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1、 本 科 毕 业 设 计题 目 达州某县城日处理1.5万吨生活污水工艺设计 学 院 建筑与土木工程学院 专 业 环境工程 学生姓名 毛 宇 学 号 201110212126 年级 2011 级 指导教师 曾永刚 职称 讲 师 2015年 5 月 10 日达州某县城日处理1.5万吨生活污水工艺设计 专 业：环境工程 学 号：201110212126学 生：毛宇 指导教师：曾永刚摘要：本文对达州某城镇污水处理厂工艺进行设计，其处理规模为15000m3/d。设计进水水质的指标分别是CODCr=350mg/L，BOD5=150 mg/L，SS=210 mg/L，。设计出水水质执行污水综合排放标准（GB
2、189182002）中一级B标准（BOD520mg/L，SS20mg/L，CODcr60mg/L，TP1mg/L，NH3-N8（15）mg/L）。本设计拟采用奥贝尔氧化沟处理工艺。预计出水水质的去除率分别为CODCr =82%，BOD5 =87%，SS =89%。关键字：污水处理；奥贝尔氧化沟；处理工艺 The process design 15000 tons of Dazhou daily processingSpecialty：Environmental engineering Student Number：201110212126Student：Maoyu Supervisor：Zen
3、gyonggangAbstract:The topic of this grad uation designisa town of Dazhousome villagesewage treatmentfactory designobralprocess,the maintask is to select and processdesign and calculation of structures.The sewage treatment plantengineering,the total scalereached 15000tons per day,the originalindexesi
4、n the sewageconcentration:the concentration of BOD was 150mg/L,the concentration of COD was 350mg/L,the concentration of SS was 210mg/L,the requirements ofemission after treatmentwatertoreach the nationalstandard of one class A,andBOD5 is less than or equal to20 mg/LCOD is less than or equal to60 mg
5、/LSS= 20mg/LNH3-N=8（15）mg/L.The wastewater treatment plant sewage treatmentprocess for the raw water,grille,pumping station,grit chamber,primary sedimentation tank,aeration tank,two sedimentation tank,the finaleffluentdisinfection.The entire processhas the advantages of savingcost,mature technology,
6、labor saving,convenientmanagement,good effect,canensure the waterquality,reach the standard.Key words： Obeloxidation ditch；digester ；process目 录绪论11 设计说明书21.1 设计题目21.1.1 设计任务21.1.2 设计阶段21.2 设计原始资料21.2.1 设计进水水量21.2.2 设计进水水质31.2.3 设计出水水质41.2.4 污水处理厂厂区概况41.3 设计工作量42 设计要求52.1 设计原则及内容52.2 水质分析62.2.1 进水水质6
7、2.2.2 出水水质62.3 处理程度的计算73 污水处理厂工艺设计方案选择83.1 工艺选择83.2 方案对比83.2.1 污水处理工艺对比83.2.2 污泥处理工艺选择123.3 污水、污泥处理工艺流程图134 污水的一级处理构筑物设计计算144.1 格栅144.1.1 格栅的选择144.1.2 粗格栅参数144.1.3 粗格栅的设计计算154.1.4 细格栅参数164.1.5 细格栅的设计计算174.2 沉沙池184.2.1 曝气沉砂池设计194.2.2 沉砂室设计204.2.3 放空管224.3 辐流式二沉池224.3.1 设计参数234.3.2 设计计算235 污水二级处理设计计算2
8、55.1 厌氧生化池255.1.1 设计参数255.1.2 设计计算265.2 生物反应池265.2.1 设计参数265.2.2 设计计算275.3 接触消毒池315.3.1 设计参数315.3.2 消毒剂的选用325.3.3 设计计算335.4 计量设备345.4.1 计量设备的选择345.4.2 设计参数345.4.3 设计计算345.4.4 出水口 366 污泥处理设计计算376.1 污泥处理的目的与处理方法376.1.1 污泥处理的目的376.1.2 污泥处置原则376.1.3 污泥处理方法的选择376.2 污泥泵房设计386.2.1 集泥池计算386.2.2 回流污泥泵的选择386.
