某小区生活污水处理工程设计方案 42页

'学号2008313030110编号2012130810研究类型应用研究分类号X703湖北师范学院文理学院毕业设计设计题目某小区生活污水处理工程设计作者姓名吴浩琨指导教师胡巧开所在院系化学与环境工程系专业名称环境工程完成时间2012年5月20日 湖北师范学院文理学院本科毕业设计诚信承诺书中文题目：某小区生活污水处理工程设计外文题目：TreatmentEngineeringDesignofaDomesticSewageTreatment学生姓名吴浩琨学号2008313030110院系专业化学与环境工程院环境工程班级0804学生承诺我承诺在毕业论文（设计）活动中遵守学校有关规定，恪守学术规范，本人毕业论文（设计）内容除特别注明和引用外，均为本人观点，不存在剽窃、抄袭他人学术成果，伪造、篡改实验数据的情况。如有违规行为，我愿承担一切责任，接受学校的处理。学生（签名）：年月日指导教师承诺我承诺在指导学生毕业论文（设计）活动中遵守学校有关规定，恪守学术规范，经过本人核查，该生毕业论文（设计）内容除特别注明和引用外，均为该生本人观点，不存在剽窃、抄袭他人学术成果，伪造、篡改实验数据的现象。指导教师（签名）：年月日 某小区生活污水处理工程设计吴浩琨（指导教师：胡巧开）（湖北师范学院文理学院化学与环境工程系湖北黄石435002）摘要：小区生活污水量不大,对于其污水的处理主要是降低污水中的COD和BOD5以及少量的SS和氨氮。本设计采用CAST工艺,CAST工艺是循环式活性污泥法的简称，它是在SBR工艺的基础上，增加了选择器及污泥回流设施，并对时序做了一些调整，从而大大提高了SBR工艺的可靠性及效率。CAST工艺主体构筑物由SBR反应池组成，反应池内主要分为选择区和反应区。在CAST系统中，至少应设两个池子，以使系统能实现连续进水。它是利用不同微生物在不同负荷条件下生长速率差异和污水生物除磷脱氮机理，将生物选择器与传统SBR反应器相结合的产物。本设计COD和BOD5去除率分别达到85%和85%以上，COD浓度低于90mg/L，BOD5浓度低于20mg/L，出水水质稳定，且能达到国家污水综合排放标准（GB8978-1996）的一级标准。关键词：生活污水CAST工艺生物除磷脱氮中图分类号：X703 TreatmentEngineeringDesignofaDomesticSewageTreatmentWUHaokun（Tutor:HUQiaokai）(DepartmentofChemistryandEnvironmentalEngineering,HubeiNormalUniversityofInstituteofArtsandSciences,Huangshi435002,China)Abstract：Itisusuallynothugeforcommunitydomesticwastewatertreatment,traditionalSBRprocessandCASTprocessisthepreferredtechnologyofthesmallsewagetreatmentplant.ThisdesignusingCASTtechnology.CASTisshortforcyclicactivatedsludgetechnology,itisonthebasisofSBRprocess,increasingselectorsandsludgerecirculationfacility,thatsolvedtheproblemoftheadjustmentstrategy.IntheCASTsystem,thereshouldbeatleastsettwopool,sothesystemcanachievecontinuouswaterintake.Itistheuseofdifferentmicrobialdifferencesingrowthratesunderdifferentloadconditionsandmechanismofphosphorusandnitrogenremovalfromwastewaterbybiological,bio-selectorandtraditionalproductofthecombinationofSBRreactors.ThisdesignCODandBOD5removalratestomorethan85and85respectively,concentrationofCODconcentrationislowerthan90mg/L,BOD5lessthan20mg/L,waterqualitystabilityandachievethelevelofnationalintegratedwastewaterdischargestandardsGB8978-1996standards. Keywords：DomesticwastewatertreatmentCASTprocessphosphorusandnitrogenremovalfromwastewaterbybiological. 目录1.概述11.1工程基本情况简介11.2设计资料11.3设计依据21.4设计范围21.5设计原则22.处理工艺设计32.1生活污水处理工艺比较[3]32.2拟建项目工艺流程确定[4]82.3各单元预期处理效果[7]123.主要构筑物的设计与计算[8]133.1格栅(半地下钢砼)133.2沉砂池(半地下钢砼)153.3调节池(半地下钢砼)183.4反应池(半地下钢砼)193.5沉淀池(半地下钢砼)213.6过滤器233.7清水池(半地下钢砼)233.8消毒池(半地下钢砼)243.9污泥池(半地下钢砼)243.10污泥脱水间(半地下钢砼)253.11污泥的最终处置264辅助设备设施设计275平面布置与高程布置275.1平面布置275.2高程布置276人员编制[12]286.1人员编制287.投资估算297.1土建部分投资297.2设备部分投资估算308.经济和环境效益分析318.1.经济效益分析318.2.环境效益分析329.结论与建议339.1结论33 9.2建议3310.致谢34参考文献35附录图36湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计1 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计某小区生活污水处理设计吴浩琨（指导老师：胡巧开）（湖北师范学院文理学院化学与环境工程系湖北黄石435002）1.概述1.1工程基本情况简介随着生活水平的提高,小区越建越多,居住的居民增多,用水量增多，生活污水量增加，参照于黄石某小区住户平均污水排放量为1100m3∕d（年污水量过40万吨）。目前，自来水的价格加上其他相关收费合计每立方水2元多，小区每年仅此一项需付出80多万元。若将上述生活污水处理后可作为小区绿化灌溉及非生活用水等，不仅可以节省自来水费，又可以水环境资源。因此，对小区生活污水进行处理并综合利用，是一项意义十分重大工程项目。