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1、 华北地区 M 市污水处理厂 设计 系 别环境科学与工程系 专 业环境工程 学 号 姓 名 指导老师 2011 年 06 月 15 日 东北大学秦皇岛分校毕业设计 第 I 页 华北地区 M 城市污水处理厂设计 摘 要 随着经济的不断发展，城市规模的扩大，水环境污染的问题日渐突出。水环境的 污染影响人类的身体健康，制约了经济建设的进一步发展。因此近年来我国兴建了大 量的污水处理厂，对于消除水体污染，改善环境起到了积极作用。 M 市污水处理厂设计污水日处理能力为，属于中小型污水处理厂。污水 3 30000m 主要来源为生活污水和工业废水，主要污染物质为 NH3-N、BOD、COD，适宜采用生 化处
2、理方法。经过方案比较，确定采用三槽式氧化沟工艺。进水 CODCr、BOD5、SS、NH3-N、TN、TP 值分别为 411、224、205、26、42、7.7。NH3- N、BOD、COD 的去除率分别达到 80.54%、91.07%、80.54%，污水处理厂处理后的出 水达到污水综合排放标准 （GB18918-2002）中的一级 B 标准。 本设计采用三沟式氧化沟法处理城市污水，其特点是工艺流程简单，构筑物少； 处理效果稳定，出水水质好；污泥产生量少，污泥的性质稳定。设计中对污水处理工 艺和污泥处理方案进行了选择论证；对污水、污泥处理构筑物进行了工艺设计计算； 对废水处理厂进行了平面、高程布
3、置，并绘制了平面布置图、高程图。 经技术经济分析，此设计方案投资总额为 2619.53 万元，废水处理成本为 0.53 元/ m3。 关键词：关键词：城市污水；污水处理；氧化沟法 东北大学秦皇岛分校毕业设计 第 II 页 North China Urban Sewage Treatment Plant M Author：Xuan Wenshan Tutor：Yang Yixin Abstract With the economy development and expanding of cities, the problem of water pollution increased obvio
4、usly. The pollution of water environment affects the human health and hampers the further development of economic construction. So in recent years our country constructs a large number of sewage treatment plants. It has played a positive role for eliminating the water pollution and improving the env
5、ironment. The designed daily freatment of the city sewage treatment plant designed in M City is 30,000 m3,which belongs to big-sized sewage treatment plant. The main polluting is the NH3- N, BOD, COD. It is suitable to use the biochemistry processing method. After the comparison of the plan, the Thr
6、ee Type Oxidation Ditch craft was chosen as the process. The value of inlet parameters such as CODCr、BOD5、SS、NH3-N、TN、TP are 411mg/L, 224mg/L, 205mg/L,26mg/L, 42mg/L and 7.7mg/L respectively. The elimination rate of the NH3-N, BOD, COD respectively achieved 42.31%, 90.07%, 80.54%. The outlet water o
7、f the treatment meets the level one of B of the National Sewage Discharge Standard (GB18918-2002). This design uses three oxidation ditch to treat urban sewage. The characters are follouing：simple process,less structures; stable effect, good water quality; less sludge, stable sludge. In the design,w
