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求污水处理厂工艺流程？
求污水处理厂工艺流程？
09-08-14 & 发布
污水处理厂的设计方案     一、工程概述城市污水处理厂的设计工作一般分为两个阶段，即初步设计和施工图设计。城市污水处理厂的设计工作内容包括确定厂址、选择合理的工艺流程、确定污水处理厂平面与高程的布置、计算建（构）筑物等。1、设计资料的收集与调查（1）建设单位的设计任务书   包括设计规模（处理水量）、处理程度要求、占地要求、投资情况等。（2）收集相关资料   包括原水水质资料、当地气象资料（温度、风向、日照情况等）、水文地质资料（地下水位、土壤承载力、受纳水体流量、最高水位等）、地形资料、城市规划情况等。（3）必要的现场调查   当缺乏某些重要的设计资料时，则现场的调查是必需的。2、厂址选择城市污水处理厂厂址选择是城市污水处理厂设计的前提，应根据选址条件和要求综合考虑，选出适用的、系统优化、工程造价低、施工及管理方便的厂址。二、处理流程选择：    污水处理厂的工艺流程是指在达到所要求的处理程度的前提下，污水处理各单元的有机组合，以满足污水处理的要求。1、污水处理流程的选择原则：经济节省性原则；运行可靠性原则； 技术先进性原则。2、应考虑的其他一些重要因素： 充分考虑业主的需求； 考虑实际操作管理人员的水平。本次设计采用生物好氧处理法。好氧生物处理bod5去除率高，可达90%~95%，稳定性较强，系统启动时间短，一般为2~4周，很少产生臭气，不产生沼气，对污水的碱度要求低。污水处理工艺流程图如下：平面图:三、污水处理工程设计计算：（一）、设计水量，水质及处理程度：平均流量：5万吨/天，变化系数1.4；进水：cod：400 mg/l，bod：300 mg/l，ss：350 mg/l；出水：cod： 60 mg/l，bod： 20 mg/l，ss： 20 mg/l；处理程度计算：cod：（400-60）/400=85% ；bod：（300-20）/300=93.3% ；ss：（350-20）/350=94.3% 。（二）、格栅及其设计：格栅是由一组平行的金属栅条制成，斜置在污水流经的渠道上或水泵前集水井处，用以截留污水中的大块悬浮杂质，以免后续处理单元的水泵或构筑物造成损害。设计中取二组格栅，n=2组，安装角度α=60°q 设计水量=平均流量×变化系数=0.810 m3/s2、格栅槽宽度：b=s(n－1)+bn式中： b——格栅槽宽度（m）；s——每根格栅条的宽度（m）。设计中取s=0.015m，则计算得b=0.93m。3、进水渠道渐宽部分的长度：4、出水渠道渐窄部分的长度： 5、通过格栅的水头损失：6、栅后明渠的总高度：h=h+h1+h2式中： h——栅后明渠的总高度(m)；       h2——明渠超高（m），一般采用0.3-0.5m设计中取h2 =0.30m，得到h=1.28m。7、栅槽总长度：8、每日栅渣量计算：采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。9、进水与出水渠道：城市污水通过dn1200mm的管道送入进水渠道，设计中取进水渠道宽度b1 =0.9m，进水水深h1=h=0.8m，出水渠道b2=b1=0.9m，出水水深h2=h1=0.8m。（三）、沉砂池及其设计：沉砂池是借助于污水中的颗粒与水的比重不同，使大颗粒的沙粒、石子、煤渣等无机颗粒沉降，减少大颗粒物质在输水管内沉积和消化池内沉积。沉砂池按照运行方式不同可分为平流式沉砂池，竖流式沉砂池，曝气式沉砂池，涡流式沉砂池。设计中采用曝气沉砂池，沉砂池设2组，n=2组，每组设计流量0.4051m3/s 1、沉砂池有效容积：  式中： v——沉砂池有效容积（m3）;       q——设计流量（m3/s）；       t——停留时间（min），一般采用1-3min。设计中取t=2min，q=0.4051m3/s，得到v=48.61m3。出水堰后自由跌落0.15m，出水流入出水槽，出水槽宽度b2=0.8m，出水槽水深h2=0.35m，水流流速v2=0.89m/s。采用出水管道在出水槽中部与出水槽连接，出水管道采用钢管。管径dn2=800mm，管内流速v2=0.99m/s，水力坡度i=1.46‰。12、排砂装置：采用吸砂泵排砂，吸砂泵设置在沉砂斗内，借助空气提升将沉砂排出沉砂池，吸砂泵管径dn=200mm。（四）、初沉池及其设计：初次沉淀池是借助于污水中的悬浮物质在重力的作用下可以下沉，从而与污水分离，初次沉淀池去除悬浮物40%~60%，去除bod20%~30%。初次沉淀池按照运行方式不同可分为平流沉淀池、竖流沉淀池、辐流沉淀池、斜板沉淀池。设计中采用平流沉淀池，平流沉淀池是利用污水从沉淀池一端流入，按水平方向沿沉淀池长度从另一端流出，污水在沉淀池内水平流动时，污水中的悬浮物在重力作用下沉淀，与污水分离。平流沉淀池由进水装置、出水装置、沉淀区、缓冲层、污泥区及排泥装置组成。沉淀池设2组，n=2组，每组设计流量q=0.4051m3/s。 10、沉淀池总高度：           h=h1+h2+h3+h4式中：h1——沉淀池超高（m），一般采用0.3-0.5；h3——缓冲层高度（m），一般采用0.3m；h4——污泥部分高度（m），一般采用污泥斗高度与池底坡底i=1‰的高度之和。    设计中取h1=0.3m，h3=0.3m，得h4=3.94m，得到h=7.54m。
