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1、水处理工程课程设计-市燕郊污水处理工程初步设计水处理工程课程设计题目河北省三河市燕郊污水处理工程初步设计院系 化工学院 专 业 环境工程 年 级 2006 级 学 号 06 姓 名 指导老师 大学教务处印制2009 年 9 月河北省三河市燕郊污水处理工程初步设计 设计说明书 华侨大学化工学院2009 年 9 月目录第 1 章 总论 111 文献综述 112 项目概况 413 设计依据及原则 514 城市概况及自然条件 5第 2 章 建设规模及处理程度 821 污水处理量 822 设计进水水质和处理标准 8第 3 章 污水处理厂工艺方案 931 污水及污泥处理工艺的功能要求 932 污水处理工艺
2、的比选 933 污泥处理与处置方案 1334 出水消毒方案 1335 总工艺流程的确定 13第 4 章 工程设计 1541 工艺说明 1542 主要处理构筑物 1643 污水处理厂平面布置设计 1844 附属建筑物道路及园林绿化设计 20第 5 章 电气及自控设计 2251 电气设计 2252 自控系统 22第 6 章 工程节能防火防洪及劳动安全 2461 工程节能 2462 防火防洪 2463 劳动安全 24第 7 章 技术经济分析 2571 人员编制 2572 投资费用概算 2673 污水处理成本概算 26第 8 章 结论及建议 2881 结论 2882 建议 28参考文献 29致谢 30
3、附录一 设计计算书 311 格栅渠的设计计算 322 曝气沉砂池的计算 343 辐流式沉淀池的计算 374 水量调节池的计算 405 SBR 池的计算 416 接触消毒池的计算 447 污泥浓缩池的计算 468 鼓风系统的计算 489 水头损失的计算 5110 高程的计算 5311 泵房的计算 54附录二 施工图纸 56图 11 厂区平面及管道布置图 A2图 12 污水流程及高程图 A2图 21 格曝池三视图 A3图 31 辐流式沉淀池平面及剖面图 A3图 32 SBR 池总平面图 A3图 33 SBR 池进水端立面图和 11 剖面图 A3图 41 SBR 池曝气系统图 A3图 51 接触消毒
4、池平面图 A3图表目录图 1河北省三河市燕郊镇位置图 7图 2 A2O 工艺流程图 10图 3 氧化沟工艺流程图 11图 4厂区平面图 14图 5 污水处理厂总工艺流程图 4图 6中格栅渠计算草图 32图 7 曝气沉砂池计算草图 34图 8 辐流式沉淀池计算草图 37图 9SBR 池计算草图 42图 10 接触消毒池计算草图 44表 1 污水处理厂设计进水水质 2表 2 污水处理厂出水排放标准 2表 3 污水处理厂设计处理效率 2表 4 构筑物内水头损失情况估算表 19表 5 构筑物间连接管的水头损失情况计算表 19表 6 污水厂人员编制表 25表 7 主要经济指标 26表 8 运行成本分析
5、26表 9 曝气沉砂池曝气系统局部构件表 49表 10 SBR 池曝气系统局部构件表 50表 11 TSD125 型罗茨鼓风机主要性能 50表 12 RD127 型罗茨鼓风机主要性能 50表 13 构筑物内水头损失情况估算表 51表 14 构筑物间连接管的水头损失情况计算表 52第 1 章 总论11 文献综述改革开放以来我国城镇化进程加快 19782000 年建制镇由 2178 个增至20312 个目前全国各种规模和性质的小城镇已近 48000 个1然而小城镇基础设施建设却远远落后于城镇建设的发展大部分小城镇污水未经处理就直接排放给水环境质量造成很大威胁我国 90 以上小城镇的水体环境均受到不
