4000 m3d大学城污水回用工艺设计 环境工程毕业设计

本科毕业设计（论文）4000 m3/d大学城污水回用工艺设计魏占超燕 山 大 学2011 年 6 月 本科毕业设计（论文）4000 m3/d大学城污水回用工艺设计学院（系）： 环境与化学工程学院 专 业： 07级环境工程 学生 姓名： 魏占超 学 号： 070110030010 指导 教师： 贺君 答辩 日期： 2011-6-24 燕山大学毕业设计（论文）任务书学院： 环境与化学工程学院 系级教学单位：环境科学与工程系 学号070110030010学生姓名魏占超专 业班 级07级环境工程1班题目题目名称4000m3/d大学城污水回用工艺设计题目性质工程设计题目类型毕业设计题目来源自选题目 主要内容1.查阅文献及撰写综述2.利用给定的资料,确定污水处理厂的工艺流程3.设计计算主要构筑物及主要设备的规格、型号、数量及工艺参数4.完成处理系统的高程设计。5.绘制全厂配置平面图、部分主要构筑物平、断面图详图基本要求1.掌握污水回用技术2.设计计算说明书2万字3.相关翻译3000字4.设计图纸折合A0图1.5张。参考资料1.环境保护设备选用手册（水处理设备），化学工业出版社，20022.三废处理工程技术手册：废水卷主编：聂永丰，化学工业出版社，20003.污水处理新工艺与设计计算实例，主编：孙力平，科学出版社，20014.环境工程设计手册主编：魏先勋，湖南科学技术出版社，2002周 次第 1 3 周第 4 5 周第 69 周第 1016周第 17 周应完成的内容查阅收集资料，撰写文献综述，并完成开题报告。选定设计方案，做总体工艺设计完成设计计算说明书完成规定的图纸论文定稿，准备答辩指导教师：贺君职称：讲师 2011 年 1 月7 日系级教学单位审批： 年 月 日摘要摘要随着大学城人口的增长，大学城污水的排放量不断增加，大学城污水的净化问题日益严峻，如何高效地处理是大学城污水成为大学城发展所要面临的重要挑战。本课题开展大学城污水回用的工艺设计。本设计中，污水的进水指标为：CODcr 380mg/L，BOD5 280mg/L，SS 200mg/L，pH 46。出水需满足指标达到：COD60mg/L，BOD520mg/L，SS20mg/L，pH 69。 经过此工艺处理后，BOD和SS的去除率均已超过90%。废水的各项指标均已达到城市污水再生利用城市杂用水水质（GB 18920-2002）中的城市绿化的排放要求，可以直接排放或进一步回用。该工艺不仅节省占地，而且可以减少污泥回流，具有节能效果。另外，该工艺采用水解酸化和接触氧化，可以获得较好的沉淀效率和较好的水质。关键词：大学城；污水；回用I 燕山大学本科生毕业设计（论文）Abstract With the growing of the population in cities, the emission volume of the domestic wastewater has increased continuously, and the treatment of the wastewater has been more and more urgent.Sequencing batch reactor activated sludge process technique is adopted to treat the wastewater. CODcr, BOD5 , SS and pH of the influent were 380mg/L, 280mg/L, 200mg/L, 4-6, respectively. The effluent should meet the requirements: COD is no more than 60mg/L, BOD5 is no more than 20mg/L, SS is no more than 20mg/L, pH 69.Through the treatment process,BOD and SS all have reached 90%. Wastewater indicators have reached the standardThe urban sewage reuse city miscellaneous water (GB 18920 2002) of the city green requirements,you can use the direct discharge or further back.This technology not only occupy less space, but reduce the sludge reflux, saving a lot of energy. Moreover, this process is hydrolysis acidification and contact oxidation. So the precipitation