毕业论文-制鞋厂生产废水和生活污水处理工程设计 47页

'广东工业大学环境工程专业毕业设计1概述1.1项目背景随着社会的进步和经济的发展，工农业和城市的扩展，人类活动的失控，使水资源紧缺已成为世界性问题[1]。我国水资源形势也是比较严峻的，也同样面临水资源短缺的现实：人均水资源占有量匮乏，其值仅为世界人均值的1/3，是世界上13个主要贫水国之一。水资源是不可替代的自然资源，同时也是可以再生的资源。长期以来，人们总把“污水”、“废水”与“污垢的”、“肮脏的”形象相联系，难以相信它还能再用。事实上水在自然界中是唯一不可替代，也是唯一可以重复利用的资源。人类使用过的水，污染杂质只占0.1%左右，比海水3.5%少得多。其余绝大部分是可再用的清水。污水经过适当再生处理，可以重复利用，实现水在自然界中的良性大循环。因此水资源的再生利用已受到世界各国普遍关注。在国外中水回用历史很长，回用规模很大，已显示出明显的经济效益。在我国污水回用也越来越受到重视，污水回用的课题被列入国家“七五”、“八五”、“九五”、“十五”重点科技攻关计划，经过科技人员的实验研究和应用开发，已在回用技术上取得一定成果[1]。本项目为某制鞋厂生产废水和生活污水处理工程，污水中有机物含量较高，如果单纯是为了控制污染，为了排放达标而进行水处理工程，必然会增加该厂的生产成本，加重该厂负担。由于该厂排放的污水中生活污水占比例大，生产废水中也不含重金属和化学药剂等有毒物质，而且水量相对稳定，易于收集，为污水回用提供了可能。只要将污水适当处理达到生活杂用水水质标准后，就可以供给厂区建筑物作冲洗厕所，绿化，洗车，扫除等使用，降低了处理运行成本，使该厂取得较好的社会效益和经济效益。1.2设计处理能力本设计的处理规模为2000吨/天，污水处理后回用。该厂有15000人。1.3设计进出水水质47 广东工业大学环境工程专业毕业设计表1.1设计进出水来源污水来源水量（m3/d）CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)生产废水500800300350—生活污水150040020025040总计2000120050060040本项目设计污水回用，出水水质根据CJ/T48-1999《生活杂用水水质标准》列出，如表1.2：表1.2设计进出水水质[2]主要污染物（mg/L）进水水质（mg·L-1）排放标准（mg·L-1）去除率(％)厕所便器冲洗，城市绿化洗车，扫除CODCr1200≤50≤5096BOD5500≤10≤1098SS600≤10≤59899NH3-N含量40≤20≤1050751.4设计依据1.中华人民共和国环境保护法；2.生活杂用水水质标准CJ/T48-1999；3.中华人民共和国污水综合排放标准GB8978－1996；4.室外排水设计规范GBJ14－87；5.供、配电系统设计规范GB50052－92；1.5设计原则1.严格执行国家有关环境保护的各项法规。2.在达到治理要求的前提下优先选择基建投资和运行费用低、运行管理简便的工艺。3.采用的技术要求先进、成熟、合理、可靠和节能。4.流程布局合理，整体感强，外观装饰美观大方。47 广东工业大学环境工程专业毕业设计2污水处理工艺选择及说明2.1工艺方案分析1.污水处理系统污水回用处理需要多种工艺的有机组合，常用的污水回用处理工艺组合如表2.1所示：表2.1用于污水回用各类处理单元和工艺组合运行效能[3]处理工艺代表性的出水水质指标(mg/L)TSSBODCODTN氮氮PO4-P浊度（NTU）活性污泥工艺+过滤4－6<5－1030－7015－3515－254－100.3－5活性污泥工艺+过滤+活性炭吸附<5<55－2015－3010－204－100.3－3活性污泥工艺+单级硝化10－255－1520－4520－301－56－105－15活性污泥工艺+硝化/反硝化(分别进行)10－255－1520－355－101－26－105－15投加金属盐+活性污泥+硝化/反硝化+过滤<5－10<5－1020－303－51－2<0.50.3－2生物脱磷活性污泥工艺10－205－1520－3515－255－10<15－10生物脱氮除磷活性污泥工艺+过滤<10<520－30<5<2<10.2－2活性污泥+过滤+活性炭吸附+反渗透<1<15－10<2<2<1<0.1活性污泥+硝化/反硝化+除磷+过滤+活性炭<1<12－8<1<0.1<0.5<0.1吸附+反渗透<1<12－8<1<0.1<0.5<0.1活性污泥+硝化/反硝化+除磷+微滤+反渗透<1<12－8<0.1<0.1<0.5<0.1污水回用处理采用的方法分为47 广东工业大学环境工程专业毕业设计预处理、主要处理和后处理。采取哪种工艺都要首先经过预处理，其主要任务是悬浮物和漂浮物的截流、水质水量的调节、油水分离等。主要处理包括沉淀、活性污泥法、生物膜法等处理单元，而后处理包括过滤、活性炭吸附、消毒等。2.污泥处理系统污泥处理要求是最终处置时对环境无害。因此可经过浓缩、稳定、调理、脱水、灭菌、干化、堆肥、焚烧等一个或者多个手段组合的处理，可根据污泥的性质、类型和处置方式的不同，污泥的处理工艺可能有多种不同的选择。污泥处理的工艺流程一般有以下几种：（1）生污泥→浓缩→消化→机械脱水→最终处置（2）生污泥→浓缩→机械脱水→最终处置（3）生污泥→浓缩→消化→机械脱水→干燥焚烧→最终处置（4）生污泥→浓缩→自然干化→堆肥→农田2.2工艺方案选择1.污水处理系统本项目污水处理的特点为：①污水以有机污染为主，BOD/COD=0.42,可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；②污水中主要污染物指标BOD、COD、NH3-N值较高。③出水要求回用，出水标准较高。针对以上特点以及出水要求，本污水回用处理工程的主要处理采用氧化沟工艺，回用的后处理采用砂滤和臭氧消毒法。氧化沟是延时曝气活性污泥法的一种变型。污水和活性污泥在渠道中不断循环流动，所以氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，污泥龄长。不仅能去除碳还能脱氮除磷，处理效果好，运行管理非常简单。氧化沟处理技术与其他生物处理工艺相比，具有以下技术经济方面的特点[4]：（1）工艺流程简单。不要求设初沉池和调节池；污泥产生量较少，污泥较稳定，简化污泥后处理工艺流程。（2）出水水质好、处理效果稳定。试验研究和生产实践均表明，氧化沟在去除BOD和SS方面均取得比传统活性污泥法更好的出水水质，运行也更稳定可靠。（3）投资省、运行费用低。47 广东工业大学环境工程专业毕业设计在要求氧化沟具脱氮功能时，其基建投资和运行费用比其他具脱氮功能的生物处理工艺都要低。（4）耐冲击负荷。对进水水量和水质的变化有较大的适应性。能承受冲击负荷而不致影响处理性能。（5）构造形式多样，设计运用灵活。