8、e demonstrate the wastewater treatment technology and sludge treatment ant selectively; made a technology design of sludge treatment structures; layout the plane and elevation of the wastewater treatment plant; draw the layout map, elevation map. This project total investment is about 261,953,00Yuan
9、, and processing unit cost is about 0.53 Yuan per cube meter. Key words: Municipal wastewater; Sewage treatment; Oxidation ditch 东北大学秦皇岛分校毕业设计 第 III 页 目 录 1 绪论 -1 1.1 概述-1 1.1.1 设计目的和意义-1 1.1.2 设计内容-1 1.2 设计原始资料-2 1.2.1 自然资料-2 1.2.2 气象资料-2 1.2.3 排水资料-3 1.2.4 受纳水体资料-4 1.3 设计水量-4 1.4 设计水质-7 1.4.1 生活污水
10、水质-7 1.4.2 工企业污水水质-7 1.4.3 设计进水水质-8 1.4.4 设计出水水质-9 1.5 污染物处理程度 -10 1.6 污水厂设计原则及依据 -11 1.6.1 设计原则 -11 1.6.2 执行的规范和标准 -11 2 城市污水处理厂方案确定-12 2.1 方案选择原则 -12 2.2 工艺方案选择 -12 2.2.1 氧化沟法与 AAO 法比较 -13 2.2.2 氧化沟系统的比选 -16 2.2.3 三沟式氧化沟 -18 2.3 工艺流程的确定 -21 3 污水处理系统设计计算-22 3.1 进水闸井的设计 -22 3.1.1 污水厂进水管 -22 3.1.2 进水
11、闸井工艺设计 -22 3.2 中格栅 -23 3.2.1 设计概述 -23 东北大学秦皇岛分校毕业设计 第 IV 页 3.2.2 设计计算 -24 3.3 污水提升泵房及集水井 -26 3.4 泵后细格栅 -29 3.5 沉砂池设计 -31 3.5.1 设计概述 -31 3.5.2 设计规定 -33 3.5.3 设计计算 -33 3.6 配水井 -35 3.7 三沟式氧化沟 -36 3.8 接触池 -45 3.8.1 设计概述 -45 3.8.2 设计计算 -46 3.9 巴氏计量槽 -48 4 污泥处理系统设计计算-51 4.1 污泥输送方式 -51 4.2 污泥管道输送 -51 4.3 污
12、泥泵房 -52 4.4 污泥浓缩池 -53 4.5 贮泥池 -56 4.6 污泥脱水间 -56 5 污水厂总体布置-58 5.1 污水处理厂布置 -58 5.1.1 厂址选择 -58 5.1.2 平面布置 -58 5.2 高程布置及计算 -59 6 工程概预算-63 6.1 污水厂项目总投资 -63 6.1.1 第一部分费用 -63 6.1.2 第二部分费用 -64 6.1.3 第三部分费用 -64 6.1.4 项目总投资 -65 6.2 污水厂处理成本估算 -65 6.2.1 药剂费 -65 6.2.2 动力费（电费） -65 东北大学秦皇岛分校毕业设计 第 V 页 6.2.3 工资福利费
13、-66 6.2.4 折旧费 -66 6.2.5 摊销费 -66 6.2.6 大修理基金提成率 -66 6.2.7 检修维护费 -67 6.2.8 利息支出 -67 6.2.9 其他费用 -67 6.2.10 工程项目年总成本-67 6.2.11 项目年经营成本-67 6.3 污水厂综合成本 -67 结 论-68 致 谢-69 参考文献-70 附 录-71 附录一 英文文献中文翻译-71 附录二 英文文献原文 -77 东北大学秦皇岛分校毕业设计 第 1 页 1 绪论 1.1 概述 随着城市工业生产的发展，城市人口的递增，城市规模的扩大，工业废水和生活 污水排出量日益增多。大量未经处理的污水直接排
