1、 1 前言 1.1 设计背景 本设计 区域是华北某市东部新区， 随着经济的不断发展，水厂出水水质的要求也在不断提高，出水水质要满足一级 A标准。为保证污 水和 雨水 能 及时的排放并 且 达到处理标准， 因此 需要在排水体制和工艺流程上进行提高， 本次设计的 排水体制 选择完全分流制 ，污水处理工艺流程上采用 “ 生物处理 +深度处理 ” 的核心处理工艺。 1.2 设计任务 (1) 城市排水工程规划设计，具体包括以下内容： 排水系统体制的选择 ，排水管道规划及 污水处理厂位置选择 。 雨水管道规划 设计。 (2) 城市污水处理厂工艺设计，具体包括以下内容： 污水处理工艺选择及各工艺单元的设计
2、，包括工艺流程的确定、各单元构筑物的工艺设计。 污泥处理方法选择及污泥处理构筑物的工艺设计计算。 (3) 污水泵站的工艺设计。可以是终点泵站，也可以是中途提升泵站。包括选泵、泵站工艺设计计算和泵站工艺图的绘制。 (4) 污水处理厂的平面布置（总图设计） ，包括污水处理厂生产性构筑物和建筑物、附属建筑物、道路、绿化、照明等内容。 (5) 污水处理厂竖向布置 、 高程计算 及 工程投资估算及 处理成本计算 。 1.3 设计依据 （ 1）华 北某市东部新区 城市排水工程设计设计任务书； （ 2） 华北某市东部新区 城市地形图一张，比例 1:10000； （ 3）污水排入城市下水道水质标准 (CJ30
3、82-1999)； （ 4）污水综合排放标准 (GB8978-1996)； （ 5）室外排水设计规范 (GB50014-2006)； （ 6）室外给水设计规范 (GB50013-2006)； （ 7）地表水环境质量标准 (GB3838-2002)； （ 8）城市生活垃圾卫生填埋技术规范（ CJJ17-2004）； （ 9）给水排水工程管道结构设计规范（ GB50332-2002）； 济南大学毕业设计 2 1.4 设计原始资料 1.4.1 地形与城市规划资料 (1) 城市地形与规划平面图 1张（另发），比例为 1： 10000。 (2) 城市各区人口密度与居住区综合污水量标准 表 1.1 城市各
4、区人口密度及综合污水量标准 人口密度（人 /公顷） 污水量标准（升 /人 日） 区 240 160 区 230 150 区 270 180 区 280 190 (3) 城市各区中各类地面面的比例（） 表 1.2 城市各区中各类地面面的比例（） 区域 各种屋面 混 凝土与沥青路面 碎石路面 非铺砌土路 面 公园与绿地 区 51 12 13 9 15 区 50 17 9 8 16 区 45 12 13 10 20 区 48 18 6 8 20 (4) 工业企业排水量和水质资料 表 1.3 工业企业排水量及水质资料 企业名称 平均排水量/m3/d 最大排水量 m3/h SS/ mg/L COD/ m
5、g/L BOD/ mg/L 氨氮/mg/L 总磷/mg/L pH 水温 冶炼厂 4700 680 390 2900 1400 30 0.7 5.8 26 食品厂 3900 380 460 3700 2800 32 1 6.9 26 纺织厂 3200 430 670 3100 960 30 0.8 8.3 25.5 1.4.2 气象资料 (1) 气温等资料 该区位于华北东北部，气候特点是：年降水量较适中，气温较低，夏季凉爽而潮湿，冬季寒冷而湿润。年平均降水量 630 毫米，年降水日数 71 93天，气温 10指 标 区 域 济南大学毕业设计 3 期间降水量约 440 760 毫米。平均暴雨日数