目前应用较为广泛的氧化沟类型包括：帕斯韦尔（Pasveer）氧化沟、卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟、奥尔伯（Orbal）氧化沟、T型氧化沟（三沟式氧化沟）、DE型氧化沟和一体化氧化沟。本设计采用CarrouseldenitIR/Carrousel2000氧化沟工艺。Carrousel2000型氧化沟是在普通型Carrousel氧化沟前增加一个预反硝化区,在缺氧条件下进水与一定量的混合液混合；剩余部分包括有氧区和缺氧区,用于进行同时硝化反硝化,也用于磷的富集吸收。与其他反硝化工艺相比，其最突出的优点就是能在无需动力地情况下，实现硝化液的高回流比，达到较高程度的总氮去除率[5]。Carrousel2000型氧化沟对BOD、COD、N的去除率均达到95％。由于污水回用，为了保证人的健康，出水必须经过消毒。消毒常用的消毒剂有液氯、次氯酸钠、二氧化氯、臭氧、紫外线等。以下对常用的消毒方法进行了比较：表2.2常用消毒方法比较 优点缺点消毒效果氯Cl2具有持续消毒作用；工艺简单，技术成熟；操作简单，投量准确。 产生具致癌、致畸作用的有机氯化物(THMs)；处理水有氯或氯酚味；氯气腐蚀性强；运行管理有一定的危险性。 能有效杀菌，但杀灭病毒效果较差。 次氯酸钠NaOCl无毒，运行、管理无危险性。 产生具致癌、致畸作用的有机氯化物(THMs)；使水的PH值升高。 与Cl2杀菌效果相同。二氧化氯ClO2具有强烈的氧化作用，不产生有机氯化物(THMs)；投放简单方便；不受pH影响。ClO2运行、管理有一定的危险性；只能就地生产，就地使用；制取设备复杂；操作管理要求高。 较Cl2杀菌效果好。臭氧O3 有强氧化能力，接触时间短；不产生有机氯化物；不受pH影响；能增加水中溶解氧。臭氧运行、管理有一定的危险性；操作复杂；制取臭氧的产率低；电能消耗大；基建投资较大；运行成本高。 杀菌和杀灭病毒的效果均很好。紫外线 无有害的残余物质；无臭味；操作简单，易实现自动化；运行管理和维修费用低。 电耗大；紫外灯管与石英套管需定期更换；对处理水的水质要求较高；无后续杀菌作用。 效果好，但对悬浮物浓度有要求。47 广东工业大学环境工程专业毕业设计由于臭氧是国际公认的绿色环保型杀菌消毒剂，其杀菌效果较好，无二次污染，所以本设计采用臭氧消毒法。2.污泥处理系统由于氧化沟属于延时曝气活性污泥工艺，产泥量少且污泥较为稳定，通常剩余污泥经浓缩后就可直接脱水而不需消化处理。所以本设计污泥处理工艺流程为：生污泥→浓缩→机械脱水→最终处置2.3工艺流程说明该污水处理工程的具体工艺流程如下图2.1：图2.1工艺流程图（1）隔油隔渣池工厂有厨房和食堂，所以生活污水中携带有以高分子脂类及其衍生物为主的动植物油，和不溶性蛋白、纤维质、淀粉质态的非溶解性有机物形式存在的饭菜碎粒。污水从隔油池的一端流入，以较低的水平流速流经池子，相对密度小于水的油粒上浮到水面，相对密度大于水的颗粒杂质沉入池底。水从池子的另一端流出。（2）格栅47 广东工业大学环境工程专业毕业设计因为污水中含有一定量较大的悬浮物或漂浮物，所以在处理系统之前设置格栅，以截留这些较大的悬浮物或漂浮物，防止堵塞后续处理系统的管理、孔口和损坏辅助设施。氧化沟系统前的格栅净间隙以不超过5mm为宜[4]。根据栅渣量的大小可选择采用人工清渣或机械清渣。由于本设计栅渣量少，采用人工定期清渣。（3）沉砂池沉沙池的功能是去除相对密度较大的无机颗粒（如泥沙、煤渣等，他们的相对密度约为2.65）。沉沙池一般设置于氧化沟前，以减轻后续处理单元的沉积以及无机颗粒对机械、管道的磨损。常用的沉沙池有平流沉沙池、曝气沉沙池等。本设计采用平流式沉砂池。（4）氧化沟CarrouseldenitIR/Carrousel2000型氧化沟是在普通Carrousel氧化沟前增加了预反硝化区（占总池体积的10％～25％），这个预反硝化区通过两条窄沟与原Carrousel系统连接在一起（如图2.2）。当缺氧区富含硝酸盐的混合液流向曝气机时，部分液体被导流入缺氧池与未处理的污水接触，未处理的污水BOD浓度高，可作为碳源满足并促进反硝化过程，分解出的氮气释放到空气中，硝酸盐中结合的氧用于BOD氧化，这样就解决了碳源的补充问题和硝酸盐中氧的再利用问题。这是一种先进的反硝化脱氮工艺，通过设在Carrousel曝气机周围的侧向导流渠可充分利用Carrousel氧化沟原有的渠道流速，在不增加任何回流提升动力的情况下，将相当于400％进水流量以上的硝化液回流到前置缺氧池与原水混合并进行反硝化[4]。不但对BOD、COD的去除效率高，还具备脱氮能力。二沉池污泥回流图2.2CarrouseldenitIR/Carrousel2000工艺图（5）二沉池二沉池在二级处理中，作用是泥水分离使混合液澄清，同时负担这混合液浓缩回流和剩余污泥排放的功能。二沉池与初沉池相似，按池内水流方向的不同，同样可分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池。47 广东工业大学环境工程专业毕业设计本设计采用运行较好，管理较简单，排泥设备已趋定型的中心进水辐流式沉淀池。（6）砂滤池污水回用需要进行深度处理，进一步去除污水中的悬浮物、有机物、氮、磷等。过滤是以石英砂等粒状滤料截留水中悬浮物质，也包括浮游生物、病毒、细菌等，使水获得澄清。残留的细菌和病毒等因失去浑浊物的保护或依附，在后续消毒过程中容易被杀死[1]。本设计采用重力式无阀滤池，这是一种不设闸阀，不需真空设备，运行完全由水力自动控制的滤池。利用虹吸作用可以自动反冲洗，实现无动力运行。运行时，来水由进水管送入滤池，经滤料层过滤后，清水从连通管流入上部冲洗水箱，水箱充满后，从出水管流入清水池。随着过滤的进行，滤层截污后阻力逐渐增大，使虹吸上升管内水位不断升高，当水位达到虹吸辅助管管口时，水自该管急剧下落，通过抽气管不断将虹吸下降管中的空气带走（空气随水流到排水井后逸入大气），因而虹吸管内产生负压，使虹吸上升管和下降管的水位很快上升，汇合连通后便形成虹吸。这时过滤室中的和新流进的水立即被虹吸管抽走，冲洗水箱中的水迅速倒流至滤层中，形成自动反冲洗。这样，冲洗水箱水位便下降，当降到虹吸破坏管管口以下时，空气进入虹吸管。虹吸作用被破坏，冲洗过程即结束。于是滤池复又进水过滤，开始新周期的循环运行[6]。（7）臭氧消毒为了保证人的健康，对回用水还必须进行消毒，使回用中水符合回用水细菌数量的标准。本工艺采用臭氧消毒法，杀菌和杀灭病毒的效果均很好。（8）浓缩池浓缩池的作用是用于降低要经稳定、脱水处置过程或投弃的污泥的体积。污泥浓缩后污泥增稠，污泥的含水率降低，污泥的体积大幅度地降低，从而可以大大降低其他工程措施的投资。污泥浓缩的方法分为重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩等。以重力浓缩最常用。本设计采用氧化沟工艺，污泥产生量较少，故采用间歇式重力浓缩池。