1、河海大学环境工程专业毕业设计 某城镇 4.0 万 m3/d 污水处理厂设计 第 1 页 共 63 页 摘 要 本设计是某城镇 4.0 万 m3/d 污水处理厂设计。 污水处理厂处理规模是 4 万 m/d，设计进水水质为：悬浮物（ SS）： 340mg/L；五日生化需氧量（ BOD5）： 250mg/L；化学需氧量（ CODcr）： 370mg/L；总氮（ TN）： 48mg/L；总磷（ TP）： 8.0mg/L；出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（ GB18919-2002）中的一级 A 标准，即：悬浮物（ SS） 10mg/L；日生化需氧量（ BOD5） 10mg/L；化学需氧量（ C
2、ODcr） 10mg/L；总氮（ TN） 15mg/L；总磷（ TP） 0.5mg/L；氨氮（ NH3-N）5mg/L。 设计进水水质氮、磷含量较高，因此在设计处理工艺是还需要考虑脱氮除磷技术，由于污水厂规模较小，污水日变化量较大，因此，在设计过程中选择适应该情况的氧化沟工艺。在氧化沟前添加厌氧池，以提高除磷效果。实现出水水质达标且稳定的目的。 本次设计的 污水处理 构 主要 筑物包括中格栅、提升泵房、细格栅、平流式沉砂池、氧化沟、辐流式二沉池、 消毒池 、 V 型滤池。主要污泥处理构筑物包括 污泥回流泵房、脱水机房等。 排到污水处理厂的生活污水经中格栅拦截较大的悬浮物和漂浮物 后，由污水泵房
3、提升至细格栅和平流式沉砂池去除比重较大的无机颗粒，在经过厌氧池后再通过氧化沟，以去除大量的有机物，同时达到脱氮除磷的效果。处理后的污水在辐流式二沉池内进行泥水分离，再经过混合池混合后，在接触池经消毒后排放。污泥回流比为 42%，其余的由污泥脱水机房浓缩脱水后外运。 关键词： 污水处理 氧化沟 脱氮除磷河海大学环境工程专业毕业设计 某城镇 4.0 万 m3/d 污水处理厂设计 第 2 页 共 63 页 Abstract The size of the sewage treatment plant is 40,000 cubic meters every day.The wastewater qu
4、ality are listed as follows:suspended solid(SS):340mg/L; the biochemical oxygen demand (BOD5) of five days: 250mg/L;the chemical oxygen demand (COD): 370mg/L;total nitrogen(TN): 48mg/L;total phosphorus(TP): 8.0mg/L; Effluent quality is required to meet the first class discharge standard (A) in (GB18
5、918-2002,Discharge standard Of pollutants for municipal wastewater treatment plant): suspended solid (SS) 10mg/L; the biochemical oxygen demand (BOD5) of five days10mg/L;the chemical oxygen demand (CODcr) 50mg/L;total nitrogen (TN) 15mg/L;total phosphorus (TP) 0.5mg/L; ammonia- nitrogen(NH3-N) 5mg/L
6、. the problem of water is high Nitrogen and high Phosphorus,so we must think about how to remove the Nitrogen and Phosphorus.The sewage in the small wastewater treatment plant has a big changes every day.SO in the design process,wo must select the appropriate oxidation ditch process.Add the anaerobi
7、c tank before the oxidation ditch can improve removal efficiency about the Phosphorus.Achieve the purpose of water quality standards and stable. The design of the main sewage treatment structures including are medium bar screen, sewage pumping station, thin bar screen， advection grit chamber,Oxidati
