10万吨天城 市污水处理 工程设计 （AAO工 艺 ）

1任务书院（系）化工与环境工程学院专业班级学生学号一、毕业设计题目10万吨/天城市污水处理工程设计（AAO工艺）二、毕业设计工作自20年03月07日起至20年06月12日止三、毕业设计进行地点第二教学楼A座四、毕业设计内容要求1课题主要内容本课题针对“10万吨/天城市污水处理工程设计”，生物处理工艺选用“AAO工艺”。设计主要内容如下（1）概述包括设计依据、设计原始资料、设计采用的指标和技术标准、设计原则等；（2）工艺流程的选择确定含城市污水处理的国内外现状，工艺流程的选择，方案比较及各单元构筑物选型的分析说明，本设计的先进性及特点等；（3）单元构筑物的设计计算；（4）污水处理厂平面布置及高程布置；（5）工程概算与处理成本；（6）设计图纸。（另外设计说明书还包括结论、致谢、参考文献等内容）2设计应完成的任务（1）调研、查阅、搜集与课题相关的文献资料，收集设计原始资料；（2）按要求撰写开题报告；初步确定设计的方案；（3）根据课题内容进行工艺流程选择与设计计算；2广东石油化工学院毕业设计10万吨/天城市污水处理工程设计（AAO工艺）（4）按学校规定要求撰写并按时提交设计说明书（20万字以上），按规范绘制相关图纸58张；（5）按时参加答辩。3调研、文献查阅及外文翻译要求（1）查阅相关文献15篇以上，其中外文文献不少于2篇；4学生应提交的毕业设计材料（1）毕业设计开题报告；（2）毕业设计说明书；（3）毕业设计图纸58张（其中A1号图纸不少于2张，A2号图纸不少于3张）。指导教师接受设计论文任务开始执行日期20年03月07日学生签名摘要该毕业设计的题目为10万吨/天城市污水处理工程设计，应用的处理工艺为AAO工艺，具有脱氮除磷的效果。进水水质为CODCR290MG/L，BOD5180MG/L，SS200MG/L，NH3N35MG/L，TP6MG/L,PH7085，出水水质为CODCR100MG/L，BOD520MG/L，SS20MG/L，NH3N15MG/L,TP1MG/L，达到污水排放二级标准。该污水厂的处理流程为从粗格栅到泵房到细格栅到沉砂池，进入反应池，进入辐流式二次沉淀池，再进入消毒池，最后出水；从反应池排出的剩余污泥集中输送到污泥浓缩池，由剩余污泥泵直接输送到污泥脱水房脱水，最后外运处置。关键词AAO工艺脱氮除磷污水处理2ABSTRACTTHESUBJECTOFGRADUATIONIS1105TONS/DAYOFMUNICIPALWASTEWATERTREATMENTENGINEERINGDESIGN,PROCESSTHEAPPLICATIONPROCESSFORTHEAAO,HASTHEEFFECTOFNITROGENANDPHOSPHORUSREMOVALINFLUENTWATERQUALITYISCODCR290MG/L,BOD5180MG/L,SS200MG/L,NH3N35MG/L,TP6MG/L,PH7085,EFFLUENTWATERQUALITYISCODCR100MG/L，BOD520MG/L，SS20MG/L，NH3N15MG/L,TP1MG/L，TOSECONDARYEFFLUENTSTANDARDSTHESEWAGETREATMENTPLANTPROCESSISFROMCOARSETOFINEGRIDTOTHEGRIDTOPUMPGRITCHAMBER,INTOTHEREACTIONPOOL,RADIALFLOWINTOTHESECONDARYSEDIMENTATIONTANK,REENTERINGTHEDISINFECTIONOFPOOL,FINALLYOUTFLOWOFWATERDISCHARGEDFROMTHEREACTORSLUDGECONCENTRATIONDELIVEREDTOTHESLUDGETHICKENERBYTHESLUDGEPUMPDIRECTLYTOTHESLUDGEDEWATERINGHOUSEDEHYDRATED,ANDFINALLYSINOTRANSDISPOSALKEYWORDSAAOPROCESSNITROGENANDPHOSPHORUSREMOVALSEWAGETREATMENT1第一章概述目录第一章概述111设计任务1111设计题目1112基本资料1113设计任务2114设计成果212设计需要使用的有关法规、标准、设计规范和资料213处理程度314工艺比较选择315AAO法脱氮除磷工艺9第二章污水处理厂工艺设计及计算1121设计流量11211设计规模11212设计最大流量与总变化系数1122格栅设计计算1123泵房设计计算1424沉砂池设计1525AAO生物反应池设计计算1726二沉池设计2227接触消毒池设计计算2628污泥浓缩池设计计算28第三章污水处理厂总体布置3031污水厂平面布置30311污水处理厂平面布置的原则30312污水处理厂的平面布置3132污水厂的高程布置31321污水处理厂高程的布置方法31322本污水处理厂高程计算33第四章污水厂构筑物及设备汇总与费用核算3641设备部分3642土建部分3643总投资费用3844经济效益分析38第五章结论40第六章环境保护41致谢42参考文献432第一章概述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。11设计任务111设计题目某区10万吨/天污水厂初步设计（AAO工艺）112基本资料1、污水水量、水质（1）设计规模设计日平均污水流量Q100000M3/D；设计最大小时流量QMAX5600M3/H。