3构筑物设计计算47 广东工业大学环境工程专业毕业设计设计流量：生活污水量Q1＝1500m3/d，生产废水量Q2＝500m3/d平均日流量：Qd=Q1+Q2=2000m3/d=83.3m3/h=0.0231m3/s=23.1L/s总变化系数（按居住区生活污水量总变化系数计算）[7]Kz=2.7/Q0.11=2.7/23.10.11=1.91最大日流量：Q=Kz×Qd=1.91×83.3=159.10m3/h=0.044m3/s3.1污水处理系统1.隔油隔渣池采用两级隔油隔渣池，第一级隔油隔渣池距离食堂排水口4m，第二级隔油隔渣池距离第一级2m。人工定期清理油渣。（1）第一级隔油隔渣池：①总有效容积V食堂产生的污水按0.07m3/(人·d)计算，全工厂有15000人。食堂污水量Q=0.07×15000=1050m3/d≈44m3/h，采用停留时间T＝2hV=QT＝44×2＝88m3②总过水断面积A0采用水平流速v＝2.5mm/sA0＝==4.89m2③池宽B采用工作水深h2＝1.5m每格宽度B===3.26m，取B＝3.5m④有效池长LL＝3.6vt＝3.6×2.5×2＝18m⑤池总高度H采用超高h1＝0.5。47 广东工业大学环境工程专业毕业设计H=h1＋h2＝0.5＋1.5＝2m（2）第二级隔油隔渣池①食堂污水量Q≈44m3/h，采用停留时间T＝1.5hV=QT＝44×1.5＝66m3②总过水断面积A0采用水平流速v＝2.5mm/sA0＝==4.89m2，与一级池相同③池宽B采用工作水深h2＝1.5m每格宽度B===3.26m，取B＝3.5m，与一级池相同④有效池长LL＝3.6vt＝3.6×2.5×1.5＝13.5m⑤池总高度H采用超高h1＝0.5。H=h1＋h2＝0.5＋1.5＝2m，与一级池相同2.格栅格栅用来拦截废水中较大的污物，以免其对后续处理单元和机泵造成损害，减轻后续处理单元的处理负荷，防止阻塞排泥管线。设计流量Q=159.10m3/h=0.044m3/s设计参数：设栅前水深h=0.4m过栅流速v=0.7m/s栅条间隙e=5.0mm格栅安装倾角=45（1）栅条间隙数：n==27个（2）栅槽宽度47 广东工业大学环境工程专业毕业设计设采用Φ10的栅条，即栅条宽度S=0.01m，有B=S（n-1）+en=0.01（27-1）+0.00527≈0.40m（3）进水渠道渐宽部分的长度设进水渠宽B1=0.25m，其渐宽部分展开角度1=20l==0.21m（4）栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度l=（5）通过格栅的水头损失设栅条断面是迎水面为半圆形的矩形，=1.83h==0.24m（6）栅后槽总高度设栅前渠道超高h，栅前渠道深H=h+h=0.7mH=h+h+h=0.4+0.24+0.3=0.94m为了避免造成栅前涌水，故将栅后槽下降h作为补偿。（7）栅后总长度L=l+l+0.5+1.0+（8）每日栅渣量在格栅间隙5mm时，设栅渣量为W=0.10m/10mW==<0.2m采用人工清渣。（9）格栅尺寸人工清渣格栅，其规格为B×H=400mm×1000mm。47 广东工业大学环境工程专业毕业设计3.平流沉砂池沉砂池的功能是利用物理原理去除污水中比重较大的无机颗粒污染物。平流沉砂池的优点是截留无机颗粒效果较好、工作稳定、结构简单和排沉砂方便等。设计流量Q=0.044m3/s设计参数：设停留时间t=30s,水平流速v=0.15m/s，，贮砂时间为T=2d。（1）沉砂池长度L=vt=0.15×30=4.5m（2）水流断面面积A===0.30m2（3）池总宽度设n=2格，每格池的宽度b=0.6m，则B=nb=（4）有效水深h=（5）沉砂斗容积V，城市污水沉砂量X=30m3/106m3污水V==0.12m3（6）每个沉砂斗容积设每个分格有1格沉砂斗，V0==0.06m3（7）沉砂斗尺寸设计斗底宽a1=0.4m，斗壁与水平面的倾角为55°，斗高h3’=0.25m①沉砂斗上口宽a=＝0.75m②沉砂斗容积V0＝=＝0.08m3（8）沉砂室高度47 广东工业大学环境工程专业毕业设计采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗。沉砂室由两部分组成：一部分为沉砂斗，另一部分为沉沙池坡向沉砂斗的过渡部分，沉砂室的宽度为2L2+a。L2＝=1.88mh3=h3’+0.06×L2=0.25+0.06×1.88=0.36m（9）沉砂池总高取超高0.3m，则H=h1+h2+h3=0.3+0.25+0.36=0.91m（10）砂水分离器的选择沉砂池的沉砂经排砂装置排除时，往往是砂水混合液，为进一步分离出砂和水，需配套砂水分离器。清除沉砂的间隔时间为2d，根据该工程的排砂量，选用1台LSSF-260螺旋式砂水分离器[8]。图3.1LSSF-260螺旋式砂水分离器该设备的主要技术性能参数为：进入砂水分离器的流量为12L/s；配套功率为0.37Kw；进水口直径Φ200。4.氧化沟本设计采用卡鲁塞尔氧化沟，CarrouseldenitIR/Carrousel2000工艺。此工艺是在普通Carrousel氧化沟前增加了预反硝化区（占总池体积的10％～25％），在缺氧条件下进水与一定量的混合液混合；剩余部分包括好氧区和缺氧区,用于进行同时硝化反硝化[5]。不但能高效去除BOD和COD，还具备一定脱氮能力，以使出水氨氮低于标准值。设计流量：Q=2000m设计进水水质：COD=1200mg/L,BOD5浓度S0=500mg/L,SS浓度X0=600mg/L,VSS=420mg/L(f=0.7),NH3-N=40mg/L,TKN=65mg/L,碱度SALK=200mg/L(以CaCO3计),最低水温T=15℃,最高水温T=25℃设计出水水质：COD=50mg/L，BOD5浓度Se=10mg/L,SS浓度Xe=5mg/L,47 广东工业大学环境工程专业毕业设计NH3-N=10mg/L,TN=20mg/L考虑污泥稳定化：设混合液悬浮固体MLSS浓度X=5000mg/L，混合液挥发性悬浮固体MLVSS浓度XV=3500mg/L,内源代谢系数Kd=0.06,20℃时脱硝率qdn=0.035kg(还原的NO3--N)/(kgMLVSS·d)Carrousel2000工艺所需要的污泥龄取决于对出水水质和污泥的要求、进水组成以及工艺设计温度(如表3.1)，剩余污泥的比产率系数取决于对出水水质和污泥的要求以及进水的组成(如表3.2)。表3.1污泥龄[4]所需污泥龄/d要求SS/BODBOD/TKNT=10℃T=15℃T=20℃污泥好氧稳定化——201410出水总氮浓度（10mg/L）0.83221714415108513861.0320151241597513751.2320131041596512741.43191294148551274表3.2剩余污泥的比产率系数[4]SS/BOD0.81.01.21.4比污泥产率系数（kgMLSS/kgBOD5进水）0.840.971.101.23根据上表，取污泥比产率系数Y=1.10,污泥龄θc=14d47 广东工业大学环境工程专业毕业设计设计计算：剩余污泥产量SSP＝Y×BOD进水×Q/1000＝1.10×500×2000/1000＝1100kgMLSS/dCarrousel2000的工艺计算包括水质计算和水力计算两部分，容积的设计以所需要的污泥龄和剩余污泥产量为基础。