城市污水处理厂课程设计样本

前言随着经济飞速发展，人民生活水平提高，对生态环境规定日益提高，规定越来越多污水解决后达标排放。在全国乃至世界范畴内，正在兴建及待建污水厂也日益增多。有学者曾依照日解决污水量将污水解决厂分为大、中、小三种规模：日解决量不不大于10万m3为大型解决厂，1-10m3万为中型污水解决厂，不大于1万m3为小型污水解决厂。近年来，大型污水解决厂建设数量相对减少，而中小型污水厂则越来越多。如何搞好中、小型污水解决厂，特别是小型污水厂，是近几年许多专家和工程技术人员比较关注问题。目录第一章都市污水解决概述--------------------------------------------------------------4第二章设计原则、范畴与根据---------------------------------------------------------52.1设计原则--------------------------------------------------------------52.2设计范畴----------------------------------------------------------------52.3设计根据--------------------------------------------------------------------5第三章工艺流程设计-----------------------------------------------------------------53.1污水解决工艺方案比较-------------------------------------------------53.2重要污水解决构筑物选型及设计参数------------------------------------93.3污水解决辅助构筑物设计-----------------------------------------------------93.4污水解决厂平面布置设计------------------------------------------------------123.5污水解决厂高程布置设计-------------------------------------------------------143.6设计计算------------------------------------------------------------15第四章经济预算------------------------------------------------------------------------16第五章总结------------------------------------------------------------------------------17道谢----------------------------------------------------------------------------------------------17参照文献------------------------------------------------------------------------------------------18课程设计摘要：本次课程设计题目是2万m3/d都市污水解决厂工艺方案设计。某都市位于湖北地区，该地区夏季主导风向为东南风，该污水解决工程污水排放量原则为180L/(人·日），总变化系数Kh=1.43，所解决污水重要污染物有COD、BOD、SS和NH-N等物质，其污水水质如下：BOD5=230mg/L，都市污水水质：SS=200mg/L，规定沉淀池去除率为60％；BOD5＝220mg/L，CODCr＝480mg/L；本地最高水温为30℃。