（2）进水水质CODCR290MG/L，BOD5180MG/L，SS200MG/L，NH3N35MG/L，TP6MG/L,PH7085（3）污水处理要求污水经过二级处理后应符合以下具体要求CODCR100MG/L，BOD520MG/L，SS20MG/L，NH3N15MG/L,TP1MG/L（4）处理工艺流程污水拟采用AAO工艺处理，具体流程自行设计。（5）气象资料1第一章概述该市属亚热带海洋性季风气候，冬无严寒，夏无酷暑，气候温和湿润。年平均气温23，最高气温366C，最低气温14C，年平均相对湿度80。常年主导风向为西风和西北风，年平均风速53米/秒，年平均降雨量1933毫米。（6）污水排水接纳河流资料该污水厂的出水直接排入厂区外部的河流，其最高洪水位为2M，常水位为3M，枯水位为5M。（7）厂址及场地现状污水处理厂拟用场地较为平整。假定平整后厂区的地面标高为000M，原污水将通过管网输送到污水厂，来水管管底标高为250M，充满度为05M。113设计任务根据所给的原始资料，设计污水处理厂，具体内容包括1、确定污水处理厂的工艺流程，对处理构筑物选型做说明；2、对主要处理设施（如格栅、沉砂池、A池、O池、污泥浓缩池等）进行工艺计算（附必要的计算草图）；3、按扩初标准，画出污水处理厂平面布置图，内容包括表示出处理厂的范围，全部处理构筑物及辅助建筑物、主要管线的布置、主干道及处理构筑物发展的可能性；4、按扩初标准，画出污水处理厂工艺流程高程布置图，表示出原污水、各处理构筑物的高程关系、水位高度以及处理出水的出厂方式；5、编写设计说明书、计算书。114设计成果1、设计计算说明书一份；2、设计图纸（6张以上）污水处理厂平面布置图、高程图、工艺流程图、构筑物剖面图。12设计需要使用的有关法规、标准、设计规范和资料需要参考的设计指南、规范和设计手册1室外排水设计规范（GBJ1487）2地表水环境标准（GBHZB11999）3污水综合排放标准（GB89781996）4城市污水处理厂污水污泥排放标准（GJ302593313处理程度1BOD5的去除率18020/1801008892CODCR的去除率290100/2901006563SS的去除率20020/200100904氨氮的去除率3515/351005715总磷的去除率611006833414工艺比较选择1处理工艺流程选择应考虑的因素1污水处理厂的工艺流程系指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下，所采用的污水处理技术各单元的有机组合。在选定处理工艺流程的同时，还需要考虑各处理单元构筑物的形式，两者互为制约，互为影响。污水处理工艺流程的选定，主要以下列各项因素作为依据。污水的处理程度；工程造价与运行费用；当地的各项条件；原污水的水量与污水流入工程。该污水处理厂日处理能力约10万吨,属于中等规模的污水处理厂。按城市污水处理和污染防治技术政策要求推荐，20万T/D规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，1020万T/D污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如AAO工艺、A/O工艺、SBR及其改良工艺、氧化沟工艺、以及水解好氧工艺、生物滤池工艺等。由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理。可供选取的工艺A/O工艺，AAO工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺。2适合于中型污水处理厂的除磷脱氮工艺2该污水处理厂要求对原水中的氮、磷有比较好的去除，应采用二级强化处理。根据城市污水处理和污染防治技术政策推荐，以及国内外工程实例和丰富的经验，比较第一章概述4成熟的适合中等规模具有除磷、脱氮的工艺有AAO工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟及其改良工艺。A/O工艺、AAO工艺、各种氧化沟工艺、SBR工艺这些从活性污泥法派生出来的工艺都可以实现除碳、除氮、除磷三种流程的组合，都是比较实用的除磷脱氮工艺。141AAO处理工艺内回流进水出水厌氧缺氧好氧二沉池污泥回流图11AAO工艺流程AAO处理工艺是ANAEROBICANOXICOXIC的英文缩写，它是厌氧缺氧好氧生物脱氮除磷工艺的简称，AAO工艺是在厌氧好氧除磷工艺的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。2AAO工艺的特点厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能；在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其它工艺。在厌氧缺氧好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。污泥中含磷量高，一般为25以上3。142氧化沟工艺5回流污泥转刷导流板导流墙中心墙沉淀池刮泥机进水出水堰图12氧化沟构造和工艺图严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟，如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。