2.3万吨城镇污水处理厂及回用工程设计

y课程水质工程学课题名称安徽滁州2.3万吨城镇污水处理厂及回用工程设计院（系）环境学院市政工程系专业给水排水工程姓名学号起讫日期2013.12.16-2014.1.4指导教师2013年12月16日南京工业大学水质工程学课程设计目录第一章污水处理第1节总论1.1基本资料………………………………………………………………………………………11.2污水处理工艺流程说明………………………………………………………………………11.3污水程度计算…………………………………………………………………………………2第2节一级处理构筑物以及设备的选择2.1设计参数……………………………………………………………………………………42.2闸门井………………………………………………………………………………………42.3中格栅………………………………………………………………………………………42.4污水提升泵房………………………………………………………………………………72.5细格栅…………………………………………………………………………………………72.6沉砂池…………………………………………………………………………………………82.7配水井………………………………………………………………………………………112.8氧化沟………………………………………………………………………………………122.9二沉池………………………………………………………………………………………172.10接触池与加氯间…………………………………………………………………………19第3节污泥处理构筑物3.1污泥浓池……………………………………………………………………………………223.2贮泥池………………………………………………………………………………………233.3污泥脱间……………………………………………………………………………………24第二章中水回用第4节中水回用处理厂规模及流程…………………………………………………………25第5节中水回用处理构筑物以及设备的选择5.1一级泵房……………………………………………………………………………………255.2药剂选择及投加方式………………………………………………………………………265.3混合设施……………………………………………………………………………………295.4沉淀池………………………………………………………………………………………215.5普通快滤池…………………………………………………………………………………32南京工业大学水质工程学课程设计-3--3-5.6消毒…………………………………………………………………………………………37南京工业大学水质工程学课程设计5.7清水池………………………………………………………………………………………385.8二级泵房……………………………………………………………………………………39第三章各构筑物的高程布置第4节高程计算………………………………………………………………………………40南京工业大学水质工程学课程设计11第一章污水处理第1节总论1.1基本资料为保证国家环保政策的顺利执行，实现节能减排目标目标，保护环境，同时根据环境影响评价，拟在安徽滁州建设一座污水处理厂，主要接纳南区污水截留污水渠输送过来的生活污水，对其进行处理，出水达标排放至城市外河。经过详细核算，污水厂要求每天处理水量为2.3（1万＋13×1000）万吨。由于该污水厂区周围水系分布较少，故考虑对部分污水进行深度处理，以达到中水回用水要求。污水厂所在地为一平地，北面、西面以道路为限，南门以河流为限，东部可自由征地，具体见规划所提供平面图。考虑成本独立核算问题，要求污水处理部分与中水工程部分独立成两块区域。办公区域按照实际要求共用。污水厂进出水水质按下表考虑：水质指标crCODBOD5SSNH3-NTPpH进水mg/L420260210352.76～9出水mg/L50101050.56～9注：①出水水质按国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918－2002一级A排放标准执行；②NH3-N最高允许排放浓度按水温≤12℃时的控制指标。其中45％的最终出水要求深度处理回用，回用标准按照CJ/T48-1999生活杂用水水质绿化、冲洗道路用水标准执行。工程位置平面见CAD图，红线为规划污水厂区的3条边，虚线位置根据工程情况完成征地工作，土地记入成本。1.2污水处理工艺流程说明按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用南京工业大学水质工程学课程设计22常规活性污泥法工艺，10～20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱氮除磷有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2/O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。由于该设计中的污水属于生活污水对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理可供选取的工艺：氧化沟工艺，SBR及其改良工艺等。小型污水处理厂，通常具有以下特点：（1）负担排水面积小，污水量小，一天内水质水量变化较大，频率较高；（2）一般要求自动化程度较高，以减少工作人员配置，降低经营成本；（3）小型污水处理厂占地会受限制，处理单元应尽量布置紧凑；（4）规模较小，一般不设污泥消化，应采用低负荷，延时曝气工艺，尽量减少污泥量同时使污泥部分好氧稳定。鉴于以上特点，选择SBR法及氧化沟法两种工艺方案。