6、2 4 天，一日最大降水量达 276 毫米，最大时降雨量 69.3 毫米。最热月室外平均相对湿度在 77，为全省相对湿度的高 值区。全区年平均气温 12.5，年极端最低气温 -19.5，年极端最高气温 39.4。最高月平均最高气温 30.5，月平均最低气温 -10.2。热量资源属全省的中值区。夏季受台风影响，平均每年在 3次左右。由于所处位置及地形的差异，受海洋影响的程度差别较大，气候分异明显。常年主导风向为东北风。 1.4.3 地质资料 (1) 排水管网干管处资料：土壤性质为亚砂土，冰冻深度 -0.52 米，地下水位 6.5米； （ 2）污水总泵站和污水处理厂址处：土壤性质为亚粘土，冰冻深度
7、 -0.52 米，地下水位 6.5 米，土壤承载力： 15吨 /米 2，地震烈度小于 6度。 1.4.4 收纳水体水文及地质资料 受纳水体为河流，排放口资料如下（表 1.4）： 表 1.4 污水处理厂排放口资料 流量 m3/s 流速 m/s 水位标高 m 水温 DO mg/l BOD mg/l SS mg/l SS 允许增加量 /mg/l 最小流量时 （月平均） 20 0.65 6.5 最高水位时 80 0.95 7.4 常水位时 60 0.75 7.1 20 6.0 4.0 30 4 在污水总排放口下游 30 公里处有取水口 要求： BOD 5 mg/l 济南大学毕业设计 4 2 城市排水管
8、网规划设计 2.1 排水体制 该区位于华北 某市东部新区 ，在新城市规划中 一般 采用 分流制， 分流制排水系统 可以 将污水在源头上进行有效地分离控制，有利于后期 污水 的处理。 济南大学毕业设计 5 3 污水处理厂水质水量 3.1 设计人口数 根据电算的结果，设计区域 服务人口： 277646 人， 服务工厂： 3 个。 3.1.1 设计污水量 11Q q N Q 工 （ 3.1） 式中 Q 城市每天的平均污水量（ m3/d）； 1q 各区的平均生活污水量定额 m3/（人 .d)； 1N 各区人口数（人）； Q工 工厂平均工业废水量（ m3/d）； 本设计共分为四个区，各区人口数计算： 1
9、 1 1= 2 4 0 1 2 3 . 3 5 2 9 6 0 4N n A （人）； 2 2 2= 2 3 0 3 3 9 . 0 6 7 7 9 8 3 . 8N n A （人）； 3 3 3= 2 7 0 3 5 7 . 9 9 6 6 3 3N n A （人）； 4 4 4= 2 8 0 2 5 5 . 6 1 7 1 5 7 0 . 8N n A （人）； 1 2 3 4= 2 9 6 0 4 7 7 9 8 4 9 6 6 3 3 7 1 5 7 1 2 7 5 7 9 2N N N N N （人）。 通过上面的计算，验证了电算的正确性。 3( 29 60 4 16 0 77 98
10、 4 15 0 96 63 3 18 0 71 57 0. 8 19 0) + ( 47 00 + 39 00 + 32 00 ) 10 0086400= 54 8. 91 9 13 6. 5768 5. 5 / 59 22 6. 6 /QL s m d 3.1.2 设计秒流量 z1Q K Q Q 工 （ 3.2） 式中 Q 设计秒流量 (L/s)； Q工 工业废水设计秒流量 (L/s)； 济南大学毕业设计 6 1Q 各区的平均生活污水量（ m3/s）； zK 总变化系数。 (6 8 0 3 8 0 4 3 0 ) 1 0 0 05 4 8 . 9 1 9 1 . 3 5 1 1 7 6 .