14、入周围河流，致使城市周围环境污 染十分严重，不但直接污染了市区的地下饮用水，而且对河流和人民生活造成了危害。 人类和生物赖以生存的生态环境受到了日益严重的威胁。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。 为保护环境，实现社会、经济的可持续性发展，应尽可能的减少污染物的排放量， 故需对城市污水及工业废水进行综合处理，使排入河流的污水水质达到设计要求并符 合国家规定的标准。 1.1.1 设计目的和意义 此工程设计研究的目的在于通过对城市进行排水流域划分，排水体制确
15、定，确定 污水厂规模、处理程度，各处理构筑物工艺尺寸及运行参数进行计算，并对整个城市 的排水工程的总造价进行概预算分析及不同方案之间的技术经济比较来确定一个较为 合理的方案来解决该市现有的排水状况问题。 意义在于通过设计，可以确定一套技术可行，经济合理的方案。改善当地生态环 境，提高人民生活质量和城市形象。避免城市下游旅游区由于受到污水的污染而影响 经济效益。另外通过本次毕业设计，让我们对排水工程有一个更系统全面深入地了解， 培养我们分析问题、解决问题，综合运用所学知识独立工作能力，并能从技术、经济、 环境与社会等多方面综合考虑，为将来在排水工程的实际工作岗位上工作打下坚实基 础。 1.1.2
16、 设计内容 1. 污水处理程度计算 根据原始资料和城市规划情况，并考虑环境效益与社会效益，合理地选择污水处 东北大学秦皇岛分校毕业设计 第 2 页 理厂厂址。然后根据水体自净能力、要求的处理水质以及当地的具体条件、气候与地 形条件等来计算污水处理程度与确定污水处理工艺流程。 2. 污水处理构筑物计算 确定污水处理工艺流程后选择适宜的各处理单体构筑物的类型。对所有单体构筑 物进行设计计算，包括确定各有关设计参数、负荷、尺寸及所需要的材料、规格等。 3. 污泥处理构筑物计算 根据原始资料、当地具体情况以及污水性质与成分，选择合适的污泥处理工艺流 程，进行各单体构筑物的设计计算。 4. 平面布置及高
17、程计算 对污水与污泥处理流程要做出准确的平面布置，进行水力计算与高程计算。对需 要绘制工艺施工图的构筑物还要进行详细的施工图所必须的设计计算，包括各部位构 件的形式、构成与具体尺寸等。 5. 排水泵站工艺计算 对污水处理工程的总排水泵站进行工艺设计，确定水泵的类型，扬程和流量，计 算水泵管道系统和集水井容积，进行泵站的平面尺寸计算和附属设施的计算。 6. 投资估算 根据当地市场主要建材价格、劳动力工资标准和其他管理费用的规定进行污水处 理工程的投资估算，确定土建及市政工程估算定额标准，计算污水处理工程的投资估 算和单位污水的处理成本。 1.2 设计原始资料 1.2.1 自然资料 M 市总面积
18、1184 平方千米。城市人口为 20 万。M 市背山面海，地质结构复杂。 由平原（约占总面积的 36%） 、低山丘陵（约占总面积的 9%） 、沙带（约占总面积的 29%） 、沿海（河）滩涂（约占总面积的 26%）构成了多相性资源结构。 1.2.2 气象资料 1. 气温（）等资料，见表 1.1 东北大学秦皇岛分校毕业设计 第 3 页 表 1.1 气象资料 Tab1.1 Meteorological data 县最高气温（）33年平均降雨量（mm）460 县最低气温（） -10年最大降雨量（mm）510 地下水位深度（m）-7.0日最大降雨量（mm）55 2. M 市夏季主导风向为：西北方向。 3
19、. 最大冻土深度 1.3m，封冻期 100 天。 1.2.3 排水资料 1. 主要工业企业的排水情况，见表 1.2 表 1.2 工业企业排水量及排水水质 Tab.1.2 Industrial enterprises and drainage water discharge 工业 企业 名称 污水日 排水量 m3/d 最大排 水量 m3/班 SS mg/L COD mg/L BOD mg/L 氨氮 mg/L 总磷 mg/L 总氮 mg/L pH A1300900250480260406056-9 B2000110050070040035505.56-9 注：1.工业企业废水的特殊水质可以另行说明
20、； 2.如果企业与公共建筑的废水已经经过处理，按处理后的水质填写。 表 1.3 工业企业淋浴用水量 Tab.1.3 Industrial enterprises shower water 热车间人数一般车间人数 工业企 业名称 工人总 人数 最大班 人数 分 班 占最大班 （%） 淋浴 （%） 占最大班 （%） 淋浴 （%） A300180220808020 东北大学秦皇岛分校毕业设计 第 4 页 B500350230707030 2. 公共建筑排水情况，见表 1.4 表 1.4 公共建筑排水情况 Tab.1.4 Public building drainage 名称排水量（m3/d） 甲90
