氧化沟、AB法、百乐卡污水处理工艺方案比较（合集五篇）

第一篇：氧化沟、AB法、百乐卡污水处理工艺方案比较

污水处理方案比较

正确选择污水处理方案是关系到污水处理厂的基建投资、处埋成本和出水水质的关键。选择技术上可行、先进，经济上合理的工艺方案是非常重要的。

城市污水中含有机污染物质较多，需要采用生物化学的方法使污染物的总量降低，达到国家及有关部门的排放要求。污水的生物处理枝术分好氧法和厌氧法两大类，在城市污水处理领域主要采用好氧法，厌氧法主要用于处理高浓度有机工业废水。污水的好氧生物处理技术，又分为活性污泥法和生物膜法两种。

活性污泥法在全世界的应用已有80多年的历史，随着在实际工程中的广泛应用和技术上的不断革新改造，活性污泥法已成为城市污水处理的主要技术，也是当今污水处理领域使用最为广泛的处理技术。根据近年来国内外的工程实践和莱山区的具体情况，确定莱山的污水处理厂采用活性污泥法。

活性污泥法在应用实践中不断得到改进，如国内一-些污水处理厂采用的氧化沟工艺、AB工艺(两段法)、SBR工艺(序批式处理工艺)等，那是在常规活性污泥法的基础上开发出来的，属于改逃型活性污泥法。

从经济、技术两方面考虑，我们认为百乐卡工艺具有一定的优势，经过几方面的分析、比较，莱山的污水处理厂拟采用百乐卡污水处理工艺。现就百乐卡工艺、氧化沟工艺、AB工艺等三种污水处理工艺进行方案比较。

一、氧化沟污水处理工艺

氧化沟是在传统活性污泥法的基础上发展起来的连续循环完全混合工艺，是用延时曝气法处理废水的一种环形渠道，平面多为椭圆形，总长可达几十米，甚至几百米以上。在沟渠内安装与渠宽等长的机械式表面曝气装置，常用的有转刷和叶轮等。曝气装置一方面对沟渠中的污水进行充氧，一方面推动污水作旋转流动。氧化沟多用于处理中、小流量的生活污水和工业废水，可以间歇运转，也可以连续运转。

1、氧化沟工艺的特点：

(1)氧化沟的沟渠长度较大，污水在氧化沟内停留的时间长，污水的混合效果好。可以不没初沉池，有机悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度;(2)氧化沟的曝气装置具有两个功能:供氧并推动水流以一定的流速循环流动。污泥的BOD负荷低，同延时曝气法。对水质和水量的变动有较强的适应性;(3)污泥龄长，有利于硝化菌的繁殖，在氧化沟内可产生硝化反应;污泥产率低，且多已达到稳定的程度，不需要再进行硝化处理，可直接进行浓缩脱水。

(4)如采用一体式氧化沟，可不单独设二次沉淀池，使氧化沟与二沉池合建。中间的沟渠连续作为曝气池，两侧的沟渠交替作为曝气池和二次沉淀池，污泥自动回流，节省了二沉池与污泥回流系统的费用。

2、我国较常采用的氧化沟系统

我国较常采用并应用较好的氧化沟系统有:(1)多沟串联氧化沟系统，如广西省桂林东区污水处理厂的4廊道氧化沟系统，日处理能力4万立万米。每组沟渠内安装一台表面曝气器，靠近曝气器的下游为富氧区，上游为低氧区，外环可能成为缺氧区。(2)交替工作氧化沟系统(一体式氧化沟)，如邯郸市东污水处理厂引进丹麦的三沟氧化沟系统，日处埋能力6.6万立万米。

污水顺序从三沟进入，两侧边沟交替作为曝气池和沉淀池。转刷有时高速充氧，有时低速搅拌不充氧，有时停机沉淀，池中污水交替处于好氧和缺氧状态。

氧化沟工艺主要由三部分组成:格栅和曝气沉沙池组成的预处理部分、氧化沟生物处理部分和污泥脱水部份。

二、AB法污水处理工艺

AB 法废水处理工艺是吸附---生物降解(Adsorption Biodegradation)工艺的简称，由德国亚探大学Bohnke教授于七十年代开创的，从八十年代开始用于生产实践。AB法系在传统两级活性污泥法和高负荷活性污泥法的基础上开发的，属超高负荷活性污泥法。

AB法工艺原理主要是充分利用微生物种群的特性，为其创造适宜的环境，使不同微生物群得到良好的繁殖、生长，通过生物化学作用使污水得到净化。

1、AB工艺的特点

(1)不设初沉池，由吸附池和中间沉淀池组成A段。A段是AB工艺的主体，对整个工艺起关键作用。在连续工作的A段曝气池中，由外界不断地接种具有很强繁殖能力和抗环境变化能力的短世代原核微生物，在食物充足的条件下，新陈代谢很快，能较迅速地克服出现的失活和不可逆转的损害作用，大大提高处理工艺的稳定性。

(2)A段和B段各自拥有自己独立的回流系统，这样两段分开，有各自独特的微生物群体，处理效果稳定。A段的微生物特性使吸附池的活性污泥表现为:----有较强的絮凝、吸附和降解有机物的能力。

---COD有较高的降解度，使之降解为易生化处理的BOD物质。---适应性强，耐进水水量、水质、pH等的变化，有抗冲击负荷的 能力。

---A段不仅能去除一部份有机物质，而且能起调节和缓冲作用。

A段采用高污泥负荷，利用活性污泥的吸附絮凝能力，将污水中的有机物吸附于活性污泥上，进而降解。产生的大量生物污泥在中间沉淀池内沉下，大部分有机物质以剩余污泥方式排除系统外。在A段中，借吸附、絮凝、分解和沉淀等作用，可去除大约40%的有机物。(3)B段由曝气池和二次沉淀池组成。

经过A段后，污水的冲击负荷(水质、水量等)巳不再影响B段，污水往水质、水量方面是比较稳定的，B段的净化功能得以充分发挥。经A段处理后残留于污水中的有机物在B段继续氧化，达到较高的污水处理效率，并获得良好的出水水质。

(4)A段的产泥量很大，污泥含磷量高于常规活性污泥法。B段的剩余污泥量少，泥龄长，有利于增殖缓慢、生长期长的硝化菌繁殖。因此，AB工艺具有一定的脱氨脱磷功能。

三、百乐卡污水处理工艺

百乐卡系统是德国VNO公司从七十年代以后，由氧化塘工艺逐渐发展起来的，吸取了氧化塘工艺的低成本和活性污泥工艺的高效率。到目前为止已有近五百套百乐卡系统在世界各地运行，其中一半是城市污水处理系统。我国山东省招远市污水处理厂采用百乐卡污水处理工艺，现已投入正式运行，日处理污水能力为2万立方米。该工艺通常在曝气池前部设有混合区，使进水与回流污泥充分混合后进入曝气池。

1、百乐卡污水处理工艺特点

(1)曝气池分为两个区：混合区和曝气区。污水与回流污泥一起进入混合区，在搅拌的作用下充分混合后，再流入曝气区。除了混合作用外，污水在混合区的缺氧环境条件下，可能发生部分水解酸化反应，提高废水的可生化性，减轻后续曝气区的负担，从而减少动力消耗和曝气池的体积。混合区与好氧处理区的延时曝气相配合，对污水的脱氮脱磷可起到一定的作用。

(2)污水的生物处理采用延时曝气工艺有以下优点同氧化沟工艺(A)可不设初沉池;(B)耐进水负荷冲击能力强;(C)剩余污泥量少，不用消化处理。污泥矿化程度高，无臭味;(D)由于泥龄长，有利于硝化菌的繁殖，可起到一定的脱氮作用。

(3）百乐卡曝气装置为微孔曝气形式，改变了传统曝气系统的固定模式，曝气器由浮管牵引，悬挂在池中，曝气器与布气管间用软管连接。通气时，曝气器由于受力不均在水中产生运功。当曝气器偏离浮管垂直轴时，气泡浮至水面并在浮管一侧爆裂，从而对浮管产生反向推动力使浮管运动，浮管又反过来带动曝气器运动，在曝气的情况下运动持续不断。与传统曝气装置相比，百乐卜曝气系统有以下优点:(A)传统曝气器顶部至水面的水域，始终处于过饱和充氧状态，而其它水域则处于不饱和状态，氧的利用率低。百乐仁曝气装置在水中的运动使池中不存在氧的过饱和区域，氧的利用率提高。百乐卡曝气器产生的微气泡在水中的运动距离长，停留时间长，使氧的利用率明显提高，相应的能耗得以降低。固定式曝气器产生的气泡在水中的停留时间为5~6秒，而百乐卡曝气装置产生的气泡可在水中停留11秒以上。(c)百乐卡曝气器的孔隙率为80%，表面不容易堵塞。

