5万m3／d - 污水处理厂的工艺设计(3)

第1章 绪论

1.1.3 自然条件

1.1.3.1 地理位置 秦皇岛市位于河北省东北部，地理坐标东经118°33＇～19°51＇，北纬39°24＇～40°37＇。地势北高南低。海港区地处渤海西部，辽东湾两翼。海岸线东起山海关金丝河口，西止昌黎县滦河口，总长126.4公里。所辖海区15米等深线海域面积1000平方公里。

1.1.3.2气象条件 秦皇岛市的气候类型属于暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，光照充足。因受海洋影响较大，气候比较温和，春季少雨干燥，夏季温热无酷暑，秋季凉爽多晴天，冬季漫长无严寒。辖区内地势多变，但气候影响不大。市区全年平均气温11.2℃，平均最高24.9℃，最低零下4.3℃，无霜期约189天，全年降雨量551.7毫米。主导风向夏季为西南风，冬季为西北风。年平均风速1.5～2.5m/s，最大瞬时风速26 m/s。 1.1.3.2气象条件 秦皇岛市的气候类型属于暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，光照充足。因受海洋影响较大，气候比较温和，春季少雨干燥，夏季温热无酷暑，秋季凉爽多晴天，冬季漫长无严寒。辖区内地势多变，但气候影响不大。市区全年平均气温11.2℃，平均最高24.9℃，最低零下4.3℃，无霜期约189天，全年降雨量551.7毫米。主导风向夏季为西南风，冬季为西北风。年平均风速1.5～2.5m/s，最大瞬时风速26 m/s。 1.1.3.3河流水系 秦皇岛市境内水系比较丰富。境内河流分属滦河与冀东沿海河流两大水系。滦河最大，境内流域面积达3774平方公里。全市地下水资源总量7.49亿立方米，全市多年平均水资源总量16.46亿立方米。

流经海港区和源于本区的河流有大汤河、小汤河、新开河、排洪河、大马坊河、护城河、沙河，均属沿海小型水系，具有北方山溪性河流特点。

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第2章 工艺选择

2.1 废水水质

根据相关资料查询城市污水水质情况见下表

表2-1 城市污水水质情况 Concentration contaminants Unit weak medium mg/l 350 720 Solids total （TS) 250 500 Dissolved total （TDS) mg/l fixed mg/l 145 300 volatile mg/l 105 200 100 220 Suspended solids （SS) mg/l fixed mg/l 20 55 volatile mg/l 80 165 Settleable solids mg/l 5 10 BODmg/l 110 220 5 Total organic carbon mg/l 80 160 （ TOC) COD mg/l 250 500 20 40 Nitrogen （total as mg/l N) Organic mg/l 8 15 Free ammonia mg/l 12 25 4 8 Phosphorus （total as P) mg/l Chlorides mg/l 30 50 50 100 Alkalinity （as CaCO3) mg/l Sulfates mg/l 20 30 Total coliform No/100ml 106~107 107~108 Grease mg/l 50 100

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strong 1200 850 525 325 350 75 275 20 400 290 1000 85 35 50 15 100 200 50 107~109 150 第2章 工艺选择

本工程为秦皇岛海港区污水处理厂的工艺设计，本设计的总设计规模为

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5万m／d。该污水处理厂主要收集的污水为生活污水、工业废水和初雨径流，处理后出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）二级A标准。设计进水水质和排放标准见表2-2。 总变化系数1.3，生活污水70%，工业污水30%。

表2-2 海港区城市污水水质指标

项目 进水水质 排放标准 COD 400 60 BOD5 300 20 SS 200 20 NH3-N 55 8 TN 65 20 pH 6～9 6～9 2.2 工艺方案分析

城市生活污水处理是环境保护领域的一个重要课题，生化方法在这方面得到了广泛的应用。废水生物处理的基本思想就是利用微生物的新陈代谢作用将废水中能危害环境的有害物质吸收并转化掉。采用生物处理法进行废水的无害化处理，比较经济，而且处理效率高，技术也比较成熟。因此，在可能的情况下，首先应考虑采用生物处理法。

我国80年代以前建设的城市污水处理厂大部分采用普通曝气法活性污泥处理工艺，由于该工艺主要以去除BOD和SS为主要目标，对氮磷的去除率非常低。为了适应水环境及排放要求，一些污水处理厂正在进行改造，增加或强化脱氮和除磷功能。

AB法污水处理工艺于80年代初开始在我国应用于工程实践。由于其具有抗冲击负荷能力强、对pH值变化和有毒物质具有明显缓冲作用的特点，故主要应用于污水浓度高、水质水量变化较大，特别是工业污水所占比例较高的城市污水处理厂。

多种类型的SBR工艺在我国均有应用，如属第二代SBR工艺的ICEAS工艺，属第三代的CAST工艺、UNITANK工艺等。

目前氧化沟工艺是我国采用较多的污水处理工艺技术之一。应用较多的有奥贝尔氧化沟工艺，由我国自行设计、全套设备国产化，已有成功实例。DE型氧化沟和三沟式氧化沟在中高浓度的中小型城市污水处理中也有应用。采用卡罗塞尔氧化沟工艺的城市污水处理厂大部分为外贷项目。

