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1、兰州交通大学毕业设计（论文）11 1 工程概况工程概况西安市是陕西省省会，陕西省政治、经济、文化、科研和交通中心，是西北地区最大的综合性多功能城市，也是我国重要的科研，高等教育及高新技术产业基地。西安市位于黄河流域中部关中盆地，北纬 3342-344430，东经 10740-10949。西安市现管辖九区四县，总面积 10108 km2，总人口 699 多万人。城市建成区面积 187 km2，人口 259.22 多万人，流动人口 70 多万人。拥有工矿企业 4000 多家，高等院校 50 余所，科研机构 700 多个。文物古迹遍布市内，是我国主要的历史文化名城和旅游城市。西安地区南依秦岭，北临渭
2、河，东至骊山，西界沣河，处于渭河断陷盆地中部南缘地带。该地带堆积了巨厚的第三纪、第四纪松散地层，地势东南高，西北低，由东南向西北是阶梯式下降。西安市规划区大部分在渭河以南冲积平原的二、三级阶地上，高出渭河河座 20-40m，整个市区为第四纪松散堆积物覆盖，海拔约 400-450m，总的地势开阔平坦，起伏和缓。西安地区地震基本烈度为 8 度。西安地区属暖湿带大陆性气候，冬季干旱，秋季阴雨，夏季炎热。年平均降雨量 580.2mm，且主要集中在 7-9 月份，占全年降雨量的 45-60%，市区年平均气温 13.3，极端高温 41.7，极端低温-20.6。西安市平均日照时为 1801小时，年平均日照率
3、 45.7%。主导风向为东北与西南风，最大风速 25m/s，最大冻土深度 45cm。按照西安市排水总体规划的要求，第四污水处理厂的纳污范围为西安市城区部分区域、东郊经九路、太华路以西区域、漕运明渠以东、北三环以南区域、漕运明渠以西全部区域及漕运明渠以东北三环沿线的区域，上述区域内的排水采用雨、污分流制，雨水就近排入漕运明渠等水体，污水收集后进入第四污水处理厂。2 2 污水处理厂设计规模的确定污水处理厂设计规模的确定2.12.1 设计规模设计规模根据西安市城市排水规划的规定，西安市第四污水处理厂设计总规模为：50104m3/d；本设计按照近期 25104m3/d 污水处理规模进行工程设计。按远期
4、兰州交通大学毕业设计（论文）250104m3/d 污水处理规模进行总平面布置，并适当的预留中水回用处理用地。2.22.2 设计水质设计水质西安市第四污水处理厂进水水质见下表：表 2.1 单位：mg/L（PH 除外） BOD5CODcr名称TNNH3-NTP范围20040025040324西安市第四污水处理厂出水水质按设计要求，达到 GB18918-2002 一级 B标准（TP1.5mg/l） 。出水水质指标见下表：表 2.2 单位：mg/L（PH 除外） 污染物PHBOD5CODcrSSTNNH3-NTP浓度范围692060202081.53 3 工程设计方案工程设计方案3.13.1 方案选择
5、原则方案选择原则在污水处理厂方案设计中，遵循以下原则：1从城市发展现状出发，以城市总体规划和排水工程规划为依据，既考虑总体发展又考虑近期城市建设情况，使污水厂建设能分期实施，与城市建设同步发展，起到既保护环境，保护人民身体健康，又适度考虑国内有限的实际情况，少花钱，多办事。2根据工程纳污范围内污水水质及处理程度要求，在选择污水处理工艺的时候，积极采用技术先进可靠，处理效果好，占地面积小，维护管理简单，经常运转费用低的工艺，在设备选型时，优先选用国内先进的材料和设备，对于国产质量尚未过关的关键性设备考虑国外进口，以降低建设成本，同时提高机械化自动化程度和工程的可靠性，改善工人操作条件。3根据 X
6、X 市的污染现状和该市的环境保护规划，按污水厂出水受纳水体的环境容量，本污水处理工艺流程的选择，除了能够达到去除 BOD5和 SS 要求外，并应具有良好的脱氮除磷效果，以达到降低受纳水体的富营养化程度。4在厂内布局方面使生产设施相对集中密集，厂内绿化率达到 40%以上，建筑物尽量低矮，以避免破坏景观。兰州交通大学毕业设计（论文）33.23.2 工艺方案选择工艺方案选择城市污水处理厂的方案，既要考虑去除 BOD5又要适当去除 N，P 故可采用 SBR 或氧化沟法，或 A2/O 法。 3.2.13.2.1 缺氧缺氧好氧（好氧（A1/OA1/O）脱氮工艺）脱氮工艺基本原理：缺氧池进行反硝化，好氧池进
