(最终)卡鲁塞尔氧化沟处理某城市污水的工艺设计

资源环境学院环境工程SourceandEnvironmentCollegeEnvironmentEngineering第1页共19页深圳市布吉污水处理厂工艺设计资源环境学院环境工程专业高悬指导老师：王应军摘要：本文介绍卡鲁塞尔氧化沟处理城市污水的工艺设计，其工艺特点是能够让出水BOD稳定在20mg/L以内。进水水质COD=300mg/L，BOD=200mg/L，SS=200mg/L，NH3-N=30mg/L，TP=2mg/L；出水水质COD60mg/L，BOD20mg/L，SS20mg/L，NH3-N15mg/L，TP1mg/L。根据工艺设计原则和进出水水质对整个工艺流程和主要构筑物进行初步设计。关键词：卡鲁塞尔；氧化沟；工艺设计；城市污水处理TheProcessDesignofBujiSewageTreatmentPlantinShenzhenSourceandEnvironmentCollegeEnvironmentEngineeringGaoXuanAcademicadvisor:WangYingjunAbstract:ThepaperintroducetheprocessdesignofCarrouselOxidationDitchinmunicipalsewagetreatment.TheTechnologyFeaturesisthatitcankeeptheBODofeffluentbelow20mg/L.Theinfluentquality:COD=300mg/L,BOD=200mg/L,SS=200mg/L,NH3-N=30mg/L,TP=2mg/L.Theeffluentquality:COD=30mg/L,BOD=20mg/L,SS=20mg/L,NH3-N15mg/L,TP1mg/L.Accordingtotheprinciplesoftheprocessdesignandthewateraccess,thepassagegivethepreliminarydesigntotheentireprocessandmajorstructures.Keywords:Carrousel;Oxidationditch;Processdesign;Municipalsewagetreatment前言目前，一般的城市生活污水处理工艺多采用普通活性污泥法、SBR法以及生物膜法等。本文考虑到现在的城市污水的复杂性，由于人们生活中的洗涤会使用一些含磷洗涤剂，使污水中有不少的磷；其次，冲厕的污水没有和其它污水进行分流，使得污水中总氮含量有所增加；另外，城市排水系统的不健全，没有完全建立分流制排水系统，工业污水与生活污水相互混杂，导致污水水质变化较大。普通的活性污泥法不能够有效的去除N和P，而生物膜法处理大流量的污水，其抗冲击负荷不高，且基础投资较大。为找到一个既在技术上可行又在经济合理的方法，本文采用Carrousel氧化沟活性污泥法，它既可以有效降低污水的COD、BOD，又可以有效去除总N。文章主要从工艺方案的比选、工艺流程的确定、各构筑物尺寸的设计计算、污泥的消化处置以及本工艺的技术经济指标等诸多方面进行设计和计算。深圳市布吉污水处理厂工艺设计TheProcessDesignofBujiSewageTreatmentPlantinShenzhen第2页共19页1总则1.1设计原则（1）处理工艺符合最佳适用技术（即技术上可行，经济上合理）和清洁生产的基本要求。（2）建设项目符合国家和地方的环境法律法规的有关规定。（3）厂址的选择符合城市发展规划的布局。（4）各处理单元构筑物的平面布置应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定其在厂区内的平面排列和布局的合理通畅，以节省占地。（5）辅助建筑物的面积或规模应符合有关规定。（6）设备选型和价格经济合理。（7）设计中尽量选用低噪声的动力设备，产生臭气或者噪声的设备或构筑物应加盖处理，防止二次污染。