同济大学届给排水污水处理毕业设计精选 64页

'毕业设计(论文)开题报告课题名称苏南地区某城镇污水厂的工程设计副标题倒置A2/O工艺学院（系）土木工程专业环境工程学生姓名俞攀学号0600712010年4月7号 一毕业设计（论文）课题背景（含文献综述）1.1项目名称苏南地区某城镇污水厂的工程设计-倒置A2/O工艺1.2项目概况按照苏南地区某城镇总体规划，功能完善、市政公用设施比较齐全的工农业城镇正在加快建设之中，随着改革开放的深入和工农业经济的迅速发展，城镇规模日益扩大，人口不断增长。2006年全市人口395239人，地区生产总值267.3亿元，工业总产值829.4亿元。由于下辖城镇发展较快，污水量不断增加，而污水处理系统没有同步建设，所以造成了镇区内的自然水体污染日益严重，地面水环境质量日趋恶化；同时也带来了对地下水质量的不利影响。活性污泥法有多种形式，应用最广泛的有三种：（1）传统推流式：A/O，A2/O；（2）SBR工艺，间歇式活性污泥法；（3）氧化沟，又称循环曝气池。1.2.1SBR工艺SBR是序列间歇式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。它的操作过程分五个阶段：进水、曝气、沉淀、滗水、闲置。由于SBR在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。对于SBR反应器来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。因此，SBR工艺发展速度极快，并衍生出许多新型SBR处理工艺。如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。SBR工艺是一种理想的间歇式活性污泥处理工艺，它具有工艺流程简单、处理效果稳定、占地面积小、耐冲击负荷强及具有脱氮除磷能力等优点，是目前正在深入研究的一项污水生物处理新技术。SBR工艺应用的一个关键是要求自动化程度较高，因而随着我国经济建设的不断发展及研究的不断深入，预计不久的将来SBR及在其基础上开发的ICEAS工艺和CASS等工艺在生产中的应用将有所突破。1.2.2氧化沟工艺氧化沟是活性污泥法的一种变型，其曝气池 呈封闭的沟渠型，所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，污水渗入其中得到净化，最早的氧化沟渠不是由钢筋混凝土建成的，而是加以护坡处理的土沟渠，是间歇进水间歇曝气的，从这一点上来说，氧化沟最早是以序批方式处理污水的技术。氧化沟污水处理的整个过程：进水、曝气、沉淀、污泥稳定和出水等全部集中在氧化沟内完成，最早的氧化沟不需另设初次沉淀池、二次沉淀池和污泥回流设备。后来处理规模和范围逐渐扩大，它通常采用延时曝气，连续进出水，所产生的微生物污泥在污水曝气净化的同时得到稳定，不需设置初沉池和污泥消化池，处理设施大大简化。氧化沟自从Pasveer氧化沟1954年出现以来，就是依靠其简便的方式处理污水而得到不断发展的。氧化沟应用多年，经久不衰，而且取得相当多的突破，例如：1968年出现了Carrousel氧化沟，1970年出现了Orbal氧化沟，1993年出现了Carrouse12000型氧化沟，1998年出现了Carrouse11000型氧化沟，而且还在不断发展，1999年又出现了Carrouse13000型氧化沟，80年代初出现了一体化氧化沟等。在我国，氧化沟技术的研究和工程实践始于上一世纪70年代，氧化沟工艺以其经济简便的突出优势已成为中小型城市污水厂的首选工艺。1.2.3自然条件（1）地形面貌该市属长江三角洲太湖水网平原，地形低平，稍有起伏，地面高程多为2.5m～4.5m（黄海高程）。境内河网密集，池塘众多，大河小浜纵横交错。市内土壤为水稻土类，主要为黄泥土，其次白土头，再次为黑土。（2）气象该市属北亚热带湿润气候区，境内四季分明、气候温和、雨水充沛、日照充足、无霜期长、是典型的海洋性气候。①年平均气温15.4℃，最热月（7月）日平均气温28.2℃;最冷月（1月）日平均气温2.5℃。②年平均降雨量1041.6mm，最多年1521.3mm（1954年）；最少年759.8mm（1925年），日最大降雨量202.9mm（1962年9月6日）。雨量的70％集中在三个时期：4、5月间的春雨；6、7月间的梅雨；9、10月的台风秋雨。③年平均日照时数2043hr，年平均日照率46％。④年平均无霜日233天。⑤年平均气压1015.9mm。⑥全年主导风向为东南偏东风，东北和北风次之。最大风速3.4m/s。（3）水文条件市区内河网水系发达，流经市区或市区附近的主要河道有:京杭大运河、北兴塘河、新兴塘河、老兴塘河、九里河、东亭港、伯渎港等河道。内河年平均水位3.18m（吴淞标高，以下同），最高洪水位4.85m（1954年），最低水位2.20m（1934年），年平均流量10.8m3/s，最大流量49.0m3/s（1980年），最小流量43.2m3/s（1922年），年平均流量3.4亿m3。（4）地质情况 境内土质较好，地耐力一般为18～20T/m2，地下水位于地表下0.5～1.0m，地震烈度7级。二、毕业设计（论文）的技术参数（研究内容）2.1毕业设计内容本地区位于太湖流域保护区的重要影响位置，属于二级保护区。地区地面水环境的污染将直接影响太湖流域用水水质，近年来太湖水体富营养化日益严重，迫切需要对流域范围内的城镇所排放的污水进行有效的处理，以控制太湖流域的水污染。这就是建设该污水处理厂的根本原因。本毕业设计内容为苏南地区某城镇污水处理厂工艺设计，设计污水量40000m3/d，选用倒置A2/O处理工艺。（1）本工程首期设计水量为40000m3/d。（2）污水进水水质：表1进水指标指标CODCrBOD5NH3－NSSTP单位（MG/L）450200352507（3）出水指标：符合GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级B标准。即：表2出水指标指标CODCrBOD5NH3－NSSTP单位（mg/L）60208（15）2012.1.1处理规模整个污水厂可用占地面积为5公顷，东西向长度为250米，要求总平面布置合理2.2倒置A2/O工艺多进水倒置A/A/O工艺采用矩形的生物池，设置氧段、厌氧段及好氧段，用隔墙分开，水流为推流式。缺氧段、厌氧段设置水下搅拌器，好氧段设微孔曝气系统。为能达到硝化阶段，选择合理的污泥龄。为使出水磷酸盐(以P计)≤0.5mg/l，在生物除磷的基础上，另外投加化学除磷药剂。2.2.1工艺流程以倒置A2/O生物处理为本工程设计的生物处理主体单元，继而再结合进水水质和排放要求，确定如图2-1工艺流程。 进水进水泵房沉砂池辐流式初沉池倒置A2/O→辐流式二沉池加氯消毒池出水泵房机械加速澄清池出水图1工艺流程图2.3工艺流程说明本工程处理工艺主要分为四部分：预处理、倒置A2/O生物处理、深度处理、回用处理。2.3.1进水泵房由城市管网收集的污水进入污水厂的进水管埋深较大，为降低后续构筑物埋深，方便施工和运行以及能在受纳水体常水位时自排，故需建设进水泵房。泵前设置粗格栅，去除进水中较大的漂浮物，拦截直径大于栅间距的杂物，保证提升系统和后续处理构筑物的正常运行，减轻生物处理的负荷。水泵考虑采用自动耦合式安装，比较方便维修。2.3.2预处理预处理采用旋流沉砂池+初沉池。A旋流沉砂池泵房出水先经过设置在旋流沉砂池之前的细格栅，可以进一步去除水中杂物，保证后续构筑物的正常运行。沉砂池一般有平流式沉砂池、曝气沉砂池和竖流式沉砂池三种。平流式沉砂池尽管处砂效果最佳，但是其沉砂表面裹有大量的有机物，易于发臭，故不适用；曝气沉砂池其利用曝气作用来使得水得到一定的预曝气作用，尽管沉砂上有机物较平流式沉砂池少，但是由于其曝气搅动作用剧烈，臭气问题十分严重。作为第三代沉砂池的竖流式沉砂池，其无论在除砂效果还是臭气问题控制方面都得到很好的保证，故以此作为本工程沉砂池的选择。B初沉池初沉池采用中心进水周边出水的辐流式结构。初沉池具有去除水中部分SS和BOD5的作用。但是针对中国污水的碳源不足问题，故设计时初沉池的表面负荷要大，停留时间要短。2.3.3生物处理通过方案论证，选用倒置A2/O作为该处理阶段的主体构筑物，主要用于去除水中氨氮及磷。A倒置A2／O工艺流程图倒置A2／O工艺的流程图如图2-1所示。 缺氧段厌氧段好氧段进水回流污泥含磷剩余污泥出水回流二沉池图2倒置A2/O工艺流程图BA2／O工艺脱氮除磷的原理a除磷原理污水以及含有大量磷的污泥部分进入厌氧段，此时污水中的有机物在厌氧发酵产酸菌的作用下转化为乙酸苷，而活性污泥中的聚磷菌在厌氧的不利状态下，将体内积聚的聚磷分解，分解产生的能量部分供聚磷生存，另一部分能量供聚磷菌主动吸收乙酸苷转化PHB的形态储藏于体内，聚磷分解形成的无机磷放回污水中，这就是厌氧放磷。污水进入好氧状态后，聚磷菌将储存于体内的PHB进行好氧分解并释放大量能量供聚磷菌增殖，部分供其主动吸收污水中的聚磷菌，以聚磷的形式积聚于体内，这就是好氧吸磷。由于活性污泥在运行中不断增殖，为了系统的稳定运行，必须从系统中排除和增殖量相当的活性污泥，也就是剩余污泥。剩余污泥中包含过量吸收磷的聚磷菌，也就是从污水中去除的含磷物质。这就是厌氧和好氧交替的生物处理系统除磷的本质。b脱氮原理污水中原有的硝酸盐和亚硝酸盐在缺氧阶段利用原水中剩余的碳源先进行反硝化，转化为氮气。然后污水进入好氧段，在此污水中的氨氮和有机氮在这里硝化，大部分转化为硝酸盐，好氧段出来的水再按照一定的回流比回流到缺氧段进行反硝化。这样利用缺氧和好氧实现了生物脱氮。C倒置A2／O工艺特点及优点A/A/O工艺是一种典型的除磷脱氮工艺，其生物反应池有Anaerobic(厌氧)、Anoxic(缺氧)和Oxic(好氧)三段组成，这是一种推流式的前置反硝化型BNR工艺，人为地创造和控制三段的时空比例和运转条件，只要碳源充足(TKN/COD≤0.08或者BOD/TKN≥4)便可根据需要，达到比较高的脱氮率。常规生物脱氮除磷工艺呈厌氧(A1)/缺氧(A2)/好氧(O)的布置形式。该布置在理论上基于这样一种认识，即：聚磷微生物有效释磷水平的充分与否，对于提高系统的除磷能力具有极端重要的意义，厌氧区在前可以是聚磷微生物优先获得碳源并得以充分释磷。 特点：﹝1﹞、由于厌氧区居前，回流污泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利影响；﹝2﹞、由于缺氧区位于系统中部，反硝化在碳源上居于不利地位，因而影响了系统的脱氮效果；﹝3﹞、由于存在内循环，常规工艺系统所排放的剩余污泥中实际只有一少部分经历了完整的释磷、吸磷过程，其余则基本上未经厌氧状态而直接由缺氧区进入好氧区，这对于系统除磷是不利的。为了解决上述缺点，同济大学与上海市政工程设计研究院合作，提出了分点进水倒置A/A/O工艺，并在上海松江污水处理厂进行了半生产性试验，获得成功，其成果经专家鉴定可用于工程设计。