1、城市污水厂实习培训教程232第九章 城市污水处理厂工艺流程实例第一节 北京高碑店污水处理厂二期工程设计（传统活性污泥工艺）一、工程概况北京市高碑店污水处理厂设计规模为近期 100104m3/d，远期 250104m3/d。近期100104m3/d 分两期建设，一期工程 50104m3/d 于 1993 年 12 月竣工投产，二期工程50104m3/d 于 1999 年 9 月通水运行。一、二期工程是一个整体，二期工程是一期工程的延续，在总平面布置、处理工艺、主要设计参数和构筑物形式等方面都是相同的，具有协调一致性。但是，由于外部设计条件的变化和总结一期工程实施与运行经验，在某些关键部位做了必要
2、的调整和改进，使二期工程在一期工程的基础上有了较大的完善与提高。二、设计原则1.进水水质BOD5=200mg/L；SS=250mg/L ；TN=40mg/L ；NH 3-N=30mg/L；pH=69。2.处理程度由于处理后出水排放至通惠河和通惠灌渠，根据污水综合排放标准（GB 8978-1996） ，应执行二级标准。同时考虑到处理水将作为工业冷却水使用，故增加 NH3-N 指标，则处理后出水水质为：BOD 520mg/L ；SS30mg/L；NH 3-N3mg/L。3.处理水回用（1）厂内回用水 建设一座 1104m3/d 规模的中水处理设施，作为厂内设备清洗、冲洗车辆、绿化和清扫杂用水。（2
3、）工业冷却水 二期工程可提高 20104m3/d 作为工业冷却水使用。（3）河湖景观用水 处理后出水补给河道及公园河湖，美化城市环境。（4）农业灌溉用水 处理厂出水用于农业灌溉。4.安全溢流因流域内管网系统和处理厂建设规模尚不完全配套，同时考虑到工业废水事故排放对污水处理厂的威胁，保留并改造 191 号井及溢流道以便在紧急情况下，将污水溢流入通惠河，保护污水处理厂的正常运行。三、工艺设计特点与主要改进内容1.污水处理工艺城市污水厂实习培训教程233污水处理工艺采用传统活性污泥法二级处理工艺，分为两个系列，每个系列为25104m3/d。其中一个系列采用前置缺氧段活性污泥法工艺，即在推流式曝气池前
4、设置缺氧段（占生物处理池总容积的 1/12） ，其目的是改善污泥性质，防止污泥膨胀。另一个系列采用缺氧好氧脱氮活性污泥法工艺，即在曝气池进口段设置 1/6 池长作为脱氮池，后续1/6 池长作为可变段，并采用内回流泵进行曝气池混合液内循环，内回流比为 200%。本系列出水自成系统，NH 3-N3mg/L，可直接作为工业冷却水使用。污水处理工艺流程如图 9-1 所示。2.污泥处理工艺污泥处理工艺采用重力浓缩、中温两级消化后机械脱水工艺。消化过程产生的沼气用于发电。二期工程消化池由原沼气搅拌改为机械搅拌。一级消化池搅拌以生熟污泥混合为主，二级消化池搅拌以破浮渣为主；污泥加热由原蒸汽间歇直接加热改为热
5、交换器连续加热；消化池上清液用泵回送作为污泥管反冲洗用水，以防污泥管堵塞；沼气发电机改为低压进气方式，取消沼气压缩机层和球形中压储气罐。改进后的二期污泥消化工程更加完善，操作简单，管理方便，安全可靠。污泥处理工艺流程如图 9-2 所示。四、主要处理构筑物设计1.进水泵房设计规模为 100104m3/d，设置 6 台立式污水混流泵，一期安装 4 台，二期再安装 2台。水泵性能如下。水泵流量 3m 3/s 水泵输出功率 600kW水泵效率 80% 水泵转速 492r/min水泵扬程 15m进水闸井原污水 进水泵房 出水井图 9-1 污水处理工艺流程计量槽曝气沉砂池格栅间曝气池二沉池接触池 初沉池出
