环境工程专业毕业设计（优秀论文）Word文件下载.doc
《环境工程专业毕业设计（优秀论文）Word文件下载.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《环境工程专业毕业设计（优秀论文）Word文件下载.doc（66页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
1.1设计任务 2
1.2设计目的 2
1.3设计要求 2
1.4设计数据及材料 3
1.5处理程度的计算 4
第二章总体设计 5
2.1工艺比较选择 5
2.2主要生产构筑物工艺设计 16
2.2.1格栅间 16
2.2.2污水提升泵房 16
2.2.3沉砂池 16
2.2.4倒置AAO池 17
2.2.5鼓风机房 17
2.2.6二次沉淀池 17
2.2.7接触消毒池 18
2.2.8回流污泥泵房 18
2.2.9污泥浓缩池 18
2.2.10脱水车间 19
第三章污水处理厂总体布置 20
3.1污水厂平面布置 20
3.1.1污水处理厂平面布置的原则 20
3.1.2污水处理厂的平面布置 22
3.2污水厂的高程布置 22
3.2.1污水处理厂高程的布置方法 22
3.2.2本污水处理厂高程计算 24
第四章组织结构与人员编制 27
第五章污水厂投资估算 28
5.1土建部分 28
5.2设备部分 29
5.3总投资费用 29
5.4经济效益分析 30
第二部分设计计算书 31
第一章设计流量 31
1.1设计规模 31
1.2设计最大流量 31
第二章格栅设计计算 32
第三章泵房设计计算 35
第四章沉砂池设计 36
4.1工作原理 36
4.2设计数据 37
第五章倒置AAO生物反应池设计计算 39
第六章二次沉淀池设计计算 50
第七章接触消毒池设计计算 54
7.1液氯消毒工艺设计计算 54
7.2接触池设计计算 55
第八章污泥浓缩池设计计算 56
结语 59
参考文献 60
致谢 62
前言
在维系人的生存、保障经济建设和维护社会发展的所有自然要素中，水的重要性毋庸赘述。
然而随着工业化、城市化加快，世界面临着水资源短缺、污染严重的挑战。
在中国尤其严重，中国是世界13个缺水国家之一，全国600多个城市中目前大约一半的城市缺水，水污染的恶化更使水短缺雪上加霜：
我国江河湖泊普遍遭受污染，全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化；
90%的城市水域污染严重，南方城市总缺水量的60%---70%是由于水污染造成的；
对我国118个大中城市的地下水调查显示，有115个城市地下水受到污染，其中重度污染约占40%。
水污染降低了水体的使用功能，加剧了水资源短缺，对我国可持续发展战略的实施带来了负面影响。
我国水体污染主要来自两方面，一是工业发展超标排放工业废水，二是城市化中由于城市污水排放和集中处理设施严重缺乏，大量生活污水未经处理直接进入水体造成环境污染。
工业废水近年来经过治理虽有所减少，但城市生活污水有增无减，占水质污染的51%以上。
据环境部门监测，1999年全国近80%的生活污水未经处理直接进入江河湖海，年排污量达400亿立方米，造成全国三分之一以上水域受到污染.
本设计为为大连市某新建污水处理厂进行工艺设计，设计水质为85%生活污水及15%工业废水，设计规模为70000，出水要求达到国家二级排放标准。
设计采用倒置AAO工艺，该工艺流程简单，运行控制方便，占地面积较小，出水水质优于二级排放标准，是目前应用较多的工艺。
通过本次毕业设计，我们将经受一次较为全面、严格的工程设计训练，熟悉污水处理厂工艺设计过程，了解现代工程设计计算方法，培养分析解决问题的能力，树立高度的工作责任感。
第一部分设计说明书
第一章设计概论
1.1设计任务
本次毕业设计的主要任务是完成大连市某污水处理厂倒置AAO工艺处理城市污水设计。
工程内容包括：
1.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；
进行总体布局进行、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。
2.进行污水处理厂各构筑物工艺计算：
包括初步设计、设备选型，图中应有设备、材料一览表。
3.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。
1.2设计目的
随着城市经济的发展和人们生活水平的不断提高，对环境保护的意识越来越强，污水处理率日益成为城镇及区域环境保护的重要指标。
本设计旨在使学生根据污水性质、排放规模、现实的城市条件和排放水域的要求，选择较适宜的城市污水处理工艺，达到排放标准或回用的水质要求。
1.3设计要求
（1）独立思考，独立完成；
（2）完成主要处理构筑物的设计布置；
（3）工艺选择、设备选型、技术参数、性能、详细说明；
（4）提交的成品：
设计说明书、高程图、厂区平面布置图、主要构筑物（平、剖面）图。
1.4设计数据及材料
（1）设计规模：
70000.