(D)传统的固定式曝气器固定在池底，可能造成池底局部侵蚀，曝气池通常采用混凝土结构。而百乐卡曝气器安装在浮动的悬链上，每条链在池中一定的区域内运动，不会对池子的某一部分造成局部侵蚀。曝气池可采用土池，大大减少了基建投资。

(E)固定式曝气器的检修或更换需停止曝气并排空水池，不但费时费力，还要重新培养活性污泥。而百乐卡系统可在不停气放水的情况下，直接将曝气链提出水面维修，既方便又经济。

2、百乐卡污水处理工艺流程(1)污水的预处理

来自城市排水截流干管的污水通过提升泵站进入细格栅，拦截污水中较大的飘浮物和颗粒粗杂质等。在去除粗杂质的同时可除掉一部分有机负荷。(2)曝气池好氧生物处理

经过预处理后，污水先进入曝气池前端的混合区，借助于搅拌作用，进水与回流污泥进行充分混合后，再流入曝气区。

在曝气池中，微生物群体聚居在呈悬浮状的活性污泥上，与进入曝气池的污水广泛接触。鼓风机通过在曝气池底浮动的空气扩散装置，以微小气泡的形式向池中提供空气。在曝气装置的搅动作用下，污水与活性污泥更好地混合，微生物将污水中的有机物降解。(3)沉淀池 经过生物处理后，污水进入沉淀池，使混合液澄清、浓缩、固液分离。沉淀池中的上清液经溢流堰流出，达标后排放。沉淀下来的污泥大部分由污泥泵输送回到曝气池，极少量的剩余污泥排入污泥池浓缩、贮存、待运。(4)污泥处理

百乐卡工艺的污泥产率很低。由于微生物在曝气池中长期处于内源呼吸期，只产生少量容易脱水的、无臭且较为稳定的污泥，不需要再进行厌氧消化处理。

由于污泥量很少，从经济上考虑可不采用污泥机械脱水系统。污水处理厂周围就是农田，莱山区水资源又相对缺乏，含水量很高的污泥可直接作为农业肥料，不需再浇水稀释。

剩余污泥泵将少量的剩余污泥排入污泥池。污泥在池中沉淀、浓缩后，上清液排回至曝气池。浓缩的污泥贮存一定时间后，用罐车运出作为肥料。

方案比较及推荐方案

从技术方面分析，与常规活性污泥法比较，百乐卡工艺、氧化沟工艺和AB工艺各有特点，都具有耐冲击负荷能力强、处理稳定性高和处理效果好的优点。但在技术、经济等方面存在一定的差别，其主要方面比较如下。

一、与氧化沟工艺的比较

氧化沟工艺和百乐卡工艺都采用延时曝气法，同样具备延时曝气法的优点。而延时曝气法的主要缺点:曝气时间长使动力消耗大以及曝气池容积大，占地面积大，氧化沟工艺却很难避免。

(1)氧化沟工艺需采用20台转刷，每台功率45kW，曝气转刷总功率为9OOkW，加上螺旋桨水下搅拌器，仅氧化沟设备的装机容量就达949•6kW。相比之下，由于百乐卡曝气装置的动力效率和氧的利用率较高(在5米水深时为28•8%)，采用4台风机，每台130kW，共520 kW，能耗明显降低。

(2)氧化沟为环形沟渠状，需全部采用钢筋混凝土结构，虽然一体式氧化沟系统不需建二次沉淀池，但氧化沟的土建投资就达650万元。百乐卡工艺的曝气池采用土池，内砌毛石，加上混凝土结构的沉淀池，土建投资共为250万元。

二、与AB工艺的比较

1、AB工艺中A段正常运行的必要条件是进水中必须有足够的己经适应该污水的微生物，A段去除率的高低与进水微生物量直接相关。如果城市污水中工业废水比重较大，污水中微生物浓度很低，A段曝气池得不到外源微生物的连续补充，生物絮凝吸附作用很弱，就会导致A段去除率与初沉池相近，这类污水不宜采用AB工艺。

我国很多中小城市的排水现状，由于大量的工业废水未经处理直接排入，以及没有完善的管网系统，使城市污水的成分比较复杂，这就影响了AB工艺的处理效果。

2、由于AB法工艺比传统的活性污泥法多了一个处理阶段，需要增加吸附池、中间沉淀池和污泥回流系统等，使土建、设备的投资以及能耗费用大为增加。AB工艺的处理构筑物土建费用645万元，处理设备的装机容量为702kW。而百乐卡工艺的处理构筑物土建投资为284万元，处理设备装机容量616kW。

三种方案的比较

推荐方案---百乐卡污水处理工艺

从上面的分析可以看出，与氧化沟工艺和AB工艺相比，百乐卡污水处理工艺在工程总投资、日常运行能耗和设备维护检修方面都具有明显的优势。根据几方面的综合分析考虑:(1)保证污水处理工程能够稳定、可靠地运行;(2)保证处理后废水达标排放;(3)有利于今后污水的深度处理和回用;(4)尽可能地使构筑物和主要设备结构简单、维修方便;(5)最大限度地节省土地、基建投资和日常运行费用，我们推荐采用百乐卡污水处理工艺，曝气装置采用德国VNO公司的专利产品。摘自《环保工程师俱乐部》

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第二篇：某城镇生活污水处理工程设计方案-氧化沟工艺设计

某城镇生活污水处理工程设计

摘 要：XX市XX镇生活污水处理厂设计处理规模12000m3/d，采用氧化沟工艺作为废水脱氮除磷阶段核心处理工艺，该工艺流程简单、构筑物少、处理效率高、投资省。经处理后出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一级B标，总投资约1600万元。

关键词：生活废水；氧化沟工艺；

前言

XX镇位于四川XX市境内中部平原地区。东邻XX镇、XX乡，南接XX乡、XX镇，西连XX镇，北靠XX镇。1985年并乡入镇，仍名XX镇。幅员面积50.7平方公里，耕地面积3975亩。

XX镇历来是XX市商贸重镇，享有“大蒜之乡”、“川剧之乡”和“兰花之乡”的美誉。1992年被XX市列为优先发展经济“一条线”乡镇，1995年被列为成都市小城镇建设试点镇，同时被评为四川省文化先进乡镇，并首批被命名为成都市特色文化之乡，连续4年被列为国家级农业综合开发区。隆丰镇基础设施完备，初步形成了工业、农业和第三产业综合发展的格局，已由农业经济向城乡型经济发展。

基于新农村建设的要求，基础配套设施的完善，新建污水处理站是必须的也是必备的。为改善该城镇及下游地区的环境质量，保障人民身体健康，建立污水处理厂是完全必要的，也是十分迫切的；该污水处理站将收集该镇八成以上的生活污水，处理后出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一级B标，满足排水和环保的要求[1]。同时与农民居住区环境的改善和新农村建设的总体思路完全吻合。1.1设计任务及依据 1.1.1设计任务

12000 m3/d乡镇生活污水站初步设计。1.1.2设计依据及原则 1.1.2.1 设计依据

《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）《污水综合排放标准》(GB8978-1996)《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)《污水排入城市下水道水质标准》(CJ3082-1999)《城市污水处理厂污水污泥排放标准》(CJ3025-93)《中华人民共和国环境保护法》；

《建设项目环境保护设计规定》；

《彭州市建设项目环境管理》；

《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）中的一级标准； 《污水综合排排放标准》（GB8978-1996）中的一级标准；

《建筑给水排水设计规范》（GBJ 15-88）；

1.1.2.2 设计原则

（1）选用运行安全可靠、经济合理的工艺流程。

（2）采用先进的技术和设备，合理利用资金，提高污水处理站的自动化程度和管理水平。

（3）根据基础设施统一规划、分步实施的方针，在方案设计中充分考虑远、近期结合，为发展留有余地。

（4）污水处理厂的位置，应符合城市规划要求，位于城市下游，与周边有一定的卫生防护带，靠近受纳水体，少占农田。

（5）严格执行国家和地方现行有关标准、规范和规定。1.1.3 设计范围

本方案设计范围为：通过对类似生活污水水质情况的综合分析，提出可行性方案，最终推荐最优方案；内容主要包括污水处理工艺流程、设备选型、污水构筑物及附属工程等进行综合规划设计。