1.2设计资料1.2.1设计水量参照于黄石某小区住户1200户,约5000人,按人均每天生活用水量250L计算,5000人×250L(人·d)×80%=1000m3/d5000人×250L(人·d)×90%=1125m3/d那么本项目设计处理水量取1100m3/d1.2.2设计水质设计进水水质、出水标准如表1：表1污水进水水质、出水标准情况CODBOD5pHNH3-NSS进水5212586.0～8.051.1282出水100206.0～9.01270设计水量：1100m³/d单位：mg/L36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计1.3设计依据（1）《中华人民共和国水污染防治法》（2）《污水综合排放标准》（GB8978–1996）（3）《给排水设计规范》（4）《建筑给排水设计规范》（GBJ15-88）（5）《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）（6）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）（7）《给水排水制图标准》（GBT50106-2001）1.4设计范围本工程设计范围包括小区生活污水处理区内的污水处理工艺、土建工程、管道工程、设备购置等。设计包括[1]：（1）对工艺构筑物选型作说明；（2）污水处理方案原理及确定；（3）主要处理设施（格栅沉砂池调节池CAST反应消毒过滤污泥浓缩池絮凝斜板沉淀）的工艺说明；（4）主要设备（格栅沉砂池调节池CAST反应池消毒过滤池污泥浓缩池斜板沉淀池）的选择计算；（5）总工艺流程图、总平面图、单体设备结构图和高程布置图；（6）工程投资概算，人员编制及成本分析，运行管理；（7）工程经济和环境效益分析。1.5设计原则工艺方案的选择对于生活污水处理设施的建设、确保处理设施的处理效果和降低运行费用发挥着最为重要的作用，因此需要结合设计规模、污水水质特性以及当地的实际条件和要求，选择技术可行、经济合理的处理工艺技术，经全面技术经济分析后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。在废水处理设施的总体工艺方案确定中，遵循以下原则[2]：（1）所选工艺必须技术先进、成熟，对水质变化适应能力强，运行稳定，能保证出水水质达到工厂使用标准及国家废水排放标准的要求。36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计（2）所选工艺应减少基建投资和运行费用，节省占地面积和降低能耗。（3）所选工艺应易于操作、运行灵活且便于管理。根据进水水质、水量，应能对工艺运行参数和操作进行适当调整。（4）所选工艺应易于实现自动控制，提高操作管理水平。（5）所选工艺应最大程度减少对周围环境的不良影响（气味、噪声、气雾等）。2.处理工艺设计2.1生活污水处理工艺比较[3]2.1.1SBR法SBR工艺中的核心处理设备是一个序批式间歇反应器（SBR反应器），整个运行周期由进水，反应，沉淀，出水和闲置5个基本工序组成，5个工序都在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行。在处理过程中，周而复始地循环这种操作周期，以实现污水处理目的。其一般的工艺流程，如图1：原污水初次沉淀池间歇曝气池处理水图1.SBR工艺流程图该工艺存在的问题及局限如下：反应器容积利用率低由于其反应器水位不稳定，反应器有效容积需要按照最高水位来设计，大多数时间，反应器内水位均达不到此值，所以反应器容积利用率较低；水头损失大由于SBR池内水位不恒定，如果通过重力流入后续构筑物，则造成后续构筑物与SBR池的位差较大，特殊情况下还需要要用泵进行二次处理；不连续的出水要求后续构筑物容积较大，有足够的接受能力。而且不连续出水，使得SBR工艺串联其他连续处理工艺时较为困难；设备利用率低36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计当几个SBR反应器并联运行时，每个反应器在不同的时间内分别充当进水调节池，曝气池或是沉淀池，但每个反应器内均需要设有一套曝气系统，各池交替进行的，因此，设备的利用率低。2.1.2A/O法反应池分为厌氧区和好氧区，A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，提高污水的可生化性，提高氧的效率，实现污水无害化处理。有机物被氧化分解两个反应区进一步划分为体积相同的格产生推流流态，厌氧区分格有利于改善污泥的沉淀性能，而好氧区分格有利于实现脱氮除磷，该工艺适合于处理水产品加工污水含氮量高的污水。其简单的工艺流程大致如图2：进水好氧池缺氧池沉淀池出水回流污泥剩余污泥图2.A/O工艺流程图该工艺存在的问题如下：由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低；若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大运行费用。此外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90％；③影响因素：水力停留时间，污泥泥龄。2.1.3生物接触氧化法36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计生物接触氧化法的处理构筑物是浸没曝气式生物滤池，也称生物接触氧化池。生物接触氧化池内会设有填料，填料被浸没在废水中，填料上长满生物膜，废水与生物膜接触过程中，水中的有机物被微生物吸附，氧化分解并生成新的生物膜。从填料上脱落的生物膜随出水流到二次沉淀池后被除去，废水便会得到净化。进水初次沉淀池生物接触氧化池二次沉淀池出水排泥图3.生物接触氧化法的基本流程该工艺存在的问题如下：如运行不当，填料可能堵塞；布水布气不宜均匀；③脱氮除磷能力较差。2.1.4AB工艺AB工艺是吸附-生物降解工艺的简称，是在常规活性污泥法和两段活性污泥法基础上发展起来的一种新型的污水处理技术。　　AB法工艺的主要特征:　　a.A段在很高的负荷下运行，其负荷率通常为普通活性污泥法的50~100倍，污水停留时间只有30~40min，污泥龄仅为0.3~0.5d。污泥负荷较高，真核生物无法生存，只有某些世代短的原核细菌才能适应生存并得以生长繁殖，A段对水质、水量、PH值和有毒物质的冲击负荷有极好的缓冲作用。A段产生的污泥量较大，约占整个处理系统污泥产量的80%左右，且剩余污泥中的有机物含量高。b.B段可在低的负荷下运行，负荷范围一般为<0.15kgBOD/(kgMLSS.d)，水力停留时间为2~5h，污泥龄较长，且一般为15~20d。在B段曝气池中生长的微生物除菌胶团微生物外，有相当数量的高级真核微生物，这些微生物世代期比较长，并适宜在有机物含量比较低的情况下生存和繁殖。36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计c.A段与B段各自拥有独立的污泥回流系统，相互隔离，保证了各自独立的生物反应过程和不同的微生物生态反应系统，人为地设定了A和B的明确分工。优点：具有优良的污染物去除效果，较强的抗冲击负荷能力，良好的脱氮除磷效果和投资及运转费用较低等。对有机底物去除效率高。　　系统运行稳定。主要表现在：出水水质波动小，有极强的耐冲击负荷能力，有良好的污泥沉降性能。有较好的脱氮除磷效果。　节能。运行费用低，耗电量低，可回收沼气能源。经试验证明，AB法工艺较传统的一段法工艺节省运行费用20%~25%。缺点：A段在运行中如果控制不好，很容易产生臭气，影响附近的环境卫生，这主要是由于A段在超高有机负荷下工作，使A段曝气池运行于厌氧工况下，导致产生硫化氢、大粪素等恶臭气体。　　当对除磷脱氮要求很高时，A段不宜按AB法的原来去处有机物的分配比去除BOD55%~60%，因为这样B段曝气池的进水含碳有机物含量的碳/氮比偏低，不能有效的脱氮。　污泥产率高，A段产生的污泥量较大，约占整个处理系统污泥产量的80%左右，且剩余污泥中的有机物含量高，这给污泥的最终稳定化处置带来了较大压力。2.1.5A2/O工艺污水首先进入厌氧池，兼性厌氧菌将污水中的易降解有机物转化成VFAs。