某地10万吨污水处理厂的设计
2 工业区概况及自然条件
2.1 污水厂概况
2.1.1地面水环境质量状况
在工业区范围内主要有4个水体，根据该市环境监测中心站编制的《某市工业区环境质量报告书》，在水体中共布设监测点10个，并分枯水期和平水期对其进行采样监测。其水质检测结果为：在枯水期平均值超标的(按地面水环境质量三类标准GB3838-88)污染物主要有生化需氧量、亚硝酸盐氮、凯式氮、总磷和大肠菌群等五项；在平水期平均值超标的主要是凯氏氮。其中枯水期BOD5值最高值和平均值分别为6.42mg/L和5mg/L，分别超标0.6倍和0.25倍，亚硝酸盐氮最高值和平均值分别为0.26mg/L和0.15mg/L，分别超标0.73和0.06倍，凯式氮最高值和平均值分别为5.91mg/L和3.91mg/L，分别超标4.91倍和3.91倍，总磷最高值和平均值分别为0.197mg/L和0.089mg/L，分别超标2.94倍和0.78倍，大肠菌群最高值和平均值分别为920000个/升和191333个/升，分别超标91倍和18倍；而平水期凯式氮最高值和平均值分别为0.083mg/L和0.073mg/L，分别超标0.66倍和0.46倍。
2.1.2排水现状及规划
工业区为新建区域，根据工业区排水总体规划，以采用雨污分流制的排水系统为宜。工业区范围内的雨水根据道路布置情况，依据道路控制高程分散排入现有明渠或湖汊入湖，工业区污水将汇集排入汉江。目前工业区已初具规模，随着工业区的建设及工业企业的逐步开工，工业区的废水排放量将不断增多，对上述已被污染的水体将进一步加大其污染负荷比，给工业区环境将带来严重的影响。另外，工业区位于汉江边，未经处理的污水直接排入汉江，也将对该市江段的水质及饮用水源的安全造成威胁。因此，为优化投资环境，改善和提高城区生活环境质量，保证城市居民身体健康，决定修建分流制排水系统和工业区污水处理厂。
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2.2 工业区自然条件
2.2.1地理位置
污水厂位于某市东南部，靠近某区经济开发区工业园，距离汉江边距离大约300m，距市区6公里，邻近207国道。工业区规划面积31km2，人口30万，前期开发面积10 km2。工业区和附近生活区的污水均要流经该污水厂排至汉江。
2.2.2气象资料
工业区属亚热带季风气候，全年四季分明，日照充足，雨量充沛，其气象特征如下：
(1)气温：年平均气温：16.4℃；最高气温：40.3℃；最低气温：-3.4℃。 (2)降水量：年平均降水量：1237.7mm；年平均降雨天数：125.2天；年最大降水量:2059.7mm；24小时最大降水量：332.6mm；1小时最大降水量:98.6mm；年平均蒸发量：1494mm。
(3) 湿度：年平均相对湿度：78%
(4)降雪：24小时最大积雪深度：15.0cm。年降雪日：一般在10日以内。 (5)风：全年主导风向为东北偏北，冬季以北风和东偏北为主，夏季多为东南风。年平均风速：2.7m/s；最大风速：19.1m/s。
(6)雾日数：年平均雾日数：28.4日；年最小雾日数：10日。 2.2.3地形地貌
工业区地势平坦，地块大致呈矩形布置，且大部子项工程的基础埋深都处于地下水位以下，基础开挖深。绝对标高一般为17～25m(黄海高程，下同)，厂区设计最高地下水位为地面以下0.500m。主要由第四系中更新统洪冲积层粘土组成。根据国家地震烈度区划，该地区地震级为4.7～5级，抗震设防烈度为6度。
2.2.4水文资料
历年最高洪水位：28.05m；历年平均水位：17.39m； P=2%洪水位：26.70m；
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历年最低水位：9.18m；最大流量：78800m3/s；最小流量：3500m3/s；蓄水位：24.91m。
2.3 设计水量与水质
2.3.1设计水量
污水量标准包括生活污水和工业污水两部分。工业区的综合用水量定为625升/人?日，综合污水量按照给水量标准的80%计，则平均污水量标准为500升/人?日。按近期规划人口10万人计算，则该污水处理厂的近期设计污水量为：平
3均日50000m/d。
2.3.2污水水质及净化要求
原污水水质：COD 320mg/L，BOD5 150mg/L，SS 200mg/L，TN 35 mg/L，NH3-N 15mg/L，TP 4 mg/L。
污水经处理后要求：CODCr≤60mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L，TN ≤15 mg/L，NH3-N≤5mg/L, TP 1 mg/L。
2.3.3水质
根据《某市工业区污水处理厂可行性研究报告》、“污水处理厂可行性研究报告评审会专家组意见”及开发区管委会参照类似地区的污水水质及国家《污水综合排放标准》(GB8978-88)提出污水处理厂进、出水水质指标列于表2.1。
序号 1 2 3 4 5 6 项 目 BOD COD SS TN NH3—N TP 进 水 150 320 200 35 15 4 出 水 20 60 20 15 5 1 单位：毫克/升 表2.1
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3 污水处理厂址选择
污水厂厂址选择应遵循下列原则：应与选定的工艺相适应；应位于水源下游和夏季主导风向下风向；应考虑便于运输；应充分利用地形，尽量少占农田。
本开发区在总体规划、专业规划及工业区建设中，已按自然地形，用地规划预留了污水处理厂位置。该厂地址紧邻规划排放水体——汉江(污水DN1400主干管已敷设至此)。污水处理厂按5万米3/日规模征地,总占地78亩.
4 污水污泥处理工艺选择
4.1 处理工艺流程选择应考虑的因素
污水处理厂的工艺流程系指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。在选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，主要以污水的处理程度、工程造价与运行费用、当地的条件、原污水的水量与污水流入工程这几项因素作为依据。
该污水处理厂日处理能力约5万吨,属于中小规模的污水处理厂。按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2 /O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。
由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理。可供选取的工艺：A/O工艺，A2/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺。
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4.2适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺
该污水处理厂要求对原水中的氮、磷有比较好的去除，应采用二级强化处理。根据《城市污水处理和污染防治技术政策》推荐，以及国内外工程实例和丰富的经验，比较成熟的适合中小规模具有除磷、脱氮的工艺有：AA /O工艺、A/O工艺、SBR及其改良工艺、氧化沟及其改良工艺。A/O工艺、AA/O工艺、各种氧化沟工艺、SBR工艺这些从活性污泥法派生出来的工艺都可以实现除碳、除氮、除磷三种流程的组合，都是比较实用的除磷脱氮工艺。
4.2.1.A2/O处理工艺
内回流 厌氧 缺氧 好氧 污泥回流 2
二沉池 图1 Ａ/Ｏ工艺
A2/O处理工艺是厌氧－缺氧－好氧生物脱氮除磷工艺的简称，A2/O工艺是在厌氧－好氧除磷工艺的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。
A2/O工艺的特点：厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能；在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其它工艺；在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀；污泥中含磷量高，一般为2.5%以上。
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