6、水初沉池剩余污泥 消化池 脱水机房图 9-2 污水处理工艺流程污泥堆置棚沼气柜沼气发电 与城市电网并网污泥浓缩池 泥饼外运城市污水厂实习培训教程2342.曝气沉砂池形式为矩形平流式，池长 L=21m，池宽 B=6m，有效水深 H=4.25m，共 4 池，每 2 池为 1 组。主要设计参数如下。设计流量 Q 600000m3/d 最大流量时的停留时间 t 3.36min（变化系数 k=1.2） 产砂量 q2 50m3/(池d)单位供气量 q1 0.15m3 气/m 3 污水 最大流量时的水平流速 V 0.09m/s排砂方式为砂泵吸砂，连续排砂。主要设备：移动桥式除砂机 2 台（附带吸砂泵 4 台
7、） ；砂水分离器 2 套；起重设备5t（手动）1 台，5t（电动）1 台。空气来源：自配小型鼓风机，并保留由曝气池鼓风机房供气的可能性。小型鼓风机房设置国产离心鼓风机 3 台（2 用 1 备） ，风机性能：风量 Q=40m3/min；风压 P=5mH2O；功率 N=55kW。3.初次沉淀池形式为矩形平流式主要设计参数如下。设计流量 Q 600000m3/d(变化系数 k=1.2) 单池尺寸 表面负荷 q 0.992m3/(m2h) 池长 L 75m水平流速 V 8.3mm/s 有效水深 H 2.5mBOD5 去除率 20% 池宽 B 14m停留时间 t 2.52h 池数 n 12 池SS 去除
8、率 50%排泥方式：采用桥式刮泥机，定容式螺杆式污泥泵排泥。4.曝气池形式为矩形三廊道共两个系列。一个系列设置 1/12 池容的前置缺氧段，另一系列为A/O 脱氮工艺，增加混合液内回流设施，最大内回流比为 200%。主要设计参数如下。最大设计流量 Qmax 550000m3/d (k=1.1)污泥回流比 50%100%设计流量 Q 500000m3/d污泥负荷 0.16kgBOD5/ (kgMLSSd)停留时间 t 9.26h（其中缺氧段 t1=1.54h，好氧段t2=7.72h）溶解氧浓度 缺氧段0.5mg/L，好氧段2mg/L混合液污泥浓度 MLSS 20003000mg/L(设计取平均值
9、 MLSS=2500mg/L)总污泥龄 810污泥产率 0.70.75kgSS/kgBOD 5混合液回流比 200%单池尺寸池长 L 96.2m城市污水厂实习培训教程235有效水深 H 6m池宽 B 9.28m3(三廊道)池数 n 12 池曝气方式：鼓风曝气，曝气头采用进口膜片橡胶微孔曝气头，按渐减曝气方式布置。5.鼓风机房风机形式：单级风冷离心式，主要设计参数如下。最大设计风量 Q 3600m3/min 进口压力 P1 1.013bar(1bar=105Pa)风机台数 n 8 台(6 用 2 备) 风量调节范围 45%100%风机性能 出口压力 P2 1.763bar风量 Q 270600m
10、 3/min 功率 N 900kW转速 n 1000r/min6.二次沉淀池形式为辐流式中心进水周边出水沉淀池。主要设计参数如下。设计流量 Q 500000m3/d 表面负荷 q 0.88m3/(m2h)停留时间 t 4.48h 回流污泥量 50%100%采用桥式刮吸结合虹吸式静压排泥，连续运行。单池尺寸 有效水深 H 4m直径 D 50m 池数 m 12 座总高 H0 5.1m 超高 h1 0.3m7.回流污泥泵房回流污泥泵形式：螺旋桨式潜水污泥泵，主要设计参数如下。污泥回流比 50%100% 最大设计流量 500000m 3/d数量 2 座设备：采用进口螺旋桨式潜水污泥泵 8 台，安装 6
11、 台，库存 2 台。8.剩余污泥泵房剩余污泥泵形式：螺旋桨式潜水污泥泵，主要设计参数如下。剩余污泥量 Q 13000m3/d 污泥含水率 P 99.5%数量 2 座设备：采用进口螺旋桨式潜水污泥泵 6 台（4 用 2 备） 。9.污泥浓缩池形式为圆形重力浓缩池，主要设计参数如下。混合污泥质量 W1（干重）=151.25t/d (含初期雨水)W2（干重）=132.5t/d (不含初期雨水)V1（97%含水率） =4416.7m3/dV2（94%含水率） =2208.3m3/d固体表面负荷 G=70kg/(d)水力停留时间 T=51h城市污水厂实习培训教程236排泥方式：机械排泥。单池尺寸：直径
