日处理20万吨城镇污水处理厂设计

城市污水的一级处理是通过物理方法对污水中的悬浮物、漂浮物以及大颗粒固体污染物质进行的处理。它位于污水处理系统的前端,对后续污水处理工序的正常运行起着重要的保障作用,是污水处理工艺中不可缺少的工序。在城市污水一级处理中,格栅主要去除污水中体积较大的漂浮物或悬浮物,沉砂池主要去除密度较大的无机颗粒,初沉池主要去除无机颗粒和部分有机物质,一级处理能去除污水中40%~55%的固体悬浮物,以及20%~30%左右的BOD5[3]。

城市污水一级处理的主要构筑物有格栅、沉砂池和初沉池,其工艺流程如图1.7所示:

污水升泵房粗格栅提 栅渣栅渣处理系统砂池细格栅沉 沉砂沉砂处理系统初沉池后续处理 污泥污泥处理系统 图1.7 城市污水一级处理工艺流程图

污水处理厂一般设置两道格栅,提升泵房站前设置粗格栅或中格栅,沉砂池前设置中格栅或细格栅。

中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物,以减轻后续处理构筑物的负荷,用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物,并保证后续处理设施能正常运行的装置。

城市大、中型污水处理厂或泵站前截留杂物大于0.2 m3/d的格栅,清除杂物量较大,一般采用机械清除设备。采用机械除渣设备时,一般采用单独格栅井。

本设计中粗格栅选用回转式格栅除污机。

1.6.2 污水提升泵房

提升泵房用以提高污水的水位,保证污水能在整个污水处理流程过程中流过 ,从而达到污水的净化。

为运行方便,本设计采用采用自灌式泵房。自灌式水泵多用于常年运转的污水泵站,它的优点是:启动及时可靠,管理方便。且鉴于其设计和施工均有一定

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经验可供利用,故常选用方形泵房。由于自灌式启动,故采用集水池与机器间合建,前后设置。污水提升泵房选用半地下式,地下埋深8m。

1.6.3 细格栅

细格栅是安装在污水泵房后的格栅,其作用是拦截中格栅未截留的悬浮物和漂浮物,设计形式和粗格栅相似。

1.6.4 平流沉砂池

污水中的无机颗粒不仅会磨损设备和管道,降低活性污泥性,而且会板积在反应池底部减小反应器有效容积,甚至在脱水时扎破滤带损坏脱水设备。沉砂池的设置目的就是去除污水中泥沙、煤渣等相对密度较大的无机颗粒,以免影响后续构筑物的正常运行。

沉砂池的工作原理是以重力分离或离心分离为基础,即以控制进入沉砂池的污水流速或旋流速度,使相对密度大的无机颗粒下沉,而有机悬浮物颗粒则随水流带走。在污水处理系统中,沉砂池一般设在生物处理池前,从污水中分离密度较大的无机颗粒,以保护后续处理构筑物中的设备免受磨损、堵塞。按池内水流的方向不同,沉砂池可分为平流式、竖流式和旋流式三种,按池形可分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池等。

平流式沉砂池是常用的沉淀池形式,具有构造简单、处理效果较好、工作稳定的优点。

竖流式沉砂池通常用于去除较粗(粒径在0.6mm以上)的砂粒,结构比较复杂,处理效果一般较差,目前生产中采用较少。

曝气沉砂池中曝气的作用式使颗粒之间产生摩擦,将包裹在颗粒表面的有机物除掉,产生洁净的沉砂,提高颗粒的去除效率;同时通过调节曝气量还可以控制污水的旋流速度,使除砂效率较稳定,且对污水还有预曝气作用。

旋流沉砂池利用机械控制污水的流态和流速,加速砂粒的沉淀,具有沉砂粒径小,效果好、占地省的优点。

本设计采用的是平流沉砂池。

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1.6.5 氧化沟

本设计采用的是卡罗塞尔(Carrousel)2000氧化沟。

氧化沟是二级处理的主体构筑物,是活性污泥的反应器,其独特的结构使其具有脱氮除磷功能,经过氧化沟后,水质得到很大的改善。

每座Carrousel 2000 型氧化沟中配有一定数量的表曝机,实现沟内混合液的推流、混合和充氧。系统的充氧量可以通过沟内表曝机运行的台数的多少进行调节。另外,从节能的角度考虑,每座氧化沟中还装有一定数量的液下推进器,用于保证混合液具有一定的流速,并防止混合液在部分表曝机运转的情况下,发生污泥沉降分离的现象[3]。

