工艺技术北京市卡罗塞尔氧化沟工艺污水处理厂设计.docx
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工艺技术北京市卡罗塞尔氧化沟工艺污水处理厂设计
北京市卡罗塞尔氧化沟工艺污水处理厂设计
内容摘要：
本设计内容为北京市卡罗塞氧化沟工艺污水处理厂工艺设计，其处理对象主要为生活污水和工业废水，要求城市污水经处理后，70%就近排入水体。
达到《污水处理厂出水水质参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准。
城市污水经处理后，30%经处理工艺处理后的，作为城市景观环境用水，出水水质应执行《再生水作为景观环境用水的水质标准》要求。
本污水处理厂工艺主要流程为：
污水先进水总格栅，后进泵房与细格栅，经沉砂池后进入二级处理，即卡罗赛氧化沟池，然后由最终沉淀池沉淀出水；然后是泥处理与中水回用。
关键词：
污水处理；卡罗塞尔氧化沟；污泥浓缩；中水回用
1设计概述
1.1设计依据及设计任务
1.1.1设计题目
北京市卡罗塞尔氧化沟工艺污水处理厂设计
1.1.2设计原始资料
《环境工程专业》毕业设计任务书
（一）排水体制：
完全分流制
（二）污水量
1.城市设计人口38万人，居住建筑内设有室内给排水卫生设备和淋浴设备。
2.城市公共建筑污水量按城市生活污水量的30％计。
3.工业污水量为28000m3／d，其中包括工业企业内部生活淋浴污水。
4.城市混合污水变化系数：
日变化系数K日＝1.15，总变化系数KZ＝1.35。
（三）水质：
1.当地环保局监测工业废水的水质为：
BOD5＝290mg/LCOD＝560mg/LSS＝230mg/L
TN＝44mg/LNH3-N=28mg/LTP＝4.5mg/L
PH＝7～8
2.城市生活污水水质：
COD＝380mg/LNH3-N=35mg/LTN＝40mg/LTP＝3.6mg/L
（四）出水水质
污水处理厂出水水质参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准，因此确定本污水厂出水水质控制为：
CODCr≤60mg/LSS≤20mg/LBOD5≤20mg/L
TN＝20mg/LNH3-N=8（15）mg/LTP≤1mg/L
城市污水经处理后，30%作为城市景观环境用水，用于湖泊水源水。
出水水质应执行《景观环境用水的再生水水质指标（GB/T18921-2002）》要求。
（五）气象资料
l、气温：
年平均气温12.30℃，夏季平均气温30℃，极端最高气温30℃，冬季最高气温-8℃，极端最低气温-18.3℃。
2、风向风速：
主导风向夏季为南风，冬季为北风，最大风速20m/s
（六）水体资料
河流最高水位55.0m（五十年一遇洪水位）
正常水位53.9m，最低水位53.00，河底高程51.5m
（七）厂区地面平坦，厂区设计地面标高为59.5m，
（八）污水处理厂进水干管数据
污水管进厂管内底标高52.6m，管径1400mm充满度0.85m
1.1.3设计内容和要求
1.通过阅读中外文文献，调查研究并收集有关资料，确定合适的污水、污泥及中水处理工艺流程，进行各个构筑物的水利计算。
2.完成一套完整的设计计算说明书。
说明书应包括：
污水处理工程设计的主要原始资料；污水水量的计算、污泥处理程度计算；污水泵站设计；污水污泥及中水处理单元构筑物的详细设计计算，（包括设计流量计算、污水管道计算、参数选择、计算过程等，并配相应的单线计算草图）；厂区总平面布置说明；污水处理运行分析等。
设计说明书要求内容完整，计算正确文理通顺、书写工整。
3.毕业设计图纸应准确的表达设计意图，图面力求布置合理、正确清晰，符合工程制图要求，图纸不少于5张，其组成还应满足下列要求：
（1）污水处理厂工艺及污水回用总平面图1张。
（2）污水处理厂污水、污泥及污水回用工程处理高程布置图张，即污泥及中水处理高程纵剖面图，包括构筑物标高、水面标高、构筑物名称等。
（4）污水、污泥处理工艺中单项构筑物施工平面图和剖面图3张。
1.2设计水量
1.2.1污水来源及状况
城市设计人口38万人
城市公共建筑物污水量：
1.55×104m3／d
工业平均排水量：
2.8×104m3／d
城市混合污水变化系数：
日变化系数K日＝1.15，总变化系数KZ＝1.35。
1.2.2污水量的计算
（1）生活平均日污水量（据人口数计算）
式中:
—居住区生活污水设计流量，m3／d；
—设计人口数，人；
—居住区居民生活用水量定额，L/cap﹒d；本设计取q1=160L/cap﹒d
—污水排放系数；本设计取=0.85
则有：
（2）城市公共建筑水量：
（3）工业污水量（包括厂区生活与淋浴用水）
（4）平均日混合污水量
（5）城市混合污水总变化系数：
日变化系数取：
K日＝1.15，
总变化系数取：
KZ＝1.35。
则本设计的设计水量如下表1-1：
表1-1设计水量
项目
设计用水量
m3／d
m3／h
L／s
平均日水量
95200
3966.67
1101.85
最大日水量
109480
4561.67
1267.13
最大日最大时水量
128520
5355
1487.5
1.3设计水质
1.3.1生活污水水质：
根据《给排水设计手册》第5册城镇排水公式
（1）BOD5的计算：
式中：
—每人每天排放的BOD5，经查阅本设计取30L/（人.d）
—每人每天排放污水的升数，经查阅本设计取160L/（人.d）
则有:
BOD5=220.59mg/L
（2）SS的计算：
SS=294.12mg/L
（3）COD＝380mg/LNH3-N=35mg/LTN＝40mg/LTP＝3.6mg/L
校核BOD5/COD=0.58＞0.3,故可生化性强。
1.3.2工业污水水质
BOD5＝290mg/LCOD＝560mg/LSS＝230mg/L
TN＝44mg/LNH3-N=27mg/LTP＝4.5mg/LPH＝7～8
1.3.3混合污水水质
1.3.4排水水质