12、D 20m 超高 h 0.5m上清液层高 H3 2m 泥层高 H2 3m池深 H1 5.5m 数量 m 6 座10.污泥消化池形式为二级中温厌氧消化。主要设计参数如下。进泥体积 V1(94%含水率) 2208.3m3/d 加热方式 热交换器（热水）连续加热沼气产量 搅拌方式 机械连续搅拌q1(一级消化池) 10m3 气/m 3（泥） 排泥方式 溢流排泥q2(二级消化池) 2m3 气/m 3（泥） 单池尺寸 出泥体积 V1(95%含水率) 1852.4m3/d 直径 D 20m停留时间 T1（一级消化） 21.3d 池数 一级消化池 6 座T2（二级消化） 6.8d 二级消化池 2 座污泥总消化
13、时间 28.1d 总高 H1 28.8m污泥总投配率 3.6% 有效泥深 H2 25m11污泥脱水机房形式为带式压滤机，主要设计参数如下。进泥体积 V（95%含水率） 1852.4m3/d 泥饼量 V0 370.5m3/d泥饼含水率 P 75% 工作时间 t 16h/d（二班制）进泥干重 G（干重） 92.62t/d主要设备：进口带式压滤机（带宽 2.6m）5 台。12湿式储气柜形式为浮动顶盖式，主要设计参数如下。总沼气量 Q 26500m3/d 储存时间 T 5.4h每柜容积 3000 m3 柜数 2 座13脱硫装置形式为湿式脱硫，主要设计参数如下。设计流量 Q 26500m3/d 单塔尺寸
14、进脱硫塔 H2S 浓度 0.110g/ m 3，设计 直径 D 0.6m取 0.5g/ m3 塔数 2 座（1 用 1 备）设计压力 P 500mmH2O 塔高 H 6.2m设计温度 T 2514沼气发电机房形式为单燃料低压进气式沼气发电机，主要设计参数如下。沼气量 Q 26500m3/d 发电机进气压力 P 5001000mmH 2O，发电效率 38% （1 城市污水厂实习培训教程237mmH2O=9.8Pa）发电量 W 1956kW 发电机冷却方式 水冷热回收率 r 50.1% 发电机台数 3 台（每台发电量652kW）五、土建设计1主要构筑物设计构筑物采用钢筋混凝土结构，除二沉池采用预制
15、壁板、装配式结构和污泥消化池采用无黏结预应力工艺外，均为现浇钢筋混凝土。2附属建筑物设计建筑物主面和外装修均与一期工程相协调，结构形式采用排架式或砖混结构。六、采暖通风设计1采暖采暖热煤为 9570热水，由锅炉房供给。全厂总热负荷量为 40 万大卡（1 大卡=4.18kJ） 。采暖系统为上行下给式或下行下给式。2空调控制室采用分体柜式空调机，温度控制在 2428。3通风变压器室、高低压变配电室采用轴流通风机，通风量按 6 次/h 计算。砂水分离间、鼓风机房、管廊、脱水机房、沼气发电机房，采用屋顶风机。七、机械设计1设备标准该工程主要设备是瑞典政府贷款的进口设备。设计和制造标准为 ISO9000
16、，DIN 或供货国的相关标准。国内设备大部分为闸阀类，闸门标准为我国建设部 CJ/T3006-92供水排水用铸铁闸门以及机械部相关标准。2材质进口非标设备材质为水上部件采用铝合金或不锈钢，水下部件采用不锈钢制造。八、电气设计1电源二路 10kV 电源，变压器总容量 11650kVA，10kV 主接线为单母线分段，两台变压器同时工作，当一路发生故障时，另一路可负担全部负荷的 80%。沼气发电机 3 台 652kW 的发电量并入城市电网。城市污水厂实习培训教程2382变电所及变电室总变电所：10kV 供配电，6kV 变电（变压器容量 24000 kVA） ，380V 变配电，（变压器容量 2800
