毕业论文J市污水处理及再生回用工程设计

J市污水处理及再生回用工程设计摘要TOC\o"1-5"\h\uJ市污水处理及再生回用工程设计 I摘要 I前言 6第一部分J市城市污水厂设计说明书 7第一篇总体设计 8第一章总论 81.1设计任务及要求 81.11设计任务 81.12设计要求 81.2设计成果 81.3基础资料 91.31自然条件 91.32污水资料 9第二章总体设计 102.1污水厂设计规模的确定 102.2污水厂设计水质的确定 102.2.1污水处理部分设计水质的确定 102.2.2回用部分设计水质的确定 112.3污水处理工艺的选择 112.31方案一（Oral氧化沟）工艺的选择 122.32方案二（A2/O）工艺的选择 132.4方案比较 14第二篇优选方案的设计 17第一章一级处理 171.1中格栅 171.2细格栅间 171.3沉砂池 18第二章二级处理 192.1厌氧池 192.2Oral氧化沟工艺 192.3二沉池 19第三章深度处理 213.1曝气生物滤池 213.2机械搅拌澄清池 213.3虹吸滤池 21第四章污泥处理 234.1污泥浓缩池 234.2污泥脱水机房 23第五章其它设计 255.1污水提升泵房 255.2泵的选择 255.3紫外线消毒渠 255.4一级提升泵房 265.5清水池 265.6加氯消毒间 265.7二级提升泵房 26第六章污水处理厂总体布置 276.1设计原则 276.2水厂的平面布置 276.3水厂的高程布置 28第七章人员编制 297.1人员编制事项 297.2人员编制 29第二部分J市城市污水及再生回用厂设计计算书 30第一篇水量水质的计算 31第一章水量的计算 312.1进水水质的确定 322.2处理程度的计算 32第二篇方案一的设计计算 33第一章一级处理 331.1中格栅 331.2细格栅 341.3沉砂池 351.4厌氧池 36第二章二级处理 372.1奥贝尔（Oral）氧化沟工艺 372.2二沉池 43第三章紫外线消毒渠 473.1确定流量 473.2灯管数 473.3消毒渠设计 473.4渠道长度 48第四章深度处理 494.1药剂投配设备的设计计算 494.2曝气生物滤池 514.3机械搅拌澄清池 534.4虹吸滤池 624.5清水池 68第五章污泥处理 705.1污泥浓度的计算 705.2浓缩池的尺寸计算 70第六章水厂高程计算 726.1高程布置事项 726.2水头损失计算 72第一章一级处理 76第二章二级处理 772.1A2/O工艺计算说明书 772.11A2/O池的设计要点 772.12设计计算 772.13曝气系统设计计算 802.14标准需氧量 812.15供气管道计算 822.16生物池设备选择 822.2二沉池 833.1药剂投配设备的计算 843.2曝气生物滤池 843.3高密度沉淀池 843.4V型滤池 873.5清水池 93第四章污泥处理 94第一章投资估算 96第二章效益评价 962.1基本数据 962.2财务评价 992.3环境效益 992.4社会、经济效益 99参考文献 114致谢 115附录一：外文全文 116附录二：中文翻译 129前言第一部分J市城市污水厂设计说明书

