第一章 概述 第一章 概述
随着城市工业生产的发展，城市人口的递增，城市规模的扩大，工业废水和生活污水排出量日益增多，大量未经处理的污水直接排入周围河流，致使城市周围环境污染十分严重，不但直接污染了市区的地下饮用水，而且对河流下游地区的农业生产和人民生活造成了危害，人类和生物赖以生存的生态环境受到了日益严重的威胁。同时，水生态系统体现了人与水的和谐共存与协调发展，是城市生态系统的主要组成部分和关键因素，与一个城市的可持续发展密切相关。因而，城市污水治理已成为当前迫切需要解决的问题之一。
1.1 设计任务
1.1.1 设计题目
某区20万吨/天污水厂初步设计（AAO工艺）
1.1.2 基本资料
1、污水水量、水质 （1）设计规模
设计日平均污水流量Q=200000m3/d； 设计最大小时流量Qmax=5600m3/h。 （2）进水水质
CODCr =290mg/L，BOD5 =180mg/L，SS =200mg/L，NH3-N = 35mg/L，TP=6 mg/L , pH=7.0~8.5 （3）污水处理要求
污水经过二级处理后应符合以下具体要求：
CODCr ≤ 200mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L，NH3-N≤15mg/L, TP≤1 mg/L （4）处理工艺流程
污水拟采用AAO工艺处理，具体流程自行设计。 （5）气象资料
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广东石油化工学院毕业设计：20万吨/天城市污水处理工程设计（AAO工艺） 该市属亚热带海洋性季风气候，冬无严寒，夏无酷暑，气候温和湿润。年平均气温23℃，最高气温36.6°C，最低气温1.4°C，年平均相对湿度80%。常年主导风向为西风和西北风，年平均风速5.3米/秒，年平均降雨量1933毫米。 （6）污水排水接纳河流资料：
该污水厂的出水直接排入厂区外部的河流，其最高洪水位为-2m，常水位为-3m，枯水位为-5m。 （7）厂址及场地现状
污水处理厂拟用场地较为平整。假定平整后厂区的地面标高为±0.00m，原污水将通过管网输送到污水厂，来水管管底标高为?2.50m，充满度为0.5m。
1.1.3 设计任务
根据所给的原始资料，设计污水处理厂，具体内容包括： 1、确定污水处理厂的工艺流程，对处理构筑物选型做说明；
2、对主要处理设施（如格栅、沉砂池、A池、O池、污泥浓缩池等）进行工艺计算（附必要的计算草图）；
3、按扩初标准，画出污水处理厂平面布置图，内容包括表示出处理厂的范围，全部处理构筑物及辅助建筑物、主要管线的布置、主干道及处理构筑物发展的可能性； 4、按扩初标准，画出污水处理厂工艺流程高程布置图，表示出原污水、各处理构筑物的高程关系、水位高度以及处理出水的出厂方式； 5、编写设计说明书、计算书。
1.1.4 设计成果
1、设计计算说明书一份；
2、设计图纸（6张以上）：污水处理厂平面布置图、高程图、工艺流程图、构筑物剖面
图。
1.2 设计需要使用的有关法规、标准、设计规范和资料
需要参考的设计指南、规范和设计手册: 1.《室外排水设计规范》（GBJ14-87） 2.《地表水环境标准》（GBHZB1-1999） 3.《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
4.《城市污水处理厂污水污泥排放标准》（GJ3025-93)
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第一章 概述 1.3 处理程度
1. BOD5的去除率
η=(180-20)/180*200%=88.9%
2 .CODcr的去除率
η=(290-200)/290*200%=65.6%
3.SS的去除率
η=(200-20)/200*200%=90%
4. 氨氮的去除率
η=(35-15)/35*200%=57.1%
5.总磷的去除率
6?1???100%?83.34%
61.4 工艺比较选择
1. 处理工艺流程选择应考虑的因素[1]
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，主要以下列各项因素作为依据。
① 污水的处理程度； ② 工程造价与运行费用； ③ 当地的各项条件；
④ 原污水的水量与污水流入工程。
该污水处理厂日处理能力约20万吨,属于中等规模的污水处理厂。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，20-20万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AAO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，AAO工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺。
2.适合于中型污水处理厂的除磷脱氮工艺[2]
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
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广东石油化工学院毕业设计：20万吨/天城市污水处理工程设计（AAO工艺） 成熟的适合中等规模具有除磷、脱氮的工艺有：AAO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、AAO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。
1.4.1 AAO处理工艺
内回流进水厌氧缺氧好氧二沉池出水污泥回流
图1.1 AAO工艺流程
AAO处理工艺是Anaerobic－Anoxic－Oxic的英文缩写，它是厌氧－缺氧－好氧生物脱氮除磷工艺的简称，AAO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。
(2) AAO工艺的特点：
① 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；
② 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。
③ 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200，不会发生污泥膨胀。
④ 污泥中含磷量高，一般为2.5%以上[3]。
1.4.2 氧化沟工艺
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第一章 概述 回流污泥转刷导流板沉淀池导流墙中心墙刮泥机进水出水堰
图1.2 氧化沟构造和工艺图
严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟，如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。 交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。[4]
氧化沟具有以下特点：
(1)工艺流程简单，运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。
(2)运行稳定，处理效果好。氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右。 (3)能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。
(4)污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为20～30 d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。
(5)可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一般大于80%。但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施。
(6)基建投资省、运行费用低。和传统活性污泥法工艺相比，在去除BOD、去除BOD和NH3 -N及去除BOD和脱氮三种情况下，基建费用和运行费用都有较大降低，特别是在去除BOD和脱氮情况下更省。同时统计表明在规模较小的情况下，氧化沟的基建投资比传统活性污泥法节省更多。
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