宝鸡文理学院2008 级综合课程（学年）设计说明书系别：地理科学与环境工程系专业班级：环境工程2班指导老师：设计题目：脱氮除磷工艺学生姓名：学号：学期：2010-2011第二学期地理科学与环境工程系2011年6月8日脱氮除磷工艺设计中文摘要：污水中的氮磷元素会导致水体的富营养化。
生物脱氮过程中，污水中的有机氮及氨氮经过氨化作用、硝化作用、反硝化作用，最后转化为氮气。
对应的在活性污泥法处理系统中应设置相应的好氧硝化段和缺氧反硝化段。
生物除磷，污水中的磷以正磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷等形式存在。
生物除磷就是利用微生物对磷的释放和吸收作用，使磷积聚于微生物体内，从污水中去除。
从几种常见的污水脱氮除磷工艺和实际水质综合考虑，采用氧化沟污水处理工艺。
关键词：脱氮；除磷；氧化沟目录1设计目的 (1)2脱氮除磷主体构筑物综合课程设计1任务书 (1)3.主要的脱氮除磷污水处理工艺及其优缺点介绍 (2)3.1.A2/O工艺 (2)3.2、SBR工艺 (3)3.3、氧化沟 (3)4、处理工艺选择及其流程 (4)5、主要构筑物的设计计算与说明 (6)5.1、提升泵的设计计算…………………………………………………………5.2、细中格栅的设计计算 (6)5.3、曝气沉砂池的计算 (8)5.4、氧化沟设计计算 (10)5.5、二沉池设计计算 (18)5.6消毒池的设计计算………………………………………………………….6、实验总结： (20)注释和参考文献 (20)指导教师评语： (21)工艺流程高程图 (24)工艺流程平面图 (25)此污水厂平面布置图 (26)1.设计目的本课程设计是水污染控制工程教学中的一个重要实践环节，要求综合运用所学的有关知识，掌握解决实际工程问题的能力，并进一步巩固和提高理论知识。
（1）、复习和消化所学课程内容，初步理论联系实际，培养分析问题和解决问题的能力。
（2）、了解并掌握污水处理工程设计的基本方法、步骤和技术资料的运用；（3）、训练和培养污水处理的基本计算方法及绘图的基本技能；（4）、提高综合运用所学理论知识独立分析和解决问题的能力；（5）、了解国家环境保护和基本建设等方面的政策措施。
2脱氮除磷主体构筑物综合课程设计1任务书（1）设计题目：主题目：脱氮除磷工艺设计分题目1：Cass污水处理工艺设计分题目2：氧化沟污水处理工艺设计分题目3：A2/O污水处理工艺设计（2）原始资料：设计水量Q= 100000 m3/d城市设计人口50 万人；进水水质TSS （mg/L）BOD（mg/L）TKN（mg/L）NH3-N（mg/L）碱度S（mg/L）pH250 200 45 35 280 7～7.4 水温冬季平均污水温度T＝14℃；夏季平均污水温度T＝25℃；时变化系数k h=1.2；总变化系数k z=1.3。
出水水质：《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918－2002一级标准TSS（mg/L）BOD（mg/L）TKN（mg/L）NH3-N（mg/L）20 20 20 15 （3）设计内容：1. 计算设计水量、水质；2. 确定污水处理方案（处理工艺流程）、设定设计参数；3. 选择和计算污水处理主体构筑物；（如氧化沟、曝气池等）4．确定污水处理主体构筑物平面布置图；计算并绘制污水处理主体构筑物高程图；（4）设计工作量：1．设计、计算说明书一份：主要包括：①主要脱氮除磷污水处理工艺及其优缺点②处理工艺选择及其流程③主要构筑物的设计计算与说明2. 图纸：污水处理主体构筑物图平面图及高程图各1张注：设计说明、计算书全部由WORD输出，图纸可以手工绘制（A3以上）也可以autocad绘制。