15、出水渠道：沉淀池出水端设出水渠道，出水管与出水渠道连接，将污水送至集水井。式中： v3——出水渠道水流流速（m/s），一般采用v3≥0.4m/s；b3——出水渠道宽度（m）；h3——出水渠道水深（m），一般采用0.5-2.0。设计中取b3=1.0m，h3=0.8m，得到v3=0.51m/s&0.4m/s。出水管道采用钢管，管径dn=1000mm，管内流速为v=0.51m/s,水力坡降i=0.479‰。 16、进水挡板、出水挡板：沉淀池设进水挡板和出水挡板，进水挡板距进水穿孔花墙0.5m，挡板高出水面0.3m, 伸入水下0.8m。出水挡板距出水堰0.5m，挡板高出水面0.3m，伸入水下0.5m。在出水挡板处设一个浮渣收集装置，用来收集拦截的浮渣。17、排泥管：沉淀池采用重力排泥，排泥管直径dn300mm，排泥时间t4=20min，排泥管流速v4=0.82m/s，排泥管伸入污泥斗底部。排泥管上端高出水面0.3m，便于清通和排气。排泥静水压头采用1.2m。 18、刮泥装置：沉淀池采用行车式刮泥机，刮泥机设于池顶，刮板伸入池底，刮泥机行走时将污泥推入污泥斗内。（五）、曝气池及其设计：   设计中采用传统活性污泥法。传统活性污泥法，又称普通活性污泥法，污水从池子首端进入池内，二沉池回流的污泥也同步进入，废水在池内呈推流形式流至池子末端，其池型为多廊道式，污水流出池外进入二次沉淀池，进行泥水分离。污水在推流过程中，有机物在微生物的作用下得到降解，浓度逐渐降低。传统活性污泥法对污水处理效率高，bod去除率可达到90%以上，是较早开始使用并沿用至今的一种运行方式
7、曝气池总高度：h总=h+h式中： h总——曝气池总高度（m）；       h——曝气池超高（m），一般取0.3—0.5m。设计中取 h=0.5m，则 h=4.7m。10、管道设计：①中位管：    曝气池中部设中位管，在活性污泥培养驯化时排放上清液。中位管管径为600mm。②放空管：   曝气池在检修时，需要将水放空，因此应在曝气池底部设放空管，放空管管径为500mm。④消泡管  在曝气池隔墙上设置消泡水管，管径为dn25mm，管上设阀门。消泡管是用来消除曝气池在运行初期和运行过程中产生的泡沫。⑤空气管  曝气池内需设置空气管路，并设置空气扩散设备，起到充氧和搅拌混合的作用。11、曝气池需氧量计算：依照气水比5：1进行计算，q=14580m3/h。12、鼓风机选择：空气扩散装置安装在距离池底0.2m处，曝气池有效水深为4.2m，空气管路内的水头损失按1.0m计，则空压机所需压力为：p=（4.2-0.2+1.0）×9.8=49kpa鼓风机供气量：       gsmax=14580m3/h=243m3/min。根据所需压力及空气量，选择re-250型罗茨鼓风机，共5台，该鼓风机风压49kpa，风量75.8m3/min。正常条件下，3台工作，2台备用；高负荷时，4台工作，1台备用（六）、二沉池及其设计：二沉池一般可分为平流式、辐流式、竖流式和斜板（管）等几类。平流式沉淀池可用于大、中、小型污水处理厂，但一般多用于初沉池，作为二沉池比较少见。平流式沉淀池配水不易均匀，排泥设施复杂，不易管理。辐流式沉淀池一般采用对称布置，配水采用集配水井，这样各池之间配水均匀，结构紧凑。辐流式沉淀池排泥机械已定型化，运行效果好，管理方便。辐流式沉淀池适用于大、中型污水处理厂。竖流式沉淀池一般用于小型污水处理厂以及中小型污水厂的污泥浓缩池。该池型的占地面积小、运行管理简单，但埋深较大，施工困难，耐冲击负荷差。斜管（板）沉淀池具有沉淀效率高、停留时间短、占地少等优点。一般常用于小型污水处理厂或工业企业内的小型污水处理站。斜管（板）沉淀池处理效果不稳定，容易形成污泥堵塞，维护管理不便。设计中选用辐流沉淀池，沉淀池设2组，n=2组，每组设计流量0.405m3/s。 3、沉淀池有效水深：             h2=q′×t式中:  h2——沉淀池有效水深（m）；       t——沉淀时间（h），一般采用1—3h。设计中取 t=2.5h，得到 h2=3.5m。 4、径深比：    d/h2=10.4，满足6-12之间的要求。5、污泥部分所需容积：
式中： q0——平均流量（m3/s）；r——污泥回流比（%）；x——污泥浓度(mg/l)；xr——二沉池排泥浓度(mg/l)。设计中取q0=0.579 m3/s，r=50%，，       svi——污泥容积指数，一般采用70-150；       r——系数，一般采用1.2。设计中取svi=100，r=1.2，得到xr=1.2×104mg/l，x=4000mg/l。经计算得到 v1=。应采用连续排泥方式。