4氧化沟具有以下特点1工艺流程简单，运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。2运行稳定，处理效果好。氧化沟的BOD平均处理水平可达到95左右。3能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。4污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为2030D，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。5可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一般大于80。但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施。6基建投资省、运行费用低。和传统活性污泥法工艺相比，在去除BOD、去除BOD和NH3N及去除BOD和脱氮三种情况下，基建费用和运行费用都有较大降低，特别是在去除BOD和脱氮情况下更省。同时统计表明在规模较小的情况下，氧化沟的基建投资比传统活性污泥法节省更多。第一章概述6进水和回流污泥导流墙低氧区曝气器高氧区图13卡鲁塞尔氧化沟CARROUSEL原指游艺场中的循环转椅，如图13。为一个多沟串联系统，进水与活性污泥混合后沿箭头方向在沟内不停的循环流动，采用表面机械曝气器，每沟渠的一端各安装一个。靠近曝气器下游的区段为好氧区，处于曝气器上游和外环的区段为缺氧区，混合液交替进行好氧和缺氧，不仅提供了良好的生物脱氮条件，而且有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉淀。中心岛出水回流污泥二沉池进水图14ORBAL氧化沟ORBAL氧化沟ORBAL氧化沟，即“0、1、2”工艺，由内到外分别形成厌氧、缺氧、和好氧三个区域，采用转碟曝气。由于从内沟好氧区到中沟缺氧区之间没有回流设施，所以总的脱氮效率较差。在厌氧区采用表面搅拌设备，不可避免的带入相当数量的溶解氧，使得除磷效率较差。7沉淀池转刷图15三沟式（T型）交替式氧化沟三沟式氧化沟属于交替运行式氧化沟，由丹麦KRUGER公司创建，如上图。由三条同容积的沟槽串联组成，两侧的池子交替作为曝气池和沉淀池，中间的池子一直作为曝气池。原污水交替地进入两侧的池子，处理出水则相应地从作为沉淀池的池中流出，这样提高了曝气转刷的利用率达59左右，另外也有利于生物脱氮。三沟式氧化沟流程简洁，具有生物脱氮功能，由于无专门的厌氧区，因此，生物除磷效果差，而且由于交替运行，总的容积利用率低，约为55，设备总数量多，利用率低。143SBR工艺SBR是一种间歇式的活性泥泥系统，其基本特征是在一个反应池内完成污水的生化反应、固液分离、排水、排泥。可通过双池或多池组合运行实现连续进出水。SBR通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标，具有很大的灵活性。SBR池通常每个周期运行46小时，当出现雨水高峰流量时，SBR系统就从正常循环自动切换至雨水运行模式，通过调整其循环周期，以适应来水量的变化。SBR系统通常能够承受35倍旱流量的冲击负荷。SBR工艺具有以下特点1SBR工艺流程简单、管理方便、造价低。SBR工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资30以上，而且布置紧凑，节省用地。由于科技进步，目前自动控制已相当成熟、配套。这就使得运行管理变得十分方便、灵活，很适合小城市采用。2处理效果好。SBR工艺反应过程是不连续的，是典型的非稳态过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的尽管是处于完全混合状态中，随时间的延续而逐渐降低。反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程之中，因此处理效果好。3有较好的除磷脱氮效果。SBR工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率。4污泥沉降性能好。SBR工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。同时由于SBR工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好。第一章概述85SBR工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质波动。6其最大的缺点就是操作复杂，难以管理。首先，大部分SBR工艺采用间歇进水、排水，为实现连续进出水需在几个SBR反应器之间频繁切换；其次，SBR循环出现厌氧、好氧、缺氧环境，环境边界变化范围大，特定环境下优势菌属的生化反应是渐变和滞后的过程；此外，脱氮和除磷在同一反应器中进行，相互之间的影响在所难免3。3适合于中型污水处理厂的除磷脱氮工艺的比较上述适合于中型污水处理厂的除磷脱氮工艺比较多，为了选择出经济技术更合理的处理工艺，以下对上述适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺进行经济技术比较。