1、 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 1 页 一、总论 . 4 1、设计题目 . 4 2、设计资料 . 4 1.2.1 城市概述 . 4 1.2.2 自然条件 . 4 1.2.3 规划资料 . 4 二、污水处理工艺流程说明 . 5 1、方案确定的原则 . 5 2、可行性方案的确定 . 5 3、污水处理工艺流程的确定 . 5 4、污水处理工艺流程说明 . 6 2.4.1 进出污水水质 . 6 三、处理构筑物设计 . 7 1、格栅 . 7 3.1.1 栅条间隙数 n： . 7 3.1.2 有效栅宽 ： . 7 3.1.3 过 栅水头损失： . 8 3.1.4 栅后槽的总高度： . 8 3.1.5
2、 格栅的总长度： . 8 3.1.6 每日栅渣量： . 9 2、污水提升泵 房 . 9 3.2.1 设计计算 . 9 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 2 页 3、沉砂池 . 10 3.3.1 平流式沉沙池的设计参数 . 10 3.3.2 平流式沉砂池设计 . 10 4、氧化沟 . 12 3.4.1 氧化沟类型选择 . 13 3.4.2 设计参数 . 13 3.4.3 设计流量 . 14 3.4.4 去除 . 14 3.4.5 脱氮 . 15 3.4.6 除磷 . 16 3.4.7 氧化沟总容积及停留时间 . 16 3.4.8 需氧量 . 17 3.4.9 氧化沟尺寸 . 18 3.4.1
3、0 进水管和出水管 . 18 3.4.11 出水堰及出水竖井 . 19 5、浓缩池 . 19 3.5.1 设计参数 . 19 3.5.2 中心管面积 . 19 3.5.3 沉淀部分的有效面积 . 20 3.5.4 浓缩池有效水深 . 20 3.5.6 校核集水槽出水堰的负荷 . 21 3.5.7 浓缩部分所需的容积 . 21 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 3 页 3.5.8 圆截锥部分的容积 . 21 3.5.9 浓缩池总高度 . 21 四、参考文献 . 23 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 4 页 一、总论 1、设计题目 某城镇污水处理厂工艺设计 2、设计资料 1.2.1 城市
4、概述 城市概况 江南某城镇位于长江冲击平原，占地约 6.3 km2，呈椭圆形状，最宽处为 2.4 km ，最长处为 2.9 km 。 1.2.2 自然条 件 自然特征 该镇地形由南向北略有坡度，平均坡度为 0.5 ，地面平整，海拔高度为黄海绝对标高 3.9 5 .0 m，地坪平均绝对标高为 4.80 m。 属长江冲击粉质砂土区，承载强度 7 11 t/m2，地震裂度 6 度，处于地震波及区。全年最高气温 40 ，最低 -10 。夏季主导风向为东南风。极限冻土深度为 17 cm。全年降雨量为 1000 mm。污水处理厂出水排入距厂 150 m 的某河中，某河的最高水位约为 4.60 m，最低水位
5、约为 1.80 m，常年平均水位约为 3.00 m。 1.2.3 规划资料 规 划资料 该城镇将建设各种完备的市政设施，其中排水系统采用完全分流制体系。规划人口：近期 30000 人， 2020 年发展为 60000 人，生活污水量标准为日平均 200 L/人。工业污水量近期为 5000 m3/d，远期达 10000 m3/d，工业污水的时变化系数为 1.3，污水性质与生活污水类似。 生活污水和工业污水混合后的水质预计为： BOD5 = 200 mg/L， SS = 250 mg/L， CODcr = 400 mg/L， NH4 -N = 30 mg/L，总 P = 4 mg/L；要求达到的出
6、水水质达到国家污水 综合排放二级标准。 规划污水处理厂的面积约 25600 m2，厂区设计地坪绝对标高采用 5.00 m，处理厂四角的坐标为： X 0 ， Y 140 ； X 0 ， Y 0 ； X 175 ， Y 140 ； X 190 ， Y 0 。 污水处理厂的污水进水总管管径为 DN800，进水泵房处沟底标高为绝对标高0.315 m，坡度 1.0 ，充满度 h/D = 0.65。 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 5 页 处理厂污泥经浓缩脱水后外运填埋处置。 二、污水处理工艺流程说明 1、方案确定的原则 (1)采用先进、稳妥的处理 工艺，经济合理，安全 ,可靠。 (2)合理布局，投