6、沉淀池的进、出水管道设计： 进水管：流量应为设计流量+回流量，管径计算为900mm 出水管：管径计算为800mm 排泥管：管径为500mm 7、出水堰计算：    堰上负荷的校核。规定堰上负荷范围1.5-2.9l/m.s之间。 8、沉淀池总高度：           h=h1+h2+h3+h4+h5 式中：h——沉淀池总高度（m）;       h1——沉淀池超高（m），一般采用0.3-0.5m；       h2——沉淀池有效水深（m）；       h3——沉淀池缓冲层高度（m），一般采用0.3m；       h4——沉淀池底部圆锥体高度（m）；       h5——沉淀池污泥区高度（m）。设计中取h1=0.3m，h3=0.3m，h2=3.5m.根据污泥部分容积过大及二沉池污泥的特点，采用机械刮吸泥机连续排泥，池底坡度为0.05。           h4=(r-r1)×i 式中：r——沉淀池半径（m）；       r1——沉淀池进水竖井半径（m），一般采用1.0m；       i——沉淀池池底坡度。 设计中取r1=1.0m，i=0.05，得到h4=0.86m。 式中：v1——污泥部分所需容积（m3）；       v2——沉淀池底部圆锥体容积（m3）；       f——沉淀池表面积（m2）。计算可得 =315.4m3，则h5=1.20m。得到h=6.16m。（七）、消毒接触池及其设计：    污水经过以上构筑物处理后，虽然水质得到了改善，细菌数量也大幅减少，但是细菌的绝对值依然十分客观，并有存在病原菌的可能，因此，污水在排放水体前，应进行消毒处理。    设计中采用平流式消毒接触池，消毒接触池设2组，每组3廊道。 1、消毒接触池容积：v=qt式中： q——单池污水设计流量（m3/s）；t——消毒接触时间（min），一般采用30min。设计中取t=30min，得每组消毒接触池的容积为729m3。 2、消毒接触池表面积：f=v/h2式中：h2——消毒池有效水深，设计中取为2.5m。设计中取h2=2.5m，得到f=291.6m2。 3、消毒接触池池长：l′=f/b式中：b——消毒池宽度(m)，设计中取为5m。设计中取b=5m，计算得 l=58.32m。每廊道长为19.44m，设计中取为20m。校核长宽比：l′/b=11.7&10，合乎要求。 4、消毒接触池池高：h=h1+h2式中：h1——消毒池超高(m)，一般采用0.3m；设计中取h1=0.3m，计算得 h=2.8m。5、进水部分：每个消毒接触池的进水管管径d=800mm，v=1.0m/s。 6、混合：采用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒接触池进水管，为增强混合效果，加氯点后接d=800mm的静态混合器。 （八）、污泥浓缩池及其设计：    污泥浓缩的对象是颗粒间的空隙水，浓缩的目的是在于缩小污泥的体积，便于后续污泥处理，常用污泥浓缩池分为竖流浓缩池和辐流浓缩池2种。二沉池排出的剩余污泥含水率高，污泥数量较大，需要进行浓缩处理；初沉污泥含水量较低，可以不采用浓缩处理。设计中一般采用浓缩池处理剩余活性污泥。浓缩前污泥含水率99%，浓缩后污泥含水率97%。13、溢流堰：浓缩池溢流出水经过溢流堰进入出水槽，然后汇入出水管排出。出水槽流量q=0.0015m3/s，设出水槽宽b=0.15m，水深0.05m，则水流速为0.2m/s，溢流堰周长：c=π(d-2b)计算得到c=15.86m。溢流堰采用单侧90°三角形出水堰，三角堰顶宽0.16m，深0.08m，每格沉淀池有110个三角堰，三角堰流量q0为：        q1=0../s        h′=0.7q02/5式中： q0——每个三角堰流量（m3/s）；       h′——三角堰堰水深（m）。计算得到h′=0.0079m。三角堰后自由跌落0.10m，则出水堰水头损失为0.1079m
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可以参考一下:　建设污水处理厂是为了城市污水，净化环境，达到排放标准，满足环境保护的要求。　　一   污水处理程度的确定　　基本资料：某城市设计人口11.5万，城市中共有５个工厂。资料如下：名称 流量(l/s) bod5(mg/l) ss(mg/l) 化工厂 91 360 258 印染厂 87 480 300 棉纺厂 90 250 200 食品厂 129 420 160 屠宰场 84 680 380 生活污水 200 320 300 　　要求离排放口完全混合断面自取水样，bod5不大于4mg/l 、ss不大于5 mg/l，河水流量按枯水季节最不利情况考虑。河水流量25m3/s、流速为3m/s。河水本底的bod5=2 mg/l 、ss=3 mg/l经预处理及一级处理ss去除率为50%、bod5去除率为30%考虑。根据以上资料设计污水厂。　　