氧化沟容积V＝SSP×T/X＝1100×14/5≈3100m3所需的前反硝化容积取决于进水组成及所要求的氮的去除率，通常前反硝化容积在10%～25%的总容积范围内变化。(1)去除BOD5①氧化沟出水溶解性BOD5浓度S因为沉淀池出水中的VSS也是构成BOD5浓度的一个组成部分，出水中的VSS所构成的BOD5浓度S1:S1=1.42VSS×0.68=1.42×0.7Xe×0.68=1.42×0.7×5×0.68=3.4mg/L所以S=Se－S1=10－3.4=6.6mg/L②好氧区容积V好V好==2360m3③好氧区水力停留时间t好＝=1.18d=28.3h④生物污泥产量kg/d(2)脱氮①需氧化的氨氮量N1氧化沟产生的剩余污泥中含氮率为12.4％,则用于生物合成的总氮量为：N0=36.6mg/L需要氧化的NH3-N量N1=进水TKN－出水NH3-N－N0＝65－10－36.6＝18.4mg/L②脱氮量N247 广东工业大学环境工程专业毕业设计N2=进水TKN－出水TN－N0=65－20－36.6=8.4mg/L①碱度平衡一般认为剩余碱度达到100mg/L(以CaCO3计)以上，即可保持pH≥7.2,生物反应能正常进行。每氧化1mgNH3-N需消耗7.14mg碱度，每去除1mgBOD5产生0.1mg碱度，每还原NO3--N1mg产生3.57mg碱度剩余碱度=原水碱度SALK－硝化消耗碱度+反硝化产生碱度+去除BOD5产生碱度=200－7.14×18.4＋3.57×8.4＋0.1（500－6.6）=147.95mg/L＞100mg/L,此值满足碱度要求，可保持pH≥7.2②脱氮所需容积V缺脱硝率qdn(t)=qdn(20)15℃时qdn==0.037kg（还原的NO3—N）/kgMLVSS脱氮所需容积V缺=③脱氮水力停留时间t缺=(1)氧化沟总容积和停留时间总容积V=V好+V缺+V预反硝化=3100m3其中，V预反硝化=20％V≈610m3V好+V缺=2360+130=2490m3停留时间t=(2)需氧量①实际需氧量AORAOR＝去除BOD5需氧量D1－剩余污泥中BOD5的需氧量D2（用于生物合成的那部分BOD5的需氧量）＋去除NH3-N耗氧量D3－剩余污泥中的NH3-N耗氧量D4－反硝化脱氮产氧量D5D1=kg/d47 广东工业大学环境工程专业毕业设计D2=kg/dD3kg/d（每1kgNH3-N硝化耗4.6kgO2）D4=4.6×污泥含氮率×kg/dD5=脱氮量Nr=kg/d(每还原1kgN2产生2.86kgO2)总需氧量AOR=D1－D2＋D3－D4－D5=1451.2－837.7＋506－336.5－48=735kg/d考虑安全系数1.5，则AOR=kg/d①标准状态下需氧量SORSOR式中Cs(20)——20℃氧的饱和度，查表3.3取9.17mg/L；T——污水设计温度，取25℃Cs(T)——设计水温时氧的饱和度，查下表取8.38mg/LC——平均溶解氧浓度，取2mg/L；——污水传氧速率与清水传氧速率之比，取0.6——污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧含量之比，取0.95ρ——气压调整系数，ρ＝，设工程所在地区实际大气压为1.013×105Pa，所以ρ＝1表3.3氧的饱和溶解值水温/℃12345678910饱和溶解氧含量/（mg/L）14.2313.8413.4813.1312.8012.4812.1711.8711.5911.33水温/℃11121314151617181920饱和溶解氧含量/（mg/L）11.0810.8310.6010.3710.159.959.749.549.359.1747 广东工业大学环境工程专业毕业设计水温/℃21222324252627282930饱和溶解氧含量/（mg/L）8.998.838.638.538.388.228.077.927.777.63SORkg/d=104.5kg/h(1)氧化沟尺寸设二廊道卡鲁塞尔2000氧化沟一座。有效水深H=4m，超高0.7m，则氧化沟深度h=4+0.7=4.7m。取中间分隔墙厚度为0.20m，单沟道宽度B=6m。氧化沟总容积V=V1+V2=3100m3，其中预硝化区V1=610m3，V2=V好+V缺=2490m3氧化沟总面积m2预反硝化区面积m2m2弯道部分的面积m2直线段部分面积m2沟道总长=m单沟直线段长度m，取42m预反硝化区长度m(2)进水管和出水管进出水量采用设计流量加上最大回流量（即污泥回流比R=100%）进出水管流量Q1=设管道流速v=1.0m/s，则管道过水断面m247 广东工业大学环境工程专业毕业设计进出水管管径m，取250mm校核管道流速m/s(1)出水堰和出水竖井①出水堰按薄壁堰来计算，式中，b——堰宽，m；H——堰上水头高，取0.1mm，取0.8m校核堰上水头m②出水竖井考虑安装可调堰，堰两边各留0.6m操作距离出水竖井长L=m出水竖井宽B=1.4m则出水竖井平面尺寸为氧化沟出水孔尺寸为(2)污泥计算①回流污泥量氧化沟系统中，根据下面简单的质量平衡式计算污泥回流量式中，Q——污水流量，m3/dQr——回流污泥量，m3/dX0——进水SS含量，mg/LXr——回流污泥含量，mg/L，取10000mg/LX——氧化沟中MLSS含量，mg/L47 广东工业大学环境工程专业毕业设计R——回流污泥比所以Qr=1760m3/d，R=88%①剩余污泥量=kg/d(1)曝气设备选择SOR＝2508.7kg/d=104.5kg/h选择两台DS倒伞型表面曝气机，一备一用。充氧能力为2kgO2/(kW·h)，则所需电机功率kW，取N=55kW。选用DS325型倒伞表面曝气机，其参数如下[8]：叶轮直径D=3250mm，电机额定功率55kW，充氧能力71～107kg/h，叶轮升降动程±180－100，重量4.34t。图3.2倒伞表面曝气机(2)水下推进设备选择水下推进设备主要推动和混合氧化沟中的混合液，增加沟底流速，保持污泥悬浮。47 广东工业大学环境工程专业毕业设计选用两台4650型小直径水下推流搅拌器[4]。其参数如下，叶轮直径580mm，转速480r/min，功率5.5kW。5.二沉池为了使泥水分离以及混合液澄清、污泥浓缩并将分离得污泥回流到生物处理段，改善回流污泥得浓度和活性污泥处理系统的出水水质。本设计采用1座普通辐流式二次沉淀池，中心进水，周边出水。设计参数：取表面负荷q=0.8m³/(m²·h)，变化系数Kz=1.91，悬浮固体浓度X=5000mg/L，二沉池底生物固体浓度Xr=10000mg/L，污泥回流比R=88％，沉淀时间为t=2.5h。