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1、扬州大学环境科学与工程学院水污染控制工程课程设计 学 院：环境科学与工程学院 班 级：环 工 1401 姓 名：腾凤云 学 号：141703123 指导老师：陈广元 日 期：2016.12.19-12.30目录第1章 设计基本资料 1.1 工程概述. 4 1.2 自然资料. 4 1.3 设计依据. 5 1.4 设计规模. 5 1.5 设计进出水水质. 5第2章 污水处理工艺选择 2.1 氧化沟工艺. 6 2.2 A2/O工艺.7 2.3 SBR工艺.8 2.4 污水处理工艺对比. 10 2.5 污水处理工艺方案比较.11 2.6 确定方案奥贝尔氧化沟工艺 2.6.1 奥贝尔氧化沟工艺简介.12
2、 2.6.2 污水处理厂工艺流程.13第3章 污水处理构筑物的工艺设计及设备选型 3.1 粗格栅 3.1.1 粗格栅设计参数. 14 3.1.2 粗格栅尺寸. 14 3.1.3 格栅除污机的选型. 15 3.2 细格栅 3.2.1 细格栅设计参数. 15 3.2.2 细格栅尺寸. 15 3.2.3 格栅除污机的选型. 16 3.3 污水提升泵房 3.3.1 污水提升泵房的设计. 16 3.3.2污水提升泵的选型. 16 3.4 平流沉砂池 3.4.1 平流沉砂池设计参数. 17 3.4.2 平流沉砂池的尺寸. 17 3.5 配水井 3.5.1 配市井设计说明. 18 3.5.2 配水井及管道尺
3、寸. 18 3.6 厌氧池 3.6.1 厌氧池设计参数. 18 3.6.2 厌氧池尺寸. 183.6.3 设备选型. 19 3.7 奥贝尔氧化沟与二沉池合建 3.7.1 二沉池设计说明. 19 3.7.2 二沉池尺寸. 19 3.7.3 二沉池排泥机械选型. 19 3.7.4 奥贝尔氧化沟设计参数. 20 3.7.5 奥贝尔氧化沟尺寸及设计图. 20 3.7.6 奥贝尔氧化沟曝气设备选择. 20 3.8 接触消毒池 3.8.1 接触消毒池设计参数和说明. 21 3.8.2 接触消毒池尺寸. 213.8.3 加氯间和氯库共建. 21第4章 污泥处理系统设计 4.1污泥回流泵房. 22 4.2剩余
4、污泥泵房. 22 4.3 污泥浓缩池. 23 4.4 贮泥池. 23 4.5 污泥脱水机房. 23第5章 污水处理厂的总体布置 5.1 平面布置及平面图. 24 5.2 污水厂的高程布置. 25第6章 污水厂成本核算. 28附录 参考资料第1章 基本资料1.1 工程概述某城镇位于江苏苏北地区，现有常住人口45000人。该镇规划期为十年（2015-2025），拟规划期末人口为55000人，生活污水综合排放定额为180升人天，拟建一城镇污水处理厂，处理全镇污水。预计规划期末镇区工业废水总量为5000吨天，环境规划要求所有工业废水排放均按照污水排入城镇下水道水质标准（CJ3082-1999）（见表1
5、）。现规划建设一城镇污水处理厂，设计规模为15000吨/ 日，设计原水水质指标见表2。污水处理厂排放标准为城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）中一级标准的A标准,主要排放指标见表2 污水排入城镇下水道水质标准主要指标 表1-1BOD5CODSSNH4+-NTPPH3005004003586.09.0 污水厂原水水质主要指标 表1-2指标CODCrBOD5SSPHNH4+-N总磷原水指标250-350120-180200-3006-9405-7排放指标50mgL10mgL10mgL6-95(8)mgL0.5mgL1.2 自然资料 1）气象资料： 气 温：全年平均气温为18.5o