以下为两种工艺的比较：工艺类型优点缺点氧化沟1、氧化沟在流态上介同时具有这完全混合与推流方式的特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，可以进行硝化反硝化，取得脱氮效果；2、水力停留时间长，有机物在氧化化沟内得到较彻底的降解，剩余污泥已趋于稳定，只需进行浓缩和脱水处理，不需设硝化池；3、与二沉池合建可以省去污水回流设施；4、抗冲击负荷的能力强，对水质、水量、水温等的变化有较强适应性。1、由于沟深的限制以及沟型方面的原因，使得该工艺占地面积较大；2、由于采用机械曝气，动力效率较低，能耗高。SBR法1、耐冲击负荷能力强，处理1、除磷效果难于进一步提高，南京工业大学水质工程学课程设计33有毒或高浓度有机废水能力强，不易产生污泥膨胀；2、生化反应推动力大，速率快，效率高，出水水质好；3、全自动化操作管理；4、工艺流程简单，基建与运行费用低。特别是当P/BOD高时更是如此；脱氮效果也难于更一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高；2、沉淀池要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解氧的浓度也不宜过高，以防止循环混合液对缺氧反应器的干扰。经过比较，我们选择氧化沟工艺，下面对氧化沟工艺的说明：氧化沟严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟，如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。氧化沟具有以下特点：(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。有些类型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平均处理水平可达到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、泥龄长和循环稀释水量大。(4)污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为20～30d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。南京工业大学水质工程学课程设计44(5)可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，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。1.3污水处理程度计算城市污水排入受纳水体后，经过物理的、化学的和生物的作用，使污水中的污染物浓度降低，受污染的受纳水体部分地或全部地恢复原状，这种现象称为水体自净或水体净化，水体所具有的这种能力称为水体自净能力。在选择污水处理程度时，既要充分利用水体的自净能力，又要防止水体受到污染，避免污水排入水体后污染下游取水口和影响水体中的水生动植物。污水中的各项指标处理程度计算:项目COD5BODSSNH3-NTP污水的处理程度(%)88.196.295.285.781.5第2节一级处理构筑物以及设备的选择2.1设计参数污水厂的污水量从任务书中可知日平均流量：smdmQd/266.0/2300033变化系数：46.120.2667.27.211.011.0dzQK最大日流量：dmdmgQKQdz/388.0/266.046.133max2.2进水闸门井进水闸门井单独设定,为钢筋混凝土结构。设闸门井一座,闸门的有效面积为21.95m，其具体尺寸为1.31.5mm，设一台矩形闸门。当污水厂正常运行时开启,当后序构筑物事故检修时,关闭某一闸门或者全部关闭,使污水通过超越管流出污水处理厂。2.3中格栅格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常进行。被截留的物质称为栅南京工业大学水质工程学课程设计55渣。设计中格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。格栅断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水力条件好，但刚度差，故一般多采用矩形断面。格栅按照栅条形式分为直棒式格栅、弧形格栅、辐流式格栅、转筒式格栅、活动格栅等；按照格栅栅条间距分为粗格栅和细格栅（1.5～10mm）；按照格栅除渣方式分为人工除渣格栅和机械除渣格栅，目前，污水处理厂大多都采用机械格栅；按照安装方式分为单独设置的格栅和与水泵池合建一处的格栅。在此设计中，由于生活污水中含有大尺寸的生活杂物，我们选用栅条间隙为20mm的中格栅。组数为两组。则每组格栅的过栅流量为Q0=0.194m3/s2.2.2设计计算过程《给水排水设计手册第05册城镇排水》P280（以下简称手册）（1）计算草图：α1进水工作平台栅条αα（2）栅条间隙数设栅前水深h=0.4m,过栅流速取0.9m/s，用中格栅，栅条间隙宽度b=20mm,栅条安装倾角α=60。栅条的间隙数：1.259.04.010.0260sin388.02sinmaxbhvαQn，取26个，栅槽宽度：取栅条宽度S=0.01m77.02602.0)126(01.0)1(ennSBm南京工业大学水质工程学课程设计66（3）进水渠道渐宽部分长度：该水厂的最大设计污水流量smQ/388.03max为了便于格栅的管理与维修，在进水渠中设置两个完全相同的格栅，在两个平行放置的格栅前用导流墙把进水渠分成两个完全相同的小的进水渠。则每个格栅前的流量为smQ/194.03max,根据最优水力断面公式221BQ计算得：mVQB74.07.0194.022'max1所以栅前槽宽约0.74m。渐宽部分展开角α1=20°。则其长度mBBL55.020tan22/74.077.0tan20111（4）栅槽与出水渠道连接处的减窄部分长度：mLL28.0255.0212（5）通过格栅水头损失：通过格栅的水头损失10hKh；计