【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 1 第一章 緒論 世界水資源現(xiàn)狀 水資 源在地球上占到了地球總面積的 70%，儲(chǔ)量巨大且易于獲得，但是能直接被人類使用的水資源卻嚴(yán)重不足 。 海水在地球的水資源中占了相當(dāng)大的一部分 ， 但卻無(wú)法直接使用，不可以直接飲用，也不可以灌溉土地，在地球上可用的淡水資源僅占地球水資源的%，但是就在這為數(shù)不多的淡水資源中，又有大量的淡水資源被凍結(jié)在南極和北極的冰層中，再加上高山上得永久積 雪和冰川 ， 將近有 87%的淡水資源不能利用 。 只有江河湖泊和地下水才可以被人們使用，這些水資源只僅僅占了地球水資源的 %， 淡水 資源的短缺以及不平衡，極大的威脅了人類的發(fā)展 。 如果按照區(qū)域劃分 ， 中國(guó) 、 美國(guó) 、 印度 、 巴西 、 俄羅斯 、 哥倫比亞 、 加拿大 、 印度尼西亞 和剛果 這九個(gè)國(guó)家的淡水資源就占了 世界淡水資源的 60%。 大約 80 個(gè)國(guó)家約 15億的人口面臨著水資源短缺的現(xiàn)狀 。 在 其中 有三億人口 26 個(gè)國(guó)家處在嚴(yán)重缺水的邊緣 。 據(jù)有關(guān)部門(mén)預(yù)計(jì) ， 到 2025 年 全世界 將有 30 億人處在嚴(yán)重缺水的邊緣 ， 涉及到的國(guó)家將累計(jì)達(dá)到 40 個(gè) 。 今天 ， 水資 源已經(jīng)變得越來(lái)越寶貴了，同時(shí)也變成了世界性的問(wèn)題 ， 重視水資源的發(fā)展不僅關(guān)系到人類社會(huì)的發(fā)展，同時(shí)也關(guān)系到了生命的延續(xù)和發(fā)展。 我國(guó)城市水資源以及污水處理現(xiàn)狀 根據(jù)我國(guó)水利局的預(yù)測(cè) ， 截止到 2030 年當(dāng)我國(guó)人口達(dá)到 16億大關(guān)時(shí) ， 人均水資源的占有率將下降到 1760 立方米 ， 水資源的缺口總量將達(dá)到 400500 億立方米 ， 屆時(shí)將達(dá)到嚴(yán)重缺水的警戒線 。從 地域的分布上來(lái)看 ， 全國(guó)水資源總量的 81%集中在長(zhǎng)江以及南方地區(qū) ， 其中西南五個(gè)省區(qū)就占到了 40%的水量 ， 就人均的占有率而言 ， 南方人均占有率最高值跟北方人均占有率最高值 可以相差 10倍 ， 西北地區(qū)甚至比東部地區(qū)高出 500 倍之多 ； 水資源不足的問(wèn)題在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)都無(wú)法解決 。隨著 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步 ， 越來(lái)越多的水資源會(huì)被消耗掉 ， 從而更加加劇了水資源短缺的問(wèn)題 ， 使環(huán)境問(wèn)題變的日益突出 ， 由此造成的水資源問(wèn)題已經(jīng)成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要制約因素 。據(jù) 不完全 統(tǒng)計(jì)： 目前我國(guó)的污水排放量達(dá)到 350億立方米每年 ,但 污水集中的處理率還不到15%， 在全國(guó)每年不經(jīng)過(guò)處理就直接排放進(jìn)河流的污水就高達(dá) 80%， 使得原本具有美化環(huán)境的河流變成了滋生蚊蠅的溫床 。在全國(guó) 2200 座 的 縣城與 19200 個(gè)建制鎮(zhèn)中， 污水的 內(nèi) 蒙 古 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 2 排放量就占到了排放總量的一半以上 ， 而且這些中小城市的污水處理能力很低，處理量也不大，設(shè)備過(guò)于落后 。 在改革開(kāi)放以后，我國(guó)加大了水污染治理的力度，興建大型污水處理廠 ， 但總體上仍然不能滿足城市污水處理的需要 。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 我國(guó)有污水處理廠 427座 ， 其中 二級(jí)處理廠 282 座。 