水污染控制工程课程设计-AAO水处理工艺

哈尔滨理工大学课程设计1目录第一章设计概论…………………………………………51.1设计题目……………………………………………………51.2设计任务……………………………………………………51.3城市概况、水文地质及气象资料…………………………51.3.1城市概况………………………………………………51.3.2气象资料………………………………………………61.3.3水文资料………………………………………………61.3.4自然特征一览表………………………………………61.4污水水质水量及处理程度计算……………………………71.5设计要求……………………………………………………8第二章方案确定………………………………………102.1一级处理方案确定…………………………………………102.1.1格栅……………………………………………………102.1.2沉砂池…………………………………………………102.1.3初沉池…………………………………………………102.2二级处理方案确定…………………………………………102.3三级处理方案确定…………………………………………112.3.1消毒池…………………………………………………11哈尔滨理工大学课程设计22.3.2混凝絮凝池（计划）…………………………………122.4污泥处理方案确定…………………………………………12第三章构筑物的设计计算……………………………133.1格栅设计计算………………………………………………133.1.1基本参数………………………………………………133.1.2设计计算………………………………………………133.2平流式沉砂池………………………………………………153.2.1基本参数………………………………………………153.2.2设计计算………………………………………………153.3辐流式初沉池………………………………………………183.3.1设计计算………………………………………………183.4AAO工艺设计计算…………………………………………223.4.1基本设计参数计算……………………………………223.4.2平面尺寸计算…………………………………………233.4.3进出水系统……………………………………………243.4.4其他管道设计…………………………………………263.4.5剩余污泥量……………………………………………263.5曝气系统工艺计算…………………………………………273.5.1需氧量计算……………………………………………273.5.2供气量…………………………………………………27哈尔滨理工大学课程设计33.5.3空气管路设置…………………………………………293.5.4空压机选择……………………………………………293.6辐流式二沉池………………………………………………303.7消毒池………………………………………………………373.7.1设计说明………………………………………………383.7.2消毒剂投加量…………………………………………383.7.3平流式消毒池设计计算………………………………383.8污泥处理构筑物设计计算…………………………………403.8.1设计说明………………………………………………403.8.2污泥量计算……………………………………………413.8.3辐流式浓缩池设计计算………………………………423.8.4贮泥池设计计算………………………………………47第四章总结……………………………………………50参考文献…………………………………………………………51第一章设计概论1.1.设计题目长春市日处理量10万吨污水处理厂1.2.设计任务哈尔滨理工大学课程设计41、根据设计原始资料提出合理的处理方案及处理工艺流程，包括各处理构筑物型式的选择、污泥的处理及处置方法、处理后废水的出路；2、进行各处理构筑物的工艺设计计算，确定其基本工艺尺寸及主要构造（用单线条画草图并注明主要工艺尺寸）；3、进行污水处理厂的总体平面布置（包括各处理构筑物、辅助建筑物平面位置的确定，主要废水和污泥管道的布置），并绘制平面布置图（1＃图纸，比例尺1：200～1：500）（手工或CAD图一张）；4、进行各处理构筑物的高程计算并绘制废水处理厂（站）的流程图（1＃图纸，比例尺纵向1：50～1：100；横向1：500～1：1000）（手工或CAD图一张）；5、编制工艺设计计算说明书。1.3.城市概况、水文地质及气象资料1.3.1城市概况长春市位于吉林省和东北经济区的核心地带,总面积20571平方公里.截止到1995年末,总人口667.3万人,其中非农业人口261.8万人.长春市区有6个行政区,经济技术开放区和净月潭旅游经济开发区,幅员面积3603平方公里,总人口270万人,其中非农业人口194.6万人；建成区面积143.03平方公里，非农业人口171.97万人。1.3.2气象资料长春市地处中国东北松辽平原腹地，市区海拔在250--350米之间，地势平坦开阔。属大陆性季风气候区，在全国干湿气候分区中，地处湿润区向亚干旱区的过渡地带。气温自东向西递增，降水自东向西递减。春季干燥多风，夏季湿热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷漫长，具有四季分明，雨热同季，干湿适中的气候特征，为人类开发和利用大自然提供了良好的气候环境。由于地哈尔滨理工大学课程设计5理位置、地形结构和大气环流相配合的作用,具有如下基本特征：四季分明。春季较短，干燥多风；夏季温热多雨，炎热天气不多；秋季气爽，日夜温差大；冬季漫长较寒冷。季风显著，雨热同季。冬季在强大的蒙古高压控制下，气候寒冷而干燥。夏季西太平洋副热带高压常和东南移动的贝加尔湖的冷空气交汇于此，降水丰沛而集中。气候的大陆性强，气温的年差较大。冬季的气温低于同纬度地区，夏季则高于同纬度地区。气候东西过渡，热量水分适中。由于长春市处于吉林省东部山地向西部松嫩平原的过渡地带，所以具有东部山区湿润气候向西部半干旱气候过渡的特征。