1、内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 摘 要 随着我国国民经济的 高速 发展和改革开放的不断深入，城市生产力不断增大，与此同时，城市人口数也不断增加。城市速发展每天都会产生的大量污水，若不及时进行收集处理，将严重影响人们的正常的生活。而且我国又是一个严重缺水的国家，水资源分布不平衡，因此大规模建设污水处理厂，将污染物水平降低到符合国家排水的相关规定，有效防止河流被污染，有效的缓解我国水资源紧缺的现状十分重要。 此次任务对北方某城市 5.0万 m3/d污水处理厂进行工艺设计，由水质分析可知，该城市污水水量大，污染物水平高 。 因此主体工艺选择 UASB+氧化 沟工艺，UASB工艺的优点是 污泥床内生
2、物量多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时间较短，适合处理污染物浓度高的水质。经 UASB池处理后的污水，其污染物浓度降到一定水平，但还不能达标排放，在其后再加上氧化沟工艺，便可达到目标排放要求。氧化沟 工艺流程简单、污泥产生量少、管理维护简单等，去除COD、 BOD5等主要污染物效率极高，而且适合处理大规模水量。由于污水中动植物油浓度很高，因此在主体处理工艺前设计了隔油池和气浮池等。在二级处理工艺后又设了一个超级膜工艺，用于对部分污水作进一步处理。二级三级出水均达到目 标要求。 关键词 ：城市污水； UASB； DE氧化沟；深度处理；工艺设计 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 Abst
3、ract With the development of our national economy and the deepening of the reform and opening， urban productivity is Increasing constantly, the population is increasing at the same time. Large amounts of sewage will be produced everyday in the city, without collection and processing timely, this sew
4、age will affect peoples normal life seriously. China is also a serious water shortage country, and is unbalanced of water resources, so building large-scale sewage treatment plants for reducing the level of pollutants to meet the relevant provisions of the national drainage， Preventing the rivers be
5、 polluted and easing of current situation of Chinas water shortage effectively is very important. It is suitable for handling large-scale water. The mission is to design a process of sewage treatment plant for the northern city of 50,000 m3 per day. By the analysis of the water quality, we can see t
6、hat the amount of urban sewage is large and the concentration of pollutants is high. So we choose UASB and oxidation ditch to be our main process. The advantage of UASB is the amount of biomass in the sludge bed is large, and the burden rate of volumetric is high, and the time of its HRT is short. I
7、t is suitable deal with high concentrations of pollutants. After the process of UASB, the concentrations of pollutants is reduced to a certain level, but it is also can not meet the discharge standards. This can be solved to add a oxidation ditch after the UASB. The oxidation ditch is chosen for the
