8.5万吨日城市污水处理厂初步设计_水污染控制工程课程设计.doc
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JIUJIANGUNIVERSITY
《水污染控制工程》课程设计
题目8.5万吨/日城市污水处理厂的初步设计
院系化学与环境工程学院
专业环境工程
摘要
本次课程设计的题目为某城市污水处理厂初步设计，主要任务是完成该污水处理厂的平面布置、高程布置和各处理构筑物的初步设计。
初步设计要完成设计说明书一份，污水处理厂平面布置图1张、污水处理构筑物高程布置图1张。
该污水处理厂工程规模为8.5万吨/日，进水水质见下表
表1进水水质（单位：
mg/L）
指标
CODCr
BOD5
SS
氨氮
磷酸盐（以P计）
数值
200
180
200
30
4.0
本次设计所选择的A2O工艺，具有良好的脱氮除磷功能。
该污水处理厂的污水处理流程为：
污水从粗格栅到污水提升泵房，再从泵房到细格栅，然后到沉砂池，进入初沉池再进入生物池（即A2O反应池），再从生物池进入二沉池，污水再经过接触消毒池后排入自然水体；污水处理厂处理后的出水水质要达到污水排放标准执行污水综合排放标准（GB18918-2002）一级B标准。
污泥处理流程为：
初沉池产生的污泥和二沉池产生的剩余污泥则送入贮泥池，经过贮泥、加药处理后的污泥，进入污泥浓缩脱水车间，最后外运处理。
关键词：
A2O工艺；脱氮除磷；污水处理
目录
摘要 1
引言 1
1设计任务书 5
1.1工程设计资料 5
1.2设计任务 6
1.3基本要求 6
1.4毕业设计图纸内容及张数 6
2设计说明书 7
2.1城市污水来源、水量及水质特点分析 7
2.1.1城市污水来源 7
2.1.2城市污水水量 8
2.1.3城市污水水质特点 8
2.2污水处理方案的选择 9
2.2.1城市污水主要处理方法 9
2.2.2污水处理方案的选择 11
2.3污水处理工艺原理及工程说明 13
2.3.1粗格栅 13
2.3.2泵房和集水池 14
2.3.2.1泵房 14
2.3.2.2集水池 15
2.3.3细格栅 15
2.3.4沉砂池 16
2.3.5配水井 18
2.3.6初沉池 18
2.3.7生化池 19
2.3.8配水井 21
2.3.9二沉池 22
2.3.10接触消毒池 23
3设计计算书 25
3.1粗格栅间 25
3.1.1设计参数 25
3.1.2设计计算 25
3.2集水池和泵房 27
3.2.1设计参数 27
3.2.2集水池设计计算 27
3.2.3水泵扬程计算 28
3.3细格栅 29
3.3.1设计参数 29
3.3.2设计计算 29
3.4沉砂池 30
3.4.1设计参数 30
3.4.2设计计算 30
3.5配水井 33
3.5.1设计参数 33
3.5.2设计计算 33
3.6初沉池 34
3.6.1设计参数 34
3.6.2设计计算 35
3.7厌氧池 36
3.7.1设计参数 36
3.7.2设计计算 36
3.8缺氧池 37
3.8.1设计参数 37
3.8.1设计计算 37
3.9曝气池 38
3.9.1设计参数设计参数 38
3.9.2污水处理程度的计算 38
3.9.3曝气池的计算与各部位尺寸的确定 39
3.10配水井 41
3.10.1设计参数 41
3.10.2设计计算 41
3.11二沉池 42
3.11.1设计参数 42
3.11.2设计计算 42
3.12消毒池 44
3.12.1设计参数 44
3.12.2设计计算 44
3.13高程计算 46
结论 49
参考文献 50
附录 51
5
引言
一、选题的依据及意义
随着城市化进程的加快和经济建设的飞速发展，城市污水排放量也迅速增加，大量未经处理的污水任意排放，将对水体造成严重污染。
如果不能得到妥善处理，将给城市及水环境造成严重污染，影响人居住环境质量和城市的可持续发展。
因此必须建设污水处理厂对城市排放的污水进行处理。
而经当地环保部门批准，污水排放标准执行污水综合排放标准（GB18918-2002）一级B标准。
由于污水中含氮磷较多，易使水体富营养化，所以选择的污水处理工艺应具有一定的脱氮除磷功能。
本课题对城市污水的污染物去除进行研究，根据我国水环境的现状，分析水样中污染物的含量及其处理工艺等方面作讨论，同时需确定污水处理厂的处理工艺流程和处理构筑物的类型与数量，进行处理构筑物及设备的工艺设计计算和污水厂各构筑物以及各种管渠等总体布置，为实际的城市污水处理实践提供技术和方法参考。
二、国内外研究现状及发展趋势
城市污水是城市水环境污染的主要来源之一，解决城市污水污染的根本措施是建设集中式城市污水处理厂。
目前国内外处理城市污水的处理方法主要有：
活性污泥法，生物膜法等。
下面就这两种方法进行介绍
1．活性污泥法
活性污泥法工艺能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解有机物，以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质，无机盐类也能被部分去除[1]。
当前流行的污水处理工艺有：
传统活性污泥法、AB法、SBR法、CASS法、氧化沟法、A2O法、倒置A2O法、A/O法等。
1）传统活性污泥法
活性污泥法创建1917年，是利用微生物的呼吸作用消耗污水中的有机物，达到水体净化的目的。
传统的活性污泥工艺采用中等污泥负荷，曝气池为连续推流式在一定程度上有缺陷。
目前对传统工艺的改进可以充分满足各种不同的处理要求，改进可以分为池形的改进、运行方式的改进、曝气方式的改进、生物学方面的改进及投加填料等方面的改进。
2）AB法
该法由德国Bohuke教授首先开发。