7、行消化。工艺特点：（1）A1/O 工艺同时去除有机物和氮，流程简单，构筑物少，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，节省基建费用；（2）反硝化缺氧池一般无需外加有机碳源，降低了运行费用；（3）因为好氧池在缺氧池后，可是反硝化残留的有机物得到进一步去除，提高了出水水质；（4）缺氧池中污水的有机物被反硝化菌所利用，减轻了其他好氧池的有机物负荷，同时缺氧池中反硝化产生的碱度可补充好氧池中消化需要的碱度；（5）脱氮效率较高，一般氮的去除率为（6085）%。 3.2.23.2.2 厌氧厌氧好氧（好氧（A2/OA2/O）除磷工艺）除磷工艺基本原理：厌氧池聚磷菌释磷，缺氧池聚磷菌摄取比在厌氧池下释放的更多的
8、磷，从而达到除磷的目的。工艺特点：（1）工艺流程简单，无混合液回流，其基建费用运行费用较低，同时厌氧池能保持良好的厌氧状态。（2）混合液的 SVI 小于 100，污泥易沉淀，不易发生污泥膨胀，并能减轻好养池的有机负荷。（3）剩余活性污泥含磷高（一般大于 2.5%） 。（4）BOD 去除率=90%；除磷率为（7080）%；当 TP/BOD5比值高，剩余污泥量小，使除磷率难以提高。（5）当沉淀池内污泥停留时间较长时，聚磷菌会在厌氧状态下释放出磷，从而降低除磷率。 3.2.33.2.3 厌氧厌氧缺氧缺氧好氧（好氧（A/A/OA/A/O）生物脱氮除磷工艺）生物脱氮除磷工艺基本原理：厌氧池释磷，溶解有机
9、物被细胞吸收使 BOD 降低，细胞合成去除部分 NH3-N；在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源，将回兰州交通大学毕业设计（论文）4流混合液中带入的大量 NO3-N 和 NO2-N 还原为 N2释放到空气中，BOD 浓度下降，NO3-N 浓度大幅下降，而磷没什么变化；在好氧池中，有机物被微生物生化氧化，而继续下降，有机氮被氧化继而被消化，使 NH3-N 浓度显著下降，但随着消化过程使 NO3-N 浓度增加，而磷随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速率下降。厌氧缺氧好氧（A/A/O）工艺可以同时完成有机物的去除、反硝化脱氮、除磷的功能。工艺特点：（1）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不
10、同的微生物种群有机配合，能同时去除有机物、脱氮除磷的功能；（2）工艺简单，水力停留时间较短；（3）SVI 一般小于 100，不会发生污泥膨胀；（4）污泥中含磷量高，一般为 2.5%以上；（5）脱氮效果受混合液回流比地影响，除磷效果则受回流污泥中携带溶解氧 DO 和硝酸态氧的影响。 3.2.4Carrousel3.2.4Carrousel 氧化沟氧化沟基本原理：进水与回流活性污泥混合后，沿水流方向在沟内作物终端的循环运动。一般在池的一端安装立式表曝机，每组沟安装一个，不仅起到曝气供氧的作用，而且起到搅拌混合的作用，并向混合液传递水平循环动力。表曝机的这种定位布置形成了在装置下游混合液的溶解氧浓度
11、较高，随着水流沿沟长的流动，溶解氧浓度逐渐下降的变化。利用这种浓度梯度变化而形成好氧区、缺氧区的特征，Carrousel 氧化沟除了能获得较高的 BOD 去除率，同时还能在同一池中实现消化和反硝化的脱氮效果。这样不仅可以利用硝酸盐中的氧，节省需氧量，而且通过反硝化补充了消化过程消耗的部分碱度，有利于节约能源和减少碳源的投加。工艺特点：（1）传统的 Carrousel 氧化沟虽然可以有效去除 BOD 但脱氮除磷的能力有限。（2）实践证明，该工艺具有适用范围广、投资省、处理效率高、可靠性好、管理方便和维护运行费用低等优点。兰州交通大学毕业设计（论文）53.2.5SBR3.2.5SBR 工艺工艺基本
