83污水处理厂课程设计

广州大学市政技术学院课程设计任务书课程设计名称：某城市污水处理厂设计系部环境工程系专业环境工程班级12环管1班姓名张锦超曾娟兰冯坚旭指导教师杜馨2014年6月15日某城市污水处理厂设计目录1.绪论1.1设计基础资料及任务1.2设计根据1.3设计资料的分析2.污水处理厂的设计水量水质计算3.污水处理的工艺选择4.污水处理厂各构筑物的设计4.1格栅--4.1.1粗格栅--4.1.2泵后细格栅4.2污水泵站4.2.1选泵4.3沉砂池设计计算4.4氧化沟设计4.5二沉池设计4.6接触消毒池与加氯间4.7污水厂的高程布置1.绪论1.1设计基础资料及任务（一）城镇概况A城镇北临B江，地处东南沿海，北回归线横贯市区中部，该市在经济发展的同时，城市基础设施的建设未能与经济协同发展，城市污水处理率仅为8.7%，大量的污水未经处理直接排入河流，使该城市的生态环境受到严重的破坏。为了把该城市建设成为经济繁荣、环境优美的现代化城市，筹建该市的污水处理厂已迫在眉睫。A城镇计划建设污水处理厂一座，并已获上级计委批准。目前，污水处理厂规划服务人口为19万人，远期规划发展到25万人，其出水进入B江，B江属地面水Ⅲ类水体，要求排入的污水水质执行《污水综合排放标准》(GB18918-2002)中的一级标准中的B类标准,主要水质指标为:COD≤60mg/L,BOD5≤20mg/L,SS≤20mg/L,TN＜20mg/L，NH3-N≤15mg/L,TP≤1.0mg/L。（二）工程设计规模：1、污水量：根据该市总体规划和排水现状，污水量如下：1）生活污水量：该市地处亚热带，由于气候和生活习惯，该市在国内一向属于排水量较高的地区。据统计和预测，该市近期水量230L/人•d；远期水量260L/人•d。2）工业污水量：市内工业企业的生活污水和生产污水总量1.8万m3/d。3）污水总量：市政公共设施及未预见污水量以10%计，总污水量为生活污水量、工业污水量及市政公共设施与未预见水量的总和。2、污水水质：进水水质：生活污水BOD5为290mg/l；SS为200mg/l。工业废水BOD5为480mg/l；SS为270mg/l。混合污水温度：夏季28℃，冬季10℃，平均温度为20℃。3、工程设计规模：该市排水系统为完全分流制，污水处理厂设计规模主要按远期需要考虑，以便预留空地以备城市发展所需。（三）厂区附近地势资料1、污水厂选址区域平均海拔在110m左右，厂区征地面积为东西长1000m，南北长2500m，平均地面坡度为0.3‰-0.5‰，地势东南低，西北高。2、进厂污水管道水面标高为103；3、厂区附近地下水位标高92；4、厂区附近土层构造。表土砂质粘土细砂中砂粗砂粗砂、砾石粘土1m1.5m1m2m0.8m1m5m（四）气象资料该市地处亚热带，面临东海，海洋性气候特征明显，冬季暖和有阵寒，夏季高温无酷暑，历年最高温度38℃，最低温度5℃，年平均温度24℃，冬季平均温度12℃。常年主导风向为南风。（五）水文资料最高水位109；最低水位103；常水位106.3；污水厂具体地形另见附图：江江城市管网设计任务1、根据所给的原始资料，计算进厂的污水设计流量；2、根据水体的情况、地形和上述计算结果，确定污水处理方法、流程及有关处理构筑物；3、对各构筑物进行工艺设计计算，确定其型式、数目与尺寸；4、对污水处理流程中生物处理构筑物进行工艺设计（曝气池或其它主体处理构筑物，如SBR反应池等）；5、进行各处理构筑物的总体布置和高程设计；6、设计说明书的编制。1.2设计根据《污水综合排放标准》（GB18918-2002）《污水处理厂工艺设计手册》《环境保护设备选用手册——水处理设备》《污水处理构筑物设计与计算》《污水处理厂设计与运行》1.3设计资料的分析1）依污水水质来看，水质状况属于正常水平，不算太高浓度。2）由于常年主导风向偏南风，所以厂区的前区设置在东南方，以减少污水处理厂臭气对厂前区的影响。3）就气温而言，常年温度处在24℃，对曝气池的设计不会很大的困难。2.