师大优秀论文南方市AO工艺污水处理厂设计.doc

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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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题目: 南方某市A/O工艺污水处理厂设计
内容摘要: 近年来, 随着经济不断发展, 城市规模的扩大, 水污染问题日益突出。水质恶化以及水量的减少, 不但严重影响人们的健康和生活, 也限制了当地的经济发展。建设污水处理厂, 对防治当地水污染起着非常重要的作用。
本设计主要任务是根据设计任务书中的原始数据和资料, 完成对该污水处理厂的设计和计算, 并根据计算所得数据绘制相应的平面、 高程图。另外, 对该污水处理厂内的主要构筑物, 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, 经过对各种工艺的优缺点的比较, 选用A/O工艺。其特点是工艺流程简单、 投资费用较低、 沉淀效果好。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污水来源及状况.............................................................................................7
1.2.2 污水量的计算................................................................................................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.城市污水处理方案的确定.......................................................................................10
2.1确定污水处理方式的原则 ..................................................................................11
2.2污水处理工艺的简介 ........................................................................................11
2.3污水处理工艺流程示意图....................................................................................11
2.4 主要构筑物的选择...............................................................................................12
2.4.1 污水处理构筑物的选择..............................................................................13
2.4.2 污泥处理构筑物的选择..............................................................................13
3. 污水处理系统的设计.............................................................................................13
3.1进水观察井 ..........................................................................................................14
3.2格栅........................................................................................................................15
3.2.1粗格栅的设计 .............................................................................................17
3.2.2细格栅的设计...............................................................................................20
3.3 污水提升泵房的设计...........................................................................................20
3.3.1 选泵 ............................................................................................................21
3.3.2 集水池..........................................................................................................22
3.3.3 潜水泵的布置..............................................................................................22
3.3.4 泵房高度的确定..........................................................................................22
3.3.5 泵房附属设施..............................................................................................23
3.3.6泵房值班室、 控制室及配电间.....................................................................23
3.3.7单管出水井的设计.......................................................................................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工艺的设计.....................................................................................................25
3.5.1 A/O工艺........................................................................................................25
3.5.2 A/O工艺流程................................................................................................26
3.5.3 结构特点......................................................................................................26
3.5.4A/O工艺设计规定 .............................. .. .....................................................26
3.5.5A/O工艺氧化沟的计算.................................................................................32
3.5.6 A/O池进出水设计 ..................... .. .............................................................33
3.6 二沉池的设计.......................................................................................................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.污泥处理系统的设计...............................................................................................41
4.1浓缩池的设计........................................................................................................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. 污水处理厂的布置.................................................................................................46
5.1污水处理厂平面布置............................................................................................46
5.1.1平面布置原则...............................................................................................46
5.1.2平面布置.......................................................................................................47
5.2污水处理厂高程布置............................................................................................49
5.2.1高程布置原则...............................................................................................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: ( 包括设计或研究内容、 主要指标与技术参数, 并根据课题性质对学生提出具体要求)
1、 完成一套完整的设计计算说明书。
说明书应包括: 污水水量的计算; 设计方案对比论证; 污水、 污泥处理工艺流程确定; 污水、 污泥处理单元构筑物的详细设计计算, ( 包括设计流量计算、 参数选择、 计算过程等, 并配相应的单线计算草图) ; 厂区总平面布置说明等。
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布置图1张, 包括处理构筑物、 附属构筑物、 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, 包括构筑物标高、 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的30％计。
3.工业污水量为 15000米3／平均日, 其中包括工业企业内部生活淋浴污水。
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Kz＝ 1.4 。
三、 水质:
1.当地环保局监测工业废水的水质为:
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- ) 中的一级A标准, 并尽量争取提高出水水质, 因此确定本污水厂出水。
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: 该地区属中亚热带湿润季风气候, 全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, 全年雨量集中在4、 5、 6、 7月, 占全年总降雨的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污水来源及状况
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;
城市混合污水变化系数: 日变化系数 , 总变化系数 。
1.2.2 污水量的计算
(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: (按城市生活污水量的30％计)
=0.54×
(3)工业污水量( 包括厂区生活与淋浴用水)
= 1.5×;
(4)平均日混合污水量

