BAF工艺在城市污水处理厂中的应用大全

第一篇：BAF工艺在城市污水处理厂中的应用大全

BAF工艺在城市污水处理厂中的应用-污水处理

摘要：曝气生物滤池简称BAF，它具有运行可靠、出水水质好、占地面积小及运行能耗低的特点，因此，在污水处理中得到广泛的应用。本文结合了具体的工程实例，就BAF工艺在城市污水处理厂中的应用进行了探讨，详细介绍了BAF的工艺流程以及各处理单元设计参数，并对设计过程中着重考虑的问题以及调试运行情况进行了说明。以期能为BAF工艺更好地应用于城市污水处理厂中提供参考。关键词：BAF工艺；城市污水处理厂；应用

随着城市化进程的不断加快和城市规模的不断加大，城市人口也在不断增长，并且城市工艺也得到了一定的发展，与之而来的是污水的排放量明显增加。为了更好地处理城市污水，曝气生物滤池在此方面得到了广泛的应用。所谓的曝气生物滤池，简称BAF，是20世纪80年代末90年代初在普通生物滤池的基础上，借鉴给水滤池工艺而开发的一种污水处理新工艺。这种工艺具有运行可靠、出水水质好、占地面积小及运行能耗低的特点，在目前污水排放量增大的情况下，可以更好地处理城市污水。工程概况

污水处理厂设计总规模为，本期工程建设规模为，总占地面积3hm2。主要建构筑物包括进水泵房、污水处理间以及脱水机房和除臭间。其中，进水泵房1座，本期土建规模，设备安装规模；污水处理间2座，单座规模，本期建设1座。脱水机房和除臭间1座，本期土建规模，设备安装规模。设计进出水水质以及工艺流程

2.1 设计进出水水质

工程设计进水中，生活污水量和工业废水量的比例为3：1，其中工业废水水质达到CJ343―2010《污水排入城市下水道水质标准》后方可接入污水收集系统。工程出水指标按GB18918―2002《城镇污水厂污染物排放标准》中一级A标准执行。设计进出水水质详见表1。

2.2 设计工艺流程

根据工程占地面积小，建设标准高、自动化程度要求高等特点，选用曝气生物滤池工艺，其主要工艺流程见图1。主要构筑物设计

3.1 粗格栅进水泵房

粗格栅与进水泵房合建，1座，土建规模。粗格栅共设2组，格栅前后设有闸门备作检修和切换用。本期工程2组格栅，1用1备，待扩建至规模时，2组格栅同时使用。进水泵房选用5台潜污泵，本期工程安装3台潜污泵，2用1备，其中1台变频。远期增加2台泵。主要设计参数：总变化系数：Kz=1.5；设计流量：Qmax=；过栅流速：Vmax=0.6m/s；栅条间隙：b=25mm。

3.2 污水处理间

设计污水处理间为旋流沉砂池、水解沉淀池、曝气生物滤池以及紫外消毒渠的合建体。合建体共2座，其中一期工程1座。合建体采用封闭式，其各部分设计如下。

3.2.1 细格栅旋流沉砂池

细格栅2台，旋流沉砂池2座，采用成套设备并配套砂水分离器。主要设计参数：总变化系数：Kz=1.5；单槽设计流量：过栅流速：Vmax=0.6m/s；栅条间隙：b=5mm；旋流沉砂池最大设计流量时停留时间：36s。

3.2.2水解沉淀池

水解沉淀池2格。每格设有机械混合区、絮凝反应区以及水解浓缩区。絮凝剂采用PAC，助凝剂采用PAM。有效水深为7.1m。主要设计参数：总变化系数：Kz=1.5；设计流量：Qmax=625m3/h；机械混合时间：2min；絮凝反应时间：12min；分离区表面负荷：

3.3.3曝气生物滤池

曝气生物滤池分为2段：DN生物滤池段以及N曝气生物滤池段。另外，还有反冲洗清水池、反冲洗排水缓冲池以及鼓风机房等配套设施。

（1）DN生物滤池段

DN生物滤池共4格，池内承托滤板下部为配水室，使来水由配水室经承托滤板上的滤头均匀布置于整个滤池截面；承托滤板上部填装有轻质球型生物陶粒，作为微生物的载体；上部为清水区。

（2）N曝气生物滤池段

N曝气生物滤池共6格，池内承托滤板下部为配水室，使来水由配水室经承托滤板上的滤头均匀布置于整个滤池截面；承托滤板上部填装有轻质球型生物陶粒，作为微生物的载体；轻质球型生物陶粒层底部安装有单孔膜空气扩散器，以供给微生物氧分。上部为清水区。

（3）回流水池

回流水池1座，主要功能是储存N曝气生物滤池段的出水，以回流至DN生物滤池段。设置3台回流泵，2用1备。

（4）紫外消毒渠

紫外消毒渠1座，1格，设计流量。单元格管道宽0.92m，设紫外模块组，采用低压高强紫外灯，模块带自动清洗装置。

（5）清水池

清水池1座，主要功能为储存反冲洗用水及中水回用用水。设置3台反冲洗泵，2台出水回用泵。

（6）反冲洗排水缓冲池

反冲洗排水缓冲池1座，主要功能为储存反冲洗排水。内设2台潜污泵，将反冲洗废水由缓冲池提升至混凝沉淀单元。同时，设置2台搅拌器以防止沉淀。

（7）鼓风机房

为降低土建费用，将鼓风机全部置于曝气生物滤池的管廊内。主要设计参数：氧利用率EA=30%；空气总量；滤池反冲洗气量为。

3.3 脱水机房

脱水机房1座，土建规模，本期设备按规模安装。污泥由污泥螺杆泵提升至离心脱水机，脱水干污泥由无轴螺旋输送机直接装车外运。建有污泥池2座，水解沉淀池产生的剩余污泥经污泥泵提升入污泥池。主要设计参数为污泥脱水机工作制为16h/d；污泥总量为7.10t/d（干污泥），其中近期3.35t/d；进泥含水率为98%；脱水后含水率为80%。

3.4 生物除臭

生物除臭间与脱水机房合建。本工程设计对粗格栅进水泵房、细格栅沉砂池、水解沉淀池、超细格栅、曝气生物滤池缺氧段产生的臭气进行收集处理。其中，对进水泵房地面以下废气收集，其余设备和构筑物加盖收集。换气次数按每小时3次计。来自不同废气源的废气经由通风管道，通过离心风机的抽送，进入一体化生物滤池。机械抽风，自然补风。在一体化生物滤池中，臭气通过湿润、多孔和充满活性微生物的滤层，利用微生物细胞对恶臭物质的吸附、吸收和降解功能，将恶臭物质吸附后分解成CO2，H2O，H2SO4，HNO3等简单无机物。关于部分设计的补充说明

4.1 关于预处理

运用曝气生物滤池处理污水一般需要对原水进行预处理，其目的是为了使滤池能以较长的周期运行，减少反冲洗次数，降低能耗，否则原水中的大量杂质和SS都将进入曝气生物滤池，这将会堵塞曝气、布水系统，给系统的运行带来严重的后果。本工程设计采用沉砂池+水解沉淀池+超细格栅作为曝气生物滤池的预处理。

4.2 关于脱氮

本工程设计采用前置反硝化的方式进行脱氮，以满足系统反硝化对碳源的要求。废水首先经过滤池的缺氧段（DN段），然后通过好氧段（N段），好氧段出水回流至反硝化滤池。

由于在设计时本工程尚无实际进水的水质数据，进水水质存在一定的变数，为防止今后运行过程中反硝化碳源不足，在工程设计中，预留外加碳源投加系统。

4.3 关于除磷

曝气生物滤池存在一定的生物除磷作用，但其除磷效果有限，去除率约在40%左右，完全依靠生物除磷很难达到排放标准，还必须辅以化学除磷才能解决磷的最终达标问题。

化学除磷药剂投加点有2种选择：①在水解沉淀池内以磷为控制指标决定加药量；②在曝气生物滤池中投加，实现同步絮凝过滤。为节省投药量，水解沉淀池的投药量以满足其出水SS小于60mg/L为控制要求，磷的达标可在进入曝气生物滤池前补充投加控制。

4.4 关于出水SS的达标

一般曝气生物滤池出水ρ（SS）较难稳定达到10mg/L以下。本设计氮曝气生物滤池段采用2种粒径滤料，下层3m高滤料粒径采用3～～5mm，上层1m高滤料粒径采用2～3mm，上细下粗，使得滤料层的厚度与滤料粒径之比（L/d）大于1000，满足给水滤池规范的要求。由此可使出水ρ（SS）小于10mg/L，从而节省深度处理设施。调试运行