is more efficient and the water quality is much better.Keywords: university; Sewage; reuseLXXI 目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景11.2国内外现状31.3 设计内容3第2章 工艺设计说明52.1大学城污水处理及技术概述52.2 水质水量和处理要求62.3 设计范围62.4 设计原则62.5水回用处理工艺的选择7第3章 处理构筑物的设计计算113.1格栅间的设计计算113.2水解酸化池的设计计算133.3接触氧化池的设计计算153.4竖流式二沉池设计计算183.5双层滤料过滤池设计计算213.6浓缩池设计计算233.7板框压滤机设计计算263.8接触池与漂白粉用量设计计算273.9泵房及集水池设计计算293.10设备的选择31第4章 污水处理厂总体布置364.1污水厂平面布置364.2 污泥管道的计算36结论47参考文献48致谢50附录1开题报告51附录2 文献综述54附录3 外文文献译文59附录4 英文文献原文65III第1章 绪论 第1章 绪论1.1 课题背景随着我国社会和经济的高速发展，环境问题日益突出，尤其是城市水环境的恶化，加剧了水资源的短缺，影响着人民群众的身心健康，已经成为城市可持续发展的严重制约因素。近年来，国家和地方政府非常重视污水处理事业，正以前所未有的速度推进城市污水处理工程的建设，有数百座污水处理厂正在工程设计和建设中，预计到2010年，我国要新建城市污水处理厂1000 余座，污水厂的投资将达1800 亿元。在这一进程中，城市污水处理工艺的选择，将是工程界面临的首要问题。决定城市污水处理厂投资和运行成本的很重要因素是污水处理工艺的选择。目前，在城市污水处理领域，南方城市普遍存在着追求“新工艺”的倾向，而且在工艺选择上似乎还有“一窝蜂”的现象。例如80 年代,南方城市污水处理工艺多选择氧化沟；到了90 年代末，SBR工艺几乎要“一统天下”了。一座城市污水厂处理工艺的选择,虽然应由污水水质、水量、排放标准来确定，但是，忽略污水处理厂投资和运行成本，过分强调污水处理工艺的先进是不足取的。实际上，有些南方城市采取的高投资、高运行费的“新工艺”由于水质浓度低等缘故，并未收到理想的处理效果。生物膜法是与活性污泥法并列的一种污水生物处理技术。目前，国内仅用于中水(杂用水)处理以及解决地表水源微污染的治理上,应用于城市污水处理，却鲜有报道。事实上，城市污水处理事业发达的美国，在70 年代主要采取生物膜法处理城市污水，70%的城市污水处理厂采用造价低、运行费用省的高负荷生物滤池。我国是一个发展中国家，污水治理的基本原则是要以有限的财力，解决日益严重的水污染问题。我们最常遇到的主要是由学生公寓、食堂、实验室、生活小区等一种多种功能构成的相对独立的区域，其排水系统通常不在城市市政管网覆盖范围之内。根据当地的环保标准，必须设置独立的污水处理设施，这就是我们所指的大学城污水处理。 人类每天都产生大量生活污水。它有几种主要的有害成分：BOD、悬浮固体、N和P等。最近几年中，人们越来越多地采用一些先进技术，进行污水处理，尤其是除大量的生活污水以及大量的洗涤剂废水也排入污水处理厂。但目前日益严格的环境法规使得企业不得不通过循环和现场处理等方法减少废水的产生。 随着经济的发展和人民生活水平的提高，人们对水资源的需求量越来越大。我国为水资源贫乏的国家，人均占有量不到世界平均水平的四分之一，再加上时空分布不均，致使部分地区供求矛盾加剧。为节约用水，充分发挥现有水资源的利用率，有些城市相继指定了水回收利用的有关规定，将淋浴、洗涤、盥洗等轻度污染的污水，经处理后用于冲洗厕所、洗车、绿化等。为了把所学的东西与实际想结合，在此我将水污染处理中的大学城生活污水处理问题做一个较为简单的介绍。 大学城污水不同于城市污水（常包括部分工业废水），属于生活污水范畴。其水质水量特征可概括为：水质水量变化较大，污染物浓度偏低，即比城市污水低，污水可生化性良好，处理难度小。大学城污水的处理工艺依据大学城污水排入水体的功能不同而异，常用处理方法有：化粪池、一级处理（初次沉淀池）、生物二级处理及二级处理后再经消毒回用等。由于大学城污水处理水量较小，管理(manage)水平不高，所以，在工艺设计时尽可能选用无污泥或少污泥的处理工艺，以防止因污泥处理不善造成。目前，较为常用的处理工艺有：污水调节池初次沉淀池池二沉池出水，是应用最广泛的方法，主要优点是停留时间短、易挂膜，尤其适合设备化，埋地建设倍受环保公司及用户青睐，但由于维修管理(manage)及设备防腐等方面的问题，近年来应用受到限制。但如果建成地下钢筋混凝土形式，设置人员通道以便维修，此种地下建设方式在大学城水处理中具有较大市场，但这种方式一般处理规模较小，每天排放污水量小于几百吨的大学城较为理想。