三沟式氧化沟工艺毕业设计管理资料.docx
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三沟式氧化沟工艺毕业设计管理资料
毕业设计说明书
题目:
氧化沟法处理城市污水工程
学院（直属系）:
年级、专业:
姓名:
学号:
指导教师:
完成时间:
摘要...................................................4
1前言.................................................5
2设计总则...............................................6
...............................................6
...............................................6
...............................................6
3工程规划概况............................................7
...........................................7
.......................................7
4城市污水处理方案的确定..................................7
确定处理方案的原则.....................................8
工艺比选...............................................8
具体工艺流程的确定....................................15
5主要构筑物的设计计算...................................16
进水格栅间的设计与计算...............................16
污水泵房的设计与计算..................................19
......................................24
....................................26
......................................30
三沟式氧化沟设计计算..................................31
................................39
接触池的设计及计算....................................40
................................41
6污泥脱水工艺流程的选择................................43
污泥处理工艺流程选择..................................43
2
....................................44
污泥浓缩池的选择及设计计算............................44
....................................46
污泥脱水机房..........................................47
..............................................48
..................................48
7污水厂总体布置........................................48
..................................................48
平面布置..............................................49
高程布置..............................................49
8电仪表与供热系统设计..................................54
变配电系统............................................54
仪表的设计............................................54
9工程概预算及运行管理..................................54
生产组织..............................................54
人员编制..............................................54
安全生产和劳动保护....................................55
..............................................55
污水处理成本计算......................................57
安全措施..............................................58
污水厂运行管理........................................58
污水厂运行中注意事项..................................58
10结论.................................................60
总结与体会..............................................61
谢辞....................................................62
参考文献................................................63
3
摘要
本设计是污水处理厂的初步设计。
该处理厂处理城市污水。
根据设计要求，该污水处理工程进水中氮含量偏高，在去除BOD5和SS的同时，还需要进行脱氮处理，故采用当代水处理工艺中常用的三沟式氧化沟工艺。
本设计采用了三沟式氧化沟主体工艺，工艺流程简单，省去了初沉池和污泥消化系统，节省了基建投资和运行费用，同时曝气设备和构造形式多样，运行灵活，管理方便，保证出水达到污水排放标准，做到了水资源的合理利用。
关键词：
三沟式氧化沟；脱氮；达标排放
Abstract
ThedesignisthepreliminarydesignofthesewagetreatmentplantThetreatmentplanttotreatmunicipalsewage.Accordingtodesignrequirements,thehighnitrogencontentintheinfluentofthesewagetreatmentworks,theremovalofBOD5andSSatthesametime,theneedfornitrogenremovalprocess,itisthecontemporarywatertreatmentprocessesusedinthreeoxidationditchprocess.Thisdesignusesthreeoxidationditchthemainprocess,theprocessissimple,eliminatingtheprimarysedimentationtankandsludgedigestivesystem,investmentininfrastructureandoperatingcostssavings,whiletheaerationequipmentandconstructionofvariousforms,flexibleandeasymanagementtoensurethattheeffluentcanmeettheeffluentstandards,sothatareasonableuseofwaterresources.