第一篇总体设计第一章总论1.1设计任务及要求1.11设计任务1.12设计要求1.2设计成果1.3基础资料1.31自然条件1.32污水资料第二章总体设计2.1污水厂设计规模的确定1.污水处理部分设计水量的确定2.2污水厂设计水质的确定2.2.1污水处理部分设计水质的确定2.2.2回用部分设计水质的确定2.3污水处理工艺的选择2.31方案一（Oral氧化沟）工艺的选择1.工艺特点2.32方案二（A2/O）工艺的选择2.4方案比较1.技术比较第二篇优选方案的设计第一章一级处理1.1中格栅1.2细格栅间1.3沉砂池1.设计运行参数2.排砂方式的选择第二章二级处理2.1厌氧池2.2Oral氧化沟工艺2.3二沉池第三章深度处理3.1曝气生物滤池3.2机械搅拌澄清池3.3虹吸滤池第四章污泥处理4.1污泥浓缩池4.2污泥脱水机房第五章其它设计5.1污水提升泵房5.2泵的选择5.3紫外线消毒渠5.4一级提升泵房5.5清水池5.6加氯消毒间5.7二级提升泵房第六章污水处理厂总体布置6.1设计原则6.2水厂的平面布置4.水厂平面布置特点：6.3水厂的高程布置 第七章人员编制7.1人员编制事项7.2人员编制第二部分J市城市污水及再生回用厂设计计算书第一篇水量水质的计算第一章水量的计算第二章水质的计算2.1进水水质的确定2.2处理程度的计算第二篇方案一的设计计算第一章一级处理1.1中格栅1.2细格栅1.3沉砂池1.4厌氧池第二章二级处理2.1奥贝尔（Oral）氧化沟工艺2.2二沉池第三章紫外线消毒渠3.1确定流量3.2灯管数3.3消毒渠设计3.4渠道长度第四章深度处理4.1药剂投配设备的设计计算4.2曝气生物滤池4.3机械搅拌澄清池4.4虹吸滤池4.5清水池第五章污泥处理5.1污泥浓度的计算5.2浓缩池的尺寸计算第六章水厂高程计算6.1高程布置事项6.2水头损失计算消毒渠中水位290m水头损失合计自由跌落0.1m局部损失0.08m合计0.18m自由水头合计合计第三篇方案二（A2/O）的设计计算第一章一级处理第二章二级处理2.1A2/O工艺计算说明书2.11A2/O池的设计要点2.12设计计算2.13曝气系统设计计算2.14标准需氧量2.15供气管道计算2.16生物池设备选择2.2二沉池第三章深度处理3.1药剂投配设备的计算3.2曝气生物滤池3.3高密度沉淀池3.4V型滤池图3-1V型滤池剖面图3.5清水池第四章污泥处理第四篇投资估算与经济分析投资估算第二章效益评价2.1基本数据2.2财务评价2.3环境效益2.4社会、经济效益致谢附录一：外文全文附录二：中文翻译摘要一些专业人士指出，人类所使用的药品大都消耗在显著的数量上和与之有关的水生生态系统当中。在环境风险评估的背景下，人们对于经污水处理厂(STP)处理的伴有医药产品的污水排放到地表水的评估所产生的兴趣变得日益浓厚。这一研究在传统的生物处理厂（法国Ales)开展，并且专注对一组代表着主要类别的11种药物进行研究。在测定所接受的地表水的环境浓度（微胚乳玉米）时，流出物的浓度范围从低毫微克L-1到1.5微克L-1，甚至高达几百毫微克L-1。这对于在STP污水中所调查的11种药物中的七种所体现的预测环境浓度（PEC）价值和MEC之间是一个很好的协议。在当地的规模中，并没有一种存在于PEC和MEC值的地表水之间的良好匹配，这便凸显了此种方法的限制性。关键词：医药产品，污水处理厂流出物，地表水，预测环境浓度，被测环境的浓度，当地规模

1.引言自20世纪80年代以来，在欧洲的研究中（理查德森和宝隆，1985年，Andreozzi等，2003年，Kummerer，2004年，，尼克劳等。，2007年和Radjenovic等，2007年）已经报道了药品的存在。在最近的作品（恩斯，1998年，海贝勒，2002年，琼斯等人，2005年，乔斯等人，2005年，恩斯等人，2005年，卡斯蒂廖尼等，2006年，Paffoni等，2006年，格罗斯等人，2007），也已证明，在污水处理厂（STP）所处理的污水中所含的药物通常是不完全被消除的。因此，在已被检测的地表水（格罗斯等人，2006年，Paffoni等，2006年，罗伯茨和托马斯，2006年，2007托戈拉和Budzinski）和地下水（2006年埃利斯和Rabiet等，2006）的药物浓度变量从NGL-1达到到微克L-1。此外，一些化合物也在饮用水中被发现（恩斯​​等人，2002年和斯坦博格等人，2007）。

