污水处理厂设计的毕业论文

污水处理 (sewage treatment,wastewater treatment)：为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求，并对其进行净化的过程。污水处理被广泛应用于建筑、农业，交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。 首先要把在准备工作当中搜集的资料整理出来，包括课题名称、课题内容、课题的理论依据、参加人员、组织安排和分工、大概需要的时间、经费的估算等等。第一是标题的拟定。课题在准备工作中已经确立了，所以开题报告的标题是不成问题的，把你研究的课题直接写上就行了。比如我曾指导过一组同学对伦教的文化诸如“伦教糕”、伦教木工机械、伦教文物等进行研究，拟定的标题就是“伦教文化研究”。第二就是内容的撰写。开题报告的主要内容包括以下几个部分：一、课题研究的背景。 所谓课题背景，主要指的是为什么要对这个课题进行研究，所以有的课题干脆把这一部分称为“问题的提出”，意思就是说为什么要提出这个问题，或者说提出这个课题。比如我曾指导的一个课题“伦教文化研究”，背景说明部分里就是说在改革开放的浪潮中，伦教作为珠江三角洲一角，在经济迅速发展的同时，她的文化发展怎么样，有哪些成就，对居民有什么影响，有哪些还要改进的。当然背景所叙述的内容还有很多，既可以是社会背景，也可以是自然背景。关键在于我们所确定的课题是什么。二、课题研究的内容。课题研究的内容，顾名思义，就是我们的课题要研究的是什么。比如我校黄姝老师的指导的课题“佛山新八景”，课题研究的内容就是：“以佛山新八景为重点，考察佛山历史文化沉淀的昨天、今天、明天，结合佛山经济发展的趋势，拟定开发具有新佛山、新八景、新气象的文化旅游的可行性报告及开发方案。”三、课题研究的目的和意义。课题研究的目的，应该叙述自己在这次研究中想要达到的境地或想要得到的结果。比如我校叶少珍老师指导的“重走长征路”研究课题，在其研究目标一栏中就是这样叙述的：1、通过再现长征历程，追忆红军战士的丰功伟绩，对长征概况、长征途中遇到了哪些艰难险阻、什么是长征精神，有更深刻的了解和感悟。2、通过小组同学间的分工合作、交流、展示、解说，培养合作参与精神和自我展示能力。3、通过本次活动，使同学的信息技术得到提高，进一步提高信息素养。四、课题研究的方法。在“课题研究的方法”这一部分，应该提出本课题组关于解决本课题问题的门路或者说程序等。一般来说，研究性学习的课题研究方法有：实地调查考察法(通过组织学生到所研究的处所实地调查，从而得出结论的方法)、问卷调查法（根据本课题的情况和自己要了解的内容设置一些问题，以问卷的形式向相关人员调查的方法）、人物采访法（直接向有关人员采访，以掌握第一手材料的方法）、文献法（通过查阅各类资料、图表等,分析、比较得出结论）等等。在课题研究中，应该根据自己课题的实际情况提出相关的课题研究方法，不一定面面俱到，只要实用就行。五、课题研究的步骤。课题研究的步骤，当然就是说本课题准备通过哪几步程序来达到研究的目的。所以在这一部分里应该着重思考的问题就是自己的课题大概准备分几步来完成。一般来说课题研究的基本步骤不外乎是以下几个方面：准备阶段、查阅资料阶段、实地考察阶段、问卷调查阶段、采访阶段、资料的分析整理阶段、对本课题的总结与反思阶段等。六、课题参与人员及组织分工。这属于对本课题研究的管理范畴，但也不可忽视。因为管理不到位，学生不能明确自己的职责，有时就会偷懒或者互相推诿，有时就会做重复劳动。因此课题参与人员的组织分工是不可少的。最好是把所有的参与研究的学生分成几个小组，每个小组通过民主选举的方式推选出小组长，由小组长负责本小组的任务分派和落实。然后根据本课题的情况，把相关的研究任务分割成几大部分，一个小组负责一个部分。最后由小组长组织人员汇总和整理。七、课题的经费估算。一个课题要开展，必然需要一些经费来启动，所以最后还应该大概地估算一下本课题所需要 的资金是多少，比如搜集资料需要多少钱，实地调查的外出经费，问卷调查的印刷和分发的费用，课题组所要占用的场地费，有些课题还需要购买一些相关的材料，结题报告等资料的印刷费等等。所谓“大军未动，粮草先行”，没有足够的资金作后盾，课题研究势必举步维艰，捉襟见肘，甚至于半途而废。因此，课题的经费也必须在开题之初就估算好，未雨绸缪，才能真正把本课题的研究做到最好。

A2/O工艺处理城市污水（一） (2011-12-03 21:13:00)转载▼标签： 教育 分类： 博文 摘要本次毕业设计的题目为江阴某经济开发区污水处理厂设计— A2/O 工艺。主要任务是完成该经济开发区排水管网布置及污水处理厂初步设计和单项处理构筑物施工图设计。其中初步设计要完成设计说明书一份、污水处理厂总平面图一张及污水处理厂污水与污泥高程图一张；单项处理构筑物施工图设计中，主要是完成A2/O 平面图和剖面图及部分大样图。该污水处理厂工程，近期规模为万吨/日。该污水厂的污水处理流程为：从泵房到沉砂池，进入A2/O 反应池，进入辐流式二次沉淀池，进入接触池，再进入巴氏计量槽，最后出水；污泥的流程为：从A2/O反应池排出的剩余污泥进入集泥配水井，再由污水泵送入浓缩池， 再进入储泥池，最后外运处置。污水处理厂处理后的出水优于国家污水综合排放标准(GB8978-1996)中的一级标准。所选择的A2/O 工艺，具有良好的脱氮除磷功能。