Keywords:
Typesofthreeditchoxidizingditch，nitrogenremvol，dischargetoreachstandard
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1前言
水资源是经济可持续发展的基本保证，污水的任意排放或处理不彻底的排放，都会给水资源环境带来严重的污染问题。
我国水体污染主要来自两方面，一是工业发展超标排放工业废水，二是城市化中由于城市污水排放和集中处理设施严重缺乏，大量生活污水未经处理直接进入水体造成环境污染。
工业废水近年来经过治理虽有所减少，但城市生活污水有增无减，占水质污染的51%以上。
本设计是在对某城市生活污水分析后，进行的一整套污水处理厂的设计。
其中，对进水水质、出水水质进行分析，对污水处理工艺流程的选择给予说明，对具体污水及污泥构筑物结构进行了详细计算。
此次设计要求处理水量100000m3/d，其中工业污水和生活污水各占一半，利用三沟式氧化沟设计该污水处理厂。
设计水质：
BOD5100mg/L，CODCr200mg/L，SS150mg/L，氨氮26mg/L，总磷10mg/L。
出水执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。
毕业设计对大学期间所学知识进行了综合运用和全面的总结，是教学计划不可缺少的组成的部分，也是大学学习的目标。
通过毕业设计掌握贯通大学期间各科课程之间的联系。
为毕业以后从事污水处理方面的设计施工及管理打下一个良好的基础。
由于缺乏实践经验，本设计书中有不当或纰漏之处，恳请各位老师及专家指出改正。
并对在设计中给予我指导和帮助的各位老师表示衷心的感谢。
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2设计总则
该污水处理厂是为了处理某城市生活污水和工业废水的。
对污水厂的工艺选择、主要构筑物的尺寸做出详细的说明和计算，并选出主要的机械设备，确定构筑物的平面布置、高程布置。
对厂区其他辅助建筑物只划定区域面积，提出建议性使用性能，不做具体设计，并对污水处理厂进行粗略进行人员定制和投资估算。
《中华人民共和国水污染防治法》（自2008年6月1日开始实施）
《地表水环境质量评估》（GB3838-2002）（自2002年6月1日开始实施）《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB8918-2002）
《室外排水设计规范》（GB50101-2005）
《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ31-89）
《给水排水设计手册第五册》
《污水处理厂工艺设计手册》
《污水处理厂污泥处理处置最佳可行技术导则》
《给水排水标准规范实施手册》
《室外排水工程规范》
《环境保护设备选用手册—水处理设备》
（1）执行国家关于环境保护的政策，符合国家地方的有关法规、规范和标准；
（2）采用先进可靠的处理工艺，确保经过处理后的污水能达到排放标准；
（3）采用成熟、高效、优质的设备，并设计较好的自控水平，以方便运行管理；
（4）全面规划、合理布局、整体协调，使污水处理工程与周围环境协调一致；
（5）妥善处理污水净化过程中产生的污泥固体物，以免造成二次污染；
（6）综合考虑环境、经济和社会效益，在保证出水达标的前提下，尽量减少工
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程投资和运行费用。
3工程规划概况
该污水处理厂处理水量100000m3/d，其中工业污水和生活污水各占一半。
设计水质：
BOD5100mg/L，CODCr200mg/L，SS150mg/L，氨氮26mg/L，总磷10mg/L。
出水执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。
已知平均流量Q=100,000m3/d=
查GB50014－2006《室外排水设计规范》知：
1157s1000Ls则总变化系数Kz=，最大日污水量:
33本次设计进出水水质如下表所示:
表3-1污水厂进出水水质
4城市污水处理方案的确定
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确定处理方案的原则
确定污水处理方案的原则:
（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；
（2）污水厂的处理布局合理，建设投资少，占地少；
（3）要求节能和污水资源化，并且最大限度的处理水能回用；
（4）提高自动化的程度，为科学管理创造条件；
（5）为确保处理效果，采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物；
（6）污水采用季节性消毒；
（7）提高管理水平和保证运转中最佳经济效果；
（8）查阅相关的资料确定其方案。
工艺比选
对几种常见的生物处理工艺进行比较：
传统活性污泥法，A-B两段曝气法，A/O脱氮工艺，氧化沟，A2/O工艺，SBR法。
（1）传统活性污泥法
这是以传统活性污泥法处理城市污水的典型工艺。