7、资低，占地少。 (3)降低能耗和处理成本。 (4)综合利用，无二次污染。 (5)综合国情，提高自动化管理水平。 2、可行性方案的确定 城市污水的生物处理技术是以污水中含有的污染物作为营养源，利用微生物的代谢作用使污染物降解，它是城市污水处理的主要手段，是水资源可持续发展的重要保证。城市二级污水处理厂常用的方法有：传统活性污泥法、 AB 法、氧化沟法、 SBR 法等等。 3、污水处理工艺流程的确定 氧化沟利用连续环式反应池（ Cintinuous Loop Reator,简称 CLR）作生物反应池，混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环，氧化沟通常在延时曝气条件下使用。氧化沟使用一种带方
8、向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。 氧化沟工艺一般可不设初沉池，在不增加构筑物及设备的情况下，氧化沟内不仅可完成碳源的氧化，还可实现硝化和脱硝，成为 A/O 工艺；氧化沟前增加厌氧池可成为 A2/O（ A-A-O）工艺，实现除磷。由于氧化沟内活性污泥已经好氧稳定，可直接浓缩脱水，不必厌氧消化。 氧化沟污水处理技术已被公认 为一种较成功的革新的活性污泥法工艺，与传统活性污泥系统相比，它在技术、经济等方面具有一系列独特的优点。 工艺流程简单、构筑物少，运行管理方便。一般情况下，氧化沟工艺可比传统活性污泥法少建初沉池和污泥厌氧消化系统，基建投
9、资少。另外，由于不采用鼓风曝气的空气扩散器，不建厌氧消化系统，运行管理要方便。 处理效果稳定，出水水质好。实际运行效果表明，氧化沟在去除 BOD5西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 6 页 和 SS 方面均可取得比传统活性污泥法更高质量的出水，运行也更稳定可靠。同时，在不增加 曝气池容积时，能方便地实现硝化和一定的反硝化处理，且只要适当扩大曝气池容积，能更方便地实现完全脱氮的深度处理。 基建投资省，运行费用低。实际运行证明，由于氧化沟工艺省去初沉池和污泥厌氧消化系统，且比较容易实现硝化和反硝化，当处理要求脱氮时，氧化沟工艺在基建投资方面比传统活性污泥法节省很多（当只需去除 BOD5 时，可能
10、节省不多）。同样，当仅要求去除 BOD5时，对于大规模污水厂采用氧化沟工艺运行费用比传统活性污泥法略低或相当，而要求去除 BOD5且去除 NH3-N 时，氧化沟工艺运行费 用就比传统活性污泥法节省较多。 污泥量少，污泥性质稳定。由于氧化沟所采用的污泥龄一般长达 2030d，污泥在沟内得到了好氧稳定，污泥生成量就少，因此使污泥后处理大大简化，节省处理厂运行费用，且便于管理。 具有一定承受水量、水质冲击负荷的能力。水流在氧化沟中流速为 0.30.4m/s，氧化沟的总长为 L，则水流完成一个循环所需时间 t=L/S,当 L=90 600m时， t=5 20min。由于废水在氧化沟中设计水力停留时间
11、T为 10 24h，因此可计 算出废水在整个停留时间内要完成的循环次数为 30 280 次不等。可见原污水一进入氧化沟，就会被几十倍甚至上百倍的循环量所稀释，因此具有一定承受冲击负荷的能力。 占地面积少。由于氧化沟工艺所采用的污泥负荷较小、水力停留时间较长，使氧化沟容积会大于传统活性污泥法曝气池容积，占地面积可能会大些，但因为省去了初沉池和污泥厌氧消化池，占地面积总的来说会少于传统活性污泥法。 4、污水处理工艺流程说明 2.4.1 进出污水水质 进水水质 生活污水和工业污水混合后的水质预计为： BOD5 = 200 mg/L， SS = 250 mg/L，COD = 400 mg/L， NH4
12、 -N = 30 mg/L，总 P = 4 mg/L。 出水水质 出水水质达到国家污水综合排放二级标准。 BOD5 = 30 mg/L， SS = 30 mg/L，COD = 120 mg/L， NH4 -N = 25 mg/L，总 P = 1 mg/L。 进水流量 规划人口：近期 3 万 人， 2020 年发展为 6 万 人，生活污水量标准为日平均 200 L/人。工业污水量近期为 5000 m3/d，远期达 10000 m3/d， 工业污水的时西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 7 页 变化系数为 1.3，污水性质与生活污水类似。 污水处理厂： 设计日最大流量 smdmQQQ/2 8 9
13、.0/2 5 0 0 03.11 0 0 0 0102 0 06 0 0 0 0333m a x工业生活 三、处理构筑物设计 1、格栅 格栅用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的负荷，防止阻塞排泥管道。 格栅的设计计算主要包括格栅形式选择、尺寸计算、水力计算、栅渣量计算等。 3.1.1 栅条间隙数 n： max sinQn bhv 式中： maxQ 最大设计流量， sm/3 ； b 栅条间隙， m ，取 b =0.03m ； h 栅前水深， m ，取 h =0.4m ； v 过栅流速， ms，取 v =0.9ms； s