11、6 1 3 /3600Q L s 3.1.3 污水处理厂设计秒流量 进行城市污水处理厂设计时 ，工业废水的设计流量采用平均流量 。 ( 4 7 0 0 3 9 0 0 3 2 0 0 ) 1 0 0 05 4 8 . 9 1 9 1 . 3 5 8 7 7 . 0 7 5 9 /864000Q L s 电算软件最终计算结果为 878.1L/s，与计算结果一致 。 3.2 设计进水水质 3.2.1 设计参数 选取依据 1） 根据居民生活污水水量、水质和工业废水中所含有的悬浮物浓度以及生化需氧量，参照室外排水设计规范 GB50014-2006和污水排入城镇下水道水质标准 CJ 343 2010，本
12、设计参数取值如下： 5 3 0 / ( d )BOD g人； )/(50 dgSS 人 ； LmgNNH /253 ； 6 / ( d)TN g人 ； 1.1 / ( d)TP g人 ； LmgCOD /400 。 2）工业企业排水量及水质资料如表 3.1： 表 3.1 工业企业排水量及水质资料 企业名称 平均排水量/m3/d 最大排水量 m3/h SS/ COD/ BOD/ 氨氮/mg/L 总磷/mg/L pH 水温 mg/L mg/L mg/L 冶炼厂 4700 680 390 2900 1400 30 0.7 5.8 26 食品厂 3900 380 460 3700 2800 32 1
13、6.9 26 纺织厂 3200 430 670 3100 960 30 0.8 8.3 25.5 济南大学毕业设计 7 工业企业排放污废水中的污染物最高浓度必须要达到污水排入城镇下水道水质标准 CJ343 2010，对于工厂污废水处理的排放程度如表 3.2： 表 3.2 工厂污废水排放处理程度 企业名称 平均排水量/m3/d 最大排水量 m3/h SS/ mg/L COD/ mg/L BOD mg/L / 氨氮/mg/L 总磷/mg/L pH 水温 冶炼厂 4700 680 400 500 300 30 0.3 5.8 26 食品厂 3900 380 400 500 300 32 0.3 6.
14、9 26 纺织厂 3200 430 400 1000 600 30 0.3 8.3 25.5 要想达到工业企业污废水排入城市下水道水质标准，需要对工业废水进行预处理： （ 1） 冶炼工业废水的 BOD5 CODcr 为 0.76 左右，可生化性较好，采用 化学法与生物法组合工艺。处理工艺流程图见图 3.1。 （ 2）食品厂 废水的 BOD5 CODcr 为 0.76 左右，可生化性较好。选用 SBR 工艺。处理工艺流程见图 3.2 污水 化学中和 生物絮凝池 浓缩池 达标排放 压滤机 渣场 石膏外销 石灰乳 PAM 图 3.1 冶炼厂废水处理工艺流程图 废水 格栅 调节池 SBR 池 贮泥池
15、气浮器 贮泥池 压滤机 泥饼外运 泵 加药 排泥 图 3.2 食品厂废水处理工艺流程图 济南大学毕业设计 8 （ 3） 纺织厂废水的 BOD5 CODcr 为 0.31 左右，可生化性并不高。设计 “ 水解 混凝 复合生物池 ” 的处理工艺。具体工艺流程见图 3.3 3.2.2 污水厂设计进水水质 1）生 活污水和工业废水混合后污水 SS 浓度 1 s s 1 1 s s1ss S S S SQ C Q C N C Q CC QQ 工 工工 工 （ 3.3） 式中 1Q 各区的平均生活污水量（ m3/d）； Q工 平均工业废水量（ m3/d）； 1SSC 各分区生活污水的 SS 浓度（ mg/
16、L） ; ssC工 各工厂工业废水的 SS 浓度（ mg/L） ; 1N 各区人口数（人）； 1SSC 每人每天排放的 SS 克数 g/(人 d)。 ss 2 7 5 7 9 2 4 5 ( 4 7 0 0 3 9 0 3 9 0 0 4 0 0 3 2 0 0 4 0 0 ) 2 8 8 . 0 /5 9 2 2 6 . 6C m g L 2）生活污水和工业废水混合后污水 BOD5浓度 5 5 5 551 B O D 1 1 B O D1B O D B O D B O DQ C Q C N C Q CC QQ 工 工工 工 （ 3.4） 废 水 筛滤池 调节池 厌氧池 接触 氧化池 污泥回流
