【基于SBR工艺的吉林市S区二级污水处理厂设计13000字（论文）】

基于SBR工艺的吉林市S区二级污水处理厂设计设计总说明污水处理厂是当今水资源管理保护、城镇发展及各工业正常发展必不可少的一部分，各地区污水治理迫在眉睫。本次设计是在吉林市S区建造一座污水处理厂，最大设计流量为66240m3/d，经过一系列污水处理后，可使处理后的废水达标排放，本次设计需使处理后污水达到一级B排放标准。设计进水水质为：，，TN=32mg/L，TP=6.5mg/L，SS=220mg/L，则出水标准为：，，SS=20mg/L，TN=20mg/L，TP=1mg/L。考虑该地区水质水量变化，出水水质以及对城市产生的经济效益等影响因素，本次污水处理厂设计最终选用SBR工艺进行污水处理，该工艺从污水进入进水管到最后排出系统，整体的流程较为简单、处理后的污水中的污染物等基本被去除，效果较好，该工艺既可把污水中较多的氮元素去除，又可降低处理污水中磷的含量，而且整个过程中省略了初沉池、二沉池等构筑物，不需要进行污泥回流，这样就大大的减少了投资费用。其污水处理流程如下，污水先进入粗格栅中，然后经过提升泵房后流进细格栅，然后进入曝气沉砂池中，在这里，密度较大的无极颗粒可以被去除，处理后的污水再流入SBR反应池中，最后经过紫外消毒渠和巴氏计量槽后由出水管达标排出。污泥则通过污泥浓缩池、贮泥池及脱水机房处理后，此时的污泥达到了减量化、无害化、资源化，可进行再利用。关键词：污水处理厂、SBR工艺、脱氮除磷，污水二级处理目录TOC\o"1-3"\h\u23379第一章绪论 717261.1课题来源 7122761.2国内研究现状 879041.3国外研究现状 829801.4城市概况 9279451.5水质水量 950801.5.1进水水量 10138281.5.2进水水质 10258631.6污水处理厂厂址选择 11201851.6.1污水处理设计原则 11180501.6.2污水处理厂厂址选原则 1113080第二章处理工艺比选 11229982.1水质特性分析 11108932.2处理工艺比选 1226302.2.1工艺 12213582.2.2SBR工艺 13259012.2.3氧化沟工艺 13137622.2.6定选工艺 1426202.2.7设计流程 1429456第三章污水处理一级工艺设计 1569073.1粗格栅 15318643.1.1栅条间隙数n（个） 1528013.1.2栅槽宽度B 16191103.1.3.进水渠道渐宽部分长度L1 16323453.1.4.出水槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2 16118333.1.5.通过格栅的水头损失h1 1649563.1.6栅后槽总高度H（m） 17175623.1.7栅槽总长度L（m） 1746353.1.8每日栅渣量W（m/d） 17154483.1.8粗格栅设备选型 1787243.1.9粗格栅设计草图 18224373.2污水提升泵房 18116393.3细格栅 19170883.3.1.栅条的间隙数n 19173113.3.2.栅槽宽度B 20122893.3.3.进水渠道渐宽部分长度L 20190193.3.4.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2 2060943.3.5.通过格栅的水头损失h1 20271493.3.6.栅槽总高度 21212943.3.7.栅槽总长度L 2119563.3.8.每日栅渣量W 21113683.3.9.细格栅设计草图 226653.4曝气沉砂池 22209223.4.1曝气沉砂池设计计算 238867第四章污水处理二级工艺设计 25131374.1SBR反应池 25216514.2运行周期 2672624.3进水时间 2646024.4反应时间 2669364.5一个周期所需时间 2738664.6反应池有效容积 27239244.7污泥龄复核 27107484.7.1夏、冬季衰减系数： 27147374.7.2剩余生物污泥计算： 2860094.7.3剩余非生物污泥计算： 28213054.7.4剩余污泥总量： 29279694.7.5污泥龄计算 2936474.8复核污泥负荷及出水BOD 2964544.9复核出水 2963064.10排水装置 31130344.11反应池进出水计算 3156414.11.1进水管 31266824.11.2出水管 3127294.12曝气系统设计 32300204.12.1设计需氧量 32104754.12.2标准需氧量 33143384.13曝气池布置 34161994.14SBR反应池草图 3513260第五章消毒设施设计 36326245.1消毒工艺比选 3621395.2设计计算 36132535.2.1模块数N： 364995.2.2消毒渠设计： 37320865.2.3复核辐射时间： 37181735.3紫外线消毒渠设计布置图 37223975.4计量设备 38159665.4.1设计计算 38158835.4.2巴氏计量槽设计草图 4027082第六章污泥处理设计计算 40202676.1污泥浓缩池 40272266.1.1污泥浓缩池类型比选 40264396.1.2重力浓缩池设计计算 41132456.1.3污泥浓缩池选型 42144876.1.4污泥浓缩池设计草图 4339766.2贮泥池 43116906.3污泥脱水机房选型 4412306第七章污水厂高程设计 453517.1高程计算 45304947.1.1各处理构筑物水头损失估算： 45162197.1.2连接管渠的水头损失计算 45304347.1.3污水处理高程布置 46147257.1.4污泥处理构筑物高程布置 4810278参考文献 498721谢辞 50第一章绪论1.1课题来源水是生命的源泉，地球上的任何东西都取代不了水的作用，所有的物种都需要充足的水才可以生存下去，没有水就没有生命的繁衍。众所周知，虽然地球百分之七十多都是海洋，但是可以被人类利用的水资源少之又少。我国又是一个水资源严重缺乏的国家，并且水资源正面临着各种各样的污染，由于人口基数大，所以虽然我国河流众多，总的水资源较为丰富，但是真正平均到14亿人口上，每个人所拥有的平均的水资源少之又少，仅为世界平均的四分之一。水资源的稀缺与污染，严重破坏了生态环境的平衡，影响了人类的生存和发展，再加上又存在用水效率不高，用水大量浪费，全球气候变暖冰川融化等等的现象，所以可以真正被人类利用的水资源正在逐渐减少。