17、 kVA） 。污水区变电室：6kV 供配电， 380V 变配电（变压器容量 2500 kVA） 。污泥区控制室：380V 变配电（变压器容量 2500 kVA） 。此外，还设有厂区照明、建筑物防雷、电话、广播系统、火灾报警及可燃气体报警系统等。九、仪表自控设计1仪表设计监测仪表总计 489 块，主要功能除分析仪表外，均为液位、流量、温度、压力、界面、速度、电流和电压等仪表。主要分析仪表有溶解氧分析仪，侵入式污泥浓度计，污泥界面计，管道式超声波流量计、明渠式超声波流量计，电磁流量计，pH 计及余氯计，大部分为进口仪表。户外进口仪表，防护等级IP65，使用环境温度为-2841。2自控设计功能为集中
18、监视，分散控制。由上位机工作站、下位机工作站、可编程序控制器（PLC）组成。全场控制器输入/输出（I/O）数量为 3406 点。系统控制主要有以下内容。初沉池排泥系统的定时、条件控制；回流污泥量设定值控制；剩余污泥量条件控制；污泥浓缩、消化系统的批量、定时、条件控制；曝气池溶解氧鼓风机风量调节系统闭环控制；四系列曝气池内回流污泥泵调速控制等。厂外监测站主要监测流量、酸度、温度等。工业电视（1TV）监视系统 6 套。工艺流程模拟屏与一期共用，即一期预留二期屏面。十、劳动定员与工程数量1劳动定员全厂劳动定员（1000000m 3/d）543 人2工程数量土石方量 470000m3 水 60000t
19、建筑面积 15000m2 道路 40000 m2混凝土量 170000m3 钢材 17000t地下管线 45km十一、主要经济指标城市污水厂实习培训教程239工程总投资 89918.9 万元（不含厂外配套工程 1735.3 万元）单位水量耗电量 0.15kWh/m3 污水单位水量运行成本 0.258 元/m 3 污水单位水量投资指标 1798.4 元/m 3 污水第二节 山东莱阳市污水处理工程（一体化氧化沟工艺）一、工程概况莱阳市地处胶东半岛中部，蓝烟铁路中段，位于东经 12031 12059 12，北纬3634 10379 52。东临海阳市，西接莱西市，北界栖霞、招远两市，南邻即墨市，东南隅
20、濒黄海丁字弯。莱阳地形为低山丘陵区，山丘起伏和缓，沟壑纵横交错，因受胶东脊背地形影响，地势由北向南倾斜。北部、东部、中部、东南部、西南部均有互不连接的低山丘陵群，属低山丘陵地貌类型。莱阳市污水厂建成运行前，蚬河和城区内的自然排水沟是市区的主要排水河道。2002年污水排放量约为 4104m3/d，其中 30%的污水量排入蚬河，70%的污水量排入自然排水沟，由自然排水沟在城区的下游汇入蚬河，城市污水经蚬河、五龙河最终排入黄海。污水厂建成前城市污水不经处理就直接排放，严重影响了下游河道人民的饮用水水质和黄海入海口的渔业生产。莱阳市污水处理厂是莱阳市第一座污水处理厂，由山东省城建设计院设计和施工，工程
21、设计总规模为 80000 m3/d，一次设计，分两期实施，一期建设规模 40000 m3/d（其中预处理及污泥处理土建按总规模建设）已于 2002 年建设完成并投入运行，二期工程将于2008 年开工建设，莱阳市污水处理厂的建成运行，对保护环境，改善水质，保证人民的身体健康和渔业生产发挥了重要作用。二、设计规模及进出水水质1设计规模2002 年污水量为 40000 m3/d，2010 年预测污水量为 73000 m3/d。根据莱阳市总体规划、排水系统情况、预测污水量和经济发展状况。确定莱阳市污水处理厂设计总规模为80000m3/d，一次设计，分两期实施，一期建设规模 40000 m3/d。2设计
