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1、第一部分第1章 设计概论1.1设计任务本次毕业设计的主要任务是完成某经济技术开发区A2/O工艺处理城市污水设计。工程设计内容包括：1确定开发区排水体制，完成排水管网规划设计图。2进行污水处理厂方案的总体设计：通过调研收集资料，确定污水处理工艺方案；进行总体布局、竖向设计、厂区管道布置、厂区道路及绿化设计；完成污水处理厂总平面及高程设计图。3进行污水处理厂各构筑物工艺计算：包括初步设计和施工图设计(每位学生要求至少有一个构筑物的设计达到施工图深度)、设备选型，图中应有设备、材料一览表和工程量表。4进行辅助建筑物(包括鼓风机房、泵房、加药间、脱水机房等)的设计：包括尺寸、面积、层数的确定；完成设备
2、选型和设备管道安装图。1.2 开发区概况及自然条件1.2.1 开发区概况1城市规划该经济技术开发区是为适应我国汽车工业布点规划、发展轿车产业，扩大武汉市对外开放，促进湖北省实现“在中部崛起”的方针而决定建立的。开发区以轿车为支柱产业，大力发展外向型经济，力求建设成为武汉市对外开放的窗口，其规划布局合理，318国道由东北向西南在开发区内穿境而过，将开发区分为东、西两部分，其中东部为工业区，区内主要设有总装厂和与之配套的零件加工厂以及工业街坊，同时布置了仓库区，开发区管理区和部分居住用地。西部主要为生活区，该区位于318国道以西至后宫湖湖岸地带，集中建设开发区生活居住及服务设施、商贸、旅游等第三产
3、业设施和高教、科研机构等。总之，合理的规划布局，构成了一个功能齐全，配套合理的综合经济开发区。按照开发区的总体规划，至2015年，开发区建设面积将达31km2，规划人口将发展至2030万人。 2地面水环境质量状况在开发区范围内有南太子湖等7个水体，根据武汉市环境监测中心站编制的武汉经济技术开发区环境质量报告书，在上述7个水体中共布设监测点19个(其中南太子湖6个)，并分枯水期和平水期对其进行采样监测。其中南太子湖水质检测结果为：在枯水期平均值超标的(按地面水环境质量三类标准GB3838-88)污染物主要有生化需氧量、亚硝酸盐氮、凯式氮、总磷和大肠菌群等五项；在平水期平均值超标的主要有凯氏氮和总
4、磷两项。其中枯水期BOD5值最高值和平均值分别为6.42mg/L和5mg/L，分别超标0.6倍和0.25倍，亚硝酸盐氮最高值和平均值分别为0.26mg/L和0.15mg/L，分别超标0.73和0.06倍，凯式氮最高值和平均值分别为5.91mg/L和3.91mg/L，分别超标4.91倍和3.91倍，总磷最高值和平均值分别为0.197mg/L和0.089mg/L，分别超标2.94倍和0.78倍，大肠菌群最高值和平均值分别为920000个/升和191333个/升，分别超标91倍和18倍；而平水期凯式氮最高值和平均值分别为0.083mg/L和0.073mg/L，分别超标0.66倍和0.46倍。另外根据
5、开发区地面水环境质量评价结果也可以看出，南太子湖污染负荷比最大，在枯水期超标的评价参数是生化需氧量、亚硝酸氮、凯式氮和总磷；在平水期超标的评价参数是总磷和凯式氮。3开发区排水现状及规划开发区为新建区域，根据开发区排水总体规划，以采用雨污分流制的排水系统为宜。开发区范围内的雨水根据道路布置情况，依据道路控制高程分散排入现有明渠或湖汊入湖，开发区污水将汇集排入南太子湖。目前开发区已初具规模，随着开发区的建设及工业企业的逐步开工，开发区的废水排放量将不断增多，对上述已被污染的南太子湖将进一步加大其污染负荷比，给开发区环境将带来严重的影响，也将直接影响到开发区的投资环境。另外，开发区位于长江武汉段上游
6、，未经处理的污水直接经过南太子湖排入长江，也将对武汉市江段的水质及饮用水源的安全造成威胁。因此，为优化投资环境，改善和提高城区生活环境质量，保证城市居民身体健康，决定修建分流制排水系统和开发区污水处理厂。1.2.2 开发区自然条件1地理位置某经济技术开发区位于武汉市区西南，长江北岸蔡甸区境内的沌口、郭徐岭地区，距母城武汉市区6公里，邻近京广铁路，紧靠318国道。开发区中心位于东径11490，北伟3029，规划面积31km2，人口30万，前期开发面积10 km2。开发区周围有大小湖泊7个，北有南太子湖、三角湖；西有后宫湖；南有汤湖、西北湖和烂泥湖；东有万家湖。2. 气象资料开发区属亚热带季风气候
7、，全年四季分明，日照充足，雨量充沛，其气象特征如下：(1)气温年平均气温：16.4；最高气温：41.3；最低气温：-3.4。(2)降水量年平均降水量：1237.7mm；年平均降雨天数：125.2天；年最大降水量:2059.7mm；24小时最大降水量：332.6mm(1959年)；1小时最大降水量:98.6mm(1959年)。(3) 湿度年平均相对湿度：78%(4)降雪24小时最大积雪深度：15.0cm。年降雪日：一般在10日以内(5)风全年主导风向为东北偏北，冬季以北风和东偏北为主，夏季多为东南风。年平均风速：2.7m/s；最大风速：19.1m/s。(6)雾日数年平均雾日数：28.4日；年最小
8、雾日数：10日。(7)蒸发量年平均蒸发量：1494mm。3. 地形地貌开发区地势西北高，东南低，有两个不同的地貌成因类型。(1)剥蚀堆积岗状平原，相当于长江三级阶地，绝对标高一般为2535m(黄海高程，下同)，全区最高点位于三元寺西北，标高43.9m，主要由第四系中更新统洪冲积层粘土组成。(2)堆积平原，由长江一级阶地组成，地表较平坦，一般标高在南太子湖以北为1718m，其余2022m，洪水期绝大部分被长江堤阻拦不受淹没。4. 水文资料(1)长江水文(黄海基面)历年最高洪水位：28.05m；历年平均水位：17.39m； P=2%洪水位：26.70m；历年最低水位：9.18m；最大流量：7880
