【正文】 的選型和有效尺寸計算、主要處理設(shè)備的選型、書寫一份完整的設(shè)計說明書、圖紙繪制等內(nèi)容。 設(shè)計要求要求學(xué)生進行污水處理廠的初步設(shè)計。設(shè)計說明書：約兩萬字。圖紙：一號圖紙一張，二號圖紙4張。第2章 工藝流程圖的確定 工藝流程的方案比較城市污水處理廠的方案，既要考慮有效去除BOD5又要適當(dāng)去除N、P。故可采用SBR、A/O除磷工藝、氧化溝法、A—B法以及A2/O法等處理工藝。根據(jù)靈寶市污水處理廠的實際情況，考慮到其設(shè)計規(guī)模較小，屬于小型污水處理設(shè)施，應(yīng)在滿足技術(shù)可行性的同時，應(yīng)滿足必要的經(jīng)濟可行性指標(biāo)，盡量降低工程投資和運行成本。綜上，本設(shè)計決定對SBR工藝、A 2/O和氧化溝工藝三種工藝進行方案比選，從中選取最優(yōu)方案作為本設(shè)計的最終方案。 SBR工藝SBR（Sequencing Batch Reactor）工藝又稱批序式活性污泥法，其主要特點是在單一的反應(yīng)池內(nèi)，污水順序按進水、曝氣、沉淀、排水周期進行，周而復(fù)始。SBR工藝實現(xiàn)了在同一反應(yīng)器內(nèi)完成一系列工序，其主要工序包括：流入工序：注入原污水反應(yīng)器，注滿后進行反應(yīng)，注水方式有單純注水，曝氣，緩速攪拌三種。曝氣工序：當(dāng)污水注滿后即開始曝氣，根據(jù)污水處理的目的，脫氮除磷應(yīng)進行相應(yīng)的處理工作。沉淀工藝：使混合液泥水分離，此時反應(yīng)器相當(dāng)于二沉池，排放工序：排除曝氣沉淀后產(chǎn)生的上清液，作為處理水排放，一直到最低水位，在反應(yīng)器底部殘留一部分活性污泥作為種泥。待機工序：處理水排放后，反應(yīng)器處于停滯狀態(tài)等待下一個周期。優(yōu)點：(1) 大多數(shù)情況下，無設(shè)置調(diào)節(jié)池的必要；(2) SVI值較低，易于沉淀，一般情況下不會產(chǎn)生污泥膨脹；(3) 通過對運行方式的調(diào)節(jié)，可靈活地進行脫氮除磷反應(yīng)；(4) 自動化程度較高；(5) 當(dāng)程序設(shè)置得當(dāng)時，處理效果優(yōu)于連續(xù)式； (6) 單方投資較少。缺點：(1) 設(shè)備利用率較低，處理水量較??；(2) 運行維護量大，操作要求高。圖 2—1 SBR 工藝流程圖 氧化溝工藝氧化溝又名氧化渠或循環(huán)曝氣池，1950 年由荷蘭公共工程研究所研究成功。其基本特征是曝氣池呈封閉的溝渠形，形成閉合的廊道。污水和活性污泥的混合液在廊道中不停地循環(huán)流動，其水力停留時間一般較長，為15—16h, 泥齡長達15—30天，氧化溝工藝屬于改進的延時曝氣活性法。 氧化溝處理系統(tǒng)的構(gòu)造形式較多，有圓形、馬蹄形，平行多渠道形等。與氧化溝配套的二沉池也有合建或分建等多種形式，其供氧和推流均靠提升式表面曝氣設(shè)備，這種設(shè)備分為早期使用的水平中心軸旋轉(zhuǎn)葉輪和后來出現(xiàn)的卡魯塞爾氧化溝所用的垂直或帶葉片的曝氣器，由于氧化溝水深較淺（一般 3米左右），且流程較長，可以按照曝氣器前作缺氧段，曝氣器后作好氧段的方式設(shè)計運行，提供厭氧菌與好氧菌交替作用的條件，達到在缺氧段反硝化，在好氧段除BOD及硝化的設(shè)計目的。優(yōu)點：(1) 工藝流程短，構(gòu)筑物和設(shè)備少，不設(shè)初沉池，投資省，管理簡便；(2) 處理效果穩(wěn)定可靠，有機污染物去除率較高，并且脫氮作用明顯；(3) 剩余污泥量少，污泥不需消化，性質(zhì)穩(wěn)定，易脫水，不會帶來二次污染；(4) 造價低，建造快，設(shè)備事故率低，運行管理費用少；(5) 污泥回流及時，不易產(chǎn)生污泥膨脹。