6、C,最高气温为42.0oC，最低气温为-6.0oC 降雨量：年平均1025.5mm，日最大273.3mm 最大积雪深度500mm, 最大冻土深度60mm 主要风向：冬季西北风 夏季东南风 风 速：历年平均为3.15m/s，最大为15.6m/s 2）排水现状：城镇主干道下均敷设排污管、雨水管，雨污分流。进厂污水管道DN800，管底标高2.95米。 3）排放水体：污水处理厂厂址位于镇西北角，厂区地面标高为7.0米，排放水体常年平均水位标高为5.8米，最高洪水位标高为6.5米。该水体为全镇生活与灌溉水源，镇规划确保其水质不低于三类水标准。1.3设计依据给水排水设计手册 、 室外排水设计规范2006
7、、 城市污水排放标准GB18918-2002 、 给水排水工程快速设计手册、排水工程第五版 上下册1.4 设计规模污水处理厂的设计规模以平均流量计：Q=15000t/d=150001000/(243600)L/S=173.6L/s=0.1736m3/s变化系数：最大设计流量：1.5设计进出水水质 在选择工艺前，先计算各污染指标的处理程度。用下式计算各污染物的去除率：100 %= CoCe Co式中：Co 污染物设计进水的质量浓度(mg/L)； Ce 污染物设计出水的质量浓度(mg/L)。 所选工艺需达到下表要求，即以此表为依据进行设计和选择工艺。 单位：mgL 表1-3指标CODCrBOD5S
8、SPHNH4+-N总磷原水指标250-350120-180200-3006-9405-7设计进水指标350180300407排放指标5010106-950.5去除率86%94%97%87%93%从表3可以看出，设计污水厂规模不大，其设计应以适用于中小型城镇污水处理为核心，设计要求技术先进，充分考虑污水处理与中水回用结合，全面考虑脱氮除磷，A/0、氧化沟，SBR等工艺均满足要求，但在保证处理效果的同时，还要降低基建投资，节省日常费用出发，使经营成本最小。因此对满足的工艺要求的各种工艺还要进行经济可行性分析和比较，并结合当地实际情况，选择最合适的处理工艺。第二章 污水处理工艺选择2.1 氧化沟工艺
9、氧化沟工艺属活性污泥工艺系统的一个变形。该工艺采用间歇的运行方式，将有机污染物的降解、泥水分离、污泥稳定等反应进程全部集中于统一的反应器（氧化沟）内进行。BOD5的降解率高达97%，具有处理工艺流程简易，运行稳定，维护方便，处理水水质稳定，效果良好等特点。氧化沟活性污泥工艺系统被认定为效果优异的污水处理技术，受到多数国家的认可，并得到广泛的应用。氧化沟构造形式多样，基本形式氧化沟的曝气池呈封闭的沟渠形，而沟渠的形状和构造则多种多样，沟渠可以呈圆形和椭圆形等形状。可以是单沟系统或多沟系统；多沟系统可以是一组同心的互相连通的沟渠，也可以是相互平行，尺寸相同的一组沟渠。有与二次沉淀池分建的氧化沟也有
10、合建的氧化沟，合建的氧化沟又有体内式和体外式之分。多种多样的构造形式，赋予了氧化沟灵活机动的运行性能，使他可以按照任意一种活性污泥的运行方式运行，并结合其他工艺单元，以满足不同的出水水质要求。氧化沟曝气设备多样，常用的曝气设备有转刷、转盘、表面曝气器和射流曝气等。不同的曝气装置导致了不同的氧化沟型式，如采用表曝气机的卡鲁塞尔氧化沟，采用转刷的帕斯维尔氧化沟等等，与其他活性污泥法不同的是，曝气装置只在沟渠的某一处或者几处安设，数目应按处理场规模、原污水水质及氧化沟构造决定，曝气装置的作用除供应足够的氧气外，还要提供沟渠内不小于0.3m/s的水流速度，以维持循环及活性污泥的悬浮状态。氧化沟的曝气强
11、度可以通过出水溢流堰调节，还可以通过直接调节曝气器的转速。氧化沟的水力停留时间和污泥龄都比一般生物处理法长，悬浮装有机物与溶解性有机物同时得到较彻底的稳定，氧化沟可以不设初沉池。由于氧化沟工艺污泥龄长，负荷低，排出的剩余污泥已得到高度稳定，剩余污泥量也较少。因此不再需要厌氧消化，而只需进行浓缩和脱水，简化了预处理和污泥处理。但其存在着污泥膨胀、泡沫问题、污泥上浮、流速不均及污泥沉积等问题。 氧化沟工艺设计参数表 表1-4名 称数 值污泥负荷NskgBOD5（kgMLSSd）-10.03-0.15水力停留时间Th10-40污泥龄cd去除BOD5时，5-8；去除BOD5并硝化时，10-20；去除B