关键词：A2/O 工艺；脱氮除磷；ABSTRACT The topic of this graduate design is about the design of the sewage disposalplant in the development area of economy and techonology in Jangyin City. The technics of the plant is the Anaerobic-Anoxic-Oxic. The main task is the primary design of the plant and the shop drawing of the oxidation ditch pond. The task of the primary design isthata design book、a plan of the plant、the high drawing of the disposal of sludge and sewage; in the single disposal build design, the harvest is that the section plane drawing 、the plan and some part magnifying drawings of the Anaerobic-Anoxic-Oxic. The construction of this plant is 25000 steres per day. The process of the sewage in the plant is that the sewage runs from pumphouseto sand sinking pond, enters the pond of sedimentation tank, enters disinfection pond, then enters calculation trough ,at last lets out. The process of the sludge is that: Surplus sludge from the sedimentation tank enters concentration pond, enters digestion pong, then it is dehydrated, at last it is carried out of the plant. The outlet water of the plant meets the level one of the National SewageDischarge Standard (GB8978-1996). There is an Anaerobic-Anoxic-Oxic more than the craft of SBR in the craft of CASS. it prevents sludge from eapending,promots releasing phosphorus ,andstrengthens anti-nitration. Key words： The Anaerobic-Anoxic-Oxic; Taking off the nitrogen and thephosphorus;第一部分第1章 设计概论 设计任务本次毕业设计的主要任务是完成某经济技术开发区A2/O 工艺处理城市污水设计。工程设计内容包括：1.确定开发区排水体制，完成排水管网规划设计图；2.进行污水处理厂方案的总体设计：通过调研收集资料，确定污水处理工艺方案；进行总体布局、竖向设计、厂区管道布置、厂区道路及绿化设计；完成污水处理厂总平面及高程设计图。3.进行污水处理厂各构筑物工艺计算：包括初步设计和施工图设计(每位学生要求至少有一个构筑物的设计达到施工图深度)、设备选型，图中应有设备、材料一览表和工程量表。4.进行辅助建筑物(包括鼓风机房、泵房、加药间、脱水机房等)的设计：包括尺寸、面积、层数的确定；完成设备选型和设备管道安装图。 开发区概况及自然条件 开发区概况1.城市规划江阴临港新城位于江阴市西部，东临主城区、北枕长江、西面和南面与常州接壤，下辖“两街、两镇、一办”：夏港街道、申港街道、利港镇、璜土镇、港口办事处，总计行政区划面积188平方公里，总人口约20万人。2005年12月, 临港新城被列入无锡在“十一五”期间重点建设的五大新城之一；2006年1月，临港新城开发建设正式启动；2006年9月，临港新城被国家发改委正式核准同时被省政府批准为省级经济开发区，命名为江苏江阴临港经济开发区。江阴临港新城始终坚持“以港兴城、港以城兴、港城共荣、互动发展”的战略，全力打造苏锡常都市圈临港产业中心和江阴城市副中心。全面做好港口码头、临港产业、国际商务、现代服务、绿色生态等“五篇文章”，加快实施《临港新城培育四大千亿产业集群纲要》，推动经济与城市全面转型、同步提升。产业是城市发展的根本。依托港口，发展低碳、新材料、机械装备、现代物流四大临港特色产业，全力培育千亿级产业集群是构筑临港新城新一轮区域经济发展比较优势，打造临港经济新增长极，实现可持续发展的必由之路。2.地面水环境状况在开发区范围内长江为主水体，根据江阴市环境监测中心站编制的《江阴临港经济技术开发区环境质量报告书》，在上述7 个水体中共布设监测点19 个，并分枯水期和平水期对其进行采样监测。长江水质检测结果为：在枯水期平均值超标的(按地面水环境质量三类标准GB383888)污染物主要有生化需氧量、亚硝酸盐氮、凯式氮、总磷和大肠菌群等五项；在平水期平均值超标的主要有凯氏氮和总磷两项。其中枯水期BOD5 值最高值和平均值分别为 和5mg/L ，分别超标 倍和 倍，亚硝酸盐氮最高值和平均值分别为 和 ，分别超标 和 倍，凯式氮最高值和平均值分别为 和 ，分别超标 倍和 倍，总磷最高值和平均值分别为 和，分别超标 倍和 倍， 大肠菌群最高值和平均值分别为920000个/升和191333 个/升，分别超标91 倍和18 倍；而平水期凯式氮最高值和平均值分别为和 ，分别超标倍和倍。另外根据开发区地面水环境质量评价结果也可以看出，长江申港段污染负荷比最大，在枯水期超标的评价参数是生化需氧量、亚硝酸氮、凯式氮和总磷；在平水期超标的评价参数是总磷和凯式氮。3．