表11适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺的比较5工艺名称氧化沟工艺AAO工艺SBR工艺1处理流程简单，构筑物少，基建费用省；2处理效果好，有稳定的除P脱N功能；3对高浓度的工业废水有很大稀释作用；4有较强的抗冲击负荷能力；5能处理不容易降解的有机物；6优污泥生成量少，污泥不需要消化点处理，不需要污泥回流系统；7技术先进成熟，管理维护简单；8国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验；9对于中小型污水厂投资省，成本底；10无须设初沉池，二沉池。1具有较好的脱氮除磷功能；2具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；3具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；4稳定性高,受到冲击负荷恢复时间短，约为34天；5缺氧段污泥沉降性能好,污泥沉降性好，具有颗粒化现象，不会发生污泥膨胀；6技术先进成熟，运行稳妥可靠；7管理维护简单，运行费用低；8沼气可回收利用；9国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验。1流程十分简单；2合建式，占地省，处理成本底；3处理效果好，有稳定的除P脱N功能；4不需要污泥回流系统和回流液；不设专门的二沉池；5除磷脱氮的厌氧，缺氧和好氧不是由空间划分的，而是由时间控制的。1周期运行，对自动化控制能力要求高；2污泥稳定性没有缺厌氧消化稳定；3容积及设备利点用率低；4脱氮效果进一步提高需要在氧化沟前设厌氧池。5占地面积大。1处理构筑物较多；2，污泥回流量大，能耗高。3沼气利用经济效益差。1间歇运行，对自动化控制能力要求高；2污泥稳定性没有厌氧消化稳定；3容积及设备利用率低；4变水位运行，电耗增大；5除磷脱氮效果一般。9综上所述，可得比较适合本污水处理厂的工艺是AAO工艺。因为这种工艺具有较好的除磷脱氮功能；具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；技术成熟，运行稳妥可靠；管理维护简单，运行费用低；国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验技术先进成熟，最为重要的是该工艺总水力停留时间少于其他同类工艺，节省基建费用，占地面积相对较小，该工艺无疑具有非常大的吸引力。15AAO法脱氮除磷工艺151原理生物池通过曝气装置、推进器厌氧段和缺氧段及回流渠道的布置分成厌氧段、缺氧段、好氧段。在该工艺流程内，BOD5、SS和以各种形式存在的氮和磷将一一被去除。AAO生物脱氮除磷系统的活性污泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌组成。在好氧段，硝化细菌将入流中的氨氮及有机氮氨化成的氨氮，通过生物硝化作用，转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用，转化成氮气逸入到大气中，从而达到脱氮的目的；在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通过剩余污泥的排放，将磷除去。152AAO工艺流程图第一章概述10事故超越管城市污水格栅沉砂池池二沉池消毒池出水垃圾,砂渣外运处理污泥回流污泥泵房浓缩池上清液浓缩池污泥脱水机出水储泥池,脱水间干泥外运图16AAO工艺流程图11广东石油化工学院毕业设计10万吨/天城市污水处理工程设计（AAO工艺）MAXMAXMAX第二章污水处理厂工艺设计及计算21设计流量211设计规模本设计设计规模Q100000M3/D,属中大型污水处理厂，这种设计流量一般用来计算污水厂的栅渣量、沉砂量、耗药量、处理总水量、总泥量等。212设计最大流量与总变化系数（M3/H或L/S）污水厂进水管设计用此流量，污水厂各构筑物（另有规定除外）及厂内管渠都应满足此流量。由设计流量乘以总变化系数而得到设计最大流量。设计最大流量用来计算各构筑物工艺尺寸及厂内管道的大小。（1）总变化系数的确定Q100000M3/D41667M3/H116M3/SQ5600M3/HKZQMAX/Q5600/4166713422格栅设计计算221已知条件设计平均流量Q41667M3/H116M3/S，总变化系数KZ134222设计计算（1）栅槽宽度栅条的间隙数N,个QSINNBHV式中Q最大设计流量，M3S；A格栅倾角，（），取60；B格栅间隙，M,取B002M；N栅条间隙数，个；12第二章污水处理厂工艺设计及计算11LH栅前水深，M，取H04V过栅流速，M/S，取V09M/S25001000图21格栅计算示意图格栅设两组，按两组同时工作设计。即QQMAX/2则N156SIN609420020409栅槽宽度B栅槽宽度一般比格栅宽0203M，取02M；设栅条宽度S10MM001M则栅槽宽度BSN1BN020019410029402301M2通过格栅的水头损失H1进水渠道渐宽部分的长度L1。设进水渠宽B120M，其渐宽部分展开角度120，进水渠道内的流速为073M/S。