1.2 设计水量及水质 1.2.1 设计人口

根据统计，隆丰镇2005年人口共43000人，结合当地70/00的人口年增长速度，以等比数列推算法[2]预计到2020年人口总数达48000人左右。

1.2.2 设计水量

根据居民生活污水定额[2]145 L /(人·d)，设计水量平均总流量为6525m3/d,平均时流量272m3/h,即75 L/s。所以时变化系数Kz=1.7,小时最大流量Qmax=12000m3/d。

1.2.3 设计水质

根据本地城镇污水的原始资料，和该污水处理厂出水直接排放到河流内，而该河流是饮用水源保护区，所以，处理出水应该达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一级B标。

表1 设计水质

进水水质(mg/L)出水水质(mg/L)处理程度(%)BOD5 200 20 90 CODcr 350 60 82.8

SS 300 20 93.3

T-N 40 20 50

NH3-N 30 15 50

TP 8 1 87

高25℃ 低12℃

6～9

水温

pH 2处理工艺方案选择 2.1工艺方案选择原则

作为乡镇基础设施的重要组成部分和水污染控制的关键环节，乡镇污水处理厂工程的建设和运行意义重大。由于乡镇污水处理厂的建设和运行不但耗资较大，而且受多种因素的制约和影响，其中处理工艺方案的优化选择对确保处理厂的运行性能和降低费用最为关键，因此有必要根据确定的标准和一般原则，从整体优化的观念出发，结合设计规模、污水水质特性以及当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的处理工艺方案，经全面技术经济比较后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式[3]。在污水处理厂工艺方案确定中，将遵循以下原则：

（1）技术成熟，处理效果稳定，保证出水水质达到国家规定的排放要求。（2）基建投资和运行费用低，以尽可能少的投入取得尽可能多的效益。

（3）运行管理方便，运转灵活，并可根据不同的进水水质和出水水质要求调整运行方式和工艺参数，最大限度的发挥处理装置和处埋构筑物的处理能力。

（4）选定工艺的技术及设备先进、可靠。

（5）便于实现工艺过程的自动控制，提高管理水平，降低劳动强度和人工费用。本工程要求的污水处理程度较高，对污水处理工艺选择应十分慎重。本方案设计的污水处理工艺选择针对该城镇污水量和污水水质以及经济条件考虑适应力强、调节灵活、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟先进工艺[4]。下面将对各种工艺的特点进行论述，以便选择切实可行的方案。

2.2污水处理工艺流程的确定 2.2.1 厂址及地形资料

XX镇污水处理站选址应综合考虑管网布置和现有人口分布特点，将其分别布置在龟背型场镇的两边。

2.2.2气象及水文资料 2.2.2.1水文地质资料

该地区地处成都平原。地形复杂，有低山、丘陵和平原，多条河流直贯其中，地势北高南低。

2.2.2.2气象资料

(1)风向及风速：常风向为北风，最大风速1.2m/s；(2)气温：月平均最高气温37.3℃,最低气温-2.7℃ 2.2.3可行性方案的确定 本项目污水处理的特点为：

① 污水以有机污染为主，BOD/COD=0.5，可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒物一般不超标；

② 污水中主要污染物指标BOD5、CODcr、SS值比国内一般城市污水高；

针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。

生活污水的生物处理技术是以污水中含有的污染物作为营养源，利用微生物的代谢作用使污染物降解，它是生活污水处理的主要手段，是水资源可持续发展的重要保证[5]。

根据国内外已运行的大、中型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用：普通活性污泥法、氧化沟法、A/O工艺法、AB法、SBR法等等。

a.普通活性污泥法方案

普通活性污泥法，也称传统活性污泥法，推广年限长，具有成熟的设计及运行经验，处理效果可靠。自20世纪70年代以来，随着污水处理技术的发展，本方法在艺及设备等方面又有了很大改进。在工艺方面，通过增加工艺构筑物可以成为“A/O”或“A2/O”工艺，从面实现脱N和除P。在设备方面，开发了各种微孔曝气池，使氧转移效率提高到20%以上，从面节省了运行费用。

国内已运行的大中型污水处理厂，如西安邓家村（12万m3/d）、天津纪庄子（26万m3/d）、北京高碑店（50万m3/d）、成都三瓦窑（20万m3/d）

普通活性污泥法如设计合理、运行管理得当，出水BOD5可达10～20mg/L。它的缺点是工艺路线长，工艺构筑物及设备多而复杂，运行管理管理困难，基建投资及运行费均较高。国内已建的此类污水处理厂，单方基建投资一般为1000～1300元/(m3/d)，运行费为0.2～0.4元/(m3/d)或更高。

b.氧化沟方案

氧化沟污水处理技术，是20世纪50年代由荷兰人首创。60年代以来，这项技术在欧洲、北美、南非、澳大利亚等国已被广泛采用，工艺及构造有了很大的发展和进步。随着对该技术缺点（占地面积大）的克服和对其优点（基建投资及运行费用相对较低，运行效果高且稳定，维护管理简单等）的逐步深入认识，目前已成为普遍采用的一项污水处理技术。目前常用的几种商业性氧化沟有荷兰DHV公司60年代开发的Carrousel氧化沟，美国Envirex公司开发的Orbal氧化沟，丹麦Kruger公司发明的DE氧化沟等。在我国，氧化沟工艺是使用较多的工艺[4]。

氧化沟工艺一般可不设初沉池，在不增加构筑物及设备的情况下，氧化沟内不仅可完成碳源的氧化，还可实现硝化和脱硝，成为A/O工艺；氧化沟前增加厌氧池可成为A2/O（A-A-O）工艺，实现除磷。由于氧化沟内活性污泥已经好氧稳定，可直接浓缩脱水，不必厌氧消化。

氧化沟污水处理技术已被公认为一种较成功的革新的活性污泥法工艺，与传统活性污泥系统相比，它在技术、经济等方面具有一系列独特的优点。

① 工艺流程简单、构筑物少，运行管理方便。一般情况下，氧化沟工艺可比传统活性污泥法少建初沉池和污泥厌氧消化系统，基建投资少。另外，由于不采用鼓风曝气的空气扩散器，不建厌氧消化系统，运行管理要方便。

② 处理效果稳定，出水水质好。实际运行效果表明，氧化沟在去除BOD5和SS方面均可取得比传统活性污泥法更高质量的出水，运行也更稳定可靠。同时，在不增加曝气池容积时，能方便地实现硝化和一定的反硝化处理，且只要适当扩大曝气池容积，能更方便地实现完全脱氮的深度处理。

③ 基建投资省，运行费用低。实际运行证明，由于氧化沟工艺省去初沉池和污泥厌氧消化系统，且比较容易实现硝化和反硝化，当处理要求脱氮时，氧化沟工艺在基建投资方面比传统活性污泥法节省很多（当只需去除BOD5时，可能节省不多）。同样，当仅要求去除BOD5时，对于大规模污水厂采用氧化沟工艺运行费用比传统活性污泥法略低或相当，而要求去除BOD5且去除NH3-N时，氧化沟工艺运行费用就比传统活性污泥法节省较多。

④ 污泥量少，污泥性质稳定。由于氧化沟所采用的污泥龄一般长达20～30d，污泥在沟内得到了好氧稳定，污泥生成量就少，因此使污泥后处理大大简化，节省处理厂运行费用，且便于管理。

⑤ 具有一定承受水量、水质冲击负荷的能力。水流在氧化沟中流速为0.3～0.4m/s，氧化沟的总长为L，则水流完成一个循环所需时间t=L/S,当L=90～600m时，t=5～20min。由于废水在氧化沟中设计水力停留时间T为10～24h，因此可计算出废水在整个停留时间内要完成的循环次数为30～280次不等。可见原污水一进入氧化沟，就会被几十倍甚至上百倍的循环量所稀释，因此具有一定承受冲击负荷的能力。