拟建一座都市污水解决厂，污水厂地形平坦，地基良好，设计标高为47.00米，地下水为标高为41.00米。都市污水总管从污水厂南面进入，干管终点水面标高为42.00米。污水厂北面300米处有一条河流，最高洪水位为45.00米，常水位为41.00米，是该污水解决厂出水接纳水体。近期（）设计人口为11万人，远期（2025年）设计人口为22万人，规定通过解决后水质达到《城乡污水解决厂污染物排放原则》（GB18918—）中一级B原则（BOD5≤20mg/L，CODCr≤60mg/L，SS≤20mg/L，TN≤20mg/L，TP≤1mg/L）。本设计采用厌氧池+DE型氧化沟主体工艺，工艺流程简朴，省去了初沉池和污泥消化系统，节约了基建投资和运营费用，同步曝气设备和构造形式多样，运营灵活，管理以便，保证出水达到污水排放原则，做到了水资源合理运用。本设计进行了详细技术方案论证，对工艺解决构筑物进行了选型参数选取和设计计算，对设备进行了选型，进行了平面布置、高程布置、单体构筑物设计、环境卫生、技术经济分析等方面设计，污水经解决后可达到规定排放原则。该污水解决厂总面积为49150立方米，总投资为2642.5万元，运营费用为288.35万元。湖北地处中部地带这里雨水充分水资源相称丰沛且很大一某些水资源水质优良，非常适当生产生活和农业灌溉。湖北自来水引自长江水和个湖泊等，但是大量农田灌溉和生活用水，致使水源水量锐减速度快，因此节约和再运用水源始终是很为迫切问题长期以来湖北十分注重都市污水解决，始终致力于对水资源保护，因而修建污水厂对保护长江以及湖泊改进湖北都市环境卫生状况及保护省内生态环境增进省内可持续发展具备十分重要意义同步对解决后江水为下游江汉平原提供灌溉水源，可以减少湖北水资源不必要消耗。湖北省是中华人民共和国人口数量较多省区，湖北从来为中华人民共和国水陆交通运送枢纽。长江、汉江和交于京广铁路武汉市，京九铁路联系线与武汉相连，使武汉市成为名副其实“九省通衢”。内河运送在省内居重要地位，以长江汉江为两大水运干线，全省一半以上县、市处在航运线上，是中华人民共和国内河航运最发达省区之一。铁路干线四通八达。京广线是中华人民共和国铁路运送最繁忙运送线之一，纵贯省东部，过境物资运送量远不不大于省内物资装卸量。1990年全省铁路营业里程达1673公里,其中复线占1/4以上。横穿鄂西北山区襄渝线中襄阳-重庆段是中华人民共和国第3条电气化铁路。公路分布不平衡状况有了极大改进。“十五”期间，全省新增高速公路１０００公里，一、二级公路４６０９公里，长江、江汉大桥１０座，全省公路通车里程达到６５０００公里，级别公路比重达到９１％，实现省会武汉到各市通达高速公路，市州到县（市）所有通达二级以上公路。公路建设以“六路六桥”为主，完毕高速公路１０００公里以上，完毕长江大桥６座，同步完毕一、二级公路４６０９公里。民用航空事业发展迅速。武汉市是中华人民共和国航空运送中心之一。武汉天河机场是华中地区规模最大、功能最齐全当代化航空港，设计为4E级国家一级民用兼国际备降机场，是全国十大机场之一。空中航线共１０７条。省内有航线通往沙市、宜昌和恩施，省外有航线通往北京、上海、广州、成都等地。以产值而论，湖北支柱产业重要为：汽车、钢铁、石化、电子信息、食品加工及建筑业。其中东风汽车公司、武汉钢铁(集团)公司、湖北省电力公司、湖北建筑第三工程有限公司等生产厂家排污量较大。湖北省地理位置为北纬29°05′～33°20′、东经108°21′～116°07′之间，重要属北亚热带季风气候，具备从亚热带向暖温带过渡特性，气候特点:冬季寒冷湿润，夏季炎热高温。光照充分，热量丰富，无霜期长，降水丰沛，雨热同季，利于农业生产，有“湖广熟，天下足”民谚。全省年均温15～17℃，7月均温为27～29℃，江汉平原最高温在40℃以上，有“火炉”之称，为中华人民共和国酷热地区之一。全省平均日照1150—2245小时，无霜期在230—300天之间。