工程完工交付后，于2012年5月4日开始进行调试运行。采用纯培养挂膜方式，进行生物挂膜培养、驯化。首先对滤料进行冲洗及调试设备的运行及参数，后引进污水原水进行生物挂膜。此过程持续近2个月时间。完成生物挂膜后，逐步增大进水量，目前已接近调试工程尾声，进水负荷已增至设计负荷的70%。

在调试运行期间，进水ρ（COD）维持在200mg/L左右，出水的ρ（COD）稳定维持在40mg/L以下，去除率平均为84%；进水的ρ（NH3-N）维持在30mg/L左右，出水的ρ（NH3-N）为1～3mg/L，去除率平均为96.2%；进水ρ（SS）为100mg/L左右，出水ρ（SS）低于10mg/L，去除率平均85%；进水ρ（TP）在1.4～4.2mg/L，出水的ρ（TP）值低于0.5mg/L，去除率平均88.3%。

由此，污水处理厂调试运行自2012年5月4日开始至2012年8月30日基本结束，除生物滤池前期挂膜期间出水水质有所波动外，中后期出水水质指标基本稳定达到一级A标准，满足设计要求。结语

综上所述，BAF工艺具有运行可靠、出水水质好、占地面积小及运行能耗低的特点，在如今城市污水严重污染的情况下，这种工艺得到了广泛的应用。本文结合了具体的工程实例，详细介绍了BAF的工艺流程以及各处理单元设计参数，并对设计过程中着重考虑的问题以及调试运行情况进行了说明。相信采用BAF工艺可以更好地应对城市污水的治理。

参考文献：

[1]龙熙艳.城镇污水处理厂工程设计实践[J].城市建设理论研究.2013（07）.[2]罗茜、李远军、张锐.BAF工艺在污水处理厂的运用[J].西昌学院学报（自然科学版）.2006（04）

第二篇：城市污水处理厂工艺选择

城市污水处理厂工艺选择,给各位刚入行的朋友,我自己也在学

摘 要： 随着我国的社会和经济的高速发展，环境问题日益突出，尤其是城市水环境的恶化，加剧了水资源的短缺，影响着人民群众的身心健 康，已经成为城市可持续发展的严重制约因素。近年来，国家和地方政府非常重视污水处理事业，以前所未有的速度推进城市污水处理工程的建设，有数百座污水处理厂正在工程设计和建设中，预计到2010年，我国要新建城市污水处理厂一千余座，总投资将达1800亿元。在这一进程中，城市污水处理工艺的优化原则，将是工程界面临的首要问题。笔者根据近年来的实践经验，并结合课程讲授的知识，试对目前我国城市污水处理的主导工艺进行简要的分析和评述，也是自己工作和学习的一点心得体会。

关键词： 污水处理 主导工艺 分析与评述

1、城市污水处理厂工艺选择的原则

城市污水处理厂的工艺选择一般应遵循四条原则：

1）技术合理。

应正确处理技术的先进性和成熟性的辨证关系。一方面，应当重视工艺所具备的技术指标的先进性，同时必须充分考虑适合中国的国情和工程的性质。城市污水处理工程不同于一般点源治理项目，它作为城市基础设施工程，具有规模大、投资高的特点，且是百年大计，必须确保百分之百的成功。工艺的选择更注重成熟性和可靠性，因此，我们强调技术的合理，而不简单提倡技术先进。必须把技术的风险降到最小程度。

2）经济节能。

节省工程投资是城市污水处理厂建设的重要前提。合理确定处理标准，选择简捷紧凑的处理工艺，尽可能地减少占地，力求降低地基处理和土建造价。同时，必须充分考虑节省电耗和药耗，把运行费用减至最低。对于我国现有的经济承受能力来说，这

一点尤为重要。

3）易于管理。

城市污水处理是我国的新兴行业，专业人才相对缺乏。在工艺选择过程中，必须充分考虑到我国现有的运行管理水平，尽可能做到设备简单，维护方便，适当采用可靠实用的自动化技术。应特别注重工艺本身对水质变化的适应性及处理出水的稳定性。

事实上，任何一种工艺总有是有利有敝，关键在于适用性如何。在工程实践中，应该具体情况具体分析，因地制宜，综合比较，取长补短，作出较为优化的选择。

2、城市污水处理厂主导工艺述评

1)AB法工艺

AB法工艺由德国BOHUKE教授首先开发。该工艺将曝气池分为高低负荷两段，各有独立的沉淀和污泥回流系统。高负荷段（A段）停留时间约20--40分钟，以生物絮凝吸附作用为主，同时发生不完全氧化反应，生物主要为短世代的细菌群落，去除BOD达50%以上。B段与常规活性污泥法相似，负荷较低，泥龄较长。

AB法A段效率很高，并有较强的缓冲能力。B段起到出水把关作用，处理稳定性较好。对于高浓度的污水处理，AB法具有很好适 用性的，并有较高的节能效益。尤其在采用污泥消化和沼气利用工艺时，优势最为明显。

但是，AB法污泥产量较达，A段污泥有机物含量极高，污泥后续稳定化处理是必须的，将增加一定的投资和费用。另外，由于A 段去除了较多的BOD，可能造成炭源不足，难以实现脱氮工艺。对于污水浓度较低的场合，B段运行较为困难，也难以发挥

优势。

目前有仅采用A段的做法，效果要好于一级处理，作为一种过渡型工艺，在性能价格比上有较好的优势。一般适用于排江、排海场合。

2）SBR工艺

SBR工艺早在20世纪初已有应用，由于人工管理的困难和烦琐未于推广应用。此法集进水、曝气、沉淀在一个池子中完成。一般由多个池子构成一组，各池工作状态轮流变换运行，单池由撇水器间歇出水，故又称为序批式活性污泥法。

该工艺将传统的曝气池、沉淀池由空间上的分布改为时间上的分布，形成一体化的集约构筑物，并利于实现紧凑的模块布置，最大的优点是节省占地。另外，可以减少污泥回流量，有节能效果。典型的SBR工艺沉淀时停止进水，静止沉淀可以获得较高的沉淀效率和较好的水质。

由SBR发展演变的又有CASS和CAST等工艺，在除磷脱氮及自动控制等方面有

新的特点。

但是，SBR工艺对自动化控制要求很高，并需要大量的电控阀门和机械撇水器，稍有故障将不能运行，一般必须引进全套进口设备。由于一池有多种功能，相关设备不得已而闲置，曝气头的数量和鼓风机的能力必须稍大。池子总体容积也不减小。另外，由于撇水深度通常有1.2—2米，出水的水位必须按最低撇水水位设计，故总的水力高程较一般工艺要高1米左右，能耗将有所提高。

SBR工艺一般适用于中小规模、土地紧张、具有引进设备条件的场合。

城市污水处理厂工艺选择,给各位刚入行的朋友,我自己也在学

摘 要： 随着我国的社会和经济的高速发展，环境问题日益突出，尤其是城市水环境的恶化，加剧了水资源的短缺，影响着人民群众的身心健 康，已经成为城市可持续发展的严重制约因素。近年来，国家和地方政府非常重视污水处理事业，以前所

TOP 未有的速度推进城市污水处理工程的建设，有数百座污水处理厂正在工程设计和建设中，预计到2010年，我国要新建城市污水处理厂一千余座，总投资将达1800亿元。在这一进程中，城市污水处理工艺的优化原则，将是工程界面临的首要问题。笔者根据近年来的实践经验，并结合课程讲授的知识，试对目前我国城市污水处理的主导工艺进行简要的分析和评述，也是自己工作和学习的一点心得体会。

关键词： 污水处理 主导工艺 分析与评述

1、城市污水处理厂工艺选择的原则

城市污水处理厂的工艺选择一般应遵循四条原则：

1）技术合理。

应正确处理技术的先进性和成熟性的辨证关系。一方面，应当重视工艺所具备的技术指标的先进性，同时必须充分考虑适合中国的国情和工程的性质。城市污水处理工程不同于一般点源治理项目，它作为城市基础设施工程，具有规模大、投资高的特点，且是百年大计，必须确保百分之百的成功。工艺的选择更注重成熟性和可靠性，因此，我们强调技术的合理，而不简单提倡技术先进。必须把技术的风险降到最小程度。

2）经济节能。

节省工程投资是城市污水处理厂建设的重要前提。合理确定处理标准，选择简捷紧凑的处理工艺，尽可能地减少占地，力求降低地基处理和土建造价。同时，必须充分考虑节省电耗和药耗，把运行费用减至最低。对于我国现有的经济承受能

