山东农业大学环境工程专业水污染控制工程课程设计

水污染控制课程设计任务书课程设计题目：H 市第一污水处理厂设计班级：2011 级环境工程（2）班姓名： 薛 菲 学号： 20116063 指导教师： 孙丰霞 山东农业大学资源与环境学院2014 年 6 月1目录1 设计说明书 .11.1 工程概况 .11.1.1 设计任务 .11.1.2 设计资料 .11.1.3 水质水量资料 .11.1.4 排放标准及设计要求 .11.2 处理方案的确定 .21.2.1 污水处理方案概述 .21.2.2 工艺选择 .21.2.3 污水处理工艺计算 .31.2.4 主要构筑物说明 .52 设计计算书 .72.1 格栅的设计 .72.1.1 设计参数 .72.1.2 设计计算 .72.2 平流式沉砂池的设计 .152.2.1 设计参数 .152.2.2 设计计算 .152.3 主体反应池 A2/O 的设计 .172.3.1 设计参数 .172.3.2 设计计算 .172.4 配水井的设计 .232.4.1 设计参数 .232.4.2 设计计算 .232.5 辐流式二沉池的设计 .242.5.1 设计参数 .242.5.2 设计计算 .242.6 浓缩池的设计 .272.7 污泥贮泥池的设计 .272.8 脱水机房的设计 .283 污水厂平面布置 .283.1 布置原则 .283.2 平面布置 .293.3 附属构筑物的布置 .293.4 附属化验设备 .284 高程计算 .284.1 污水厂的高程布置 .284.1.1 污水厂高程的布置方法 .284.1.2 水头损失包括： .284.2 水头损失计算 .284.2.1 构筑物水头损失 .2924.2.2 污泥处理构筑物水头损失 .294.2.3 注意事项 .314.3 管渠水力计算 .315 结论 .32致谢 .3311 设计说明书1.1 工程概况1.1.1 设计任务污水处理厂的工艺流程是指在达到所要求处理程度的前提下，污水处理各单元的有机组合；构筑物的选型是指处理构筑物形式的选择。两者是相互联系，互为影响的。城市生活污水一般以 BOD 物质为主要去除对象。由于经过一级处理后的污水，BOD 只去除 30左右，仍不能排放；二级处理 BOD 去除率可达 90以上，处理后的 BOD 含量可能降到 20-30mg/L，已具备排放水体的标准。本次毕业设计的主要任务是完成 H 市第一污水处理厂 A2/O 工艺处理城市污水设计。工程设计内容包括：1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。2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。3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；完成设备选型和设备管道安装图。1.1.2 设计资料气象资料：1 气温：夏季平均 25，冬季平均 10。2 非采暖季节主导风向：西南3 年平均降雨量： 1100 毫米4 冻土深度为 200mm。1.1.3 水质水量资料1、由资料知，该城市混合污水水量为 80000 m3/d （ 925.3L/s） ，查 GB50014-2006室外排水设计规范 ，取总变化系数 K=1.292、混合污水水质：PH :6-9 ， SS 210mg/L， BOD5 132mg/L ， CODcr 292mg/L， TN 40mg/l ，NH3-N 32mg/l ， TP 5mg/l。1.1.4 排放标准及设计要求为保护环境，污水处理厂出水执行城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918-2002的一级标准中的 B 标准即：（见表 1）表 1 排放标准2污染物COD BOD5 SS TN NH3-N TP 色度pH 大肠菌群数排放浓度50mg/l10mg/l10mg/l15mg/l15mg/l5mg/l30倍691103个/l1.2 处理方案的确定1.2.1 污水处理方案概述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2.