学院及周边村庄合并生活污水处理站工艺设计.doc

1、 1 一 课程设计题目：河南工程学院及周边村庄合并生活污水处理站工艺设计 二 课程设计教学目的 : 本课程是水污染控制工程课程的实践环节，通过课程设计加深学生对有关废水处理理论的理解，使学生掌握文献和设计资料使用方法，掌握水处理工艺选择、工艺计算的方法，掌握平面布置图、高程图及主要构筑物的绘制方法，掌握有关工程设计文件的编写方法，培养学生具备一定的工程制图和设计能力 三、本次课程设计（论文）任务的主要内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等） （ 1）课程设计基本要求 1 掌握工程设计的设计步骤、方案选择 方法； 2 了解废水处理工程设计的特点和原则； 3 熟悉使用国家相关的法律法规、标

2、准规范、设计手册的方法； 4 掌握主要处理构筑物和设备的设计方法； 5 掌握平面布置图、高程图及主要构筑物的绘制方法。 6 掌握有关工程设计说文件的编写方法； （ 2）课程设计内容 1 设计要求 （ 1）根据提供的原始设计资料和设计要求，查阅相关文献资料，确定废水处理工艺流程； （ 2）对各构筑物和设备进行工艺计算； （ 3）对废水处理站的定型设备进行设计和选型； （ 4）编制设计说明书。 （ 5）绘制废水处理站的平面布置图、高程图； （ 6）绘制主要构筑物和设备工艺图。 2 提交成果 （ 1）设计说明书 1 份包括（格式正确，内容完整，包括计算书，合订一起。 A4，单面打印，正文宋体小四，

3、1.5 倍行距，西文 times new roman）； （ 2）平面布置图 1 张 (A2)； （ 3）废水处理站高程图 1 张 (A2)； 2 （ 4）废水处理构筑物和设备图（ A2）。 2、基本资料 龙湖地处（地理位置及地理特点自查资料）。在经济发展的同时基础设施的建设未能与经济协调发展谐调发展，污水处理率仅仅为 3.4%。大量的污水未经处理直接排入河流，既破坏了当地的自然环境，又制约 了当地经济的发展。为了把该地区建设成为经济繁荣、环境优美的现代化市区，筹建该地区的污水处理站已经迫在眉睫了。现有人口（调查）人，规划 10 年后发展到（调查或合理推测）人。 2、自然条件 1)地形、地貌

4、: 地理坐标为北纬 34 33 34 39，东经 113 35 11344。龙湖地处伏牛山余脉，地势西南高，东北低，平均海拔高 230 米，西部属浅山丘陵岗地，有泰山和梅山，十七里河和十八里河自西南流向东北，沿河建有古城、后胡、山后杜和林锦店水库等。龙湖镇地处丘陵向平原过度地带，全境为小丘陵岗地。该地区地质地 震等级为 7 级以下，电力供应良好。 。 2)工程地质情况 该地区地质地震等级为 7 级以下，电力供应良好。 3)气象资料 : 龙湖地属暖温带大陆性季风气候，冬半年受冬季风控制，多刮北风，夏半年受夏季风控制，多刮南风，全年平均风速为 2.1 米 /秒。冷暖适中，四季分明。春暖、夏热、秋爽

5、、冬寒。年平均气温 14.4，极端最高气温为 42.5，极端最低气温为 -17.9。年均日照时数为 2114.2 小时。年平均降水量约 650 毫米。 。 3、工程设计规模 :计划人口 10 万人，每人平均 200L D，每天处理 2 万吨 。水质 CODcr 可按 800 mg/l， BOD5 可按 500 mg/l， SS 按 100 mg/l。 4、处理要求 污水级二级处理后应符合以下具体要求： CODcr70mg/L，BOD520mg/L， SS30mg/L。 5 污水处理工艺的选择 按城市污水处理和污染防治技术政策要求推荐，污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，可以采用常规活性污泥法、氧

6、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。对脱氮除磷有要求的城市，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。 由于该设计中的污水属于生活污水对脱氮3 除磷有要求故选取二级强化处理 可供选取的工艺：氧化沟工艺， SBR 及其改良工艺等。 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、交替工作式和半交替工作式。连

7、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

8、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 20 30 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%。但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施。 A2/O A2/O 处理工艺是 Anaerobic Anoxic Oxic 的英文缩写，它

9、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除磷的功能。 A2/O 工艺的特点： 4 （一）：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； （二）：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。 （三）：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。 （四）：污泥中含磷量高，一般为 2.5%以上。 SBR SBR 是一种间歇式的活性泥泥系统，其基本特征是在一个反应池内完

