毕业论文-某城市日处理5万立方米污水处理厂设计.doc
《毕业论文-某城市日处理5万立方米污水处理厂设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业论文-某城市日处理5万立方米污水处理厂设计.doc（62页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
哈尔滨理工大学学士学位论文
某城市污水处理厂设计
摘要
本设计污水来源是该城市中的工矿企业、居民的日常生活污水以及回流到污水管道中的市区日常的喷洒及绿化等地表水。
设计水量为50000m3/d，其中40000m3/d污水经过处理后直接外排进入当地IV类地表水体，另外二级出水中有10000m3/d用于中水回用，回用水的用途主要是冲厕、喷洒道路和绿化等。
设计原水水质为COD450mg/l，BOD5200mg/l，SS200mg/l，TN40mg/l，TP3mg/l，出水水质达到国标GB18918-2002城镇污水处理厂一级A排放标准，即：
COD50mg/l，BOD510mg/l，SS10mg/l，TN15mg/l，TP0.5mg/l，回用水水质标准参照生活杂用水水质标准CJ25.1-89，COD50mg/l，BOD510mg/l，SS5mg/l，NH3-N10mg/l，总大肠杆菌数3个/l。
本设计中，在二级生化处理部分采用工艺，其中的构筑物有格栅、曝气沉砂池、沉淀池、曝气池、接触池等。
该系统可进行硝化，反硝化反应，从而达到生物脱氮的功能，在系统前端设有厌氧池，可达到除磷的目的。
该系统具有高效，节能的特点，且耐冲击负荷高，出水水质好。
在中水处理部分采用絮凝池+斜管沉淀池工艺，构筑物有絮凝池、斜管沉淀池、接触池等。
该系统可以完成处理水质要求。
关键词：
污水处理厂设计；中水回用；污泥处理
Oneurbansewagetreatmentplantdesigns
Abstract
Thisdesignsewageoriginisinthiscityindustryandminingenterprise,inhabitant'sdailylifesewageaswellasthebackflowtosurfacewatersandsooninsewageconduiturbandistrictdailysprayingandafforestation.Theamountofwaterdesignedis50000m3/d,40000m3/dofsewagedirectlyentersthelocalIVkindofsurfacewaterbodyafterprocessing,moreoverintwolevelsofwaterleakagehas10000m3/dtouseinhittingthewatersalescommission,returnstothewatermainlyisflushestherestroom,spraysthepathandtheafforestationandsoon.
ThequalityofthewastewaterindesigningisthatCOD450mg/l，BOD5200mg/l，SS200mg/l，TN40mg/l，TP3mg/l，ThewaterleakagewaterqualityachievedGB18918-2002dischargestandardforwasteofthewastewatertreatmentplantinthecitylevelofAdischargesthestandard,thatis：
COD50mg/l，BOD510mg/l，SS10mg/l，TN15mg/l，TP0.5mg/l.ThequalityofthereusewaterreferencetolivemixedwaterusedwaterqualitystandardCJ25.1-89,COD50mg/l，BOD510mg/l，SS5mg/l，NH3-N10mg/l，thetotalnumberoftheBackwoodscoli3/l.
Inthisdesign,itusethetechnologyofatthebio-chemicaltreatmentunite.Theconstructionshavethegrill,aeratedgritchamber,thesedimentationtank,theaerationbasin,thecontactpondandsoon.Thesystemcannitrificationanddenitrification,andtherebyachievethebiologicalnitrogenremovalfunctionsofthesystemwithfront-endanaerobicpondPhosphoruscanachievetheobjective.Thesystemishighlyefficient,energy-savingfeatures,andresistancetoshockloading,thewaterqualitygood.Inthetreatmentofthemiddlewateritusesthetechnologyofflocculationpond+theslopetubesedimentationpondcraft.Theconstructionshavetheflocculationpond,theslopetubesedimentationpond,thecontactpondandsoon.Allthesystemcanfinishtheacquirementofthewastewatertreatment.
