A2O工艺污水处理厂设计.doc
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哈尔滨工业大学
毕业设计（论文）
题目
某市污水处理厂的初步设计
作者
张敏
学院
土木学院
专业
环境工程
学号
110345232
指导教师
吴森
二0一二年五月二十日
哈尔滨工业大学
毕业设计（论文）任务书
化学化工学院环境工程系（教研室）
系（教研室）主任:
（签名）年月日
学生姓名:
张敏学号:
110345232专业:
环境工程
1设计（论文）题目及专题：
某市污水处理厂的初步设计
2学生设计（论文）时间：
自2012年3月1日开始至2012年6月1日止
3设计（论文）所用资源和参考资料：
污水水量与水质：
实际进水量：
Q=10万m3/d水质CODcr：
400mg/LBOD5：
200mg/LNH3-N：
35mg/LSS：
210mg/LPH：
6.95；处理要求：
污水经二级处理后应符合达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准：
CODcr60mg/LBOD520mg/LNH3-N15mg/LSS20mg/LpH：
6～9。
4设计（论文）应完成的主要内容：
（1）当前城镇生活污水处理概述
（2）确定该处理厂的规模和处理工艺（3）相关构筑物的设计与计算（4）管网布置及计算（5）工程概算（6）设计体会（7）参考文献。
5提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：
（1）编写设计说明书一份，设计说明书按设计程序编写，包括方案的确定、设计计算、设备选择和有关设计的简图等内容。
文字应简明、通顺、内容正确完整。
（2）图纸至少有4张，其中平面图和高程图必备，平面布置中应有方位标志。
6发题时间：
2012年3月1日
指导教师：
（签名）
学生：
（签名）
哈尔滨工业大学
毕业设计（论文）指导人评语
[主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价]
指导人：
（签名）
年月日
指导人评定成绩：
哈尔滨工业大学
毕业设计（论文）评阅人评语
[主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价]
评阅人：
（签名）
年月日
评阅人评定成绩：
哈尔滨工业大学
毕业设计（论文）答辩记录
日期：
学生：
学号：
班级：
题目：
提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：
1设计（论文）说明书 共 页
2设计（论文）图纸 共 页
3指导人、评阅人评语 共 页
毕业设计（论文）答辩委员会评语：
[主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价]
答辩委员会主任：
（签名）
委员：
（签名）
（签名）
（签名）
（签名）
答辩成绩：
总评成绩：
摘要
本设计的主要任务是某城市污水处理厂的设计，设计规模为100000m3/d，采用了DE型氧化沟工艺。
该污水厂的污水处理流程为：
从泵房到沉砂池，进入氧化沟，二沉池，最后出水；污泥的流程为：
从二沉池排出的剩余污泥首先进入浓缩池，进行污泥浓缩，然后进入贮泥池，经过浓缩的污泥再送至带式压滤机，进一步脱水后，运至垃圾填埋场。
本设计的优势：
（1）由于两沟交替硝化与反硝化，缺氧区和好氧区完全分开，污水始终从缺氧区进入，因此可保持较好的脱氮效果，且不需要混合液内回流系统；
（2）单独设置二沉池，提高了设备的利用率和池体容积的利用率；（3）同时两沟池体和转刷设备的交替运转均可通过自控程序进行控制运行。
设计结果表明：
污水处理厂处理后的出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准。
关键词：
城市污水；DE型氧化沟工艺；脱氮；设计
ABSTRACT
ThemaintaskofthisdesignisthesewagetreatmentplantinsomeoneCity,designsize100000m3/d,withtheDE-oxidationditchtreatmentprocess.Thesewagetreatmentplantprocess:
fromthepumpingstationtothegritchamber,intotheoxidationditch,secondarysedimentationtank,thefinaleffluent;sludgeprocess:
fromthesecondarysedimentationtanksludgedischargedfromthefirstintotheconcentrationtank,forpollutionsoilenrichment,andthenintothestoragebasins,wasconcentratedinthesludgeandthensenttothebeltfilterpress,andfurtherdehydrated,transportedtothelandfill.Theadvantagesofthedesign:
（1）asthetwofurrownitrificationanddenitrification,anaerobiczonetoaerobiczonecompletelyseparatefromtheanoxiczone,sewagehasentered,thereforecankeepgoodremovaleffectofnitrogen,anddoesnotneedthemixedliquidinternalrefluxsystem;
（2）aseparatesetoftwosinkthepond,improvetheutilizationratiooftheequipmentandthepoolvolumeutilization;（3）whilethetwochannelpoolbodyandarotarybrushdevicealternationoperationcanbecontrolledthroughprogramcontroloperation.Designresultsshowthat:
thesewagetreatmentplanttreatedeffluenttoachieve"urbansewagetreatmentplantpollutantdischargestandard"（GB18918-2002）inaBstandard.
