【文章內(nèi)容簡介】 ................................................ 62 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................... 63 致 謝 ............................................................................................................................... 64 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第一章 前 言 水是地球上一切生物賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)。當(dāng)今人類社會所面臨的人口、資源、環(huán)境的危機等問題，都和水資源的質(zhì)量密切相關(guān)。水資源在質(zhì)量在時空上的分布不均，特別是人類活動所導(dǎo)致的 水環(huán)境污染，已使水資源在質(zhì)與量上的嚴(yán)重虧缺和污染成為較為嚴(yán)峻的環(huán)境問題，并對人類的健康及生產(chǎn)、生活活動構(gòu)成威脅。采取積極的綜合措施防治水體污染，保護(hù)好水體環(huán)境，對已污染水進(jìn)行治理，使其對環(huán)境的污染降至最低，才能使人類才能使人類得以持續(xù)地開發(fā)和利用水資源，進(jìn)而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。 改革開放以來，經(jīng)濟發(fā)展蓬勃向上，各方面的變化日新月異，國家對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入加大了許多。隨著城市工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，城市人口的遞增，城市規(guī)模的擴大，工業(yè)廢水和生活污水排出量日益增多，大量未經(jīng)處理的污水直接排入周圍河流，致使城市周圍環(huán)境污染十 分嚴(yán)重，不但直接污染了市區(qū)的地下飲用水，而且對河流下游地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活造成了危害，人類和生物賴以生存的生態(tài)環(huán)境受到了日益嚴(yán)重的威脅。同時，水生態(tài)系統(tǒng)體現(xiàn)了人與水的和諧共存與協(xié)調(diào)發(fā)展，是城市生態(tài)系統(tǒng)的主要組成部分和關(guān)鍵因素，與一個城市的可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)。因而，城市污水治理已成為當(dāng)前迫切需要解決的問題之一。 理論是用于實踐的，將自己在課堂上所學(xué)的知識，尤其是專業(yè)知識用于本次畢業(yè)設(shè)計之中，以提高自己的工程設(shè)計能力，為自己走上工作崗位進(jìn)行工程設(shè)計打下堅固的實踐基礎(chǔ)。通過畢業(yè)設(shè)計，能夠熟悉并掌握排水工程的設(shè) 計內(nèi)容、設(shè)計原理、方法和步驟，能根據(jù)原始設(shè)計資料正確地獨立地選定設(shè)計方案，掌握污水廠設(shè)計的基本流程及各構(gòu)筑物的設(shè)計方法，熟悉設(shè)計計算書和設(shè)計說明書的編寫內(nèi)容和編制方法，并繪制工程圖紙。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 第二章 設(shè)計基本資料 領(lǐng)取此題目的學(xué)生應(yīng)根據(jù)教研室提供的資料及自行收集的資料，按畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書認(rèn)真完成下列任務(wù)： 畢業(yè)設(shè)計準(zhǔn)備工作。 進(jìn)行工藝流程的對比及選擇（屬于預(yù)可行研究范疇）。 