(一):污水处理程度确定　　1生活污水量（qmax）＝＝＝153l/s=0.153m3/s　　式中：    ns——120(l/人·d)　　n——110000(人)　　kz——1.55                                                        　　2总污水量(q)=1.55·(153+91+87+90+129+84) =1008 l/s= 1.002m3/s　　3混合后污水的bod5　　bod5＝　　＝406 mg/l　　4苏联统计表（岸边排水与完全混合断面距离km）河水流量与废水流量之比（q/q） 河水流量q(m3/s) 5 5~60 50~500 &500 5:1~25:1 4 5 6 8 25:1~125:1 10 12 15 20 125:1~600:1 25 30 35 50 &600:1 50 60 70 100 　　５河水流量与污水理的比值　　＝＝25：1　　6查上表完全混合时离排放口的距离l＝5(km)　　7处理程度确定　　（１）c0/==＝4.02mg/l　　式中：k1=0.1             t==0.02（天）　　c===54.41mg/l　　e=×100%==86.60%　　８混合后ss的浓度　　ss＝＝262 mg/l　　c===54.89mg/l e=×100%=×100%=79.05%　　９工艺流程图　　(二)·格栅的设计　　１栅条间隙数　　设：栅前水深（h）为0.4m          过栅流速（v）为1.0m/s 栅条间隙（b）为0.021m             格栅倾角（α）为60°　　n===56　　2栅槽宽度(b)　　设：s为0.01m　　b=s(n-1)+bn=0.01×(56-1)+0.021×56=1.726(m)　　3通过格栅的水头损失(h1)　　h0=￡sinα=0.9×=0.04m　　h1=k h0=3×0.04=0.12m　　式中：k=3          β=2.42               ￡=β=0.9　　4栅后槽总高度（h）　　h=h+h1+h2=0.40+0.12+0.3=0.82m　　式中：栅前渠道超高（h2）为0.3m　　5进水渠道渐宽部分长度　　设：进水渠道宽（b1）为1.5m                  渐宽部分展开角度α１为20°　　    ===0.31m　　==0.155m　　6栅槽总长度（ｌ）　　ｌ＝++1.0+0.5+=0.31+0.155+1.0+0.5+=2.37m　　式中：h1=h+h2=0.7m              tgα=1.732　　7每日栅渣量　　w==＝4.356(m3/日)　　式中：ｗ1=0.08(m3/10３m3污水)           kz=1.55　　 (三)·平流式沉砂沉池　　1长度　　设：v=  0.25(m/s)                    t=40(s)　　l= v× t=0.25×40=10(m)　　2水流断面面积　　a===4.008(m2)　　3池总宽度　　设：n=8                            每格宽b=0.6　　b=n×b=8×0.6=4.8(m)　　4有效水深　　h2===0.835m　　5沉砂斗所需容积　　设：t＝2(天)            x=30m3/10m3污水　　v===3.35m3　　6每个沉泥斗所需容积　　设：每一格有2个泥斗　　v0= =0.21m3　　7沉砂斗各斗各部分尺寸　　设：泥斗底宽a1=0.5m           斗壁与水平面的倾角为斗高h3/=0.4m        沉砂斗上口宽：　　a=+ a1=1.0m　　沉砂斗容积：　　v0===0.23 m3　　8沉砂室高度　　采用重力排砂，设池底坡度为0.02，坡向砂斗　　h3=h3/+0.022=0.4+0.02×3.9=0.478　　式中l2=(10-2×1-0.2)/2=3.9　　9池总高度　　设：超高h1=0.3m　　h=h1+h2+h3=0.3+0.835+0.478=1.613m　　 (四)·一级沉淀池（平流式沉淀池）　　１池子总表面积　　设：表面负荷q/=2.0(m3/m2·h)　　a===)　　2沉淀部分有效水深h2　　设：污水停留时间t=1.5h　　h2=q/×t=2×1.5=3(m)　　3沉淀部分有效容积　　v/=qmax×t××1.5×(m3)　　4池长　　设：水平流速v=5mm/s　　l=v×t×3.6=5×1.5×3.6=27(m)　　5池子总宽度　　b===66.8(m)　　6池子个数　　设：每个池子宽b=6(m)　　n===11　　7校核长宽比　　＝=4.5　　８污泥部分需要的总容积　　设：t=2天　　v= =)　　9每格池污泥所需容积　　v//===133.03(m3)　　10污泥斗容积　　h//4===4.76(m)　　v1==×4.76×(36+0.25+3)=62.3(m3)　　11污泥斗以上梯形部分污泥容积　　h/4=(l+0.3－b)×0.02=(27+0.3－6)×0.02=0.426(m)　　=l+0.3+0.5=27.8(m)　　=6(m)　　v2===43.2(m3)　　12污泥斗和梯形部分污泥容积　　v1+v2=62.3+43.2=105.5(m3)　　13池子总高度　　h=h1+h2+h3+h4=0.3+3+0.5+5.19=8.99(m)　　(五)·生物滤池的设计　　１　　(１)   混合污水平均日流量　　ｑ＝=55853.42m３／d=646.45l/s　　(２)   混合污水bod5的浓度　　406×(1-30%)=284(mg/l)　　(３)   因为＞200 mg/l必须使用回流水稀释，回流稀释后混合污水bod5浓度　　取回流比r=2             =54.41( mg/l)　　===130.94 (mg/l)　　(４)   回流稀释倍数n　　n===2　　(５)   