温泉旅游度假区污水处理工程的初步设计(人工湿地法) 44页

'摘要摘要设计以连云港市温泉旅游度假区污水为对象，进行污水处理工程的初步设计，规模2000m3/d。进水水质为：BOD5≤100mg/L，CODcr≤250mg/L，SS≤200mg/L，NH3-N：30mg/L，阴离子表面活性剂(LAS)≤5mg/L，动植物油≤20mg/L,pH=6-9，粪大肠菌群数≤104个/L。处理后的出水排入度假区内的湿地公园作为景观用水（雨季时通过公园排洪沟渠流入主干河流）。根据受纳水体的性质，确定污水处理工程出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级标准。即设计出水水质：BOD5≤10mg/L，CODcr≤50mg/L,SS≤10mg/L，NH3-N≤8mg/L，SS≤10mg/L，阴离子表面活性剂(LAS)≤0.5mg/L,动植物油≤1mg/L，pH=6-9,粪大肠菌群数≤103个/L。本设计根据污水的性质选用生物接触氧化池与垂直潜流湿地相结合的处理工艺，设计内容主要包括：污水处理主要构筑物的计算及相关设备的选型；污泥处理计算与设备选型；以及污水处理工程的平面布置和高程计算等。并绘制了污水处理工程平面布置图、高程布置图、工艺流程图、人工湿地结构示意图。关键字:人工湿地温泉旅游度假区洗浴废水I AbstractAbstractThetreatedwaterisdischargedintotheresortareaofWetlandParkaslandscapewater,duringtherainyseasonthroughtheparkdrainageditchesflowingintothemainrive.Accordingtothereceivingwaterproperties,altertreated,theeffluentcancomplywiththeClass1ofUrbanSewageTreatmentPlantPollutantDischargeStandard（GB8978-1996).thedesignqualityoftheeffluentBOD5≤10mg/L，CODcr≤50mg/L,SS≤10mg/L,(NH3-N)≤8mg/L,SS≤10mg/L,LAS≤0.5mg/L,Animalandvegetableoilresistance≤1mg/L,pH=6-9,Coliformgroup≤103N/L.Thebiologicalcontactoxidationtankandverticalflowconstructedwetlandcombinedtreatmentprocessischosentotreatthesewageinaccordancewiththesewagequality.Thedesignmainlyinclude:thecalculationofmainstructureofsewagetreatmentandselectionofrelatedequipment;thecalculationofsludgetreatmentandselectionofrelatedequipment;thecalculationofplantlayoutandelevationforthesewageplant.Andthemappingofplantlayout,elevationlayoutandprocessflowchart,structureofartificialwetlandmapped.Keywords:Man-madewetlandHotspringresortBathingwastewaterII 目录目录摘要..............................................................................................................................................................IAbstract...........................................................................................................................................................II第一章绪论...................................................................................................................................................11.2设计题目...........................................................................................................................................11.3废水处理工艺方案............................................................................................................................11.3.1洗浴废水处理工艺的选择.....................................................................................................11.4设计任务..........................................................................................................................................21.5设计的要求.......................................................................................................................................21.6设计原始资料...................................................................................................................................21.6.1污水水量、水质.....................................................................................................................21.6.2污水处理要求.........................................................................................................................21.6.3污水排水接纳资料.................................................................................................................21.6.4场地现状.................................................................................................................................31.7设计原则..........................................................................................................................................3第二章方案的确定........................................................................................................................................42.1人工湿地概述....................................................................................................................................42.1.1人工湿地概念.........................................................................................................................42.1.2人工湿地分类.........................................................................................................................42.1.3人工湿地净化机理.................................................................................................................52.1.4人工湿地的工艺特点.............................................................................................................62.1.5人工湿地技术的国外发展概况.............................................................................................62.1.6人工湿地技术的我国的发展概况.........................................................................................72.2景区洗浴废水处理工艺的选择......................................................................................................72.3技术可行性......................................................................................................................................82.4接触氧化和人工湿地的工艺特点..................................................................................................82.5预处理和人工湿地处理废水的工艺流程.......................................................................................8第三章污水处理系统工艺设计..................................................................................................................113.1格栅.................................................................................................................................................113.1.1设计计算...............................................................................................................................113.