BB30121139M2TAN12TAN20栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2,ML139207M22通过格栅的水头损失H,M13广东石油化工学院毕业设计10万吨/天城市污水处理工程设计（AAO工艺）H010H11H20HHK2H212LL12H12WZHK43VSSIN,2GB式中H设计水头损失，M；H计算水头损失，M；G重力加速度，MS2；K系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供的计算公式和相关系数计算；设栅条断面为锐边距形断面，242。432SV10SINKB2G2424300109SIN6030021960103（M）（3）栅后槽总高度H，M设栅前渠道超高03MHHH040103030803M08M（4）栅槽总长度L,ML10051TAN式中，H为栅前渠道深，HHH，M。L13907100504033994（M）TAN60（5）每日栅渣量W，M3D86400QWMAX11000K式中，W为栅渣量，M3103M3污水，格栅间隙为1625MM时，W0101114第二章污水处理厂工艺设计及计算113005M3103M3污水。格栅间隙为3050MM时，W00301M3103M3污水。本设计格栅间隙为20MM,取W008M3103M3污水。W864001560008402M3/D03M3/D21000134宜采用机械清渣，在本设计中选用自清洗回转式机械格栅。23泵房设计计算231设计要点（1）泵站形式自灌式考虑到场地地形、地势及水量采用半地下式方形泵站。（2）选泵原则根据流量、扬程选择污水泵。232设计参数选定设计流量QMAX1560L/S，泵房工程结构按最大流量设计,考虑选取5台潜水排污泵四用一备，则每台流量为15604390L/S1404M3/H。集水池容积采用相当于一台水泵的60MIN的流量，即390W6060100014004M233泵房设计计算采用AAO工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入涡流沉砂池，然后自流通过AAO池、接触池，最后由出水管道排入河流。各构筑物的水面标高和池底埋深见高程计算。污水提升前水位121M既泵站吸水池最底水位,提升后水位4325M即出水口水面标高。所以，提升净扬程Z4325（121）5535M水泵水头损失取20M从而需水泵扬程HZH7535M再根据设计流量1560L/S5600M3/H，采用5台QW系列污水泵，单台提升流量1404M3/H。采用QW系列潜水污水泵350QW150015905台，四用一备。该泵提升流量1500M3/H，扬程15M，转速980R/MIN，功率90KW。占地面积为81661328M2，高954M,泵房为半地下式，地下埋深313M。15广东石油化工学院毕业设计10万吨/天城市污水处理工程设计（AAO工艺）24沉砂池设计沉砂池主要用于去除污水中粒径大于02MM，密度265T/M3的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和旋流式四种形式。平流式沉砂池具有构造简单、处理效果好的优点；竖流式沉砂池污水由中心管进入池后自下而上流动，无机物颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差；区旗沉砂池则是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流方向垂直的横向恒速环流。砂粒之间产生摩擦作用，可使沙粒上悬浮性有机物得以有效分离，且不使细小悬浮物沉淀，便于沉砂和有机物的分别处理和处置。由于旋流式沉砂池有占地小，能耗低，土建费用低的优点。本设计采用钟式沉砂池。钟式沉砂池采用重力原理，水流经水渠进入沉砂池，分选区水流分为两个环，内环在叶轮推动下向上流动，外环基本上保持静止。砂料以重力沉降到外环的斜底上，并顺斜坡滑入集砂区，轻的有机物则在径向叶轮的推力下与砂料分离，返回到水流中去6。设计说明污水经立式污水污物泵提升后经细格栅，进入钟式沉砂池，共两组对称与提升泵房中轴线布置，每组分为两格。设计资料1沉砂池表面负荷200M3/M2H,水力停留时间25S2进水渠道直段长度为渠道宽度的7倍，并不小于45米，以创造平稳的进水条件；3进水渠道流速，在最大流量的4080的情况下为0609M/S，在最小流量时大于015M/S；但最大流量时不大于12M/S。4出水渠道与进水渠道的夹角大于270度，以最大限度的延长水流在沉砂池中的停留时间，达到有效除砂的目的。两种渠道均设在沉砂池的上部以防止扰动砂子。5水渠道宽度为进水渠道的两倍。出水渠道的直线段要相当于出水渠道的宽度。6沉砂池前应设格栅。沉砂池下游设堰板或巴氏计量槽，以便保持沉砂池内需要的水位。16第二章污水处理厂工艺设计及计算图22钟式沉砂池工艺图图23钟式沉砂池设计图设计数据钟式沉砂池的水力表面负荷为150200M3/M2H水力停留时间约为30SQ1560L/SQ11560/2780L/S选择两套钟式沉砂池并联使用,故可选择型号为900的钟式沉砂池具体设计参数尺寸大17广东石油化工学院毕业设计10万吨/天城市污水处理工程设计（AAO工艺）小见下表表21部分钟式沉砂池的型号及尺寸7型号流量ABCDEFGHJKL/L/S5505303651500751500401700600510580801459008804871501001000402201000510600801851300132054815011022004022010006106308018517351750580150120240040250130075070080195200022061015012024004025013008907508019525AAO生物反应池设计计算251设计要点（1）污水中可生物降解的有机物对脱氮除磷的影响厌氧段进水中可溶性磷与溶解性BOD5之比小于006，才会有较好的除磷效果。