【正文】 材料科學與工程學院畢業(yè)論文 前言某市15萬噸每天城市生活污水處理廠初 步 設 計前言 水的缺乏已成了嚴重制約我國社會經(jīng)濟發(fā)展的“瓶頸”之一。而據(jù)專家預測，到2030年前后，中國用水總量將達到每年7000億至8000億立方米，而中國實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，使水具有了越來越重要的戰(zhàn)略地位。國外的一些專家指出，估計到21世紀水對人類的重要性將象20世紀石油對人類的重要性一樣，成為一種決定國家富裕程度的珍貴商品。一些世界著名的科學家提醒人們：一個國家如何對待它的水資源將決定這個國家是繼續(xù)發(fā)展還是衰落。那些將治理水系作為緊迫任務的國家將占有競爭優(yōu)勢。如果水資源消耗殆盡，人類的健康、經(jīng)濟發(fā)展以及生態(tài)系統(tǒng)將受到威脅。對水資源控制權的爭奪，將可能在下個世紀引發(fā)許多種族和國家間的敵對。 如何解決水資源供應問題，保持水資源供給和需求之間的相對平衡，世界各缺水國家和地區(qū)長期以來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程緩慢，邊治理、邊破壞的現(xiàn)象還很嚴重，特別是開發(fā)建設項目人為造成新的水土流失急劇增加。全國平均每年因開發(fā)建設活動等人為新增的水土流失面積達1萬平方公里，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。二是水體污染嚴重，由于工業(yè)廢污水排放量的急劇增長，并未經(jīng)處理直接排放到河道里，導致了以淮河、太湖污染為代表的水環(huán)境惡化。世界銀行發(fā)表的中國環(huán)境報告測算，中國僅水和大氣造成的污染，年損失為540億美元，占中國年GDP的8%。這就表明，水環(huán)境質量在繼續(xù)惡化，造成的經(jīng)濟損失也十分巨大。 建設城市污水處理廠對環(huán)境保護、促進工農業(yè)生產(chǎn)和保障人民健康有現(xiàn)實意義和深遠影響，并使經(jīng)濟建設、城鄉(xiāng)建設與環(huán)境建設同步規(guī)劃，同步實施，同步發(fā)展。這樣才能實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。64 材料科學與工程學院畢業(yè)論文 概述第 1 章 概述 基本設計資料 畢業(yè)設計名稱 某市15萬噸/天城市生活污水處理廠初步設計 基本資料： (1)設計規(guī)模 污水設計流量：，流量變化系數(shù)： (2)原污水水質指標 BOD5=180mg/L CODcr=260mg/L SS=150mg/L NH3N=23mg/L TN=42mg/L (3)出水水質指標 符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放國家二級標準》 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，長度在10公里以上的河流達300多條，這些大小河流匯集成中游的永定河、北運河、大清河、子牙河和南運河五大河流。這五大河流的尾閭就是海河，統(tǒng)稱海河水系，是某市工農業(yè)生產(chǎn)和人民生活的水源河道。某屬于暖溫半濕潤大陸季風型氣候，季風顯著，四季分明。春季多風沙，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。某的風向有明顯的季節(jié)變化。冬季多刮西北風、偏北風；夏季多東南風、南風；春秋兩季多西南風，主導風向東南風。(5).廠址及場地狀況某以平原為主，污水處理廠擬用場地較為平整，占地面積200000m2。廠區(qū)地面標高10m，原污水將通過管網(wǎng)輸送到污水廠，來水管管底標高為 5m(于地面下5m)。 設計內容、原則 設計內容污水處理廠工藝設計流程設計說明一般包括以下內容:(1)據(jù)城市或企業(yè)的總體規(guī)劃或現(xiàn)狀與設計方案選擇處理廠廠址；(2)處理廠工藝流程設計說明；(3)處理構筑物型式選型說明；(4)處理構筑物或設施的設計計算；(5)主要輔助構筑物設計計算；(6)主要設備設計計算選擇；(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)處理構筑物、主要輔助構筑物、非標設備設計圖繪制；(9)編制主要設備材料表 設計的原則考慮城市經(jīng)濟發(fā)展及當?shù)噩F(xiàn)有條件，確定方案時考慮以下原則：(1)要符合適用的要求。首先確保污水廠處理后達到排放標準。考慮現(xiàn)實的技術和經(jīng)濟條件，以及當?shù)氐木唧w情況(如施工條件)，在可能的基礎上，選擇的處理工藝流程、構(建)筑物型式、主要設備、設計標準和數(shù)據(jù)等，應最大限度地滿足污水廠功能的實現(xiàn)，使處理后污水符合水質要求。(2)污水廠設計采用的各項設計參數(shù)必須可靠。(3)污水處理廠設計必須符合經(jīng)濟的要求。設計完成后，總體布置、單體設計及藥劑選用等要盡可能采取合理措施降低工程造價和運行管理費用。(4)污水處理廠設計應當力求技術合理。在經(jīng)濟合理的原則下，必須根據(jù)需要，盡可能采用先進的工藝、機械和自控技術，但要確保安全可靠。(5)污水廠設計必須注意近遠期的結合，不宜分期建設的部分，如配水井、泵房及加藥間等，其土建部分應一次建成；在無遠期規(guī)劃的情況下，設計時應為以后的發(fā)展留有挖潛和擴建的條件。