Keywords：
Urbansewage;DE-oxidationditchprocess;nitrogenremoval;Design
湖南科技大学本科生毕业设计（论文）
目录
第一章前言 1
第二章当前城镇污水处理概述 2
2.1城镇污水的组成 2
2.1.1生活污水 2
2.1.2工业废水 2
2.1.3受污染的降水 2
2.2城镇污水的水质 2
2.2.1影响城镇污水水质的因素 2
2.2.2生活污水水质 2
2.2.3工业生产污水水质 3
2.3城镇污水的处理方法 3
第三章该污水处理厂的规模和处理工艺的确定 6
3.1设计要求 6
3.1.1污水处理厂的设计原则 6
3.1.2污水处理工程运行过程中应遵循的原则 6
3.2设计资料 6
3.2.1设计依据 6
3.2.2水质情况 7
3.3污水处理流程的比较及选择 7
3.3.1确定处理流程的原则 7
3.3.2目前常用的城市污水处理技术 8
3.3.3污水处理流程方案的介绍与比较 9
3.3.4工艺的比选 11
3.3.5工艺流程图 12
3.3.6设计污水水量 12
3.3.7污水处理程度计算 12
第四章相关构筑物的设计与计算 15
4.1格栅 15
4.1.1格栅的设计 15
4.1.2设计参数 15
4.1.3中格栅设计计算 16
4.1.4细格栅设计计算 19
4.2提升泵站 20
4.2.1泵站设计的原则 20
4.2.2泵房形式及工艺布置 20
4.2.3泵房设计计算 21
4.3曝气沉砂池 24
4.3.1沉砂池概述 24
4.3.2设计概述 24
4.3.3曝气沉砂池设计计算 24
4.3.4曝气沉砂池曝气计算 28
4.4DE型氧化沟设计计算 29
4.4.1设计参数 29
4.4.2DE型氧化沟计算 31
4.4.3设计参数的较核 32
4.4.4进出水系统计算 33
4.4.5剩余污泥量计算 34
4.4.6需氧量计算 34
4.4.7供气量 35
4.4.8鼓风微孔曝气器空气管路计算 37
4.5二沉池 37
4.5.1设计原则及参数 38
4.5.2设计计算 39
4.6消毒设施计算 47
4.6.1消毒剂的选择 47
4.6.2消毒剂的投加 48
4.6.3平流式消毒接触池 49
4.7计量设备 50
4.7.1计量设备的选择 50
4.7.2设计参数 51
4.7.3巴氏计量槽 51
4.8污泥处理设计计算 53
4.8.1污泥处理的目的 53
4.8.2污泥处理的原则 54
4.8.3污泥处理方法的选择 54
4.8.4污泥泵房设计 54
4.8.5污泥浓缩池 55
4.8.6贮泥池 59
4.8.7污泥脱水 61
第五章污水处理厂的布置 63
5.1污水处理厂平面布置 63
5.1.1平面布置原则 63
5.1.2平面布置 64
5.2污水处理厂高程布置 66
5.2.1主要任务 66
5.2.2高程布置原则 66
5.2.3污水处理厂构筑物高程布置计算 67
5.2.4污泥处理构筑物高程布置 69
第六章工程概算 71
6.1设备材料 71
6.2工程技术经济分析 71
6.2.1土建费用造价列表 71
6.2.2直接投资费用 72
6.2.3运行费用计算 72
6.2.4运费 73
6.2.5维护维修费 73
6.2.6管理费用 73
6.2.7运行成本核算 73
第七章设计体会 74
参考资料 75
致谢 76
-iii-
第一章前言
地球虽然有70.8％的面积为水所覆盖，但淡水资源却极其有限，人类真正能够利用的是江河湖泊以及地下水中的一部分，仅占地球总水量的0.26%，而且分布不均。
20世纪50年代以后，全球人口急剧增长，工业发展迅速。
全球水资源状况迅速恶化，“水危机”日趋严重。
一方面，人类对水资源的需求以惊人的速度扩大；另一方面，日益严重的水污染蚕食大量可供消费的水资源。
全世界每天约有200吨垃圾倒进河流、湖泊和小溪，每升废水会污染8升淡水；所有流经亚洲城市的河流均被污染；美国40％的水资源流域被加工食品废料、金属、肥料和杀虫剂污染；欧洲55条河流中仅有5条水质差强人意。
20世纪，世界人口增加了两倍，而人类用水增加了5倍。
世界上许多国家正面临水资源危机：
12亿人用水短缺，30亿人缺乏用水卫生设施。
近年来，为了遏制水环境受到的严重污染，国家对城市污水处理项目的投入持续增加，相继在大、中城市兴建了多座城市污水处理厂，城市污水处理事业得到了很大发展。
目前城市污水处理厂的建设已开始从大、中城市向县级城镇普及，城市污水处理厂的数量将会大幅度增加。
目前处理城镇生活污水常用的方法为活性污泥法。
活性污泥法是以活性污泥为主体的污水处理技术。
活性污泥主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀与水分离，并能使污水得到净化、澄清。
