毕业论文泰安污水处理厂污水课程设计.docx
《毕业论文泰安污水处理厂污水课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业论文泰安污水处理厂污水课程设计.docx（66页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
第1章．绪论 2
1.1工程概述 2
1.2原始资料 2
第2章．处理工艺方案选择 3
2.1工艺方案选择原则 3
2.2工艺比较 4
2.3工艺流程 7
2.4处理构筑物的选择 7
第三章设计计算 14
3.1设计参数 14
3.2格栅 16
3.3沉砂池 20
3.4初沉池 24
3.5生化池 29
3.6二沉池 36
3.7消毒池 43
3.8浓缩池 45
3.9污泥脱水 49
3.10巴氏计量槽设计 53
第4章高程设计 56
4.1污水处理厂平面布置 56
4.2污水处理厂高程布置 59
第5章总结 64
参考文献 64
-66-
第1章．绪论
1.1工程概述
泰安污水处理厂是泰安市欲利用奥地利政府贷款的城市污水厂建设项目，主要处理生活污水与工业废水，污水厂设计地点下游不足10km处是泰安市的主要给水水源地，因此要求排河污水能够较好的进行脱氮除磷，以免对水源水质造成影响。
1.2原始资料
一、排水体制：
完全分流制二、水量资料
1.污水厂服务区到2013年设计人口为30万人，居住建筑内设有室内给排水设备和淋浴设施。
2.该区工业平均排水量1.25万立方米/日
3.公共设施等其他平均排污量为1.85万立方米/日
4.城市混合污水变化系数
日变化系数K日＝1.2，总变化系数K总＝1.4
三、混合污水水质BOD5＝225mg/L，COD=400mg/L，SS=200mg/L，NH3-N=40mg/L
TN=45mg/L，TP=7mg/L，pH=6-9
重金属及有毒物质：
微量
冬季平均污水水温8℃，夏季平均污水水温25℃四、污水处理厂出水水质
为保护水源，缓解水资源紧缺状况，要求污水处理厂后出水达到下表标准
项目
出水水质
项目
出水水质
COD（mg/
L）
≤80
NH3-
N（mg/L）
≤30
BOD5（mg
/L）
≤30
TN（mg/L）
≤50
SS（mg/L
）
≤30
TP（mg/L）
≤3
温：
年平均12℃，夏季平均30℃，冬季平均2℃
2、常年主导风向：
东南
3．年平均降雨量900mm六、水文资料1．排放水体水文资料
（1）95%保证率的设计流量：
15m3/秒
五、气象资料1．气
（2）最高水位：
14.00m，平均水位：
10.00，最低水位：
6.00河水水质：
平均溶解氧6.5mg/L，平均SS50mg/L
2.地下水深度-4m
3.土壤冰冻深度50cm，土质一般为砂质粘土，承载能力较好。
七、污水处理厂厂区资料
1.土壤承载力13.8T/m2
2.设计地震强度7度
3.厂区地面平坦，地面标高：
16.00m
3.其它资料：
（1）厂区附近无大片农田。
（2）拟由省属建筑公司承建施工。
且各种建筑材料均能供应。
（3）电力供应充足。
八、污水处理厂进水干管数据
管内底标高10.50m，管直径自查，充满度自查。
第2章．处理工艺方案选择
2.1工艺方案选择原则
作为乡镇基础设施的重要组成部分和水污染控制的关键环节，乡镇污水处理厂工程的建设和运行意义重大。
由于乡镇污水处理厂的建设和运行不但耗资较大，而且受多种因素的制约和影响，其中处理工艺方案的优化选择对确保处理厂的运行性能和降低费用最为关键，因此有必要根据确定的标准和一般原则，从整体优化的观念出发，结合设计规模、污水水质特性以及当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的处理工艺方案，经全面技术经济比较后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。
污水处理厂厂址的选择应结合城市的总体规划、地形、管网布置、环境保护的要求等因素综合考虑，必须进行现场踏勘，进行多方案的技术经济比较。
一般应考虑以下几个问题：
（1）地形地质条件要有利于处理构筑物的平面与高程的布置及施工，地质条件指地基好，地下水位底，岩石较少；
（2）不受洪水威胁，否则应考虑防洪措施；
（3）少占农田，尽可能不占农田；
（4）考虑周围环境卫生条件。
废水处理厂应布置在城镇集中给水水源的下游，距城镇或生活区300米以上，并便于处理后废水的排放。
废水处理厂尽可能设在夏季主风向的下方；
（5）技术成熟，处理效果稳定，保证出水水质达到国家规定的排放要求。
（6）基建投资和运行费用低，以尽可能少的投入取得尽可能多的效益。
（7）运行管理方便，运转灵活，并可根据不同的进水水质和出水水质要求调整运行方式和工艺参数，最大限度的发挥处理装置和处埋构筑物的处理能力。
（8）选定工艺的技术及设备先进、可靠。
（9）便于实现工艺过程的自动控制，提高管理水平，降低劳动强度和人工费用。
