城市生活污水处理毕业设计 45页

'武汉理工大学毕业设计目录摘要IAbstractII1概述11.1生活污水处理简介11.2生活污水主要处理工艺21.2.1传统活性污泥法21.2.2A/0工艺21.2.3传统A2/O法31.2.4氧化沟工艺31.2.5普通曝气法41.2.6污水生化处理41.2.7SBR工艺52设计任务说明72.1设计任务72.2设计依据72.3水质设计参数72.4工艺流程设计83设计计算103.1原始设计参数103.2格栅103.2.1设计说明103.2.2设计计算113.3污水提升泵房133.4泵后细格栅143.5曝气沉砂池153.5.1设计说明153.5.2设计参数153.5.3设计计算163.6配水井173.7SBR反应池183.7.1设计说明183.7.2SBR反应池容积计算20ii 武汉理工大学毕业设计3.7.3SBR反应池运行时间与水位控制213.7.4排泥量及排泥系统223.7.5需氧量及曝气系统设计计算223.7.6空气管计算253.7.7滗水器263.8鼓风机房263.9接触消毒池273.9.1设计说明273.9.2设计参数273.9.3设计计算283.10污泥处理系统283.10.1污泥水分去除的意义和方法283.10.2各部分尺寸计算294污水厂平面布置324.1平面布置一般原则324.2具体布置内容325污水高程布置346投资估算366.1估算范围366.2材料价格366.3运行费用366.4项目总投资37结论38参考文献39致谢40ii 武汉理工大学毕业设计摘要本次设计采用SBR工艺治理流量为14.2万m3/d的生活污水，该污水进水指标为：BOD5≤150mg/L，CODcr≤350mg/L，SS≤250mg/L，NH3-N≤25mg/L，磷酸盐≤3mg/L，要求的出水指标为BOD5≤20mg/L，CODcr≤40mg/L，SS≤20mg/L，NH3-N≤10mg/L，磷酸盐≤0.5mg/L。工艺中主要构筑物有格栅，曝气沉砂池，SBR反应池，接触消毒池，污泥浓缩池，均质池和污泥脱水间。废水经过格栅和曝气沉砂池去除大部分固体废物后，进入SBR反应池进行生物处理，最后通过加氯消毒后达标排放。SBR反应池产生的剩余活性污泥经浓缩脱水后外运填埋。关键词：污水处理技术；SBR工艺；污泥；设计计算；投资预算 武汉理工大学毕业设计AbstractThisdesignuseSBRprocesstodealwiththesewage,itsflowrateis142000m3/d.Thesewagewaterindicatorsare:BOD5≤150mg/L,CODcr≤350mg/L,SS≤250mg/L,NH3-N≤25mg/L,phosphate≤3mg/L.Designofthewatertoachievelocalprimarystandard,whichisBOD5≤20mg/L,CODcr≤40mg/L,SS≤20mg/L,NH3-N≤10mg/L,phosphate≤0.5mg/L.Thestructureofthisprocessaregrille,aeratedgritchamber,theSBRreactionpool,contactdisinfectionpool,sludgeconcentrationpool,homogeneouspoolandsludgedewatering.Wastewaterthroughthegratingandaeratedgritchamberafterremovingmostofthesolidwaste,thengointoSBRpoolforbiologicaltreatment,andfinallythroughthestandarddischargeafterchlorinedisinfection.TheresidualactivatedsludgeofSBRreactionpoolthroughenrichmentoutboundlandfillafterdehydration.Keywords:wastewatertreatmenttechnology；SBRcraft；mud；designcalculation；investmentbudgetI 武汉理工大学毕业设计1概述随着工业化步伐的不断加快，废水污染物的产生量也明显的增加。为使环境污染和生态破坏加剧趋势得到基本控制，就要对工业废水污染进行综合防治。污水处理不应仅仅满足单一的水质改善，同时也需要一并考虑污水及所含污染物的资源化和能源化问题，且所采用的技术必须以低能耗、低成本付出，避免出现污染物的转移现象为前提。在我国工业生产中，许多仍沿用高能耗、低效益的粗放性方式。造成资源、能源利用率低，污染物产生量大，结构型污染问题突出[1]。我国水资源不足和时空分布不均匀，水环境容量低，工业污染源排放污染物达到水环境质量改善要求的任务是长期而艰巨的。随着都市发展和人民生活水平的提高，城市对文明的卫生水平的要求也越来越高，企业和外商对投资环境的期望也越高。没有污水治理将使城市的环境质量恶化，使投资减少，最终是城市不能发展。因此治理污水已成为城市持续发展的保障。我国现有城市污水处理厂80%以上都采用活性污泥处理系统，其余采用一级处理、强化一级处理、稳定塘及土地处理发等[2]。目前，我国新建的城市污水处理厂所采用的工艺中，各种类型的活性污泥法为主流，占90%。1.1生活污水处理简介城市污水主要包括生活污水和工业污水，由城市排水管网汇集并输送到污水处理厂进行处理。城市污水处理工艺一般根据城市污水的利用或排放去向并考虑水体的自然净化能力，确定污水的处理程度及相应的处理工艺。处理后的污水，无论用于工业、农业或是回灌补充地下水，都必须符合国家颁发的有关水质标准。  现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理工艺。污水一级处理应用物理方法，如筛滤、沉淀等去除污水中不溶解的悬浮固体和漂浮物质。污水二级处理主要是应用生物处理方法，即通过微生物的代谢作用进行物质转化的过程，将污水中的各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质。生物处理对污水水质、水温、水中的溶氧量、pH值等有一定的要求。污水三级处理是在一、二级处理的基础上，应用混凝、过滤、离子交换、反渗透等物理、化学方法去除污水中难溶解的有机物、磷、氮等营养性物质。污水中的污染物组成非常复杂，常常需要以上几种方法组合，才能达到处理要求[3]。现代的城市污水处理技术，按照其作用原理可以分为物理法、化学法、物理化学法和生物处理法这四大类。物理法主要包括重力分离（即沉淀）法、过滤法、气浮法、离心分离法等，化学法主要包括化学沉淀法、混凝法、中和法和氧化还原法等，物理化学法主要包括萃取法、吸附法、离子交换法、电渗析法、反渗透法和超过滤法等。目前，国内外城市污水处理厂厂采用的工艺有普通活性污泥法、A/O生物脱氮活性污泥法、A/A/O生物脱氮除磷工艺、AB工艺、氧化沟法（循环混合式活性污泥法）、SBR间歇时活性污泥法等工艺[1]。40 武汉理工大学毕业设计1.2生活污水主要处理工艺目前，国内外城市污水处理厂厂采用的工艺有普通活性污泥法、A/O生物脱氮活性污泥法、A/A/O生物脱氮除磷工艺、AB工艺、氧化沟法（循环混合式活性污泥法）、SBR间歇时活性污泥法等工艺[4]。1.2.1传统活性污泥法传统活性污泥法，又称推流式活性污泥法，它是依据污水的自净作用发展而来的。污水在经过沉砂、初沉等工序进行一级处理后，进入推流式曝气池，在曝气和水力条件下，曝气池中的水均匀地流动，污水从入口流向出口，前端液流不与后端液流混合。