力来说，这一点尤为重要。

3）易于管理。

城市污水处理是我国的新兴行业，专业人才相对缺乏。在工艺选择过程中，必须充分考虑到我国现有的运行管理水平，尽可能做到设备简单，维护方便，适当采用可靠实用的自动化技术。应特别注重工艺本身对水质变化的适应性及处理出水的稳定性。

事实上，任何一种工艺总有是有利有敝，关键在于适用性如何。在工程实践中，应该具体情况具体分析，因地制宜，综合比较，取长补短，作出较为优化的选择。

2、城市污水处理厂主导工艺述评

1)AB法工艺

AB法工艺由德国BOHUKE教授首先开发。该工艺将曝气池分为高低负荷两段，各有独立的沉淀和污泥回流系统。高负荷段（A段）停留时间约20--40分钟，以生物絮凝吸附作用为主，同时发生不完全氧化反应，生物主要为短世代的细菌群落，去除BOD达50%以上。B段与常规活性污泥法相似，负荷较低，泥龄较长。

AB法A段效率很高，并有较强的缓冲能力。B段起到出水把关作用，处理稳定性较好。对于高浓度的污水处理，AB法具有很好适 用性的，并有较高的节能效益。尤其在采用污泥消化和沼气利用工艺时，优势最为明显。

但是，AB法污泥产量较达，A段污泥有机物含量极高，污泥后续稳定化处理是必须的，将增加一定的投资和费用。另外，由于A 段去除了较多的BOD，可能造成炭源不足，难以实现脱氮工艺。对于污水浓度较低的场合，B段运行较为困难，也难以发挥优势。

目前有仅采用A段的做法，效果要好于一级处理，作为一种过渡型工艺，在性能价格比上有较好的优势。一般适用于排江、排海场合。

2）SBR工艺

SBR工艺早在20世纪初已有应用，由于人工管理的困难和烦琐未于推广应用。此法集进水、曝气、沉淀在一个池子中完成。一般由多个池子构成一组，各池工作状态轮流变换运行，单池由撇水器间歇出水，故又称为序批式活性污泥法。

该工艺将传统的曝气池、沉淀池由空间上的分布改为时间上的分布，形成一体化的集约构筑物，并利于实现紧凑的模块布置，最大的优点是节省占地。另外，可以减少污泥回流量，有节能效果。典型的SBR工艺沉淀时停止进水，静止沉淀可以获得较高的沉淀效率和较好的水质。

由SBR发展演变的又有CASS和CAST等工艺，在除磷脱氮及自动控制等方

面有新的特点。

但是，SBR工艺对自动化控制要求很高，并需要大量的电控阀门和机械撇水器，稍有故障将不能运行，一般必须引进全套进口设备。由于一池有多种功能，相关设备不得已而闲置，曝气头的数量和鼓风机的能力必须稍大。池子总体容积也不减小。另外，由于撇水深度通常有1.2—2米，出水的水位必须按最低撇水水位设计，故总的水力高程较一般工艺要高1米左右，能耗将有所提高。

SBR工艺一般适用于中小规模、土地紧张、具有引进设备条件的场合。

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第三篇：中、小型城市污水处理厂的优选工艺

中、小型城市污水处理厂的优选工艺

城市污水处理厂的规模划分

根据我国的实际情况，大体上可分为大型、中型和小型污水处理厂。

规模＞10×104 m3/d的是大型污水厂，一般建在大城市，基建投资以亿元计，年运营费用以千万元计，目前全国已建成十多座，最大的是北京高碑店污水处理厂，规模达100×104 m3/d。

中型污水处理厂的规模为(1～10)×104 m3/d，一般建于中、小城市和大城市的郊县，基建投资几千万至上亿元，年运营费用几百万到上千万元，目前全国已建成几十座，正建的有上百座，今后一段时间还将大量增加。

规模＜1×104 m3/d的是小型污水处理厂，一般建于小城镇，基建投资几百万到上千万，年运营费用几十万到上百万；由于经济条件的限制，目前这类污水厂刚刚在沿海地区经济发达的小城镇出现，今后会越来越多，最终小型污水厂的数量将超过大中型污水厂。城市污水处理厂的主要工艺

城市污水的主要污染物是有机物，因此目前国内外大多采用生物法。也有采用化学法的，比如四川遂宁市的污水就采用化学强化一级处理，但这种工艺的去除率不高，出水达不到国家规定的标准，只适用于某些特定的对出水水质要求不高的地方。

在生物法中，有活性污泥法和生物滤池两大类，生物滤池的处理效率不高，卫生条件较差，我国只有少数几座生物滤池城市污水处理厂，而活性污泥法占绝大多数。

活性污泥法有很多种型式，使用最广泛的主要有三类：①传统活性污泥法和它的改进型A/O、A2/O工艺，②氧化沟，③SBR工艺。

传统活性污泥法是应用最早的工艺，它去除有机物的效率很高，在处理过程中产生的污泥采用厌氧消化方式进行稳定处理，对消除污水和污泥的污染很有效，而且能耗和运行费用都比较低，因而得到广泛应用。近20年来，水体富营养化的危害越来越严重，去除氮、磷列入了污水处理的目标，于是出现了活性污泥法的改进型A/O法和A2/O法。A/O法有两种，一种是用于除磷的厌氧—好氧工艺，一种是用于脱氮的缺氧—好氧工艺；A2/O法则是既脱氮又除磷的工艺。

氧化沟是活性污泥法的一种变型，在水力流态上不同于传统活性污泥法，是一种首尾相接的循环流，通常采用延时曝气，在污水净化的同时污泥得到稳定。它不设初沉池和污泥消化池，处理设施大大简化。氧化沟具有传统活性污泥法的优点，去除有机物的效率很高，也具有脱氮的功能。如果在沟前增设厌氧池，还可同时除磷。氧化沟这种高效、简单的特点，使它在中小型城市污水处理厂中得到广泛应用。

SBR是序批式活性污泥法，它的基本特征是在一个反应池中完成污水的生化反应、沉淀、排水、排泥，不仅省去了初沉池和污泥消化池，还省去了二沉池和回流污泥泵房，处理设施比氧化沟还要简单，而且处理效果好，有的SBR工艺还具有很强的脱氮除磷功能。SBR工艺对自控要求高，过去自控设备不过关，这种工艺无法推广，近年来自控技术和仪表应用于污水处理已经过关，我国昆明第三、第四污水厂采用SBR工艺已成功运行数年，因而SBR工艺得到大力推广，成为业内人士十分关注的一种工艺。大型城市污水处理厂的优选工艺

大型城市污水处理厂的优选工艺是传统活性污泥法及其改进型A/O法、A2/O法。目前世界上绝大多数国家(包括我国)的大型污水厂大多采用传统活性污泥法、A/O和A2/O法，我国的北京高碑店污水厂、天津纪庄子污水厂和东郊污水厂、沈阳市北部污水厂、郑州市污水厂、杭州市四堡污水厂、成都市三瓦窑污水厂等都采用这种工艺，这不是偶然的，因为这种工艺对大型污水厂具有难以替代的优点：

①传统活性污泥法、A/O和A2/O法与氧化沟和SBR工艺相比最大优势是能耗较低、运营费用较低，规模越大这种优势越明显。对于大型污水厂来说，年运营费很可观，比如规模为40×104 m3/d的污水厂，1 m3污水节省处理费1分钱，一年就节省146万元。

这种工艺的能耗和运营费低的原因是：a.设置初沉池，利用物理法以最小的能耗和费用去除污水中相当一部分有机物和悬浮物，降低二级处理的负荷，显著节省能耗；b.污泥采用厌氧消化，它比氧化沟和SBR工艺的同步好氧消化显著节省能耗，是一种公认的节能工艺。

这种工艺的基建投资一般情况下比氧化沟和SBR工艺高，但随着规模的增大，氧化沟和SBR的基建费也成倍增加，而常规活性污泥法的投资则以较小的比例增加，两者的差距越来越小。当污水厂达到一定规模后，常规活性污泥法的投资比氧化沟与SBR还省，所以，污水厂规模越大，常规活性污泥法的优势就越大。

②常规活性污泥法、A/O和A2/O法的主要缺点是处理单元多，操作管理复杂，特别是污泥厌氧消化要求高水平的管理，消化过程产生的沼气是可燃易爆气体，更要求安全操作，这些都增加了管理的难度。但由于大型污水厂背靠大城市，技术力量强，管理水平较高，能满足这种要求，因而常规活性污泥法的缺点不会成为限制使用的因素。