Keywords:
Sewagetreatmentplantdesign;WaterReuse;sludgeprocessing
不要删除行尾的分节符，此行不会被打印
-II-
目录
摘要 I
Abstract II
第1章绪论 1
1.1设计目的与意义 1
1.2设计条件 1
1.3设计内容 1
1.4设计原则 2
1.5成果提交 3
1.6设计要求 4
第2章方案的选择 5
2.1设计方案的选择 5
2.1.1可行性方案的确定 5
2.1.2污水处理工艺流程的确定 5
2.1.3污泥处理部分工艺流程 6
2.1.4中水回用部分工艺流程 6
2.2主要构筑物的选择 7
2.2.1粗格栅、细格栅 7
2.2.2泵房 7
2.2.3沉沙池 7
2.2.4初沉池与二沉池 8
2.2.5曝气池 9
2.2.6接触池与计量槽 9
2.2.7浓缩池 10
2.2.8消化池 10
2.2.9污泥脱水 10
2.2.10机械絮凝池 11
2.2.11斜管沉淀池 11
2.3污水处理程度的计算 11
第3章污水处理系统构筑物设计 13
3.1粗格栅 13
3.1.1设计参数 13
3.1.2工艺尺寸 13
3.1.3栅渣量 14
3.1.4格栅除污机选型 14
3.2提升泵房 14
3.2.1水泵选择 14
3.2.2集水池 15
3.2.3泵位及安装 15
3.3细格栅 15
3.3.1设计参数 15
3.3.2工艺尺寸 16
3.3.3栅渣量 16
3.3.4格栅除污机选型 17
3.4曝气沉砂池 17
3.4.1设计参数 17
3.4.2曝气沉砂池尺寸 18
3.4.3曝气系统 18
3.5初沉池 19
3.5.1设计参数 20
3.5.2沉淀池尺寸 20
3.6曝气池 22
3.6.1设计参数计算 22
3.6.2曝气池容积计算 24
3.6.3剩余污泥量 27
3.6.4需氧量的计算 28
3.6.5供气量的计算 29
3.6.6空气管系统计算 30
3.6.7其他设备 31
3.7二沉池 32
3.7.1设计参数 33
3.7.2沉淀池尺寸 33
3.8接触消毒池 36
3.8.1加氯间 36
3.8.2接触池 37
3.9巴氏计量槽 37
第4章污泥处理系统构筑物设计 39
4.1污泥泵房 39
4.1.1设计参数 39
4.1.2污泥泵 39
4.1.3集泥池 39
4.1.4泵位及安装 40
4.2污泥浓缩池 40
4.2.1设计参数 40
4.2.2浓缩池尺寸 40
4.3污泥消化池 41
4.3.1容积 41
4.3.2消化池各部分表面积计算 42
4.3.3消化池热工计算 43
4.3.4热交换器计算 44
4.3.5沼气混合搅拌计算 45
4.4贮泥池 46
4.4.1消化污泥量 46
4.4.2贮泥池容积 46
4.4.3贮泥池尺寸 46
4.4.4搅拌设备 46
4.5脱水机房 47
4.5.1过滤流量 47
4.5.2加药量的计算 47
第5章中水回用系统构筑物设计 48
5.1机械絮凝池 48
5.1.1设计要点 48
5.1.2设计计算 49
5.2斜管沉淀池 51
5.2.1设计参数 52
5.2.2沉淀池各部分尺寸计算 52
5.3接触消毒池 53
5.3.1加氯间 53
5.3.2接触池 54
第6章污水处理厂的总体布置 55
6.1污水处理厂的平面布置 55
6.1.1污水处理厂设施组成 55
6.1.2平面布置的一般原则 55
6.1.3平面布置 56
6.2污水处理厂的高程布置 56
6.2.1高程布置的一般原则 56
6.2.2污水处理系统的高程布置 57
6.2.3中水回用系统高程布置 58
6.2.4污泥处理系统的高程布置 59
结论 62
致谢 63
参考文献 64
附录A 65
附录B 76
千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。
在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。
打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行
-V-
第1章绪论
1.1设计目的与意义