12、原理：SBR 是序列间歇式活性污泥法的简称。通过在时间上的交替来实现传统活性污泥法的整个运行过程，他在流程上只有一个基本单元，将调节池、曝气池和二沉池的功能集于一池，按时间顺序进行进水、反应、沉淀和排水等工序，达到水质水量调节、降解有机物和固体分离的目的。主要特点：（1）处理构筑物少，基建费、运行费较低；（2）运行灵活，通过改变运行周期中各工序运行时间、状态，可完成对碳源有机物、氮、磷的有效去除，处理效果稳定；（3）不发生污泥膨胀；（4）具有耐冲击负荷和处理效率高的优点；（5）泥水分离效果好；（6）运行管理自动化程度要求较高，要求管理工作人员的素质相应提高；（7）适用于中、小型污水处理厂。兰州
13、交通大学毕业设计（论文）64.4. 工艺设计工艺设计4.14.1 污水处理主要构筑物及设备污水处理主要构筑物及设备进水粗格栅提升泵房细格栅旋流式 沉砂池厌氧池二沉池接触消 毒池漕运明渠缺氧池好氧池回 流 污 泥污泥浓缩池一级消化池二级消化池污泥脱水间泥饼外运消化沼气沼气贮气柜沼气锅楼房剩 余 污 泥 （含 p）回 流 混 合 液图 4.14.1.14.1.1 粗格栅粗格栅4.1.1.1 粗格栅格栅系由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或是漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等一般情况下，分粗细两道格栅，粗格栅的
14、作用是拦截交大的悬浮物或漂浮物，以便保护水泵；细格栅的作用是拦截粗格栅未截留的悬浮物或漂浮物。选用回转式机械格栅 10 组，栅槽宽度 B=1.4m，栅后槽总高度为 2.1m，栅槽总长度为 3.48m，每日除渣量为 2.5（m3d） 。4.1.1.2 进水泵房经过中格栅处理后的污水由污水提升泵提升，泵房尺寸为 12.6m12m2，大部分为钢筋混凝土结构。泵房内配置 7 台泵，5 用 2 备。污水泵型号为兰州交通大学毕业设计（论文）7550QW3000-16-200 的潜污泵。单泵的性能参数如下：流量 Q=3000 m3/h，扬程 H=16m，转速 n=740r/min，水泵效率 =86.18%，
15、功率 200KW，重量 3850kg。4.1.24.1.2 细格栅细格栅细格栅设十八组，按十八组同时工作设计。栅槽宽度 B=1.4m，栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2=0.28m，栅后槽总高度 H=1.1m，栅槽总长度L=2.73m，每日栅渣量 W=25m3/d。 4.1.34.1.3 旋流式沉砂池旋流式沉砂池本设计的最大设计流量为 25104m3d，确定旋流式沉砂池的本污水厂设6 座旋流沉砂池，根据设计水量，单座沉砂池的设计水量为 4.2104m3d 尺寸。表 4.1 旋流式沉砂池尺寸设计水量（104m3d） 4.5砂斗深度m2.03 沉砂池直径m3.66驱动机构m0.75 沉砂池深
16、度m1.52桨板转速（rmin）14 砂斗直径/m1.52旋流沉砂池排沙有三种方式：第一种是用砂泵直接从砂斗底部经吸水管排除；第二种是用空气提升器，既在桨板传送轴中插入一空气提升器；第三种是在传动轴中插入砂泵，泵及电机设在沉砂池顶部。本设计采用空气提升器排砂，该提升装置由设备厂家与桨叶分离机成套供应。 4.1.4A4.1.4A2 2/O/O(1)设反应池 6 组，每组分两格, 采用 5 廊道式推流式反应池，廊道宽b=8m，单组每格反应池长度 L=63.13m, 反应池总高 H=6m,超高 1m。(2)进水管管径为 DN700mm，出水管管径为 DN1000mm，回流污泥管为DN600mm。进水井平面尺寸取为 2.6m2.6m。孔口尺寸取为 1.8m0.6m。出水井平面尺寸取为 2.8m1.0m；孔口尺寸取为 2.1m1.0m。（3）采用鼓风曝气器，微孔曝气器,单池所需曝气器个数 5407。曝气器敷设于池底，