構(gòu)筑物尺寸的計算及繪制圖紙（按初步擴大設(shè)計程度）。 說明書的整理及編制。 、原始資料 1．已知條件 武 漢市資料如下 歷史上無發(fā)生地震記載。地質(zhì)條件較好，地基耐壓力在 15kg/cm2以上。 武漢市屬北亞熱帶季風(fēng)性（濕潤）氣候，具有常年雨量豐沛、熱量充足、四季分明等特點。年降雨量 1150 毫米 1450 毫米；降雨集中在每年 68 月，約占全年降雨量的 40%左右 .武漢冬季主導(dǎo)風(fēng)向為北風(fēng)和東北風(fēng)，夏季主導(dǎo)風(fēng)向為東南風(fēng)和南風(fēng)。 武漢市地質(zhì)結(jié)構(gòu)以新華夏構(gòu)造體系為主，幾乎控制全市地質(zhì)構(gòu)造的輪廓。地貌中間低平，南北丘陵、崗壟環(huán)抱，北部低山林立，以平原為主。 武漢市江河縱橫，河港溝渠交織，湖泊庫塘星布，灄水、府河、倒水、舉水、金 水、東荊河等從市區(qū)兩側(cè)匯入長江，形成以長江為干流的龐大水網(wǎng)。 該區(qū)受季風(fēng)影響，濕度大，雨水多，夏季溫度高，屬于大陸性氣候悶熱地區(qū)。常年主導(dǎo)風(fēng)向為西北風(fēng)。 絕對最高溫度 ℃ ，絕對最低溫度 5℃ ，平均最低溫度 0℃ ；歷年平均氣溫 ℃ 。 年降雨量一般在 1600 毫米左右，最高降雨量為 1880 毫米；最低降雨量為 毫米，年平均降雨量為 1500 毫米。 最大積雪深度為 25 厘米，凍土深度為 厘米。 （ 1）設(shè)計流量 Q=150000m3/d(不考慮變化系數(shù) ) （ 2）設(shè)計進(jìn)水水質(zhì) COD=550mg/L； BOD5 濃度 S0=250 mg/L； TSS 濃度 X0=260 mg/L； VSS=200 mg/L； (MLVSS/MLSS=)； PH=7~8； 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 水溫在 20 度左右。 （ 3）出水水質(zhì) COD=80mg/L； BOD5 濃度 Se=20 mg/L； TSS 濃度 Xe=20 mg/L； （ 4）進(jìn)水管管底標(biāo)高 ，出水管標(biāo)高 29 m，地面標(biāo)高 32 m。 設(shè)計內(nèi)容 （一）準(zhǔn)備工作，具體內(nèi)容如下： 熟悉設(shè)計對象及有關(guān)設(shè)計資料； 明確畢業(yè)設(shè)計任務(wù)； 設(shè)計的基本知 識學(xué)習(xí)； 設(shè)計方案初步考慮； 收集不足資料。 完成上述任務(wù)后，需填寫畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書（原始資料部分）。 （二）污水廠流程的對比及選擇，內(nèi)容如下： 選擇兩種流程進(jìn)行比較，從經(jīng)濟和技術(shù)兩個角度論證其可行性。 推薦采用 AB 法工藝 （三）進(jìn)行擴大初步設(shè)計的計算及繪制圖紙、說明書的整理 確定污水廠占地面積（自己根據(jù)需要確定） 構(gòu)筑物的計算 施工圖設(shè)計內(nèi)容包括： 1）污水處理廠給排水平面布置圖（ 1） 2）污水處理廠給排水高程布置圖（ 1） 3）污水提升泵房布置圖（ 1） 4）濃縮池工藝圖圖（ 1） 5） A 曝氣池工藝圖（ 1） 6）沉沙池工藝圖（含格柵）（ 2） 7） B 曝氣池工藝圖（ 1） 8）二沉池工藝圖（ 1） 繪制完施工圖后，整理、編寫計算說明書。 （四）編制建筑給排水施工圖預(yù)算編制。（選做） 主要內(nèi)容如下： 收集資料，熟悉圖紙 計算工程量，工程量匯總 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 套用預(yù)算單價 計算各項費用 污水處理畢業(yè)設(shè)計指示書（參考） 設(shè)計步驟和方法 根據(jù)給定的設(shè)計原始資料，計算污水流量，確定污水廠規(guī)模。 ① 平均日流量（ m3/d）一般用以表示污水廠規(guī)模，并用以計算 污水廠每年的抽升電耗、耗藥量、處理的總水量、總泥量。 ② 設(shè)計最大流量（ m3/h或 L/s），即進(jìn)水管的設(shè)計流量。