⑥ 占地面积少。由于氧化沟工艺所采用的污泥负荷较小、水力停留时间较长，使氧化沟容积会大于传统活性污泥法曝气池容积，占地面积可能会大些，但因为省去了初沉池和污泥厌氧消化池，占地面积总的来说会少于传统活性污泥法。

c.A/O和A2/O法

A/O工艺自被开发以来,就因为其特有的经济技术优势和环境效益,愈来愈受到人们的广泛重视.通常称为A/O工艺的实际上可分为两类,一类是厌氧/好氧工艺,另一类是缺氧/好

氧工艺.厌氧状态和缺氧状态之间存在着根本的差别:在厌氧状态下既有无分子态氧,也没有化合态氧,而在缺氧状态下则存在微量的分子态氧(DO浓度<0.5mg/L),同时还存在化合态的氧，如硝酸盐．。

A2/O法的特点有：

①A2/O法在去除有机碳污染物的同时，还能去除污水中的氮磷，与传统活性污泥法二级处理后再进行深度处理相比，不仅投资少、运行费用低，而且没有大量的化学污泥，具有良好的环境效益。

②A2/O法厌氧、缺氧、好氧交替进行，有利于抑制丝状菌的膨胀，改善污泥沉降性能。③A2/O法工艺流程简单，总水力停留时间少于其他同样功能的工艺，节省基建投资。④A2/O法缺点是受泥龄、回流污泥中溶解氧和硝酸盐氮的限制，不可能同时取得脱氮和除磷都好的双重效果。

d.A-B法工艺

AB工艺是一种生物吸附―降解两段活性污泥工艺，A段负荷高，曝气时间短，0.5h左右，污泥负荷高2～6 kgBOD5/(kgMLSS·d)，B段污泥负荷较低，为0.15～0.30 kgBOD5/(kgMLSS·d)，该段工艺有机物、氮和磷都有一定的去除率，适用于处理浓度较高，水质水量较大的污水，通常要求进水BOD5≥250mg/L，AB工艺才有明显优势[4]。

AB工艺的优点：

具有优良的污染物去除效果，较强的抗冲击负荷能力，良好的脱氮除磷效果和投资及运转费用较低等。

① 对有机底物去除效率高。

② 系统运行稳定。主要表现在：出水水质波动小，有极强的耐冲击负荷能力，有良好的污泥沉降性能。

③ 有较好的脱氮除磷效果。

④ 节能。运行费用低，耗电量低，可回收沼气能源。经试验证明，AB法工艺较传统的一段法工艺节省运行费用20%～25%.AB工艺的缺点

① A段在运行中如果控制不好，很容易产生臭气，影响附近的环境卫生，这主要是由于A段在超高有机负荷下工作，使A段曝气池运行于厌氧工况下，导致产生硫化氢、大粪素等恶臭气体。

② 当对除磷脱氮要求很高时，A段不宜按AB法的原来去处有机物的分配比去除BOD5 5%～60%，因为这样B段曝气池的进水含碳有机物含量的碳/氮比偏低，不能有效的脱氮。

③ 污泥产率高，A段产生的污泥量较大，约占整个处理系统污泥产量的80%左右，且剩余污泥中的有机物含量高，这给污泥的最终稳定化处置带来了较大压力。

e.SBR工艺

SBR实际上是最早出现的活性污泥法，早期局限于实验研究阶段，但近十年来，由于自动控制、生物选择器、机械制造方面的技术突破才使得这一工艺真正应用于生产实践，目前该工艺的应用正在我国逐步兴起[5]。

它是一个完整的操作过程，包括进水、反应、沉淀、排水排泥和闲置5个阶段。SBR工艺有以下特点：

① 生物反应和沉淀池在一个构筑物内完成，节省占地，土建造价低。

② 具有完全混合式和推流式曝气池的优势，承受水量，水质冲击负荷能力强。③ 污泥沉降性能好，不易发生污泥膨胀。④ 对有机物和氮的去除效果好。

但传统的SBR工艺除磷的效果不理想，主要表现在：对脱氮除磷处理要求而言，传统SBR工艺的基本运行方式虽充分考虑了进水基质浓度及有毒有害物质对处理效果的影响而采取了灵活的进水方式，但由于这种考虑与脱氮或除磷所需要的环境条件相背，因而在实际运行中往往削弱脱氮除磷效果。就除磷而言，采用非限量或半限量曝气进水方式，将影响磷的释放；对脱氮而言，则将影响硝化态氮的反硝化作用而影响脱氮效果。

表2 生物处理方案技术经济比较

方 案 A/O 氧化沟 AB法 SBR法 技术 指标 BOD5去 除率％ 85～95 90～95 85～95 90～99 经济指标 基建 费 >100 <100 <100 <100

能 耗 >100 >100 <100 100

占 地 >100 >100 约100 <100

运行情况 运行 稳定 一般 稳定 一般 稳定

管理 情况 一般 简便 简便 简便

适应负荷波动 一般 适应 适应 适应

备 注

需脱氮除磷的污水处理厂

适用于中小型污水厂,需要脱氮除磷地区

适应可分期建设达到不同的要求 适用于中、小型污水处理厂

注：*将传统活性污泥法100作为相对经济指标基准。

从上面的对比中我们可以得到如下结论：根据综合分析，为使该废水达到排放标准则应考虑使用具有脱氮除磷功能的生物处理工艺。

由以上内容知，处理工艺上优先选择A/O法和氧化沟法，两种工艺都能达到预期的处理效果，且都为成熟工艺，但经分析比较，氧化沟法工艺方案在以下方面具有明显优势。

① 氧化沟法方案在达到与传统活性污泥法同样的去除BOD5效果时，还能有更充分的硝化和一定的反硝化效果；

② 氧化沟法管理较简单，适合该污水处理管理技术水平现状；

③ 氧化沟法相对A/O法具有更强的适应符合波动能力[6]。

综合以上对比分析，本工程以氧化沟法污水处理厂工艺方案作为推荐方案，如图1所示。9

图

氧

化

沟

法

污

水

处

理

厂

工

艺

流

程渣包外运栅渣打包机农灌格栅砂外运提升泵沉砂池厌氧池氧化沟二沉池接触池分水井至回用水深度处理系统原污水砂水分离器砂泵回流泵集泥井加氯机泥饼外运污泥脱水机贮泥池浓缩池污泥泵液氯 10 污水处理工艺设计计算 3.1污水处理系统 3.1.1格栅

格栅主要是为了拦截废水中的较大颗粒和漂浮物，以确保后续处理的顺利进行。主要是对水泵起保护作用，拟采用中格栅，格栅栅条选用圆钢，栅条宽度S=0.01m，间隙拟定为0.02m[2]。

设计参数：栅条间隙e=20.00mm，栅前水深h=0.4m,过栅流速υ=0.9m/s，安装倾角δ=60°,φ10圆钢为栅条阻力系数 =1.79。

图2 格栅示意图

① 栅条间隙数n

Qmaxsinaneh

式中： n——栅条间隙数，个；

Qmax——最大设计流量，Qmax =0.129 m3/s；

a——格栅倾角，取60； b——栅条间隙，m，取0.02 m； h——栅前水深，m，取0.4 m； v——过栅流速，m/s，取0.9 m/s；

则：

nQmaxsina0.129sin60=16.67 条

取17条 ehv0.020.40.9② 栅槽宽度 B B=S(n-1)+bn 式中： S——栅条宽度，m，取0.01 m。则：

B=S(n-1)+bn=0.01×(17-1)+0.02×17=0.5m ③ 通过格栅的水头损失h1=h0k vh0sina

2gs



b43 式中： h1——设计水头损失，m ；

h0——计算水头损失，m ；

G ——重力加速度，m/s2，取g=9.8 m/s2；

K ——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用 =3；

——阻力系数，其值与栅条断面形状有关；

——形状系数，取 =1.79（由于选用断面为锐边矩形的栅条）。

s0.01则： 1.790.71

b0.024343 12

0.92v2sin60=0.03 m

h0sina=0.7129.82g

h1=h0k=0.03×3=0.09m ④ 栅后槽总高度

H H=h+h1+h2

式中：h2——栅前渠道超高，取 =0.3 m。则：

H=h+h1+h2 =0.4+0.09+0.3=0.79。⑤ 栅槽总长度

L Ll1l21.00.5H1tan

BB1l12tan1

l12 l2H1hh1 式中：

l1——进水渠道渐宽部分的长度，m ；

B1——进水渠宽，m，取B1=0.35m ；

a1——进水渠道渐宽部分的展开角度，取a1=20 ；

l2——栅槽与进水渠道连接处的渐窄部分长度，m ；

H1——栅前渠道深，m.则：

l1BB10.50.350.22m 2tana12tan20l1=0.11 m 213



l2H1=h+h2=0.4+0.3=0.7 m

L=l1+l2+0.5+1.0+⑥ 每日栅渣量 W

H10.7=0.22+0.11+0.5+1.0+=2.23m tantan60W

86400QmaxW11000K总

式中：W1——栅渣量，m3/(103m3)污水，取W1=0.07 m3/(103m3)污水。则：

W=86400QmaxW1864000.1290.07=0.45 m3/d>0.2 m3/d , 宜采用机械清渣 1000KZ10001.73.1.2污水提升泵池 设计计算