所以保证水有一个良好的循环与水的有效利用成为了一个迫在眉睫的问题。而污水处理厂作为重要的城市排水系统的组成部分，他可以把污水进行集中处理，再通过各种工艺，去除污水中的各种杂质以及污染物等，实现污水的澄清净化，有利于环境保护，实现了水的良性循环。自污水处理受到重视以来，虽然我国城市的污水厂数量有所上升，污水处理技术也在不断的完善，但是对于当前城市发展的需求还是远远不够的，因为我国人口基数大，所以用水量也较之其他国家较高，公民的节水惜水意识总体不高，社会中存在着大量的浪费水的现象，还有一些水未经利用就随着其他污水进入污水处理厂，这也加大了污水处理的负担，所以导致我国目前的许多城市对于污水处理的状况还是不太理想。而且我们的处理技术设备与国外比较仍有较大差距，而且我国对于污水处理的投入资金有限，缺乏具有管理经验的人才。所以必须把解决城市污水处理问题放在水资源治理的首位，这样才能尽可能的提高居民的整体生活水平，不仅让促进城市经济的发展，也让生态环境与经济发展齐头并进ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"1l5ejmvtn8","properties":{"formattedCitation":"{\\rtf\\super[7]\\nosupersub{}}","plainCitation":"[7]"},"citationItems":[{"id":176,"uris":["/users/1998882/items/685NJBFF"],"uri":["/users/1998882/items/685NJBFF"],"itemData":{"id":176,"type":"article-journal","title":"国内外城市污水处理现状及展望","container-title":"防灾博览","page":"27+29","issue":"05","source":"CNKI","abstract":"<正>国外现状19世纪以来,经济发达的国家相继出现了环境污染和社会公害问题,许多国家的河湖水域解氧降低,水生物减少,甚至绝迹。由于水环境污染,人们发病率增加,政府开始认识到加强污水处理的必要性,并投以大量资金兴建污水处理工程。经过30多年的大力整治,付出巨大代价,才基本控制了形势,使水生物恢复生长,水环境得到改善。这种污水处理事业与经济发展不相适应的状况所造成的损失是极大的,教训是深刻的。为此,各国政府对于污水处理工作极为重视,从法律和建设资金上给予保证,并不断开拓新技术,使城市污水处理事业得以迅速发展。","ISSN":"1671-6310","call-number":"11-4651/P","language":"中文;","author":[{"family":"刘","given":"欣铠"}],"issued":{"date-parts":[["2005"]]},"accessed":{"date-parts":[["2015",4,16]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[1]。近年来，人口的急剧增长，所以水资源的需求量要求更高，原有点几座污水处理厂已经不能满足城市的远期发展。因此，政府拟投资新建一座城市污水处理厂，减轻对地下水源的污染负荷和保证经济稳定发展。1.2国内研究现状自改革开放以来我国的经济得到了前所未有的快速发展、人口越来越多，加上我国城镇乡村的快速发展，用水量越来越多，这就导致城镇污水的排放总量也逐渐增大，所以我国必须解决污水治理这一燃眉之急才能保证更好的发展。目前，我国污水处理有了很大的进展，全国污水处理厂的数量及规模不断增加，污水处理技术也日益精进，各大小污水处理厂处理能力及管理水平总体来说有所提高。但从长远来看，国内污水处理仍存在着许多问题。总体表现为：（1）污水处理技术滞后。我国的污水处理技术虽然较之往年有所进步，但是与发达国家相比仍是出于落后状态的，所以加大对污水处理技术的研究是当今污水处理的一个关键点所在。（2）各区域污水处理发展存在不平衡现象。如中西部经济落后地区较东部沿海发达地区，污水处理技术及设备等比较落后，所以我国应重视中西部的发展，减少与发达地区的差距，实现污水处理的平衡发展。（3）缺乏资金和管理经验，由于我国仍是发展中国家，对于污水处理可利用的资金有限，这方面的人才稀缺，国家应重视污水处理也要多吸取国外一些优良的经验。（4）由于运行维护管理的费用较高，所以国内很多城市的污水厂的一些处理设备较为老化，污水处理也由此受到影响ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"1l5ejmvtn8","properties":{"formattedCitation":"{\\rtf\\super[7]\\nosupersub{}}","plainCitation":"[7]"},"citationItems":[{"id":176,"uris":["/users/1998882/items/685NJBFF"],"uri":["/users/1998882/items/685NJBFF"],"itemData":{"id":176,"type":"article-journal","title":"国内外城市污水处理现状及展望","container-title":"防灾博览","page":"27+29","issue":"05","source":"CNKI","abstract":"<正>国外现状19世纪以来,经济发达的国家相继出现了环境污染和社会公害问题,许多国家的河湖水域解氧降低,水生物减少,甚至绝迹。由于水环境污染,人们发病率增加,政府开始认识到加强污水处理的必要性,并投以大量资金兴建污水处理工程。经过30多年的大力整治,付出巨大代价,才基本控制了形势,使水生物恢复生长,水环境得到改善。这种污水处理事业与经济发展不相适应的状况所造成的损失是极大的,教训是深刻的。为此,各国政府对于污水处理工作极为重视,从法律和建设资金上给予保证,并不断开拓新技术,使城市污水处理事业得以迅速发展。","ISSN":"1671-6310","call-number":"11-4651/P","language":"中文;","author":[{"family":"刘","given":"欣铠"}],"issued":{"date-parts":[["2005"]]},"accessed":{"date-parts":[["2015",4,16]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[2]。