在曝气池中，污水中的有机物绝大部分被微生物吸附、氧化分解，生成无机物，然后进入沉淀池。在这个过程中，随着环境的变化，生物反应速度是变化的，F/M值也是不断变化的，微生物群的量和质不断地变动，后行污泥的吸附、絮凝、稳定作用不断的变化，其沉降－浓缩性能也不断地变化[5]。图1-1传统活性污泥法工艺流程图传统活性污泥法的特点是[6]：①　曝气池内污水浓度从池首至池尾是逐渐下降的，由于在曝气池内存在这种浓度梯度，污水降解反应的推动力较大，效率较高，对污水处理的方式较灵活。②　对悬浮物和BOD的去除率较高。③　运行较稳定。④　推流式曝气池沿池长均匀供氧，会出现池首供氧过剩，池尾供氧不足，增加动力费用；且根据设计要求，对氮的去除率较高，而传统活性污泥法达不到要求。1.2.2A／0工艺用以往的生物处理工艺进行城市污水三级处理，旨在降低污水中以BOD、COD综合指标表示的含泼有机物和悬浮固体购浓度。一般情况下，去除COD可达70％以上，BOD可达90%以上，SS可达85％以上，但氮的去除只有20%40 武汉理工大学毕业设计左右，二级处理出水中除含有少量合碳有机物偶尔还合有氮(氨氮和有机氮)和碘(溶解性和有规模)。这才把处理后的出水排到封闭水域的湖泊、河流及内海，仍会增匆水体中的营养成久从而引起水体中浮游生物和藻类的大量繁殖，造成水体的富营养化对饮用水源、水产业、工业用水带来很大的危害。在水泥缺乏的地区，欲将基级出水作为第二出水处理，用于工业冷却水的补充九必须再经脱氮、除碘等三级处理，还要增加较多的基态物去运行答硼酸[5]。优点：①　流程简单，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，基建费用低；②　反硝化池不需要外加碳源，降低了运行费用；③　A/O工艺的好氧池在缺氧池之后，可以使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除，提高出水水质；④　缺氧池在前，污水中的有机碳被反硝化菌利用，可降低其后好氧池的有机负荷。同时缺氧池中进行的反硝化反应产生的碱度可以补偿好氧池中进行硝化反应对碱度的需求[18]。缺点：构筑物较多；污泥产生量较多。1.2.3传统A2/O法传统A2/O工艺即厌氧—缺氧—好氧法，其三个阶段是以空间来划分的，是在具有脱氮功能的缺氧—好氧法的基础上发展起来的具有同步脱N除P的工艺。该工艺在系统上是最简单的同步脱N除P工艺，其总的水力停留时间一般要小于其它同类工艺（如Bardenpho工艺）。在经过厌氧、缺氧、好氧运行的条件下，丝状菌不能大量繁殖，无污泥膨胀之外，SVI值一般小于100，处理后的泥水分离效果好[7]。该工艺在运行时厌氧和缺氧段需轻缓搅拌，以防止污泥沉积，由于生物处理池与二次沉淀池分开建设，占地面积也较大，该工艺在大型污水处理厂中采用较多，本次设计不予推荐。1.2.4氧化沟工艺氧化沟是活性污泥法的一种变形，它把连续环式反应池作为生化反应器，混合液在其中连续循环流动。随着氧化沟技术的不断发展，氧化沟技术已远远超出最初的实践范围，具有多种多样的工艺参数、功能选择、构筑物形式和操作方式。如卡鲁塞尔（Carrousel2000）氧化沟、三沟式（T型）氧化沟、奥贝尔（Orbal）氧化沟等[8]。卡鲁塞尔氧化沟是一个多沟串联的系统，进水与活性污泥混合后在沟内做不停的循环运动。污水和会流污泥在第一个曝气区中混合。由于曝气器的泵送作用，沟中流速保持在0.3m/s。水流在连续经过几个曝气区后，便流入外边最后一个环路，出水从这里通过出水堰排出，出水位于第一曝气区的前面。40 武汉理工大学毕业设计卡鲁塞尔氧化沟采用垂直安装的低速表面曝气器，每组沟渠安装一个，均安装在同一端，因此形成靠近曝气器下游的富氧区和曝气器上游以及外环的缺氧区。这不仅有利于生物凝聚，还使活性污泥易于沉淀。BOD去除率可达95%~99%，脱氮效率约为90%，除磷率为50%。在正常的设计流速下，卡鲁塞尔氧化沟渠道中混合液的流量是进水流量的50~100倍，曝气池中的混合液平均每天5~20min完成一个循环。具体循环时间取决于渠道长度、渠道流速及设计负荷。这种状态可以防止短流，还通过完全混合作用产生很强的耐冲击负荷力。以下是氧化沟的优缺点：优点：①　用转刷曝气时，设计污水流量多为每日数百立方米。用叶轮曝气时，设计污水流量可达每日数万立方米。②　氧化沟由环形沟渠构成，转刷横跨其上旋转而曝气，并使混合液在池内循环流动，渠道中的循环流速为0.3~0.6m/s，循环流量一般为设计流量的30~60倍。③　氧化沟的流型为循环混合式，污水从环的一端进入，从另一端流出，具有完全混合曝气池的特点。④　间歇运行适用于处理少量污水。可利用操作间歇时间使沟内混合液沉淀而省去二沉池，剩余污泥通过氧化沟内污泥收集器排除。连续运行适用于处理流量较大的污水，需另没二沉池和污泥回流系统。⑤　工艺简单，管理方便，处理效果稳定，使用日益普通。⑥　氧化沟的设计可用延时曝气油的设计方法进行。即从污泥产量为零出发，导出曝气池的体积，而后按氧化沟的工艺条件布置成环状循环混合式。缺点：①　处理构筑物较多；②　回流污泥溶解氧较高，对除磷有一定的影响；③　容积及设备利用率不高。1.2.5普通曝气法本工艺出现最早，至今仍有较强的生命力。普曝法处理效果好，经验多，可适应大的污水量，对于大厂可集中建污泥消化池，所产生沼气可作能源利用。传统普曝法的不足之处是只能作为常规二级处理，不具备脱氮除磷功能。近几年在工程实践中，通过降低普通曝气池容积负荷，可以达到脱氮的目的；在普曝池前设置厌氧区，可以除磷，亦可用化学法除磷。采用普通曝气法去除BOD5，在池型上有多种形式，如上文所述的氧化沟[13]。1.2.6污水生化处理40 武汉理工大学毕业设计污水生化处理属于二级处理，以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的，其工艺构成多种多样，可分成活性污泥法、生物膜法、生物稳定塘法和土地处理法等四大类。日前大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法。生物处理的原理是通过生物作用，尤其是微生物的作用，完成有机物的分解和生物体的合成，将有机污染物转变成无害的气体产物（CO2）、液体产物（水）以及富含有机物的固体产物（微生物群体或称生物污泥）；多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀池固液分离，从净化后的污水中除去[7]。由此可见，污水处理工艺的作用仅仅是通过生物降解转化作用和固液分离，在使污水得到净化的同时将污染物富集到污泥中，包括一级处理工段产生的初沉污泥、二级处理工段产生的剩余活性污泥以及三级处理产生的化学污泥。由于这些污泥含有大量的有机物和病原体，而且极易腐败发臭，很容易造成二次污染，消除污染的任务尚未完成。污泥必须经过一定的减容、减量和稳定化无害化处理井妥善处置。污泥处理处置的成功与否对污水厂有重要的影响，必须重视。如果污泥不进行处理，污泥将不得不随处理后的出水排放，污水厂的净化效果也就会被抵消掉。1.2.7SBR工艺SBR工艺早在20世纪初已有应用，由于人工管理的困难和繁琐未于推广应用。此法集进水、曝气、沉淀在一个池子中完成。一般由多个池子构成一组，各池工作状态轮流变换运行，单池由撇水器间歇出水，故又称为序批式活性污泥法。该工艺将传统的曝气池、沉淀池由空间上的分布改为时间上的分布，形成一体化的集约构筑物，并利于实现紧凑的模块布置，最大的优点是节省占地。另外，可以减少污泥回流量，有节能效果。