污水处理厂的设计水量和水质的计算2.1污水处理厂设计水量的计算据统计，污水处理厂近期服务人口为19万人，远期规划发展到25万人。该市近期生活污水量为230L/人·d；远期生活污水量260L/人·d。工业污水量为1.8万m3/d。市政公共设施及为预见水量以10%计。1)平均日生活污水量计算公式为L/s79.505m3/d37004190000d/m323.0qNQ0人人（2-1）式中Q0——平均日生活污水量，L/s；q——居住区生活污水量标准，L/人·d；N——设计人口数，人。2)生活污水总变化系数：由于该城市缺乏k1及k2的数据，所以采用以下通用参考数据表：平均日流量(l/s)5154070100200500≥1000kz2.32.01.81.71.61.51.41.3由表可得：该污水处理厂的kz值为1.4其中：k1——日变化系数k2——时变化系数k3——总变化系数（2-2）3)生活污水设计流量：dm/361180L/s11.7084.179.505KQQZ01（2-3）4)工业污水量：L/s33.208m3/d80001Q25)最大设计流量：因市政公共设施及未预见污水量以10%，故最大设计流量为dmQdmdmQQQ/387978max1.0/318000/361180321Qmax为安全考虑设计水量采用88000m3/d2.2城市污水水质计算表2-1进出水水质项目进水水质mg/L出水水质mg/L生活污水工业污水BOD5290480≤20SS200270≤20用加权平均法计算出城市污水的水质，其中生活污水设计流量为708.11L/s，工业污水量为208.33L/s，则进水的BOD5浓度为L/mg33333.20811.70833.20880411.708290QQQSaQSaS2122110（2-4）式中1Sa——生活污水进水有机污染物（BOD）的浓度，mg/L；2Sa——工业污水进水有机污染物（BOD）的浓度，mg/L；1Q——生活污水设计流量，L/s；1Q——工业污水设计流量，L/s。进水的SS浓度为L/mg70333.08211.08733.20870211.708002QQQCaQCaC212211SS（2-5）式中1Ca——生活污水进水固体悬浮物（SS）的浓度，mg/L；2Ca——工业污水进水固体悬浮物（SS）的浓度，mg/L。2.3计算污染物去除效率BOD去除效率为：%49%10033320333%100SSS0e0BOD（2-6）式中Se——出水BOD浓度，mg/L。%49%10037020703%100'C'CssCSSSSBOD（2-7）式中'Css——出水SS浓度，mg/L。3.污水处理的工艺选择3.1污水处理方案常用的方法有AB法，A2/O法，氧化沟工艺，SBR等。3.1.1氧化沟工艺氧化沟也称氧化渠或循环曝气池，是于20世纪50年代由荷兰的巴斯韦尔（Pasveer）所开发的一种污水生物处理技术，属活性污泥法的一种变法。它把连续式反应池作为生化反应器，混合液在其中连续循环流动。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应器中的混合液传递水平速度，从而使被搅动的混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动。由于氧化沟运行成本低，构造简单，易于维护管理，出水水质好，运行稳定，并可以进行脱氮除磷，因此日益受到人们的重视，并逐步得到推广。工艺流程氧化沟工艺可不建初沉池和污泥消化池，有时还可以将曝气池与二沉池合建而省去污泥回流系统，常用的处理城市污水的氧化沟工艺流程如图所示:氧化沟特点:1)工艺流程简单，运行管理方便，氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池，有此类氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。2)运行稳定，处理效果好，氧化沟的BOD平均处理水平可达95%左右。