污水处理厂设计范例.doc

第一章 前 言水是地球上一切生物赖以生存和发展的重要物质。当今人类社会所面临的人口、资源、环境的危机等问题，都和水资源的质量密切相关。水资源在质量在时空上的分布不均，特别是人类活动所导致的水环境污染，已使水资源在质与量上的严重亏缺和污染成为较为严峻的环境问题，并对人类的健康及生产、生活活动构成威胁。采取积极的综合措施防治水体污染，保护好水体环境，对已污染水进行治理，使其对环境的污染降至最低，才能使人类才能使人类得以持续地开发和利用水资源，进而实现可持续发展。改革开放以来，经济发展蓬勃向上，各方面的变化日新月异，国家对基础设施建设投入加大了许多。随着城市工业生产的发展，城市人口的递增，城市规模的扩大，工业废水和生活污水排出量日益增多，大量未经处理的污水直接排入周围河流，致使城市周围环境污染十分严重，不但直接污染了市区的地下饮用水，而且对河流下游地区的农业生产和人民生活造成了危害，人类和生物赖以生存的生态环境受到了日益严重的威胁。同时，水生态系统体现了人与水的和谐共存与协调发展，是城市生态系统的主要组成部分和关键因素，与一个城市的可持续发展密切相关。因而，城市污水治理已成为当前迫切需要解决的问题之一。理论是用于实践的，将自己在课堂上所学的知识，尤其是专业知识用于本次毕业设计之中，以提高自己的工程设计能力，为自己走上工作岗位进行工程设计打下坚固的实践基础。通过毕业设计，能够熟悉并掌握排水工程的设计内容、设计原理、方法和步骤，能根据原始设计资料正确地独立地选定设计方案，掌握污水厂设计的基本流程及各构筑物的设计方法，熟悉设计计算书和设计说明书的编写内容和编制方法，并绘制工程图纸。第二章 工程概况2.1 城市概况2.1.1 性质、历史特点及行政区划湘乡，湘军故里，楚南重镇，古称龙城。位于湖南省中部，北邻韶山22公里，东距长沙80公里，为长株潭城市群资源节约型，环境友好型社会建设综合配套改革实验区重要工业基地和休闲旅游城市。总面积2011平方公里，人口90万，下辖3乡15镇4个街道办事处。湘乡土地肥沃，农业发达。全市有耕地66万亩，是全国粮猪生产百强县（市）。建有优质水稻、畜牧、水产、水果、经济林等五大类农产品基地；分割肉、皮革、饲料、蛋品已成为全国的集散地；大米、生猪、茶叶、干椒、火培鱼等饮誉海内外。矿藏资源丰富，物产充裕；工业布局合理，门类齐全。现已勘明优质矿藏30多种，“棋梓灰岩”、含锌天然矿泉水、白云石、矽石、石膏、滑石、铁、锰等质优量多。形成了以冶金、建材、食品、机电、化工、制革为主体的现代工业格局。市内有湖南韶峰水泥集团有限公司、五矿（湖南）铁合金有限责任公司、湖南有色氟化学有限责任公司、湖南燕京啤酒有限公司、湘潭碱业有限公司、湖南景湘肥业有限公司等全国大型企业。韶峰水泥、骄杨系列啤酒、皮革产品等一批名优产品畅销全国各地。 2.1.2 自然条件1.地理湘乡市交通便利，电力充足，通信发达。湘黔铁路、洛湛铁路、320国道、娄湘高等级公路、湘柘公路、上瑞高速公路、沪昆高速铁路（建设中）横贯全市东西南北。高标准水泥路通乡到村入户，市内数十条公共汽车线路、5个出租汽车公司，编织了以市城为轴心的交通网络。2.气候湘乡靠近北回归线，是较为典型的亚热带季风湿润气候。四季分明，雨量充沛，雨热同季，土地肥沃，溪河密布，作物生长期长，是著名的粮猪强市。 3.地质地貌全市海拔高程在100米以下，相对高差小于10米，地面坡度小于5度的平原有500平方公里；海拔高程100150米，地面坡度515度，相对高差1060米的岗地约600平方公里；海拔高程120300米，地面坡度1525度，相对高差60200米的丘陵有450平方公里；海拔300米以上，地面坡度25度以上，高差200米以上的山地有400多平方公里。4.水文湘乡市主要水系为涟水汇入的一级支流有13条。涟水最大年径流量为61.43亿立方米，最少年径流量16.80亿立方米2.2 排水现状湘乡市城区排水体制已基本由原来的合流制体制改造为分流制体制，没有污水处理设施，管网总长度为66km，密度为5.46m/km2。县城区排水主管网至拟新建污水处理厂的排水系统已基本形成，通过排水管道汇入紧靠新建污水处理厂的界水暗涵。城区污水通过界水暗涵排至新建污水处理厂，排水系统的输送能力能保证二期污水处理厂4万m3/d的工程规模。2.3 工程建设的必要性近年来，以经济建设为中心，改革开放以来三十年间，城镇建设迅速发展，由于没有污水处理设施，对周围环境已经造成巨大破坏。原有排水体制已远远跟不上经济发展的需要，制约社会经济进一步发展。涟水河，是该市主要的河流。涟水河流经西北边界，该市的主要水源。但近年来涟水河河水质受到严重污染，沿河两岸地下水遭到不同程度的污染，严重影响了湘乡市的经济和两岸人民身体健康。由于该市尚无污水厂，如果污水不加以治理，直接排入河内，则对该市的生态环境也会有严重的影响。目前，国内各城市间除了政策、交通、地理、服务外，提供完善的基础设施，创造优美清新的环境已成为新的竞争点，吸引投资已由初期注重数量转为更加注重质量，因此更需加强环保及基础设施建设，排水工程作为基础设施和环保的重要组成部分，成为重点建设项目之一。污水处理厂项目的建设，关系到当地居民的切身利益，是发展城镇建设重要的基础设施。项目建成后，可以改善当地居民的生活环境，也可以改善当地的经济发展环境，更可以提高人民的身体健康水平。