为了避免传统A/A/O工艺回流硝酸盐对厌氧池释磷的影响，通过吸收改良A/A/O工艺特点，将缺氧池至于厌氧池前面，来自二沉池的回流污泥和30~50%的进水，50~150%的混合液回流均进入缺氧池，停留时间为1~3h。回流污泥和混合液在缺氧池内进行反硝化，去除硝态氧，在进入厌氧段，保证了厌氧池的厌氧状态，强化除磷效果。由于污泥回流至缺氧段，缺氧段污泥浓度可较好氧段高出50%。单位池容的反硝化速率明显提高，反硝化作用能够得到有效保证。再根据不同进水水质，不同季节情况下，生物脱氮和生物除磷所需碳源的变化，调节分配至缺氧段和厌氧段的进水比例，反硝化作用能够得到有效保证，系统中的除磷效果也有保证，因此，本工艺与其他除磷脱氮工艺相比，具有明显有点。分点进水倒置A/A/O工艺采用矩形的生物池，设置氧段、厌氧段及好氧段，用隔墙分开，水流为推流式。缺氧段、厌氧段设置水下搅拌器，好氧段设微孔曝气系统。为能达到硝化阶段，选择合理的污泥龄。为使出水磷酸盐(以P计)≤0.5mg/l，在生物除磷的基础上，另外投加化学除磷药剂。由于投加除磷剂，剩余污泥及时排至脱水机房进行浓缩脱水，也能防止污泥中磷的厌氧释放重新回到系统内。2.3.4二沉池经过倒置A2/O生物处理后，无水中夹杂着大量的新生污泥和老化污泥，只有把它们与水分离，污水才可谓达到了真正的处理，所以需要在二沉池中进行泥水分离。随着倒置A2/O池中污泥流入二沉池中，污泥浓度不断下降，为保证系统稳定秩序的运行，需要污泥回流。同时，新增的污泥需也要排除系统。为了减少回流污泥和剩余污泥的体积，需在二沉池中完成污泥的浓缩。所以二沉池兼具泥水分离和污泥浓缩的功能。本设计二沉池考虑采用周边进水、周边出水的构造。周边进水水流对整个水池水流流态影响较小，使得沉淀效果不至于受到进水影响。2.3.5机械加速澄清池A运用背景由于南通东港污水处理厂设计的出水要求达到一级A 排放标准，为确保处理后的水质能达到要求，在处理工艺中引入了机械加速澄清池作为三级深度处理。B运行原理一般来说，絮凝过程必须在原水中加入混凝剂消除水中杂质颗粒之间的电性斥力后，使颗粒间发生互相碰撞才能得以顺利进行。为此，可以利用悬浮的泥渣层以增加颗粒的碰撞机会，提高凝聚效果；另一方面，创造水流的紊动性，使颗粒加速碰撞相互结合。澄清池是基于以上要求，将水中脱稳杂质的絮凝和沉淀分离两个过程综合于一个构筑物中完成的处理构筑物，主要依靠活性泥渣层达到澄清的目的。当脱稳的杂质随水流与泥渣层接触时，被泥渣层阻留下来，使水获得澄清。该过程一般称为接触絮凝过程，清水在澄清池的上部被收集。从泥渣利用的角度来看，澄清池充分利用了活性泥渣层的絮凝作用，澄清池的排泥过程能不断排除多余的陈旧泥渣，其排泥量相当于新形成的活性泥渣量，泥渣层始终处于新陈代谢状态之中，保持接触絮凝的活性。通过集混凝、沉淀于一体的机械加速澄清池，污水水质得以进一步的净化，能够更好的满足排放要求。2.3.6加氯消毒池和出水、回用泵房可以考虑加氯消毒池和出水泵房合建式，达到节约用地和简化构筑物构造的双重功能。A加氯消毒由于系统采用生化处理，尾水中存在大量细菌和其他微生物，其中也存在有大量病原菌，若不经处理直接排放会对受纳水体造成污染，危害人民的健康。因此本工程采用液氯消毒工艺，用于杀灭水中的致病微生物。液氯消毒主要是利用氯气与水反应的产物HClO的强氧化性，杀灭细菌。HClO为很小的中性分子，能扩散到带负电的细菌表面，并通过细菌的细胞壁穿透到细菌内部。当HClO分子到达细菌内部时，能发挥氧化作用破坏细菌的酶系统，而使细菌死亡。液氯消毒工艺在各大城市污水处理厂中得到广泛应用。B出水、回用泵房由于工程规划40000m3/d需回用处理，故考虑出水和回用泵房合建，并且两者都采用潜污泵提升。A过滤为了水厂管理方便，考虑采用定型的过滤器作为中水回用过滤装置。通过过滤可将水中细小的微粒通过水与滤料接触，在粘附和迁移作用下，水中的污染物被截留与滤料层中，使水得到了净化。现今常用的滤料为石英砂，但是其孔隙率较大，对于微小物质的截留效果一般，故考虑以高分子丙纶纤维为滤料。B反冲洗泵房一段时间后，滤料层中截留了大量的污染物，致使滤料的过滤能力大大降低，会影响出水水质，所以要每隔一定周期对过滤器进行反冲洗。滤料层是紧密压实的滤料堆积而成的，所以，反冲洗的手头要求较高。可以考虑将反冲洗泵房建于过滤器间中，其反冲洗用水来源于回用处理后水。 三、毕业设计（论文）的主要参考文献[1]李海，孙瑞征，陈振选等.城市污水处理技术及工程实例.北京：化学工业出版社.[2]金兆丰，徐竟成.城市污水回用技术手册.北京：化学工业出版社.[3]高俊发，王社平.污水处理厂工艺设计.北京：化学工业出版社.[4]韩魁声，齐杰，白春光等.污水生物工艺技术.大连：大连理工大学出版社.[5]高庭耀，顾国维.水污染控制工程.北京：高等教育出版社,1999.[6]张忠祥，钱易，张非娟.环境工程手册水污染防治卷.北京：高等教育出版社,1996.[7]张自杰.排水工程.第四版.北京：中国建筑工业出版社，2000.[8]肖锦.城市污水处理及回用技术.北京：化学工业出版社,2002.[9]周彤.污水回用决策与技术.北京：化学工业出版社,2002.[10]金兆丰余志荣.污水处理组合工艺及应用实例北京：化学工业出版社,2003.[11]金兆丰徐竟成.城市污水回用技术手册北京：化学工业出版社,2004.[12]曾科等.污水处理厂设计与运行.北京：化学工业出版社，2001.[13]室外排水设计规范.GB50014－2006.中国计划出版社.[14]室外给水设计规范.GB50013－2006.中国计划出版社.[15]污水再生利用工程设计规范.GB50335-2002.中国建筑工业出版社.[16]给水排水设计手册（第一、三、五、十、十一、十二册）.中国建筑工业出版社.[17]给水排水快速设计手册（第三册）.中国建筑工业出版社.[18]水工业工程设计手册（废水处理及再用）.北京：中国建筑工业出版社，2002.[19]王凯军，贾立敏.城市污水生物处理新技术开发与应用.北京：化学工业出版社,2001.[20]（德）K.马迪克，S.孔斯特.污水生物处理和水污染控制.北京：中国环境科学出版社,1991.[21]McGraw-Hill.WastewaterEngineeringTreatmentDisposalReuse：Metcalf，Eddy,IncBookCompany，1991.[22]J.W.Clark,W.Viessman,andM.J.Hammer.WasteSupplyandPollutioncontrol：Harper–Pullishers，1997. 四、审核意见指导教师审核意见：（针对选题的价值及可行性作出具体评价）指导教师签名年月日专业审核意见：负责人签名年月日目录 第一部分5苏南地区某城镇污水处理厂设计51概述61.1工程设计内容61.2相关法律背景61.3设计采用的主要规范和标准61.4工程区域概况和自然条件71.4.1项目概况71.4.2气候71.4.3地形地貌71.4.4地质条件81.4.5水文条件82污水水量、水质及设计标准82.1污水水量82.2水质情况83污水处理厂设计原则83.1污水处理工艺选择83.2污泥处理工艺选择94污水处理工艺94.1水质特性分析94.2适用工艺分析104.2.1正置A2O工艺104.2.2倒置A2/O工艺114.2.3MSBR工艺124.3处理工艺144.3.1预处理工艺144.3.2生物处理工艺145污泥处理工艺155.1污泥处理工艺选择155.2污泥量确定165.3污泥处理工艺流程165.4主要设计尺寸165.4.1污泥贮泥池165.3.2污泥脱水机房166工程设计176.1平面布置176.1.1平面布置原则176.1.2平面布置说明186.2高程布置186.2.1处理构筑物高程计算原则186.2.2各构筑物设计水位196.3主要构（建）筑物设计196.3.1进水泵房196.3.2细格栅和旋流沉砂池206.3.3辐流式初沉池216.3.4A2/O反应池216.3.5辐流式二沉池216.3.6消毒池226.3.7污泥池226.3.8鼓风机房226.3.9脱水机房227环境保护、劳动保护、消防与节能227.1环境保护227.2劳动保护237.3消防237.4节能247.4.1基本国策24 7.4.2本工程的节能措施248人员编制259结论与建议259.1结论259.2建议26第二部分27苏南地区某城镇污水处理厂设计271进水管282粗格栅282.1格栅宽度B282.2过栅水损h1282.3栅槽总长度L282.4每日栅渣量W292.5设备选型292.5.1格栅选型292.5.2带式传输机293污水泵房293.1单台泵流量293.2设备选型303.3集水池304细格栅304.1格栅宽度B304.2过栅水损h1304.3栅槽总长度L314.4每日栅渣量W314.5设备选型314.5.1螺旋格栅机314.5.2螺杆传输机325旋流沉砂池325.1单池流量325.2沉砂量325.3沉砂池选型325.3.1旋流沉砂池除砂机325.3.2砂水分离机335.4设备参数校核335.4.1表面负荷校核335.4.2停留时间336辐流式初沉池336.1沉淀池尺寸计算336.2沉淀池有效水深346.3污泥部分有效容积346.4沉淀池高度346.5排泥机械选型357倒置A2/O池357.1缺氧池容积计算357.2厌氧池容积计算367.3好氧池容积计算367.4回流比367.5反应池主要尺寸计算377.6校核氮磷负荷377.7剩余污泥量ΔX387.8反应池进、出水系统计算387.8.1进水管387.8.2回流污泥管387.8.3进水井397.8.4出水堰及出水井397.8.5出水管39 7.9设备选型407.9.1厌氧池设备选择407.9.2缺氧池设备选择408辐流式二沉池408.1沉淀池表面面积408.2池子直径408.3实际表面负荷408.4校对堰口负荷408.5校对固体负荷418.6沉淀区有效水深h2418.7污泥区的容积V418.8沉淀池高度418.8.1污泥斗高度418.8.2圆锥体高度428.8.3竖直段污泥高度428.9刮泥设备选型429曝气系统429.1排出生物反应池系统的微生物量429.2设计需氧量AOR429.2.1碳化需氧量439.2.2硝化氨氮需氧量439.2.3反硝化脱氮产生的氧量439.2.4需氧量439.3标准需氧量449.3.1空气扩散气出口处绝对压强449.3.2空气离开好氧反应池时氧的百分比449.3.3好氧反应池中平均溶解氧饱和度449.3.5供气量459.3.6所需空气压力p459.3.7曝气器数量计算（以单组反应池计算）459.3.8曝气系统管路系统布置459.3.9鼓风机选择4710消毒池及出水4710.1加氯量G4710.2储氯量W4710.3加氯机和氯瓶4710.4加氯间和氯库4810.5接触池计算4810.6复核池容4810.7设备选型4810.8出水4811污泥量计算4911.1回流污泥浓度的计算4911.2贮泥池计算4911.2.1初沉池泥量4911.2.2二沉池活性污泥量4911.2.3贮泥池设定4911.3剩余污泥泵5012回流量计算5012.1外回流5012.2内回流5113污泥脱水机房5113.1带式压滤机5113.2螺杆泵5114高程计算5214.1进水泵房5214.2旋流沉砂池54 14.3辐流式初沉池配水井5414.4辐流式初沉池5414.5A2/O生物反应池5514.6辐流式二沉池配水井5514.7辐流式二沉池5514.8氯消毒池和出水泵房5614.8.1氯消毒池5614.8.2出水5614.9初沉池污泥井5614.10二沉池回流污泥、剩余污泥井5614.11贮泥池57参考文献58谢辞59 第一部分苏南地区某城镇污水处理厂设计设计说明书 1概述1.1工程设计内容苏南地区某城镇污水处理厂，工程规模40000m3/d。