第一篇：幾種國內城市污水處理廠消毒工藝的比較

幾種國內城市污水處理廠消毒工藝的比較

發布時間：2011-2-2 9:20:52 中國污水處理工程網

摘要: 針對國內城市污水處理廠出水消毒的現狀, 分別介紹了紫外線消毒、液氯消毒、臭氧消毒等污水消毒工藝的原理及設備組成和各自特點, 并對這幾種消毒工藝進行了綜合比較, 指出了每種工藝的適用范圍, 以指導相關人員合理選擇,提高污水消毒效率。關鍵詞: 城市污水, 消毒工藝, 原理, 特點

城市污水經二級處理后, 水質已經改善, 細菌含量也大幅度減少, 但細菌的絕對數量仍很可觀, 并存在有病原菌的可能, 必須在去除掉這些微生物以后, 廢水才可以安全地排入水體或循環再用。隨著居民對生活品質要求的不斷提高, 污水處理廠的二級處理出水對城市水體造成的影響引起了人們對健康和安全問題的更多關注。消毒是滅活這些致病生物體的基本方法之一, 因此污水處理廠的尾水消毒已經成為污水處理中的重要工序, 水處理專業人員也在不斷探索污水消毒的最佳方法。1 幾種消毒工藝方法

1.1 物理消毒方法——紫外線消毒 1.1.1 紫外線消毒原理

紫外線消毒是一種物理消毒方法, 紫外線消毒并不是殺死微生物, 而是去掉其繁殖能力進行滅活。紫外線消毒的原理主要是用紫外光摧毀微生物的遺傳物質核酸(DNA 或RNA), 使其不能分裂復制。除此之外, 紫外線還可引起微生物其他結構的破壞。紫外線是一種波長范圍為136 nm ~ 400 nm 的不可見光線。在該波段中260 nm 附近已被證實是殺菌效率最高的, 目前生產的紫外燈的最大功率輸出在253.7 nm 波長。該波長輸出在目前世界頂極紫外燈中已占到紫外能量的90%, 總能量的30%, 由于高強度、高效率的紫外C 波段的存在, 紫外技術已成為水消毒領域一個具有相當競爭力的技術。1.1.2 紫外線消毒器的結構形式

1)敞開式結構。在敞開式UV消毒器中被消毒的水在重力作用下流經UV 消毒器并殺滅水中的微生物。

2)封閉式結構。封閉式UV 消毒器屬承壓型, 用金屬筒體和帶石英套管的紫外線燈把被消毒的水封閉起來。1.2 化學消毒方法 1.2.1 液氯消毒

1)液氯消毒原理。向水中加入液氯或者次氯酸鹽(如Na C lO)溶液消毒時, 在水中發生如下反應：

HOC,l OC l-之和稱作有效自由氯, 其中以HOC l消毒效果最好。排入水體時, 氯會和水中的氨氮、有機氮反應生成消毒效果較差的無機氯胺和有機氯胺, 稱作化合氯。總余氯是指有效自由氯和有效化合氯之和。氯的消毒效果受接觸時間、投加量、水質(含氮化合物濃度、SS濃度)、溫度、pH 以及控制系統的影響。

2)加氯系統。目前常用加氯系統包括加氯機、接觸池、混合設備以及氯瓶等部分, 如圖1所示。

1.2.2 臭氧消毒

1)臭氧消毒原理。臭氧(O3)是氧(O2)的同素異形體, 純凈的O3 常溫常壓下為藍色氣體。臭氧具有很強的氧化能力(僅次于氟), 能氧化大部分有機物。臭氧滅菌過程屬物理、化學和生物反應, 臭氧滅菌有以下三種作用: a.臭氧能氧化分解細菌內部氧化葡萄糖所必需的酶, 使細菌滅活死亡。b.直接與細菌、病毒作用, 破壞它們的細胞壁、DNA和 RNA, 細菌的新陳代謝受到破壞, 導致死亡(DNA—核糖核酸;RNA—脫氧核糖核酸。病毒是由蛋白質包裹著一種核酸的大分子;病毒只含一種核酸)。c.滲透胞膜組織, 侵入細胞膜內作用于外膜的脂蛋白和內部的脂多糖, 使細菌發生透性畸變, 溶解死亡。因此, O3 能夠除藻殺菌, 對病毒、芽孢等生命力較強的微生物也能起到很好的滅活作用。

2)污水臭氧處理工藝。臭氧氧化能力強, 且很不穩定, 也無法儲藏, 因此應根據需要就地生產。臭氧的制備一般有紫外輻射法、電化學法和電暈放電法。目前臭氧制備占主導地位的是電暈放電法。由臭氧發生器制備好的臭氧氣體通過管道輸送到密閉的臭氧接觸池, 與處理后的污水進行接觸反應。反應后的氣體由池頂匯集后, 經收集器離開接觸池, 進入尾氣臭氧分解器, 在此剩余臭氧氣體被分解成氧氣排入大氣中(見圖2)。1.2.3 二氧化氯消毒

二氧化氯在水中溶解度是氯的5倍, 氧化能力是氯氣的2.5倍左右, 它是一種強氧化劑。溶于水后很安全, 是國際上公認的含氯消毒中唯一高效消毒劑。

二氧化氯性質不穩定, 只能采用二氧化氯發生器現場制備。用于水處理領域的小型化學法二氧化氯發生器主要有兩種: 以氯酸鈉、鹽酸為原料的復合型二氧化氯發生器和以亞氯酸鈉、鹽酸為原料的純二氧化氯發生器, 其中前者應用最為廣泛。

1)復合二氧化氯發生器原理。復合二氧化氯發生器以氯酸鈉和鹽酸制備二氧化氯為主、氯氣為輔的混合氣體。反應如下: N aC lO3 + 2H C l= C lO2 + 1 /2C l2 + NaC l+ H 2O 該反應的最佳溫度為70 ℃, 反應器采用耐溫、耐腐蝕材料制造。反應生成的二氧化氯和氯氣混合氣體通過水射器投加到被處理水中。

2)復合二氧化氯發生器的應用。復合二氧化氯發生器用于消毒時, 消毒劑投加點一般在濾后, 有效氯投加量一般為3 m g /L ~ 5 m g /L;用于脫色或降低COD時, 該復合氣體投加在硫酸鋁等混凝劑投加點之前效果較好, 投加量應根據水質由試驗確定,同時也可以查看中國污水處理工程網更多關于二氧化氯消毒處理污水技術文檔。2 上述幾種消毒方法的特點 2.1 紫外線消毒

紫外線污水消毒技術如今已被廣泛應用于各類城市污水的消毒處理中, 包括低質污水、常規二級生化處理后的污水、合流管道溢流廢水和再生水的消毒。紫外線消毒法除具有不投加化學藥劑、不增加水的嗅和味、不產生有毒有害的副產物、消毒速度快、效率高、設備操作較傳統消毒工藝安全簡單和實現自動化等優點外, 運行、管理、勞務和維修費用也低,近20 年來逐漸得到廣泛應用。紫外線消毒工藝對紫外穿透率較低的水質并不適用, 如未經處理或只經過一級處理的污水, SS高于30 m g /L的污水。這種情況采用紫外線消毒的方式不但會增加能耗, 還會造成消毒效果不好。而對于經過二級處理的污水和再生水, 紫外穿透率一般為40% ~ 80%, 采用紫外線消毒方式是不錯的選擇。但是紫外線消毒法不能提供剩余的消毒能力, 當處理水離開反應器之后, 一些被紫外線殺傷的微生物在光復活機制下會修復損傷的DNA分子, 使細菌再生。2.2 液氯消毒

液氯使用最大的優點是價格便宜, 殺菌力強, 該工藝簡單, 技術成熟, 藥劑易得, 投量準確, 有后續消毒作用, 不需要龐大的設備。液氯消毒在各地醫院、工業、民用的滅菌消毒中都有廣泛應用, 并且有些已達到了自動化的程度。液氯儲存不是十分安全, 容易發生泄漏, 而且自20世紀70年代以來, 由于發現氯可與水中多種物質形成致癌或致病變的產物, 致使該工藝在應用上開始受到限制。2.3 臭氧消毒