其中生物膜法和活性污泥法是现今我国城市污水处理厂经常使用的两种技术。但随着处理技术水平的不断改进，出现了更多利用先进技术处理污水的工艺，如SBR法、AB法、CASS法等，这些新工艺投资小，运转费用低，效率高，并且对于既还有氮又含有磷的污水也能有效的处理，处理时一般不会发生污泥膨胀，污泥解体等异常现象，值得进一步的推广和利用。1.3国外研究现状相较于国内，国外的污水处理尤其是一些发达国家的污水处理的规模及效率都远高于我国。其中活性污泥法的应用最广泛。近年来，英德日荷等国家城市污水处理尤其显著，举个例子，像日本会选择在污水源头处来深度处理，这样就有效的保护了环境和促进了经济的飞速发展ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"1l5ejmvtn8","properties":{"formattedCitation":"{\\rtf\\super[7]\\nosupersub{}}","plainCitation":"[7]"},"citationItems":[{"id":176,"uris":["/users/1998882/items/685NJBFF"],"uri":["/users/1998882/items/685NJBFF"],"itemData":{"id":176,"type":"article-journal","title":"国内外城市污水处理现状及展望","container-title":"防灾博览","page":"27+29","issue":"05","source":"CNKI","abstract":"<正>国外现状19世纪以来,经济发达的国家相继出现了环境污染和社会公害问题,许多国家的河湖水域解氧降低,水生物减少,甚至绝迹。由于水环境污染,人们发病率增加,政府开始认识到加强污水处理的必要性,并投以大量资金兴建污水处理工程。经过30多年的大力整治,付出巨大代价,才基本控制了形势,使水生物恢复生长,水环境得到改善。这种污水处理事业与经济发展不相适应的状况所造成的损失是极大的,教训是深刻的。为此,各国政府对于污水处理工作极为重视,从法律和建设资金上给予保证,并不断开拓新技术,使城市污水处理事业得以迅速发展。","ISSN":"1671-6310","call-number":"11-4651/P","language":"中文;","author":[{"family":"刘","given":"欣铠"}],"issued":{"date-parts":[["2005"]]},"accessed":{"date-parts":[["2015",4,16]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[3]。另外国外的一些城市污水处理厂一般来说规模比较宏大，如位于美国芝加哥的西南区污水处理厂,其处理规模达500万吨/日，还有著名的底特律氧气爆气污水处理厂，服务人口达到了300万人。此外谈到污水三级处理的研究,美国可谓是首当其冲，全世界的污水三级处理成，美国建造的最多,其中著名的数克利夫兰的西区污水处理厂，它是美国最大的污水厂，处理能力达到了38万吨/日ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"1l5ejmvtn8","properties":{"formattedCitation":"{\\rtf\\super[7]\\nosupersub{}}","plainCitation":"[7]"},"citationItems":[{"id":176,"uris":["/users/1998882/items/685NJBFF"],"uri":["/users/1998882/items/685NJBFF"],"itemData":{"id":176,"type":"article-journal","title":"国内外城市污水处理现状及展望","container-title":"防灾博览","page":"27+29","issue":"05","source":"CNKI","abstract":"<正>国外现状19世纪以来,经济发达的国家相继出现了环境污染和社会公害问题,许多国家的河湖水域解氧降低,水生物减少,甚至绝迹。由于水环境污染,人们发病率增加,政府开始认识到加强污水处理的必要性,并投以大量资金兴建污水处理工程。经过30多年的大力整治,付出巨大代价,才基本控制了形势,使水生物恢复生长,水环境得到改善。这种污水处理事业与经济发展不相适应的状况所造成的损失是极大的,教训是深刻的。为此,各国政府对于污水处理工作极为重视,从法律和建设资金上给予保证,并不断开拓新技术,使城市污水处理事业得以迅速发展。","ISSN":"1671-6310","call-number":"11-4651/P","language":"中文;","author":[{"family":"刘","given":"欣铠"}],"issued":{"date-parts":[["2005"]]},"accessed":{"date-parts":[["2015",4,16]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[4]。此外，国外的污水处理工艺也比国内更丰富，而且更加致力于技术的提升与改善。比较著名的有SBR法、生物降解法，生物接触氧化法等，且国外严格把控污水排放的标准，这一点较我国来讲是十分难得的。近年来国外越来越致力于采用一些污水处理新工艺来替代传统的工艺进行污废水处理，比如著名的深井曝气法、吸附-生物降解工艺以及生物转盘法等。其中，生物转盘作为生物膜工艺之一,它是从生物滤池的基础上发展起来的,迄今在欧美与日本等国普及应用ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"1l5ejmvtn8","properties":{"formattedCitation":"{\\rtf\\super[7]\\nosupersub{}}","plainCitation":"[7]"},"citationItems":[{"id":176,"uris":["/users/1998882/items/685NJBFF"],"uri":["/users/1998882/items/685NJBFF"],"itemData":{"id":176,"type":"article-journal","title":"国内外城市污水处理现状及展望","container-title":"防灾博览","page":"27+29","issue":"05","source":"CNKI","abstract":"<正>国外现状19世纪以来,经济发达的国家相继出现了环境污染和社会公害问题,许多国家的河湖水域解氧降低,水生物减少,甚至绝迹。