1.2栅槽宽度...............................................................................................................................123.1.3进水渠道渐宽部分长度.......................................................................................................123.1.4栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度...........................................................................123.1.5过栅水头损失.......................................................................................................................123.1.6栅后槽总高度.......................................................................................................................123.1.7栅槽总长度...........................................................................................................................123.1.9每日栅渣量...........................................................................................................................123.2调节池............................................................................................................................................133.2.1设计参数设定.......................................................................................................................133.2.2设计计算...............................................................................................................................133.3污水提升泵.....................................................................................................................................13-1- 3广东石油化工学院本科毕业设计：2000m/d温泉旅游度假区污水处理工程的初步设计3.3.1选泵前总扬程估算...............................................................................................................133.3.2提升泵的选择.......................................................................................................................143.4沉砂池.............................................................................................................................................143.4.1设计说明...............................................................................................................................143.4.2设计参数..............................................................................................................................143.4.3设计计算...............................................................................................................................143.4.4机械选型...............................................................................................................................163.4.5沉砂池草图...........................................................................................................................163.5生物接触氧化池..............................................................................................................................163.5.1生物接触氧化池设计草图..................................................................................................163.5.2接触氧化时间t.....................................................................................................................173.5.3生物接触氧化池尺寸...........................................................................................................173.5.4生物接触氧化池容积负荷...................................................................................................183.5.5需气量计算...........................................................................................................................183.6接触沉淀池......................................................................................................................................183.6.1接触沉淀池表面积...............................................................................................................183.6.2校核水力停留时间...............................................................................................................193.6.3接触沉淀池尺寸...................................................................................................................193.6.4污泥量...................................................................................................................................193.6.5接触沉淀池出水设计...........................................................................................................203.6.6接触池需氧量.......................................................................................................................203.7污泥处理系统设计..........................................................................................................................203.7.1污泥浓缩池...........................................................................................................................203.7.2污泥脱水机房......................................................................................................................223.8人工湿地.........................................................................................................................................233.8.1湿地表面积的预计...............................................................................................................233.8.2人工湿地填料.......................................................................................................................233.8.3湿地床有效容积...................................................................................................................233.8.4水力停留时间.......................................................................................................................233.8.5人工湿地草图.......................................................................................................................233.8.6