环境工程设计作业水污染处理部分11环科1 陈浩翔 2011302601011. 任务及基本条件南方某地区城市污水是由生活污水和工业废水组成。

城市污水平均日流量为2Wm3/d ，其水质如表1所示。

根据《室外排水设计规范（ GB50013-2006 ）》确定设计最大流量；根据表1和《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）确定设计进出水水质；选择并确定污水脱氮除磷工艺，绘出工艺流程图（工艺比选）；计算生化处理段(厌氧、缺氧和好氧段）的尺寸。

2. 基本资料2.1. 污水的主要来源：居民生活污水和工业废水 2.2. 污水水量与水质污水水量：2万m 3/d ；设计污水处理水量 30000m 3由下面过程确定：2000031000/231.48/243600m L s L s h s⨯=⨯日平均流量（）=（）(1.1)根据《室外排水规范》0.1080.1082.722.72/ 1.5231.48Kz Q === (1.2)得到设计最大处理量3320000 1.530000m m ⨯=2.3. 污水水质 COD 284.8mg/l ，BOD5 118.9mg/l ， 氨氮44.3 mg/l, TN 53.4 mg/l ，TP 4.62 mg/l, SS 183 mg/l ，LAS 34.7mg/l, pH 7.52.4. 处理后出水水质要求处理污水水质按照《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）二级标准，具体为基本控制项目 化学需氧量（COD ）mg/l 生化需氧量 （BOD5) ）mg/l悬浮物（SS ））mg/l 总氮（以N计））mg/l 总磷（以P 计））mg/l氨氮）mg/lPH二级标准1003030——325（30） 6--93. 污水处理工艺流程说明城市生活污水一般以BOD 物质为其主要去除对象，因此，处理流程的核心是二级生物处理法——活性污泥法为主。

生活污水和工业废水中的污染物质是多种多样的，不能预期只用一种方法就能把所有的污染物质去除干净，一种污水往往需要通过由几种方法组成的处理系统，才能达到处理要求的程度。

按处理程度分，污水处理可分为一级、二级和三级。

一级处理的内容是去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，经过一级处理后，污水中的BOD 只去除30 %左右，仍不能排放，还必须进行二级处理。

二级处理的主要任务是大量去除污水中呈胶体和溶解性的有机污染物质（BOD ），去除率可达97%以上，去除后的BOD 含量可降低到20-30 mg/l.一般，经过二级处理后，污水已具备排放水体的标准了。

一级和二级处理法是城市污水经常采用的，属于常规处理方法。

本设计采用的是Carrousel 氧化沟工艺.其工艺的处理具体的流程为：污水先经过粗格栅去除大杂质后进入集水池，用污水泵房将污水提升至平流沉砂池，初沉池沉淀后，大约可去初SS 5%~ 10%。

污水由污水泵房提升到沉砂池，再经厌氧池进行厌氧消化，降低有机物浓度，大约可去除COD80％~86％。

厌氧处理过程中产生的沼气直接进行燃烧。

然后污水流入氧化沟中进行处理，再到二沉池中，在二次沉淀池中，活性污泥沉淀后，回流至污泥泵房。

二沉池出水经加氯消毒处理后，最后达标排入某江。

来自厌氧池、氧化沟和二沉池的剩余污泥先收集到集泥井，在由污泥提升泵提升到污泥浓缩池内被浓缩，浓缩后进入污泥脱水机房，进一步降低污泥的含水率，实现污泥的减量化。

污泥脱水后形成泥饼，装车外运处置。

3.1. 厌氧池计算设计参数：最大日平均流量43310 1.5/241875/Q m h ⨯⨯=平（）(1.3)水力停留时间T=2.5h 污泥浓度=3000mg/l （不宜大于3500mg/l ）设计计算：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,所以水量按最大日平均时考虑，43310 1.5/241875/Q m h ⨯⨯=平（）， 则31875 2.54687.5V Q T m =⨯=⨯=平(1.4)共采用4座厌氧池，Q 1=V/4=1171.87m3取超高h 1= 0.5m ,水深h=3.0 m 池总高度为H=h 1+h=3.5m则厌氧池面积A=V/H=334.82m2 厌氧池尺寸为：18.5m ×18.5m3.2. 氧化沟计算 3.2.1. 设计参数拟用卡罗塞（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。