由于水环境污染,人们发病率增加,政府开始认识到加强污水处理的必要性,并投以大量资金兴建污水处理工程。经过30多年的大力整治,付出巨大代价,才基本控制了形势,使水生物恢复生长,水环境得到改善。这种污水处理事业与经济发展不相适应的状况所造成的损失是极大的,教训是深刻的。为此,各国政府对于污水处理工作极为重视,从法律和建设资金上给予保证,并不断开拓新技术,使城市污水处理事业得以迅速发展。","ISSN":"1671-6310","call-number":"11-4651/P","language":"中文;","author":[{"family":"刘","given":"欣铠"}],"issued":{"date-parts":[["2005"]]},"accessed":{"date-parts":[["2015",4,16]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[5]。此外，如澳大利亚污水研究专家们研制出一种十分小巧的污水处理系统，该系统既使用了流化床的技术，又在处理过程中通入压强较高的空气，最后系统的出水水质的纯度极高，而且剩余的残渣等废弃物经过一系列处理后可再生利用，该系统既节省了投资有节约了材料，如今已被慢慢的推广起来。1.4城市概况吉林市位于吉林省的中部地区，著名的松花江贯穿吉林市境内，长白山围绕该市，地理位置较为优越，是吉林省的一个地级市。它属于温带大陆性气候，冬天寒冷，经常有雪，气温较低，而且雨水少，夏天则较为温热，雨水也多集中在夏季。全年平均降水量约为650-750㎜，年平均气温在3.9℃左右。吉林市是一个很适宜人们居住的小城市，虽然占地面积不是很大，但民风淳朴，气候适宜。近些年来，该城市经济发展也取得了显著的成绩。吉林市中牡丹江、松花江及拉林河这3条河流贯穿吉林市境内，水资源较为丰富。但是吉林市的地貌较为复杂，有山区，丘陵，峡谷，河谷，平原等，城市依山傍水，景色优美，耕地面积达395916公顷。1.5水质水量1.5.1进水水量生活污水平均流量：=38000m3/d，工业废水平均流量：=7000m3/d，其它排水量：=3000m3/d，总污水量：。其中生活污水占处理污水的主体，根据排水设计手册中ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"1l5ejmvtn8","properties":{"formattedCitation":"{\\rtf\\super[7]\\nosupersub{}}","plainCitation":"[7]"},"citationItems":[{"id":176,"uris":["/users/1998882/items/685NJBFF"],"uri":["/users/1998882/items/685NJBFF"],"itemData":{"id":176,"type":"article-journal","title":"国内外城市污水处理现状及展望","container-title":"防灾博览","page":"27+29","issue":"05","source":"CNKI","abstract":"<正>国外现状19世纪以来,经济发达的国家相继出现了环境污染和社会公害问题,许多国家的河湖水域解氧降低,水生物减少,甚至绝迹。由于水环境污染,人们发病率增加,政府开始认识到加强污水处理的必要性,并投以大量资金兴建污水处理工程。经过30多年的大力整治,付出巨大代价,才基本控制了形势,使水生物恢复生长,水环境得到改善。这种污水处理事业与经济发展不相适应的状况所造成的损失是极大的,教训是深刻的。为此,各国政府对于污水处理工作极为重视,从法律和建设资金上给予保证,并不断开拓新技术,使城市污水处理事业得以迅速发展。","ISSN":"1671-6310","call-number":"11-4651/P","language":"中文;","author":[{"family":"刘","given":"欣铠"}],"issued":{"date-parts":[["2005"]]},"accessed":{"date-parts":[["2015",4,16]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[6]相关规定取总变化系数为1.4，如下表1-1所示：表1-1生活污水总变化系数表污水平均流量/（L/s）5154070100200500≥1000总变化系数KZ2.32.0最大污水量：。1.5.2进水水质根据任务书提供的资料，原水进水水质 为：进水COD浓度：CODCr=400mg/L。进水BOD浓度：BOD5=180mg/L。进水SS浓度：SS=220mg/L。进水pH：pH近似中性进水TN浓度：TN=32mg/L。进水TP浓度：TP=6.5mg/L。进水水温：T=8~25℃。表1-2污水进水水质及出水水质标准ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"1l5ejmvtn8","properties":{"formattedCitation":"{\\rtf\\super[7]\\nosupersub{}}","plainCitation":"[7]"},"citationItems":[{"id":176,"uris":["/users/1998882/items/685NJBFF"],"uri":["/users/1998882/items/685NJBFF"],"itemData":{"id":176,"type":"article-journal","title":"国内外城市污水处理现状及展望","container-title":"防灾博览","page":"27+29","issue":"05","source":"CNKI","abstract":"<正>国外现状19世纪以来,经济发达的国家相继出现了环境污染和社会公害问题,许多国家的河湖水域解氧降低,水生物减少,甚至绝迹。