1.2相关法律背景随着人类文明的进步和社会经济的发展，人类逐渐认识到保护环境和控制污染对繁荣经济、稳定社会的重大意义。在我国，环境保护已作为一项基本国策加以贯彻，受到全社会和各级人民政府的重视，为此中央人民政府和有关部门颁布了一系列法律和法规，以保证这项基本国策的贯彻执行。由国家所颁布的有关防治水污染方面的法律和法规如下：《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月）；《中华人民共和国水污染防治法》（1996年5月）；《建设项目环境保护管理条例》（1998年12月）；《建设项目环境保护设计规定》（1987年3月）；《水污染物排放许可证管理暂行办法》（1988年3月）；《污水处理设施环境保护、监督管理办法》（1989年11月）；《饮用水水源保护区污染防治管理规定》（1989年7月）。1.3设计采用的主要规范和标准（1）《室外排水设计规范》（GBJ14—87）1997年版；（2）《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）；（3）《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）；（4）《城市污水处理厂污水污泥排放标准》（CJ3025-93）；（5）《城市区域环境噪声标准》（GB3096-93）；（6）《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）；（7）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；（8）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；（9）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）；（10）《城镇污水厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ31-89）；（11）《泵站设计规范》（DB/T50265-97）；（12）《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）；（13）《给水排水工程水池结构设计规程》（CECS138：2002）；（14）《给水排水工程钢筋砼沉井结构设计规程》（CECS137：2002）；（15）《给水排水工程埋地预制混凝土圆管管道结构设计规程》（CECS143：2002）；（16）《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19-87）2001版；（17）《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）2001版；（18）《城市污水处理厂运行、维护及其安全技术规程》（CJJ60-94）； （19）《全国通用给排水标准图集》（S1，S2，S3）1.4工程区域概况和自然条件1.4.1项目概况按照苏南地区某城镇总体规划，功能完善、市政公用设施比较齐全的工农业城镇正在加快建设之中，随着改革开放的深入和工农业经济的迅速发展，城镇规模日益扩大，人口不断增长。2006年全市人口395239人，地区生产总值267.3亿元，工业总产值829.4亿元。由于下辖城镇发展较快，污水量不断增加，而污水处理系统没有同步建设，所以造成了镇区内的自然水体污染日益严重，地面水环境质量日趋恶化；同时也带来了对地下水质量的不利影响。本地区位于太湖流域保护区的重要影响位置，属于二级保护区。地区地面水环境的污染将直接影响太湖流域用水水质，近年来太湖水体富营养化日益严重，迫切需要对流域范围内的城镇所排放的污水进行有效的处理，以控制太湖流域的水污染。这就是建设该污水处理厂的根本原因。本毕业设计内容为苏南地区某城镇污水处理厂工艺设计，设计污水量40000m3/d，选用倒置A2/O处理工艺。1.4.2气候该市属北亚热带湿润气候区，境内四季分明、气候温和、雨水充沛、日照充足、无霜期长、是典型的海洋性气候。①年平均气温15.4℃，最热月（7月）日平均气温28.2℃;最冷月（1月）日平均气温2.5℃。②年平均降雨量1041.6mm，最多年1521.3mm（1954年）；最少年759.8mm（1925年），日最大降雨量202.9mm（1962年9月6日）。雨量的70％集中在三个时期：4、5月间的春雨；6、7月间的梅雨；9、10月的台风秋雨。③年平均日照时数2043hr，年平均日照率46％。④年平均无霜日233天。⑤年平均气压1015.9mm。1.4.3地形地貌（1）地形面貌该市属长江三角洲太湖水网平原，地形低平，稍有起伏，地面高程多为2.5m～4.5m（黄海高程）。境内河网密集，池塘众多，大河小浜纵横交错。市内土壤为水稻土类，主要为黄泥土，其次白土头，再次为黑土。1.4.4地质条件境内土质较好，地耐力一般为18～20T/m2，地下水位于地表下0.5～1.0m，地震烈度7级。1.4.5水文条件 市区内河网水系发达，流经市区或市区附近的主要河道有:京杭大运河、北兴塘河、新兴塘河、老兴塘河、九里河、东亭港、伯渎港等河道。内河年平均水位3.18m（吴淞标高，以下同），最高洪水位4.85m（1954年），最低水位2.20m（1934年），年平均流量10.8m3/s，最大流量49.0m3/s（1980年），最小流量43.2m3/s（1922年），年平均流量3.42污水水量、水质及设计标准2.1污水水量工程设计规模为40000m3/d根据水量查表，取总变化系数1.41，故最高日设计水量按56500m3/d计。2.2水质情况（1）浙西某开发区污水处理厂进水主要水质指标为：表2.1进水水质指标指标CODCrBOD5NH3－NSSTP单位（mg/L）450200352507（2）污水处理出水水质按《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中一级B标准执行，即：表2.2出水水质指标指标CODCrBOD5NH3－NSSTP单位（mg/L）60208（15）2013污水处理厂设计原则3.1污水处理工艺选择（1）贯彻国家关于环境保护的基本国策，执行国家的相关法规、政策、规范和标准；（2）污水处理厂作为环保工程，设计中尽量减少污水处理厂对环境的负面影响，如气味、噪音、固体废弃物等；（3）污水处理工艺的选择必须根据原水水质与水量，受纳水体的环境容量与利用情况，通过经济技术比较优先采用低能耗、低运行费用、低基建费用、占地少、操作管理方便成熟的处理工艺；（4）积极慎重地采用经过鉴定或实践证明是行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备。污水处理厂出水水质达到国家和地方现行的有关规定；（5）污水处理设备、仪表选用首先立足于国内，对目前暂不能生产或质量尚未过关的部分产品考虑适当引进； （6）污水厂总平面布置力求紧凑，土方平衡，减少占地和投资费用；（7）以人为本，充分考虑便于污水厂运行管理的措施。3.2污泥处理工艺选择（1）污水处理产生的污泥，其处理和处置的工艺按污泥量、污泥性质，根据国情和当地的自然环境以及农业、园林业的可利用条件、卫生填埋等因素综合考虑确定；（2）污泥处理应因地制宜采取经济合理的方法进行稳定化处理。4污水处理工艺目前，随着工业的发展，污水原水的水质成分愈来愈复杂、污水处理的难度愈来愈大；而随着社会的发展和环境要求的提高，污水处理排放的标准则愈来愈严，处理的要求从过去以去除有机污染物为主，发展为如今的在去除有机物的同时又要进行氮磷营养性元素去除的多元性目标。随着污水处理工艺技术的发展，工艺方法日新月异、种类繁多。众多工艺方法为工程设计提供了多种选择的机会，也为工程设计中确定最佳工艺方案形成一定的困难，然而就去除污水中的有机物及氮磷营养物而言，采用生物处理法不仅有效、而且经济，对于这一点，业内人士有着广泛的共识。就目前的污水处理工艺技术而言，污水中有机污染物的去除，目前仍以好氧生物降解为主，对于污水中愈来愈多的难降解有机物，通过厌氧水解提高其可生化性或通过缺氧过程提高去除效率，最终通过好氧处理确保达到排放标准。4.1水质特性分析此工程污水来源主要为开发区内的生活污水，污水的污染指标的特征体现为以下几点：(1)悬浮物该开发区内悬浮物含量较高，SS=250mg/L，需要进行一定的物理处理，需在进水泵房后设置细格栅，沉砂池等构筑物以去除悬浮颗粒物。(2)可生化性该开发区CODcr=450mg/L,BOD5=200mg/L,BOD/COD=0.44,生物可生化性好，可以考虑采用生物处理法，对于处理此类废水会取得较好的效果。(3)氮磷处理该开发区进水氮磷含量较高，这是由于容纳较多生活污水所致，所以考虑工艺主体构筑物时应充分考虑脱氮除磷效果。根据该开发区内的功能特点及周边河流保护的需要，所选工艺在保证较好的出水水质条件下，还要达到较高的脱氮除磷效果。在以活性污泥法为基础的二级处理流程中，可供选择的具有明显脱氮除磷效果的流程有：正置A2/O工艺、倒置A2/O工艺及MSBR工艺等。以下即对这几种工艺进行比较： 4.2适用工艺分析4.2.1正置A2O工艺(1)倒置A2/O工艺流程A2/O法，即厌氧—缺氧—耗氧三段式活性污泥法。此工艺是传统活性污泥工艺、生物硝化及反硝化工艺与生物除磷工艺的结合。污水在流经三个不同功能分区的过程中，在不同微生物菌群的作用下，使污水中的有机物、氮、磷得到去除。其工艺流程如图4.1：厌氧池缺氧池好氧池二沉池进水出水内回流外回流图4.2A2/O工艺流程图污水首先进入厌氧池与回流污泥混合，在兼性厌氧发酵细菌的作用下部分易生物降解大分子有机物被转化为小分子的挥发性脂肪酸，聚磷菌吸收这些小分子有机物合成PHB并储存在细胞内，同时将细胞内聚磷水解成正磷酸盐，释放到水中，释放的能量可供专性好氧的聚磷菌在厌氧的压抑环境下维持生存；随后污水进入缺氧池，反硝化菌利用污水中的有机物和回流混合液中的硝酸盐进行反硝化，可同时去碳脱氮；当污水进入好氧池时，有机物浓度已很低，聚磷菌主要是靠分解体内储存的PHB来获得能量供自身生长繁殖，同时超量吸收水中的溶解性磷以聚磷酸盐的形式储存在体内，经过沉淀，将含磷高的污泥从水中分离出来，达到除磷的效果。