人工湿地床布水方法...........................................................................................................243.8.7人工湿地床植物栽种...........................................................................................................243.8.8工艺材料安装.......................................................................................................................243.8.9湿地填料的布置...................................................................................................................243.8.10人工湿地填料的布置原则.................................................................................................253.9构筑物和设备一览表.....................................................................................................................26第四章平面布置.........................................................................................................................................294.1平面布置原则.................................................................................................................................294.2污水系统平面布置的特点.............................................................................................................294.2.1构筑物的布置......................................................................................................................304.2.2处理工程内道路的规划......................................................................................................304.2.3管线布置..............................................................................................................................304.2.4辅助性建筑物的平面布置..................................................................................................304.2.5工程占地面积以及绿化率...................................................................................................31-2- 目录4.2.6平面布置结果.......................................................................................................................31第五章高程布置及计算..............................................................................................................................325.1高程布置原则.................................................................................................................................325.2高程计算.........................................................................................................................................335.2.1构筑物水头损失表...............................................................................................................335.2.2管渠水头损失.......................................................................................................................335.2.3污水高程布置.......................................................................................................................34第六章管理及附属设备..............................................................................................................................326.1技术管理.........................................................................................................................................326.2附属化验设备.................................................................................................................................32第七章工程概预算......................................................................................................................................337.1计算依据.........................................................................................................................................337.2污水厂项目总投资.........................................................................................................................337.2.1第一部分费用.......................................................................................................................337.2.2第二部分费用.......................................................................................................................347.2.3第三部分费用......................................................................................................................347.2.4项目总投资..........................................................................................................................347.3污水工程处理成本估算.................................................................................................................347.3.1动力费（电费）...................................................................................................................357.3.2工资福利费...........................................................................................................................357.3.3折旧费...................................................................................................................................357.3.4摊销费...................................................................................................................................357.3.5大修理基金提成率...............................................................................................................357.3.6检修维护费...........................................................................................................................357.3.7其他费用...............................................................................................................................367.3.8工程项目年总成本...............................................................................................................367.3.9项目年经营成本...................................................................................................................367.4污水厂综合成本.............................................................................................................................36致谢...........................................................................................................................................................37参考文献.......................................................................................................................................................38-3- 第一章绪论第一章绪论设计以连云港市温泉旅游度假区污水为对象，进行污水处理工程的初步设计，规模2000m3/d。