【文章內(nèi)容簡介】 ..................................40 高程布置 ......................................................................................................................44參考文獻 .......................................................................................................................................47揚州職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計第一篇 設(shè)計說明書1 概述 設(shè)計任務(wù)對城市污水處理工程的初步設(shè)計。設(shè)計內(nèi)容主要包括污水收集管道系統(tǒng)的設(shè)計計算，污水處理工藝的選擇，污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計以及污泥處理構(gòu)筑物的設(shè)計。 設(shè)計依據(jù) 規(guī)范標準（1） 污水處理工程畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書；（2） 《室外給水設(shè)計規(guī)范》 （GB500132022）中國計劃出版社；（3） 《室外排水設(shè)計規(guī)范》 （GB500142022）中國計劃出版社；（4） 《建筑制圖標準匯編》 ，中國建筑工業(yè)出版社，1996；（5） 《污水排入城市下水道水質(zhì)標準》 （CJ3432022 ） ，中國建筑工業(yè)出版社，2022；（6） 《城鎮(zhèn)水處理廠污染物排放標準》 （GB189182022 ） ，國家環(huán)境保護局，2022；（7） 給水排水工程標準圖集。 參考文獻（1） 《排水工程》 （上） ，第四版，孫慧修主編，中國建筑工業(yè)出版社，2022；（2） 《排水工程》 （下） ，第四版，張自杰主編，中國建筑工業(yè)出版社，2022；（3） 《水質(zhì)工程學(xué)》 ，李圭白主編，中國建筑工業(yè)出版社，2022；（4） 《給水排水設(shè)計手冊》 （第 11 等分冊） ，中國建筑工業(yè)出版社，2022；（5） 《給水排水工程基本建設(shè)概預(yù)算》 ，吳莊編著，同濟大學(xué)出版社，1991；（6） 《廢水處理理論與設(shè)計》 ，張自杰主編，中國建筑工業(yè)出版社，2022；（7） 《給水排水工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南》張智等編，中國水利電力出版社，2022。 區(qū)域概況 自然條件氣候：該城鎮(zhèn)氣候為亞熱帶海洋季風(fēng)性季風(fēng)氣候，常年主導(dǎo)風(fēng)向為東南風(fēng)。水文：最高潮水位 （羅零高程，下同） ；高潮常水位 ；某城鎮(zhèn)污水處理廠初步設(shè)計低潮常水位 。 城市污水排放現(xiàn)狀（1）污水水量①生活污水按人均生活污水排放量 300L/(人d) ；②生產(chǎn)廢水量按近期 萬 m3/d，遠期 萬 m3/d；③公用建筑廢水量排放系數(shù)按近期 ，遠期 考慮；④處理廠處理系數(shù)按近期 ，遠期 考慮。（2）污水水質(zhì)① 生活污水水質(zhì)指標為 CODCr：60g/(人d)；BOD 5：30g/( 人d)；② 工業(yè)污染源參照沿海開發(fā)區(qū)指標，擬定為 CODCr：300mg/L ；BOD 5：170mg/L ；③ 氨氮根據(jù)經(jīng)驗確定為 30md/L。2 污水處理廠的設(shè)計 規(guī)模與處理程度的確定 污水處理廠規(guī)模與處理目標（1）建設(shè)規(guī)模該污水處理廠服務(wù)面積為 ，近期（2022 年）規(guī)劃人口為 萬人，遠期（2025 年）規(guī)劃人口為 萬人。