① 设计流量：Q=301L/s，泵房工程结构按远期流量设计 ② 泵房设计计算

采用氧化沟工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过厌氧池、氧化沟、二沉池及接触池，最后由出水管道排入关渠堰。

根据最大流量设计，选用4台150QW-180-6-5.5潜污泵（3用1备）[7]，Q＝180m3/h，H=6m；采用高、中、低水位分别启动水泵，通过液位计来实现自动控制；出水管上设置管式流量计，对出水流量进行监测和控制。

污水提升泵池尺寸：1000mm×900mm×1500mm 数量：1座 材质：钢筋混凝土 构造：全地埋 3.1.3平流式沉砂池

① 设计说明

污水经提升泵提升后进入平流沉砂池，共两组对称于提升泵房中轴线布置，每组分为两格[4]。每格宽度B1=0.65m 沉砂池池底采用多斗集砂，沉砂由螺旋离心泵自斗底抽送至高架砂水分离器，砂水分离通入压缩空气洗砂，污水回至提升泵前，净砂直接卸入自卸汽车外运。

设计流量为Qmax=464 m3/h=0.129 m3/s，设计水力停留时间t=30s，水平最大流速υ=0.25m/s，城市污水沉砂量X=30 m3/(106m3)，清除沉砂的间隔时间T=2d。

每格池平面面积为A=

Qmax0.1290.516m2 v0.25② 沉砂池水流部分的长度（L）

LVt

式中：

L——沉砂池水流部分的长度，L；

V——曝气沉砂池有效容积，m3 ；

t ——设计水力停留时间t=40s 则：

LVt0.25307.5m ③

池宽度

B

B=n×B1=2×0.65=1.3m

式中：

B——沉砂池总宽度；

B1——单个沉砂池宽度；

n——沉砂池个数。

则：

B=n×B1=2×0.65=1.3m

④ 有效水深 hh2=A B式中：

h2——有效水深；

A——池平面面积；

B——沉砂池总宽。则：

h2=A0.5160.4 m B1.3⑤ 沉砂斗所需容积（V）

V =QmaxXT86400

KZ106式中：

V——沉砂斗所需容积；

Qmax——最大设计流量，Qmax =0.129 m3/s；

X——城市污水沉砂量，m3/(106m3)；

T——清除沉砂的间隔时间，d。

KZ——水流量变化系数，取1.7。则：

V=QmaxXT864000.129302864000.3990.4m3 66KZ101.710⑥ 池总高度(H)

H= h1+h2+h3

式中：h1——沉砂池超高，取0.3m;

h2——有效深度，h2=0.4m；

h3——沉砂室高度，取0.5m 则：

H= h1+ h2+ h3=0.3+0.4+0.5=1.2m 3.1.4厌氧池 a.设计参数

设计流量：最大日平均时流量为Qmax= 129L/s 水力停留时间：T=2.5h 污泥浓度：X=3000mg/L 污泥回流液浓度：Xr=10000mg/L 考虑到厌氧池与氧化沟为一个处理单元，总的水力停留时间超过15h，所以设计水量按

最大日平均时考虑[8]。

b.设计计算 ① 厌氧池容积：

V= Q1′ T=129×10-3×2.5×3600=1161m

3② 厌氧池尺寸：水深取为h=4.0m。

则厌氧池面积： A=V1161290m2 h

4厌氧池直径：

D=4A4290m（取D=20m）3.14

考虑0.3m的超高，故池总高为H=h+0.3=4+0.3=4.3m。

③ 污泥回流量计算：

回流比计算

R =X31030.43

XrX103

污泥回流量

QR =0.43×129=55.47L/s=4792m3/d 3.1.5氧化沟

3.1.5.1 设计参数（进水水质如表1所示）

进水BOD5 =200mg/L

出水BOD5 =20mg/L 进水NH3-N=30mg/L

出水NH3-N=15mg/L 污泥负荷Ns=0.14 KgBOD5/(KgVSS·d)污泥浓度MLVSS=5000mg/L 污泥f=0.6，MLSS=3000mg/L。

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。氧化沟按设计分2座，按最大日平均时流量设计Qmax=11092 m3/d= 129 m3/s，每座氧化沟设计流量为

Q1＝Qmax= 65L/s。2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-1 Ko2=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 3.1.5.2 设计计算 ①.碱度平衡计算：

出水处理水中非溶解性BOD5值

BOD5f；

BOD5f =0.7×Ce×1.42（1-e-0.23×5）

式中：BOD5f——出水处理水中非溶解性BOD5值，mg/L；

Ce——出水中BOD5的浓度，mg/L； 则：BOD5f =0.7×20×1.42（1-e-0.23×5）=13.6 mg/L 则出水处理水中溶解性BOD5值，BOD5=20-BOD5f =6.4 mg/L ②.设采用污泥龄20d，日产污泥量 Xc

Xc =aQLr

1bc式中：Q——为氧化沟设计流量，11092 m3/d；

a——为污泥增长系数，取0.6 kg/kg；

b——污泥自身氧化率，取0.05 L/d;

Lr——为（L0-Le）去除的BOD5浓度，mg/L；

L0——进水BOD5浓度，mg/L；

Le——出水BOD5浓度，mg/L；

c——污泥龄，d。

则

Xc =aQLr0.6110922006.4644 kg/d 1bc100010.0520根据一般情况，设其中有12.4％为氮，近似等于总凯式氮（TKN）中用于合成部分[9]，即：

0.124644=79.8 kg/d

即：TKN中有79.810007.19 mg/L用于合成。

11092

需用于氧化的NH3-N =34-7.19-2=24.81 mg/L

需用于还原的NO3-N =24.81-11.1=13.71 mg/L ③.碱度平衡计算

一般去除BOD5所产生的碱度（以CaCO3计）约为0.1mg/L碱度去除1mgBOD5，设进水中碱度为250mg/L。

所需碱度为7.1 mg碱度/mg NH3-N氧化，即 7.1×24.81=176.15 mg/L 氮产生碱度3.0 mg碱度/ mg NO3-N还原，即 3.0×13.71=41.1 mg/L 计算所得的剩余碱度=250-176.15+41.1+0.1×Lr=32.75+0.1×193.6=133.9 mg/L

计算所得剩余碱度以CaCO3计，此值可使PH≥7.2 mg/L ④.硝化区容积计算：

曝气池：DO＝2mg/L 硝化所需的氧量NOD=4.6 mg/mg NH3-N氧化，可利用氧2.6 mg/mg /NO3-N还原 α＝0.9

β＝0.98 其他参数：a=0.6kgVSS/kgBOD5

b=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

硝化速率为

n0.47e0.098T15

NO20.05T1.158KON102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14.9d 0.204n

