北京某地污水厂设计
目 录
摘要 V
第1章 城市污水处理厂设计概况 1
第2章 工艺设计方案的确定 2
2.1方案确定的原则 2
2.2污水处理工艺流程的确定 2
2.2.1厂址及地形资料 2
2.2.2气象及水文资料 2
2.2.3可行性方案的确定 2
2.2.4工艺流程方案的确定 3
2.2.5污泥处理工艺流程 4
2.3主要构筑物的选择 5
2.3.1格栅 5
2.3.2泵房 5
2.3.3沉砂池 5
2.3.4初沉池、二沉池 5
2.3.5曝气池 6
2.3.6接触池 6
2.3.7计量槽 6
2.3.8浓缩池 6
2.3.9消化池 7
2.3.10污泥脱水 7
第3章 污水处理系统工艺设计 8
3.1格栅的计算 8
3.1.1粗格栅 8
3.1.2格栅的计算 8
3.1.3选型 11
3.2泵房 11
3.2.1泵房的选择 11
3.2.2泵的选择及集水池的计算 11
3.2.3扬程估算 12
3.3细格栅 13
3.3.1细格栅的计算 13
3.3.2格栅的计算 13
3.3.3选型 16
3.4沉砂池的计算 16
3.4.1池体计算 16
3.4.2沉砂室尺寸计算 17
3.4.3排砂 19
3.4.4出水水质 19
3.5初沉池 19
3.5.1池体尺寸计算 19
3.5.2中心管计算 22
3.5.3出水堰的计算 23
3.5.4集配水井计算 24
3.5.5出水水质 25
3.5.6选型 25
3.6曝气池 26
3.6.1池体计算 26
3.6.2曝气系统设计与计算 28
3.6.3供气量 29
3.6.4空气管道系统计算 32
3.6.5空压机的选择 34
3.6.6污泥回流系统 35
3.7二沉池 36
3.7.1池体尺寸计算 36
3.7.2中心管计算 38
3.7.3出水堰的计算 39
3.7.4集配水井计算 40
3.7.5出水水质 41
3.7.6选型 41
3.8接触池 42
3.8.1接触池尺寸计算 42
3.8.2加氯间 43
3.9计量槽 44
第4章 污泥的处理与处置 45
4.1 污泥浓缩池 45
4.2 污泥消化池 48
4.2.1 一级消化池池体部分计算 48
4.2.2 一级消化池池体各部分表面积计算 50
4.2.3二级消化池 51
第5章 污水厂布置 52
5.1厂址选择 52
5.1.1 厂址选择遵循的基本原则 52
5.1.2 厂址选择的基本要求 52
5.1.3 厂址选择中的环保要求 52
5.2 总平面布置 53
5.2.1 概述 53
5.2.2 平面布置原则 53
5.2.3 管道布置 53
5.2.4 其他 54
5.3 污水厂的高程布置 54
5.3.1 概述 54
5.3.2 高程布置原则 54
5.3.3 高程计算 54
总结 57
参考文献 58
摘要
位于北京某个污水处理厂每天处理30万吨污水。为了“三同时”规定落实到位，达到高标准除磷脱氮，使出水符合国家综合污水（GB18918-2002）B级标准，本设计利用卡鲁塞尔2000型氧化沟处理工艺，它净化污水水平极高。它提前设置一个厌氧区和绝氧区（别称反硝化区）在Carrousel氧化沟前, 这样遗漏在回流污泥的硝酸氮到厌氧区之前，会在缺氧和10-30%碳源环境下完成反硝化，再进入绝氧池。此外，兼性细菌(厌氧区)把可溶性BOD转变为VFA，经过聚磷菌的作用变成PHB，聚磷的水解提供了能量并为排出磷酸盐创造了条件。因为无分子氧和无化合物氧（硝酸根）都不存在于池里的混合液，成了绝氧区，从厌氧区排出来的水流到绝氧区(内含搅拌器)， 70-90%的污水就会释放出丰富的碳源，释放出磷酸盐。BOD、脱氮和除磷等步骤都是在安装在绝氧区后方的普通Carrousel氧化沟系统进行的。
关键词：城市污水；卡鲁塞尔2000型氧化沟；污泥浓缩脱水
第1章 城市污水处理厂设计概况
城市污水主要包括生活污水和工业废水，影响城市污水水质的要素有很多，例如城市的大小、生活水平、工厂规模、污水处理层次、地下水路设施合理状况等。
城市污水处理站分三种：预处理、生化处理、污泥处理。城市污水处理序次有预处理、一级处理、二级处理、深层处理和污泥处理，关键在于二级生化处理。
格栅、筛网、沉砂池、沉淀池等是城市污水一级处理常用到的工具，其中起预处理作用的是格栅、沉砂池。为了保护后续处理设备，提高污水净化率，一级处理系统是污水处理前必须经历的程序，因为它可以把城市污水中夹杂的悬浮物、漂浮物和不易处理的污染物阻挡住。由此，此项设计由格栅、沉砂池和初次沉淀池组成。生物处理技术是城市污水二级处理系统主要用到的方法，跟一级处理排除BOD520%～30%相比来说，二级处理达到85%～95%，这源于污水中的有机污染物(状态为胶体，易溶解)经过二级处理系统后已经很大程度被降低了。活性污泥法、AB法、氧化沟法、SBR法、生物膜法是常用于城市污水二级处理中的。此项设计以氧化沟法为主。