處理水量近期 萬 m3/d，遠期 萬 m3/d。（2）處理目標根據(jù)該城鎮(zhèn)環(huán)保規(guī)劃，污水處理廠出水進入的水體水質(zhì)按國家 3 類水體標準控制，同時執(zhí)行城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB 189182022）二級標準，擬定出水水質(zhì)指標為：CODCr：≤100mg/L；BOD 5≤30mg/L；SS≤30mg/L；NH 3N≤10mg/L。 設(shè)計進出水水質(zhì)污水廠進水水質(zhì)和城鎮(zhèn)經(jīng)濟發(fā)展水平和城鎮(zhèn)性質(zhì)、工業(yè)廢水水質(zhì)等因素有關(guān)，結(jié)合當?shù)噩F(xiàn)有污水處理廠及城鎮(zhèn)工業(yè)性質(zhì)，確定城鎮(zhèn)污水處理廠進水水質(zhì)如下表：表 212 污水處理廠進水水質(zhì)項目 pH SS BOD5 COD Cr TN TP進水（ mg/L）69 30 129 242 40 揚州職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》 （GB189182022 ）規(guī)定城鎮(zhèn)污水處理廠出水排入 GB3838 地表水Ⅲ類功能水域（劃定的飲用水水源保護區(qū)和游泳區(qū)除外） 、GB3097 海水二類功能水域和湖、庫等封閉 或半封閉水域時，執(zhí)行一級標準，本設(shè)計確定出水達到一級 A 標準。污水處理廠的去除率可以根據(jù)進出水水質(zhì)的差額來確定，根據(jù)下面公式，計算結(jié)果見下表： 進 水 某 物 質(zhì) 濃 度出 水 某 物 質(zhì) 濃 度進 水 某 物 質(zhì) 濃 度 ??? 污水處理程度確定出水水質(zhì)及去除率，具體標準見下表。表 213 污水進出水水質(zhì)及去除率BOD(mg/l) COD(mg/l) SS(mg/l) TN(mg/l) TP(mg/l)進水水質(zhì) 30 100 30 40 出水水質(zhì) 30 30 30 10 去除率 100% 70% 100% 75% % 污水處理廠方案的確定 確定污水處理方案的原則污水處理工程建設(shè)過程中應(yīng)遵從下列原則：（1）污水處理工藝技術(shù)方案，在達到治理要求的前提下應(yīng)優(yōu)先選擇基建投資和運行費用少、運行管理簡便的先進的工藝；（2）所用污水、污泥處理技術(shù)和其他技術(shù)不僅要求先進，更要求成熟可靠；（3）和污水處理廠配套的廠外工程應(yīng)同時建設(shè)，以使污水處理廠盡快完全發(fā)揮效益；（4）污水處理廠出水應(yīng)盡可能回用，以緩解城市嚴重缺水問題；（5）污泥及浮渣處理應(yīng)盡量完善，消除二次污染；（6）盡量減少工程占地。 污水處理方案的比選某城鎮(zhèn)污水處理廠初步設(shè)計本項目污水以有機污染為主，BOD/COD= 可生化性較好，重金屬及其他難以生物降解的有毒有害污染物一般不超標，針對這些特點，以及出水要求，現(xiàn)有城市污水處理技術(shù)的特點，以采用生化處理最為經(jīng)濟。由于將來可能要求出水回用，處理工藝尚應(yīng)硝化。根據(jù)國內(nèi)外已運行的大、中型污水處理廠的調(diào)查，要達到確定的治理目標，可采用“普通活性污泥法 ”或“氧化溝”法。（1）普通活性污泥法普通活性污泥法也稱傳統(tǒng)活性污泥法，推廣年限長，具有成熟的設(shè)計運行經(jīng)驗，處理效果可靠，如設(shè)計合理，運行得當，出水 BOD5 可達 1020mg/L，它的缺點是工藝路線長，工藝構(gòu)筑物及設(shè)備多而復(fù)雜，運行管理困難，運行費用高?；钚晕勰嗫煞譃楹醚趸钚晕勰嗪蛥捬躅w?；钚晕勰?。 活性污泥法的工藝流程是液流有回流的推流式。初次沉淀后的廢水與二沉池回流的活性污泥混合后進入曝氣池，大約曝氣 6 小時，進水與回流污泥通過擴散曝氣或機械曝氣作用進行混合。