臭氧是一種強氧化劑, 它具有高效無二次污染, 既能氧化有機物, 又能殺菌除色、嗅、味等特點, 可氧化鐵、錳等物質, 通常認為它的氧化能力比氯高600倍~ 3 000 倍, 且接觸時間短, 除能有效殺滅細菌以外, 對各種病毒和芽胞等生命力強的生物也有很大的殺傷效果。臭氧消毒不受污水中NH3 和pH 的影響, 而且其最終產物是二氧化碳和水, 不產生致癌物質。2.4 二氧化氯消毒

二氧化氯消毒的特點是只起氧化作用, 不起氯化作用, 因而一般不會產生致癌物質。二氧化氯的消毒效果與氯氣相當, 但當污水中NH3 N 濃度較高時, 耗氯量會大幅度增加, 但二氧化氯由于不與NH3 反應, 因而其投加量并不增加。另外, 二氧化氯消毒還不受pH 的干擾。二氧化氯不穩定且具有爆炸性, 因而必須在現場制造, 立即使用。制備含氯低的二氧化氯較復雜, 且原料(NaClO2)的價格較其他消毒方法高, 故限制了該方法的廣泛采用。所以國內目前只是在一些中小型的污水處理工程中采用了二氧化氯消毒工藝。3 對幾種消毒工藝的綜合比較

如表1所示, 幾種消毒方式目前在國內均有運用。由于液氯消毒運行費用低, 操作簡單, 主要運用于大型污水處理廠。中小型污水處理廠主要采用二氧化氯和紫外線消毒, 但由于紫外線消毒效果不穩定, 且設備維護費用較高等因素, 二氧化氯消毒在中小型污水處理廠中運用越來越廣泛。臭氧消毒主要運用于中水處理, 具有較強的消毒效果及脫色效果, 同時再輔以加氯消毒, 以保證出水中余氯要求。來源：山西建筑 作者: 張慧芬 胡靜文 羅 婷

第二篇：城市污水處理廠消毒工藝的比選（推薦）

城市污水處理廠消毒工藝的比較

城市污水經二級處理后, 水質已經改善, 細菌含量也大幅度減少, 但細菌的絕對數量仍很可觀, 并存在有病原菌的可能, 必須在去除掉這些微生物以后, 廢水才可以安全地排入水體或循環再用。隨著居民對生活品質要求的不斷提高, 污水處理廠的二級處理出水對城市水體造成的影響引起了人們對健康和安全問題的更多關注。消毒是滅活這些致病生物體的基本方法之一, 因此污水處理廠的尾水消毒已經成為污水處理中的重要工序, 水處理專業人員也在不斷探索污水消毒的最佳方法。1 幾種消毒工藝方法

1.1 物理消毒方法——紫外線消毒 1.1.1 紫外線消毒原理

紫外線消毒是一種物理消毒方法, 紫外線消毒并不是殺死微生物, 而是去掉其繁殖能力進行滅活。紫外線消毒的原理主要是用紫外光摧毀微生物的遺傳物質核酸(DNA 或RNA), 使其不能分裂復制。除此之外, 紫外線還可引起微生物其他結構的破壞。紫外線是一種波長范圍為136 nm ~ 400 nm 的不可見光線。在該波段中260 nm 附近已被證實是殺菌效率最高的, 目前生產的紫外燈的最大功率輸出在253.7 nm 波長。該波長輸出在目前世界頂極紫外燈中已占到紫外能量的90%, 總能量的30%, 由于高強度、高效率的紫外C 波段的存在, 紫外技術已成為水消毒領域一個具有相當競爭力的技術。1.1.2 紫外線消毒器的結構形式

1)敞開式結構。在敞開式UV消毒器中被消毒的水在重力作用下流經UV 消毒器并殺滅水中的微生物。2)封閉式結構。封閉式UV 消毒器屬承壓型, 用金屬筒體和帶石英套管的紫外線燈把被消毒的水封閉起來。1.2 化學消毒方法 1.2.1 液氯消毒

1)液氯消毒原理。向水中加入液氯或者次氯酸鹽(如Na C lO)溶液消毒時, 在水中發生如下反應：

HOC,l OC l-之和稱作有效自由氯, 其中以HOC l消毒效果最好。排入水體時, 氯會和水中的氨氮、有機氮反應生成消毒效果較差的無機氯胺和有機氯胺, 稱作化合氯。總余氯是指有效自由氯和有效化合氯之和。氯的消毒效果受接觸時間、投加量、水質(含氮化合物濃度、SS濃度)、溫度、pH 以及控制系統的影響。2)加氯系統。目前常用加氯系統包括加氯機、接觸池、混合設備以及氯瓶等部分, 如圖1所示。

1.2.2 臭氧消毒

1)臭氧消毒原理。臭氧(O3)是氧(O2)的同素異形體, 純凈的O3 常溫常壓下為藍色氣體。臭氧具有很強的氧化能力(僅次于氟), 能氧化大部分有機物。臭氧滅菌過程屬物理、化學和生物反應, 臭氧滅菌有以下三種作用: a.臭氧能氧化分解細菌內部氧化葡萄糖所必需的酶, 使細菌滅活死亡。b.直接與細菌、病毒作用, 破壞它們的細胞壁、DNA和 RNA, 細菌的新陳代謝受到破壞, 導致死亡(DNA—核糖核酸;RNA—脫氧核糖核酸。病毒是由蛋白質包裹著一種核酸的大分子;病毒只含一種核酸)。c.滲透胞膜組織, 侵入細胞膜內作用于外膜的脂蛋白和內部的脂多糖, 使細菌發生透性畸變, 溶解死亡。因此, O3 能夠除藻殺菌, 對病毒、芽孢等生命力較強的微生物也能起到很好的滅活作用。

2)污水臭氧處理工藝。臭氧氧化能力強, 且很不穩定, 也無法儲藏, 因此應根據需要就地生產。臭氧的制備一般有紫外輻射法、電化學法和電暈放電法。目前臭氧制備占主導地位的是電暈放電法。由臭氧發生器制備好的臭氧氣體通過管道輸送到密閉的臭氧接觸池, 與處理后的污水進行接觸反應。反應后的氣體由池頂匯集后, 經收集器離開接觸池, 進入尾氣臭氧分解器, 在此剩余臭氧氣體被分解成氧氣排入大氣中(見圖2)。

1.2.3 二氧化氯消毒

二氧化氯在水中溶解度是氯的5倍, 氧化能力是氯氣的2.5倍左右, 它是一種強氧化劑。溶于水后很安全, 是國際上公認的含氯消毒中唯一高效消毒劑。

二氧化氯性質不穩定, 只能采用二氧化氯發生器現場制備。用于水處理領域的小型化學法二氧化氯發生器主要有兩種: 以氯酸鈉、鹽酸為原料的復合型二氧化氯發生器和以亞氯酸鈉、鹽酸為原料的純二氧化氯發生器, 其中前者應用最為廣泛。

1)復合二氧化氯發生器原理。復合二氧化氯發生器以氯酸鈉和鹽酸制備二氧化氯為主、氯氣為輔的混合氣體。反應如下: N aC lO3 + 2H C l= C lO2 + 1 /2C l2 + NaC l+ H 2O 該反應的最佳溫度為70 ℃, 反應器采用耐溫、耐腐蝕材料制造。反應生成的二氧化氯和氯氣混合氣體通過水射器投加到被處理水中。

2)復合二氧化氯發生器的應用。復合二氧化氯發生器用于消毒時, 消毒劑投加點一般在濾后, 有效氯投加量一般為3 m g /L ~ 5 m g /L;用于脫色或降低COD時, 該復合氣體投加在硫酸鋁等混凝劑投加點之前效果較好, 投加量應根據水質由試驗確定。2 上述幾種消毒方法的特點 2.1 紫外線消毒

紫外線污水消毒技術如今已被廣泛應用于各類城市污水的消毒處理中, 包括低質污水、常規二級生化處理后的污水、合流管道溢流廢水和再生水的消毒。紫外線消毒法除具有不投加化學藥劑、不增加水的嗅和味、不產生有毒有害的副產物、消毒速度快、效率高、設備操作較傳統消毒工藝安全簡單和實現自動化等優點外, 運行、管理、勞務和維修費用也低,近20 年來逐漸得到廣泛應用。紫外線消毒工藝對紫外穿透率較低的水質并不適用, 如未經處理或只經過一級處理的污水, SS高于30 m g /L的污水。這種情況采用紫外線消毒的方式不但會增加能耗, 還會造成消毒效果不好。而對于經過二級處理的污水和再生水, 紫外穿透率一般為40% ~ 80%, 采用紫外線消毒方式是不錯的選擇。