年均水量在800—1600毫米之间，由于受地形影响，大神农架南部等地为全省多雨中心，江汉平原在梅雨期长年份常发生洪涝灾害。鄂本北山区昼夜温差较大，年平均气温在15－22之间。全省树种有1300余种，其中用材林约占一半。重要有马尾松、栎类、杉木、桦、楠竹等，经济林甚多，有油桐、油茶、乌桕、漆树、核桃、板栗和果树等。此外有野生动物570余种，其中20各种列为国家保护对象，重要为金丝猴、闽中羊、苏门羚、金钱豹、毛冠鹿等；药用植物1300各种，以党参、黄连、天麻、贝母等产量最大，并产名贵药材，是驰名中外天然动植物园。湖北污水重要来源为生活污水和工业废水两大类。前者是人类生活活动过程中排出废水，后者是人类工业生产过程中排出废水。湖北都市工业废水重要来源于食品、药物及轻工业加工等工业.其中这些定西市安定区生活废水重要来源于都市人口生活活动如人们排泄物及人们生活活动产生废弃物动植物残片等这些物质使得生活污水中具有大量碳水化合物蛋白质尿素脂肪硫酸盐、氯化物及氮、磷等物质，但其中以碳水化合物为主。湖北省内生活污水重要来源于都市人口生活活动，如人们排泄物及人们生活活动产生废弃物动植物残片等这些物质使得生活污水中具有大量碳水化合物蛋白质尿素脂肪硫酸盐氯化物及氮磷等物质但其中以碳水化合物蛋白质尿素脂肪硫酸盐氯化物及氮磷等物质但其中以碳水化合物蛋白质、氮、磷为最重要物质，使得生活污水有机含量居高。湖北工业废水重要来源于汽车、钢铁、石化、电子信息、食品加工及建筑业。

第一章都市污水解决概述都市污水既涉及工业废水，也涉及生活废水，随着经济和人口飞速增长，生活污水与都市污水在数量与种类方面均有增无减，都市污水解决在水污染治理中扮演角色举足轻重，且能较大限度上缓和水资源短缺。湖北省作为国内重要工业基地之一，其都市污水解决不容小觑。现拟定在位于湖北地区某都市修建一种中小型污水解决厂，污水厂地形平坦，地基良好，设计标高为47.00米，地下水为标高为41.00米。都市污水总管从污水厂南面进入，干管终点水面标高为42.00米。污水厂北面300米处有一条河流，最高洪水位为45.00米，常水位为41.00米，是该污水解决厂出水接纳水体。。由关于资料可知该地区夏季主导风向为东南风，近期（）设计人口为11万人，远期（2025年）设计人口为22万人，污水排放量原则为180L/(人·日），总变化系数Kh=1.43。规定沉淀池去除率为60％。平均日流量(m3/d)：2万m3/d都市污水水质：（mg/L）（mg/L）（mg/L）480220200出水水质拟定：解决系统出水规定达到《城乡污水解决厂污染物排放原则》GB18918-一级B原则注：本地最高水温为30℃。第二章设计原则、范畴与根据依照湖北省污水解决原则，用此方案对都市污水进行解决，使其达到排放原则。保证运营安全，尽量减少占地、能耗和设备费用。根据专业知识选取适当设备，提高污水解决效率。妥善解决解决过程中产生污染物，尽量回收运用。工艺流程设计3.1污水解决工艺方案比较 对于都市污水解决，当前较为流行实用有活性污泥法和氧化沟这两种办法，这两种办法各有优缺陷。活性污泥法(1)曝气池内是混合液，在曝气系统搅动下，混合液中有机物、活性微生物、氧气充分混合。达到较好接触效果。(2)曝气池内混合也必要不断充氧，维持微生物氧化有机物所需要氧量。使有机物更好地被分解。(3)二次沉淀池作用是泥水分离、使混合液澄清、污泥浓缩，是通过解决污水达标排放需要设立污泥回流系统是需要回流污泥得到浓缩从而减少污泥统体积和运营费用。(4)污泥回流系统涉及：污泥提高泵、剩余污泥排出系统、污泥回流管道。其微生物接种作用。