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1、水处理工程（二）课程设计系 别： 专 业： 姓 名： 学 号： 指导教师： 完成时间：2012年12月28日前 言资源短缺和水环境污染已成为我国社会经济发展的重要制约因素。社会的进步、水环境污染加剧与人们对饮用水水质要求不断提高的矛盾将日益增大，水质矛盾已上升为当前水工业的主要矛盾。我国城市建设快速发展，工农业与城市用水量正在接近我国的水资源的极限量，但水污染治理相对滞后，建设节水型社会任务繁重。解决水资源危机必须开源节流，以水资源的可持续发展。水在人们使用过程中混入了各种废物，使水质发生了变化而丧失或部分丧失了使用功能而成为污、废水。在经过污水处理厂进行处理，恢复其使用功能，并且缓解了水资源
2、的短缺，也减少了排放污水的量，降低了对水环境的污染。通过本次设计我基本上掌握了污水处理系统的组成、分类；熟悉了污废水处理系统地工作原理和设计要求；污废水处理系统中的曝气池、二沉池、滤池以及污泥处理所需要的基本的设施。通过对各种污废水处理设施是我掌握了污废水处理系统的分类及组成；熟悉了污废水处理系统的管道的敷设要求，掌握了污废水处理系统管道的水力计算方法。PrefaceShortage and pollution of water environment has already become our country social economy development the important
3、 restriction factor. The progress of the society, water environmental pollution and people on drinking water quality requirements continue to increase the contradiction between water quality will be increasing, has risen to the current water industry the main contradiction.Construction of our countr
4、y city develops quickly, industry and agriculture and city water use of water resources in China is close to the limit, but the water pollution management is opposite lag, construction of water-saving society task. To solve the problem of water resources crisis must broaden sources of income and red
5、uce expenditure, to the sustainable development of water resources. In the use process with waste, make the quality changes and the loss or partial loss of the use of function and become waste, waste water. After the sewage treatment plant for processing, to restore its function, and to alleviate th
6、e shortage of water resources, reduce sewage discharge amount, reduces the pollution to water environment.Through this design I basically mastered the sewage treatment system composition, classification; familiar with wastewater treatment system principle of work and design requirements; waste water
7、 treatment system in the aeration tank, two sedimentation tank, filter and sludge treatment needed for basic facilities. Through to each kind of sewage and waste water treatment facilities, I mastered the wastewater treatment systems of classification and composition; familiar with the waste water t