根据我国目前的现实情况，城市污水处理处于起步阶段，法规和制度都不够健全，对污泥的稳定化要求没有明确的规定，同时由于排水管网系统不够完善，大多数城市污水的有机成分不高，加之污泥厌氧消化的管理和沼气的利用还缺乏成熟的经验，这些因素都降低了包含污泥厌氧消化工序的常规活性污泥法、A/O和A2/O法的经济性。因此，对于规模为(10～20)×104 m3/d的城市污水处理厂，有时可能采用SBR和氧化沟工艺更为经济，在这种情况下，有必要对各种工艺进行详细的技术经济比较，以确定最佳工艺。中、小型城市污水处理厂的优选工艺

中、小型城市污水处理厂的优选工艺是氧化沟和SBR，它们的共同特点是：

①去除有机物效率很高，有的还能脱氮、除磷或既脱氮又除磷，而且处理设施十分简单，管理非常方便，是目前国际上公认的高效、简化的污水处理工艺，也是世界各国中小型城市污水处理厂的优选工艺。

②在10×104 m3/d规模以下，氧化沟和SBR法的基建费用明显低于常规活性污泥法、A/O和A2/O法；对于规模为(5～10)×104 m3/d的污水厂，氧化沟与SBR法的基建费用通常要低10%～15%。规模越小，两者差距越大，这对缺少资金建污水厂的中小城市很有吸引力。

即使在10×104 m3/d规模以下，氧化沟和SBR法的电耗和年运营费用仍高于常规活性污泥法，但如果与基建费用一起来比较，基建费加上20年的运营费总计还是比常规活性污泥法低些。规模越小，低得越多，规模越大，差距越小，当规模为10×104 m3/d时，两类工艺的总费用大致相当。因此，对于中小型污水厂采用氧化沟与SBR法在经济上是有利的。

③氧化沟与SBR工艺通常都不设初沉池和污泥消化池，整个处理单元比常规活性污泥法少50%以上，操作管理大大简化，这对于技术力量相对较弱、管理水平相对较低的中小型污水处理厂很合适。

④氧化沟和SBR工艺的设备基本上实现了国产化，在质量上能满足工艺要求，价格比国外设备便宜好几倍，而且也省去了申请外汇进口设备的种种麻烦。

⑤氧化沟和SBR工艺的抗冲击负荷能力比常规活性污泥法好得多，这对于水质、水量变化剧烈的中小型污水厂很有利。

正是由于上述种种原因，氧化沟和SBR在国内外都发展很快。美国环保局(EPA)把污水处理厂的建设费用或运营费用比常规活性污泥法节省15%以上的工艺列为革新替代技术，由联邦政府给予财政资助，SBR和氧化沟工艺因此得以大力推广，已经建成的污水厂各有几百座。欧州的氧化沟污水厂已有上千座，澳大利亚近10多年建成SBR工艺污水厂近600座。在国内，氧化沟和SBR工艺已成为中小型污水处理厂的首选工艺。氧化沟工艺的主要分类和特点

氧化沟工艺大体上可以分为四类：

①多沟交替式氧化沟，它的特点是合建式，没有单独的二沉池，采用转刷曝气。它有单沟、双沟和三沟式，最典型的是邯郸三沟式氧化沟。这种氧化沟具有SBR工艺的特点，也可算是SBR的一种类型，它的脱氮除磷效果不稳定，如果要求脱氮除磷，需增加一些设施。

②卡鲁塞尔氧化沟，它是分建式，有单独的二沉池，采用表曝机曝气，沟深大于多沟交替式氧化沟，长沙水质净化二厂就是这种工艺，它的脱氮除磷效果也不够理想，如果要求脱氮除磷，也需增加一些设施。

③奥贝尔氧化沟，它也是分建式，有单独二沉池，采用转碟曝气，沟深也较大，现在四川、北京、山东、浙江等地都在采用，它的脱氮效果很好，但除磷效率不够高，要求除磷时还需采取一些措施。

④一体化氧化沟，是合建式，沉淀池建在氧化沟内，已在四川成都市新都污水厂和山东高密市污水厂应用。它既是连续进出水，又是合建式，且不用倒换功能，从理论上讲最经济合理，但在一些具体技术问题上还不十分成熟，因此影响了它的推广使用。SBR工艺的主要分类和特点

SBR工艺主要有以下几种类型：

①传统式SBR工艺，它的所有操作都是间歇的、周期性的，四川巴中污水厂就是这种工艺。它的脱氮除磷效果不够稳定，如要求脱氮除磷，需做一些改进。

②ICEAS工艺，即间歇式循环延时曝气活性污泥法，它用隔墙将反应池分为两部分，前面是预反应区，后面是主反应区，采用连续进水，间歇曝气、沉淀、排水、排泥，已用在昆明第三、第四污水厂。它可以脱氮除磷，但效果不够理想。

③DAT—IAT工艺，即连续曝气和间歇曝气相结合的工艺，反应池中部用隔墙分为两部分，前边的DAT连续曝气，后边的IAT间歇曝气、沉淀、排水、排泥，已用于天津开发区污水处理厂。它的脱氮除磷功能一般，需增加设施才能提高脱氮除磷效率。

④CAST工艺，即循环式活性污泥法，它的反应池用隔墙分为选择区和主反应区，进水、曝气、沉淀、排水、排泥都是间歇周期性运行。它的脱氮除磷效果好，防止污泥膨胀的性能好，目前深圳、天津和云南的一些污水处理厂都采用此种工艺。

⑤UNITANK工艺，是三个矩形池并联，按照类似三沟式氧化沟的周期运行模式工作，但把转刷曝气改为鼓风曝气，可加大池深，把出水可调堰改为固定堰，简化了排水，上海石洞口污水处理厂就是采用这种工艺，它的功能和三沟式氧化沟类似。氧化沟和SBR工艺的比较

氧化沟和SBR工艺有很多共同特点，也有各自的特点和适用性，在选定方案时需要仔细分析。

①从基建投资看，SBR工艺是合建式，一般情况下征地费和土建费较氧化沟低，而设备费较氧化沟高，总造价的高低则要视具体情况决定。

a.地价高，对氧化沟不利。

b.进水BOD浓度高，反应容积与沉淀容积的比值高，对氧化沟有利；BOD浓度低，反应容积与沉淀容积的比值低，对SBR有利。

②从运营费用看，SBR工艺通常用鼓风曝气，氧化沟工艺通常用机械曝气。一般说来，在供氧量相同的情况下，鼓风曝气比机械曝气省电；第二方面，SBR工艺是合建式，不用污泥回流(有的少量回流)，氧化沟工艺是分建式要大量回流，电耗较大；第三方面，SBR工艺是变水位运行，增大了进水提升泵站的扬程。综合考虑，通常氧化沟工艺的电耗要比SBR工艺大些，运营费要高些。

③氧化沟工艺是连续运行，不要求自动控制，只是在要求节能时用自动控制；SBR工艺是周期间歇运行，各个工序转换频繁，需要自动控制。

④SBR工艺是静态沉淀，氧化沟工艺是动态沉淀，因而SBR的沉淀效率更高，出水水质更好。

第四篇：城市污水处理厂工艺设计及计算

第三章 污水处理厂工艺设计及计算

第一节 格栅

进水中格栅是污水处理厂第一道预处理设施，可去除大尺寸的漂浮物或悬浮物，以保护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。

拟用回转式固液分离机。回转式固液分离机运转效果好，该设备由动力装置，机架，清洗机构及电控箱组成，动力装置采用悬挂式涡轮减速机，结构紧凑，调整维修方便，适用于生活污水预处理。

1.1 设计说明

栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为0.6～1.0m/s，槽内流速0.5m/s左右。如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。此外，在选择格栅断面尺寸时，应注意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的80%，以留有余地。格栅栅条间隙拟定为25.00mm。

1.2

设计流量：

a.日平均流量

Qd=45000m3/d≈1875m3/h=0.52m3/s=520L/s

Kz取1.4 b.最大日流量

Qmax=Kz·Qd=1.4×1875m3/h=2625m3/h=0.73m3/s 1.设计参数：

栅条净间隙为b=25.0mm

栅前流速ν1=0.7m/s 过栅流速0.6m/s

栅前部分长度：0.5m 格栅倾角δ=60°

单位栅渣量：ω1=0.05m3栅渣/103m3污水

1.设计计算：

1.4.1 确定栅前水深

B12根据最优水力断面公式Q计算得：

2B12QB20.1530.66m

h10.33m 0.72所以栅前槽宽约0.66m。栅前水深h≈0.33m 1.4.2 格栅计算

说明：

Qmax—最大设计流量，m3/s；

α—格栅倾角，度（°）；

h—栅前水深，m；

ν—污水的过栅流速，m/s。

栅条间隙数（n）为

nQmaxsin0.153sin60=30(条)

ehv0.0250.30.6栅槽有效宽度（B）

设计采用ø10圆钢为栅条，即S=0.01m。BS(n1)bn0.01(301)0.02530=1.04(m)