（1）沉淀部分水面面积FF==，u为活性污泥成层沉淀之沉速。取值参考下表：表3.4随混合液浓度而变的u值[9]混合液污泥浓度MLSS（mg/L）上升流速u（mm/s）2000≤0.530000.3540000.2850000.2260000.1870000.14所以X=5000mg/L时，u取0.22。F=200.96m2（2）池子直径DD===16m（3）校核固体负荷G（符合要求）47 广东工业大学环境工程专业毕业设计（4）有效水深h2，取沉淀时间t=2.5hh2=qt=0.8×2.5=2.0m沉淀区有效容积m3（5）污泥区的容积V污泥区容积按2h贮泥时间确定。m3（6）污泥区高度h4①污泥斗高度设池底的径向坡度为0.05，污泥斗底部直径D2=1.0m，上部直径D1=2.5m，倾角60°。则mm3②圆锥体高度mm3③竖直段污泥部分的高度m污泥区的高度m（7）沉淀池的总高度H设超高h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.5m。m47 广东工业大学环境工程专业毕业设计（8）进出水系统①进水管m3/h=0.0435m3/s设进水管管径D1=200mm，管道流速m/s②出水槽采用周边出水槽槽宽m，取0.25m（k为安全系数，采用1.5～1.2）（9）吸泥机选型由于经过氧化沟工艺产生的污泥相对密度小，难于刮集，所以适宜选用吸泥机。选用ZBXN-16型周边传动半桥式吸泥机[8]。其主要技术性能参数有：池径16m；周边线速度≤1.5m/min；驱动电机功率0.37kW；真空系统电机功率3kW。6.无阀砂滤池过滤是以石英砂等粒状滤料截留水中悬浮物质，也包括浮游生物、病毒、细菌等，使水获得澄清。残留的细菌和病毒等因失去浑浊物的保护或依附，在后续消毒过程中容易被杀死[1]。本设计采用的无阀滤池是一种不设闸阀，不需真空设备，运行完全由水力自动控制的滤池。利用虹吸作用可以自动反冲洗，实现无动力运行。47 广东工业大学环境工程专业毕业设计图3.3重力式无阀滤池设计水量：净产水量83.3m3/h，滤池分两格，每格净产水量41.65m3/h。滤池冲洗耗水量按净产水量的4％计，则每格设计水量为Q＝41.65×1.04＝43.3m3/h＝12L/s设计参数如表3.5：表3.5重力式无阀滤池设计参数参数名称单位数值滤速m/hv＝5平均冲洗强度L/（s·m2）q=15冲洗历时mint=5期终允许水头损失mH终＝1.5排水井堰口标高m-0.7（设计地面标高为±0.00）滤池地板入土深度m-0.5（1）滤池面积所需过滤面积==8.66m247 广东工业大学环境工程专业毕业设计连通渠考虑采用边长为0.3m的等腰三角形,其面积为=×0.3×0.3＝0.045m2并考虑连通渠斜边部分混凝土壁厚60mm，则每边长＝0.3＋×0.06＝0.385m2，面积为=×0.385×0.385＝0.074m2故要求滤池面积＝8.66+4×0.074＝8.734m2滤池采用正方形，每边长L＝＝3m滤池实际面积F＝3×3＝9m2实际过滤面积F1＝9－0.074×4＝8.704m2（2）滤池高度表3.6滤池高度计算项目采用值（m）底部集水区高度0.35滤板厚度0.12承托层厚度0.10滤料层厚度0.70浑水区高度=40％滤料层厚度+0.1=0.38顶盖高度0.35冲洗水箱高度＝取2.20超高0.15滤池总高4.35（3）进水分配箱流速v分采用0.05m/s，则面积为＝0.24m2分配箱采用正方形，边长为m（4）进水管47 广东工业大学环境工程专业毕业设计选用管径Dg＝150mm钢管，则流速m/s,反查非满流圆管水力特征表得钢管粗糙系数nM＝0.012，水力坡降为：设进水管长度l进＝10m，其中90°弯头3个，三通1个，三通管径采用350mm×150mm（350mm为初步假定的虹吸上升管管径）。沿程水头损失hf＝i进l进＝0.00523×10＝0.0523m局部水头损失系数为ε进口＝0.5，ε90°弯头＝0.9，ε三通＝1.5则局部水头损失为＝（0.5＋3×0.9＋1.5）＝0.11m所以进水管总水头损失h进＝hf+hj＝0.0523＋0.11=0.162m（5）几个控制标高①滤池出水口标高滤池出水口标高＝滤池总高度－滤池入土深度－超高＝4.35－0.50－0.15＝3.70m②虹吸辅助管管口标高虹吸辅助管管口标高＝滤池出水口标高＋期终允许水头损失＝3.70＋1.50＝5.20m③进水分配箱底标高进水分配箱底标高＝虹吸辅助管管口标高－防止空气旋入的保护高度＝5.20－0.50＝4.70m④进水分配箱堰顶标高进水分配箱堰顶标高＝虹吸辅助管管口标高+进水管水头损失＋10~15cm的安全高＝5.20＋0.10＋0.10＝5.40m（6）虹吸管管径虹吸管管径的大小应能保证在虹吸管通过额定冲洗流量（平均冲洗强度）时，各项水头损失值之和等于和小于虹吸水位差（冲洗水箱中平均水位和排水井中水封水位之差）。采用反算法，先假设虹吸上升管直径采用350mm，虹吸下降管直径采用300mm。47 广东工业大学环境工程专业毕业设计①主虹吸管的额定流量Q虹反冲洗流量Q冲＝qF1＝15×8.704＝130.6L/s因冲洗时仍在进水Q＝12L/s所以Q虹＝Q冲＋Q＝130.56＋12=142.6L/s②额定流量时的管段流速v与水力坡降i假定虹吸上升管管径为350mm，管长m管中流速m/s,反查非满流圆管水力特征表得钢管粗糙系数nM＝0.012，水力坡降为：Q＝Q冲＝130.6L/s时，vm/s假定虹吸下降管管径为300mm，管长m管中流速m/s,反查非满流圆管水力特征表得钢管粗糙系数nM＝0.012，水力坡降为：47 广东工业大学环境工程专业毕业设计三角连通管内流速v连m/s由v＝C，得i连＝式中，水力半径R＝m流速系数C＝＝（混凝土面的粗糙系数n＝0.014）所以i连＝设每根连通管长度为l连＝1.6m。①冲洗时各管段的水头损失（从水箱至排水井）计算包括3个方面。ⅰ、沿程水头损失hf连通管hf1＝i连l连＝0.00672×1.4＝0.0094m虹吸上升管hf2＝i虹上l虹上＝0.00812×6.0＝0.0487m虹吸下降管hf3＝i虹下l虹下＝0.01838×6.0＝0.1103m所以hf＝Σhf1-3＝0.0094＋0.0487＋0.1103＝0.168mⅱ、局部水头损失hj局部水头损失系数为ε进口＝0.5，ε出口＝1.0，ε90°弯头＝0.9，ε60°弯头＝0.5，ε三通＝1.5，ε缩管＝0.25连通管的进口与出口hj1＝（ε进＋ε出）m挡水板处hj2＝0.05m虹吸管进口（Q冲＝130.6L/s，v＝1.36m/s）hj3＝ε进＝0.5×m三通（Q虹＝142.6L/s，v虹上＝1.48m/s）hj4＝ε通＝1.5×＝0.167m47 广东工业大学环境工程专业毕业设计弯头（流速为v虹上＝1.48m/s）hj5＝（ε60°弯＋ε90°弯）＝（0.5＋0.9）×m缩管（流速为v虹下＝2.02m/s）hj6＝ε缩管＝0.25×m出口hj7＝ε出＝1.0×m所以hj＝Σhj1-7＝0.041＋0.05＋0.047＋0.167＋0.156＋0.052＋0.208＝0.721mⅲ、小阻力配水系统及滤层水头损失hs滤板水头损失采用hs1＝0.3m，滤料层及承托层水头损hs2≈H滤+承＝0.7＋0.1＝0.8mhs＝hs1＋hs2＝0.3＋0.8＝1.1m故反冲洗时管路的总水头损失h冲＝hf＋hj＋hs＝0.168＋0.721＋1.1＝1.989m④虹吸平均水位差H虹均差冲洗水箱平均水位标高mH虹均差＝H箱均－H排堰＝2.60－（－0.7）＝3.3m①计算结果通过以上计算可知，当选用虹吸上升管与下降管管径分别为350mm和300mm时，h冲＜H虹均差即1.989m＜3.3m这说明，可利用的虹吸平均水位差大于虹吸系统在通过冲洗水量时的水头损失，故冲洗是有保证的。