A2/O的脱氮除磷机制由两部分组成，一是除磷，一是脱氮。A2/O工艺生物脱氮除磷系统的活性污泥中的菌群主要由硝化菌、反硝化菌和聚磷菌组成。在好氧段，硝化菌将污水中的氨氮及由有机氮转化成的氨氮，通过生物硝化作用，转化成硝酸盐。在缺氧段，由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中BOD作为氢供给体(有机碳源)，反硝化菌将通过内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用，将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的。在厌氧段，污水中的活性污泥在厌氧环境下释放出聚磷菌，并吸收易降解有机物；在好氧状况下聚磷菌超量吸收磷，以剩余污泥形式排出系统。(2)正置A2/O工艺特点常规A2/O工艺呈厌氧—缺氧—好氧的布置形式，基于对理论的这样一种认识，即：聚磷微生物有效释磷的充分与否，对于提高系统得除磷能力有着极其重要的意义，厌氧区在前可以使聚磷微生物优先获得碳源并得以充分释磷。A2/O工艺在系统上是最简单的同步脱氮除磷工艺，总水力停留时间小于同类其它工艺。在厌氧、缺氧、好氧交替运行的条件下可抑制丝状菌繁殖，克服污泥膨胀, SVI值一般小于100，有利于处理后的泥水分离，运行中厌氧和缺氧段只需轻轻搅拌，运行费用低。由于厌氧、缺氧、好氧三个区严格分开，有利于不同微生物菌群繁殖生长，因此脱氮除磷效果非常好。目前在国内外使用比较广泛。特别是好氧池有机物浓度很低，十分有利于自养型硝化细菌的生长繁殖。具有较好除磷效果。(3)正置A2/O工艺存在的问题a.由于存在内循环，常规工艺系统所排放的剩余污泥中实际上只有一小部分经历了完整的释磷、吸磷过程，其余则基本上未经厌氧状态而直接由缺氧区进入好氧区，这对于除磷是不利的。b.由于缺氧区位于系统中部，反硝化在碳源分配上居于不利地位，因而影响了系统的脱氮效果。c.由于厌氧区前，回流污泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利影响，为了避免该影响而开发的一些新工艺趋于复杂化。4.2.2倒置A2/O工艺为改善传统工艺的除磷效果，同济大学提出了一种倒置的A2/O工艺，即是将常规A2/O生物脱氮除磷工艺系统的厌氧、缺氧环境倒置。缺氧池、厌氧池配有搅拌设备，好氧池通过曝气维持供氧，将缺氧池置于厌氧池前，增大了反硝化速率。进水、回流硝化液和回流污泥一起进入缺氧区，微生物利用进水中有机物为碳源，使得回流硝化液和回流污泥带来的硝态氮在反硝化菌的作用下进行反硝化反应，形成N2逸至大气中，实现了系统的前置脱氮。回流硝化液和回流污泥经过缺氧反硝化以后进人厌氧区。避免了硝酸盐对厌氧环境的不利影响。硝酸盐在缺氧区消耗殆尽，使厌缺氧段厌氧段好氧段进水回流污泥含磷剩余污泥出水回流二沉池图4.2倒置A2/O工艺流程图氧区ORP较低，有利于微生物形成更强的吸磷动力，在厌氧区，聚磷菌将进水中的剩余碳源转化为PHB等储能物质积聚吸磷动力，聚磷微生物利用胞内聚磷分解产生的能量吸收污水中的易降解COD，同时释放磷酸盐。在好氧区前段，有机污染物进一步被降解，同时聚磷菌利用在厌氧条件下产生的动力进行过度吸磷，到好氧区后段则BOD大幅度降低，BOD/TKN 值较低利于硝化菌的生长，主要进行硝化反应，硝化菌将污水中存在的氨氮转化为硝酸盐氮。通过对比试验发现，由于聚磷菌厌氧释磷后直接进入好氧环境，其在厌氧状态下形成的吸磷动力可以得到充分利用，故倒置的A2/O工艺较传统A2/O工艺，出水磷含量明显降低，同时因为缺氧段位于首端，反硝化可优先获得碳源，因此反硝化速率也可提高30%～59%。4.2.3MSBR工艺MSBR是一种连续进水、连续出水的生物反应器，实质上是A2/O系统与SBR系统串联而成，因此具有A2/O的生物除磷脱氮功能和SBR的一体化、流程简洁、控制灵活等优点。具体的工作原理为：污水首先进入厌氧池与经过浓缩及缺氧后进一步去除硝酸盐的回流污泥混合，以保证厌氧条件，回流污泥在厌氧池进行充分放磷，然后与污水一起进入缺氧池，与好氧池的内回流污泥混合进行反硝化。反硝化后的污水进入好氧池，有机物在好氧池被降解，活性污泥充分吸磷后再进入起沉淀作用的SBR池，澄清后的污水被排放。此时另一边SBR一方面接不同的时段进行处于缺、好氧情况下，进行反硝化和硝化作用，或起静置沉淀的作用，另外有1.0～1.5Q的回流至浓缩区进行浓缩，上清液直接进入好氧池，浓缩污泥则进入缺氧池，一方面可以再进行反硝化，另一方面保证回流污泥总的溶解氧最小，为后继厌氧池的放磷提供更加有利的条件。好氧池污泥浓缩厌氧池缺氧池进水SBR缺氧池回流出水SBR回流回流图4.3MSBR工艺流程图传统的SBR法是将有机物降解和脱氮除磷等过程集中在一个反应器内完成，以其处理流程简单、运行效果好、具备良好脱氮除磷功能等独特优点受到污水处理界青睐，但由于传统SBR法间歇进水，间歇排水，处理周期长，周期运行开始和结束阶段的污泥负荷率低，降解深度慢，滗水末期反应装置的有效容积仅占总容积的三分之一，且滗水装置构造复杂，单位时间出水量有一定限制。因而制约了它大规模、大范围的应用。而MSBR是在总结了各种污水处理工艺运行的特点，改进存在的缺点，强化优势同时进行必要的试验研究并从理论上进行总结提高，该工艺流程和结构形式综合了BARDENPHO、A2/O、氧化沟、CAST 等脱氮除磷工艺的特点，为各种微生物生成创造了最佳的环境条件和水力条件，使有机物的降解、氨氮的消化与反消化、磷的释放和吸收等生化过程一直处于高效反应状态，提高了反应效率，整个系统采用组合式连体结构，减少了占地面积，降低了运行费用。现对城市污水处理过程中的三种工艺（正置A2/O、倒置A2/O、MSBR）进行比较。结果如表4.1：表4.1正置A2/O、倒置A2/O、MSBR工艺比较表采用工艺优点缺点正置A2O工艺（1）工艺流程简洁，运行费用低（2）污泥在厌氧、缺氧、好氧环境中交替运行，丝状菌不能大量繁殖，污泥沉降性能好。(3)系统出水氨氮、总磷浓度低（1）水力停留时间较长（2）回流污泥含有硝酸盐进入厌氧区，对除磷效果有影响；（3）设备较多，维护难度大倒置A2O工艺(1)参与回流的污泥均经历完整厌氧-好氧过程，处理较彻底（2）运行动力消耗较低，管理难度低（3）脱氮除磷效果较A2O工艺好（1）设备较多，维护难度大MSBR工艺（1）能承受冲击负荷，稳定性好（2）脱氮除磷和污泥絮凝情况好，出水情况良好（3）系统占地较小（4）自动化程度高（1）维护管理复杂（2）设备数量较多综合考虑各方案优缺点，以及本次设计需要达到较高的氮磷去除率，由于倒置A2/O工艺在脱氮除磷方面有较好效果，故本次设计采用倒置A2/O工艺处理开发区内污水。4.3处理工艺4.3.1预处理工艺（1）沉砂池：为避免大颗粒泥砂进入后续构筑物沉积，故设置沉砂池进行处理。（2）沉淀池：采用辐流式初沉池，出水进入反应池。4.3.2生物处理工艺（1）倒置A2/O反应池 倒置A2/O工艺将厌氧、缺氧环境倒置，从根本上解决了生物脱氮除磷系统存在的一系列问题。缺氧池、厌氧池配有搅拌设备，好氧池通过曝气维持供氧。将缺氧池置于厌氧池前。增大了反硝化速率。进水、回流硝化液和回流污泥一起进入缺氧区，微生物利用进水中有机物为碳源，使得回流硝化液和回流污泥带来的硝态氮在反硝化菌的作用下进行反硝化反应，形成N2逸至大气中，实现了系统的前置脱氮。回流硝化液和回流污泥经过缺氧反硝化以后进人厌氧区。避免了硝酸盐对厌氧环境的不利影响。硝酸盐在缺氧区消耗殆尽，使厌氧区ORP较低，有利于微生物形成更强的吸磷动力，在厌氧区，聚磷菌将进水中的剩余碳源转化为PHB等储能物质积聚吸磷动力，聚磷微生物利用胞内聚磷分解产生的能量吸收污水中的易降解COD，同时释放磷酸盐。在好氧区前段，有机污染物进一步被降解，同时聚磷菌利用在厌氧条件下产生的动力进行过度吸磷，到好氧区后段则BOD大幅度降低，BOD/TKN值较低利于硝化菌的生长，主要进行硝化反应，硝化菌将污水中存在的氨氮转化为硝酸盐氮。此外，倒置A2/O工艺还可以采用分点进水方式，在满足反硝化碳源需求的同时。部分污水直接进入厌氧区，增强厌氧压抑状态，聚磷菌的过度吸磷动力得到加强，可以进一步强化系统除磷功能。混合液在二沉池进行泥水分离．一部分污泥回流到缺氧池前端，另一部分富含磷的剩余污泥从系统中排出。从而实现生物除磷的目的。缺氧段、厌氧段并无严格的界限，主要取决于工艺构筑物采用的形式和前置反硝化的效果。污水分点进人缺氧池和厌氧池，其目的是为缺氧池的反硝化和厌氧池的生物除磷提供碳源，在缺氧池中利用可生物降解的COD作为反硝化碳源，可以减轻好氧池的负荷。5污泥处理工艺5.1污泥处理工艺选择本工程的污泥主要有以下几个来源：辐流式沉淀池、A2/O反应池、辐流式二沉池。所排污泥均通过重力排放至贮泥池，通过贮泥池加压送入脱水机进行脱水，脱水后泥饼外运。污泥脱水可供选择的技术也有多种，如：自然干化、真空过滤、板框压滤、带式过滤和离心脱水等。（1）自然干化是借助于自然蒸发和砂层过滤来使污泥得到干化，虽然它是最经济的污泥脱水方式，但效率低下。一般适用于气候干燥、年降水量小，用地富裕和环境条件许可的场所，但上述条件本项目都不具备，因此不予考虑。（2）真空过滤是通过抽真空将污泥中的水分强制分离从而使污泥得到干化。真空过滤系统复杂，单机处理能力小，操作环境状况不佳。目前在污泥处理方面运用较少。（3）板框压滤是借助机械挤压使污泥中的水透过滤布来使污泥得到干化的。板框压滤虽然固体回收率高、脱水后污泥的含水率低、药耗小，但由于是间歇操作、工作效率低、自动化程度低、占地和土建投资较大。（4）带式压滤是通过辊轴挤压循环运动的带式滤布，使污泥中的水分透过滤布被滤 除、污泥得到干化。带式压滤机由于能够连续运行，操作管理简单、运行费用较低。带式浓缩脱水一体机的研发成功为其开拓了更为广阔的应用前景。（5）离心脱水机利用污泥中固、液相密度的不同通过高速离心操作来实现固液分离。离心脱水机固体回收率高、清液含固率低、占地少、操作管理简单。与其他脱水形式不同的是离心脱水机可实现完全封闭构造，完全可以做到污泥不落地、污水不外流、臭气不外逸，工作环境状况十分良好，不足之处是设备价格较高、动力消耗较大、运行费用较高。目前常用的是集浓缩与脱水为一体的卧螺式浓缩脱水离心机。鉴于上述比较，本项目污泥处理系统考虑采用浓缩脱水一体式带式压滤机。5.2污泥量确定污泥处理构筑物有贮泥池、污泥脱水房等。设定剩余污泥产率为0.6kgSS/kgBOD5，则：污泥产量为：初沉池处理排出的污泥量为：155.5m3/d（以含水率95%计）二沉池处理排出的污泥量为：720m3/d（以含水率99.4%计）总污泥量为：875.5m3/d脱水后污泥量为：60.5m3/d（以含水率80%计）5.3污泥处理工艺流程由于本污水处理厂近期规模相对较小，为节约工程投资，污泥处理近期采用浓缩、脱水工艺。