长处(1)活性污泥法适合解决都市污水，并且其适合解决水量比较大，解决效果比较好，可以除去污水中大某些有毒有害物质；(2)活性污泥法运用活性微生物去氧化、分解、去除污水中有机物，保持活性污泥活性，就可以达到好解决效果；(3)活性污泥法不需要滤料等微生物载体，可避免滤料堵塞等一系列不良问题浮现；(4)活性污泥法微生物繁殖较快，微生物种类较多、世代时间短，可以保证活性污泥活性；(5)活性污泥法对环境适应性较强；(6)活性污泥法工艺中污泥接种和驯化操作比较简朴、用时比较短，可以较快投入运营；(7)活性污泥法对营养规定比较低，普通C：N：P=100：5：1即可满足规定，而都市污水中营养物质可以满足活性微生物营养规定，故不需要此外投加营养物质，可以减少运营费用；(8)活性污泥法运营管理较以便，便于维修缺陷所需停留时间长,设备庞大,基建投资大,因而要加各种构筑物,使各种构筑物容积增大,从而使解决厂面积增大,增长管理人员及管理难度。氧化沟又称循环混合式活性污泥法。普通采用延时曝气，同步具备去除BOD5和脱氮功能，它采用机械曝气，普通不设初沉池和污泥消化池。氧化沟解决效率为：BOD5和SS均为95%以上总氮为70%～80%氧化沟具备工艺流程短解决效率高出水水质稳定，运营管理简朴等长处。但占地面积过大。在流态上，氧化沟介于完全混合与推流之间。污水在沟内流速v平均为0.4m/s,氧化沟总长为L，当L为100～500m时，污水完毕一种循环所需时间约为4～2min，如水力停留时间定为24,则在整个停留时间要做72～360次循环。可以以为在氧化沟内混合液水只是几近一致，从这个意义来说，氧化沟内流态是完全混合式但是又具备某些推流式特性如在曝气装置下游，溶解氧浓度从高向低变动甚至也许浮现缺氧段氧化沟这种独特水流状态有利于活性污泥生物凝聚作用并且可以将其区别为富氧区缺氧区用以进行硝化和反硝化获得脱氮效应惯用氧化沟系统由卡罗塞氧化沟交替工作氧化沟及二沉池。长处：(1)氧化沟特殊水流状态，有助于活性污泥生物凝聚作用。可以将其分为好氧区和缺氧区，用以进行硝化和反硝化，获得脱氮效果；(2)可以考虑不设初沉池。也可以考虑不单独设二沉池，从而省去污泥回流系统；(3)BOD负荷低，对水温、水质、水量变化适应性强；(4)污泥龄较长，有较好反硝化脱氮效果；(5)污泥产率；且多已达到稳定状态，故不需设立消化池缺陷：尽管氧化沟具备出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化控制等长处。但是，在实际运营过程中，仍存在一系列问题。1污泥膨胀问题当废水中碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度局限性，排泥不畅等易引起丝状菌性污泥膨胀；非丝状菌性污泥膨胀重要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时。微生物负荷高，细菌吸取了大量营养物质，由于温度低，代谢速度较慢，积贮起大量高粘性多糖类物质，使活性污泥表面附着水大大增长，SVI值很高，形成污泥膨胀。针对污泥膨胀起因，可采用不同对策：由缺氧、水温高导致，可加大曝气减少；如污泥负荷过高，可提高MLSS，以调节负荷，必要时可停止进水，闷曝一段时间；可通过投加氮肥、磷肥，调节混合液中营养物质平衡（BOD5：N：P=100：5：1）；pH值过低，可投加石灰调节；漂白粉和液氯（按干污泥0.3%~0.6%投加），能抑制丝状菌繁殖，控制结合水性污泥膨胀[11]2泡沫问题由于进水中带有大量油脂，解决系统不能完全有效地将其除去，某些油脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌，产生大量泡沫；泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫。用表面喷淋水或除沫剂去除泡沫，惯用除沫剂有机油、煤油、硅油，投量为0.5~1.5mg/L。通过增长曝气池污泥浓度或恰当减小曝气量，也能有效控制泡沫产生。当废水中含表面活性物质较多时，易预先用泡沫分离法或其她办法去除。此外也可考虑增设一套除油装置。