这种广泛的药品，进入到水生环境中可能会影响所接触的有机体（Cleuvers，2003年，韦伯，2004年，威廉姆斯，2005年，起重机等。，2006年和FENT等，2006）。因此有必要为医药产品的环境风险进行评估。在欧洲，对于推荐医药产品的环境评估有具体的指导方针。目前，人用药品的环境风险评估（ERA）是根据欧洲医药产品评估机构指引进行的（2006年欧洲，中东和非洲地区）。一种分层的方法用于描述人类药物。第一层，由导出的原油预测在地表水的环境浓度（PEC）。这个阶段，在计算的基础上进行假设，例如在不代谢，生物降解或保留的药物所导致最坏的情况下进行风险的估计。如果预测的PEC是10毫微克以上的L-1，那么在使用OECD测试水生生物的命运和效果研究必须在更高层次的风险评估阶段进行。

PEC值提供了重要的信息，而PPS用于环境监测战略的优先次序。然而，由于PEC值的计算过程中，可能会引入一定的不确定性，因此，PEC与测量环境浓度（MEC）的相关性，是可以考虑的，特别是在局部范围的消费模式不同于一个国家的情况下。

本文介绍了传统的生物处理厂，位于阿莱斯（法国），其中一组11个医药产品在GARDON河排出的评价已开展的研究。在第一步骤中，测量的浓度被报告为每个调查阿莱斯STP流出物（MECEff）的和相关的接收介质（MECSw）的医药产品。然后，对应的PEC的的值（PECEffPECSw）（贝斯和Garric的2007年），改编自欧洲，中东和非洲准则（2006）描述的等式计算。最后，，PEC和MEC值进行比较，并根据的PEC/MEC比PEC值的相关性进行评估。

2.材料与方法2.1采样点

强麦位于朗格多克-鲁西荣大区，在法国南部。强麦STP供应55,000居民人口。这种低容量传统活性污泥处理过程中还收集了从医院污水和工业设施（表1）。

表1中。强麦STP特性。

容量（EQ哈）90,000

服务人口（Inhab）55,000

平均流量（米3天1）11,000

进水BOD5（氧气mg·L-1）300

收稿污水国内

产业

医院

治疗处理初沉

长时间曝气活性污泥法;

硝化/反硝化;

磷酸盐去除

低负荷

，接受中等GARDON河

全尺寸表

24小时平均流量比例STP污水样本收集2007年6月和2008年2月之间。在同一时期，现货样品的GARDON河，10米下游的放电点。

所有样品均储存在4℃下实验室处理，可在同一天之前。

2.2化学制品对11个医药品进行了调查。标准产品购自Sigma-Aldrich公司（纯度>97％的重量，化合物名称缩写和CASNO。指示：诺氟沙星（NOR70458-96-7），醋丁洛尔（34381-68-5ACE），普萘洛尔（PROP318-98-9），异环磷酰胺（IFO3778-73-2）普伐他汀（81131-70-6PRAV），卡马西平（CAR298-46-4），劳拉西泮（LOR846-49-1），他莫昔芬（TAM10540-29-1），双氯​​芬酸（15307-79-6DIC），布洛芬（IBU15687-27-1）和非诺贝特（FEN49562-28-9）。这些被选研究的药品名单是在领先的医药产品的基础之上中，并且在法国STP污水中经常遇到（Andreozzi等，2003），并且在法国广泛的消耗（CNAMTS-方向lastratégie的DES练习曲等DES统计（副经济司DEPP）（MEDICAM，2006年）。如某些加入抗癌药物的分子，只分配在医院，（Kummerer等人，1997）。

用于前处理和色谱样品分析（乙腈，甲醇，乙酸乙酯，丙酮和0.1％乙酸的水梯度级）的溶剂均购自CHROMASOLV度HAEN。由标准溶液中的甲醇的混合物（50:50）的MilliQ纯水。

2.3分析方法

2.3.1固相萃取固相萃取（SPE）进行过滤盐酸酸化样品（500毫升，pH值2）使用GF/F玻璃地层™X墨盒（200毫克/毫升，Phenomenex公司，公司）。分析物，用5毫升乙酸乙酯，然后用5mL的混合物（50:50（体积/体积））的乙酸乙酯：丙酮，最后的混合物（49:49:2（体积/体积/体积5mL的））的乙酸乙酯：丙酮：氢氧化铵。在氮气流下除去溶剂，将残余物0.5毫升，用甲醇。