12、OD5并反硝化时，30污泥回流比R%50-200污泥浓度X（mgL-1）2000-6000容积负荷kgBOD5（md）-10.2-0.4出水水质（mgL-1）BOD510CODCr50SS10NH4-N5总磷0.52.2 A2/O工艺A2/O工艺是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。A2/O工艺污染物去除效率高，运行稳定，有较好的耐冲击负荷，污泥沉降性能好，厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能，脱氮效果受混合液回流比大小的影响,除磷效果则受回流污泥中夹带DO和硝酸态氧的影响，因而脱氮除磷效率不可能很高。在同时脱氧除磷去除有机
13、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他工艺。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，污泥中磷含量高，一般为2.5以上。但A2/O工艺反应池容积比A/O脱氮工艺还要大，污泥内回流量大，能耗较高，用于中小型污水厂费用偏高，沼气回收利用经济效益差，污泥渗出液需化学除磷。 该工艺处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。但A2/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引
14、起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺。 A2/O法设计参数表 表5名 称数 值BOD污泥负荷率NS/kgBOD5(kg MLSSd)-10.15-0.2(0.0.15-0.7)TN污泥负荷/TN(kg MLSSd)-10.05TP污泥负荷/TP(kg MLSSd)-10.003-0.006污泥浓度（mgL-1）2000-4000（3000-5000）水力停留时间/h6-8；厌氧：缺氧：好氧1:1：(:3-4)污泥龄/d5-20（20-30）污混合液回流比%200（100-300）污泥回流比R/%25-100溶解氧DO/(mgL-1)好氧段:2缺氧段:0.5厌氧段:0.2温度/13-18
15、（30）pH值6-8TP/BOD50.06COD/TN8反硝化BOD5NO3-4进水中易降解有机物浓度/(mg/L)60判断水质是否可采用A2/O法：CODTN350408.758符合TPBOD571800.0390.006不符合 根据上述判断条件，可看出虽然在处理水质中一段能符合A2/O法的运行条件，但大部分不能达到处理标准，且A2/O工艺处理过程中若要符合以上标准，必须对各种条件严加控制，不易于施工和管理。2.3 SBR工艺 SBR工艺是在反应器内预先培养驯化一定量的活性污泥，当废水进入反应器与活性污泥混合接触并有氧存在时，微生物利用废水中的有机物进行新陈代谢，将有机物降解并同时使微生物细
16、胞增殖。将微生物细胞物质与水沉淀分离，废水即得到处理。其处理过程主要由初期的去除与吸附作用、微生物的代谢作用、絮凝体的形成与絮凝沉淀性能几个净化过程完成。SBR工艺的理想推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。 运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。 处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。 SBR法系统本身也适合于组合式