回流污泥带入的聚磷菌将体内的聚磷分解，此为释磷，所释放的能量一部分可供好氧的聚磷菌在厌氧环境下维持生存，另一部分供聚磷菌主动吸收VFAs，并在体内储存PHB。进入缺氧区，反硝化细菌就利用混合液回流带入的硝酸盐及进水中的有机物进行反硝化脱氮，接着进入好氧区，聚磷菌除了吸收利用污水中残留的易降解BOD外，主要分解体内储存的PHB产生能量供自身生长繁殖，并主动吸收环境中的溶解磷，此为吸磷，以聚磷的形式在体内储存。污水经厌氧，缺氧区，有机物分别被聚磷菌36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计和反硝化细菌利用后浓度已很低，有利于自养的硝化菌的生长繁殖。最后，混合液进入沉淀池，进行泥水分离，上清液作为处理水排放，沉淀污泥的一部分回流厌氧池，另一部分作为剩余污泥排放。优点:A2/O工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺。而且在厌氧-缺氧-好养交替运行条件下，不易发生污泥膨胀。运行中切勿投药，厌氧池和缺氧池只有轻缓搅拌，运行费用低。处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%~95%，总氮为70%以上，磷为90%左右。缺点：基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高。2.1.6曝气生物滤池（BAF）法曝气生物滤池是90年代初兴起的污水处理新工艺，已在欧美和日本等发达国家广为流行。该工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX（有害物质）的作用其特点是集生物氧化和截留悬浮固体与一体，节省了后续沉淀池(二沉池)，其容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好：运行能耗低，运行费用省　　曝气生物滤池，相当于在曝气池中添加供微生物栖附的填(滤)料，在填料下鼓气，是具有活性污泥特点的生物膜法。曝气生物滤池(BAF)70年代末起源于欧洲大陆，已发展为法、英等国设备制造公司的技术和设备产品。优点：　　a.总体投资省，包括机械设备、自控电气系统、土建和征地费；b.占地面积小，为常规处理工艺占地面积的80%，厂区布置紧凑、美观。c.处理出水质量好，可达到中水水质标准或生活杂用水水质标准；　　d.工艺流程短，氧的传输效率高，供氧动力消耗低，处理单位污水的电耗低；e.过滤速度高，处理负荷大大高于常规处理工艺；缺点：曝气生物滤池运行维护较复杂，尤其是填料的反洗与更换，从而导致运行费用也较高。2.1.7MBR工艺36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计膜-生物反应器工艺（MBR工艺）是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住，省掉二沉池。活性污泥浓度因此大大提高，水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。因此，膜-生物反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能。与传统的生物处理方法相比，具有生化效率高、抗负荷冲击能力强、出水水质稳定、占地面积小、排泥周期长、易实现自动控制等优点，是目前最有前途的废水处理新技术之一。　　中空纤维膜组件置于MBR中，污水浸没膜组件，通过自吸泵的抽吸，利用膜丝内腔的抽吸负压来运行。膜组件材质为聚乙烯。膜组件公称孔径为0.4μm，是悬浮固体、胶体等的有效屏障；中空纤维膜丝较细，有较好的柔韧性，能保持较长的寿命，即使有膜丝破损的现象发生，由于膜丝内径仅为270μm，可被污泥迅速阻住，对处理水质完全没有影响。　　鼓风机曝气，在提供微生物生长所必须的溶解氧之外，还使上升的气泡及其产生的紊动水流清洗膜丝表面，阻止污泥聚集，保持膜通量稳定，设计气水比为20∶1。MBR中产生的剩余污泥由气提泵定量提升至污泥浓缩池，污泥在其中浓缩，并使污泥减容，上清液回流至调节池，MBR出水由自吸泵抽送至回用水池　　前处理——反硝化池——MBR池——出水　|　　污泥处置优点：　　a.出水水质好　　b.工艺参数易于控制，能实现HRT与SRT的完全分离　　c.设备紧凑，省掉二沉池，占地少　　d.剩余污泥产量少　　e.有利于增殖缓慢的硝化细菌的截留、生长和繁殖　　f.克服了常规活性污泥法中容易发生污泥膨胀的弊端　　g.系统可采用PLC控制，易于实现全程自动化缺点：MBR工艺造价相对较高，为普通污水处理工艺的1.5-2.0倍。国产膜片质量较差、使用时间较短，进口膜片价格过高，运行维护及更换费用较高。2.2拟建项目工艺流程确定[4]36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计2.2.1工艺流程的设计通过查阅大量的参考书籍以及期刊资料的对比，A/O工艺和生物接触氧化法效果均不佳，A/O法脱氮率不高，但回流比为90%时，脱氮率很高，可达90%，但是此时会消耗更多的动力费用。生物接触氧化法的氨氮去除率太低，并且当生物膜的增长量大于排出量时，生物膜就会发生堵塞，而当生物量降低时，处理效率也降低了，出水水质也会变差，不好控制。SBR法和氧化沟工艺都非常不错，氧化沟除了除磷去除率不及SBR，其他水质指标均好于SBR，并且氧化沟工艺相比于SBR工艺较经济，不同规模的SBR，其单位电耗基本相当，但氧化沟随着规模的增大，单位电耗有所下降，且在直接成本上，SBR均大于同等规模类型的氧化沟。所以本设计决定采用氧化沟的组合能够对BOD,COD,氨氮达到很好的处理效果。将各种处理工艺进行对比后，拟采用如下工艺路线，如图4所示：生活污水格栅沉砂池残渣外运调节池氧化沟二沉池出水污泥浓缩池污泥回流污泥脱水运走消毒过滤回用图4生活污水处理工艺流程（1）占地面积与总池容氧化沟与SBR工艺占地面积较大，AB工艺、A-O、A2/O法、BAF工艺占地面积较小，MBR占地面积最小（为普通工艺占地面积的60%）。（2）投资费用　　相比较而言，氧化沟、SBR投资费用最低，A-O、AB工艺较低，MBR、A2/O法36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计和曝气生物滤池造价相对较高，BAF较普通工艺高出25%左右，MBR根据膜的不同，价格相差较大（采用国产膜，总投资较普通工艺高出40%左右，进口膜则要高80%）。（3）运行成本及管理　　SBR自动化程度要求较高；氧化沟自动化程度较低；AB工艺运行能耗低；BAF反洗等很难实现自动化操作，需人工操作，则人工费较高；若不考虑折旧费，单从人工费、电费、药剂费来考虑每日运行费用，MBR最低，为0.35元/d左右，BAF、A-O在0.50元/d左右；若考虑折旧费，考虑到MBR和BAF维护及更换费用较高，则其运行费用比A-O要高；A2/O法运行管理费用最高。（4）出水水质　　MBR、BAF、A-O工艺、A2/O工艺、AB工艺出水水质较好，可满足回用标准，耐冲击负荷较高，运行稳定。通过查阅参考书籍以及实际情况的考虑，选择CAST处理工艺。CAST工艺是循环式活性污泥法（CyclicActivatedSludgeTechnology）的简称，它是在SBR工艺的基础上，增加了选择器及污泥回流设施，并对时序做了一些调整，从而大大提高了SBR工艺的可靠性及效率。CAST工艺主体构筑物由SBR反应池组成，反应池内主要分为选择区和反应区。在CAST系统中，至少应设两个池子，以使系统能实现连续进水。一般地，在第一个池子中进水和曝气，在另一个池子中沉淀和滗水，反之亦然。在多池系统中，通过合理的选择循环过程，可以使出水连续。