(6) 水力停留時間較長，耐沖擊負荷。缺點：(1) 占地面積較大，土地利用率較低；(2) 單位污水處理能耗稍高，不利于節(jié)能。圖 2—2 氧化溝工藝流程圖 A2/O工藝A2/O工藝是一種實用化的脫氮除磷工藝。在該工藝中，厭氧池用于生物除磷，缺氧池用于生物脫氮，原污水中的碳源物質(zhì)（BOD）首先進入?yún)捬醭?，其中的聚磷菌?yōu)先利用污水中的易生物降解的有機物成為優(yōu)勢菌種，為生物除磷創(chuàng)造了有利條件，污水然后進入缺氧池，反硝化菌利用其他可以利用的碳源將回流到缺氧池的硝態(tài)氮還原成氮氣排入大氣中，達到生物脫氮的目的。優(yōu)點：(1) 水力停留時間較短，總占地面積較??；(2) 不易出現(xiàn)污泥膨脹，出水水質(zhì)較好；(3) 用于大型污水廠時運行費用較低；缺點：(1) 污泥需進行內(nèi)回流，能耗較高；(2) 污泥滲出液需化學(xué)除磷；(3) 沼氣回收經(jīng)濟效益差。圖 2—3 A2/O 工藝流程圖 工藝流程的選擇本設(shè)計要求處理工藝既能有效地去除BOD、COD、SS等，又能達到同步脫氮除磷的效果。進水水質(zhì)和出水水質(zhì)的要求是選擇除磷脫氮工藝的一個重要因素。為了達到排放標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該選用具有除磷和硝化功能的三級處理。根據(jù)靈寶市污水處理廠的實際情況和本次設(shè)計的具體要求，對上述三種工藝方案進行了橫向比較，綜合考慮了各方案的工藝流程以及各自的優(yōu)缺點后，本設(shè)計決定采用A2/O脫氮除磷處理工藝。此工藝的特點是管理維護簡單；總水力停留時間小于其它的同類設(shè)備；厭氧(缺氧)/好氧交替進行，不宜于絲狀菌的繁殖；基本不存在污泥膨脹問題；不需要外加碳源，厭氧和缺氧進行緩速攪拌，運行費用低；節(jié)省基建費用，占地面積相對較小；處理效率一般能達到BOD5和SS為，總氮為以上，磷為左右。國內(nèi)工程實例多，容易獲得工程設(shè)計和管理經(jīng)驗技術(shù)先進成熟。因此宜選采用此方案來處理本次設(shè)計的污水。 本設(shè)計的具體工藝流程如下圖：圖 2—4 A2/O 工藝流程圖 污水處理工藝1. 格柵本污水處理廠設(shè)置粗、細兩道格柵。格柵的主要作用是將污水中的大塊污物攔截，以免其對后續(xù)處理單元的機泵或工藝管線造成損害。按柵條的種類可分為鏈條式格柵、弧形格柵、輻射式格柵、轉(zhuǎn)筒式格柵和活動?xùn)艞l式格柵。由于鏈條式格柵運行可靠，布局簡潔，易于安裝維護，本工藝選用鏈條式格柵。格柵與水泵房的設(shè)置方式如下圖所示：圖2—4格柵與泵房布置示意圖2. 沉砂池沉砂池的形式，按池內(nèi)水流方向的不同，可分為平流式、豎流式和旋流式三種；按池型可分為平流式沉砂池、豎流式沉砂池、曝氣沉砂池和旋流沉砂池。平流式沉砂池是常用的形式，污水在池內(nèi)沿水平方向流動，具有構(gòu)造簡單、截留物及顆粒效果較好的優(yōu)點；豎流式沉砂池是污水自下而上由中心管進入池內(nèi)，無機物顆粒藉重力沉于池底，處理效果一般較差；曝氣沉砂池是在池的一側(cè)通入空氣，使污水沿池旋轉(zhuǎn)前進，從而產(chǎn)生與主流垂直的橫向恒速環(huán)流。權(quán)衡比較之后，考慮到擬建污水處理廠的水質(zhì)特點，從實際處理效率和經(jīng)濟運行成本出發(fā)，決定采用平流式沉沙池。3. A2/O工藝為了更好的脫氮除磷，采用倒置A2/O工藝4. 沉淀池平流式沉淀池：由流入裝置、流出裝置、沉淀區(qū)、緩沖層、污泥區(qū)及排泥裝置等組成。流入裝置由配水槽、擋流板組成，流出裝置由流出槽與擋板組成，緩沖層的作用時避免已沉污泥被水流攪起以及緩解沖擊負荷，污泥區(qū)起貯存、濃縮和排泥作用，排泥方式有靜水壓力法、機械排泥法。