采用的管径可满足要求。（7）滤池出水管管径采用进水管相同的管径150mm（8）其它管径虹吸辅助管管径采用40mm×50mm。虹吸破坏管和强制冲洗管管径均采用20mm。7.臭氧消毒间污水经过处理47 广东工业大学环境工程专业毕业设计后水质改善，一部分病原体和引起传染病的微生物可以去除掉，但仍有存在病原菌的可能，为了保证人的健康，对处理水还必须进行消毒，使回用中水符合回用水细菌数量的标准。本工艺采用臭氧消毒法。臭氧接触塔为微孔扩散鼓泡接触塔，为提高气液传质效率及消毒效果，在塔中装填填料，选用聚丙烯阶梯环[10]。1—无油空压机；2—贮气管；3—变压器；4—臭氧发生器；5—臭氧接触塔；6—水泵；7—沉淀池；8—排放监督池图3.4臭氧处理污水流程图设计参数：臭氧投加量g=3.5mg/L，水力停留时间t=10min，塔内有效水深h=5m（1）臭氧接触塔接触塔有效容积m3接触塔截面积m2塔径m塔高,取m（2）臭氧发生器①所需臭氧量GG＝1.06Qg式中，1.06——安全系数g/h考虑到臭氧的实际利用率只有70％～90％，确定需臭氧发生器的产率为：47 广东工业大学环境工程专业毕业设计g/h②臭氧化气流量取臭氧化气浓度c=15g/m3m3/h③臭氧发生器工作压力H臭氧接触塔水深h=5m，取布气装置压力损失为h1=12.0kPa，管道阻力h2=5kPa。kPa④臭氧发生器选型根据所需臭氧量G＝343.5g/h，采用两台CF-500型臭氧发生器[8]，一用一备。该臭氧发生器装置由气源制备、发生器主体和电气控制三部分组成。其技术参数如下：臭氧产量500g/h，空气流量40m3/h，臭氧浓度10～12mg/m3，单元电耗16～20kW·h/kgO3，外形尺寸（3）布气系统选用刚玉微孔扩散器，设每个扩散器的鼓气量为1.2m3/h，则扩散器的个数：，取20个（4）消毒间设计尺寸8.清水回用池污水经处理和消毒后达到生活杂用水水质标准，可以供给厂区建筑物，作冲洗厕所，绿化，洗车，扫除等使用。设计流量Q=2000m3/d=83.3m3/h=0.0231m3/sQ=3820m3/d=159.10m3/h=0.044m3/s回用池设计尺寸L×B×H=（20×20×2.5）m33.2污泥处理系统47 广东工业大学环境工程专业毕业设计⒈污泥浓缩池为了降低污泥中的空隙水，减少污泥体积，采用污泥浓缩是污泥减容的主要方法，为污泥的后续处理提供便利条件。为加速泥水浓缩，在进入浓缩池的管道中投加少量PAM。本设计采用间歇式重力浓缩池，运行周期为24.0h，进泥1.0～1.5h，浓缩20.0h，排水和排泥2.0h，闲置0.5～1.0h。（1）污泥量计算设污泥浓缩前含水率P1=99.4％，污泥浓缩后含水率P2=97％。二沉池剩余污泥干重△X=940kg/d，则湿泥量V=m3/d浓缩前污泥浓度浓缩后污泥浓度浓缩后污泥量m3/d（2）池体设计计算浓缩池所需容积为m3设污泥浓缩池两个，设计平面尺寸m2，则净面积A=50m2。设浓缩时间取T=20h，则有效水深，超高，浓缩池上部柱体高度为m。柱体部分有效容积为V1＝m3浓缩池下部污泥斗为锥斗，上口尺寸m2，下口尺寸为m2。浓缩池不设刮泥机，污泥斗斜壁与水平面的角度。污泥斗高度为：浓缩池总高度47 广东工业大学环境工程专业毕业设计污泥斗容积为V2=m3浓缩池总容积为m3＞188m3，满足要求。（3）排水和排泥浓缩后池内上清液利用重力排放，设四根排水管于池壁，管径DN150。于浓缩池最高水位处置一根，向下每隔0.8m、0.4m、0.2m处设一根排水管，下面三根安装蝶阀。浓缩后污泥由浓缩污泥提升泵抽出。（4）集泥井考虑采用间歇浓缩污泥，故在浓缩池前设一集泥井。设计平面尺寸为（2×3）m2。2.污泥脱水间采用滚压带式压滤污泥脱水技术，工艺具有运行操作简便，能连续操作，附属设备较少等优点，从而使投资、能耗和维护费用都较低。污泥浓缩后含水率为97％，经压滤后脱水泥饼含水率降为75％。进泥量Qw=31.33m3/d，含水率P=97%出泥饼Gw=3.8m3/d，含水率P=75%泥饼干重W=0.94m3/d≈1m3/d选用DYQ-1000B带式压滤脱水机[8]，带宽1.0m；处理能力为60～250kg/h，4m3/d；滤带速度为0.6～6m/min；配用电机功率为1.5kW。选用1台，每天工作时间约为一班。脱水间平面尺寸L×B=（10×5）m23.污泥棚每天堆放泥饼量W=3.8t，约需占地面积为4m2，堆泥棚占地面积设计值为L×B=（4×4）m2配螺旋输送机1台，ø300机器长度L=6.0m，最大倾角30°，电动机功率N=4kW。4.污泥泵房（1）污泥回流泵二沉池污泥由回流污泥泵输送到氧化沟，污泥回流量Qr=1760m3/d＝73.3m3/h，47 广东工业大学环境工程专业毕业设计污泥回流比R=88%。选用100QW100-7型潜水排污泵一台，该泵的流量100m3/h，扬程H=7.0m，n＝1440转/分钟，配电机功率4kw。（2）浓缩污泥提升泵污泥浓缩后由提升泵抽出送至脱水间。流量Q=31.33m3/d。选用50QW15-22型潜水排污泵一台，该泵的扬程H=22m，流量15m³/h，n＝2840转/分钟，配电机功率2.2kw。（3）泵房设计平面尺寸为（5×5）m2。47 广东工业大学环境工程专业毕业设计4主要构筑物及设备4.1主要构筑物及设备一览表表4.1主要构筑物及设备一览表序号名称规格数量设计参数主要设备1隔油隔渣池一级池L×B=18m×3.5m，二级池L×B=13.5m×3.5m2座设计流量QMAX=1050m3/dQh=44m3/h水平流速v=2.5mm/s工作水深h2=1.5m一级池停留时间T=2h二级池停留时间T=1.5h2格栅L×B=2m×1m1座设计流量QMAX=159.10m3/h=0.044m3/s栅条间隙e=5.0mm栅前水深h=0.4m过栅流速v=0.7m/s人工清渣格栅：B×H=400mm×1000mm采用150QW200-10型潜水排污泵2台（1用1备），流量为200m3/h，扬程为10m，转速为1460r/min，配用电机功率11kW3平流式沉砂池L×B×H=4.5m×1.2m×0.91m1座设计流量QMAX=159.10m3/h=0.044m3/s水平流速v=0.15m/s有效水深h2=0.25m停留时间T=30s贮砂时间为T=2dLSSF-260螺旋式砂水分离器1台，其处理量为12L/s，配套功率为0.37Kw4氧化沟L×B×H=70m×15m×5m1座设计流量Q=2000m3/d进水COD1200mg/L,出水50mg/LDS325型倒伞表面曝气机2台，1用1备。