污水中COD/TKN8时，氮的总去除率可达80，COD/TKN8TP/BOD56/180003006，符合条件。（1）有关设计参数BOD污泥负荷N015KGBODKGMLSSD。回流污泥浓度XR6000MGL。污泥回流比R200。R混合液悬浮固体浓度X1R26000124000MGL。（2）反应池容积V，MVQS0NX100000018180333330003M3反应池总水力停留时间TVQ3000310000003D72H各段水力停留时间和容积缺氧厌氧好氧113厌氧池水力停留时间17251144H，池容V30003560006M缺氧池水力停留时间17251144H，池容V30003560006M19广东石油化工学院毕业设计10万吨/天城市污水处理工程设计（AAO工艺）3T好好好氧池水力停留时间3725432H，池容V330003518002MM2各个生化池水深设计为H5M,则三个池的池体面积分别为1200M2,1200M2,3600M2设计成两套并联的AAO工艺池,则每套工艺池的三个池体面积为600M2,600M2,1800生化池尺寸设计采用厌氧池、缺氧池、好氧池三池共建，如图24所示，分为两组并联运行。水深取5M，超高05M每组厌氧区面积600M2，缺氧池面积600M2，好氧区面积1800M2总面积3000M2取池宽5000M，则池长60M取厌氧池长500M，则厌氧池宽12M，中间设两廊道，每廊道宽6M，每廊道中设一道导流墙。取缺氧池长500M，则厌氧池宽12M，中间设两廊道，每廊道宽6M，每廊道中设一道导流墙。好氧池采用6廊道设计，去除廊道导流墙宽度0452M，每廊道宽8M。1800每廊道长86375M图24AAO工艺池剩余污泥的计算干污泥量第二章污水处理厂工艺设计及计算20REW0V0SEQLLERVRNDWQLLBVXS051降解BOD生成污泥量1R0055416672401608800MG/L2内源呼吸分解泥量XVFX0753333249975MG/L25KG/M3W2BVXV005180022522502KG/D3不可生物降解和惰性悬浮物量NVSS。该部分占总TSS的50W3QRS0SE50416672402000020509000KG/D3剩余污泥量WW1W2W3880022502900015550KG/D每日生成活性污泥量XWW1W288002250265498KG/D4湿污泥量剩余污泥含水率P992QWS1P10001555010992100019438M3/D81M3/H4泥龄CXV33C1800238DW155501需氧量设计需氧量RAQSBVXBN054166701800020015180023345741667350100001265498/24286416673515100001265498/2429443666323829672KG/D403KG/H计算曝气池内平均溶解氧饱和度采用网状膜型微孔空气扩散器，敷设于池底，距池底020M，淹没深度H48M，计算广东石油化工学院毕业设计10万吨/天城市污水处理工程设计（AAO工艺）21PO1483105193206610542206610542PO1483105193206610542206610542PPAOACCPBEABBGS温度为30。CSB鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度平均值CS为在大气压力条件下，氧的饱和度SBSB2066OT105421空气扩散装置出口处的绝对压力98105H101310598103481483105P2气泡离开池面时氧的百分比211ET100211011001937921179211013确定20和30的氧饱和度CS20CS3092MG/L763MG/LCSB30CST763898MG/LCSB20CST921083MG/L鼓风曝气池20时脱氧清水的需氧量RCR0CSBTSB20C1024T20924410830850951898051024302011574KG/D4822KGO2/H供气量R01004822100160733M3/H2679M3/MIN03EA0310空气管路的计算曝气头数目的确定每个微孔曝气头出气量（8M3/H个），需微孔曝气头GS/82100个第二章污水处理厂工艺设计及计算22AN2两组好氧池，每组设三个曝气支管，每个支管上设置8个竖管，每个竖管设5个横管。2100每个横管上设置2649个曝气头。图25曝气单元图26二沉池设计本设计采用中心进水辐流式沉淀池设计参数水力表面负荷Q085M3/M2H,出水堰负荷设计规范规定为17L/SM14688M3/MD沉淀池个数N2；沉淀时间T4H设计计算（1）池表面积AQ41667Q0854902M2（2）单池面积A4902单池2451M2（3）池直径4AD单池4245131456M（4）沉淀部分有效水深H2广东石油化工学院毕业设计10万吨/天城市污水处理工程设计（AAO工艺）23R2V2混合液在分离区泥水分离，该区存在絮凝和沉淀两个过程，分离区的沉淀过程会受进水的紊流影响计算公式H2QT085434M（5）沉淀池部分有效容积VDH423144562347730M3（6）沉淀池坡底落差取池底坡度I005DH4I22560052213M（7）沉淀池周边（有效）水深H0H2H3H534050544M40M式中H3为缓冲层高度，取05M；H5为挂泥板高度，取05M。