由于水环境污染,人们发病率增加,政府开始认识到加强污水处理的必要性,并投以大量资金兴建污水处理工程。经过30多年的大力整治,付出巨大代价,才基本控制了形势,使水生物恢复生长,水环境得到改善。这种污水处理事业与经济发展不相适应的状况所造成的损失是极大的,教训是深刻的。为此,各国政府对于污水处理工作极为重视,从法律和建设资金上给予保证,并不断开拓新技术,使城市污水处理事业得以迅速发展。","ISSN":"1671-6310","call-number":"11-4651/P","language":"中文;","author":[{"family":"刘","given":"欣铠"}],"issued":{"date-parts":[["2005"]]},"accessed":{"date-parts":[["2015",4,16]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[7]指标进水水质400180220326.530出水水质6020202018（15）去除率85%88.9%90.1%37.5%84.6%73.3%1.6污水处理厂厂址选择1.6.1污水处理设计原则（1）要保证污水厂运行及管理较为方便。（2）污水处理工艺要先进实用、运行稳定。要因地制宜，选择符合当地情况的污水处理工艺。多运用简单经济的新工艺，而且处理后的污水必须达到标准才能排入河中。（3）尽量规避二次污染，以免对环境造成更多的危害。（4）保证基础数据的可靠性，正确分析各项资料。（5）安全问题放在首位，污水厂的设计要遵循安全设计规范。1.6.2污水处理厂厂址选原则（1）保证厂址附近交通便利，最好做到能就近电源、水源，尽量少占耕地农田。（2）便于排放污泥及污泥的处置与利用。（3）拟选污水处理厂址应与吉林市设计要求的土地规划区域一致。（4）厂址选择在城镇夏季主导风向的下风侧。（5）避免洪涝灾害的影响，排水条件良好。（6）厂址最好选在城镇水体下游，以免污水排放时对上中游水体造成污染ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"1l5ejmvtn8","properties":{"formattedCitation":"{\\rtf\\super[7]\\nosupersub{}}","plainCitation":"[7]"},"citationItems":[{"id":176,"uris":["/users/1998882/items/685NJBFF"],"uri":["/users/1998882/items/685NJBFF"],"itemData":{"id":176,"type":"article-journal","title":"国内外城市污水处理现状及展望","container-title":"防灾博览","page":"27+29","issue":"05","source":"CNKI","abstract":"<正>国外现状19世纪以来,经济发达的国家相继出现了环境污染和社会公害问题,许多国家的河湖水域解氧降低,水生物减少,甚至绝迹。由于水环境污染,人们发病率增加,政府开始认识到加强污水处理的必要性,并投以大量资金兴建污水处理工程。经过30多年的大力整治,付出巨大代价,才基本控制了形势,使水生物恢复生长,水环境得到改善。这种污水处理事业与经济发展不相适应的状况所造成的损失是极大的,教训是深刻的。为此,各国政府对于污水处理工作极为重视,从法律和建设资金上给予保证,并不断开拓新技术,使城市污水处理事业得以迅速发展。","ISSN":"1671-6310","call-number":"11-4651/P","language":"中文;","author":[{"family":"刘","given":"欣铠"}],"issued":{"date-parts":[["2005"]]},"accessed":{"date-parts":[["2015",4,16]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[8]。第二章处理工艺比选2.1水质特性分析（1）已知处理污水中COD的浓度为400mg/L，由此判断该污水属于普通的城市污水；（2）处理污水中以生活污水为主，SS=220mg/L，悬浮物浓度较高；（3）其中BOD与COD的比值为0.45，大于0.3；（4）处理污水中富含碳水化合物、氮、磷等营养物质，可为污水生化处理微生物提供所需的营养物质，所以不需要外来碳源。综上可见，该城市污水各项控制指标均属于普通城市污水的范围之内，较适合采用生物法进行处理。2.2处理工艺比选2.2.1工艺进水进水厌氧池缺氧池好氧池二沉池混合液回流出水污泥回流剩余污泥图2-1A²/O工艺操作流程法作为既可进行污水脱氮处理，又可去除污水中的磷，该工艺使用时需要设置二沉池。主要处理步骤是首先在厌氧反应器中的是未经处理的污水，同时回流污泥也进入其中，经过反应处理后，它的除磷效果达到了最佳。对于氮，则需要厌氧反应器来去除。BOD的去除和磷的硝化吸收是在好氧反应器中进行。由于工艺既能把污水中的各种有机物去除，又能脱氮，而且还能除磷，所以该工艺在城市污水处理中应用还是很广泛的，而且最重要的一点是，使用该工艺时不会发生污泥解体、污泥膨胀的异常现象，因为该工艺是在三种状态下交替运行，即厌氧-缺氧-好氧的状态，这就大大减少了丝状菌的繁殖。但是，该工艺也存在着一些不可逾越的缺点，譬如其较大的反应池极其占地方，而且该工艺的有较高的能耗，运行管理费用较高，因此，一般只有处理污水量很大的污水厂才会采用此工艺，对于一些中小型的污水厂，该工艺并不太适合。2.2.2SBR工艺图2-2SBR工艺操作流程SBR工艺是常见的污水处理工艺。SBR工艺中的SBR反应池发挥了巨大的作用，它既能对微生物进行降解，同时它既有了初次沉淀池的作用，又有二次沉淀池的作用。与传统活性污泥法相比，SBR工艺较为简单方便，而且不用污泥回流，大大节省了投资费用。总体来说SBR工艺构筑物很少，所以运行管理起来很方便，投资的也较少；而且和工艺较为相似的一点是该工艺也从而不会发生污泥膨胀现象；而且它的处理效果良好，出水稳定。但是它对仪器设备的要求较高，所以电力消耗也相对较高。一般只有中小型的污水厂使用该工艺，它能处理的污水量也是较小的。