但是紫外線消毒法不能提供剩余的消毒能力, 當處理水離開反應器之后, 一些被紫外線殺傷的微生物在光復活機制下會修復損傷的DNA分子, 使細菌再生。2.2 液氯消毒

液氯使用最大的優點是價格便宜, 殺菌力強, 該工藝簡單, 技術成熟, 藥劑易得, 投量準確, 有后續消毒作用, 不需要龐大的設備。液氯消毒在各地醫院、工業、民用的滅菌消毒中都有廣泛應用, 并且有些已達到了自動化的程度。液氯儲存不是十分安全, 容易發生泄漏, 而且自20世紀70年代以來, 由于發現氯可與水中多種物質形成致癌或致病變的產物, 致使該工藝在應用上開始受到限制。2.3 臭氧消毒

臭氧是一種強氧化劑, 它具有高效無二次污染, 既能氧化有機物, 又能殺菌除色、嗅、味等特點, 可氧化鐵、錳等物質, 通常認為它的氧化能力比氯高600倍~ 3 000 倍, 且接觸時間短, 除能有效殺滅細菌以外, 對各種病毒和芽胞等生命力強的生物也有很大的殺傷效果。臭氧消毒不受污水中NH3 和pH 的影響, 而且其最終產物是二氧化碳和水, 不產生致癌物質。2.4 二氧化氯消毒

二氧化氯消毒的特點是只起氧化作用, 不起氯化作用, 因而一般不會產生致癌物質。二氧化氯的消毒效果與氯氣相當, 但當污水中NH3 N 濃度較高時, 耗氯量會大幅度增加, 但二氧化氯由于不與NH3 反應, 因而其投加量

并不增加。另外, 二氧化氯消毒還不受pH 的干擾。二氧化氯不穩定且具有爆炸性, 因而必須在現場制造, 立即使用。制備含氯低的二氧化氯較復雜, 且原料(NaClO2)的價格較其他消毒方法高, 故限制了該方法的廣泛采用。所以國內目前只是在一些中小型的污水處理工程中采用了二氧化氯消毒工藝。3 對幾種消毒工藝的綜合比較

如表1所示, 幾種消毒方式目前在國內均有運用。由于液氯消毒運行費用低, 操作簡單, 主要運用于大型污水處理廠。中小型污水處理廠主要采用二氧化氯和紫外線消毒, 但由于紫外線消毒效果不穩定, 且設備維護費用較高等因素, 二氧化氯消毒在中小型污水處理廠中運用越來越廣泛。臭氧消毒主要運用于中水處理, 具有較強的消毒效果及脫色效果, 同時再輔以加氯消毒, 以保證出水中余氯要求。來源：山西建筑 作者: 張慧芬 胡靜文 羅 婷

目前應用在污水中的消毒方法可分為兩大類，即化學消毒法和物理消毒法。化學消毒法有液氯、二氧化氯、臭氧等；物理消毒法有紫外線消毒等。

在工程設計中在選擇消毒方法時，既要考慮所選擇的消毒劑要具有滅活水中微生物的廣譜性、盡量減少有毒副產物，又要考慮其安全，同時應該適當考慮其消毒的持續性。根據處理后出水的不同用途，采用與之相適應的消毒方法。

液氯消毒會增加二級出水的溶解固體（TDS）和氯化物濃度，從而影響出水pH 值；對原生動物的滅活相對無效（如賈第鞭毛蟲、隱孢子蟲）；通常可以滅活大腸桿菌的常規劑量，對很多致病病毒、孢子、卵囊無效；儲氣地點有氣體泄漏的風險；占地面積大，由于反應較慢，接觸時間較長；需要較大的儲存空間，占地面積大。二氧化氯消毒方法具有較好的廣譜消毒效果，其殺菌效率與臭氧相當，遠高于氯氣。但脂肪族、芳香族碳氫化合物和有機氯農藥在常規水處理條件下與二氧化氯幾乎不發生反應。

臭氧的消毒機理包括直接氧化和產生自由基的間接氧化，與氯和二氧化氯一樣，通過氧化破壞微生物的結構，達到消毒的目的，其優點是殺菌效果好，用量少，作用快，能同時控制水中鐵、錳、色、味、嗅。

紫外線消毒法不會產生消毒副產物，不會造成二次污染問題。紫外消毒對細菌、病毒、原生動物都有效，即有其廣譜性，紫外線對病原體進行消毒不受水溫、pH 值的影響。

現在通常在使用一些聯合的消毒方法，比如：氯+紫外等

第三篇：城市污水處理廠工藝選擇

城市污水處理廠工藝選擇,給各位剛入行的朋友,我自己也在學

摘 要： 隨著我國的社會和經濟的高速發展，環境問題日益突出，尤其是城市水環境的惡化，加劇了水資源的短缺，影響著人民群眾的身心健 康，已經成為城市可持續發展的嚴重制約因素。近年來，國家和地方政府非常重視污水處理事業，以前所未有的速度推進城市污水處理工程的建設，有數百座污水處理廠正在工程設計和建設中，預計到2010年，我國要新建城市污水處理廠一千余座，總投資將達1800億元。在這一進程中，城市污水處理工藝的優化原則，將是工程界面臨的首要問題。筆者根據近年來的實踐經驗，并結合課程講授的知識，試對目前我國城市污水處理的主導工藝進行簡要的分析和評述，也是自己工作和學習的一點心得體會。

關鍵詞： 污水處理 主導工藝 分析與評述

1、城市污水處理廠工藝選擇的原則

城市污水處理廠的工藝選擇一般應遵循四條原則：

1）技術合理。

應正確處理技術的先進性和成熟性的辨證關系。一方面，應當重視工藝所具備的技術指標的先進性，同時必須充分考慮適合中國的國情和工程的性質。城市污水處理工程不同于一般點源治理項目，它作為城市基礎設施工程，具有規模大、投資高的特點，且是百年大計，必須確保百分之百的成功。工藝的選擇更注重成熟性和可靠性，因此，我們強調技術的合理，而不簡單提倡技術先進。必須把技術的風險降到最小程度。

2）經濟節能。

節省工程投資是城市污水處理廠建設的重要前提。合理確定處理標準，選擇簡捷緊湊的處理工藝，盡可能地減少占地，力求降低地基處理和土建造價。同時，必須充分考慮節省電耗和藥耗，把運行費用減至最低。對于我國現有的經濟承受能力來說，這

一點尤為重要。

3）易于管理。

城市污水處理是我國的新興行業，專業人才相對缺乏。在工藝選擇過程中，必須充分考慮到我國現有的運行管理水平，盡可能做到設備簡單，維護方便，適當采用可靠實用的自動化技術。應特別注重工藝本身對水質變化的適應性及處理出水的穩定性。

事實上，任何一種工藝總有是有利有敝，關鍵在于適用性如何。在工程實踐中，應該具體情況具體分析，因地制宜，綜合比較，取長補短，作出較為優化的選擇。

2、城市污水處理廠主導工藝述評

1)AB法工藝

AB法工藝由德國BOHUKE教授首先開發。該工藝將曝氣池分為高低負荷兩段，各有獨立的沉淀和污泥回流系統。高負荷段（A段）停留時間約20--40分鐘，以生物絮凝吸附作用為主，同時發生不完全氧化反應，生物主要為短世代的細菌群落，去除BOD達50%以上。B段與常規活性污泥法相似，負荷較低，泥齡較長。

AB法A段效率很高，并有較強的緩沖能力。B段起到出水把關作用，處理穩定性較好。對于高濃度的污水處理，AB法具有很好適 用性的，并有較高的節能效益。尤其在采用污泥消化和沼氣利用工藝時，優勢最為明顯。

但是，AB法污泥產量較達，A段污泥有機物含量極高，污泥后續穩定化處理是必須的，將增加一定的投資和費用。另外，由于A 段去除了較多的BOD，可能造成炭源不足，難以實現脫氮工藝。對于污水濃度較低的場合，B段運行較為困難，也難以發揮