流動過程中，有機物經(jīng)過吸附、絮凝和氧化作用等作用被去除。一般地，從曝氣池流出的混合液在二沉池沉淀后，沉淀池內(nèi)的活性污泥以進水量的 25～50%返回曝氣池（即污泥回流比為 25～50%） 。這種方法常用于低濃度生活污水處理，對沖擊負荷很敏感。生化需氧量（BOD 5）的去除率達 85～95%。工藝分類方法按微生物對氧的要需求，生物法可分為好氧、厭氧、缺氧3類；按微生物的生長方式分懸浮生長、固著生長、混合生長3類；此外，還可以按操作條件（負荷、溫度、連續(xù)性）和用途分類。影響因素有：1）入流水質(zhì)水量：BOD 5：N：P=100：5：12）混合液懸浮固體濃度（MLSS ）：包括活細胞、無活性又難降解的內(nèi)源代謝殘留物、有機物和無機物，前三類有機物約占固體的成分的 75﹪～85﹪ 。用揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS）指標不包括無機物，更準確反映活性物質(zhì)量，但測定較麻煩。對給定的廢水，MLVSS /MLSS 介于 ～ 之間。3）有機負荷：有進水負荷和去除負荷兩種，前者指單位重量的活性污泥在單位時間內(nèi)要保證一定的處理效果才能承受的有機物的量；后者指單位重量的活性污泥在單位時間內(nèi)去除的有機物量。有時也用單位曝氣池容積作為基準。揚州職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計4）剩余污泥排放量和污泥齡：微生物代謝有機物同時增值，剩余污泥排放量等于新凈增污泥量。用新增污泥替換原有污泥所需時間稱為泥齡 θc。5）混合液溶解氧濃度6）水溫：在一定范圍內(nèi)，隨著溫度升高，生化反應(yīng)速率加快，增值速率也快；另一方面細胞組織入蛋白質(zhì)、核酸等對溫度很敏感，溫度突升并超過一定的限度時，會產(chǎn)生不可逆的破壞。各類微生物適應(yīng)的溫度范圍見下表：表 222 各類微生物適應(yīng)的溫度范圍類別 最低溫度/℃ 最適溫度/℃ 最高溫度/℃高溫型 30 50～60 70～80中溫型 10 30～40 50常溫型 5 15～30 40低溫型 10 5～10 307） pH 值：一般好氧微生物的最適宜 pH=～；pH ﹤ 時，真菌占優(yōu)勢，引起污泥膨脹；另一方面，微生物的活動也會影響混合液的 pH 值。8）曝氣池和二沉池的水力停留時間9）二沉池的水力表面負荷、固體表面負荷和出水溢流堰負荷。 活性污泥質(zhì)量衡量指標活性污泥法的處理效果取決于活性污泥的數(shù)量和性能。衡量活性污泥質(zhì)量的指標主要有：①污泥濃度；②污泥沉降比 SV；③污泥體積指數(shù) SVI； ④活性污泥的耗氧速率； ⑤污泥的沉降速度；⑥活性污泥的生物相；⑦粒度和顏色等。性能良好的活性污泥外觀呈黃褐色，粒徑 ～，比表面積 20～100cm2/ml，含水率在 99%以上，相對密度 ～，SV=15%～30%，SVI=50～150。. 工藝特征有機污染物在曝氣池內(nèi)的降解，經(jīng)歷了第一階段的吸附和第二階段代謝的完整過程，活性污泥也經(jīng)歷了一個從池端的對數(shù)增長，經(jīng)減速增長到池末端的內(nèi)源呼吸期的完全生長周期。 存在的問題有：1）曝氣池首端有機污染物負荷高，好氧速度也高，為了避免由于缺氧形成厭氧狀態(tài)，進水有機物負荷不宜過高，為達到一定的去污能力，需要曝氣池容積大，占用的土地較某城鎮(zhèn)污水處理廠初步設(shè)計多，基建費用高；2）好氧速度沿池長是變化的，而供氧速度難于與其相吻合、適應(yīng)，在池前段可能出現(xiàn)好氧速度高于供氧速度的現(xiàn)象，池后段又可能出現(xiàn)溶解氧過剩的現(xiàn)象，對此，采用漸減供氧放式，可一定程度上解決這些問題；3）對進水水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性較低，運行效果易受水質(zhì)、水量變化的影響。（2）氧化溝 氧化溝處理技術(shù)是 20 世紀 50 年代有荷蘭人首創(chuàng)。