城镇污水厂课程设计.docx
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城镇污水厂课程设计
城镇污水厂处理
课程设计
第一章绪论
1.1废水来源与危害
城镇污水来源于城镇居民生活污水，机关，学校，医院，商业服务机构及各种公共设施排水，以及允许排入城镇污水收集系统的工业废水和初期雨水等。
城镇污水中的生活污水含有较高的氮磷元素，直接排入水体容易造成水体氮磷含量增加，从而带来水体富营养化的风险，此外由于人类使用抗生素，排放的生理废物中也会含有一定浓度的抗生素，对环境将造成一定程度的影响；其次生活污水中含有大量油脂，也会对水质造成破坏。
城镇废水中的工业废水成分非常复杂，污染程度也较高，一些有机化学药品会积累在水生生物体内，致使人食用后中毒，工业废水中的酸类会毒害水中植物，引起鱼类死亡，严重破坏生态系统。
各污染水源排出的污水如不经过处理，均会对城市周边水体带来很大危害，影响城镇居民饮用水质量。
1.2设计规模及进出口水质指标
设计规模：
31740m3/d总变化系数：
1.5
表1-1进出口水质
类型
CODcr（mg/L）
BOD5（mg/L）
SS（mg/L）
进水水质
544
328
250
出水指标
100
30
30
1.3设计依据
[1]高俊发，王社平.污水处理厂工艺设计手册[M].化学工业出版社.2003
[2]严道岸.实用环境工程手册水工艺与工程[M].化学工业出版社.2002
[3]北京市环境保护科学研究所.水污染防治手册[M].上海科学技术出版社.1990
第二章处理工艺流程的论述与确定
2.1城镇污水处理方法和工艺比较
2.1.1城镇污水的处理方法比较
（1）物理法：
①筛分法：
废水中的筛分指利用栅条构成的格栅和筛网截阻废水中的固体物质以避免堵塞后续管道和设备。
处理对象为水中的大块悬浮物、漂浮物、纤维和固体颗粒物质。
②沉沙法：
以重力分离为基础，将沉砂池的进水流速控制在只能使密度大的无机颗粒下沉，而使有机悬浮颗粒则随废水流过的过程为沉沙。
处理对象为水中粒径大于0.2mm，密度大于2.65103kg/m3的沙粒。
③沉淀法：
利用水中悬浮颗粒和水的密度差，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的过程。
处理对象为悬浮于污水中的可以沉淀的固体悬浮物。
在生物处理之前的沉淀池主要去除无机颗粒和部分有机物，在生物处理后的沉淀池主要去除微生物体。
（2）生物法：
①活性污泥法：
活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。
活性污泥法是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。
其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力，以分解去除污水中的有机污染物。
然后使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统。
活性污泥法BOD去除率达90%，运行可靠稳定，能耗适中，但抗水质水量变化能力有限，占地面积达，基建费用高，容易发生污泥膨胀。
②生物膜法：
生物膜法是属于好养生物处理的方法，它是将废水通过好氧微生物和原生动物，后生动物等在载体填料上生长繁殖形成的生物膜，吸附和降解有机物，使废水得到净化的方法。
根据装置的不同，生物膜法可分为生物滤池、生物转盘、接触氧化法和生物流化床等四类。
固着于固体表面上的生物膜对废水水质、水量的变化有较强的适应性，操作稳定性好，会发生污泥膨胀，运转管理较方便。
剩余污泥量较少。
但生物膜中活性生物难以人为控制，因而在运行方面灵活性较差，设备容积负荷有限，空间效率较低，通常基建投资高，出水澄清度降低。
2.1.2该种废水的各种处理工艺
（1）AB法：