根据《东海总体规划》，连云港市温泉旅游度假区北至龙梁河，南抵南环路以南200米，西以西环路以西200米为界，东延至东环路以东200米，不包括尹湾村与碱场村的村民聚集地。规划用地总面积为3.57平方千米。根据《东海总体规划》，连云港市温泉旅游度假区温泉镇单独设置污水处理厂。根据地形及风向，经综合考虑，连云3港市温泉旅游度假区污水处理工程设置在规划区外围的南环路东部，规模2000m/d。为了有效的解决温泉旅游度假区洗浴废水的处理和更好的和温泉旅游度假区的生态景观相结合，特别是要与九龙湾湿地公园相结合，本设计采用好氧接触氧化预处理与人工湿地相结合的工艺。根据本次设计的原始资料要求确定好氧接触氧化预处理与人工湿地相结合处理温泉洗浴污水的具体工艺流程和初步设计计算结果，绘制污水处理工程总平面布置图，工艺流程图、高程图及某些主要构筑物的平剖面图等，通过完成这次毕业设计，强化专业知识，为今后的工作奠定良好的基础。1.2设计题目2000m3/d温泉旅游度假区污水处理工程的初步设计1.3废水处理工艺方案度假区单独设置污水处理工程，进入该污水处理工程的污水主要由度假区内生活污水、度假区内酒店、餐饮等排出的废水和洗浴废水混合而成。其中，洗浴废水其量较大对其它进入处理设施的污水有较大稀释作用，所以洗浴废水是本污水处理工程主要考虑处理对象。1.3.1洗浴废水处理工艺的选择目前城镇生活污水处理大多采用活性污泥法A/O工艺、SBR工艺、氧化沟工艺等，因停留时间较长，主体构筑物尺寸较大，为方便检修和操作，多要用敞口形式，不可避免地产生异味等二次污染，影响污水处理厂周边环境。如采用封口式构筑物一方面增加了建设投资，另一方面增加了检修和操作难度。度假区内的废水处理设施对环境要求较高，设计中必须避免二次污染特别是异味的产生，从生态以及环境协调方面考虑，构筑物尽量采用埋地式，池顶覆土绿化。从景观视觉的角度出发，尽量利用周围景观进、行掩饰，在色彩与形式上与周围景观环境一致。创建人工湿地公园，利用湿地系统污染净化与景观相结合的生态功能，通过多种形态的湿地形式构建复合湿地系统，在实1 3广东石油化工学院本科毕业设计：2000m/d温泉旅游度假区污水处理工程的初步设计现污水净化要求的同时，建立与温泉景观相融的适宜于旅游度假区的水环境。根据污水特征和目标要求，结合当前人工湿地技术发展的现状，采用好氧接触氧化预处理与复合人工、湿地相结合的技术路线。1.4设计任务本次毕业设计的主要任务是完成日处理量2000m3/d温泉旅游度假区废水污水处理工程初步设计。工程设计内容包括：1．进行污水处理工程方案的总体设计：按照所给资料，通过比较选择确定污水处理工艺方案；进行总体布局、竖向设计、工程管道布置、道路及绿化设计；完成污水处理工程总平面布置图、工艺流程图及高程图。2．进行污水处理工程各构筑物工艺计算：包括污水和污泥处理的主要构筑物设计计算（附必要的草图）、画出污水处理厂主要构筑物剖面图，说明书中应有计算所得的设备工艺参数一览表。3、编写设计说明书、计算书。4、编写工程概算与处理成本。1.5设计的要求(1)了解建设污水处理工程的意义；(2)掌握城市污水处理的常用流程及相关的单元构筑物的相关知识；(3)掌握所选构筑物的设计计算方法。1.6设计原始资料1.6.1污水水量、水质（1）设计规模设计日平均污水流量Q=2000m3/d；设计最大小时流量Q3max=160m/h。（2）进水水质BOD5=100mg/L，CODcr=250mg/L，SS=200mg/L，NH3-N：30mg/L，阴离子表面活性剂(LAS)≤5mg/L，动植物油≤20mg/L，pH=6-9，粪大肠菌群数≤104个/L。1.6.2污水处理要求污水经过二级处理后应符合以下具体要求：pH6～9，五日生化需氧量(BOD5)≤10mg/L，化学需氧量(CODcr)≤50mg/L，氨氮(NH3-N)≤8mg/L，悬浮物(SS)≤10mg/L，动植物油≤1mg/L，阴离子表面活性剂(LAS)≤0.5mg/L粪大肠菌群数≤103个/L。1.6.3污水排水接纳资料2 第一章绪论该污水处理工程的出水直接排入九龙湾湿地公园观赏区，其最高水位为384.5m，常水位为383.5枯水位为375.0m。1.6.4场地现状该污水处理工程场地地势较平坦，由西北坡向东南，场地标高385.5~383.5米之间，位于九龙湾湿地公园观赏区的北边。1.7设计原则(1)污水处理工程的设计和其他工程设计一样，应符合适用的要求，首先必须确保污水处理后达到排放要求。考虑现实的经济和技术条件，以及当地的具体情况（如施工条件），在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构筑物型式、主要设备、设计标准和数据等，应最大限度地满足污水处理工程功能的实现，使处理后污水符合水质要求。(2)污水处理工程设计采用的各项设计参数必须可靠。设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件，如水质水量资料、同类工程资料。按照工程的处理要求，全面地分析各种因素，选择好各项设计数据，在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用持积极慎重的态度。(3)污水处理工程设计必须符合经济的要求。污水处理工程方案设计完成后，总体布置、单体设计及药剂选用等要尽可能采取合理措施降低工程造价和运行管理费用。(4)污水处理工程设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据要求，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。(15)污水处理工程设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如配水井、泵房及加药间等，期土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为今后发展留有挖潜和扩建的条件。(6)污水处理工程设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置分流设施、超越管线、甲烷气的安全贮存等。(7)污水处理工程的设计在经济条件允许情况下，布局、构筑物外观、环境及卫生等可以适当注意美观和绿化。3 3广东石油化工学院本科毕业设计：2000m/d温泉旅游度假区污水处理工程的初步设计第二章方案的确定2.1人工湿地概述2.1.1人工湿地概念人工湿地是一种人工建造和监督控制的与自然湿地相类似的地面,是人为地将石、砂、土壤等一种或几种介质按一定比例构成基质,并有选择性地植入植物的污水处理生态系统。人工湿地是由人工基质(碎石、砂砾等)和生长在其上的水生植物组成,污水在湿地土壤的表层或表面下流动,靠砂石、土壤的吸附、植物吸收、微生物转化等一系列过程降解水中的营养物质,是一种有别于自然湿地的独特的土壤-植物-微生物系统。其对废水的处理是植物、基质和内部微生物之间物理、化学、生物学过程相互作用的综合结果[1]。2.1.2人工湿地分类人工湿地按污水在其中的流动方式可分为两种类型:表面流人工湿地(surfaceflowwetland,简称FWS)和潜流型人工湿地(subsurfaceflowwetland,简称SFS),其中潜流型人工湿地又包括水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地[2]。FWS系统和自然湿地类似,污水流经湿地表面,污染物的去除依靠植物根茎的拦截作用以及根茎上生成的生物膜的降解作用。SFS系统中污水在湿地床的内部流动,运行过程中,污水在配水系统(一般由卵石构成)在湿地的一段均匀的进入填料床植物的根区。填料由3层组成,表层土壤、中层砾石和底层小豆石。在表层土壤种植耐水性植物,如芦苇、美人蕉、大米草等。这些植物有非常发达的根系,可深入表土以下0.6--0.7m的砾石层中,并交织成网,与砾石一起构成一个透水性良好的系统,同时这些植物根系有较强的输氧能力,可使根系周围的水环境中保持较高浓度的溶解氧,给生长在砾石等填料表面的好氧微生物的生长、繁殖及对有机污染物的降解所需。经过净化的出水又是地末端的集水区中铺设的集水管收集后排出处理系统。各类型人工湿地的特点详见表1[3]。4 第二章方案的确定表1各类型人工湿地的特点人工湿地类型特点类似于沼泽、污水以较慢速度从湿地表面渡过，具备投资少、操作简单、运行费用低、生态效果好等优点；但水力负荷低、净化能力弱、占地面积大；表面水平流湿湿地中的氧来源于水面扩散与植物根系传输，系统受气候影响大，夏季易孳地生蚊子、苍蝇等，不适宜单独处理过高浓度废水。污水从一端水平流过填料订，由一个或多个填料床组成，订体填充基质，床底根据需要防渗；水力负荷与污染负荷较大，对BOD、COD、SS及重金水平流潜流湿属等处理效果好，氧源于植物根系传输，少有恶臭与蚊蝇现象，但控制相对地复杂，投资较大，填料易堵，易造成场地地板结及硬化、生态效果差等。垂直流潜流湿优缺点基本与水平流相同，不同之处在于污水在填料床内向上或向下流地动，水流断面面积大，相对不易堵塞。2.1.3人工湿地净化机理湿地对水质的净化是一个复杂的过程，是湿地理化、生物作用综合效应的结果。物理作用主要是湿地的过滤、沉积和吸附；化学作用主要是湿地床中基质对污染物的化学沉淀和离子交换；生物作用包括微生物的降解、转化和植物的吸收。人工湿地对废水的处理综合了物理、化学和生物三种作用。湿地系统成熟后，填料表面和植物根系将由于大量微生物的生长而形成生物膜，废水流经生物膜时，大量悬浮物被填料和植物根系阻挡截留，有机物通过生物膜的吸收、同化及异化作用而被去除。湿地系统中因植物根系对氧的传递释放，使其周围环境中依次呈现好氧、缺氧和厌氧状态，保证了废水中氮、磷不仅能被植物和微生物作为营养成份直接吸收，还可以通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用而将其从废水中去除[4,5]。2.1.4人工湿地的工艺特点在人为控制下，人工湿地处理废水能力大大超过了自然湿地，并具有出水水质稳定、处理效果好、氮磷去除能力强、运转维护管理方便、工程基建与运行费用低以及对负荷变化适应能力强等主要特点，比较适合于技术管理水平不高规模较小的城镇或乡村污水处理厂。人工湿地处理废水是一种投资、运行费用低和水处理效果好的生态净化污水技术，克服了化学方净化污水易造成二次污染、物理方法治标不治本的点，将污水净化、污水资源化及美化环境结合在一起既实现废水的治理，又具有良好的生态效益[1,6]。与通常的人工湖和绿地不同，人工湿地改善了原有的土壤基质，选择具有耐污除污能力的水生、湿生植物优化组合，通过控制水的流动，达到预期的处理效果。自由水面、水生植5 3广东石油化工学院本科毕业设计：2000m/d温泉旅游度假区污水处理工程的初步设计物和其生长基质是人工湿地处理工艺的主要组成部分。其中植物和自由水面为度假区制造了绿地和人工湖泊，满足了城市人对绿色、自然的渴望，形成了湿地公园。普通的绿地和水景观不仅占用了大片土地，而且草坪的灌溉、湖泊的补水耗费大量的水资源。人工湿地处理工艺集“中水处理”和“水景绿化”于一体，不仅省去灌溉用水、水景补，还能提供再生水，保证景观用水的水质、水量，减少了占地、基建、设备、维护等多项投资，实现真正的生态型废水处理。湿地污水处理系统与传统污水处理相比较的优缺点见表2。表2湿地污水处理系统与传统污水处理的优缺点[3]污水处理系统优点缺点有精确的设计、运行标准、指南、建设成本高、维护、运行需较高的专业针对特定的污染物，可以满足非常人员、费用高。对多种污染物需不同的处传统污水处理方高的处理要求生物、水文过程受控制理工艺和阶段。对进水量、水质要求高。法严格控制。绿色生物工程、建设成本低、维护土地需求量大、没有精确的设计、运行简单，运行费用低、有效、可靠的污标准。生物、水文过程复杂没有完全掌握。