10、成污水的生化反应、固液分离、排水、排泥。可通过双池或多池组合运行实现连续进出水。 SBR 通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标，具有很大的灵活性。 SBR 池通常每个周期运行 4-6 小时，当出现雨水高峰流量时，SBR 系统就从正常循环自动切换至雨水运行模式，通过调整其循环周期，以适应来水量的变化。 SBR 系统通常能够承受 3-5 倍旱流量的冲击负荷。 SBR 工艺具有以下特点： (1)SBR 工艺流程简单、管理方便、造价低。 SBR 工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资 30%以上，而且布置紧凑

11、，节省用地。由于科技进步，目前自动控制已相当成熟、配套。这就使得运行管理变得十分方便、灵活，很适合小城市采用。 (2)处理效果好。 SBR 工艺反应过程是不连续的，是典型的非稳态过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的 (尽管是处于完全混合状态中 )，随时间的延续而 逐渐降低。反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程之中，因此处理效果好。 (3)有 很 好的除磷脱氮效果。 SBR 工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率。 5 (4)污泥沉降性能好。 SBR 工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥

12、中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。同时由于 SBR 工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好。 (5)SBR 工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质波动。 其中改进 工艺包括了 ASBR， 它是在 20 世纪 90 年代 ,由美国 Dague 教授等将过去用于好氧生物处理的 SBR 工艺用于厌氧生物处理 ,开发了厌氧序批式活性污泥法 (Anaerobic Sequencing Batch Reactor ,简称 ASBR ) 。 ASBR 法是一种以序批间歇运行操作为主要特征的废水厌氧生物处理工艺 ,一个完整的运行操作周期按次序分为进水、反应、沉淀和排水 4 个

13、阶段 。 与连续流厌氧反应器相比 ,ASBR 具有如下优点 :不会产生断流和短流 ;不需大阻力配水系统 ,减少了系统能耗 ;不需要二次沉淀 池及出水回流 ;所需要的搅拌设备和滗水器在国内为定型设备 ,便于建设运行 ;运行灵活 ,抗冲击能力强 ,能适应废水间歇无规律排放。 根据该地区污水水质特征，污水处理工程没有脱氮除磷的特殊要求，主要的去除目的是 BOD5， CODCr 和 SS， 本设计采用传统活性污泥法生物处理，曝气池采用传统的推流式曝气池。 6.说明 近、远期所设处理构筑物有粗、细格栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池、接触池、浓缩池、消化池、脱水机械。 格栅： 格栅是由一组平行的金属栅条

14、或筛网制成，安装在污水渠道、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，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常进行。被截留的物质称为栅渣。设计中格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。格栅断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水力条件好，但刚度差，故一般多采用矩形断面。格栅按照栅条形式分为直棒式格栅、弧形格栅、辐流式格栅、转筒式格栅、活动格栅等；按照格栅栅条间距分为粗格栅和细格栅（ 1.5 10mm）；按照格栅除渣方式分为人工除渣格栅和机械除渣格栅，目前 ，污水处理厂大多都采用机械格栅。 沉砂池：沉砂

15、池是城市污水处理厂必不可少的处理设施，主要去除污水中粒径6 大于 0.2mm 的砂粒，除砂的目的是为了避免砂粒对后续处理工艺和设备带来的不利影响。砂粒进入初沉池内会使污泥刮板过度磨损，缩短更换周期；砂粒进入泥斗后，将会干扰正常排泥或堵塞排泥管路；进入泥泵后将使污泥泵过度磨损，使其降低使用寿命；砂进入带式压滤脱水机将大大降低污泥成饼率，并使滤布过度磨损。以上情况 ,足以说明除砂对污水处理厂的重要性。 常用的 沉砂池有平流式竖流式、 曝气式和涡流式四种形式。平流式沉砂池具有结构 简单，处理效果较好的优点；竖式沉砂池处理效果一般较差；曝气沉砂池的最大优点是能够在一定程度上使砂粒在曝气的作用下互相磨擦

16、，可以去除砂粒上附着的有机污染物，同时，由于曝气的气浮作用，污水中的油脂类物质会升到水面形成浮渣而被除去；涡流式沉砂池利用水力涡流，使沉砂和有机物分开，以达到除砂目的。四种形式沉砂池有各自不同的适用条件，其选型应视具体情况而定。 本设计中选用平流沉砂池，它具有颗粒效果较好、工作稳定、构造简单、排沙较方便等优点。 初沉池：处理的对象是悬浮物质，同时可去除部分 5BoD ，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其 5BoD 负荷。设计中采用辐流式初沉池，中心进水，周边出水。优点：机械排泥，运行可靠，管理简单，排泥设备定型化。 曝气池：活性污泥的反应器是活性污泥系统核心设备，活性污泥系统的净化效果在很

