污水处理基本工艺设计.doc

目录摘 要3Abstract4第一章 设计概论61.1 设计根据和任务61.2 设计目7第二章 工艺流程拟定82.1 工艺流程比较82.2 工艺流程选取11第三章 工艺流程设计计算133.1 设计流量计算133.2 设备设计计算133.2.1 格栅133.2.2 提高泵房143.2.3 沉砂池153.2.4 初沉池163.2.5 A2/O173.2.6 二沉池233.2.7 接触池和加氯间253.2.8 污泥解决构筑物计算263.3 构建筑物和设备一览表29第四章 平面布置314.1 污水解决厂平面布置314.1.1平面布置原则314.1.2详细平面布置334.2污水解决厂高程布置344.2.1重要任务344.2.2高程布置原则344.2.3高程布置成果35第五章 供电仪表与供热系统设计415.1变配电系统415.2监测仪表设计41第六章 劳动定员426.1定员原则426.2污水厂人数定员42第七章 参照文献43道谢44英文原文与文献45摘 要以作为某开发区污水解决厂初步设计和施工图设计。该解决厂解决都市污水，且水质较复杂：五日生化需氧量（BOD5）：140mg/L；悬浮物（SS）：200mg/L；化学需氧量（）：260mg/L；NH3-N：30mg/L；解决后水质规定； BOD520mg/L；SS20mg/L；60mg/L；NH3-N15mg/L；依照设计规定和求新思想，该污水解决工程进水中氮含量均偏高，在去除BOD5和SS同步，还需要进行脱氮解决，故采用当代水解决工艺中较流行工艺。工艺由于不同环境条件，不同功能微生物群落有机配合，加之厌氧、缺氧条件下，某些不可生物降解有机物能被开环或断链，使得N、P、有机碳被同步去除，并提高对不可降解有机物去除效果。它可以同步完毕有机物去除，硝化脱氮、磷过量摄取而被去除等功能，脱氮前提是NH3N应完全硝化，好氧池能完毕这一功能，缺氧池则完毕脱氮功能。厌氧池和好氧池联合完毕除磷功能。此外该工艺还具备高效、节能特点，且耐冲击负荷较高，出水水质好。因而,更具备广泛适应性，完全适合本设计实际规定。本工艺重要构筑物涉及格栅、污水泵房、平流沉砂池、好氧池、厌氧池、缺氧池、二沉池、接触消毒池、浓缩池、污泥脱水机房等。本设计采用了为主体工艺，工艺流程相对简朴，省去了污泥消化系统，节约了基建投资和运营费用，该工艺解决污水运营稳定，易于管理，出水水质达到设计规定，真正做到了污水综合运用。核心词： 格栅 泵房 新工艺 二沉池Abstract It is a preliminary design and construction drawing for the sewage treatment plant development zone. This plant treats municipal sewage mainly. Its water quality is more complicated: Suspended substance ()：200mg/L; The biochemical oxygen demand of five days ()：140mg/L;The chemical oxygen demand ()：260mg/L； NH3-N：30mg/L;Treated water quality is required: 20mg/L； SS20mg/L；60 mg/L; NH3-N15mg/L； According to the designing requirement and thought of looking for novelty：the content of nitrogen in the municipal sewage is on the high side in this project .so while getting rid of and，it should be treated with a proper process. We adopt and use a kind of craft，which is a comparatively popular craft at present named Anaerobic-Anoxic-Oxic.The