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。1.2.2 工艺选择A2/O 脱氮除磷工艺（即厌氧 -缺氧-好氧活性污泥法，亦称 A-A-O 工艺），它是在A2/O 除磷工艺基础上增设了一个缺氧池，并将好氧池流出的部分混合液回流至缺氧池，具有同步脱氮除磷功能。A2/O 法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO0.45，易生化处理，去除 BOD：200-20=180 mg/L 。根据 BOD：N：P=100：5：1，去除 180 mg/LBOD 需消耗 N 和 P 分别为 N：9 mg/L，P：1.8 mg/L。允许排放的 TN：8 mg/L，TP：1 mg/L。由于氮、磷浓度较高，超量的N=40-9-8= 23mg/L，P=7-1.8-1=4.2 mg/L，必须通过生化处理（或脱氮除磷）去除。1.2.3.2 处理程度计算BOD 的去除效率活泩污泥处理系统处理水中的 BOD5 值是由残存的溶解性 BOD5 和非溶解性 BOD5 二者组成，而后者主要是以生物污泥的残屑为主体。活性污泥的净化功能，是去除溶解性BOD5。因此从活性污泥的净化功能来考虑，应将非溶解性的 BOD5 从处理水的总 BOD5 值中减去。BOD5 值（S 0）为 200mg/L，经沉砂池及缺氧池、厌氧段处理，按降低 25考虑，则进入曝气池的污水，其 BOD5 值（S）为：S 200（1-25 ）150mg/L。计算去除率，对此，首先按式 BOD55 （1.42bX C ）=7.1X C 计算处理水中ee的非溶解性 BOD5 值,上式中C 处理水中悬浮固体浓度，取用综合排放一级标准 20mg/L;eb-微生物自身氧化率，一般介于 0.05-0.1 之间，取 0.09；X -活性微生物在处理水中所占比例，取值 0.4。得 BOD57.1 0.09 0.4 205.1mg/L处理水中溶解性 BOD5 值为：20-5.114.9mg/L去除率 104.9COD 的去除效率SS 的去除效率 %31.92026氨氮的去除效率 814总磷的去除效率85464%71.85071上述计算表明，BOD、COD、SS、TP、NH 3-N 去除率高，需要采用三级处理（或深度处理）工艺。1.2.3.3 综合分析由上述计算，该设计要求处理工艺既能有效地去除 BOD、COD、SS 等，又能达到同步脱氮除磷的效果。进水水质浓度和对出水水质的要求是选择除磷脱氮工艺的一个重要因素。对于大部分城市污水，为了达到排放标准，应该选用具有除磷和硝化功能的三级处理。根据原水水质、出水要求、污水厂规模，污泥处置方法及当地温度、工程地质、电价等因素作慎重考虑，通过综合分析比较常用城市污水生物处理工艺的优缺点，本设计拟采用A2/O 脱氮除磷工艺。此工艺的特点是工艺不仅简单，总水力停留时间小于其他的同类设备，厌氧(缺氧)/ 好氧交替进行，不宜于丝状菌的繁殖，基本不存在污泥膨胀问题，不需要外加碳源，厌氧和缺氧进行缓速搅拌，运行费用低，处理效率一般能达到 BOD5 和 SS 为90%95%，总氮为 70%以上，磷为 90%左右。因此宜选采用此方案来处理本次设计的污水。1.2.3.4 工艺流程进水 粗格栅及进水泵房水进水平流沉砂池砂厌氧池 缺氧池 好氧池 二沉池混合液回流出水回流泵房浓缩池 浓缩池脱水机房泥饼外运污泥回流图 1 泰安市第一污水处理厂工艺流程图细格栅 1.2.3.5 流程说明5城市污水通过格栅去除固体悬浮物，然后进入曝气沉砂池去除污水中密度较大的无机颗粒污染物（如泥砂，煤渣等），流入厌氧池，再进入缺氧好氧区，培养不同微生物的协调作用，在处理常规有机物的同时脱氮除磷。经过生物降解之后的污水经配水井流至二沉池，进行泥水分离，二沉池的出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918-2002的一级标准中的 B 标准，即可排放。二沉池的污泥除部分回流外其余经浓缩脱水后外运。1.2.4 主要构筑物说明1.2.4.1 格栅格栅是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，用以截流较大的悬浮物或漂浮物。