本工程污泥处理的工艺流程图5.1所示：辐流式初沉池A2/O反应池辐流式二沉池贮泥池污泥脱水机房泥饼外运图5.1污泥处理工艺流程图5.4主要设计尺寸5.4.1污泥贮泥池数量：2格池形：方形停留时间：16h贮泥池池径：10m有效水深：5.0m 贮泥池高度：4.13m5.3.2污泥脱水机房带式浓缩脱水一体机：2台螺杆泵：2台6工程设计6.1平面布置6.1.1平面布置原则（1）污水厂的总体布置应根据厂内各建筑物和构筑物的功能和流程要求，结合厂址地形、气候和地质条件，优化运行成本，便于施工、维护和管理等因素，经技术经济比较确定。（2）污水厂厂区内各建筑物造型应简洁美观，节省材料，选材适当，并应使建筑物和构筑物群体的效果与周围环境协调。（3）生产管理建筑物和生活设施宜集中布置，其位置和朝向应力求合理，并应与处理构筑物保持一定距离。（4）污水和污泥的处理构筑物宜根据情况尽可能分别集中布置。处理构筑物的间距应紧凑、合理，符合现行的防火规范的要求，并应满足各构筑物的施工、设备安装和埋设各种管道以及养护、维修和管理的要求。（5）污水厂的工艺流程、竖向设计宜充分利用地形，符合排水通畅、降低能耗、平衡土方的要求。（6）厂区消防的设计和消化池、贮气罐、污泥气压缩机房、污泥气发电机房、污泥气燃烧装置、污泥气管道、污泥干化装置、污泥焚烧装置及其他危险品仓库等的位置和设计，应符合现行的防火规范的要求。（7）污水厂内可根据需要，在适当地点设置堆放材料、备件、燃料和废渣等物料及停车的场地。（8）污水厂应设置通向各构筑物和附属建筑物的必要通道，通道的设计应符合下列要求：①主要车行道的宽度：单车道为3.5~4.0m，双车道为6.0~7.0m，并应有回车道；②车行道的转弯半径宜为6.0~10.0m；③人行道的宽度宜为1.5~2.0m；④通向高架构筑物的扶梯倾角一般宜采用30°，不宜大于45°；⑤天桥宽度不宜小于1.0m；⑥车道、通道的布置应符合现行的防火规范要求，并应符合当地有关部门的规定。（9）污水厂周围根据现场条件应设置围墙，其高度不宜小于2.0m。（10）污水厂的大门尺寸应能容运输最大设备或部件的车辆出入，并应另设运输废渣的侧门。 （11）污水厂并联运行的处理构筑物间应设均匀配水装置，各处理构筑物系统间宜设可切换的连通管渠。（12）污水厂内各种管渠应全面安排，避免相互干扰。管道复杂时宜设置管廊。处理构筑物间输水、输泥和输气管线的布置应使管渠长度短、损失小、流行通畅、不易堵塞和便于清通。各污水处理构筑物间的管渠连通，在条件适宜时，应采用明渠。管廊内宜敷设仪表电缆、电信电缆、电力电缆、给水管、污水管、污泥管、再生水管、压缩空气管等，并设置色标。管廊内应设通风、照明、广播、电话、火警及可燃气体报警系统、独立的排水系统、吊物孔、人行通道出入口和维护需要的设施等，并应符合现行的防火规范要求。（13）污水厂应合理布置处理构筑物的超越管渠。（14）处理构筑物应设排空设施，排出水应回流处理。（15）污水厂宜设置再生水处理系统。（16）厂区的给水系统、再生水系统严禁与处理装置直接连接。（17）污水厂的供电系统，应按二级负荷设计，重要的污水厂宜按一级负荷设计。当不能满足上述要求时，应设置备用动力设施。（18）污水厂附属建筑物的组成及其面积，应根据污水厂的规模，工艺流程，计算机监控系统的水平和管理体制等，结合当地实际情况，本着节约的原则确定，并应符合现行的有关规定。（19）根据维护管理的需要，宜在厂区适当地点设置配电箱、照明、联络电话、冲洗水栓、浴室、厕所等设施。（20）处理构筑物应设置适用的栏杆，防滑梯等安全措施，高架处理构筑物还应设置避雷设施。6.1.2平面布置说明根据平面布置原则，结合本工程实际情况进行平面布置，具体请参见总平面布置图和总平面管线图。6.2高程布置6.2.1处理构筑物高程计算原则根据污水处理厂进水管高程、受纳水体潮位资料、工艺布置、土方平衡以及土建设计要求，进行污水处理厂的高程设计。高程设计时尽量减少污水的提升高度以节约能源，并充分利用现状条件，减少工程投资费用。污水通过细格栅，经过进水泵房提升后，在重力作用下通过沉砂池、辐流式初沉池、倒置A2/O反应池、辐流式二沉池，再经出水泵房二次提升，沿厂区出水管排入受纳水体。6.2.2各构筑物设计水位各构筑物设计水位如表6.1所示： 表6.1各构筑物设计水位（m）构筑物设计水位粗格栅-4.30细格栅4.50旋流沉砂池4.20初沉池配水井4.03辐流式沉淀池3.57A2/O反应池2.35二沉池配水井2.00辐流式二沉池1.48消毒池0.51出水泵房0.516.3主要构（建）筑物设计进水管管中心标高按-4.30米设计，进水管段管径为1200mm。6.3.1进水泵房进水泵房与粗格栅、集水井合建。（1）粗格栅（两座）目的：去除进水中较大的漂浮物，拦截直径大于20mm的杂物，保证提升系统和后续处理构筑物的正常运行，减轻生物处理的负荷。设计流量：56500m3/d安装角度：60゜尺寸：3.6×3.0m格栅井内设B＝800mm的YDT800型格栅两套，粗格栅共配备一台带式输送机PDS-500×８型，供输送栅渣之用。为便于水泵的安装检修，进水泵房内配置1套电动葫芦，起重量1t，起升高度15m，电机功率1.5kW（2）集水井集水井与进水泵房合建目的：为了调节各废水接入工厂的水质与水量，避免污水对污水处理厂造成冲击，以保持污水处埋厂的正常运转，以便处理后的水质符合排放标准。 尺寸：10m×10m,有效水深2.0m。（3）进水泵房进水泵房内设WQ800-12-45型潜污泵五台（四用一备）。 目的：提升管内污水，满足整个污水处理厂竖向水力流程的需求。尺寸：10.6m×27.45m潜污泵性能：单泵流量：Q=800m3/h扬程：H=12m功率：N=45kW6.3.2细格栅和旋流沉砂池细格栅井与沉砂池合建。（1）细格栅（两座）目的：进一步去除污水中的漂浮物及直径大于6mm的杂物，保证后续处理构筑物的正常运行。尺寸：格栅井内设B＝1140mm的YMS-D1400型格栅两套，栅渣通过设在格栅后的螺杆输送机输送至垃圾桶内外运处置。栅后设一套螺杆输送机YMS，用于细格栅栅渣的输送和压榨，便于外运处置。（2）沉砂池采用旋流式沉砂池，两个合建为一组。为便于沉砂池的检修及分组运行，在旋流沉砂池前设置叠梁门及用于叠梁门起吊的起重设备。功能：去除进水中比重较大的砂粒，保证后续处理构筑物的正常运行，避免砂粒沉积在构筑物中，同时防止沙里对设备的磨损，延长设备的使用寿命。平面尺寸：池体直径为3050mm,水深为0.76m总产砂量：2.07m3/d（含水率60%，容重1500千克/m3）停留时间：30s贮砂区尺寸：高度为1680mm，上直径为1520mm，下直径为460mm。池总高：2740mm。污水中所含的砂通过旋流沉砂池螺旋砂水分离机利用离心力分离砂粒，再经砂水分离后运走。旋流沉砂池螺旋砂水分离机保证了沉砂池效果稳定、出砂的有机成分低。6.3.3辐流式初沉池辐流式初沉池共设四个。功能：对污水中密度大的固体悬浮物进行沉淀分离，是悬浮物在重力作用下沉淀下来成为污泥，也减少后续构筑物中沉淀物带来的问题。假定初沉池去除20%BOD5和45%SS。表面负荷：2.0m3/(m2•h)水力停留时间：1.5h平面尺寸：D=22m辐流式初沉池污泥采用重力流自流至污泥浓缩池。 每个辐流式初沉池配备：中心传动刮泥机SZG20型一个6.3.4A2/O反应池目的：A2/O反应池是污水处理过程中的主体构筑物，在池中可以同步脱氮除磷，污泥在厌氧、缺氧、好氧环境中交替进行，丝状菌不能大量繁殖，污泥沉降性能好。尺寸：A2/O反应池分两组，每组共有五廊道，每个廊道长45m，宽7.5m，其中缺氧区与厌氧区各占一廊道，好氧区占三廊道，缺氧区与厌氧区各分五格，每格长9m，宽7.5m，有效水深5.0m，缺氧池、厌氧池及好氧池的水力停留时间分别为2.0h，2.0h和5.76h。污泥泥龄：20d混合液回流比：100%曝气需氧量：10040.8m3/d供气量：180m3/minA2/O反应池设备：每组A2/O反应池内设潜水搅拌机10套，电机功率17kW。每组A2/O反应池内设两用一备潜污泵共三台，电机功率90kW。每组A2/O反应池内设曝气盘1560个6.3.5辐流式二沉池辐流式二沉池共设四个。功能：将反应池出水进行固液分离和污泥浓缩，并将部分污泥回流至反应池。表面负荷：1.0m3/(m2•h)水力停留时间：2.0h平面尺寸：D=30m辐流式二沉池污泥采用重力流自流至污泥浓缩池，部分剩余污泥回流至A2/O反应池。每个辐流式二沉池配备中心传动刮泥机QZXG-30型一台。6.3.6消毒池目的：水消毒的目的是解决水中的生物污染问题，防止大量细菌及病原菌排入水体后对人类健康造成威胁。尺寸：54m×3m（单格）分格数：4格处理量：2400m3/h接触时间：30min6.3.7污泥池贮泥池分两格，则每格的平面尺寸为10m×10m。6.3.8鼓风机房鼓风机房平面尺寸为30m×8m，需氧量为10040.8m3/h计算，曝气设备氧利用率为 21%，设置鼓风机D45-1.7型六台，四用两备，每台鼓风机风量为45m3/min，风压为68.6kPa，功率为75kW。6.3.9脱水机房污泥脱水机房平面尺寸为36m×16m。内设：DNTY-600型污泥浓缩脱水一体机两台，一用一备，电机功率1.65kW，出泥含水率为80%，工作时间16h；内设G70-1单螺杆泵两台，一用一备，单泵流量43.83m3/h，功率26.94kW，排出压力0.6MPa。脱水后的干泥由汽车外运至填埋场。7环境保护、劳动保护、消防与节能7.1环境保护（1）厂内产生异味较大和噪音的工段，如污水进水泵房、沉砂池、鼓风机房、污泥浓缩脱水机房等在总体布置上均尽量远离厂前区或用绿化带进行分隔。（2）厂区绿化利用道路两侧的空地、构（建）筑物周围和其他空地见缝插针进行。沿厂区围墙内侧种植宽带绿叶乔木，加强厂内平面和垂直绿化，形成隔离带，减少噪音和异味对环境的影响。在不扩大用地的情况下尽量增加绿化面积。（3）进水泵房和鼓风机房等噪声源的控制参照“GBJ87-85工业企业噪声控制设计规范”的有关规定。除选用低噪音设备外，鼓风机房进出风管设置消声器等有效的隔声消音措施，同时在泵房和鼓风机房布置上将机器间与值班室隔开，使操作人员在低噪音的值班室内工作。7.2劳动保护根据《中华人民共和国劳动法》及国家有关规定，职工上岗前应进行严格的体检和有关劳动安全卫生教育；投产时应对全站的安全卫生设施进行全面的检查；运行后应制定必要的操作规程和管理制度，做到三防，即防触电、防坠落、防中毒；定期对主要设备及有可能危害人体健康的部位进行认真检查以排除事故隐患，对职工进行定期体检以保护其健康。为达到上述要求，本设计中考虑采用以下措施：（1）厂区道路及各种信道均应保证安全生产和消防需要。（2）建筑物内应有良好的采光与通风。鼓风机房通风保证最热月室内气温在38℃以下；脱水机房换气次数不小于5次/小时。（3）较深的水池及检查井检修时应先通风换气，然后方可入内进行检修，并应配备必要的防毒面具和检测仪器、仪表，要求两人以上同时进行工作。（4）产生有毒气体的泵房设置H2S测定仪和通风系统，并配备防毒面具。（5）污水处理厂各处理构筑物走道、架空走道和上下楼梯均设置高度1.2m防护栏杆，楼梯采用防滑梯，走道宽度和强度均符合国家劳动保护规定。