开发区排水现状及规划开发区为新建区域，根据开发区排水总体规划，以采用雨污分流制的排水系统为宜。开发区范围内的雨水根据道路布置情况，依据道路控制高程分散排入现有明渠或湖汊入湖，开发区污水将汇集排入长江。目前开发区已初具规模，随着开发区的建设及工业企业的逐步开工，开发区的废水排放量将不断增多，对上述已被污染的长江申港段将进一步加大其污染负荷比，给开发区环境将带来严重的影响，也将直接影响到开发区的投资环境。另外，开发区位于长江江阴段上游，未经处理的污水直接排入长江，也将对武汉市江段的水质及饮用水源的安全造成威胁。因此，为优化投资环境，改善和提高城区生活环境质量，保证城市居民身体健康，决定修建分流制排水系统和开发区污水处理厂。 开发区的自然条件1.气象资料开发区属亚热带季风气候，全年四季分明，日照充足，雨量充沛，其气象特征如下:(1) 气温年平均气温：℃；最高气温：℃；最低气温：℃。(2)降水量年平均降水量： ；年平均降雨天数： 天。(3) 湿度年平均相对湿度：72%(4)降雪24 小时最大积雪深度：(2008年南方雪灾) 。年降雪日：一般在10 日以内(5)风全年主导风向为东北偏北，冬季以北风和东偏北为主，夏季多为东南风。年平均风速： ；最大风速： 。(6)雾日数年平均雾日数： 日；年最小雾日数：10 日。(7)蒸发量年平均蒸发量：1294mm 。 设计水量与水质⒈ 设计水量污水量标准包括生活污水和工业污水两部分。开发区的综合用水量定为625升/人.日，综合污水量按照给水量标准的80%计，则平均污水量标准为500 升/人.日。按近期规划人口10 万人计算，则该污水处理厂的近期设计污水量为：平均日25000m3/d 。2．污水水质及净化要求原污水水质：COD 320mg/L，BOD5 150mg/L，SS 200mg/L，TN 35 mg/L，NH3-N 15mg/L，TP 4 mg/L。污水经处理后应符合以下具体要求：CODCr≤60mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L，TN ≤15 mg/L，NH3-N≤5mg/L,TP 1 mg/L。第2 章总体设计 排水体制在城市和工业企业中通常有生活污水、工业废水和雨水，排水系统,也就是将城镇的污水、废水和雨水系统有组织地排除与处理的工程设施。排水系统通常由排水管网和污水处理厂组成。这些污废水是用一个管渠系统还是用两个、三个管渠系统来排，构成了不同的排除方式，称之为排水系统的体制。 合流制排水系统目前我国大多数城市排水体制为合流制，合流制排水系统就是将生活污水、工业废水和雨水用一个管渠系统汇集排除的系统。这种体制有下面两种方式：1.合流制这种方式是将管渠系统分成若干排出口，将混合污水不经任何处理直接就近排八水体。这是一种合流制排水方式，国内外许多老城市几乎者是采用这种简单的排水方式。在过去，工业尚不发达，人口少，污水相对不大，采取水体的自净作用，这种排水体制被长期采用。但是在当今，科技的发展，人口增加，使污水不断增加，水质也日趋复杂，从环保卫生上来看，合流制是水环境污染的主要原因，所以在目前情况就不宜再采用这种排水体制。 截流式合流制这种方式就是在江河岸边修建截流干管，并在合流干管与截流干管交汇设置溢流井。晴天时，混合污水全部由截流干管送至污水处理厂处理后排放；雨天时，当混合水是超过截流干管输水能力后，其超出部分通过溢流并泄八水体。这种体制对带有较多悬浮物的初期雨水和污水都进行处理，对保护水体是有利的，但周期性地给水体带来一定程度的污染，很明显，同为合流制，它又前者优越。这种方式，对一些旧城合流制排水系统改造是可以考虑加以采用的。 分流制排水系统当生活污水、工业废水和雨水用两个或两个以上排水管渠排除时，称为分流制排水系统。其中排除生活污水，工业废水的系统称为污水排水系统；排除雨水的系统称为雨水排水系统。这种体制又有两种方式： 1.完全分流制将城市生活污水及工业废水排到污水系统和雨水排入到雨水系统的体制为分流制。污水排至污水处理厂进行处理，雨水直接排入水体，对于新建城市、新的开发区和新建住宅小区，大都采用这种形式，分流制系统是把城市污水全部送到污水处理厂处理后排放水体，对环保卫生及防止水体污染方面无疑是比较好的排水体制。2.不完全分流制只建污水排水系统，未建雨水排水系统，雨水沿着地面、道路边沟和明渠泄入水体。对于常年少雨、气候干燥的城市可采用这种制。 排水体制的比较排水体制的选择直接影响到对环境的污染。直泄式合流制是不经任何处理把混合污水排入水体，其对水体污染的严重性是不言而喻的，截流式合流制能将晴天时全部生活和工业废水及降雨时较脏的初期雨水截走，送往污水处理厂，这对保护水体是有利的，但在暴雨时，仍有部分混合污水通过溢流井进入水体，造成污染。分流制排水系统，将城市污水全部送至污水厂处理，但初期雨水未经处理直接排入水体，是其不足之处。一般情况下，分流制比截流式合流制在防止水体污染方面更为优越，而且较灵活，较易适应发展的需要，因此应用较广泛。从基建投资方面来看，合流制只需一套管渠系统，其断面尺寸与完全分流制的雨水管渠基本相同，虽然合流制在污水泵站及处理厂规模上要大一些，造价要高一些，但在总体造价还是低于完全分流制，大约要低20－40％。不完全分流制由于没有雨水排水系统，所以其投资最省，施工期最短，发挥效益也快，所以对于一般新建地区，地形坡度比较好，雨水又能沿坡度流入水体，为节约初期投资，可先采用不完全分流制，以后随着建设的发展，再逐步造雨水管渠。从维护管理方面来看，合流制管渠维护管理较简单，对于管渠中的沉积物也可利用雨天的大流是来冲刷，但污水泵站、处理厂因晴雨天的排水量变化幅度较大，增加了运行管理上复杂性。相比之下分流制污水管渠和污水处理厂，流量变化不大，不致产生沉淀物，有利于污水处理厂和管渠的运行管理。 排水体制选择选择排水体制时，应当根据当地的实际条件和环保要求，通过技术经济比较来确定。1.新建城市(1)对于新建城市，当地形有利，在城市发展初期，可采用不完全分流制。