺的可行性分析(1)BOD5/COD当BOD/COD≥0.3时可生化性较好，适应于生化处理工艺，本设计为BOD/COD=400/850=0.47，可生化性好，适宜采用生物处理。(2)BOD/TN该指标是鉴定能否采用生物脱氮的主要参数.由于反硝化细菌是在分解有机物过程中进行反硝化脱氮的，在不投加外来碳源条件下，靠原污水中的基质作为反硝化的氢供体，该值越大反硝化进行的越快，BOD/TN这一指标是来评价能否采用生物脱氮工艺进行污水处理，当BOD/TN接近于4时即表明可以采用。本设计数值为BOD/TN=7.4，适宜采用生物脱氮工艺。(3)BOD5/TP该指标是鉴别能否采用生物除磷的主要依据，,较高的BOD负荷可以取得较好的除磷效果。。进行生物除磷的底限是BOD/TP=17，如大于该值,方可采用生物除磷工艺，其比值越大，除磷效果越明显。本设计BOD/TP=410/9=45.5，适宜采用生物除磷工艺]。综上所述，本设计可以采用生物法对污水进行脱氮除磷的处理。第4页3.3各污水脱氮除磷处理技术及其比较3.3.1各污水脱氮除磷处理技术由上文得出来的结论，设计采用生物脱氮除磷才能达到出水标准，所以处理工艺的选择只能限于成熟且处理效果良好的生物脱氮除磷工艺,以此为基本条件进行如下的各工艺综合比较,现将4种生物脱氮除磷工艺分析如下:(1)AAOAAO工艺是厌氧一缺氧一好氧生物脱氮除磷工艺的简称，原污水及从二沉池回流的部分含磷污泥首先进入厌氧池，其主要功能为释放磷，使污水中磷浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中BOD浓度下降；在缺氧池中，反硝化细菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量NO3—N和NO2—N还原为N2放到空气中，因此BOD5浓度下降。NO3—N浓度大幅度下降；在好氧池中，有机物被微生物生化降解，浓度继续下降，有机氮被氨化继而被硝化，使NH4-N浓度显著下降。但随着硝化过程使NO3—N浓度增加，磷随着聚磷菌的过量摄取,也以较快的速度下降。好氧池完成氨氮的硝化过程，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(2)氧化沟工艺氧化沟工艺属于延时曝气活性污泥法的一种类型，将连续环形反应池作为生物反应池，混合液在反应池中连续循环，污水进入氧化沟完全混合，因此氧化沟工艺能够承受水量和水质的负荷冲击。在氧化沟中曝气装置并不是沿池长均匀布置而只是装在某几处，在曝气器下游附近，水流搅动激烈，溶解氧浓度高，远离曝气器处，水流搅动缓慢，溶解氧含量降低，可能出现缺氧区，这种水流搅动方式与溶解氧浓度沿池。(3)A/B法工艺A/B法工艺又称吸附生物降解法，利用了活性污泥中不同微生物群落的代谢特性，采取了A、B段不同的生物环境来发挥各自微生物种类的优势。与传统的活性污泥法相比，A/B法具有下列特征:①无需设初次沉淀池，由吸附池和中间沉淀池组成的A段为一级处理系统。②B段由曝气池和二次沉淀池组成。③A、B两段完全分开，各有独立的污泥回流系统和独立的微生物种群，有利于脱氮除磷功能发挥。在A段利用了污泥微生物对有机污染物高效吸附的特性，在低供氧、高负荷的条件下进行吸附降解处理，减少动力消耗与基建投资。在B段利用原生动物和菌胶团，在好氧环境中进行生物降解，使净化功能得以充分发挥，处理出水水质比较稳定。第5页AB工艺中有A段的超高负荷运行，为B段的硝化作用创造了有利条件。污水A段吸附处理后，出水BOD大为降低，减轻了B段污泥的有机负荷，创造了硝化菌在微生物群体中存活的条件。在B段设计上亦有厌氧一好氧周期地或同时地存在的时空条件，很方便地形成了厌氧一好氧活性污泥法脱氮工艺。由于A段的有效功能使B段的处理效果得以提高，不仅能进一步去除BOD、COD，而且提高了硝化效果。AB工艺对BOD、COD、SS、磷和氨氮的去除率，一般均高于常规活性污泥法，且可节省基建投资约20%，节省能耗15%左右。由于A段的净化机理是以吸附去除为主，因此污染物未被彻底氧化分解随剩余污泥排入污泥处理系统，含有大量未被降解的有机污染物的生污泥极不稳定，污泥必须经过稳定处理，才能脱水外运。(4)SBRSBR是序批式间歇活性污泥法系统，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。SBR工艺具有以下特点：(1)SBR工艺流程简单、管理方便、造价低。SBR工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资30%以上，而且布置紧凑，节省用地。由于科技进步，目前自动控制已相当成熟、配套。这就使得运行管理变得十分方便、灵活，很适合小城市采用。(2)处理效果好。SBR工艺反应过程是不连续的，是典型的非稳态过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的，随时间的延续而逐渐降低。