氧化沟设计分4座，按最大日平均时流量设计，每座氧化沟设计流量为Q max =1875 m3/h. 总污泥龄：20dMLSS=3500 mg/L,MLVSS/MLSS=0.75 则MLSS=2625 mg/L 曝气池：DO ＝2 mg/LNOD=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=0.6 kgVSS/kgBOD5 b=0.07d -1脱氮速率：q dn =0.0312 kgNO 3-N/kgMLVSS ·d K1=0.23 d-1 Ko 2=1.3 mg/L剩余碱度100 mg/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：1.082.设计计算（1）碱度平衡计算：1）设计的出水BOD 5≤30 mg/L ，则出水中溶解性0.2355300.730 1.4219.6 /BOD e mg L -⨯-⨯⨯⨯=＝（－）2）采用污泥龄20d ，则日产泥量为： 0.61875(118.99.6)61.48/1(10.0520)1000r c c aQS X Kg d b θ⨯⨯-===++⨯⨯设其中有12.4％为氮，近似等于TKN 中用于合成部分为：0.124⨯61.48=7.62 kg/d即：TKN 中有697.6210 4.064/187510mg l --⨯=⨯用于合成。

需用于氧化的NH3-N =44-4.064=39.936mg/L 需用于还原的NO3-N =39.936-25=14.936 mg/L 3）碱度平衡计算已知产生0.1mg/L 碱度 /除去1mg BOD5，且设进水中碱度为250mg/L ，剩余碱度=250-7.1×39.936+3.0×14.936+0.1×（118.9-9.6）=22.1924 mg/L 计算所得剩余碱度以CaCO3计，此值可使PH ≥7.2 mg/L （2）硝化区容积计算： 20℃硝化速率为()[]⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯=--22158.105.015098.021047.0O K O N N e O T T n μ=0.098(2015)0.05201.15822[0.47][][]210 1.32e-⨯-⨯⨯++=0.345 d-1 故泥龄：112.90.345w nt μ=== d 采用安全系数为2.5，故设计污泥龄为：2.5⨯2.9=7.2 d 原假定污泥龄为20d ，则硝化速率为： 05.0201==n μd-1 单位基质利用率：0.050.070.20.6n bu a μ++===kg 5BOD /kgMLVSS.dMLVSS=f ×MLSS=0.75⨯3500=2625 mg/L所需的MLVSS 总量=(118.99.6)1000054650.21000kg -⨯=⨯硝化容积：546510002081.92625n V =⨯=m3水力停留时间：2081.924 4.99510000n t =⨯=≈h（3）反硝化区容积：12℃时，反硝化速率为：()20029.0)(03.0-⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=T dn M F q θ1220190[0.03()0.029] 1.0816350024-⨯+⨯⨯=0.016 kgNO3-N/kgMLVSS.d还原NO3-N 的总量=14.93610000149.361000⨯=kg/d 脱氮所需MLVSS=149.3693350.016=kg脱氮所需池容：933510003556.22625dn V =⨯= m3水力停留时间：3556.2248.510000dn t =⨯=h （4）氧化沟的总容积： 总水力停留时间：58.513.5n dn t t t h =+=+=总容积：2081.93556.25638.1n dn V V V =+=+=m3（5）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3m ，宽5m ，则氧化沟总长:5638.1375.935m =⨯。

其中好氧段长度为2081.9139.235m =⨯，缺氧段长度为3556.2237.0835m =⨯。

弯道处长度:51531541.722m πππ⨯⨯⨯+==则单个直道长:139.241.724.44m -= (取25m)故氧化沟总池长=25+5+10=45m ，总池宽=4⨯4=16m （未计池壁厚）。

校核实际污泥负荷10000118.90.059/36005638.1a s QS N kgBOD kgMLSS d XV ⨯===⋅⨯。