对上千吨的大学城污水处理，推荐采用地面建设方式，生物处理部分可采用接触氧化，也可采用SBR或其改进型CASS工艺，方式提议采用低噪音的风机或水下机。污水调节池混凝沉淀过滤出水，对处理程度要求不高，且水量较小时，可采用此工艺，具有占地面积小，异味小，管理(manage)简单等优点。另外，在好氧生物处理之前加上酸化水解，有利于降低能耗，提高系统的总去除率。大学城生活小区通常有较大的绿地面积，如果把污水处理后回用于浇灌绿地、道路、冲洗汽车，应在上述处理出水后加上消毒或其它补充措施。活性污泥法是处理城市生活污水最广泛使用的方法,它能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解的有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其它一些物质.它既适用于大流量的污水处理,也适用于小流量的污水处理.运行方式灵活,日常运行费用较低。1.2 国内外现状随着我国改革开放，经济的快速发展和城市化进程的加快，水资源的短缺尤为突出，因此国家极为重视污水资源化问题。在我国北方，随着国民经济持续增长和生活水平的提高，在用水量大幅度增长，造成水资源的短缺。在南方不少水资源日益被污染，可使用水资源日趋不足。在我国很多地方已经阻碍和制约着国民经济的持续增长。目前迫切需要做的事情就是寻找一条可靠合理的途径解决这一问题。一方面增加污水处理量，减少污水对水体的污染；另一方面为了减少新建水厂供水量，降低造价，节省成本，将污水处理后再予回用。目前世界各国相继开展了污水再生与回用研究，多年的实践已证明，再生后的污水不仅可以用于农业、工业，还可更广泛地作为城市用水，我国污水回用工作起步较晚，更缺乏系统研究和实践经验，大学城污水量大且集中，就近可取，基建投资省，处理成本低，是可开发利用的重要水源，因此进行大学城污水回用工艺设计具有一定的现实意义。1.3 设计内容本设计研究的主要内容主要有：1.对工艺构筑物选型作说明；2.主要处理设施（格栅、水解酸化池、生物接触氧化池、过滤池、二沉池）的工艺说明；3.主要设备（水解酸化池、生物接触氧化池、过滤池、二沉池）的选择计算；4.污水处理厂平面和高程布置。 该设计主要解决的问题是由于大学城生活而产生的污水废水并对其进行处理设计处理水量为4000m3/d。经过处理后的水质应达城市污水再生利用城市杂用水水质（GB 18920-2002）中的城市绿化的排放要求。48 第2章 工艺设计说明 第2章 工艺设计说明2.1大学城污水处理及技术概述我们最常遇到的主要是由居住区、教学楼、宿舍公寓、食堂等一种多种功能构成的相对独立的区域，其排水系统通常不在城市市政管网覆盖范围之内。根据当地的环保标准，必须设置独立的污水处理设施，这就是我们所指的大学城污水处理。大学城污水不同于城市污水（常包括部分工业废水），属于生活污水范畴。其水质水量特征可概括为：水质水量变化较大，污染物浓度偏低，即比城市污水低，污水可生化性良好，处理难度小。大学城污水的处理工艺依据大学城污水排入水体的功能不同而异，常用处理方法有：化粪池、一级处理（初次沉淀池）、生物二级处理及二级处理后再经消毒回用等。由于小区污水处理水量较小，管理(manage)水平不高，所以，在工艺设计时尽可能选用无污泥或少污泥的处理工艺，以防止因污泥处理不善造成。目前，较为常用的处理工艺有：污水调节池初次沉淀池池二沉池出水，是应用最广泛的方法，主要优点是停留时间短、易挂膜，尤其适合设备化，埋地建设倍受环保公司及用户青睐，但由于维修管理(manage)及设备防腐等方面的问题，近年来应用受到限制。但如果建成地下钢筋混凝土形式，设置人员通道以便维修，此种地下建设方式在大学城水处理中具有较大市场，但这种方式一般处理规模较小，每天排放污水量小于几百吨的小区较为理想。对上千吨的小区污水处理，推荐采用地面建设方式，生物处理部分可采用接触氧化，也可采用SBR或其改进型CASS工艺，方式提议采用低噪音的风机或水下机。污水调节池混凝沉淀过滤出水，对处理程度要求不高，且水量较小时，可采用此工艺，具有占地面积小，异味小，管理(manage)简单等优点。另外，在好氧生物处理之前加上酸化水解，有利于降低能耗，提高系统的总去除率。大学城通常有较大的绿地面积，如果把污水处理后回用于浇灌绿地、道路、冲洗汽车，应在上述处理出水后加上消毒或其它补充措施。2.2 水质水量和处理要求该废水处理工程的设计规模4000m3/d，处理后水质要求达到城市污水再生利用城市杂用水水质（GB 18920-2002）中的城市绿化的排放要求，进水水质和排放标准见表2-1。表2-1 废水的污染状况及执行的排放标准序号污染物进水设计值排放标准1COD（mg/L）380502BOD5（mg/L）280203SS（mg/L）200204pH46692.3 设计范围1、生产废水流入污水处理场界区至全处理流程出水达标排放为止，设计内容包括水处理工艺、土建、排水等；2、污水处理站的设计主要分为污水处理和污泥处理及处置两部分。2.4 设计原则(1).