其特点是好氧微生物在曝气池中以活性污泥的形态出现，并通过鼓风机曝气供给微生物所需的足够氧量，促使微生物存在和繁殖，以分解污水中的有机物。
A工艺特点
利用曝气池中的好氧微生物，来分解污水中的有机物质。
混合液沉淀分离，活性污泥回流到曝气池中去，原污水从池口进入池内，回流污泥也同步注入，废水在池内呈推流形势流动至池的末端，流出池外至二沉池。
a优点：
①该工艺对污水的BOD和SS总处理效率均为90%～95%，处理效果好；②运行可靠，出水水质稳定；
③适宜处理大量污水，所以多用于大中型污水处理厂。
b缺点：
①运行费用高，在曝气池的末端造成供氧的浪费，故提高了运行成本；②基建费用高，占地面积大，对水质、水量变化适应能力低；
③由于沉淀时间短和沉淀后碳源不足等情况，对于N、P的去处率低。
8
B适用条件：
不要求脱氮除磷的大型和较大型污水处理厂。
C工艺流程见下图：
传统活性污泥法工艺流程图
（2）AB曝气法
A－B法是吸附生物降解法的简称，是原联邦德国亚琛工业大学Bohnke教授于70年代中期所开发的一种新工艺。
该工艺不设初沉池，有机污泥负荷率很高的A段和污泥负荷率较低的B段两极污泥系统串联组成，并分别有独立的污泥回流系统。
A工艺特点：
A-B工艺由A，B两端串联的活性污泥法组成，A段在厌氧和兼氧的条件下，进行高负荷曝气，，去除BOD5。
B段在好氧条件下，进行低负荷曝气，曝气时间一般为2～6h。
AB工艺对BOD5和SS的去处率均为90%～95%，对N，P的去除率取决于B段采用的工艺。
a优点：
①该工艺对污水的BOD和SS总处理效率均为90%～95%，处理效果好；②基建费和运行费用较活性污泥法低15%左右；
③运行稳定，出水水质好。
b缺点：
①与传统法相比，A-B法多了污泥回流系统，而且产泥量较大；
②由于泥量大，故增加了污泥处理处置费用，同时运行管理较复杂；
③脱氮效果虽然有所提高，但由于污泥龄太短，仅靠吸附作用远不能达到脱氮除磷的要求。
B适用条件：
适用于原水有机物浓度高并且不要求脱氮除磷的，或者需要逐步提高处理标准的大型和较大型污水处理厂。
C工艺流程见下图：
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AB法工艺流程图
（3）A/O脱氮工艺
A/O脱氮工艺的功能是去处有机物和脱氮。
A工艺特点：
该工艺将曝气池分为前段缺氧和后段好氧段。
缺氧段不曝气，采用浸没式搅拌，。
好氧段进行曝气充氧，DO等于2mg/L左右，在好氧段污水中的有机碳得到生物氧化降解，同时有机氮转变成NH3-N，并被硝化，将好氧段含大量NOX-N的混合液部分回流到前段缺氧段，在反硝化菌的作用下，利用进水中的BOD5作为碳源，将NOX-N还原成N2在水中溢出，从而实现脱氮，然后进入好氧段去除污水中的有机物和NOX-N的硝化。
a优点：
①该工艺对污水的BOD和SS总处理效率为90%～95%，总氮的处理效率为70%以上；
②流程简单，构筑物少，只有一个污泥回流系统和混合液回流；
b缺点：
①主要缺点是对P的去处率很低；
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②反应池和二沉池较活性污泥法大幅增加；
③污泥回流量大，能耗较高；
④用于中小型污水处理厂费用偏高。
B适用条件：
该工艺一般适合于南方对出水水质要求脱氮的大中型城市污水处理厂。
C工艺流程见下图：
A/O脱氮工艺流程图
（4）A/O除磷工艺
A/O除磷工艺的功能是去处有机物和脱氮。
A工艺特点：
该工艺将曝气池分为前段缺氧和后段好氧段。
缺氧段不曝气，采用浸没式搅拌，。
好氧段进行曝气充氧，DO在2mg/L左右，在好氧段污水中的有机碳得到生物氧化降解，同时聚磷菌释放磷，在二沉池中对剩余污泥进行排放，达到除磷的效果。
a优点：
①去除有机物的同时可生物除磷；
②污泥沉降性能好；
③污泥硝化达到稳定；
④沼气可以回收。
b缺点：
①生物脱氮效果差；
②沼气回收利用经济效益差
③污泥渗出液需化学除磷。
B适用条件：
该工艺一般适合于南方对出水水质要求脱氮的大中型城市污水厂。
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C工艺流程见下图：
A/O除磷工艺流程图
（5）A2/O工艺A优缺点a优点：
①本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱N除P工艺；总的水力停留时间少于其他同类工艺；
②在厌氧（缺氧），好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之忧；
③厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境和不同的微生物种群的有机配合，能同时去除有机物和除磷脱氮的功能；
④脱氮效果受回流液比大小的影响，除磷效果则受回流污泥中夹带的DO和硝酸态氧的影响。
b缺点：
①除磷效果很难提高，污泥增长有一定的限度，不易提高。
②脱氮效果有也难以进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高；③进入沉淀池的处理水要保持一定的DO，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释磷现象的发生；但DO浓度不宜太高，以防循环混合液对缺氧反应器的干扰；