从深层处理角度来说，污水处理是经过混凝沉淀、过滤工艺、生物陶粒和生物炭工艺等完成脱氮除磷和去除有机物再消毒的过程。涵盖浓缩、消化、脱水和干化等的污泥处理也是污水处理厂中不可缺少的。污水处理厂的最终目标是符合污水处理标准，但是可以在符合规定的处理程度的保障下，污水处理各单元进行合理组合。要在了解污水水质、水量、回收污水有效物质的概率和效益以及有关排放水体的政策的基础上，才能选择合适的处理方式。因此，在二级处理过程中以氧化沟法为主，原因就在进水时各种水质指标的浓度不高以及氮磷的去除率要求低。这样，不但能把有机污染物(状态为胶体，易溶解)进行降低处理，还能去除夹杂在活性污泥悬浮物、无机盐类以及其他物质，进而利用厌氧或缺氧区完成脱氮、除磷这一程序。
第2章 工艺设计方案的确定
2.1方案确定的原则
（1）技艺先进，安全性高。
（2）投入少，布局合理。
（3）降耗降本。
（4）合理利用，无污染。
（5）跟国情结合，自动化管理。
2.2污水处理工艺流程的确定
2.2.1厂址及地形资料
该污水处理厂位于比较平缓的北京市西北部，平均标高是40.50米，地震基本烈度是7度。
2.2.2气象及水文资料
此地在东经115.8°，北纬40.7°的北京某位置。冬季长且冷，地冻深为1.2-1.4米，最冷在一月平均-12.7℃；夏季多东南风，最热七月平均24.6℃。全年降雨量的50%在七八月份，平均降雨量75毫米。
2.2.3可行性方案的确定
城市污水的生物处理技术通过微生物的代谢来处理污染物，它是城市污水处理的主要途径。处理厂二级污水处理主要技术有传统活性污泥法、AB法、氧化沟法、SBR法等。下面对传统活性污泥法和SBR法作对比（工艺流程见图2.1,2.2），来制定污水的处理工艺。传统活性污泥法的特点：
（1）技艺成熟；
（2）曝气时长,吸附量大,去除效率高90～95%；
（3）运行、出水水质都平稳；
（4）沉降效果好;
（5）不适合变化大的水质；
（6)对氮、磷的处理程度低；
（7）污泥需进行厌氧消化，对能源再回收；
（1）处理流程简化，可不设沉淀池；
（2）效果好，去除有机物、进行脱氮；
（3）占地少，成本低；
（4）污泥沉降效果好；
（5）自动化程度高，基建投资高；
（6）适合于处理中小水量的污水。
由此我们可知：普通曝气法和SBR法出水指标都符合工艺技术设计规定。但是，SBR法对自动化控制程度要求较高且处理规模小(小于10万立方米/天)，严重脱离实际情况。因此本设计决定用符合设计理念的普通曝气法为主要方法。
2.2.4工艺流程方案的确定
跟传统活性污泥法相比，SBR法(间歇式或序批式活性污泥法的缩称)在基础研究、实践应用、工程设计等方面还存在很多缺点。因为SBR法仅有十几年的使用时间，对它的研究不是很完善，缺乏科学依据和成熟的管理经验。
污水工艺流程需要充分了解污水水量水质、变化秩序和处理要求，因此本设计采用传统活性污泥法。
图2.1 传统活性污泥法
图2.2 SBR法
2.2.5污泥处理工艺流程
把污泥进行填埋、焚烧、堆肥和工业利用是对污泥处理的四种方式。城市污水是该厂污泥的重要源头，进行预处理后，污泥可用于园林绿化，甚至用于农业方面。
综上所述，利用中温厌氧二级消化污泥，再经机械脱水后出厂，已成为无公害的污泥，不再引起环境污染。在这过程中，可释放出沼气、热量及电能等能源。
2.3主要构筑物的选择
2.3.1格栅
为了给后续的程序和水泵提供良好的运行环境，格栅的设置是很必要的。
本设计一共设泵房前后共两列机械格栅，在泵前安置栅条间隙为50mm的粗格栅三台(用两台，备用一台)，在泵后用栅条间隙为20mm的细格栅四台(用三台，备用一台)，过栅速度都是0.9m/s，倾角是60°。为供检修在两者之间安置闸板。除此之外利用螺旋输送机进行清渣。
2.3.2泵房
从水力环境、工程成本和合理布局角度出发，本设计建造成集水池与机械间合并的半地下式自灌式吸水管长方形泵房，布局合理，面积小，易操作，快速开启。泵房共高12.5m,地下6.2m，地上6.3m。
2.3.3沉砂池
沉砂池分为以下三种：（1）平流式，建造简便，成效好，但后边处理沉砂的难度高。（2）竖流式，污水从地下进入池内，易造成无机物颗粒在池底沉落，效果差。（3）曝气沉砂池，空气从池体一侧进入促使污水旋转，引起相互垂直的环流。因此：易控污水旋流速度，除砂结果好；不易受流量作用。
综合考虑，本设计建造六座曝气沉砂池。尺寸：12m×16.8m×4.59m；有效水深为2.5m。
2.3.4初沉池、二沉池
沉淀池的作用是沉淀
