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1、 本 科 毕 业 设 计 第 III 页 共 页目 录1 引言12 概况12.1 工程规模及水质指标12.2 设计依据22.3 设计原则23 污水处理工艺流程与特点34 工艺设计与计算54.1 格栅计算54.2 废水提升泵74.3 曝气沉砂池设计计算74.4 初次沉淀池设计计算104.5 生化处理计算144.6 二沉池设计计算214.7 消毒设施的计算254.8 污泥处理系统275 污水处理厂总布置305.1 污水处理厂平面布置的原则305.2 污水处理厂高程布置326 处理单元预期效果326.1 污水处理效果分析326.2 环境效益和影响分析337 工程投资预算338 废水处理单位成本计算3
2、49 技术服务及人员培训359.1 技术服务359.2 人员培训35结 论36致 谢37参 考 文 献38附：图1 平面图图2 高程图图3 管道布置图图4 沉砂池图5 初次沉淀池图6 生化池图7 二次沉淀池图8 接触消毒池Q1835251960 本 科 毕 业 设 计 第 38 页 共 38 页1 引言城市污水是城市地区范围内的生活污水、工业废水和径流污水的总称，它通常是由城市管渠汇集排入水体或者通过城市污水处理厂处理后排入水体。随着城市化水平和人民生活水平的提高，城市生活污水排放量迅速增长，其所占城市污废水排放量的比例逐年增多，据统计，到1999年全国生活污水排放量已达204亿吨，生活污水排
3、放量首次超过工业废水排放量。因此，在工业废水逐步得到治理后，生活污水对环境的影响越发变得突出，如何加大力度治理城市污水也显得突出起来。 城市污水具有排放量大、排放地点集中、污染物种类复杂等特点，如分散处理，经济上不仅不合理而且处理效果差。因此世界各国对城市污水都采用集中处理的办法。我国城市污水处理设施的建设比较缓慢，城市污水处理率40左右，大量污水未经处理而直接排入江河、湖泊。因此建立对城市污水进行集中处理的法律制度，使有关城市污水处理厂的建设、运行管理及污水处理收费纳入法制化轨道，是十分必要的。 集中处理城市污水的好处主要有两个方面：一是城市污水经过集中处理后，使城市水环境和江河、湖泊的水污
4、染大大改善，从而提高人民的健康水平和环境质量；二是城市污水集中处理设施出水的水质，要符合按照国家规定或者地方规定的污染物排放标准，经环境保护部门抽测检查，按照对水质的不同用途，可有效地利用水资源，从而进一步保护水资源，发展经济。2 概况2.1 工程规模及水质指标(1) 工程规模天津某科技园区现阶段已经完成征地340公顷，工业入住率为70-80%现状区域内工作人口约为6400人，在06年6月-07年5月这一年内，给水厂日平均供水量为6266.5吨/日。污水量按照总给水量的80%计算，得出日污水量为6266.580%=5013.2吨/日。根据科技园区近几年招商引资的速度，预计园区未来5年内用水量年
5、增长率约为15%，到2012年，本园区污水量为5013 （1+0.15）5=10083吨/日。因此，确定该区污水处理厂近期处理规模为1万吨/日，远期规模根据远期后续发展趋势另行分析确定。(2) 进水水质的确定科技园区主要特点：其污水由生活污水和工业废水组成，其中主要为来自工厂企业排水的工业废水，而生活污水所占比例相对较低。目前，本区域尚无系统完备的水质监测资料，唯一有的数据资料是经济技术开发区环境保护监测站对区内的临时泵站污水间歇性的抽查数据报告。根据近期的抽查监测报告，主要污染指标如下：CODCr 94-170mg/L；BOD 80mg/L；SS 27-46mg/L；氨氮9.7-10.9mg