（6）厂内水池应配置救生衣、救生圈、安全带、安全帽等劳保防护用品。（7）机械设备的危险部位，如传动带、明齿轮、砂轮等须设防护装置。 （8）所有构筑物外露的电气设备均加安全防护罩，采用防潮型设备，并设立明显的危险标志；所有电气设备均按《工厂电力设计技术规程》等有关规范要求采取防雷、接地等安全措施和事故处理保护措施。（9）易燃易爆及有毒物品须设置专用仓库，并由专人保管。（10）厂区设置高杆照明灯，方便工人夜间巡视、操作或处理其它事故。（11）污水厂内设置食堂、浴室、更衣室及值班宿舍等，并经常保持完好和清洁卫生，以保证必要的职工工作条件，确保工人的卫生、休息和安全。7.3消防厂内消防遵照《建筑防火设计规范》（GBJ16-87）进行设计。鼓风机房采用丁类防火标准；变电所采用丙类防火标准；其它厂区构建筑物设计均按国家防火规范制定，视其功能及防火等级采用室内消防与室外消防相结合的方式，具体防火措施如下：构建筑物间距及道路布置满足消防要求，保持消防通道畅通。厂区消防采用低压消防系统，由城市给水管网供给，厂内设置室外消火栓。变电所、污水泵房、鼓风机房等需要消防的构建筑物内设干粉灭火器。7.4节能7.4.1基本国策综合利用、节约能源是我国国民经济发展的重大决策，也是社会主义现代化建设中的一个长期基本国策。我国既是一个能源大国，按人均计算又是个能源较匮乏的围家，电能资源、水资源尤其紧张。而对全人类来说地球能源相当有限，更需要全人类共同爱护、节约，综合利用各种能源资源。节约自然资源早已引起世界各国的高度重视，各国纷纷成立各种各样的节能组织。《中华人民共和国节约能源法》第三条明确：“节能是指加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费，更加有效、合理地利用能源。”第四条进一步指出：“节能是国家发展经济的一项长远战略方针。国务院和省、自治区、直辖市人民政府应当加强节能工作，合理调整产业结构、企业结构、产品结构和能源消费结构，推进节能技术进步，降低单位产值能耗和单位产品能耗，改善能源的开发、加工转换、输送用和供应，逐步提高能源利用效率，促进国民经济向节能型发展。固家鼓励开发、利用新能源和可再生能源。”胡锦涛总书记指出：“节约资源是我国的一项基本国策。我们要从贯彻落实科学发展观的高度，充分认识节约能源资源的极端重要性和紧迫性，加快推进建设节约型社会的各项工作。”温总理政府工作报告：“十一五”期间单位国内生产总值能耗要求比“十五”期末降低20%左右，把建设资源节约型、环境友好型社会摆在突出位置。” 我国“十一五”开局，国家就专门设立科技支撑计划，研究污水处理厂的节能降耗技术。7.4.2本工程的节能措施工程设计中从工艺设计、设备选型及运行管理等方面都充分考虑了节能降耗措施，尽量选用低能耗的先进设备和器材，主要表现在以下几个方面：（1）A2/O反应池采用充氧采用微孔曝气设备，氧利用率高，高效设备为节能创造了有利条件。（2）本工程耗电量大的设备主要是鼓风机、提升水泵和污泥脱水机。（3）通过精心设计，减少水头损失，降低水泵扬程，使各污水处理构筑物布置紧凑，水流通畅，从而使水头损失降低到最低限度，以节约能源。（4）本工程采用先进的仪表自控系统，分散检测、控制，集中显示和管理，主要生产过程全部实现自动运行，如鼓风机考虑变频措施，可根据主曝气池内DO水平自动调节鼓风机的工况，有效节省能源。（5）在电气设计方面尽量提高功率因数、缩短变配电间与主要用电点的距离，减少线路损失，尽量使设备处于高效区运行。8人员编制污水处理厂的人员编制按照建设部《城市污水处理工程项目建设标准》（2001修订）有关定员标准的规定进行安排。考虑到污水处理技术日益进步，管理要求逐步提高，本工程大多数机电设备采用中央集中控制的方式，其中主体设备如鼓风机、脱水机等均采用技术先进、质量可靠的知名品牌，相应的维修和维护工作量减少，因此机修、电修人员可适当减少，生产巡视人员以兼顾为主，以达到减员增效的目的。基于上述考虑，本工程劳动定员在有关规定的基础上适当减少了职工人数，确定全厂定员为54人，在污水处理厂原有职工基础上增加行政技术管理部门和主要生产工段的专业技术人员，包括给排水、计算机和自动控制、机械制造、分析化学、微生物学和管理等专业。污水厂人员编制如表8.1所示：表8.1污水厂人员编制表序号人员分类定员%人数一生产工人占全部职工定员70351直接生产人员占全部职工定员55252附属、辅助生产人员和勤杂人员占全部职工定员1510二管理与工程技术人员、服务人员占全部职工定员25161管理与工程技术人员占全部职工定员2012 2服务人员占全部职工定员54三其他人员占全部职工定员53四全部职工定员10054注：本人员编制表仅供企业参考，企业可根据实际情况统一调度，以达到减员增效的目的。9结论与建议9.1结论（1）苏南某开发区污水处理厂建工程设计处理量40000m3/d，采用倒置A2/O法处理工艺，出水水质达到国家一级B标排放标准。主体处理工艺为：沉砂池+初沉池+A2/O+二沉池。（2）厂区总体布置分区功能明确，水利通畅，管理方便，绿化覆盖率满足设计要求，绿化率大于30%。9.2建议（1）污水处理厂的厂外管网设计不属本工程范畴，希望尽快完善收集范围内的管网设计和铺设工作，以便更好发挥本工程作用。（2）在工程施工前，需征得当地环保部门、规划部门、港政部门、防疫部门、交通管理部门、海堤管理部门、供电部门等主管部门的工程申报许可。（3）为保证污水处理厂的正常运行，服务区内各工厂企业的污水必须达到接管要求，希望环保部门加强监督管理，并且对于排入城市下水道的工业废水，建议在工业企业内采用必要的预处理工艺，实现废水的均质、均量化，并达到《污水排入城市下水道水质标准》的要求后进入城市污水系统。 第二部分苏南地区某城镇污水处理厂设计设计计算书 1进水管平均日进水量为Q=40000m3/d查表得总变化系数K总=1.413查水力计算表得：进水管径取DN1200，管道充满度为0.75，管道流速v=0.72m/s管道坡度i=0.00042粗格栅2.1格栅宽度B取过栅流速v=0.8m/s格栅倾角=60°栅条间隙取b=0.02m栅条宽度S=0.01m设置两组格栅，每组格栅过栅流量栅前水深栅槽间隙数栅槽宽度2.2过栅水损h1由于栅条为锐边矩形，取β=2.42过栅水损2.3栅槽总长度L式中：h1——设计水头损失，m；g——重力加速度，9.8m/s2；k——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；β——阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供的计算公式和相关系数计算；设栅条断面为锐边矩形断面，β＝2.42。l1——进水渠长，取0.8ml2——出水渠长，H1——栅前渠道深，2.4每日栅渣量W 格栅间距为20mm时，可取每1000m3污水产生0.1m3栅渣所以采用机械清渣2.5设备选型2.5.1格栅选型选用溢洋集团生产的YDT型阶梯式格栅除污机YDT800型两台，过水流量为37892m3/d表2.1阶梯式格栅除污机设备参数栅隙mm沟宽mm卸料口高mm栅隙mm安装角度°电动机功率kW设备宽度mm2090050020600.758002.5.2带式传输机选用江苏天鸿环境工程公司生产的带式输送机DS型PDS-500×８型表2.2带式输送机设备参数输送量m3/h带宽mm线速度m/s滚筒直径mm功率kW1.35001.03201.53污水泵房泵流量按最高日最大时流量确定，并考虑并联运行时流量有一定折减故取折减系数取0.9，选四用一备共五台潜污泵3.1单台泵流量3.2设备选型选用蓝铸集团生产的WQ800-12-45型潜污泵表3.1潜污泵设备参数流量m3/h扬程m转速r/min泵效率%配套功率kW出水口径mm重量kg8001214707545250800 3.3集水池为了泵站正常运行，集水池的贮水部分必须有适当的有效容积。集水池的设计最高水位与设计最低水位之间的容积为有效容积。本设计取单台水泵15min出水量为集水池有效容积。集水池容积有效水深H取2m表面积取集水池尺寸为4细格栅4.1格栅宽度B取过栅流速v=0.9m/s，格栅倾角=70°，栅条间隙取b=0.006m，栅条宽度S=0.01m设置两组格栅，每组格栅过栅流量栅前水深取1.0m栅槽间隙数栅槽宽度4.2过栅水损h1由于栅条为锐边矩形，取β=2.42过栅水损4.3栅槽总长度L式中：h1——设计水头损失，m；g——重力加速度，9.8m/s2；k——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；β—— 阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供的计算公式和相关系数计算；设栅条断面为锐边矩形断面，β＝2.42。l1——进水渠长，取2ml2——出水渠长，H1——栅前渠道深，4.4每日栅渣量W格栅间距为6mm时，可取每1000m3污水产生0.12m3栅渣所以采用机械清渣4.5设备选型4.5.1螺旋格栅机选用溢洋集团生产的螺旋格栅机YMS-D1400型两台表4.1螺旋格栅机设备参数最大流量L/s沟渠长mm栅隙mm功率kW设备全长mm横向长度mm419144061.5488641234.5.2螺杆传输机选用溢洋集团生产的螺杆输送机YMS型表4.2螺杆输送机设备参数最大处理量m3/h螺杆直径mm进料口尺寸mm出料口尺寸mm电机功率kW基本长度mm12194002191.130005旋流沉砂池5.1单池流量按照四台水泵全开后流量折减计算 设置两座旋流沉砂池，单座处理量5.2沉砂量沉砂量按每立方米污水0.03L砂计算总沉砂量5.3沉砂池选型5.3.1旋流沉砂池除砂机选用两座旋流沉砂池II型7型号Q=2.7万m3/d表5.1旋流沉砂池相关参数型号流量万m3/dABCDEFJLPA7型2.70305015206101220460168076014501220605.3.2砂水分离机选用江苏宜兴市聚腾环保水处理设备公司生产的SLF型螺旋砂水分离机表5.2砂水分离机设备参数型号流量L/s池容积m3电机功率kW脱水率％SLF2604～151.250.25>955.4设备参数校核5.4.1表面负荷校核表面负荷符合室外排水设计规范（GB50014-2006）第6.4.4.1条设计水力表面负荷宜为150～200m3/m2·h”规定。5.4.2停留时间 水深H=1.6m除砂机有效容积停留时间符合室外排水设计规范（GB50014-2006）第6.4.4.2条“最高时流量的停留时间不应小于30s”规定。