滤池总面积a　　设na=2000gbod5/m2d　　a===)　　(６)   滤池滤料总体积v　　取滤料层高为h=2m　　v=h×a=2×40.54(m3)　　(７)   每个滤池面积，采用8个滤池　　a1===1371.28 (m2)　　(８)   滤池的直径　　d=m　　(９)   校核水力负荷　　nq=m3/m2d　　2旋转布水器的计算　　(１)   最大设计流量qmax　　qmax=1.002×24×.8m3/d　　(２)   每个滤池的最大设计流量　　q/==125.25l/s　　(３)   布水横管直径d1与布水小孔直径d　　取d1＝200mm           d=15mm              每台布水器设有4个布水横管　　(４) 布水器直径d2　　d2=d-200=600mm　　(５) 每根布水横管上的布水小孔数目　　m=（个）　　(６) 布水小孔与布水器中心距离　　a·第一个布水小孔距离：　　r1=　　b. 第174布水小孔距离　　r174=r　　c第348布水小孔距离　　r348= r　　(７) 布水器水头损失h　　=3.98m　　(８) 布水器转速　　n=(转／min)　　（六）·辐流式二沉池的设计　　1沉淀部分水面面积　　设：池数n=2        表面负荷q=2(m3/m2·h)  qmax=1.002×m3/hr　　f==(m2)　　２池子直径　　d==m　　３沉淀部分有效水深　　设：沉淀时间t=1.5(h)　　h2=q/×t=2×1.5=3(m)　　４沉淀部分有效容积　　m3　　５污泥部分所需的容积　　设：设计人口数n=110000             两次清除污泥相隔时间t=2天　　v=　　=731.68(m3)　　６污泥斗容积　　设：污泥斗高度h5=1.73(m)             污泥斗上部半径r1=2(m)        污泥斗下部半径r2=1(m)　　=12.7m3　　７污泥斗以上圆锥体部分污泥容积　　设： 坡度为0.05　　圆锥体高度h4=(r-r1)×0.05=0.75(m)　　×=256.7(m3)　　８沉淀池总高度　　设：超高h1=0.3(m)                    缓冲层高度h3=0.5(m)　　h=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3+0.5+0.75+1.73=6.28(m)　　９沉淀池池边高度　　h/= h1+ h2+h3=0.3+3+0.5=3.8(m)　　１０径深比　　（符合要求）　　(七)·接触消毒池　　1接触容积　　(m3)　　２表面积　　取有效水深4(m)　　(m2)　　3 接触池长　　取池宽b=5m         则廊道长l=(m)　　(m)　　4长宽比　　&8（符合要求）　　5池总高　　取超高h1=0.3m            池底坡度0.05　　h3=0.05×15.03=0.75(m)　　h=h1+h2+h3=0.3+4+0.75=5.05(m)　　(八)·污泥浓缩池　　１剩余污泥量　　△    x=a×qmax×()-b×xv×v=0.6×86572.8×(0.41)-0.08×4×0.75×731.68　　＝11760.54(kg/d)　　式中：qmax=0.9×24=/d)　　(mg/l)=0.2842(kg/ m3)　　(mg/l)=0.05441(kg/ m3)　　qs==1306.73( m3/d)　　2浓缩池有效水深　　浓缩前污泥含水率99%，(由于初沉污泥含水率较低96%,因此仅对二沉池污泥进行浓缩)浓缩部分上升流速v=0.1(mm/s),浓缩时间t=14hr,采用4个竖流式重力浓缩池　　h2=0.1×10-3×14×(m)　　3中心管面积　　设：中心管流速v0=0.03(m/s)　　(m2)　　4中心管直径　　(m)　　5喇叭口直径，高度　　取(m)　　高度(m)　　６浓缩池有效面积　　(m2)　　７浓缩池直径　　(m)　　８浓缩后剩余泥量　　( m3/d)　　９浓缩池污泥斗容积　　设：＝50°   泥斗d1=0.6(m)　　(m)　　 (m3)　　10污泥的停留时间　　（hr）在10~16之间，符合要求　　１１池子高度　　设：缓冲层高h4=0.3(m)            超高h1=0.3(m)　　中心管与反射板缝隙高度h3=0.3(m)　　ｈ＝h1+h2+h3+h4+h5=0.3+5.04+0.3+0.3+3.81=9.75(m)