B适用条件：
要求脱氮除磷的大型和较大型污水处理厂。
C工艺流程见下图：
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A2/O工艺流程图
（6）传统SBR工艺
传统SBR工艺也叫间歇式活性污泥法。
A特点:
a优点：
①流程十分简单，管理方便；②合建式，占地省，处理成本较低；
③有脱氮除磷功能，处理较好；④污泥同步稳定，不需厌氧消化；b缺点：
①间歇周期运行，对自控要求高；②变水位运行，电耗量高；③脱氮除磷效果不太高；④污泥稳定性不如厌氧消化。
B适用条件：
中小型污水处理厂。
C工艺流程见下图：
传统SBR工艺流程图
（7）氧化沟
根据构造特征和运行方式的不同，常用的氧化沟系统有以下几种：
（一）Carrousel是氧化沟
Carrousel是氧化沟是一个多沟串联系统，在每一个沟渠安装一台表面曝气器，靠近曝气的下游为富氧区，而曝气器的上游为低氧区。
外界还可能成为缺氧区，有利于形成生物脱氮的条件，脱氮除磷效果好。
（二）OrbaL型氧化沟
OrbaL型氧化沟由多个同心的椭圆形或圆形沟渠组成，污水与回流污泥均进入
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最外一条沟渠，在不断循环的同时，依次进入下一个沟渠，它相当于一系列完全混合反应池串联而成，最后混合液从主要技术参数出如表5-5所示：
表4-1氧化沟工艺主要技术参数表
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②氧化沟氧化沟工艺流程图D适用条件：
适用于大中型污水处理厂。
通过以上比较，本设计采用三沟式氧化沟工艺。
具体工艺流程的确定
由于本设计的设计规模为100000m3/d,，属于大型污水处理厂，按设计要求采用三沟式氧化沟工艺，具体流程图如下：
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氧化沟工艺流程图5主要构筑物的设计计算
进水格栅间的设计与计算
格栅是由一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵站、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。
截留污物的清除方法有两种，即人工清除和机械清除。
大型污水处理厂截污量大，以减轻劳动强度，一般应用机械清除截留物。
因此，本设计选用机械清除。
本设计采用两道格栅，一道粗格栅、一道细格栅。
粗格栅设于污水泵站前，细格栅设于污水泵站后。
本设计设计两组组格栅。
（1）设栅前水深h=m，过栅流速取V=m/s，用中格栅，栅条间隙
n
Qmaxbhv16
b=，格栅安装倾角α=60°。
栅条间隙数;
栅槽宽度;
B=S（n-1）+bn
式中：
B—栅槽宽度，m（—,）;
s—栅条宽度，m;
b—栅条间隙，15-35mm;
n—格栅间隙数；
Qmax—最大设计流量，m3/s；
α—倾角；60度；
h—栅前水深，取1m;
v—过栅流速，m/s，—m/s，;
3612
设s=，则
BS（n1）bn36136取B=
（1）进水渠道渐宽部分的长度
L1BB1
2tg
式中：
L1——进水渠道渐宽部分的长度;m.
B1——进水渠道宽度，
α——其渐宽部分展开角度，取20°；
L1B2tg2tg200
（2）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
L2L1/2
式中：
L2——栅槽与出水渠道连接渠的渐缩部分长度，m。
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（3）通过格栅的水头损失
设格栅为矩形锐边断面取k=3
h1kh0
式中：
h1——过栅（设计）水头损失，m；h0——计算水头损失，m；
g——重力加速度，；k——系数，一般采取3；
S4
δ——阻力系数，与栅条断面形状有关，δβ（）3,当为矩形断面时，bh0v22gsinβ=
为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降h1为补偿。
所以：
Svh1sinksin6032b2g43243
（5）栅后槽总高度H
设栅前渠道超高h2；
Hhh1h21
（6）栅槽总长度L，m：
LL1L2Hｏtg60
式中H1为栅前渠道深，H1hh2,m
Hhh21
LL1L2tgtg600
（7）栅槽总宽度
B03B3
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（8）每日栅渣量
QW864001WmaxKz
式中：
W——每日栅渣量，m3/d;
W1——栅渣量,m3/103m3污水，格栅间隙为16—25mm时，=—
；格栅间隙为30—50mm时，W1=—。
本设计格
333W1m/10m污水。
栅间隙21mm,取=（）；W1/10
Kz——生活污水流量总变化系数。
在格栅间隙为20m
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