8污泥斗容积设污泥斗底直径D214M,上口直径D150M,斗角与水平夹角为45度则污泥斗高度HD142D22TAN4551422TAN4518M因此,贮泥斗容积V1HSSSS134121221185322142225142216M3池底可储存的污泥量为H422R3RR11314313562565524682M3共可储存污泥体积为3V1V21646824698M第二章污水处理厂工艺设计及计算24DD（9）沉淀池总高度H03340505181878M二沉池进水系统计算（1）单池设计流量Q141667/2M3/H20834M3/H0579M3/S进水管设计流量05791R05791508685M3/S管径D11000MM，V1118M/S（2）进水竖井进水井径采用12M，出水口尺寸03512M2，共12个沿井壁均匀分布出水口流速08685V20172M/S02M/S0351212（3）紊流筒计算筒中流速V3003002M/S,取003M/S紊流筒过流面积FQ进308685003289M2紊流筒直径4F232428931412262M780进水管排泥管620056000图26中心进水辐流式沉淀池二沉池出水部分设计广东石油化工学院毕业设计10万吨/天城市污水处理工程设计（AAO工艺）25Q2HH33H2HKH33H2Q集HHH6H526HHH61单池设计流量0579M3/S2环形集水槽内流量设057922029M3S3环形集水槽设计1采用单侧集水环形集水槽计算。槽宽B209KQ集042091302904122M（其中K为安全系数采用1215）槽中流速V05M/SQ槽内终点水深H6029048M槽内起点水深VB051223K2536H6HK3AQ22103029220179MGB9811222H201793K23560480480504M2校核当水流增加一倍时，Q058M3/SV08M/SQ05860594MVB081222H33H6AQ210058233K0284MGB298112222H202843K2356059405940755M所以设计取环形槽内水深为05M，集水槽总高度为0503（超高）08M，采用90三角堰。4出水溢流堰的设计第二章污水处理厂工艺设计及计算261NQQ111LN1采用出水三角堰（90）1堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）H1005M（H2O）2每个三角堰的流量Q11343H247134300524700008213M3/S3三角堰个数N1Q单058000082137074三角堰中心距LD12BD20431456212256080483M283707483图27三角堰27接触消毒池设计计算污水经深度处理后仍需消毒，用来杀灭残留的细菌、病毒等微生物。常见的消毒方法有氯消毒、紫外线消毒、臭氧消毒等。我国主要采用的是氯消毒。其优缺点如下优点具有余氯的持续消毒作用；价值成本低；操作简单，投量准确；不需要庞大的设备。缺点原水有机物高时会产生有机氯化物；容易产生氯酚味；氯气有毒，使用时要注意安全性9。消毒设计本设计消毒采用液氯。城市污水经二级处理，排入受纳水体前，进行加氯消毒并保持一定的余氯量，一般加氯量为1015MG/L；设计采用加氯10MG/L。广东石油化工学院毕业设计10万吨/天城市污水处理工程设计（AAO工艺）2731VQT3V3271液氯消毒工艺设计计算2711已知条件Q100000M3D，投氯量10一般要求加氯量为1015MG/L。2712设计计算加氯量G10G1000100000244167KGH2713加氯机,加氯间采用投加量为2050KG/H加氯机2台，一用一备，并轮换使用。加氯间外面设事故池,池中长期贮水,以防意外发生加氯间要求既不会被雨淋到,亦能保持良好的通风环境。272接触池设计计算2721已知条件最大设计流量QMAX5600MH，接触时间T30MIN。2722设计计算（1）接触池容积VMAX5600052800M（2）采用矩形隔板式接触池两座N2，每座池容积V28001221900M（3）取接触池水深H3M，单格宽B190025M则水流长度L3252533M2533将每座接触池分为7格,则每格池长为7362M（4）复核池容由以上计算，接触池宽B257175M，长L362M，水深H3M。所以V362175319005M31900M3，符合要求。第二章污水处理厂工艺设计及计算283302A21000UU028污泥浓缩池设计计算采用连续式重力浓缩池。281已知条件日产剩余污泥Q19438M3D，含水率P9920，（即固体浓度C8KGM），浓缩后使污泥固体浓度为C30KGM（即污泥含水率P970）。282设计计算（1）浓缩池面积A浓缩污泥为剩余活性污泥，根据下表，污泥固体通量选用30KGM2D。表23重力浓缩池固体通量经10验值污泥类型污泥含水率/固体通量/KGM2D浓缩污泥含水率/初沉污泥活性污泥腐殖污泥混合污泥9597992996989999994801202030405030509092979896979798QC浓缩池面积A0G式中Q污泥量，0M3D；C污泥固体浓度，KGM3；G污泥固体通量，KGM2D。