叶轮直径D=3250mm，电机额定功率55kW47 广东工业大学环境工程专业毕业设计进水BOD5500mg/L，出水10mg/L进水SS600mg/L，出水5mg/L进水NH3-N40mg/L，出水10mg/L污泥龄θc=14dMLSS=5000mg/L(f＝0.7)污泥回流比88％剩余污泥量约1000m3/d标准状态下需氧量SOR=104.5kg/h有效水深H=4m4650型小直径水下推流搅拌器2台。叶轮直径580mm，转速480r/min，功率5.5kW可调出水堰门1扇回流控制门和启闭机一套5二沉池D=16mH=6m1座表面负荷q=0.8m³/(m²·h)悬浮固体浓度X=5000mg/L二沉池底生物固体浓度Xr=10000mg/L污泥回流比R=88％沉淀时间为t=2.5hZBXN-16型周边传动半桥式吸泥机。其主要技术性能参数有：池径16m；周边线速度≤1.5m/min；驱动电机功率0.37kW；真空系统电机功率3kW6无阀砂滤池B=3.5mH=5m1座设计流量Q=2000m3/dQh=83.3m3/h滤速5m/h平均冲洗强度15L/（s·m2）冲洗历时5min期终允许水头损失1.5m双层滤料：石英砂和无烟煤，厚度0.70m47 广东工业大学环境工程专业毕业设计7臭氧消毒间L×B×H=10m×10m×7m1座设计流量Q=2000m3/dQh=83.3m3/h臭氧投加量g=3.5mg/L臭氧接触塔（D=2m，水力停留时间t=10min，有效水深h=5m），塔内装填聚丙烯阶梯环刚玉微孔扩散器20个，每个扩散器的鼓气量为1.2m3/hCF-500型臭氧发生器2台，1用1备。每台臭氧产量500g/h，空气流量40m3/h，臭氧浓度10～12mg/m3，单元电耗16～20kW·h/kgO38清水回用池L×B×H=20m×20m×2.5m1座设计流量Q=2000m3/d9集泥井L×B=2m×3m1座DN300阀门5个10污泥浓缩池L×B=11m×6m1座进泥含水率P1=99.4%出泥含水率P2=97%间歇式，运行周期为24.0h，进泥1.0～1.5h，浓缩20.0h，排水和排泥2.0h，闲置0.5～1.0hDN150阀门5个11污泥脱水间L×B=10m×5m1座进泥量Qw=31.33m3/d，含水率P=97%出泥饼Gw=3.8t/d，含水率P=75%泥饼干重W=1t/dDYQ-1000B带式压滤脱水机1台，带宽1.0m,处理能力为60～250kg(干)/h，配用电机功率N=1.5kW；12污泥棚L×B=4m×4m1座配螺旋输送机1台，ø300机器长度L=6.0m，最大倾角30°，电动机功率N=4kW47 广东工业大学环境工程专业毕业设计13污泥泵房L×B=5m×5m1座100QW100-7型潜水排污泵1台，扬程H=7.0m，流量100m3/h，n=1440转/分钟，配电机功率4kw50QW15-22型潜水排污泵1台，扬程H=22m，流量15m3/h，n=2840转/分钟，配电机功率2.2kw47 广东工业大学环境工程专业毕业设计5污水处理站总体布置5.1总平面布置1.总平面布置原则该处理站位于某制鞋厂厂区内，平面布置的内容包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置，各种管线、管道及渠道的平面布置，各种辅助建筑物与设施的平面布置。总平面布置时应遵从以下几条原则[11]：（1）污水处理站构筑物的布置应紧凑，节约用地和便于管理。（2）构筑物之间的间距应按交通、管道敷设、基础施工和运行管理需要考虑。（3）构筑物（或设施）与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系（如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等）。（4）管道（线）与渠道尽量沿道路和构筑物平行布置，并应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于施工、节能降耗和运行维护。2.总平面布置结果根据该地区主导风向来对建筑物进行合理布局，减少污水处理的臭气对厂区的生产、办公及生活的影响。总平面布置参见附图——平面布置图。5.2高程布置1.高程布置原则高程布置的主要任务是计算确定主要控制点的标高，使污水能够沿流程在各处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理的正常运行。高程布置时应遵从以下几条原则[11]：（1）尽可能利用地形坡度，使污水按处理流程在构筑物之间能自流，尽量减少提升次数和水泵所需扬程。（2）47 广东工业大学环境工程专业毕业设计协调好站区平面布置与各单体埋深，以免工程投资增大、施工困难和污水多次提升。（3）注意污水流程和污泥流程的配和，尽量减少提升高度。（4）协调好单体构造设计与各构筑物埋深，便于正常排放，又利检修排空。2.高程布置结果由于处理后的出水是作为该厂的回用水，故处理站的高程布置由自身因素决定。污水经过隔油隔渣池和格栅后提升流入平流沉砂池。然后自流通过氧化沟，二沉池，再提升流入砂滤池，臭氧接触塔，最后流入清水回用池。从降低土建工程投资考虑，清水回用池水面相对高程定为±1.20m，相应的构筑物和设施的水头损失可以根据经验数据估算[7]，并从出水口逆流计算高程。高程布置参见附图——高程布置图。47 广东工业大学环境工程专业毕业设计6投资估算6.1估算范围污水处理厂的污水处理工程、其他附属建筑工程等。另外包括供电线路、通信线路、临时道路等。6.2估算1.工程投资估算基本建设投资由工程建设费用、其他基本建设费用、工程预备费用、设备材料价差预备费和建设期利息组成。运用主要造价构成估算法进行估算[5]，工程投资估算如表所示：表6.1工程投资估算表工程名称估算价值/万元隔油隔渣池5格栅和污水泵房14平流沉砂池5氧化沟40二沉池20砂滤池20臭氧消毒间40集泥井5污泥浓缩池6污泥脱水间10污泥棚5污泥泵房7附属建筑10预备费14工程总费用2012.