advantage of this comprehensive craft is extensive adaptability ，totally suitable for reality originally designed purpose. Its main structures includes gate well ，grid ，sewage pumping house ，earate and sinking sand pool ，oxidizing ditch ，the second sinking pool，contacting pool ，concentration tank ，mud to dehydrate in the computer lab etc. Process due to different environmental conditions，different functions of microbial communities in the organic，combined with anaerobic，anoxic condition，some non-biodegradable organic matter can be open or broken chain，making N，P，organic carbon is also removed，and to enhance non-degradable organic removal. It can simultaneously remove organic matter，nitrification and denitrification，excessive intake of phosphorus was removed and other functions，provided that removal of NH3 - N should be fully nitrification，aerobic tank to complete the function，oxygen tank is complete removal function. Anaerobic tank and aerobic phosphorus removal capabilities to complete the joint poolThis design have adopted the practical craft and equipment of good performance，and the procedure is simple，management is convenient，do not need to add the first sinking pool ,digestive system .reducing building and operating expenses，realizing automation totally at the same time，easy to manage，making the treated water reach sewage discharge standard ，accomplish the rational utilization of water resource. Keywords： Grid Pumping house New craft The second sinking pool.第一章 设计概论1.1 设计根据和任务(1)原始根据设计题目：6万m3/d城乡污水推流式曝气池解决工程设计设计基本资料：原始数据： Q=60000m3/d进水水质：BOD5=140mg/l COD=200mg/l SS=200mg/l NH3-N=30mg/l 出水水质：BOD520mg/l COD60mg/l SS20mg/l NH3-N15mg/l(2)设计内容和规定 设计内容重要涉及：1) 文献获取：充分运用既有文献资源，获取充分国内外有关文献。2) 工艺方案比选：对文献认真阅读后，就课题内容进行酝酿和思考，拟定设计方案。3) 工艺及重要构筑物计算：对计算拟定各构筑物重要尺寸及工艺流程重要运营参数。