（2）浓缩池直径DQCA0G1943883051835M设计采用N2个圆形辐流池。单池面积A518351N225918M4A浓缩池直径D4259181817M，取D182M广东石油化工学院毕业设计10万吨/天城市污水处理工程设计（AAO工艺）2912HHHH2HH2IHDD5HHH（3）浓缩池深度H浓缩池工作部分的有效水深QT24A式中T浓缩时间，H，取T15H。图28辐流式浓缩池计算简图（单位MM）QT194381522344M24A2451835超高H04M，缓冲层高度H03M，浓缩池设机械刮泥，池底坡度I120，污13泥斗下底直径D10M，上底直径D24M。池底坡度造成的深度DD18422224122004（M）污泥斗高度21TAN552210M浓缩池深度12345042344030410444（M）第二章污水处理厂工艺设计及计算30第三章污水处理厂总体布置31污水厂平面布置311污水处理厂平面布置的原则1、处理单元构筑物的平面布置11处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在作平面布置时，应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区内平面的位置，对此，应考虑1功能分区明确，管理区、污水处理区及污泥处理区相对独立。2构筑物布置力求紧凑，以减少占地面积，并便于管理。3各处理构筑物顺流程布置，避免管线迂回。4变配电间布置在既靠近污水厂进线，又靠近用电负荷大的构筑物处，以节省能耗。5厂区绿化面积不小于3O，总平面布置满足消防要求。6交通顺畅，使施工、管理方便。厂区平面布置除遵循上述原则外，还应根据城市主导风向，进水方向、排水方向，工艺流程特点及厂区地形、地质条件等因素进行布置，既要考虑流程合理，管理方便，经济实用，还要考虑建筑造型，厂区绿化及与周围环境相协调等因素。2、管、渠的平面布置厂区主要管道有污水管道、污泥管道、超越管道、雨水管道、厂区污水管及电缆管线等，设计如下1污水管道污水管道为各污水处理构筑物连接管线及厂区污水管道，管道的布置原则是线路短，埋深合理。厂区污水管道主要是排除厂区生活污水、生产污水、清洗污水、构筑物数量大，厂区污水经污水管收集后接入厂区进水管，与进厂污水一并处理。2污泥管道污泥管道主要为二沉池出泥管，污泥泵房出泥管以及脱水机房污泥管。管道设计时考虑污泥含水率相对较低的特点，选择适当的管径及设计坡度以免淤积。3事故排放管在泵房格栅前设置事故排放管，一旦格栅或水泵发生故障以及需检修时，关闭格栅前后闸门，进厂污水可通过事故排放管溢流临时排入河流。4超越管31广东石油化工学院毕业设计10万吨/天城市污水处理工程设计（AAO工艺）主要在进水泵房后设事故超越管（直接排放），以便在后续构筑物发生事故时污水能顺利排入河流。5雨水管道为避免产生积水，影响生产，在厂区设雨水排放管，厂区雨水直接排入河流。4、辅助建筑物污水处理厂内的辅助建筑物有泵房、办公楼、宿舍楼、配电房、机修车间、仓库、食堂等。他们是污水处理厂不可缺少的组成部分。其建筑面积大小应按具体情况与条件而定。在污水处理厂内应合理的修筑道路，方便运输，广为植树绿化美化厂区，改善卫生条件，按规定，污水处理厂厂区的绿化面积不得少于30。5、本设计污水处理厂的平面布置根据污水处理厂平面布置的原则，本设计污水处理厂的平面布置采用分区的方法，共分三区生活区、污水处理区、污泥处理区。（1）生活区布置设计力争创造一个舒适、安全、便利的条件，以利于工作人员的活动。设有宿舍楼、办公楼、食堂、车库、维修车间及传达室等。建筑物前留有适当空地可作绿化用。（2）水区布置设计要求布置紧凑、分布协调、条块分明。同时对辅助构筑物的布置较为有利。（3）泥区布置考虑到空气污染，将泥区布置在夏季主导风向的下风向，同时，远离人员集中地区。脱水机房接近厂区后门，便于污泥外运312污水处理厂的平面布置污水处理厂一侧为河流。在厂区平面布置及高程布置时，主要根据各构筑物的功能和流程的要求，结合厂址地形、地质条件、进出水方向的可能来进行布置。在平面布置中根据进水方向，在进厂污水管道经格栅进入污水进水泵房，而根据排放水体方向及考虑夏季主导风向将污水处理构筑物依其流程由西向东布置,形成处理厂生产区,厂区绿化用地较多,可改善厂内卫生条件。在高程布置上，处理构筑物标高仅按处理后污水能自然排出为前提，使进厂污水泵房扬程最小，节省运行费用12。32污水厂的高程布置321污水处理厂高程的布置方法1选择两条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算。2以污水接纳的水体的最高水位为起点逆污水处理流程向上计算。3在作高程布置时，还应注意污水流程与污泥流程积极配合。32第三章污水处理厂总体布置污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。13为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以重力流考虑为宜污泥流动不在此例。为此，必须精确的计算污水流动中的水头损失，水头损失包括1污水流经各处理构筑物的水头损失。在作初步设计时可按下表所列数据估算。但应当认识到，污水流经处理构筑物的水头损失，主要产生在进口和出口和需要的跌水多在出口处，而流经构筑物本身的水头损失则很小。表31各构筑物水头损失14构筑物名称水头损失CM构筑物名称水头损失CM格栅1025双层沉淀池1020沉砂池1025曝气池污水潜流入池25