本工程要求的污水处理程度较高，对污水处理工艺选择应十分慎重。
本方案设计的污水处理工艺选择针对该城镇污水量和污水水质以及经济条件考虑适应力强、调节灵活、低能耗、低投入、少
占地和操作管理方便的成熟先进工艺。
下面将对各种工艺的特点进行论述，以便选择切实可行的方案。
2.2工艺比较
2.2.1氧化沟方案
氧化沟污水处理技术，是20世纪50年代由荷兰人Pasveer首创。
60年代以来，这项技术在欧洲、北美、南非、澳大利亚等国已被广泛采用，工艺及构造有了很大的发展和进步。
随着对该技术缺点（占地面积大）的克服和对其优点（基建投资及运行费用相
对较低，运行效果高且稳定，维护管理简单等）的逐步深入认识，目前已成为普遍采用的一项污水处理技术。
目前常用的几种商业性氧化沟有荷兰DHV公司60年代开发的Carrousel氧化沟，美国Envirex公司开发的Orbal氧化沟，丹麦Kruger公司发明的
DE氧化沟等。
在我国，氧化沟工艺是使用较多的工艺。
氧化沟工艺一般可不设初沉池，在不增加构筑物及设备的情况下，氧化沟内不仅可完成碳源的氧化，还可实现硝化和脱硝，成为
A/O工艺；氧化沟前增加厌氧池可成为A2/O（A-A-O）工艺，实现除磷。
由于氧化沟内活性污泥已经好氧稳定，可直接浓缩脱水，不必厌氧消化。
氧化沟污水处理技术已被公认为一种较成功的革新的活性污泥法工艺，与传统活性污泥系统相比，它在技术、经济等方面具有一系列独特的优点。
①工艺流程简单、构筑物少，运行管理方便。
一般情况下，氧化沟工艺可比传统活性污泥法少建初沉池和污泥厌氧消化系统，基建投资少。
另外，由于不采用鼓风曝气的空气扩散器，不建厌氧消化系统，运行管理要方便。
②处理效果稳定，出水水质好。
实际运行效果表明，氧化沟在去除BOD5和SS方面均可取得比传统活性污泥法更高质量的出水，运行也更稳定可靠。
同时，在不增加曝气池容积时，能方便地实现硝化和一定的反硝化处理，且只要适当扩大曝气池容积，能更方便地实现完全脱氮的深度处理。
③ 基建投资省，运行费用低。
实际运行证明，由于氧化沟工艺省去初沉池和污泥厌氧消化系统，且比较容易实现硝化和反硝化，当处理要求脱氮时，氧化沟工艺在基建投资方面比传统活性污泥法节省很多。
同样，当仅要求去除BOD5时，对于大规模污水
厂采用氧化沟工艺运行费用比传统活性污泥法略低或相当，而要求去除BOD5且去除NH3-N时，氧化沟工艺运行费用就比传统活性污泥法节省较多。
④ 污泥量少，污泥性质稳定。
由于氧化沟所采用的污泥龄一般长达20～30d，污泥在沟内得到了好氧稳定，污泥生成量就少，因此使污泥后处理大大简化，节省处理厂运行费用，且便于管理。
⑤ 具有一定承受水量、水质冲击负荷的能力。
水流在氧化沟中流速为0.3～0.4m/s，氧化沟的总长为L，则水流完成一个循环所需时间t=L/S,当L=90～600m时，t=5～20min。
由于废水在氧化沟中设计水力停留时间T为10～24h，因此可计算出废水在整个停留时间内要完成的循环次数为30～280次不等。
可见原污水一进入氧化沟，就会被几十倍甚至上百倍的循环量所稀释，因此具有一定承受冲击负荷的能力。
⑥ 占地面积少。
由于氧化沟工艺所采用的污泥负荷较小、水力停留时间较长，使氧化沟容积会大于传统活性污泥法曝气池容积，占地面积可能会大些，但因为省去了初沉池和污泥厌氧消化池，占地面积总的来说会少于传统活性污泥法。
2.2.2.A2/O法
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。
A2/O工艺自被开发以来,就因为其特有的经济技术优势和环境效益,愈来愈受到人们的广泛重视.通常称为A2/O工艺的实际上可分为两类,一类是厌氧/好氧工艺,另一类是缺氧/好氧工艺.厌氧状态和缺氧状态之间存在着根本的差别:
在厌氧状态下既有无分子态氧,也没有化合态氧,而在缺氧状态下则存在微量的分子态氧
（DO浓度<0.5mg/L）,同时还存在化合态的氧，如硝酸盐。
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。
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。
②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。
③污泥中磷含量高，一般在2.5%以上。
④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。
综上所诉，比较2个不同工艺后选择A2/O工艺为本厂的污水处理工艺。
2.3工艺流程
污泥脱
水
2.4处理构筑物的选择
2.4.1格栅
格栅是一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留雨水、生活污水和工业废水中较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮等，起净化水质，保护水泵的作用，同时也减轻后续处理构筑物的处理负荷，使之正常运行。