8、reatment system of pipeline laying requirements, master of the waste water treatment system pipeline hydraulic calculation method.目 录第一部分 设计说明书1第一节 设计概况1第二节 设计原则、依据、设计要求12.1 污水处理厂设计原则12.2 设计依据12.3设计要求2第三节 原始资料2第四节 污水处理工艺流程的确定34.1工艺的确定34.2二沉池的比较和选择44.3污水厂处理工艺流程5第五节 污水处理构筑物的选型及设计要点65.1 格栅65.2沉砂池65.3初次
9、沉淀池75.4曝气池75.5二次沉淀池7第六节 污水处理厂平面布置及处理流程高程布置86.1各处理单元构筑物的平面布置86.2污水处理厂的高程布置8第二部分 设计计算书9第一节 设计流量的计算9第二节 污水处理构筑物的工艺计算92.1 泵前粗格栅92.2 污水提升泵站122.3 沉沙池132.4 初沉池152.5 曝气池172.6 二沉池202.7 消毒设备的计算222.8 污泥浓缩池242.9 厌氧消化池282.10污泥干化（脱水）设备34第三节 污水处理厂平面设计及处理高程计算343.1 污水处理厂的平面布置343.2 污水处理厂的高程布置353.3 污水处理厂高程布置考虑事项363.4
10、污水厂的高程布置363.5 水区、泥区各构筑物间的确定36结束语38参考文献39第一部分 设计说明书第一节 设计概况本设计的的污水处理厂的处理规模为10万m3/d。本设计的城市的全年平均气温20，夏季平均30，冬季平均12，非采暖季节主导风向西北风。第二节 设计原则、依据、设计要求 2.1 污水处理厂设计原则1、污水处理厂的设计应符合适用的要求。首先必须确保污水处理后达标排放或利用。考虑现实的经济和技术条件，以及当地具体情况，在可能的基础上，选择的处理工艺、构（建）筑物形式、主要设备、设计标准和数据等，应最大限度地满足污水厂功能的实现，使处理后水质符合要求。2、污水处理厂设计采用的各项设计参数
11、必须可靠。设计时必须充分掌握和认真研究各项设计基础数据及同类工程资料，选择好设计数据。在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必须的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用持慎重态度。3、污水处理厂设计必须符合经济的要求。尽可能采取合理措施降低工程造价和运行管理费用。4、污水处理厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。5、污水处理厂设计必须注意远近期结合。不宜分期建设的部分（如配水井、泵房及加药间等），其土建部分应一次建成。在无远期规划的情况下，设计时应为以后发展留有挖潜和扩建的条件。6、污水处理厂设计必须考虑安全
12、运行的条件。如适当设置分流设施、超越管线、甲烷气的安全储存等。7、污水厂的设计在经济条件允许情况下，可以适当注意构（建）筑物外观和环境美化。2.2 设计依据1、 室外排水设计规范；2、给水排水工程师常用规范选（上、下册）；3、给水排水设计手册1、5、7、9、10、11、12等分册；4、排水工程教材；5、给水排水快速设计手册；6、给水排水常用数据手册；7、污水处理工程方案设计；8、中国给水排水（期刊）；9、给水排水（期刊）；10、中国水网；11、万方数据库等。2.3设计要求城市污水要求处理后水质按照污水综合排放标准（GB8978-1998）一级标准执行，即SS30mg/l；BOD520mg/l；
13、污泥处理后外运填埋。第三节 原始资料1、信阳市污水处理厂处理规模为10万m3/d。2、城市污水的水质如下表所示： 项目BOD5（mg/L）SS（mg/L）PH重金属及有毒物质原水水质47230077.4微量3、 城市污水从南面进入污水处理厂，污水处理后排入北面的水体，要求处理后的水质达到城镇污水处理厂污水排放标准（GB18918-2002）中的一级标准的 B标准，即SS20mg/L,BOD520mg/L，CODCr60mg/L。污泥处理后外运填埋。4、污水处理厂厂区地形拟为平坦地形，标高为50.00米。厂区的污水进水管管底标高为45.00米。5、 受纳水体洪水位标高为50.00米，枯水位标高为
