【正文】 材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文 前言某市15萬(wàn)噸每天城市生活污水處理廠初 步 設(shè) 計(jì)前言 水的缺乏已成了嚴(yán)重制約我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“瓶頸”之一。而據(jù)專家預(yù)測(cè)，到2030年前后，中國(guó)用水總量將達(dá)到每年7000億至8000億立方米，而中國(guó)實(shí)際可利用的水資源量約為8000億至9500億立方米，需水量已接近可利用水量的極限。由于水資源供給的穩(wěn)定性和需求的不斷增長(zhǎng)，使水具有了越來(lái)越重要的戰(zhàn)略地位。國(guó)外的一些專家指出，估計(jì)到21世紀(jì)水對(duì)人類的重要性將象20世紀(jì)石油對(duì)人類的重要性一樣，成為一種決定國(guó)家富裕程度的珍貴商品。一些世界著名的科學(xué)家提醒人們：一個(gè)國(guó)家如何對(duì)待它的水資源將決定這個(gè)國(guó)家是繼續(xù)發(fā)展還是衰落。那些將治理水系作為緊迫任務(wù)的國(guó)家將占有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。如果水資源消耗殆盡，人類的健康、經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及生態(tài)系統(tǒng)將受到威脅。對(duì)水資源控制權(quán)的爭(zhēng)奪，將可能在下個(gè)世紀(jì)引發(fā)許多種族和國(guó)家間的敵對(duì)。 如何解決水資源供應(yīng)問(wèn)題，保持水資源供給和需求之間的相對(duì)平衡，世界各缺水國(guó)家和地區(qū)長(zhǎng)期以來(lái)都做了大量的探索一是水土流失，區(qū)域性、局部性的治理成效較大，但面上的水土流失治理進(jìn)程緩慢，邊治理、邊破壞的現(xiàn)象還很嚴(yán)重，特別是開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目人為造成新的水土流失急劇增加。全國(guó)平均每年因開發(fā)建設(shè)活動(dòng)等人為新增的水土流失面積達(dá)1萬(wàn)平方公里，每年堆積的廢棄土石約30億噸，其中20％流入江河，直接影響防洪保安。二是水體污染嚴(yán)重，由于工業(yè)廢污水排放量的急劇增長(zhǎng)，并未經(jīng)處理直接排放到河道里，導(dǎo)致了以淮河、太湖污染為代表的水環(huán)境惡化。世界銀行發(fā)表的中國(guó)環(huán)境報(bào)告測(cè)算，中國(guó)僅水和大氣造成的污染，年損失為540億美元，占中國(guó)年GDP的8%。這就表明，水環(huán)境質(zhì)量在繼續(xù)惡化，造成的經(jīng)濟(jì)損失也十分巨大。 建設(shè)城市污水處理廠對(duì)環(huán)境保護(hù)、促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和保障人民健康有現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)影響，并使經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城鄉(xiāng)建設(shè)與環(huán)境建設(shè)同步規(guī)劃，同步實(shí)施，同步發(fā)展。這樣才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。64 材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文 概述第 1 章 概述 基本設(shè)計(jì)資料 畢業(yè)設(shè)計(jì)名稱 某市15萬(wàn)噸/天城市生活污水處理廠初步設(shè)計(jì) 基本資料： (1)設(shè)計(jì)規(guī)模 污水設(shè)計(jì)流量：，流量變化系數(shù)： (2)原污水水質(zhì)指標(biāo) BOD5=180mg/L CODcr=260mg/L SS=150mg/L NH3N=23mg/L TN=42mg/L (3)出水水質(zhì)指標(biāo) 符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》 BOD5=20mg/L CODcr=20mg/L SS=20mg/L NH3N=15mg/L TN≤10mg/l pH=69 (4)氣象資料某地處海河流域下游，河網(wǎng)密布，洼淀眾多。