管理运行费用估算47 广东工业大学环境工程专业毕业设计①动力费污水提升泵每天工作8h用电量8×11＝88（kw·h）砂水分离器每天工作8h用电量8×0.37＝2.96（kw·h）倒伞表面曝气机每天工作24h用电量24×55＝1320（kw·h）水下推流搅拌器每天工作24h用电量24×5.5×2＝264（kw·h）刮泥机每天工作24h用电量24×3.37＝81（kw·h）臭氧发生器单元电耗16～20kW·h/kgO3，20×0.309×8＝49（kw·h）污泥脱水机每天工作2h用电量2×1.5＝3（kw·h）回流污泥泵每天工作24h用电量24×4＝96（kw·h）浓缩污泥提升泵每天工作2h用电量2×2.2＝4.4（kw·h）其他用电量与照明共计180(kw·h)合计每天用电2089(kw·h)，该地区电价为0.7元/（kw·h），所以每天综合电费为2089×0.7＝1462.3元/天，每年综合电费为53.4万元/年。②工资福利费该处理站工作人员定为10人，每人每年1.20万元/（人·年）。共计费用为：10×1.2＝12万元/年③维护（修理）费维修费率按3.0％计，则年费用为3.0％×201＝6.03万元/年④其他费用预计为10万元/年⑤管理费综合费率为10％，则年费用为10％×(53.4+12+6.03+10)＝8.1万元/年⑥年估计运行成本合计年运行费用为53.4+12+6.03+10+8.1=89.53万元/年。⑦经济效益分析该厂的处理站每天处理生产废水和生活污水共2000m3，除其中500m3作为污水处理过程的耗水外，剩下1500m3的出水达到生活杂用水水质标准，可以供给厂区建筑物回用。即每年可回用55万m3的水，这样该厂可节省约55万/年的水费，折算到运行成本上，则运行费为34.53万元/年，处理每立方米污水成本为0.47元。47 广东工业大学环境工程专业毕业设计7工程节能降耗设计7.1节能降耗必要性污水处理工程的建设不仅要考虑污水处理工艺的先进性、可靠性和实用性，考虑工程投资的大小，而且更重要的是考虑处理过程的能源消耗。从生态学观点来看，能耗增加将导致气候和生态的严重影响；从经济学角度来讲，能耗增加将导致污水处理运行的困难，成本的增加[11]。7.2节能降耗技术污水处理工程的节能技术主要表现在：确定合理的处理工艺，高效能的总体设计，选用节能的设备与装置，污水与污泥的综合利用等。1.选择合理的处理工艺处理工艺的选择处理根据污水水质水量、排放标准、工程投资等来确定以外，还需从节能角度合理选择。（1）Carrousel2000型氧化沟本设计选用了Carrousel2000型氧化沟工艺，首先是工艺流程简单：不要求设初沉池和调节池；污泥产生量较少，污泥较稳定，简化污泥后处理工艺流程。运行中包含了缺氧和好氧过程，处理效率高，出水水质好。而且投资省、运行费用低。最突出的一点还有能实现硝化液的高回流比，达到较深程度的总氮去除的同时无需任何回流提升动力。以上的优势使其有较好的节能效果。（2）重力式无阀滤池本设计选用的重力式无阀滤池是不设闸阀的，过滤过程中滤层截污后阻力逐渐增大时，利用虹吸作用可以自动反冲洗，而且是不需真空设备来控制，运行完全由水力自动控制，实现无动力运行。免去了闸阀、冲洗水泵和冲洗的辅助系统，节省了成本，也降低了能耗。2.选用高效能设备和装置（1）污水提升泵47 广东工业大学环境工程专业毕业设计在流量和扬程达到设计要求的前提下选用高效率的污水泵。本设计选用的是潜水排污泵，具排污性能强、高效、无堵等优点。与普通卧式离心泵相比，安装形式简单，没有吸水管和启动辅助设备，直接能耗相同时，间接能耗要低得多。（2）曝气系统Carrousel型氧化沟采用了与其他氧化沟不同的曝气设备：倒伞型表面曝气机。这种曝气设备单机功率大，搅拌能力强，传氧效率高，从而使设备数量大为减少，而且易于管理和维护。所以能耗很低，节能效果显著，使Carrousel型氧化沟单位能耗约为奥贝尔氧化沟的1/3～1/4。臭氧接触塔的布气系统采用了微孔扩散器，能产生微小的气泡，提高了水气的接触效率，充分发挥臭氧效力，降低臭氧的能耗。3.污水处理系统资源利用污水经过处理后回用于该厂，作为生活杂用水，大大较低了处理成本。47 广东工业大学环境工程专业毕业设计总结本次设计的污水处理工程是对某制鞋厂的生产废水和生活污水进行处理，要求出水达到CJ/T48-1999生活杂用水水质标准并回用。设计规模是2000m3/d，处理的工艺流程为：考虑到污水以有机污染物为主，BOD、COD、NH3-N值较高，水质的可生化性较好，采用了卡鲁塞尔2000型氧化沟，其优点为工艺流程简单；污泥产生量少；耐冲击负荷；投资省、运行费用低；不仅能去除碳还能脱氮除磷，出水水质好、处理效果稳定。对BOD、COD、N的去除率均达到95％。所以该工艺能较好地针对水质进行处理，并能降低运行费用。出水要求回用，深度处理采用砂滤法和臭氧消毒法，能进一步去除水中的悬浮物、有机物、氮和磷等，杀死病原体和病毒。整体来说，经过处理能使出水达到标准并回用。并且在设计时考虑到节能降耗，使处理成本大大较低，取得较好的经济效益和社会效益。47 广东工业大学环境工程专业毕业设计参考文献[1]韩剑宏.中水回用技术及工程实例[M].北京：化学工业出版社，2004.[2]CJ/T48-1999，生活杂用水水质标准[S].[3]郭晓.污水回用处理技术及应用研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2005.[4]邓容森.氧化沟污水处理理论与技术[M].北京：化学工业出版社，2006.[5]区岳州，胡勇有.氧化沟污水处理技术及工程实例[M].北京：化学工业出版社，2005.[6]崔玉川，杨崇毫，张东伟.城市污水回用深度处理设施设计计算[M].北京：化学工业出版社，2003.[7]高俊发，王社平.污水处理厂工艺设计手册[M].北京：化学工业出版社，2003.[8]史惠祥.实用环境工程手册（污水处理设备）[M].北京：化学工业出版社，2002.[9]孙力平.污水处理新工艺与设计计算实例[M].北京：科学出版社，2001.[10]马世豪，凌波.医院污水污物处理[M].北京：化学工业出版社，2000.[11]曾科，卜秋平，陆少鸣.污水处理厂设计与运行[M].北京：化学工业出版社，2001.[12]M.Petala，V.Tsiridis，P.Samaras，A.Zouboulis，G.P.Sakellaropoulos.Wastewaterreclamationbyadvancedtreatmentofsecondaryeffluents.[13]D.Bixio，C.Thoeye，J.DeKoning，D.Joksimovic，D.Savic，T.Wintgens，T.Melin.WastewaterreuseinEurope.[14]崔玉川，刘振江，张绍怡.城市污水厂处理设施设计计算[M].北京：化学工业出版社,2004.47 广东工业大学环境工程专业毕业设计致谢本设计过程是在宋卫锋老师悉心指导下完成的，谨致以最诚挚的谢意。在大学所学的课程为我本次的设计打下了基础。而且在之前的实习中到了很多污水处理工程现场参观，学习了处理各种污水的不同工艺，为我本次的毕业设计积累了很多实际运行经验。设计中同学之间的设计交流也给予了我很多帮助。在此向宋卫锋老师、其他教过我的老师、实习期间指导我的技术人员以及所有帮助过同学表示感谢。47'