城市污水管网污水粗格栅进水泵房细格栅沉砂池二沉池氧化沟计量槽排入地表水体鼓风机污泥回流栅渣外运污泥浓缩脱水泵房泥饼外运污泥泵房砂外运城市污水管网污水粗格栅进水泵房细格栅沉砂池二沉池氧化沟计量槽排入地表水体鼓风机污泥回流栅渣外运污泥浓缩脱水泵房泥饼外运污泥泵房砂外运图2-3氧化沟工艺操作流程氧化沟工艺也是现今我国污水厂常用的处理工艺，它有较好的出水水质，而且工艺相比于其他处理技术也是较为简单的，最重要的一点是该工艺的剩余污泥很少而且非常稳定，处理过程中，它对于突然变化的水质水量也能较快的适应。综合以上优点，该工艺在国外也受到了热烈的推崇，被许多污水处理厂所采用。但同时，与工艺一样，它的反应池也很大，虽然剩余污泥少，但是污泥比较容易沉积在反应池底部，影响出水效果，最严重的一点是该工艺极易发生污泥膨胀的异常现象。而且如果处理污水的BOD浓度较小，那么该工艺也不适合处理。2.2.6定选工艺通过对工艺，SBR工艺及氧化沟工艺的比较，综合考虑吉林市地区水质水量，出水水质以及经济发展等各方面因素，且就SBR工艺的特点而言，其适用于规模较小的污水处理厂，是一种系统简单，节省投资且处理效果较好的工艺。而且SBR工艺避免了传统活性污泥法常发生的污泥膨胀问题，也可进行脱氮除磷。所以综上所述，本设计最终选择SBR工艺处理污水。2.2.7设计流程图2-4污水处理厂流程示意图第三章污水处理一级工艺设计已知生活污水平均流量为38000m3/d，工业废水平均流量为7000m3/d，其它排水量为3000m3/d；《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中规定城市二级污水处理厂一级B排放标准。总污水量：最大设计流量：Q=Q×K=48000×1.38=66240m3/d0.78m3/s3.1粗格栅3.1.1栅条间隙数n（个）本设计格栅设置2组，按照2组同时工作设计；已知,，则栅条间隙数为：（3-1）其中，Qmax——最大设计流量，，Qmax=0.72m3/α——格栅的倾角，一般为45°~75°，取b——栅条间隙（m），取b=0.02mn——栅条间隙数（个）N——设计的格栅组数（组）h——栅前水的深度（m），一般为0.3~1.0m,这里h=0.6mv——过栅流速，一般采用0.6~1.0m/s，取v=0.8m/s3.1.2栅槽宽度B栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3米，取0.2m；B=S(n-1)+bn+0.2（3-2）其中，B——栅槽的宽度（m）S——栅条宽度（m），一般取S=10mm则栅槽宽度B=S(n-1)+bn+0.2=0.01×(38-1)+0.02×38+0.2=1.33m3.1.3.进水渠道渐宽部分长度L1（3-3）其中进水渠渐宽段展开角度，一般为10°~30°，这里取α=20°，则进水渠宽取1.0m则：m（3-4）3.1.4.出水槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2（3-5）3.1.5.通过格栅的水头损失h1（3-6）其中：h通过格栅的水头损失，m；h计算水头损失，mk系数，格栅受污染物堵塞时水头损失增加倍数，一般采用3；g重力加速度，；阻力系数，与栅条断面形状有关，设计中采用栅条断面为矩形的格栅，取β=2.42。则3.1.6栅后槽总高度H（m）设计中取栅前水渠道超高为且栅前槽高H=h+h=0.6+0.3=0.9m，（3-7）3.1.7栅槽总长度L（m）（3-8）3.1.8每日栅渣量W（m/d）（3-9）W——每日栅渣量（m3/d）W1——栅渣量（m3栅渣/103m3污水），本设计中格栅间隙为20mm，所以取污水。KZ——污水流量总变化系数，为1.38则渣栅量较大，因此采用机械清渣。3.1.8粗格栅设备选型本设计采用道格栅。查《给水排水设计手册第册》选用两台型链条式回转格栅除污机，选型参数如下：表3-1GH链条式回转格栅除污机公称栅宽B（m）槽深H（mm）安装角度（°）栅条间隙（mm）电动机功率（kW）栅条截面积（mm）整机质量（kg）1.4自选60200.75-2.250×103500-55003.1.9粗格栅设计草图图3.1粗格栅设计草图3.2污水提升泵房（1）为了实现污水的重力流，必须要在污水处理流程中设置污水提升泵房，同时污水提升泵房也可以减少动力消耗。（2）选泵前总扬程估算：采用4台水泵，3用1备每台泵流量按最高时设计流量确定：（3-11）水泵扬程估算=常水位-最低水位+泵后构筑物总水头损失+泵站内水头损失+富余水头，本设计估算扬程为10m。选泵：由上述已知污水处理厂总处理污水量Q=2800，每台泵设计流量约为933，提升泵扬程H=10m，最终决定选用3用1备350QW-1100-10-45型潜污泵，其基本性能参数如下表：表3-2350QW-1100-10-45型潜污泵性能参数表流量扬程(m)转速（r/min）泵效率（%）配套功率（kw）重量（kg）11001098074.6451500（《给水排水设计手册11册常用设备》299页）集水池与机器间合建式的方形泵房，集水池容积采用1台泵6min容量，水池容积：V=Qt=256×6×60=92160L=92.16（3-12）取集水池有效水深为2m，（3-13）所以集水池平面尺寸为L×B=10m×5m污水进水泵房的尺寸设计为10m×6m3.3细格栅3.3.1.栅条的间隙数n（3-14）n——格栅栅条间隙数（个）N——设计的格栅组数（组），本设计2组格栅Q——最大设计流量（m³/s）b——格栅栅条间隙（m），采用10mmh——格栅栅前水深（m），取0.8mv——格栅过栅流速（m/s）,取0.9m²/s——格栅倾角，采用60°3.3.2.栅槽宽度BB=S(n-1)+bn（3-15）设栅条宽度S=0.01m，栅槽宽度一般比格栅宽0.2~0.3m，取0.2m，则栅槽宽度为B=S(n-1)+bn+0.2=0.01×(51-1)+0.01×51+0.2=1.21m3.3.3.进水渠道渐宽部分长度L设进水渠宽，其渐宽部分展开角度°则：3.3.4.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2（3-16）3.3.5.通过格栅的水头损失h1设计中采用栅条断面为矩形的格栅，取β=2.42代入数据得：（3-17）3.3.6.栅槽总高度设栅前渠道超高，则3.3.7.栅槽总长度L因为栅前槽高H1=h+h2=0.8+0.3=1.1m，则：（3-18）3.3.8.每日栅渣量W（3-19）因为格栅间隙为10mm，所以取代入数据得：所以采用机械清渣，本设计采用2道格栅。