8、on ditch, secondary settling tank of the radial flow,disinfection tank,V type filter.The design of the main sludge structures including are sewage pumping station,dehydration engine room and so on. The sewage in the sewage treatment plant by the medium bar screen,but the bigger suspended solids and
9、floating debris be left.And then it be sent to the thin bar screen and advection grit chamber to removal the big inorganic particles by sewage pumping station.Then in order to remove large amounts of organic and achieve the removal of nitrogen and phosphorus they through the Anaerobic pond and Oxida
10、tion ditch.The treated sewage occurs mud and water separation in the radial flow sedimentation tank.Mixed in mixed pool and than disinfection in the contact tank,at last they were discharged. Keyword:Sewage treatment;oxidation ditch;nitrogen and phosphorus removal河海大学环境工程专业毕业设计 某城镇 4.0 万 m3/d 污水处理厂设
11、计 第 3 页 共 63 页 目 录 第一篇 设计说明书 . 5 1 概述 . 5 1.1 设计任务 . 5 1.2 设计依据 . 5 1.3 区域概况 . 5 2 污水处理厂设计 . 6 2.1 规模与处理程度的确定 . 6 2.2 污水处理厂方案的确定 . 6 2.3 污水处理厂工艺设计 . 9 3 污水处理厂总体布置 .16 3.1 污水处理厂平面布置 .16 3.2 污水处理厂高程布置 .18 4 技术经济分析 .21 4.1 污水厂工程技术经济分析 .21 4.2 劳动定员、运行管理 .24 4.3 成本核算 .25 5 参考资料 .26 第二篇 设计 计算书 .27 1. 设计资料
12、 .27 1.1 设计任务 .27 1.2 设计进水水质 .27 2 污水处理厂设计 计算 .27 2.1 污水处理厂处理规模 .27 2.2 污水处理程度确定 .27 2.3 污水厂的工艺设计 .28 3 污水处理构筑物设计 计算 .28 3.1 粗格栅 .28 3.2 泵站 .30 3.3 细格栅 .31 3.4 沉砂池 .33 3.5 氧化沟 .35 3.6 二沉池 .40 3.7V 型滤池的设计 .43 3.8 消毒池 .51 3.9 巴氏计量槽 .52 4 污水处理构筑物设计计算 .53 4.1 集泥池计算 .53 4.1.1 设计参数 .53 4.2 剩余污泥泵房 .53 4.3
13、回流污泥泵房 .53 4.4 污泥浓缩池 .54 4.5 贮泥池 .56 4.6 脱水机房 .56 河海大学环境工程专业毕业设计 某城镇 4.0 万 m3/d 污水处理厂设计 第 4 页 共 63 页 5 污水处理厂总体布置 .57 5.1 污水处理厂平面布置 .57 5.2 污水处理厂高程布置 .58 6 参考资料 .61 6.1 设计规范 .61 6.2 参考文献 .61 致 谢 .62 附图 .63 河海大学环境工程专业毕业设计 某城镇 4.0 万 m3/d 污水处理厂设计 第 5 页 共 63 页 第一篇 设计说明书 1 概述 1.1 设计任务 某城镇拟建一座生活污水处理厂，拟建的污水
14、处理厂处理规模为近期 4.0 万 m3/d，远期 6.0 万 m3/d。原水的水质如下： COD=370mg/L， BOD5=250mg/L， SS=340mg/L，TN=48mg/L， NH3-N=36mg/L,TP=8.0mg/L。出水水质： COD=50mg/L， BOD5=10mg/L，SS=10mg/L， TN=15mg/L， NH3-N=5mg/L,TP=0.5mg/L 本着技术可靠、方案可行、经济合理的原则，对该 生活污水处理厂 进行设计。 1.2 设计 依据 （ 1）城镇污水处理厂污染物排放标准（ GB18918-2002） ； （ 2）室外给水设计规范（ GB50013-20