9、2.3 剩余污泥泵的选择386.3 污泥浓缩池386.3.1 设计参数及原则396.3.2 竖流浓缩池396.3.3 竖流浓缩池的设计计算396.4 贮泥池416.4.1 贮泥池的作用416.4.2 贮泥池的计算416.5 污泥脱水427 污水厂区布置457.1 污水处理厂区平面布置457.1.1 平面布置原则457.1.2 平面布置457.2 污水处理厂高程布置467.2.1 主要任务467.2.2 高程布置原则467.2.3 污水处理厂构筑物高程布置计算477.2.4 污泥处理构筑物高程布置488 劳动定员518.1 定员原则518.2 污水厂人数定员519 工程概算和经济效益分析539.
10、1 土建工程539.2 供电539.3 投资估算549.3.1 估算范围549.3.2 污水处理厂的直接费用549.3.3 总投资费用569.4 污水处理经济效益分析5610 结论5910.1结论5910.2 建议59附图60参考文献61致谢62绪论改革开放以来，经济迅猛发展，变化日新月异，国家对基础设施建设投入加大了许多。随着城市工业生产的进程，城市人口的激增，城市化规模的扩张，工业废水和生活污水排放量呈井喷式增加，大量未经处理的污水直接排入河流，导致城市周围环境污染十分严重。不但直接污染了市区的地下水，对河流下游地区的农业生产和人民生活造成了危害，人类和动物赖以生存的生态环境受到了严重的威
11、胁。同时，水生态系统体现了人与水的和谐共存与协调发展，是城市生态系统的主要组成部分和关键因素，与一个城市的可持续发展密切相关。因而，城市污水治理已成为当前迫切需要解决的问题之一。城市水环境的恶化与城市规模的扩大形成了鲜明对比，所以设计规模为一期规模为1.5万吨/日，二期规模3万吨/日，出水要求达到国家一级B排放标准。在保证污水处理效果的同时，还应该正确处理城市、工业、农业等各方面的用水联系，充分加强水资源的综合利用，节约用地，节约劳动力，考虑污水处理厂的发展前景和远期发展方向，尽量采用处理效果好的先进工艺，同时合理设计、布局，做到技术合理、经济可行。1 设计说明书1.1 设计题目达州某县城日处
12、理1.5万吨生活污水工艺设计1.1.1 设计任务本设计内容是某县污水处理厂设计一期规模为1.5万m3/d；二期规模为3万m3/d。1.1.2 设计阶段完成城市污水治理工程的初步设计（方案设计与单体工艺设计）。1.2 设计原始资料1.地理位置某县地处四川省东部，大巴山南麓，位于渠江支流明月江的两大源头白岩河、新宁河流经之地。开江县域介于东经10742至10805、北纬3047至3115之间。东西宽36km，南北长51.5，全境幅员面积1032.5km2。2.地形地貌某县全境属大巴山脉向南延伸的丘陵与盆地小平原。地势为略高于毗邻县的小台地，平均海拔600米，地形由东北向西南倾斜。境内地貌属于川东褶
13、皱剥蚀-浸蚀低山丘陵岭谷地貌区。背斜低山，紧密狭窄；向斜为丘，平缓开阔，中间常有平坝展开。3.气候某县县境属于中亚热带湿润季风气候区，气候温和，热量充足，四季分明，雨量丰沛，季风气候明显，立体气候突出。开江县气候温润，雨量充沛，年均温16.6，年降水1259.2毫米，年日照1386.6小时，无霜期长达282.6天。4.水文某县河流共有105条，总长360公里，主要河流4条即新宁河、白岩河、任市河和拔妙河，属长江主要支流渠江流域片区。1.2.1 设计进水水量本次设计采用城市综合用水定额法和面积比流量法分别对某县县城污水量进行预测，具体预测过程如下：（1）城市综合用水定额法根据县城总体规划文本和室
14、外给水设计规范（GBJ 13-86），2010年，县城污水处理厂服务范围内规划人口10万人，属于一区的中、小城市。城市综合用水定额平均日用水量为110500L/cap.d。考虑到近期县经济发展、居民的生活水平和工业发展水平不是很高的特点，2007年城市综合用水定额取135L/cap。d；随着经济的发展、工业区的完善以及人民生活水平的提高，县城居民的综合生活用水量应有所增长，2010年县城城市综合用水定额取为300L/cap.d。最终确定2007年污水量为1.5万m3/d，2010年污水量为3万m3/d。（2）面积比流量法县城总体规划文本确定了县城城市建设用地的类型和面积。参考国内类似城市污水量
