城市污水处理厂设计书.doc

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80000m3/d城市污水处理厂氧化沟法课程设计

第一章设计任务书

水污染控制工程课程设计任务书

一、设计题目

80000m3/d城市污水处理厂设计（氧化沟法）

二、原始资料

1.设计流量Q＝80000

2.水质情况：

BOD5=500mg/LCODcr=800mg/LSS=300mg/L氨氮=30mg/L

磷酸盐（以P计）=8mg/LpH=6～9

3.其他：

该地全年主导方向为东南风，地势平坦，地质情况良好，满足工程地质要求，地震烈度为6级，其他水文气象条件可暂不考虑，设计中地面标高为150.00m，进水管底标高144.50m，管径1000mm，出水排放水位149.00m。

三、出水要求

符合城市污水排放一级标准：

BOD5≤20mg/LCOD≤60mg/LSS≤20mg/L氨氮≤15mg/L磷酸盐（以P计）≤0.5mg/L

四、设计内容

1.方案确定

按照原始资料数据进行处理方案的确定，拟定处理工艺流程，选择各处理构筑物，说明选择理由，进行工艺流程中各处理单元的处理原理说明，论述其优缺点，编写设计方案说明书。

2.设计计算

进行各处理单元的去除效率估算；各构筑物的设计参数应根据同类型污水的实际运行参数或参考有关手册选用；各构筑物的尺寸计算；设备选型计算、效益分析及投资估算。

3.平面和高程布置

根据构筑物的尺寸，合理进行平面布置；高程布置应在完成各构筑物计算及平面布置草图后进行，各处理构筑物的水头损失可直接查相关资料，但各构筑物之间的连接管渠的水头损失则需计算确定。

4.编写设计说明书、计算书

五、设计成果

1.污水处理厂总平面布置图1张（含土建、设备、管道、设备清单等）

2.高程布置图1张

3.主要单体构筑物（沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池等）平面、剖面图1张

4.设计说明书、计算书一份

六、时间分配表（第18~19周）

序号

教学内容

时间

备注

1

下达设计任务书

1天（18周周一）

2

设计计算

5天（18周周一～18周周五）

3

绘制CAD设计图纸

5天（18周周六～19周周三）

4

编写设计说明书，装订成册

4天（19周周四～19周周日）

5

总计时间

14天

七、成绩考核办法

根据设计说明书、设计图纸的质量及平常考核情况由指导教师按优、良、中、及格、不及格评定成绩。

指导教师：

曾经、刘春华、赵文玉、彭青林

长沙理工大学化学与生物工程学院环境工程教研室

2009年5月

第二章设计说明书

一、设计题目

某城市污水处理厂氧化沟法工艺设计

二、设计原则、依据及执行规范

设计原则

1.采用技术先进可靠、占地省、出水水质稳定，效果好，技术经济合理的工艺；

2.选择造价低、节省电力、效率高的耐用设备；

3.因地制宜、合理布局、方便管理、统一规划。

主要设计依据及执行规范

《污水综合排放标准》（GB8978-2002）

《城市污水处理厂污泥排放标准》（CJ3025-93）

《室外排水设计规范》（2006年版）（GBJ50014-2006）

《室外给水设计规范》（2006年版）（GBJ50013-2006）

《城市污水处理工程项目建设标准》（2001年修订版）

三、设计内容和任务

1.工艺流程选择、方案确定；

2.各污水构筑物设计计算；

3.氧化沟系统设计；

4.污泥系统设计计算；

5.绘制系统高程布置图、平面布置图各一张，主要单体构筑物（沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池等）平面、剖面图1张；

6.编写设计说明书及计算书。

四、设计水质及处理后排放水质

1、设计处理水量：

日处理量：

80000

时处理量：

3333.3

因为总变化系数:

所以设计最大流量:

2、确定其原水水质参数如下：

COD：

800mg/L；BOD：

500mg/L；SS：

300mg/L；氨氮=30mg/L；磷酸盐（以P计）=8mg/L；PH：

6～9

3、设计出水水质

符合城市污水排放一级标准：

BOD5≤20mg/L；COD≤60mg/L；SS≤20mg/L；氨氮≤15mg/L；磷酸盐（以P计）≤0.5mg/L

4、污水处理程度的确定

根据设计任务书,该厂处理规模定为：

80000

进、出水水质:

项目

COD（mg/L）

BOD5（mg/L）

SS（mg/L）

NH-N（mg/L）

TP（mg/L）

进水

800

500

300

30

8

出水

60

20

20

15

0.5

处理程度计算:

溶解性BOD去除率：

活性污泥处理系统处理水中的BOD5值是由残存的溶解性BOD5（Se）和非溶解性BOD5二者组成，而后者主要以生物污泥的残屑为主体。

活性污泥的净化功能，是去除溶解性BOD5。

因此从活性污泥的净化功能考虑，应将非溶解性BOD5从水的总BOD5值中减去。

处理水中非溶解性值可用下列公式求得，此公式仅适用于氧化沟（本任务已定为氧化沟）。

·=0.7×Ce×1.42（1－×5）=0.7×20×1.42（1－×5）=13.6mg/L

所以：

处理水中溶解性BOD5为20-13.6=6.4mg/L

所以：

溶解性BOD5的去除率为:

η=×100％=98.72％

CODCr的去除率：

η=×100%=96%

SS的去除率:

η=×100%=93.33%　　　

氨氮的去除率:

η=×100%=50%

总磷的去除率:

η=×100%=93.75%

而根据设计任务书要求，要采用氧化沟法来进行处理。

五、污水、污泥处理工艺确定、选择

该废水的BOD5/COD为0.625大于0.5，说明该废水可生物降解性较好，就规模而言，本项目属于中小型的城市废水处理。

根据本工程水质的浓度和处理程度要求（B/C比值较大有0.625），所选的污水处理工艺能有效去除有机物就行；但其进水指标较高（BOD有500mg/L，COD有800mg/L，见下表）

1、工艺的确定原则

为了同时达到污水处理厂高效稳定运行和基建投资省、运行费用低的目的，依据下列原则进行了污水处理工艺方案选择。

（1）技术成熟，处理效果稳定，保证出水水质达到排放标准；

（2）投资低，运行费用省，以尽可能少的投入取得尽可能高的效益；

（3）选定工艺的技术设备先进、可靠，国产化程度高，一致性好；

（4）技术经济估算可行。

2、工艺类型、方案

在这里，我先介绍一下当前国内中小型城市污水处理厂的主要工艺方案、类型：

SBR、氧化沟（重点介绍）、AB、/O法。

SBR法

SBR法是序列间歇式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。

与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。

它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。

SBR工艺的主要特征

与传统活性污泥工艺相比，SBR工艺主要具有以下主要特征：

①无需设置二沉池，其曝气池兼具二沉池的功能；

②无需设置污泥回流设备；

③在处理某些工业废水时，一般无需设置调节池，曝气池可以兼作调节池，耐冲击负荷；

④由于SBR的运行过程中，会使得其中的活性污泥交替处在好氧、缺氧状态，且反应器从时间上来看呈典型的推流式，因此其活性污泥的SVI值较低，易于沉淀，一般不会产生污泥膨胀现象；

⑤易于维护管理，如运行管理得当，处理出水水质将优于连续式，反应推动力大；

⑥通过对运行方式的适当调节，在单一的曝气池内可完成脱氮和除磷的效果；

⑦工艺系统组成简单，易于实现自动化控制

而就近期的技术条件和其特点，SBR系统更适合以下情况：

1）中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。

2）需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。

3）水资源紧缺的地方。

SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。

4）用地紧张的地方。

5）对已建连续流污水处理厂的改造等。

6）非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。

其流程如下：

污水→缺氧搅拌→好氧分解→厌氧发酵，反硝化，脱氮→释放磷→曝气，硝化反应，磷吸收→静置沉淀→处理水排放

氧化沟法

氧化沟（oxidationditch）也称氧化渠，又称连续循环曝气池（Continuousloopreactor），是封闭环流式反应池（closedloopreacter，CLR）的延时曝气法的一种特殊形式，是活性污泥法的一种变形；是20世纪50年代荷兰的帕斯韦尔首先设计的。

氧化沟工艺在城市生活污水及工业废水处理领域已经得到广泛应用，并成为当前占主导地位的活性污泥污水处理技术。

尤其在我国，污水处理厂的建设以中小型规模为主，各类氧化沟工艺得到普遍应用，其中奥贝尔氧化沟应用较广，DE及T型多沟交替式在中高浓度污水处理厂应用较多，而卡鲁塞尔氧化沟以外贷项目为主。

另外，据国内外统计资料显示，与其他污水生物处理方法相比，氧化沟具有处理流程简单，操作管理方便；出水水质好，工艺可靠性强；基建投资省，运行费用低等特点。

氧化沟的工艺流程：

污水→缺氧搅拌→好氧分解→厌氧发酵，反硝化，脱氮→释放磷→曝气，硝化反应，磷吸收→静置沉淀→处理水排放

氧化沟及氧化沟系统图

原废水

沉砂池

格栅

二沉池

氧化沟

出水

回流污泥

以氧化沟为主的废水处理一般流程

氧化沟的特征：

①池体狭长，（可达数十米甚至上百米）；池深度较浅，一般在2米左右；

②曝气装置多采用表面机械曝气器，竖轴、横轴曝气器都可以；

③进、出水装置简单；

④氧化沟呈完全混合¾推流式；沟内的混合液呈推流式快速流动（0.4~0.5m/s），由于流速高，原废水很快就与沟内混合液相混合，因此氧化沟又是完全混合的；

⑤BOD负荷低，类似于活性污泥法的延时曝气法，处理出水水质良好；

⑥对水温、水质和水量的变动有较强的适应性；

⑦污泥产率低，剩余污泥产量少；

⑧污泥龄长，可达15~30d，为传统活性污泥法的3~6倍；

⑨世代时间很长的细菌如硝化细菌能在反应器内得以生存，从而使氧化沟具有脱氮的功能。

以下为几种常见氧化沟的类型结构示意图：

多沟交替式氧化沟

交替工作氧化沟由丹麦Kruger公司所开发的，有二沟和三沟式两种形式；其主要特点是其中的每一条沟均交替用做曝气池和沉淀池，而无需二沉池和污泥回流装置；但其中的曝气转刷的利用率较低，D型二沟只有40%，三沟式则提高到了58%；其中的三沟式氧