总之，为使环境保护的步伐能够跟上经济发展的步伐，彻底消除湘乡市污水对湘江流域的污染，保护这一地区的生态环境，保证人民的身体健康，兴建湘乡市污水处理厂是必要的和紧迫的，它具有显著的社会效益、经济效益和环境效益。2.4 建设湘乡市污水处理厂的可行性首先，国家对环境治理、保护水资源、控制水污染提到议事日程，在政策与资金方面给与大力的支持。随着我国国民经济的发展，水体污染问题日益严重，社会各界将更加关注水体的环境保护和治理工作，有利于该工程的尽早实施。该市地处中国的中地区，气候因素对污水处理厂的影响不大，因此，只要污水处理厂的设计参数选用合理，工程措施采用得当，取得良好的处理效果是不存在任何问题的。污水处理工程属于城市公益事业，以往都被无偿使用，导致污水处理厂的建设和运营都存在资金问题。因此，必须早下决心，解决污水的无偿排放问题。这样，由市财政、受益各企事业单位和社会各界共同出资，工程项目资金问题是能够解决的。湘乡市市政府非常重视此项工作，进行了县城总体规划工作，对城市的环境保护做了很多工作。在我国，环境保护工作作为一项基本国策，受到了社会和各级人民政府的重视。中央人民政府和相关的管理部门颁布了一系列法律和法规，以保证这一基本国策的执行。这样一个惠民工程一定能得到政府的大力支持。第三章 方案论证3.1 水质情况的论证3.1.1 进水指标根据湘乡市污水处理厂工程可行性研究报告，湘乡市污水处理厂工程环境影响报告书的批复及湘乡市污水处理厂筹建处提供的水质化验报告，并参考类似工程，确定污水处理厂进厂水质指标如下:COD ：260mg/L BOD5：130mg/ LSS ： 170mg/ L TKN ：23mg/ LTP： 3.5mg/ L T12CPH： 7.6 总碱度：270 mg/L（以CaCO3计）3.1.2 出水指标根据国家现行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002），湘乡市污水处理厂工程可行性研究报告及湘乡市污水处理厂工程环境影响报告书的批复，接纳水体的环境容量确定出厂水质指标为：COD60mg/L BOD520mg/LSS 20mg/L NH4+-N2mg/L NO3-N10mg/L TP 1 mg/L pH：783.1.3 处理程度计算1.BOD5的去除率 2.COD的去除率 3.SS的去除率 4.N的去除率 5.P的去除率 因此可以得到下表表3.1 各种污染物处理程度 单位：mg/L项目BOD5CODSSNP进水130260170233.5出水206020101去除率 84.6% 76.9%88.2%56.5%71.4%设计计算按以上标准进行。3.2 水量情况的论证本工程根据湘乡市城区的实际情况分二期建设。近期污水量为4104m3/d，其中生活污水和工业废水所占比例约为1:1.25。近期工业废水量见下表。根据污水量的组成比例，故一期生活污水量最大约为4104m3/d。远期污水量: 远期增加排放污水量2104m3/d，预计增加污水量构成如下：生活污水：0.7104m3/d；工业废水：1.3104m3/d。所以近期污水量为4104m3/d，远期的污水量为6104m3/d。3.3 污水处理厂厂址的论证该污水处理厂处于栏马槽村，为新建污水厂，规划用地面积117.3亩,其中包括二期污水处理预留地和污水再生利用预留地。城市海拔高度105.0m，场地平整。污水厂进水口位于厂区东北角，进水污水管管底标高100.39m。厂址位于湘乡市城区东部，交通便利。连接污水处理厂的排水管网已基本形成。厂区附近建有220KV变电站一座，可满足厂内供电需要。污水经处理后出水靠重力流直接排入涟水河,该河流符合地表水环境质量标准中的类标准。河水最高水位103.40m。地下水水位深度34m。综上所述，项目拟建在湘乡市城区东部，该地区临近河道，规划用地117.3亩，所需土地、水、能源等条件当地能够解决。此外，该地区位于城市主导风向的下风向，不会对县城居民的正常生活造成影响。符合污水处理厂的建设要求。可以在此处建设污水处理厂。3.4 污水处理工艺的论证该设计在水质处理中要求达到上述的处理效果。即要求处理工艺既能有效地去除BOD5、CODcr、SS等，又能达到脱氮除磷的效果。目前，用于城市污水处理具有一定脱氮除磷效果的污水处理工艺可以分为两大类：第一类为按空间进行分割的连续流活性污泥法；第二类为按时间进行分割的间歇式活性污泥法。按空间分割的连续流活性污泥法是指各种功能在不同的空间（不同的池子）内完成。目前，较成熟的工艺有：A-A-O工艺、氧化沟法和AB法。按时间进行分割的间歇式活性污泥法，近年来，已发展成多种改良型，主要有：传统SBR法、CASS法等。为达到该处理要求，现提出三种可供选择的处理工艺：3.4.1 A-A-O工艺A-A-O工艺，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称。按实际意义来说，本工艺称为厌氧-缺氧-好氧法更为确切。该工艺在厌氧好氧除磷工艺(A2O)中加一缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以达到硝化脱氮的目的。A2O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO0.3mg/L)，释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。 二是脱氮，缺氧段要控制DO6262(各1)注：非常年运转的泵站，备用