污水厂课程设计

西安建筑科技大学华清学院课程设计（论文）用纸第1页共40页西安建筑科技大学华清学院课程设计（论文）任务书专业班级：给水2005级班学生姓名：指导教师（签名）：一、课程设计（论文）题目城市污水处理厂工艺设计二、本次课程设计（论文）应达到的目的课程设计是高等工科学校给水排水工程专业本科学生培养计划中一个重要的实践性教学环节，学生在学完《水质工程学》课程内容后必须进行两个课程设计，其中一个就是“城市污水处理厂工艺设计”。通过课程设计，培养学生综合运用《水质工程学》基本理论和专业知识的能力，培养学生进行城市污水处理工艺系统选择和单元构筑物设计计算的工程实践技能，培养学生独立分析问题和解决工程实际问题的初步能力。通过本课程设计训练学生初步具备阅读中英文文献能力、技术和方案比较能力、理论分析与设计计算能力、应用计算机能力和工程制图及编写说明书的能力。三、本次课程设计（论文）任务的主要内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等）1.主要内容：完成城市污水处理厂工艺设计方案。2.基础资料及设计参数：（1）设计人口：近期设计人口为：（12+班次）×10000人+学号×2000人，排水量标准180L/人.天；远期发展人口（15+班次）×10000人+学号×2000人，排水量标准200L/人.天。（2）工业废水：该城市工业企业生产废水全部经过厂内废水处理站进行处理后，已经达到城市污水管道的纳污能力；近期排水量0.15m3/s，远期排水量0.2m3/s；时变化系数Kh=1.2。（3）污水性质：COD=400mg/L，BOD5/COD=0.5，SS=180mg/L，夏季水温25℃，冬季水温15℃，常年平均水温20℃。（4）纳污河流：位于城市南侧自西向东（01班）、东侧自北向南（02班）、北侧自西向东（03班）、西侧自北向南（04班），流量保证率为95%，流量Q平=8m3/s，平均水深H平=2m，平均流速V平=0.2m/s，平均水温T=15℃，溶解氧DO=8mg/L，BOD5=2.8mg/L，SS=1.0mg/L，河流允许增加悬浮物浓度1.5mg/L，20年一遇洪水水位标高412.5m，常水位标高410.3m，城市排污口下游20km处有取水水源点。（5）根据城市总体规划，污水厂拟建于该城市下游河流岸边，地势平坦，拟建处的地面标高416.30m。（6）该城市污水主干管终点(污水厂进水口)的管内底标高411.00m，D=800m，西安建筑科技大学华清学院课程设计（论文）用纸第2页共40页i=0.002，v=1.15m/s，h/D=0.56。（7）气象条件：主导风向东北（01班）、西南（02班）、西北（03班）、东南（04班）。平均气温13.5℃，冬季最低气温-10℃，最大冰冻深度0.65m，夏季最高气温38℃，年平均降雨量1010mm，蒸发量1524mm。（8）处理要求：出水水质COD≤80mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L，对污泥进行稳定化处理、脱水后泥饼外运填埋或作农肥。处理后的污水纳入河流。（9）设计规模：设计应考虑近期和远期城市发展情况，分期建设，说明一期建设和二期建设各构筑物及建筑物有哪些，并阐明理由。3.任务要求：1.设计时间：2周（2008.12.22~2009.01.02）。2.完成设计任务说明书：1份（总篇幅1万字以上）。内容包括：①中英文摘要、②目录、③原始资料、④系统选择、⑤单元形式选择比较、⑥设计计算（计算草图、公式、参数、方法）、⑦设备选型、⑧参考资料、致谢等。3.完成图纸：处理系统高程布置图1张（A1），污水处理厂平面布置图1张（A1）。四、应收集的资料及主要参考文献《给水排水设计手册》（第1、3、5、6、9、11册），中国建筑工业出版社；《泵站设计规范》中国计划出版社；《给水排水设计标准图集》S1、S2、S3，中国建筑工业出版社；《污水综合排放标准》GB8978-2002；《水质工程学》教材；《课堂笔记》及其它有关参考书。五、审核批准意见教研室主任（签字）年月日西安建筑科技大学华清学院课程设计（论文）用纸第3页共40页第一章.正文1.1设计题目城市污水初步设计1.2原始资料1.2.1：设计人口：近期设计人口为：（12+班次）×10000人+学号×2000人，水量标准180L/人.天；远期发展人口（15+班次）×10000人+学号×2000人，排水量标准200L/人.天。近期人口：20800020003410000)212(（人）远期人口：23800020003410000)215(（人）1.2.2：工业废水：该城市工业企业生产废水全部经过厂内废水处理站进行处理后，已经达到城市污水管道的纳污能力；近期排水量0.15m3/s，远期排水量0.2m3/s；时变化系数Kh=1.2。1.2.3：污水性质：COD=400mg/L，BOD5/COD=0.5，SS=180mg/L，夏季水温25℃，冬季水温15℃，常年平均水温20℃。1.2.4：纳污河流：位于城市东侧自北向南，流量保证率为95%，流量Q平=8m3/s，平均水深H平=2m，平均流速V平=0.2m/s，平均水温T=15℃，溶解氧DO=8mg/L，BOD5=2.8mg/L，SS=1.0mg/L，河流允许增加悬浮物浓度1.5mg/L，20年一遇洪水水位标高412.5m，常水位标高410.3m，城市排污口下游20km处有取水水源点。1.2.5：气象资料：主导风向西南。平均气温13.5℃，冬季最低气温-10℃，最大西安建筑科技大学华清学院课程设计（论文）用纸第4页共40页冰冻深度0.65m，夏季最高气温38℃，年平均降雨量1010mm，蒸发量1524mm。1.3处理要求1.3.1：出水性质：出水水质COD≤80mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L。