根据《给排水设计手册第11册》选用2台型格栅除污机。表3-3BLQ型格栅除污机性能参数刮污耙幅宽(mm)栅宽(mm)安装角度(°)刮污车升降行程(m)一次清污额定载荷(kg/m)升降电动机功率(kW)启闭电动机功率(kW)行走电动机功率(kW)生产厂1000-350010-10060-904-121001.50.750.8/0.4江苏一环集团公司3.3.9.细格栅设计草图图3.2细格栅设计草图3.4曝气沉砂池曝气沉砂池截留砂粒的效果较好，工作稳定，构造简单。污水从一端进入曝气沉砂池中后水流由于曝气产生的密度差而开始发生旋转，经过一段时间后水流以螺旋流继续前进，这时离心力产生，最终泥沙得以去除。本设计选择2组曝气沉砂池，分别与细格栅连接。3.4.1曝气沉砂池设计计算（1）池子有效总容积V(m)（3-20）式中：——最大设计流量，，且；t——最大设计流量时的流行时间，min，这里取。则（2）水流断面积A(m)（3-21）——最大设计流量时的水平流速，m/s，取。：（3）池总宽度B（m）（3-22）式中：——设计有效水深（m），池的有效水深一般为2~3m，取。宽深比：，因为在1.0~1.5之间，满足要求。（4）池长L（m）（3-23）（5）每小时所需空气量q（）（3-24）d——每立方米所需空气量，，取污水则（6）沉砂室所需容积V1（m（3-25）X——城市污水沉沙量，m3/106m3（污水），取30m3/106m3（污水）；T——清除沉砂的时间间隔，d，一般采用1~2天，设计取2天。则沉砂室所需容积为则每个沉砂斗容积（设每一分格有2个沉砂斗，共有4个沉砂斗）：（7）沉砂斗尺寸取沉砂斗底部宽度为=0.5m，，沉砂斗的高度为=0.35m，沉砂槽壁与水平面的夹角为α=55°所以，沉砂斗上口宽度为（3-26）则最终定沉砂斗容积（3-27）==（8）池子总高（m）池底坡度一般为0.1~0.5，这里取0.1，坡向沉砂槽;由于曝气沉砂池的超高不宜小于0.3m，所以这里取池子超高为=0.3m;所以池底斜坡部分的高度为沉砂池总高为（3-28）式中：h——沉砂池有效水深，mℎ1——ℎ2——ℎ3——曝气沉砂池设计草图图3.3曝气沉砂池草图第四章污水处理二级工艺设计4.1SBR反应池SBR工艺，是最早的活性污泥法运行方式之一，它由由进水、反应、沉淀、出水、闲置这五个操作步骤组成。由于该工艺系统简单，节省投资，处理效果，也可脱氮除磷，所以现今在污水处理方面应用较为广泛，适合规模较小的污水处理厂。4.2运行周期本设计设计流量，，反应池个数为，假定每天运行周期数为，并且均为并联设计；4个SBR池每个周期进水量，一个SBR反应池一天4次进水，每次进水4200。4.3进水时间（4-1）——每个池子每周期所需要的进水时间h——每天运行周期数n——反应池个数4.4反应时间（4-2）反应池进水生化需氧量，为180mg/Lm——充水比，取0.25；X反应池内混合液悬浮固体（MLSS）平均浓度，；这里X取4,即4000.反应池的生化需氧量污泥负荷，取取沉淀时间取1h；排水时间取1h~1.5h，本设计取1h。4.5一个周期所需时间（4-3）其中闲置时间tb为4.6反应池有效容积（4-4）所以单个反应池有效容积为反应池有效水深取5.0m，超高为0.5m，池深5.5m，所以每个反应池平面面积设每个SBR反应池平面尺寸为55m×50m。4.7污泥龄复核4.7.1夏、冬季衰减系数：夏季温度为25℃，冬季温度为10℃所以夏季衰减系数为：（4-6）冬季衰减系数：式中，衰减系数，，20℃的数值为0.04~0.075，本设计取0.06温度系数，采用1.02~1.06，本设计取1.044.7.2剩余生物污泥计算：（4-5）式中：剩余污泥量，；污泥产率系数，，20℃时取0.3~0.8，本设计取0.6；S0反应池进水生化需氧量，为180mg/LSeV生物反应池容积e好氧水力停留时间占周期时间的比例；生物池内混合液挥发性悬浮固体平均浓度，gMLSS/L所以，夏季剩余生物污泥量：冬季剩余生物污泥量：4.7.3剩余非生物污泥计算：（4-6）式中进水VSS中可生化部分比例，设；f出水SS中VSS所占比例，取f=0.75；设计进水SS,，取；出水SS，mg/L，取4.7.4剩余污泥总量：夏季：（4-7）冬季：4.7.5污泥龄计算冬季污泥龄：（4-8）夏季污泥龄：4.8复核污泥负荷及出水BOD（4-9）复核出水BOD（4-10）k2为动力学参数，取值范围复核结果表明，出水BOD可达到设计要求。4.9复核出水（4-11）式中：——标准水温（15℃）时硝化菌最大比增长速度，=0.5；DO——曝气池平均溶解氧，DO=2mg/L;KO——pH——污水pH值，取7.2将有关参数带入，硝化菌增长半速度常数KN，（4-12）bN为硝化菌自身氧化系数，（4-13所以硝化菌比增长速度为（4-14）已知，夏季污泥龄为11d，冬季污泥龄为9d，所以：出水氨氮为：复核结果表明，出水水质满足要求。4.10排水装置SBR工艺中有一种用于排水道装置叫滗水器，它不仅能把处理过后的澄清水排出系统，还可以保证排水时下层的沉淀污泥不会发生搅动的现象，所以其出水的水质较好。现今污水处理中的滗水器种类较为繁多，应用也较为广泛。根据《给水排水设计手册》，本设计最终采用XB-1800X型升降旋转式滗水器。4.11反应池进出水计算4.11.1进水管进水管设计流量若管道流速采用v=0.7m/s，则管道过水断面，管径取进水管管径DN1200mm，校核管道流速（4-15）4.11.2出水管单组反应池出水管设计流量设管道流速v=0.7m/s，单组反应出水管管径取DN600mm。总出水管管径取DN1100mm。4.12曝气系统设计4.12.1设计需氧量其中有机物氧化需氧系数，污泥需氧系数。（1）氧化有机物和污泥需氧量为：（4-16）（2）进水总氮,出水氨氮,硝化氨氮需氧量:（4-17）（3）反硝化产生的氧量（4-18）（4）总需氧量AOR为：4.12.2标准需氧量（4-19）——20℃时氧在清水中饱和溶解度，查表得水中溶解氧饱和，。α——氧总转移系数，取0.85；β——氧在污水中饱和溶解度修正系数，取0.95压力修正系数，——设计水温条件下氧在清水中的饱和溶解液——空气扩散装置处的绝对压力微孔曝气头安装在距池底0.5m处，淹没深度为H=5.0m。——气泡离开水面时含氧量，％，按计算，氧转移效率取，所以求得=0.175。C——曝气池内平均溶解氧浓度，C=2mg/L——设计水温条件曝气池内平均溶解氧饱和度，mg/L.