通过格栅的水头损失h2 h2Kh0

h022gsin

h0—计算水头损失；

g—重力加速度；

K—格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3；

ξ—阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于圆形断面，1.79

0.620.01h231.79sin600.025(m)0.02529.81所以：栅后槽总高度H H=h+h1+h2=0.33+0.3+0.025=0.655(m)

（h1—栅前渠超高，一般取0.3m）栅槽总长度L

43sb43BB11.040.660.52m

2*tan12*tan20 L1L20.26m

2L1H1hh1＝0.3+0.33＝0.63 LL1L21.00.5H10.630.520.261.00.52.64m tantan60L1—进水渠长，m；

L2—栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m； B1—进水渠宽，；

α1—进水渐宽部分的展开角，一般取20°。

图一

格栅简图

1.4.3 栅渣量计算

对于栅条间距b=25.0mm的中格栅，对于城市污水，每单位体积污水烂截污物为W1=0.05m3/103m3，每日栅渣量为

WQmaxW1864000.1530.0586400=0.4m3/d Kz10001.641000拦截污物量大于0.3m3/d，宜采用机械清渣。

二、沉砂池

采用平流式沉砂池 1.设计参数

设计流量：Q=301L/s（按2010年算，设计1组，分为2格）设计流速：v=0.25m/s 水力停留时间：t=30s 2.设计计算（1）沉砂池长度：

L=vt=0.25×30=7.5m（2）水流断面积：

A=Q/v=0.301/0.25=1.204m2

（3）池总宽度：

设计n=2格，每格宽取b=1.2m>0.6m，池总宽B=2b=2.4m（4）有效水深：

h2=A/B=1.204/2.4=0.5m（介于0.25～1m之间）

（5）贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积

Q1TX11.310423V10.26m3 552K1021.510（每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗）其中X1：城市污水沉砂量3m3/105m3，K：污水流量总变化系数1.5（6）沉砂斗各部分尺寸及容积： 设计斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高hd=0.5m，则沉砂斗上口宽：

a2hd20.5a10.51.1m

tan60tan60沉砂斗容积：

Vhd0.52(2a22aa12a1)(21.1221.10.520.52)0.34m3 66

（略大于V1=0.26m3，符合要求）

（7）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为L2L2a7.521.12.65m 2则沉泥区高度为

h3=hd+0.06L2 =0.5+0.06×2.65=0.659m

池总高度H ：设超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.5+0.66=1.46m（8）进水渐宽部分长度: L1B2B12.420.941.43m

tan20tan20（9）出水渐窄部分长度: L3=L1=1.43m（10）校核最小流量时的流速：

最小流量即平均日流量

Q平均日=Q/K=301/1.5=200.7L/s 则vmin=Q平均日/A=0.2007/1.204=0.17>0.15m/s，符合要求

（11）计算草图如下： 进水出水图4平流式沉砂池计算草图

第三节 沉淀池

3.1 采用中心进水辐流式沉淀池：

图四

沉淀池简图

3.2 设计参数：

沉淀池个数n=2；水力表面负荷q’=1m3/(m2h)；出水堰负荷1.7L/s·m(146.88m/m·d)；

3h3为缓冲层高度，取0.5m；h5为挂泥板高度，取0.5m。沉淀时间T=2h；污泥斗下半径r2=1m，上半径r1=2m；剩余污泥含水率P1=99.2% 3.2.1 设计计算： 3.2.1.1 池表面积

AQ10421042m2 q'13.2.1.2 单池面积

A1042521m2

（取530m2）n23.2.1.3 池直径 A单池D4A单池＝4530＝25.98m

（取530m）3.143.2.1.4 沉淀部分有效水深(h2)混合液在分离区泥水分离，该区存在絮凝和沉淀两个过程，分离区的沉淀过程会受进水的紊流影响，取h23m 3.2.1.5 沉淀池部分有效容积

3.14262Vh231591.98m3

443.2.1.6 沉淀池坡底落差（取池底坡度i=0.05）D26h4ir10.0520.55m

223.2.1.7 沉淀池周边（有效）水深 D2H0h2h3h530.50.54.0m4.0m(3.2.1.8 污泥斗容积

D266.56,满足规定)H04污泥斗高度h6(r1r2)tg(21)tg6001.73m

V13.141.73(222112)12.7m3

33池底可储存污泥的体积为：

h3.140.8V24R2Rr1r12(13213222)166.63m3

43h6r21r1r2r22共可储存污泥体积为：V1V212.7166.63179.33m33.2.1.9 沉淀池总高度 H=0.47+4+1.73=6.2m

3.3 进水系统计算

3.3.1 单池设计流量521m3/h（0.145m3/s）进水管设计流量：0.145×(1+R)=0.145×1.5=0.218m/s 管径D1=500mm，v1

30.2184D121.11m/s

3.3.2 进水竖井

进水井径采用1.2m，2出水口尺寸0.30×1.2m，共6个沿井壁均匀分布 出水口流速

v20.2180.101m/s(0.15m/s)

0.301.263.3.3 紊流筒计算

图六

进水竖井示意图

筒中流速 v30.03~0.02m/s,(取0.03m/s)紊流筒过流面积 fQ进30.2187.27m2

紊流筒直径 0.03D34f47.273m

3.143.4 出水部分设计

3.4.1 环形集水槽内流量q集=0.145 m3/s 3.4.2 环形集水槽设计

采用单侧集水环形集水槽计算。

槽宽b20.9(kq集)0.4＝0.91.40.145＝0.48m0.4（其中k为安全系数采用1.2~1.5）

设槽中流速v=0.5m/s 设计环形槽内水深为0.4m，集水槽总高度为0.4+0.4（超高）=0.8m，采用90°三角堰。3.4.3 出水溢流堰的设计（采用出水三角堰90°）

3.4.3.1 堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）H1=0.04m 3.4.3.2每个三角堰的流量q1

q11.343H12.471.3430.042.470.0004733m3/s

3.4.3.3三角堰个数n1

n1Q单q10.145306.4个设计时取307个

0.00047333.4.3.4三角堰中心距

L1L(D2b)3.14(3620.48）0.358mn1307307

图七 溢流堰简图

六、氧化沟 1.设计参数

拟用卡罗塞（Carrousel）氧化沟，去除BOD5与COD之外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水NH3-N低于排放标准。氧化沟按2010年设计分2座，按最大日平均时流量设计，每座氧化沟设计流量为

2.6104Q1′＝=10000m3/d=115.8L/s。

21.3总污泥龄：20d MLSS=3600mg/L,MLVSS/MLSS=0.75 则MLSS=2700 曝气池：DO＝2mg/L NOD=4.6mgO2/mgNH3-N氧化，可利用氧2.6mgO2/NO3—N还原 α＝0.9

β＝0.98 其他参数：a=0.6kgVSS/kgBODb=0.07d-1 脱氮速率：qdn=0.0312kgNO3-N/kgMLVSS·d K1=0.23d-

1Ko2=1.3mg/L 剩余碱度100mg/L(保持PH≥7.2): 所需碱度7.1mg碱度/mgNH3-N氧化；产生碱度3.0mg碱度/mgNO3-N还原 硝化安全系数：2.5 脱硝温度修正系数：1.08 2.设计计算

（1）碱度平衡计算：

1）设计的出水BOD5为20 mg/L，则出水中溶解性BOD5＝20-0.7×20×1.42×（1－e-0.23×5）=6.4 mg/L 2）采用污泥龄20d，则日产泥量为：

aQSr0.610000(1906.4)550.8 kg/d 1btm1000(10.0520)

设其中有12.4％为氮，近似等于TKN中用于合成部分为：

0.124550.8=68.30 kg/d

即：TKN中有

68.3010006.83mg/L用于合成。

10000

需用于氧化的NH3-N =34-6.83-2=25.17 mg/L

需用于还原的NO3-N =25.17-11=14.17 mg/L

3）碱度平衡计算

已知产生0.1mg/L碱度 /除去1mg BOD5，且设进水中碱度为250mg/L，剩余碱度=250-7.1×25.17+3.0×14.17+0.1×（190－6.4）=132.16 mg/L