17、 预沉池 斜管沉淀池 氧化脱色池 出水 NaClO PAC 图 3.3 纺织废水处理工艺流程图 济南大学毕业设计 9 式中 5BODC 污水的 BOD5浓度（ mg/L）； 5BODC 各分区生活污水的 BOD5浓度（ mg/L）； 5BODC工 各工厂工业废水的 BOD5浓度（ mg/L）； 51BODC 每人每天排放的 BOD5克数 g/(人 d) 。 5B O D2 7 5 7 9 2 3 0 ( 4 7 0 0 3 0 0 3 9 0 0 3 0 0 3 2 0 0 6 0 0 ) 2 1 6 . 0 /5 9 2 2 6 . 6C m g L 3）生活污水和工业废水混合后污水总氮浓度
18、 1 1 1 N1 N N NN Q C Q C N C Q CC QQ 工 工工 工 （ 3.5） 式中 1NC 各分区生活污水的总氮浓度（ mg/L）； NC工 各工厂工业废水的总氮浓度（ mg/L）； 1NC 每人每天排放的总氮克数 g/(人 d) 。 2 7 5 7 9 2 6 ( 4 7 0 0 3 9 0 0 3 2 0 0 ) 4 0 3 6 . 0 /5 9 2 2 6 . 6TNC m g L 4）生活污水和工业废水混合后污水总磷浓度 1 1 1 P1 P P PTP Q C Q C N C Q CC QQ 工 工工 工 （ 3.6） 式中 1PC 不同分区生活污水的总磷浓度
19、（ mg/L）； PC工 不同工厂工业废水的总 氮浓度（ mg/L）； 1PC 每人每天排放的总磷克数 g/(人 d) 。 2 7 5 7 9 2 1 . 2 ( 4 7 0 0 0 . 7 3 9 0 0 1 3 2 0 0 0 . 8 ) 5 . 8 /5 9 2 2 6 . 6TPC m g L 5）生活污水和工业废水混合后污水氨氮浓度 31 1 1 N1 N N NN H N Q C Q C N C Q CC QQ 工 工工 工 （ 3.7） 式中 1NC 不同分区生活污水的氨氮浓度（ mg/L）； NC工 不同工厂工业废水的氨氮浓度（ mg/L）； 1NC 每人每天排放的氨氮克数 g
20、/(人 d) 。 济南大学毕业设计 10 34 7 4 2 6 . 6 2 5 4 7 0 0 3 0 3 9 0 0 3 2 3 2 0 0 3 0 2 6 /5 9 2 2 6 . 6N H NC m g L 6）生活污水和工业废水混合后污水 COD 浓度 1 1 1 C O D1 C O D C O D C O DC O D Q C Q C N C Q CC QQ 工 工工 工 （ 3.8） 式中 1CODC 不同分区生活污水的 COD 浓度（ mg/L）； CODC工 不同工厂工业废水的 COD 浓度（ mg/L）； 1CODC 每人 每天排放的 COD 克数 g/( 人 d) 。4
21、7 4 2 6 . 6 4 0 0 4 7 0 0 5 0 0 3 9 0 0 5 0 0 3 2 0 0 1 0 0 0 4 4 7 . 0 /5 9 2 2 6 . 6C O DC m g L 3.2.3 污水厂 设计出水水质 污水经过处理厂处理后排放，必须达到城镇污水处理厂污染物排放标准（ GB18918 2002）中的一级 A 排放标准，应当满足如下表所示： 表 3.3 一级 A 标准（日均值）（ mg/L） 序号 基本控制项目 一级 A 标准 1 化学需氧量（ COD） 50 2 生化需氧量（ BOD5） 10 3 悬浮物（ SS） 10 4 总氮 (以 N记 ) 15 5 氨氮（以 N记） 5（ 8） 6 总磷（以 P记） 0.5 7 色度 30 8 pH 6-9 9 类大肠菌群数（个 /L） 1000 3.3 污水处理程度计算 污水厂出水水质执行一级 A 标准。 A. BOD5处理程度计算 1. 按河流中溶解氧的最低容许浓度计算 (1) 求出水口处 DO 的混合浓度 mQQD O D ODO Q Q 河河 河 (3.9) 式中 ： mDO 混合后出水口处水体中的溶解氧浓度（ mg/L）