通過(guò)對(duì)這些污水處理廠的建設(shè) ， 大大提高了城市處理污水的效率 ， 但總體處理量仍然趕不上排放的總量 ， 導(dǎo)致兩者之間的差距越來(lái)越大 。 即使 按照 1998年 的 資料， 城市的污水處理率也才達(dá)到 %， 與此同時(shí)，西方發(fā)達(dá)的資本主義國(guó)家在 1980 年就達(dá)到了 70%，我國(guó) 污水處理的現(xiàn)狀不容樂(lè)觀。污水處理率低 和 城市污水處理能力增長(zhǎng)緩慢 是造成我國(guó) 水資源發(fā)展 的主要原因， 從而 導(dǎo)致了 水資源 環(huán)境的持續(xù)惡化，并嚴(yán)重的制約了我國(guó) 社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 。 內(nèi) 蒙 古 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 3 第二章 原始設(shè)計(jì)資料 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)及設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)水量 設(shè)計(jì)水量： 260000 萬(wàn) m3/d 。 設(shè)計(jì)水質(zhì) 表 21 設(shè)計(jì)水質(zhì) 項(xiàng)目 進(jìn)水水質(zhì) 出水水質(zhì) SS 200mg/L SS≤ 10 mg/L COD 350mg/L COD≤ 50 mg/L BOD 150 mg/L BOD5≤ 10 mg/L PH 6~9 7 磷酸鹽 ≤ mg/L NH3— N 30 mg/L NH3N≤ 15 mg/L 廠區(qū)地形 城市的排水系統(tǒng)采用分流制的排水系統(tǒng)，主干管進(jìn)入污水處理廠處管道水面標(biāo)高在凍土層以下。 水文地質(zhì)資料 天津位于中緯度歐亞大陸東岸，常年受季風(fēng)環(huán)流的影響，屬于溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，一年春夏秋冬四季明顯 ， 春季為多風(fēng)的時(shí)節(jié) ，干旱少雨； 夏季受熱帶高壓氣候 ， 雨水 集中 ，空氣悶熱 ； 秋季涼爽 ；冬季 干燥寒冷 。冬季以西北風(fēng)為主，氣溫較低，夏季以偏南風(fēng)為主， 年平均氣溫在 14176。C 左右 ， 一月份最冷，平均氣溫 2176。C左右 ，七月最熱，平均氣溫 28176。C 左右 ，年平均降雨量 360~970 毫米。平均值是 600毫米上下。 內(nèi) 蒙 古 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 4 第三章 方案的比較與選擇 處理程度的計(jì)算 BOD 的去除率 ： η= %%100150 10150 ??? COD 的去除率 ： η %%100350 50350 ???? SS 的去除率 ： η %%100200 10200 ???? TP 的去除率 ： η %%1004 14 ???? 處理方案的選定 污水處理工藝的確定 (1)A2/O 處理的工藝 ① A2/O 處理的主體工藝是厭氧－缺氧－好氧生物脫氮除磷工藝的簡(jiǎn)稱， A2/O工藝是在厭氧 — 好氧的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)的，該工藝在處理污水的同時(shí)，兼具操作方便的功能。 ② A2/O 法同步脫氮除磷工藝的原理： A2/O 的主要反應(yīng)區(qū)域分為三大塊 — 厭氧區(qū)，缺氧區(qū)，好氧區(qū)。污水首先進(jìn)入配水井，配水井將污水均勻配給給每個(gè)反應(yīng)池，同時(shí)將沉淀池的污泥回流進(jìn) OA2 反應(yīng)池，在對(duì)一部分的有機(jī)物進(jìn)行氨化的同時(shí)，主 要功能是釋放出磷。污水通過(guò)在第一反應(yīng)器里的反應(yīng)進(jìn)入缺氧區(qū)，脫氮是此反應(yīng)器的主要功能，由好氧反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)輸送過(guò)來(lái)的硝態(tài)氮，循環(huán)液的液量較大。混合液繼續(xù)進(jìn)入好氧反應(yīng)器，這一反應(yīng)器具有多功能的特點(diǎn)，比如去除 BOD，硝化和吸收磷這些反應(yīng)。