22、进水水质SS 200mg/L CODcr 450mg/LTN 35mg/L TP 3mg/LBOD5 200mg/L3设计出水水质莱阳市污水厂处理后的出水排入蚬河，而蚬河为类功能水体，要求排入其内的出水城市污水厂实习培训教程240必须满足现行的污水综合排放标准 （GB8978-1996 ）中的二级标准，即处理后的出水水质应满足以下要求。CODcr 120mg/L NH3-N 15mg/LSS 30mg/L TP 1.0mg/LBOD5 30mg/L三、处理工艺方法的选择及特点1处理工艺的确定综合考虑该工程的建设规模、进水特性、处理要求、工程投资、运行费用和维护管理以及工程的资金筹备情况，经过技
23、术经济比较、分析，确定采用一体化氧化沟生物处理工艺。2工艺说明一体化氧化沟工艺的基本特点是将生物处理和固液分离合为一体，是一个集厌氧、缺氧、好氧为一体的生化处理技术，是传统氧化沟的改进技术。在该工艺中，固液分离是在氧化沟的侧沟固液分离器中进行的，它们是一体化氧化沟工艺的关键，同时具有固液分离和污泥回流两大功能，直接决定着出水水质。侧沟固液分离器具有与二沉池相同的功能，但沉淀机理与主要是重力作用的二沉池又有显著的不同。当混合液由主沟进入固液分离组件后，由于组件的特殊构造，水流方向发生很大变化，造成较强烈的紊动。这时混合液中的污泥颗粒正处于前期絮凝阶段，紊动对絮凝的影响不大。随着絮凝的不断进行，污
24、泥颗粒越来越大，污泥的絮凝过程到了后期絮凝阶段，紊动的不利影响也越来越大，与絮凝过程的要求相适应，这时混合液流过组件弯折，流速大大降低，并且流动开始趋于缓和。因此，在固液分离组件下部的很小底层，絮凝作用已基本完成。絮凝成形的污泥颗粒在不断上升的过程中，密度越来越大，流速越来越小，慢慢开始发生沉降污泥颗粒还会被池底不断涌入的混合液的上升水流冲击，当重力与向上的冲击力相等时，污泥保持动态的静止，于是形成了一个活性污泥悬浮层。悬浮层中的颗粒由于拦截进水中的杂质而不断增大，污泥颗粒沉速不断提高，从而可以提高水流上升流速和产水量。因此，不仅提高了分离器的表面负荷，还获得了较高质量的出水。3工艺特点 特殊
25、的水力学设计，使得反应器具有了很强的稀释、缓冲能力，因而特别适合于耐受流量和水质变化引起的冲击负荷，出水水质稳定。 厌氧段的回流液来自缺氧段，使厌氧段中硝态氮含量偏低，有助于厌氧段聚磷菌的释磷。城市污水厂实习培训教程241 利用不同菌群的生物特性，是生物系统在降解碳源有机物的同时能去除一定的氨氮。 缺氧段和好氧段之间实现了混合液的水力内回流，省掉了一套机械回流装置。 运行可靠、管理简便，易于实现自动化操作，也能在人工手动操作条件下正常运行，适合莱阳市目前的管理水平。 污泥泥龄长，污泥产量低。利用侧沟进行泥水分离，不设二次沉淀池。4工艺流程污水污泥处理工艺流程如图 9-3 所示。图 9-3 污水
26、污泥处理流程四、工程设计1总平面设计（1）厂址 根据莱阳市总体规划、污水工程规划及莱阳市实际情况，污水处理厂位于市区规划区南边，铎山路以南，清水路以东，蚬河西岸，靠近自然排水沟和蚬河交汇处的平坦开阔地带。（2）总平面布置 莱阳市污水处理厂总占地面积为 4.35k，按照各构筑物的功能和流程要求，结合厂区地形、气象和地质条件等因素，莱阳市污水处理厂总平面布置分为四大功能区：预处理区（含格栅、泵站、沉砂池） 、一体化氧化沟区、污泥处理区、生活管理区。2主要构筑物设计（1）粗格栅 功能：去除污水中较大漂浮杂物以保证污水提升泵的正常运行。采用机械格栅，正常情况下两条渠道同时运行，事故时一条运行。构筑物：地下钢筋混凝土平行渠道（两条） 。流量：设计总流量 Q=1.278m3/s（按总规模 80000 m3/d 计算） ，一期设计流量 Q=0.639 m3/s；二期设计流量 Q=0.639 m3/s。设计参数：栅条间隙 b 20mm 过栅水位差 H 150mm粗格栅 污水提升泵房 细格栅 钟式沉砂池 一体化氧化沟 出水井城市污水达标排放鼓风机房污泥池污泥压缩压滤一体化装置外运至垃圾填埋场泥饼