但最重要是要加强水源管理，减少含油过高废水及其他有毒废水进入3污泥上浮问题当废水中含油量过大，整个系统泥质变轻，在操作过程中不能较好控制其在二沉池停留时间，易导致缺氧，产生腐化污泥上浮；当曝气时间过长，在池中发生高度硝化作用，使硝酸盐浓度高，在二沉池易发生反硝化作用，产生氮气，使污泥上浮；此外，废水中含油量过大，污泥也许挟油上浮。发生污泥上浮后应暂停进水，打碎或清除污泥，判明因素，调节操作。污泥沉降性差，可投加混凝剂或惰性物质，改进沉淀性；如进水负荷大应减小进水量或加大回流量；如污泥颗粒细小可减少曝气机转速；如发现反硝化，应减小曝气量，增大回流或排泥量；如发现污泥腐化，应加大曝气量，清除积泥，并设法改进池内水力条件4流速不均及污泥沉积问题在氧化沟中，为了获得其独特混合和解决效果，混合液必要以一定流速在沟内循环流动。普通以为，最低流速应为0.15m/s，不发生沉积平均流速应达到0.3~0.5m/s。氧化沟曝气设备普通为曝气转刷和曝气转盘，转刷浸没深度为250~300mm，转盘浸没深度为480~530mm。与氧化沟水深（3.0~3.6m）相比，转刷只占了水深1/10~1/12，转盘也只占了1/6~1/7，因而导致氧化沟上部流速较大（约为0.8~1.2m，甚至更大），而底部流速很小（特别是在水深2/3或3/4如下，混合液几乎没有流速），致使沟底大量积泥（有时积泥厚度达1.0m），大大减少了氧化沟有效容积，减少了解决效果，影响了出水水质。加装上、下游导流板是改进流速分布、提高充氧能力有效办法和最以便办法。上游导流板安装在距转盘（转刷）轴心4.0处（上游），导流板高度为水深1/5~1/6，并垂直于水面安装；下游导流板安装在距转盘（转刷）轴心3.0m处。导流板材料可以用金属或玻璃钢，但以玻璃钢为佳。导流板与其她改进办法相比，不但不会增长动力消耗和运转成本，并且还可以较大幅度地提高充氧能力和理论动力效率此外，通过在曝气机上游设立水下推动器也可以对曝气转刷底部低速区混合液循环流动起到积极推动作用，从而解决氧化沟底部流速低、污泥沉积问题。设立水下推动器专门用于推动混合液可以使氧化沟运营方式更加灵活，这对于节约能源、提高效率具备十分重要意义。3.2重要污水解决构筑物选型及设计参数3.3污水解决辅助构筑物设计1.泵房形式：本设计水量较小，可采用合建式圆形污水泵房，自灌式工作，水泵不超过4台，圆形构造受力条件好，便于采用沉井法施工，可减少工程造价。当泵房直径为7～15m时，工程造价比矩形低水泵启动以便易于依照吸水井中水位实现自动操作泵房内设立立式离心泵可克服机器间机组及附属设备布置困难缺陷。2.格栅：格栅是污水泵房中最重要辅助设备格栅普通由一组平行金属栅条构成斜置于泵房集水池进口处。格栅后应设立工作台工作台普通应高出格栅上游最高水位0.5m对于人工清渣格栅，其长度不不大于1.5m，两侧通道宽度不不大于0.7m，工作台上应有栏杆和冲洗设施。3.集水池：(1)污水泵房集水池最小容积不应不大于最大一台水泵5min出水量。(2)集水池中最高水位进水管渠水位标高减去过栅水头损失。(3)集水池有效水深从最高水位到最低水位，普通为1.5～2.0m(4)池底坡度I=0.1～0..2倾向集水坑。(5)集水坑大小应保证水泵有良好吸水条件。吸水管喇叭口放在集水坑内，普通朝下安设其下缘在集水池中最低水位如下0.4m离坑底距离不不大于喇叭口进口直径0.8倍。(6)污水泵房集水池宜设冲洗和清泥设施。4.机器间：机器间平面尺寸及高度见表5.反冲洗设备：污水中所含杂质，往往某些地沉积在集水坑内。时间久后，腐化发臭，甚至填塞集水坑，影响水泵正常吸水。为松动集水坑内沉渣，应在坑内设立压力冲洗管。普通从水泵压水管上接出一根直径为50～100mm支管伸入集水坑内，定期将沉渣冲起，由水泵冲走。6.采暖与通风：集水池普通不需设采暖设备。因集水池较深，热量不易散失，且污水温度不低于10～20℃。机器间如必要采暖时，普通采用火炉，也可采用暖气。污水泵房集水池普通运用通风管自然通风。在屋顶设立风帽，机器间普通只在屋顶设立风帽，进行自然通风。只有在炎热地区，机组台数较多或功率很大，自然通风不能满足规定期，才采用机械通风。