从实际水样的恢复率进行了测定扣球样品具有不同已知浓度的标准（60，120次，250次，500纳克·L-1的各化合物）的混合物。提取物的无稀释剂的超纯级的水，浓缩，并经上述处理，被用来作为空白。

2.3.2LC-MS/MS

药品进行LC-MS/MS分析。在LC系统由的分离模块联盟HPLC沃特斯2695配备四元泵，真空脱气装置，自动进样器。AscentisC18（50毫米×2.1毫米，3μm）的反相柱（Supelco公司，英国）上进行色谱分离。色谱条件如下：

-

溶剂A（H2O;0.1％甲酸）和B（乙腈）

-

流量0.4毫升min-1的，

-

梯度程序（表2）。

表2中。梯度溶剂节目。

时间（min）溶剂A溶剂B

00008515

85050

133070

150100

170100

188515

258515

配备电一个微团的的Quattro微™（水域）的质谱仪进行质谱检测，采用多反应监测（MRM）模式检测的女儿离子为m=Z。

的分析方法，其特征在于对于所研究的医药品。检测使用MRM模式中的LC-MS/MS导致一个低噪声水平和提高灵敏度（Andreozzi等，2003）。真实的废水样品（罗维奇等人，2005）的药品的分析，这一点特别重要。

表3给出了相应的SPE恢复，检测限和定量限。

表3中。分析方法表演。

化合物的固相萃取的回收率（％）检测（NGL-1）定量限（NGL-1的限制）

NOR47±55.212

ACE73±32.88.5

PROP80±829.6

IFO94±72.89.7

PRAV38±27.719

车93±120.40.8

LOR84±41.34

TAM71±45.814

DIC80±80.72

IBU53±40.30.5

FEN71±65.512

对于广大的PPS，在这项研究中获得的绝对回收率为当前的目的是足够高（>60％），并在协议公布的数据（希尔顿和Thomas，2003）。收回诺氟沙星（47％），普伐他汀（38％）和异丁苯丙酸（53％），重现性（RSD<10％），足够用于环境监测。

2.4佩奇的计算贝斯和Garric的，2007年和贝斯和Garric，2008年）已经适应了方程从EMEA准则（2006）提出的模型，其目的是开发一个优先级的方法来识别人用药品，应监测法国地表水。对于地表水所描述的方程如下：

<IMG高度=“37”边界=“0”=“垂直对齐：底部的”宽度=“455”ALT=“查看MATHML的来源”称号=“查看的MATHML”

搭配：

消费（NG今年1）

数量超过1年消耗的活跃分子，在限定区域（通常是国家）;

Fexcreta

排泄分数的不变的活性分子;

FSTP

分数的药物，进入地表水（STP的效率）;

WWinhab

每人每天的废水量（默认情况下为200升的inhab-1-1天）;

在规定的区域内的居民数量;

稀释

从污水处理厂的废水对地表水的稀释倍数（默认值为10，（2006年欧洲，中东和非洲地区（EMEA））。

在这项研究中，PEC值（毫微克的L-1）为STP废水（PECEff）和地表水（PECSw）的计算，使用上面的等式。PECEff来自PECSw的未经稀释因子。消费计算的统计数据从CNAMTS（2006年MEDICAM）。这组数据认为，由法国社会医疗保健系统（CPAM）支付，但不包括过度的非处方产品的药物。这是假设售出的每一件产品的全部金额被消耗，并预测消费量均匀分布在本年度及整个法国人口当中（62.9万居民在2006年）。

Fexcreta和FSTP基于广泛文献的审查（贝斯和Garric的，2007年）和数据时，不可用在个人的研究（Kummerer等人，1997年，2005年，托克斯Würsch，Vieno等。源，从数据中提取2006年，Lee等，2007年，Lienert等人，2007年，Radjenovic等人，2007年和沃特金森等，2007）。fexcreta值是由贝斯和Garric（2007）时，可以为所研究的药物。它们包括排泄在尿和/或粪便中排泄为共轭物与母体分子的比例不变的活性分子的比例，假定它们在环境中被裂解的母体药物（艾斯库等人，2000）。