輻流式沉淀池：池型成圓形或正方形，直徑（或邊長）660m，用機械排泥，池底坡度不宜小于 ?？捎米鞒醭脸鼗蚨脸?。豎流沉式淀池：池型可用圓形或正方形。為了池內(nèi)水流分布均勻，池徑不宜太大，一般采用47m。沉淀區(qū)呈柱形，污泥斗呈截頭倒錐體。輻流沉淀池工藝成熟，適合范圍廣，故采用之。5. 污水消毒設(shè)施紫外線消毒法的投資較小，但不能長時間持續(xù)其消毒效果；臭氧消毒效率高，不產(chǎn)生難處理或生物積累性殘余物，但其設(shè)備投資高昂，維護工作復(fù)雜；液氯消毒效果可靠，設(shè)備簡單，成本低廉，故本設(shè)計采用液氯消毒工藝。本設(shè)計設(shè)置隔板式接觸池和配套的加氯、貯氯設(shè)施。1. 污泥處理的要求污泥生物處理過程中將產(chǎn)生大量的生物污泥，有機物含量較高且不穩(wěn)定，易腐化，并含有寄生蟲卵，若不妥善處理和處置，將造成二次污染。污泥處理要求如下：第一，減少有機物，使污泥穩(wěn)定化；第二，減少污泥體積，降低污泥后續(xù)處置費用；第三，減少污泥中有毒物質(zhì)。2. 常用污泥處理的工藝流程： 圖2—5 常用污泥處理工藝流程圖城市污水處理廠所產(chǎn)生的污泥約為處理的水的體積的 %%左右。這些污泥一般富含有機物、病菌等，若不加處理隨意堆放，將對周圍環(huán)境造成新的污染。在上圖所示的幾種常用的工藝中，由于本方案中氧化溝已經(jīng)要求實現(xiàn)污泥的好養(yǎng)穩(wěn)定，且作為小型污水廠建設(shè)、維護污泥消化設(shè)施尚有很多現(xiàn)實問題，故不采用方法 1；方法 3設(shè)備投資和運行費用過于昂貴，目前僅用于工業(yè)污泥和垃圾的處理，不具有經(jīng)濟可行性；方法 4直接作用于農(nóng)田，對重金屬的含量要求十分嚴格，本設(shè)計中的污水處理廠同時處理生活污水和工業(yè)廢水，其中工業(yè)廢水中將不可避免的含有較多量的重金屬，會對農(nóng)田造成較為嚴重的二次污染。因此，經(jīng)過幾種工藝的比較，決定采用方法 2，即對污泥進行濃縮，脫水處理后，將泥餅外運，進行最終處置。其中污泥濃縮，脫水有兩種方式選擇，污泥含水率均能達到80%，方案如下： 1. 方案一：污泥機械濃縮、機械脫水； 2. 方案二：污泥重力濃縮、機械脫水。表2—1 兩種污泥濃縮方法比較項目方案一方案二主要構(gòu)筑物污泥貯泥池 濃縮、脫水機房污泥濃縮池 脫水機房主要設(shè)備濃縮池刮泥機濃縮池刮泥機、脫水機占地面積小大絮凝劑總用量?≤對環(huán)境的影響小大總土建費用小大總設(shè)備費用一般稍大由上表可見方案一優(yōu)于方案二，因此本工程污泥處理工藝選用污泥機械濃縮，機械脫水。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第3章 主要構(gòu)筑物計算 污水主干管污水主干管將城市污水收集后輸送至污水處理廠，本設(shè)計中污水主干管采用鋼筋混凝土圓管。 設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量：平均流量：Qa=30000m3/d=347 L/S= m3/s生活污水量總變化系數(shù)Kz=(查表)則Qmax=347≈503 L/S= m3/s 泵前中格柵格柵由一組或數(shù)組平行的金屬柵條、塑料齒鉤或金屬篩網(wǎng)、框架及相關(guān)裝置組成，傾斜安裝在污水渠道、泵房集水井的進口處或污水處理廠的前端、用來截留污水中較粗大漂浮物和懸浮物。1．設(shè)計參數(shù)：柵前流速v1=，過柵流速v2=柵條寬度s=，格柵間隙b=20mm，格柵傾角α=60176。單位柵渣量ω1=2．設(shè)計計算（1）確定格柵前水深，根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式Q=2h2v計算得:柵前槽寬=,則柵前水深h= B1/2=（2）()=45設(shè)兩組格柵,每組間隙數(shù)23個（3）柵槽寬度B1=s（n1）+bn=﹙23－1﹚＋23＝（4）進水渠道漸寬部分長度=(－)/2tan20176。