AB工艺是吸附-生物降解工艺的简称，是在常规活性污泥法和两上发来的一种新型的污水处理技术。
AB法不设初沉池，但A段SS及BOD去除率大大高于初沉池，原因是进入AB工艺A段的废水是直接由排水管网来的，其中含有大量活性很强的细菌及微生物群落，与污水中的悬浮物和胶体组成悬浮物-微生物共存体，具有絮凝性和粘附力，再与回流污泥混合后，相互间发生絮凝和吸附，同时A段活性污泥还对一部分可溶性有机物具有生物降解作用。
正是由于A段对悬浮物和胶体有机物的较彻底去除使整个工艺中以非生物降解的途径去除的BOD量大大提高，所以降低了运行费用和投资费用。
但A段产生的污泥量较大，约占整个处理系统污泥产量的80%左右，且剩余污泥中的有机物含量高。
AB法与传统生物处理方法相比，在处理效率、运行稳定性、工程的投资和运行费用等方面均有明显优势。
可节省基建费用的15%-25%，节约占地15%左右，节省运转费用20%-25%。
进水
进水
出水
B段污泥回流
A段污泥回流
排沙
清渣
AB法工艺流程图
（2）氧化沟法
氧化沟法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，达到脱氮除磷目的。
氧化沟法具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄，因此相比传统活性污泥法，可以省略调节池，初沉池，污泥消化池，有的还可以省略二沉池，BOD去除率达93%，抗水量，浓度变化能力强，操作简单，但占地面积较其他处理方法大，有臭气产生，基建费用高。
初沉池
沉砂池
细格栅
粗格栅
出水
二沉池
氧化沟
干泥外运
脱水机房
污泥机房
氧化沟法工艺流程图
2.2废水处理的生化可行性论述
2.2.1BOD5/CODcr
BOD5/CODcr==0.60.45，可生化性好，重金属及其他有毒有害污染物一般不超标。
2.2.2加入氮源和磷源的量
因本污水中没有氮源和磷源，为了满足需要需加入氮源和磷源。
好氧情况：
C：
N：
P=100:
5:
1
氮源：
每天补充CO（NH2）2的量：
47610m3/d16.4mg/L46.62%10-31674kg/d
磷源：
328mg/L=3.28mg/L
每天补充Ca3（PO4）2的量：
47610m3/d×3.28mg/L÷20%×10-3780kg/d
2.3废水处理工艺流程确定
2.3.1工艺流程确定原则
（1）污水处理程度
处理程度是选择工艺流程的重要因素，通常根据处理后出水的出路来确定：
排入天然水体或城市下水道时，根据国家制定的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）确定。
本设计需要的去除率：
BOD去除率=，，
（2）处理规模和水质特点
处理规模对工艺流程的选择有直接影响，污水水质水量的变化幅度是影响工艺流程选择的另一个因素。
（3）工程造价和运行费用
在处理水达标的前提下，应选择处理系统总造价较低，运行费用合理的污水
处理工艺。
（4）污水处理控制要求
仪器设备的控制要求对工艺流程的选择也有重要影响。
在工艺选择上要充分考虑控制要求的可行性和可靠性，使工艺过程运行能达到高效、安全与经济的目的。
（5）选择合理的污泥处理工艺
污泥处理是污水处理厂工艺的重要组成部分，对环境有重要的影响。
实践表明，污泥处理方案的选择合适与否，直接关系到工程投资、运行费用及日后的管理要求，是污水处理厂选择不可分割的重要部分。
2.3.2工艺流程的确定
进水
进水
出水
B段污泥回流
A段污泥回流
排沙
清渣
AB法工艺流程图
2.3.3工艺流程说明
污水通过管道进入提升泵房，泵房内有格栅，将污水中垃圾、悬浮物、漂浮物等大的固体物质去除。
之后进入平流式沉砂池，去除密度2.65，粒径大于0.2mm的无机颗粒，SS去除率为89%，这一阶段为物理处理阶段。