FSTP被定义为（1-STP除去分数）。FSTP醋丁洛尔，其中除去污水处理厂的分数的值的范围是很宽的情况下，为这些平均计算。他莫昔芬和劳拉西泮的数据在文献中未见报道，为默认值1（最坏情况下）。

WWinhab设置在居民200L-1-1天。STP废水对地表水的稀释取决于当地的条件。在我们的研究中，计算参考卡马西平的浓度的水样中，假设没有发生降解卡马西平环境（克拉拉等人，2004）。

表4集为的PECEff计算所需的所有数据。

表4中。报数据计算PECEff。

治疗类化合物报销amounta（公斤）FexcretaSTP去除分数FSTP

诺氟沙星氟喹诺酮类抗生素81770.63b0.85c0.15

NOR

醋丁洛尔β-受体阻滞剂298620.57d0.2-+0.8E0.5

ACE

普萘洛尔88920.24d0.22d0.78

PROP

异环磷酰胺抗肿瘤药1210.9F0克1

IFO

他汀类药物普伐他汀血脂调节剂65330.5D0.62H0.38

PRAV

卡马西平抗convul​​sivant的220940.15B0.19D0.81

车

劳拉西泮，抗焦虑3470.85d-1

LOR

他莫昔芬抗癌药选择性雌激素受体调节剂3350.3f0F1

谭

双氯芬酸钠Antiflogistics的156100.15D0.27d0.73

DIC

布洛芬1396050.25D0.96D0.04

IBU

非诺贝特贝特类血脂调节剂537750.01D0.1D0.9

FEN

-没有数据。

一

MEDICAM（2006年）。

b

lienert等。（2007年）。

Ç

沃特金森等。（2007年）。

ð

贝斯和Garric（2007年）。

ê

vieno等。（2006），Lee等人。（2007年）。

f

：托克斯Würsch（2005年）。

克

kummerer等。（1997）。

ħ

radjenovic等。（2007年）。

3.结果与讨论3.1强麦STP河污水和GARDON的药品发生

在本研究中发现的药物的浓度列于表5。并且与已加入法国其他一些污水处理厂的文献数据进行比较。

表5中。PPS在污水样本实​​测浓度表示NGL-1（ND：未确定）。

抽样日期为07年7月4日07年7月13日2427年7月7日31年7月7日：28年7月7日8月0708年2月6日08年2月8日LR效率。2污水厂Rabiet等。（2006）HNEFF。3污水处理厂托戈拉和Budzinski（2007）IFEFF。STPPaffoni的等。（2006）RAEFF。从2的污水厂Andreozzi等人。（2003年）

NOR107±5129±23157±10247±2448±7<5.2NDND50-80

ACE91±10115±1782±392±594±394±2192±2145±280-130

PROP486±26560±23179±4187±17267±14160±3405±4291±3-19010-40

IFO<3.8<3.8<3.8<3.8<3.8<3.8<3.8<3.8-50-

PRAV<7.7<7.7<7.7<7.7<7.7<7.7<7.7<7.7

车1492±661519±351106±191097±1141573±341075±19667±10326±3157-29330-25201020980-1200

LOR130±8196±786±188±6114±693±239±131±1

TAM53±383±44102±797±2<5.8<5.8<5.8<5.8

，DIC的388±8409±14148±3164±19161±6214±4399±4320±4211-48625-920810250-410

，IBU的45±267±961±261±123±247±167±258±218-219<5.8-20060020-1820

FEN23±215±224±323±0<5.546±1<5.5<5.5-31020-120

LR朗格多克-鲁西永HN上诺曼底;IF法兰西岛，RA罗纳-阿尔卑斯大区。

3.1.1强麦STP出水

本次抽检活动数据显示，4个化合物主要是强麦废水-卡马西平，双氯芬酸，醋丁洛尔和心得。从100毫微克的L-1至1500毫微克L-1，体现了不同的浓度范围。整体而言，这些结果是来自罗纳-阿尔卑斯大区污水处理厂（Andreozzi等，2003），法兰西岛（Paffoni等，2006）和上诺曼底（托戈拉和Budzinski，2007年）的浓度。然而，我们可以看出，较高浓度的异丁苯丙酸（高度规定的和广泛使用的，在法国）已被发现在罗纳阿尔卑斯比阿莱斯的污水处理厂中。类似与阿莱斯的观察，可在HauteNormandie的污水处理厂中得知卡马西平浓度。