（5）设计用参考资料（根据实际情况选择）：1.室外排水设计规范；2.给水排水工程师常用规范选（上、下册）；3.给水排水设计手册1、5、7、9、10、11、12等分册；4.污水处理工程方案设计；5.中国给水排水（期刊）；6.给水排水（期刊）；7.中国水网；8.万方数据库等。
3. 主要的脱氮除磷污水处理工艺及其优缺点3.1 A2/O工艺该工艺在一个处理系统中同时具有厌氧区、缺氧区、好氧区，能够同时做到脱氮、除磷和有机物的降解。
优点可同时脱氮除磷，反硝化过程为硝化提供碱度，反硝化过程同时去除有机物，污泥沉降性能好。
整个系统中的活性污泥都完整地经历过厌氧和好氧的过程，因此排放的剩余污泥中都能充分地吸收磷；避免了回流污泥中的硝酸盐对厌氧释磷的影响；由于反应器中活性污泥浓度较高，从而促进了好氧反应器中的同步硝化，因此可以用较少的总回流量达到较好的总氮去除效果。
工艺流程简单，总水利停留时间少于其他同类工艺，节省基建投资；该工艺在厌氧、缺氧、好氧环境下交替运行，有利于抑制丝状菌的膨胀，改善了污泥沉降性能；缺点是该工艺脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果受回流污泥夹带的溶解氧和硝态氮的影响，因而脱氮除磷效果不可能很高；沉淀池要防止产生厌氧、缺氧状态，以避免聚磷菌释磷而降低出水水质和反硝化产生N2而干扰沉淀。
但溶解氧含量也不易过高，以防止循环混合液对缺氧池的影响。
3.2 SBR工艺SBR是序列间歇式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。
优点：理想的推流过程使生化反应推动增大，效率提高，池内好氧厌氧处于交替阶段，净化效果好；具有一定的调节均化功能，可缓解进水水质、水量波动对系统带来的不稳定性，工艺处理简单，处理构筑物少，曝气反应池集曝气沉淀污泥回流于一体，可省去初沉池、二沉池及污泥回流系统，且污泥量少，容易脱水。
缺点：处理效果与曝气时率有关，时率大则缺氧时间短，反硝化不完全，氮磷去除率低，但当去除率接近1时，磷几乎不被去除，所以在自动控制和连续在线分析仪器仪表要求很高。
3.3 氧化沟氧化沟是活性污泥法的一种改造，它把连续式反应池用作生物反应池，污水和活性污泥混合液在该反应池中以一条闭合式曝气渠道进行连续循环。
优点：处理效果稳定，出水水质好，并且具有较强的脱氮功能，有一定的抗冲击负荷能力；剩余污泥较少，污泥不经消化也容易脱水，污泥处理费用较低；具有推流式流态的某些特征。
运行管理方便，出水水质好。
缺点：污泥浓度高，污水停留时间长，基建投资大，曝气效率低，对环境温度要求高。
4 处理工艺选择及其流程比较以上几种污水的脱氮除磷工艺的优缺点，实际操作情况以及实验所给水质的特点，我们小组选择了能够较好脱氮，出水水质好，操作简便的氧化沟污水处理工艺。
污水在处理前先经格栅，用以去除可能阻塞水泵机组及管道阀门的较粗大的悬浮物，保证后续工艺正常运行，截留物经栅渣打包机打包外运。
经格栅后以动力的形式进入沉砂池，从而去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒。
沉砂池中的污水以自流方式经流量计调节污水流量后进入重点构筑物———氧化沟，在氧化沟内完成对污水中溶解的和胶体的可生物降解的有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其它一些物质的处理。
经氧化沟处理后的污水进入二沉池完成对悬浮颗粒的分离，再经消毒后排放。
根据出水水质的要求选择卡鲁赛尔氧化沟，是一个多沟串联系统，进水与活性污泥混合后在沟内做不停的循环运动。
污水和回流污泥在第一个曝气池中混合。