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。
本设计采用中格栅进行隔渣，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。
2.4.2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、旋流沉砂池等。
表2-1沉砂池特点比较
沉砂池
优点
缺点
选择理由
平流沉沙池
截留无机颗粒较好，工作稳定，构造简单
排砂方便。
沉沙中约夹杂
15%的有机物，使沉淀的后续处理增加难度
选择平流沉砂池，在于其工作稳定，构造简单排砂方
，便，重要的是工艺完备、技术成熟，对于本（中小型）污水处理厂来说，可取得最佳效益
曝气沉沙池
克服了平流式沉砂池的缺点可以把沉砂有机物含量降到10%，
有预曝气、脱臭、除泡的作用
加速污水中油类和浮渣的分
离
需要消耗能量对生物脱氮除磷系统的厌氧段或缺氧段的运行产生啊不利影响
旋流沉砂池
1.沉砂效率高占地小耗能低
2.4.3初沉池
初沉池是作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在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。
表2-2沉淀池特点比较
沉淀池
优点
缺点
适用条件
平流沉淀池
对冲击负荷和温度变化适应能力较好施工简单，造价低
采用多斗排泥时，每个污泥斗需要单独设置排泥管，各自操作
采用机械排泥时，大部分设备位于水下，易腐蚀
适用于地下水位较高及地质较差的地区
只用于大、中、小型污水处理厂
竖流式沉淀池
排泥方便，管理简单
占地面积小
池子深度大，施工困难
对冲击负荷和温度变化适应能力较差
造价高
池径不宜太大
适用于处理水量不大的小型污水处理厂
辐流式沉淀池
采用机械排泥运行较好
排泥设备有定型产品
选择平流式沉淀池，在于其对冲击负荷和温度变化适应能
力较好
水流速度不稳定易于出现异重流现象
机械排泥设备复杂，对池体施工质量要求高
适用于地下水位较高的地区
适用于大、中型污水处理厂
选择理由
施工简单，造价低，至于缺点完全可以用重力排泥，虽增加了操作，占用了部分土地面积，但相比之下，还是可以接受
的.
2.4.4生物化反应池
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2-1成化反应池工艺流程
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；另外，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，也以较快的速度下降。
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。
工艺
优点
缺点
选择理由
AN/O
在好氧前去除BOD，节能硝化前产生碱度
前缺氧具有选择池的作用
脱氮效果受内循环比影响可能存在诺卡式菌的问题需要控制循环
混合液的DO
A2/O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。
它可以同时完成有机物的去除，硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是
NH3－－N应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮功能。
厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。
AP/O
工艺过程简单水力停留时间短
污泥沉降性好聚磷菌碳源丰富，除磷效果
好
如有硝化反应除磷效果会降低
工艺灵活性差
A2/O
同时脱氮除磷反硝化过程为硝化提供碱度反硝化过程同时去除有机物污泥沉降性好
回流污泥含有硝酸盐进入厌氧区，催除磷效果有影响脱氮效果受回流比影响
聚磷菌和反硝化菌都需要降解有机物
SBR
可同时脱氮除磷
静置沉淀可获得低SS出水耐受水力冲击负荷
操作灵活性好
操作复杂
对出水水质影响较大
设计过程复杂维护要求高，运行对自动控制依赖性高
池体容积大
氧化沟
1.流程简化，
一般不需设初
1.污泥膨胀
2.泥龄偏长，
A2/O工艺于其他工艺比较结果如下：
表2-3生化工艺特点比较
沉池，氧化沟水力停留时间和污泥龄较长有机物去除较为彻底，剩余污泥高度稳定污泥一般不需厌氧消化
2.氧化沟具有推流特性，可使N和P得到较好地去除3．具有净化程度高、耐冲击、运行稳定可靠、操作简单、运行管理方便、维修简单、投资少、能耗低等特点
污泥老化，也易产生泡沫
，3.发生反硝化作用，产生氮气，使污泥
，上浮
4. 流速不均及污泥沉积
。
2.4.5二沉池
