1、XX 工业大学 2016 届本科毕业设计说明书 第 1 页 X X 工 业 大 学 毕业设计说明书 作 者： XXXX 学 号： XXXXXXXXX 学 院： 土木工程学院 系 (专业 )： 给水排水工程 题 目： 膜生物反应器原理 及 某城市污水 厂 工程设计 指导者： XX 讲师 (姓 名 ) (专业技术职务 ) 评阅者： (姓 名 ) (专业技术职务 ) 2016 年 12 月 4 日 毕业设计（论文）中文摘要 XX 工业大学 2016 届本科毕业设计说明书 膜生物反应器原理以及中小城市污水处理厂 摘要： 本次毕业设计是以相关的资料为依据 ,设计一座城市污水处理厂。其日处理量为 10 万
2、立方米。由于城市污水的主要成分为有机物 ,所以本次设计采用膜生物反应器原理工艺。 膜生物反应器集生物反应器的生物降解和膜的高效分离于 一体，是膜技术和污水生物处理技术有机结合产生的新型高效污水生物处理工艺。其工作原理是利用反应器的好氧微生物降解污水中的有机污染物。同时，利用反应器内的硝化细菌转化污水中的氨氮，以去除污水中产生的异味（污水中的异味主要由氨氮产生）。最后，通过中空纤维膜进行高效的固液分离出水。膜生物反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能，与传统的生物处理方法相比，具有生化效率高、抗负荷冲击能力强、出水水质稳定、占地面积小、排泥周期长、易实现自动控制等优点，是目前最有前途
3、的污水回用处理技术之一。污水经气浮、过滤工艺处 理后，可直接由过滤泵送至 MBR 反应器处理，出水进入储水池消毒即可回用或排放。处理后的水达到国家规定的二级排放标准。允许直接排放入 X 流和湖泊或用于农田灌溉。处理后的活性污泥经脱水后用于肥料。 本次设计在构想中充分考虑了环境效益与经济效益之间的联系 ,尽量最大限度使两者协调。 关键词 ： 膜生物反应器 生活 污水 污泥 毕业设计（论文）外文摘要 XX 工业大学 2016 届本科毕业设计说明书 Title Membrane bioreactor principle as well as small and Medium-sized urban
4、sewage treatment plant Abstract This graduation project is take the related material as the basis ,designs a city sewage treatment plant .Its day process load will be 100,000 cubic meters . Because the city sewage principal constituent is an organic matter , therefore this design has used the princi
5、ple process of membrane bioreactor. Membrane bioreactor technology greatly strengthen the functions of the bioreactor through the membrane separation technology, and the membrane bioreactor process is a new and efficient biological wastewater treatment process produced by the organic combination of
6、membrane technology and biological wastewater treatment technology . Its working principle is using the aerobic microbial in the reactor degrading organic pollutants of sewage. At the same time ,using nitrifying bacteria within the reactor conversion of ammonia nitrogen in the sewage to remove the s
7、ewage smell (the odor of the sewage is generated by ammonia). Finally, efficient solid-liquid separation of water is carried out through the hollow fiber membrane. Membrane bioreactor technology greatly strengthen the functions of the bioreactor through the membrane separation technology. Compared w
8、ith conventional biological treatment methods, it has advantages of the biochemical efficiency, resistance to shock loading capability, water quality and stability, small footprint, long life cycle of mud, easy to implement automatic control, etc.It is currently one of the most promising treatment t
