师大优秀论文南方市AO工艺污水处理厂设计模板.doc

本科生毕业设计
（）届
设计题目：
南方某市A/O工艺污水处理厂设计

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专 业：
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指导老师姓名及职称：

题目：南方某市A/O工艺污水处理厂设计
内容摘要：多年来，伴随经济不停发展，城市规模扩大，水污染问题日益突出。水质恶化和水量降低，不仅严重影响大家健康和生活，也限制了当地经济发展。建设污水处理厂，对防治当地水污染起着很关键作用。
本设计关键任务是依据设计任务书中原始数据和资料，完成对该污水处理厂设计和计算，并依据计算所得数据绘制对应平面、高程图。另外，对该污水处理厂内关键构筑物，应绘制平剖面图。
该污水处理厂设计日处理水量53760立方米。原污水中含氮量较高，经过对多种工艺优缺点比较，选择A/O工艺。其特点是工艺步骤简单、投资费用较低、沉淀效果好。适适用于大中型城市污水处理厂。
关键词：水污染；污水处理 ；A/O工艺

目 录
目录.............................................................................................................................2-4
内容摘要........................................................................................................................1
1. 设计概述...................................................................................................................5
1.1 设计依据及设计任务.............................................................................................5
1.1.1设计题目.........................................................................................................5
1.1.2设计（研究）内容和要求.................................................................................5
1.1.3设计原始资料.................................................................................................5
1.1.4设计任务安排 ...............................................................................................6
1.2设计水量..................................................................................................................6
1.2.1污水起源及情况.............................................................................................7
1.2.2 污水量计算................................................................................................8
1.3 设计水质...............................................................................................................8
1.3.1 生活污水水质................................................................................................8
1.3.2 工业污水水质 ..............................................................................................8
1.3.3混合污水水质.................................................................... .. .........................9
1.3.4排水水质 .....................................................................................................10
1.4 设计当量人数.......................................................................................................10
1.4.1 SS 当量人口................................................................................................10
1.4.2 BOD当量人口..............................................................................................10
2.城市污水处理方案确实定.......................................................................................10
2.1确定污水处理方法标准 ..................................................................................11
2.2污水处理工艺介绍 ........................................................................................11
2.3污水处理工艺步骤示意图....................................................................................11
2.4 关键构筑物选择...............................................................................................12
2.4.1 污水处理构筑物选择..............................................................................13
2.4.2 污泥处理构筑物选择..............................................................................13
3. 污水处理系统设计.............................................................................................13
3.1进水观察井 ..........................................................................................................14
3.2格栅........................................................................................................................15
3.2.1粗格栅设计 .............................................................................................17
3.2.2细格栅设计...............................................................................................20
3.3 污水提升泵房设计...........................................................................................20
3.3.1 选泵 ............................................................................................................21
3.3.2 集水池..........................................................................................................22
3.3.3 潜水泵部署..............................................................................................22
3.3.4 泵房高度确实定..........................................................................................22
3.3.5 泵房隶属设施..............................................................................................23
3.3.6泵房值班室、控制室及配电间.....................................................................23
3.3.7单管出水井设计.......................................................................................23
3.4曝气沉砂池设计....................................................................................................23
3.4.1曝气沉砂池参数...........................................................................................24
3.4.2曝气沉砂池计算...........................................................................................25
3.5 A/O工艺设计.....................................................................................................25
3.5.1 A/O工艺........................................................................................................25
3.5.2 A/O工艺步骤................................................................................................26
3.5.3 结构特点......................................................................................................26
3.5.4A/O工艺设计要求 .............................. .. .....................................................26
3.5.5A/O工艺氧化沟计算.................................................................................32
3.5.6 A/O池进出水设计 ..................... .. .............................................................33
3.6 二沉池设计.......................................................................................................33
3.6.1设计要求及参数...........................................................................................33
3.6.2设计计算.......................................................................................................33
3.7 紫外线消毒 .........................................................................................................37
3.7.1 设计参数............................................................................................................37
3.7.2 设计计算............................................................................................................37
3.8 巴氏计量槽设计...................................................................................................38
3.8.1设计参数 ...................................................................................................38
3.8.2设计计算 .....................................................................................................39 4.污泥处理系统设计...............................................................................................41
4.1浓缩池设计........................................................................................................41
4.1.1设计参数及设计要求...................................................................................41
4.1.2 设计计算 ....................................................................................................42
4.2 污泥回流泵房.......................................................................................................45
4.3 污泥脱水机房.......................................................................................................45
4.3.1 设计依据......................................................................................................45
4.3.2 设计参数......................................................................................................45
5. 污水处理厂部署.................................................................................................46
5.1污水处理厂平面部署............................................................................................46
5.1.1平面部署标准...............................................................................................46
5.1.2平面部署.......................................................................................................47
5.2污水处理厂高程部署............................................................................................49
5.2.1高程部署标准...............................................................................................49
5.2.2构筑物高程计算...........................................................................................49
5.2.3 污水处理构筑物高程计算..........................................................................49
5.2.4 污泥处理构筑物高程计算 ........................................................................53
参考献 ............................................................ ......................................................56-58
Abstract.......................................................................................................................59
致谢.............................................................................................................................60