反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程之中，因此处理效果好。(3)有较好的除磷脱氮效果。可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率。(4)污泥沉降性能好。SBR工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。同时由于SBR工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好。(5)SBR工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质波动。(6)其最大的缺点就是操作复杂，难以管理。首先，大部分SBR工艺采用间歇进水、排水，为实现连续进出水需在几个SBR反应器之间频繁切换；其次，SBR循环出现厌氧、好氧、缺氧环境，环境边界变化范围大，特定环境下优势菌属的第6页生化反应是渐变和滞后的过程；此外，脱氮和除磷在同一反应器中进行，相互之间的影响在所难免。3.3.2各污水脱氮除磷处理技术比较表2工艺类型氧化沟ABSBRA2/OCOD、BOD去除率较好（85%-00%）好（85%-90%）较好（85%-80%）较好（85%-80%）脱氮除磷效果好较好一般较好适宜规模中等规模中等规模小型规模大中规模技术成熟度耐冲击负荷，处理流程简单耐冲击负荷好，处理流程复杂耐冲击负荷，处理流程简单耐冲击负荷好，处理流程复杂操作及管理维护产泥量适中，无需后续处理，操作管理方便产泥量大，后续处理及操作均较为复杂无污泥回流、污泥膨胀但操作要求复杂产泥量适中，后续处理简单，但操作较复杂占地及投资运营成本占地面积适中，投资运营成本较大占地面积较大，投资运营成本较大占地面积小，为普通活性污泥法的1/3，投资运营成本大占地面积较小，投资运营成本适中对比分析，综合实际资料考虑，以及设计水量水质、污染物去除率要求，技术先进成熟的A2/O法不仅占地面积小投资成本低、耐冲击负荷强，且工艺总水力停留时间少、不需要外另加碳源节省了运行费用。其处理效率能达到BOD5和SS在90%~95%，TN可以在70%以上，TP为90%上下。在对其他处理工艺各方面的比较中有较大的优势，适宜处理本设计背景下的污水，故选用A2/O作为本次设计的污水处理工艺。第7页3.4A2/O工艺流程简图内回流进水回流污泥运走出水A2/O工艺流程简图沉砂池格栅初沉池厌氧池缺氧池好氧池浓缩池脱水机房贮泥池消毒池二沉池第8页4主要构筑物说明4.1格栅格栅设在处理构筑物之前，用于阻截水中较大的悬浮物和漂浮物，保证了后续处理设施的正常运行。格栅的截污主要对水泵起保护作用，还可以去除部分的悬浮物。为了提高拦截悬浮物和漂浮物的效率,本设计分别在提升泵前集水井进口处和提升泵出口处的管渠上设置中格栅和细格栅设计中，中格栅共设2组，一用一备；细格栅为四组并联，三用一备。4.2沉砂池沉砂池设置在污水处理厂前段，其主要主用是从废水中分离出密度较大的无机颗粒，保护水泵和管道免受磨损，提高污泥有机组分的含率，污泥作为肥料的价值，缩小污泥处理构筑物容积。本设计采用曝气沉砂池。曝气沉砂池是在池体的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向环流。其优点是，通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效果较稳定。本设计曝气沉沙池设2组并联运行。4.3初沉池污水经初沉后可以去除SS约40%～55%，去除20%～30%的BOD5，减轻后续处理设施的负荷。同时一定程度上，初沉池可起到调节池的作用，对水质起到一定程度的均质效果。减缓水质变化对后续生化系统的冲击，并使细小的固体絮凝成较大的颗粒，强化了固液分离效果。设计采用两组并联中进周出辐流式初沉池.4.4生物反应池4.4.1厌氧池回流的污泥与进入厌氧池的污泥混合并在厌氧的环境下，污泥中的聚磷菌释磷，同时水解酸化部分有机物。设计厌氧池3组并联运行，采用2廊道闭合循环。第9页4.4.2缺氧池污水在厌氧池与从好氧池回流的有大量硝酸盐、亚硝酸盐的混合液混合发生生物反硝化反应，并且去除一部分的COD。设计缺氧池3组并联运行，采用2廊道闭合循环。4.4.3好氧池混合液成生物脱氮后进入曝气池。在好氧的作用下，异养微生物首先进行BOD的降解，与此同时聚磷菌大量吸磷。随着反应池内有机物浓度的不断降低，自养微生物开始进行生物硝化反应，将氨氮降解成亚硝态氮和硝态氮。具体反应公式为：322222434222242232NOONOHOHNOONHATPQPOADPQCOOC硝酸菌亚硝酸菌有机设计好氧池三组并联运行4.5二沉池二沉池通过排放大部分剩余污泥来完成生物除磷，设计采用双堰出水可以确保总磷的去除效果。本设计二沉池采用4组并联运行的周边进水周边出水辐流式二沉池，处理效果更佳。4.6浓缩池浓缩的主要目的是减少污泥体积，以缩小后续构筑物建设容积，便于后续的单元操作。浓缩池的作用是降低有待