人卫生角度上看，虽然雨水沿着地面流动，会带入一些污染物质进入水体，但由于最肮脏的生活污水已用污水管渠收集并加以处理，因此不致于对环境卫生产生很大影响；从经济上看，由于只建污水管渠，造价可大为降低，这在城市发展初期具有很大经济意义；从技术上看，由于已预留雨水管渠的位置，它可随城市发展逐步增设雨水管渠，成为较理想的完全分流制。(2)对于建设水平要求较高且面积较大的开发区城市，应采用完全分流制。2.旧城改造和扩建旧城排水系统的改造和扩建，应在原排水体制的基础上加以考虑。旧城排水系统，一般均为没有污水处理厂的合流制排水系统，污水就近排入水体，没有预留埋设其他管线的地方。因此要将它改造为完全分流制，这在经济上要花费一笔可观的费用，在技术上也十分困难，往往难以实现。且附近水体又缺乏足够的自净能力时，才可考虑改建成其他体制。3.因此，对某城区排水系统的改造和扩建工程中，采用具有截流制合流制排水系统为宜，截流后污水排入到污水处理厂进行处理。总之，影响排水体制的因素较多，我们应立足于本地实际条件，同时考虑污水管排水能力发展的余地，使城市排水体制更加合理完善。根据该经济开发区的较为平坦的地势因素，故管道敷设主要以管长最短为原则，沿街道敷设，一起送入污水处理厂处理后排入长江。 污水处理厂设计规模污水量标准包括生活污水和工业污水两部分。开发区的综合用水量定为625 升/人.日，综合污水量按照给水量标准的80%计，则平均污水量标准为500 升/ 人.日。按近期规划人口10 万人计算，则该污水处理厂的近期设计污水量为：平均日25000m3/d。第3 章污水处理厂设计 污水处理厂址选择污水厂厂址选择应遵循下列各项原则1、应与选定的工艺相适应2、尽量少占农田3、应位于水源下游和夏季主导风向下风向4、应考虑便于运输5、充分利用地形本开发区在总体规划、专业规划及开发区建设中，已按自然地形，用地规划预留了污水处理厂位置。 污水污泥处理工艺选择 水质根据《江阴临港新城经济开发区污水处理厂可行性研究报告》及江阴临港新城经济技术开发区委员会“污水处理厂可行性研究报告评审会专家组意见”，开发区管委会参照类似地区的污水水质及国家《污水综合排放标准》(GB18918-2002) 提出污水处理厂进、出水水质指标列于表 污水处理厂进、出水水质指标单位：毫克/升 表序号 项目 原污水质 出水水质1 BOD5 160 202 CODCr 400 603 SS 125 204 TN 45 205 NH3—N 28 8（15）6 TP 5 污水、污泥处理工艺选择1. 处理工艺流程选择应考虑的因素污水处理厂的工艺流程系指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下，所采用的污水处理技术各单元的有机组合。在选定处理工艺流程的同时，还需要考虑各处理单元构筑物的形式，两者互为制约，互为影响。污水处理工艺流程的选定，主要以下列各项因素作为依据。① 污水的处理程度② 工程造价与运行费用③ 当地的各项条件④ 原污水的水量与污水流入工程该污水处理厂日处理能力约万吨,属于中小规模的污水处理厂。按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2 /O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。A2O工艺污水处理量：25000m3/d氧化沟工艺污水处理量：3000m3/dSBR工艺污水处理量：5000m3/d2.适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺该污水处理厂要求对原水中的氮、磷有比较好的去除，应采用二级强化处理。根据《城市污水处理和污染防治技术政策》推荐，以及国内外工程实例和丰富的经验，比较成熟的适合中小规模具有除磷、脱氮的工艺有：AA /O 工艺，A/O 工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟及其改良工艺。A/O工艺、AA/O工艺、各种氧化沟工艺、SBR工艺这些从活性污泥法派生出来的工艺都可以实现除碳、除氮、除磷三种流程的组合，都是比较实用的除磷脱氮工艺。一、A2O处理工艺 (1)A2/O 处理工艺是Anaerobic－Anoxic－Oxic 的英文缩写，它是厌氧－缺氧－好氧生物脱氮除磷工艺的简称，A2/O 工艺是在厌氧－好氧除磷工艺的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。(2)A2/O 工艺的特点：A：厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能；B：在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其它工艺。C：在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI 一般小于100，不会发生污泥膨胀。D：污泥中含磷量高，一般为以上。由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理，并且污水处理量25000m3/d。所以A2O工艺符合要求。因为这种工艺具有较好的除P脱N功能；具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；技术先进成熟，运行稳妥可靠；管理维护简单，运行费用低；沼气可回收利用；国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验技术先进成熟，运行稳妥可靠，最为重要的是该工艺总水力停留时间少于其他同类工艺，节省基建费用，占地面积相对较小，在市场经济的形势下，寸土寸金，该工艺无疑具有非常大的吸引力。 法同步脱氮除磷工艺的原理：A2/O 分为三大部分，分别为厌氧、缺氧、好氧区。