典型的SBR工艺沉淀时停止进水，静止沉淀可以获得较高的沉淀效率和较好的水质[8]。优点机理沉淀性能好有机物去除效率高提高难降解废水的处理效率抑制丝状菌膨胀可以除磷脱氮，不需要新增反应器不需二沉池和污泥回流，工艺简单理想沉淀理论理想推流状态生态环境多样性选择性准则生态环境多样性结构本身特点表1-1SBR工艺的优点但是，SBR工艺也有一些缺点。它对自动化控制要求很高，并需要大量的电控阀门和机械撇水器，稍有故障将不能运行，一般必须引进全套进口设备。由于一池有多种功能，相关设备不得已而闲置，曝气头的数量和鼓风机的能力必须稍大。池子总体容积也不减小。另外，由于撇水深度通常有1.2~2米，出水的水位必须按最低撇水水位设计，故总的水力高程较一般工艺要高1米左右，能耗将有所提高[8]。40 武汉理工大学毕业设计SBR（序批式活性污泥法）工艺早在1914年即已开发，但由于当时监测手段落后，并没有得到推广应用。1979年美国的L.Irvine对SBR工艺进行了深入的研究，并于1980年在印第安那州的Culver改进并投产了一个SBR污水处理厂。此后随着计算机监控技术、各种新型不堵塞曝气器和软件技术的出现，同时也由于开发了在线溶解氧测定仪、水位计等精度高并且对过程控制比较经济的水质检测仪表，污水处理厂的运行管理逐渐实现了自动化，加之SBR具有均化水质、工艺简单，处理效果稳定，耐冲击负荷力强，出水质好，操作灵活、占地面积少等优点而成为包括美、德、日、澳、加等在内的许多工业发达国家竞相研究和开发的热门工艺。以澳大利亚为例，近10多年来建成采用SBR工艺的污水处理厂就达近600座之多[4]。SBR工艺一般适用于中小规模、土地紧张、具有引进设备条件的场合。40 武汉理工大学毕业设计2设计任务说明2.1设计任务本设计的任务是完成日处理量为14.2万m3/d的污水处理工艺设计，具体内容包括处理工艺的确定、各构筑物的设计计算、平面布置、高程计算、经济技术分析。完成总平面布置图、污水处理工艺流程图，污水处理厂高程设计图，污水处理设备构筑物图。2.2设计依据1)《中华人民共和国环境保护法》2)《中华人民共和国水污染防治法实施细则》（1985年9月）3)《污水综合排放标准》（GB8978-96）4)《室外排水设计规范》（GBJ14-87）5)《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）6)《污水泵站设计规程》（DBJ08-23-91）7)《地面环境质量标准》（GB3838-88）8)《地表水环境标准》（GBHZB1-1999）9)《污水排放城市下水道水质标准》（CJ18-86）10)《室外排水设计规范》（GB50014-2006）11)《建筑给排水设计规范》（GBJ15—88）12)《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69－84）2.3水质设计参数水处理厂建设规模为日处理污水量14.2万m3,总变化系数Kz=1.34，假设污水量日变化系数Kd=1.20，则时变化系数Kh=1.12,各流量指标如下：平均流量Qave=2083m3/h；高日流量Qmax.＝60000m3/d；高峰流量Qpeak.＝2791m3/h。40 武汉理工大学毕业设计表2-1水质设计要求项目进水水质(mg/l)出水水质(mg/l)BODCODSSNH3-N磷酸盐150350250253≤20≤40≤20≤10≤0.52.4工艺流程设计通过前面对生活污水处理工艺的比选，本设计采用SBR法对污水进行处理，SBR法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。SBR法中曝气池兼具沉淀的作用，厌氧、好氧也在同一池进行。其运行操作由流入、反应、沉淀、排放、待机五个工序组成。通过调节每个工序的时间，可达到除磷脱氮的效果[19]。SBR工艺的优点是：工艺流程简单，不设二沉池，无污泥回流设备；耐冲击负荷，一般不用设置调节池；反映推动力大，易于得到优于连续流系统的出水水质；运行操作灵活，通过适当调节各单元的状态可达到脱氮除磷的效果；污泥沉淀性能好，SVI值较低，能有效的防治丝状菌膨胀；各项运行指标和各操作阶段可通过计算机加以控制，便于自控运行，易于维护管理。运行方式灵活多变，空间上完全混合，时间上理想推流，对进水水质、流量变化的适应性好，生物处理出水可以达到一级排放标准，采用微孔曝气，电耗低，池深较大，布置紧凑，占地面积小，基处理费用及土建费用相对较低[10]。40 武汉理工大学毕业设计工艺流程如下：进水粗格栅提升泵房细格栅曝气沉砂池配水井达标排放接触消毒池SBR反应池污泥外运污泥脱水均质池污泥浓缩池图2-1工艺流程图工艺流程简述：污水经过粗格栅去除大颗粒悬浮物后，经提升泵后，在细格栅去除小颗粒悬浮物，再进入曝气沉砂池去除泥沙，经配水井调整后进入SBR池，在SBR池中，利用微生物的代谢降解大部分CODcr、BOD5、SS、NH3-N和TP等，最后进入接触消毒池，经加氯消毒后排放。SBR池中的剩余污泥进入污泥浓缩池和脱水池，最后将处理后的污泥外运。40 武汉理工大学毕业设计3设计计算3.1原始设计参数原水水量Q=142000m3/d=5916.7m3/h=1.644m3/s由资料提供的数据可知，污水总变化系数为：Kz=1.34，时变化系数Kh=1.12则设计流量(3-1)3.2格栅3.2.1设计说明格栅（见图3-1）一般斜置在进水泵站之前，主要对水泵起保护作用，截去生活水中较大的悬浮物，它本身的水流阻力并不大，水头损失只有几厘米，阻力主要产生于筛余物堵塞栅条，一般当格栅的水头损失达到10~15厘米时就该清洗。格栅按形状可分为平面格栅和曲面格栅两种，按格栅栅条间隙可分为粗格栅（50~100mm），中格栅（10~40mm），细格栅（3~10mm）三种[15]。图3-1格栅结构示意图根据清洗方法，格栅和筛网都可设计成人工清渣和机械清渣两类，当污染物量大时，一般应采用机械清渣，以减少人工劳动量。本设计栅渣量大于0.2m340 武汉理工大学毕业设计/d,为改善劳动与卫生条件，采用一组中格栅，既可达到保护泵房的作用，又经济可行，设置一套带有人工清渣格栅的旁通事故槽，便于排除故障。栅渣量与地区特点，格栅的间隙大小，污水流量以及下水道系统的类型等因素有关，在无当地资料时，可采用：（1）格栅间隙16~25mm，处理0.10~0.05栅渣/103m3污水（2）格栅间隙30~50mm，处理0.03~0.01栅渣/103m3污水栅渣的含水率一般为80%，容重约为960kg/m3。栅条的断面形状有圆形、锐边矩形、迎水面为半圆形的矩形、迎水面背水面均为半圆的矩形几种。而其中迎水面为半圆形的矩形的栅条具有强度高，阻力损失小的优点[16]。3.2.2设计计算本设计采用4个中格栅和5个细格栅。下面是中格栅和细格栅的设计计算：中格栅（4个）为了防止栅条间隙堵塞，污水通过栅条间隙的流速（过栅流速）一般采用0.6~1.0m/s，最大流量是可高到1.2~1.4m/s。栅前水深一般取0.3~0.5m，格栅安装角度一般与水平面成30°~60°。