（2）废水来源：
生活污水85％，生产废水15％。
（3）设计进出水质：
见下表
水质参数
进水水质
出水水质
CODCr（mg/L）
650
100
BOD5（mg/L）
330
20
SS（mg/L）
350
氨氮（mg/L）
30
TP（以P计）（mg/L）
6
1
（4）气象资料
①气温资料（℃）：
年平均气温
11℃
月平均气温
5℃
年最低气温
-20℃
月平均最高气温
24℃
年最高气温
35℃
月平均最低气温
-5℃
温度在-10℃以下的天数
75d
温度在0℃以下的天数
110d
降雨量
650mm
年蒸发量
200mm
②常年主导风向：
WS；
（5）地质资料
污水处理厂处：
土壤性质
冰冻深度（m）
地下水位（在地表下）（m）
亚粘土
7
（6）厂区规划地形图：
厂区按整平地形考虑。
距河500米，高差0.4米。
（7）厂区供电情况及其它问题：
就近接入电源，设配电箱即可。
1.5处理程度的计算
1.BOD5的去除率
2.CODcr的去除率
3.SS的去除率
4.总氮的去除率
出水标准中的氨氮为25mg/L，处理水中的总氮设计值取20mg/L，氨氮的去除率为：
5.总磷的去除率
第二章总体设计
2.1工艺比较选择
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7万吨,属于中等规模的污水处理厂。
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、倒置AAO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。
由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理。
可供选取的工艺：
A/O工艺，A2/O工艺，倒置AAO工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺。
2.适合于中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，比较成熟的适合中等规模具有除磷、脱氮的工艺有：
A2/O工艺，A/O工艺，倒置AAO工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟及其改良工艺。
A/O工艺、A2/O工艺、倒置AAO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.A2/O处理工艺（如下图所示）
厌氧缺氧好氧
二沉池
内回流
污泥回流
图1Ａ2/Ｏ工艺流程
（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：
优点：
①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；
②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。
③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。
④污泥中含磷量高，一般为2.5%以上。
缺点：
①除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此。
②脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。
③对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解氧浓度也不宜过高。
以防止循环混合液对缺氧反应池的干扰。
二、倒置AAO处理工艺
与常规A2/O工艺相比,倒置AAO工艺省去了混合液内回流,适当加大了污泥回流比,其工艺流程如图1所示。
二沉池
超越管
短时初沉池
来自沉砂池
进水
好氧
厌氧
缺氧
出水
剩余污泥
图2 倒置AAO工艺流程
Fig.1 FlowchartofinvertedAAOprocess
根据进水水质不同，通过缩短初沉时间或者取消初沉池来满足倒置AAO工艺的需要：
初沉时间的缩短,一方面使得沉砂池出水中的微生物和部分或全部有机物直接进入生化反应系统,增加了反应池进水的有机物总量,保证了脱氮除磷新工艺对碳源的需要,提高了化反应系统对氮、磷的去除效率;
另一方面为微生物提供了良好的栖息场所,使系统的生物种类和数量都大幅度提高。
缺氧池、厌氧池配有搅拌设备,好氧池通过曝气维持供氧。
三个工艺段的作用如下：
缺氧段,微生物利用进水中有机物为碳源,使得回流污泥带来的硝态氮反硝化,形成N2或NxOy逸至大气中,达到脱氮目的；
厌氧段,水中溶解氧和硝态氮结合氧均已消耗完毕处于厌氧状态,聚磷微生物利用胞内聚磷分解产生的能量吸收污水中的易降解COD,同时释放磷酸盐;
好氧段前段主要降解污水中的有机质并过量吸磷,到好氧区后段则BOD5大幅度降低,BOD5/TKN值较低利于硝化菌的生长,主要进行硝化反应。
缺氧段、厌氧段并无严格的界限,主要取决于工艺构筑物采用的形式和前置反硝化的效果。
生化反应池较高的污泥浓度不仅从固定的生化反应池容积中争取到好氧池硝化所需要的反应容积,而且活性污泥絮体内部的缺氧微环境使得硝化和反硝化过程在曝气时段内就同步进行,从而为进一步提高系统的脱氮效率创造了条件。
倒置AAO工艺具有以下特点:
①缺氧区位于工艺系统首端,优先满足反硝化碳源需求,强化了处理系统的脱氮功能;
②所有的回流污泥全部经过完整的厌氧释磷与好氧吸磷过程,具有“群体效应”,同时聚磷菌经过厌氧释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境,其在厌氧状态下形成的吸磷动力可以得到充分利用,提高了处理系统的除磷能力;
③通过取消初沉池或缩短初沉池停留时间,不仅增加了系统脱氮除磷所需的碳源,而且提高了处理系统内的污泥浓度,强化了好氧区内的同步反硝化作用,进一步缓解了处理系统内的碳源矛盾,提高了处理系统的脱氮除磷效率;
④将常规A2/O工艺的混合液回流系统与污泥回流系统合二为一组成了唯一的污泥回流系统,工艺流程简捷,运行管理方便,占地面积减少;
⑤与常规A2/O工艺相比,倒置AAO工艺的流程形式和规模要求与传统法工艺更为接近,在老厂改造方面更具推广优势。
三、氧化沟工艺
严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。
但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。
按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。
连续工作式氧化沟，如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。
奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。
连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。
交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。