湿地污水处理系水处理、受染水量、污染物浓度影响可带出蚊虫等问题。统小、提供野生动植物栖息地，保护物种多样性等。2.1.5人工湿地技术的国外发展概况1953年,德国的Seidel博士在研究中发现芦苇能去除大量有机和无机物。进入60年代,这些实验室从观察开始推广至许多大规模实验,掀起人工湿地研究热潮。Seidel与Kickuth合作于1972年提出根区理论,80年代人工湿地系统由试验阶段进入应用阶段,相继德国、丹麦、奥地利、比利时、荷兰等国家建立了大量的芦苇床系统,主要用于小城镇的污水处理。目前表面流湿地在北美是主要处理湿地,如美国有600多处人工湿地工程用于处理市政、工业和农业废水;欧洲、澳大利亚较多采用的是潜流人工湿地工艺,丹麦、德国、英国每个国家都至少有200个系统在运行[7,8]。2.1.6人工湿地技术的我国的发展概况我国用人工湿地处理污水发展较晚,直到“七五”期间才有了一定的规模,但主要还是机理性的研究,应用上相对迟缓,应用实例也少,1990年深圳的白泥坑人工湿地工程是我国首次实践[9]。该人工湿地示范工程,经过近两年的运转,出水效果较好,除氨氮指标处理效果不明显外,其余指标均能达到国家规定的二级处理排放标准,并且通过对该工程的分析,得到一些人工湿地污水处理系统的设计参数。由于处理成本低、适用面广,这一技术很快被推广到各种污水的处理。经过多年的摸索,近年来人工湿地6 第二章方案的确定作为改善水环境的一种有效方法,应用于水库、湖泊周边面源污染的拦截和地面微污染水体的净化等。2003年7月建成的石岩人工湿地工程采用“高效复合垂直流人工湿地水3质净化工艺”保护石岩水库饮用水源,处理规模为1.5万m。北京市官厅水库黑土洼人工湿地，在北方低温地区人工湿地设计、植物选育、运行管理及冬季运行等方面取得了重大突破。此外,人工湿地技术处理特种工业废水方面,我内已有将人工湿地应用于煤炭业矿井水、含藻毒素的富营养化水体、石油工业超稠油废水及造纸废水等方面的报道[2,10]。2.2景区洗浴废水处理工艺的选择目前景区洗浴废水一般纳入城镇生活污水处理，大多采用活性污泥法、A/O工艺、SBR工艺、氧化沟工艺等,因停留时间较长,主体构筑物尺寸较大,为方便检修和操作,多要用敞口形式,不可避免地产生异味等二次污染，影响污水处理工程周边环境。如采用封口式构筑物一方面增加了建设投资,另一方面增加了检修和操作难度。度假区内的废水处理设施对环境要求较高,设计中必须避免二次污染特别是异味的产生,从生态以及环境协调方面考虑,构筑物尽量采用埋地式,池顶覆土绿。从景观视觉的角度出发,尽量利用周围景观进行掩饰，在色彩与形式上与周围景观环境一致。创建人工湿地公园,利用湿地系统污染净化与景观相结合的生态功，通过多种形态的湿地形式构建复合湿地系统，在实现污水净化要求的同时，建立与温泉景观相融的适宜于旅游度假区的水环境。根据污水特征和目标要，结合当前人工湿地技术发展的现状，采用好氧接触氧化预处理与复合人工湿地相结合的技术路线[3]。2.3技术可行性人工湿地是由人工优化模拟自然湿地系统而建造的具有自然生态系统综合降解净化功，由人为监督控制的处理系统[11]。人工湿地具有独特而复杂的净化机理，它利用基质微生物和植物这个复杂的生态系统，综合物理、化学、生物三重作用，通过过滤、吸附共沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水中有害物质的去除，同时通过营养物质和水分的循环，实现污水的资源化和无害化[12]。人工湿地作为一项水污染控制技术自19世纪80年代传入我国以来得到了迅速发展与广泛应用[13]。由于其具有出水水质稳定、运转维护管理方便、工程基建与运行费用低、生态安全性高、景观效果突出等优点，在处理小城镇生活污水、农村面源污水、旅游景区污水等具有污染浓度较低、污染源比较分散、土地资源丰富等特征的污水时，相对于其它工艺而言具有得天独厚的优势。而东海温泉度假区地处淮河下游，四季分明，水生、湿生植物种类繁多，且温泉的7 3广东石油化工学院本科毕业设计：2000m/d温泉旅游度假区污水处理工程的初步设计水温较高，可以保证冬季排水的水温在5-10℃以上，通过物种筛选与优化配置完全能够实现四季常绿的植物景观和高效稳定的水质净化效果。2.4接触氧化和人工湿地的工艺特点接触氧化工艺特点体积负荷高、处理时间短、节省占地面积、生物活性高。曝气管敷设在填料下面不仅供氧充分，而且对生物膜起到搅动作，加速了生物膜的更新使生物膜活性提，同时由于曝气产生污水紊动使固定在填料上的生物膜可以连续、均匀地与污水接触，提高了生物代谢速度。污泥产量低。与活性污泥法相比，接触氧化法的体积负荷高，污泥产率低，由于微生物附着在填料上形成生物膜，生物膜的脱落和生长可以自动保持平衡，所以不需要污泥回流。动力消耗低。接触氧化池内填料能起到切割气泡、增加紊动的作用，增大了氧的传递系数。出水水质好而稳定。在进水短期内突然变化时出水水质受影响很小，在毒物和pH值的冲击下，生物膜受的影响很小，而且恢复很快。不存在污泥膨胀问题。接触氧化预处理缩短了污水停留时间，降低了处理构筑物的容积，容易实现封闭，而且好氧处理使污水中的氨氮得到转化，减少臭味的产生。将接触氧化作为人工湿地预处理，相比完全接触氧化处理减少了污水处理能耗，同时其高效的处理效率降低了后续处理的负荷，另外经过好氧处理后污水中溶解氧量较高，能提高人工湿地的处理效率，保证达到最终处理要求[3]。2.5预处理和人工湿地处理废水的工艺流程废水处理设施主要由预处理系统和湿地系统两部分组成。其中预处理系统格栅、调节池、沉砂池、接触氧化池和沉淀池四个单元，湿地系统由垂直流湿地组成。污水通过格栅拦截去除大量漂浮垃圾杂物后，进入调节池内进行水质、水量的均匀，用泵提升至沉砂池进行处理，主要去除水体中大颗粒的悬浮质，出水进入生物接触氧化池和沉淀池，利用填料和生物膜的吸附、吸收促进沉降的功能进一步去除水体中的悬浮质和营养盐，使得进入后续湿地系统的水中SS在15mg/L左右，达到预处理的目的。生物接触氧化池的出水经过曝气进行复氧，为后续湿地创造较好的氧化环境[10]。沉淀池出水通过布水沟均匀的从底部向上流过垂直流湿地，利用湿地中的基质、微生物、植物的综合作用进行净化，并充分利用垂直流湿地较好的氧化条件提高有机物的分解效率和氨氮的硝化能力。出水经过管道收集后排入景观湿地，既可以为景观湿地提供优质水源，同时也可利用景观湿地的深度净化能力，进一步降低水体中的氮、磷含量。工艺处理流程图见图1。8 第二章方案的确定图1处理工艺流程图9 3广东石油化工学院本科毕业设计：2000m/d温泉旅游度假区污水处理工程的初步设计第三章污水处理系统工艺设计3.1格栅3333本设计流量：平均日流量Q=2×10m/d=83.3m/h=23.1L/s=0.0231m/s0.11根据K=2.7/Q(Q为平均日平均时污水流量，L/s)得Z0.11K=2.7/23.1=1.92z333则Q=KQ=1.92×0.0231m/s=0.04455m/s=160.38m/hmaxz格栅主要是拦截污水中的较大颗粒和漂浮物，以确保后续处理的顺利进行。其设计参数如表3。表3沉砂池设计参数设计参数参数值设计参数参数值栅前流速v1=0.5ms过栅流速v2=0.6m/s栅条宽度s=0.02m格栅间隙e=0.02mm栅前部分长度0.5m栅后部分长度1.0m格栅倾角ɑ=60°进水渠展开角ɑ1=20°单位栅渣量w1=0.08m3/103m33.1.1设计计算（1）栅前水深h22B1v1根据最优水力断面公式Q=计算得栅前槽宽B1122Q2×0.04455maxB==0.42m1v0.51B0.421h===0.21m22（2）栅条间隙数n格栅设两组，一用一备。Qsinα0.04455×sin60°maxn===17.2取n=18ehv0.02×0.2×0.6210 第三章污水处理系统工艺设计3.1.2栅槽宽度设栅条宽度s=0.02m则栅槽宽度B=s(n−1)+bn=0.02×(18−1)+0.02×18=0.7m3.1.3进水渠道渐宽部分长度o设渐宽部分展开角a=201B−B0.7−0.421l===0.38m102tga2tg2013.1.4栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l0.381l===0.19m2223.1.5过栅水头损失设栅条为矩形断面，取形状系数β=2.42（选用迎背水面均为半圆形的矩形栅条），取k=3，由下列公式2s4/3uζ=β()，h=k⋅h，h=ζ⋅⋅sina，得100b2g42v0.020.9h=kh=kε2sinα=3×2.42×()3×sin60°=0.12m102g0.022×9.81其中ζ为阻力系数，h0为计算水头损失，h1为过栅水头损失，k为系数。3.1.6栅后槽总高度一般取栅前渠道超高h=0.3m，栅前槽高H=h+h=0.21+0.3=0.51m212H=h+h+h=0.21+0.12+0.3=0.63m123.1.7栅槽总长度H0.63L=l+0.5+1+1.0+l=0.38+0.5++1.0+0.19=2.43m120tgatg603.1.9每日栅渣量单位栅渣量w=0.08m3栅渣/103m3污水则1Qmax×W1×864000.04455×0.08×8640033W===0.16m/d>0.2m/d1000K1000×1.92z故适宜采用人工清渣。11 3广东石油化工学院本科毕业设计：2000m/d温泉旅游度假区污水处理工程的初步设计3.2调节池3.2.1设计参数设定取停留时间t为8小时，最低水位为0.3m。3.2.2设计计算（1）进水管设计4Q取水流流速为0.5m/s，则管径应为D=πv＝0.175（m）,取管径为200mm，则流速为0..38m/s，设计标高为383.00；（2）容积计量V=Q×t=2000÷24×8=666.8(m)V取长宽为15m×15m，则有效水深为h=A=2.96(m)；（3）总高度计算（4）最高水位＝h调节＋h最低水位＝3.96＋0.3＝4.26（m）总池深为4.26m；3.3污水提升泵提升泵设两台，一用一备。从设计基本资料可知，设计流量Q＝83.33m3/h，该污水处理厂场地地势平坦，场地高水位为384.50m。本设计中：（1）调节池池底高程为383.00米。（2）出水管提升后的水面高程为387.5m，经30m管长至处理构筑物；（3）泵原地面高程为384.50m。基于启动及时可靠，操作方便，不需引水辅助设备的优点，选择集水池与机器间合建的圆形自灌式泵房。采用2台（1用1备），每台水泵的设计流量为83.33m3/h。集水池容积，采用相当于一台水泵实际出水6min的容量：W=83.3/10=8.33m3有效水深用H=1.5m，则集水面积为F=5.6m2。3.3.1选泵前总扬程估算经过格栅的水头损失为0.12m。集水池最低工作水位与所提升最高水位之间的高差为387.5-（383.00-0.12-1.5）=6.12m（集水池有效水深为1.5m）出水管管线总出水管：Q=83.3m3/h=23.14L/s，查《给排水管网系统》的（污水管道直径选择12 第三章污水处理系统工艺设计图）,选用管径为100mm的铸铁管，坡度I=0.148。3.3.2提升泵的选择本设计污水处理系统简单，只考虑一次提升。污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过接触氧化池、沉淀池及人工湿地池，最后由出水管道排出。设计流量：Q=2000m3/d=83.3m3/h=23.14L/s。选择WQ型潜水污水提升泵100-100-10-7.5型2台，一用一备。泵的参数，见表4。表4水泵的参数表扬程/m流量/(m3/h)轴功率/kw转速r/min101007.514403.4沉砂池3.4.1设计说明沉砂池的主要作用是去除污水中相对密度2.65、粒径0.2mm以上的砂粒，以使后3面的管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。经调节池后设计流量平均日流量0.0231m/s.采用平流式沉砂池。设计1组，每组2格，每格2个沉砂斗。1格工作，1格备用。3.4.2设计参数沉砂池设计参见表5表5沉砂池设计参数设计参数参数值设计参数参数值设计流速V0.15ms水力停留时间t45s清砂间隔时间T2d沉砂池格数n2格效水深h0.5m进水渠展开脚α20°e城市污水沉砂量X30m3/106斗底宽a0.5m1斗高hd0.5m斗壁与水平面的倾角60°3.4.3设计计算（1）沉砂池长度LL=vt=0.15×45=6.75m（2）水流断面面积A2A=Q/v=0.0231/0.2=0.12m（3）池总宽度BA0.12B===0.24mh0.5e13 3广东石油化工学院本科毕业设计：2000m/d温泉旅游度假区污水处理工程的初步设计（4）贮泥区每个沉砂斗所需容积V1QTX2000×2×503V===0.1m1662×102×10式中，2——沉砂斗个数。