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1、学 号： 2010122140课 程 设 计题 目城镇污水处理厂工艺设计（活性污泥法）学 院环境与生物工程学院专 业环境工程班 级环境工程一班学生姓名 指导教师 2012年12月7日目录目录1第一章 设计任务41.1 设计任务及要求41.1.1 设计任务41.1.2 设计要求4第二章 总体设计52.1 处理构筑物选择52.2 污水处理厂选址52.3 核心工艺比较62.3.1 氧化沟工艺62.3.2 A/O法62.3.3 SBR法72.3.4 曝气生物滤池（BAF）72.3.5 MBR工艺72.4 设计流量92.5 污水、污泥处理工艺流程图9第三章 格栅93.1 设计草图103.2 设计参数10
2、3.3 设计计算103.3.1 中格栅的设计计算103.3.2 细格栅的设计计算12第四章 沉砂池144.1 设计草图154.2 设计参数154.3 设计计算15第五章 初级沉淀池175.1 设计草图175.2 设计计算17第六章 曝气池206.1 污水处理程度的计算及曝气池的运行方式206.1.1 污水处理程度的计算206.1.2 曝气池的运行方式206.2 曝气池的计算与各部位尺寸的确定216.3 曝气系统的计算与设计236.4 供气量计算246.5 空气管系统计算266.6 空压机的选定27第七章 二次沉淀池277.1 设计草图287.2 设计参数287.3 设计计算28第八章 其他构筑
3、物318.1 集水井318.2 污水提升泵房328.3 接触池338.4 液氯投配系统338.5 计量堰348.6 污泥回流泵房348.7 污泥浓缩池358.8 污泥脱水间35第九章 构筑物高程布置计算及水力损失359.1平面布置359.2构筑物水头损失计算369.2.1 污泥管道水头损失379.2.2 污水管渠水力计算389.3 污泥高程计算38第十章 污水厂运行成本及其构成4010.1 污水处理厂的处理成本构成4010.2 运行成本分析4010.2.1 人员费4010.2.2 动力费4110.2.3 维修费4210.2.4 药剂费4210.3 运行成本42参考文献43第一章 设计任务1.1
4、 设计任务及要求1.1.1 设计任务 城市日处理水量5万污水处理厂工艺设计1. 污水处理工艺选择及各工艺单元的设计，包括工艺流程的确定,各单体构筑物的工艺设计。2. 污泥处理方法选择及污泥处理构筑物的工艺设计计算。包括工艺流程的确定，单体构筑物的工艺设计；3. 污水泵站的工艺设计。可以是终点泵站，也可以是中途提升泵站。包括选泵、泵站工艺设计计算和泵站工艺图的绘制；4. 污水处理厂的平面布置。包括污水处理厂处理构筑物和辅助建筑物的平面布置图及工艺平面图绘制；5. 污水处理厂竖向布置及高程计算。1.1.2 设计要求1) 对主要构筑物选型作说明。2) 主要处理设施（格栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉
5、池）的工艺计算（附必要的计算草图）。3) 污水处理厂平面和高程布置。4) 编写设计说明计算书。第二章 总体设计2.1 处理构筑物选择污水处理构筑物形式多样，在选择时，应根据其适应条件和所在城市应用情况选择。选用平流沉砂池，平流式沉淀池，传统的推流式曝气池，平流式消毒接触池，巴士计量槽，采用带式压滤机进行污泥脱水。2.2 污水处理厂选址 未经处理的城市污水任意排放，不仅会对水体产生严重污染，而且直接影响城市发展发展和生态环境，危及国计民生。所以，在污水排入水体前，必须对城市污水进行处理。而且工业废水排入城市批水管网时，必须符合一定的排放标准。最后流入管网的城市污水统一送至污水处理厂处理后排入水体
6、。 在设计污水处理厂时，选择厂址是一个重要环节。厂址对周围环境、基建投资及运行管理都有很大影响。 选择厂址应遵循如下原则：1 为保证环境卫生的要求，厂址应与规划居住区或公共建筑群保持一定的卫生防护距离，一般不小于300米。2 厂址应设在城市集中供水水源的下游不小于500米的地方。3 厂址应尽可能设在城市和工厂夏季主导风向的下方。4 要充分利用地形，把厂址设在地形有适当坡度的城市下游地区，以满足污水处理构筑物之间水头损失的要求，使污水和污泥有自流的可能，以节约动力。5 厂址如果靠近水体，应考虑汛期不受洪水的威胁。6 厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区。7 厂址的选择要考虑远期发展的可能性