原污水从进水井内首先进入厌氧区，同步进入的还有从沉淀池排出的含磷回流污泥，本反应器的主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化。污水经过第一厌氧反应器进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q(Q——原污水流量)。混合液从缺氧反应器进入好氧反应器——曝气器，这一反应器单元是多功能的，去触BOD ，硝化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行。这三项反应都是重要的，混合液中含有NO3-N ，污泥中含有过剩的磷，而污水中的BOD 则得到去除。流量为2Q的混合液从这里回流缺氧反应器。选定核心构筑物后,本设计的工艺流程也就相应确定了。 主要生产构筑物工艺设计 进水泵房污水进水泵房由格栅间、泵房组成(泵房配电间设于离泵房不远的地方，具体布置见污水厂平面总体布置图，另外厂内另设有集中变配电间、中控室)。⑴ 格栅间平面尺寸：长×宽= 米× 米，地下深 米，为钢筋砼结构，格栅间内设三道进口粗格栅，两道为机械格栅，另一道为人工辅助格栅。机械格栅宽 米，高 米，栅条间隙20 毫米，安装倾角600 ，机械除渣。人工格栅(在机械格栅检修时做应急用)宽 米，高 米，栅条间隙、安装倾角均同机械格栅。⑵ 泵房采用半地下室钢筋砼结构，平面尺寸：长× 宽= 米× 米，地下埋深 米，采用立式污水泵抽升污水，泵房内设五台型号为250QW700—11—37 的立式污水泵(四用一备)。单泵流量为690 米3/时，扬程为 米，转速970 转/分，电机功率37 千瓦。每台泵出水管上设微阻缓闭止回阀，起吊设备采用电动单梁起重机，最大起重量为2 吨。 细格栅和沉砂池共设两道进口细格栅，安装在出水井与沉砂池的连接渠道上，用于去除进厂污水中较大的漂浮物和悬浮物，以保证后续处理工艺的安全运行。细格栅(一期)分两组设置，每组设2 道进口机械弧形细格栅(旋转角为90。)及1 道人工应急格栅(国产)，渠宽为1．3m，栅隙宽为10mm，最大过栅流速为／s 。格栅的运行由格栅前、后水位差自动控制。栅渣由设于平台面以下的国产无轴螺旋输送器输出后外运处置。沉砂池采用了旋流式沉砂池(分两组设2 池，型号旋流式沉砂池Ⅱ7)，单池直径为、池深为，采用气提排砂，在排砂之前有一气洗过程，这使得排出的砂含有机物较少，有利于污水的后续生物处理及泥砂的处置。由两座沉砂池排出的泥砂经2 台国产的砂水分离器处理后外运处置。 A2/O 池A2/O 生物池分两组(共2 座)，污泥负荷为0．12kgBODs／(kgMLSS·d)，污泥浓度为 g／L，单池平面尺寸为×(包括隔墙厚度)，池深为 m(有效水深为 m)，每池分三区即厌氧区、缺氧区及好氧区，厌氧区设4台、缺氧区设4 台进口潜水搅拌机，单台搅拌机的功率为 kW。好氧区设有2938 个进口膜式微孔曝气器，曝气量为1~3m3 /( h × 个)。每池设有3 根进气总管，每根总管设有1 个进口电动空气调节蝶阀(用于调节供氧量)。A2/O 工艺需有大量的混合液回流(一般为处理水量的2～4 倍)，这使得其能耗较高。为此，在设计时结合了循环流式生物池的特点，采用了类似氧化沟循环流式水力特征的池型，省去了混合液回流以降低能耗，同时在该池中独辟厌氧区除磷及设置前置反硝化区脱氮等有别于常规氧化沟的池体结构，充氧方式采用高效的鼓风微孔曝气、智能化的控制管理，这大大提高了氧的利用率，在确保常规二级生物处理效果的同时，经济有效地去除了氮和磷。该系统较常规A2/O 工艺降低能耗约0．045(kW·h)／m3。

丹麦大型城市污水处理厂运行、维护和管理崔成武1,* Gert Petersen1,2（1. 丹麦技术大学环境与资源学院，Lyngby，丹麦，2800； 2. EnviDan，Kastrup，丹麦，2770） 摘要：本文简要介绍了丹麦城市污水处理的现状，包括城市污水处理厂数量、类型、处理负荷以及欧盟和丹麦环保部门的相关要求等。另外，针对大型城市污水处理厂，本文以Lynetten、Damhusen、Lundtofte 和Avedre 四大城市污水处理厂为例，介绍其运行维护和管理方面的经验。最后，本文还介绍了丹麦以及上述四大城市污水厂的污水和污泥处理费用。 关键词：丹麦，污水处理，污泥处理，气体处理，城市污水处理厂，运行管理，运行费用 中图分类号： 文献标识码：AThe operation, maintenance and management of big domestic wastewater treatment plants in DenmarkCui Chengwu1,* Gert Petersen1,2（1. Institute of Environment & Resources, Technical University of Denmark, Lyngby, Denmark, 2800 2. EnviDan, Kastrup, Denmark, 2770）Abstract: This paper briefly introduces the situation of domestic wastewater treatment in Denmark, which includes the numbers, types, capacities of domestic wastewater treatment plants and the effluent requirements from both EU and Danish EPA. The operational experiences and management of the big domestic wastewater treatment plants are explained