所以夏季（25℃）曝气池内平均溶解氧饱和度为：（4-20）夏季标准需氧量：空气用量：（4-21）4.13曝气池布置本设计中SBR反应池共4座，每座池长55m，宽50m，水深5m，超高0.5m，所以有效体积为15120，4座反应池总有效体积为60480。曝气器数量计算（以单组反应池计算）按供氧能力计算曝气器数量（4-22）式中：曝气器标准状态下，与反应池工作条件接近时的供氧能力，（）采用微孔曝气器，参照相关手册，工作水深5m，在供风量时，曝气器氧利用能力,服务面积为，充氧能力，则：（4-23）2.供风管道计算：(1)干管,供风干管采用环状布置（4-24）流速取，管径则取干管管径DN400。(2)支管，向单侧廊道供气支管（布气横管）流量为（4-25）流速取，则管径取支管管径为DN250。向双侧廊道供气流量为：（4-26）流速取，则管径取支管管径为DN300.4.14SBR反应池草图图4.1SBR反应池草图第五章消毒设施设计5.1消毒工艺比选污水在消毒之前经过处理，水质虽然有所变好，细菌的数量也在很大程度地减少了，但是污水中可能还会含有一些病原菌等，所以还需要进一步的进行控制。此外，夏季温度过高时，为了防止水中致病菌的传播，保证良好的出水水质和较为安全的用水，所以消毒处理是污水处理过程中必须的一项环节，目前，污水处理厂常用的消毒方法主要有液氯消毒、紫外线消毒、臭氧消毒、电化学消毒等等。下面分别对这几种消毒工艺进行一下比选：液氯消毒：其有较强的杀菌能力；运转成本低；而且投配设备简单，适用于大中型污水厂。但是液氯消毒可能会不利于人的健康，加重人的身体负担和患病风险，它在处理过程中产生臭味也会影响周边环境，还会产生一些消毒副产物，这些都是液氯消毒时无法避免的。紫外线消毒：成本低投资少，且杀菌的速度十分快，并且消毒时不用添加任何化学药剂，这样就水的物理化学性质就不会改变，它适用于中小型污水厂。臭氧消毒：消毒能力强，不会产生消毒副产物，消毒后水的口感较好；但是电耗高成本大，一般污水处理厂不会优先考虑用此法。通过以上消毒工艺比选，考虑到本次设计的污水厂总污水量较小，及工程投资、消毒效果和运行成本等因素，此次消毒工艺选择紫外线消毒。5.2设计计算已知Q=0.78m3/s，初步选用UV3000PLUS紫外线消毒设备每3800m/d需14根灯管。5.2.1模块数N：（5-1）拟选用6根灯管为1个模块，则29.5个＜N＜40.8个。5.2.2消毒渠设计：设2组消毒渠，按设备要求渠道深度为129cm，设渠中水流速度为0.3m/s。则渠道过水断面积：（5-2）而渠道宽度：（5-3）取2.0m。流速校核：（5-4）若灯管间距为13cm，沿渠道宽度可安装15个模块，故选取用UV3000PLUS系统，两个UV灯组，每个灯组15模块。渠道长度每个模块长度2.5m，两个灯组间距1.0m，渠道出水设堰板调节，调节堰到灯组间距2m，则渠道总长L为：5.2.3复核辐射时间：（5-5）经校核，辐射时间复核要求。（符合10～100s）5.3紫外线消毒渠设计布置图图5.1紫外消毒渠设计草图5.4计量设备在污水处理的过程中，计量设备的采用是不可缺少的，而且其种类也很繁多，其中使用最多的当属巴氏计量槽。由于它有较小的水头损失，较大的底部洗刷力，而且处理过程中它产生沉积杂物的可能性很小，综合以上优点，所以此次设计也采用巴氏计量槽，本次设计污水量为，在0.17-1.30的范围内，符合，可使用该计量设备。5.4.1设计计算1.上游渠道水流速取，水深，则上游渠道宽度上游渠道长度2.计量槽基本尺寸①咽喉宽度，计量槽咽喉宽度取渠道宽度倍，则②校核上游渠道宽度③渐扩段出口宽度④下游渠道水深。下游与上游水深比取0.6，则下游渠道水深⑤上游渐缩段长度C⑥上游水位观测孔位置。上游渐缩段渠道壁长度为水位观测孔位置⑦巴氏槽长度,咽喉段长度，下游渐扩段长度，巴氏槽总长度为3.下游渠道长度4.上下游渠道即巴氏槽总长度＞10，所以符合要求。5.4.2巴氏计量槽设计草图图5.2巴氏计量槽草图污泥处理设计计算6.1污泥浓缩池在污泥处理过程中，污泥的浓缩处理可以使污泥含水率降低到一个可观的水平，同时减小污泥的体积，是污泥处理中必不可少的一个环节。污泥浓缩可以使运行费用降低，减少所以脱水机的台数，被浓缩后的污泥便于运输，同时污泥浓缩也可以减少电耗，节省投资费用。6.1.1污泥浓缩池类型比选重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩是比较常见的污泥浓缩的方法。其中重力浓缩池在污水处理厂中使用最多，一般污水厂处理污泥时大多都采用此方法，因为它能浓缩污泥的范围种类比较多而且运行费用较低，系统较为简单。气浮浓缩池一般浓缩的时间较短，它是通过向水中通入气泡，使气泡与污泥颗粒黏附在一起，从而浮出水面得到浓缩的过程，浓缩密度与水很接近的污泥常用气浮浓缩的方法，该池容积较小。离心浓缩法，污泥中的固体污泥与污水由于不同的密度，在离心机处于一个很大的速度旋转时，固体污泥与污水由于受到不同的离心力，因此两者分离。近年来，我国在污泥处理过程中也逐渐投入对离心浓缩的使用，离心浓缩池的容积比较小，节省了占地，而且它很环保，不会污染环境，很卫生，而且能在短时间内达到一个很高的运行效率。但是它的运行费用相对较高，这也是制约它被广泛应用的一个原因。考虑到污泥性质、来源及整个污泥处理流程等因素，本设计采用重力浓缩池。6.1.2重力浓缩池设计计算设计参数：剩余污泥，剩余污泥含水率，污泥固体浓度，污泥固体通量浓缩池面积剩余污泥：（6-1）浓缩池面积：（6-2）（2）浓缩池直径D（设计采用2座浓缩池,n=2）单池面积：（6-3）则（6-4）（3）浓缩池深度H浓缩池的污泥浓缩时间为T=16h有效水深：（6-5）超高，缓冲层高度，浓缩池设机械刮泥，池底坡度i=0.05，设污泥斗下底直径，上底直径。池底坡度造成的深度为：（6-6）污泥斗高度为:（其中α为污泥斗斜壁与水平面形成的角度，取55°）（6-7）所以浓缩池深度：（6-8）6.1.3污泥浓缩池选型根据《给水排水设计手册》第11册（p582），选择扬州天雨给排水设备有限公司生产的ZBG-16型周边传动刮泥机2台，其设备参数见表6.1:表6.1ZBG-16型周边传动刮泥机性能参数池径（m）功率（kW）周边线速（m/min）推荐池深（mm）周边轮中心（m）161.12.143000~500016.366.1.4污泥浓缩池设计草图图6.1污泥浓缩池设计图6.2贮泥池（1）尺寸设计：污泥含水率,则（6-9）取停留时间t=5h，则，取V=48设贮泥池有效水深3.0m，超高0.5m，长5.0m，宽3.0米，故贮泥池设计尺寸为：5m×3m×3.5m（2）贮泥池搅