【正文】 水質工程學課程設計西安市某污水處理廠設計內容摘要 本設計為西安市某污水處理廠工程工藝設計，污水處理廠規(guī)模為81040m3/d，污水主要來源為生活污水和工業(yè)廢水，主要污染物質是BOD、COD 、SS 、TN、NH3N、TP，適宜采用生化處理方法。結合污水來源的水質特征，確定采用倒置A2/O為主體反應池的污水處理工藝流程和以重力濃縮池為主體的污泥處理工藝流程。本工藝具有良好的去除BOD、COD及脫氮除磷的功能，對BOD、COD、SS、TN、NH3N、%、%、%、%、%、%，污水處理廠處理后的出水達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB189182008）中的一級A標準，其出水就近排入水體。關鍵詞 倒置A2/O工藝；脫氮除磷；曝氣沉砂池；輻流式沉淀池；濃縮池目錄西安市某污水處理廠設計 11 設計任務書 4 4 42 設計說明書 6 6 8 113 確定工藝流程 12 12 134 水處理各構筑物的選擇及設計計算 21 進水閘井的設計 21 23 30 36 46 52 污泥濃縮池 54 濃縮污泥貯池 57 58 污泥脫水 585構（建）筑物和設備一覽表 606污水處理廠概算及處理成本 62 計算原則 62 污水廠建設直接費 62 污水處理成本 691 設計任務書本設計為環(huán)境工程專業(yè)水質工程學課程設計，本設計題目為：西安市某污水處理廠設計。設計任務是在指導教師的指導下，在規(guī)定的時間內進行城市污水處理廠的設計。（1）污水處理程度計算根據水體要求的處理水質以及當地的具體條件、氣候與地形條件等來計算污水處理程度。（2）污水處理構筑物計算確定污水處理工藝流程后選擇適宜的各處理單體構筑物的類型。對所有單體處理構筑物進行設計計算，包括確定各有關設計參數、負荷、尺寸等。（3）污泥處理構筑物計算根據原始資料、當地具體情況以及污水性質與成分，選擇合適的污泥處理工藝流程，進行各單體處理構筑物的設計計算。（4）平面布置及高程計算對污水、污泥及中水處理流程要作出較準確的平面布置，進行水力計算與高程計算。（5）污水泵站工藝計算對污水處理工程的污水泵站進行工藝設計，確定水泵的類型揚程和流量，計算水泵管道系統(tǒng)和集水井容積，進行泵站的平面尺寸計算和附屬構筑物計算。本設計依據環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)設計任務書，《給水排水工程快速設計手冊（2排水工程）》、《排水工程（第四版）》下冊、《水污染控制工程（第三版）》下冊、《給水排水設計手冊（第四版）》、《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB189182008）等進行設計。（1）排水體制排水體制采用完全分流制（2）污水量 ①城市設計人口 34萬 人，居住建筑內設有室內給排水衛(wèi)生設備和淋浴設備。 ②城市公共建筑污水量按城市生活污水量的30％計。 ③工業(yè)污水量為 28000 米3／平均日，其中包括工業(yè)企業(yè)內部生活淋浴污水。 ④城市混合污水變化系數：日變化系數K日＝ ，總變化系數Kz＝ 。（3）水質： ①當地環(huán)保局監(jiān)測工業(yè)廢水的水質為： BOD5＝ 295 mg/L COD＝ 584 mg/L SS＝ 240 mg/L TN＝ 46 mg/L NH3N= 30 mg/L TP＝ mg/L PH＝7～8 ②城市生活污水水質： COD＝ 420 mg/L NH3N= 30 mg/L TN＝ 49 mg/L TP＝ mg/L ③混合污水： 重金屬及有毒物質：微量，對生化處理無不良影響；大腸桿菌數：超標；冬季污水平均溫度15℃，夏季污水平均溫度25℃。