过渡性气候使长春市的光照充足，热量条件优于东部，而雨水条件又好于西部，为农业生产提供了良好的气候条件。长春市年平均气温4.8°C，最高温度39.5°C，最低温度-39.8°C,日照时间2,688小时。夏季，东南风盛行，也有渤海补充的湿气过境。年平均降水量522至615毫米，夏季降水量占全年降水量的60%以上；最热月（7月）平均气温23℃。秋季，可形成持续数日的晴朗而温暖的天气，温差较大，风速也较春季小。1.3.3水文资料长春市的地表水属第二松花江水系，松花江、饮马河、伊通河的中下游，还有沐石河、双阳河、雾开河、新开河及卡岔河等流经境内，有波罗泡子、敖宝吐泡子、元宝泡子等主要泡子湖泊7处。市区的地表水，较大的河流为第二松花江的支流，也是饮马河的支流——伊通河及其支流——新开河等。由于市区的下部基岩为中生代白垩系红色岩系，岩层致密，为一不透水层或含水性极微，因而无深层地下水源，故地下水贫乏。1.3.4自然特征一览表名称指标名称指标最高温度38℃年平均温度4.9℃最低温度-36.5℃年降雨量593.5mm最热月平均温27.9℃主导风向西南哈尔滨理工大学课程设计6度最冷月平均温度-26.1℃平均风速3.8m/s冬季平均温度-10℃冰冻线169mm1.4.污水水质水量及处理程度计算水量近期Q=100000m3/d=1.16m3/s远期Q=50000m3/d=0.58m3/s水质污染物浓度(mg/L)GB18918-2002一级标准（mg/L）处理程度计算（%）COD30050𝐶𝑂𝐷=300−50300×100%=83.3%BOD12010𝐵𝑂𝐷=120−10120×100%=91.7%SS14010𝑆𝑆=140−10140×100%=92.9%NH3-N3553−=35−535=85.7%哈尔滨理工大学课程设计7TP80.5𝑇𝑃=8−0.58×100%=93.8%TN4515𝑇𝑁=45−1545×100%=57.1%1.5设计要求1.要求学生认真分析课程设计的题目以及所给出的设计条件、设计数据，根据所学理论知识，通过分析、比较确定设计方案，2.学生可进行组内讨论，分析设计方案，但应独立完成设计计算，并针对自己的设计内容独立完成设计计算书、设计说明书以及工程设计图。设计说明书中应对处理方案的比较选择作简要的说明，介绍所选工艺流程的特点和主要处理构筑物设置的作用、工艺构造要求和主要设计参数的选取及其处理效率，最终处理出水水质。3.设计说明书中应有各个处理构筑物工艺计算的详细步骤和过程；必要时应注明所选参数和公式的出处；应附有按比例认真绘制的单线条计算草图，清晰的表明构筑物的主要构造和有关工艺尺寸。4.课程设计正文内容序号为采用三级标题；文本每页下部居中必须有页码。（模板见附页）5.污水处理厂平面图中不同类型的线条应有所区别以使图纸层次分明，便于识别。例如，可用带有特定符号的粗线条画各类管线，中线条画各类构筑物和建筑物，细线条画道路、绿地和围墙等。此外，图中应有处理构筑物和辅助建筑物一览表及必要的说明，管线应表明流向；6.流程和高程布置图中各处理构筑物和辅助建筑物应选择适宜的剖面，用单线条画出其主要构造（如必要的围墙、进出水挡哈尔滨理工大学课程设计8板、出水堰和出水渠等）。画出连接管线以及阀门、水泵和计量装置等控制点和水面线，标明水流方向并注明各部位的高程。注意：各类管线用粗线条画、水面线和标高线用细线条画；此外，图中应有图例和必要的说明；7．要求方案和工艺流程的选择较为合理，各项参数选择恰当，基本概念清楚，计算过程准确无误，设计计算说明书条理分明，文字通顺，叙述简明扼要，书写工整清晰；设计图纸要求表达正确、布局合理、线条层次分明，图面整洁。此外要求图中所有文字均必须用工程字（仿宋体）书写！8.总结：对整个设计工作进行归纳，阐述本课题设计中尚存在的问题及改进想法。简述自己通过本设计的体会及建议。9.列出参考文献。第二章方案确定2.1一级处理方案确定2.1.1格栅在污水厂前端设置中格栅截留污水中粗大的悬浮物和漂浮物，使后续的泵房提升阶段得以稳定运行。以防止粗大的漂浮物阻塞构筑物的孔道、闸门和管道或损坏水泵等机械设备，起着预处理和保护设备的双重作用。2.1.2沉砂池在污水中会含有相当数量的砂粒等杂质。设置沉砂池可以避免后续处理构筑物和机械设备的磨损，减少管渠和处理构筑物内的沉积，避免重力排泥困难，防止对生物处理系统和污泥处理系统运行的干扰。哈尔滨理工大学课程设计9沉砂池有平流、竖流、曝气、涡流等形式。由于平流式沉砂池的污水在池内沿水平方向流动，具有构造简单、截留无机颗粒效果较好的优点，所以本设计中的沉砂池采用平流式沉砂池。2.1.3初沉池初次沉淀池式借助于污水中的悬浮物质在重力的作用下可以下沉，从而和污水分离，初次沉淀池去除悬浮物40%~50%，去除BOD20%~30%。初次沉淀池根据运行方式的不同分为平流沉淀池、竖流沉淀池、辐流沉淀池、斜板沉淀池。其中平流沉淀池占地面积大，采用多斗排泥每个泥斗需要单独设置排泥管各自操作，若用机械排泥设备位于水下易腐蚀。竖流式沉淀池由于池体深度大不适于大型污水处理厂。斜板沉淀池沉淀效果好但造价、维护费用高，且斜管易堵塞。而辐流沉淀池排泥方便，运行管理方便。2.2二级处理方案确定本次设计条件BOD浓度较低，进水为140mg/L，氨氮和总磷含量和去除率较高，分别为85.7%，93.8%，所以二级处理主要着重于对氮磷的去除，设计中选用A-A-O工艺，利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。A/A/O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO0.3mg/L)，释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮，缺氧段要控制DO0.7mg/L，由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中BOD作为氢供给体(有机碳源)，将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的。本工艺