完美升级版宜都市污水处理厂工艺设计毕业论文.docx
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完美升级版宜都市污水处理厂工艺设计毕业论文
宜都市污水处理厂
课程设计
专业：
学号：
姓名：
指导老师：
华中科技大学
二○一二年七月
摘要
随着城市的发展，城市人口的激增，城镇规模的扩大，生活污水和工业废水排出量日益增多，大量未经处理的污水直接排入周围河流，致使城市周围环境污染十分严重。
这不但直接污染了市区的地下饮用水，而且对河流下游地区的农业生产和人民生活造成了危害，人类和生物赖以生存的生态环境受到了日益严重的威胁。
因而城市污水治理已成当前迫切需要解决的问题之一，而建造污水处理厂可以解决这个问题。
本设计题目为“宜都市污水处理厂初步设计”。
该工程所处理的污水主要是由城市工业废水和公共建筑用水以及城市生活用水组成。
其混合污水近期平均日设计流量为Q=30000m3d,总变化系数为K=1.4进水水质如下：
COD=300mgl,SS=180mgl，BOD5=1660mgl，TN=25mgl,TP=2mgl，出水水质符合国家的一级B排放标准。
本设计中，采用A2O系统处理该城市污水。
处理构筑物主要有旋流沉砂池、A2O系统、二沉池等，其主要构筑物A2O系统是用来脱氮除磷的，该系统具有厌氧，好氧，缺氧三个阶段。
该系统具有高效，节能的特点，且耐冲击负荷高，出水水质好。
关键词：
经济节能曝气池
ABSTRACT
Withthedevelopmentofcities,theviolentincreaseofthepopulationandtheexpansionofthecityscale,theamountofdischargeofcitysewageandindustrialwastewaterisincreasingfasterandfaster.Anoverwhelminglylargeamountofthewastewaterisdischargedintothewaterswithoutdisposal,whichmakestheurbanenvironmentdeterioratesseriously.Asaresult,thegroundwaterofthecityisinevitablycontaminatedandtheagricultureandpeople’slifeinthedownstreamareasareaffected,too.Theecologicalenvironmentisbeingthreatened,whichmakesoneoftheprioritiestodisposeofthewastewaterandsewage.Andtheestablishmentofthewastewatertreatmentplantcantackletheseriousissue.Beside，Waterresourcesensurethesustainingdevelopmentofeconomy.Sewagedischargedatrandomorexposeseriouspollutiontothewaterresources.
Thisdesigntopicfor"YiDouShisewagetreatmentplantpreliminarydesign".Theprojectofsewageismainlycomposedofurbanindustrialwastewaterandpublicbuildingsandurbanlifeofwaterwithwater.ItsmixofsewagerecentaveragedayforQ=designflowrateof30000m3d,totalchangecoefficientforK=1.4feedwaterqualityasfollows:
COD=300mgl,SS=180mgl,BOD5=1660mgl,TN=25mgl,TP=2mglwater-qualityandconformtothenationallevel1Bemissionsstandards.
Thisdesign,theA2Osystemtodealwiththeurbansewage.DealwiththemainstructuresstructuresA2Osystemisusedtodenitrificationandphosphorus,thissystem,pool
1总论5
1.1设计任务和内容5
1.2地质地貌6
