环境毕业论文某某城镇污水处理厂工艺组织设计

1、某城镇污水处理厂工艺设计摘 要本次设计所处理的对象是某城镇的城镇污水。本次设计总水量为45000m3/d；COD450mg/L；BOD5290mg/L；SS250mg/L；PH=69；TN45 mg/L；TP4.0 mg/L；NH3-N30。通过一定合适的工艺处理后达到城镇污水处理厂一级A排放标准，即COD50mg/L；BOD510mg/L；SS10mg/L；PH=69；TN15 mg/L；TP0.5 mg/L ；NH3-N5。通过查阅一定的参考资料，并在导师的精心指导下，决定采用氧化沟工艺作为本次设计的处理方案。在处理过程中，最终使之达标排放。确定工艺流程后，根据本设计处理规模45000m3

2、/d，再对各个水处理构筑物进行了选型及工艺参数的取值。论文中对整个废水处理工艺的选型作了详细的论述和说明；在设计计算说明书中对各个处理构筑物进行了必要的工艺计算。通过对本方案在处理效果和经济效果上的分析比较，可以得出该方案使可行的。设计成果包括毕业设计论文和设计计算说明书各一份，设计图纸10张。关键词 城镇污水；氧化沟工艺；脱氮除磷Some cities sewage treatment plant project technological design AbstractThe object of this design is domestic water.The total capacit

3、y of water is 45000m3/d; chemical oxygen demand (COD)450mg/L；biological oxygen demand (BOD5)290mg/L；suspend solid (SS)250mg/L；PH=69；total nitrogen (TN)45 mg/L；total phosphate (TP)4.0 mg/L；ammonia-nitrogen(NH3-N)0.2 宜采用机械清渣5.2 泵房通过高程计算，从吸水面到泵后细格栅栅栅前水深之间距离为10.579m，水泵自身水头损失2.0和安全水头损失为2.0m，所以提升扬程在15m左右，

4、参照选泵的依据，选择潜水泵型号为350QW1500-15-90型潜污泵，电动机功率90.0kw，990 r/min，出口直径50mm,泵重60kg,两用一备。5.3 细格栅1.设计参数：细格栅的栅条间距为310mm，设置细格栅的目的主要是截留污水中的悬浮固体，对后续生物池等处理设施起保护作用。栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.8m/s栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=0.06m栅前部分长度0.5m，格栅倾角=75单位栅渣量1=0.02m3栅渣/103m3污水渐扩部位展开角1=20，设栅前水深h=1.0m细格栅计算草图2.计算过程：设有两台细格栅并联运行，进水由两条渠道经过细格栅，

5、(1) 格栅的间隙数n= =50.551（个）(2) 格栅的宽度 设计采用锐边矩形钢条为栅条，即栅条宽度s =10mm B=S(n-1)+bn=0.01(51-1)+0.00651=0.806m(3) 进水渠道渐宽部分的长度设进水渠宽=0.45m，其渐宽部分展开角度=，=（0.806 -0.45）/(2tg)0.49m(4) 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(5) 通过格栅的水头损失,设栅条断面为锐边矩形断面,=2.42(0.01/0.006) sin60 3()=0.41m(6) 栅后槽总高度设栅前渠道超高h2=0.3m, 为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降h1作为补偿 H=h+h1+h

6、2=1.0+0.41+0.3=1.71m。(7) 格栅总长度 L=+1.0+0.5+H1/tg=0.49+0.245+1.0+0.5+(1.0+0.3)/ tg=2.25m(H1为栅前渠道深=h+h2)(8) 每日栅渣量的计算在格栅间隙6mm时，设栅渣量为0.02（m3/103m3污水）)，有=0.60.20 宜采用机械清渣5.4 旋流沉砂池设计计算:(1) 旋流沉砂池选择该污水厂设计流量Q=45000=521(l/s)，设有2座旋流沉砂池并联运行，根据设计水量，单座沉砂池的设计水量为260.5L/s,查给水排水设计手册 （第05册）城镇排水第二版中P291表5-10和给水排水工程快速设计手册

7、P84表4-6，选择单座旋流沉砂池的各部分尺寸和规格如下：旋流沉砂池计算草图旋流沉砂池型号及尺寸(mm)型号流量（L/s）ABCDEFGHJKL30031030501000610120030015504503004508001350计水量/（ 104 m3/d）沉砂池直径/m沉砂池深度/m砂斗直径/m2.253.051.351.00砂斗深度/m驱动机构/W桨板转速/(N/min)1.550.7514(2) 排砂方法旋流沉砂池排砂有三种方式:第一种是用砂泵直接从砂斗底部经吸水管排除;第二种是用空气提升器，即在桨板传动轴中插入一空气提升器;第三种是在传动轴中插入砂泵，泵及电机设在沉砂池顶部。本工程