9、echnology of wastewater reuse. Sewage by XX 工业大学 2016 届本科毕业设计说明书 flotation, filtration process can be directly to the MBR by the filter pump, and the water after entering the storage tank for disinfection can reuse or discharge. After the processing water achieved the country stipulated two levels d
10、ischarge the standard . Allows to discharge into the rivers and the lake directly or uses in the farmland irrigation. After the processing active sludge uses in the fertilizer after the dehydration . This design had considered fully in the conception between the environment benefit and the economic
11、efficiency relation , as far as possible maximum limit causes both coordination . Keywords： membrane bioreactor sanitary sewage mud XX 工业大学 2016 届本科毕业设计说明书 目 录 1 引言 . 1 1 1 概述 . 1 1 2 本课题的目的及研究意义 . 2 1 3 本课题的国内外研究现状 . 2 1.3.1 国内研究现状 . 2 1.3.2 国外研究现状 . 3 1 4 设计原始资料 . 3 1.4.1 建设污水处理设施的必要性 . 3 1.4.2 废水
12、来源与水质特点 . 4 1.4.3 设计资料 . 4 2 工艺方案的选择 . 5 2 1 总论 . 5 2 2 设计原则 . 5 2 3 工艺流程的确定 . 6 3 污水处理构筑物的设计计算 . 7 3 1 中格栅（ 20mm） . 7 3.1.1 设计说明 . 7 3.1.2 设计计算 . 8 3.1.3 设备选型 . 9 3 2 污水提升泵房 . 10 3.2.1 设置作用 . 10 3.2.2 提升泵房设计原则 . 10 3.2.3 泵站扬程估算 . 11 3.2.4 泵的选型 . 11 3.2.5 集水池面积计算 . 12 3.2.6 吸水管路与压水管路计算 . 12 3.2.7 泵机
13、组布置原则 . 13 3 3 细格栅（ 8mm） . 13 3.3.1 设计说明 . 13 3.3.2 设计计算 . 13 3.3.3 设备选型 . 15 3 4 沉砂池 . 15 3.4.1 设计说明 . 15 XX 工业大学 2016 届本科毕业设计说明书 3.4.2 设计计算 . 16 3.4.3 设备选型 . 18 3 5 初沉池（辐流沉淀池） . 19 3.5.1 设计说明 . 19 3.5.2 初沉池主体设计计算 . 19 3 6 膜生物反应池 . 24 3.6.1 厌氧池 . 24 3.6.2 好氧池 . 25 3.6.3 膜池 . 32 3.7 接触池 . 35 3.7.1 消
14、毒方法的选择 . 35 3.7.2 消毒接触池的主体设计 . 35 3.7.3 加氯间设计计算 . 37 3.8 计量堰 . 38 3.8.1 尺寸设计 . 38 3.8.2 水头损 失计算 . 38 4 污泥处理构筑物的设计计算 . 40 4.1 污泥浓缩池 . 40 4.1.1 池体设计 . 41 4.1.2 储泥池设计计算 . 44 4.2 污泥脱水间 . 44 4.2.1 脱水机房计算 . 44 4.3 污泥泵房 . 45 5 污水厂平面及高程的布置 . 46 5.1 污水厂平面布置 . 46 5.1.1 污水处理厂设施组成 . 46 5.1.2 污水处理厂平面布置一般原则 . 46
15、5.1.3 平面布置 . 48 5.2 污水厂高程布置 . 49 5.2.1 布置原则 . 49 5.2.2 污水高程布置 . 50 5.2.3 污泥高程布置 . 51 5.3 其他附属设施的设计 . 54 5.3.1 门的设计 . 54 5.3.2 窗的设计 . 54 5.3.3 走廊 . 55 5.3.4 通风设计 . 55 结 论 . 56 XX 工业大学 2016 届本科毕业设计说明书 参 考 文 献 . 57 致 谢 . 58 XX 工业大学 2016 届本科毕业设计说明书 第 1 页 1 引言 1 1 概述 水是人类的生命之源。它孕育和滋养了地球上的一切生物，并从各个方面为人类服务
16、。水的用途大致有以下几个方面：生活用水、工业用水、农业用水、渔业用水、交通运输用水等 。一般情况下，与人类生产和生活密切相关的前三种用水不能大规模取用海洋咸水，而只能取用淡水。但是，水环境中的淡水资源却很少，仅占总量的2.53，而目前能供人类直接取用的淡水资源仅占 0.22，加之自然水源的季节变化和地区差异，以及自然水体遭到的普遍污染，致使可能直接取用的优质水量日益短缺，难以满足人们生活和工农业生产日益增长的需求，因此保护和珍惜水资源，是整个社会的共同职责。就我国而言，淡水资源人均不超过 2545 立方米，不到世界人均值的1/4，因此我们更应该保护和珍惜水资源。 水是人类生活、工农业生产和社