15、预测以及排水设施的设计、管理经验，针对城区不同的用地性质确定城市污水面积比流量。2007年县综合生活污水面积比流量为0.35 l/ sha ，2010年为0.40 l/ sha；考虑到近年来工业用水量指标一直存在下降趋势，所以工业废水面积比流量近远期均取为0.55 l/ sha。县城2007年污水处理厂收水范围内规划综合生活用地面积为6.18km2，工业用地为0.87 km2；2010年规划综合生活用地面积为9.38 km2，工业用地为2.36 km2，最终确定2007年污水量为1.5万m3/d，2010年污水量为3万m3/d。综合以上两种污水量预测方式，考虑到县城现状和规划确定的发展步伐，特
16、别是城市污水收集系统建设的进度，确定县污水处理厂2007年处理规模为1.5万m3/d； 2010年污水处理规模为3万m3/d。本次设计采用城市综合用水定额法和面积比流量法分别对县城污水量进行预测，加上考虑到县城现状和规划确定的发展步伐，特别是城市污水收集系统建设的进度，确定县污水处理厂一期处理规模为1.5万m3/d； 二期污水处理规模为3万m3/d。1.2.2 设计进水水质（1）生活污水水质14根据规范及近年来国内城市实测资料，考虑到县县城的具体情况，确定生活污水污染物排放指标：BOD5为25g/capd，SS为35g/capd。2010年县县城污水服务区人口可达10万人，综合生活污水量指标为
17、145L/capd，生活污水总量1.5万m3/d；生活污水水质BOD5设定为120mg/l，SS为180mg/l，CODCr为280mg/l县城的工业类型主要以食品、农产品资源开发及综合加工为主。结合环保部门提供的废水监测报告以及国内其他类似城市污水处理厂的设计、管理经验，确定本次设计的工业废水的综合水质为：CODCr为500mg/l，BOD5为280mg/l，SS为290mg/l。通过对以上两部分污水水质的综合预测，考虑到县城今后的发展方向，拟定本工程设计污水进水水质为： BOD5 =150mg/l CODCr =350mg/l SS =210mg/l TN =40mg/l NH3-N =3
18、0mg/l TP =4mg/l1.2.3 设计出水水质根据GB18918-2002的相关规定,要求出水水质达到一级标准(B标准)。水质情况如下：7 BOD5 20mg/l CODcr 60mg/l SS 20mg/l TN 20mg/l NH3-N 8(15)mg/l TP1.0mg/l1.2.4 污水处理厂厂区概况该污水处理厂为新建污水厂,根据规划位于城市下游,全县地形复杂，山丘起伏，岗畈相间，西南多低山丘陵，境内地貌属于川东褶皱剥蚀-浸蚀低山丘陵岭谷地貌区。平均海拔600m。1.3 设计工作量1、设计说明书一份（1）设计概述、设计范围、城市概况、设计任务与资料（2）城市污水水量与水质的计算
19、、排水方案与处理方案的选择（3）污水厂污水管道平面布置、污水处理厂平面与高程布置（4）泵站设计计算与污水管道水力计算（5）污水处理厂工艺流程及各单体构筑物设计计算2、扩初设计图纸。包括城市污水厂平面图、污水厂工艺高程图、工艺流程图、管道平面布置图、各主要单元处理工艺的设计图纸等。2 设计要求2.1 设计原则及内容1.污水厂的设计和其他工程设计相同，应当符合适用的原则，必须确保污水厂处理后的污水达到国家排放要求。考虑现有的经济和技术条件，以及当地的具体情况。在现有的基础上，选择最实用的处理工艺流程、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真实可靠。设计时