8、 process f is simple, the amount of sludge production is small and it is easy to manage, The removal of COD, BOD5 and other major pollutants is also extremely high. The oxidation ditch is suitable for large amount of sewage. We also design grease traps and flotation tanks before the main process as
9、the concentration of oil is too high .The ultrafiltrations are used for further processing after the secondary treatment. This process all can achieve the requirements. Keywords: Urban sewage; UASB; DE oxidation ditch; Depth of processing; Process design内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 1 目 录 引 言 . 1 第一章 设计任务及资料 . 2
10、 1.1 设计任务 . 2 1.2 设计目的及意义 . 2 1.3 设计原则 . 2 1.4 设计资料 . 2 1.5 设计依据 . 3 第二章 设计方案论证 . 4 2.1 厂址选择 . 4 2.2 污水厂处理流程的选择 . 4 2.2.1 确定处理流程的原则 . 4 2.2.2 污水处理流程的选择 . 4 2.2.3 污水处理流程方案的介绍与比较 . 5 2.2.4 污水处理流程方案的确定 . 6 第三章 一级处理工艺 . 7 3.1 设计污水水量 . 7 3.2 污水处理程度计算 . 7 3.2.1 污水的 COD 处理程度计算 . 7 3.2.2 污水的 BOD5处理程度计算 . 8
11、3.2.3 污水的 SS 处理程度计算 . 8 3.2.4 污水的氨氮处理程度计算 . 8 3.2.5 动植物油的处理程度计算 . 9 3.3 格栅 . 9 3.3.1 格栅的设计 . 9 3.3.2 设计参数 . 10 3.3.3 格栅的设计计算 . 10 3.4 提升泵站 . 13 3.4.1 泵站设计的原则 . 13 3.4.2 泵房形式及工艺布置 . 13 3.4.3 泵房设计计算 . 13 3.5 沉砂池 . 14 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 2 3.5.1 曝气沉砂池 . 14 3.5.2 设计参数 . 14 3.5.3 曝气沉砂池的设计计算 . 15 3.5.4 曝气沉砂池
12、曝气计算 . 17 3.6 隔油池设计 . 18 3.6.1 设计参数 . 18 3.6.2 设计计算 . 18 3.7 气浮池 . 21 3.7.1 设计说明 . 21 3.7.2 设计参数 . 22 3.7.3 设计计算 . 22 3.7.4 上浮液渣排除设备 . 24 第四 章 污水二级处理设计计算 . 25 4.1 UASB 设计 . 25 4.1.1 设计说明 . 25 4.1.2 设计参数 . 25 4.1.3 设计计算 . 26 4.1.4 配水系统设计 . 27 4.1.5 三相分离器设计 . 29 4.1.6 出水系统设计 . 32 4.1.7 排泥系统设计 . 32 4.1
13、.8 理论上每日的污泥量 . 32 4.1.9 产气量计算 . 32 4.2 DE 型氧化沟工艺计算 . 32 4.2.1 设计参数 . 32 4.2.2 DE 型氧化沟计算 . 33 4.2.3 设计参数的较核 . 35 4.2.4 剩余污泥量计算 . 35 4.2.5 需氧量计算 . 36 4.2.6 供气量 . 37 4.2.7 鼓风微孔曝气器空气管路计算 . 39 4.2.8 鼓风机的选择： . 39 4.2.9 进出水系统计算 . 39 4.3 二次沉淀池 . 40 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 3 4.3.1 设计原则设计参数 . 40 4.3.2 二沉池设计计算 . 41 4