1.设计概述
1.1 设计依据及设计任务
1.1.1设计题目：
南方某市A/O工艺污水处理厂设计
1.1.2设计（研究）内容和要求：（包含设计或研究内容、关键指标和技术参数，并依据课题性质对学生提出具体要求）
1、完成一套完整设计计算说明书。
说明书应包含：污水水量计算；设计方案对比论证；污水、污泥处理工艺步骤确定；污水、污泥处理单元构筑物具体设计计算，（包含设计流量计算、参数选择、计算过程等，并配对应单线计算草图）；厂区总平面部署说明等。
2、 绘制图纸不得少于5张，另外其组成还应满足下列要求：
（1）污水处理厂工艺总平面部署图1张，包含处理构筑物、隶属构筑物、配水、集水构筑物、污水污泥管渠、回流管渠、污水管线、道路、绿化、图例、构筑物一览表、说明等。
（2）污水处理厂污水和污泥，包含构筑物标高、水面标高、地面标高、构筑物名称等。
（3）污水处理及污泥处理工艺中两个单项构筑物施工平面图和剖面图2～3张。
1.1.3设计原始资料：
一、排水体制：完全分流制
二、污水量
1.城市设计人口15万人，居住建筑内设有室内给排水卫生设备和淋浴设备。
2.城市公共建筑污水量按城市生活污水量30％计。
3.工业污水量为 15000米3／平均日，其中包含工业企业内部生活淋浴污水。
4.城市混合污水改变系数：日改变系数K日＝ 1.2 ，总改变系数Kz＝ 1.4 。
三、水质：
1.当地环境保护局监测工业废水水质为：
BOD5＝ 228 mg/L COD＝ 470mg/L SS＝235 mg/L
TN＝ 42mg/L NH3-N= 25 mg/L TP＝4.0 mg/L
PH＝7～8
2.城市生活污水水质：
COD＝410 mg/L NH3-N= 30 mg/L TN＝40mg/L TP＝3.5 mg/L
3.混合污水：
（1）重金属及有毒物质：微量，对生化处理无不良影响；
（2）大肠杆菌数：超标；
（3）冬季污水平均温度18℃，夏季污水平均温度28℃。
四、出水水质
1、城市污水经处理后就近排入水体。污水处理厂出水水质参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-）中一级A标准，并尽可能争取提升出水水质，所以确定本污水厂出水。
2、水质控制为：
CODCr≤60mg/L SS≤20mg/L BOD5≤20mg/L
TN＝15mg/L NH3-N=8mg/L TP≤1mg/L
五、气象资料
l、气温：年平均19℃，冬季平均气温8℃，夏季平均气温29.8℃，最高38.5℃，最低-4.9℃。
2、风向风速：该地域属中亚热带湿润季风气候，整年风向以偏北风为主，平均风速为2.2～2.7m/s。
3、降水量：年平均降雨量1900mm，整年雨量集中在4、5、6、7月，占整年总降雨40％。
六、 水体资料
污水厂二级处理出水排入水体，河底标高150.2m，漓江多年平均流量为132. 6m3/s，平均水深2.5 m。
七、污水处理厂厂区地坪设计标高为157.5m。
八、污水处理厂进水干管数据
管内底标高151.9m，管径1200mm 充满度0.75m
1.2设计水量
1.2.1污水起源及情况
城市设计人口 15 万人
城市公共建筑物污水量0.54×104.
工业平均排水量 1.5×104；
城市混合污水改变系数：日改变系数 ，总改变系数 。
1.2.2 污水量计算
(1)生活平均日污水量（据人口数计算）