2基本资料6
2.1城市性质与规模6
2.2自然条件7
3.污水处理厂设计条件7
3.1设计规模7
3.2设计污水水质8
3.3设计出水水质9
3.4厂址选择9
3.5受纳水体与排水出路10
3.6污泥出路10
3.6.1.污泥处理方案10
3.6.2污泥处置10
4污水处理工艺流程说明11
4.1工艺流程的确定11
4.2构筑物的选择12
5处理构筑物设计14
5.1粗格栅14
5.2污水提升泵房17
5.3细格栅计算：
18
5.4沉砂池19
3.4旋流沉砂池19
5.5配水井20
5.5.1配水井设计20
5.6初沉池20
5.7曝气池23
5.8二沉池28
5.9浓缩池及污泥脱水34
5.10接触消毒池39
5.11加氯间41
6污水厂总体布置42
6.1主要设备说明42
6.2主要构（建）筑物与附属建筑物44
6.3污水厂平面布置45
6.4污水处理构筑物高程布置45
7设计体会46
8附录46
9参考文献46
1总论
1.1设计任务和内容
目的：
加深理解所学专业知识，培养运用所学专业知识的能力，在设计、计算、绘图等方面得到锻炼。
内容：
针对一座二级处理的城市污水处理厂，要求对主要污水处理构筑物的工艺尺寸进行设计计算，确定污水处理厂的平面布置和高程布置。
最后完成设计计算说明书和设计图（污水处理厂平面布置和高程布置图、构筑物工艺图各一张）。
深度:
初步设计
设计题目：
××污水处理厂工艺设计
设计内容：
对构筑物选型作说明；主要处理设施的工艺计算；污水厂平面和高程布置、单个构筑物的工艺设计。
设计成果：
计算说明书一份；平面、高程布置及单个构筑物图各一张。
1.2地质地貌
1.2.1区域现状与自然条件
某市位于湖北省西南部山区向江汉平原过渡地带，位于东径110°05′—111°35′，北纬30°05′—30°36′。
东接松滋，北临宜昌、枝江，西南与长阳、五峰毗邻。
全市总面积1357平方公里，其中山区122平方公里，丘陵1078平方公里，平原157平方公里。
地势由西南向东北倾斜，西南部山地丘陵交错，南有武陵山脉延伸，西是巫山山脉蜿蜒入境。
东北部是长江清江的沿江平原。
西南部最高山峰海拔1084米，东部最低河滩地海拔仅38米，河床边界条件多为沙壤土，亚沙壤土组成，抗冲击能力弱，汛期外江水位常高于内地，历来为洪涝灾害灾区。
2001年3月，随行政建制调整，全市现辖5镇4乡一个办事处。
据统计2001年该市总人口约38.2万人，陆城总人口约9.3万人。
2001年国内生产总值32亿元，按现行价格计算的全部工业总产值45.6亿元。
某市内河流纵横，水系发达。
长江自宜昌仙人桥进入市境，自洋溪官洲出境长达46公里；清江自长阳搬鱼咀进入市境，至陆城三江汇入长江，蜿蜒41公里；渔洋河自五峰渔洋关马勒坡进入市境，至陆城以西两公里刘家咀汇入清江，逶迤55公里。
市内除长江清江外，干支溪河长度在45公里，集水面积在3平方公里以上的有39条，河道总长419公里，集水面积为1338.6平方公里（含邻县与湖泊其他汇流面积588.2平方公里）。
2基本资料
2.1城市性质与规模
城市性质：
该市是全国重要的水陆交通枢纽之一，鄂西南经济区的副中心城市之一，全市政治、经济、文化中心，以原材料为主的重工业城市。
城市规模：
2000年，作为中心城区的陆城7万人；建成区面积6.5km2；规划近期至2005年人口达8.6万人，面积8.0km2；远期至2020年人口发展到14万人；建成区面积14.3km2。
2.1.1城市给水现状
城区供水方式为城市水厂供水，城区现有两座水厂。
一水厂位于城北夷水路，占地面积0.74公顷，以清江为水源，设计规模0.7万吨日，供水压力0.4MPa；二水厂位于城北城东路，占地面积2.2公顷，以长江为水源，设计规模3万吨日，供水压力0.42MPa。
2000年，两水厂最高日供水量2.2万吨日，输配水管线43.3公里，供水普及率100%，城区综合用水指标为239升人•日。
2.1.2城市排水现状
城区现有排水体制为雨污合流制，已形成了一套以城南排污沟为主体、陆逊广场东侧排污沟为辅的排水系统。
排水管道总长32.5公里，有效服务面积为95%以上，城区雨污水通过城南排水沟收集后，两条沟分别经老女桥和党校排污口排入长江。
由于缺乏维护管理，外加局部建筑物挤占，管道堵塞，部分管道过水断面小，雨污水不能及时排出，致使雨季时，城区局部地段积水，影响城区的正常生活、生产秩序。
城区现正在推广使用埋地式无动力生活污水处理装置，已有数十家单位安装使用该装置。
2.2自然条件
2.2.1地质地貌
某市位于鄂西南部山区向江汉平原的过度地带，以丘陵地形为主，并兼有少量的山地和平原。