中格栅栅条间隙为10~40mm，细格栅栅条间隙为1.5~10mm，所以参数取值如下：设过栅流速：=0.8m/s栅前水深：h=0.4m格栅安装倾角：θ=60°机械清渣设备：采用链条式格栅除污机1)格栅间隙数(3-2)Qmax——最大废水设计流量，m3/s——格栅安装倾角h——栅前水深，mb——栅条间隙宽度，取30mm——过栅流速，m/s40 武汉理工大学毕业设计1)栅渠尺寸(3-3)圆整取B2=2.7ms——栅条宽度，取0.02mB2——格栅宽度，m进水渠宽为(3-4)栅前扩大段L1===1.37(m)(3-5)——渐宽部分的展开角，一般采用《水污染控制工程》中提到栅后收缩段一般为栅前扩大段的一半，所以栅后收缩段L2=0.5L1=0.69(m)(4-6)栅条总长度L=L1+0.5++1.0+L2=1.37+0.5++1.0+0.69=4.08(m)(3-7)——栅前渠道超高，采用0.5m2)水通过格栅的水头损失通过格栅的水头损失一般为0.08~0.15m，格栅阻力系数计算公式如下所示：表3-1格栅阻力系数ξ计算公式40 武汉理工大学毕业设计栅条断面形状计算公式说明锐边矩形迎水面为半圆形的矩形圆形迎水、背水面均为半圆矩形正方形β为形状系数ε为收缩系数β=2.42β=1.83β=1.79β=1.67ε=0.64格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数k一般取k=3，设栅条断面为锐边矩形断面，=2.42k=3(3-8)=0.12(m)(3-9)1)栅渣量（总）W===4.3(m3/d)(3-10)单位体积污水栅渣量W1取0.03,宜采用机械清渣。《水污染控制工程》中明确指出单位体积污水栅渣量W1一般取0.1~0.01，细格栅取大值，粗格栅取小值。选用NC—400型机械格栅三台。设备宽度400mm,有效栅宽250mm，有效栅隙30mm，运动速度3m/min,水流速度≤1m/s,安装角度，电机功率0.25kw,支座长度960mm，格栅槽深度500mm,格栅地面高度360mm；生产厂：上海南方环保设备有限公司、上海惠罗环境工程有限公司。3.3污水提升泵房根据污水流量，泵房设计为L×B=10×10m。提升泵选型：采用LXB型螺旋泵 40 武汉理工大学毕业设计型号：LXB-1100 螺旋外径D：1100mm 转速：48r/min 流量Q：875m3/h 提升高度：5m 功率：15kw 购买6台，5台工作，1台备用。3.4泵后细格栅公式计算同上，如上所述，按照《水污染控制工程》中参数选取的原则选取参数，其中栅条宽度b取5mm，过栅流速取0.9m/s，栅前水深h取0.5m，安装倾角θ取60°。1)格栅间隙数n===182(个)2)栅渠尺寸取2.8m栅条宽度s取0.01m进水渠宽B1===1.0(m)栅前扩大段L1===1.56(m)取栅后收缩段L2=0.5L1=0.78m栅条总长度=4.42(m)3)水通过格栅的水头损失设栅条断面为半圆形的矩形，由表3-1可知形状系数=1.83，则水头损失h1为40 武汉理工大学毕业设计=0.50m1)每日栅渣量W：W1为单位体积污水栅渣量根据《水污染控制工程》，在b=5mm情况下，设W1为0.05m3/103m3污水[16]则>0.2(m3/d)采用机械清渣。选用NC—300型机械格栅五台。设备宽度300mm,有效栅宽200mm，有效栅隙5mm，运动速度3m/min,水流速度≤1m/s,安装角度60°，电机功率0.18kw,支座长度960mm，格栅槽深度500mm,格栅地面高度360mm；生产厂：上海南方环保设备有限公司、上海惠罗环境工程有限公司。3.5曝气沉砂池3.5.1设计说明沉砂池有4种：平流式、竖流式、曝气式、钟式和多尔式。普通平流沉砂池的主要缺点是沉砂中含有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加。采用曝气沉砂池（见图3-2）可以克服这一缺点[18]。图3-2曝气沉砂池示意图40 武汉理工大学毕业设计3.5.2设计参数曝气沉砂池的设计参数如下：1)旋流速度应保持：0.25~0.3m/s2)水平流速为0.06~0.12m/s，一般取0.1m/s3)最大流量时停留时间为1~3min4)有效水深应为2~3m，宽深比一般采用1~2[16]5)长宽比可达5，当池长比池宽大得多时，应考虑设置横向挡板6)1m3污水的曝气量为0.2m3空气7)空气扩散装置设在池的一侧，距池底约0.6~0.9m,送气管应设置调节气量的闸门8)池子的形状应尽可能不产生偏流或死角，在集砂槽附近可安装纵向挡板9)池子的进口和出口布置应防止发生短路，进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水方向垂直，并宜考虑设置挡板10)池内应考虑设消泡装置[14]3.5.3设计计算（1）池子总有效容积（V）设水力停留时间t=2min，则(3-11)（2）水流断面积（A）设=0.1m/s（水平流速），则A===22.03()(3-12)（3）池总宽度（B）设（设计有效水深），则B===8.8(m)(3-13)（4）每格池子宽度（b）设n=2格，则==4.4(m)(3-14)（5）池长（L）L===12(m)(3-15)40 武汉理工大学毕业设计（6）每小时所需空气量(q)设d=0.2（1污水所需空气量），则=0.2×2.203×3600=1586.2m3/h(3-16)（7）沉砂室所需容积（V）生活污水沉砂量一般可按每106m3污水沉砂15~30m3计算。设清除沉砂的间隔时间T=2d，则V===8.59()(3-17)式中，X——城市污水沉砂量[(污水)]，取30——生活污水流量总变化系数（8）每个沉砂斗容积（）设每一分格有2个沉砂斗，则==2.25()(3-18)（9）沉砂斗各部分尺寸：设斗底宽=1.5m，《环境工程学》中斗壁与水平面的倾角不应小于55°，所以取倾角为60°。设斗高=1.2m，沉砂斗上口宽：+=+1.2=2.59(m)(3-19)最终定沉砂斗容积：===5.13()(3-20)（10）沉砂室高度()采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗，则，=+0.06（12-2.59）=0.35+0.159=1.76(m)(3-21)（11）池总高度(H)设超高=0.5m,则H=++=0.5+2.5+1.76=4.6(m)(3-22)40 武汉理工大学毕业设计3.6配水井配水井水力停留时间通常采用2~3min，取T=2.5min，由毕设任务书可知废水进水流量为Q=5916.7m3/d,则配水井总容积为设配水井池长L=8m，池宽b=5.0m，池中有4格挡板，废水下进上出。设有效水深H1=4.5m，设超高0.5m，则实际配水井容积为：。满足有效停留时间的要求。3.7SBR反应池3.7.1设计说明设计方法有两种：负荷设计法和动力设计法[8]，本工艺采用负荷设计法。根据工艺流程论证，SBR法具有比其他好氧处理法效果好，占地面积小，投资省的特点，因而选用SBR法。SBR是序批式间歇活性污泥法的简称。该工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。其运行操作在空间上是按序排列、间歇的。污水连续按顺序进入每个池，SBR反应器的运行操作在时间上也是按次序排列的。SBR工艺的一个完整的操作过程，也就是每个间歇反应器在处理废水时的操作过程，包括进水期、反应期、沉淀期、排水排泥期、闲置期五个阶段，如图3-3。这种操作周期是周而复始进行的，以达到不断进行污水处理的目的。对于单个的SBR反应器来说,在时间上的有效控制和变换，即达到多种功能的要求，非常灵活[8]。进水期反应期沉淀期排水期闲置期图3-3SBR工艺操作过程SBR工艺特点是：①　工程简单，造价低；40 武汉理工大学毕业设计①　时间上有理想推流式反应器的特性；②　运行方式灵活，脱N除P效果好；③　良好的污泥沉降性能；④　对进水水质水量波动适应性好；⑤　易于维护管理。SBR工艺的操作过程如下：1)进水期进水期是反应池接纳污水的过程。