4) 设计图纸：详见设计规定。5) 设计阐明书编制：涉及单元构筑物设计、附属设备设计、设备选型与运营费用、投资估算。6) 撰写论文：按照毕业论文规定与规范完毕论文。(3)设计规定1) 依照设计任务书提供资料及有关原则、规范进行该项目设计，涉及：学会查阅科技文献资料理解都市污水解决技术国内外现状、发展趋势。2) 对所查阅科技文献资料进行归纳、运用，写出文献综述。3) 弄清设计思路，掌握工艺设计程序并进行该项目工艺设计，涉及：拟定工艺流程、设计计算、编制阐明书及绘制工程设计图纸等。实际成果及规定涉及： 设计阐明书（附400字摘要，4-8个核心词，与中文摘要相应英文摘要）； 计算书； 设计图纸（68张），即：a. 污水解决站总平面布置设计图1张；b. 污水解决站高程布置图（兼做工艺流程图）1张；c. 单元解决构筑物工艺设计图纸3-5张。d.管道系统图12张。4) 毕业论文撰写要规范。5) 论文期间，同窗们要按照学院规定遵守各项规定，听从教师指引。1.2 设计目随着着国内城乡经济迅速发展，不可避免带来了各种各样环境问题，环境污染，生态破坏。在“三废”污染问题中，水污染问题成为重中之重。水是生命之源，而国内又是一种严重缺水国家，水资源分布不平衡，南多北少，东多西少，人均水资源占有量不到世界平均水平。面对国内水资源紧缺现状，面对国内各大河流、湖泊均不同限度受到了污染现状，国内履行了一系列旨在节约用水，保护既有水资源政策。大规模建设污水解决厂，从源头治理，无疑是保护河流、湖泊不被污染最佳办法。同步，通过污水解决厂解决污水，其中BOD5、COD等重要污染物指标都得到了大幅下降，排水符合国家规定，不会对生态环境导致污染。 通过对都市污水解决厂解决工艺选取、设计，可以培养环境工程专业学生运用所学到水污染控制理论，系统掌握污水解决方案比较、优化，各重要构筑物尺寸、运营参数等。为她们进一步深造和学习打下基本。第二章 工艺流程拟定2.1 工艺流程比较都市污水解决厂方案，既要考虑有效去除BOD5又要恰当去除N，P故可采用SBR或氧化沟法，或A/A/O法,以及一体化反映池即三沟式氧化沟得改良设计.ASBR法工艺流程：污水 一级解决 曝气池 解决水工作原理：1）流入工序：废水注入，注满后进行反映，方式有单纯注水，曝气，缓速搅拌三种，2）曝气反映工序：当污水注满后即开始曝气操作，这是最重要工序，依照污水解决目，除P脱N应进行相应解决工作。3）沉淀工艺：使混合液泥水分离，相称于二沉池，4）排放工序：排除曝气沉淀后产生上清液，作为解决水排放，始终到最低水位，在反映器残留一某些活性污泥作为种泥。5）待机工序：工解决水排放后，反映器处在停滞状态等待一种周期。特点：大多数状况下，无设立调节池心要。SVI值较低，易于沉淀，普通状况下不会产生污泥膨胀。通过对运营方式调节，进行除磷脱氮反映。自动化限度较高。得当时，解决效果优于持续式。单方投资较少。占地规模大，解决水量较小。B厌氧池氧化沟工作流程：污水中格栅提高泵房细格栅沉砂池厌氧池氧化沟二沉池接触池解决水排放工作原理：氧化沟普通呈环形沟渠状，污水在沟渠内作环形流动，运用独特水力流动特点，在沟渠转弯处设曝气装置，在曝气池上方为厌氧池，下方则为好氧段，从而产生富氧区和缺氧区，可以进行硝化和反硝化作用，获得脱氮效应，同步氧化沟法污泥龄较长，可以存活世代时间较长微生物进行特别反映，如除磷脱氮。工作特点：在液态上，介于完全混合与推流之间，有助于活性污泥适于生物凝聚作用。对水量水温变化有较强适应性，解决水量较大。污泥龄较长，普通长达1530天，到以存活时间较长微生物，如果运营得当，可进行除磷脱氮反映。污泥产量低，且多已达到稳定。自动化限度较高，使于管理。占地面积较大，运营费用低。脱氮效果还可以进一步提高，由于脱氮效果好坏很大一某些决定于内循环，要提高脱氮效果势必要增长内循环量，而氧化沟内循环量从政论上说可以不受限制，因而具备更大脱氮能力。氧化沟法自问世以来，应用普遍，技术资料丰富。C A/A/O法长处：该工艺为最简朴同步脱氮除磷工艺 ，总水力停留时间，总产占地面积少于其他工艺 。在厌氧好氧交替运营条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值普通均不大于100。