mainly based on the data from Lynetten, Damhus?en, Lundtofte and Aved?re WWTP in Denmark. At last, this paper also introduces the average wastewater treatment fee in Denmark and the operational cost of both wastewater treatment and sludge treatment in those 4 words: Denmark, wastewater treatment, sludge treatment, gas treatment, domestic wastewater treatment plant, operation and management, operation fee1．简介 丹麦位于欧洲北部，经济发达，人均国民生产总值居于世界前列。同时，丹麦政府对环保建设非常重视，尤其是城市污水处理问题。在欧盟委员会关于91/271/EEC 法案（城市污水处理法案）执行情况的第三次和第四次总结报告中[1,2]，丹麦与德国、奥地利等国共同被归属于欧盟城市污水处理较好的国家之列。自执行欧盟91/271/EEC 法案后，丹麦城市污水处理厂和工业废水处理厂出水质量均得到明显改善。自1989 年到2004 年，丹麦城市污水处理的发展可分为两个阶段，分别是1989～1996 年的快速成效阶段和1996～2004 年的平稳下降阶段。例如：在1989 年，丹麦城市污水处理厂出水中BOD5 总量为35000 吨，到1996 年，这一数据快速下降到5000 吨，而到2004 年，则平稳下降到2500 吨。 丹麦政府规定，当人口当量大于30PE1 时需建设相应的污水处理设备。根据2004 年统计结果[3]，丹麦全国共有1193 个城市污水厂，其中237 个为私营污水厂。自1993 年到2004年的12 年间，丹麦城市污水处理厂的类型发生了巨大的变化。具有脱氮功能的生物污水处理厂的比例从1993 年的54%提高到2004 年。与此变化相符合的是城市污水厂出水氮磷含量明显降低。2004 年，城市污水处理厂TN 平均去除率为80%，TP 平均去除率高达96%。 在丹麦，尽管城市污水处理厂的数量较多，但规模普遍较小。在1193 个城市污水处理厂中，处理规模小于1000 m3/天的污水厂占到了，但却只处理全国6%的城市污水。绝大多数的城市污水是由大规模集中式城市污水处理厂处理的。如：处理规模大于10000 m3/ 天的污水厂只有62 个，但却处理了全丹麦70%的城市污水。 丹麦城市污水处理厂出水标准遵照欧盟91/271/EEC 法案以及丹麦环保部门和地方行政 区所制定的出水标准来执行。具体出水标准见表 1。2．丹麦大型城市污水厂的运行和维护 丹麦大型城市污水处理厂（人口当量大于100000 PE，即进水量大于20000 吨/天的城市污水厂）所具有的共同特点之一就是污水和污泥处理的工艺非常接近。就下文重点讨论的Lynetten、Damhus?en、Lundtofte 和Aved?re 污水厂来说，其污水处理的核心技术均采用基于氧化沟工艺的Biodenitro 或Biodenipho 技术。而对于污泥处理，一般都需要经过厌氧硝化、离心脱水和焚烧处理后，外排到垃圾填埋场。 另外一个共同的特点就是污水厂的管理方式非常类似。一般来说，丹麦大型城市污水处理厂有两个具有不同功能的管理机构，分别称为董事会和市政业务委员会。董事会成员由污水厂管辖范围内的几个行政区的工作人员组成。董事会成员代表其所在行政区，主要工作是协调行政区与污水厂之间的关系以及监督污水厂的日常运行情况。同时，还需对该行政区污水处理进行详细的规划和总结。而市政业务委员会则主要负责污水厂的日常运行维护和管理工作。同时，在市政业务委员会中也会有各个行政区的负责人员，其主要负责与董事会成员进行对接，确保行政区与污水处理厂之间关系的通畅。以Aved?re 污水厂机构为例，该污水厂的污水来源于10 个行政区。该污水厂管理结构见图 1。 基本情况简介 Lynetten、Damhus?en、Lundtofte 和Aved?re 污水厂均位于丹麦西兰岛上，负责周边行政区的城市污水和工业废水处理[4,5]。2004 年，污水厂处理负荷和进水负荷情况见表 2。Lynetten 是丹麦最大的城市污水处理厂，设计处理能力为15 万吨/天，2004 年实际进水负荷近20 万吨/天。Damhus?en 为丹麦第三大城市污水处理厂，设计处理能力为7 万吨/天。Damhus?en 与Lynetten 共属Lynettenf?llesskabet 公司（Lynetten 联合公司）经营管理。Aved?re 为丹麦第五大污水处理厂，设计处理能力 万吨/天，归属丹麦Spildevandscenter Aved?re （Aved?re 污水中心）经营管理。Lundtofte 相对较小，设计处理量为 万吨/天。 上述四个污水厂进水水质特性和出水情况见表 3 和表 4。对进水水质分析后发现：4 个污水厂进水水质的COD/BOD5 值属文献中[6]的中低值域范围，这可能与工业废水汇入有关。经过总结后发现：丹麦城市污水的COD/TN 和 COD/TP 均处于文献中[6]规定的中高值域范围内。从中发现，四个城市污水厂的重点污染物出水指标均低于欧盟91/271/EEC 法案以及丹麦环保部门的相关要求。 工艺流程 丹麦城市污水处理厂工艺一般可分为三部分：污水处理单元、污泥和废物处理单元以及废气处理单元。Lundtofte 污水厂是丹麦非常典型的城市污水厂，下面基于Lundtofte 污水厂的工艺流程对各部分进行讨论。Lundtofte 污水处理厂的具体工艺流程见图 2 所示。 污水处理单元 机械处理 对于城市污水厂来说，污水机械处理通常包括粗格栅、曝气沉砂池、细格栅、初沉池以及二沉池等工序。