6辐流式初沉池采用辐流式沉淀池，中间进水周边出水方式设计流量按水泵最大组合流量设沉淀池数量n=4表面负荷取6.1沉淀池尺寸计算沉淀池水面面积池径取22m6.2沉淀池有效水深停留时间取1.5h直径与有效水深比为满足规范要求6.3污泥部分有效容积去除效率设为45%，出水ss=137.5mg/L污泥含水率，污泥斗尺寸r1=2m，r2=1m，池底径向坡度i=0.05两次清除污泥间隔时间t=4h6.3.1污泥部分所需容积污泥斗容积 6.3.2污泥斗以上圆锥体部分容积共可贮存污泥量V1+V2=51.94+12.7=64.64m3>54.11m3满足要求6.4沉淀池高度设池超高h1=0.3m，缓冲层h3=0.5m沉淀池底坡落差污泥斗高度沉淀池总高度H=0.3+3+0.5+0.4+1.73=5.93m沉淀池周边处高度为=h1+h2+h3=0.3+3.0+0.5=3.8m6.5排泥机械选型选用江苏宜兴聚腾环保水处理公司生产的SZG型中心传动刮泥机表6.1中心传动刮泥机设备参数型号池径m池深m周边线速度m/s电机功率kWSZG20型203.01.62.27倒置A2/O池设初沉池去除BOD5=20%，SS=45%，则生物反应池进水：进水COD=450mg/L，，TN=5mg/L，TP=7mg/L设A2/O生化池去除TP=80%，则生化反应池出水：，TN=15mg/L，BOD5=20mg/L7.1缺氧池容积计算 式中：Vn——缺氧池容积（m3）Q——生物反应池的设计流量(m3／d)；X——生物反应池内混合液悬浮固体平均浓度(gMLSS／L)，取3.5；Nk——生物反应池进水总凯氏氮浓度(mg／L)；Nte——生物反应池出水总氮浓度(mg／L)；△Xv——排出生物反应池系统的微生物量(kgMLVSS／d)；Kde——脱氮速率[（kgNO3-N）/（kgMLSS·d）]，宜根据试验资料确定。无试验资料时，20℃的Kde值可采用0.03～0.06（kgNO3-N）/（kgMLSS·d），取0.06；Kde(T)、Kde(20)分别为T℃和20℃时的脱氮速率；T——设计温度(℃)；Yt——污泥总产率系数(kgMLSS／kgBOD5)，宜根据试验资料确定。无试验资料时，系统有初沉池取0.3，无初沉池取0.6～1.0，取0.3；y——MLSS中MLVSS所占比例，取80％；So——生物反应池进水五日生化需氧量(mg／L)；Se——生物反应池出水五日生化需氧量(mg／L)。7.2厌氧池容积计算水力停留时间：T=2h厌氧池容积取3400m37.3好氧池容积计算式中：Vo——好氧区(池)容积(m3)；——好氧区(池)设计污泥泥龄(d)，取20；7.4回流比 取污泥回流比为100%TN去除率为：混合液回流比取300%7.5反应池主要尺寸计算反应池总容积V=9600+3400+3500=16500m3设反应池两组，单组池容有效水深h=5.0m单组有效面积采用五廊道式推流式反应池，廊道宽7.5m单池反应池长度，取L＝45m校核：b/h=7.5/5=1.5(满足b/h=1-2)L/b=45/7.5=6（满足L/b=5-10）取超高1.0m，则反应池总高H=5.0+1.0=6.0m缺氧区长度：取45m厌氧区长度：取45m好氧区长度：取130m7.6校核氮磷负荷 7.7剩余污泥量ΔX取污泥增值系数Y=0.6，污泥自身氧化率kd=0.05,将各值代入：7.8反应池进、出水系统计算7.8.1进水管单池反应池进水管设计流量管道流速v=0.8m/s管道过水断面面积管径进水管径取DN7007.8.2回流污泥管单组反应池回流污泥管设计流量管道流速V=0.8m/s管道过水断面面积管径回流污泥管管径取DN700 7.8.3进水井进水孔过流量孔口流速v=0.6m/s孔口过水断面面积孔口尺寸取进水井平面尺寸取7.8.4出水堰及出水井按三角堰流量计算：当，H＝0.05~0.25m时，式中H——堰上水头，m出水孔过流量孔口流速v=0.9m/s孔口过水断面面积孔口尺寸取出水井平面尺寸取7.8.5出水管反应池出水管设计流量孔口流速v=1m/s管道过水断面管径出水管管径取DN7007.9设备选型7.9.1厌氧池设备选择厌氧池设导流墙，将厌氧池分五格，每格设潜水搅拌机一 台，所需功率按5W/m3池容计算。厌氧池有效容积所需功率为7.9.2缺氧池设备选择缺氧池设导流墙，将缺氧池分五格，每格设潜水搅拌机一台，所需功率按5W/m3池容计算。厌氧池有效容积所需功率为8辐流式二沉池A2/O反应池悬浮固体浓度为3500mg/L，二沉池回流生物固体浓度为9000mg/L回流比为100%，取沉淀时间为2.0小时，表面负荷为8.1沉淀池表面面积取池子个数为四个，表面积8.2池子直径实际面积8.3实际表面负荷8.4校对堰口负荷8.5校对固体负荷符合要求 8.6沉淀区有效水深h2设沉淀时间t=2.5h，8.7污泥区的容积V设污泥在二沉池中的浓缩时间，式中：——底物浓度（），即回流污泥浓度——二沉池平均污泥浓度，取活性污泥浓度与上化学污泥浓度之和则8.8沉淀池高度设池底坡度为0.05，污泥斗直径D1＝3m，污泥斗底部直径D2=1.5m池中心与池边落差8.8.1污泥斗高度8.8.2圆锥体高度8.8.3竖直段污泥高度污泥区高度取超高缓冲层高取 则沉淀池总高度8.9刮泥设备选型选用江苏天鸿环境公司生产的QZXG-30型中心传动刮泥机一台表8.2中心传动刮泥机型号池径m池深m周边线速度m/s驱动功率kWQZXG—30302.51..781.789曝气系统9.1排出生物反应池系统的微生物量式中：Y——污泥增殖系数，取Y＝0.6Kd——污泥自身氧化率，取Kd＝0.05则9.2设计需氧量AORAOR＝去除BOD5需氧量－剩余污泥中BOD5氧当量＋NH3-N硝化需氧量－生物污泥中NH3-N的氧当量－反硝化脱氮产氧量9.2.1碳化需氧量9.2.2硝化氨氮需氧量9.2.3反硝化脱氮产生的氧量假设生物污泥中含氮量以15％计，则： 每日用于合成的总氮即，进水总氮中有用于合成。所需脱硝量需还原的硝酸盐氮量将NT值代入，9.2.4需氧量最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则去除每的需氧量=9.3标准需氧量采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度4.8m氧转移效率，计算温度℃。将实际需氧量AOR换算成标准状态下的需氧量式中：ρ——气压调整系数，本设计工程所在地区ρ＝1；Cl——曝气池内平均溶解氧，取Cl＝2mg/L。查附录得。9.3.1空气扩散气出口处绝对压强9.3.2空气离开好氧反应池时氧的百分比 9.3.3好氧反应池中平均溶解氧饱和度9.3.4标准需氧量相应最大时标准需氧量9.3.5供气量好氧池平均时供气量最大时供气量9.3.6所需空气压力p式中：h1＋h2——供风管道沿程与局部阻力之和，取h1＋h2＝0.2m；h3——曝气器淹没水头，h3＝4.8m；h4——曝气器阻力，取h4＝0.4m；Δh——富裕水头，Δh＝0.5m。代入得9.3.7曝气器数量计算（以单组反应池计算）按供氧能力计算所需曝气器数量个以微孔曝气服务面积进行校核： 符合要求9.3.8曝气系统管路系统布置（1）干管管径流量流速管径取干管管径为DN400（2）支管管径单侧供气支管流速管径取支管管径为DN300（3）竖管管径竖支管流速管径取竖管管径为DN150（4）小支管管径小支管流速管径取小支管管径为DN50采用两个风机对一组A2/O供气，并且采用BZ·PJ×2型盘式微孔曝气器。表9.1BZ·PJ×2型盘式微孔曝气器主要技术参数 参数型号规格(mm)外径(mm)膜管厚度(mm)气泡直径(mm)服务面积(/只)BZ.PJ×2型3003002.0(EDPM)1~30.35~0.8图11单座A2/O管路系统布置示意图9.3.9鼓风机选择根据需要选择天津市鼓风机五厂生产的曝气鼓风机D45-1.7四用二备表9.2曝气鼓风机参数性能型号数量风量m3/min风压kPa电动机功率kW出口法兰D45-1.7四用二备4568.675DN175PN1010消毒池及出水10.1加氯量G设投氯量按7mg/L计，仓库储量按15d计算加氯量10.2储氯量W10.3加氯机和氯瓶采用投加量0~10kg/h的加氯机三台，两用一备,并轮换使用液氯储存选用容量为1000kg的钢瓶六只 10.4加氯间和氯库加氯间和氯库合建。加氯间布置三台加氯机及其配套投加设备，两台水加压泵。氯库中六只钢瓶两排布置，设三台称量氯瓶质量的液压磅秤。为搬运氯瓶方便，氯库内设CD12-6D单轨电动葫芦一个，轨道在氯瓶上方，并通到氯库大门外。氯库外设事故池，池中长期贮水，水深1.5m。10.5接触池计算氯接触时间为30min接触池容积取接触池水深为h＝3.0m单格宽3m池长水流长度分格数10.6复核池容符合要求10.7设备选型加氯间平面尺寸为8m×6m，高度为3.6m，氯库平面尺寸为10m×9m，高度为4.5m，为保证安全每小时换气8~12次。加氯间每小时换气量=8×6×3.6×12=2073.6m3氯库每小时换气量=10×9×4.5×12=4860m3故加氯间选用一台T30-3通风轴流风机，配电功率0.25kW氯库选用两台T30-3通风轴流风机，配电功率0.40kW，并各安装一台漏氯探测器，位置在地面以上20cm。10.8出水消毒池出水直接排入临近河流中，河流的常水位为-2.55m，最高水位为-1.13m，消毒池出水水面标高为0.51m，可重力自流排入水体，排出管取DN1200，i=0.001。11污泥量计算11.1回流污泥浓度的计算 11.2贮泥池计算每日生产的污泥主要来自于初沉池污泥、二沉池剩余活性污泥。11.2.1初沉池泥量初沉池的污泥含水率取为95%，则初沉池的污泥量为11.2.2二沉池活性污泥量二沉池的污泥含水率=99.4%，设定二沉进水可考虑前面的处理构筑物已经去除了45%的SS，二沉池出水的SS考虑达到一级B标的排放标准（按照最不利条件考虑）。二沉剩余污泥量式中：f——SS的污泥转换率，宜根据试验资料确定，无试验资料时可取0.5～0.7（gMLSS/gSS）；SSo——生物反应池进水悬浮物浓度（kg/m3）；SSe——生物反应池出水悬浮物浓度（kg/m3）。11.2.3贮泥池设定每天产生的污泥量=155.52+720=875.5m3/d设污泥贮存池有效水深5.00m，停留时间为16h设两个贮泥池，每一个的平面尺寸为10m×10m，超高采用0.5m。11.3剩余污泥泵回流污泥、剩余污泥井水面标高=-0.04m贮泥池水面标高=2.00m回流污泥、剩余污泥井至贮泥池采用DN200，长L1=84.27m，设计流量为30m3/h查表得：i=0.0006局部损失按照沿程损失计，管道损失 水泵扬程=贮泥池水面标高-回流污泥、剩余污泥井水面标高+管道损失+富余=2.00+0.04+0.07+0.50=2.61m每天开启时间为5小时，故单个回流污泥、剩余污泥井中的剩余污泥泵设计总流量为每一个回流污泥、剩余污泥井选用南京蓝铸集团生产的WQ70-14-5.5型潜水排污泵，两用一备，共六台（四用两备）表11.1潜污泵设备参数流量m3/h扬程m转速r/min泵效率%配套功率kW出水口径mm重量kg7012147057.95.510017512回流量计算12.1外回流回流比R=100%回流量=，回流到一组A2/O的回流量为833.33回流污泥、剩余污泥井至A2/O生物反应池采用DN600，长L=225.3m，设计流量为833.33查表得：0.0014，局部损失按照沿程损失计∴管道损失水泵扬程=A2/O生物反应池水面标高-回流污泥、剩余污泥井水面标高+管道损失+富余=2.35-2+0.42+0.50=1.27m选用蓝铸集团生产的WQ900-12-45型潜污泵表12.1潜污泵设备参数流量m3/h扬程m转速r/min泵效率%配套功率kW出水口径mm重量kg900121470754525080012.2内回流内回流比Ri=300% 单个A2/O反应池的内流量=h故选用由南京蓝铸环保设备公司生产的WQ1300-10-55型潜水排污泵三台，两用一备。