污泥中含磷浓度高，具备很高肥效。运营中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不啬溶解氧浓度，运营费低。 缺陷：除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此 。脱氮效果也难于进一步提高，内循环量普通以2Q为限，不适当太高，否则增长运营费用。对沉淀池要保持一定浓度溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷现象浮现，但溶解 浓度也不适当过高。以防止循环混合液对缺反映器干扰。D 一体化反映池（一体化氧化沟又称合建式氧化沟）一体化氧化沟集曝气，沉淀，泥水分离和污泥回流功能为一体，无需建造单独得二沉池。基本运营方式大体分六个阶段（涉及两个过程）。阶段A：污水通过配水闸门进入第一沟，沟内出水堰能自动调节向上关闭，沟内转刷以低转速运转，仅维持沟内污泥悬浮状态下环流，所供氧量局限性，此系统处在缺氧状态，反硝化菌将上阶段产生硝态氮还原成氮气逸出。在这过程中，原生污水作为碳源进入第一沟，污泥污水混合液环流后进入第二沟。第二沟内转刷在整个阶段均以高速运营，污水污泥混合液在沟内保持恒定环流，转刷所供氧量足以氧化有机物并使氨氮转化成硝态氮，解决后污水与活性污泥一起进入第三沟。第三沟沟内转刷处在闲置状态，此时，第三沟仅用作沉淀池，使泥水分离，解决后出水通过已减少出水堰从第三沟排出。阶段B：污水入流从第一沟调入第二沟，第一沟内转刷开始高速运转。开始，沟内处在缺氧状态，随着供氧量增长，将逐渐成为富氧状态。第二沟内解决过污水与活性污泥一起进入第三沟，第三沟仍作为沉淀池，沉淀后污水通过第三沟出水堰排出。阶段C：第一沟转刷停止运转，开始泥水分离，需要设过渡段，约一小时，至该阶段末，分离过程结束。在C阶段，入流污水依然进入第二沟，解决后污水依然通过第三沟出水堰排出。阶段D：污水入流从第二沟调至第三沟，第一沟出水堰开， 第三沟出水堰关停止出水。同步， 第三沟内转刷开始以低转速运转，污水污泥一起流入第二沟，在第二沟曝气后再流入第一沟。此时，第一沟作为沉淀池。阶段D与阶段A相类似，所不同是反硝化作用发生在第三沟，解决后污水通过第一沟已减少出水堰排出。阶段E：污水入流从第三沟转向第二沟，第三沟转刷开始高速运转，以保证该段末在沟内为硝化阶段，第一沟作为沉淀池，解决后污水通过该沟出水堰排出。阶段E与阶段B类似，所不同是两个外沟功能相反。阶段F：该阶段基本与C阶段相似，第三沟内转刷停止运转，开始泥水分离，入流污水依然进入第二沟，解决后污水经第一沟出水堰排出。其重要特点：工艺流程短，构筑物和设备少，不设初沉池，调节池和单独二沉池，污泥自动回流，投资省，能耗低，占地少，管理简便。解决效果稳定可靠，其BOD5和SS去除率均在90-95或更高。COD得去除率也在85以上，并且硝化和脱氮作用明显。产生得剩余污泥量少，污泥不需小孩，性质稳定，易脱水，不会带来二次污染。造价低，建造快，设备事故率低，运营管理费用少。固液分离效率比普通二沉池高，池容小，能使整个系统再较大得流量和浓度范畴内稳定运营。污泥回流及时，减少污泥膨胀也许。如下为各种好氧生物解决工艺办法技术经济指标比较 各种好氧生物解决工艺办法技术经济指标比较方案技术指标（BOD5去除率）经济指标*运营状况基建费能耗占地运营稳定管理状况适应负荷波动备注老式活性污泥法8595 100100100普通普通不适应合用于中档浓度生活污水和工业废水，对冲击敏感渐减曝气法8595 100100100普通普通普通空气供应逐渐减小以配合有机负荷需要分段曝气法8595100100100普通普通普通解决污水范畴较广完全混合法8590100100稳定简便适应普通都能使用，能抗冲击负荷浅层曝气法8591100100稳定简便普通合用于中小型规模污水厂深层曝气法8595100100100100100稳定普通适应施工难度大，普通不用吸附再生法8090100100100100普通麻烦适应普通应用于空间较小，有经济氧源地方氧化沟9095100100稳定简便适应合用于中小型污水厂、需要脱氮除磷地区SBR9099100100100稳定简便适应合用于中、小型污水解决厂AB 法8595100100100100普通普通普通需脱氮除磷大型污水厂生物膜法=90100 符合规定(8) 沉砂室高度：(h3)设采用重力排砂，池底坡度i6，坡向砂斗，则(9) 池总高度：(H) 设超高，(10) 核算最小流速3.2.4 初沉池初沉池作用室对污水仲密度大固体悬浮物进行沉淀分离。