14、20.00米。常年平均水位标高为30.00米。6、全年平均气温20，冬季平均气温12，夏季平均气温30。7、非采暖季节主导风向：西北风。第四节 污水处理工艺流程的确定4.1工艺的确定污水处理厂的工艺流程是指在达到所要求处理程度的前提下，污水处理各单元的有机组合；构筑物的选型则是指处理构筑物的选择。两者是相互联系，互为影响的。城市生活污水一般以BOD物质为主要去除对象。由于经过一级处理后的污水，BOD5去除率一般在10%30%，仍不能排放；二级处理BOD5的去除率可达85%95%，处理后的BOD5含量可能降到2030mg/L，但是仍达不到本课程设计任务的要求，BOD20mg/L,所以要进行深度，
15、但由于本次课程设计时间只有仅仅两周，所以本设计只做到二级处理为止。该污水为典型的城市污水，BOD5浓度适中，对处理水无特殊要求。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。 由于该污水处理只需去除BOD5与SS,不考虑脱氮与除磷方面，所以选择两个比较好的方案：方案一：传统活性污泥法,
16、其流程为:污水中格栅提升泵房细格栅沉砂池初沉池曝气池二沉池接触池处理水排放方案二：厌氧池+氧化沟,其流程为:污水中格栅提升泵房细格栅沉砂池厌氧池氧化沟二沉池接触池处理水排放工艺流程方案的比较和选择，如下表，两方案都能达到处理水质的要求BOD5,SS去除都能达到出水水质,工艺都是比较简单的,在技术上都是可行的。最终选择活性污泥法处理工艺是因为：（1）传统活性污泥法系统对污水处理的效果极好、BOD5去除率可达90以上，适于处理净化程度和稳定程度要求较高的污水。（2）经多年运行实践证实，传统活性污泥法处理系统存在着下列各项问题：曝气池首端有机污染物负荷高，耗氧速度也高，为了避免由于缺氧形成厌氧状态，
17、进水有机物负荷不宜过高，因此，曝气池容积大，占用的土地较多，基建费用高；耗氧速度沿池长是变化的，而供氧速度难于与其相吻合、适应，在池前段可能出现耗氧速度高于供氧速度的现象，池后段又可能出现溶解氧过剩的现象，对此，采用渐减供氧方式，可在一定程度上解决这一问题； 传统活性污泥法氧化沟优点: 1.有机物经历了第一阶段的吸附和第二阶段的代谢的完整过程,活性污泥也历了一个从池道端的对数增长,经减速增长到池末端的内源呼吸的完全生长周期2.在池首端和前段混合液中的溶解氧浓度较低3.效果好, BOD5除率达90%以上缺点: 1.曝气池首端有机污染物负荷高,耗氧速度也高2.暴气池溶积大,基建费用高.3.供氧与需
18、氧不平衡4.对进水水质,水量变化的适应性较低,动行效果易受水质,水量变化的影响优点: 1.可考虑不设初沉池,有机性悬浮物在氧化化沟内能太到好氧稳定的程度2.可考虑不单敲边鼓二次沉淀池,可少去污泥回流装置.3.BOD负荷低缺点: 1.占地面积较大由于活性污泥法工艺比较成熟，在与技术上经济上的造价以及运行费用的综合比较,活性污泥法工艺是最终的选择。4.2二沉池的比较和选择经下面的图表，可以看出，平流式与辐流式沉淀池都是可选的.平流式沉淀池对水质冲击变化效果好。但占在面积大，排泥因难，要人工排泥。所以不是太好，虽然辐流式沉淀池排泥设备复杂，需具有较高的运行管理水平。施工严格。但是这些问题对于这个发展
19、型的城市来说，这点问题并不是太大,管理水平可以请技术高的人才来管理。设施工并且看到了它的优点处理水量较为经济。排泥设备己定型系列化，运行稳定，管理方便结构受力条件好。所以选择辐流式沉淀池作为二沉池是最佳的选择。类型优点缺点适用条件平流式处理水量可大可少,有效沉淀区大,沉淀效果好,对水量水质变化适应性强,造价低,平面布置紧凑占地面积大,排泥因难(人工排泥),工作繁杂,机械刮泥易锈,配水不均地下水位高,施工困难地区,适用流动性差比重大的污泥,不能用静水压力排泥,污水量不限辐流式处理水量较为经济,排泥设备己定型系列化,运行稳定,管理方便结构受力条件好排泥设备复杂,需具有较高的运行管理水平,施工严格适
20、用处理水量大,地下水位较高的地区及工程地质条件差的地区4.3污水厂处理工艺流程根据以上综合对比后，我们选择了以曝气池为核心的传统活性污泥法处理工艺，其处理污水工艺流程如图（一）所示。图一：污水处理工艺流程图第五节 污水处理构筑物的选型及设计要点5.1 格栅用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。要根据流量选择清渣方式，人工清渣格栅适用于小型污水厂，机械清渣格栅适用于栅渣量大于0.2m3/d。提升泵站前用中格栅，提升泵站后用细格栅。设计参数：a、栅条间隙：人工清除为2540mm，机械清除为1625mm；b、格栅栅渣量：格栅间隙为1625mm时是0.100.