采用安全系数为2.5，故设计污泥龄为：2.54.9=12.5 d

原假定污泥龄为20d，则硝化速率为：

n

单位基质利用率：

u10.05L/d 20nba0.050.050.167

kgBOD5/kgMLVSS.d

0.6

式中： a——污泥增长系数，0.6；

b——污泥自身氧化率，0.051/d。

在一般情况下，MLVSS与MLSS的比值是比较固定的，这里取为0.75

则：

MLVSS=f×MLSS=0.753600=2700 mg/L

所需的MLVSS总量=

2006.4100000.167100011000Kg

硝化容积： Vn1100010004074m3 2700

水力停留时间： tn⑤.反硝化区容积：

4074248.81h 11092

12℃时，反硝化速率为：

Fqdn0.03()0.029T20M

式中： F——有机物降解量，即BOD5的浓度，mg/L

M——微生物量，mg/L；

——脱硝温度修正系数，取 1.08。

T——温度，12℃。

则：

2000.0291.081220

qdn0.0336001624

=0.017kg NO3-N /kgMLVSS.d 还原NO3-N的总量=

13.7111092152kg/d 1000

脱氮所需MLVSS=

1528000kg 0.019800010002962.9m3 270021

脱氮所需池容： Vdn

水力停留时间： tdn⑥.氧化沟的总容积：

总水力停留时间：

2962.9246.4h 11092t=tn+tdn=8.81+6.4=15.2h

总容积：

V=Vn+Vdn=4074+2962.9=7036.9m3

⑦.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:7036.940742962.9287.2 m。其中好氧段长度为166.2m，缺氧段长度为121m。3.573.573.57弯道处长度: 3722122166m

则单个直道长: 287.26655.3m(取54m)4

故氧化沟总池长=54+7+14=75m，总池宽=74=28m（未计池壁厚）。⑧需氧量计算：

采用如下经验公式计算:

氧量O2(kg/d)ALrBMLSS4.6Nr2.6NO3

式中：A——经验系数，取0.5；

Lr——去除的BOD5浓度，mg/L；

B——经验系数，取0.1；

Nr——需要硝化的氧量，24.8111092103=275.2 kg/d

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。

需要硝化的氧量：

Nr=24.811109210-3=275.2 kg/d R02=0.511092(0.19-0.0064)+0.140742.7+4.6275.2-2.6152 =2988.95 kg/d=124.54 kg/h 30℃时, 采用表面机械曝气时脱氮的充氧量为：

R0Cs(T)C1.024T20

RCs(20)

式中：α——经验系数，取0.8；

β——经验系数，取0.9

——相对密度，取1.0；

Cs(20)Cs(30)——20℃时水中溶解氧饱和度，取9.17 mg/L;——30℃时水中溶解氧饱和度，取7.63 mg/L；

C——混合液中溶解氧的浓度，取2mg/L;

T——温度，30℃。

则：

R0CsTC1.024(T20)RCs(20)= 124.549.17(3020)0.80.917.6321.024

=231.4 kg/h 查手册，选用DY325型倒伞型叶轮表面曝气机[10]，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R0231.41.85125125

取n=2台

⑨回流污泥量：

可由公式RX求得。

XrX式中：X——MLSS=3.6g/L，Xr——回流污泥浓度，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。⑩剩余污泥量：

Qw6442400.25110921524.1kg/d0.751000

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：

1524.1152.41m3/d

3.1.5.3 氧化沟计算草草图如下：

备用曝气机栏杆可暂不安装图3 氧化沟设计草图（1）

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4 氧化沟设计草图（2）

3.1.6 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[11]。3.1.6.1设计参数

设计进水量：Q=11092 m3/d=463.2 m3/h

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 一般范围为120 =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)3.1.6.2．设计计算 ① 沉淀池面积: 按表面负荷算： AQ463.2463.2m2 qb1② 沉淀池直径：D4A4463.224.2m16m3.14

QT=qbT=1.02.5=2.5m<4m A③ 沉淀部分有效水深为

h2 =④ 沉淀部分有效容积

3.1424.322.5=1150m3 h2=

V=

44D2⑤ 沉淀池底坡落差，设池底坡度

i=0.05

D24.3

则：

h4=i20.0520.5075m

22⑥ 沉淀池周边水深

其中缓冲层高度取h3=0.5 m

刮泥板高度取h5=0.5 m

H0=h2+h3+h5=2.5+0.5+0.5=3.5mm ⑦ 沉淀池总高度 H 设沉淀池超高h1=0.3m

H=H0+h4+h1=3.5+0.51+0.3=4.31m 3.1.6.3 校核堰负荷：

径深比

D24.38.1h1h32.50.5

D24.36.94hhh2.50.50.5

123

堰负荷

Q11092145m3/(d.m)1.67L/(s.m)2L/(s.m)D3.1424.3

以上各项均符合要求

3.1.6.4 辐流式二沉池计算草图如下：

出水进水图5 辐流式沉淀池排泥出水进水图6 辐流式沉淀池计算草图3.1.7 接触消毒池与加氯间

采用隔板式接触反应池[10]

3.1.7.1．设计参数

设计流量：Q′=11092 m3/d =129 L/s（设一座）水力停留时间：T=0.5h=30min 设计投氯量为：max＝4.0mg/L

平均水深：h=2.0m

隔板间隔：b=3.5m 3.1.7.2．设计计算 ①

接触池容积：

V=Q′T=0.1293060=232m3

V232116m2

表面积A=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A11611m B10.5

长宽比L113.14 b3.5

实际消毒池容积为V′=BLh=11112=242m3

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max=4.0mg/L,每日投氯量为

ω＝maxQ=41109210-3=44.3kg/d=1.85kg/h

选用贮氯量为120kg的液氯钢瓶，每日加氯量为3/8瓶,共贮用10瓶，每日加氯机一台，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）。混合搅拌机动率N0为

N0QTG2102

式中：QT——混合池容积，m3；

——水力粘度，20℃时， =1.06×10-4Kg·s/m2；

G——搅拌速度梯度，对于机械混合G=500s-1。

1.060.1293050020.068KW

N035102

实际选用JBK-2200框式调速搅拌机，搅拌器直径φ2200，高度H=2000mm，电动机功率为4.0KW。

接触消毒池设计为纵向折流反应池。在第一格，每隔3.8m设纵向垂直折流板，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7 接触消毒池工艺计算图

3.2污泥处理系统 3.2.1污泥回流泵房 3.2.1.1.设计说明

二沉池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒阀井中，然后由管道输送至回流泵房，其他污泥由刮泥板刮入污泥井中，再由排泥管排入剩余污泥泵房集泥井中。

设计回流污泥量为QR=RQ,污泥回流比R=50％－100％。按最大考虑，即QR=100%Q=129 L/s＝11145.6m3/d 回流污泥泵设计选型 3.2.1.2 扬程：

二沉池水面相对地面标高为0.6m,套筒阀井泥面相对标高为0.2m，回流污泥泵房泥面相对标高为－0.2-0.2＝-0.4m，氧化沟水面相对标高为1.5m，则污泥回流泵所需提升高度为：1.5-（-0.4）＝1.9m 3.2.1.3 流量：

两座氧化沟设一座回流污泥泵房，泵房回流污泥量为11145.6 m3/d＝464.4 m3/h 3.2.1.4 选泵：

选用LXB-900螺旋泵2台（1用1备），单台提升能力为480 m3/h，提升高度为2.0m－2.5m,电动机转速n=48r/min,功率N=5.5kW.[11]

回流污泥泵房占地面积为9m×5.5m 3.2.2 剩余污泥泵房 3.2.2.1 设计说明

二沉池产生的剩余活性污泥及其它处理构筑物排出污泥由地下管道自流入集泥井，剩余污泥泵（地下式）将其提升至污泥浓缩池中。

处理厂设一座剩余污泥泵房（两座二沉池共用）

污水处理系统每日排出污泥干重为2×1524.1kg/d,即为按含水率为99％计的污泥流量2Qw＝2×152.4 m3/d＝304.8 m3/d＝12.7 m3/h 3.2.2.2.设计选型 ① 污泥泵扬程: 辐流式浓缩池最高泥位（相对地面为）-0.4m，剩余污泥泵房最低泥位为-4.53m,则污泥泵静扬程为H0=4.53-0.4＝4.13m，污泥输送管道压力损失为4.0m，自由水头为1.0m，则污泥泵所需扬程为H=H0+4+1=9.13m。

② 污泥泵选型:

选两台，1用1备，单泵流量Q>H=14-12m, N=3kW ③ 剩余污泥泵房:

2Qw＝6.35 m3/h。选用1PN污泥泵Q= 7.2－16 m3/h, 21

占地面积L×B=4m×3m，集泥井占地面积3.0mH3.0m

23.2.3 污泥浓缩池

采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。

3.2.3.1设计参数

进泥浓度：10g/L

污泥含水率P1＝99.0％，每座污泥总流量: Qw＝1524.1kg/d=152.4 m3/d=6.35 m3/h

设计浓缩后含水率P2 =96.0％

污泥固体负荷：qs =45kgSS/(m2.d)