式中：
——居住区生活污水设计流量， ；
——设计人口数，人；
——居住区居民生活用水量定额设计取
——污水排放系数；本设计取=0.875
则有：
=
(2)城市公共建筑水量：(按城市生活污水量30％计）
=0.54×
(3)工业污水量（包含厂区生活和淋浴用水）
= 1.5×；
(4)平均日混合污水量

(5)城市混合污水总改变系数：
日改变系数取：
总改变系数取：
表 1-1 设计水量表

项目
设计用水量

平均日水量
38400
1600
444.4
最大日水量
46080
1920
533.3
最大日最大时水量
53760
2240
621.2

1.3 设计水质
1.3.1 生活污水水质：
COD＝410 mg/L NH3-N= 30 mg/L TN＝40 mg/L TP＝3.5 mg/L
1. BOD5 计算：

式中：
——每人天天排放BOD5 ，经查阅本设计取
——每人天天排放污水升数，经查阅本设计取
则有 BOD5 =245mg/l
2.SS计算：
SS=1000×40/140x0.875=326.5mg/l
1.3.2 工业污水水质
BOD5＝ 228mg/L COD＝470 mg/L SS＝235 mg/L
TN＝ 42 mg/L NH3-N= 25 mg/L TP＝4.0 mg/L
PH＝7～8
1.3.3混合污水水质：

式中：
A——为生活污水单项平行值
B——为工业污水单项平行值
q——为生活污水量
Q——为工业污水量
计算：

1.3.4排水水质
城市污水经处理后，就近排入水体。污水处理厂出水水质参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-）中一级B标准，并尽可能争取提升出水水质，所以确定本污水厂出水水质控制为：
CODCr≤60mg/L SS≤20mg/L BOD5≤20mg/L
TN＝15/L NH3-N=8mg/L TP≤1mg/L
结合排放水要求和出水水质，计算去除率，如表1—2 所表示：