優勢。

目前有僅采用A段的做法，效果要好于一級處理，作為一種過渡型工藝，在性能價格比上有較好的優勢。一般適用于排江、排海場合。

2）SBR工藝

SBR工藝早在20世紀初已有應用，由于人工管理的困難和煩瑣未于推廣應用。此法集進水、曝氣、沉淀在一個池子中完成。一般由多個池子構成一組，各池工作狀態輪流變換運行，單池由撇水器間歇出水，故又稱為序批式活性污泥法。

該工藝將傳統的曝氣池、沉淀池由空間上的分布改為時間上的分布，形成一體化的集約構筑物，并利于實現緊湊的模塊布置，最大的優點是節省占地。另外，可以減少污泥回流量，有節能效果。典型的SBR工藝沉淀時停止進水，靜止沉淀可以獲得較高的沉淀效率和較好的水質。

由SBR發展演變的又有CASS和CAST等工藝，在除磷脫氮及自動控制等方面有

新的特點。

但是，SBR工藝對自動化控制要求很高，并需要大量的電控閥門和機械撇水器，稍有故障將不能運行，一般必須引進全套進口設備。由于一池有多種功能，相關設備不得已而閑置，曝氣頭的數量和鼓風機的能力必須稍大。池子總體容積也不減小。另外，由于撇水深度通常有1.2—2米，出水的水位必須按最低撇水水位設計，故總的水力高程較一般工藝要高1米左右，能耗將有所提高。

SBR工藝一般適用于中小規模、土地緊張、具有引進設備條件的場合。

城市污水處理廠工藝選擇,給各位剛入行的朋友,我自己也在學

摘 要： 隨著我國的社會和經濟的高速發展，環境問題日益突出，尤其是城市水環境的惡化，加劇了水資源的短缺，影響著人民群眾的身心健 康，已經成為城市可持續發展的嚴重制約因素。近年來，國家和地方政府非常重視污水處理事業，以前所

TOP 未有的速度推進城市污水處理工程的建設，有數百座污水處理廠正在工程設計和建設中，預計到2010年，我國要新建城市污水處理廠一千余座，總投資將達1800億元。在這一進程中，城市污水處理工藝的優化原則，將是工程界面臨的首要問題。筆者根據近年來的實踐經驗，并結合課程講授的知識，試對目前我國城市污水處理的主導工藝進行簡要的分析和評述，也是自己工作和學習的一點心得體會。

關鍵詞： 污水處理 主導工藝 分析與評述

1、城市污水處理廠工藝選擇的原則

城市污水處理廠的工藝選擇一般應遵循四條原則：

1）技術合理。

應正確處理技術的先進性和成熟性的辨證關系。一方面，應當重視工藝所具備的技術指標的先進性，同時必須充分考慮適合中國的國情和工程的性質。城市污水處理工程不同于一般點源治理項目，它作為城市基礎設施工程，具有規模大、投資高的特點，且是百年大計，必須確保百分之百的成功。工藝的選擇更注重成熟性和可靠性，因此，我們強調技術的合理，而不簡單提倡技術先進。必須把技術的風險降到最小程度。

2）經濟節能。

節省工程投資是城市污水處理廠建設的重要前提。合理確定處理標準，選擇簡捷緊湊的處理工藝，盡可能地減少占地，力求降低地基處理和土建造價。同時，必須充分考慮節省電耗和藥耗，把運行費用減至最低。對于我國現有的經濟承受能

力來說，這一點尤為重要。

3）易于管理。

城市污水處理是我國的新興行業，專業人才相對缺乏。在工藝選擇過程中，必須充分考慮到我國現有的運行管理水平，盡可能做到設備簡單，維護方便，適當采用可靠實用的自動化技術。應特別注重工藝本身對水質變化的適應性及處理出水的穩定性。

事實上，任何一種工藝總有是有利有敝，關鍵在于適用性如何。在工程實踐中，應該具體情況具體分析，因地制宜，綜合比較，取長補短，作出較為優化的選擇。

2、城市污水處理廠主導工藝述評

1)AB法工藝

AB法工藝由德國BOHUKE教授首先開發。該工藝將曝氣池分為高低負荷兩段，各有獨立的沉淀和污泥回流系統。高負荷段（A段）停留時間約20--40分鐘，以生物絮凝吸附作用為主，同時發生不完全氧化反應，生物主要為短世代的細菌群落，去除BOD達50%以上。B段與常規活性污泥法相似，負荷較低，泥齡較長。

AB法A段效率很高，并有較強的緩沖能力。B段起到出水把關作用，處理穩定性較好。對于高濃度的污水處理，AB法具有很好適 用性的，并有較高的節能效益。尤其在采用污泥消化和沼氣利用工藝時，優勢最為明顯。

但是，AB法污泥產量較達，A段污泥有機物含量極高，污泥后續穩定化處理是必須的，將增加一定的投資和費用。另外，由于A 段去除了較多的BOD，可能造成炭源不足，難以實現脫氮工藝。對于污水濃度較低的場合，B段運行較為困難，也難以發揮優勢。

目前有僅采用A段的做法，效果要好于一級處理，作為一種過渡型工藝，在性能價格比上有較好的優勢。一般適用于排江、排海場合。

2）SBR工藝

SBR工藝早在20世紀初已有應用，由于人工管理的困難和煩瑣未于推廣應用。此法集進水、曝氣、沉淀在一個池子中完成。一般由多個池子構成一組，各池工作狀態輪流變換運行，單池由撇水器間歇出水，故又稱為序批式活性污泥法。

該工藝將傳統的曝氣池、沉淀池由空間上的分布改為時間上的分布，形成一體化的集約構筑物，并利于實現緊湊的模塊布置，最大的優點是節省占地。另外，可以減少污泥回流量，有節能效果。典型的SBR工藝沉淀時停止進水，靜止沉淀可以獲得較高的沉淀效率和較好的水質。

由SBR發展演變的又有CASS和CAST等工藝，在除磷脫氮及自動控制等方

面有新的特點。

但是，SBR工藝對自動化控制要求很高，并需要大量的電控閥門和機械撇水器，稍有故障將不能運行，一般必須引進全套進口設備。由于一池有多種功能，相關設備不得已而閑置，曝氣頭的數量和鼓風機的能力必須稍大。池子總體容積也不減小。另外，由于撇水深度通常有1.2—2米，出水的水位必須按最低撇水水位設計，故總的水力高程較一般工藝要高1米左右，能耗將有所提高。

SBR工藝一般適用于中小規模、土地緊張、具有引進設備條件的場合。

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第四篇：城市污水處理廠工藝設計及計算

第三章 污水處理廠工藝設計及計算

第一節 格柵

進水中格柵是污水處理廠第一道預處理設施，可去除大尺寸的漂浮物或懸浮物，以保護進水泵的正常運轉，并盡量去掉那些不利于后續處理過程的雜物。

擬用回轉式固液分離機。回轉式固液分離機運轉效果好，該設備由動力裝置，機架，清洗機構及電控箱組成，動力裝置采用懸掛式渦輪減速機，結構緊湊，調整維修方便，適用于生活污水預處理。

1.1 設計說明

柵條的斷面主要根據過柵流速確定，過柵流速一般為0.6～1.0m/s，槽內流速0.5m/s左右。如果流速過大，不僅過柵水頭損失增加，還可能將已截留在柵上的柵渣沖過格柵，如果流速過小，柵槽內將發生沉淀。此外，在選擇格柵斷面尺寸時，應注意設計過流能力只為格柵生產廠商提供的最大過流能力的80%，以留有余地。格柵柵條間隙擬定為25.00mm。

1.2

設計流量：

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.設計參數：

柵條凈間隙為b=25.0mm

柵前流速ν1=0.7m/s 過柵流速0.6m/s

柵前部分長度：0.5m 格柵傾角δ=60°

單位柵渣量：ω1=0.05m3柵渣/103m3污水

1.設計計算：

1.4.1 確定柵前水深

B12?根據最優水力斷面公式Q?計算得：

2B1?2Q??B2?0.153?0.66m

h?1?0.33m 0.72所以柵前槽寬約0.66m。柵前水深h≈0.33m 1.4.2 格柵計算

說明：

Qmax—最大設計流量，m3/s；

α—格柵傾角，度（°）；

h—柵前水深，m；

ν—污水的過柵流速，m/s。

柵條間隙數（n）為

n?Qmaxsin?0.153?sin60?=?30(條)

ehv0.025?0.3?0.6柵槽有效寬度（B）

設計采用?10圓鋼為柵條，即S=0.01m。B?S(n?1)?bn?0.01?(30?1)?0.025?30=1.04(m)

通過格柵的水頭損失h2 h2?K?h0

h0???22gsin?

h0—計算水頭損失；

g—重力加速度；

K—格柵受污物堵塞使水頭損失增大的倍數，一般取3；

ξ—阻力系數，其數值與格柵柵條的斷面幾何形狀有關，對于圓形斷面，??1.79???