2.3 工艺比较

2.3.1氧化沟法

氧化沟工艺是生物处理方法的典型代表，在城市污水处理中占有重要地

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位，被普遍认为是一种工艺流程简单、运行管理方便、处理效果稳定、基建投资和运行费用较低且具有较强竞争力的二级处理工艺。据报道，英国共兴建了约300多座氧化沟污水处理厂；1962年至1975年，美国建成了约558座氧化沟污水处理厂。不仅氧化沟的数量在增长，而且处理规模也不断扩大，处理对象也从处理生活污水发展到既能处理城市污水又能处理工业废水。我国上世纪80年代开始应用这项技术，目前采用氧化沟处理城市污水的处理厂已近百家，如邯郸东郊污水处理厂、北京顺义污水处理厂、桂林东区污水厂、长沙第二污水厂。

氧化沟污水处理生物技术与其它生物处理技术相比，具有以下几个明显的技术、经济特点。 （1）处理流程简单、操作管理方便 氧化沟处理工艺首先是简化了预处理过程。氧化沟不要求设置初沉池，因为氧化沟的水力停留时间和污泥龄比一般的生物处理法长得多，悬浮状有机物可以在曝气池中与溶解性有机物同时得到较彻底的稳定。其次是简化了剩余污泥的后处理工艺。由于剩余污泥在系统中的停留时间很长，排出的剩余污泥已得到高度稳定，因此不再需要厌氧消化处理。剩余污泥量也比较少。

（2）出水水质良好、可以实现脱氮

氧化沟具有良好的处理出水水质而且其运行可靠性、稳定性要比其它生物处理法高。表2-3和表2-4分别为美国EPA对其29个氧化沟处理厂运行数据结果和对其它生物处理法运行效果的统计数据。由表1可见处理出水的BOD5 和SS年平均能维持在15mg/L以下，最高也不超过60mg/L。出水的BOD5和SS的年平均值分别为12.3mg/L和10.5mg/L。从表2-4可见，氧化沟的出水水质比其它生物处理法要好。另外，氧化沟污水处理的可靠性要比其它生物处理法好（如表2-5）。显然，氧化沟的出水水质极为稳定可靠，当出水BOD5标准为30mg/L时，平均水平的氧化沟法处理厂可保证有96%的时间满足出水水质要求，生物转盘次之，为90%，其它活性污泥法的保证率只有80%～85%，而生物滤池的出水水质最差，其保证率仅为15%。表中数据还表明，控制的出水水质越高，则氧化沟的优越性也就越突出。

表2-3 美国29家氧化沟污水厂的运行效果的统计数据 项目 出水浓度（mg/L） 去除率（%） BOD5： 大厂 一般厂 小厂 悬浮固体：大厂 一般厂 小厂

41 12.3 1.5 22.4 10.5 2.4 87 93 99 82 94 98 6

第2章 工艺选择

表2-4 其他生物处理方法的运行效果统计数据 项目 出水浓度（mg/L） 去除率（%） TSS BOD5 TSS BOD5 331 26 81 84 活性污泥法（3785m/d） 28 18 —— —— 接触稳定法一体化厂 26 42 82 79 生物滤池 23 25 79 78 生物转盘 表2-5 各种生物处理方法运行可行性的比较 出水浓度（mg/L） 二级处理方法 小于下列数值的时间百分数（%） 10 TSS 99 BOD5 99 20 TSS 99 BOD5 99 30 TSS 99 BOD5 99 氧化沟法：最好的厂 平均水平的厂 65 65 85 90 94 99 最差的厂 25 20 55 55 80 72 25 75 70 90 85 活性污泥法40 339 35 65 50 80 （3785m/d）一体化厂 15 2 3 15 生物滤池 —— —— —— 22 30 45 60 70 90 生物转盘 就脱氮效果而言，一般的氧化沟能使污水中的氨氮达到95%～99%的硝化

程度，设计恰当、运行良好的氧化沟可以实现脱氮。这是因为在氧化沟中有好氧区和缺氧区的存在，在缺氧区中，原污水中的有机物可作为反硝化菌的碳源，硝酸盐被反硝化菌还原而放出氮气；在好氧区中，有机物得到降解，氨氮被转化为硝酸盐氮。脱氮效果可达80%，如采用其它生物脱氮处理流程，则有时还需补充外加碳源，其基建费用均较高。 （3） 基建费用省、运行费用低

美国EPA对不同的生物处理工艺的基建和运行费用的分析比较结果如表2-6，当氧化沟处理出水有氨氮指标的要求时，一般不需要加很多投资和运行费用，而其它处理方法则不同，，由此可显示出氧化沟的优越性。

表2-6 各种不同脱氮处理工艺的经济比较 要求脱氮的污水处理流程 基建投资 运行费用 3333785m/d 37850m/d 3785m/d 37850m3/d 7

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