由于充水开始是上个周期的闲置期，所以此时反应器中剩有高浓度的活性污泥混合液，这也就相当于活性污泥法中污泥回流作用。SBR工艺间歇进水，即在每个运行周期之初在一个较短时间内将污水投入反应器，待污水到达一定位置停止进水后进行下一步操作。因此，充水期的SBR池相当于一个变容反应器。混合液基质浓度随水量增加而加大。充水过程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR充水过程，不仅水位提高，而且进行着重要的生化反应。充水期间可进行曝气、搅拌或静止。曝气方式包括非限制曝气（边曝气边充水）、限制曝气（充完水曝气）半限制曝气（充水后期曝气）。2)反应期在反应阶段，活性污泥微生物周期性地处于高浓度、低浓度的基质环境中，反应器相应地形成厌氧—缺氧—好氧的交替过程。虽然SBR反应器内的混合液呈完全混合状态，但在时间序列上是一个理想的推流式反应器装置。SBR反应器的浓度阶梯是按时间序列变化的。能提高处理效率，抗冲击负荷，防止污泥膨胀。3)沉淀期相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝气搅拌后，污泥絮体靠重力沉降和上清液分离。本身作为沉淀池，避免了泥水混合液流经管道，也避免了使刚刚形成絮体的活性污泥破碎。此外，SBR活性污泥是在静止时沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干扰小，沉降时间短，效率高。4)排水期活性污泥大部分为下周期回流使用，过剩污泥进行排放，一般这部分污泥仅占总污泥的30%左右，污水排出，进入下道工序。5)闲置期作用是通过搅拌、曝气或静止使其中微生物恢复其活性，并起反硝化作用而进行脱水。40 武汉理工大学毕业设计3.7.2SBR反应池容积计算处理要求:表3-2处理要求项目进水水质(mg/l)出水水质(mg/l)BODCODSSNH3-N磷酸盐150350250253≤20≤40≤20≤10≤0.5SBR池设计的主要参数依据：1）污泥容积负荷率Nv一般为0.35kg/BOD5(m3·d)，SVI在100以下沉降性能好，一般为90~100，这里取90。2）MLSS一般为2000mg/L左右。3）总需氧量的计算与普通活性污泥法相同。4）剩余污泥量的计算与普通活性污泥法相同。5）反应池排水装置采用伸缩式浮动排水口，其排水口距池底高度应保证不让沉淀污泥排走。6）污泥泥龄θc=10d.设SBR运行每一周期时间为8h，进水1.0h，反应(曝气)（4.0~5.0h）取4h，沉淀2.0h，排水（0.5h~1.0h）取1h。周期数:则周期进水量为（3-23）式中Q——日进水量，m3/d40 武汉理工大学毕业设计N——日运行周期数N——反应池数，N一般不小于2，这里取8个则反应池有效容积为（3-24）式中S0——进入反应池的BOD浓度，gBOD5/m3Nv——污泥容积负荷，kg/BOD5(m3·d)n——日运行周期数SBR池中有效水深一般为3.5~7.5m，这里取H=5m，超高取0.5m所以反应池的平面面积为A=V/H=7607/5=1521.4m2SBR反应池为满足运行灵活及设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，另一端为出水区取反应池宽B=30m，池长L=55mSBR反应池有效容积V应等于周期进水量和池内最小水量Vmin之和。即：V=Qo+Vmin最小水量Vmin是指沉淀与排水工序之后，其池内污泥界面所对应的反映池的容积。同时污泥界面的高度应低于排水口的高度。反应池最小水量Vmin为(3-25)Q0=5916.7m3＜V－Vmin=7607.2－1369.3=6237.9m3满足要求所以SBR反应池的外形尺寸为L×B×H=55×30×5.5（m）3.7.3SBR反应池运行时间与水位控制SBR池总水深5.0m,按平均流量考虑，则进水前水深为3.2m，进水结束后5.0m,排水时水深5.0m,排水结束后3.2m。5.0m水深中，换水水深为1.8m,存泥水深2.0m,保护水深1.2m,保护水深的设置是为避免排水时对沉淀及排泥的影响。(见图3-4)40 武汉理工大学毕业设计图3-4SBR池高程控制图进水开始与结束由水位控制，曝气开始由水位和时间控制，曝气结束由时间控制，沉淀开始与结束由时间控制，排水开始由时间控制，排水结束由水位控制。3.7.4排泥量及排泥系统(1)SBR产泥量SBR的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成[10]。SBR生物代谢产泥量为==(3-26)式中:——微生物代谢增系数，kgMLVSS/kgBOD——微生物自身氧化率，l/d根据生活污泥性质，参考《环境工程学》中的经验数据，设=0.70，=0.05,则有：=10614.5(kg/d)假定排泥含水率为98%，则排泥量为(3-27)==530.73(m3/d)(P=98%)或，=1326.8(m3/d)(P=99.2%)考虑一定安全系数，则每天排泥量为1400m3/d。40 武汉理工大学毕业设计(2)排泥系统剩余污泥在重力作用下通过污泥管路排入集泥井。3.7.5需氧量及曝气系统设计计算(1)需氧量计算SBR反应池需氧量O2计算式为(3-28)式中:Qmax——最大设计流量，m3/hKh——污水时变化系数S0——进水BOD5浓度，mg/LSe——出水BOD5浓度，mg/Lε——去除1kgBOD的需氧，kg/h《环境工程学》中污泥负荷与去除单位BOD日平均需氧量的关系如下表所示：表3-3污泥负荷与去除单位BOD日平均需氧量的关系挥发性污泥负荷/[kg(BOD)·kg(MLSS)-1·d-1]平均需氧量/[kg(O)·kg(BOD)-1]最大需氧量/[kg(O2)·kg(BOD)-1]0.100.150.200.250.300.400.500.600.80≥1.001.601.381.221.111.000.880.790.740.680.652.402.212.072.001.901.761.661.631.631.63SBR处理污泥负荷设计为一般生活污水污泥的MLVSS/MLSS=0.75，所以挥发性污泥负荷为Ns/0.75=0.5kg(BOD)·kg(MLSS)-1·d-1从表3-3选定去除1kgBOD的需氧量为0.79kg，则最大时需氧量为40 武汉理工大学毕业设计(2)供气量计算设计采用塑料SX-1型空气扩散器，敷设SBR反应池池底，淹没深度H=4.5m。SX-1型空气扩散器的氧转移效率为EA=8%。查表知20℃，30℃时溶解氧饱和度分别为，空气扩散器出口处的绝对压力Pb为：Pb===(Pa)(3-29)空气离开曝气池时，氧的百分比为Ot===19.6%(3-30)曝气池中溶解氧平均饱和度为：（按最不利温度条件计算）=7.63()=1.177.63=8.93(mg/L)(3-31)水温20℃时曝气池中溶解氧平均饱和度为：=1.179.17=10.73(mg/L)20℃时脱氧清水充氧量为：(3-32)式中:——污水中杂质影响修正系数——污水含盐量影响修正系数——混合液溶解氧浓度——气压修正系数==1α一般为0.78~0.99，取0.8，β一般为0.9~0.97，取0.9，曝气池中溶解氧在最大流量时不低于2.0mg/L,即取Cj=2.0，则计算得：40 武汉理工大学毕业设计=1.38R=1.38680.6=939.2(kgO2/h)SBR反应池供气量为:===39133.3()=652.2()(3-33)每立方污水供气量为:==6.61()(3-34)——反应池进水容积()去除每千克BOD5的供气量为:==50.8()(3-35)——去除的BOD5()去除每千克BOD5的供氧量为==1.22()(3-36)3.7.6空气管计算空气管的平面布置如图3-5所示。