15、06）中国计划出版社； （ 3）室外给水设计规范（ GB50014-2006）中国计划出版社； （ 4） 建筑给水排水制图标准（ GB-T50106-2010）。 1.3 区域概况 1.3.1 厂区地形 处理厂选址区域地势平坦，平均地面标高为 53.00m（黄海绝对标高）。厂区征地面积为 120m120m。接纳管道管底标高比污水厂地平面低 1m。地下水位 -8m。 污水处理厂拟建厂址为长方形（ 300m 400m），现为农田，地势平坦，易于施工，距排放水体约 200m。污水厂地面设计标高为 40.00m（黄海高程，以下同），污水厂进厂污水总管管中标高为 34.50m，排放水体最高水位标高为 3
16、8.90m。 1.3.2 气象与水文资料 风向：主导风向 为西南风 。 水文：全年降雨量为 1250mm。 全年最高气温 36 ，最低气温 -4 ，年平均气温为 13 。 极限冻土深度为 20cm。 河海大学环境工程专业毕业设计 某城镇 4.0 万 m3/d 污水处理厂设计 第 6 页 共 63 页 进水某物质浓度 出水某物质浓度进水某物质浓度 -2 污水处理厂设计 2.1 规模与处理程度的确定 2.1.1 污水处理厂的规模 近期 40000m3/d 生活污水 处理 ，远期 60000m3/d 生活污水 处理。 2.1.2 设计进出水水质 设计进出水水质见表 2-1。 表 2-1 污水处理厂进
17、水水质指标 项目 CODcr (mg/L) BOD5 (mg/L) SS (mg/L) TN (mg/L) NH3-N (mg/L) TP (mg/L) 进水水质 370 250 340 48 36 8.0 根据环评批复，拟建污水处理厂出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准（ GB18918-2002）一级标准中的 A 类标准， 废水经处理后直接排入水体。出水水质及去除率，具体标准见表 2-2。 表 2-2 污水 进出水水质及去除率 项目 CODcr (mg/L) BOD5 (mg/L) SS (mg/L) TN (mg/L) NH3-N (mg/L) TP (mg/L) 进水水质 370
18、250 340 48 36 8.0 出水水质 50 10 10 15 5 0.5 去除率（ %） 86.5 96 97 68.8 86.1 94.8 2.1.3 污水处理程度确定 污水处理厂的去除率可以根据进出水水质的差额来确定，公式如下： 2.2 污水处理厂方案的确定 2.2.1 确定污水处理方案的原则 确定污水处理方案的 原则： （ 1） 城市污水处理应采用先进的技术设备，要求经济合理，安全可靠，出水水质好；保证良好的出水水质，效益高； （ 2）污水厂的处理构筑物要求布局合理，建设投资少，占地少；自动化程度高，便于科学管理，力求达到节能和污水资源化，进行回用水设计； （ 3）为确保处理效果
19、，采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物；提高自动化程度，河海大学环境工程专业毕业设计 某城镇 4.0 万 m3/d 污水处理厂设计 第 7 页 共 63 页 为科学管理创造条件； （ 4）污水处理采用生物处理，污泥脱水采用机械脱水并设事故干化厂；污水采用季节性消毒； （ 5）提高管理水平，保证运转中最佳经济效果；充分利用沼气资源，把沼气作为燃料。 2.2.2 污水处理方案的比选 根据进出水水质的要求，拟建的污水处理厂 即要 求 既能有效地除去 BOD5、 COD、SS 等，又能达到脱氮除磷的效果。 因此 现有两种可提供选择的工艺流程： 普通 A2/O法处理工艺； 氧化沟处理工艺。 （ 1） A2
20、/O 同步脱氮除磷工艺 1）优点 a.本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱 N 除 P 工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺； b.在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI 值一般均小于 100； c.污泥中含 P 浓度高，一般为 2.5%以上，具有很高的肥效； d.运行中勿需投药，两个 A 段只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低； e.厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱 N 除 P 的功能； e.脱 N 效果受混合液回流比大小的影响，除 P 效果则受回流污泥中夹带 DO 和硝酸态氧的影响，
21、因而脱 N 除 P 效率不可能很高。 2） 存在问题 a.除 P 效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当 P/BOD 值高时更是如此； b.脱 N 效果也难于进一步提高，内循环量一般以 2Q 为限，不宜太高； c.进入沉淀池的处理水要保持一定浓度 的 DO，减少停留时间，防止生产厌氧状态和污泥释放 P 的现象出现，但 DO 浓度也不宜过高，以防循环混液对缺氧反应器的干扰。 （ 2） 氧化沟工艺 1） 优点 河海大学环境工程专业毕业设计 某城镇 4.0 万 m3/d 污水处理厂设计 第 8 页 共 63 页 a.氧化沟内循环流量很大，进入沟内的原污水立即被大量的循环水所混合和