本设计方案严格执行国家有关环境保护的各项规定，废水处理后必须确保各项出水水质指标均达到城市废水排放要求。(2).针对本工程的具体情况和特点,采用成熟可靠的处理工艺和设备，尽量采用新技术、新材料,实用性与先进性兼顾，以实用可靠为主。(3).处理系统运行应有较大的灵活性和调节余地，以适应水质、水量变化。(4).管理、运行、维修方便，尽量考虑操作自动化，减少劳动强度。(5).在不影响处理效果的前提下，充分利用原有的构筑物和设施,节省工程费用，减少占地面积和运行费。(6).降低噪声，改善废水处理站及周围环境。(7).本处理工艺流程要求耐冲击负荷，有可靠的运行稳定性。2.5水回用处理工艺的选择 水回用是利用人们生产和生活中应用过的优质杂排水，经过一定的再生处理后，应用于工业生产，农业灌溉，生活杂用水及补充地下水。2.5.1水回用工艺流程 为了将污水处理成符合中水水质标准的水，一般要进行三个阶段的处理:（1）预处理 该阶段主要有格栅和调节池两个处理单元，主要作用是去除污水中的固体杂质和均匀水质。（2）主处理 该阶段是中水回用处理的关键，主要作用是去除污水的溶解性有机物。（3）后处理 该阶段主要以消毒处理为主，对出水进行深度处理。保证出水达到中水水标准。2.5.2主处理的方法 按目前已被采用的方法大致可分为三类:（1）生物处理法 利用水中微生物的吸附、氧化分解污水中的有机物，包括好氧和厌氧微生物处理，一般以好氧处理较多。（2）物理化学处理法 以混凝沉淀（气浮）技术及活性炭吸附相结合为基本方式，与传统的二级处理相比，提高了水质，但运行费用较高。（3）膜处理 采用超滤（微滤）或反渗透膜处理，其优点是SS去除率很高，占地面积与传统的二级处理相比，减少了很多。但目前对此工艺在实际应用上还存有一定争议。 2.5.3 工艺流程的选择 确定工艺流程时必须掌握中水原水的水量、水质和中水的使用要求，应根据上述条件选择经济合理、运行可靠的处理工艺；在选择工艺流程时，应考虑装置所占的面积和周围环境的限制以及噪声和臭气对周围环境带来的影响；水源的主要污染物是有机物，目前大多数以生物处理为主处理方法；在工艺流程中消毒灭菌工艺必不可少，一般采用含氯消毒剂进行消毒。水处理的工艺流程主要取决于水源和中水的用途，水源不仅影响处理工艺的选择，而且影响处理成本，因此，水源的选择十分关键；目前，我国主要以大学城污水作为水源。（1）生物化学法原水格栅调节池接触氧化池沉淀池过滤消毒出水。运转时应考虑到反应速率和污泥沉降性能，活性污泥浓度不应太大。（2）物理化学法 原水格栅调节池絮凝沉淀池超滤膜消毒出水， 以超滤膜分离技术代替上述工艺中沉淀、过滤部分，超滤技术具有适应性强、对细菌和洗涤剂的去除率，高出水稳定等特点。（3）膜生物反应器技术（物化生化结合法） 原水格栅调节池活性污泥池超滤膜消毒出水 膜生物反应器技术既MBR技术是将生物降解作用与膜的高效分离技术结合的污水处理及回用工艺。该工艺最引人注意的是利用膜技术实现固液分离取代传统的沉淀池，而且不需要回流污泥。膜的高截留率使生物反应器内可以维持很高的生物浓度，因此反应器具有较高的容积负荷，因此可以大大缩小占地面积、提高出水水质，适合较高水质要求的污水处理与回用。膜生物反应器很可能成为传统工艺的替代者，从而将污水处理与回用提高到一个新的层次。 通过以上的论述及对比我所采用的简捷工艺流程如下：污水中格栅水解酸化池生物接触氧化池二沉池双层滤料过滤池消毒池回用水由于污水量不大，最终出水对水质要求较高，且最终出水作为回用水。因此拟采用以下工艺流程：二沉池接触氧化池水解酸化池提升泵中格栅上清液泥饼外运污泥浓缩池机械脱水回用水消毒池过滤池反冲洗泵图2-1 工艺流程图流程说明：该流程为物理，化学，生物化学的组合工艺。首先，污水进行预处理，中格栅用来截留较大颗粒悬浮物，如：纤维，果皮等制品，而后进入水解酸化池，水解酸化池可以改善生物处理构筑物运行条件并降低有机物运行负荷，去除大部分悬浮物。预处理后的污水进入二级处理，在生物接触氧化池中进行生物氧化，降解去除大部分有机物，同时对N,P也可以有效去除。经生物氧化污水进入二沉池，二沉池用以澄清混合液和浓缩活性污泥，从而使污水得以净化。由于生活小区对水质要求高需进行深度处理，出水由过滤池进行过滤但水质仍未达到标准，因此须进一步消毒，消毒可用来杀灭各种方法处理后残留的细菌，病毒等微生物，经消毒后的部分水可用作反冲洗水来节省水源，剩余最终出水可用作中水进行回用。经初沉池，生物接触氧化池，二沉池处理后的污泥和脱落生物膜一起排入污泥浓缩池，经浓缩脱水后的污泥可用作肥料。经浓缩池，机械脱水后的上清液可回流到初沉池来循环使用。经处理后回用水可以用于冲洗厕所、洗车、绿化等。2.6 本章小结本章根据污水的原始设计资料，结合污水特点，提出了水解酸化处理工艺。该流程为物理，化学，生物化学的组合工艺，且处理后的水可作回用水源。第3章 处理构筑物的设计计算 第3章 处理构筑物的设计计算3.1格栅间的设计计算3.1.1格栅的作用和位置格栅有一组平行的金属栅条，或筛网制成，安装在污水渠道，泵房等的进口处或污水处理厂的端部。