6、同的程度的污染 78 的城镇河段不宜作饮用水源 50 的城镇地下水受到污染2这不仅对当地的水环境造成了污染而且严重阻碍了经济的发展因此小城镇污水的处理势在必行com 小城镇污水处理特点及其要求和大城市相比小城镇不仅经济实力薄弱技术和管理水平较低而且小城镇所处位置的环境容量也较小因此造成了小城镇污水处理的特殊性3然而目前我国尚无针对小城镇污水处理工程的排水设计规范标准法规等而是采用现行大中规模污水处理工程的相关标准在工程设计中出现了不少问题因此必须根据小城镇特点研究和采用相适应的处理工艺避免盲目照搬大中型规模城市污水处理工艺及设计参数以利于小城镇的污水治理com1 小城镇污水特征小城镇的人口规模
7、自来水普及率和工农业发展的结构水平决定了小城镇的污水排放量大都在 300030000m3d 的规模范围内其中 50 以上是生活污水工业废水以农产品加工的废水为主水中基本上不含重金属和有毒有害物质但氮和磷的含量较高水量水质波动较大大部分小城镇的城镇污水性质相差不大一般 BOD5为 100150mgLCOD 为 250300mgLSS 为 200mgL 左右3com2 小城镇污水处理要求 1 小城镇人口较少分布广而且分散生活污水水质水量波动性大污水处理厂规模小时变化系数大因此所选污水处理工艺应抗冲击负荷能力强2 小城镇经济力量薄弱因此污水处理应尽量使造价低运行费用少能耗低基本上不投加药剂或投加药剂
8、量少3 小城镇缺乏污水处理专业人员所选工艺应简便易行运行稳定维护管理方便利用当地技术和管理力量能正常运行4 污泥产量少以减少二次污染降低污泥处理和处置费用com 常规处理工艺分析在进行污水处理工艺选择时应结合小城镇水质水量特点充分考虑小城镇的发展趋势合理确定处理出水所需达到的排放标准下面针对小城镇污水处理特点就几种比较适合于小城镇的常规处理工艺进行分析对比1 氧化沟工艺氧化沟工艺始于 50 年代初期其处理流程简单操作管理方便出水水质良好运行可靠性和稳定性高能承受水量水质的冲击负荷此工艺具有一定的除磷脱氮能力可缓解水体富营养化的进程由于可取消初次沉淀池和污泥消化池整个处理单元比常规活性污泥法少
9、50 以上二者基建费用明显低于常规活性污泥法这对资金缺乏的小城镇建设污水处理厂很有吸引力但其曝气转刷 或表面曝气器 等机械部件需定期维修检修工作量较大而且采用延时曝气对污泥进行好氧稳定其能耗比中高负荷活性污泥工艺要高 4050 因此对于我国这样一个资源不足人口众多的发展中国家是否适合在小城镇推广这种低负荷的活性污泥工艺是值得考虑的问题32 SBR 工艺SBR 工艺简单布置紧凑占地面积省操作维修方便抗冲击负荷能力强污泥沉降性能好污泥处理系统简单出水水质好可防止污泥膨胀统计结果表明采用 SBR工艺处理小城镇污水要比普通活性污泥法节省基建投资 30 以上4有研究表明SBR 法在每一个运行周期之间以及
10、同周期进水阶段内出现急剧的水质水量变化甚至处理负荷猛增到正常负荷的两倍以上的情况下仍可获得良好的处理效果刘永松等人对 SBR 工作稳定性的分析研究结果充分表明了这一点5但 SBR 反应器设备的闲置率高进水和排水的阀门切换频繁自动化程度较高这对于技术力量和管理水平相对较弱的小城镇来说限制了该工艺的推广3 水解好氧生物处理工艺水解工艺是近年来国内应用较为广泛的污水预处理工艺它通过控制反应时间将厌氧反应控制在水解酸化阶段除了达到截留污水中悬浮物的目的外还可提高污水的可生化性减少后续处理工艺反应时间和处理的能耗并具有污泥减量稳定的功能由水解池取代初沉池其对 SSBOD5COD 的去除率显著高于初沉池水
11、解池出水水质较稳定并具有较好的抗有机负荷的能力对于经济实力尚薄弱的小城镇可用水解池单独作为污水的初级处理系统待有条件时再在其后增设后续处理工艺成为完整的城镇污水二级处理系统具有分期建设的优点但水解池的布水均匀性和排泥问题也增加了设计和管理的复杂性4 生物接触氧化工艺生物接触氧化工艺单位容积的生物量大处理能力高不需污泥回流节省能耗不产生污泥膨胀耐冲击负荷能力强设备较少运行管理及维护简单产泥量少但此工艺造价较高而且布水布气不易均匀工艺构筑物在构造上较复杂增加了设计施工的工作量和难度3 5 生物滤池工艺生物滤池节约能耗运行管理方便对污水水质水量有较强的适应性污泥产量较低但其处理负荷低占地面积较大造价