17、构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。 工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。但是SBR工艺间歇周期运行，对自控要求高，变水位运行，电耗增大，且脱氮除磷效率不太高，污泥稳定性不如厌氧硝化好。 SBR法设计参数表 表6名 称 高负荷运行低负荷运行间歇进水间歇进水或连续进水BOD-污泥负荷/kgBOD5(kg MLSSd)-10.1-0.40.03-0.1MLSS/(mgL-1)1500-5000周期数3-42-3排除比（每一周期
18、的排水量与反应池容积之比）14-1216-13安全高度cm（活性污泥界面以上最小水深）50以上需氧量/(kgO2kgBOD)-10.5-1.51.5-2.5污泥产量/kgMLSS(kg SS)-1约1约0.75溶解氧(mgL)好氧工序2.5缺氧工序进水0.3-0.5沉淀、排水0.7反应池数个大于等于2（Q500md时可取1）2.4 污水处理工艺对比 氧化沟、A2/O、SBR工艺优缺点比较 表7 氧化沟A2/OSBR优点（1） 处理流程简单，构筑物少，基建费用省；（2） 处理效果好，有较稳定的脱氮除磷功能；（3） 对高浓度工业废水有很大的稀释能力；（4） 有抗冲击负荷能力；（5） 能处理不易降解
19、的有机物，污泥生成少；（6） 技术先进成熟，管理维护简单；（7） 国内工程实例多，容易获得工程管理经验（1） 基建费用低，具有较好的脱氮除磷功能；（2） 具有改善污泥沉降性能，减少污泥排放；（3） 具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；（4） 管理维护简单，运行费用低；（5） 技术先进成熟，运行稳妥可靠；（6） 国内工程实例多，容易获得工程管理经验（1） 其脱氮除磷的厌氧、缺氧、好氧不是由空间划分，而是用时间控制的；（2） 不需要回流污泥和回流混合液，不设专门的二沉池，构筑物少；（3） 占地面积少缺点（1） 处理构筑物较多；（2） 回流污泥溶解氧较高，对除磷有一定影响；（3） 容积
20、及设备利用率不高（1） 处理构筑物较多；（2） 需增加内回流系统（1） 容积及设备利用率低（一般小于50%）；（2） 操作、管理、维护较复杂；（3） 自控程度高，对工人素质要求较高；（4） 国内工程实例少；（5） 脱氮除磷工艺一般 生物处理方案技术经济比较 表8工艺技术指标经济指标运行情况备注BOD5去除率基建费能耗占地运行稳定管理情况适应负荷波动A2/O8595100100100一般一般一般需脱氮除磷的污水处理厂氧化沟9095100100稳定简便适应适用于中小型污水厂,需要脱氮除磷地区SBR法90991001000.2 m3/d 宜机械清渣3.1.3 格栅除污机的选型根据计算，可选用杭州杭氧
21、环保成套有限公司生产的HG-1000型回转式格栅除污机，主要技术参数：HG-1000型回转式格栅除污机技术参数栅条间隙（mm）电机功率（kW）线速度（m/min）栅宽（mm）设备总宽（mm）安装角度（）排栅门高度（mm）201.5210001180708003.2 细格栅3.2.1 细格栅设计参数流量：Q=0.2656m3/s 过栅流速：v=0.9m/s 间隙净宽：e=10mm栅条宽度：s=10mm 栅前渠道超高：h2=0.3m 栅前水深：h=0.4m进水渠道流速：v1=0.7m/s 渐宽部分展开角：=75度栅条为矩形截面，取水头损失增大系数：k=3m , 栅条形状系数：=2.42设计图同粗格
22、栅设计图。3.2.2 细格栅尺寸 格栅宽度：B=1600mm 栅条数：n=73 进水口宽度：B1=740mm 进水渠道渐宽部分长度：L1=1200mm 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：L2=600mm栅前槽高：H1=600mm栅槽总高度：H=1000mm栅槽总长度：L=3460mm每日栅渣量：W=1.05m3/d 0.2 m3/d 宜机械清渣3.1.3 格栅除污机的选型 根据计算，可选用锡山市正清环保设备厂生产的XG-1600型旋转式格栅除污机，主要技术参数：XG-1600型旋转式格栅除污机技术参数外型总宽（mm）格栅宽度（mm）线速度（m/min）安 装角 度电动机功率（kw）格栅间距（