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污水处理厂的工艺流程现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。 一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。 二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD，COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。 三级处理，进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂率法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗分析法等。 整个过程为通过粗格删的原污水经过污水提升泵提升后，经过格删或者筛率器，之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，以上为一级处理(即物理处理)，初沉池的出水进入生物处理设备，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反应器有曝气池，氧化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床)，生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理，一级处理结束到此为二级处理，三级处理包括生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法。 二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利用。 以上是污水处理厂处理工艺的基本流程，流程图见下页图一。 二．各个处理构筑物的能耗分析 1．污水提升泵房 进入污水处理厂的污水经过粗格删进入污水提升泵房，之后被污水泵提升至沉砂池的前池。水泵运行要消耗大量的能量，占污水厂运行总能耗相当大的比例，这与污水流量和要提升的扬程有关。 2．沉砂池 沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站前、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初沉池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池。 沉砂池中需要能量供应的主要是砂水分离器和吸砂机，以及曝气沉砂池的曝气系统，多尔沉砂池和钟式沉砂池的动力系统。 3．初次沉淀池 初次沉淀池是一级污水处理厂的主题处理构筑物，或作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面。处理的对象是SS和部分BOD5，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。初沉池包括平流沉淀池，辐流沉淀池和竖流沉淀池。 初沉池的主要能耗设备是排泥装置，比如链带式刮泥机，刮泥撇渣机，吸泥泵等，但由于排泥周期的影响，初沉池的能耗是比较低的。 图一城市污水处理典型流程 4．生物处理构筑物 污水生物处理单元过程耗能量要占污水厂直接能耗相当大的比例，它和污泥处理的单元过程耗能量之和占污水厂直接能耗的60%以上。活性污泥法的曝气系统的曝气要消耗大量的电能，其基本上是联系运行的，且功率较大，否则达不到较好的曝气效果，处理效果也不好。氧化沟处理工艺安装的曝气机也是能耗很大的设备。生物膜法处理设备和活性污泥法相比能耗较低，但目前应用较少，是以后需要大力推广的处理工艺。 5．二次沉淀池 二次沉淀池的能力消耗主要是在污泥的抽吸和污水表明漂浮物的去除上，能耗比较低。 6．污泥处理 污泥处理工艺中的浓缩池，污泥脱水，干燥都要消耗大量的电能，污泥处理单元的能量消耗是相当大的，这些设备的电耗功率都很大。 三．针对各个处理构筑物的节能途径 1．污水提升泵房 污水提升泵房要节省能耗，主要是考虑污水提升泵如何进行电能节约，正确科学的选泵，让水泵工作在高效段是有效的手段，合理利用地形，减少污水的提升高度来降低水泵轴功率N也是有效的办法，定期对水泵进行维护，减少摩擦也可以降低电耗。 2．沉砂池 采用平流沉砂，避免采用需要动力设备的沉砂池，如平流沉砂池。采用重力排砂，避免使用机械排砂，这些措施都可大大节省能耗。 3．初次沉淀池 初次沉淀池的能耗较低，主要能量消耗在排泥设备上，采用静水压力法无疑会明显降低能量的消耗。 4．生物处理构筑物 国外的学者通过能耗和费用效益分析比较了生物处理工艺流程,他们认为处理设施大部分的能量消耗是发生在电机这类单一的设备上,因而节能应从提高全厂功率因数、选择高效机电设备及减少高峰用电要求等方面入手。他们提出的节能措施既包括改善电机的电气性能,也包括解决运转的工艺问题,还包括污水厂产物中的能量回收(Energy Recovery)。 曝气系统的能耗相当大，对曝气系统能耗能效的研究总是涉及到曝气设备的改造和革新。新型的曝气设备虽然层出不穷,但目前仍然可划分为2类:第1种是采用淹没式的多孔扩散头或空气喷嘴产生空气泡将氧气传递进水溶液的方法,第2种是采用机械方法搅动污水促使大气中的氧溶于水的方法。微孔曝气，曝气扩散头的布局和曝气系统的调节这些都是节能的有效措施。在传统活性污泥处理厂曝气池中辟出前端厌氧区,用淹没式搅拌器混合的节能、生物除磷方案。这一简单的改造可以节省近20%的曝气能耗,如果算上混合用能,节能也达到12%。自动控制系统的应用于污水处理节能，曝气系统进行阶段曝气，溶解氧存在浓度梯度，既减少了能耗，又可以改善处理效果，减少污泥量。 生物膜法处理工艺采用厌氧处理可以明显降低能量的消耗。 5．