0.62?0.01h2?3?1.79???sin60??0.025(m)??0.0252?9.81??所以：柵后槽總高度H H=h+h1+h2=0.33+0.3+0.025=0.655(m)

（h1—柵前渠超高，一般取0.3m）柵槽總長度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—進水渠長，m；

L2—柵槽與出水渠連接處漸窄部分長度，m； B1—進水渠寬，；

α1—進水漸寬部分的展開角，一般取20°。

圖一

格柵簡圖

1.4.3 柵渣量計算

對于柵條間距b=25.0mm的中格柵，對于城市污水，每單位體積污水爛截污物為W1=0.05m3/103m3，每日柵渣量為

W?QmaxW1?864000.153?0.05?86400=0.4m3/d ?Kz?10001.64?1000攔截污物量大于0.3m3/d，宜采用機械清渣。

二、沉砂池

采用平流式沉砂池 1.設計參數

設計流量：Q=301L/s（按2010年算，設計1組，分為2格）設計流速：v=0.25m/s 水力停留時間：t=30s 2.設計計算（1）沉砂池長度：

L=vt=0.25×30=7.5m（2）水流斷面積：

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

（3）池總寬度：

設計n=2格，每格寬取b=1.2m>0.6m，池總寬B=2b=2.4m（4）有效水深：

h2=A/B=1.204/2.4=0.5m（介于0.25～1m之間）

（5）貯泥區所需容積：設計T=2d，即考慮排泥間隔天數為2天，則每個沉砂斗容積

Q1TX11.3?104?2?3V1???0.26m3 552K102?1.5?10（每格沉砂池設兩個沉砂斗，兩格共有四個沉砂斗）其中X1：城市污水沉砂量3m3/105m3，K：污水流量總變化系數1.5（6）沉砂斗各部分尺寸及容積： 設計斗底寬a1=0.5m，斗壁與水平面的傾角為60°，斗高hd=0.5m，則沉砂斗上口寬：

a?2hd2?0.5?a1??0.5?1.1m

tan60?tan60?沉砂斗容積：

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，設計池底坡度為0.06，坡向沉砂斗長度為L2?L?2a7.5?2?1.1??2.65m 2則沉泥區高度為

h3=hd+0.06L2 =0.5+0.06×2.65=0.659m

池總高度H ：設超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.5+0.66=1.46m（8）進水漸寬部分長度: L1?B?2B12.4?2?0.94??1.43m

tan20?tan20?（9）出水漸窄部分長度: L3=L1=1.43m（10）校核最小流量時的流速：

最小流量即平均日流量

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

（11）計算草圖如下： 進水出水圖4平流式沉砂池計算草圖

第三節 沉淀池

3.1 采用中心進水輻流式沉淀池：

圖四

沉淀池簡圖

3.2 設計參數：

沉淀池個數n=2；水力表面負荷q’=1m3/(m2h)；出水堰負荷1.7L/s·m(146.88m/m·d)；

3h3為緩沖層高度，取0.5m；h5為掛泥板高度，取0.5m。沉淀時間T=2h；污泥斗下半徑r2=1m，上半徑r1=2m；剩余污泥含水率P1=99.2% 3.2.1 設計計算： 3.2.1.1 池表面積

A?Q1042??1042m2 q'13.2.1.2 單池面積

A1042??521m2

（取530m2）n23.2.1.3 池直徑 A單池?D?4?A單池＝4?530＝25.98m

（取530m）3.14?3.2.1.4 沉淀部分有效水深(h2)混合液在分離區泥水分離，該區存在絮凝和沉淀兩個過程，分離區的沉淀過程會受進水的紊流影響，取h2?3m 3.2.1.5 沉淀池部分有效容積

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 沉淀池周邊（有效）水深 ?D2H0?h2?h3?h5?3?0.5?0.5?4.0m?4.0m(3.2.1.8 污泥斗容積

D26??6.5?6,滿足規定)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池底可儲存污泥的體積為：

?h3.14?0.8V2?4?R2?Rr1?r12??(132?13?2?22)?166.63m3

43?h6?r21?r1r2?r22????共可儲存污泥體積為：V1?V2?12.7?166.63?179.33m33.2.1.9 沉淀池總高度 H=0.47+4+1.73=6.2m

3.3 進水系統計算

3.3.1 單池設計流量521m3/h（0.145m3/s）進水管設計流量：0.145×(1+R)=0.145×1.5=0.218m/s 管徑D1=500mm，v1?

30.218?4D1?2?1.11m/s

3.3.2 進水豎井

進水井徑采用1.2m，2出水口尺寸0.30×1.2m，共6個沿井壁均勻分布 出水口流速

v2?0.218?0.101m/s(?0.15m/s)

0.30?1.2?63.3.3 紊流筒計算

圖六

進水豎井示意圖

筒中流速 v3?0.03~0.02m/s,(取0.03m/s)紊流筒過流面積 f?Q進?3?0.218?7.27m2

紊流筒直徑 0.03D3?4f??4?7.27?3m

3.143.4 出水部分設計

3.4.1 環形集水槽內流量q集=0.145 m3/s 3.4.2 環形集水槽設計

采用單側集水環形集水槽計算。

槽寬b?2?0.9?(k?q集)0.4＝0.9??1.4?0.145?＝0.48m0.4（其中k為安全系數采用1.2~1.5）

設槽中流速v=0.5m/s 設計環形槽內水深為0.4m，集水槽總高度為0.4+0.4（超高）=0.8m，采用90°三角堰。3.4.3 出水溢流堰的設計（采用出水三角堰90°）

3.4.3.1 堰上水頭（即三角口底部至上游水面的高度）H1=0.04m 3.4.3.2每個三角堰的流量q1

q1?1.343H12.47?1.343?0.042.47?0.0004733m3/s

3.4.3.3三角堰個數n1

n1?Q單q1?0.145?306.4個?設計時取307個?

0.00047333.4.3.4三角堰中心距

L1?L?(D?2b)3.14?(36?2?0.48）???0.358mn1307307

圖七 溢流堰簡圖

六、氧化溝 1.設計參數

擬用卡羅塞（Carrousel）氧化溝，去除BOD5與COD之外，還具備硝化和一定的脫氮除磷作用，使出水NH3-N低于排放標準。氧化溝按2010年設計分2座，按最大日平均時流量設計，每座氧化溝設計流量為

2.6?104Q1′＝=10000m3/d=115.8L/s。

2?1.3總污泥齡：20d MLSS=3600mg/L,MLVSS/MLSS=0.75 則MLSS=2700 曝氣池：DO＝2mg/L NOD=4.6mgO2/mgNH3-N氧化，可利用氧2.6mgO2/NO3—N還原 α＝0.9

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

1Ko2=1.3mg/L 剩余堿度100mg/L(保持PH≥7.2): 所需堿度7.1mg堿度/mgNH3-N氧化；產生堿度3.0mg堿度/mgNO3-N還原 硝化安全系數：2.5 脫硝溫度修正系數：1.08 2.設計計算

（1）堿度平衡計算：

1）設計的出水BOD5為20 mg/L，則出水中溶解性BOD5＝20-0.7×20×1.42×（1－e-0.23×5）=6.4 mg/L 2）采用污泥齡20d，則日產泥量為：

aQSr0.6?10000?(190?6.4)??550.8 kg/d 1?btm1000?(1?0.05?20)

設其中有12.4％為氮，近似等于TKN中用于合成部分為：

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

需用于還原的NO3-N =25.17-11=14.17 mg/L

3）堿度平衡計算

已知產生0.1mg/L堿度 /除去1mg BOD5，且設進水中堿度為250mg/L，剩余堿度=250-7.1×25.17+3.0×14.17+0.1×（190－6.4）=132.16 mg/L

計算所得剩余堿度以CaCO3計，此值可使PH≥7.2 mg/L（2）硝化區容積計算：

硝化速率為

?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

故泥齡：tw?1?n?1?4.9d 0.20采用安全系數為2.5，故設計污泥齡為：2.5?4.9=12.5d

原假定污泥齡為20d，則硝化速率為：

?n?