(6)污水廠設計必須考慮安全運行的條件，如適當設置分流設施、超越管線等。65 材料科學與工程學院畢業(yè)論文 工藝方案的選擇第 2 章 工藝方案的選擇 水質分析本項目污水處理的特點：污水以有機污染物為主，BOD5/CODcr=，可生化性較好，采用生化處理最為經(jīng)濟。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政策》要求推薦，20萬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。對脫磷或脫氮有要求的城市，應采用二級強化處理，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。 方案對比工藝類型氧化溝SBR法A/O法技術比較，污水的混合效果好，對水質的變動有較強的適應性，控制靈活2系統(tǒng)處理構筑物少，緊湊，節(jié)省占地，高效能，能有效去除有機物。經(jīng)濟比較可不單獨設二沉池，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，運行費用低，比傳統(tǒng)活性污泥法基建費用低30%能耗低，運營費用較低，規(guī)模越大優(yōu)勢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 考慮該設計是中型污水處理廠，A/O工藝比較普遍，穩(wěn)定，且出水水質要求不是很高，本設計選擇A/O工藝。 工藝流程64 材料科學與工程學院畢業(yè)論文 污水處理構筑物的設計計算第 3 章 污水處理構筑物的設計計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。本設計采用中細兩道格柵。 中格柵設計計算（1）設計參數(shù)：最大流量： 柵前水深: 柵前流速：（）過柵流速（） 柵條寬度，格柵間隙寬度格柵傾角 (2）設計計算：①柵條間隙數(shù)：根 設二座中格柵：根②柵槽寬度：設柵條寬度， 刪槽寬度一般比格柵寬 所 ③ 通過格柵的水頭損失： ，─────設計水頭損失；h0 ─────計算水頭損失；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，對于銳邊矩形斷面，形狀系數(shù)β = ； ④柵槽總高度：設柵前渠道超高 ⑤ 刪槽總長度：進水渠道漸寬部分長度：設進水渠道寬，漸寬部分展開角度 柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度： ⑦柵槽總長度： ⑧每日柵渣量：格柵間隙情況下，每污水產(chǎn)。 所以宜采用機械清渣。⑨格柵選擇選擇XHG1400回轉格柵除污機，共4臺。其技術參數(shù)見下表。表311 GH1800鏈式旋轉除污機技術參數(shù)Table 311GH1800 chain rotary cleaning machine technical parameters型號電機功率/kw設備寬度/mm設備總寬度/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，建設規(guī)模、選用的泵型與臺數(shù)、進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轉，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，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。 ④一般自灌啟動時應采用合建式泵房。 綜上本設計采用半地下自灌式合建泵房。 自灌式泵房的優(yōu)點是不需要設置引水的輔助設備，操作簡便，啟動及時，便于自控。自灌式泵房在排水泵站應用廣泛，特別是在要求開啟頻繁的污水泵站、要求及時啟動的立交泵站，應盡量采用自灌式泵房，并按集水池的液位變化自動控制運行。集水池：集水池與進水閘井、格柵井合建時，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和沖刷，原地面高程為。⑵設計計算①污水平均秒流量： ②污水最大秒流量： 選擇集水池與機器間合建式泵站，考慮4臺水泵（1臺備用）每臺水泵的容量為。③集水池容積：采用相當于一臺泵的容量。 有效水深采用，則集水池面積為④選泵前揚程估算：經(jīng)過格柵的水頭損失取 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）⑤水泵總揚程：總水力損失為，考慮安全水頭 一臺水泵的流量為根據(jù)總揚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型號流量轉速揚程功率效率%出水口直徑27007251618582500 細格柵 細格柵設計計算⑴設計參數(shù)：最大流量： 柵前水深：，柵前流速：（）過柵流速：（）柵條寬度：，格柵間隙寬度格柵傾角：⑵設計計算①柵條間隙數(shù)：根 設二座細格柵：根②柵槽寬度：設柵條寬度 ③進水渠道漸寬部分長度：根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式設進水渠道寬，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度⑤通過格柵的水頭損失： ，h0 ——計算水頭損失；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；