歷史上某的水量比較豐富。海河上游支流眾多，長(zhǎng)度在10公里以上的河流達(dá)300多條，這些大小河流匯集成中游的永定河、北運(yùn)河、大清河、子牙河和南運(yùn)河五大河流。這五大河流的尾閭就是海河，統(tǒng)稱海河水系，是某市工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活的水源河道。某屬于暖溫半濕潤(rùn)大陸季風(fēng)型氣候，季風(fēng)顯著，四季分明。春季多風(fēng)沙，干旱少雨；夏季炎熱，雨水集中；秋季寒暖適中，氣爽宜人；冬季寒冷，干燥少雪。除薊縣山區(qū)外，全年平均氣溫為11℃以上。1月份平均氣溫在46℃，極低溫值在20℃以下，多出現(xiàn)于2月份。7月份平均氣溫在26℃上下。某年平均降水量約為500690mm。在季節(jié)分配上，夏季降水量最多，占全年總降水量的75%以上，冬季最少，僅占2%。由于降水量年內(nèi)分配不均和年際變化大，造成某在歷史上經(jīng)常出現(xiàn)春旱秋澇現(xiàn)象。某的風(fēng)向有明顯的季節(jié)變化。冬季多刮西北風(fēng)、偏北風(fēng)；夏季多東南風(fēng)、南風(fēng)；春秋兩季多西南風(fēng)，主導(dǎo)風(fēng)向東南風(fēng)。(5).廠址及場(chǎng)地狀況某以平原為主，污水處理廠擬用場(chǎng)地較為平整，占地面積200000m2。廠區(qū)地面標(biāo)高10m，原污水將通過(guò)管網(wǎng)輸送到污水廠，來(lái)水管管底標(biāo)高為 5m(于地面下5m)。 設(shè)計(jì)內(nèi)容、原則 設(shè)計(jì)內(nèi)容污水處理廠工藝設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)說(shuō)明一般包括以下內(nèi)容:(1)據(jù)城市或企業(yè)的總體規(guī)劃或現(xiàn)狀與設(shè)計(jì)方案選擇處理廠廠址；(2)處理廠工藝流程設(shè)計(jì)說(shuō)明；(3)處理構(gòu)筑物型式選型說(shuō)明；(4)處理構(gòu)筑物或設(shè)施的設(shè)計(jì)計(jì)算；(5)主要輔助構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算；(6)主要設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算選擇；(7)污水廠總體布置(平面或豎向)及廠區(qū)道路、綠化和管線綜合布置；(8)處理構(gòu)筑物、主要輔助構(gòu)筑物、非標(biāo)設(shè)備設(shè)計(jì)圖繪制；(9)編制主要設(shè)備材料表 設(shè)計(jì)的原則考慮城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展及當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有條件，確定方案時(shí)考慮以下原則：(1)要符合適用的要求。首先確保污水廠處理后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)?？紤]現(xiàn)實(shí)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件，以及當(dāng)?shù)氐木唧w情況(如施工條件)，在可能的基礎(chǔ)上，選擇的處理工藝流程、構(gòu)(建)筑物型式、主要設(shè)備、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)等，應(yīng)最大限度地滿足污水廠功能的實(shí)現(xiàn)，使處理后污水符合水質(zhì)要求。(2)污水廠設(shè)計(jì)采用的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)必須可靠。(3)污水處理廠設(shè)計(jì)必須符合經(jīng)濟(jì)的要求。設(shè)計(jì)完成后，總體布置、單體設(shè)計(jì)及藥劑選用等要盡可能采取合理措施降低工程造價(jià)和運(yùn)行管理費(fèi)用。