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。
2.4.6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。
表2-4浓缩方式特点比较
污泥浓缩
优点
缺点
重力浓缩
①贮存污泥能力高；
占地面积大；
会产生臭气；
②操作简单；
③ 管理简单，运行费用少，尤其是电耗
对于某些污泥作用少
气浮浓缩
对密度接近1的轻
质污泥或含有气泡的污泥效果好
离心浓缩
效率高；时间短；占地少
卫生条件好
费用高
选用理由
选重力浓缩，在于其贮存污泥能力高，操作简单，管理简单，运行费用少，尤其是
电耗较少
2.4.7消毒池
污水经过以上构筑物的处理后，阒然水质得到了改善，细菌数量也大幅减少，但是细菌的绝对值仍然可观，并有存在病原菌的可能，因此污水在排放之前应进行消毒处理
名称
优点
缺点
适用条件
液氯
效果可靠，投配设备简单，价格便宜
余氯对水生生物有害，氯化后可能产生致
癌物质
大中型水处理厂
次氯酸钠
可以现场制备，适用方便，投
量容易控制
需要次氯酸钠发生器和投配
设备
中小型水处理厂
臭氧
除色、除臭效果好，不产生残留的有害物质，增加溶解
氧
投资大，成本高，设备管理复杂
对水质卫生条件要求高的污水处理厂
二氧化氯
杀菌效果好，无气味，有定
型产品
维修管理费用高
中小型水处理厂
消毒剂常用消毒剂的比较：
表2-5消毒方式特点比较
紫外线
快速、无化学药剂，杀菌效果好，无残留
有害物质
耗能较大，对浊度要求高
下游水体要求较高的处理厂
由原始资料可知，改水厂处理规模一般，收纳水体卫生条件无特
殊要求，设计中采用液氯为消毒剂对水厂的污水进行消毒。
第三章设计计算
3.1设计参数
3.1.1水量计算
3.1.1.1设计流量
1.5处理厂日处理量计算
（1）居民生活污水量Q1
居民综合生活用水定额取110L/cap·d
用水量Q=300000´110=33000000L/d
排放系数取0.9
Q排=33000000´0.8=26400000L/d
Q1=K
z1å
q1iN1i
24´3600
=1.4´26400000=427.78l/s
2.4´3600
（2）工业企业污水量Q2
Q=Q排平均´Kz2 24´3600
=12500´1000´1.4=202.55L/s
24´3600
（3）公共设施排污量Q3
Q3=
Q排平均´Kz
24´3600
=18500´1000´1.4
24´3600
=299.77l/s
``
Qh=Q1+Q2+Q3
=427.78+202.55+299.77
=930.10l/s
=80360.45m3/d
m
3
经验证日处理量8万 的污水厂完全可以满足此设计要求，故所设计的污水厂为8万m3/d。
Q=80000/24/3600=0.92m3/s=920L/s
3.1.1.2平均流量
Q0=Q/Kz=0.92/1.4=0.66
3.1.2处理程度计算
3.1.2.1污水的SS处理程度计算
，Kz为1.4
按二级生物处理后的水质排放标准计算SS处理程度
根据国家《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918—2002）》中规定城市污水处理厂一级A标准，总出水口污水的SS浓度为
30mg/L。
E=C-Ccess
C
E=200-30´100%=85%200
3.1.2.2污水的BOD5处理程度计算
3-1
根据国家《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918—2002）》中规定城市污水处理厂一级A标准，总出水口污水的BOD5浓
度为30mg/L。
E=L-LeBOD5
L
E=225-30´100%=86.7%225
3.1.2.3污水的氨氮处理程度计算
3-2
根据国家《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918—2002）》中规定城市污水处理厂一级A标准，总出水口处污水的氨氮浓度为50mg/L.
污水中TN为45mg/L，符合要求
3.1.2.4污水的总磷处理程度计算
根据国家《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918—2002）》中规定城市污水处理厂一级A标准，总出水口处污水的总磷浓度为3mg/L.
E=C-Ce
C
E=7-3´100%=57.1%7
3-4
3.2格栅
3.2.1单独设置的格栅
隔栅设两组，按两组同时工作设计。
故，每组的设计流量为
Q=0.46m3/s=460L/s。
3.2.1.1栅条的间隙数
n=Q´ sina
3-5
Nbnv
式中 Q---设计流量，m3/s；
α---格栅倾角，o，取α=600;
b---栅条间隙，m，取0.02m;n---栅条间隙数，个；
h---栅前水深，m，取
升级会员 