23、mm）渠宽（mm）190016002702.21016503.3 污水提升泵房3.3.1 污水提升泵房的设计 本设计采用氧化沟工艺方案，该处理系统简单，可以充分优化管线，从设计任务书来看，可只考虑一次提升。在提升后进入如沉砂池，可自流通过厌氧池、氧化沟、二沉池、接触池消毒池。当流量小于2m3/s时，常选用下圆上方形泵房。本设计，故选用下圆上方形泵房。厂区地面标高7.0米，进水管管底标高2.95米，管径DN800，管道埋深为3.25米，进水管设一个全开阀门。拟定选用 4 台泵（3 用 1 备），经计算每台泵所需提供的扬程必须大于8m才能满足污水厂的设计要求。 泵房尺寸：D=9m，高H=4m3.3
24、.2 污水提升泵的选型 根据计算，可采用天津开明环保有限公司生产的250QW600-15-45潜水排污泵。 表3-3 250QW600-15-45潜水排污泵技术参数排出口径（mm）流量（m3/h）扬程（m）转速（r/min）功率（kW）效率（%）重量（kg）250600159804582.614563.4 平流沉砂池3.4.1 平流沉砂池的设计参数 设计流量：Q=0.2656m3/s 设计流速：v=0.20m/s 水力停留时间：t=40s 每格池宽：b=0.8m 格数：n=2 城市污水沉砂量:X=3m3/105m 清除沉砂的间隔时间:T=2d超高：h1=0.3m设计图如下：3.4.2 平流沉砂
25、池的尺寸 沉砂池总长度：L=9320mm 水流断面积：A=1.4m2沉砂池总宽度:B=2840mm沉砂池总高度：H=1750mm进水渐宽部分长度、出水渐窄部分长度：L1=L3=660mm沉砂斗尺寸：沉砂斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为55，斗高h3=0.4m，沉砂斗上口宽：a=1060mm,沉砂室高度h3=570mm采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向沉砂斗。沉砂室有两部分组成：一部分是沉砂斗，另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分，沉砂室的宽度为 L2=2840mm,二沉砂斗之间隔壁厚为200mm。 沉砂池的沉砂经排砂装置排除的同时，往往是砂水混合体，为进一步分离出砂和水，需配套
26、砂水分离器。平流沉砂池出砂含有较多有机物，因此需要配备洗砂机，对出砂进行洗涤，否则容易引起大量细菌的滋生。3.5 配水井3.5.1 配水井设计说明 设一座厌氧池配水井用于向两个厌氧池中配水，承接来自沉砂池的污水与回流污泥，进行混合。3.5.2 配水井及管道尺寸配水井进水管径：D1=600mm配水井直径：D2=1300mm配水井深度：H=5000mm出水管（2根）管径：D3=500mm3.6 厌氧池3.6.1 厌氧池的设计参数设计的厌氧选择池设两座设计水力停留时间：T=2h 设计流量：Q=0.2656m3/s 设计水深：h=4.5m 单池宽度：B=10m 超高：h1=03m3.6.2 厌氧池的尺
27、寸B L1 L2 L1=L2=10mB=10m3. 6.3设备选型 选用水下搅拌器2台，设备性能参数：直径600mm，电机功率2.2kW/台。3.7 奥贝尔氧化沟与二沉池合建3.7.1二沉池设计说明 奥贝尔氧化沟的沟型设计要看二沉池尺寸，故先计算二沉池，为适应奥贝尔氧化沟，此处设计为辐流式沉淀池。沉淀池超高：h1=0.3m，沉淀池的直径一般不小于10m，当直径小于20m时，可采用多斗排泥；当直径大于20m时，应采用机械排泥；沉淀池有效水深大于3m，池子直径与有效水深比值不小于6：池底坡度取0.05。表面负荷=1.08设计流量：Q=625m3/s 沉淀时间：t=2h3.7.2 二沉池尺寸 二沉池直径：D=2