這三項(xiàng)反應(yīng)都很重要，混合液中含的 NNO?3 ，污泥中含有過(guò)剩的磷，去除了污水中的 BOD 。 內(nèi) 蒙 古 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 5 ③ A2/O 工藝的特點(diǎn)： a． 本工藝在系統(tǒng)上 可以稱為最簡(jiǎn)單的同步脫氮除磷工藝，總的水力停留時(shí)間 也 少于其他同類工藝 。 b． 在 反應(yīng)池 交替運(yùn)行條件下，絲狀菌 的繁殖得到大量的抑制 ， 不會(huì)發(fā)生污泥膨脹 ，SVI 值小于 100 。 c． 污泥中 的磷含量很高，可以用作肥料。 d．運(yùn)行中不需要添加藥劑，只需要在厭氧段和缺氧段攪拌就行 ， 以水中的溶解氧不增加為標(biāo)準(zhǔn) ，運(yùn)行 的 費(fèi)用低 。 (2)氧化溝法處理工藝 ① 氧化溝污水處理的整個(gè)過(guò)程 包括進(jìn)水、曝氣、沉淀、污泥的穩(wěn)定、出水。以上的反應(yīng)全部集中在氧化溝內(nèi)進(jìn)行 ， 早期的氧化溝工藝對(duì)于初沉池、二沉池、污泥濃縮設(shè)備不做要求 。 后來(lái)隨著處理規(guī)模和 處理范圍的擴(kuò)大 ， 又增加了延時(shí)曝氣和增加了連續(xù)進(jìn)出水 ， 微生物污泥的穩(wěn)定性得到了大大的增加 ， 從而不需要設(shè)置初沉池和污泥硝化池 ， 處理設(shè)施的簡(jiǎn)便性大大增加 。 隨著現(xiàn)在各國(guó)越來(lái)越重視環(huán)境問(wèn)題的發(fā)展 。 美國(guó)已經(jīng)建立了幾百座的污水處理廠 ， 而 歐洲 也 已有上千座。在我國(guó)，氧化溝技術(shù)的 出現(xiàn)于上個(gè)世界 70年代 ， 而現(xiàn)在氧化溝的技術(shù)已經(jīng) 成為中小型城市污水廠的首選工藝 ，其重要的原因就在于它的工藝簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉。 ② 氧化溝具有以下特點(diǎn)： ， 運(yùn)行起來(lái)管理簡(jiǎn)便 。 于此同時(shí)氧化溝工藝不需要設(shè)置初沉池和污泥濃縮池 。 甚至有的 類型氧 化溝還可以和二沉池合建， 省略污泥回流系統(tǒng) 。 BOD 含量較小時(shí)無(wú)法處理。 沖擊負(fù)荷 的承受度大 ， 可以適應(yīng)濃度較高的工業(yè)廢水 。 因?yàn)檠趸瘻系乃νＡ舻臅r(shí)間長(zhǎng)并且污泥齡和稀釋量大 。 。氧化溝 內(nèi)的污 泥齡長(zhǎng)。一般 平均 為 20～ 30 天 ，污泥在溝內(nèi) 已經(jīng) 好氧穩(wěn)定，所以污泥產(chǎn)量少?gòu)亩芾砗?jiǎn)單 。 除磷脫氮 的功能 。 內(nèi) 蒙 古 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 6 (3)A2/O 與 氧化溝 兩方案的除磷脫氮工藝的比較見(jiàn)下表 : 表 31 A2/O 與 氧化溝 除磷脫氮工藝的比較 工藝名稱 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) A2O 工藝 ①除磷脫氮的功能比較完備；②可以改善污泥的性質(zhì)，從而降低污泥的排放量；③對(duì)于難降解的生物可以有效的去除、運(yùn)行穩(wěn)定；④技術(shù)完備，運(yùn)行合理；⑤維護(hù)管理簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低； ①處理構(gòu)筑物比較多；②污泥回流量大，消耗能源高；③費(fèi)用高小型污水廠難以承受；④沼氣的利用率低。 氧化溝 工藝 ①過(guò)程簡(jiǎn)單，處理便宜，建設(shè)費(fèi)用低；②對(duì)于脫氮除磷有很好的效果；③對(duì)于濃度高的工業(yè)廢水有很大稀釋作用；④有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷；⑤對(duì)于不容易降解的有機(jī)廢物可以很好的去 除；⑥不需要污泥回流系統(tǒng)和消化處理；⑦技術(shù)成熟，管理方便；⑧國(guó)內(nèi)工程實(shí)例多，容易獲得工程設(shè)計(jì)和管理經(jīng)驗(yàn)； ①運(yùn)行期間，對(duì)自動(dòng)化控制能力要求高；②污泥穩(wěn)定性差；③設(shè)備的使用率低；④如果想更好的脫氮需要設(shè)置厭氧池。 