(5)城市混合污水总变化系数:
日变化系数取:
总变化系数取:
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 的计算:

式中:
——每人每天排放的BOD5 , 经查阅本设计取
——每人每天排放污水的升数, 经查阅本设计取
则有 BOD5 =245mg/l
2.SS的计算:
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- ) 中的一级B标准, 并尽量争取提高出水水质, 因此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
基本控制项目
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, ;
——每人每天排放的 或SS 的克数, ;
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.城市污水处理方案的确定
2.1确定污水处理方式的原则
影响物水处理方式与处理的相关状况如;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, 工程应用状况、 维护管理是否简单方便以及能否与深度处理组合等因素相关。具体污水方式确定的原则[1]见表2-1。
表2-1污水处理方式的原则
原则序号
具体原则内容
1
出水水质稳定、 可靠、 卫生安全;
2
抗水质、 水量变化能力强;
3
污泥处理与处理简单;
4
建筑管理和维护费低;
5
维护管理简单方便;
6
必须时可与深度处理工艺进行组合。
2.2污水处理工艺的简介
根据测量的水量、 水质和环境容量降低的结论确定污水及污泥处理应达准, 根据以上的分析和综合, 而且结合当地的经济状况, 故本设计所选择的工艺为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, 能够补偿硝化反应碱度的50%左右; 能够利用污水中有机碳源; 反硝化菌对碳源利用更加广泛, 及包括难降解的有机物; 能够有效控制污泥膨胀; 工艺流程简单, 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污水处理工艺流程示意图
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 ←剩余污泥← 回流泵房← 二沉池
↓ ↓
泥饼 紫外消毒出水
图2-1污水净化厂流程图
2.4 主要构筑物的选择
2.4.1 污水处理构筑物的选择
1．格栅
格栅主要是为了截留较大的悬浮物及漂浮物, 减轻后续处理构筑物的处理负荷。清除截留污物的方法有两种: 人工清除和机械清除。大型污水处理厂, 一般用机械清除截留物。
本设计确定采用两道格栅, 50mm 的粗格栅和10mm的细格栅。
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
根据污水处理规模及相关情况选泵; 污水泵站建设根据泵站规模大小、 地质水文条件、 地形及施工方案、 管理水平、 环境要求等。
本工程设计确定采用与粗格栅合建的潜水泵房。
4．沉砂池[3]
沉砂池的功能的去除比重较大的无机颗粒。按水流方向的不同可分为平流式、 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, 构造简单工作稳定。池深大, 施工困难, 造价较高, 对耐冲击负荷和温度的适应性较差, 池径受到限制, 过大的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, 适应温度变化。工作稳定, 构造简单, 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%左右的有机物使沉砂池的后续处理增加难度。
C.曝气沉砂池克服了平流沉砂池的缺点, 使砂粒与外裹的有机物较好的分离, 经过调节布气量可控制污水的旋流速度, 使除砂效率较稳定, 受流量变化影响小, 同时起预曝气作用, 其沉砂量大, 且其上含有机物少。由于需要曝气, 因此池内应考虑设消泡装置, 其它型易产生偏流或死角, 而且由于多了曝气装置而使费用增加, 并对污水进行预曝气, 提高水中溶解氧。
D.旋流沉砂池( 钟式沉砂池) 占地面积小, 能够经过调节转速, 使得沉砂效果最好, 同时由于采用离心力沉砂, 不会破坏水中的溶解氧水平( 厌氧环境) 。气提或泵提排砂, 增加设备, 水厂的电气容量, 维护较复杂。
基于以上四种沉砂池的比较, 本工程设计确定采用曝气沉砂池。
5．二沉池[4]
由于本设计主要构筑物采用A/O工艺, 可不设初沉池。二沉池设在生物处理构筑物的后面, 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, 四种沉淀池的优缺点, 结合本设计的具体资料要求, 本设计二沉池采用中心进水、 周边出水的辐