由于曝气器的泵送作用，沟中的流速保持0.3m/s。
水流在连续经过几个曝气区后，便流入外边最后一个环路，出水从这里通过出水堰排出，出水位于第一个曝气区的前面。
卡鲁赛尔氧化沟采用垂直安装的低速表面曝气器，每组沟渠安装一个，均安装在同一端，因此形成了靠近曝气器下游的富氧区和曝气器上游以及外环的缺氧区。
这不仅有利于生物凝聚，还是活性污泥易于沉淀。
BOD去除率可达95%～99%，脱氮效率 90%，除磷率约为50%。
在正常的设计流速下，卡鲁赛尔氧化沟渠道中混合液的流量是进水流量的50-100倍，曝气器中的混合液平均每5～0min完成一个循环。
具体循环时间取决与渠道长度，渠道流速计设计负荷。
这种状态可以防止短流，还通过完全混合作用产生很强的耐冲击负荷能力。
卡鲁赛尔氧化沟的表面曝气器单机功率大，其水深可达5m以上，使氧化沟占地面积减小，土建费用降低。
同时具有极强的混合搅拌和耐冲击负荷能力。
当有机负荷较低时，可以停止某些曝气器的运行，或者切换较低的转速，在保证水流搅拌混合循环流动的前提下，节约流量消耗。
由于曝气器周围的局部地区能量强度比传统活性污泥曝气器强度高的多，使用氧的转移速率大大提高，平均传氧效率达到2.1kg／(kw.h).为了满足越来越严格的水质排放标准，卡鲁赛尔氧化沟在原有的基础上开发了许多新的设计，实现了新的功能。
提高了处理效率，降低了运行能耗，改进了活性污泥性能，提高了生物脱氮除磷功能。
采用氧化沟来处理污水时一般可不设初沉池，在不增加构筑物及设备的情况下氧化沟内不仅可以完成碳源的氧化，还可以实现硝化和脱硝。
二次沉定池可以和曝气设备分开设置，此时需设置污泥回流装置。
本次设计即是二沉池和曝气设备分开的。
氧化沟可以认为是一个完全混合曝气池，池中浓度变化很小，新进入的污水将得到迅速的稀释，具有很强的抗击负荷的能力，而且氧化沟内活性污泥已经好氧稳定，可直接浓缩脱水不必要再进行厌氧消化。
氧化沟污水处理工艺，已被公认为一种较成功革新的活性污泥法工艺，与其它生物处理技术相比有一些明显的特点，在经济技术方面有其独特的优点：（1）工艺流程简单，构筑物少运行管理方便。
一般情况下，氧化沟工艺可以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。
（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BO D 和SS 方面均可取得比传统活性污泥法更高质量的出水，运行也稳定可靠。
（3）基建投资省，运行费用低。
由于氧化沟工艺省去初沉池和污泥厌氧消化系统，氧化沟在投资方面比传统活性污泥法节省很多。
（4）污泥量少，污泥性稳定。
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，污泥生成量少。
（5）具有一定的承受水量、水质冲击负荷的能力，原污水一进入氧化沟，就会被几十倍甚至上百倍的循环流量所稀释。
我国采用氧化沟污水处理技术，均取得很好效果，其氧化沟的数量日益增加，规模也越来越大，运行方式也不断地发展。
污水处理厂的投资和运行费用与各厂的污水浓度和建设条件有关，在同等的条件下的中、小型污水厂，氧化沟比其它方法低。
5 主要构筑物的设计计算与说明5.1提升泵的设计计算污泥提升前水位-5.23m,(即泵站吸水池最低水位)，提升后水位3.65m（即格栅前水面标高）。
所以提升净扬程Z=3.65-（—5.23）=8.88m.泵的水头损失去2m则所取水泵杨程H=Z+H=10.88m,再根据设计流量10000m3,采用2台MF系列污水泵，采用ME系列污水泵3台，二用一备。
5.2 细中格栅的设计计算5.2.1格栅的技术要求1格栅的制造应符合标准要求，并按照经规定程序批准的图纸及技术制造。