8、采用空气提升器排砂，该提升装置由设备厂家与桨叶分离机成套供应。5.5 厌氧池1. 设计参数设计流量：考虑到厌氧池与氧化沟为一个处理单元，总的水力停留时间超过15h，设计水量按最大日平均时考虑。每座设计流量为Q1=100.2L/s，分4座。水力停留时间：T=2h污泥浓度：X=3000mg/L污泥回流液浓度：Xr=10000mg/L2. 设计计算（1）厌氧池容积：V= Q1T=100.210-323600=721.44m3 （2）厌氧池尺寸：水深取为h=4.0m。则厌氧池面积：A=V/h=721.44/4=180.36m2 设计厌氧池长约为宽的2倍，则可取L=19.0m,B=9.50 厌氧池的总容

9、积V=9.5195=902.5m3,有效容积为721.44m3,则体积有效系数为79.94%,符合有机负荷要求 水力负荷率V2=(Q/24)721.44 =0.6m3/(m2.h)对于颗粒污泥，水力负荷V2=0.10.9 m3/(m2.h),符合要求。5.6 氧化沟1.设计参数拟用卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟，去除BOD5与COD之外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水NH3-N低于排放标准。氧化沟设计分4座，按最大日平均时流量设计，每座氧化沟设计流量为Q1100.2L/s=8657.28m3/d。总污泥龄：20dMLSS=3600mg/L,MLVSS/MLSS=0.75,则MLV

10、SS=2700,a=0.48,b=0.05曝气池：DO2mg/L脱氮速率：qdn=0.0312kgNO3-N/kgMLVSSdK1=0.23 l/d Ko2=1.3mg/L剩余碱度100mg/L(保持PH7.2):所需碱度7.1mg碱度/mgNH3-N氧化；产生碱度3.0mg碱度/mgNO-3-N还原硝化安全系数：2.5硝化温度修正系数：1.082.设计计算（1）碱度平衡计算：1）设计的出水BOD5为10 mg/L，则水中非溶解性BOD5的值为：BOD5f0.7Se1.42（1-e-0.235）6.8mg/L因此，处理水中的溶解性BOD5 为：10-6.8=3.2mg/L2）采用污泥龄30d，

11、则日产泥量为： kg/d 一般情况下，其中有12.4为氮，近似等于TKN中用于合成部分为： 0.124595.9=73.89kg/d 即：TKN中有mg/L用于合成。 需用于氧化的NH3-N =30-8.54-2=19.46 mg/L 需用于还原的NO3-N =19.46-10=9.46 mg/L3）碱度平衡计算 已知产生0.1mg/L碱度 /除去1mg BOD5，且设进水中碱度为250mg/L，剩余碱度=250-7.119.46+3.09.46+0.1（2903.2）=168.89 mg/L 计算所得剩余碱度以CaCO3计，此值可使PH7.2 mg/L（2）硝化区容积计算： 硝化速率为 =0

12、.204 l/d（T=12）故泥龄：d 采用安全系数为2.5，故设计污泥龄为：2.54.9=12.5d 原假定污泥龄为20d，则硝化速率为： l/d 单位基质利用率： kg/kgMLVSS.d MLVSS=fMLSS=0.753600=2700 mg/L 所需的MLVSS总量= 硝化容积：m3 水力停留时间：h （3）反硝化区容积： 12时，反硝化速率为： =0.018kgNO-3-N/kgMLVSS.d还原NO-3-N的总量=kg/d 脱氮所需MLVSS=kg 脱氮所需池容： m3 水力停留时间：h （4）氧化沟的总容积： 总水力停留时间：h 总容积：m3 （5）氧化沟的尺寸： 氧化沟采用4

13、廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深3.5m，宽7m，则氧化沟总长:。其中好氧段长度为，缺氧段长度为。弯道处长度:则单个直道长: （取46m） 故氧化沟总池长=46+7+14=67m，总池宽=74=28m（未计池壁厚）。 校核实际污泥负荷 （6）需氧量计算： 采用如下经验公式计算: 其中：第一项为合成污泥需氧量，第二项为活性污泥内源呼吸需氧量，第三项为硝化污泥需氧量,第四项为反硝化污泥需氧量。 经验系数：A=0.5 B=0.1 需要硝化的氧量： Nr=19.468657.2810-3=168.47kg/d R=0.58657.28)+0.14421.132.7+4.6168.47-2.681.9 =2