（5）沉砂斗各部分尺寸及容积设计斗高hd=0.6m，则沉砂斗上口宽a：2hd2×0.6a=+a=+0.5=1.2m1tan60°tan60°沉砂斗容积Vhd220.6223V=(2a+2aa+2a)=×(2×1.2+2×1.2×0.5+2×0.5)=0.486m1166略大于V，符合要求。1（6）沉砂池高度H采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度L2L−2a6.75−2×1.2L===2.18m222贮泥区高度h3h=h+0.06L=0.6+0.06×2.18=0.731m3d2设超高h=0.3m1H=h+h+h=0.3+0.29+0.731=1.321m，取1.5m1233.4.4机械选型选择螺旋砂水分离器，型号LSSF-320.3.4.5沉砂池草图沉砂池计算草图见，图2。14 第三章污水处理系统工艺设计3.5生物接触氧化池生物接触氧化池是指在曝气池中设置填料，将其作为生物膜的载体。待处理的废水经充氧后以一定流速流经填料，与生物膜接触，生物膜与悬浮的活性污泥共同作用，达到净化废水的作用。3/d，进水BOD本次设计中处理流量为理流量为2000m5为100mg/L，出水BOD5为50mg/L。3.5.1生物接触氧化池设计草图接触氧化池主要由池体、填料床、曝气装置及进出水装置等构成，具体结构如图图3所示。图3生物接触氧化池的构造示意图3.5.2接触氧化时间t采用纤维填料，填料高H=1.5m，氧化池内填料填充率为70%。曝气设备选用微孔3曝气头，接触时间计算公式：S0t=KlnSe式中t——接触池反应时间，h；S——进水BOD浓度，mg/L；0S——出水BOD浓度，mg/LeP0.46K——常数，K=0.33×（）×S;075P----为接触氧化池内填料填充率。P0.46700.46接触池反应时间：K=0.33×（）×S=0.33×（）×100=2.560757515 3广东石油化工学院本科毕业设计：2000m/d温泉旅游度假区污水处理工程的初步设计100t=2.56ln=1.77h503.5.3生物接触氧化池尺寸设计2组接触氧化池，接触氧化池接触氧化池总容积：20003V=Qt=×1.77=147.（5m）总24单池容积：V总147.53V===73.75（m）单22V单73.752单池面积：A===49.（2m）单h1.53单池宽：设B=4m单池长：L=24.6/7=6.2m池总高：设氧化池超高h=0.5m，稳水层高度h=0.4m，填料层高度h=1.5m，底部构123造层h=0.3m。4H=h+h+h+h=0.5+0.4+1.5+0.3=2.7m1234单氧化池尺寸L×B×H=6.2m×4m×2.7m3.5.4生物接触氧化池容积负荷QS02000×0.103N===1.36[Kg/(m.d)]vV147.53.5.5需气量计算接触氧化池气水比选6：1，则需气量：33Q=6×Q=6×2000=12000m/d=500m/h气水曝气强度：32由于采用软性纤维填料不会发生堵塞，曝气强度5.08[m/(m⋅h)]，远大于32322m/(m⋅h)，也不会发生於织，所以选用微孔曝气头。单个曝气量为2.5m/m。Q气1250曝气头数量：n===500个Q′2.5气16 第三章污水处理系统工艺设计3.6接触沉淀池为了提高沉淀效果，并且与接触氧化池建设上更好搭配，减少工程量，节省费用，本设计选用接触沉淀池。3.6.1接触沉淀池表面积32接触沉淀池表面水力负荷N选5.5m(m/⋅h)，有效水深h1=2m。滤料均选用炉渣，q滤料层高0.5m沉淀池面积：Q/22000/22A===7.6mN24×5.5q3.6.2校核水力停留时间A×h7.6×2t===0.36h=21.7min（符合规定要求）Q/22000/(2×24)3.6.3接触沉淀池尺寸沉淀池宽B取值2mA7.6池长：L===3.8mB2设沉池超高取值0.5m，有效水深取2m，泥斗斜壁设计与水平面倾角为60度，清水层选取0.4m，滤料层0.5，均包括在有效水深内，缓冲层0.5m，包入泥斗中。泥斗下底边长0.2m，泥斗高：40.2�h=（-）tan60=3.3m322沉池高：H=h+h+h=0.5+2+3.3=5.8m123沉淀池尺寸：L×B×H=3.8×2×5.83.6.4污泥量在《生物接触氧化法化设计规程》中推荐该工艺系统污泥产率为0.03-0.4kgDS/kgBOD5，含水率96%--98%。本设计中，污泥产率以Y=0.4KgDS/kgBOD5计，含水率97%。则干泥量用下式计算：W=YQ（S-S）+（X-X-X)QDS0e0be式中W---污泥干重，kg/d；DSY----活性污泥产率，kgDS/kgBOD；53Q----污水量，m/dS---进水BOD值，0S---出水BOD值e17 3广东石油化工学院本科毕业设计：2000m/d温泉旅游度假区污水处理工程的初步设计3X---进水总SS浓度值，kg/m03X-----进水中SS活性部分量，kg/m。h3X---出水SS浓度值，kg/m。e本设计中SS中70%可为生物降解活性物质。污泥干重：W=0.4×2000×（0.1-0.03）+（0.11-0.7×0.11-0.03)×2000=203.4kg/dDSWDS203.4/10003污泥体积：Qs===6.78m/d1−97%0.033.6.5接触沉淀池出水设计接触沉淀池进出水槽设计计算与接触池方法相同，只不过设计参数不同。进水导流槽宽也是0.8m，导流墙下缘至滤料的面跟离：为1.1m。Q/25000(/2×24×3.6)集水槽总长：L===24.1m1q1.2L24.11集水槽条数：n===2.6≈3条2×L2×4.73.6.6接触池需氧量32根据《生物接触氧化法设计规程》，接触沉淀池冲洗强度采用30m/(m⋅h)，冲洗时间15min。工作周期24h，沉淀池单池需氧量：33Q=q×A=30×18.9=567m/h=9.45m/min气气3.7污泥处理系统设计在处理污水的同时，每日要产生大量的污泥，这些污泥若不进行有效处理，必要要对环境造成二次污染。初沉污泥是来自初次沉淀池的污泥，污泥含水率较低，一般不需要浓缩处理，可直接进行消化、脱水处理。本设计不设初沉池，所以初沉污泥量为零。剩余污泥来接触氧化池，活性污泥微生物在降解有机物的同时，自身污泥量也在不断增长，为保持曝气池内污泥量的平衡，每日增加的污泥量必须排出处理系统，这一部分污泥被称作剩余污泥。剩余污泥含水率较高，需要先进行浓缩处理，然后进行消化、脱水处理。3.7.1污泥浓缩池污泥浓缩的目的在于去除污泥颗粒间的空隙水，以减少污泥体积，为污泥的后续处理提供便利条件。采用圆形幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，1座，采用带栅条的刮泥机刮泥，静18 第三章污水处理系统工艺设计压排泥。（1）浓缩池的面积WDS203.42A===4.07mM50式中，W——浓缩污泥量，kg/dDS2M——污泥固体通量，一般采用30-60kg/m(⋅d)，取402A——浓缩池的面积，m（2）、浓缩池的直径D4A4×4.07D===5.18mπ3.14为安全计，取D=5.20m（3）浓缩池的实际面积π23.1422A=D=×5.2=21.23m044（4）、浓缩池的高度H取污泥浓缩时间T=12h，则浓缩池工作部分高度H1TQ12×6.78sH===0.65m124A24×5.203式中，Qs——污泥流量，m/d，。取超高H=0.2m，缓冲层高度H=0.2m，故23H=H+H+H=0.65+0.2+0.2=1.05m123（5）、污泥斗的尺寸确定浓缩后污泥容积V/Q(1−P1)6.78×(1−0.994)3V===1.36m/d1−P1−0.972式中，P——浓缩前污泥含水率，取0.9941P——浓缩后污泥含水率，取0.972(6)储泥区所需的容积V′按24h储泥设计计算，24V24×1.363V===1.36m2424取污泥斗上底直径D=2.5m，下底直径D=1.5m，池底坡度0.05，斗倾角60°。21池底坡度造成的深度H419 3广东石油化工学院本科毕业设计：2000m/d温泉旅游度假区污水处理工程的初步设计DD2.51.52H=(−)i=(−)×0.05=0.05m4222222π⎡⎛D⎞DD2⎛D2⎞⎤V1=H4⎢⎜⎟+×+⎜⎟⎥3⎢⎣⎝2⎠22⎝2⎠⎥⎦1⎛2.522⎞×3.14×0.05×⎜()+2.5×1.5+1.5⎟=3⎝2⎠3=0.40m斗倾角造成的深度H5D2D1⎛2.51.5⎞0H=(−)tanα=⎜−⎟×tan60=0.865m522⎝22⎠22π⎡⎛D2⎞D2D1⎛D1⎞⎤V2=Η5⎢⎜⎟+×+⎜⎟⎥3⎢⎣⎝2⎠22⎝2⎠⎥⎦1(22)=×3.14×0.865×2.5+2.5×1.5+1.533=1.31mV+V=0.40+1.41=1.81m3>V′符合要求。123.7.2污泥脱水机房污泥机械脱水的方法有真空吸滤法，压滤法和离心法等，其基本原理相同，污泥机械脱水是以过滤介质形成滤液，而固体颗粒被截流在介质上，形成滤饼，从而达到脱水的目的。目前最常用的机械脱水有四种：A.折带式真空转鼓过滤机B.自动板框压C.滚压带式压滤机D.离心脱水机污泥机械脱水的设计选择应根据处理规模、运行费用、运行经验、污泥出路等方面的实际情况选择确定，4种污泥脱水机械性比较，见表6。20 第三章污水处理系统工艺设计表6污泥脱水机械性能比较表脱水机械折带式真空自动板框压滤机滚压带式压滤机离心脱水机性能指标转鼓过滤机脱水泥饼75～8065～7070～8075～80含水率(%)投资费用较高高较低较低运行情况自控，连续自控，间歇自控，连续自控，连续预处理有无无无适用规模中小型中小型大中型大中型经过比较选用自动板框压滤机，采用两台厢式XBAMQ5-15-500ubk型带式压滤机，一用一备。脱水机房平面尺寸为6m×10m。3.8人工湿地人工湿地是人们模拟天然湿地系统结构和功能而建造的、可控制运行的湿地系统，用以对受污染水进行处理的一种工艺，由围护结构、人工介质、水生植物等部分构成。当水进入人工湿地时，其污染物被床体吸附、过滤、分解而达到水质净化作用。本次设计应用垂直流潜流湿地。垂直流潜流湿地不但具备投资少、操作简单、运行费用低、生态效果好等优点，而且污水在填料床内向上或向下流动，水流断面面积大，相对不易堵塞等优点。3.8.1湿地表面积的预计水力负荷取N32q为0.25m/m·d用水力负荷计算人工湿地面积为：Q20002A===8000mN0.25q式中N3/m2·dq—水力负荷，m根据《人工湿地工程技术规范》取8组垂直流人工湿地池，每组面积A80002A===1000mmN8设每组长：50m，则宽为20m。3.8.2人工湿地填料人工湿地床填料有效高度70cm。表层铺设5cm细沙层，再填10cm的粘土。湿地床填料分别由15cm粒径φ30－40mm碎石层，55cm粒径φ10－30mm石灰石或建筑碎石、碎砖等组成。21 3广东石油化工学院本科毕业设计：2000m/d温泉旅游度假区污水处理工程的初步设计3.8.3湿地床有效容积V=8000m2×0.83＝6640m33.8.4水力停留时间人工湿地填料孔隙率n为0.4，则Vn6640×0.40T===1.3dQ20003.8.5人工湿地草图潜流式人工湿地剖面图见图4，平面图见图5。3.8.6人工湿地床布水方法由床底部上向流，采用隔墙花格孔布水。在花格孔与布水堰布水面的10cm断面铺设φ30-40mm砾石或碎石使水均匀流向湿地床断面。湿地床出水由齿槽（塑料板制）汇水，经DN200mm塑料管排放。3.8.7人工湿地床植物栽种因分设在景区绿化地上，故选栽美人蕉、水竹、蕨草，每平方米栽种8－10穴，每穴栽水竹、蕨草2－3株，美人蕉1－2株。若选栽香根草，则前述草不采用，香根草棵距30－40cm，每棵8－10株。22 第三章污水处理系统工艺设计3.8.8工艺材料安装人工湿地组合池是由多个单元池组合在一起的，污水进入组合池后，是通过处理设施内部的工艺管道引导，均匀的分布到各单元池的设计层面。因此，工艺管道的安装质量的好坏对处理效果的影响较大，安装过程中主要注意以下几点：(1)管道进出口标高一定要按设计要求安装，不能随意更改；(2)管道安放到位后要将管道与池体之间用水泥砂浆封闭严密，不能有缝隙；(3)管道连接部分要用胶水连接牢固，胶水要选用质量好的产品，防止管道脱落。3.8.9湿地填料的布置从前面的介绍我们知道，湿地有天然湿地和人工湿地，人工湿地又有自由水面人工湿地和地下潜流水人工湿地。人工湿地是将污水有控制地投配到土壤（填料）经常处于饱和状态且生长有芦苇、香蒲等沼泽水生植物和填料床上，污水在沿一定方向流动的过程中，在耐水植物和滤料联合作用下得到净化的一种土地处理系统。人工湿地处理污水效果的好坏与湿地填料的布置有直接关系。因此，当土建主体施工结束经试水试压验收后，填料安装时一定要按照设计要求进行填料的安装，每层、每个部位的填料材质、粒径、厚度都不能随意填放，必须严格按照设计的要求去布置。