1.3.2：污泥污水处理反方式：污水：处理过的污水纳入河流江心式排放；污泥：消化处理，脱水后泥饼外运作农肥。1.3.3：分期建设：考虑近期和远期城市发展的情况。1.4设计流量根据城市总体规划，污水厂拟建于该城市南侧，河流西岸，地势平坦，拟建地面标高为416.30m。该城市污水主干管终点(污水厂进水口)的管内底标高411.00m，D=800m，i=0.002，v=1.15m/s，h/D=0.56。1.4.1：生活污水设计流量：近期排水量：s/440s/m44.0/374400001802080003LLQ天远期排水量：s/550s/m55.0/476000002002380003`LLQ天西安建筑科技大学华清学院课程设计（论文）用纸第5页共40页1.4.2：生活污水总变化系数：近期：38.14407.27.211.011.0dZQK远期：35.15507.27.211.011.0dZQK1.4.3：平均流量：平均流量=生活污水流量+工业废水流量近期：s/m59.015.044.03Q远期：s/m75.020.055.03Q1.4.4：最大设计流量：最大设计流量=生活污水×生活污水总变化系数Kz＋工业废水×工业废水时变化系数近期最大设计流量：sLsmQ/787/787.038.144.02.115.03远期最大设计流量：sLsmQ/983/983.035.155.02.12.031.4.5：最小设计流量：最小设计流量=21（生活污水量+工业废水量）近期最小设计流量：smQ/295.059.0213远期最小设计流量：smQ/375.075.0213`西安建筑科技大学华清学院课程设计（论文）用纸第6页共40页1.5处理程度计算1.5.1：SS的去除率:00/9.88100100180201801001001原出原SSSSSS1.5.2:5BoD的去除率：出水中总LmgBoD/205.根据课本183P公式eaCbXBoD1.75将出水中总的5BoD计算成活性污泥的5BoD。公式中：b—微生物自身氧化率。1d取值范围为0.05～0.1；aX—在处理水的悬浮物固体中，在活性的微生物所占的比例。aX的取值：对高负荷活性污泥处理系统为0.8；延时曝气系统为0.1；其他活性污泥处理系统，在一般负荷条件下，可取0.4。eC—活性污泥处理系统的处理水中的悬浮固体浓度mg/L。则出水溶解性5BoD为：LCbXBoDea/mg54.4204.008.01.71.75则：5BoD的去除率为3.92100100200/54.420200100100200/o20052DB出水溶解性西安建筑科技大学华清学院课程设计（论文）用纸第7页共40页1.6设计方案1.6.1污水处理工艺的选择按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱氮除磷有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2/O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。由于该设计中的污水属于生活污水对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理可供选取的工艺：氧化沟工艺，SBR及其改良工艺等。氧化沟严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟，如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。氧化沟具有以下特点：(1)工艺流程简单，运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。西安建筑科技大学华清学院课程设计（论文）用纸第8页共40页(2)运行稳定，处理效果好。氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右。(3)能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。(4)污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为20～30d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。(5)可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一般＞80%。但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施。A2/OA2/O处理工艺是Anaerobic－Anoxic－Oxic的英文缩写，它是厌氧－缺氧－好氧生物脱氮除磷工艺的简称，A2/O工艺是在厌氧－好氧除磷工艺的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。A2/O工艺的特点：（一）：厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能；（二）：在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其它工艺。（三）：在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。（四）：污泥中含磷量高，一般为2.5%以上。SBRSBR是一种间歇式的活性泥泥系统，其基本特征是在一个反应池内完成污水的生化反应、固液分离、排水、排泥。可通过双池或多池组合运行实西安建筑科技大学华清学院课程设计（论文）用纸第9页共40页现连续进出水。SBR通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标，具有很大的灵活性。SBR池通常每个周期运行4-6