处理水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准，根据给排水手册5，结合排放水要求和出水水质，计算去除率，如下表1-2所示：
式中：
—进水物质浓度；
—出水物质浓度
表1-2水质去除率
序号
基本控制项目
一级B标准
进水水质
去除率
1
60
443.24
86.5％
2
20
244.97
91.8％
3
20
271.59
92.64％
4
20
41.41
51.7％
5
1
3.92
74.5％
6
NH3-----N
8
32.19
75.15％
7
PH
7～8
1.4当量人口的计算
计算如下[1]
当量人口数：
式中：
—当量人口数，人；
—混合污水中或浓度，mg/L
—混合污水量，m3/d；
—每人每天排放的或的克数，g/（人.d）
根据规范规定：
按计时，=35～50g/（人.d）
按计时，=20～35g/（人.d）
1.4.1当量人口
取=50g/（人.d）C=271.59mg/L,则：
人
1.4.2当量人口
取=35g/（人.d）C=244.97mg/L,则：
人
2城市污水处理方案的确定
2.1确定污水处理方案的原则：
原则如下[1,2,3]：
1．城市污水处理应采用先进的技术设备，要求经济合理，安全可靠，出水水质好；证良好的出水水质，效益高；
2．污水厂的处理构筑物要求布局合理，建设投资少，占地少；自动化程度高，便于科学管理，力求达到节能和污水资源化，进行回用水设计；
3.为确保处理效果，采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物；提高自动化程度，为科学管理创造条件；
4.污水处理采用生物处理，污泥脱水采用机械脱水并设事故干化厂；污水采用季节性毒；
5.提高管理水平，保证运转中最佳经济效果；充分利用沼气资源，把沼气作为燃料；
6.查阅相关的资料确定其方案。
最佳的处理方案要体现以下优点：
①保证处理效果，运行稳定；
②基建投资省，耗能低，运行费用低；
③占地面积小，泥量少，管理方便。
2.2污水处理方案的确定[1,2,4]
我国城市污水处理在见过四十多年来取得是很大的成就，污水处理技术随着水污染控制与环境治理的实践，在吸取国外技术经验的同时，结合我国国情的特点，逐步改进提高，初步形成一些适用的技术路线，主要如下：
1）对传统活性污泥法进行改造或予以取代后的人工生物净化技术路线；
2）以自然生物净化为主并附以人工的生物净化技术路线；
3）以深水扩散排放为主，处理为辅的技术路线；
4）以回用为目标的污水深度处理技术路线，结合该污水处理工程的具体情况分析进行选择。
2.3设计方案的确定
本设计采用carrousel氧化沟工艺，污泥处理采用浓缩脱水工艺，中水处理选择过滤消毒工艺。
2.4工艺流程的确定
本设计的工艺流程为：
进水
粗格栅
泵房
细格栅
沉砂池
厌氧选择池
氧化沟
二沉池
紫外消毒
出水
泥饼
脱水车间
浓缩池
剩余污泥
回流污泥
滤池
消毒池
运出
回用水
图2-1设计氧化沟工艺流程图
2.5.污水处理构筑物的选择
2.5.1格栅
格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属筛网、框架及相关装置组成，倾斜安装再污水管道、泵房、集水井的进口处或污水处理厂的前端，用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物，防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门、处理构筑物配水设施、进出水口，减少后续处理生产的浮渣，保证污水处理设施的正常运行[2]。
本工程设计采用两道格栅，20mm的中格栅和10mm的细格栅，为减轻劳动强度，采用机械清除截留物。
2.5.2进水闸井
进水闸井位于厂区进水管和中格栅间之间。
2.5.3污水泵房
污水泵站的特点及形式[1]：
泵站行驶的选择取决于水里条件和工程造价，其他考虑因素还有：
泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。
污水泵站的主要形式[1]：
（1）合建式矩形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数为4台或更多时，采用矩形，机器间、机组管道和附属设备布置方便，启动简单，占地面积大；
（2）合建式圆形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数不超过4台，圆形结构水力条件好，便于沉井施工法，可降低工程造价，水泵自动方便。
（3）对于自灌式泵房，采用自灌式水泵，叶轮（泵轴）低于集水池最低水位，在最高、中间和最低水位都能直接启动，其优点为启动及时可靠，不需引水辅助设备，操作简单。
（4）非自灌式泵房，泵轴高于集水池最高水位，不能直接启动，由于污水泵水管不得设低阀，故需设引水设备。
但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。
由以上可知，本设计因水量较大，并考虑到造价、自动化控制等因素，以及施工的方便与否，采用自灌式半地下式矩形泵房。
本工程设计确定采用与中格栅合建的潜水泵房。
2.5.4沉砂池
沉砂池的功能的去除比重较大的无机颗粒。
按水流方向的不同可分为的不同可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池和旋流沉砂池四类。
比较如下[1,2]：
a.平流沉砂池优点：
沉淀效果好，耐冲击负荷，适应温度变化。
工作稳定，构造简单，易于施工，便于管理缺点：
占地大，配水不均匀，易出现短流和偏流，排泥间距较多，池中约夹杂有15%左右的有机物使沉砂池的后续处理增加难度。
b.竖流沉砂池优点：
占地少，排泥方便，运行管理易行。
缺点
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