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100×104m3/d，远期250×104m3/d。
近期100×104m3/d分两期建设，一期工程50×104m3/d于1993年12月竣工投产，二期工程50×104m3/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；NH3-N=30mg/L；pH=6～9。
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：BOD5≤20mg/L；SS≤30mg/L；NH3-N≤3mg/L。
3.处理水回用（1）厂内回用水建设一座1×104m3/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）工业冷却水二期工程可提高20×104m3/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25×104m 3/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-N ≤3mg/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100×104m 3/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 2.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池为图9-1 污水处理工艺流程图9-2 污水处理工艺流程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q250m3/(池·d) 单位供气量q10.15m3气/m3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）；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/(m2·h) 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Q max550000m3/d (k=1.1)污泥回流比 50%～100%设计流量Q 500000m3/d污泥负荷0.16kgBOD5/ (kgMLSS·d)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 2000～3000mg/L(设计取平均值MLSS=2500mg/L) 总污泥龄 8～10污泥产率 0.7～0.75kgSS/kgBOD5混合液回流比200%单池尺寸池长L 96.2m有效水深H 6m池宽B 9.28m×3(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 270～600m3/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/(m2·h) 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 500000m3/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排泥方式：机械排泥。
单池尺寸：直径D 20m 超高h 0.5m 上清液层高H3 2m 泥层高H23m 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/m3（泥）排泥方式溢流排泥q2(二级消化池) 2m3气/m3（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座污泥总消化时间28.1d 总高H1 28.8m 污泥总投配率 3.6% 有效泥深H225m 11．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V0370.5m3/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 单塔尺寸进脱硫塔H2S浓度0.1～10g/ m3，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 25℃14．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 500～1000mmH2O，发电效率η38% （1 mmH2O=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95～70℃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24～28℃。
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，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11650kV·A，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%。