3)能承受水量水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力，这主要是由于氧化沟水力停留时间长，泥龄长，一般为20~30d，污泥在沟内达到除磷脱氮的目的，脱氮效率一般＞80%，但要达到较高的除磷效果，则需要采取另外措施。基建投资省，运行费用低和传统活性污泥工艺相比，在去除BOD，去除BOD和NH3-N及去除BOD和脱氮情况下更省，同时统计表明在规模较小的情况下，氧化沟的基建投资比传统活性污泥法更省。3.1.2间歇式活性污泥处理系统（简称SBR工艺）本工艺又称序批式活性污泥处理系统。间歇式活性污泥处理系统的工艺流程:本工艺系统最主要特征是采用集有机污染物降解与混合液沉淀于一体的反应器—间歇曝气池。SBR是传统活性污泥法的一种变形，它的净化机理与传统活性污泥法基本相同，但SBR的各个运行期在时间上的有序性，使它具有不同于连续流活性污泥法（Fs）和其他生物处理的一些特性。SBR工艺的特点:1)处理效果稳定，对水量、水质变化适应性强，耐冲击负荷。2)SBR在运行操作过程中，可以通过时间上的有效控制和变化来满足多功能的要求，具有极强的灵活性。SBR可以调节曝气时间来满足出水要求，因此运行可靠，效果稳定。另外，SBR独特的时间推流性与空间完全混合性，使得可以对其运行有效的交换，以达到适应多种功能的要求，极其灵活。3)理想的推流过程使生化反应推力大、效率高。4)污泥活性高，浓度高且具有良好的污泥沉降性能。5)由于有机物浓度存在较大浓度梯度，有利于菌胶团的形成，所以可有效地抑制丝状菌的生长，防止污泥膨胀。SBR在沉淀时没有进出水流的干扰，可以避免短流和异重流的出现，是一种理想的静态沉淀，固液分离效果好，易获得澄清的出水。剩余污泥含水率低，浓缩污泥含固率可达到2.5%~3%，为后续污泥的处置提供了良好的条件。6)脱氮除磷效果好7)SBR工艺的时间序列性和运行条件上的较大灵活性为其脱氮除磷提供了得天独厚的条件。8)工艺简单，工程造价及运行费用低，是小规模污水治理的有效方法。9)目前，我国乡镇企业发展很快，排放污水总量不大，且间断排放，加之技术管理水平较低，经费少，若采用常规的连续式活性污泥系统进行治理，难度很大，若采用间歇法，则具有均化水质，勿需污泥回流，不需二沉池，建设与运行费用都较低等优点，SBR是一种高效、经济、管理简便，适用于中小水量污水。3.1.3AB法（A+A2/O）AB法是吸附生物降解法（Absorption.Bio-Degradation）的简称，是原联邦德国亚琛工业大学宾克（Bohnke）教授于70年代中期开发的一种新工艺。AB法的工艺流程与机理AB法的工艺流程的主要特点是不设初沉池。由AB二段活性污泥系统串联运行，并有各自独立的污泥回流系统。污水由城市排水管网经格栅和沉砂池直接进入A段，该段充分利用原污水中的微生物，并不断繁殖，形成一个开放性的生物动力学系统，A段污泥负荷率高达2~6kgBOD5/(kg·d)，水力停留时间短（一般为30min），污泥龄短（0.3~0.5d）。A段中污泥的絮凝吸附作用为主，生物降解为辅，对污水中BOD5的去除率的去除率可达40%~70%，然后再通过B段处理，B段可为常规的活性污泥法，由此构成的工艺为常规AB法BOD5的去除率为90%，而总磷的去除率为50%~70%。总氮的去除率为30%~40%，其除磷效果比常规一般活性污泥法好，但不能达到防止水体富营养化的排放标准，所以可把B段设计成生物脱氮除磷工艺。如果要求以脱氮为重点，B段采用A1/O，此时AB工艺为A+A1/O工艺；如果要求除磷为重点，则B段采用A2/O工艺，此时AB工艺为A+A2/O工艺。如氮和磷均需高效去除则B段为A2/O工艺，此时AB工艺为A+A2/O工艺。AB法工艺特点:1)不设初沉池，A段由曝气吸附和中沉池组成，为AB工艺为第一处理系统。2)B段由曝气池和二沉池组成。A段和B段由独自的污泥回流系统，因此二段有各自独立的生物群体，所以处理效果稳定。3)AB工艺对BOD5、COD、SS、N、P的去除率一般高于常规活性污泥阿法。4)A段负荷高达2~6k