二次沉淀池 二次沉淀池中对排泥设备的研究和排泥方式的改善是降低能耗的有效方法。 6．污泥处理 污泥处理系统节能研究主要集中于污泥处理的能量回收。从污水污泥有机污染物中回收能量用于处理过程早在上世纪初就已投入实践,但能源危机之前一直不受重视。目前有两种回收途径:一是污泥厌氧消化气利用,一是污泥焚烧热的利用。 消化气性质稳定、易于贮存,它可通过内燃机或燃料电池转化为机械能或电能,废热还可回收于消化污泥加热。因此利用消化气能解决污水厂不同程度的能量自给问题。林荣忱等人比较了沼气发电机和燃料电池两种利用形式,认为燃料电池能量利用率高,具有很好的发展前途。对消化气的最大化利用是提高能效的主要方式。沼气发电机组并网发电的研究和应用在国内已有应用实例,是大型污水处理厂的沼气综合利用的可行途径。 另外一种能量回收方式是将城市固体废物焚烧场建在污水处理厂旁,将固废与污水污泥一起焚烧,获得的电能用于处理厂的运转。 城市污水处理的能耗分析研究与节能技术和手段的发展往往并不同步。由于污水处理能量平衡分析方法研究的欠缺,节能措施的制订和实施常常超前。而多数节能途径和手段常常由处理厂的操作管理人员结合各处理设施实际情况提出,具有经验性和个别性,不一定能适用于其他污水厂甚至是工艺相似的污水厂;另一方面,从广义上说,污水处理学科领域的技术创新、新材料和新设备的使用都蕴涵着节能增效的潜力,因而节能的途径和手段往往是很宽泛的。 四．结论 污水处理是能源密集(energy intensity)型的综合技术。一段时期以来,能耗大、运行费用高一定程度上阻碍了我国城市污水处理厂的建设,建成的一些处理厂也因能耗原因处于停产和半停产状态。在今后相当长的一段时期内,能耗问题将成为城市污水处理的瓶颈。能否解决耗污水厂的能耗问题，合理进行能源分配，已经成为决定污水处理厂运行效益好坏的关键因素。能耗是否较低，也是未来新的污水处理厂可行性分析的决定性因素，开发能效较高的污水处理技术，合理设计及运行污水处理厂，必将是未来污水处理厂设计和运行的必由之路。 参考文献: 1．《污水处理能耗与能效》[美]W.F.OWEN，章北平、车武译，金儒霖校，能源出版社 2．《排水工程》张自杰主编，第四版，中国建筑工业出版社 3．城市水工程概论》李圭白、蒋展鹏、范瑾初、龙腾锐主编，中国建筑工业出版社 4．《中国给水排水》杂志 5．《给水排水》杂志 6．中华环保互联网 7．给排水在线网站
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污水处理厂的工艺流程现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。 一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。 二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD，COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。 三级处理，进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂率法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗分析法等。 整个过程为通过粗格删的原污水经过污水提升泵提升后，经过格删或者筛率器，之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，以上为一级处理(即物理处理)，初沉池的出水进入生物处理设备，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反应器有曝气池，氧化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床)，生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理，一级处理结束到此为二级处理，三级处理包括生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法。 二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利用。 以上是污水处理厂处理工艺的基本流程，流程图见下页图一。 二．各个处理构筑物的能耗分析 1．污水提升泵房 进入污水处理厂的污水经过粗格删进入污水提升泵房，之后被污水泵提升至沉砂池的前池。水泵运行要消耗大量的能量，占污水厂运行总能耗相当大的比例，这与污水流量和要提升的扬程有关。 2．沉砂池 沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站前、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初沉池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池。 沉砂池中需要能量供应的主要是砂水分离器和吸砂机，以及曝气沉砂池的曝气系统，多尔沉砂池和钟式沉砂池的动力系统。 3．