选型：平流式沉淀池设计参数：(1) 池子总面积A，表白负荷取 (2) 沉淀某些有效水深h2 (3) 沉淀某些有效容积 (4) 池长L (5) 池子总宽度B (6) 池子个数，宽度取5m (7) 校核长宽比 （符合规定）(8) 污泥某些所需总容积V已知进水SS浓度=200mg/L初沉池效率设计50，则出水SS浓度设污泥含水率97，两次排泥时间间隔T=2d，污泥容重(9) 每格池污泥所需容积 (10) 污泥斗容积V1， (11) 污泥斗以上梯形某些污泥容积V2 (12) 污泥斗和梯形某些容积 (13) 沉淀池总高度H 3.2.5 A2/O 设计参数1、设计最大流量Q=60000m3/d2、设计进水水质COD=260mg/L；BOD5(S0)=140mg/L；SS=200mg/L；NH3-N=30mg/L3、设计出水水质COD=60mg/L；BOD5(Se)=20mg/L；SS=20mg/L；NH3-N=15mg/L4、设计计算，采用A2/O生物除磷工艺(1) BOD5污泥负荷(2) 回流污泥浓度XR=6 000mg/L(3) 污泥回流比R=100%(4) 混合液悬浮固体浓度(5) 反映池容积V (6) 反映池总水力停留时间 (7) 各段水力停留时间和容积厌氧：缺氧：好氧1：1：3 厌氧池水力停留时间，池容 缺氧池水力停留时间，池容 好氧池水力停留时间，池容(8) 反映池重要尺寸 反映池总容积 设反映池2组，单组池容 有效水深h=5.0m 单组有效面积 采用5廊道式推流式反映池，廊道宽 单组反映池长度 校核： (满足) (满足) 取超高为1.0m，则反映池总高(9) 反映池进、出水系记录算 (1)进水管 单组反映池进水管设计流量 管道流速 管道过水断面面积 管径 取出水管管径DN800mm 校核管道流速(2)回流污泥渠道。单组反映池回流污泥渠道设计流量QR 渠道流速取回流污泥管管径DN800mm(3)进水井 反映池进水孔尺寸： 进水孔过流量： 孔口流速 孔口过水断面积 孔口尺寸取 进水竖井平面尺寸(4)出水堰及出水竖井。按矩形堰流量公式 式中堰宽， H堰上水头高，m 出水孔过流量 孔口流速 孔口过水断面积 孔口尺寸取进水竖井平面尺寸 (5)出水管。单组反映池出水管设计流量 管道流速 管道过水断面积 管径 取出水管管径DN1100mm 校核管道流速(10) 曝气系统设计计算 (1)设计需氧量 其中：第一项为合成污泥需要量，第二项为活性污泥内源呼吸需要量，第三项为消化污泥需氧量，第四项为反硝化污泥需氧量 (2)氨氮中被氧化后有90%参加了反硝化过程，有10%氮仍以存在 (3)用于还原 仍以存在= (4)取 =+ =4809.6+5502+1620-414=11517.6 因此总需氧量为11517.6=479.9 最大需要量与平均需氧量之比为1.4，则 去除1kgBOD5需氧量 (5)原则需氧量 采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底，距池底0.2m，沉没深度3.8m，氧转移效率EA20，计算温度T=25。 相应最大原则需氧量 最大时供气量 (6)所需空气压力p式中 (7)曝气器数量计算(以单组反映池计算)按供氧能力计算所需曝气器数量。 供风管道计算供风干管道采用环状布置。流量流速 管径 取干管管径为DN600mm，单侧供气(向单侧廊道供气)支管流速 管径 取支管管径为DN400mm 双侧供气 流速 管径 取支管管径DN500mm(11) 厌氧池设备选取(以单组反映池计算)厌氧池设导流墙，将厌氧池提成3格。每格内设潜水搅拌机1台，所需功率按池容计算。厌氧池有效容积.混合全池污水所需功率为污泥回流设备污泥回流比回流污泥量设混合液回流泵房2座，每座泵房内设3台潜污泵(2用1备)单泵流量水泵扬程依照竖向流程拟定。