（4）出水水質污水處理廠出水水質參考《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB189182002）中的一級A標準，并盡量爭取提高出水水質，因此確定本污水廠出水水質控制為：CODCr≤50mg/L SS≤10mg/L BOD5≤10mg/LTN＝15 mg/L NH3N=5(8)mg/L TP≤城市污水經處理后，就近排入水體，其出水也可作為雜用回用水。（5）氣象資料 ①氣溫：℃，℃，最低－℃ ②風向風速：常風向為東北與西南風，最大風速25m/s ③降水量：， mm， mm。 ④冰凍期36d，土壤冰凍深度最大50cm，一般為10 cm。（6）水體、水文地質資料 ①水體資料污水廠處理出水排入水體， m， m3／s， m，底坡8‰。 ②區(qū)域地下水為潛水，～，隨季節(jié)變化。水質對混凝土無侵蝕性。（7）工程地質資料 ①地基承載力特征值 130 KPa，設計地震烈度7度。 ②土層構成：由上至下包括黃土狀亞粘土、飽和黃土狀亞粘土、細粉砂與中粗砂、亞粘土等。（8）污水處理廠地形圖， m。（9）污水處理廠進水干管數據，管徑 1250 mm 充滿度 2 設計說明書本設計中設計水量的計算包括平均日污水量、最大日污水量、最大時污水量的計算，按照《給水排水工程快速設計手冊（2排水工程）》第7頁表26公式進行計算。（1）生活污水量Qp1的計算 式中：—每人每日平均污水量定額L/(人d)，該市位于陜西，由《給水排水工程快速設計手冊（2排水工程）》第6頁表24查知，陜西屬于第二分區(qū)，居住建筑內設有室內給排水衛(wèi)生設備和淋浴設備，所以為100~140 L/(人d)，取=120 L/(人d)N—設計人口數，34萬人=340000 120 L/d=40800m3/d（2）公共建筑污水量Qp2的計算=30% =30%40800 m3/d=12240 m3/d（3）工業(yè)污水量的計算 由原始資料可知：=28000 m3/d（4）平均污水量的計算40800+12240+28000=81040 m3/d = m3/d=89144m3/d = m3/d=105352m3/d各設計水量匯總入表1中。項目水量m3/dm3/hm3/sL/s平均日污水量81040最大日污水量89144最大時污水量105352本設計進水水質計算包括SS、BODCOD、TN、NH3N、TP等的濃度的計算，其計算方法如下：（1）混合污水中SS濃度的計算： 式中： s—每人每日排放的污水量，s=120L/（人d） as—每人每日排放的SS的量，由《給水排水設計手冊（第五冊）》第246頁查知，as =3550g/（人d），取as =40g/（人d）①生活污水中SS濃度的計算mg/L= mg/L②工業(yè)污水中SS濃度的計算由設計原始資料得知Cs2=240mg/L③混合污水中SS濃度計算 ==（2）混合污水中的BOD5濃度的計算 式中： s—每人每日排放的污水量，s=120L/（人d） as—每人每日排放的BOD5的量，由《給水排水設計手冊（第五冊）》第246頁查知，as =2035g/（人d），取as =30g/（人d）①生活污水中BOD5濃度的計算=mg/L=250mg/L②工業(yè)污水中BOD5濃度的計算由設計原始資料得知=295mg/L③混合污水中濃度計算 ==（3）混合污水中的COD濃度的計算①生活污水中COD濃度 COD=420mg/L②工業(yè)污水的COD濃度 COD=584mg/L③混合污水中COD濃度 COD=mg/L=（4）混合污水中的TN濃度的計算①生活污水中TN濃度 TN=49mg/L②工業(yè)污水的TN濃度 TN=46mg/L③混合污水中TN濃度 TN=mg/L=（5）混合污水中的NH3N濃度的計算①生活污水中NH3N濃度 NH3N=30mg/L②工業(yè)污水的NH3N濃度 NH3N=30mg/L③混合污水中NH3N濃度 NH3N=mg/L=30mg/L（6）混合污水中的TP濃度的計算①生活污水中TP濃度 TP=②工業(yè)污水的TP濃度 TP=③混合污水中TP濃度TP=mg/L=（7）混合污水其它水質指標①重金屬及有毒物質：微量，對升華處理無不良影響；②大腸桿菌數：超標；③冬季污水平均溫度15℃，夏季污水平均溫度為25℃。