21、05m3栅渣/10m3污水，格栅间隙为3050mm时是0.030.01 m3栅渣/10m3污水；栅渣含水率一般为80，容重约为960kg/ m3c、格栅上部必须设置工作台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作台上应有安全冲洗设施；d、机械格栅不宜少于2台。e、污水过栅流速宜采用0.61.0m/s，格栅前渠道水流速0.40.9m/s；f、格栅倾角一般采用4575；g、格栅水头损失0.080.15m。 5.2沉砂池用于去除比重较大的无机颗粒。本设计采用钟式沉砂池，它利用机械力控制水流流态与流速，加速砂粒的沉淀并使有机物随水流带走。具有沉砂效果好、工作稳定、清洗、排沉砂较方便等优点。设计参数
22、：a、水力表面负荷为200 m3/ m2h,停留时间约为2030s；b、进水渠道直段长度应为宽度的7倍，并且不小于4.5米；c、进水渠道流速，在最大流量的4080情况下为0.60.9m/s,在最小流量时大于0.15m/s,但最大流量时不大于1.2m/s；d、出水渠道与进水渠道的夹角大于270。，两种渠道均设在沉砂池的上部；e、出水渠宽度为进水渠道的2倍，出水渠道直线段长度要相当于出水渠的宽度；5.3初次沉淀池去除悬浮物质，同时可去除部分BOD5，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。本设计选用中心进水周边出水辐流式沉淀池。它的优点是进水中间进水管进水，然后经过水流向四边扩散，布水
23、均匀；多位机械排泥，运行较好，管理方便，而且排泥设施已趋于稳定型。设计参数：a、沉淀时间为11.5h；b、表面水力负荷为1.53.0 m3/m2h；校核负荷q112h 符合要求确定污泥斗尺寸每个泥斗浓缩后的污泥体积：每个贮泥区所需容积：泥斗容积： 式中：泥斗的垂直高度，取1.2m泥斗的上口半径，取2.0m泥斗的下口半径，取1.0m设池底坡度为0.08，池底坡降为：故池底可贮泥容积：因此，总贮泥容积为：（满足要求）。浓缩池的超高取0.30m，缓冲层高度取0.50m则浓缩池的总高度H为=3.3+0.30+0.50+1.2+0.28=5.58m浓缩池计算草图：2.8.2 贮泥池计算1）设计参数进泥量
24、:初沉池污泥量经浓缩排出含水率的污泥流量总泥量：贮泥时间:T=20h2）贮泥池的设计计算贮泥池容积贮泥池设置2座，则每座容积为：尺寸(设为正方形)，取边长为6.6m则池的有效容积为 (符合要求)。2.9 厌氧消化池1）设计参数初沉污泥量： 浓缩后的剩余活性污泥：污泥含水率：97%干污泥比重：1.01挥发性有机物：64%采用中温消化。2）消化池的容积计算由于剩余活性污泥量较多，故采用挥发性有机物负荷为1.4kg/(m3d)，消化池总容积为：式中：Q污泥量，； 污泥中可生物降解有机物浓度，; 由已知条件，污泥含水率为 ，则污泥固体浓度为，其中挥发性有机物占，则 所以： ，取用两级消化，容积比一级：
25、二级=2：1，则一级消化池容积为，设四个，每个消化池容积，二级消化池容积为，设两个，每个容积。消化池直径D采用13m，集气罩直径，高，池底锥底直径，锥角15。故消化池柱体高度消化池总高度。消化池各部容积：集气罩容积：上盖容积：下锥体容积等于上锥体容积，。柱体容积：消化池有效容积：（合格）。二级消化池的尺寸采用一级消化池的尺寸。一级消化池拟用尺寸见图：3）消化池各部分表面积计算：集气罩表面积：上盖表面积：下椎体表面积： 池柱体表面积：故消化池总面积：4）消化池热工计算A加热生污泥耗热量中温消化温度TD=35，污水的年平均温度为Ts=20，日平均最低温度。每座一级消化池每日投配的生污泥量，。故全年平均耗热量为：最大均耗热量为：B消化池池体的热损失 （1.2为热损失系数）式中：F池盖、池壁及池底的散热面积，； 池外介质的温度，池外介质为大气时，计算平均热耗量，采用年平均气温，计算最大耗热量，采用冬季室外计算温度；池外介质为土