鼓风机房出来的空气供气干管，在相邻两SBR池的隔墙上设两根供气支管，为6个SBR池供气。在每根支管上设25条配气竖管，为SBR池配气，六池共六根供气支管，150条配气管竖管。每条配气管安装SX-I扩散器26个，每池共650个扩散器，全池共3900个扩散器。扩散器布置示意图如图3-6。40 武汉理工大学毕业设计图3-5SBR池空气管平面布置图图3-6SBR池底扩散器示意图空气支管供气量为：=137.875(m3/min)=2.30(m3/s)(3-40)1.25——安全系数由于SBR反应池交替运行，六根空气支管不同时供气，故空气干管供气量亦为m3/min。选用SX-I型盆形曝气器，氧转移效率6~9%，氧动力效率1.5~2.2kg/(kwh),供气量20~25m3/h,服务面积1~2m2/个。3.7.7滗水器现在的SBR工艺一般都采用滗水器（见图3-7）排水。滗水器排水过程中能随水位的下降而下降，使排出的上清液始终是上层清液。为防止水面浮渣进入滗水器被排走，滗水器排水口一般都淹没在水下一定深度[11]。40 武汉理工大学毕业设计图3-7旋转式滗水器示意图目前SBR使用的滗水器主要有旋转式滗水器，套筒式滗水器和虹吸式滗水器三种。本工艺采用旋转式滗水器。旋转式滗水器属于有动力式滗水器，应用广泛，适合大型污水处理厂使用。本工艺采用XB-1800型旋转式滗水器。3.8鼓风机房鼓风机房要给曝气沉砂池和SBR池供气，选用TS系列罗茨鼓风机。选用TSD-150型鼓风机三台，工作两台，备用一台。设备参数：流量：20.40m3/min转速：1220r/min升压：44.1kPa机组最大重量：730kg配套电机型号Y200L-4设计鼓风机房占地L×B=20×10=200m2。功率：30kw3.9接触消毒池3.9.1设计说明城市污水经过一级或二级处理后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病源菌的可能。因此，污水排入水体前应进行消毒，特别是医院、生物制品以及屠宰场等有致病菌污染的污水，更应严格消毒。40 武汉理工大学毕业设计目前，用消毒剂消毒能产生有害物质，影响人们的身体健康已广为人知，氯化是当今消毒采用的普遍方法。氯与水中有机物作用，同时有氧化和取代作用，前者促使去除有机物或称降解有机物，而后者则是氯与有机物结合，氯取代后形成的卤化物是有致突变或致癌活性的。所以，目前污水消毒一是要控制恰当的投剂量，二是采用其他消毒剂代替液氯或游离氯，以减少有害物的生成。消毒设备应按连续工作设置。消毒设备的工作时间、消毒剂代替液氯或游离氯，以减少有害物的生成。消毒设备应按连续工作设置，消毒设备的工作时间、消毒剂投加量，可根据所排放水体的卫生要求及季节条件掌握。一般在水源的上游、旅游日、夏季应严格连续消毒，其他情况时可视排出水质及环境要求，经有关单位同意，采用间断消毒或酌减消毒剂投量。目前常用的污水消毒剂是液氯，其次是漂白粉、臭氧、次氯酸钠、氯片、氯氨、二氧化氯和紫外线等。其中液氯效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜。其他消毒剂如漂白粉投量不准确，溶解调制不便。臭氧投资大，成本高，设备管理复杂。其他几种消毒剂也有很明显的缺点，所以目前液氯仍然是消毒剂首选。3.9.2设计参数（1）水力停留时间一般取T=0.5h（2）设计投氯量一般为3.0~5.0mg/L，本工艺取最大投氯量为3.9.3设计计算（1）设计消毒池一座，池体容积(3-37)设消毒池池长L=40m，有4格，每格池宽b=5.0m，长宽比L/b=8.0。设有效水深H1=4m，接触消毒池总宽B=nb==20.0m，实际消毒池容积。满足有效停留时间的要求。（2）加氯量的计算最大投氯量为则每日投加氯量为：(3-38)选用贮氯量为800kg的液氯钢瓶，每日加氯量1瓶，共贮用15瓶，选用加氯机两台。（3）混合装置在消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机两台。40 武汉理工大学毕业设计选用JBK-2200框式调速搅拌机，搅拌直径2200mm，高2000mm，电动机功率4.0kw。接触消毒池设计为纵向折流反应池。在第一格每隔7设纵向垂直扩流板，第二格每隔11.67设垂直折流板，第三格不设。3.10污泥处理系统3.10.1污泥水分去除的意义和方法污水处理厂的污泥是由液体和固体两部分组成的悬浮液。污泥处理最重要的步骤就是分离污泥中的水分以减少污泥体积，否则其他污泥处理步骤必须承担过量不必要的污泥体积负荷。污泥中的水分和污泥固体颗粒是紧密结合在一起的，一般按照污泥水的存在形式可分为外部水和内部水，其中外部水包括孔隙水、附着水、毛细水、吸附水。污泥颗粒间的孔隙水占污泥水分的绝大部分（一般约为70%~80%），其与污泥颗粒之间的结合力相对较小，一般通过浓缩在重力的作用下即可分离。附着水（污泥颗粒表面上的水膜）和毛细水（约10%~22%）与污泥颗粒之间的结合力强，则需要借助外力，比如采用机械脱水装置进行分离。吸附水（5%~8%，含内部水）则由于非常牢固的吸附在污泥颗粒表面上，通常只能采用干燥或者焚烧的方法来去除。内部水必须事先破坏细胞，将内部水变成外部水后，才能被分离。3.10.2各部分尺寸计算1．集泥井（1）集泥井容积的计算:产泥量根据前面计算所知，产泥的是SBR反应池，泥量为1400m3/d（含水率P=99%）则每日的总排泥为V=1400（m3）考虑构筑物的每日排泥量为1400m3，需在2.0内抽完，集泥井容积定为污泥泵提升流量的10的体积：(3-39)（2）集泥井尺寸的计算设有效泥深为5，设计尺寸LB=6×5=30，池子总高为5.5m集泥井为地下式，池顶加盖，有潜污泵抽送污泥，池底相对标高-5.5，最高泥位-0.5，最低泥位-5.0。（3）污泥提升泵的选择40 武汉理工大学毕业设计选择GMP型自吸式离心泵马力：20kW相数：3极数：4型号：GMP-320-150口径：150mm质量：110kg流量：180m3/h最大流量：222m3/h扬程：17.5m最高扬程：24.0m选用六台，两台备用；特点：①　同轴直接式构造，效能高、体型小、重量轻，不占空间，安装方便；②　采用机械轴封，保证不漏水，不损轴心，免入棉纱之烦恼，延长水泵寿命；③　本体特殊构造仔细能力高，自吸时间短；④　叶轮采用开放式，污水杂物的输送能力强；⑤　抽水机置于陆上，装卸维修容易；⑥　只要一次加水运转，即可免除往后灌水的麻烦；⑦　泵吸入口高于动叶轮；⑧　吸入口设止回阀；⑨　设空气分离室来有效隔离空气与水；⑩　泵体、叶轮材质可按用户要求采用不锈钢。1．污泥浓缩池降低污泥中的含水率，可以采用污泥浓缩的方法来降低污泥中的含水率，减少污泥体积，能够减少池容积和处理所需的投药量，减小用于输送污泥的管道和泵类的尺寸。具有一定规模的污水处理工程中常用的污泥浓缩方法主要有重力浓缩.溶气气浮浓缩和离心浓缩[14]。根据需要选用间歇式重力浓缩池。40 武汉理工大学毕业设计图3-10带中心管间歇式浓缩池1—污泥入流槽；2—中心筒；3—出流堰；4—上清液排出管；5—闸门；6—吸泥管；7—排泥管（1）设计说明运行周期22h，其中进泥2.0h，浓缩15.0h，排水和排泥3.0h，闲置2.0h。浓缩前污泥量为1400，含水率。（2）设计计算①　容积计算浓缩15.0h后，污泥含水率为97%，则浓缩后污泥体积为(3-40)则污泥浓缩池所需要的容积应不小于467+1400=1867。