本毕业设计是对某一污水处理工程的模拟，通过设计，使学生系统的熟悉和掌握环境工程专业图纸设计方面的内容体系、操作程序，培养学生综合运用所学理论知识解决实际问题的能力，为今后从事工程实际设计或施工工作打下基础。
通过本次毕业设计可以培养学生以下几方面的能力：
（1）加深对所学的基础理论、基本技术能和专业知识的理解，培养学生的综合运用所学知识的能力；
（2）培养学生独立工作、独立思考和分析解决实际问题的能力，特别是培养学生的创新能力和实践能力；（3）培养学生的图纸设计、文件编辑、文字表达、文献查阅、计算机应用、工具使用等基本工作的实践能力。
1.2设计条件
原水条件：
处理水量Q=50000m3/d
COD=350-450mg/l
BOD5=200mg/l
SS=150-200mg/l
TN=40mg/l
TP=3mg/l
出水水质：
达到国标GB18918-2002城镇污水处理厂一级A排放标准。
二级出水中有10000m3/d的水量用于回用冲洗与喷洒绿地，回用标准参见杂排水回用标准GJJ25.1-89。
图纸条件：
厂地平整，以室外地坪标高（±0.00）为基础标高。
出水排至附近河道，洪水水位以-10.00米计。
气候与地质条件：
该污水厂位于我国北方地区，冬季最低气温为-15℃,夏季最高气温34℃,常年主导风向为西北风，地震裂度为5级。
1.3设计内容
1、本次设计包括两部分内容：
a、污水二级处理处理厂设计（Q=50000m3/d）；b、部分二级出水作为中水回用工程设计（Q=10000m3/d）。
2、污水处理方案的技术经济比较，方案确定。
3、计算说明书的编制
4、污水处理厂（站）的总体布置。
5、污水处理厂（站）管道布置。
6、污水处理系统的工艺流程及高程计算。
7、主要污水处理构筑物的详图设计。
8、主要设备单体图设计。
1.4设计原则
根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）关于城镇污水（municipalwastewater）的定义，即指城镇居民生活污水，机关、学校、医院、商业服务机构及各种公共设施排水，以及允许排入城镇污水收集系统的工业废水和初期雨水等。
江南某城镇污水处理厂可定性为指对进入城镇污水收集系统的污水进行净化处理的污水处理厂。
执行的水质标准：
2006年5月8日国家环境保护总局公告2006年第21号《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）4.1.2.2修改为：
城镇污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时，执行一级标准的A标准，排入GB3838地表水III类功能水域（划定的饮用水源保护区和游泳区除外）、GB3097海水二类功能水域时，执行一级标准的B标准。
此污水处理厂应该执行新的规定即一级标准的B标准，但按照设计的具体情况，执行二级标准。
相关标准如下：
注：
①下列情况下按去除率指标执行：
当进水COD大于350mg/l时，去除率应大于60%；BOD大于160mg/l时，去除率应大于50%。
②括号外数值为水温>12时的控制指标，括号内数值为水温≤12时的控制指标。
表1-1基本控制项目最高允许排放浓度（日均值）mg/l
基本控制项目
一级标准
A标准
一级标准
B标准
二级标准
三级标准
化学需氧量（COD）
50
60
100
120①
生化需氧量（BOD5）
10
20
30
60①
悬浮物（SS）
10
20
30
50
动植物油
1
3
5
20
石油类
1
3
5
15
阴离子表面活性剂
0.5
1
2
5
总氮（以N计）
15
20
-
-
氨氮（以N计）②
5（8）
8（15）
2（30）
-
总磷（以P计）
2005年12月31日前建设的
2006年1月1日起建设的
1
0.5
1.5
1
3
3
5
5
色度（稀释倍数）
30
30
40
50
pH
6-9
6-9
6-9
6-9
粪大肠菌群数（个/l）
103
104
104
-
1.5成果提交
1、设计计算说明书1份。
撰写规范见《本科毕业设计（论文）撰写规范》。
计算书说明书中应至少包括以下内容：
本设计计算说明书的中英文摘要和关键词；方案比较与确定；主要构（建）筑物的设计计算；必要的附图；设计体会；参考文献（不少于10篇）；致谢等。