14、997.18kg/d=124.88kg/h 采用表面机械曝气时，20时脱氧清水的充氧量为： 取T=30，查表得=0.8,=0.9,氧的饱和度=7.63 mg/L， =9.17 mg/L查手册，选用DY325型倒伞型叶轮表面曝气机，直径3.5m,电机功率N=55kW,单台每小时最大充氧能力为125kgO2/h，每座氧化沟所需数量为n,则 取n=2台（7）回流污泥量： 可由公式求得。式中：X=MLSS=3.6g/L，回流污泥浓度取10g/L。则： （50100，实际取60）考虑到回流至厌氧池的污泥为11%，则回流到氧化沟的污泥总量为49%Q。 （8）剩余污泥量： 如由池底排除，二沉池排泥浓度为10

15、g/L，则每个氧化沟产泥量为：（9）氧化沟计算草草图如下：5.7 二沉池采用两座中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，1设计参数 设计进水量：每座沉淀池流量Q=937.5m3/h 表面负荷：qb范围为1.01.5 m3/ m2.h ，取q=1.0 m3/ m2.h 固体负荷：qs =140 kg/ m2.d 水力停留时间（沉淀时间）：T=3 h 堰负荷：取值范围为1.52.9L/s.m，取2.0 L/(s.m)2.设计计算：二沉池计算草图(1)单池沉淀部分水面面积A，根据生物处理段的特性，选取二沉池表面负荷 q=1.0m3/m2.h，沉淀时间为T=3h。A=937.5m2(2) 池体直径D=34.

16、56m，取D=35m(3) 沉淀部分的有效水深h2=qT=3m(4) 污泥区的容积(为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用Tw=2h)V=1588.24m3 (5) 污泥区的高度h4 污泥斗高度。设池底的径向坡度为i=0.05，污泥斗底部直径D2=2.0m，泥斗上部直径D1=4.0m，污泥斗倾角60，泥斗区高度=1.73m泥斗的容积V1=12.69m3 锥体区高度=（）i=0.775m锥体体积V2=209.25m3 竖直部分的高度=1.46m泥区的总高度h4=+=1.73+0.775+1.46=3.965m(6) 沉淀池的总高度H。设沉淀池的超高h1=0.3m，缓冲层的高度h3=0.5H

17、=h1+h2+h3+h4=0.3+3+0.5+3.965 =7.765m(7) 确定出水堰的尺寸构造、校核堰上水力负荷：二沉池采用双侧环形集水槽，槽宽度取b=0.6m堰上水头。出水堰长度L=209.8m堰上水力负荷q=1.24L/s m1.7 L/s m(符合要求)出水堰的形式和尺寸。采用90度三角堰出水，每米堰板设5个堰口，每个堰口出流量q=0.248(L/s)=0.000248三角个数：n=1050.07，取n=1051个假设堰上水头=0.0210.200时，每个三角堰出流量由公式：q=1.40 式中q为过堰流量，。=0.032（m）算出堰上水头在0.0210.200之间。符合要求。 集水

18、槽临界水深=0.32（m）集水槽启端水深=1.73=1.730.32=0.55（m）设出水槽自由跌落高度=0.2m则集水槽总深度h=+=0.032+0.2+0.55=0.782(m)设计取环形槽内水深为0.80m。5.8 混凝反应池 常规的好氧生物处理工艺主要功能是出去废水中的有机碳化物，废水中的含磷化合物除少部分用于微生物自身生长繁殖的需要外，在常规的生物处理工艺中大部分难以去除而以磷酸盐的形式随二级处理出水排入受纳水体。废水的二级生物出水中的磷含量常常超过0.51.0mg/l，故在二级处理后加一混凝反应池，采用投加石灰的化学除磷法去除污水中的剩余磷，出水磷能达标排放。 本设计采用机械混凝反

19、应池，机械混凝池是利用电机经减速装置带动搅拌器对水流进行搅拌，使水中的颗粒相互碰撞，完成混凝。机械混凝采用旋转的方式，搅拌器采用桨板式，搅拌轴为垂直式。机械搅拌混凝池采用多格串联，适应G值的变化，提高混凝效果。机械混凝池的混凝效果好，可以根据水质水量的变化随时改变桨板的转速，水头损失。缺点是增加机械维修工作。机械混凝池适用于各种水质、水量及变化较大的原水，与平流式沉淀池合建。 1，设计要点 (1)混凝池不少于两组。每组混凝池内一般放36挡搅拌机，各搅拌机之间用隔墙分开，隔墙上、下交错开孔。 (2)混凝时间为1520min。 (3)机械混凝池的深度一般为34m。 (4)叶轮桨板中心处的线速度一般