14、in 经验修正系数，取 = 60 ； 则 max sinQn bhv 259.04.003.0 60s in2 8 9.0 3.1.2 有效栅宽 B ： ( 1)B S n bn 式中： S 栅条宽度， m ，取 0.01 m 。 则： mbsnSB 99.02503.0)125(01.0)1( 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 8 页 3.1.3 过栅水头损失： 01 hkh sin220 gvh式中： 1h 过栅水头损失， m ； 0h 计算水头损失， m ； 阻力系数，栅条形状选用正方形断面所以 17.1)103.064.0 01.003.0()1( 22 b Sb ，其中 64.0
15、 ； g 重力加速度， 2ms ，取 g =9.81 2ms ； k 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，一般采用 k =3； 则： sin221 gvkh m125.060s in81.92 9.017.132 3.1.4 栅后槽的总高度 H ： 12H h h h 式中： 2h 栅前渠道超高， m ，取 2h =0.3m 。 则： 12H h h h =0.4+0.125+0.3=0.0.825 3.1.5 格栅的总长度 L ： t a n0.15.0 121 HmmLLL 式中： 1L 进水渠道渐宽部位的长度， m ，111 tan2 BBL ，其中， 1B为进水渠道宽度， m ,
16、 1 为进水渠道渐宽部位的展开角度，取 1 =20 ； 2L 格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度， m ，取12 5.0 LL ； 1H 格栅前槽高， m . 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 9 页 则：111 tan2 BBL m46.020tan2 65.099.0 12 5.0 LL m23.0 12H h h 0.4 0.3 0.7m t a n0.15.0 121 HmmLLL m59.260t a n 7.00.15.023.046.0 3.1.6 每日栅渣量 W ： 1 0 0 08 6 4 0 01m a x zK WQW式中： W 每日栅渣量， dm/3 ； 1W 单
17、位体积污水栅渣量， )10/( 333 污水mm ，取 1 W =0.07 3 3 310mm污 水 ； zK 污水流量总变化系数 . 则： 1 0 0 08 6 4 0 01m a x zK WQW dmdm /1 8 9.1/1 0 0 047.1 8 6 4 0 007.02 8 9.0 33 由所得数据，所以采用机械除污设备。 2、污水提升泵房 提升 泵房以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过，从而达到污水的净化。 3.2.1 设计计算 设计水量为 dm /25000 3 ，选用 2 台潜水排污泵（一用一备），则流量为310000416.7 /24 1Qw m hn
18、hm /104212425000 3 。 型号 排出口径 (mm) 流量 (m3/h) 扬程 (m) 转速 (r/min) 功率 (kw) 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 10 页 泵的选型如下：表 3-2 3、沉砂池 沉砂池的形式有平流式、竖流式和曝气沉砂池。其作用是从污水中去除沙子，渣量等比重较大的颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。工作原理是以重力分离为基础，即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。 设计中采用的平流式沉砂池是最常用的一种形式，它的截留效果好，工作稳定，构造简单。 3.3.1 平流式沉沙池的设计参数 （ 1）
19、 污水在池内的最大流速为 0.3m/s，最小流速应不小于 0.15m/s; （ 2） 最大时流量时， 污水在池内的停留时间不应小于 30s，一般取 30s 60s; （ 3） 有效水深不应大于 1.2m，一般采用 0.25 1.0m，每格宽度不宜小于 0.6m; （ 4） 池底坡度一般为 0.01 0.02，当设置除砂设备时，可根据除砂设备的要求，确定池底的形状。 3.3.2 平流式沉砂池设计 沉砂部分的长度 L ： vtL 式中： L 沉砂池沉砂部分长度， m ; v 最大设计流量时的速度， ms，取 smv /3.0 。 t 最大设计流 量时的停留时间， s，取 t =30s。 则： mvtL 9303.0 水流断面面积 A maxQA v 式中： A 水流断面面积， 2m ； 250QW600-7-22 250 1260 7 970 22