交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。
氧化沟具有以下特点：
（1）工艺流程简单，运行管理方便。
氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。
有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。
（2）运行稳定，处理效果好。
氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右。
（3）能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。
这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。
（4）污泥量少、性质稳定。
由于氧化沟泥龄长。
一般为20～30d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。
（5）可以除磷脱氮。
可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一般＞80%。
但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施。
（6）基建投资省、运行费用低。
和传统活性污泥法工艺相比，在去除BOD、去除BOD和NH3-N及去除BOD和脱氮三种情况下，基建费用和运行费用都有较大降低，特别是在去除BOD和脱氮情况下更省。
同时统计表明在规模较小的情况下，氧化沟的基建投资比传统活性污泥法节省更多。
Carrousel原指游艺场中的循环转椅，如下图。
为一个多沟串联系统，进水与活性污泥混合后沿箭头方向在沟内不停的循环流动，采用表面机械曝气器，每沟渠的一端各安装一个。
靠近曝气器下游的区段为好氧区，处于曝气器上游和外环的区段为缺氧区，混合液交替进行好氧和缺氧，不仅提供了良好的生物脱氮条件，而且有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉淀。
Orbal氧化沟，即“0、1、2”工艺，由内到外分别形成厌氧、缺氧、和好氧三个区域，采用转碟曝气。
由于从内沟（好氧区）到中沟（缺氧区）之间没有回流设施，所以总的脱氮效率较差。
在厌氧区采用表面搅拌设备，不可避免的带入相当数量的溶解氧，使得除磷效率较差。
三沟式氧化沟属于交替运行式氧化沟，由丹麦Kruger公司创建，如上图。
由三条同容积的沟槽串联组成，两侧的池子交替作为曝气池和沉淀池，中间的池子一直作为曝气池。
原污水交替地进入两侧的池子，处理出水则相应地从作为沉淀池的池中流出，这样提高了曝气转刷的利用率（达59%左右），另外也有利于生物脱氮。
三沟式氧化沟流程简洁，具有生物脱氮功能，由于无专门的厌氧区，因此，生物除磷效果差，而且由于交替运行，总的容积利用率低，约为55%，设备总数量多，利用率低。
四、SBR工艺
SBR是一种间歇式的活性泥泥系统，其基本特征是在一个反应池内完成污水的生化反应、固液分离、排水、排泥。
可通过双池或多池组合运行实现连续进出水。
SBR通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标，具有很大的灵活性。
SBR池通常每个周期运行4-6小时，当出现雨水高峰流量时，SBR系统就从正常循环自动切换至雨水运行模式，通过调整其循环周期，以适应来水量的变化。
SBR系统通常能够承受3-5倍旱流量的冲击负荷。
SBR工艺具有以下特点：
（1）SBR工艺流程简单、管理方便、造价低。
SBR工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资30%以上，而且布置紧凑，节省用地。
由于科技进步，目前自动控制已相当成熟、配套。
这就使得运行管理变得十分方便、灵活，很适合小城市采用。
（2）处理效果好。
SBR工艺反应过程是不连续的，是典型的非稳态过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的（尽管是处于完全混合状态中），随时间的延续而逐渐降低。
反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程之中，因此处理效果好。
（3）有较好的除磷脱氮效果。
SBR工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率。
（4）污泥沉降性能好。
SBR工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。
同时由于SBR工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好。
（5）SBR工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质波动。
（6）其最大的缺点就是操作复杂，难以管理。
首先，大部分SBR工艺采用间歇进水、排水，为实现连续进出水需在几个SBR反应器之间频繁切换；
其次，SBR循环出现厌氧、好氧、缺氧环境，环境边界变化范围大，特定环境下优势菌属的生化反应是渐变和滞后的过程；
此外，脱氮和除磷在同一反应器中进行，相互之间的影响在所难免。
3.适合于中型污水处理厂的除磷脱氮工艺的比较
上述适合于中型污水处理厂的除磷脱氮工艺比较多，为了选择出经济技术更合理的处理工艺，以下对上述适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺进行经济技术比较。
表2-1适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺的比较
工艺名称
氧化沟工艺
倒置AAO工艺
A2O工艺
SBR工艺
优
点
1.处理流程简单，构筑物少，基建费用省；
2.处理效果好，有稳定的除P脱N功能；
3.对高浓度的工业废水有很大稀释作用；
4.有较强的抗冲击负荷能力；
5.能处理不容易降解的有机物；
6.污泥生成量少，污泥不需要消化处理，不需要污泥回流系统；
7.技术先进成熟，管理维护简单；
8.国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验；
9.对于中小型污水厂投资省，成本底；
10.无须设初沉池，二沉池。
1．较A2O工艺省却了污泥内回流系统，节省了投资及运行费用；
2.可设短时初沉池或不设；
3.不设污泥消化池；
4.出厂污泥含磷量高，肥效高。
5.工艺简单，运行操作容易。
6.国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验；
8.与常规A2O工艺相比，流程形式和规模要求与传统法工艺更为接近，在老厂改造方面更具推广优势。
1.具有较好的除P脱N功能；
2.具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；
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.技术先进成熟，运行稳妥可靠；
5.管理维护简单，运行费用低；
6沼气可回收利用7.国内工程实例多，
升级会员 