污水廠（站）的處理構(gòu)筑物（櫥另有規(guī)定者外）及連接管渠均按此流量計算。當(dāng)進(jìn)水流量為抽升進(jìn)入污水廠（站）時，亦可用組合的工作水泵流量代替最大設(shè)計流量。但工作泵組合流量應(yīng)與設(shè)計流量盡量吻合，過大時，可將壓力管的部分流量回流至集水池調(diào)節(jié)。 ③ 最大日流量（ m3/d），當(dāng)曝氣池的設(shè)計停留時間較長（例如 6 小時以上）時，采用最大日平均時流量（ m3/h）為曝氣池的設(shè)計流量。 ④ 當(dāng)污水廠（站）分為期建設(shè)時，以上設(shè) 計用的流量為相應(yīng)的各期流量。本設(shè)計只考慮近期流量。 確定污水處理程度 污水的處理程度用下式計算： %10000 ??? C CCE 式中 0C 為未處理污水中某種污染物的平均濃度（ mg/L）， C 為允許排入水體中的已處理污水中該種污染物的平均濃度（ mg/L）。 城市污水處理程度的主要污染指標(biāo)，一般用 BOD5 及 SS，有時，當(dāng)工業(yè)污水影響較大時，尚可輔以 COD 作參考指標(biāo)。 由于該廠生產(chǎn)污水無特殊污染物，其性質(zhì)與城 市生活污水近似，故計算指標(biāo)同城市污水。處理后出水水質(zhì) BOD5 、 SS 以 30 mg/L 計。 污水、污泥的處理工藝流程 根據(jù)所要求的處理程度，按技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合理的原則，選擇污水處理方法和工藝流程，并選定所需的污水、污泥處理構(gòu)筑物型式。 計算各單項處理構(gòu)筑物，并繪制出計算草圖。 設(shè)計計算參數(shù)應(yīng)根據(jù)同類型污水的實際運行參數(shù)或參考有關(guān)資料選用。 根據(jù)各單項構(gòu)筑物的尺寸與處理流程要求，進(jìn)行污水處理站的平面設(shè)計。 污水、污泥處理構(gòu)筑物各有不同的處理功能和操作、維修、管理要求，分別集中布置有利于管理。布置時 ，除考慮主體構(gòu)筑物外，尚應(yīng)考慮附屬構(gòu)筑物，由于本設(shè)計屬某地區(qū)的污水廠，所以如機修車間，食堂等均可考慮，辦公室、化驗室須設(shè)置。平面布置既要緊湊，又要流有一定的施工距離。一般構(gòu)筑物之間距離可取 5~8 米。各構(gòu)筑物的湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 具體位置應(yīng)考慮施工土石方量少，填挖土方基本平衡。各構(gòu)筑物之間采用管渠連接，出正常工作管渠外，應(yīng)有超越管，事故排出管，放空管、給水管等。站內(nèi)車行道寬 ~5m，人行道寬 ~2m。 污水站的高程布置 應(yīng)在完成各構(gòu)筑物計算及平面草圖后進(jìn)行，各處理構(gòu)筑物應(yīng)盡量采用重力流。各處理構(gòu)筑物的水頭損失可直 接查表，但各構(gòu)筑物間的連接管渠的水頭損失則需計算確定。高程布置時需留有一定的富裕水頭。 說明書及圖紙 說明書寫明設(shè)計任務(wù)，設(shè)計原始資料，處理站規(guī)模，污水處理方案選擇，各處理構(gòu)筑物的設(shè)計尺寸等。計算書除有計算過程外，還需附計算草圖。 平面布置圖：除繪出構(gòu)筑物及其連接管渠、檢查井外，圖中還應(yīng)注明比例尺，指北針、底標(biāo)軸線、地面標(biāo)高，圍墻，道路，大門，綠化及其相關(guān)位置，還應(yīng)列出構(gòu)筑物和輔助建筑物一覽表，圖例以及必要的說明。 污水、污泥高程圖：反應(yīng)處理工藝流程中各構(gòu)筑物高程的相關(guān)關(guān)系。圖中應(yīng)標(biāo)出地面高程，各處理構(gòu)筑 物的頂面，底面，水面高程，以及連接管渠的底或中心高程。 平面布置圖的比例采用 1： 100~1： 500 高程布置圖的比例：水平 1： 100~1： 500 垂直 1： 50~1： 100 其他各單體構(gòu)筑物設(shè)計圖按規(guī)范執(zhí)行。