然后进入A段曝气池和中沉池，BOD去除率为50%，SS去除率为70%,中沉池的污泥回流再次进入A段曝气池，出水则进入B段曝气池和二沉池，BOD去除率为90%，二沉池的污泥回流再次进入B段曝气池，出水排出。
第3章构筑物的设计计算
3.1格栅的设计计算
3.1.1格栅的种类和作用
按格栅条间距的大小，分为粗格栅、中格栅和细格栅三类，本设计选用一道粗格栅和一道细格栅。
按清渣方式，格栅分为人工清渣格栅和机械清渣格栅，本设计粗格栅和细格栅均采用机械清渣。
格栅用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的处理负荷，阻止阻塞拍泥管道。
3.1.2格栅的设计参数
（1）粗格栅的栅条间距b为50~100mm，本设计取50mm。
细格栅的栅条间距b为3~10mm，本设计取10mm。
（2）污水通过栅条间隙的流速（过栅流速）v一般采用0.6~1.0m/s，本设计中，粗格栅的过栅流速v取1m/s，细格栅v取0.6m/s。
（3）粗细格栅栅前水深h均为0.4m，格栅倾角均为。
（4）粗格栅取栅条宽度s为0.02m。
粗格栅取栅条宽度s为0.01m。
（5）粗细格栅过栅水头损失h1一般为0.08-0.15m。
（6）粗格栅和细格栅取格栅前渠道超高h2均为0.3m。
（7）粗格栅和细格栅进水渠道渐宽部分展开角度取均为。
（8）粗格栅取进水渠道宽度B1为1.2m。
细格栅取进水渠道宽度B1为1m。
（9）W1—单位体积污水栅渣量，m3/（103m3污水）。
粗格栅取W1为0.01。
3.1.3格栅的计算
（1）粗格栅的计算
①栅条间隙数n
设h=0.4m,v=1m/s,b=0.05m,格栅倾角60度
（3-1）
式中：
h—栅前水深，m；
v—过栅流速，m/s；
b—栅条间距，m；
Qmax—最大设计流量，m3/s；
α—格栅倾角。
设置1个粗格栅，每个格栅的栅条间隙数为24个。
②栅槽宽度B
设栅条宽度S=0.02m
（3-2）
式中：
B—格栅槽宽度，m；
S—栅条宽度，m；
b—栅条间隙宽度，m；
n—格栅间隙数，个。
③过栅水头损失h1
设k=3，
（3-3）
在0.08-0.15m之间，符合要求。
式中：
h1—过栅水头损失，m；
H0—计算水头损失，m；
β—阻力系数，其值与栅条的断面几何形状有关，设栅条断面形状为锐
边矩形，查得β=2.42；
g—重力加速度，m/s2，g=9.8m/s2；
k—系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，取k=3。
④栅后槽总高度H
取h2=0.3m，
（3-4）
式中：
H—栅后槽总高度，m；
h—栅前水深，m；
H2—格栅前渠道超高，m；
H1—格栅的水头损失，m。
⑤格栅总长度L
（3-5）
L1：
进水渠道渐宽部位长度，（3-6）
L2：
格栅槽与出水渠道连接处渐窄部位的长度，（3-7）
设α1=20°，B1=1.2m
式中：
L—栅槽总长度，m；
H1—格栅前槽高，m；
B—栅槽总宽度，m；
B1—进水渠道宽度，m；
α—出水渠与栅槽渐窄部分的角度；
α1—进水渠道渐宽部分展开角度。
⑥每日栅渣量W
取W1=0.01m3/（103m3污水）
（3-8）
式中：
W—每日栅渣量，m3/s；
W1—单位体积污水栅渣量，取m3/（103m3污水）。
所以，选用机械清渣。
（2）细格栅的计算
①栅条间隙数n
设h=0.4m,v=1m/s,b=0.05m,格栅倾角60度
（3-9）
式中：
h—栅前水深，m；
v—过栅流速，m/s；
b—栅条间距，m；
Qmax—最大设计流量，m3/s；
α—格栅倾角。
设置1个细格栅，每个格栅的栅条间隙数为128个。
②栅槽宽度B
设栅条宽度S=0.01m
（3-10）
式中：
B—格栅槽宽度，m；
S—栅条宽度，m；
b—栅条间隙宽度，m；
n—格栅间隙数，个。
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