單位基質利用率：

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

硝化容積：Vn??1000?4071.9m3

27004071.9

水力停留時間：tn??24?9.8h

10000

所需的MLVSS總量=（3）反硝化區容積：

12℃時，反硝化速率為：

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

脫氮所需MLVSS=?8335.3kg

0.0198335.脫氮所需池容：Vdn??1000?3087.1 m3

27002778.4

水力停留時間：tdn??24?7.4h

1000還原NO3-N的總量=

（4）氧化溝的總容積：

總水力停留時間：

t?tn?tdn?9.8?7.4?17.2h

總容積：

V?Vn?Vdn?4071.9?3087.1?7159m3

（5）氧化溝的尺寸：

氧化溝采用4廊道式卡魯塞爾氧化溝，取池深3.5m，寬7m，則氧化溝總長:71594071.9?292.2m。其中好氧段長度為?166.2m，缺氧段長度為3.5?73.5?73087.1?126.0m。3.5?7?21??66m

22292.2?66則單個直道長:?56.55m

(取59m)

4彎道處長度:3???7???21

故氧化溝總池長=59+7+14=80m，總池寬=7?4=28m（未計池壁厚）。

校核實際污泥負荷Ns?

（6）需氧量計算：

采用如下經驗公式計算:

O2(kg/d)?A?Sr?B?MLSS?4.6?Nr?2.6?NO3

其中：第一項為合成污泥需氧量，第二項為活性污泥內源呼吸需氧量，第三項為硝化污泥需氧量,第四項為反硝化污泥需氧量。

經驗系數：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,氧的飽和度Cs(30?)=7.63 mg/L，Cs(20?)=9.17 mg/L

采用表面機械曝氣時，20℃時脫氧清水的充氧量為：

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?查手冊，選用DY325型倒傘型葉輪表面曝氣機，直徑Ф＝3.5m,電機功率N=55kW,單臺每小時最大充氧能力為125kgO2/h，每座氧化溝所需數量為n,則

n?R0217.08??1.74

取n=2臺 125125（7）回流污泥量：

可由公式R?X求得。

Xr?X式中：X=MLSS=3.6g/L，回流污泥濃度Xr取10g/L。則：

R?3.6?0.56（50％～100％，實際取60％）

10?3.6考慮到回流至厭氧池的污泥為11%，則回流到氧化溝的污泥總量為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，二沉池排泥濃度為10g/L，則每個氧化溝產泥量為：

1334.4?133.44m3/d 10（9）氧化溝計算草草圖如下：

備用曝氣機欄桿可暫不安裝

上走道板進水管接自提升泵房及沉砂池走道板上出水管至流量計井及二沉池鋼梯圖5 氧化溝計算草圖 七、二沉池

該沉淀池采用中心進水，周邊出水的幅流式沉淀池，采用刮泥機。1．設計參數

設計進水量：Q=10000 m3/d（每組）

表面負荷：qb范圍為1.0—1.5 m3/ m2.h，取q=1.0 m3/ m2.h 固體負荷：qs =140 kg/ m2.d 水力停留時間（沉淀時間）：T=2.5 h 堰負荷：取值范圍為1.5—2.9L/s.m，取2.0 L/(s.m)2．設計計算（1）沉淀池面積: 按表面負荷算：A?Q10000??417m2 qb1?244A?4?417?23m?16m 3.14（2）沉淀池直徑：D??

有效水深為

h=qbT=1.0?2.5=2.5m<4m

（3）貯泥斗容積：

D23??9.2（介于6～12）h12.為了防止磷在池中發生厭氧釋放，故貯泥時間采用Tw=2h，二沉池污泥區所需存泥容積：

2Tw(1?R)QX?X?Xr2?2?(1?0.6)?10000?360024?706m3

3600?10000

Vw?

則污泥區高度為

h2?

（4）二沉池總高度：

取二沉池緩沖層高度h3=0.4m，超高為h4=0.3m 則池邊總高度為

h=h1+h2+h3+h4=2.5+1.7+0.4+0.3=4.9m 設池底度為i=0.05，則池底坡度降為

h5?

則池中心總深度為

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

（5）校核堰負荷：

徑深比

D23??8.28

h1?h32.9Vw706??1.7m A417b?d23?2i??0.05?0.53m 2

2堰負荷

D23??5.22

h1?h2?h34.6Q10000??138m3/(d.m)?1.6L/(s.m)?2L/(s.m)?D3.14?23以上各項均符合要求

（6）輻流式二沉池計算草圖如下：

出水進水圖6 輻流式沉淀池排泥

出水進水圖7 輻流式沉淀池計算草圖

八、接觸消毒池與加氯間 采用隔板式接觸反應池 1．設計參數

設計流量：Q′=20000m3/d=231.5 L/s（設一座）

水力停留時間：T=0.5h=30min 設計投氯量為：ρ＝4.0mg/L平均水深：h=2.0m 隔板間隔：b=3.5m 2．設計計算（1）接觸池容積：

V=Q′T=231.5?10-3?30?60=417 m3

?表面積A?V4172

??209m h2 隔板數采用2個，則廊道總寬為B＝（2+1）?3.5＝10.5m 取11m 接觸池長度L=L? 長寬比

A209??19.9m 取20m B10.5L20??5.7 b3.5 實際消毒池容積為V′=BLh=11?20?2=440m3

池深取2＋0.3＝2.3m(0.3m為超高)經校核均滿足有效停留時間的要求（2）加氯量計算：

設計最大加氯量為ρmax=4.0mg/L,每日投氯量為

ω＝ρmaxQ=4?20000?10-3=80kg/d=3.33kg/h 選用貯氯量為120kg的液氯鋼瓶，每日加氯量為3/4瓶,共貯用12瓶，每日加氯機兩臺，單臺投氯量為1.5～2.5kg/h。

配置注水泵兩臺，一用一備，要求注水量Q=1—3m3/h,揚程不小于10mH2O（3）混合裝置：

在接觸消毒池第一格和第二格起端設置混合攪拌機2臺（立式），混合攪拌機功率N0

1.06?10?4?0.2315?60?5002N0???0.25kW 223?5?103?5?10?QTG2實際選用JWH—310—1機械混合攪拌機，漿板深度為1.5m,漿葉直徑為0.31m,漿葉寬度0.9m，功率4.0Kw 解除消毒池設計為縱向板流反應池。在第一格每隔3.8m設縱向垂直折流板，在第二格每隔6.33m設垂直折流板，第三格不設（4）接觸消毒池計算草圖如下：

圖8 接觸消毒池工藝計算圖

第五篇：城市污水處理廠工藝設計及計算

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第一節 格柵

進水中格柵是污水處理廠第一道預處理設施，可去除大尺寸的漂浮物或懸浮物，以保護進水泵的正常運轉，并盡量去掉那些不利于后續處理過程的雜物。

擬用回轉式固液分離機。回轉式固液分離機運轉效果好，該設備由動力裝置，機架，清洗機構及電控箱組成，動力裝置采用懸掛式渦輪減速機，結構緊湊，調整維修方便，適用于生活污水預處理。

1.1 設計說明

柵條的斷面主要根據過柵流速確定，過柵流速一般為0.6～1.0m/s，槽內流速0.5m/s左右。如果流速過大，不僅過柵水頭損失增加，還可能將已截留在柵上的柵渣沖過格柵，如果流速過小，柵槽內將發生沉淀。此外，在選擇格柵斷面尺寸時，應注意設計過流能力只為格柵生產廠商提供的最大過流能力的80%，以留有余地。格柵柵條間隙擬定為25.00mm。

1.2

設計流量：

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.設計參數：

柵條凈間隙為b=25.0mm

柵前流速ν1=0.7m/s 過柵流速0.6m/s

柵前部分長度：0.5m 格柵傾角δ=60°

單位柵渣量：ω1=0.05m3柵渣/103m3污水

1.設計計算：

1.4.1 確定柵前水深

B12?根據最優水力斷面公式Q?計算得：

2B1?2Q??B2?0.153?0.66m

h?1?0.33m 0.72所以柵前槽寬約0.66m。柵前水深h≈0.33m 1.4.2 格柵計算

說明：

Qmax—最大設計流量，m3/s；

α—格柵傾角，度（°）；

h—柵前水深，m；

ν—污水的過柵流速，m/s。

柵條間隙數（n）為

n?Qmaxsin?0.153?sin60??30(條)=

0.025?0.3?0.6ehv柵槽有效寬度（B）

設計采用?10圓鋼為柵條，即S=0.01m。

污泥減量微生物制劑招商 http://blog.sina.com.cn/wunijianliang B?S(n?1)?bn?0.01?(30?1)?0.025?30=1.04(m)

通過格柵的水頭損失h2 h2?K?h0

h0???22gsin?

h0—計算水頭損失；

g—重力加速度；

K—格柵受污物堵塞使水頭損失增大的倍數，一般取3；

ξ—阻力系數，其數值與格柵柵條的斷面幾何形狀有關，對于圓形斷面，??1.79???