②　工艺构造尺寸设计污泥浓缩池4个，单池容积不应小于467。设计平面尺寸为，则净面积为256。设计浓缩池上部柱体高度为5.0，其中泥深为4.0，柱体部分污泥容积为。浓缩池下部为锥斗，上口尺寸，下口尺寸为，锥斗高为，则污泥斗容积为。污泥浓缩池总容积为满足要求。（3）排水和排泥①排水40 武汉理工大学毕业设计浓缩后池内上清液利用重力排放，由站区溢流管道排入调节池。浓缩池设4根排水管于池壁，管径DN100mm。于浓缩池最高水位处置一根，向下每隔1.0m、0.6m、0.4m处设置一根排水管，下面三根安装蝶阀。②排泥浓缩后污泥泵抽送污泥贮柜。污泥泵抽升流量。浓缩池最低泥位,污泥贮柜最高泥位为5.5，则污泥泵所需静扬程为6.0。（4）设备选择选用CP(T)-55.5-100型沉水式污泥泵1台，购买2台，使用1台，备用1台，该泵工作流量，转速，电动机功率，质量。1．污泥脱水机房污泥脱水机根据所需处理污泥量，选用DYQ300型带式压滤机1台，购买2台，使用1台，备用1台。该脱水机参数：处理量22，滤带有效宽度3000mm，滤带运行速度0.5~4.0，主机功率1.5kw，外型尺寸，设备质量。设计脱水间平面尺寸为31.0×16.0m，高度5.3m。4污水厂平面布置4.1平面布置一般原则该污水处理厂为新建工程，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、管道以及渠道的平面布置，各种辅助建筑物与设施的平面布置。总平面布置适应遵守以下几点原则：1．污水及污泥处理构筑物是处理站的主体，应布局合理，其投资少及运行方便。应尽量应用厂区地形，使废水及污泥在各处理构筑物之间靠重力自流，同类构筑物之间配水均匀，切换简单，管理方便，不同构筑物之间距离适宜，衔接紧凑，一般在5~10m，污泥干化机脱水设备应在下风向，干化污泥能从旁门运走。2．合理布置生产附属设备，泵房尽量集中，靠近处理构筑物，鼓风机房要靠近曝气池，和办公室保持必要的距离，以防止噪音干扰，变电所靠近最大的用户，有必要的堆煤场地，机修间应位于各主要设备附近。此外应合理布置车库，化验室等。40 武汉理工大学毕业设计1．办公构筑物应与处理构筑物保持一定的距离，位于上风向。2．废水及污泥采用明渠输送，以便检修，管线要短，曲折少，交叉少。3．处理站应有给水设备，排水管线及雨水管，厂内废水排入总泵站的吸水池，雨水管则接于总出水渠中。4．处理站内必须设置事故排水渠以及超越管线，以及在停电及某些构筑物检修时，废水能越过检修构筑物而进入下一处理构筑物，或直接进入事故水渠。5．处理站最好有双电源、变电所应有备用设备，一般不允许在厂架设高压线。6．厂区内应有通向各处理构筑物及附属建筑物的道路，最好设置运输污泥的旁门或后门，厂区内应绿化和美化。7．平面布置应考虑将来的发展，留有余地。8．尽量采用自动化、半自动化、机械化操作。9．废水、污泥应有计算设备，以便积累运行数据。10．严寒地区应有防冻设备[18]。4.2具体布置内容1．建筑间距①　防火厂房间的防火距离，主要是保证一旦失火时，火焰蔓延到相邻厂房时，消防队能顺利进入现场灭火[17]。②　自然采光和通风为保证充分的自然采光和通风，建筑物间距不小于15m，如有15m以上土高建筑物，则间距不应该小于两相邻建筑物高度之和的一半。2．厂内道路厂内人行道的宽度根据上下班通过人数而定，一般1.8~2.0m。主要厂房应有出口和露天场地，以利消防车通过以及在其他特殊情况的使用。公路宽度不应小于5m，能允许两辆大卡车面对面通过也要考虑输送线路的循环性，避免交通堵塞。总之，总图布置设计时，必须遵守国家最新颁布的有关法令，如环境保护、工业卫生、安全防火等法律和规定，并及时征得城市规划部门和消防监督机构的同意。具体做法可用样片法、模型法、物料运量法、相对位置法等，进行分析比较，择优录用[17]。根据废水生产的来源和污泥处理工艺流程，污水处理厂位置和布置参见《平面布置图》。3.各构筑物的平面尺寸根据前面的设计计算结果，可以计算出各构筑物的平面面积，结果如下表所示：表4-1各构筑物平面尺寸40 武汉理工大学毕业设计构筑物名称平面尺寸（L×B）(m)平面面积（m2）中格栅渠细格栅渠污水提升泵房曝气沉砂池配水井单个SBR反应池接触消毒池集泥井污泥浓缩池污泥脱水间4.08×2.74.42×2.810×1012×8.88×555×3040×206×58×831×1611.012.4100105.640165080030644965污水高程布置1．高程布置任务①　定泵房、构筑物及连接管道标高（管中心线标高为主）。②　确定构筑物内液位标高。2．高程布置原则①　保证各构筑物之间的水头损失。②　协污水在各构筑物之间顺利自流。③　需算调好高程布置与平面布置的关系，做到既减少占地，又有利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本。各构筑物的水头损失和高程设计：沿程损失为（5-1）（5-2）40 武汉理工大学毕业设计（5-3）式中：V——废水流速，m/sD——管径，mL——沿程管长，mv——运动粘度，m2/s20℃时水的运动黏度v=1.006×10-6(m2/s)。取废水运动粘度v=210-6(m2/s)。局部损失为：（5-4）式中：ζ--局部阻力系数，当出水口突然扩大，D/d＞10时，ζ取1V——废水流速，m/sg——重力加速度，m/s2总水头损失为：h=h1+h2相应的各标高为：池底标高=水面标高－有效水深，池顶标高=水面标高＋超高建厂场地标高为83.50m（黄海高程），满足防洪要求。根据各构筑物之间的水头损失，可以计算出相应的水面标高，从而得出各池底标高和池顶标高。各构筑物的标高如下表6-1所示：表5-1污水处理厂高程计算表序号名称管径（mm）长度（m）沿程损失（m）局部损失（m）构筑物损失（m）合计（m）水面上高（m）水面下高（m）1100.30.385.66285.36229-101000150.0350.2420.277390.40.486.13985.73947-81000100.0230.2420.265570.30.386.70486.40465-71000150.0350.2420.277750.40.487.18186.78140 武汉理工大学毕业设计84-51000150.0350.4840.519940.30.388.087.70103-41000200.0470.4840.5311130.250.2588.63188.381122-31000200.0470.4840.531表5-1中名称代表：2—提升泵；3—泵后细格栅；4—曝气沉砂池；5—SBR池；7—接触消毒池；9—污泥浓缩池；10—均质池。6投资估算6.1估算范围污水处理厂污水处理工程、污泥处理工程、其他附属建筑工程、其他办公工程等。另外包括厂外工程（供电线路、通风线路、临时道路）[16]。6.2材料价格建筑材料价格根据市场当时价格，经调查分析综合测算后确定，如钢筋2700元/吨，水泥280元/吨，锯材2100元/吨，碎石80元/m3，中粗砂70元/m3，管材出厂价格按铸铁管3000元/吨，钢管4500元/吨。6.3运行费用污水处理厂运行费用通常包括工资福利费、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费用。1)动力费每吨污水处理动力费计人民币：0.15元/m3。日处理成本：0.15×142000=2.13万元/d2)药剂费每吨污水处理药剂费计人民币：0.12元/m3。