14、.4 污泥处理 . 46 4.4.1 污泥处理的目的 . 46 4.4.2 污泥处理的原则 . 46 4.4.3 集泥池计算 . 46 4.4.4 浓缩池 . 47 4.4.5 脱水车间 . 49 4.4.6 污泥泵的选择 . 49 4.5 污水的深度处理 . 50 4.5.1 超滤工艺介绍 . 50 4.5.2 设计参数 . 50 4.5.3 超滤设计计算 . 51 第五章 污水处理厂的布置 . 53 5.1 污水处理厂平面布置 . 53 5.1.1 平面布置原则 . 53 5.1.2 平面布置 . 53 5.2 污水处理厂高程布置 . 54 5.2.1 高程布置原则 . 54 5.2.2
15、污水处理厂构筑物高程布置计算 . 55 5.2.3 污泥处理构筑物高程布置 . 56 第六章 主要构筑物及经济分析 . 57 6.1 污水处理厂的主要处理构筑物 . 57 6.2 处理厂主要附属物 . 57 6.3 经济分析 . 58 6.3.1 材料价格 . 58 6.3.2 项目总投资 . 58 结 论 . 60 参考文献 . 61 谢 辞 . 63 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 1 引 言 随着工业水平的进一步提高，城市化的程度进一步加深，人民生活也得到了得到进一步改善，但是也随之带来不同程度的环境问题，城市生活生产产生的大量污水是造成环境污染的来源之一。 由于 我国工业起步较晚，环
16、境治理意识也相对而言较 弱 。随着改革开放的不断深入，我国越来越重视环境问题， 从而使 我国的污水处理事业得到了快速的发展，但是我们还要清醒的看到，我国工业生产发展步伐很快，城市化速度也随之处在过热过快的状态。有些企业环保意识淡薄， 过度 的追求经济效益 而 忽视了社会、环境效益，有些地方政府部门 则 缺乏强有力的监管能力，若长此下去将带来环境受到严重污染的后患。 随着未来城 市 建设的 快 速发展，污水的排放量将会数倍甚至几十倍的增加，水环境 将进一步加速 恶化。为防止我国当前水环境继续被污染和恶化，保护我国紧缺 的水资源，中小城市污水治理也应该引起足够的重视。所以我们不仅要大力发展经济，努
17、力提高物质生活水平，还要做到经济与环境保护协调发展， 人民的 生活质量 也要 不断提高。 当前， 我国很多城市都建起了污水处理厂，这对减少水的污染和防治起到举足轻重的作用。 氧化沟自从 50 年代初出现以来，因其构造简单，易于管理等优点很快得到推广，且不断创新 。 氧化沟技术发展的 关键 在于氧化沟的环流，由于这种环流，使得操作运行都变得十分简单 。另外氧化沟 具有多功能性、污泥稳定、出水水质好等优点。选用的 一定的 设计参数、沟型和运行方式，会给设计者和运行者 带来极大方便，其适应性和灵活性也很强，有进一步研究、发展和提升的广阔空间。 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 2 第一章 设计任务及
18、资料 1.1 设计任务 某城市 5.0 万 m3/d 污水处理厂工艺设计 。 1.2 设计目的及意义 北方某小城市，居民约 20 万人，城市 废水主要为食品工业 生产废水及居民生活污水 ， 生产废水的 主要污染物 乳脂肪、乳糖、乳蛋白、硝酸、 NaOH 等； 生活污水主要来源于卫生间、洗澡和洗衣间等。 根据国家相关的法律规定，废水必须经过处理后水质达到国家排放标准才允许排放。现根据该厂污水水质情况及国家标准，设计一套处理量为 5.0 万 m3/d 的废水 处理工艺， 去除水中的悬浮物，降低废水的 COD 浓度，从而降低了生物处理负荷，使出水达到污水综合排放标准，减少环境污染。 1.3 设计原则
19、 1、基础数据可靠 。 认真研究各项基本数据、基础资料，全面分析各项影响因素，充分掌握水质特点，合理选择设计参数 。 2、工艺先进实用 。 选择技术先进、运行稳定、投资和处理成本 低的 处理工艺，积极慎重 的 采用经过实践证明行之有效的新技术、新设备 和 新材料，使处理后水质能够稳定 的 达标排放 。 3、避免二次污染 。 污水处理厂作为环境保护工程，应避免或尽量减少对环境的负面影响，还要妥善处置污水处理过 程中产生的栅渣、沉砂、污泥等，避免对环境的二次污染 。 4、运行管理方便 。 充分考虑便于污水厂运行管理的措施，污水处理过程中的自动控制，以利于提高管理水平，降低劳动强度和运行费用等 。
20、5、满足安全 生产 要求 。 1.4 设计资料 1、进出水水质指标数据，如图 1-1 所示 表 1-1 进出水水质指标 单位： mg/l 指 标 COD BOD5 NH3-N 动植物油 SS 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 3 进 水 4700 2900 36 740 740 二级出水 三级出水 100 50 20 15 5 10 70 15 2、周边地区地形地貌及气象资料；风向：多年主导风向为西北风；气温：最冷月平均为 12.5 ；最热月平均为 23 ；极端气温：最高为 35 ，最低为 25 。；水文：年平均降水量： 402.5mm；年平均蒸发量： 1824.2mm；地下水位，地面下 81