0.62?0.01h2?3?1.79???sin60??0.025(m)??0.0252?9.81??所以：柵后槽總高度H H=h+h1+h2=0.33+0.3+0.025=0.655(m)

（h1—柵前渠超高，一般取0.3m）柵槽總長度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—進水渠長，m；

L2—柵槽與出水渠連接處漸窄部分長度，m； B1—進水渠寬，；

α1—進水漸寬部分的展開角，一般取20°。

污泥減量微生物制劑招商 http://blog.sina.com.cn/wunijianliang

圖一

格柵簡圖

1.4.3 柵渣量計算

對于柵條間距b=25.0mm的中格柵，對于城市污水，每單位體積污水爛截污物為W1=0.05m3/103m3，每日柵渣量為

W?QmaxW1?864000.153?0.05?86400=0.4m3/d ?Kz?10001.64?1000攔截污物量大于0.3m3/d，宜采用機械清渣。

二、沉砂池

采用平流式沉砂池 1.設計參數

設計流量：Q=301L/s（按2010年算，設計1組，分為2格）設計流速：v=0.25m/s 水力停留時間：t=30s 2.設計計算（1）沉砂池長度：

L=vt=0.25×30=7.5m（2）水流斷面積：

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

（3）池總寬度：

設計n=2格，每格寬取b=1.2m>0.6m，池總寬B=2b=2.4m（4）有效水深：

h2=A/B=1.204/2.4=0.5m（介于0.25～1m之間）

（5）貯泥區所需容積：設計T=2d，即考慮排泥間隔天數為2天，則每個沉砂斗容積

Q1TX11.3?104?2?3V1???0.26m3 552K102?1.5?10（每格沉砂池設兩個沉砂斗，兩格共有四個沉砂斗）其中X1：城市污水沉砂量3m3/105m3，K：污水流量總變化系數1.5（6）沉砂斗各部分尺寸及容積：

污泥減量微生物制劑招商 http://blog.sina.com.cn/wunijianliang 設計斗底寬a1=0.5m，斗壁與水平面的傾角為60°，斗高hd=0.5m，則沉砂斗上口寬：

a?2hd2?0.5?a1??0.5?1.1m

tan60?tan60?沉砂斗容積：

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，設計池底坡度為0.06，坡向沉砂斗長度為L2?L?2a7.5?2?1.1??2.65m 2則沉泥區高度為

h3=hd+0.06L2 =0.5+0.06×2.65=0.659m

池總高度H ：設超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.5+0.66=1.46m（8）進水漸寬部分長度: L1?B?2B12.4?2?0.94??1.43m

tan20?tan20?（9）出水漸窄部分長度: L3=L1=1.43m（10）校核最小流量時的流速：

最小流量即平均日流量

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

（11）計算草圖如下：

污泥減量微生物制劑招商 http://blog.sina.com.cn/wunijianliang 進水出水圖4平流式沉砂池計算草圖

第三節 沉淀池

3.1 采用中心進水輻流式沉淀池：

圖四

沉淀池簡圖

3.2 設計參數：

沉淀池個數n=2；水力表面負荷q’=1m3/(m2h)；出水堰負荷1.7L/s·m(146.88m/m·d)；

3沉淀時間T=2h；污泥斗下半徑h3為緩沖層高度，取0.5m；h5為掛泥板高度，取0.5m。r2=1m，上半徑r1=2m；剩余污泥含水率P1=99.2% 3.2.1 設計計算： 3.2.1.1 池表面積

A?Q1042??1042m2 q'13.2.1.2 單池面積

A單池?A10422??521m2

（取530m）n24?A單池3.2.1.3 池直徑

D? ?＝4?530＝25.98m

（取530m）3.145 污泥減量微生物制劑招商 http://blog.sina.com.cn/wunijianliang 3.2.1.4 沉淀部分有效水深(h2)混合液在分離區泥水分離，該區存在絮凝和沉淀兩個過程，分離區的沉淀過程會受進水的紊流影響，取h2?3m 3.2.1.5 沉淀池部分有效容積

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 沉淀池周邊（有效）水深

H0?h2?h3?h5?3?0.5?0.5?4.0m?4.0m(3.2.1.8 污泥斗容積

D26??6.5?6,滿足規定)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池底可儲存污泥的體積為：

V2??h4?R2?Rr1?r12???3.14?0.8?(132?13?2?22)?166.63m3 3 共可儲存污泥體積為：V1?V2?12.7?166.63?179.33m33.2.1.9 沉淀池總高度 H=0.47+4+1.73=6.2m

3.3 進水系統計算

3.3.1 單池設計流量521m3/h（0.145m3/s）污泥減量微生物制劑招商 http://blog.sina.com.cn/wunijianliang 進水管設計流量：0.145×(1+R)=0.145×1.5=0.218m/s 管徑D1=500mm，v1?

30.218?4D1?2?1.11m/s

3.3.2 進水豎井

進水井徑采用1.2m，2出水口尺寸0.30×1.2m，共6個沿井壁均勻分布 出水口流速

v2?0.218?0.101m/s(?0.15m/s)

0.30?1.2?63.3.3 紊流筒計算

圖六

進水豎井示意圖

筒中流速 v3?0.03~0.02m/s,(取0.03m/s)紊流筒過流面積 f?Q進?3?0.218?7.27m2

紊流筒直徑 0.03D3?4f??4?7.27?3m

3.143.4 出水部分設計

3.4.1 環形集水槽內流量q集=0.145 m3/s 3.4.2 環形集水槽設計

采用單側集水環形集水槽計算。

槽寬b?2?0.9?(k?q集)0.4＝0.9??1.4?0.145?＝0.48m0.4（其中k為安全系數采用1.2~1.5）

設槽中流速v=0.5m/s 設計環形槽內水深為0.4m，集水槽總高度為0.4+0.4（超高）=0.8m，采用90°三角堰。3.4.3 出水溢流堰的設計（采用出水三角堰90°）

3.4.3.1 堰上水頭（即三角口底部至上游水面的高度）H1=0.04m 3.4.3.2每個三角堰的流量q1

q1?1.343H12.47?1.343?0.042.47?0.0004733m3/s

3.4.3.3三角堰個數n1

n1?Q單q1?0.145?306.4個?設計時取307個?