污泥浓缩时间：T=13h

贮泥时间：t=4h 3.2.3.2 设计计算 ① 浓缩池池体计算： 每座浓缩池所需表面积

AQw1524.133.86m2 qs45

 浓缩池直径

D

u4A433.866.5m3.14

水力负荷

Qw152.45.05m3/(m2.d)0.21m3/(m2.h)2A3.1

 有效水深h1=uT=0.2113=2.73m

取h1=2.8m 浓缩池有效容积V1=A h1=33.862.8=94.8m3 ② 排泥量与存泥容积: 浓缩后排出含水率P2＝96.0％的污泥,则

Qw′=

100P100991Qw152.4138.1m3/d1.54m3/h

100P210096

按4h贮泥时间计泥量，则贮泥区所需容积

V2＝4Qw′＝41.54＝6.16 m3

泥斗容积

V3h43

(r1r1r2r2)22

=

式中： 3.141.21.121.10.60.622.8m3 3h4——泥斗的垂直高度，取1.2m

r1——泥斗的上口半径，取1.1m

r2——泥斗的下口半径，取0.6m

设池底坡度为0.08，池底坡降为：

h5=0.08D2r10.086.521.10.172m

故池底可贮泥容积：

V4h53

(R1R1r1r1)22

=

3.140.172(3.2523.251.11.12)2.28m3 3

式中：

R1——浓缩池半径, m；

r1——泥斗的上口半径，m。

因此，总贮泥容积为

VwV3V42.82.855.68m3V26.16m3

（满足要求）③ 浓缩池总高度：

浓缩池的超高h2取0.30m，缓冲层高度h3取0.30m，则浓缩池的总高度H为

Hh1h2h3h4h5

=2.8+0.30+0.30+1.2+0.17=4.77m ④ 浓缩池排水量：

Q=Qw-Qw’ =6.35-1.54=4.81m3/h ⑤ 浓缩池计算草图：

上清液出泥进泥图7 浓缩池计算草图

3.2.4 贮泥池及污泥泵 3.2.4.1设计参数

进泥量：经浓缩排出含水率P2＝96%的污泥2Q w′=238.1=76.2m3/d，设贮泥池1座，贮泥时间T＝0.5d=12h 3.2.4.2 设计计算

池容为

V=2Qw′T=76.20.5=38.1 m3

贮泥池尺寸（将贮泥池设计为正方形）

LBH=3.63.63.6m

有效容积V=46.66m3

浓缩污泥输送至泵房

剩余污泥经浓缩处理后用泵输送至处理厂南面的苗圃作肥料之用

污泥提升泵

泥量Q=76.2m3/d=3.17 m3/h

扬程H=2.3-(-1.5)+4+1=7.8m

选用1PN污泥泵两台[11]，一用一备，单台流量Q=7.2～16 m3/h,扬程H=14～12mH2O,功率N=3kW

泵房平面尺寸L×B=4m×3m 4 厂区平面及高程设计 4.1厂区平面布置

4.1.1各处理单元构筑物的平面布置：

处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在对它们进行平面布置时，应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件，确定它们在厂区内的平面布置应考虑[13]：

① 贯通，连接各处理构筑物之间管道应直通，应避免迂回曲折，造成管理不便。② 土方量做到基本平衡，避免劣质土壤地段

④ 在各处理构筑物之间应保持一定产间距，以满足放工要求，一般间距要求5～10m，如有特殊要求构筑物其间距按有关规定执行。

④ 各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑，在减少占地面积。4.1.2平面布置

本着尽量节约用地，并考虑发展预留用地的原则，进行厂区的总平面布置，本期工程总占地面积约4.5亩，包括污水处理构筑物、建筑物、附属构筑物、道路绿化，按功能分为污水预处理区、污水主处理区、污泥处理区、生活管理区、预留的回用水处理区。

4.1.3管线布置

厂区内还应有给水管，生活水管，雨水管，消化气管管线。辅助建筑物：

污水处理厂的辅助建筑物有泵房，鼓风机房，办公室，集中控制室，水质分析化验室，变电所，存储间，其建筑面积按具体情况而定，辅助建筑物之间往返距离应短而方便，安全，变电所应设于耗电量大的构筑物附近，化验室应机器间和污泥干化场，以保证良好的工作条件，化验室应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物夏季主风向所在的上风中处。

在污水厂内主干道应尽量成环，方便运输。主干宽6～9m次干道宽3～4m，人行道宽1.5m～2.0m曲率半径9m，有30%以上的绿化。

4.2高程设计 4.2.1高程布置原则

①保证处理水在常年绝大多数时间里能自流排放水体，同时考虑污水厂扩建时的预留储备水头。

②应考虑某一构筑物发生故障，其余构筑物须担负全部流量的情况，还应考虑管路的迂回，阻力增大的可能。因此，必须留有充分的余地。

③处理构筑物避免跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。④在仔细计算预留余量的前提下，全部水头损失及原污水提升泵站的全扬程都应力求缩小。

⑤应考虑土方平衡，并考虑有利排水。4.2.2 高程布置时的注意事项

在对污水处理厂污水处理流程的高程布置时，应考虑下列事项。

①选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并应适当 留有余地，以保证在任何情况下处理系统能够正常运行。

②污水尽量经一次提升就应能靠重力通过处理构筑物，而中间不应再经加压提升。③计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为处理构筑物和管（渠）的设计流量。

④污水处理后应能自流排入下水道或者水体。4.2.3污水污泥处理系统高程布置 ①厂区设计地面标高

暂定厂区自然地平标高为地面标高，可根据厂区现场实际情况对土方适当平衡。②工艺流程竖向设计

处理厂进水管道管底标高暂定为-2.500m，以此为依据，进行污水处理流程的竖向设计。4.2.4高程确定

计算污水厂处关渠堰的设计水面标高

根据式设计资料，关渠堰自本镇西南方向流向东北方向，关渠堰底标高为-3.75m，河床水位控制在0.5－1.0m。

而污水厂厂址处的地坪标高基本上在2.25m左右（2.10－2.40），大于关渠堰最高水位1.0m（相对污水厂地面标高为-1.25）。污水经提升泵后自流排出，由于不设污水厂终点泵站，从而布置高程时，确保接触池的水面标高大于0.8m【即关渠堰最高水位(－1.25+0.154+0.3）＝-0.796≈0.8m】,同时考虑挖土埋深。

各处理构筑物的高程确定

设计氧化沟处的地坪标高为2.25m（并作为相对标高±0.00），按结构稳定的原则确定池底埋深-2.0m，再计算出设计水面标高为3.5-2.0＝1.5m，然后根据各处理构筑物的之间的水头损失，推求其它构筑物的设计水面标高。经过计算各污水处理构筑物的设计水面标高见下表。再根据各处理构筑物的水面标高、结构稳定的原理推求各构筑物地面标高及池底标高。具体结果见污水、污泥处理流程图。

表3 各污水处理构筑物的设计水面标高及池底标高

构筑物名称 进水管 中格栅 泵房吸水井 接触池 水面标高(m)-0.19-0.39-1.00-0.67

池底标高(m)

-0.79-1.30-2.97

构筑物名称 沉砂池 厌氧池 氧化沟 二沉池

水面标高(m)

3.00 2.00 1.5 0.60

池底标高(m)

2.10-2.00-2.00-4.53

4.3厂区给排水设计 4.3.1给水设计

厂址在规划区内，自来水直接接入厂区内供全厂的消防、生活和部分生产用水。消防、生产、生活水管道共用，管道在厂区内布置成环状。

4.3.2厂区排水设计

厂区排水按雨污分流设计[2]。生产、生活污水经厂区污水管道收集后排入粗格栅前的进水井，与原污水一并处理。厂区雨水经雨水管道，汇集排至厂外河道。技术经济分析 5.1 工程投资估算 5.1.1 土建工程造价 土建工程造价见表4。

表4 土建部分投资估算

序

号 1 2 3 4 5 5 6 7 8 9 10 11 12 13 工

程

名

称 格栅井 提升泵房平流沉砂池 厌氧池 氧化沟沟体 二沉池 集泥井 污泥回流泵房 污泥泵房 污泥浓缩池 加氯间 变配电间 中心控制室 土建工程造价合计

数量 1座 1座 1座 1座 2座 1座 1间 1间 1间 1间 1间 1间 64.00 m3

单 价/万元 10000元/座 600元/ m3 400元/ m3 500元/ m3 400元/ m3 400元/ m3 5000元/间 10000元/间 10000元/间 5000元/间 3000元/间 64500元/间 400元/ m3