海拔50—60米的地貌可分为长江高漫滩地
、
级阶地及高阶地。
地层自上而下为亚粘土、卵石层、基岩，基岩一般以红砂岩为主，夹少量泥岩，砂岩呈互层状分布。
高阶地、
级阶地均具有较高的承载能力1.5—5公斤平方厘米，可作为良好的建筑地基，陆城地区正好处于长江南岸
级阶地上，区内无明显的构造断裂，仅发现局部有少量褶曲现象。
地层容性稳定，边坡并无崩塌或滑坡等不良物理现象，从历史上看，某邻近及更远的外围未发生过较大的破坏性地震。
本区处在地震相对稳定地带，从1987年公布的全国地震烈度区划图和湖北省地震烈度区划图上，都将该区划为六度地震区。
2.2.2水文
长江：
（陆城区域、黄海高程）
历年最高水位：
51.11m
1％水位：
50.06m
历年最低水位：
35.36m
历年平均水位：
40.78m
历年最大流量：
71900立方米秒
历年最小流量：
2720立方米秒
历年平均流量：
13350立方米秒
清江：
历年最高水位：
53.902m
历年最低水位：
35.9m
历年平均水位：
40.78m
历年最大流量：
18900立方米秒
历年最小流量：
32.4立方米秒
历年平均流量：
464立方米秒
2.2.3气象
某市气候属于中亚热带向北亚热带过渡的大陆性季风湿润型气候。
年平均气温：
16.7℃
年极端最高气温：
40.8℃
年极端最低气温：
-13.8℃
累年年平均降雨量：
1224mm
历史一日最大降雨量：
183.9mm
累年平均降雨天数：
136天
历年最大积雪深度：
34cm
累年最多风向及频率：
SE13%
累年平均风速：
8ms
历年最大风速：
28ms
3.污水处理厂设计条件
3.1设计规模
根据预测结果，陆城镇城区污水总量近期为2.36万m３d，远期4.37万m3d。
为方便建设与管理，确定工程总处理规模为5万m3d；近期规模按3万m3d设计。
一、生活用水量
综合生活污水量是指城市居民生活污水和公共建筑的污水量，不包括浇洒道路、绿化和其它市政污水量。
根据某市城市总体规划，近期（2005年），陆城镇城区人口为9.0万人，平均日综合生活用水定额为240Lp·d；远期（2020年），陆城镇城区人口为14.0万人，平均日综合生活用水定额为280LP·d。
综合生活污水量按综合生活用水量的80％计算。
则综合生活污水量为：
近期（2005年）：
9.0×240×0.8＝1.73万m３d
远期（2020年）：
14×280×0.8＝3.14万m３d
二、工业废水
工业废水量按工业用水量的80％计算。
据总体规划预测，近期工业用水量为10000Td，远期为21000Td。
工业用水重复利用率为70％。
（补充主要工业废水的相关资料和相应的污水量）
则工业废水量为：
近期（2005年）：
1.0×0.8×0.3＝0.24万m３d
远期（2020年）：
2.1×0.8×0.3＝0.50万m３d
三.其它污水量
其它污水量是指道路浇洒、市政用水所产生的污水及未预见污水。
其它污水量按综合生活污水量及工业废水量之和的20％考虑，则其它污水量为：
近期（2005年）：
（1.73+0.24）×20％＝0.39万m3d
远期（2020年）：
（3.14+0.5）×20%＝0.73万m３d
3.2设计污水水质
某市城东新区目前尚无完整的排水管网系统，无法获得具代表性的实测资料，确定水质设计参数一般根据以下方法：
实际计算。
生活污水按规范标准计算，工业废水按《污水综合排放标准》（GB8978－1996）中三级标准，实际统计和工业发展速度计算相结合的方法。
国内城市污水处理厂实际运行水质类推。
类似地区城市污水处理厂运行参数类比。
设计污水水质按以上方法计算如下：
湖北部分类似城市拟建污水处理厂主要设计进水指标见表2-4。
表2-4湖北省部分污水厂设计进水水质表
污水厂厂名
BOD5
COD
SS
NH3-N
TN
TP
备注
恩施市污水处理厂
120
250
150
25
30
3
洪湖市污水处理厂
150
300
200
30
3
荆州市红光路污水处理厂
160
300
200
35
3
襄樊市鱼梁洲污水处理厂
160
350
200
30
40
3
宜昌市沙河污水处理厂
120
250
180
25
3
综合上述四方面的分析，并考虑到远期城市的发展和生活水平的提高，确定本工程设计进水水质为：
BOD5=160mgLCOD=300mgLSS=180mgL
NH3-N=25mgLTN=30mgLTP=2.0mgL
3.3设计出水水质
根据国家有关规定，二级城市污水处理厂出水应执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》