用以截留较大悬浮物或漂浮物，如纤维，碎皮，毛发，木屑等，以便减轻后续处理的处理负荷，并使之正常运行，被截留物质为栅渣。3.1.2格栅的选型及设计参数1.型式：平面型 倾斜安装机械格栅2.格栅的栅前流速一般为3.格栅过栅流速不宜小于，不宜大于4.山前渠道宽度和渠道中的水深应与入厂污水管规格相适应5.格栅尺寸参见设备说明书，在本次设计中可采用中间值的方法3.1.3格栅的设计数据1.污水处理系统前格栅的栅条间隙，应符合下列要求：（1）人工清除 （2）机械清除 （3）最大间隙2.如水泵前格栅间隙不大于时，污水处理系统前可不在设置格栅3.栅渣量与地区特点，格栅的间隙大小，污水水量等因素有关，在无当运行资料时，可采用：（1）格栅间隙 （2）格栅间隙 4.机械格栅不宜少于2台，如为1台时，应设人工清除格栅备用5.格栅倾角一般采用6.通过格栅的水头损失一般采用7.栅间必须设置工作台，台面应高出栅渣前最高设计水位，工作台上应有安全冲洗设备8.设置格栅装置的构筑物，必须考虑有良好的通风设施9.格栅间内应安装调运设备，以便运行格栅及其他设备的检修，栅渣的日常清除。3.1.4计算过程设栅前深h=0.4m，过栅流速v=0.9m/s，用中格栅，栅条间隙，格栅倾角=601、 栅条间隙数 =4000m3/d=0.046 m/sn=个2、 栅槽宽度：取栅条宽度s=0.01mB= =0.013、 进水渠道渐宽部分长度若进水渠道B=，渐宽部分展开角4、 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 5、 过栅水头损失 因栅条为矩形截面,为矩形断面时，6、 栅后槽总长度 取栅前渠道超高栅前槽高 7.格栅总长度 7、 每日栅渣量在格栅间隙为25mm情况下，设栅渣量 可采用机械清渣3.2水解酸化池的设计计算采用本设计，需密闭，不设三相分离器，需搅拌器。水解酸化池设计草图如图3-3所示。图3-1 水解酸化池设计草图3.2.1 设计说明表面负荷q= 1.5 m3/(m2h)；水力停留时间HRT=3.0h；厌氧污泥产率Y=0.15kgSS/kgBODr3.2.2 设计计算 1 水解酸化池尺寸1 池表面积及尺寸 式中，q为表面负荷，m3/(m2h)。代入数值，采用正方形池，边长L=11m。2 有效水深 超高0.5m，则水解酸化池总高度5.0m。3 有效容积 4 d反应器上升流速 水解酸化池的酸化池上升流速一般为0.51.8m/h，符合要求。 2 反应器配水系统单孔布水负荷q=1.0 m2，出水孔处设导流板， 则布水点个数 管道设计采用分枝式配水方式，一共设6根总管，管径D4=150mm，每2米布设一根；每根总管上6根支管，管径D5=50mm，每2米布设一根；每根支管设2根支管，管径D6=35mm。配水管道设计草图如图3-4所示。图3-2 配水管道设计草图3 出水收集系统（1） 出水渠宽 （2） 代入数值，取b=0.5m。设出水流速0.3m/s，出水渠中水深 取h=0.5m，则出水渠断面设计为hb =0.5m0.5m。（3） 溢流堰设计流量Q=4000m3/d =46L/s，溢流堰负荷q=2.8 L/(ms) 。则溢流堰出水断面总长度 采用90三角堰，设堰上水头H=30mm，每个堰口水面宽度b=60mm所需堰口数量 出水堰周长C=出水断面处每个堰齿宽度 取s=90mm，则实际堰口数 校核溢流堰负荷，符合要求 图3-3 溢流堰草图 4 污泥量 式中，为水解酸化去除的BOD5量，kg/ m3；Y为厌氧污泥产率，=0.15 kgSS/kgBODr假设水解酸化池前BOD5去除率20%，水解酸化对的去除率20%，则=代入数值假设含水率99%，密度为1g/cm3，则污泥体积为3.84 m3/d。3.3接触氧化池的设计计算3.3.1 作用该池是污水处理系统的重要组成部分，具有脱氮除磷的功能，不用污泥回流，也不存在污泥膨胀的问题。管理方便。本设计选用直流式接触鼓风氧化池。 3.3.2 设计数据 1、生物接触氧化池填料体积按填料容积计算容积负荷应通过试验确定，一般城市污水为1.01.8kg BOD/m.d 2、污水在池内停留时间一般约为3.08.0h，但也需要根据实际情况而定。 3、曝气装置供气量按气水比（1520）：1考虑。 4、填料总高度一般为3m，每格生物接触池面积不宜大于25m。保证布水、布气平均。