2、污水处理厂（站）的总平面图（比例：
1000）。
包括厂（站）区内的道路设计、绿化设计、构物设计及附属建筑物设计（如综合楼、控制室、化验室、值班室、泵房、污泥干化场等）。
3、厂（站）区管线平面布置图（比例：
1：
1000）。
包括水路、泥路、气路、及必要的电路系统。
4、污水处理厂（站）的工艺流程图（参考比例：
1：
500）。
包括水位、池体标高及排水口的标高。
5、主要污水处理构筑物的详图设计（参考比例：
1：
100）。
包括构筑物的平面图、剖面图、及必要的轴侧图。
6、主要设备单体图设计（参考比例：
1：
100）。
包括设备的俯视图、剖视图、及必要的轴侧图。
7、毕业设计日志
8、中期报告
1.6设计要求
图纸数量要求：
A0图纸（或折合成A0图纸）不少于3张。
设计计算说明书字数：
不少于8000字。
该设计选用真实题材，设计规模大、难度深，要求每位同学态度认真，注重理论联系实际，在熟练运用理论知识的基础上，能与具体的实际设计相结合，做到计算分析正确，方案优秀，设计内容完整。
设计成果体系完整，所采用的数据真实可靠，设计方案切实可行。
计算方法应用得当，计算结果正确。
论文格式写作规范统一。
图纸格式符合作图标准。
第2章方案的选择
2.1设计方案的选择
城市污水的生物处理技术是以污水中含有的污染物作为营养源，利用微生物的代谢作用使污染物降解，它是城市污水处理的主要手段，是水资源可持续发展的重要保证。
2.1.1可行性方案的确定
生物脱氮除磷工艺（即厌氧－缺氧－好氧活性污泥法，亦称A-A-O工艺），它是在除磷工艺基础上增设了一个缺氧池，并将好氧池出流的部分混合液回流至缺氧池，具有同步脱氮除磷功能。
其基本工艺流程如图2-1所示。
图2-1生物脱氮除磷工艺
在生物脱氮除磷工艺中，污水经预处理和一级处理后首先进入厌氧池，在厌氧池中的反应过程与生物除磷工艺中的厌氧反应过程相同；在缺氧池中的反应过程与生物脱氮工艺中的缺氧过程相同；在好氧池中的反应过程兼有生物除磷工艺和生物脱氮工艺中好氧池中的反应和作用。
因此工艺可以达到同步去除有机物、硝化脱氮、除磷的功能。
2.1.2污水处理工艺流程的确定
根据本城市污水厂处理设计所要求达到的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，结合生物脱氮除磷工艺所具有的同步脱氮除磷的特点，本设计的污水处理工艺流程图见图2-2。
图2-2污水处理工艺流程图
2.1.3污泥处理部分工艺流程
目前，污泥的最终处置有污泥填埋，污泥焚烧，污泥堆肥和污泥工业利用四种途径。
该厂的污泥主要来源于城市污水，完全可以再利用。
只需在厂内进行预处理将重金属去除，该厂的污泥用于农业是完全可能的。
目前暂时有困难，也可将污泥用于园林绿化，使污泥中的肥分得以充分利用，污泥也可得以妥善处置。
根据上述原则，决定采用污泥中温厌氧二级消化，再经机械脱水后运出厂外处置，这时的污泥已基本实现了无害化，不会对环境造成二次污染。
污泥消化产生的沼气用于烧锅炉和发电，热量可满足消化池污泥加热需要，电能供本厂使用。
污泥处理部分的工艺流程图见图2-3。
图2-3污泥处理部分工艺流程图
2.1.4中水回用部分工艺流程
城市污水是水量稳定、供给可靠的水资源。
在二级生化处理的基础上，对污水再进行适当的深度处理，使其水质达到适于回用的要求，这样能够使对污水单纯净化的城市污水处理厂转变为以污水为原料的“再生水制造厂”。
使城市污水成为名副其实的水资源。
城市污水经过以生物处理技术为中心的二级处理和一定程度的深度处理后，水质能够达到回用标准，再经过絮凝池可使水中胶体粒子以及微小悬浮物聚集，然后再利用斜管沉淀池沉淀聚集的悬浮颗粒，使污水得到充分的净化，使水资源经过一系列生化反应后再次重复利用，以解水资源缺乏之急。
根据上述原则，本次设计中中水回用部分选用的处理工艺流程如图2-4所示。
图2-4中水回用部分工艺流程图
2.2主要构筑物的选择
2.2.1粗格栅、细格栅
在污水处理系统（包括水泵）前，均须设置格栅，以拦截较大的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物。
格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。