= （其中α1為進水渠展開角）（5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度=（6）過柵水頭損失（h2）因柵條邊為矩形截面，取k=3，則 其中ε=β（s/e）4/3 h0：計算水頭損失 k：系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取k=3ε：阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當(dāng)為矩形斷面時β=（7）柵后槽總高度（H） 取柵前渠道超高h1=，則柵前槽總高度H1=h+h1=+= 柵后槽總高度H=h+h1+h2=++=（8）格柵總長度L=L1+L2+++=++++176。=（9）每日柵渣量，取KZ＝采用機械清渣。（10）計算草圖如下圖3—1 中格柵計算草圖 污水提升泵房1. 水泵選擇（1）設(shè)計水量30000m3/d（2）水泵揚程a:提升凈揚程=提升后最高水位—泵站吸水池最低水位 =—（）=b:水泵水頭損失取2m則水泵揚程H z+h=7+2=9m （3） 選擇250QW型潛水排污泵3臺(兩用一備)揚程/m流量m3/h轉(zhuǎn)速r/min軸功率出口直徑mm效率%11700980372502. 集水池⑴、容積 按一臺泵最大流量時6min的出流量設(shè)計，則集水池的有效容積⑵、面積 取有效水深，則面積⑶、泵位及安裝潛水電泵直接置于集水池內(nèi)，電泵檢修采用移動吊架。1．設(shè)計參數(shù)：柵前流速v1=，過柵流速v2=柵條寬度s=，格柵間隙e=10mm，格柵傾角α=60176。單位柵渣量ω1=2．設(shè)計計算（1）確定格柵前水深，根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式計算得柵前槽寬==,則柵前水深h= B1/2=（2）/(﹚=90設(shè)計三組格柵，每組格柵間隙數(shù)n=30條（3）柵槽有效寬度B2=s（n1）+en=﹙30－1﹚＋30=，3＋=（）（4）進水渠道漸寬部分長度=(－)／2tan20176。=（其中α1為進水渠展開角）（5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度=（6）過柵水頭損失（h1） 因柵條邊為矩形截面，取k=3，則 其中ε=β（s/e）4/3 h0：計算水頭損失 k：系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取k=3 ε：阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當(dāng)為矩形斷面時β=（7）柵后槽總高度（H） 取柵前渠道超高h1=，則柵前槽總高度H1=h+h1=+=， 柵后槽總高度H=h+h1+h2=++=（8）格柵總長度L=L1+L2+++＋＋＋＋／tan60176。=(9）每日柵渣量，取KZ＝(86400﹚／1000=179。／d＞179。／d采用機械格柵清渣（10）計算草圖如下：詳見圖3—1中格柵計算草圖 沉砂池采用平流式沉砂池設(shè)計參數(shù): 設(shè)計流量Qmax = 179。／s。設(shè)計流速，設(shè)計水力停留時間 長度： 水流斷面面積：A=Qmax／v=／= 178。 池總寬度：B=A/h2=,有效水深h2=；設(shè)計n=2格，,() 沉砂斗容積：=其中T＝2d，X＝3m3/106m3 每個沉砂斗的容積(V0)設(shè)每一分格有2格沉砂斗，則 沉砂斗各部分尺寸：設(shè)貯砂斗底寬b1＝；斗壁與水平面的傾角60176。，貯砂斗高h’3＝貯砂斗容積：(V1)沉砂室高度：(h3)采用重力排砂，