21、0 乙1200 3. 市区覆盖情况，见表 1.5 表 1.5 市区覆盖情况 Tab.1.5 Coverage of urban 房盖（%）草地（%）路面（混凝土沥青） （%）土地（%） 40103515 1.2.4 受纳水体资料 表 1.6 受纳水体水文资料 Tab.1.6 Hydrological data of receiving water 最小流量（m3/s）3.0水流速度（m/s）0.21 水体 BOD5（mg/L）4水体 SS（mg/L）15 地下水位深度（m）-7.0水体温度（）12 最高水位（m）26最低水位（m）22 注：污水厂排放口上游最小流量时水体溶解氧浓度为 5.8mg
22、/L，排放口处水体的水位标高，在污水排放口下游 50km 处有一集中取水口。 1.3 设计水量 设计水量中为雨污分流排水体系，不包括雨水处理量。按居住区生活污水量标准， 东北大学秦皇岛分校毕业设计 第 5 页 应根据本地区气候条件，建筑物内部设备情况，生活习惯，生活水平因素确定。如有 本地区获相似条件地区实际统计的生活用水量（或当地污水量标准）时，生活污水量 标准也可按实际生活用水量（或当地污水量标准）计算。 该市人口 20 万知此次设计属于中小型城市范畴，二区。所以用水定额取值范围为 70-120L/cap.d，取 100L/capd。排水系数为 0.8。 1. 居民平均日生活用水量 /dm
23、102.0L/d102.01010020Q 3474 由排水系数为 0.8，得居民区平均日综合生活污水量： 1000L/s185.18L/s/dm101.6/dm102.00.8Q 3434 d 居民区生活污水量总变化系数1.55 185.18 2.72 Q 2.72 K 0.1080.108 d z 居民区生活污水设计流量为：287.04L/s/dm102.48101.61.55QKQ 344 dz1 2. 工业企业工业废水设计最大流量 38.19L/s/d3300m20001300QQQ 3 BA2 由工业企业生活污水量设计最大流量： 3600T KNqKNq Q 222111 一般车间每
24、班每人污水量定额，一般 30 计 1 q 个L/个 热车间每班每人污水量定额，一般 50 计 2 q 个L/个 一般车间最大班工人数（人） 1 N 热车间最大班工人数（人） 2 N 一般车间最大班工人数生活污水量班内变化系数，一般取 3.0 1 K 热车间最大班工人数生活污水量班内变化系数，一般取 2.5 2 K 每班工作小时数，这里因为是两班制，所以取 12h T 所以，有设计所给资料计算得： 144个0.8180N 1 A 36个0.2180N 2 A 东北大学秦皇岛分校毕业设计 第 6 页 245个0.7350N 1 B 105个0.3350N 2 B 0.404L/s 123600 2
25、.536503.014430 3600T KNqKNq Q 2A21A1 A 21 1 0.814L/s 123600 2.5105503.024530 3600T KNqKNq Q 2B21B1 B 21 1 工业企业生活污水量设计最大流量：1.22L/s0.8140.404QQQ 11 BA3 工业企业淋浴用水设计最大流量： 3600 NqNq Q 4433 一般车间每班每人淋浴水量定额L/（人班），一般以 40 计 3 q 热车间每班每人淋浴水量定额L/（人班），一般以 60 计 4 q 一般车间最大班使用淋浴的人数（人） 3 N 热车间最大班使用淋浴的人数（人） 4 N 所以 29个0
26、.20.8180N 3 A 29个0.80.2180N 4 A 74个0.30.7350N 3 B 74个0.70.3350N 3 B 0.805L/s 3600 29602940 3600 NqNq Q 4433 2 AAAA A 2.056L/s 3600 74607440 3600 NqNq Q 4433 2 BBBB B 工业企业淋浴用水设计最大流量： 2.86L/s2.0560.805QQQ 22 BA4 公共建筑用水：2.43L/s/d2100m1200900QQQ 3 5 乙甲 3. 总设计最大流量 /dm102.87331.74L/s2.432.861.2238.19287.04QQQQQQ 34 54321max 所以取设计最大量为：，即 347.22L/s。1.4 设计水质/d30000mQ 3 max 东北大学秦皇岛分校毕业设计 第 7 页 1.4.1 生活污水水质 1. 查典型生活污水水质如下图 表 1.7 居民典型生活污水水质 Tab.1.7 Typical residents of sewage water 浓度 （mg/L） 指标 高中低 SS 350200100 CODcr 1000400250 BOD5 400220 110 氨氮 502512 总氮 854020 总磷 1584 2. 由北方城市中，一般设计水质：CODcr=400mg/L