一期价/万元 1.0 2.42 4.8 4.25 960 4.06 0.5 1.0 1.0 0.5 0.3 4.45 3.56 987.84 5.1.2 设备工程造价 主要设备投资估算见表5。

表5 主要设备投资估算

序2 名

称 格

栅 提升泵 规格、型号 中格栅、不锈钢 150QW-180-6-5.5

单 位 座 台 数 量 1 4

价格/万元

3.5 3.0 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 污泥泵 回流污泥泵 污泥输送机 脱水机 刮泥机 自动化控制系统 电控部分 管道及附件 工程管道、阀门 曝气转盘 变压器 电缆 自动加药装置 配电箱 其他配件 LXB-900 3 台 LXB1400 1 台

套台

2GC型支座式中心驱1 台

动套套套套

D=1000mm,L=900mm 24个 每池3用备 QZB自藕变压器 台

840 米

国产TP2660 1套

GGD 2 套

3.3

0.6 1.5 1.4 2.2 23 8 5 4 2.4 0.8 12 2 0.2 85.2 由于一些设备以及设备附件资料不全并且所需数量有所波动，还包括一部分不可遇见费用无法确定，所以无法给出明确细节，根据经验参数并参见同水量同工艺污水厂基本设备费，故在此设备总投资粗略估计在450万元左右[14]。

5.1.3 其他投资及工程总价估算 其他投资及工程造价估算见表6。

表6 其他投资及工程总价估算

序号 1 2 3 4 5 6 7 8

名称 土建工程造价 设备工程造价

小记 设计费 运输管理费 安装调试费 税金

总

计

取费标准

（1）+（2）（3）×5%（2）×3%（2）×8%（3+4+5+6）×6%

价格（万元）

987.14 450 1537.14 71.85 41.11 44 84 1581.37 5.2运行成本概算（单座污水处理站）5.2.1基础资料 电费：0.80元/（kw.h）ClO2生产成本费：3元/kg 人工费：900元/月 5.2.2运行成本概算 成本估算见表7。

表7成本估算表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 费用名单 电费 药剂费 工资福利费 固定资产折旧 大修费 检修维护费 管理和其他费用 年经营成本 年总成本 单位水成本 单位水经营成本

单位 万元/年 万元/年 万元/年 万元/年 万元/年 万元/年 万元/年 万元/年 万元/年 元/t 元/t

计算公式 E1=519×0.5/1.42 E2=8.0t×30000元/t×10-4 E3=12000元/（人·年）×38人×10-4

E4=1781×4.8% E5=1781×1.7% E6=1781×1.0%

E7=（E1+E2+„„+E6）×10% Ec=E1+E2+E3+E5+E6+E7

Yc= Ec+E4 T1=Yc/365Q T2=Ec/365Q

费用价格 182.7 24.0 45.6 84.48 30.2 17.81 43.08 347.74 391.74 0.53 0.34 由于氧化沟工艺的特点，本次设计没有设计初沉池，但是在不增加构筑物及设备的情况下，氧化沟内不仅可完成碳源的氧化，还可实现硝化和脱硝，由于氧化沟活性污泥已经好氧稳定，可直接浓缩脱水，不必厌氧消化。

本次设计工艺流程简单、构筑物少，运行管理方便。而且处理效果稳定，出水水质好。基建投资省总投资控制在2000万以内，运行费用低，单位水成本为0.53元/m3。

6.环境保护和安全生产 6.1 环境保护

环境保护不仅要提供合理利用、保护自然资源的一整套技术途径和技术措施，而且还要研究开发废物资源化技术、改革生产工艺、发展无废或少废的闭路生产系统，其主要任务为：

①保护自然资源和能源，消除资源的浪费，控制和减少污染。

②研究防治环境污染的机理和有效途径，保护和改善环境，保护人们自身健康。③综合利用废水、废物、废渣，促进工农业生产的发展。

水污染控制的主要任务是从技术和工程上解决预防和控制污染的问题，还要提供保护水环境质量、合理利用水资源的方法。以及满足不同用途和要求的用水工艺技术和工程措施。

6.1.1 气味控制

污水处理厂处理过程中产生对环境的影响主要在气味和噪声这两方面。采取的主要措施是隔离。

处理厂会产生各种气味，特别是原生污水，栅渣及污泥气味更为严重，其中硫化氢气味尤为敏感。本工程在污泥泵房，污泥脱水机房等室内部分，考虑采用机械通风的方式，减少气味危害，在露天的水池及采用自然通风清除气味，在总平面布置图中，充分考虑把易产生恶臭的处理机构布置在下风向，远离生活区，厂区空地充分绿化，并栽种对污染气体有吸收作用的植物。

6.1.2 厂区废水、废渣处置

①污水处理厂厂内的排水体制采用量污分流制。厂内的生活污水经厂区管道收集，输送到污水处理系统中间和原污水一起处理，达标排放。

②厂内格栅、沉砂池和脱水机房均有固体废物产生，对此，在运行管理中要按要求在指定的场所堆放，外运时要用半封闭式子卸专用车辆，运送到指定区域外置，栅渣、沉渣应榨干后打包，污泥脱水后的泥饼含水率应小于80％。

6.1.3 防止事故性排放[15]

①采用二类负荷的供电等级，双回路供电，以防止污水处理厂因停电而造 成处理厂丧失处理能力。

②构筑物应考虑维修清理，设备应要有备份。

③加强处理设施的维护管理，确保设备正常运转，减少事故性排放的机率。6.2 安全生产 6.2.1 劳动保护

按照《中华人民共和国劳动法》的要求，对操作人员安全卫生设施必须符合国家的规定标准。

①在污水处理厂运转之前，须对操作人员，管理人员进行安全教育，制定必要的安全操作规程和管理制度，操作人员必须持证上岗。

②各处理构筑物走道和临空天桥的位置均要设置保护栏杆，且采用不锈钢制作，其走道宽度和栏杆高度及它们的强度均要符合国家劳动保护规定。

③在生产有毒气体的工段，要设置硫化氢测定仪器，报警仪和通风系统，并配有防毒面具。

④对于结构密封，通风条件差的场所，采用机械通风。

⑤厂区各构筑物边应配置救生衣、救生圈、安全带、安全帽等劳动防护品。6）厂区管道，闸阀均须考虑阀门井，或采用操作杆至地面，以便操作。⑦易燃、易爆及有毒物品，须设专用仓库、专人保管。满足劳动保护规定。⑧所有电气设备的安装、防护，均须满足电器的有关安全规定，必须有接地措施和安全操作距离。

⑨机械设备的危险部分，如传送带、明齿轮、砂轮等必须安装防护装置。6.2.2 消防 6.2.2.1 防火等级

①变电站根据国家规定，丙类防火标准。②其他厂区建筑设计均按国家建筑防火规范规定。6.2.2.2 防水措施

①厂区设置消防系统，有消防水泵和室外消火组成，采用高压给水系统，②主要建筑物每层室内消火栓及消防通道，仪表控制室设有自动喷水灭火装置。③变电所、污泥泵房内设置干粉灭火器。中控室、档案室、自料室、打字间等要配置KYZ 型灭火器。

6.3结论和建议 6.3.1 结论

为改善该城镇及下游地区的环境质量，保障人民身体健康，建立污水处理厂是完全必要的，也是十分迫切的；

根据总体规划和水量调查分析，将兴建12000 m3/d的污水处理厂（不含厂外截流管道）； 经技术经济比较，采用卡式氧化沟工艺，具有运行稳定、投资省、管理方便等优点，故推荐采用；

根据综合分析，单座污水处理站的主要技术经济指标如下： ①单座工程总投资：1600万元 ②单位投资：1333元/ m3

③单位运行费：0.53元/m3 ④占地面积：14.5亩 6.3.2建议

为保证拟建的污水处理厂能正常运转，达到预期的处理程度，建议有关部门对工业废水的排放加强监测和控制，严格执行国家颁布的《污水综合排放标准》（GB8978-1996）和《污水排放城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）。

参考文献

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