龙泉山污水处理厂污水处理系统设计

摘要：污水处理厂采用以SBR为主体的污水处理工艺流程，和以重力式浓缩池为主体的污泥工艺流程。该工艺具有工艺流程短、处理效果好、出水水质稳定、剩余污泥少、运行管理方便、基建与运行费用低等特点。

关键词：重力式浓缩池 ；间歇式活性污泥处理 ；SBR ； 涡流沉砂池 ；污水处理。

中图分类号：U664.9+2文章标识码：A

1.1工程概况

1.1.1 工程概况

该市位于广西壮族自治区中部偏北，地处柳江中游，面积5307平方公里，人口170.8万人，该市具有两千多年历史，是全国旅游开放城市之一。

该市工商业较发达，是中南、西南地区的人流和商流的主要通道，现已成为广西的主要工业城市和交通枢纽城市。

该市现有排水系统均为合流制，雨水污水均直接排入低洼地和柳江。1995年该市城市污水排放量为46.4万m3/d，加上部分工业废水为95万m3/d，工业废水处理量为全市污水总量的48.8%。

全市目前的污染源有400多家，重点污染源有40多家，1997年全市污水排放量1.84亿吨，直接排入柳江的有1.79 亿吨。大量污水排入柳江使得柳江水质不断恶化，已严重威胁到柳南及柳水厂的取水。

1.1.2 城市排水水量和水质相关资料

1、本设计污水厂为该市西南片污水的中心处理厂，该区居住人口：近期（2010年）22万，远期34万（2020年）。

2、该区生活污水水质情况：PH=7.0，BOD5=210mg/L，COD=340 mg/L，SS=230 mg/L，氨氮=34 mg/L，总磷=5 mg/L。

3、该区工业废水排放量及水质情况：造纸厂2000 m3/d,皮革厂2100 m3/d，机械厂2000 m3/d，食品厂1850 m3/d，钢铁厂2800 m3/d。

4、水质：PH=6.5-8.5，BOD5=180mg/L，COD=400 mg/L，SS=255 mg/L，氨氮=30 mg/L。

2原水水质与处理要求

2.1 原水水量与水质

2.1.1 设计水量Q

设计水量Q=生活污水量+工业废水量=888.31L/S

2.1.2 出水水质要求

悬浮物浓度：Css=20mg/L

BOD5浓度：CBOD5 =20mg/L

COD浓度： CCOD =60mg/L

NH3-N浓度：CNH3-N =8mg/L

TP浓度： CTP=1mg/L

2.1.3 处理污水水质

污水平均悬浮物浓度：Css=233.7mg/L

污水平均BOD5浓度：CBOD5 =205.5mg/L

污水平均COD浓度： CCOD =348.9mg/L

污水平均NH3-N浓度：CNH3-N =33.4mg/L

污水平均TP浓度： CTP=4.3mg/L

2.1.4 污水处理程度

SS的处理程度为：91.44%

BOD5 处理程度为：90.27%

COD处理程度为：82.80%

NH3-N处理程度为：76.05%

TP的处理程度为：76.74%

BOD5/COD=0.59

3 工艺流程选择和评价

3.1水质分析

该城市污水由市政废水与工业废水组成，其中工业废水的量占的相当小，污水中主要是可溶性有机物、氮、磷等，而且有机物的浓度不是特别高，可生化性较好，在处理时需要考虑常规的脱氮除磷。

3.2 流程的拟定

3.2.1 比较工艺的选择以及叙述

传统活性污泥法：

a)优点：(1)活性污泥法适合处理城市污水，并且其适合处理的水量比较大，处理效果比较好，可以除去污水中大部分的有毒有害的物质；

(2)活性污泥法利用活性微生物去氧化、分解、去除污水中的有机物，保持活性污泥的活性，就可以达到好的处理效果；

(3)活性污泥法不需要滤料等微生物的载体，可避免滤料堵塞等一系列不良问题的出现；

(4)活性污泥法的微生物繁殖较快，微生物的种类较多、世代时间短，可以保证活性污泥的活性；

(5)活性污泥法对环境的适应性较强；

(6)活性污泥法工艺中的污泥接种和驯化的操作比较简单、用时比较短，可以较快的投入运行；

(7)活性污泥法对营养的要求比较低，一般C：N：P=100：5：1 即可满足要求，而城市污水中的营养物质可以满足活性微生物的营养要求，故不需要另外投加营养物质，可以降低运行费用；

(8)活性污泥法运行管理较方便，便于维修

b)缺点：(1)对水质、水量变化的适应能力较低,运行效果易受水质、水量变化的影响;

(2)处理单元较多,操作管理复杂, 体积负荷率低，曝气池庞大，占用土地较多，基建费用高。

(3)在池末端可能出现供氧速率高于需氧速率的现象，会浪费了动力费用；

(4)产生的污泥量大

c)处理效率： BOD5的去除率可达90-95%。

SBR法：

d)优点：（1） 运行方式灵活、适应性强根据进水的水质和水量调整反应时间创造了脱氮除磷的极好条件。通过进水、搅拌（厌氧状态下释放磷）、反应、曝气（好样状态降解有机物、硝化、摄取磷）、排泥（除磷）、搅拌与投加少量碳源（缺氧状态反硝化脱氮）、再曝气（好氧状态去除剩余的有机物）、排水、闲置，实现好氧、缺氧、厌氧交替的环境条件，脱氮效果很好。SBR反应器运行的个数可适当变化，适用于水质水量变化大的污水。

