md城市污水处理厂综合设计含个CAD作图图纸优秀毕业设计修Word文件下载.doc
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1 格栅 -6-
1.1 设计说明 -6-
1.2 设计计算 -7-
2 沉砂池 -10-
2.1 设计说明 -10-
3 初沉池 -11-
3.1 设计说明 -11-
3.2 设计计算 -11-
4 生化池 -13-
4.1 设计说明 -13-
4.2 设计计算 -13-
5 二沉池 -20-
5.1 设计说明 -20-
5.2 设计计算 -20-
6 液氯消毒 -23-
6.1 设计说明 -23-
6.2 设计计算 -23-
7 污泥浓缩池 -24-
7.1 设计说明 -24-
7.2 设计计算 -24-
8 污泥消化池 -25-
8.1 设计说明 -25-
8.2 设计计算 -26-
9 浓缩污泥提升泵房 -32-
9.1 设计选型 -32-
9.2 提升泵房 -32-
9.3 污泥回流泵站 -32-
10 污泥脱水间 -33-
10.1 设计说明 -33-
11 鼓风机房 -33-
12 恶臭处理系统 -33-
12.1 设计说明 -33-
12.2 设计计算 -33-
12.3 风机选型 -34-
第四章 污水处理厂总体布置 -35-
1 总平面布置 -35-
1.1 总平面布置原则 -35-
1.2 总平面布置结果 -35-
2高程布置 -36-
2.1 高程布置原则 -36-
第五章 参考文献 -36-
-8-
第一章设计概述
1设计任务
本次课程设计的主要任务是完成某城市污水厂的A2/O工艺设计处理生活污水，处理水量为20000m3/d，按近期规划人口10万人计算（自定）。
本项目设计进出水水质根据生活污水来源和《广东省地方标准－水污染物排放限值》（DB44/26-2001）标准列出，采用第二时段第二类污染物最高允许排放浓度，如表1.1：
表1.1设计进出水水质
主要污染物
原水水质（mg·
L-1）
排放标准（mg·
去除率（％）
CODCr
250
≤40
84以上
BOD5
100
≤20
80以上
氨氮
30
≤10
66.7以上
磷酸盐
5
≤0.5
90以上
工程设计内容包括：
1）细化工艺流程
2）选定参数
3）计算（构筑物尺寸、管道、阀门、泵、填料、控制及监测设备、土建要求）
4）绘制符合规范的工程图
5）编制设计说明书
2设计原则
1）严格执行国家有关环境保护的各项法规。
2）采用先进、成熟、合理、可靠、节能的工艺，确保处理量及水质排放达到标准。
3）流程布局合理，整体感强，外观装饰美观大方，环境绿化优美。
4）在上述前提下，做到投资少，运行费用低的效果
3设计依据
1）《中华人民共和国环境保护法》；
2）《广东省地方标准－水污染物排放限值》（DB44/26－2001）
3）《中华人民共和国污水综合排放标准》（GB8978－1996）；
4）《室外排水设计规范》（GBJ14－87）；
5）《总图制图标准》（GB/T50103－2001）；
6）《建筑制图标准》（GB/T50104－2001）；
7）《建筑结构制图标准》（GB/T50105－2001）；
8）《给水排水制图标准》（GB/T50106－2001）。
第二章工艺流程及说明
1工艺方案分析
本项目污水处理的特点为：
1）污水以有机污染为主，BOD/COD=0.6,可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；
2）污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值比国内一般城市污水高70﹪左右；
针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。
由于将来可能要求出水回用，处理工艺尚应硝化，考虑到NH3-N浓度较低，不必完全脱氮。
根据国内外已运行的大、中型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用A2/O活性污泥法。
A2/O工艺特点:
1）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，同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。
2）在同时脱氮除磷的工艺中，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。
3）在厌氧—缺氧—好氧交替运行条件下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般少于100，污泥沉降性好。
4）污泥中磷含量高，一般在2.5%以上。
5）该工艺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携带DO和硝酸态氧的影响，因而脱氮效果不可能很高。