该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧，A级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷2.5kgBOD/（kgMLSS·d）以上，池容积负荷6kgBOD/（m3·d）以上；B级负荷低，污泥龄较长。
A级与B级间设中间沉淀池。
二级池子F/M（污染物量与微生物量之比）不同，形成不同的微生物群体[2]。
自上世纪80年代起，中国逐步开始将“AB法”应用到城市污水处理和工业废水处理工程中，已建成相当数量的AB法工艺的城市污水处理厂，成效显著，取得了十分可观的社会效益和环境效益。
3）SBR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法为序批式活性污泥法，它比连续流活性污泥法出现的更早，但由于当时运行管理条件限制而被连续流系统所取代。
随着自动化控制水平的提高，SBR法重新被人们重视，该工艺在国内已广泛应用于屠宰、啤酒、化工、鱼品加工、制药等工业废水和生活污水的处理[3]。
4）CASS法
CASS工艺师SBR工艺的一种变形，池体内用隔墙隔出生物选择区、兼性区和主反应区三个区域，三个区域的体积比大致为1:
2:
20，混合液由主反应区回流到生物选择区，形成一个内循环，是一个连续进水，批次出水的工艺[2]。
最早产生于美国，90年代初引入中国，目前，由于该工艺的高效和经济性，应用势头迅猛，受到环保部门及拥护的广泛关注和一致好评。
经过模拟试验研究，已成功应用于生活污水、食品废水、制药废水的治理，取得了良好的处理效果，为CASS法在我国的推广应用奠定了良好的基础。
该工艺的特点与SBR法类似。
5）氧化沟法
本工艺50年代初期发展形成，因其构造简单，易于管理，很快得到推广，且不断创新，有发展前景和竞争力。
近年来，在氧化沟中尝试使用各种综合曝气装置，即采用曝气器与水下混合器独立运行，将氧化沟中的水流循环混合作用与曝气传氧作用区分开来，使氧化沟中交替出现缺氧与好氧状态，已达到脱氮除磷目的，同时这种运行方式还能取得节能的效果。
据报道，这种综合曝气系统已在国外得到应用，在国内也可尝试并推广采用这种综合曝气设备。
氧化沟在应用中发展为多种形式，比较有代表性的有：
帕式（Passveer）简称单沟式，奥式（Orbal）简称同心圆式，卡式（Carrousel）简称循环折流式和三沟式氧化沟（T型氧化沟）[2]。
氧化沟一般不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。
建设费用及电耗视采用的沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深，能有效地提高氧的利用率（提高20%）和动力效率［达2.5～3.0kgO2/（kW·h）］[5]。
6）A2/O法
城市生活含有大量的氮磷，由于氮磷的富集会对天然水体造成富营养化，导致湖泊河流的藻类泛滥破坏生态环境及影响水生生物的生存和人类生活。
故对城市污水提出脱氮除磷的要求。
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。
污水在流经厌氧、缺氧、好氧三个不同功能分区的过程中，污水在厌氧区（DO<0.3mg/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达到除磷目的，同时污水进入缺氧区（DO<0.7mg/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[2]。
2．生物膜法
生物膜法是一大类生物处理法的统称，包括生物滤池，生物转盘，生物接触氧化池，曝气生物滤池及生物流化床等工艺形式，其共同点是微生物附着生长在滤料或填料表面上，形成生物膜。
污水与生物膜接触后，污染物被微生物吸附转化，污水得到处理[2]。
生物处理法是目前研究得较多、新技术层出不穷的方法，无论是好氧生物处理技术，还是厌氧生物处理技术都引起了研究人员的极大兴趣。
因为用生物法利用的是微生物的新陈代谢作用，以污染物质为食料，将其代谢成诸如CO2、H2O、NH3、SO2等稳定的小分子，它的二次污染小，对处理生活污水及与之性质相近的有机污水有其独特的优势。
生物处理法自从问世以来，其技术已获得了极大的发展，随着人们生活水平的日益提高，生活污水中的成份也日益复杂，因此用生物处理方法的目的也从以前能处理降解蛋白质、脂肪、碳水化合物等一类物质增加到也能处理合成洗涤剂、脱氮、脱磷及其它一些难降解的复杂有机物。
这也就必然要求人们改革工艺[6]。
一般认为，生物膜法处理城市污水，在国内尚需积累经验，处理规模不宜过大，约5×104m3/d左右为宜。
国外（主要在欧洲）处理水量有达到36×104m3/d的，这与其填料材质、自控手段和先进的反冲洗装置有关，也与其有长期积累的运行管理经验有关。
对于本设计而言，工程规模较大，为大中型规模的污水处理厂。
其主要污水来源为生活污水，污水生化性好，难降解污染物少，A2O工艺虽然基建费用相对较高，但运行费用低，管理维护相对方便，出水水质稳定，脱氮除磷效果显著，该工艺在国内已经比较成熟，优势相对突出。
通过对各种工艺比选、城镇污水自身的特点以及对投资费用，运行管理的考虑，本工程设计决定采用A2O工艺来处理城市污水。
1设计任务书
1.1工程设计资料
（1）工程概况
某城市拟筹建城市污水处理厂，废水量为8.5万吨/日。
城市污水的主要污染物是CODCr、BOD5、SS、氮和磷等。
经当地环保部门批准，污水排放标准执行污水综合排放标准（GB18918-2002）一级B标准。
（2）工程设计规模
1）设计水量
总水量：
Q总=85000m3/d
2）进水水质
进水水质参考同类案例，具体进水水
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