这种工艺综合了推流式活性污泥法的初始反应条件（具有基质浓度梯度和较高的絮体负荷）和完全活性污泥法的优点（较强的耐冲击负荷能力），无论对城市污水还是工业废水都是一种有效的方法，有效地防止污泥膨胀。另外如果选择器的厌氧的方式运行，则具有生物除磷作用。拟采用如下工艺路线，如图5所示：36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计上清液回流残渣外运CAST反应池格栅间栅间池沉砂池池调节池生活污水污泥外运污泥回流污泥浓缩池污泥脱水间池斜板沉淀池过滤器池消毒池栅间池给水泵图5生活污水处理工艺流程2.2.2工艺流程设计说明[5~6]（1）格栅：由于生活污水时排放的污水中有较粗大的漂浮物和悬浮物，在处理系统中可以设置格栅。在实际生活中，污水的水质和水量波动较大，在送入主体处理构筑物之前需要先进行水质水量的均和，为后续主体处理构筑物的正常运行创造良好的条件。（2）沉砂池:沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度大于2.65t/立方米的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。其工作原理是以重力分离为基础，故应控制沉砂池的进水流速，使得比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走。（3）调节池：污水在进入主要污水处理系统前，都要设置一个有一定容积的污水集水池，将污水储存起来并使其均质均量，以保证污水处理设备和设施的正常运行。（4）CAST反应池:CAST工艺主体构筑物由SBR反应池组成，反应池内主要分为选择区和反应区。在CAST系统中，至少应设两个池子，以使系统能实现连续进水。一般地，在第一个池子中进水和曝气，在另一个池子中沉淀和滗水，反之亦然。在多池系统中，通过合理的选择循环过程，可以使出水连续。（5）污泥浓缩池:36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体积的有效方法。污泥浓缩主要减缩污泥的间隙水。经浓缩后的污泥近似糊状，仍保持流动性，上清液回流至调节池。（6）斜板沉淀池:根据“浅池理论”，沉淀池容积一定时，降低池深，则可增大表面积，进而可降低表面负荷，提高沉淀池的沉降效率。而且由于平板的间距（或管道的管径）较小，各层又相互隔开，互不干扰，能够很好地满足水流紊动性和稳定性的要求，也为水中固体颗粒的沉降提供了十分有利的条件。（7）过滤器:机械过滤器也称为压力式过滤器．是纯水制备前期预处理、水净化系统的重要组成部分．材质有钢制衬胶或不锈钢，根据过滤介质的不同分为天然石英砂过滤器、多介质过滤器、活性碳过滤器、锰砂过滤器等，根据进水方式可分为单流式过滤器、双流式过滤器，根据实际情况可联合使用也可以单独使用。2.3各单元预期处理效果[7]表2各主要构筑物预期去除效果项目CODBOD5SSPhNH3-N进水5212582826.0～8.051.1格栅去除率%2240----出水511253170--50.1沉砂池去除率%3330--3出水496245119--48.5调节池去除率%335--3出水481237.7113--47反应池去除率%80905--75出水96.223.8107.48.0～9.011.8沉淀池去除率%82030--8出水88.51975.27.0～8.010.8过滤池去除率%5530--5出水81.418.152.67.0～8.010.3预计效果<90<19<607.5～8.0<11排放标准10020706.0～9.012除pH值外其它单位为：mg/L36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计3.主要构筑物的设计与计算[8]3.1格栅(半地下钢砼)3.1.1设计说明由于生活污水时排放的污水中有较粗大的漂浮物和悬浮物，在处理系统中可以设置格栅。在实际生活中，污水的水质和水量波动较大，在送入主体处理构筑物之前需要先进行水质水量的均和，为后续主体处理构筑物的正常运行创造良好的条件。3.1.2格栅的设计与计算3.1.2.1设计参数原水水量Q=1100m3/d=45.8m3/h=0.0127m3/s；取流量总变化系数为Kz=1.45；设计流量Qmax=Kz·Q=1.45×0.0127=0.0185m3/s。3.1.2.2格栅计算（1）栅条的间隙数n=Qmax(sinα)1/2/(bhv)Qmax—最大设计流量0.0185m3/s；α—格栅安装倾角，取60º；h—栅前水深，m，取0.3m；(sinα)1/2—经验修正系数；v—污水流经格栅的速度，一般0.5～1.0m/s，此处取0.5m/s；b—栅条间隙宽度，取0.004m。n=Qmaxsin(a)1/2/bhv=0.0185×(sin60º)0.5/(0.004×0.3×0.5)=28.68≈29个（2）栅槽宽度BB=S·(n-1)+b·n36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计S—栅条宽度,取0.03m。B=S·（n-1）＋b·n=0.03×(29－1)＋0.004×29=0.956m（3）进水渠道渐宽部分的长度设进水宽度B1=0.40m，其渐宽部分展开角度α1=20º，进水渠道内的流速为0.45m/s。L1=(B-B1)/2tanα1=(0.956-0.40)/(2×0.364)=0.76m（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2=0.15L1=0.1146m（5）通过格栅的水头损失设栅条断面为锐边矩形断面,查表[9]格栅阻力系数ξ计算公式可知：ξ=β（s/b)4/3,β=2.42,则：ξ=2.42×(0.03/0.004)4/3=10.96,h2=k·h0；h0=ξ·v2/2g·sinαh0—计算水头损失，m；ξ—阻力系数，其值与栅条的断面几何形状有关；g—重力加速度，取9.81m/s2；k—系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，一般采用k=3。通过格栅的水头损失为0.08～0.15m，为避免格栅前涌水，故将格栅后槽底下降h2作为补充补偿。h0=（10.96×0.502)/[(2×9.81)×sin60º]=0.16mh2=3×0.16=0.48m（6）栅后槽总高度H=h+h1+h2h—栅前水深3m；h1—栅前渠道超高，一般取0.2m；h2—栅前水头损失，m。H=h+h1+h2=3+0.2+0.48=3.68m（7）栅槽的总长度L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tanαH1—格栅前槽高，m，H1=h+h2=0.3+0.48=0.78mL=0.76+0.1146+0.5+1.0+0.78/tan60°=2.82m（8）每日栅渣量W=QmaxW1×86400/(Kz×1000)；36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计W1—单位体积污水栅渣量，m3/(103m3污水)，一般取0.1～0.01，细格栅取大值，即0.1m3/(103m3污水)K—污水流量总变化系数。W=0.0185×0.1×24×3600/(1.45×1000)=0.11m3/d<0.2m3/d则采用人工清渣。栅槽尺寸为：2.82m×0.956m×3.68m格栅间实际尺寸为：6.4m×2.0m×5.0m3.1.2.3设备的选择抽水设备：选择型号为WQ30-40-7.5的潜水排污泵,口径65mm，流量30m3/h，效率56%，扬程40m，功率7.5kW，污水提升泵三台,两用一备。