6、/L(见附表)。根据上述理论分析和类比参考，确定污水处理厂进水水质：表1 污水进水水质进水CODCrBOD5SSTNNH3-NTP指标(mg/L)30012012030203(3) 污水处理出水水质的确定根据天津市整体污水处理现状和用水需求，结合开发区区域情况，并根据环保局要求，确定本厂出水执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级标准。因此，科技园区污水处理厂出水指标如下：表2 处理出水水质进水CODCrBOD5SSTNNH3-NTP(P)大肠菌群指标（mg/L）501010155（8）0.5100个/L2.2 设计依据排水工程下，中国建筑工业出版社（第四版）；水处理工
7、程设计计算，韩红军、杜茂安主编，中国建筑工业出版社；给水排水设计手册，中国建筑工业出版社（第1-5、11、12册）；室外排水设计规范GBJ14-87；污水综合排放标准GB8978-1996；给排水管道施工及验收范围GB502896-1997；水处理设备制造及技术标准JB2932-1986。2.3 设计原则（1）根据不同的生产环节对所用水质的要求，将部分污染物浓度较低的废水直接或预处理后循环使用，减少新鲜用水量和废水的产生量。（2）在确保稳定达标的基础上，坚持综合利用的原则，尽量降低废水处理成本，减轻企业负担。（3）尽量减少工程投资，降低污水处理成本。（4）本着因地制宜的原则，解决实际问题，力求
8、减少污水处理厂的占地面积，在构筑物的高程布置上力求合理，尽量减少动力消耗。3 污水处理工艺流程与特点（1）本设计主要生产构筑物有格栅，沉砂池，辐流沉淀池，生化处理（倒置AAO工艺）池，辐流式二沉池，接触消毒池等。接触消毒池上清夜回流泵污泥回流剩余污泥图1 污水处理工艺流程图污水进入两级格栅，去除大块悬浮物，然后经泵打入曝气沉砂池，去除比重较大的无极颗粒（如泥沙，煤渣等，它们的相对密度约为2.65）。然后污水自流入短时沉淀池，或直接超越，以满足后续生化处理的要求。生物脱氮除磷是将生物脱氮和生物除磷组合在一个流程里，污水首先进入缺氧段，微生物利用进水中的有机物为碳源，使得回流污泥带来的硝态氮反硝化
9、，形成氮气和氮氧化物逸至大气中，达到脱氮目的；厌氧段，水中溶解氧和硝态氮结合氧均已消耗完毕处于厌氧状态，聚磷生物利用胞内聚磷分解产生的能量吸收污水中的易降解COD，同时释放磷酸盐，好氧段前段主要降解污水中的有机质并过量吸磷，到好氧区后段则BOD大幅度降低，BOD/TKN值较低，有利于硝化菌的生长，主要进行硝化反应，好氧池上清液回流。之后加二次沉淀池，它的作用是泥水分离，是混合液澄清、浓缩和回流活性污泥，污泥回流入厌氧池。（2）工艺特点AAO工艺，是厌氧、缺氧、好氧交替运行，具有同步脱氮除磷的功能，工艺流程简单，它实质上是Phoredox工艺的简化和改进。但回流污泥中的溶解氧和硝态氮影响除磷效果
10、。当混合液回流比比较小时，脱氮效果不理想。对此我们采用了它的另一种改进，就是将厌氧和缺氧段交换。简称倒置AAO工艺。此工艺倒置了AAO工艺，适当增大了污泥回流比。根据进水水质的不同，通过缩短初沉时间或者取消初池（由超越管实现）来满足倒置AAO工艺的需要。初沉时间的缩短，一方面使得沉砂池出水中的微生物和部分或全部有机物直接进入生化反应系统，增加了反应池进水的有机物总量，保证了脱氮除磷新工艺对碳源的需要，提高了生化反应系统对氮、磷的去除效率；另一方面为微生物提供了良好的栖息场所，使系统的生物种类和数量都大幅度提高。倒置AAO工艺具有以下特点：（1）缺氧区位于工艺系统首段，优先满足反硝化碳源需求，强