由于各种机械处理工艺的设计已经非常成熟，因此无需再进行详细讨论。但是，针对机械处理过程所产生的废物和废气处理问题是值得学习和借鉴的。 在进入曝气池前，一系列的机械处理过程会产生大量的废物。丹麦大型城市污水厂的做法是：固体废弃物并没有与剩余污泥混合进入厌氧消化池，而是经过脱水后直接进入污泥焚烧炉进行焚烧处理。这是因为此类固体中无机物含量相对较高，直接进入消化池会影响厌氧消化效果。另外，这类废物也没有应用于建筑方面的回用，主要原因是此类沙子中含有重金属以及持久性有机物，对人体健康具有潜在危害。 丹麦大型城市污水处理厂十分重视机械处理过程中由于曝气或搅动所产生废气的收集和处理问题。一般来说，曝气沉砂池全部采用铝质材料封顶。部分污水厂的初沉池上面也会封顶。处理过程中所产生的气体，如H2S 也会随特定的气体管路进入焚烧炉处理。 生物处理 如前所述，丹麦大型城市污水厂污水生物处理工艺非常接近。上述四个污水厂均采用Biodenitro 或是Biodenipho 工艺。下面针对这两种工艺进行简单介绍。 工艺简介 Biodenitro 和Biodenipho 工艺为丹麦Krüger 公司的专利技术。该种技术的特点是自动化控制程度高、占地面积小、有机物和氮磷的去除效果良好。与Biodenitro 工艺不同的是，Biodenipho 在前面添加了一个厌氧池（Bio-P tank），因此具有生物除磷功能。而Biodenitro 无法进行生物除磷，只能借助于化学除磷。 下面以Biodenitro 工艺为例，重点介绍该工艺的运行和控制。 Biodenitro 工艺的运行是基于氧化沟技术（丹麦城市污水厂多采用基于表曝的氧化沟技术）。通常是将两个氧化沟划分为一组，采用交替曝气的方式运行以达到硝化反硝化的目的。Biodenitro 工艺分为四个阶段，见图 3 所示。其中，值得注意的是设置b 阶段和d 阶段的主要目的有两个：一是去除第一阶段在缺氧池中残留的氨氮；二是由于硝化耗时相对较长，为了能够达到更好的出水标准。一般来说，尽管Biodenipho 工艺具有较强的生物除磷功能，但污水厂依然会辅助使用化学除磷的方法已达到更佳的出水TP 浓度。而采用Biodenitro 工艺的污水厂更是如此。投放的物质一般为FeCl3 或AlCl3，投放地点设置在曝气池前。在曝气池后安装了磷在线监控装置，当发现TP 浓度超标时会自动投加除磷。 控制系统 上述4个大型城市污水处理厂均采用SCADA和STAR系统来控制污水厂的正常运行。SCADA 技术建立在3C+S (Computer、Communication、Control、Sensor)基础上。该系统主要用于控制泵站、流量以及污泥脱水工艺等等。而STAR系统（Krüger公司的专利技术）是建立在SCADA系统之上，是一种用于控制曝气池运行的应用软件系统。在氧化沟中会安装在线检测仪器，从而将主要的污染物参数，如：氨氮、硝酸盐氮、总磷以及溶解氧浓度的信息发送到中心PLC上。由微机程序控制曝气池各阶段的运行时间和曝气模式。因此，图3中所示的4个阶段的具体运行时间是由STAR系统通过曝气池中具体污染物浓度的数据来控制的，但是会有一个最长运行时间。Lundtofte污水厂各阶段的最长运行时间为90min。 另外，如果设备一旦发生问题，程序会自动向技术人员的手机发送短信息以告知其出现技术故障的具体位置。同时，微机程序还会自动向技术人员发送电子邮件告知其具体问题，技术人员可以据此判断是否应该立即处理该故障问题。 污泥处理单元 丹麦污泥处理情况简介 欧盟及丹麦政府非常重视城市污水处理厂所产生的污泥及其处理和排放的问题，并制定了相关的法案，如86/278/EEC 法案、91/271/EEC 法案等。对城市污水厂排放污泥中的重金属以及持久性有性有机物的含量做出了相关的规定。 经过统计后发现，1999—2005 年，丹麦城市污水厂污泥处理和排放都产生了一定的变化，见表 5 所示。可以看出，变化最为明显的是污泥焚烧比例大幅提高和填埋比例明显下降。其中，污泥焚烧比例从1999 年的6%提高到2005 年的25%。上述的四个丹麦大型城市污水厂的污泥都经过焚烧处理。另外，尽管污泥总产量有所提高，但人均污泥产量基本保持不变。 污泥处理 初沉池和二沉池排出的剩余污泥首先进行脱水、絮凝，之后进行厌氧消化。丹麦城市污水厂多采用中温厌氧消化工艺，温度控制在32～37℃，SRT 控制在25～30 天。一般来说，经过厌氧消化后，污泥的固含率约为～3%。 污泥经过厌氧消化后，进入离心机脱水，污泥固含率提高到20%～32%。经过离心脱水后的剩余污泥将会和沉砂池内的污泥混合，并进入焚烧炉。经过焚烧处理后的污泥收集后运送到垃圾填埋场。 生物气 一般来说，丹麦城市污水厂厌氧消化池产生的生物气中甲烷含量在65%左右，而每产生1m3 生物气会削减 kg 干污泥。生物气能够得到有效的收集并回用。回用主要的方式有两种：一是产热、产电，供本厂内部使用；另一部分则出售给附近的工厂或天然气公司等。 废气处理单元 丹麦城市污水厂在污泥焚烧处理过程中，十分重视潜在的大气污染问题。自焚烧炉产生的废气都要经过深度处理后才能排放到大气中。下面以Lundtofe 污水厂为例，简单介绍污泥焚烧后气体深度处理设备和装置。 从焚烧炉中排出的废气首先经过降温后进入旋风分离器，在这一过程中有85%～90%的灰分会从气体中分离出来。随后，气体进入湮灭炉中进行深度处理。在湮灭炉中，首先用水喷浇，使气体进一步降温。在水体内有溶解的NaHCO3 和少量的活性炭。主要目的是使用NaHCO3 吸附SO2、HCl 和HF 气体，并转化为Na2SO4、NaCl 以及NaF。活性炭则用来吸附汞等重金属。最后，经过处理后的气体进入布袋分离器进行固气分离，所有固体连同污泥被运送到垃圾填埋厂，而经过处理后的气体则通过烟筒排放到大气中。3．