3.3.3接触氧化池设计计算Q=4000m/d，BOD进水L=260mg/L，出水L=20mg/LBOD去除率 y=92.3%设 气水比 D= 容积负荷m=1500g BOD/m.d 接触时间t=2h1、滤池体积 V=640m （3-1） 2、滤池总面积 F=256m 3、池格数 f25m 取f=16m =16格 4、格滤池面积 设LB=44 5、校核接触时间 =24=24=3.84h2h （3-2） 6、滤池总高度 h超高0.60.7m h填料上深0.40.5 h填料层间隙高0.20.3m h配水区高深采用多孔曝气时，进入检修者取1.5m H=H+h+h+（m-1）h+h=2.5+0.7+0.4+0.2+1.5=5.3m7、填料总体积 V=16162.5=8、污水在池内实际停留时间t= =7.07h9、所需空气量 D为供气量气水比（1520）：1 设D=15m/d D=DQ=154000=60000m/d10、每格需气量 D=11、接触池需气量 设 气水比为6：1 Q=64000=24000m/d=1000m/h 由于采用半软性纤维填料不会堵塞，曝气强度，也不会淤泥，所以选用可变孔曝气软管，单个曝气量为，曝气头个数为： 图3-4生物接触氧化池示意图3.4竖流式二沉池设计计算3.4.1二沉池设计数据1.二沉池面积按表面负荷法计算，选用表面负荷时，注意活性污泥在二沉池中沉淀的特点，应小于初沉池一般为2设计中心进水管，应考虑回流污泥，且只取大值。中心进水管水流速度可选3二沉池酌水停留时间一般为4池径水深比宜为5利泥板外缘线速度不宜大于，一般采用。3.4.2 二沉池作用二次沉淀池是活性污泥系统重要组成部分，它的作用是泥水分离，是混凝土合液澄清，浓缩和回流活性污泥。其工作效果能够直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。本次毕业设计选用的是圆形竖流式二沉池，它适用于小型污水处理厂。3.4.3 二沉池设计计算1设中心管内流速，采用池数，则每池最大设计流量=0.462沉淀部分有效断面积设表面负荷，则上流速A=3二沉池直径D= 4二沉当有效水深设沉淀时间5校核当径水深比 符合要求6校核集水槽每米出水堰过水负荷符合要求，不需另设辐射式水槽。7污泥体积设污泥清除间隔时间,每人每日产先湿污泥量 （3-3）8每池污泥体积9池子圆载锥部分实有容积设圆锥底部直径为，载锥高度为，载锥侧壁倾角可见池内足够容纳污泥量10中心管直径11.中心管嗽叭下缘至反射板的垂直距离，设流过该缝隙的污水流速喇叭口直径 12二沉池总高度设池子保护高度，缓冲层高（因泥面很低）则图3-5竖流式二沉池示意图3.5双层滤料过滤池设计计算3.5.1 双层滤料过滤池的作用过滤池在污水深度处理中应用较多。此池型不含污能力强而且在好氧状态下，易于生物膜生长，可使二级处理水在去除悬浮物质的同时，降解溶解性的有机物，大幅度提高出水水质，满足用户需求。3.5.2设计数据1.从过滤开始到结束所延续的时间称滤池的工作周期，一般应大于，最长可达以上。2.常用的石英砂和无烟煤的容隙率分别为和。3.双层滤料的滤速一般采用，反冲洗强度采用,历时。3.5.3 设计计算1、设计废水量考虑了水厂自用水（包括反冲洗水）2、设计数据滤速，冲洗强度冲洗时间 3、计算（1）滤池面积及尺寸滤料工作时间24h，每次冲洗6min，停留40min，滤料实际工作时间为：滤池工作周期时间 ：滤池停运后停留时间 : 滤池反冲洗时间 采用2个滤池，每个滤池面积 设计滤池长度比 滤池尺寸为= 校核强制滤速 （2）滤池高度承托层高计,，滤料层高度：无烟煤层，砂层为，总高度，滤料上水深为，超高，滤板高度，滤池总高 (3)滤池反冲洗水头损失 a：管式大阻力配水系水头损失，孔眼d为，孔口流量=，配水系统开孔比 （3-4） b.经砾石支随层水头损失计算（为层厚） c.滤料层水头损失及写作水头为： d.反冲水泵和扬程滤池高计+清水池深度+管道、滤层水头损失根据冲洗流量和扬程选择反冲洗水泵图3-5双层滤料过滤池示意图3.6浓缩池设计计算3.6.1重力浓缩池的作用本设计采用的是重力，浓缩池中的圆形浓缩池主要用于浓缩初次污泥及初次污泥和剩余污泥的混合污泥。3.6.2设计数据1.进泥含水率：当为实次污泥时，其含水率一般为95%97%；当为剩余活性污泥时，其含水率一般为2.污泥固体负荷：当为初次污泥时，污泥固体负荷采用；当为剩余活性污泥时，污泥固体负荷采用3.浓缩后污泥含水率：由二沉池进入污泥浓缩池的污泥含水率，当采用99。2%99。6%时，浓缩后污泥含水率为97%98%(1)浓缩时间不宜小于12小时，但也不超过24小时；(2)有效水深一般宜为4m，最低不小于3m;污泥室容积和排泥时间：应根据排泥方法和两次排泥间隙时间而定，当彩间歇排泥时，两次排泥间隔一般采用8小时。3.6.3计算初沉池、接触氧化池，二沉池排泥量1、（1）初沉池 按SS去除率计算 （3-5）C1,C2: SS进出水浓度t/m3 ,去除率4060%X0 : 0.020.05 t/m3 (初沉污泥浓度)(2)接触氧化池 按BOD5去除率计算设每去除1kg BOD5产生0.30.4kg污泥Lr为BOD5进出水浓度差值 ，y为BOD5去除率80%， 污泥容量，以1000计设污泥含水率P=99%，则 (2)二沉池污泥量按B0D5去除率计算污泥含水率为99.2%-99.6%,Lr：BOD5进出水差值：污泥产率系数（）经生物接解氧化池后的二沉池BOD5进水浓度为：污泥干重浓缩池总处理污泥量：2、浓缩池直径浓缩污泥固体通量M取,污泥浓度C取，则浓缩池面积采用1个污泥浓缩池,则深缩池直径3、浓缩池工作部分高度取污泥浓缩时间,则4、超高h取 5、缓冲层高 6、污泥升容积 设池底坡度，污泥斗下底直径，上底直径，池底坡度造成的深度污泥斗高度 7、浓缩池总高度8、浓缩后污泥体积为经二沉池进入浓缩池污泥含水率 图 3-6 重力浓缩池示意图3.7板框压滤机设计计算3.7.1作用由重力浓缩后的污泥含水量水率毕较高，需将污泥进行脱水之后外运。