3.8.10人工湿地填料的布置原则通常情况下人工湿地的填料选择，应采用经济实用且效果好，在一般的情况下可采用建筑用碎石（最好石灰石）、矿渣、煤渣、碎砖等，至于采用何种原料作为湿地填料，要看各地取材的方便与否和原材料的价格而定。但不管采用何种材料作为湿地的填料，在进行布置时填料的粒径都是由粗到细，也就是说，人工湿地的进水端填料粒径比较大，出水端填料粒径比较细。这是由于刚刚进入湿地的污水中SS含量比较多，为了防止填料堵塞易采用粒径较大的填料，随着污水中SS含量的降低填料的粒径也随之变小，直至降低到使出水的SS达到排放标准为止。人工湿地的填料粒径的大小选择与处理的污水性质、污水中SS的含量、处理后的出水标准等多中因素有关，总之填料的布置一定要按照设计要求安放，不能随意布置。3.8.11植物选用原则植物在具有良好的生态适应能力和生态营建功能；筛选净化能力强、抗逆性相仿，而生长量较小的植物，减少管理上尤其是对植物体后处理上的许多困难。一般应选用当地或本地区天然湿地中存在的植物。1.植物具有很强的生命力和旺盛的生长势；(1)抗冻、抗热能力(2)抗病虫害能力(3)对周围环境的适应能力2.所引种的植物必须具有较强的耐污染能力；水生植物对污水中的BOD5，COD，TN，TP主要是靠附着生长在根区表面及附近的微23 3广东石油化工学院本科毕业设计：2000m/d温泉旅游度假区污水处理工程的初步设计生物去除的，因此应选择根系比较发达，对污水承受能力强的水生植物。3.植物的年生长期长人工湿地处理系统中常会出现因冬季植物枯萎死亡或生长休眠而导致功能下降的现象，因此，应着重选用常绿冬季生长旺盛的水生植物类型。4.所选择的植物将不对当地的生态环境构成威胁，具有生态安全性；5.具有一定的经济效益、文化价值、景观效益和综合利用价值。由于所处理的污水不含有毒、有害成分，可以考虑其综合利用。3.9构筑物和设备一览表本设计构筑物和设备一览表如表7所示。表7构筑物和设备一览表序号名称规格（m）数量设计参数主要设备（说明）L×B=取停留时间t为8小时，RZG转鼓式机械格栅2套2.43×0.7最低水位为0.3m螺旋压榨机（Φ100）1台1格栅2组螺纹输送机（Φ100）1台钢闸门（2.5X1.0m）1扇手动启闭机2台L×B×一用一备对水量的调节，保证后继处理3H=15×15×设计流量Q＝100m/h，的连续性和稳定性。2调节池1座4.26扬程10m有效水深H＝1.5m，容WQ型潜水污水提升泵3提升泵2个3积10m100-100-10-7.5型2台设计流量L×B×H=曝气沉砂池两个平流流沉Q3max=0.0231m/s46.75×0.24×2座吸砂泵（Φ0.2m）4台砂池接触池反应时间1.5HZSF-320砂水分离器1套t=1.77h24 第三章污水处理系统工艺设计继表7构筑物和设备一览表序号名称规格（m）数量设计参数主要设备（说明）L×B×H设计流量=6.2×4×2.7Qmax=0.0231m3/s生物接触52座罗茨鼓风机2台，消声器4氧化池每日排泥量：个。6.78m3接触沉淀L×B×H61座污泥浓缩时间T=12h100QW-75-10-4潜污泵2台池=3.8×2×5.850QW35-22-4潜污泵1台污泥污泥D×H=5.2×zxj-5.20单管吸刮泥机1套71座浓缩池0.65设计流量为2000m3/d采用两台厢式L×B×H污泥脱水XBAMQ5-15-500ubk型带式81座Nq0.25m3/m2·d机房＝10×6×8压滤机，一用一备水力停留时间T=1.3d垂直流人L×B=采用隔墙花格孔布水；选栽美98座人蕉、水竹、蕨草工湿地池50×2025 3广东石油化工学院本科毕业设计：2000m/d温泉旅游度假区污水处理工程的初步设计第四章平面布置4.1平面布置原则本项目新建的污水处理工程，根据该城市地势走向、排水系统现状、城市总体规划及景区总体规划，选择在该景区西侧绿化用地，石安河南侧建工程，该位置对于接纳污水、处理出水排放十分方便。该污水处理工程为新建工程，总平面布置包括：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。总图平面布置时应遵从以下几条原则。（1）处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管理。（2）工艺构筑物（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）。（3）构（建）之间的间距应满足交通、管道（渠）敷设、施工和运行管理等方面的要求。（4）管道（线）与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理工程各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护。（5）协调好辅建筑物，道路，绿化与处理构（建）筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅道，美化工程区环境。处理构筑物事是水处理工程的主体建筑物，在作平面布置时，应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在工程区内平面的位置。工程平面布置除遵循上述原则外，还应根据城市主导风向，进水方向、排水方向，工艺流程特点及工程区地形、地质条件等因素进行布置，既要考虑流程合理，管理方便，经济实用，还要考虑建筑造型，工程区绿化及与周围环境相协调等因素。4.2污水系统平面布置的特点（1）污泥区和污水区之间有一条主要道路分开。（2）设有后门，生产过程中的栅渣、泥饼等由后门运走，而不从前门运起，避免影响大门处的环境清洁。（3）在两组构筑物之间有一条宽4米的道路，用于工作人员巡视和设备搬运。其间可以通过一辆汽车（4）工程区内道路设计考虑工作人员可以顺利地达到任何一处。26 第四章平面布置4.2.1构筑物的布置各处理单元构筑物的平面布置，处理构筑物是污水处理工程的主体建筑，在作平面布置时，应根据各构筑物的功能和水力要求，结合地形和地质条件确定他们在工程区平面的位置，应作如下考虑：（1）贯通连接各处理构筑物之间的管，渠应便捷，直通，避免迂回曲折（2）土方量作到基本平衡，并避开劣质土壤。（3）在处理构筑之间，应保持一定的间距，以保证敷设连接管，渠的要求，一般的间距可取值5～8米。（4）各处理构筑物在平面布置上，应考虑尽量紧凑。（5）污泥处理系统在下风向，生活区位于主导风向的上风向。4.2.2处理工程内道路的规划在在处理工程内设置环状道路，方便运输，路边种植树木美化工程区。设有使工作人员方便的巡视各处理构筑物的道路。主干道8米，次干道4米，人行道2米。4.2.3管线布置除了在各构筑物之间设有贯通连接的管渠，还应该设置能够使各个处理构筑物独立运行的超越管道，当某一处理构筑物因故障停止工作时，其后的构筑物仍然能够保持正常的运行。同时还应该设置事故排放管，它可超越全部处理构筑物，直接排放水体。此外在处理工程内还设有：给水管，输配电线路，雨水管，污水管等。4.2.4辅助性建筑物的平面布置污水处理工程内的辅助性建筑物有：泵房，鼓风机房，办公室，集中控制室，水质分析室，变电室，机修室以及仓库等。他们是污水处理工程正常运行不可或缺的组成部分。辅助性建筑物的位置应根据方便，安全等原则来布置。附属构筑物一览表见表8。表8附属构筑物一览表平面尺寸平面尺寸构筑物名称数量构筑物名称数量(m×m）(m×m）综合办公楼112×9车库120×4.5维修间18×6食堂19×9传达室18×6储物间110×8浴室15×4仓库115×10配电房18×6其中，为了资源的充分利用，节约成本车库、食堂、配电房、储物间、仓库在九龙湾湿地公园原有的基础上改扩建。另外，在污水内应该合理的修筑道路，方便运输。应该扩大植树绿化美化厂区，改善卫生条件。按照规定污水处理处理工程的绿化面积不得少于30%。总上所述，污水处27 3广东石油化工学院本科毕业设计：2000m/d温泉旅游度假区污水处理工程的初步设计理工程的平面布置见污水处理工程的平面布置图。4.2.5工程占地面积以及绿化率工程占地面积120m×150m为18000m2，绿化率40.3%，包括温地池达到84.8%。4.2.6平面布置结果污水处理工程东临连云港洗浴中心，西连九龙湾湿地公园，污水由洗浴中心排水总干管末端接入，经处格栅、沉砂池、氧化接触池处理后，进入九龙湾湿地公园进行湿地处理后，再进入九龙湾湿地公园观赏区，最后由排水总干管排入白安河。工程土地使用情况见表9。表9工程用地一览表序号项目占地面积（㎡）占地比例（%）1构（建）筑物10886.042道路及铺装地面16509.18湿地床用地800044.443绿化用地726240.344总占地面积1800010028 第五章高程布置及计算第五章高程布置及计算污水处理工程的高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物和泵房的标高；确定各处理构筑物之间管渠的尺寸以及标高；通过计算确定各部分的水面标高，从而使污水能够沿处理构筑物以重力流的方式流动；各处理构筑物之间的水头损失通过估算法确定。5.1高程布置原则（1）充分利用地形地势及城市排水系统，使污水经一次提升便能顺利自流通过污水处理构筑物，排出工程外。（2）协调好高程布置与平面布置的关系，做到合理占地，又利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本。（3）做好污水高程布置与污泥高程布置的配合，尽量同时减少两者的提升次数和高度。（4）协调好污水处理工程总体高程布置与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以重力流考虑为宜(污泥流动不在此例)。为此，必须计算污水流动中的水头损失，水头损失包括：（1）污水流经各处理构筑物的水头损失。在作初步设计时可按下表所列数据估算。但应当认识到，污水流经处理构筑物的水头损失，主要产生在进口和出口和需要的跌水(多在出口处)，而流经构筑物本身的水头损失则很小。（2）污水流经连接前后两处构筑物管渠(包括配水设备)的水头损失。包括沿程与局部水头损失。在对污水处理流程的高程布置时，应考虑下列事项：（1）选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算。并应适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统都能够运行正常。（2）计算水头损失时，一般应以近期最大流量(或泵的最大出水量)作为构物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。（3）设置终点泵站的污水处理工程，水力计算常以接纳处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处理后污水在洪水季节也能自流排出，而泵需要的扬程则较小，运行费用也较低。但同时考虑到构筑物的挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工上的困难。29 3广东石油化工学院本科毕业设计：2000m/d温泉旅游度假区污水处理工程的初步设计（4）在作高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少抽升的污泥量，在决定污泥干化场、污泥浓缩池，消化池等构筑物高程时，应注意它们的污泥水能自动排入污水入流干管或其它构筑物的可能。5.2高程计算该污水处理工程的出水直接排入九龙湾湿地公园观赏区，其最高水位为384.5m，常水位为383.5枯水位为375.0m。5.2.1构筑物水头损失表构筑物水头损失如表10所示。表10构筑物水头损失表构筑物名称水头损失（m）构筑物名称水头损失（m）格栅0.12调节池0.2沉淀池0.3垂直人潜流人工湿地0.3沉砂池0.2接触氧化池0.3集水池0.25.2.2管渠水头损失构筑物连接管的水头损失，包括沿程与局部水头损失，可按下列公式计算确定：h=h1+h2=∑iL+h×5%1h—局部水头损失，取h×5%；21其中h1——沿程水头损失，mh2——局部水头损失，mi——单位管长的水头损失（水力坡度），根据流量，管径和流速等查阅《给排水设计手册》得。L——连接管长度，m连接管中流速一般取0.7～1.5m/s，进入沉淀池时流速可以低些，进入曝气池反应池时，流速可以高些。流速太低时，会使管径过大，相应管件及附属构筑物。垂直人潜流人工湿地出水口至公园观赏区水头损失h=沿程水头损失h1+局部水头损失h2h=iL=0.0015×250=0.375m1h=h×5%=0.01875m21h=h1+h2=0.375+0.01875=0.394m其他构筑物管渠水头损失同理计算，计算结果如表11所示。