20、由第一挡0.40.5m/s逐渐减少，最后一挡为0.10.2m/s，各挡搅拌速度梯度值G一般取2030s-1。 (5)每一搅拌轴上的桨板总面积为混凝池水流断面的10%20%，每块桨板的长度不大于叶轮直径的75%，宽度一般为100300mm。 (6)垂直搅拌轴设于混凝池的中间，上桨板顶端设在水面下0.3m处，下桨,板底端设于池底0.30.5m处，桨板外缘距离池壁小于0.25m，为避免产生短路，设置固定挡板。 (7)水平搅拌轴设于池身一半处，搅拌机上的桨板直径小于池水深0.3m，桨扳的末端距池壁不大于0.2m。 2，设计计算： (1)每个池的容积： V=QT/60n，取混凝时间为15min，容积为：

21、 V=187515/（602）=234.375m3 取两格，每格尺寸为5.0m5.0m。 (2)水深 H=V/F=234.375/（255）=4.7m 取超高为0.3m，则混凝池总高度为5.0m (3)搅拌设备 混凝池种每一格设置一台搅拌设备，分格墙上过水孔道上下交错布置，叶轮直径取池宽的80%,采用4.0m。 叶轮桨板中心点线速度采用v1=0.5m/s,v2=0.35m/s。 桨板长度取l=1.4m,桨板宽度取b=0.12m。 每根轴上板数16块，内外各8块。旋转桨板面积与混凝池过水断面之比：160.121.4/(54.7)=11.44 % 池子周围设8块固定挡板，固定挡板宽为0.2m，高为

22、1.2m。8块挡板的面积与混凝池过水断面之比为：80.21.2/（54.7）=8.17% 桨板总面积占过水断面之比为11.44 %+8.17%=19.61%4(符合要求) 长深比=L/h2=36/4=98(符合要求) 表面负荷q=Qmax/A=1875/（3626）=2.0（m3/(m2h) (符合要求) (6)污泥部分的容积V 污泥区的容积按不小于2h的贮泥量计算则：V=4（1+R）QX/（X+Xr）24 式中 Q日均污水流量，m3/d X混合污泥浓度，mg/l Xr回流污泥浓度，mg/l R回流比，%V=4（1+50%）80583500/（3500+10000）24） =373（m3） 每

23、格沉淀池所需污泥部分的容积V=373/2=186.5（m3） (7)污泥斗的容积 采用污泥斗的尺寸如图所示，每格沉淀池设一个泥斗，则每斗容积V0 V0=1/3h4(f1+f2+ ) 式中 f1污泥斗上口面积，m3 f2污泥斗下口面积，m3 h4污泥斗高度，m 污泥斗为方斗，=50。，则h4=（）/2tan50。=3.21m f1=6.56.5=42.25m2 f1=0.50.5=0.25m2 V0=1/3h4(f1+f2+ ) =52.2 m3 (8)污泥斗以上梯形部分的容积V2 V2=（L+l）/（2 h4b） 式中 L梯形上部的长度，即沉淀池长，m l梯形下部的长度， m h4梯形部分的高

24、度，m 由上可知：L=36m，l=6.5m h4=(36-6.5-0.5)0.01=0.29m V2=(36+6.5)/20.296.5=40.06m3 (9)污泥区的总高度h4 h4= h4+ h4+ h4 污泥层厚度h4=（V-V1-V2）/A 式中 A为单池面积，即A= A/2=365/2 h4=（V-V1-V2）/A=0.65m 所以h4= h4+ h4+ h4=3.21+0.29+0.65=4.15（m）(10)沉淀池总高度H 设缓冲层高度h3=0.3m，超高h1=0.3mH= h1+h2+h3+h4 =0.3+4+0.3+4.15=8.75m2，进水花墙 采用砖砌进水花墙，孔眼形式

25、为半砖孔洞，尺寸为0.125m0.063m 单孔面积A1=0.1250.063=0.00788（m2） 孔眼流速一般为0.20.3m/s，取v1=0.2m/s，孔眼总面积A0=Q0/v1=583/(236000.2)=0.405m3/s孔眼数n0= A0/ A1=0.405/0.00788=51.4 取n0=52个，则孔眼实际流速v=Q0/（ n0 A1）=0.081/（520.00788） =0.198 m/s 3,出水堰 (1)堰长L 设计出水堰负荷q=1.6L/(sm) 则L=Q0/ q=0.0841000/1.6 =50.6（m） (2)出水堰的形式和尺寸 采用90。三角堰出水，每米堰板设5个堰口，详细尺寸见图 q= q/5=1.6/5=0.32（L/s）=0.00032(m3/s) (3)堰上水头h1，每个三角堰出水流量q=1.4h15/2 h1=