本高等选用的是水平自动板杠压滤机。3.7.2设计数据1通过试验确定或参考类似的压滤运行数据，夺滤机产率一般为。2.压滤脱水周期。3.7.3计算1压滤机过滤面积 （3-6）P污泥含水率 Q污泥量 L污泥产率2.根据压滤机面积选择性能如下：表3-1压滤机性能表型号过滤面积滤板厚度滤板数(片)滤框数（片）最大滤饼厚度BAJZ15A/800-501550131220型号最大过滤压滤滤布规格主电机功率（kw）外形尺寸（）BAJZ15A/800-507.53.由于从浓缩池流出污泥需靠污泥泵将其提升到压滤机，因此污泥泵选型：表3-2污泥泵性能表型号额定流量（）额定扬程（）转速（r/min）CVD-31-100B0.092.4870型号出口直径（）额定功率外形尺寸长宽高（）CVD-31-100B10011499307003.8接触池与漂白粉用量设计计算3.8.1作用污水经过一级或二级处理后，水质大大改善，但细菌含量仍须进一步去除，并存在有病原菌的可能，因此，在排放水体前或中水回用、农因灌溉时，应进行消毒处理。3.8.2设计数据1、加氯量为，接触时间2、每包的漂白粉先加水搅拌成溶液，再加水调成，浓度溶液澄清后，由计量设备投加以滤后水中。3.8.3计算1、漂白粉用量由给排水工程快速设计手册查表13-7，得最大投氯量，水量时，所用漂白粉量2、接触池容积（1）(2)采用矩形隔板工接触池1座，则每座池容积为： （3）取接触池水深,单格宽,则池长：,水流长度每座接触池分格数：格（4）复核池容由以上计算，接触池宽长，水深所以接触池出水不用设溢流堰3、投药方式，搅拌设备造型根据所投药量宜采用重力投加，挂壁式搅拌设备U=水动力粘度（Pas） T-混合时间（）一般1minG-设计速度梯度在接触消毒液第一格和第二格起端设置混合搅拌机2台（立式）混合搅拌机功率 =0.125kw根据搅拌机功率，则选用搅拌机性能如下：表3-3搅拌机性能表型号桨板深度()桨板直径()桨叶宽度()功率(kw)转速（）JWH-310-11.50.310.94300图3-7 接触消毒池示意图3.9泵房及集水池设计计算3.9.1作用本设计采用自灌式矩形提升泵房，根据设计中污水水量可知为小型处理厂，因此易采用合建式的矩形泵房，水泵设置为1用1备。水泵机组的排列决定泵房建筑面积大小，机组间距以不妨碍操作和维修的需要为原则，机组布置应保证运行安全，管道总长度最短，接头配件最少，水头损失最小，并考虑泵站有扩建的余地，本设计采用横向排列。3.9.2设计数据图3-8水泵机组布置示意图(1) 净距等于最大设备宽加1米，但不得小于2米，取2米；(2) 净距应按管件安装需要确定，但水泵出水侧为操纵主通道，不宜小于3米，取3.5米；(3) 净距 原则上为电机轴长加0.3米，对低压配电设备米，取2.0米;(4) 净距应根据安装需要确定，但米，取1.0米；(5) 为两相邻机组间距不宜小于1.2米，取1.2米。3.9.3设计计算（4） 集水池容积 设计流量Q= 相当一台泵6min容量，设有效水深为，则每台泵流量Q= 容积 取 容积 宽度 取2m (2)泵房总长及总宽总宽总长（1） 泵房总高图3-9泵房水位示意图1从管道到格栅水处理自由跌落0.052从格栅出水经管道到达集水池，此过程中水位自由跌落0.5，即集水池最高水位：3最高水位与最低水位差值为1.52.0,取1.5，即最低水位：4最低水位与泵房底有安全水损，取；泵房底标高5泵房埋深为；泵房地上部分一般为45，取4 即泵房总高3.10设备的选择3.10.1 平流式初沉池刮泥机设备的选型 平流式初沉池刮泥板设备的尺寸如下表：表3-4 平流式初沉池刮泥板设备的尺寸表型号池长（）标准池长（）池深（）周边线速度（）驱动功率（kw）1620203.55.01.00.5523.10.2 鼓风机设备选型鼓风机设备的尺寸如下表：表3-5 鼓风机设备的尺寸表型号口径()转速()Q()TSE-20020080026.10型号LaPP外形尺寸（）TSE-2009.41114.715003.10.3 曝气头设备的选型曝气头设备的尺寸如下表：表3-6曝气头设备的尺寸表型号曝气量（）氧利用率E（%）HA80-50416.303.10.4 软性纤维填料设备的选型软性纤维填料设备的尺寸如下表：表3-7软性纤维填料设备的尺寸表型号纤维束丝量（根）单位质量（）成膜质量（）R-120-602.52.6580型号理论比表面积（）正常负荷(kgCOD/)冲击负荷R-120-6024742353.10.5 反冲洗泵设备的选型反冲洗泵设备的尺寸如下表：表3-8 