1.2设计依据（1）《中华人民共和国环境保护法》（2）《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）（3）《中华人民共和国水污染防治法》（4）《水处理工程师手册》（5）《污水处理厂工艺设计手册》（6）《环保机械产品手册》（7）《给排水设计手册》及有关设计规范（8）《建筑结构设计统一标准》（9）《混凝土结构设计规范》（10）《建设项目环境保护环境管理条例》（11）《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（GJ31-89）（12）《全国市政工程投资估算指标》（13）《给水排水设计手册·第10册·技术经济》（14）《城市污水处理及防治技术政策》建城[2000]124号（15）《城市污水处理工程项目建设标准》建城[2001]77号1.3设计范围本文根据国内污水处理工艺技术的研究发展现状，确定了经济可靠的carrousel氧化沟资源环境学院环境工程SourceandEnvironmentCollegeEnvironmentEngineering第3页共19页工艺来处理城市污水。文章主要对carrousel氧化沟工艺主要污水处理构筑物和污泥消化池进行初步设计，确定各构筑物的基本尺寸、主要设备的选型、基本建设投资、运行成本概算和整个污水处理厂的平面布置等情况。另外，文章的最后还提出工艺和技术方面的改进措施。2工程概况该污水处理厂位于深圳市盐田区布吉镇，厂区离城镇中心距离约2000m，靠近深圳河。污水厂出水的直接受纳水体为深圳河，再由深圳河流入珠江，最终流入南海。布吉镇常住人口数约为400000人，按照每人每天排放污水150L计算，日处理水量60000m3/d。主体构筑物占地约57000m2，其他附属建筑物占地面积约60000m2，构筑物实际占地约26400m2，绿化占地面积约50000m2（占总面积的30%左右）；总投资约9681万元，其中设备投资约1035万元，土建投资约7440万元，绿化及其他费用约1500万元。污水厂出水水质达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级B排放标准。处理成本为0.59元/m3。该城市污水处理厂的最大设计污水量Qmax＝86000m3/d（1.0m3/s），污水平均流量为60000m3/d（0.69m3/s），最小设计污水量Qmin＝30000m3/d（0.35m3/s），流量变化系数KZ＝1.3。进水水质COD=300mg/L，BOD=200mg/L，SS=200mg/L，按照污水排放标准要求出水水质COD=60mg/L，BOD20mg/L，SS20mg/L。3工艺设计3.1污水排放执行标准根据设计要求和国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级B排放标准，列出污水处理厂设计进、出水水质如表如表1：表1设计进出水水质表项目CODCrBOD5SSNH3-NTP进水水质/mg/L300200200302出水水质/mg/LGB18918-2002一级B排放标准＜60＜20＜20＜15＜13.2工艺流程的选择和布置3.2.1工艺方案的比选3.2.1.1氧化沟工艺简介污水进入工艺系统，经格栅除污机去除浮渣，再经沉砂池将污水中的砂粒沉降后用砂水分离装置分离，上清夜进入氧化沟主体生物处理构筑物。氧化沟可以采用转刷或者转碟曝气。其BOD去除率高达93%以上，COD去除率为90%以上，NH3-N和TP的去除率分深圳市布吉污水处理厂工艺设计TheProcessDesignofBujiSewageTreatmentPlantinShenzhen第4页共19页别是80%和65%以上。由于其采用循环式曝气，实际处理水量相当于普通活性污泥法的5~6倍。氧化沟出水经二沉池沉淀后，上清夜BOD稳定在20mg/L以下，污泥经过回流至氧化沟进水口与沉沙池出水共同进入氧化沟混合，如此循环。出水若需达到更高要求，必须进行消毒处理后方能排放。