30 第五章高程布置及计算表11污水管渠水力计算表管渠及构筑物名称流量管渠设计参数水头损失（m）L/sD(mm)I(‰)V(m/s)L(m)沿程局部合计湿地池至公园观赏区23.154001.500.732500.3800.01860.394沉淀池至湿地池23.154001.500.731100.1650.00830.173氧化池至沉淀池11.572004.300.71150.0650.0030.068沉砂池至氧化池23.152005.10.76100.0540.0010.055集水池至沉砂池23.152005.10.76100.0540.0010.055调节池至集水池23.151001.500.73120.0180.0010.019格栅至调节池23.152005.10.76100.0540.0010.0555.2.3污水高程布置由于公园观赏区最低水位较低，污水出水能够在洪水位时自动排出，因此在污水高程布置上主要考虑土方平衡，由于观赏区的最高水位为384.5m，取水的最终排出口水位为385.0m。设计中以此数据为基准，确定其他构筑物高程。计算过程及结果见下列表。污水处理高程计算如表12所示。表12构筑物及管渠水面标高计算表管渠及构筑物名构筑物头水面上游水面下游构筑物水地面标水面与地称损失/m标高(m)标高/m面标高/m高/m/面差/m湿地池至观赏区385.394385.0384.500.894湿地池0.3385.694385.394385.54384.501.194沉淀池至湿地池385.867385.694384.501.367沉淀池0.3386.167385.867384.501.667氧化池至沉淀池386.235386.167384.501.735氧化池0.2386.435386.235386.335384.501.935沉砂池至氧化池386.490386.435384.501.990沉砂池0.2386.851386.490386.671384.502.351集水池至沉砂池386.906386.851384.502.406集水池0.2387.106386.906387.50384.502.606调节池至集水池387.50387.106384.502.500调节池383.00384.50－1.500格栅至调节池383.055383.000384.50－1.445格栅0.12383.176383.055383.116384.50－1.32431 3广东石油化工学院本科毕业设计：2000m/d温泉旅游度假区污水处理工程的初步设计第六章管理及附属设备6.1技术管理为了使本工程运行管理达到所要求的处理效果、降低运行成本的目的，除了按上述的组织机构进行行政管理外，还必须加强技术管理。（1）会同市政环保部门监测污水系统水质，监督工厂企业工业废水排放水质。工业废水排放水质必须达到“污水排入城市下水道水质标准”(CJIS－86)的要求。（2）根据进水水质、水量变化，调整运行条件。做好日常水质化验、分析、保存记录完整的各项资料。（3）及时整理汇总、分析运行记录，建立运行技术档案。（4）建立处理构筑物和设备的维护保养工作和维护记录的存档。（5）建立信息系统，定期总结运行经验。6.2附属化验设备污水处理工程附属化验设备如表13所示。表13污水处理工程的常规主要化验设备表序号设备名称数量序号设备名称数量1高温炉12生物显微镜13电热恒温箱14离子交换纯水器15BOD培养箱16电冰箱17电热恒温水浴锅18电动离心机19分光光度计110真空泵111酸度计112灭菌器113溶解氧测定仪214磁力搅拌器115水分测定仪116COD仪117精密天平218空调器119物理天平120计算机132 第七章工程概预算第七章工程概预算7.1计算依据A中华人民共和国全国市政工程投资估算指标B城市基础设施工程投资概算指标（排水工程）7.2污水厂项目总投资7.2.1第一部分费用第一部分费用包括建筑工程费，设备、器材、工具等购置费，安装工程费。查阅表14表确定单元投资。表14单元投资费估值表投资/元/名称名称投资/[元/（m3•d-1）]（m3•d-1）]曝气池（鼓风曝气）137.52污泥浓缩池17.96曝气池（表曝分建）200.08消化池48.08吸附再生池63.15储气柜17.89塔滤509.91污泥干化7.62接触氧化池214.68污泥泵房61.12平流沉砂池12.20螺旋泵房33.36圆形沉砂池4.00脱水间6.16曝气沉砂池8.88消化池控制室10.40平流式初沉池96.24锅炉房24.10辐流式初沉池57.36综合楼及控制室20.24竖流式初沉池46.40鼓风机房43.68斜板初沉池46.88投药间11.40辐流式二沉池105.92机修间16.64斜管二沉池116.00药剂库5.92斜板二沉池96.56总平面：平原7200—8000/（元/100m2）接触池（消毒）26.88浅丘8550—9450/（元/100m2）调节池89.68山地10000—11000/（元/100m2）人工湿地20.56改造3000—5000/（元/100m233 3广东石油化工学院本科毕业设计：2000m/d温泉旅游度假区污水处理工程的初步设计第一部分费用计算结果见表15。表15第一部分费用计算序号名称单元投单元投资单位基数基数单总投资(万元)资位1提升泵50.10元/（m3•d-1）2000m3•d-110.022平流式沉砂池12.20元/（m3•d-1）2000m3•d-12.443接触氧化池214.68元/（m3•d-1）2000m3•d-142.944污泥浓缩池17.96元/（m3•d-1）2000m3•d-12.595配电间24.10元/（m3•d-1）2000m3•d-14.826鼓风机房43.68元/（m3•d-1）2000m3•d-18.747综合楼和集中控制室20.24元/（m3•d-1）2000m3•d-14.058机修车间16.64元/（m3•d-1）2000m3•d-13.339化验室20.24元/（m3•d-1）2000m3•d-14.0510污泥脱水机房6.16元/（m3•d-1）2000m3•d-11.2311锅炉房24.10元/（m3•d-1）2000m3•d-14.8212人工湿床20.56元/（m3•d-1）2000m3•d-14.1213总平面：平原3000.00元/100m21500100m345014合计（万元）543.157.2.2第二部分费用第二部分费用包括建设单位管理费、工程监理费、供电费、设计费、招投标管理费等。根据有关资料统计，按第一部分费用的50%计。543.15×50%=271.58万元7.2.3第三部分费用第三部分费用包括工程预备费、价格因素预备费、建设期贷款利息、铺底流动资金。第三部分费用可按工程各项目实际情况计算，设计阶段也可按第一部分费用的一定百分比计算，工程预备费用按10%计，价格因素预备费按5%计，贷款期利息、铺底流动资金按20%计。543.15×（10%+5%+20%）=190.10万元7.2.4项目总投资工程项目总投资=第一部分费用+第二部分费用+第三部分费用=543.15+271.58+190.10=1004.83万元7.3污水工程处理成本估算污水处理工程成本通常包括工资福利、电费、药剂费、折旧费、检修维修费、行政管理费以及污泥综合利用收入等项费用。34 第七章工程概预算7.3.1动力费（电费）主要电器消耗电力设备见表16.表16主要电器消耗电力设备一览表设备名称单机功率（kw）数量（个）工作时间（h）总功率（kw/h）潜水提升泵泵7.51用1备24180鼓风机121用1备24288螺旋输送机1.12436其他250电机总功率754W=365×N×E/k=365×754×0.6/1.92=8.6万元/年1式中，N—水泵、鼓风机等设备的电动功率之和（不包括备用设备的功率），kWE—电费单价，元/kW•hk—污水量总变化系数。7.3.2工资福利费W=A×M=25000×8=20万元/年2式中，A—职工每人每年工资及福利费，元/年M—职工定员，8人Q——污水设计流量，m3/dI——定员指标I，人/（104•m3污水/d)；7.3.3折旧费W=0.84S×p=0.84×1004.83×4.5%=37.9万元/年31式中，S—工程总投资额；p—折旧提成率，按现行规定，排水项目取4.5%。17.3.4摊销费W=0.84S×p=0.84×1004.83×0.3%=2.5万元/年42式中，p—摊销费提成率，一般可按0.2%—0.4%计，取0.3%。27.3.5大修理基金提成率W=0.84S×p=0.84×1004.83×1.7%=14.34万元/年53式中，p—大修理基金提成率，按现行规定，排水项目取1.7%。37.3.6检修维护费35 3广东石油化工学院本科毕业设计：2000m/d温泉旅游度假区污水处理工程的初步设计W=0.84S×1%=0.84×1004.83×1%=8.44万元/年67.3.7其他费用指不包括在上列费用中的间接费用，如办公费、差旅费、邮电费等。常按照以上费用之和的一定百分比计，通常取10%，即：W=（W+W+W+…+W）×10%71236=（8.6+20+37.9+2.5+14.34+8.4）×10%=9.17万元/年7.3.8工程项目年总成本综合以上各项费用，得该工程项目年总成本为：W=W+W+W+…+W=100.914万元/年12377.3.9项目年经营成本年经营成本等于年总成本减去折旧费、摊销费，即P=W-W-W=100.914-37.9-2.5=60.514万元/年347.4污水厂综合成本（1）年平均处理水量QnpQ=365Q=365×2000=73万吨np（2）单位处理成本T3T=W/Q=60.514/73=0.829元/m污水np36 致谢致谢毕业设计能够顺利完成，在这里我要衷心的感谢指导教师陈梅芹老师对我的帮助。由于我设计的是污水处理工程的设计，以前接触少，所以在设计过程中遇到了很多不懂的地方，但陈老师都会耐心、细致、认真的给我指导，并且认真的对我的设计进行批改，指出设计中的问题和不足，并提出很多有利于设计的宝贵意见，使我的设计得以顺利进行和完善。在此再次向我尊敬的指导老师陈老师表示深深的谢意！本次设计还涉及到环境工程CAD技术、环保设备设计与应用、环境影响评价、文献检索等专业知识的内容，在这里我要感谢这些课程的授课教师以及其他给我们上专业课的老师们，感谢他们为教导我们作出的努力和辛劳。另外，我还要感谢与我一起做毕业设计的几位同学，在这三个多月来，他们在设计中也给予我很大的帮助，在此也向他们表示由衷的感谢。最后，对本设计过程中存在一些不足的地方，请各位老师和同学谅解并予以指导帮助谢谢！37 参考文献参考文献[1]迟延智,等.人工湿地处理污水的实践[J].中国给水排水,2003,4(19):82-83.[2]王福田,顾宝群.人工湿地技术在污水处理中的应用[J].南水北调与水利科技,2008,6(4):68-70.[3]路学军,潘继征,人工湿地方法处理温泉旅游度假区洗浴废水的探讨[J],内蒙古环境科学,第21卷,第1期,2009年2月:52-55.[4]靖元孝,陈兆平,等.人工湿地及其去污机理研究进展[J].生态科学,2002,3:4546.[5]春雷,常杰,葛滢,朱荫湄.复合垂直流人工湿地对低浓度养殖废水循环净化功能研究[J].科技通报,2004,20(1):15-17.[6]AnaKleibePessoa,PerformanceoftheConstructedWetlandSystemfortheTreatmentofWaterfromtheCorumbataíRiver.BrazilianArchivesOfBiologyAndTechnology.2008,Vol.51,n.6:pp.1279-1286.[7]李兵张绍修等.人工湿地在污水处理中的应用[J].西南给排水,2008,23(2):7-9.[8]ThaddeusK.Graczyk,.PropagationofHumanEnteropathogensinConstructedHorizontalWetlandsUsedforTertiaryWastewaterTreatment.AppliedAndEnvironmentalMicrobiology.2009(6):4531–4538.[9]王爱萍,周琪.人工湿地处理污水的研究[J].四川环境,2005,24(2):75-77[10]黄炳彬.黑土洼湿地系统示范工程[N].中国水利报,2007-8-16(10).[11]白晓慧,王宝贞,等.人工湿地污水处理技术及其应用发展[J].哈尔滨工业大学学报,1999，32(6):89-90.[12]姜长江.人工湿地处理废水综述研究[J].民营科技,2009（4）[13]夏汉平.人工湿地处理污水的机理与效率〔J〕.生态学杂志.[14]连云港市温泉旅游度假区总体规划[15](给水排水设计手册第5册中国建筑工业出版社2000-10-01[16]给水排水设计手册第1册中国建筑工业出版社2000-10-01[17]给水排水设计手册第9册中国建筑工业出版社2000-10-01[18]给水排水设计手册第11册中国建筑工业出版社2000-10-01[19]魏先勋主编环境工程设计手册修订版湖南湖南科学技术出版社200238'