反冲洗泵设备的尺寸如下表型号流量()配带电动机配带电动机扬程()功率（kw）型号5.41.1Y90S-415型号转速()外形尺寸（）145010103.10.6 搅拌机的设备选型搅拌机的设备尺寸如下表：表3-9搅拌机的设备尺寸表型号桨板深度()桨板直径()桨叶宽度()功率(kw)转速（）JWH-310-11.50.310.943003.10.7 压滤机的设备选型 压滤机的设备尺寸如下表：表3-10 压滤机的设备尺寸表型号过滤面积滤板厚度滤板数(片)滤框数（片）最大滤饼厚度BAJZ15A/800-501550131220型号最大过滤压滤滤布规格主电机功率（kw）外形尺寸（）BAJZ15A/800-507.53.10.8 污泥泵的设备选型污泥泵的设备尺寸如下表：表3-11污泥泵的设备尺寸表型号额定流量（）额定扬程（）转速（r/min）出口直径（）额定功率外形尺寸长宽高（）CVD-31-100B0.0092.487010011499307003.10.9 浓缩池挂泥板的设备选型浓缩池挂泥板的设备尺寸如下表：表3-12浓缩池挂泥板的设备尺寸表型号池径()标准池径()池深()周边线速度()驱动功率ZXN4102442.84.00.61.50.373.10.10 提升泵的设备选型 提升泵的设备尺寸如下表：表3-13 升泵的设备尺寸表型号转速()流量()扬程()电压功率4MF-BC970154127.1911型号效率(%)口径()安装尺寸长宽高()4MF-BC702266052019223.11 本章小结本章完成了污水处理主要构筑物的计算及主要设备的选择，并对废水中污染物的去除率进行了理论计算，本章且完成了污泥处理主要构筑物的计算及相关设备的选择。水解酸化池污泥产量都很少，且消化程度高，为污泥后续处理节省了大量费用，优势明显。废水经一系列处理后，水质达到了排放回用标准。第4章 污水处理厂总体布置 第4章 污水处理厂总体布置4.1污水厂平面布置在污水处理厂厂区有：各处理单元构筑物，连同个处理构筑物之间的管及其他管线，辅助性建筑物，道路，及绿地等。4.1.1总体布置规定根据污水厂的处理级别，一级处理或二级处理（生物膜法）和污泥处理流程，各种构筑物的形状，大小及组合，结合厂址地形，气候和地质条件等，综合确定布置形式。总体布置恰当，可为今后施工，维护和管理等提供良好条件。4.1.2布置的具体要求1.平面布置重点考虑厂区功能区划；处理构筑物布置，构筑物与管渠之间关系。2.厂区平面布置时，除处理工艺管道外，还应有空气管，反冲洗管及污泥管，管道之间及其与构筑物，道路之间应有适当间距。3.污水厂厂区主要车行道路6-8米。次要车行道3-4米，道路两旁留有绿化带及适当空间。4.水厂厂区适当规划设计机房（水泵 风机 剩余活性污泥 配电用房）办公用房，机修及仓库等辅助建筑5.厂区总面积要求选择，比例1：200，图面参考给水排水制图标准GBJ106-87，重点表达建筑物外形及其连接管渠，内部构造及管渠不表达。4.2 污泥管道的计算4.2.1污泥的水力特性水处理系统都要产生一定量的污泥。通常情况下，污泥大多采用管道输送，包括重力输送和压力输送。与水流不同，污泥的性质变化很大，所以水力特性也各不相同。污泥的水力特性受很多因素的影响，如温度、污水水质、流速、黏度等。但归纳起来主要受黏度的影响。为方便起见，常以污泥含水率来表征污泥的水力特性。在污泥含水率一定的情况下，污泥中固体的密度越小，则污泥的黏度越大。污泥的黏度与污泥的浓度以及挥发物的含量成正比，与温度成反比。而它与流速的关系比较复杂：当污泥在管道内以低流速（一般以1.01.5m/s）流动时，处于层流状态，污泥黏度大，流动阻力比水大；当流速增大至1.5m/s以上时，处于紊流状态，流动阻力比水小。在设计输泥管道时，应采用较大的流速，以使污泥处于紊流状态。污泥的性质与污泥的含水率有直接关系。当污泥含水率为99%99.5%时，污泥在管道中的水力特性与污水相似；当含水率为90%92%时，与污水相比水头损失增加很多；当污泥管道直径为100mm和150mm时，污泥管道的水头损失是污水管道的68倍。4.2.2 污泥管道的水力计算说明（1）在污水处理厂中，重力输泥管道的设计坡度采用0.010.02。采用压力流管道输送污泥时，一般采用表3-7的最小设计流速。表4-1 压力流输泥管道最小设计流速污泥含水率/%最小设计流速/（m/s）管径150250mm管径300400mm901.51.6911.41.5921.31.4931.21.3941.11.2951.01.1960.91.0970.80.9980.70.8因在设计输泥管道时，要使污泥处于紊流状态，则流速应取大于1.5m/s.（2）污泥管道水力损失计算1 水解酸化池至污泥浓缩池取管长L=12m，管内流速V=1.6m/s，管道D=100mm的铸铁管，90弯头一个（=1.14）干固体浓度与CH值的关系见表3-8，局部阻力系数见表3-9 。污泥含水率为95%，污泥处于紊流状态，其水头损失可按