(4)污水處理廠設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)力求技術(shù)合理。在經(jīng)濟(jì)合理的原則下，必須根據(jù)需要，盡可能采用先進(jìn)的工藝、機(jī)械和自控技術(shù)，但要確保安全可靠。(5)污水廠設(shè)計(jì)必須注意近遠(yuǎn)期的結(jié)合，不宜分期建設(shè)的部分，如配水井、泵房及加藥間等，其土建部分應(yīng)一次建成；在無(wú)遠(yuǎn)期規(guī)劃的情況下，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)為以后的發(fā)展留有挖潛和擴(kuò)建的條件。(6)污水廠設(shè)計(jì)必須考慮安全運(yùn)行的條件，如適當(dāng)設(shè)置分流設(shè)施、超越管線等。65 材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文 工藝方案的選擇第 2 章 工藝方案的選擇 水質(zhì)分析本項(xiàng)目污水處理的特點(diǎn)：污水以有機(jī)污染物為主，BOD5/CODcr=，可生化性較好，采用生化處理最為經(jīng)濟(jì)。BOD5/TN＞4,CODcr/TN＞4,滿足反硝化需求；若BOD5/TN5，氮去除率小于60%。 工藝選擇按《城市污水處理和污染防治技術(shù)政策》要求推薦，20萬(wàn)t/d規(guī)模大型污水廠一般采用常規(guī)活性污泥法工藝,1020萬(wàn)t/d 污水廠可以采用常規(guī)活性污泥法、氧化溝、SBR、AB 法等工藝，小型污水廠還可以采用生物濾池、水解好氧法工藝等。對(duì)脫磷或脫氮有要求的城市，應(yīng)采用二級(jí)強(qiáng)化處理，如工藝，A/O工藝，SBR 及其改良工藝，氧化溝工藝，以及水解好氧工藝，生物濾池工藝等。 方案對(duì)比工藝類型氧化溝SBR法A/O法技術(shù)比較，污水的混合效果好，對(duì)水質(zhì)的變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性，控制靈活2系統(tǒng)處理構(gòu)筑物少，緊湊，節(jié)省占地，高效能，能有效去除有機(jī)物。經(jīng)濟(jì)比較可不單獨(dú)設(shè)二沉池，使氧化溝二沉池合建，節(jié)省了二沉池合污泥回流系統(tǒng)投資省，運(yùn)行費(fèi)用低，比傳統(tǒng)活性污泥法基建費(fèi)用低30%能耗低，運(yùn)營(yíng)費(fèi)用較低，規(guī)模越大優(yōu)勢(shì)越明顯使用范圍中小流量的生活污水和工業(yè)廢水中小型處理廠居多大中型污水處理廠穩(wěn)定性一般一般穩(wěn)定 考慮該設(shè)計(jì)是中型污水處理廠，A/O工藝比較普遍，穩(wěn)定，且出水水質(zhì)要求不是很高，本設(shè)計(jì)選擇A/O工藝。 工藝流程64 材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文 污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算第 3 章 污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在污水渠道上、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物。本設(shè)計(jì)采用中細(xì)兩道格柵。 中格柵設(shè)計(jì)計(jì)算（1）設(shè)計(jì)參數(shù)：最大流量： 柵前水深: 柵前流速：（）過(guò)柵流速（） 柵條寬度，格柵間隙寬度格柵傾角 (2）設(shè)計(jì)計(jì)算：①柵條間隙數(shù)：根 設(shè)二座中格柵：根②柵槽寬度：設(shè)柵條寬度， 刪槽寬度一般比格柵寬 所 ③ 通過(guò)格柵的水頭損失： ，─────設(shè)計(jì)水頭損失；h0 ─────計(jì)算水頭損失；g ───── 重力加速度；K ───── 格柵受污物堵塞使水頭損失增大的倍數(shù)，一般取 3；ξ───── 阻力系數(shù)，其數(shù)值與格柵柵條的斷面幾何形狀有關(guān)，對(duì)于銳邊矩形斷面，形狀系數(shù)β = ； ④柵槽總高度：設(shè)柵前渠道超高 ⑤ 刪槽總長(zhǎng)度：進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度：設(shè)進(jìn)水渠道寬，漸寬部分展開角度 柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長(zhǎng)度： ⑦柵槽總長(zhǎng)度： ⑧每日柵渣量：格柵間隙情況下，每污水產(chǎn)。 