1.6.6 二沉池

(1)概述

二沉池是活性污泥系统的重要组成部分,一般布置在生化处理构筑物后面,主要用以澄清混合液,并回收浓缩活性污泥,其效果的好坏,直接影响出水的水质和回流污泥的浓度。

二沉池除了进行泥水分离外,还需要进行污泥浓缩,同时由于进水的水量和水质的变化,它还要暂时贮存污泥。由于二沉池需要起到污泥浓缩的作用,往往所需要的池面积大于只进行泥水分离所需要的池面积。

(2)池型选择

沉淀池按池内水流方向不同分为平流式、竖流式、辐流式三种。三种初沉池的优缺点比较见表1.2[4]。

表1.2 平流式、辐流式和竖流式沉淀池比较

池型 优点 ①沉淀效果好; ②对冲击负荷和温度变化平流式 的适应能力强; ③施工简易,造价较低。 泥斗需单独设排泥管排泥,②适用于大、中、小型操作量大。 污水处理厂。 缺点 ①配水不易均匀; ②采用多斗排泥,每个 适用条件 ①适用于地下水位高及地质较差地区; 18

①池子深度大; ②对冲击负荷和温度变化①排泥方便,管理简单; 竖流式 ② 占地面积小。 ③造价较高; ④池径不宜过大,否则布水不均。 ①水流速度不稳定; ①多为机械排泥,运行 ②易于出现异重流现象; 辐流式 效果好,管理较简单。 ③机械排泥设备复杂,对施②排泥设备已趋定型。 工质量要求高。 ①用于地下水位较高地区; ②用于大、中型污水处理厂。 处理厂。 的适应能力差; 适用于中、小型污水(3)设计参数的选择

沉淀池的设计参数可参照表1.3

表1.3 沉淀池的经验设计参数

类别沉淀时间 表面负荷 沉淀池位置 h 单独沉淀池 二级处理前 活性污泥法后 生物膜法后 1.5~2.0 1.0~2.0 1.5~2.5 1.5~2.5 m3(/m2·h) 1.5~2.5 1.5~3.0 1.0~1.5 1.0~2.0 污泥量干物质 污泥含g(人·d) 15~17 14~25 10~21 7~9 水率% 95~97 95~97 99.2~99.4 96~98 固体负荷堰口负荷 kg/(m2·d) L(m·s) ------- ------- ≤150 ≤150 ≤2.9 ≤2.9 1.7 1.7 初沉池二沉池

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本设计采用中心进水周边出水辐流式沉淀池。如图1.7:

出水槽穿孔挡板中心管刮泥机出水管进水管排泥管

图 1.7 中心进水辐流式沉淀池

中心进水周边出水辐流式沉淀池的基本原理是:混合液经进水管进入中心筒后,通过筒壁上的孔口和外围的环形穿孔挡板,沿径向呈辐射状流向沉淀池周边。由于过水断面的不断增大,因此,流速逐渐变小,颗粒沉降下来。澄清水则经溢流堰或淹没孔口汇入集水槽排出。

1.6.7 接触消毒池

(1)概述 消毒是保证污水安全排放或回用的最后环节。尽管在污水处理过程中,水中的微生物和可能的致病菌已绝大部分被杀灭(氧化)或随着沉淀物一起被去除,但经过二级处理的城市污水中仍可能含有一些游离的微生物(致病菌),其排放仍可能对水体的卫生安全(尤其是排放水体作为饮用水源或其他可能与人类接触的用途时)造成威胁。因此,消毒是污水(尤其是城市污水、医院污水、屠宰污水等含有人类及动物代谢物的污水)处理必需的最终的处理单元。 消毒方法分为两类:物理方法和化学方法。物理方法主要有加热、冷冻、辐照、紫外线和微波消毒等方法。化学方法是利用化学药剂进行消毒,常用的化学消毒剂有氯及其化合物、各种卤素、臭氧、重金属离子等。污水消毒常用的消毒剂为氯系消毒剂,主要为液氯和漂白粉。

消毒过程在接触池中进行。接触池有水平隔板式、垂直隔板式和搅拌池等,由于水平隔板式(又称廊道式)流态稳定,不易短流和形成漩涡,且阻力较小,因此为最常见的接触池池型。

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