计算所得剩余碱度以CaCO3计，此值可使PH≥7.2 mg/L（2）硝化区容积计算：

硝化速率为

n0.47e0.098T15NO2

0.05T1.158N10KO2O222

0.47e0.09815150.05151.158 1.32210

=0.204 d-1

故泥龄：tw1n14.9d 0.20采用安全系数为2.5，故设计污泥龄为：2.54.9=12.5d

原假定污泥龄为20d，则硝化速率为：

n

单位基质利用率：

u10.05d-1 20nba0.050.050.167kgBOD5/kgMLVSS.d

0.6

MLVSS=f×MLSS=0.753600=2700 mg/L

(1906.4)1000010994kg

0.167100010994

硝化容积：Vn10004071.9m3

27004071.9

水力停留时间：tn249.8h

10000

所需的MLVSS总量=（3）反硝化区容积：

12℃时，反硝化速率为：

F

qdn0.03()0.029T20

M190

0.03()0.0291.081220

16360024

=0.017kgNO3-N/kgMLVSS.d

14.1710000141.7kg/d 1000141.7

脱氮所需MLVSS=8335.3kg

0.0198335.脱氮所需池容：Vdn10003087.1 m3

27002778.4

水力停留时间：tdn247.4h

1000还原NO3-N的总量=

（4）氧化沟的总容积：

总水力停留时间：

ttntdn9.87.417.2h

总容积：

VVnVdn4071.93087.17159m3

（5）氧化沟的尺寸：

氧化沟采用4廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深3.5m，宽7m，则氧化沟总长:71594071.9292.2m。其中好氧段长度为166.2m，缺氧段长度为3.573.573087.1126.0m。3.572166m

22292.266则单个直道长:56.55m

(取59m)

4弯道处长度:3721

故氧化沟总池长=59+7+14=80m，总池宽=74=28m（未计池壁厚）。

校核实际污泥负荷Ns

（6）需氧量计算：

采用如下经验公式计算:

O2(kg/d)ASrBMLSS4.6Nr2.6NO3

其中：第一项为合成污泥需氧量，第二项为活性污泥内源呼吸需氧量，第三项为硝化污泥需氧量,第四项为反硝化污泥需氧量。

经验系数：A=0.5

B=0.1

需要硝化的氧量：

Nr=25.171000010-3=251.7kg/d R=0.510000(0.19-0.0064)+0.14071.92.7 +4.6251.7-2.6141.7 =2806.81kg/d=116.95kg/h 取T=30℃，查表得α=0.8,β=0.9,氧的饱和度Cs(30)=7.63 mg/L，Cs(20)=9.17 mg/L

采用表面机械曝气时，20℃时脱氧清水的充氧量为：

R0QSa100001900.014kgBOD/kgMLSSd XV36007159Cs(T)C1.024T20RCs(20)

116.959.17

0.800.917.6321.0243020

217.08kg/h查手册，选用DY325型倒伞型叶轮表面曝气机，直径Ф＝3.5m,电机功率N=55kW,单台每小时最大充氧能力为125kgO2/h，每座氧化沟所需数量为n,则

nR0217.081.74

取n=2台 125125（7）回流污泥量：

可由公式RX求得。

XrX式中：X=MLSS=3.6g/L，回流污泥浓度Xr取10g/L。则：

R3.60.56（50％～100％，实际取60％）

103.6考虑到回流至厌氧池的污泥为11%，则回流到氧化沟的污泥总量为49%Q。

（8）剩余污泥量：

Qw550.82400.25100001334.4kg/d 0.751000

如由池底排除，二沉池排泥浓度为10g/L，则每个氧化沟产泥量为：

1334.4133.44m3/d 10（9）氧化沟计算草草图如下：

备用曝气机栏杆可暂不安装

上走道板进水管接自提升泵房及沉砂池走道板上出水管至流量计井及二沉池钢梯图5 氧化沟计算草图 七、二沉池

该沉淀池采用中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，采用刮泥机。1．设计参数

设计进水量：Q=10000 m3/d（每组）

表面负荷：qb范围为1.0—1.5 m3/ m2.h，取q=1.0 m3/ m2.h 固体负荷：qs =140 kg/ m2.d 水力停留时间（沉淀时间）：T=2.5 h 堰负荷：取值范围为1.5—2.9L/s.m，取2.0 L/(s.m)2．设计计算（1）沉淀池面积: 按表面负荷算：AQ10000417m2 qb1244A441723m16m 3.14（2）沉淀池直径：D

有效水深为

h=qbT=1.02.5=2.5m<4m

（3）贮泥斗容积：

D239.2（介于6～12）h12.为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用Tw=2h，二沉池污泥区所需存泥容积：

2Tw(1R)QXXXr22(10.6)10000360024706m3

360010000

Vw

则污泥区高度为

h2

（4）二沉池总高度：

取二沉池缓冲层高度h3=0.4m，超高为h4=0.3m 则池边总高度为

h=h1+h2+h3+h4=2.5+1.7+0.4+0.3=4.9m 设池底度为i=0.05，则池底坡度降为

h5

则池中心总深度为

H=h+h5=4.9+0.53=5.43m

（5）校核堰负荷：

径深比

D238.28

h1h32.9Vw7061.7m A417bd232i0.050.53m 2

2堰负荷

D235.22

h1h2h34.6Q10000138m3/(d.m)1.6L/(s.m)2L/(s.m)D3.1423以上各项均符合要求

（6）辐流式二沉池计算草图如下：

出水进水图6 辐流式沉淀池排泥

出水进水图7 辐流式沉淀池计算草图

八、接触消毒池与加氯间 采用隔板式接触反应池 1．设计参数

设计流量：Q′=20000m3/d=231.5 L/s（设一座）

水力停留时间：T=0.5h=30min 设计投氯量为：ρ＝4.0mg/L平均水深：h=2.0m 隔板间隔：b=3.5m 2．设计计算（1）接触池容积：

V=Q′T=231.510-33060=417 m3

表面积AV4172

209m h2 隔板数采用2个，则廊道总宽为B＝（2+1）3.5＝10.5m 取11m 接触池长度L=L 长宽比

A20919.9m 取20m B10.5L205.7 b3.5 实际消毒池容积为V′=BLh=11202=440m3

池深取2＋0.3＝2.3m(0.3m为超高)经校核均满足有效停留时间的要求（2）加氯量计算：

设计最大加氯量为ρmax=4.0mg/L,每日投氯量为

ω＝ρmaxQ=42000010-3=80kg/d=3.33kg/h 选用贮氯量为120kg的液氯钢瓶，每日加氯量为3/4瓶,共贮用12瓶，每日加氯机两台，单台投氯量为1.5～2.5kg/h。

配置注水泵两台，一用一备，要求注水量Q=1—3m3/h,扬程不小于10mH2O（3）混合装置：

在接触消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机2台（立式），混合搅拌机功率N0

1.061040.2315605002N00.25kW 2235103510QTG2实际选用JWH—310—1机械混合搅拌机，浆板深度为1.5m,浆叶直径为0.31m,浆叶宽度0.9m，功率4.0Kw 解除消毒池设计为纵向板流反应池。在第一格每隔3.8m设纵向垂直折流板，在第二格每隔6.33m设垂直折流板，第三格不设（4）接触消毒池计算草图如下：

图8 接触消毒池工艺计算图

第五篇：城市污水处理厂工艺设计及计算

污泥减量微生物制剂招商 http://blog.sina.com.cn/wunijianliang 第三章 污水处理厂工艺设计及计算

第一节 格栅

进水中格栅是污水处理厂第一道预处理设施，可去除大尺寸的漂浮物或悬浮物，以保护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。

拟用回转式固液分离机。回转式固液分离机运转效果好，该设备由动力装置，机架，清洗机构及电控箱组成，动力装置采用悬挂式涡轮减速机，结构紧凑，调整维修方便，适用于生活污水预处理。

1.1 设计说明

栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为0.6～1.0m/s，槽内流速0.5m/s左右。如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。此外，在选择格栅断面尺寸时，应注意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的80%，以留有余地。格栅栅条间隙拟定为25.00mm。