城市污水中一般会含有纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，均须进行拦截从而防止管道堵塞，提高处理能力。本设计先设粗格栅拦截较大的污染物，再设细格栅去除较小的污染物质。设计参数：中格栅栅条间隙 b=0.025m 栅条间隙数 n=58 个 栅条宽度 S=0.01m 栅槽宽 B=2.020m 栅前水深 h=0.7m 格栅安装角 70栅后槽总高度 H=1.065m 栅槽总长度 L=2.46m细格栅栅条间隙 b=0.01m 栅条间隙数 n=141 个 栅条宽度 S=0.01m 栅槽宽 B=2.81m 栅前水深 h=0.87m 格栅安装角 6栅后槽总高度 H=1.47m 栅槽总长度 L=3.25m1.2.4.2 平流式沉砂池沉砂池的功能是利用物理原理去除污水中密度较大的无机颗粒污染物，普通沉砂池的沉砂中含有约 15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加。采用平流式沉砂池可克服这一缺点。曝气式沉砂池是在池的一侧通入空气，使池内水产生与主流垂直的横向旋流。曝气式沉砂池的优点是通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化的影响较小。同时，还对污水起预曝气作用。设计参数：L15m、B5m、H 2.63m，有效水深 h=0.98m，水力停留时间 t=60s，1.2.4.3 厌氧池污水在厌氧反应器与回流污泥混合。在厌氧条件下，聚磷菌释放磷，同时部分有机物发生水解酸化。设计参数：L42m、B20m、H 4.8m，有效水深：4.5m，超高：0.3m，污泥回流比 R=100%，水力停留时间 t=1h。1.2.4.4 缺氧池 污水在厌氧反应器与污泥混合后再进入缺氧反应器，发生生物反硝化，同时去除部分COD。硝态氮和亚硝态氮在生物作用下与有机物反应。设计参数：L42m、B20m、H 4.8m，有效水深：4.5m，超高：0.3m，污泥回流6比 R=100%，水力停留时间 t=1h。1.2.4.5 好氧池发生生物脱氮后，混合液从缺氧反应器进入好氧反应器曝气池。在好氧作用下，异养微生物首先降解 BOD、同时聚磷菌大量吸收磷，随着有机物浓度不断降低，自养微生物发生硝化反应，把氨氮降解成硝态氮和亚硝态氮。具体反应： HONONH423224亚 硝 酸 菌 3硝 酸 菌2 组曝气池。设计参数：五廊式 L212.5m（L1=42.5m ） 、 B8m、H5.3m，有效水深：4.5m，超高：0.3m，曝气方式：采用表面曝气，水力停留时间 t=4.8h，出水口采用跌水。1.2.4.6 二沉池二次沉淀池的作用是泥水分离，使污泥初步浓缩，同时将分离的部分污泥回流到厌氧池，为生物处理提高接种微生物，并通过排放大部分剩余污泥实现生物除磷。本设计采用 4 个辐流式沉淀池。其设计参数：D 32m、H6.13m，有效水深h=3.6m，沉淀时间 t=3h。2 设计计算书2.1 格栅的设计2.1.1 设计参数每日栅渣量大于 0.2m3,一般应采用机械清渣。过栅流速一般采用 0.61.0m/s。格栅前渠道内的水流速度一般采用 0.40.9m/s。格栅倾角一般采用 4575 。通过格栅的水头损失，粗格栅一般为 0.2m，细格栅一般为 0.30.4m 。2.1.2 设计计算格栅斜置于安装在污水渠道上、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漂浮物。一般情况下，分粗细两道格栅。 2.1.2.1 中格栅采用栅条型格栅，设三组相同型号的格栅，其中一组为备用，格栅安装倾角为 60。设计流量 smsdm/0451./30249/.170Q 333max 7栅前流速 ，过栅流速 v2=0.8m/s10.7/vms设栅前水深 h = 0.7m，栅前部分长度 0.5m,格栅倾角 = ，单位栅渣量70污 水33/0.1、进水渠道宽度计算根据最优水力断面公式 计算211BvhBQ设计中取污水过栅流速 =0.8m/svmB73.8.0452121则 栅前水深： Bh6.1栅条间隙数 n bhvQsi式中：n 栅条间隙数，个；Qmax 最大设