以下为氧化沟的主要性能参数：BOD-SS负荷0.03~0.05kgBOD5/(kgMLSS·d)，污泥回流比100%，污泥停留时间24h，表面负荷15m3/(m2·d)，水力停留时间4.0h，BOD去除率93%以上，出水BOD稳定在20mg/L以下，抗水量、浓度变化能力强，水温变化影响小，容易实现脱氮且效率高，在国内沿海地区应用广泛，占地面积大，建设费相对较高。3.2.1.2污水处理工艺的比较根据污水处理方式的影响因素，采用列表比较法。具体比较项目和工艺见表2。表2污水处理工艺方式比较序号项目标准活性污泥法生物转盘法氧化沟法延时曝气法接触曝气法SBR法1BOD去除率△×◎◎◎△2抗负荷变化能力△△○○○△3污泥膨胀的控制△○○△○×4污泥回流设备△○△△○○5污泥量△○◎◎○△6气温、水温的影响○×○○○○7日常操作难易△○○○○△8设备的可靠性○×○○△×9噪声○○○○○○卫生○○○○○○美观○○○○○○10设施面积○△△△○◎11能耗△◎○×○◎12脱氮运行△○◎○○○13工程应用实绩○△○○△○适用性Q1000m3/d○◎◎◎◎◎Q5000m3/d○○◎◎○○Q10000m3/d◎○◎◎○△Q10000m3/d◎△○△△×14维护管理费△○○△○○15建设费△×△△△○16综合评价△×◎◎△○注：◎为优良○为良好△为一般×为差由上表可以很明显的看出氧化沟工艺在处理较大水量的城市生活污水时，与其他几个工艺相比，无论从处理能力还是经济指标的综合性能看，都具有较大的优势，所以采用氧化沟工艺是经济可行的。资源环境学院环境工程SourceandEnvironmentCollegeEnvironmentEngineering第5页共19页3.2.2工艺流程布置由上面的工艺方式比较，可以采用氧化沟工艺，本例采用卡鲁塞尔式（Carrousel）氧化沟，曝气方式采用转碟延时曝气。因为氧化沟工艺的循环水量是设计水量的30~60倍，所以此工艺可以不设初次沉淀池。由于氧化沟工艺所产生的污泥含有的挥发性物质浓度较大，必须进行稳定化处理，让挥发性物质降低到40%以下即可认为污泥已经达到稳定状态。本例采用厌氧消化方式进行污泥的稳定化处理。氧化沟工艺流程图见下图3-1：污泥沼气沼气沼气沼气收集装置堆肥化污泥污泥堆肥场污泥脱水间二级消化池一级消化池剩余污泥回流污泥进水加氯接触池辐流式二沉池配水井Carrousel氧化沟平流式沉砂池格栅槽回水排放种植花草照明发电图1工艺流程图3.2.3平面布置3.2.3.1总平面布置原则厂区的总平面布置主要包括：污水处理厂厂址的选择；各种构（建）筑物的平面定位；各种线管、管道及渠道的平面布置；各种管道交叉位置；道路、绿化、围墙及辅助建筑物的布置等。所有厂区的平面布置因该符合以下要求。①按功能分区，配置得当。主要是对生产、辅助生产、生产管理等各部分的布置，要做到分区明确、配置得当，而又不过分独立分散。②功能明确，布置紧凑。保证生产需要，结合地形、地质、土方结构和施工等因素全面考虑。布置时力求减少占地面积，减少连接管长度，便于操作和管理。③顺流排列，流程简捷。④构（建）筑物布置应注意风向和朝向。⑤必要时应预留适当余地，考虑扩建和施工的可能性。⑥充分利用地形，平衡土方，降低工程费用。将排放异味，有害气体的构（建）筑物布置在居住与办公场所的下风向；为保证良好的自然通风条件，建筑物布置应考虑主导风向。3.2.3.2总平面布置结果根据污水处理厂的平面布置要求和规范，本污水处理厂的平面布置见图3-2。深圳市布吉污水处理厂工艺设计TheProcessDesignofBujiSewageTreatmentPlantinShenzhen第6页共19页213456789101111121213141515151515151617181920N1编号2345678910111213141516名称宿舍食堂及活动中心维修机房化验楼办公楼配电房砂水分离器泵房格栅沉砂池氧化沟二沉池氯库接触池污泥消化池污泥堆肥场19门卫18停车场17污泥脱水机房20未开发场地图2平面布置图3.