22、稀释，因此具有很强的承受冲击负荷的能力，对不易降解的有机物也有较好的处理效果。 b.处理效果稳定可靠，不仅可满足 BOD5、 SS 的排放标准，还可以达到脱 N 除 P的效果。 c.由于氧化沟的水力停留时间和泥龄都很长，悬浮物、有机物在沟内可获得较彻底的降解。 d.活性污泥产量少且趋于稳定，一般可不设初沉池 和污泥消化池，有的甚至取消二沉池和污泥回流系统，简化了处理流程，减少了处理构筑物，使其基建费用和运行费用都低于一般活性污泥法。 e.承受水质、水量、水温能力强，出水水质好。 2） 缺点 a.氧化沟运行管理费用高；氧化沟沟体占地面积大。 b.污泥膨胀问题 c.泡沫问题 d.污泥上浮问题流速不
23、均及污泥沉积问题 （ 3）两种方案的工艺特征比较见表 2-3 表 2-3 工艺特征的比较 对象 普通 A2/O 工艺 氧化沟 污泥负荷 中负荷 低负荷 污泥龄（ d） 5 15 20 30 污泥量 较多 少 污泥处理方式 消化 浓缩脱水 直接浓缩脱水 曝气方式 鼓风曝气 表曝机 能耗水平 高 低 碳化效率 好 好 脱氮效果 好 好 除磷效果 好 很 好 厂区环境 一般 好 2.2.3 设计方案的确定 结合进出水水质，对 2 种方案的优缺点的对比，和工艺特征的对比，选择氧化沟工艺。污水经过氧化沟工艺处理 系统处理后， BOD、 COD、 SS 的去除率均达到了 90%以上， TN 的去除率达到了
24、 80%， TP 的去除率也达到了 95%。 河海大学环境工程专业毕业设计 某城镇 4.0 万 m3/d 污水处理厂设计 第 9 页 共 63 页 确定污水处理厂工艺图： 图 2-1 氧化沟处理工艺流程 2.3 污水处理厂工艺设计 设计水量的确定 近期 Q 近 =40000 dm/3 ，远期处理水量 Q 远 =60000 dm/3 2.3.1 粗格栅 格栅是用于去除污水中那些较大的悬浮物，以保证后续处理设备正常工作的一种装置。通常由一组平行的金属栅条制成的框架组成，倾斜或直立地设在进水渠道中，用以拦截污水中大块的呈悬浮或漂浮状态的污物。细格栅的作用是拦截较小的悬浮物或漂浮物质，以保护水泵。 （
25、 1）设计参数 1） 远期最大 设计流量 Qmax=84000m3/d=0.972m3/s； 2）栅前水深 h=0.6m； 3）过栅流速一般采用 0.9m/s； 4）格栅倾角宜采用 60； 5）栅条间隙宽度 b=50mm； 6）栅条宽度 s=0.01m； 7）单位栅渣量 1=0.01m3 栅渣 /103m3 污水。 （ 2）设计结果 1）格栅间隙数 n=34 个； 2）格栅建筑宽度 B=2.03m； 3）进水渠道渐宽部位长度 L1=1.69m； 氧化沟 污水 污泥提升泵房 粗格栅 细格栅 沉砂池 排出 二沉池 消毒池 V型滤池 剩余污泥 泥饼外运 浓缩池 贮泥池 缩水机房 污回流泥 河海大学环
26、境工程专业毕业设计 某城镇 4.0 万 m3/d 污水处理厂设计 第 10 页 共 63 页 4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位长度 L2=0.845m； 5）通过格栅的水头损失 h1=0.152m； 6）栅后槽总高度 H=1.052m； 7）栅槽总长度 L=4.56m； 8）每日栅渣量 W=0.6m3/d； 9） 选用 亚太环保公司的 FH 型旋转式格栅除污机， N=1.5KW。 共 2 台， 1 用 1 备。 2.3.2 泵房 （ 1）设计参数 近期最大设计流量为 56000m3/d，远期最大 设计流量为 84000m3/d。 （ 2）设计结果 根据构筑物高程计算，污水经过泵房需提升的高度
27、为： 14.8m，取 15m。参照给水排水设计手册第 11 册，选用 350QW1200-15-90 型 潜污泵 ， 近期设置 3 台 ， 2 用 1备 ，远期增设 1 一台 。 2.3.3 细格栅 （ 1）设计参数 1） 远期最大 设计流量 Qmax=84000m3/d=0.972m3/s； 2）栅前水深 h=1m； 3）过栅流速一般采用 0.9m/s； 4）格栅倾角宜采用 60； 5）栅条间隙宽度 b=10mm； 6）栅条宽度 s=0.01m； 7）单位栅渣量 1=0.1m3 栅渣 /103m3 污水。 （ 2）设计结果 1）格栅间隙数 n=101 个； 2）格栅建筑宽度 B=2.01m； 3）进水渠道渐宽部位长度 L1=1.66m； 4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位长度 L2=0.83m； 5）通过格栅的水头损失 h1=0.26m； 6）栅后槽总高度 H=1.56m；