綜上所述， OA2 工藝是本設(shè)計(jì)的首選處理工藝。因?yàn)檫@種工藝可以有效的脫氮除磷； 污泥沉降性能可以得到大大的改善，減少的污泥的排放總量；對(duì)于難講解的有機(jī)物可以有效的去除，運(yùn)行穩(wěn)定；技術(shù)先進(jìn)，造價(jià)低廉；管理維護(hù)容易，運(yùn)行費(fèi)用低 ；國(guó)內(nèi)工程實(shí)例多，容易獲得工程設(shè)計(jì)，管理經(jīng)驗(yàn)技術(shù)，最為重要的是該工藝總水力停留時(shí)間少于其他同類工藝，節(jié)省基建費(fèi)用，占地面積適中，不過(guò)多的浪費(fèi)土地，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的形勢(shì)下，土地價(jià)格上漲劇烈，所以該污水處理工藝較為合適。 內(nèi) 蒙 古 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 7 工藝流程簡(jiǎn)圖 圖 31 污水處理工藝流程 內(nèi) 蒙 古 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 8 第四章 污水構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算 粗格柵間 格柵的組成是由一些金屬柵條和金屬網(wǎng)構(gòu)成，安裝在泵房前面、或者污水處理廠進(jìn)水的端口， 攔截下來(lái)水中的大塊漂浮物以及固體廢棄物 ,從而保證泵 房不會(huì)被堵塞發(fā)生機(jī)械故障，保證后續(xù)反應(yīng)的進(jìn)行 。 設(shè)計(jì)要點(diǎn) 設(shè)計(jì)須遵循如下規(guī)范： （ 1） 水泵或者污水處理系統(tǒng)前 ， 需要 設(shè)置格柵； （ 2） 柵條和柵條之間的寬度 ，應(yīng) 該 符合下列要求； ① 在進(jìn)入污水處理系統(tǒng)之前 ，機(jī)械清除時(shí)為 16～ 100mm，人工清除時(shí)為 25～100mm； ② 水泵前，應(yīng)根據(jù)水泵要求 從而 確定； ③ 細(xì)格柵為 ～ 10mm。 （ 3）污水過(guò)柵流速宜采用 ～ 。轉(zhuǎn)鼓式格柵 除 外，機(jī)械清除格柵傾角宜采用 60176?！?90176。；人工清除宜采用 30176。～ 60176。 （ 4）格柵上部必須設(shè)置 具有 工作平臺(tái)，其高 度應(yīng) 該 高出格柵前最高設(shè)計(jì)水位 ，工作平臺(tái)上應(yīng) 該安裝 有安全和沖洗設(shè)施。 （ 5）格柵工作平臺(tái)兩側(cè) 的 邊道寬度 需 采用 ～ 。工作平臺(tái)過(guò)道 正面 寬度，采用機(jī)械清除時(shí)不應(yīng)小于 ，采用人工清除時(shí)不應(yīng)小于 。 （ 6）柵渣通過(guò)機(jī)械破碎輸送，壓榨脫水后外運(yùn)。 （ 7）格柵除污機(jī)、輸送機(jī)與壓榨脫水機(jī)的進(jìn)出料口宜采用密封形式， 可 根據(jù)周圍環(huán)境 的 情況，設(shè)置除臭處理裝置。 （ 8）格柵間 需 設(shè)置 有 通風(fēng)設(shè)施及有毒有害氣體的檢測(cè)與報(bào)警裝置。 設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)流量： 平均日流量： dmQd /260000 3? = hm / 3 最大日流量： smdmQKQ dz /?????? 內(nèi) 蒙 古 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 9 柵條間隙： mmb 60? 柵前水深： ? 過(guò)柵流速： smv /? 安裝傾角： 60??? 柵條寬度： 10s mm? 數(shù)量： 1 座 柵渣量：對(duì)于柵條間隙 mmb 60? 的粗格柵，對(duì)于城市污水，每單位體積污水?dāng)r截污物為 31 mW ? 。 設(shè)計(jì)計(jì)算 (1)柵條間隙數(shù)為： i nm a x ??????? bhvQn ? (41) 取 16?n (2)柵槽有效寬度為： 即 ? 。 )116()1( ???????? bnnsb