9、0m3/s；最小流量：3500m3/s；蓄水位：24.91m。(2)防洪及排渍沌口防洪区域东为长江大堤，北为江汉干堤，全长约40km，南边和西边均为自然高地堤线，亦称汉阳隔堤。开发区周围的东湖水系流域面积364.3km2，其中水面36.5km2，建有排水闸一座(东风闸)，排水量90m3/s，排水泵站一座(东风泵站)，装机8台，排水量66m3/s。湖控制水位19.6518.65m；平均水位18.31m；最高水位20.31m。5. 地震根据国家地震烈度区划，武汉地区地震级为4.75级，抗震设防烈度为6度。1.2.3 设计水量与水质 设计水量污水量标准包括生活污水和工业污水两部分。开发区的综合用水量
10、定为625升/人日，综合污水量按照给水量标准的80%计，则平均污水量标准为500升/人日。按近期规划人口10万人计算，则该污水处理厂的近期设计污水量为：平均日50000。2污水水质及净化要求原污水水质：COD 320mg/L，BOD5 150mg/L，SS 200mg/L，TN 35 mg/L，NH3-N 15mg/L，TP 4 mg/L。污水经处理后应符合以下具体要求：CODCr60mg/L，BOD520mg/L，SS20mg/L，TN 15 mg/L，NH3-N5mg/L, TP 1 mg/L。2.2 污水处理厂设计规模污水量标准包括生活污水和工业污水两部分。开发区的综合用水量定为625升
11、/人日，综合污水量按照给水量标准的80%计，则平均污水量标准为500升/人日。按近期规划人口10万人计算，则该污水处理厂的近期设计污水量为：平均日50000。3.2.2污水、污泥处理工艺选择1. 处理工艺流程选择应考虑的因素污水处理厂的工艺流程系指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下，所采用的污水处理技术各单元的有机组合。在选定处理工艺流程的同时，还需要考虑各处理单元构筑物的形式，两者互为制约，互为影响。污水处理工艺流程的选定，主要以下列各项因素作为依据。 污水的处理程度 工程造价与运行费用 当地的各项条件 原污水的水量与污水流入工程该污水处理厂日处理能力约5万吨,属于中小规模的污水处理厂
12、。按城市污水处理和污染防治技术政策要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2 /O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理。可供选取的工艺：A/O工艺，A2/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺。2.适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺该污水处理厂要求对原水中的氮、磷有比较好的去除，应采用二级强化处理。根据城市
13、污水处理和污染防治技术政策推荐，以及国内外工程实例和丰富的经验，比较成熟的适合中小规模具有除磷、脱氮的工艺有：AA /O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟及其改良工艺。A/O工艺、AA/O工艺、各种氧化沟工艺、SBR工艺这些从活性污泥法派生出来的工艺都可以实现除碳、除氮、除磷三种流程的组合，都是比较实用的除磷脱氮工艺。一.A2/O处理工艺(如下图所示)厌氧 缺氧 好氧 二沉池内回流污泥回流图1 2/工艺(1)A2/O处理工艺是AnaerobicAnoxicOxic的英文缩写，它是厌氧缺氧好氧生物脱氮除磷工艺的简称，A2/O工艺是在厌氧好氧除磷工艺的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮
14、除磷的功能。(2)A2/O工艺的特点：A：厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能；B：在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其它工艺。C：在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。D：污泥中含磷量高，一般为2.5%以上。二.氧化沟严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交
15、替工作式。连续工作式氧化沟，如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。氧化沟具有以下特点： (1)工艺流程简单，运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。 (2)运行稳定，处理效果好。氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右。 (3)能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。 (4)污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为2030 d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。 (5)可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一般80%。但要达到