7.起重设备：起重量在0.5t以内时，设立移动三脚架或手动单梁吊车，也可在集水池和机器间顶板上预留吊钩。起重量在0.5～2.0t时，设立手动单梁吊车。起重量超过2.0t时，设置手动桥式吊车。8.地面排水：干式水泵间地面做成0.01～0.015坡度，倾向排水沟或集水沟。集水沟直径500～600mm，深600～800mm，排水沟断面100mm×100mm，坡度0.01。9.卫生设备：应就近设立洗手盆或拖布池水龙头，并备有冲洗地面用橡胶软管。10.水泵进水管：3.4污水解决厂平面布置设计第一节厂址选取都市排水系统与都市总体规划有着密切关系都市污水解决厂数目及位置又受到都市排水管网系统支配因而在污水解决厂总体设计时对厂址选取仍需进行进一步调查研究和进行详尽技术经济比较。污水解决厂厂址选取原则如下：一为了保证环境卫生规定厂址应与规划居住区或公共建设群保持一定卫生防护距离。二、厂址应设在都市集中供水水源下游至少500米地方。三在选取厂址时候引进也许少占农田或不占良田而解决厂位置又应便于农田灌溉和销纳污泥。四、厂址应尽量设在都市和工厂夏季主导风向方。五要充分运用地形把厂址设在地形有恰当坡度都市下游地区以满足污水解决构筑物之间水头损失规定。六、厂址如果接近水体，应考虑汛期不受洪水威胁。七、厂址应设在地质条件较好，地下水位较低地区。以利施工并减少造价。八、厂址选取应考虑交通运送及水电供应等条件。九、厂址选取应结合都市总体规划，考虑远景发展，留有充分扩建余地。第二节 厂平面布置及总平面图污水解决厂平面布置涉及解决构筑物布置办公化验及其他辅助建筑物布置以及各管道道路绿化等布置依照解决厂规模大小可以绘制总平面图。平面布置得普通原则是：一、解决构筑物布置应当紧凑、节约用地并便于管理；二解决构筑物应尽量按照解决流程排序布置以避免管线迂回同步应充分运用地形减少土方量远期设施安排应在原始设计中仔细考虑除了满足远期解决能力需要而增长解决构筑物外，还应为改进出水水质设施预留场地。三经常有人工作构筑物布置应在夏季主导风向上风向一方在中部地区，还应考虑朝阳。四在布置总图时应考虑安排充分绿化地带为污水解决厂工作人员提供一个优美舒服环境。五总图布置应考虑远近期结合有条件时可以按远期规划水量布置将解决构筑物分为若干系统，分期建设。六、构筑物之间距离应考虑敷设管渠位置，运转管理需要和施工规定，普通采用5—10米。七、污泥解决构筑物应尽量布置成单独组合，保证安全，并以便管理。八、变电站位置宜设在耗电量大构筑物附近，高压线应避免在厂内架空敷设。九污水解决厂内管线种类诸多应综合考虑布置以免发生矛盾污水和污泥管道应尽量考虑重力自流。十污水解决厂内应设超越管以便发生事故时使污水能超越一某些或所有构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流。3.5污水解决厂高程布置设计为了使污水可以在解决构筑物之间畅通流动以保证解决厂正常运营在进行平面布置同步必要进行高程布置拟定各构筑物及连接管渠高程并绘制解决流程高程布置图。在整个污水解决工程中应尽量使污水和污泥为重力流但在多数状况下污泥往往需要提高。高程布置得普通原则如下：一为了保证污水在各构筑物之间可以顺利自流必要精准计算个构筑物之间水头损失涉及沿程水头损失局部水头损失及构筑物自身水头损失此外还应考虑扩建时预留储备水头损失。二进行水力计算时应选取距离最长水头损失最大流程并按最大设计流量计算还需考虑管内淤积时阻力增大也许以此必要留有余地以防止水头损失不够而发生涌水现象，影响构筑物正常运营。三污水厂出水管渠高程须不受水体洪水顶托并能自流进入到农田进行灌溉。四、各解决构筑物水头损失（涉及进出水渠水头损失）须进行计算拟定。五、污水厂场地竖向布置，应考虑土方平衡并考虑有利，并考虑有利排水。3.6设计计算依照工程设计教师下达设计任务对湖北某市污水解决进行设计计算经综合考虑后本设计主体解决构筑物采用氧化沟通过解决后使污水规定达到《城乡污水解决厂污染物排放