本设计中在泵前和泵后各设置一道格栅。
泵前为粗格栅，泵后为细格栅。
由于污水量大，相应的栅渣量也较大，故采用机械格栅。
栅前栅后各设闸板供格栅检修时用，每个格栅的渠道内设液位计，控制格栅的运行。
格栅间配有一台螺旋输送机输送栅渣。
螺旋格栅压榨输送出的栅渣经螺旋运输机送入渣斗，打包外运。
2.2.2泵房
考虑到水力条件、工程造价和布局的合理性，采用长方形泵房。
为充分利用时间，选择集水池与机械间合建的半地下式泵房，这种泵房布置紧凑，占地少，机构省，操作方便。
水泵及吸水管的充水采用自灌式，其优点是启动及时可靠，不需引水的辅助设备，操作简便。
2.2.3沉沙池
沉砂池的形式有平流式、竖流式、辐流式沉砂池。
其中，平流式矩形沉砂池是常用的形式，具有结构简单，处理效果好的优点。
其缺点是沉砂中含有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度加大。
竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内，无机物颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差。
曝气沉砂池是在池体的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向环流。
其优点：
通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效果较稳定；受流量变化的影响较小；同时还对污水起预曝气作用，而且能克服平流式沉砂池的缺点。
综上所述，采用曝气沉砂池。
2.2.4初沉池与二沉池
沉淀池主要去除依附于污水中的可以沉淀的固体悬浮物，按在污水流程中的位置，可以分为初次沉淀池和二次沉淀池。
初次沉淀池是对污水中的以无机物为主体的比重大的固体悬浮物进行沉淀分离。
二次沉淀池是对污水中的以微生物为主体的、比重小的、因水流作用易发生上浮的固体悬浮物进行分离。
沉淀池按水流方向可分为平流式的、竖流式的和辐流式的三种。
各种型式的沉淀池的性能比较见表2-1。
表2-1平流式、辐流式和竖流式沉淀池比较
池型
优点
缺点
适用条件
平流式
（1）沉淀效果好
（2）对冲击负荷和温度变化的适应能力强
（3）施工简易，造价较低
（1）配水不易均匀
（2）采用多斗排泥是每个泥斗需单独设排泥管排泥，操作量大
（1）适用于地下水位高及地质较差地区
（2）适用于大、中、小型污水处理厂
竖流式
（1）排泥方便，管理简单
（2）占地面积小
（1）池子深度大
（2）对冲击负荷和温度变化的适用能力差
（3）造价较高
（4）池径不宜过大，否则布水不均
适用于中、小型污水处理厂
辐流式
（1）多为机械排泥，运行效果好，管理较简单
（2）排泥设备已趋定型
机械排泥设备复杂，对施工质量要求高
（1）用于地下水位较高地区
（2）用于大、中型污水处理厂
所以，本设计在初沉池和二沉池都选用了辐流式沉淀池。
初沉池共有两座，为了布水均匀，进水管设穿孔挡板，穿孔率为10%-20%，出水堰采用直角三角堰,池内设有环形出水槽，双堰出水。
每座沉淀池上设有刮泥机，沉淀池采用中心进水，周边出水，周边传动排泥。
二沉池四座，也采用中心进水，周边出水，排泥装置采用周边传动的刮吸泥机。
其特点是运行效果好，设备简单。
2.2.5曝气池
磷的去除：
生物除磷是通过聚磷菌在不同的环境条件下,由于细胞内部发生物质能量转换,导致聚磷菌细胞内部含磷量发生着异而产生，由于聚磷菌在好氧条件下,对磷的过量吸收,并随剩余污泥排出系统,从而实现污水的生物除磷。
在生物脱氮除磷工艺中，缺氧池的主要作用是脱氮。
硝态氮是通过内循环由好氧池送来的,内循环的混合液量回流量200%，从缺氧反应器进入好氧池,即曝气池,这一反应器单元是多功能的,去除BOD、消化和吸收磷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,而废水中的BOD（或COD）则得到去除。
工艺适用于对氮、磷排放指标均有严格要求的城市污水处理，其特点如下：
工艺流程简单，总水力停留时间少于其他同类工艺，节省基建投资。
该工艺在厌氧、缺氧、好氧环境下交替进行，有利于抑制丝状菌的膨胀，改善污泥
升级会员 