（1）污水處理廠出水水質參考《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB189182008）中的一級A標準，并盡量爭取提高出水水質，因此確定本污水廠出水水質控制為：CODCr≤50mg/L SS≤10mg/L BOD5≤10mg/LTN＝15 mg/L NH3N=8mg/L TP≤（2）城市污水經處理后，就近排入水體，其出水也可作為雜用回用水。（3）處理廠對污水各項指標的處理程度式中： —進水中某種污染物的平均濃度（mg/L） —出水中該種污染物的平均濃度（mg/L）將各項水質指標帶入上式中，計算出對污水的處理程度如下：% % %% % % 式中：—城市人口數，34萬人；—公共建筑用水折算而得的人口數，—工業(yè)廢水折算而得的人口數。 工業(yè)廢水按SS、BOD濃度折合為人口數是按照《給水排水設計手冊（第五冊）》第246頁公式41轉化進行計算的，折合成人口數的計算公式為： （1）工業(yè)廢水按SS計算式中： —工業(yè)廢水中SS的濃度，Css=240mg/L； —工業(yè)廢水的平均日污水量，Qp2=28000人；as—每人每日排放的SS量，由《給水排水設計手冊（第五冊）》第246頁查知，as =3550g/（人d），取as =40g/（人d）。 =168000=（2）按BOD5計算 式中： —工業(yè)廢水中BOD5的濃度，CBOD5=295mg/L —工業(yè)廢水的平均日污水量，Qp2=28000人as—每人每日排放的BOD5量，由《給水排水設計手冊（第五冊）》第246頁查知，as =2035g/（人d），取as =30g/（人d） =275333人=3 確定工藝流程污水處理的目的主要有兩個，其一是保護水資源不受污染，因此處理后出水要達到水質標準；其二是污水回用，處理后出水用于農田灌溉、城市中水和工業(yè)生產等，為此處理水要滿足相應的用水要求，《水處理工程師手冊》對工藝流程的選擇給出了以下的原則和要求，所以污水處理工藝的選擇也要按照下面的原則和要求進行。 （1）工藝流程應根據原水性質和用水要求選擇，其處理程度和方法應符合現行的國家標準和地方的有關規(guī)定，處理后水質應符合有關用水和排放的標準要求；（2）應充分利用當地的地形、地址、水文、氣象等自然條件及自然資源；（3）污水處理應充分考慮排放水體的稀釋、自凈能力，根據污水處理程度來選擇流程；（4）流程選擇應妥善處理技術先進和合理可行的關系，并考慮遠期發(fā)展對水質水量的要求，考慮分期建設的可能性；（5）流程組合的原則應當是先易后難，先粗后細，先成本低的方法，后成本高的方法。(1)主要處理工藝性能比較：①AO法處理工藝AO法生物脫氮污水處理工藝，是80年代初開創(chuàng)的工藝流程。其主要特點是將反硝化反應器放置在系統(tǒng)之首，故稱為前置反硝化脫氮系統(tǒng)，是目前采用的較廣泛的一種脫氮工藝，在反硝化缺氧池中，回流污泥中的反硝化細菌利用原污水中的有機物作為碳源，將回流混合液中的大量硝態(tài)氮還原成氮氣，而達到脫氮的目的，然后在后續(xù)的好氧池中進行生物氧化、有機物氨化、氨氮的硝化等生化反應。AO工藝的主要特征如下：主體污水處理單元由缺氧反應器、好氧反應器兩部分組成。缺氧反應器的主要功能是脫氮；好氧反應器的功能是多方面的，去除BOD、硝化反應等。所以，AO工藝可以同時完成有機物的去除、硝化脫氮等功能，脫氮的前提是NH3N應完全硝化，好氧池完成這一功能，缺氧池則完成脫氮功能。AO法污水處理工藝中，缺氧、好氧不同的環(huán)境條件及不同功能的微生物群的配合協(xié)作是其主要特點。在工藝上可以稱為最簡單的生物脫氮工藝，總的水力停留時間少于其它的同類工藝。