12、较高滤池容易堵塞且容易产生蚊蝇臭气等环境问题6 生态处理工艺小城镇附近如有合适的废地荒地废塘洼地或沼泽地滩涂等在污水处理上应因地制宜地将处理与利用相结合利用生态系统在污水处理的同时实现污水的无害化和资源化生态处理可选用生态塘处理系统和人工湿地处理系统生态处理适合不同的处理规模基建费用低廉整个系统的基建费用只有常规处理方法的 12或 13 出水水质稳定出水可用于回灌农田水产养殖或景观水材料来源广就近可得人工湿地的主要材料如碎石砂砾煤渣土壤等均可就近获得塘系统则不需要任何材料动植物均为土著种类生态处理系统依地势而建污水可自流无需额外动力因此运行费用只有常规工艺的 1050 而且管理十分简单维护容易
13、设计良好的小型污水生态处理系统几乎不用管理与维护但生态处理系统除污染负荷率低因而占地面积庞大再者气候条件对其处理效果有重要影响3com 新工艺介绍污水处理技术向高效率低建设费用低能耗低管理需求环境影响少方向发展已成为我国小城镇污水处理行业可持续发展的必然选择近年来研究开发了一些新工艺其中厌氧一好氧高负荷生物滤池和蚯蚓生态滤池就是其中成功的代表1 厌氧水解高负荷生物滤池6厌氧水解一高负荷生物滤池组合处理工艺采用厌氧水解滤池取代传统的初沉池作为预处理工艺同时在传统高负荷生物滤池的基础上对其工艺构造进行了重要的技术创新保留了该方法高负荷高效率的长处通过采用具有高空隙率高附着面积和高二次布水性能的新型
14、塑料模块填料取消了滤池出水回流系统从而在提高处理效率的同时大幅度降低了建设投资和运行能耗此工艺的污泥产率大大低于普通活性污泥法排泥量较少污泥总产率的大幅度降低同时意味着大幅度降低了二次污染物数量以及污泥处理和处置费用厌氧水解一高负荷生物滤池处理城镇污水的工艺流程十分简单与普通活性污泥法相比除了采用粗细格栅沉砂池和二次沉淀池相同以外处理系统集初沉池曝气池污泥回流设施以及供氧设施等于一身大大简化了污水处理流程因此该工艺的运行管理十分简单方便并能承受较强的冲击负荷这一点对于我国的小城镇污水处理厂的操作管理需求有着特别重要的意义2 蚯蚓生态滤池7蚯蚓生态滤池利用在滤床中建立的人工生态系统通过蚯蚓和其他
15、微生物的协同作用对污水中的污染物进行最为经济合理的处理和转化以蚯蚓为代表的微型动物在该系统中集多种功能于一身近年来该工艺已在法国智利和中国上海成功地进行了中型试验和生产性规模的应用生态滤池处理系统基本不外排剩余污泥其污泥产率大幅度低于普通活性污泥法显然这是由于生态滤池中建立的蚯蚓生态系统具有较强的污泥分解功能在处理污水的同时实现了剩余污泥的分解和稳定污泥总产率大幅度降低意味着大幅度降低了城镇污水处理厂所产生的固体污染物数量同时意味着大幅度降低了剩余污泥处理和处置费用而且此工艺流程简单运行管理十分简单方便并能承受较强的冲击负荷com 结语小城镇污水治理不仅是小城镇自身发展的需要同时也是流域生态环境保护的需要由于小城镇基础设施建设资金短缺且从业人员的技术水平和管理水平较低因此决定了小城镇建设的污水处理厂首先必须经济高效节能和简便易行上述几种处理工艺有其一定的优势但也同时存在不足之处应根据小城镇污水的特性收集方式排放水体状况设计用地等实际情况进行充分的论证和可行性研究8选择合适的处理工艺最大可能地确保处理效果并节约投资和运行费用以利于我国的水环境保护和小城镇经济的可持续发展12 项目概况河北省三河市燕郊镇是一个新型的城镇与北京比邻有着得天独厚的发展条件改革开放以后燕郊镇迅速发展成为全国强镇之一但是与此同时