1.2

设计流量：

a.日平均流量

Qd=45000m3/d≈1875m3/h=0.52m3/s=520L/s

Kz取1.4 b.最大日流量

Qmax=Kz·Qd=1.4×1875m3/h=2625m3/h=0.73m3/s 1.设计参数：

栅条净间隙为b=25.0mm

栅前流速ν1=0.7m/s 过栅流速0.6m/s

栅前部分长度：0.5m 格栅倾角δ=60°

单位栅渣量：ω1=0.05m3栅渣/103m3污水

1.设计计算：

1.4.1 确定栅前水深

B12根据最优水力断面公式Q计算得：

2B12QB20.1530.66m

h10.33m 0.72所以栅前槽宽约0.66m。栅前水深h≈0.33m 1.4.2 格栅计算

说明：

Qmax—最大设计流量，m3/s；

α—格栅倾角，度（°）；

h—栅前水深，m；

ν—污水的过栅流速，m/s。

栅条间隙数（n）为

nQmaxsin0.153sin6030(条)=

0.0250.30.6ehv栅槽有效宽度（B）

设计采用ø10圆钢为栅条，即S=0.01m。

污泥减量微生物制剂招商 http://blog.sina.com.cn/wunijianliang BS(n1)bn0.01(301)0.02530=1.04(m)

通过格栅的水头损失h2 h2Kh0

h022gsin

h0—计算水头损失；

g—重力加速度；

K—格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3；

ξ—阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于圆形断面，1.79

0.620.01h231.79sin600.025(m)0.02529.81所以：栅后槽总高度H H=h+h1+h2=0.33+0.3+0.025=0.655(m)

（h1—栅前渠超高，一般取0.3m）栅槽总长度L

43sb43BB11.040.660.52m

2*tan12*tan20 L1L20.26m

2L1H1hh1＝0.3+0.33＝0.63 LL1L21.00.5H10.630.520.261.00.52.64m tantan60L1—进水渠长，m；

L2—栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m； B1—进水渠宽，；

α1—进水渐宽部分的展开角，一般取20°。

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图一

格栅简图

1.4.3 栅渣量计算

对于栅条间距b=25.0mm的中格栅，对于城市污水，每单位体积污水烂截污物为W1=0.05m3/103m3，每日栅渣量为

WQmaxW1864000.1530.0586400=0.4m3/d Kz10001.641000拦截污物量大于0.3m3/d，宜采用机械清渣。

二、沉砂池

采用平流式沉砂池 1.设计参数

设计流量：Q=301L/s（按2010年算，设计1组，分为2格）设计流速：v=0.25m/s 水力停留时间：t=30s 2.设计计算（1）沉砂池长度：

L=vt=0.25×30=7.5m（2）水流断面积：

A=Q/v=0.301/0.25=1.204m2

（3）池总宽度：

设计n=2格，每格宽取b=1.2m>0.6m，池总宽B=2b=2.4m（4）有效水深：

h2=A/B=1.204/2.4=0.5m（介于0.25～1m之间）

（5）贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积

Q1TX11.310423V10.26m3 552K1021.510（每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗）其中X1：城市污水沉砂量3m3/105m3，K：污水流量总变化系数1.5（6）沉砂斗各部分尺寸及容积：

污泥减量微生物制剂招商 http://blog.sina.com.cn/wunijianliang 设计斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高hd=0.5m，则沉砂斗上口宽：

a2hd20.5a10.51.1m

tan60tan60沉砂斗容积：

Vhd0.52(2a22aa12a1)(21.1221.10.520.52)0.34m3 66

（略大于V1=0.26m3，符合要求）

（7）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为L2L2a7.521.12.65m 2则沉泥区高度为

h3=hd+0.06L2 =0.5+0.06×2.65=0.659m

池总高度H ：设超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.5+0.66=1.46m（8）进水渐宽部分长度: L1B2B12.420.941.43m

tan20tan20（9）出水渐窄部分长度: L3=L1=1.43m（10）校核最小流量时的流速：

最小流量即平均日流量

Q平均日=Q/K=301/1.5=200.7L/s 则vmin=Q平均日/A=0.2007/1.204=0.17>0.15m/s，符合要求

（11）计算草图如下：

污泥减量微生物制剂招商 http://blog.sina.com.cn/wunijianliang 进水出水图4平流式沉砂池计算草图

第三节 沉淀池

3.1 采用中心进水辐流式沉淀池：

图四

沉淀池简图

3.2 设计参数：

沉淀池个数n=2；水力表面负荷q’=1m3/(m2h)；出水堰负荷1.7L/s·m(146.88m/m·d)；

3沉淀时间T=2h；污泥斗下半径h3为缓冲层高度，取0.5m；h5为挂泥板高度，取0.5m。r2=1m，上半径r1=2m；剩余污泥含水率P1=99.2% 3.2.1 设计计算： 3.2.1.1 池表面积

AQ10421042m2 q'13.2.1.2 单池面积

A单池A10422521m2

（取530m）n24A单池3.2.1.3 池直径

D ＝4530＝25.98m

（取530m）3.145 污泥减量微生物制剂招商 http://blog.sina.com.cn/wunijianliang 3.2.1.4 沉淀部分有效水深(h2)混合液在分离区泥水分离，该区存在絮凝和沉淀两个过程，分离区的沉淀过程会受进水的紊流影响，取h23m 3.2.1.5 沉淀池部分有效容积

3.14262Vh231591.98m3

443.2.1.6 沉淀池坡底落差（取池底坡度i=0.05）D2D26h4ir10.0520.55m

223.2.1.7 沉淀池周边（有效）水深

H0h2h3h530.50.54.0m4.0m(3.2.1.8 污泥斗容积

D266.56,满足规定)H04污泥斗高度h6(r1r2)tg(21)tg6001.73m

V1h63r421r1r2r223.141.73(222112)12.7m3 3池底可储存污泥的体积为：

V2h4R2Rr1r123.140.8(13213222)166.63m3 3 共可储存污泥体积为：V1V212.7166.63179.33m33.2.1.9 沉淀池总高度 H=0.47+4+1.73=6.2m

3.3 进水系统计算

3.3.1 单池设计流量521m3/h（0.145m3/s）污泥减量微生物制剂招商 http://blog.sina.com.cn/wunijianliang 进水管设计流量：0.145×(1+R)=0.145×1.5=0.218m/s 管径D1=500mm，v1

30.2184D121.11m/s

3.3.2 进水竖井

进水井径采用1.2m，2出水口尺寸0.30×1.2m，共6个沿井壁均匀分布 出水口流速

v20.2180.101m/s(0.15m/s)

0.301.263.3.3 紊流筒计算

图六

进水竖井示意图

筒中流速 v30.03~0.02m/s,(取0.03m/s)紊流筒过流面积 fQ进30.2187.27m2

紊流筒直径 0.03D34f47.273m

3.143.4 出水部分设计

3.4.1 环形集水槽内流量q集=0.145 m3/s 3.4.2 环形集水槽设计

采用单侧集水环形集水槽计算。

槽宽b20.9(kq集)0.4＝0.91.40.145＝0.48m0.4（其中k为安全系数采用1.2~1.5）

设槽中流速v=0.5m/s 设计环形槽内水深为0.4m，集水槽总高度为0.4+0.4（超高）=0.8m，采用90°三角堰。3.4.3 出水溢流堰的设计（采用出水三角堰90°）

3.4.3.1 堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）H1=0.04m 3.4.3.2每个三角堰的流量q1

q11.343H12.471.3430.042.470.0004733m3/s

3.4.3.3三角堰个数n1

n1Q单q10.145306.4个设计时取307个

0.00047333.4.3.4三角堰中心距

污泥减量微生物制剂招商 http://blog.sina.com.cn/wunijianliang

L1L(D2b)3.14(3620.48）0.358mn1307307

图七 溢流堰简图

六、氧化沟 1.设计参数

拟用卡罗塞（Carrousel）氧化沟，去除BOD5与COD之外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水NH3-N低于排放标准。氧化沟按2010年设计分2座，按最大日平均时流量设计，每座氧化沟设计流量为

2.6104Q1′＝=10000m3/d=115.8L/s。

21.3总污泥龄：20d MLSS=3600mg/L,MLVSS/MLSS=0.75 则MLSS=2700 曝气池：DO＝2mg/L NOD=4.6mgO2/mgNH3-N氧化，可利用氧2.6mgO2/NO3—N还原 α＝0.9

β＝0.98 其他参数：a=0.6kgVSS/kgBODb=0.07d-1 脱氮速率：qdn=0.0312kgNO3-N/kgMLVSS·d K1=0.23d-

1Ko2=1.3mg/L 剩余碱度100mg/L(保持PH≥7.2): 所需碱度7.1mg碱度/mgNH3-N氧化；产生碱度3.0mg碱度/mgNO3-N还原 硝化安全系数：2.5 污泥减量微生物制剂招商 http://blog.sina.com.cn/wunijianliang 脱硝温度修正系数：1.08 2.设计计算