17、会经济发展的重要资源，科学用水和排水是人类社会发展史上最重要的社会活动和生产活动内容之一。水在人们的生产生活中占有非常重要的地位。在人类发展史上，无论是过去，现在，亦或是将来，水资源的开发和利用都倍受关注。 在当今世界，城市的建设正在高速发展，随着城市规模的不断扩大和人口的增加，人们日益追求一个整洁、卫生、舒适的环境，水环境污染也成了一个重要问题。随着我国经济的发展，人民生活水平的提高，人们对水质水量的要求也不断提高，要求排放水体的污水一定要经过处理。“环境保护”已被我国定为一项基本国策，这是维持社会经济可 持续发展的必要组成部分。 我国是个缺水大国，水资源并不丰富，我国水资源有以下几个特点：
18、一是全国降水在空间和时间的分布上极不平衡，南方水多， X方水少，差别悬殊，历史上水旱灾害极为频繁；二是 X 方有的地区人均占有水资源相当于世界上最干旱的国家，水量丰富的南方却常常发生季节性干旱，使依赖水灌溉的主要农作物水稻及一些经济作物用水困难；三是污水排放量大，处理率低；四是缺乏科学的用水定额和管理，生产耗水量XX 工业大学 2016 届本科毕业设计说明书 第 2 页 大，水的浪费相当普遍。 1 2 本课题的目的及研究意义 通过城市污水处理厂工艺的选择、设计，培养学生利用所学到的污水 处理理论，系统的掌握污水处理方案比较、优化，各主要构筑物结构设计与参数计算，主要设备造型包括格栅、提升泵、鼓
19、风机、曝气器、污泥脱水机、砂水分离器、刮泥机、水下搅拌器、淹没式循环泵、 加药设备、消毒设备等，以及平面布置和高程计算。 本次设计是学生学习研究与实践成果的全面总结， 是培养学生综合素质和工程实践能力的重要方法。着重培养学生综合分析和解决问题的能力，组织管理和社交能力，独立工作能力，培养学生严谨的科学作风和认真的工作态度，树立事业心和责任感 ,对于提高学生全面素质具有重要意义。 1 3 本课题的国内外研 究现状 1.3.1 国内研究现状 我国为水资源比较短缺的国家，随着经济的发展，城市化进程的加快，城市缺水问题日趋严重，而城市污水的大量排放，更加重了这一趋势。污水处理是防治水环境污染的重要技术
20、措施之一，污水处理工艺水平的高低将直接影响一个地区的水环境质量。我国污水处理面临着水污染严重 ,污水治理起步晚、基础差、要求高的形势。近些年 ,城市污水处理的建设有了很大发展 , 截至 2005年 6月底，全国 661个设市城市建有污水处理厂 708座 ,处理能力为 4912 万 m/d，是 2000年的两倍多；全年城市污水处理量 162.8亿 m，比 2000年增加了 43%，城市污水处理率达 45.7%。但绝大多数城市的污水处理能力满足不了实际需要，全国还有 297个城市没有建成污水处理厂，其中地级以上城市 63个，包括人口 50万以上的大城市 8个；于重点流域、区域“十五”规划范围内的城
21、市 54个。全国 5万多个城镇， 370多万个村庄， 9亿多人口居住地尚无污水处理设施。 目前我国城市污水处理工艺普遍采用的是传统活性污泥法、氧化沟、 SBR等，这些成熟而有效的处理工艺，在世界各地被广泛应用。在目前城市污水处理，只有社会效益，没有经济效益的情况下，如此庞大的 投资和运行费用，对经济不够发达的我国而言无疑是一个沉重负担。因此，本文以我国城市污水处理情况为基础，从排污系统建设、污水处理要求和效果等方面，对国内外城市污水处理工艺作了归纳，为提高我国的城市污水治理水平，最终促进经济与环境的协调发展提供技术参考。 XX 工业大学 2016 届本科毕业设计说明书 第 3 页 1.3.2
22、国外研究现状 近二十年来 ,一些发达国家为了解决日益严重的水质污染问题，不惜巨额投资兴建了大量不同规模的城市污水处理厂。据资料介绍，美国现在平均每 1万人就拥有 1座污水处理厂，英国和德国每 7000 8000人拥有 1座污水处理厂。而且国外污水处理厂建设和 发展的主要特点为污水处理厂趋向于大型化。 国内外对城市污水是集中处理还是分散处理的问题已经形成共识，即污水的集中处理（大型化）应是城市污水处理厂建设的长期规划目标。结合不同的城市布局、发展规划、地理水文等具体情况，对城市污水处理厂的建设进行合理规划、集中处理，不仅能保证建设资金的有效使用率、降低处理能耗，而且有利于区域或流域水污染的协调管
23、理及水体自净容量的充分利用。 国内外对城市污水是集中处理还是分散处理的问题已经形成共识，即污水的集中处理（大型化）应是城市污水处理厂建设的长期规划目标。结合不同的城市布局、 发展规划、地理水文等具体情况，对城市污水处理厂的建设进行合理规划、集中处理，不仅能保证建设资金的有效使用率、降低处理能耗，而且有利于区域或流域水污染的协调管理及水体自净容量的充分利用。 当前流行的污水处理工艺有： AB法、 SBR间歇式活性污泥法、氧化沟法、普通曝气法、 A/A/O生物脱氮除磷法、 A/O 生物脱氮活性污泥法、膜生物反 应器法等，这几种工艺都是从活性污泥法派生出来的，且各有其特点。 1 4 设计原始资料 1
24、.4.1 建设污水处理设施的必要性 某城市位于山东省境内，濒临渤海莱州湾，属于半岛城市群中心 位置，是山东省重要的区域中心城市和沿海开放城市，是连接沿海与内陆的枢纽城市。该市有一条 X流沿城流过，并有铁路、公路与外省各地相通，交通便利，具有良好的发展前景。随着城市的发展，大量工厂、企业迅速兴起，大部分沿该 X流的干流、支流两岸分布。城市内的化工、造纸、纺织及印染等企业均在 X流的下游段设置废水集中流量排放点。由于本市基础设施不完善，大量的城市污水和工业废水未经处理直接排水受纳水体，对水环境造成了严重的污染，制约了工业生产的发展和人民生活水平的提高。为解决这一问题，该市政府拟投资在该市市郊建一污水处理厂，采 用较先进的污水处理方法，改善水环境污染。