0.00047333.4.3.4三角堰中心距

污泥減量微生物制劑招商 http://blog.sina.com.cn/wunijianliang

L1?L?(D?2b)3.14?(36?2?0.48）???0.358mn1307307

圖七 溢流堰簡圖

六、氧化溝 1.設計參數

擬用卡羅塞（Carrousel）氧化溝，去除BOD5與COD之外，還具備硝化和一定的脫氮除磷作用，使出水NH3-N低于排放標準。氧化溝按2010年設計分2座，按最大日平均時流量設計，每座氧化溝設計流量為

2.6?104Q1′＝=10000m3/d=115.8L/s。

2?1.3總污泥齡：20d MLSS=3600mg/L,MLVSS/MLSS=0.75 則MLSS=2700 曝氣池：DO＝2mg/L NOD=4.6mgO2/mgNH3-N氧化，可利用氧2.6mgO2/NO3—N還原 α＝0.9

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

1Ko2=1.3mg/L 剩余堿度100mg/L(保持PH≥7.2): 所需堿度7.1mg堿度/mgNH3-N氧化；產生堿度3.0mg堿度/mgNO3-N還原 硝化安全系數：2.5 污泥減量微生物制劑招商 http://blog.sina.com.cn/wunijianliang 脫硝溫度修正系數：1.08 2.設計計算

（1）堿度平衡計算：

1）設計的出水BOD5為20 mg/L，則出水中溶解性BOD5＝20-0.7×20×1.42×（1－e-0.23×5）=6.4 mg/L 2）采用污泥齡20d，則日產泥量為：

aQSr0.6?10000?(190?6.4)??55.08 kg/d 1?btm1000?(1?0.05?20)

設其中有12.4％為氮，近似等于TKN中用于合成部分為：

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

需用于還原的NO3-N =25.17-11=14.17 mg/L

3）堿度平衡計算

已知產生0.1mg/L堿度 /除去1mg BOD5，且設進水中堿度為250mg/L，剩余堿度=250-7.1×25.17+3.0×14.17+0.1×（190－6.4）=132.16 mg/L

計算所得剩余堿度以CaCO3計，此值可使PH≥7.2 mg/L（2）硝化區容積計算：

硝化速率為

?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

故泥齡：tw?1?n?1?4.9d 0.20采用安全系數為2.5，故設計污泥齡為：2.5?4.9=12.5d

原假定污泥齡為20d，則硝化速率為：

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?n?

單位基質利用率：

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硝化容積：Vn?27004071.9?24?9.8h

水力停留時間：tn?10000

所需的MLVSS總量=（3）反硝化區容積：

12℃時，反硝化速率為：

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

脫氮所需MLVSS=

0.0198335.3?1000?3087.1 m3

脫氮所需池容：Vdn?27002778.4?24?7.4h

水力停留時間：tdn?1000還原NO3-N的總量=

（4）氧化溝的總容積：

總水力停留時間：

t?tn?tdn?9.8?7.4?17.2h

總容積：

V?Vn?Vdn?4071.9?3087.1?7159m3

（5）氧化溝的尺寸：

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氧化溝采用4廊道式卡魯塞爾氧化溝，取池深3.5m，寬7m，則氧化溝總長:71594071.9?292.2m。其中好氧段長度為?166.2m，缺氧段長度為3.5?73.5?73087.1?126.0m。3.5?7?21??66m

22292.2?66則單個直道長:?56.55m

(取59m)

4彎道處長度:3???7???21

故氧化溝總池長=59+7+14=80m，總池寬=7?4=28m（未計池壁厚）。

校核實際污泥負荷Ns?

（6）需氧量計算：

采用如下經驗公式計算:

O2(kg/d)?A?Sr?B?MLSS?4.6?Nr?2.6?NO3

其中：第一項為合成污泥需氧量，第二項為活性污泥內源呼吸需氧量，第三項為硝化污泥需氧量,第四項為反硝化污泥需氧量。

經驗系數：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,氧的飽和度Cs(30?)=7.63 mg/L，Cs(20?)=9.17 mg/L

采用表面機械曝氣時，20℃時脫氧清水的充氧量為：

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 污泥減量微生物制劑招商 http://blog.sina.com.cn/wunijianliang 查手冊，選用DY325型倒傘型葉輪表面曝氣機，直徑Ф＝3.5m,電機功率N=55kW,單臺每小時最大充氧能力為125kgO2/h，每座氧化溝所需數量為n,則

n?R0217.08??1.74

取n=2臺 125125（7）回流污泥量：

可由公式R?X求得。

Xr?X式中：X=MLSS=3.6g/L，回流污泥濃度Xr取10g/L。則：

R?3.6?0.56（50％～100％，實際取60％）

10?3.6考慮到回流至厭氧池的污泥為11%，則回流到氧化溝的污泥總量為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，二沉池排泥濃度為10g/L，則每個氧化溝產泥量為：

1334.4?133.44m3/d 10（9）氧化溝計算草草圖如下：

備用曝氣機欄桿可暫不安裝

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上走道板進水管接自提升泵房及沉砂池走道板上出水管至流量計井及二沉池鋼梯圖5 氧化溝計算草圖 七、二沉池

該沉淀池采用中心進水，周邊出水的幅流式沉淀池，采用刮泥機。1．設計參數

設計進水量：Q=10000 m3/d（每組）

表面負荷：qb范圍為1.0—1.5 m3/ m2.h，取q=1.0 m3/ m2.h 固體負荷：qs =140 kg/ m2.d 水力停留時間（沉淀時間）：T=2.5 h 堰負荷：取值范圍為1.5—2.9L/s.m，取2.0 L/(s.m)2．設計計算（1）沉淀池面積: 按表面負荷算：A?Q10000??417m2 qb1?24（2）沉淀池直徑：D?4A??4?417?23m?16m 3.1有效水深為

h=qbT=1.0?2.5=2.5m<4m

（3）貯泥斗容積：

D23??9.2（介于6～12）h12.5污泥減量微生物制劑招商 http://blog.sina.com.cn/wunijianliang

為了防止磷在池中發生厭氧釋放，故貯泥時間采用Tw=2h，二沉池污泥區所需存泥容積：

2Tw(1?R)QX?X?Xr2?2?(1?0.6)?10000?360024?706m3

3600?10000

Vw?

則污泥區高度為

h2?

（4）二沉池總高度：

取二沉池緩沖層高度h3=0.4m，超高為h4=0.3m 則池邊總高度為

h=h1+h2+h3+h4=2.5+1.7+0.4+0.3=4.9m 設池底度為i=0.05，則池底坡度降為

h5?

則池中心總深度為

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

（5）校核堰負荷：

徑深比

D23??8.28

h1?h32.9b?d23?2i??0.05?0.53m 22Vw706??1.7m A417

堰負荷

D23??5.22

h1?h2?h34.6Q10000??138m3/(d.m)?1.6L/(s.m)?2L/(s.m)?D3.14?23以上各項均符合要求

（6）輻流式二沉池計算草圖如下：

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出水進水圖6 輻流式沉淀池排泥

出水進水圖7 輻流式沉淀池計算草圖

八、接觸消毒池與加氯間 采用隔板式接觸反應池 1．設計參數

設計流量：Q′=20000m3/d=231.5 L/s（設一座）

水力停留時間：T=0.5h=30min 設計投氯量為：ρ＝4.0mg/L平均水深：h=2.0m 隔板間隔：b=3.5m 2．設計計算 污泥減量微生物制劑招商 http://blog.sina.com.cn/wunijianliang（1）接觸池容積：

V=Q′T=231.5?10-3?30?60=417 m3

?表面積A?V417??209m2 h2 隔板數采用2個，則廊道總寬為B＝（2+1）?3.5＝10.5m 取11m 接觸池長度L=L? 長寬比

A209??19.9m 取20m B10.5L20??5.7 b3.5 實際消毒池容積為V′=BLh=11?20?2=440m3

池深取2＋0.3＝2.3m(0.3m為超高)經校核均滿足有效停留時間的要求（2）加氯量計算：

設計最大加氯量為ρmax=4.0mg/L,每日投氯量為

ω＝ρmaxQ=4?20000?10-3=80kg/d=3.33kg/h 選用貯氯量為120kg的液氯鋼瓶，每日加氯量為3/4瓶,共貯用12瓶，每日加氯機兩臺，單臺投氯量為1.5～2.5kg/h。

配置注水泵兩臺，一用一備，要求注水量Q=1—3m3/h,揚程不小于10mH2O（3）混合裝置：

在接觸消毒池第一格和第二格起端設置混合攪拌機2臺（立式），混合攪拌機功率N0

1.06?10?4?0.2315?60?5002N0???0.25kW 223?5?103?5?10?QTG2實際選用JWH—310—1機械混合攪拌機，漿板深度為1.5m,漿葉直徑為0.31m,漿葉寬度0.9m，功率4.0Kw 解除消毒池設計為縱向板流反應池。在第一格每隔3.8m設縱向垂直折流板，在第二格每隔6.33m設垂直折流板，第三格不設（4）接觸消毒池計算草圖如下：

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圖8 接觸消毒池工藝計算圖17