2工艺流程
具体流程如下图2.1:
图2.1工艺流程图
3流程各结构介绍
3.1格栅
因为排入污水处理厂的污水中含有一定量较大的悬浮物或漂浮物，所以在处理系统之前设置格栅，以截留这些较大的悬浮物或漂浮物，防止堵塞后续处理系统的管理、孔口和损坏辅助设施。
格栅可以根据格栅条的净间隙不同而分为粗格栅、中格栅以及细格栅，分别用于截留不同粒径的杂物而设计，也可以根据栅渣量的大小二选择不同的清渣方式，可采用人工清渣或机械清渣。
本设计采用粗格栅和细隔栅进行隔渣，分别设置在污水泵房前后,以去除不同大小的废渣,由于栅渣量较大，采用机械清渣方式。
3.2沉砂池
沉沙池的功能是去除相对密度较大的无机颗粒（如泥沙、煤渣等，他们的相对密度约为2.65）沉沙池一般设置于泵站、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；
也可以设置于沉淀池前，以减轻沉淀池负荷及消除颗粒对污泥厌氧消化处理的影响。
常用的沉沙池有平流沉沙池、曝气沉沙池等。
由于本设计的处理量不大，并且污水经过粗格栅除渣，对泵站影响不大，为了便于清砂，沉沙池设于泵站后。
本设计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），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。
3.3初沉池
初沉池是作为二级污水处理厂的预处理构筑物设再生物处理构筑物的前面。
处理的对象是悬浮物质（SS约可去除40%～55％以上），同时也可去除部分BOD5（约占总BOD5的25％～40％，主要是非溶解性BOD），以改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD负荷。
初沉池按池内水流方向的不同，可分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池。
本设计采用了成本较低，运行较好的平流式沉淀池，该池施工简易，对冲击负荷和温度变化的适应能力较强。
3.4生物化反应池
A2/O工艺是Anaorobic-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工艺于70年代由美国专家在厌氧－好氧除磷工艺（A/O）的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能，可以针对现今污水特点（水体富营养化）进行有效处理。
该工艺在厌氧－好氧除磷工艺（A/O）中加入缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以达到硝化脱氮的目的。
A2/O工艺流程图如图2.2所示：
图2.2A2/O工艺流程图
在厌氧池中，原污水及同步进入的从二沉池的混合液回流的含磷污泥的注入，本段主要功能为释放磷，使污水中P的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中BOD浓度下降；
别外，NH3-－N，因细胞的合成而被去除一部分，使污水中NH3-－N浓度下降，但NO3-－N含量没有变化。
在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量NO3-－N和NO2-－N还原为N2释放至空气，因此BOD5浓度下降，NO3-－N浓度大幅度下降，而磷的变化很小。
在好氧池中，有机物被微生物生化降解，而继续下降，有机氮被氨化继而被硝化，使NH3-－N浓度显著下降，但随着硝化过程使NO3-－N浓度增加，P随着聚磷菌的过量摄取，也比较快的速度下降。
脱氮过程是各种形态的氮转化为N2从水中脱除的过程。
在好氧池中，污泥中的有机氮被细菌分解成氨，硝化作用使氨进一步转化为硝态氨（主要是依靠细菌水解氨化作用和依靠亚硝化菌与硝化菌的硝化作用）；
在缺氧池中，硝态氨进行反硝化，硝态氨还原成N2逸出（主要是依靠反硝化菌的反硝化作用）。
除磷过程是使水中的磷转移到活性污泥或生物膜上，而后通过排泥或旁路工艺加以去除。
在厌氧池中，使含磷化合物成溶解性磷，聚磷细菌释放出积储的磷酸盐；
在好氧池中聚磷细菌大量吸收并积储溶解性磷化物中的磷合成ATP与聚磷酸盐，而这一过程是依靠好氧菌——聚磷细菌。
整个工艺的关键在于混合液回流，由于回流液中的大量硝酸盐回流到缺氧池后，可以从原污水得到充足的有机物，使反硝化脱氮得以充分进行，有利于降低出水的硝酸氮，同时也可以解决利用微生物的内源代谢物质作为碳源的碳源不足问题，改善出水水质。
所以，A2O工艺由于不同环境条件，不同功能的微生物群落的有机配合，加之厌氧、缺氧条件下，部分不可生物降解的有机物（CODNB）能被开环或断链，使得N、P、有机碳被同时去除，并提高对CODNB 的去除效果。