表12.2潜污泵设备参数流量m3/h扬程m转速r/min泵效率%配套功率kW出水口径mm重量kg1300107407555400230013污泥脱水机房13.1带式压滤机本工程产生的剩余污泥共计875.5m3/d，其中720m3污泥含水率为99.4%，155.5m3污泥汗水率为95%，经污泥脱水后，污泥含水率为80%，污泥体积约为：，带式污泥浓缩脱水一体机每天16小时工作，每日的处理能力选用江苏全能环保公司生产的DNTY-600型污泥浓缩脱水一体机两台，一用一备。表13.1带式压榨过滤机设备参数型号处理量m3/h带宽mm功率kW冲洗水量m3/h泥饼含水率工作重量kgDNTY-6006~106001.654~775%~80%350013.2螺杆泵选用一台螺杆泵，每台的处理流量为故选定一用一备共两台G70-1型单螺杆泵表13.2单螺杆泵设备参数参数型号流量()排出压力(Mpa)转速(r/min)轴功率(kW)配带功率(kW)效率％G70-143.830.680011.94157014高程计算注：管道局部损失均按照1/3沿程损失计。 14.1进水泵房进水泵房的进水管管中心标高=-4.30m，管道充满度按照最大充满度0.75考虑，进水管管径为1200mm水泵最高水位=进水管管底标高+进水管管径×0.75=-4.00m泵房底部标高=-5.10m，操作室地坪标高=0.30m，操作室室内顶部标高=4.30m泵房至旋流沉砂池进口处的管线有：水泵房连接的短管由于其水头损失过小，故取0.3m为其水头损失之和，富余水头取0.5m。双法兰异径渐放管1个，，，；双法兰900弯头1个，，，；碟式微阻缓闭止回阀1个，，，；闸阀1个，，，；双法兰可曲挠橡胶接头1个，没有确定的水损系数，故可计在富余水头中；三双法兰异径三通1个，的取值按照的等径三通管之+突放计，，， ；三双法兰异径三通1个，没有确定的水损系数，故可计在富余水头中；四法兰等径四通1个，没有确定的水损系数，故可计在富余水头中；对夹式蝶阀1个，，，；单法兰45°弯管2个，，，；双法兰异径渐放管1个，，，；双法兰可曲挠橡胶接头1个，没有确定的水损系数，故可计在富余水头中；泵站内水头损失总和：14.2旋流沉砂池进水泵房出水管至旋流沉砂池进口处，采用DN1000，长L=26.2m，设计流量为2354m3/h查表得：0.001，∴管道损失旋流沉砂池进口水面标高=进水泵房最低水位+水泵扬程-泵站内水损-富余水头=-4.50+12.00-1.20-1.50=4.80m取过栅损失=0.30m故栅后水面标高=4.80-0.30=4.50m取旋流沉砂池的构筑物水损=0.30m 旋流沉砂池末尾的水面标高=4.20m14.3辐流式初沉池配水井旋流沉砂池至辐流式初沉池配水井处，采用DN1000，长L=70.8m，设计流量为2354m3/h查表得：0.0007，∴管道损失辐流式初沉池配水井水面标高=旋流沉砂池水面标高-管道损失-余量=4.20-0.07-0.10=4.03m配水井与集泥井合建，集泥井净直径2.00m，配水井的净直径为6.50m，配水井的有效高度取5.50m，超高取0.70m配水井的井底标高=4.03-5.50=-1.47m，井顶标高=4.03+0.70=4.73m。14.4辐流式初沉池配水井至辐流式初沉池进口处，采用DN500，长L=20.8m，设计流量为588.5m3/h查表得：0.002，∴管道损失辐流式初沉池水面标高=配水井水面标高-管道损失-导流筒水损-余量=4.03-0.06-0.10-0.30=3.57m辐流式初沉池出水井水面标高=3.57-0.20=3.37m，池顶标高=3.57+0.30=3.87m沉淀池底标高=水面标高+超高-池总高=3.37+0.30-5.93=-2.26m14.5A2/O生物反应池辐流式初沉池至A2/O进口处，上端采用DN700，长L2=77.2m，设计流量为1177m3/h下端采用DN700，长L2=77.2m，设计流量为1177m3/h合流段采用DN1000，长L1=17.0m，设计流量为2354m3/h上部A2/O采用DN700，长L2=58.8m，设计流量为1177m3/h下端A2/O采用DN700，长L2=15.5m，设计流量为1177m3/h查表得：管道损失A2/O进口水面标高=辐流式初沉池出口水面标高-管道损失-余量=3.37-0.32-0.50=2.55mA2/O的平均水面标高=2.55-0.20=2.35m，超高取0.7m，池顶标高=2.35+0.7=3.05mA2/O的池底标高=2.35-A2/O平均水深=2.35-5.0=-2.65mA2/O出口水面标高=2.35-0.20=2.15m 14.6辐流式二沉池配水井A2/O至辐流式二沉池配水井处，采用DN700，长L=76.0m，设计流量为1177m3/h合流段采用DN1000，长56.3m，设计流量2354m3/h查表：，，管道损失辐流式二沉池配水井水面标高=A2/O出口水面标高-管道损失=2.15-0.15=2.00m配水井与回流污泥、剩余污泥井合建，回流污泥、剩余污泥井采用，配水井的净直径为8.00m，配水井的有效高度取5.50m，超高取0.70m配水井的井底标高=2.00-5.50=-3.50m，井顶标高=2.00+0.70=2.70m14.7辐流式二沉池配水井至辐流式二沉池进口处，采用DN500，长L1=20.0m，设计流量为588.5m3/h查表得：，∴管道损失辐流式二沉池进水水面标高=配水井水面标高-管道损失-余量=2.00-0.22-0.10=1.68m辐流式二沉池水面标高=1.68-0.2=1.48m，出水井水面标高=1.48-0.20=1.28m取超高=0.50m，池顶标高=1.48+0.50=1.98m沉淀池底标高=池顶标高-池总高=1.98-5.58=-3.60m14.8氯消毒池和出水泵房14.8.1氯消毒池二沉池至消毒池采用DN700，长L1=92.0m，设计流量为1177m3/h采用DN1000，长L2=53.4m，设计流量为2354m3/h查表得：管道损失消毒池进口水面标高=二沉池出口水面标高-管道损失-余量=1.28-0.17-0.10=1.01m消毒池出口水面标高=消毒池进口水面标高-消毒池构筑物内部水损=1.01-0.50=0.51m池顶标高=0.51+超高=0.51+0.70=1.21m池底标高=消毒池进口水面标高-消毒池构筑物内部水损-平均水深=1.01-0.50-3.00=-2.49m14.8.2出水消毒池出水直接排入临近河流中，河流的常水位为-2.55m，最高水位为-1.13m，消毒池出水水面标高为0.51m，可重力自流排入水体，排出管取DN1200，i=0.001。 14.9初沉池污泥井初沉池到污泥井，采用DN100，长L1=10.0m，设计流量为2.22L/s，损失忽略不计污泥井的泥面标高=初沉池水面标高-余量=3.57-0.20=3.37m，由于是和配水井合建的，故其井底标高、井顶标高同配水井。14.10二沉池回流污泥、剩余污泥井二沉池污泥到回流污泥、剩余污泥井为重力流，采用DN600，长L=225.3m，设计流量为833.3m3/h查表得：0.0014，管道损失回流污泥、剩余污泥井的泥面标高=二沉池水面标高-余量-管道损失-吸泥机械损失=1.48-0.10-0.42-1.00=-0.04m，由于是和配水井合建的，故其井底标高、井顶标高同配水井。14.11贮泥池二沉池泥井到贮泥池为重力流，采用DN200，长L=176.6m，设计流量为38.1m3/h查表得：0.001，∴管道损失贮泥池泥面标高=3.37-0.24=3.13m超高取0.50m，池顶=3.13+0.50=4.13m有效泥深度取5m，池底=4.13-5.00=-0.87m 参考文献[1]张忠祥，钱易，张非娟.环境工程手册水污染防治卷.北京：高等教育出版社,1996.[2]曾科等.污水处理厂设计与运行.北京：化学工业出版社，2001.[3]李莉.印染废水处理工艺设计探讨.工业水处理,2007,27(1)：78~80.[4]袁洪志,厌氧好氧并用工艺处理印染废水的研究,1998,(4):39~41.[5]刘光辉.广东某城市污水处理厂CASS工艺设计.中国环保产业，2005，5(7)：10[6]胡文伟,高亚岳.印染废水处理厂处理工艺及技术参数设计.印染助剂,2007,24(2),42~44.[7]赵颖,姚曙光,邵利芬.物化与A/O组合工艺处理印染废水.工业用水与废水,2007,28(5):102~103.[8]室外排水设计规范.GB50014－2006.中国计划出版社.[9]Buerge,I.J.,Poiger,T.,Muller,M.D.,Buser,H.R.,.Caffeine,ananthropogenicmarkerforwastewatercontaminationofsurfacewaters.Environment.Science.Technology,2003,37,691–700.[10]J.Wang,M.C.Long,Z.J.Zhang，Removaloforganiccompoundsduringtreatingprintinganddyeingwastewaterofdifferentprocessunits，ScienceDirect，2008，Chemosphere71(2008)195–202[11]张自杰.排水工程.第四版.北京：中国建筑工业出版社，2000.[12]给水排水快速设计手册（第四册）.中国建筑工业出版社.[13]迪建东，潘冠英,王利民.厌氧—好氧工艺处理印染废水的试验研究.工业水处理,2007，2007-01,27(1)：40~42.[14]魏铁军.印染废水处理的工艺选择.内蒙古环境科学,2007,19(1):53~57.[15]高庭耀，顾国维.水污染控制工程.北京：高等教育出版社,1999.[16]给水排水设计手册（第一、三、五、十、十一、十二册）.中国建筑工业出版社. 谢辞在这里，我要非常感谢我的指导老师冯沧，他总是不厌其烦地给予我指导，甚至在我双休日麻烦冯老师时，他也悉心帮助我。使我在做毕业设计的时候不断地回顾着四年来的学习内容，不断加深对所学知识的感性理解。四年的学习，只有经过实际的练习才会体会所学的知识，毕设使我在完成设计时，对专业的理解提升了一大步，我想这就是我做毕业设计最重要的意义。同时我也非常感谢我的同组同学，在毕设期间，虽然大家所做的内容不相同，但却能互相帮助，给予指导，增进了彼此的友谊。最后，我要感谢我们学院所有的老师和我的学院环境学院，是你们的耐心教导让我四年中在各个方面都有了成长与进步。谢谢你们。'