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 第三章 污水處理常見方法簡介及方案比選 污水處理常見方法簡介 城市污水的生物處理技術(shù)是以污水中的污染物作為營養(yǎng)，利用微生物的代謝使污染物降解，它是城市污水處理的主要手段。城市二級污水處理廠常用的方法有：深井曝氣活性污泥法、 AB 法、氧化溝法、 SBR 法等等。 深井曝氣活性污泥法 深水曝氣活性污泥法又名超水深曝氣活性污泥法。本工藝開創(chuàng)于 70 年代，首建于美國的皮林翰姆市，效益顯著，如充氧能力強，可達(dá)常規(guī)的 10 倍，動力效率高，占地少，設(shè)備簡單，易于操作，處理功能不受氣候條件影響，適合于各種氣候條件，可考慮不設(shè)初沉池等。本工藝使用于處理高濃度有機廢水。 深井曝氣池（曝氣井）直徑介于 1~6m，深度可達(dá) 70~150m，井中間設(shè)隔離墻將井一分為二或在井中心設(shè)內(nèi)井筒，將井分為內(nèi)、外兩部分。在前者的一側(cè)，后者的外環(huán)部設(shè)空氣提升裝置，使混合液上升。而在前者 的另一側(cè)，后者的內(nèi)井筒內(nèi)產(chǎn)生降流。這樣在井隔離墻兩側(cè)和井中心筒內(nèi)外，形成由上而下的流動。由于水深度大，氧的利用率高，有機物降解速度快，效果顯著。 深井曝氣池的井壁腐蝕或受損時，污水通過井壁滲透對地下水可能的污染，是世界水處理領(lǐng)域關(guān)注的焦點之一。 AB 法 AB 法是吸附降解工藝的簡稱。該法由德國 Bohuke 教授首先開發(fā)。 AB 法工藝由德國 B0HUKE 教授首先開發(fā)。該工藝將曝氣池分為高低 負(fù)荷 兩段， 各有獨立的沉淀和污泥回流系統(tǒng)。高 負(fù)荷 段 A 段停留時間約 20－ 40 分鐘，以 生物絮凝 吸附作用為主，同時發(fā)生不完全氧化反應(yīng)，生物主要為短世代的細(xì)菌群落，去除 BOD 達(dá) 50%以上。 B 段與常規(guī) 活性污泥 相似， 負(fù)荷 較低，泥齡較長。 A 級和 B 級亦可分期建設(shè)。它通常不設(shè)初沉池，以便利用污水中存在的微生物和有機物。 A、 B 兩段的活性污泥各自回流，因此A、 B 段分別在負(fù)荷相差懸殊的情況下運行，運行穩(wěn)定。 B 段發(fā)生硝化與反硝化可以去除一部分的磷。污泥的沉淀效能好，抗沖擊負(fù)荷強，構(gòu)筑物，污泥產(chǎn)生量多。 AB 法工藝的主要問題是 A 段負(fù)荷率高，去除污染物主要是靠活性污泥的初期吸附作用，污泥齡短，剩余污泥量較大，使污泥處理和處理的難度增 加。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 氧化溝法 氧化溝 (Oxidation Ditch)污水處理的整個過程如進(jìn)水、曝氣、沉淀、污泥穩(wěn)定和出水等全部集中在氧化溝內(nèi)完成，最早的氧化溝不需另設(shè)初次沉淀池、二次沉淀池和污泥回流設(shè)備。后來處理規(guī)模和范圍逐漸擴大，它通常采用延時曝氣，連續(xù)進(jìn)出水，所產(chǎn)生的微生物污泥在污水曝氣凈化的同時得到穩(wěn)定，不需設(shè)置初沉池和污泥消化池，處理設(shè)施大大簡化。不僅各國環(huán)境保護(hù)機構(gòu)非常重視，而且世界衛(wèi)生組織（ WHO）也非常重視。在美國已建成的污水處理廠有幾百座，歐洲已有上千座。在我國，氧化溝技術(shù)的研究和工程實踐 始于上一世紀(jì) 70 年代，氧化溝工藝以其經(jīng)濟簡便的突出優(yōu)勢已成為中小型城市污水廠的首選工藝。氧化溝在應(yīng)用中發(fā)展為多種形式，比較有代表性的有： 卡羅塞（ Carrousel）氧化溝。普通卡羅塞氧化溝采用表面曝氣機，混合液溶解氧充足，負(fù)荷較低狀態(tài)下，可以發(fā)生硝化作用，將氨氮氧轉(zhuǎn)化成硝酸鹽和亞硝酸鹽。在曝氣機的下游，混合液呈缺氧狀態(tài)，硝酸鹽和亞硝酸鹽又有發(fā)生反硝化的機會。然后，混合液又進(jìn)入有氧區(qū)，完成一次有氧和缺氧狀態(tài)之間的循環(huán)?？_塞 2021 氧化溝是在氧化溝內(nèi)設(shè)置前置反硝化功能的氧化溝工藝，使氧化溝的脫