3.2沉砂池(半地下钢砼)3.2.1设计说明为了减少城市污水处理系统中水泵与其它机械设备的磨损，保证沉淀池、曝气池等处理构筑物功能的正常发挥，沉砂池是城市污水处理厂必不可少的预处理构筑物。按污水在沉砂池中的流态，沉砂池分为4种：竖流式沉砂池，涡流式沉砂池，平流式沉砂池和曝气式沉砂池。竖流式沉砂池除砂效率差，运行管理不便，因而在国内外城市污水处理厂很少采用。涡流式沉砂池尽管有占地小，除砂效率高等优点，在发达国家得到较广泛的应用，然而，与这种池型配套的除砂设备均为国外专利，因此，涡流式沉砂池在国内的普及为时尚早。平流式沉砂池因构造简单，除砂效果好，加之除砂设备国产化率高，已成为我国城市污水处理厂沉砂池的主要池型。曝气沉砂池具有除砂效率高，尤其是有机物与砂分离效果好等优点大有取代平流式沉砂池之势，但在南方城市污水厂水质浓度较低的条件下，曝气沉砂池并不能充分发挥其优势。况且，曝气沉砂池的基本池型仍是平流式沉砂池,夏季易产生大量难闻气体影响周围环境。毫无疑义，平流式沉砂池在今后城市污水厂的建设中，仍将有一席之地。故采用平流式沉砂池。36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计3.2.2设计参数（1）一般按去除相对密度2.65，粒径大于0.2mm的沙粒确定。（2）沉砂池得座数或分格数不得少于两个，宜按并联系列设计。污水量较小时，一备一用;较大时，同时工作。（3）设计流量的确定一般按最大设计流量计算。（4）最大设计流量时，污水在池内的最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s。（5）最大设计流量时，污水在池内停留时间不少于30s，一般为30~60s。（6）设计有效水深应不大于1.2m，一般采用0.25~1.0m，每格池宽不宜小于0.6m，超高不宜小于0.3m。（7）沉砂量的确定生活污水得沉砂量一般按每人每天0.01~0.02L。（8）池底坡度一般为0.01~0.02，并可根据除砂设备要求，考虑池底得外形。设计流量：Q=0.30m3/s；设计流速：v=0.2m/s水力停留时间：t=30s3.2.3设计计算（1）沉砂池长度：L=vt=0.2×30=6.0m（2）水流断面积：A=Q/v=0.30/0.2=1.5m2（3）池总宽度：设计n=2格，每格宽取b=1.2m>0.6m，池总宽B=2b=2.4m（4）有效水深：h2=A/B=1.5/2.4=0.625m（介于0.25～1m之间）（5）贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计（每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗）其中X1：城市污水沉砂量3m3/105m3，K：污水流量总变化系数1.5（6）沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高hd=0.5m，则沉砂斗上口宽：沉砂斗容积：（略大于V1=0.26m3，符合要求）（7）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为则沉泥区高度为h3=hd+0.06L2=0.5+0.06×2.65=0.659m池总高度H：设超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.5+0.66=1.46m（8）进水渐宽部分长度:（9）出水渐窄部分长度:L3=L1=1.43m36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计（10）校核最小流量时的流速：最小流量即平均日流量Q平均日=Q/K=301/1.5=200.7L/s则vmin=Q平均日/A=0.2007/1.204=0.17>0.15m/s，符合要求即沉砂池的实际尺寸为：L·B·H=6.4m×2.5m×4.0m。3.3调节池(半地下钢砼)3.3.1设计说明各家住户的生活污水，其排出的污水水量和水质一般来说是不均衡的，这种变化对污水处理设施设备的正常操作及处理效果是很不利的，甚至是有害的。因此污水在进入主要污水处理系统前，都要设置一个有一定容积的污水集水池，将污水储存起来并使其均质均量，以保证污水处理设备和设施的正常运行。3.3.2计算3.3.2.1基本设计参数水力停留时间t取6h；该小区最大排水量Qmax取1200m3/d，即平均时流量为50m3/h；有效水深取H=3.0m。3.3.2.2计算调节池有效容积为：V有效=Qmax·t=50×6h=300m3H=5.0m，则池底面积最小为：A=V有效/H=300÷5=60m2因地形设计即调节池1的实际尺寸为：L·B·H=6.4m×7.5m×5m调节池2的实际尺寸为：L·B·H=6.0m×2.0m×5m。3.3.2.3设备选型调节池中的污水在进入反应池时，需选用污水泵来提升水位，两用一备。选用50QW-25-10-1.5污水泵，选择参数如下表所示：36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计表3污水泵泵流量m3/h扬程m转速r/min轴功率kW电机功率kW效率﹪排出口径mmQW-25-10-1.525102840—1.5652503.4反应池(半地下钢砼)3.4.1设计说明CAST工艺是循环式活性污泥法（CyclicActivatedSludgeTechnology）的简称，它是在SBR工艺的基础上，增加了选择器及污泥回流设施，并对时序做了一些调整，从而大大提高了SBR工艺的可靠性及效率。CAST工艺主体构筑物由SBR反应池组成，反应池内主要分为选择区和反应区。在CAST系统中，至少应设两个池子，以使系统能实现连续进水。一般地，在第一个池子中进水和曝气，在另一个池子中沉淀和滗水，反之亦然。在多池系统中，通过合理的选择循环过程，可以使出水连续。CAST工艺是近年来在传统SBR工艺上发起来的一种新型工艺，它是利用不同微生物在不同负荷条件下生长速率差异和污水生物除磷脱氮机理，将生物选择器与传统SBR反应器相结合的产物。这种工艺综合了推流式活性污泥法的初始反应条件（具有基质浓度梯度和较高的絮体负荷）和完全活性污泥法的优点（较强的耐冲击负荷能力），无论对城市污水还是工业废水都是一种有效的方法，有效地防止污泥膨胀。另外如果选择器的厌氧的方式运行，则具有生物除磷作用。有资料介绍：由于CAST工艺引入了厌氧选择器，使该系统具有很强的除磷脱氮能力。实际这种说法不完全正确。因为就脱氮而言，CAST系统与传统的SBR没有太多的不同，静止沉淀时的反硝化作用和同时硝化反硝化作用在脱氮过程中起主要的作用。而除磷方面，仅20-30%的回流比，则无法保证选择区内的污泥浓度，举例而言，若反应池内的污泥浓度为6g/L（一般没这么高），回流比为20%时，选择的污泥浓度仅为1g36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计/L。这样低的污泥浓度是很难保证良好的除磷效果的。况且回流是在进水同时进行，这时处在曝气阶段，回流的混合液含有大量的溶解氧和硝态氧，也不利除磷。第三，生物除磷是通过排除富集磷的污泥来实现的，而系统长泥龄低负荷的运行，产泥率很低，同样无法保证良好的除磷效果。实际上，很多实际工程设计中，CAST工艺往往都辅以化学除磷，以保证处理达标。所以，许多资料所介绍的CAST工艺良好的除磷脱氮能力有必要进行进一步的探讨和研究。综上所述，对于小型污水处理厂，传统SBR工艺和CAST工艺是小型污水处理厂的首选工艺。