3.5二沉池
二沉池在二级处理中，在生物反应池构筑物的后面，在活性污泥工艺中，用于沉淀分离活性污泥并提供污泥回流。
二沉池与初沉池相似，按池内水流方向的不同，同样可分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池。
本设计采用辐流式沉淀池。
其特点有：
运行好，较好管理。
3.6浓缩池
浓缩池的作用是用于降低要经稳定、脱水处置过程或投弃的污泥的体积。
污泥浓缩后污泥增稠，污泥的含水率降低，污泥的体积大幅度地降低，从而可以大大降低其他工程措施的投资。
污泥浓缩的方法分为重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩等。
本设计针对污泥量大、节省运行成本，采用了重力浓缩方法，重力浓缩具有以下几个优点：
①贮存污泥能力高；
②操作要求不高；
③运行费用少，尤其是电耗。
缺点：
①占地面积大；
②会产生臭气；
③对于某些污泥作用少
第三章构筑物设计计算
1格栅
1.1设计说明
Qd=20000/24/3600=0.23m3/s=230L/s<
1000
故总变化系数Kz=2.7/Qd0.11=2.7/2300.11=1.48
Qmax=0.23×
1.48=0.34m3/s
设计图如图3.1所示：
图3.1隔栅
1.2设计计算
⑴栅槽宽度
栅条的间隙数n,个
式中Qmax------最大设计流量，m3/s；
α------格栅倾角，（o），取α=600;
b------栅条间隙，m，取b=0.021m;
n-------栅条间隙数，个；
h-------栅前水深，m，取h=0.4m;
v-------过栅流速，m/s,取v=0.9m/s;
隔栅设两组，按两组同时工作设计，一格停用，一格工作校核。
则：
n
=20.9=21（个）
取n=21（个）
则每组细格栅的间隙数为21个。
②栅槽宽度B
设栅条宽度S=0.01m
栅槽宽度一般比格栅宽0.2~0.3m,取0.2m;
则栅槽宽度B2=S（n-1）+bn+0.2
=0.01×
（21-1）+0.021×
21+0.2
=0.841
≈0.85（m）
单个格栅宽1.20m，两栅间隔墙宽取0.60m，
则栅槽总宽度B=1.20×
2+0.60=3.00m
⑵通过格栅的水头损失h1
①进水渠道渐宽部分的长度L1。
设进水渠道B1=2.0m，其渐宽部分展开角度α1=200,进水渠道内的流速为0.52m/s。
L1
格栅与出水总渠道连接处的渐窄部分长度L2m,L2
通过格栅的水头损失h1，m
h1=h0k
式中h1---------设计水头损失，m;
h0---------计算水头损失，m;
g---------重力加速度，m/s2
k---------系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；
ξ--------阻力系数，与栅条断面形状有关；
设栅条断面为锐边矩形断面，β=2.42。
=0.097（m）
⑶栅后槽总高度H，m
设栅前渠道超高h2=0.3m
H=h+h1+h2=0.4+0.097+0.3
=0.797（m）
⑷栅槽总长度L，m
L
式中，H1为栅前渠道深，m.
=2.22（m）
⑸每日栅渣量W，m3/d
式中，W1为栅渣量，m3/103m3污水，格栅间隙6~15mm时，W1=0.10~0.05m3/103m3污水；
本工程格栅间隙为20mm，取W1=0.07污水。
W=86400×
0.34×
0.08÷
1000÷
1.48=1.59（m3/d）＞0.2（m3/d）
采用机械清渣。
2沉砂池
2.1设计说明
根据日处理污水量为2万，选定型号为7的旋流式沉砂池Ⅱ，该沉砂池的特点是：
在进水渠末端设有能产生池壁效应的斜坡，另砂粒下沉，沿斜坡流入池底，并设有阻流板，以防止紊流；
轴向螺旋桨将水流带向池心，然后向上，由此形成了一个涡形水流，平底的沉砂分选区能有效的保持涡流形态，较重的砂粒在靠近池心的一个环行孔口落入集砂区，而较轻的有机物由于螺旋桨的作用而与砂粒分离，最终引向出水渠。
图3.2旋流式沉砂池
旋流式沉砂池Ⅱ型号7的尺寸（mm）
型
号
流量（万
）
A
B
C
D
E
F
J
L
K
7
2.7
3050
600
1200
300
1450
450
2050
800
3初沉池
3.1设计说明
池体设计如图3.3所示
图3.3平流式沉淀池
3.2设计计算
1）池子总面积A，m2
式中，q——表面负荷，m3/（m2.h）,取q＝2.0m3/（m2.h）
m2
2）沉淀部分有效水深h2,m,取沉淀时间t＝1.5h
h2=q.t＝2×
1.5＝3.0（m）
3）沉淀部分有效容积V
V＝Q×
t×
3600=0.34×
1.5×
3600=1836（m3）
4）池长，取最大设计流量时的水平流速v=5mm/s
L=5×
3.6=27（m）
5）池子总宽度B
（m）
6）池子个数n，取每个池子分格宽度b=4.5m