(12) 混合液回流设备 (1)混合液回流比 混合液回流量 设混合液回流泵房2座，每座泵房内设3台潜污泵(2用1备) 单泵流量(2)混合液回流管。 混合液回流管设计 泵房进水管设计流速采用 管道过水断面积 取泵房进水管管径DN1000mm 校核管道流速： (3)泵房压力出水总管设计流量 设计流速采用 管道过水断面积 管径 取泵房压力出水管管径DN900mm3.2.6 二沉池设计参数为了使沉淀池内水流更稳、进出水配水更均匀、存排泥更以便，常采用圆形辐流式二沉池。二沉池为中心进水，周边出水，幅流式沉淀池，共2座。二沉池面积按表面负荷法计算，水力停留时间t=2.5h，表面负荷为1.5m3/（m2h-1）。(1) 池体实际计算(1)二沉池表面面积 (2)池体有效水深(3)混合液浓度,回流污泥浓度为 为保证污泥回流浓度，二沉池存泥时间不适当不大于2h，二沉池污泥区所需存泥容积 采用机械刮吸泥机持续排泥，设泥斗高度H2为0.5m。(4)二沉池缓冲区高度H3=0.5m，超高为H4=0.3m，沉淀池坡度落差H5=0.63m 二沉池边总高度(5) 校核径深比 二沉池直径与水深比为 (2) 进水系记录算(1)进水管计算单池设计污水流量进水管设计流量 选用管径DN1200mm (2)进水竖井 进水竖井采用D2=1.5m，流速为0.10.2m/s出水口尺寸0.51.5m,共6个，沿井壁均匀分布。出水口流速(3)稳流筒计算 取筒中流速稳流筒过流面积稳流筒直径 (4)出水某些设计 单池设计流量环形集水槽内流量采用周边集水槽，单侧进水，每池只有一种总出水口，安全系数k取1.2集水槽宽度，取b=0.5米集水槽起点水深集水槽终点水深槽深取0.7m，采用双侧集水环形集水槽计算，取槽宽b=0.8m，槽中流速设计取环形槽内水深为0.6m，集水槽总高为0.6+0.3（超高）=0.9m，采用90三角堰。出水溢流堰设计采用出水三角堰（90），堰上水头（三角口底部至上游水面高度）H1=0.05m(H2O)。每个三角堰流量三角堰个数三角堰中心距（单侧进水）(4) 排泥某些设计(1)单池污泥量 总污泥量为回流污泥量加剩余污泥量 回流污泥量 剩余污泥量 (2)集泥槽沿整个池径为两边集泥 设计泥量为 集泥槽宽，取b=0.5m 起点泥深 终点泥深 3.2.7 接触池和加氯间采用隔板式接触反映池1. 设计参数设计流量：水力停留时间：设计投氯量：平均水深：隔板间隔：2. 设计计算(1)每座接触池容积：表面积隔板数采用2个则廊道总宽为接触池长度长宽比实际消毒池容积实际水深径校核均满足有效停留时间(2)加氯量计算：设计最大加氯量为 选用3台REGAL-2100型负压加氯机（2用1备），单台加氯量10kg/h3.2.8 污泥解决构筑物计算 (1)回流污泥泵房二沉池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒阀井中，然后由管道输送至回流泵房，其她污泥由刮泥板刮入污泥井中，再由排泥管排入剩余污泥泵房集泥井中。设计回流污泥量为QR=RQ,污泥回流比R=50100。按最大考虑。 回流污泥泵设计选型：(1)扬程：设二沉池水面相对地面标高0.5m.套筒阀井泥面相对标高0.3m,回流污泥泵房泥面相对标高-0.6m,生物解决构筑物水面相对标高1.5m,则污泥回流泵所需提高高度2.1m(2)流量：泵房回流污泥量(3)选泵：选用LXB-900螺旋泵6台（5用1备），单台提高能力为480m3/h，提高高度为2.0m2.5m,电动机转速n=48r/min,功率N=55kW(2)剩余污泥泵房(1)设计阐明 二沉池产生剩余活性污泥及其他解决构筑物排出污泥由地下管道自流入集泥井，剩余污泥泵（地下式）将其提高至污泥浓缩池中。(2)选泵：选用1PN污泥泵Q7.2-16 ,H=12-14m,N3kW(3)污泥浓缩池 采用两座幅流式圆形重力持续式污泥浓缩池，用带栅条刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。1. 设计参数设计流量进泥浓度：6g/L初层池污泥含水率95%污泥含水率99%,浓缩后含水率97%贮泥池出口污泥含水率92%浓缩时间T=20h,浓缩池固体通量2. 浓缩池尺寸面积：直径：高度：工作高度 取超高,缓冲层高度 总高度浓缩后污泥流量(4)贮泥池 污泥量 浓缩