11、化了处理系统的脱氮功能；（2）所有的回流污泥全部经过完整的厌氧释磷和好氧吸磷过程，具有“群体效应”，同时聚磷菌经过厌氧释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境，其在厌氧状态下形成的吸磷动力可以得到充分的利用，提高了处理系统的除磷能力。（3）通过取消初沉池或缩短初沉池停留时间，不仅增加了系统脱氮除磷所需的碳源，而且提高了处理系统内的污泥浓度，强化了好氧区内的同步反硝化作用，进一步缓解了处理系统的碳源矛盾，提高了处理系统的脱氮除磷效率。（4）将常规AAO工艺的混合液回流系统和污泥回流系统合二为一组成了唯一的污泥回流系统，工艺流程简捷，运行管理方便，占地面积减少。（5）与常规AAO工艺相比，倒置AAO工
12、艺的流程形式和规模要求与传统法工艺更为接近，尤其在老厂改造方面更具推广优势。但，倒置AAO新工艺还存在以下不足：首先存在活性污泥法的一些通病，如低温条件下系统硝化功能将大幅度降低；C/N与C/P值过低时脱氮除磷效果将受到影响，有毒有害废水会大大影响工艺的处理效果等等。其次，有关脱氮除磷泥龄矛盾、好氧段同步硝化反硝化作用及其对系统除磷脱氮的影响，污泥回流比的选择对实际污水厂改造的影响一级改造前后系统能耗变化等方面的研究都还有待深入。4 工艺设计与计算4.1 格栅计算格栅是由平行金属条制成的，斜置在污水流经的渠道上或水泵前集水井处，用以截留污水中的大块悬浮物质。以免对后续单元的水泵或构筑物造成损害
13、。格栅按形状分为平面格栅和曲面格栅。按照格栅栅条间距分为粗格栅(50-100mm)、中格栅(10-40mm）细格栅（3-10mm）。按照格栅的除渣方式分为人工清渣和机械清渣。据污水数据了解，本水质悬浮物质不是很大，故采用平面格栅，共设中格栅和细格栅两道，各格栅一座；采用机械清渣。4.1.1 中格栅设计计算（1）格栅间隙数：式中：n-格栅栅条间隙数（个）； Q-设计流量（）； -格栅倾角（）； e-格栅栅条间隙（m）； h-格栅栅前水深（m）； v-格栅过栅速度（m/s）。设计中取h=0.4m，e=50mm，a=60，v=0.9m/s，则： 个（2）栅槽宽度：B=S(n+1)+bn式中：S-每根
14、栅条的宽度（m），取0.01m；则： B=0.01(23-1)+0.0223=0.7m（3）进水渠道渐宽部分的长度：式中：B1-进水渠道的宽度（m），取0.5m； -渐宽处角度一般取10-30，取20；则：（4）出水渠道渐窄部分长度：式中：a2-渐窄处角度，与a1相同；则： L2=L1=0.14m（5）过栅水头损失：带入数据得：（6）栅后明渠总高度：H= h+h1+h2式中：h2-明渠超高（m），本设计取0.3m；则： H=0.4+0.096+0.3=0.796m（7）栅槽总长度 ：代入数据得：（8）每日栅渣量：式中，w1-每日每10 m3污水的栅渣量（m3/10m3污水），一般采用0.01-0.1，本设计采用0.05 m3/10m3污水，则： 采用机械清渣。出水进入细格栅。4.1.2 细格栅设计计算细格栅设计计算法与中格栅相同，其计算结果如下：(1) 栅条间隙数为n=46个（e取0.01）；(2) 栅槽宽度B=0.9m；(3) 通过格栅水头损失h1=0.26m；(4) 进水渠道渐宽部分长度L1=0.20m (B1=0.65)；(5) 出水渠道渐窄部分长度L2=0.20m；(6) 栅后明渠