本设计选择氧化沟工艺处理城镇生活污水,出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准。
第二章当前城镇污水处理概述
2.1城镇污水的组成
城镇污水是排入城镇排水系统中各类废水的总称，泛指生活污水、生产污水（应适当处理后）以及其他排入城镇排水管网的混合污水。
在合流制排水系统中包括初期雨水。
2.1.1生活污水
生活污水是人们日常生活中使用过并为生活废料所污染的水。
例如居民区、宾馆、饭店等服务行业，以及一些娱乐场所产生的污水。
2.1.2工业废水
工业废水是工矿企业生产活动中用过的水，是生产污水和生产废水的总称。
生产污水即在生产过程中所形成，并被生产原料、半成品或成品等废料所污染的水，也包括热污染水（生产过程中产生温度高于60℃的高温水）。
生产污水需要进行处理，才能排放或再用。
生产废水即在生产过程中所形成，但未直接参与生产工艺，未被污染或只是温度稍有上升的水。
这种废水一般不需要处理或只需要进行简单处理，即可再用或排放[4]。
2.1.3受污染的降水
主要指初期雨水和雪融水。
由于冲刷了地面上的各种污物，污染程度很高，需要进行处理。
2.2城镇污水的水质
2.2.1影响城镇污水水质的因素
城镇污水水质主要受居民生活污水、工业生产污水等的水质成分及其混合比例、城市规模、居民生活习惯、季节和气候条件以及排水系统体制等的影响。
城镇污水中的污染物质是多种所样的。
如油脂、粪尿、洗涤剂、染料、溶液、各类有机和无机物，还有细菌、病毒等致病微生物，以及毒性、酸碱性、放射性和重金属类物质。
这些污染物质按化学成分可分为无机和有机两大类，按物理形态可分为悬浮固体、胶体及溶解性污染物质。
2.2.2生活污水水质
生活污水包括厨房洗涤、淋浴、洗衣等废水以及冲洗厕所等污水。
其成分及其变化，
取决于居民生活的状况、水平和习惯。
污染物浓度与用水量有关。
生活污水的主要污染物是有机物和氮、磷等营养物质，其水质特征是水质稳定但浑浊、色深且具有恶臭，呈微碱性，一般不含有毒物质，含有大量的细菌、病毒和寄生虫卵。
在生活污水中，所含固体物质约占总质量的0.1%～0.2%，其中溶解性固体（主要是各种无机盐和可溶性有机物质）约占3/5～2/3，悬浮固体（其中有机成分占4/5）占1/3～2/5。
此外，生活污水中还有氮、磷等物质。
2.2.3工业生产污水水质
工业生产污水的水质情况，因产业门类和生产工艺的不同而各有所异。
一般来说，工业生产污水的排放量大、污染物含量高、处理难度大，对环境的危害也是比较大的。
2.3城镇污水的处理方法
废物处理是用物理、化学或生物方法，或几种方法配合使用以去除废水中的有害物质，按照水质状况及处理后出水的去向确定其处理程度，废水处理一般可分为一级、二级和三级处理。
一级处理采用物理处理方法，即用格栅、筛网、沉沙池、沉淀池、隔油池等构筑物，去除废水中的固体悬浮物、浮油，初步调整pH值，减轻废水的腐化程度。
废水经一级处理后，一般达不到排放标准（BOD去除率仅25%～40%）。
故通常为预处理阶段，以减轻后续处理工序的负荷和提高处理效果。
二级处理是采用生物处理方法及某些化学方法来去除废水中的可降解有机物和部分胶体污染物。
经过二级处理后，废水中BOD的去除率可达80%～90%，即BOD含量可低于30mg/L。
经过二级处理后的水，一般可达到农灌标准和废水排放标准，故二级处理是废水处理的主体。
但经过二级处理的水中还存留一定量的悬浮物、生物不能分解的溶解性有机物、溶解性无机物和氮磷等藻类增值营养物，并含有病毒和细菌。
因而不能满足要求较高的排放标准，如处理后排入流量较小、稀释能力较差的河流就可能引起污染，也不能直接用作自来水、工业用水和地下水的补给水源。
三级处理是进一步去除二级处理未能去除的污染物，如磷、氮及生物难以降解的有机污染物、无机污染物、病原体等。
废水的三级处理是在二级处理的基础上，进一步采用化学法（化学氧化、化学沉淀等）、物理化学法（吸附、离子交换、膜分离技术等）以除去某些特定污染物的一种“深度处理”方法。
显然，废水的三级处理耗资巨大，但能充分利用水资源。
排放到污水处理厂的污水及工业废水可利用各种分离和转化技术进行无害化处理。
表2.1污水处理方法简介
基本原理
常用技术
物理法
通过物理或机械作用去除废水中不溶解的悬浮固体及油品
过滤、沉淀、离心分离、上浮等；
化学法
加入化学物质，通过化学反应，改变废水中污染物的化学性质或物理性质，使之发生化学或物理状态的变化，进而从水中除去；
中和、氧化、还原、分解、絮凝、化学沉淀等；
物理化学法
运用物理和化学的综合作用使废水得到净化
汽提、吹脱、吸附、萃取、离子交换、电解、电渗析、反渗析等