7、，有扩建的余地。2.3 核心工艺比较2.3.1 氧化沟工艺 氧化沟主要特点是：进出水装置简单；污水的流态可看成是完全混合式，由于池体狭长，又类似于推流式。优点：BOD负荷低，处理水质良好；污泥产率低，排泥量少；污泥龄长，具有脱氮的功能。缺点：氧化沟工艺与SBR和普通活性污泥工艺比较，能耗高，且占地面积较大。2.3.2 A/O法 即厌氧好氧污水处理工艺，生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。优点： 1) 生物活性
8、高； 2) 较高的微生物浓度； 3) 泥产量低； 4) 出水水质好且稳定； 5) 动力消耗低； 6) 不产生污泥膨胀； 7) 挂膜方便，可间歇运行； 8) 工艺运行简单，操作方便，抗冲击负荷能力强；9) 积负荷高，停留时间短，节约占地面积。 缺点：池内填料间的生物膜有时会出现堵塞现象，尚待改进。研究的方向是针对不同的进水负荷控制曝气强度，以消除堵塞；其次是研究合理的氧化池池型和形状、尺寸和材质合适的填料。2.3.3 SBR法 SBR运行特点是各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。优点：出水水质较好；不产生污
9、泥膨胀；除磷脱氮效果好。 缺点：池容和设备利用率低，占地面积较大、运行管理复杂，自控水平要求高。2.3.4 曝气生物滤池（BAF） 曝气生物滤池是集生物氧化和截留悬浮固体与一体，节省了后续沉淀池 ( 二沉池 )。 优点： 1) 总体投资省，包括机械设备、自控电气系统、土建和征地费； 2) 占地面积小，通常为常规处理工艺占地面积的80% ，厂区布置紧凑，美观； 3) 处理出水质量好，可达到中水水质标准或生活杂用水水质标准； 4) 工艺流程短，氧的传输效率高，供氧动力消耗低，处理单位污水的电耗低5) 过滤速度高，处理负荷大大高于常规处理工艺； 缺点：曝气生物滤池运行维护较复杂，尤其是填料的反洗与更
10、换，从而导致运行费用也较高。 2.3.5 MBR工艺 膜-生物反应器工艺是利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住，省掉二沉池。优点： 1) 出水水质好 2) 工艺参数易于控制，能实现HRT与SRT的完全分离 3) 设备紧凑，省掉二沉池，占地少 4) 剩余污泥产量少 5) 有利于增殖缓慢的硝化细菌的截留、生长和繁殖 6) 克服了常规活性污泥法中容易发生污泥膨胀的弊端 7) 系统可采用PLC控制，易于实现全程自动化 缺点：MBR工艺造价相对较高，为普通污水处理工艺的1.5-2.0倍。国产膜片质量较差、使用时间较短，进口膜片价格过高，运行维护及更换费用较高。以下为各种好氧生物处
11、理工艺方法的技术经济指标比较各种好氧生物处理工艺方法的技术经济指标比较方案技术指标（BOD5去除率）经济指标*运行情况基建费能耗占地运行稳定管理情况适应负荷波动备注传统活性污泥法8595 100100100一般一般不适应适用于中等浓度的生活污水和工业废水，对冲击敏感渐减曝气法8595 100100100一般一般一般空气供应逐渐减小以配合有机负荷的需要分段曝气法8595100100100一般一般一般处理污水的范围较广完全混合法8590100100稳定简便适应一般都能使用，能抗冲击负荷浅层曝气法8591100100稳定简便一般适用于中小型规模的污水厂深层曝气法8595100100100100100
12、稳定一般适应施工难度大，一般不用吸附再生法8090100100100100一般麻烦适应一般应用于空间较小，有经济氧源的地方氧化沟9095100100稳定简便适应适用于中小型污水厂、需要脱氮除磷地区SBR9099100100100稳定简便适应适用于中、小型污水处理厂AB 法8595100100100100一般一般一般需脱氮除磷的大型污水厂生物膜法=90100100约100稳定简便适应适用于小型污水厂 为了降低投资和运行成本，因地制宜地进行工艺方案(主要是生物处理方案)比较是必要的。进行多种工艺方案的比较，包括投资费用、运行费用、占地面积、出水水质、后期管理等各方面进行工艺方案的优化抉择，本设计采
13、用传统活性污泥法。2.4 设计流量平均日流量 变化系数 最大日流量 2.5 污水、污泥处理工艺流程图城镇污水集水池粗格栅提升泵房细格栅沉砂池初沉池曝气池二沉池污泥回流泵房浓缩池污泥脱水接触池鼓风机房加氯间计量排放泥饼外运砂水分离器砂砾外运第三章 格栅格栅由一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、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。3.1 设计草图3.2 设计参数(1)栅前水深;(2)过栅流速; （过栅流速一般为0.61.0m/s）(3)格栅间隙;(4)格栅安装倾角3.3 设计计算3.3.1 中格栅的设计计算1)栅条间隙数： 式中：n中中格栅间隙数；