60 年代以來，這項技術(shù)在國外已被廣泛采用，工藝及構(gòu)筑物有了很大的發(fā)展和進步。隨著對該技術(shù)缺點（占地面積大）的克服和對其優(yōu)點的逐步深入認識，目前已成為普遍采用的一項污水處理技術(shù)。氧化溝工藝一般可不設(shè)初沉池，在不增加構(gòu)筑物及設(shè)備的情況下，氧化溝內(nèi)不僅可完成碳源的氧化，還可實行脫氮，成為 A/O 工藝，由于氧化溝內(nèi)活性污泥已經(jīng)好氧穩(wěn)定，可直接濃縮脫水，不必厭氧消化。氧化溝污水處理技術(shù)已被公認為一種成功的革新的活性污泥法工藝，與傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)相比較，它在技術(shù)、經(jīng)濟等方面具有一系列獨特的優(yōu)點。1） 工藝流程簡單、構(gòu)筑物少，運行管理方便。一般情況下，氧化溝工藝可比傳統(tǒng)活性污泥法少建初沉池和污泥厭氧消化系統(tǒng)，基建投資少。另外，由于不采用鼓風(fēng)曝氣和空氣擴散器，不建厭氧硝化系統(tǒng)，運行管理方便；2） 處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好；3） 基建投資省，運行費用低；4） 污泥量少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定；5） 具有一定承受水量、水質(zhì)沖擊負荷的能力；6） 占地面積少。污水處理廠的基建投資和運行費用與各廠的污水濃度和建設(shè)條件有關(guān)，但在同等條件下的中、小型污水廠，氧化溝比其他方法低，據(jù)國內(nèi)眾多已建成的氧化溝污水處理廠的資料分析，當進水 BOD5 在 120180mg/L 時，單方基建投資約為 700900 元/（m 3d） ，運行成本為 元/m 3 污水。 設(shè)計方案的確定由以上資料，經(jīng)過簡單的分析比較，氧化溝工藝具有明顯優(yōu)勢，故采用氧化溝工藝。 工藝流程確定揚州職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明：由于不采用池底空氣擴散器形成曝氣，故格柵的截污主要對水泵起保護作用，擬采用中格柵，而提升水泵房選用螺旋泵，為敞開式提升泵。為減少柵渣量，格柵柵條間隙已擬定為 。曝氣沉砂池可以克服普通平流沉砂池的缺點：在其截流的沉砂中夾雜著一些有機物，對被有機物包裹的沙粒，截流效果也不高，沉砂易于腐化發(fā)臭，難于處置。故采用曝氣沉砂池。本設(shè)計不采用初沉池，原則上應(yīng)根據(jù)進水的水質(zhì)情況來確定是否采用初沉池。但考慮到后面的二級處理采用生物處理，即氧化溝工藝。初沉池會除去部分有機物，會影響到后面生物處理的營養(yǎng)成分，即造成 C/N 比不足。因此不予考慮。擬用卡羅塞爾氧化溝，去除 COD 與 BOD 之外，還應(yīng)具備硝化和一定的脫氮作用，以使出水 NH3 低于排放標準，故污泥負荷和污泥泥齡分別低于 d 和高于。氧化溝采用垂直曝氣機進行攪拌，推進，充氧，部分曝氣機配置變頻調(diào)速器，相應(yīng)于每組氧化溝內(nèi)安裝在線 DO 測定儀，溶解氧訊號傳至中控室微機，給微機處理后再反饋至變頻調(diào)速器，實現(xiàn)曝氣根據(jù) DO 自動控制為了使沉淀池內(nèi)水流更穩(wěn)定（如避免橫向錯流、異重流對沉淀的影響、出水束流等） 、進出水更均勻、存泥更方便，常采用圓形輻流式二沉池。向心式輻流沉淀池采用中心進水，周邊出水，多年來的實際和理論分析，認為此種形式的輻流沉淀池，容積利用率高，出水水質(zhì)好。設(shè)計流量 Q= 萬 m3/d= m3/h，回流比 R=。PAM 外運污泥回流污水粗格柵 泵房 細格柵 曝氣沉砂池Caroussel 氧化溝配水井污泥泵房二沉池巴士計量曹污泥濃縮池 污泥脫水車間集水井排放鼓風(fēng)機房某城鎮(zhèn)污水處理廠初步設(shè)計圖 1 設(shè)計流程圖 污水處理廠工藝設(shè)計 粗格柵池格柵是由一組平行的金屬柵或篩網(wǎng)制成，安裝在污水管道上、泵房集水井的進口處或污水處理廠的端部