能耗、化学品消耗及污水厂运行费用 由于丹麦大型城市污水厂采用的工艺、运行方式以及管理结构大同小异，因此污水厂能耗、运行费用等统计数据也存在一定的一致性。对这些数据进行统计核算对于今后我国拟采用或已经采用类似工艺的城市污水厂的设计、运行、管理和评估工作具有一定的价值和意义。 但是，鉴于国情不同，环境和污水管理方式也有所差异，因此，利用单一货币形式（如欧元）来描述污水处理厂的运行费用是不合理的。因此，在运行费用的具体核算上，分以下几方面进行讨论。化学药品以药品使用量作为衡量标准；能量采用kWh 作为衡量标准。 污水处理厂能耗 丹麦大型城市污水厂电耗在35～45 kWh/（PE·年），和～ kWh/m3 污水。而生物污水处理电耗约为～ kWh/m3 污水，占总电耗的30%～50%；污泥处理电耗约占总电耗的30%～40%；而污水提升、机械处理和管理电耗约占总电耗的15%～35%。对于污泥处理来说，处理1kg 干污泥需耗能～ kWh。 化学药品使用量 污水厂化学物质主要用于化学除磷和污泥脱水等。针对化学除磷，不同污水厂采用的物质不同。例如：Lynetten 污水厂采用FeCl3；而Lundtofte 污水厂采用AlCl3。化学物质投加量与污水水质、工艺以及出水指标有直接关系。Lynetten 和Lundtofte 污水处理厂化学除磷的情况见表 6。从表 6 的数据可以看出，在进水TP 浓度基本相当的情况下，采用具有生物除磷功能的Biodenipho 工艺更加节省化学除磷物质量，而且可以获得更好的出水TP 效果。 污水处理厂运行费用 丹麦城市污水厂运行费用主要费为四部分：员工工资、税费、能耗和化学药品费以及运行维护费用。以Lynetten 和Damhus?en 为例，2005 年两个污水厂运行费用为 亿DKK，具体比例分配见图 4。一般情况下，丹麦污水处理厂最大的费用支出为员工工资。同时，在运行维护中还有相当部分是用于场地租用等。另外，丹麦污水处理厂需向政府缴纳污水和污泥处理税费。污泥焚烧以及外运到垃圾填埋场也都需要缴税。在丹麦，只有污泥回用时不用向政府交税。一般来说，丹麦城市污水处理厂污泥处理费用占总运行费用（不含人工费用和税费）的40%～50%。 上述四个污水厂运行费用统计见下表 7。值得一提的是，丹麦平均污水处理费用为15 DKK/m3，这与核算后的城市污水处理厂污水处理费存在较大差异。主要原因是丹麦总污水处理费用不但包括污水处理厂的运行费用，还需计算污水管道的建设和维护费用。而市政污水管道的维护和管理归各行政区。4．结论 丹麦自20 世纪90 年代至今，城市污水处理发生了巨大的变化。这一变化得益于丹麦政府积极执行欧盟91/271/EEC 法案及制定更为严格的相关出水标准。丹麦大型城市污水厂无论是运行工艺还是管理方式比较相似。总结其发展经验和管理体制，对有效数据进行统计并吸收消化对处于发展中的中国城市污水处理是十分有益的。参考文献：[1] 3rd Report from the Commission to the Council, the European Parliament, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions - Implementation of Council Directive 91/271/EEC of 21 May 1991 concerning urban waste water treatment, as amended by Commission Directive 98/15/EC of 27 February 1998. Access via Internet (20/08/2007):[2] 4th Report from the Commission to the Council, the European Parliament, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions - Implementation of Council Directive 91/271/EEC of 21 May 1991 concerning urban waste water treatment, as amended by Commission Directive 98/15/EC of 27 February 1998. Access via Internet (20/08/2007): uwwtd_report/final_circa-per/[3] Milj?styrelsen 2005; Punktkilder 2004. Det nationale program for overv?gning af vandmilj?et; Fagdatacenterrapport. (In Danish)[4] Cui Chengwu et al. The Maintenance and Management in Lundtofte Wastewater Treatment Plant, Denmark. China water & wastewater. (In Press)[5] Cui Chengwu et al. The Maintenance and Management in Lynetten Wastewater Treatment Plant, Denmark. Water & Wastewater. (In Press)[6] Henze M., Harremoes P., La Cour J., Arvin E. (2001) Wastewater treatment biological and chemical processes. Third edition, Springer, Berlin,

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