21、2m。 3、地形地貌：根据需要征地，地势平坦。 1.5 设计依据 设计依据主要是国家相关法律法规 ： 1、地面水环境质量标准 （ GB3838 2002） ； 2、城镇污水处理厂污染物排放标准 （ GB18918 2002） ； 3、室外排水设计规范 （ GB50014 2006） ； 4、污水综合排放标准（ GB8978-1996）； 5、城市污水再生利用 工业用水水质（ GB/T19923 2005） ； 6、污水再生利用工程设计规范（ GB/50335 2002） 。 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 4 第二章 设计方案论证 城市污水处理厂的设计规模所处理的污水水质水量有关，污水的水质
22、水量可以通过设计任务书的数据资料进行计算。 2.1 厂址选择 城市污水处理厂的厂址应根据当地的有关水资源情况、受纳水体的功能划分类别、污染与自净状况自然条件 等因素确定。具体来说，厂址的选择主要遵循下面几个原则 4。 1、厂址首先应当与工艺流程相适应； 2、尽量减少占用土地面积； 3、 充分利用地形，选择有适当坡度的地段； 4、 在城镇水体的下游，并在城镇夏季主导风向的下风向； 5、根据城市总体规划来规划设计，并留 有扩建的余地； 6、尽可能在地质较好地，下水位较低的地方； 7、有方便的交通、运输和水电 等 条件。 2.2 污水厂处理流程的选择 2.2.1 确定处理流程的原则 1、城市污水处理
23、厂处理工艺应根据处理规模、水质特征、受纳水体的环境功能及当地的经济 水平 选择相 应的处理工艺； 2、应切合实际污水进水水质，对污水的现状、水质特征、污染物构成等进行详细调查或测定，做出合理的分析预测； 3、在水质组成复杂或比较特殊时，进行污水处理工艺的动态试验，必要时在开展中 试验 研究； 4、积极采用 先进、经济 的新工艺。 2.2.2 污水处理流程的选择 污水处理主要是通过一系列的物理、化学及生物的方法使之达标，其中主体工艺是生物处理。传统活性污泥法经过多年的发展，有着较丰富的实践经验和技术资料，内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 5 其运行可靠、处理效果好、管理比较方便，但同时存在能耗较
24、大费用高等特点，所以对其流程改革更新后， 出现了 A/O 脱氮工艺、 AB 工艺、 A2/O 同步脱氮除磷工艺、SBR 间歇活性污泥法、氧化沟法等常用工艺，它们各自具有相对不同的优缺点。下面就常用的方法有 A2/O 法、 AB 法 、 SBR，氧化沟工艺等进行介绍比较。 2.2.3 污水处理流程方案的介绍与比较 1、 A2/O 工艺 A2/O 工艺 利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理 工艺 。 A2/O 工艺 法脱氮除磷机制由两部分组成：一 是 脱氮，在缺氧状态下，兼氧脱氮菌利用水中 BOD 作为 碳源 ， 将 好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气并释放到大气，从
25、而达到脱氮的目的；二是除磷，在厌氧状态下，聚磷菌释放部分磷，在好氧状况下又吸收 大量 的磷，以剩余污泥的形式排出系统。若降低污泥浓度、控制硝化，以去除磷、 COD 和 BOD5 为主，则可 选 用 A2/O 工艺 。 2、 AB 工艺 AB 工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧， A 级负荷高，曝气时间短，污泥产量大， B 级负荷低，污泥龄较长。两级之间设中间沉淀池。二级池子 的 F/M 不同 ，从而 形成不同的微生物群体。 AB 工艺虽然节能，但不适合低浓度水质， A 级和 B 级可分期建设。 3、 SBR 工艺 1SBR 工艺是序批式间歇活性污泥法的简称， 其 集进水、曝气、沉淀、出水在同一
26、座池子中完成，常由三 到 四个池子 组 成一组，轮流运转，间歇运行。这种 工艺 特点是 工艺 简单 ， 不需 设 二沉池和回流污泥 等 设备 ，一般情况下 也 不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资 ， SBR 工艺 可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，达到实现除磷脱氮的目的。但每个池子都需要设曝气和输配水系统，并且采用滗水器及控制系统，间歇排水水头损失大，池的容积利用率不理想，因此，一般来说不太适用于大规模的城市 污水 处理厂。 4、氧化沟工艺 氧化沟 又称 “ 循环曝气池 ”， 污水和活性污泥的混合液在环状曝气池中循环流动，呈现出缺氧好氧的交替变化，使沟渠中相继进行硝化和反硝化的过程，是活性污泥法的一种变形。常见的类型有： 帕式、同心圆式、循环折流式、 T 型氧化沟、 DE 型氧化沟。氧化沟一般不设初沉、耐冲击负荷、污泥量少、出水水质好，广泛应用于大规