初次沉淀池 初次沉淀池是一级污水处理厂的主题处理构筑物，或作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面。处理的对象是SS和部分BOD5，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。初沉池包括平流沉淀池，辐流沉淀池和竖流沉淀池。 初沉池的主要能耗设备是排泥装置，比如链带式刮泥机，刮泥撇渣机，吸泥泵等，但由于排泥周期的影响，初沉池的能耗是比较低的。 图一城市污水处理典型流程 4．生物处理构筑物 污水生物处理单元过程耗能量要占污水厂直接能耗相当大的比例，它和污泥处理的单元过程耗能量之和占污水厂直接能耗的60%以上。活性污泥法的曝气系统的曝气要消耗大量的电能，其基本上是联系运行的，且功率较大，否则达不到较好的曝气效果，处理效果也不好。氧化沟处理工艺安装的曝气机也是能耗很大的设备。生物膜法处理设备和活性污泥法相比能耗较低，但目前应用较少，是以后需要大力推广的处理工艺。 5．二次沉淀池 二次沉淀池的能力消耗主要是在污泥的抽吸和污水表明漂浮物的去除上，能耗比较低。 6．污泥处理 污泥处理工艺中的浓缩池，污泥脱水，干燥都要消耗大量的电能，污泥处理单元的能量消耗是相当大的，这些设备的电耗功率都很大。 三．针对各个处理构筑物的节能途径 1．污水提升泵房 污水提升泵房要节省能耗，主要是考虑污水提升泵如何进行电能节约，正确科学的选泵，让水泵工作在高效段是有效的手段，合理利用地形，减少污水的提升高度来降低水泵轴功率N也是有效的办法，定期对水泵进行维护，减少摩擦也可以降低电耗。 2．沉砂池 采用平流沉砂，避免采用需要动力设备的沉砂池，如平流沉砂池。采用重力排砂，避免使用机械排砂，这些措施都可大大节省能耗。 3．初次沉淀池 初次沉淀池的能耗较低，主要能量消耗在排泥设备上，采用静水压力法无疑会明显降低能量的消耗。 4．生物处理构筑物 国外的学者通过能耗和费用效益分析比较了生物处理工艺流程,他们认为处理设施大部分的能量消耗是发生在电机这类单一的设备上,因而节能应从提高全厂功率因数、选择高效机电设备及减少高峰用电要求等方面入手。他们提出的节能措施既包括改善电机的电气性能,也包括解决运转的工艺问题,还包括污水厂产物中的能量回收(Energy Recovery)。 曝气系统的能耗相当大，对曝气系统能耗能效的研究总是涉及到曝气设备的改造和革新。新型的曝气设备虽然层出不穷,但目前仍然可划分为2类:第1种是采用淹没式的多孔扩散头或空气喷嘴产生空气泡将氧气传递进水溶液的方法,第2种是采用机械方法搅动污水促使大气中的氧溶于水的方法。微孔曝气，曝气扩散头的布局和曝气系统的调节这些都是节能的有效措施。在传统活性污泥处理厂曝气池中辟出前端厌氧区,用淹没式搅拌器混合的节能、生物除磷方案。这一简单的改造可以节省近20%的曝气能耗,如果算上混合用能,节能也达到12%。自动控制系统的应用于污水处理节能，曝气系统进行阶段曝气，溶解氧存在浓度梯度，既减少了能耗，又可以改善处理效果，减少污泥量。 生物膜法处理工艺采用厌氧处理可以明显降低能量的消耗。 5．二次沉淀池 二次沉淀池中对排泥设备的研究和排泥方式的改善是降低能耗的有效方法。 6．污泥处理 污泥处理系统节能研究主要集中于污泥处理的能量回收。从污水污泥有机污染物中回收能量用于处理过程早在上世纪初就已投入实践,但能源危机之前一直不受重视。目前有两种回收途径:一是污泥厌氧消化气利用,一是污泥焚烧热的利用。 消化气性质稳定、易于贮存,它可通过内燃机或燃料电池转化为机械能或电能,废热还可回收于消化污泥加热。因此利用消化气能解决污水厂不同程度的能量自给问题。林荣忱等人比较了沼气发电机和燃料电池两种利用形式,认为燃料电池能量利用率高,具有很好的发展前途。对消化气的最大化利用是提高能效的主要方式。沼气发电机组并网发电的研究和应用在国内已有应用实例,是大型污水处理厂的沼气综合利用的可行途径。 另外一种能量回收方式是将城市固体废物焚烧场建在污水处理厂旁,将固废与污水污泥一起焚烧,获得的电能用于处理厂的运转。 城市污水处理的能耗分析研究与节能技术和手段的发展往往并不同步。由于污水处理能量平衡分析方法研究的欠缺,节能措施的制订和实施常常超前。而多数节能途径和手段常常由处理厂的操作管理人员结合各处理设施实际情况提出,具有经验性和个别性,不一定能适用于其他污水厂甚至是工艺相似的污水厂;另一方面,从广义上说,污水处理学科领域的技术创新、新材料和新设备的使用都蕴涵着节能增效的潜力,因而节能的途径和手段往往是很宽泛的。 四．结论 污水处理是能源密集(energy intensity)型的综合技术。一段时期以来,能耗大、运行费用高一定程度上阻碍了我国城市污水处理厂的建设,建成的一些处理厂也因能耗原因处于停产和半停产状态。在今后相当长的一段时期内,能耗问题将成为城市污水处理的瓶颈。能否解决耗污水厂的能耗问题，合理进行能源分配，已经成为决定污水处理厂运行效益好坏的关键因素。能耗是否较低，也是未来新的污水处理厂可行性分析的决定性因素，开发能效较高的污水处理技术，合理设计及运行污水处理厂，必将是未来污水处理厂设计和运行的必由之路。
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