则（个）
7）校核长宽比
（符合要求）
8）污泥部分需要的总容积V`,取污泥量25g/（人.d），污泥含水率95％，设计人口N=10万，两次清除污泥间隔时间T=2d
则每人每日污泥量g/（人.d）
m3
9）每格池污泥所需容积
V``=V/n＝100/5＝20（m3）
10）污泥斗容积
h4``=（4.5-0.5）/2×
tan60°
=3.46（m）
V1=1/3×
h4``（f1+f2+（f1×
f2）0.5）=1/3×
3.46×
（4.5×
4.5+0.5×
0.5+（4.52×
0.52）0.5）=26（m3）
11）污泥斗以上梯形部分污泥容积，取l2＝4.5m，i=0.01
h4`=（27-4.5）0.01=0.225（m）
l1=27+0.3+0.5=27.8m
（m3）
12）污泥斗和梯形部分污泥容积
V1+V2=26+16.4=42.4（m3）>
25（m3）
13）池子总高度，设缓冲层高度h3＝0.50m，
则H＝h1+h2+h3+h4＝0.3+3.0+0.50+0.225+3.46＝7.49（m）
4生化池
4.1设计说明
整体尺寸如图3.4所示
3.4生化池平面简图
4.2设计计算
4.2.1有关设计参数
a、BOD5污泥负荷N=0.13kgBOD5/（kgMLSS.d）
b、回流污泥浓度XR=8000mg/L
c、污泥回流比R=100%
d、混合液悬浮固体浓度X=R/（1+R）×
XR=1/2×
8000=4000mg/L
e、混合液回流比R内
TN去除率
4.2.2反应池容积
a、厌氧池设计计算，取平均停流时间1.8h
V厌＝1.48×
20000/24×
1.8＝2220m3
b、各段水利停流时间和容积比厌氧池：
缺氧池：
好氧池＝1：
1：
3
即V好＝3×
2220＝6660m3
4.2.3校核氮磷负荷
kgTN/（kgMLSS.d）
符合要求
kgTP/（kgMLSS.d）
符合要求
4.2.4剩余污泥量
取污泥增殖系数y＝0.6，污泥自身氧化率kd＝0.05，污泥龄θc＝15d
则
计算排除的以挥发性悬浮固体计的污泥量
Px＝yobsQ（S-S0）=0.3429×
20000×
1.48×
（0.1-0.02）=548.64㎏/d
计算排除的以SS计
Px（ss）＝812/0.8＝685.8㎏/d
4.2.5反应池尺寸
反应池总体积V=2220×
5=11100m3
设反应池2组，单组池容积V单＝V/2=11100/2=5550m3
有效水深h＝4.0m
单组有效面积S单＝V单/h＝5550/4.0＝1387.5㎡
采用5廊道式推流式反应池，廊道宽b＝7.0m
单组反应池长度L＝S单/B=1387.5/5/7.0=40m
校核：
b/h=7.0/4.0=1.75（满足1－2）
L/b=40/7.0=5.7（满足5－10）
取超高为1.0m，则反应池总高H＝4.0+1.0＝5.0m
4.2.6反应池进、出水系统计算
1）进水管
单组反应池进水管段计算流量Q1=Q/2=20000×
1.48=0.171（m3/s）
管道流速v=0.8m/s
管道过水断面积A=Q1/v=0.171/0.8=0.214㎡
管径
取进水管管径DN500㎜
2）回流污泥管
单组反应池回流污泥管设计流量Q内＝R×
Q/2＝1×
Q/2＝0.171（m3/s）
取回流污泥管管径DN500㎜
3）进水井
反应池进水孔尺寸：
进水孔过流量Q2＝（1+R）Q/2＝Q＝20000×
1.48＝0.343（m3/s）
孔口流速v＝0.6m/s
孔口过水断面积A＝Q2/v=0.343/0.6=0.57㎡
孔口尺寸取为1.14m×
0.5m
进水井平面尺寸取为2.40m×
2.40m
4）出水堰及出水井
按矩形堰流量公式计算：
式中Q3＝（1+R+R内）Q/2＝2Q/86400＝0.685（m3/s）
b——堰宽，取7.5m
H——堰上水头，m
出水孔过流量Q4＝Q3＝0.685（m3/s）
孔口流速v=0.6m/s
孔口过水断面积A＝Q/v＝0.685/0.6＝1.14㎡
孔口尺寸取为1.0m×
1.0m
出水井平面尺寸取为2.4m×
2.4m
5）出水管
反应池出水管设计流量Q5＝Q3＝0.685（m3/s）
管道流速v＝0.8m/s
管道过水断面A＝Q5/v＝0.685/0.8＝0.856㎡
管径
取出水管径DN1000mm
校核管道流速v＝Q5/A＝0.685×
4/3.14/1×
1＝0.87m/s
4.2.7曝气系统设计计算
1）设计需氧量AOR
碳化需氧量
（kgO2/d）
硝化需氧量（kgO2/d）
反硝化需氧量
（kgO2/d）
总需氧量
AOR＝D1+D2-D3=1562.2+1527.05-949.6=2139.8（kgO2/d）
2）标准需氧量
采用鼓风曝气，微孔曝气器。
取气压调
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