20、需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。按照工程的处理需求，全面地考虑各种因素，确定各项设计参数，设计中一定要遵守现行的设计规范要求，保证必要的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的选用积极慎重的态度。3.污水处理厂（站）设计必须符合节约经济的要求。污水处理工程方案设计完成后，对总体布置、单体设计和药剂选用等方面应尽可能采用合理的措施降低工程造价和运行管理费用。4.污水厂设计应当保证技术合理。在经济合理的原则下，根据需要，尽可能采用先进工艺、机械和自控技术，确保安全可靠。5.污水厂设计必须注意近远期的结合，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
21、件。6.污水厂设计必须考虑运行安全的条件，适当设置分溢流设施、硫化氢、甲烷气的安全处理等。7.污水厂的设计在经济条件允许情况下，对场内布局、构（建）筑物外观、环境及卫生等可以适当改善的美观和绿化。污水处理厂工艺设计流程设计说明一般包括以下内容:（1）根据城市或企业的总体规划或现状与设计方案选择处理厂厂址；（2）处理厂工艺流程设计说明；（3）处理构筑物型式选型说明；（4）处理构筑物或设施的设计计算； （5）主要辅助构筑物设计计算；（6）主要设备设计计算选择；（7）污水厂总体布置及厂区道路、绿化和管线综合布置；（8）处理构筑物、主要辅助构筑物、非标设备设计图绘制；生活污水处理工艺设计设计依据:（1
22、）中华人民共和国环境保护法2014版；（2）城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）；7（3）给水排水工程构筑物结构设计规范GB50069-2002；（4）水处理设备技术条件JB2932-1996；（5）机械设备安装工程施工及验收通用规范GB50231-2009；（6）通用用电设备配电设计规范（GB50055-1993）； (7) 建筑给排水设计规范GB50015-2003； (8) 环境工程设计手册（修订版）；（9）水污染控制工程第三版上下册。42.2 水质分析2.2.1 进水水质根据资料进水水质设计见表2-1。表2-1 进水水质数据水质指标BOD5（mg/L） CODcr
23、（mg/ L） SS（mg/ L）NH3N（mg/ L） TN （mg/ L） TP（mg/ L）原水水质150350180 3040 42.2.2 出水水质污水应达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB8918-2002）中的一级标准（B标准）。因此确定西北某市污水处理厂二级出水标准为：表2-2 出水水质数据水质指标 BOD5（mg/L）CODcr（mg/ L） SS（mg/ L）NH3N（mg/ L） TN（mg/ L） TP（mg/ L）出水水质20602082012.3 处理程度的计算表2-3 污水处理厂进出水水质及处理程度水质类别BOD5CODSSNH3-NTNTP设计进水水质1503
24、5021030404设计出水水质2060208201处理程度（%）8782897350753 污水处理厂工艺设计方案选择3.1 工艺选择污水处理工艺流程设计应按照以下要求进行。1.污水处理后达到排放标准。2.尽量采用成熟、先进、可靠、效率高的处理技术。城市污水处理成熟的处理路线一般为：预处理、一级处理、二级处理、三级处理和污泥处置，其中核心部分二级处理要求比较高，不仅要求去除有机污染物，而且要求能够脱N除P，主要技术有A-B法，A2/0法，SBR法，氧化沟法等。3.防止处理污染物过程中产生二次污染或污染转移。要避免和抑制污染物无组织排放，特别是剩余污泥的处理。设置溢流、事故排除口应慎重合理。4