式中：
——进水物质浓度；
——出水物质浓度
表 1-2 水质去除率计算
序号
基础控制项目
一级B标准
进水水质
去除率
1

60
433.93
86%
2

20
238.2
91.6%
3

20
290.0

4

15
40.8
63.2%
5

1
3.7
54%
6
NH3-N
(8)
28.0
71.4%
7

6~9
7~8

1.4 设计当量人口数
当量人口数：
式中:
——当量人口数，人；
——混合污水中 ，；
——混合污水量，；
——每人天天排放 或SS 克数，；
由《给水排水设计手册（第五册）》第246页查知：
按 计时，；
按 BOD5计时， 。
1.4.1 SS 当量人口
取 ,
则 （人）
1.4.2 BOD当量人口
取 ,
则 （人）
2.城市污水处理方案确实定
2.1确定污水处理方法标准
影响物水处理方法和处理相关情况如;处理水量、排放标准、原水水质、建设投资、运 行成本、处理效果及稳定性，工程应用情况、维护管理是否简单方便和能否和深度处理组合等原因相关。具体污水方法确定标准[1]见表2-1。
表2-1污水处理方法标准
标准序号
具体标准内容
1
出水水质稳定、可靠、卫生安全；
2
抗水质、水量改变能力强；
3
污泥处理和处理简单；
4
建筑管理和维护费低；
5
维护管理简单方便；
6
必需时可和深度处理工艺进行组合。
2.2污水处理工艺介绍
依据测量水量、水质和环境容量降低结论确定污水及污泥处理应达准，依据以上分析和综合，而且结合当地经济情况，故本设计所选择工艺为A/O工艺。
A/O工艺特点[2]:反硝化产生碱度补充硝化反应之需，能够赔偿硝化反应碱度50%左右；能够利用污水中有机碳源；反硝化菌对碳源利用愈加广泛，及包含难降解有机物；能够有效控制污泥膨胀；工艺步骤简单，基建费用和运行费用较低，脱氮率在70%左右但出水中仍有部分硝酸盐，在二次沉淀池终会造成反硝化反应污泥上浮。
2.3污水处理工艺步骤示意图
污水→进水观察井→粗格栅→ 污水提升泵房→细格栅→ 沉砂池
↓
回流污泥 → 氧化沟
↑ ↓
脱水车间←浓缩池 ←剩下污泥← 回流泵房← 二沉池
↓ ↓
泥饼 紫外消毒出水
图2-1污水净化厂步骤图
2.4 关键构筑物选择
2.4.1 污水处理构筑物选择
1．格栅
格栅关键是为了截留较大悬浮物及漂浮物，减轻后续处理构筑物处理负荷。清除截留污物方法有两种：人工清除和机械清除。大型污水处理厂，通常见机械清除截留物。
本设计确定采取两道格栅，50mm 粗格栅和10mm细格栅。
2．进水观察井
进水观察井于厂区进水管和粗格栅间之间。
3．污水泵房
依据污水处理规模及相关情况选泵；污水泵站建设依据泵站规模大小、地质水文条件、地形及施工方案、管理水平、环境要求等。
本工程设计确定采取和粗格栅合建潜水泵房。
4．沉砂池[3]
沉砂池功效去除比重较大无机颗粒。按水流方向不一样可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池和旋流沉砂池四类。
A.竖流沉砂池排砂方便，效果好，结构简单工作稳定。池深大，施工困难，造价较高，对耐冲击负荷和温度适应性较差，池径受到限制，过大池径会使布水不均匀。
B.平流沉砂池沉淀效果好，耐冲击负荷，适应温度改变。工作稳定，结构简单，易于施工，便于管理。占地大，配水不均匀，易出现短流和偏流，排泥间距较多，池中约夹杂有15%左右有机物使沉砂池后续处理增加难度。
C.曝气沉砂池克服了平流沉砂池缺点，使砂粒和外裹有机物很好分离，经过调整布气量可控制污水旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量改变影响小，同时起预曝气作用，其沉砂量大，且其上含有机物少。因为需要曝气，所以池内应考虑设消泡装置，其它型易产生偏流或死角，而且因为多了曝气装置而使费用增加，并对污水进行预曝气，提升水中溶解氧。
D.旋流沉砂池（钟式沉砂池）占地面积小，能够经过调整转速，使得沉砂效果最好，同时因为采取离心力沉砂，不会破坏水中溶解氧水平（厌氧环境）。气提或泵提排砂，增加设备，水厂电气容量，维护较复杂。
基于以上四种沉砂池比较，本工程设计确定采取曝气沉砂池。
5．二沉池[4]
因为本设计关键构筑物采取A/O工艺，可不设初沉池。二沉池设在生物处理构筑物后面，用于去除活性污泥或腐殖污泥。二沉池有平流沉淀池、辐流沉淀池、竖流沉淀池、斜板（管）沉淀池。
综合比较，四种沉淀池优缺点，结合本设计具体资料要求，本设计二沉池采取中心进水、周围出水辐流式沉淀池。
6． A/O池
本设计结合设计初始数据和经济情况及污水厂所在地气候条件，采取A/O型工艺。
7．消毒
污水处理厂通常消毒方法有液氯消毒、漂白粉消毒、紫外线消毒和臭氧消毒等四种，比较其优缺点本设计采取紫外线消毒。
2.4.2 污泥处理构筑物选择
1．污泥浓缩[5]
浓缩池有重力浓缩池和浮选浓缩池。重力浓缩池由运行方法分间歇式或连续式重力浓缩池。浮选浓缩池用于浓缩活性污泥及生物滤池等较轻型污泥，贮泥能力小运行费用较高。重力浓缩池适适用于浓缩初沉池污泥和二沉池剩下污泥，动力消耗小运行费用低。
综合比较，本设计采取连续式重力浓缩池。
2．污泥脱水
污泥脱水方法：机械脱水、自然干化和污泥烧干、焚烧等。
本设计综合多种方法后采取带式压滤机机械脱水。
3. 污水处理系统设计
3.1进水观察井
污