生物法
利用微生物的代谢作用，使废水中的有机污染物氧化降解成无害物质的方法，又叫生物化学处理法，是处理有机废水最重要的方法
活性污泥、生物滤池、生活转盘、氧化塘、厌气消化等
其中废水的生物处理法是基于微生物通过酶的作用将复杂的有机物转化为简单的物质，把有毒的物质转化为无毒的物质的方法。
根据在处理过程中起作用的微生物对氧气的不同要求，生物处理可分为好气（氧）生物处理和厌气（氧）生物处理两种。
好气生物处理是在有氧气的情况下，藉好气细茵的作用来进行的。
细菌通过自身的生命活动——氧化、还原、合成等过程，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物（CO2、H2O、NO3-、PO43-等）获得生长和活动所需能量，而把另一部分有机物转化为生物所需的营养物质，使自身生长繁殖。
厌气生物处理是在无氧气的情况下，藉厌氧微生物的作用来进行。
厌氧细菌在把有机物降解的同时，需从CO2、NO3-、PO43-等中取得氧元素以维持自身对氧元素的物质需要，因而其降解产物为CH4、H2S、NH3等。
用生物法处理废水，需首先对废水中的污染物质的可生物分解性能进行分析。
主要有可生物分解性、可生物处理的条件、废水中对微生物活性有抑制作用的污染物的极限容许浓度等三个方面。
可生物分解性是指通过生物的生命活动，改变污染物的化学结构，从而改变污染物的化学和物理性能所能达到的程度。
对于好气生物处理是指在好气条件下污染物被微生物通过中间代谢产物转化为CO2、H2O和生物物质的可能性以及这种污染物的转化速率。
微生物只有在某种条件下（营养条件、环境条件等）才能有效分解有机污染物。
营养条件、环境条件的正确选择，可使生物分解作用顺利进行。
通过对生物处理性的研究，可以确定这些条件的范围，诸如pH值，温度以及碳、氮、磷的比例等。
近年来，在水资源再生利用研究中，人们十分关注各种纳微米级颗粒污染物去除的问题。
水中的纳微米级颗粒污染物是指尺寸小于lum的细微颗粒，其组成极其复杂，如各种微细的黏土矿物质、合成有机物、腐殖质、油类和藻类物质等，微细黏土矿物作为一种吸附力较强的载体，表面常吸附着有毒重金属离子、有机污染物、病原细菌等污染物，而天然水体中的腐殖质、藻类物质等，在水净化处理的氯消毒过程中，可与氯形成氯代烃类致癌物，这些纳微米级颗粒污染物的存在不仅对人体健康具有直接或潜在的危害作用，而且严重恶化水质条件，增加水处理难度，如在城市废水的常规处理过程中，造成沉淀池絮体上浮、滤池易穿透，导致出水水质下降、运行费用增加等困难。
而目前采用的传统常规处理工艺无法有效去除水中这些纳微米级污染物，一些深度处理技术如超滤膜、反渗透等又由于投资及费用昂贵，难以得到广泛应用，因此迫切需要研究和发展新型、高效、经济的水处理技术[4]。
第三章该污水处理厂的规模和处理工艺的确定
3.1设计要求
3.1.1污水处理厂的设计原则
（1）污水厂的设计和其他工程设计一样，应符合适用的要求，首先必须确保污水厂处理后污水达到排放要求。
考虑现实的经济和技术条件，以及当地的具体情况（如施工条件）。
在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构（建）筑物形式、主要设备设计标准和数据等。
（2）污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。
设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件，如水质水量资料、同类工程资料。
按照工程的处理要求，全面地分析各种因素，选择好各项设计数据，在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数。
对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。
（3）污水处理厂（站）设计必须符合经济的要求。
污水处理工程方案设计完成后，总体布置、单体设计及药剂选用等尽可能采用合理措施降低工程造价和运行管理费用，
（4）污水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）污水厂设计必须注意近远期的结合，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，设计时应为今后发展留有挖潜和扩建的条件。
（6）污水厂设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置
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