25、.要充分利用和回收能源。污水处理高程安排应尽量考虑利用自然地势。5.处理量较大时选择连续处理工艺。6.处理量较小时选用间歇处理工艺。7.尽可能回收利用可用物质。8.考虑处理能力的配套性和一致性且要有一定操作的弹性。设计的处理能力一般要略大于实际所需的处理量。对于易损部件应采用双套切换，保证系统正常运行。9.确定运行条件和控制方案。包括整个系统中各个单元设备运行时的温度、压力、电压、电流等，主要构筑物在线测定系统。10.操作、检修方便，运行可靠。设计中应考虑到当地的实际情况和操作人员的技术素质。11.设计中应考虑节能、节水。尽量选择能耗底的处理工艺和设备。设计中应尽量较少用水，并考虑经过处理后重
26、复循环利用。12.保温，防腐设计。应考虑到东、夏季气候差异对构筑物的影响，防止裂缝。13.在满足处理要求的前提下，减化流程，节约资金。3.2 方案对比3.2.1 污水处理工艺对比1.此废水具有如下特点：（a）BOD5/CODCr=150/350=0.43，说明废水可生化性很好；（b）废水N、P含量较高，出水N、P应符合要求。2.针对以上特点，要求污水处理系统应该具有以下功能：（a）具有一定的BOD5去除能力；（b）具备一定的脱N除P功能，使出水N、P达标；（c）使污水处理过程中产生的剩余污泥基本达到稳定。3.生化处理工艺选择目前处理城市污水应用较多的生化工艺有氧化沟，A2/0法，A-B法，SB
27、R法等。为了使本工程选择最合理的处理工艺，有必要按使用条件，排除不适用的处理工艺后，再对可以采取的处理工艺方案进行对比和选择。氧化沟工艺，A2/0工艺和CASS工艺三种工艺均能达到处理要求。在设计可行性分析阶段，对氧化沟工艺，A2/0工艺和CASS工艺的比较分析：（a） A2/0工艺一般在A2/0工艺中，为同时实现脱N除P的要求，必须满足如下条件：BOD5/TKN=5-8 实际进水中：BOD5/TKN=150/40=3.750.2m3/d （4-6）(故采用机械清渣)式中：w每日栅渣量，m3/d；w0栅渣量m3/103m3污水，一般为0.10.01 m3/103m3粗栅取0.1 m3/103m
28、3 细格栅取0.01m3/103m3图4-1粗格栅计算图4.1.4 细格栅参数构筑物：功 能：去除污水中相对较小的悬漂浮物，保证后序工艺的正常运行。设计流量：Qmax=1250m3/h类 型：钢筋砼结构，直壁平行渠道栅 渠 数：2条平面尺寸：LB=2.04.6m4.1.5 细格栅的设计计算 1.栅条间隙数的计算:11n细=95.5,取n细=96。2.栅槽宽度：B=S(n细1)e n式中：B栅槽宽度，m；S格条宽度，取0.005m。 B=0.005(961)0.00596=0.955m。取B=1.0m。 3.过栅水头损失： h2=kh0 h0= 式中：h细细格栅水头损失，m； 系数，当栅条断面为
29、矩形时取2.42； k系数，一般取k=3。 h细=0.23m （4-7）4.栅前槽总高度：取栅前渠道超高h0=0.3m栅前槽高H1=h0+h1=0.30.9=1.2m （4-8）5.栅后槽总高度：H2=h0+h1+h细=0.3+1.2+0.23=1.73m，取H2=2.0m。 （4-9）6.每日栅渣量：W=式中：w 每日栅渣量，m3/d； w0栅渣量m3/103m3污水，一般为0.10.01 m3/103m3，细格栅0.05m3/103m3。 k总取1.5 w细=2.016m3/d0.2m3/d (4-10)故采用机械清渣。(3)格栅间尺寸的确定 11工作平台设在格栅上部，高出格栅前最高设计水位0.5m，工作台上设有安全和冲洗措施，工作台正面过道宽度与栅槽宽度相同。粗格栅间的尺寸为：LB=7.63.9m；细格栅间的尺寸为：LB=6.04.6m4.2 沉沙池依据给水排水设计手册（第二版）城镇排水. 1室外排水设计规范（GB50014-2006）3污水处理厂工艺设计手册61.沉砂池的作用沉砂池的作用是从污水中分离相对密度较大、粒径相对较大的无机颗粒，沉砂池一般设于倒虹管、泵站、沉淀池前，保护水泵和管道免受磨损。2.沉砂池的形式 5沉砂池有三种形式：平流式、曝气式平流式矩形沉砂池是常用的型式，具有结构简单、处理效果较好的优点。其缺点是沉砂中含有20%的有机物，使