所以宜采用機(jī)械清渣。⑨格柵選擇選擇XHG1400回轉(zhuǎn)格柵除污機(jī)，共4臺(tái)。其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表。表311 GH1800鏈?zhǔn)叫D(zhuǎn)除污機(jī)技術(shù)參數(shù)Table 311GH1800 chain rotary cleaning machine technical parameters型號(hào)電機(jī)功率/kw設(shè)備寬度/mm設(shè)備總寬度/mm柵條間隙/mm安裝角度HG1800180020904060176。 污水提升泵房泵房形式取決于泵站性質(zhì)，建設(shè)規(guī)模、選用的泵型與臺(tái)數(shù)、進(jìn)出水管渠的深度與方位、出水壓力與接納泵站出水的條件、施工方法、管理水平，以及地形、水文地質(zhì)情況等諸多因素。 泵房形式選擇的條件： ①由于污水泵站一般為常年運(yùn)轉(zhuǎn)，大型泵站多為連續(xù)開泵，故選用自灌式泵房。 ②流量小于時(shí)，常選用下圓上方形泵房。 ③大流量的永久性污水泵站，選用矩形泵房。 ④一般自灌啟動(dòng)時(shí)應(yīng)采用合建式泵房。 綜上本設(shè)計(jì)采用半地下自灌式合建泵房。 自灌式泵房的優(yōu)點(diǎn)是不需要設(shè)置引水的輔助設(shè)備，操作簡(jiǎn)便，啟動(dòng)及時(shí)，便于自控。自灌式泵房在排水泵站應(yīng)用廣泛，特別是在要求開啟頻繁的污水泵站、要求及時(shí)啟動(dòng)的立交泵站，應(yīng)盡量采用自灌式泵房，并按集水池的液位變化自動(dòng)控制運(yùn)行。集水池：集水池與進(jìn)水閘井、格柵井合建時(shí)，宜采用半封閉式。閘門及格柵處敞開，其余部分盡量加頂板封閉，以減少污染，敞開部分設(shè)欄桿及活蓋板，確保安全。⑴選泵 ①城市人口為1000000人，生活污水量定額為。②進(jìn)水管管底高程為，管徑，充滿度。③出水管提升后的水面高程為。④泵房選定位置不受附近河道洪水淹沒(méi)和沖刷，原地面高程為。⑵設(shè)計(jì)計(jì)算①污水平均秒流量： ②污水最大秒流量： 選擇集水池與機(jī)器間合建式泵站，考慮4臺(tái)水泵（1臺(tái)備用）每臺(tái)水泵的容量為。③集水池容積：采用相當(dāng)于一臺(tái)泵的容量。 有效水深采用，則集水池面積為④選泵前揚(yáng)程估算：經(jīng)過(guò)格柵的水頭損失取 集水池正常工作水位與所需提升經(jīng)常高水位之間的高差： （集水池有效水深，正常按計(jì)）⑤水泵總揚(yáng)程：總水力損失為，考慮安全水頭 一臺(tái)水泵的流量為根據(jù)總揚(yáng)程和水量選用型潛污泵 表312 500WQ270016185型潛污泵參數(shù)Table 312500WQ270016185submersible sewage pump parameter型號(hào)流量轉(zhuǎn)速揚(yáng)程功率效率%出水口直徑27007251618582500 細(xì)格柵 細(xì)格柵設(shè)計(jì)計(jì)算⑴設(shè)計(jì)參數(shù)：最大流量： 柵前水深：，柵前流速：（）過(guò)柵流速：（）柵條寬度：，格柵間隙寬度格柵傾角：⑵設(shè)計(jì)計(jì)算①柵條間隙數(shù)：根 設(shè)二座細(xì)格柵：根②柵槽寬度：設(shè)柵條寬度 ③進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度：根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式設(shè)進(jìn)水渠道寬，漸寬部分展開角度 ④柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長(zhǎng)度⑤通過(guò)格柵的水頭損失： ，h0 ——計(jì)算水頭損失；g ——重力加速度；K ——格柵受污物堵塞使水頭損失增大的倍數(shù)，一般取3；