（2） 工艺简单、造价低SBR工艺将生物反应池、沉淀池集于一体无污泥回流装置，一般也不设调节池和初沉池，减少了占地面积和基建投资，比普通活性污泥法节省基建投资30%多。

（3） 时间上具有理想的推流式反应器的特点SBR工艺是非稳定过程，虽然反应器内混合液是完全混合状态，但基质与微生物浓度的变化在时间上是推流的具备了两种流态的特点。

（4） 污泥沉降性好反应器中存在着较大的污泥梯度，好氧与缺氧、厌氧并存，泥龄短、比增长速度打丝状菌无法繁殖限制了污泥的膨胀，污泥沉降指数高。

(5)污泥龄长，污泥沉降性能好，剩余污泥少。

e)缺点：容积利用率低；水头损失大；峰值需氧量高；设备利用率低；运行控制复杂。

f)处理效率：BOD5 和SS均为95%以上，总氮为70%～80%。

3.3、方案的确定

结合实际的工程要求来看，对于污水的脱氮除磷率要求较高，只有方案二可行（脱氮率要求达到76.05%，除磷率要求达到76.74%），这是其一；其二，设计中可采用改良型的SBR处理系统，即在SBR反应池前设一个厌氧调节池。城市污水经改良型SBR处理后，污水中各项污染物平均去除率能满足上面的脱氮除磷的要求；而且经过多年实践证明，改良型的SBR二级处理工艺具有工艺简单成熟操作管理自动化，处理效果好，出水水质稳定，脱氮除磷性能好的特点，同时，该工艺省去了沉淀池，工艺布置紧凑，可省地省电降低运行费用，是城市污水处理厂比较理想的处理工艺。

4 工艺参数和设计计算

4.1 水质水量的确定

4.1.1 水量的确定

⑴生活污水水量的确定[3]

一期工程：

服务居民人口数22万，则平均流量：Q平均1=

式中：n――居住区生活污水定额（L/（cap×d））;

N――设计人口数

设计流量Q最高1=Q平均1×KZ1=1.4×509.26=712.96L/s

⑵各集中流量的确定：造纸厂―23.15l/s；皮革厂―24.31l/s；机械厂―23.15l/s；食品厂―21.41l/s；钢铁厂―32.41l/s。

工业废水流量Q 2=23.15+24.31+23.15+21.41+32.41=124.43 l/s

⑶污水厂设计处理水量

Q平均= Q平均1+Q 2=509.26+124.43=633.68 l/s=54750m3/d

Q最高= Q最高1+Q 2=712.96+124.43=837.39/s=72350万m3/d

二期工程：

同一期工程相比，二期工程的不同只是服务的居民数量上发生了变化，

二期工程服务居民数量为35万。[5]

总变化系数KZ1=1.4 ，设计流量Q最高1=Q平均1×KZ1=1.4×787.04=1101.85 l/s

Q平均= Q平均1+Q2787.04+124.43=911.47 l/s=78751m3/d

Q最高= Q最高1+Q2=1101.85+124.43=1226.28l/s=105950 m3/d

4.1.2 水质的确定

表 4-1 污水水质及处理标准

4.2 SBR反应池设计计算

1、设计参数

（1）BOD―污泥负荷率NS=0.2 kgBOD/(kgMLSS.d)

（2）曝气池内混合液污泥浓度X=3000mg/L

（3）排出比1/m’=1/2

（4）曝气时间TR

Sa――进水BOD浓度（mg/L），Sa=205.5 mg/L

m――充水比，仅需除磷时宜为0.25~0.5，需脱氮是宜为0.15~0.3

设计中取TR=2.50h。

（5）沉淀时间Ts=1.0h

（6）排水时间TD=1.5h

（7）进水时间TF

n――每个系列反应池个数，取n=4

Tb――闲置时间，取为1.0h

t――一个运行周期需要的时间（h）

t=TR+Ts+TD+ Tb=2.5+1.0+1.5+1.0=6.0h

（8）每天周期个数N

2、平面尺寸计算

（1）每组曝气池的容积V

（2）每组曝气池的面积F

设曝气池的有限水深H=6m

设每组曝气池的池宽为20米，则池长为76米。

（3）曝气池的总高度H’

曝气池的有效水深为6.0米，超高取0.5米，则曝气池的总高为：

3、进出水系统

（1）SBR池进水设计[9]

厌氧调节池的来水通过DN1000mm的管道送入SBR反应池，管道内的水流最大流速为1.07m/s。在每一组SBR池进水管上设电动阀门，以便于控制每池的进水量，进水管直接将来水送入曝气池内。

（2）SBR池的出水设计

SBR池出水采用滗水器出水。由于水量较大，本设计采用旋转式滗水器，出水负荷为40L/(m.s)，滗水深度为3.0米。出水总管管径为DN1000mm。

4、排泥系统

本设计中采用穿孔排泥管排泥。穿孔排泥池长方向布设，管径为DN200mm，孔眼直径为20mm，孔眼距离为0.5米，孔眼方向向下，与水平成45度角交错排列，排泥管中心间距为3.34米，共6根。总排泥管的管径为DN1000mm，在拍你总管上设流量计，以控制排泥量。