BOD5≤20mgLCOD≤60mgLSS≤20mgL
NH3-N≤8mgLPO4-P≤1mgL
根据设计进、出水水质，确定本工程处理程度见表2-5。
表2-5污水处理效率表
指标
类别
BOD5
COD
SS
NH3-N
PO4-P
设计进水水质（mgL）
160
300
180
25
2.0
设计出水水质（mgL）
≤20
≤60
≤20
≤8
≤1
处理程度（％）
≥87.5
≥80
≥89
≥68
≥50
3.4厂址选择
污水处理厂厂址选择的主要原则为：
（1）符合城市总体规划和排水工程规划的要求；
（2）少拆迁、少占良田，有一定的卫生防护距离；
（3）尾水及污泥排放较方便，场地不受水淹，有良好的排水条件；
（4）交通、运输及供水、供电较方便。
备选厂址比较
污水处理厂厂址的选择非常重要，经过现场踏勘，结合某市城市总体规划，选定城南排污沟入长江处的老女桥与位于城南新区的主干管渠下游的水塔溪作为污水处理厂的参选厂址。
两厂址的综合比较见表2-6。
表2-6两备选厂址的综合比较
方案一（老女桥）
方案二（水塔溪）
地理位置
位于城南排污沟入长江处的老女桥附近
位于城南新区的主干管渠下游的水塔溪
场地描述
位于东正街和长江大道的交汇处；现状场地为水田和水塘，无民房；场地较平整，地势较低；海拔高程为48.0—50.0。
现状场地为梯田，无民房；占用良田较少，目前只有机耕路相通；海拔高程为：
61.0—62.7。
方案优势
修建进厂道路短，交通便利，场地平整，工程量较小，污水进厂提升扬程低。
已有两个水塘，可作构筑物利用，减少了挖方量。
占用农田少，对新区开发建设有利。
不利因素
占用农田较多，厂前泵站离污水厂较远。
由于水塘的关系，有较大的填方量。
位于老城区排水方向相反的位置，修建进厂道路较长，场地平整工程稍大，污水进厂扬程较高，工程量较大。
经过综合比较，初步确定老女桥位置为修建污水处理厂的推荐厂址。
3.5受纳水体与排水出路
受纳水体水质：
城区污水受纳水体为长江，其水质参照国家规定为二类。
排水体制及截流倍数
根据陆城镇城区总体布局和排水系统现状，城区主体分布于清江和长江交汇点南侧，人民大道以北，为老城区；现为雨污合流制排水体制。
若将合流制改为分流制，则需要在老城区的所有道路下铺设一根污水管，其投资巨大，施工相当麻烦，不现实，加上现状城南排污沟业已形成纳污通道的现实。
因此，本工程推荐排水制为：
老城区仍维持合流制不变，采用截流式合流制排水体制。
城市总体规划规定，城区发展方向主要为城南片、城西片；远期将与枝城连为一片，作为规划新区，排水体制为雨污分流制。
合流制排水系统的截流倍数应根据旱流污水的水质和水量以及水体卫生要求、水文、气象条件等因素进行确定。
国内一些城市采用的截流倍数一般为1-3。
从某市实际情况分析，推荐本工程截流倍数为1。
3.6污泥出路
3.6.1.污泥处理方案
污水生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高且不稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，若不妥善处理和处置，将造成二次污染。
污泥处理的主要目的是稳定污泥、减少污泥体积、利用污泥中有用物质。
通常，城市污水处理厂完善的污泥处理工艺为：
剩余污泥 泥饼外运
本工程污水处理工艺采用生物脱氮除磷工艺，污泥龄较长，污泥性质较为稳定，剩余污泥量较少，无须消化稳定。
若采用消化处理，则会因增加一系列构筑物与设备使投资及运行费用增加。
因此本工程暂不建消化池，污泥直接进行浓缩、脱水。
为了避免使磷从浓缩池释放，污泥处理工艺推荐采用机械浓缩、机械脱水一体化处理设施。
3.6.2污泥处置
目前我国城市污水处理厂污泥的最终处置大都未经无害化处理随意堆放或用于农田，国外许多国家对污泥处置采用较多的方法是焚烧、填埋、堆肥等。
焚烧技术虽然具有处理迅速，减容程度高（80—90％），无害化彻底，占地面积小等优点，但一次性投资巨大，操作管理复杂，且能耗高，运行费用高，不太适应我国目前的国情。
污泥与城市生活垃圾混合高温堆肥，污泥熟化程度高，病原体和寄生虫卵去除较彻底，用于改良土壤，是适合我国国情的污泥稳定处理工艺。
但因城市垃圾肥肥效有限，不太现实。
污泥送往城市垃圾卫生填埋场进行卫生填埋是较为有效的方法之一。
本工程结合某市实际，拟采用卫生填埋法处置剩余污泥泥饼。
4污水处理工艺流程说明
4.1工艺流程的确定
4.1.1污水处理工艺的确定
由设计任务书的要求，本设计采用下面的工艺：