17、大程度上取决于曝气池的功能是否能正常发挥。设计采用推流式曝气池，鼓风曝气。推流式曝气池设有廊道可 提高气泡与混合液的接触时间，处理效果高，构造简单，管理方便。 二次沉淀池：沉淀或去除活性污泥或腐殖污泥。它是生物处理系统的重要组成部 分。设计中采用辐流式二沉池。周边进水，中心出水。优点：机械排泥，运行可靠，管理简单，排泥设备定型化。 浓缩池：污泥浓缩主要是减小污泥体积，降低污泥含水率，为污泥消化处理提供方便。污泥中所含水大致分为四类：颗粒间的孔隙水，约占总水分的 70%;毛细水，约占 20%；污泥颗粒吸附水和颗粒内部水约占 10%。7 浓缩法主要降低的是污泥的孔隙水。污泥中采用重力浓缩。优点：污

18、泥含水率可以从 99%降低至 96%，污泥体积可减小 3/4，含水率从 97.5%降低至 95%，体积可减小 1/2，为后续处理创造条件。 消化池：降解污泥中有机物， 使污泥得到稳定，实现污泥“四化”（减量化、稳定化、无害化、资源化）。设计中采用中温两级厌氧消化。优点：条件容易实现，产气量少，但对寄生虫卵及大肠杆菌的杀菌率降低。 脱水机械：主要目的在于降低污泥中含水率，为污泥的后续处理打好基础。设计中采用带式压滤机脱水，优点：设备简单，动力消耗少，可连续生产 7、设计内容 对工艺构筑物选型作说明 . 主要处理设施：格栅 、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池 的工艺计算。 污水处理厂平面和高程布置。

19、 8、设计成果 设计说明书 说明概况（可行性分析）、设计任务、工程规模 、水质水量、工艺流程、设计参数、 主要构筑物的尺寸和个数、主要设备的型号和数量等。 设计计算书 各构筑物的计算过程、主要设备的选取、污水处理厂的高程计算等。 设计图纸 废水处理厂总平面布置图和高程布置图各一张，设备或构筑物图若干张。 五、教材及参考文献 教 材 环境工程设计郝瑞霞编著 河北科技大学出版社 水污染控制工程课程设计设计指导说明书 参考资料 排水工程下册（第四版） 张自杰编著 中国建筑工业出版社 污水处理新工艺与设计计算实例 孙力平编著 科学出版社 三废处理 工程技术手册（废水卷） 北京市环境保护科学研究院主编

20、化学工业出版 废水处理理论与设计 张自杰编著 高等教育出版社 给水排水工程快速设计手册 严煦世编著 中国建筑工业出版 8 设 计 计 算 书 专业：环境工程 姓名 ： . 学号： 日期： 2013/1/8 9 目录 第一节 格栅 -10 1 1 计算依据 -10 2 2 计算方法 -10 1 3 计算过程 -11 第二节 曝气沉砂池 -13 2 1 一般规则 -13 2 2 设计参数 -13 2 3 计算过程 -14 2 4 沉砂室设计计算 -14 第三节 初沉池 -15 3 1 一些参数的选定 -15 3 2 初沉池选型 -15 第四节 曝气池 -17 4 1 工况参数 -17 4 2 设计

21、过程 -17 第五节 二沉池 -22 5 1 设计参数 -22 5 2 主要尺寸计算 -23 5 3 进水系统的计算 -23 5 4 出水部分设计 -24 5 5 溢流堰设计 -24 5 6 排泥部分设计 -24 第六节 消毒接触池 -25 6 1 设计参数 -25 6 2 计算过程 -25 第七节 污 泥浓缩池 -26 7 1 设计参数 -27 7 2 计算过程 -27 第八节 污泥脱水设备 -28 10 第一节 格栅 1 计算依据 重要参数的取值依据 取值 安装倾角一般取 60 70 =60 栅前水深一般取 0.3 0.5m h=0.4m 栅条间距宽：粗： 40mm中： 15 25mm细：

22、 4 10mm B1 =40mm b2 =25mm 水流过栅流速一般取 0.6 1.0m/s v=0.9m/s 格栅受污染物阻塞时水头增大的倍数一般采用 3 k=3 栅前渠道超高一般采用 0.3m H2 =0.3m 进水渠道渐宽部分的展开角度一般为 20 Kf =1.5 栅条断面形状 阻力系数计算公式 形状系数 栅条尺寸（ mm） 迎水背水面均为锐边矩形 =(s/b) 4/3 =2.42 长 =50，宽 S=10 2 计算方法 主要的计算公式 格栅的间隙数 0 . 5( s i n ) /n Q b v h 格栅宽度 ( 1)B S n bn 通过格栅的水头损失 10h hk 20 sin2vh g 栅后槽总高度 12H h h h 栅前扩大段长度 11( ) / 2 t a nL B B 栅后 收缩段长度 21/2LL