这两种工艺比较而言，CAST工艺有一定的生物除磷效果，而且在进水污染物浓度很低的情况下，CAST工艺可有效的防止污泥膨胀。而传统的SBR工艺则因没有内回流而使处理更为简化。3.4.2投加药品计算聚合氯化铝一定程度可以降低COD（提醒PAC一般在生化系统前加，不得已才在后面加，不能在生化池里面加，会影响污泥活性的），生活污水处理要是CODBOD降不下，可以试着加大曝气量，多测下SVI（好的污泥50-120），了解下污泥活性，污泥活性不好，很难处理，把污泥活性提高是最重要的。另外加聚丙烯酰胺用来脱泥会取得较好的水处理效果。根据本设计的含有浓度,同时依据《两种无机高分子混凝剂的最佳投药量试验及其结果分析》[10]中的结论，聚合氯化铝主要特点：该产品是一种无机高分子混凝剂。主要通过压缩双层，吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕等机理作用，使水中细微悬浮粒子和胶体离子脱稳，聚集、絮凝、混凝、沉淀，达到净化处理效果。使用方法：将该产品（固体）与常温水按1/3的重量比边搅拌边投加，至完全溶解后，再加水稀释到所需要浓度，原水浓度100~500mg/L时，投加量为3~6mg/L。具体投加时，应根据水质情况进行水试，选出最佳投加量而后投用。根据经验值，1吨污水投加量为0.01kg。聚丙烯酰胺主要特点：该产品的分子能与分散于溶液中的悬浮粒子架桥吸附，有着极强的絮凝作用。密度=1.3。36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计溶解方法：使用前先将固体颗粒溶解成1%~5%浓度的水溶液,以便迅速发挥效力.在加药时，应采取渐次性加药方式,慢慢的投入水中,便之均匀的在水中分散,溶解。溶解液的添加：通常是添加约0.5%~1%的水溶液,但在悬浊液的高浓度和高粘度的场合,建议将水溶液进一步,稀释成为0.1%，则将容易混合而发挥充分的效果。阳离子较阴离子分子量偏低因而粘度也较阴离子弱,故阳离子,非离子配比浓度标准要比阴离子略高。(视情况而定,同样可以依据水浓度适当调整浓度浊度高,浓度低。浊度低可以以适当增加浓度)。建议浓度为0.5%~1%，1吨污水投加量为0.05kg。实践表明，对某些浓度不高的污水，投加20-80mg/L的聚合氯化铝与0.3-0.5mg/L左右的阴离子聚丙烯酰胺，就可以去除COD70%左右，悬浮固体和总磷90%以上[13]。3.4.3反应基本设计参数：设计流量：45.8m3/h，停留时间：6.0h，有效水深取H=3m，池深取h=3.5m。V=Q·t=45.8m3/h×6.0h=274.8m3，故水池的长宽取a=6mb=5m，半地下钢砼结构，数量：2座，内分选择区和反应区，在一个池子中进水和曝气，在另一个池子中沉淀和滗水。即反应池的实际尺寸为：a×b×h×n=6m×5m×5m×23.5沉淀池(半地下钢砼)3.5.1设计说明斜管沉淀池是根据浅池理论，在沉淀池的沉淀区加斜管而构成。它具有沉淀效率高、停留时间短、占地少等优点。由斜管沉淀区、进水配水区、清水出水区、缓冲区和污泥区组成。3.5.1.1设计条件：用水量1100m3/d进水悬浮物浓度282mg/L出水悬浮物浓度70mg/L3.5.1.2设计参数：沉淀池个数n=1沉淀池表面负荷：q=0.90m3/（m2·h）3.5.2设计计算：3.5.2.1沉淀池表面积用水量Q=1100m/d=45.8m/h=0.0127m3/s36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计沉淀池数n=1表面负荷q0=0.9m/（m×h）A===54m3.5.2.2池内停留时间斜管区上部清水层高度h=1.0m斜管的自身垂直高度h=1.0mt===133.3min=2.22h3.5.2.3污泥部分所需容积污泥储存时间T=24h进水悬浮物浓度C1=282mg/L=0.28210-3t/m3出水悬浮物浓度C2=70mg/L=0.0710-3t/m3污泥密度γ=1t/m3污泥含水率=97.50%V=m33.5.2.4污泥斗容积在底部设方形的集泥斗，上面积边长为a1=4m,下面积边长取a2=2m,斜坡度为60°则污泥斗上口长：污泥斗容积：36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计可以满足储存污泥要求3.5.2.5沉淀池的总高度沉淀池超高h1=0.77m沉淀池底部缓冲层h4=0.5mH=h1+h2+h3+h4+h5=0.77+1.0+1.0+0.5+1.73=5m3.5.2.6进水流入槽、布水孔设计采用条形平底槽,等距设布水孔：孔尺寸200mm×200mm流入槽：设流入槽宽B=3.0m，槽中流速取v=0.01m/s。，则槽中水深h===0.42m，布水孔平均流速v=0.01m/s，则布水孔数n===31.25，取32个，孔距L=9/32=0.28m3.6过滤器3.6.1设计说明机械过滤器也称为压力式过滤器．是纯水制备前期预处理、水净化系统的重要组成部分．材质有钢制衬胶或不锈钢，根据过滤介质的不同分为天然石英砂过滤器、多介质过滤器、活性碳过滤器、锰砂过滤器等，根据进水方式可分为单流式过滤器、双流式过滤器，根据实际情况可联合使用也可以单独使用。　1．设备造价低廉，运行成本费用低，管理简便；　2．滤料经过反洗可多次使用，滤料寿命长；　3．过滤效果好，占地面积小。3.6.2设计参数工作压力：0.05MPa～0.6MPa工作温度：5℃～40℃（特殊温度可定做）单机流量：0.5m3/h～80m3/h操作方式：手动或自动控制过滤速度：5m3/h～30m3/h,最大30m3/h产品规格：Φ223～Φ3000筒体材质：304、316L、Q235衬胶或玻涂环氧。根据水量选用两台30m3/h的石英砂过滤器。36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计3.7清水池(半地下钢砼)3.7.1设计说明过滤后的洁净澄清的滤后水沿着管道流往其内部进行贮存，该水一部分用于过滤器反冲洗，一部分至排放口达标排放。3.7.2工艺尺寸设计该清水池工艺尺寸为L×B×H=6.0m×2.0m×5m；结构：半地下钢砼结构；数量：1座；配套设备：回用水泵2台，型号为QW27-20-2.2，一备一用，N=2.5kw，3.8消毒池(半地下钢砼)3.8.1设计说明紫外消毒功能为杀灭出厂污水中可能含有的细菌和病毒,目前国内的主要消毒方法有液氯消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒和紫外线消毒等几种方式。综合考虑污水消毒工艺的适用性、成熟性、安全性、可靠性、二次污染问题、消毒副产物操作运行的简易和运行费用等因素,本设计污水消毒采用紫外线消毒工艺,紫外线污水消毒系统都是采用模块化明渠式工艺。3.9污泥池(半地下钢砼)3.9.1设计说明污泥浓缩脱水的主要对象是间隙水，它占污泥含水量的65%～85%，因此浓缩是减少污泥体积最经济有效的方法。污泥含水率从99%降至96%，污泥体积可减少75%，这就为后续处理创造了良好的条件，节省设备投资，降低处理成本。污泥浓缩的方法有重力浓缩、气浮浓缩和机械浓缩三种，以重力浓缩最常用。浓缩池设计注意事项：1、经过污泥浓缩后，污泥的含水率为94%～98%，故取浓缩后污泥含水率为96%；2、浓缩时间不宜小于12h；但也不要超过24h；36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计3、浓缩池有效水深不小于3m,一般4m为宜；4、污泥室容积，应该根据排泥方法和排泥间隙时间确定，排泥间隔定期排泥时间一般为8h；5、当采用吸泥机室，池底坡度为0.003，当采用刮泥机室，池底坡度不宜小于0.01；6、排泥管内管径不小于150mm；本工程中污泥量不多，采用重力浓缩池，不设刮泥机，中心管按污泥流量计算。