根据污水水质BOD5=160mgl，CODcr＝300mgl，BOD5CODcr=160300=0.53＞0.3，则认为可生化处理，所以上面的处理工艺的可行的。
4.1.2污泥处理工艺的确定
典型的污泥处理工艺包括四个阶段。
第一阶段为污泥浓缩，主要目的是使污泥初步减容，缩小后续处理构筑物的容积或设备的容量；第二阶段为污泥消化，使污泥中的有机物分解，使污泥趋于稳定；第三阶段为污泥脱水，使污泥进一步减容，便于运输；第四阶段为污泥处置，采用某种适宜的途径，将最终的污泥予以消纳和处置。
常见的污泥处理工艺：
1：
剩余污泥→浓缩→消化→机械脱水→最终处置
2：
剩余污泥→浓缩→机械脱水→最终处置
3：
剩余污泥→浓缩→消化→机械脱水→干燥焚烧→最终处置
4：
剩余污泥→浓缩→自然干化→堆肥→农田
针对该地区的污水情况，不用设置污泥消化这个阶段。
则污泥处理工艺见下图：
剩余污泥—→浓缩（贮泥池）—→脱水—→污泥处置
各个阶段产生的上清液或滤液送回污水处理系统中继续处理。
4.2构筑物的选择
本设计进水先经过一级处理后在二级生物处理即可排放，故主要构筑物亦可分为两级。
一级处理构筑物选择如下：
1、格栅
本设计选择平面格栅，平面格栅具有普遍适用性，易安装且耐用。
根据栅渣量确定栅渣清除方式。
当栅渣量较大时采用机械清渣，当栅渣量较小时采用人工清渣。
2、沉砂池
沉砂池的形式，按池内的水流方向的不同，可以分为平流式、竖流式和旋流式三种；按池型可分为平流沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池和旋流沉砂池。
平流式沉砂池式常用的形式，污水在池内沿水平方向流动，具有构造简单、截留无机颗粒效果好的优点。
竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内，无机物颗粒籍重力沉于池底，处理效果一般较差。
曝气沉砂池是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂
直的横向恒速环流。
曝气沉砂池的特点是，通过就调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化的影响较小。
同时，还对污水起预曝气的作用。
按生物除磷设计的污水厂，为了保证除磷效果，一般不采用曝气沉砂池。
近年来日益广泛使用的旋流式沉砂池是利用机械力控制流态与流速，加速砂粒的沉淀，有机物被截留在污水中，具有沉砂效果好、占地省的优点。
综合考虑，本设计采用旋流式沉砂池。
3、初次沉淀池
常见类型有：
平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式沉淀池。
平流式沉淀池呈长方形，由流入装置，流出装置，沉淀区，缓冲层，污泥区及排泥
装置等组成。
但当水量大导致分格过多时施工复杂，不宜使用。
竖流式沉淀池可用圆形或正方形，为了池内水流分布均匀，池径不宜过大，一般不大于10m。
辐流式沉淀池适用于大水量的沉淀处理。
池形为圆形，直径在20m以上。
根据资料给定的条件，选择平流式沉淀池。
4、二次沉淀池
常见类型有：
平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式沉淀池。
平流式沉淀池呈长方形，由流入装置，流出装置，沉淀区，缓冲层，污泥区及排泥装置等组成。
但当水量大导致分格过多时施工复杂，不宜使用。
优点：
处理水量可大可少,有效沉淀区大,沉淀效果好,对水量水质变化适应性强,造价低,平面布置紧凑。
缺点：
占地面积大,排泥因难（人工排泥）,工作繁杂,机械刮泥易锈,配水不均。
竖流式沉淀池可用圆形或正方形，为了池内水流分布均匀，池径不宜过大，一般不大于10m。
辐流式沉淀池适用于大水量的沉淀处理。
池形为圆形，直径在20m以上。
优点：
处
理水量较为经济,排泥设备己定型系列化,运行稳定,管理方便结构受力条件好；缺点：
排泥设备复杂,需具有较高的运行管理水平,施工严格。
适用处理水量大,地下水位较高的地区及工程地质条件差的地区。
综上，结合所给资料，选用辐流式沉淀池。
5、计量设备
污水厂中常用的计量设备有巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡
轮流量计等。
污水测量装置的选择原则是精度高、操作简单、水头损失小，不宜沉积杂物，
其中以巴氏计量槽应用最为广泛。
其优点是水头损失小，不易发生沉淀。
本设计的计量设备选用
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