双氯芬酸和布洛芬的浓度在朗格多克-鲁西永地区的其他污水处理厂（Rabiet等，2006），STP强麦相同量级。另一方面，在目前的研究中Rabiet和同事发现，较低的卡马西平浓度。

在这项工作中，以前在法国STP污水所研究的PPS（劳拉西泮，他莫昔芬）尚未见报道。在所有样本中，发现大约200毫微克L-1的最高浓度的劳拉西泮，而他莫昔芬是目前零星的，并主要集中在低浓度（<100毫微克L-1）。这种抗癌药物从未被法国STP污水中报道过，但在英国几次在相同的范围研究中观察到STP污水的浓度（希尔顿，托马斯，2003年和Ashton等，2004）和浓度高于100毫微克L-1（罗伯茨和托马斯，2006年）。

异环磷酰胺没有检测到在强麦STP，虽然它被搜查的法兰西岛地区，这是从来没有发现上述报告的检测限为50ngL-1（Paffoni等，2006）。这并不奇怪，因为该产品被选择性地运送医院。

为了检测潜在的季节性变化，标本采集在7月-8月（6个样本）和2月（2个样本）。醋丁洛尔观察到的浓度无显着变化，心得安，双氯芬酸，布洛芬和非诺贝特季节之间。卡马西平和劳拉西泮的浓度下降，尤其是处在冬季的劳拉西泮。然而，Castiglioni的等。（2006）报道的布洛芬浓度的季节性差异而意大利STP污水由于此化合物的进水负荷和较高的去除率在夏季期间观察到的季节变化。PP的变异性在目前的研究中观察到的浓度，它似乎不反映在阿莱斯STP的效率，更可能是由于通过年消费量的变化来反反映。

3.1.2GARDON河

几乎阿莱斯的STP在流出物中检测到的所有的PPS和修改后的稀释因子的浓度都被发现在Garden河的接收水中（表6）。特别是，诺氟沙星，他莫昔芬（tamoxifen）和非诺贝特，在被发现的流出物中的浓度非常低，减少至低于检测限。

表6中。在园结果河的浓度（毫微克L-1）的PP。

采样日期1327年7月7日31年7月7日7月0708年2月8日

NOR17±35.211±1<5.2

ACE12±321±336±239±2

PROP96±2352±6113±281±4

IFO<3.8<3.8<3.8<3.8

PRAV<7.7<7.7<7.7<7.7

车320±54372±68675±15105±3

LOR39±829±634±110±1

TAM22±1025±4<5.8<5.8

DIC的69±2045±465±2107±5

，IBU的11±514±15±126±1

FEN8±316±1<5.5<5.5

全尺寸表

图1可以看出，PPS的浓度是符合于同日在STP污水。可以看出，心得安，卡马西平和双氯芬酸的测得的浓度可以超过100毫微克的L-1，规管的阈值（定义在欧洲的水质指令）以外的优先污染物在地表水（Paffoni等微污染物，2006）。

3.2强麦STP河污水和GARDON的计算胸肌在这项研究中的PP的PEC值阿莱斯的STP的流出物（PECEff）Garden河结果（PECSw）进行了计算，以比较这些测得的各化合物的浓度（MECEff和MECSw）。佩奇，中位数和最大值微胚乳玉米报告表7。根据采样事件的定时，STP的污水在地表水中的稀释因子在2.3和4.7之间变化。

表7。计算预测浓度污水，PECEff（不稀释倍数），地表水PECSw和MEC（NGL-1）。

PECEffPECEffMECEffPECSwPECSwPECSwPECSw中位数PECSw位数MECSw的

贝斯和Garric（2007年）中位数最高的7月13日7月27日7月31日08年02月

DF=4.7DF=2.9DF=2.3DF=3.1

NOR168-77.5-24736587354566

ACE1853-94-19239463980659861929

PROP363535279-5607712515811712189

IFO24-3.8581083.8

PRAV270-770589311887907.7

汽车585-1101.5-1519124202254189156346

LOR64-90.5-196142228212132

TAM22-26.5-10257