（1）碱度平衡计算：

1）设计的出水BOD5为20 mg/L，则出水中溶解性BOD5＝20-0.7×20×1.42×（1－e-0.23×5）=6.4 mg/L 2）采用污泥龄20d，则日产泥量为：

aQSr0.610000(1906.4)55.08 kg/d 1btm1000(10.0520)

设其中有12.4％为氮，近似等于TKN中用于合成部分为：

0.124550.8=68.30 kg/d

即：TKN中有

68.3010006.83mg/L用于合成。

10000

需用于氧化的NH3-N =34-6.83-2=25.17 mg/L

需用于还原的NO3-N =25.17-11=14.17 mg/L

3）碱度平衡计算

已知产生0.1mg/L碱度 /除去1mg BOD5，且设进水中碱度为250mg/L，剩余碱度=250-7.1×25.17+3.0×14.17+0.1×（190－6.4）=132.16 mg/L

计算所得剩余碱度以CaCO3计，此值可使PH≥7.2 mg/L（2）硝化区容积计算：

硝化速率为

n0.47e0.098T15NO2

0.05T1.158N10KO2O222

0.47e0.0981515 0.05151.1582101.32

=0.204 d-1

故泥龄：tw1n14.9d 0.20采用安全系数为2.5，故设计污泥龄为：2.54.9=12.5d

原假定污泥龄为20d，则硝化速率为：

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n

单位基质利用率：

u10.05d-1 20nba0.050.050.167kgBOD5/kgMLVSS.d

0.6

MLVSS=f×MLSS=0.753600=2700 mg/L

(1906.4)1000010994kg

0.16710001099410004071.9m

3硝化容积：Vn27004071.9249.8h

水力停留时间：tn10000

所需的MLVSS总量=（3）反硝化区容积：

12℃时，反硝化速率为：

F

qdn0.03()0.029T20

M190

0.03()0.0291.081220

16360024

=0.017kgNO3-N/kgMLVSS.d

14.1710000141.7kg/d 1000141.78335.3kg

脱氮所需MLVSS=

0.0198335.310003087.1 m3

脱氮所需池容：Vdn27002778.4247.4h

水力停留时间：tdn1000还原NO3-N的总量=

（4）氧化沟的总容积：

总水力停留时间：

ttntdn9.87.417.2h

总容积：

VVnVdn4071.93087.17159m3

（5）氧化沟的尺寸：

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氧化沟采用4廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深3.5m，宽7m，则氧化沟总长:71594071.9292.2m。其中好氧段长度为166.2m，缺氧段长度为3.573.573087.1126.0m。3.572166m

22292.266则单个直道长:56.55m

(取59m)

4弯道处长度:3721

故氧化沟总池长=59+7+14=80m，总池宽=74=28m（未计池壁厚）。

校核实际污泥负荷Ns

（6）需氧量计算：

采用如下经验公式计算:

O2(kg/d)ASrBMLSS4.6Nr2.6NO3

其中：第一项为合成污泥需氧量，第二项为活性污泥内源呼吸需氧量，第三项为硝化污泥需氧量,第四项为反硝化污泥需氧量。

经验系数：A=0.5

B=0.1

需要硝化的氧量：

Nr=25.171000010-3=251.7kg/d R=0.510000(0.19-0.0064)+0.14071.92.7 +4.6251.7-2.6141.7 =2806.81kg/d=116.95kg/h 取T=30℃，查表得α=0.8,β=0.9,氧的饱和度Cs(30)=7.63 mg/L，Cs(20)=9.17 mg/L

采用表面机械曝气时，20℃时脱氧清水的充氧量为：

R0QSa100001900.014kgBOD/kgMLSSd XV36007159Cs(T)C1.024T20RCs(20)

116.959.17

0.800.917.6321.0243020

217.08kg/h 11 污泥减量微生物制剂招商 http://blog.sina.com.cn/wunijianliang 查手册，选用DY325型倒伞型叶轮表面曝气机，直径Ф＝3.5m,电机功率N=55kW,单台每小时最大充氧能力为125kgO2/h，每座氧化沟所需数量为n,则

nR0217.081.74

取n=2台 125125（7）回流污泥量：

可由公式RX求得。

XrX式中：X=MLSS=3.6g/L，回流污泥浓度Xr取10g/L。则：

R3.60.56（50％～100％，实际取60％）

103.6考虑到回流至厌氧池的污泥为11%，则回流到氧化沟的污泥总量为49%Q。

（8）剩余污泥量：

Qw550.82400.25100001334.4kg/d 0.751000

如由池底排除，二沉池排泥浓度为10g/L，则每个氧化沟产泥量为：

1334.4133.44m3/d 10（9）氧化沟计算草草图如下：

备用曝气机栏杆可暂不安装

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上走道板进水管接自提升泵房及沉砂池走道板上出水管至流量计井及二沉池钢梯图5 氧化沟计算草图 七、二沉池

该沉淀池采用中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，采用刮泥机。1．设计参数

设计进水量：Q=10000 m3/d（每组）

表面负荷：qb范围为1.0—1.5 m3/ m2.h，取q=1.0 m3/ m2.h 固体负荷：qs =140 kg/ m2.d 水力停留时间（沉淀时间）：T=2.5 h 堰负荷：取值范围为1.5—2.9L/s.m，取2.0 L/(s.m)2．设计计算（1）沉淀池面积: 按表面负荷算：AQ10000417m2 qb124（2）沉淀池直径：D4A441723m16m 3.1有效水深为

h=qbT=1.02.5=2.5m<4m

（3）贮泥斗容积：

D239.2（介于6～12）h12.5污泥减量微生物制剂招商 http://blog.sina.com.cn/wunijianliang

为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用Tw=2h，二沉池污泥区所需存泥容积：

2Tw(1R)QXXXr22(10.6)10000360024706m3

360010000

Vw

则污泥区高度为

h2

（4）二沉池总高度：

取二沉池缓冲层高度h3=0.4m，超高为h4=0.3m 则池边总高度为

h=h1+h2+h3+h4=2.5+1.7+0.4+0.3=4.9m 设池底度为i=0.05，则池底坡度降为

h5

则池中心总深度为

H=h+h5=4.9+0.53=5.43m

（5）校核堰负荷：

径深比

D238.28

h1h32.9bd232i0.050.53m 22Vw7061.7m A417

堰负荷

D235.22

h1h2h34.6Q10000138m3/(d.m)1.6L/(s.m)2L/(s.m)D3.1423以上各项均符合要求

（6）辐流式二沉池计算草图如下：

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出水进水图6 辐流式沉淀池排泥

出水进水图7 辐流式沉淀池计算草图

八、接触消毒池与加氯间 采用隔板式接触反应池 1．设计参数

设计流量：Q′=20000m3/d=231.5 L/s（设一座）

水力停留时间：T=0.5h=30min 设计投氯量为：ρ＝4.0mg/L平均水深：h=2.0m 隔板间隔：b=3.5m 2．设计计算 污泥减量微生物制剂招商 http://blog.sina.com.cn/wunijianliang（1）接触池容积：

V=Q′T=231.510-33060=417 m3

表面积AV417209m2 h2 隔板数采用2个，则廊道总宽为B＝（2+1）3.5＝10.5m 取11m 接触池长度L=L 长宽比

A20919.9m 取20m B10.5L205.7 b3.5 实际消毒池容积为V′=BLh=11202=440m3

池深取2＋0.3＝2.3m(0.3m为超高)经校核均满足有效停留时间的要求（2）加氯量计算：

设计最大加氯量为ρmax=4.0mg/L,每日投氯量为

ω＝ρmaxQ=42000010-3=80kg/d=3.33kg/h 选用贮氯量为120kg的液氯钢瓶，每日加氯量为3/4瓶,共贮用12瓶，每日加氯机两台，单台投氯量为1.5～2.5kg/h。

配置注水泵两台，一用一备，要求注水量Q=1—3m3/h,扬程不小于10mH2O（3）混合装置：

在接触消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机2台（立式），混合搅拌机功率N0

1.061040.2315605002N00.25kW 2235103510QTG2实际选用JWH—310—1机械混合搅拌机，浆板深度为1.5m,浆叶直径为0.31m,浆叶宽度0.9m，功率4.0Kw 解除消毒池设计为纵向板流反应池。在第一格每隔3.8m设纵向垂直折流板，在第二格每隔6.33m设垂直折流板，第三格不设（4）接触消毒池计算草图如下：

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图8 接触消毒池工艺计算图17