沉淀区按浓缩分离出来的污水流量进行设计。3.9.2设计计算3.9.2.1基本设计参数污泥固体负荷M=80kg/(m2·d)；浓缩时间T=12h；浓缩后污泥含水率为96%。排泥间隔取6h；污泥固体浓度83.3g/L；有效水深取2.5m。3.9.2.2污泥浓缩池计算一般污水处理中浓缩后湿污泥量占总处理水量的2%左右，本设计处理污水量为1100m3/d，湿污泥量约为1100×2%=22m3/d；设置一个污泥浓缩池，浓缩池池深还是选用3m。污泥浓缩池的长宽高设计为L×B×H=6.0×2.0×5.0m，半地下钢砼结构。3.10污泥脱水间(半地下钢砼)3.10.1设计说明浓缩后的污泥脱水设备采用带式压榨过滤机。该设备改造简单、推动力大，适用于各种性质的污泥，且形成的滤饼含水率低至65%～75%。3.10.2压滤计算设备尺寸选择36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计（1）过滤面积标准：按国标生产制造的压滤机的过滤面积每平方等价于15L的固体容积。（2）压滤前：体积V1(M3)、压滤前污水含水率a=97.5%―99.2%（一般经验值）。（3）压滤后：体积V2(M3)、压滤后污泥含水率b=75%。（4）压滤周期：每天压滤次数t。（5）含固量平衡法：V1×（1-a）=V2×（1-b），得出V2=V1×（1-a）/（1-b）。（6）过滤面积：1000×V2/15/t=1000×V1×（1-a）/（1-b）/15/t。一般污水处理中浓缩后湿污泥量占总处理水量的2%左右，本设计处理污水量为1100m3/d，湿污泥量约为1100×2%=22m3；每天压滤一次，压滤前污泥含水率取98%，则所需过滤面积为：1000×22(1-98.0%)/(1-75%)/15/1=117.3m2则选取过滤面积为32m2，每天压滤四次,型号为XMY32的压滤机，功率2.2kw。3.11污泥的最终处置[11]3.11.1填埋污泥单独填埋或与城市垃圾一起填埋是一种可以考虑的方法。但在填埋前应经过稳定化处理。选择填埋场地时应注意该处的地质、水文条件和土壤条件，不至使地下水受到污染，且应与土地利用规划相结合。在填埋场地的最低处铺设专用污水收集管道，垃圾中渗出的污水将通过该`管道收集输送到污水处理场。目前一般都用填埋的方法处理含铬污泥。3.11.2焚烧通过焚烧可回收能量，焚烧可破坏污泥中所有的病原体并完全氧化有毒的有机物。焚烧是一种具有长远发展前景的含铬污泥处理方法，它对于保护土地和水源免受污染具有重要意义。其缺点方法是浪费资源、技术要求成本高、对空气有污染、会产生新的有害物质[13]。36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计3.11.3做建材污泥的污染在于其化学组分的可变性，若采用一定方法使其组分固定，则可减少造成的污染。将含铬污泥与硅、锌、镁等化合物混合，在一定的高温下焙烧制成彩色玻璃、墙砖、地砖、路基等，既可以除去有机物，又可以固定有害金属离子。此法与焚烧相类似，只是免去了灰分的回收。不论是经济效益、社会效益都优于焚烧法，值得进一步研究和推广。4辅助设备设施设计本次设计工作间分为休息室、控制室、压滤机室和水泵房。各部分的尺寸为休息室5m×4m×3m，控制室5m×4m×3m，，压滤机房5m×4m×3m，水泵房5m×4m×3m。砖混结构。5平面布置与高程布置5.1平面布置5.1.1平面布置的任务及原则污水处理厂平面设计的任务是对各单元处理构筑物与辅助设施等的相对位置进行平面布置，包括处理构筑物与辅助设施（如泵站、集水井等），各种管线，辅助建筑（如鼓风机、办公室等），以及道路，绿化。污水处理厂的平面布置应遵循如下基本原则：（1）处理构筑物与生活、管理设施宜分别集中布置，其位置和朝向力求合理。功能分区明确，配置得当，一般可按照厂前区、污水处理区和污泥处理区设置。（2）处理构筑物宜按流程顺序布置，应充分利用原有地形，尽量做到土方量平衡。构筑物之间的管线应短捷，避免迂回曲折，做到水流通畅。（3）处理构筑物之间的距离应满足管线（闸阀）敷设施工的要求，并应使操作运行和检修方便。（4）产生臭气和噪声的构筑物（如集水井、污泥池）和辅助建筑物（如鼓风机房）的布置，应注意其对周围环境的影响。36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计5.2高程布置5.2.1高程布置的任务及原则污水处理厂平面设计的任务是对各单元处理构筑物与辅助设施等的相对高程作竖向布置；通过计算各单元处理构筑物确定和泵站的高程，各单元处理构筑物之间连接管渠的高程和各部位的水面高程，使污水能够沿处理流程在构筑物之间畅通地流动。污水处理厂的高程布置应满足如下要求：（1）尽量采用重力流，减少提升，以降低电耗，方便运行。（2）应选择距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并应留有余地，以免因水头不够而发生涌水，影响构筑物的正常运行。（3）污水处理厂出水管渠高程，应使最后一个构筑物的出水能自流排出，不受水体顶托。6人员编制[12]6.1人员编制本小区生活污水处理站基本管理人员共4名包括分析化验人员、操作管理人员和主管工程师。6.1.1分析化验人员分析化验人员必须具备一定的分析化验方面的专业知识，能够准确、熟练地完成各项水质指标和污泥指数的监测分析，提供可靠、准确的化验数据。同时化验分析人员必须对污水处理系统有足够的了解，熟悉水质、水量冲击及污水处理系统的运行规律，对分析化验结果有一定的预见和分析能力，而且还必须熟练操作处理站的各种自动精密仪器，以及能够对其进行日常的维护和校正。分析化验人员本处理站设1人。其分析项目一般有：1.化学需氧量（COD）2.生物需氧量（BOD）3.悬浮物（SS）4.总磷总氮5.污泥浓度（MLSS）6.pH36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计6.1.2操作管理人员操作管理人员必须掌握以下几点：①了解污水处理站的系统构成和运行规律；②熟悉各种动力设备、仪器仪表、管线及阀门的作用和位置；③准确掌握所有设备和阀门的手动操作方法和操作规程；④准确掌握各种设备的工作状态（正常/异常），能应付一般的突发事件；⑤能够按操作规程准确实施设备操作状态的调整和各个构筑物操作参数的变更；能根据监测数据判断运行效果。本处理站设2个管理操作人员。6.1.3主管工程师主管工程师是处理站必不可少的核心管理人员，必须充分理解处理工艺，有一定的运行管理经验，必须做到：①熟悉常规项目的分析化验方法，能够指导分析化验人员按规定进行监测，并能根据污水处理站的实际水质水量变化情况及时更改或制定新的化验分析计划；②熟练掌握污水处理站的操作规程，能够根据实际水质水量或季节因素的变化，更新操作规程；③对整个处理系统有较全面深入的认识，能够根据实际生产情况的变化和水质水量的变化，调整污水处理系统的运行参数，使其效用充分发挥，达到最佳运行效果。④掌握设备、仪器仪表及控制系统的操作、维护和管理。本工程设1名主管工程师。7.