日处理成本：0.12×142000=1.7万元/d3)工资福利费40 武汉理工大学毕业设计每吨污水处理人工费计人民币：0.08元/m3。日处理成本：0.08×142000=1.2万元/d4)折旧提成费每吨污水处理折旧费计人民币：0.09元/m3。日处理成本：0.09×142000=1.28万元/d5)修理维护基金提成每吨污水处理维修费计人民币：0.03元/m3。日处理成本：0.03×142000=0.43万元/d6)管理费销售费和其他费用（2.13＋1.7＋1.28＋0.43）×15%=0.83万元/d7)日综合成本2.13＋1.7＋1.2＋1.28＋0.43＋0.83=7.57万元/d单位综合处理成本7.57/14.2=0.53元/m36.4项目总投资项目总投资+工程造价+动态投资工程造价分为：建筑工程费用、设备购置费用、设备安装工程费用、工具用具购置费用及其他费用[17]。动态投资：建设期间贷款利息。表6-1污水处理厂投资估算表序号工程或费用名称估算价值/万元合计万元土建工程安装工程设备购置工具购置其他费用一第一部分费用593024708700————171001水处理工程费460020007000————1360①格栅400200600————1200②进水泵房350150500————1000③曝气沉砂池600300900————1800④SBR工艺18008003000————5600⑤配水井7003001000————2000⑥均质池300100400————800⑦接触消毒池450150600————120040 武汉理工大学毕业设计2污泥处理工程13304701700————3500①集泥井14060200————400②污泥泵房22080300————600③污泥浓缩池350150500————1000④污泥贮柜22080300————600⑤污泥脱水间300100400————800⑥污泥棚100————————100二第二部分工程费————————500500三预备费————————500500四建设期贷款————————500500五工程总投资593024708700——150018600结论本设计是某市14.2万m3/d污水处理工程设计，针对废水的特点，并通过工艺比选后，采用SBR工艺对废水进行处理。工艺流程为：污水经过粗格栅去除大颗粒悬浮物后，经提升泵后，在细格栅去除小颗粒悬浮物，再进入曝气沉砂池去除泥沙，经配水井调整后进入SBR池，在SBR池中，利用微生物的代谢降解大部分CODcr、BOD5、SS、NH3-N和TP等，最后进入接触消毒池，经加氯消毒后排放。SBR池中的剩余污泥进入污泥浓缩池和脱水池，最后将处理后的污泥外运。本次设计采用的SBR工艺能有效处理废水，通过对城市污水处理厂各个构筑物的设计得出，经过处理后，废水中各项污染物去除率分别为：CODcr≥88%，BOD5≥87%，SS≥92%，磷酸盐≥83%，NH3-N≥60%，废水经处理后达到地方标准《水污染排放限值》一级标准，可直接排放。通过上面的生化处理可使河流的污染大大降低，有利于河流流域水体功能的恢复，地下水化学成分被恢复，更重要的是，污水经过处理后对整个生态环境的污染大大地降低，不但能够保护人民的身体健康，同时也可以为城市40 武汉理工大学毕业设计市间接带来改善投资环境、吸引外资、增加农副产品和工业产品的质量，减少城市自来水厂的净化处理成本。建设这座污水处理厂不但能够切实有效的保护水资源，并能够促进水资源的可持续发展进而带动经济的可持续发展。参考文献[1]黄维生．浅谈我国污水处理工程的现状[J]．西南给排水，2005，22(6)：50~58.[2]XiujinLi,RuihongZhang,2002.Aerobictreatmentofdairywastewaterwithsequencingbatchreactorsystems[J].BioprocessBiosystEng.2002,25(5)：103~109.[3]喻洋斌，王敦球，张学洪，城市污水处理技术发展回顾与展望[J]，广西师范大学学报(自然科学版)，2004，22(2)：81~86．[4]豢麟源．废水生物处理[M]．上海：同济大学出版社，l989：45~51.[5]自韬光．城市污水处理技术及其发展[J]，机电设备，2003,35(3):38~42．[6]RittmannBE,LangelandWE,Simultaneousdenitrificationwithnitrificationinsingle-channeloxidationditches[J].JWPCF,1985，57(4)：300~308．[7]周雹．国内外城镇污水处理技术概况[J]．天津市政设汁，2003(3)：74~89．[8]周雹.《SBR工艺的分类和特点》给水排水技术动态，2001，02.[9]郑琴．AB法在城市污水厂的应用——介绍德国Krefeld污水处理厂[J]．给水排水，2000，26(12)：9~12．[10]彭永臻．SBR法的五大优点[J]．中国给水排水，1993,9(2)：94~l01．[11]蒋展鹏．环境工程学.第二版[M]，高等教育出版社，2005,15(6)：70~73．[12]Ch.Brepols.E.Dorgeloh.2008.Upgradingandretrofittingofmunicipalwastewatertreatmentplantsbymeansofmembranebioreactor(MBR)technology.[J].Desalination,2008，231(5)：20~26.[13]马军，邱立平．曝气生物滤池及其研究进展[J]．环境工程，2002，20(3)：7～11．[14]高延耀，顾国维，周琪.水污染控制工程.第三版[M].高等教育出版社，2006，71~76.40 武汉理工大学毕业设计[1]YiJingChan,MeiFongChongChung.LimLaw,D.G.Hassel,2009.Areviewonanaerobic–aerobictreatmentofindustrialandmunicipalwastewater[J].ChemicalEngineeringJournal,2009，155(4)：1~18.[2]许泽美，唐建国，周彤.水工业工程设计手册废水处理及再用.第一版.北京：中国建筑工业出版社，2002.[3]赵耀，赵素君，孙成才，等．浅析氧化沟污水处理技术[J]．中州建没，2006，45(7)：60~61．[4]李彦春，王志宏，汪立飞．城市污水处理技术探讨[J]．四川环境，2001，20(1)：6~22．[5]钱易．米祥友．现代废水处理新技术[M]．北京：中国科学技术出版社，l993，280~307．[6]李田，胡汉明.给水排水工程快速设计手册—5—水利计算表.第二版[M].北京：中国建筑工业出版社，1998.[7]高俊发，王社平.污水处理厂工艺设计手册.第三版.北京：化学工业出版社，2001.致谢经过几个月的不懈努力，我的毕业设计终于做完了，我的大学生涯也即将结束，本次毕业设计让我获益匪浅。首先，我要感谢我的指导老师陈水平老师。在毕设期间，陈老师在设计计算、论文编写思路、论文编写要点及工程绘图等方面给了我很大的帮助。陈老师认真负责及严谨的态度深深的影响了我，正是在陈老师的细心指导和严格要求下我才能顺利的完成本次毕业设计。其次，我要感谢我的同学们，毕设期间，同学们帮我解答我的疑问，帮我检查我的设计计算及论文格式是否正确，使我能顺利完成毕业设计。最后，我要感谢四年来母校对我的培养，四年间我学到了很多专业知识，提高了我各方面的能力，这对我未来参加工作产生了深远的影响。40 武汉理工大学毕业设计40'