投资估算7.1土建部分投资表4土建项目投资估算序号名称工艺尺寸（m）数量结构总价（万元）36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计1格栅间6.40×2.00×5.001砖混1.492沉砂池7.50×2.40×4.001钢混3.563调节池1调节池26.40×7.50×5.006.00×2.00×5.0011钢混14.94CAST反应池6.00×5.00×5.002钢混14.95斜板沉淀池8.50×3.60×5.001钢混7.576清水池6.00×2.00×5.001钢混2.977中间水池3.50×1.80×5.001钢混1.568消毒池3.50×1.80×5.001钢混1.569污泥池6.00×2.00×5.001钢混2.9710楼梯3.00×0.80×5.001钢混0.7111操作间6.00×8.00×5.001砖混5.6414总计57.83必要设备材料均要考虑用防腐材料7.2设备部分投资估算表5设备项目投资估算序号名称规格及型号数量单位单价（万元）总价（万元）1污水提升泵WQ30-40-7.5QW-25-10-1.536台10.34.82鼓风机罗茨风机SSR-504台0.83.23pH控制仪MY-10004台0.52.036 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计4搅拌器JB-204台0.31.25压滤机XMY321台3.53.56门3扇0.060.187配电和控制系统2.02.08加药装置JY-106台0.21.29曝气设备AR-32-404台1.56.010过滤器0.5m3/h～80m3/h2台0.51.011紫外消毒器1台3.03.012各种管道DN25015.013未预见费用3.014合计46.08预计工程总造价：103.91（万元）8.经济和环境效益分析8.1.经济效益分析（1）处理规模1100m3/d（2）工程总投资103.91万元（3）运行成本电费：设备总功率=20×24=480度，电费按0.8元/度，则电费P1=480×0.8÷1100=0.35元/m3药剂费：36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计聚丙烯酰胺为天12kg/天18元/kg=216元/天聚合氯化铝为60kg/天1.2元/kg=72元/天P2=（216+72）÷1100=0.26元/m3人工费：污水处理站操作人员定编4人制度，1人为管理人员，可由其他人员兼职。工资按每月1500元/人计，则：人工费P3=1500×4÷30÷1100=0.18元/m3维修费：按设备投资的1%，年运行360天计，则P4=（460800×0.01）÷360÷30=0.39元/m3折旧费（按360天计算）：P5=工程总投资×固定资产投资形成率×综合折旧提存率/(QT)=1039100×93%×6%/(1000×360)=0.13元/m3运行成本：P=P1+P2+P3+P4+P5=0.35+0.26+0.18+0.39+0.13=1.31元/m3.（4）其他费用设计费（3.5%）：103.91×3.5%=3.64万元调试费（3%）：103.91×3%=3.12万元税收、管理费（5%）：103.91×5%=5.2万元（5）投资回报按现行水价，自来水价已达到2元多/m3。这样不考虑排污费，我们从中可以净赚0.7元。每年节省资金0.7×900×360=22.68万元。(考虑排泥、反洗用掉部分水，所以按900m3/d.每年按360天计算)投资回收:(103.91+3.64+3.12+5.2)÷22.68=5年从经济效益分析来看，该工程可以节省大量资金，同时节省了有限的水资源，对目前的节约用水保护环境起到了积极的促进作用。8.2.环境效益分析污水处理工程投入运行后，每年可减少向周围环境排放污染负荷：COD：[（521－100）×1100]×10-6×365=169.0t/a36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计BOD5：[（258－20）×1100]×10-6×365=95.6t/aSS：[（282－70）×1100]×10-6×365=85.1t/aNH3—N：[（51.1－12）×1100]×10-6×365=15.7t/a节水用水，保护水环境：每天回用水为900m3，则V=900×360=324000m39.结论与建议9.1结论（1）小区生活污水处理方案相当于中水回用，CAST工艺处理切实经济可行，出水水质能稳定地达到国家污水综合排放标准（GB8978-1996）的一级标准，值得在实践中推广应用；（2）采用CAST工艺综合了推流式活性污泥法的初始反应条件（具有基质浓度梯度和较高的絮体负荷）和完全活性污泥法的优点（较强的耐冲击负荷能力），投资费用较低且效果较好；（3）采用CAST工艺能使处理过程中产生的污泥量较之SBR法减少，降低了污泥的处置费用和难度；（4）CAST工艺设施操作简单方便、运行可靠、自动化程度高。9.2建议应继续进行CAST工艺的中试及生产性试验研究，以探讨该模型放大后的处理效果，为该技术的工程实际应用提供更深入的理论依据。并应对该反应的脱氮功能及机理应进行试验研究。同时围绕CAST工艺为主的其它组合处理工艺应进行相应的试验研究，碰到实际工程时能根据实际水质、水量及施工条件确定合理的处理工艺和方案。36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计10.致谢四年的学习生涯即将结束，在设计完成之际，心中升起无限感慨。能顺利完成毕业设计得益于我的导师胡巧开老师的悉心指导。四年来，老师严谨的工作作风、高昂的工作热情和耐心细致的工作态度都是我学习的楷模。虽然设计期间有段时间不在学校，老师还是帮我解决了许多我自己无法解决的困难，尤其在设计修订过程中，老师在百忙之中依旧认真仔细的修改设计，大到设计的主题，小到设计格式、标点，在此向导师致以深深的敬意和感谢!同时还应特别感谢环境工程教研室的揭武、余中山、王湖坤、严素定、王代芝、高甲山诸位老师在大学期间给予我的关怀、教育，老师们高尚的人格魅力吸引了我，使我在潜移默化中深受影响，在此我表示真挚的感谢！也感谢母校的各位老师们四年来对我的栽培！36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计参考文献[1]李树存,张玉林,王伟.中水回用工程在住宅小区的应用.河北建筑科技学院学报[J].2002.19(2):19－20．[2]金毓峑,李坚,孙治荣.环境工程设计基础（第二版）.[M].北京:化学工业出版社.2008.7.[3]顾润南.我国城市生活污水处理方法（第一版）.[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2003:37-64.[4]张自杰.排水工程[M].第四版.北京:中国建筑工业出版社,2000:475.[5]高延耀,顾国维.水污染控制[M].北京:高等教育出版社,2006:167-168.[6]李兴旺,张思梅.水处理工程技术[M].北京:中国水利水电出版社,2007:125-126.[7]符九龙.水处理工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2006:150-151.[8]闪红光.环境保护设备选用手册（第一版）.[M].北京:化学工业出版社,2002:256-469.[9]韩洪军.污水处理构筑物设计与计算（第一版）.[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2002:37.[10]陈益滨.两种无机高分子混凝剂的最佳投药量试验及其结果分析.科技信息[M].北京:化学工业出版社.2009.23（6）:37-38.[11]崔玉川,杨崇豪,张东伟.城市污水回用深度处理设施深度计算[M].北京:化学工业出版社,2003:53-65.[12]国家环境保护总局科技标准司.城市污水处理及污染防治技术指南,北京:中国环境科学出版社.298一305.36 湖北师范学院文理学院2012届学士学位毕业设计附录图平面布置图工艺流程图高程图管线图构筑物图36'