/成都電子機械高等專科學校小型城市生活污水理設(shè)計方案課程設(shè)計系別:機電工程系專業(yè):環(huán)境監(jiān)測和治理技術(shù)班級:08471學號:29姓名:鄭來軍指導老師：彭明江老師緒論隨著我過社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的深化進行、城市化進程的加快以及人民生活水平的不斷提高，不僅用水量將快速增加，而且對水質(zhì)的要求也會越來越高。從水質(zhì)角度考慮，人類社會上的水大致可以分為三大類，即自然水（地表水和地下水）、運用水（生活和生產(chǎn)用水）和污染水（生活和生產(chǎn)運用過的水）。水處理則是這三種水質(zhì)類型轉(zhuǎn)化的重要的手段，從而構(gòu)成了水的社會循環(huán)，這種關(guān)系可以如下圖所示。水處理I水處理II用戶用水（原水）（給水處理）（給水）（排水）（污水廢水處理）水處理I水處理II用戶用水自然水運用水污廢水回用水達標排放水城市化進程使原本脆弱的水域受到了更為嚴峻污染和破壞，城市生活污水中高濃度的有機物使水體富養(yǎng)分化，嚴峻影響城市生活生產(chǎn)用水的供應(yīng)和生態(tài)系統(tǒng)的破壞，對城市生活污水的處理燃眉之急。水處理是對水質(zhì)成分的變革，亦接受各種必要的物理、化學或生物化學的工藝技術(shù)，將水中的污染物質(zhì)分別分解，使水質(zhì)達到國家水質(zhì)標準的一種加工凈化過程。依據(jù)受納水體的具體類別、地形地貌、氣候及要求的排放標準設(shè)置不同的工藝進行處理。國家提出“可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略”，堅持走中國特色社會主義道路，水資源的愛惜和合理應(yīng)用是一個最基礎(chǔ)、最重要的環(huán)節(jié)，水就像人體的血液，沒有優(yōu)質(zhì)的水資源保證，就沒有生產(chǎn)和生活的正常進行，國家就無法健康、可持續(xù)發(fā)展。關(guān)鍵詞：城市生活污水、水處理、水質(zhì)。

書目TOC\o"1-3"\h\u緒論 I1課程設(shè)計的目的和任務(wù) 11.1課程設(shè)計的目的 11.2課程設(shè)計的任務(wù) 11.2.1進水水質(zhì)指標 11.2.2出水水質(zhì)指標 12污水處理方式的確定 22.1影響處理方式的因素 22.2污水處理工藝比較 22.3污水處理工藝的確定 33工藝過程的設(shè)計 43.1格柵的設(shè)計 43.1.1格柵設(shè)計的一般規(guī)定 43.1.2設(shè)計要點 43.1.3格柵設(shè)計的參數(shù) 43.2調(diào)整池的設(shè)計 83.2.1調(diào)整池的類型 83.2.2調(diào)整池的選擇 83.3沉砂池的設(shè)計 83.3.1沉砂池的具體設(shè)計 83.4.1氧化溝設(shè)計要求 113.4.2氧化溝具體設(shè)計參數(shù) 133.5二次沉淀池的設(shè)計 163.5.1二沉池的設(shè)計要求 163.5.2二次沉淀池計算公式見表3-6 163.5.3二次沉淀具體設(shè)計參數(shù) 17致謝 191課程設(shè)計的目的和任務(wù)1.1課程設(shè)計的目的通過課程設(shè)計，進一步加深、熟悉并駕馭污水處理工藝的各個過程的特點和設(shè)計，融匯貫穿整個高校期間學習的環(huán)境監(jiān)測和治理的學問，做到學以致用，真正駕馭污水處理工藝的設(shè)計要求和設(shè)計過程，為接下來的畢業(yè)設(shè)計打好基礎(chǔ)。1.2課程設(shè)計的任務(wù)隨著城市化進程的提速，城市人口急劇膨脹，城市污染問題日益突顯，其中城市生活污水污染受納水體的時間不斷暴發(fā)。人們對待城市生活污水的處理方法也是慢慢變更的，從最初的干脆排放到受納水體，到做簡潔的物理方法處理后排放再到現(xiàn)在經(jīng)過深化處理逐步完善。這次課程設(shè)計的任務(wù)是選擇合適的污水處理工藝處理進水量20000t/d，出水水質(zhì)達到國家污水綜合排放一級標準的工藝過程。1.2.1進水水質(zhì)指標表1-1污水處理廠進水水質(zhì)指標/單位mg/l項目CODcrBOD5SS氨氮TN進水水質(zhì)指標38020015060381.2.2出水水質(zhì)指標設(shè)計要求達到國家污水綜合排放一級標準，一級標準如下表所示：表1-2污水處理廠出水水質(zhì)指標/單位mg/l項目CODcrBOD5SS氨氮TN出水水質(zhì)指標10030701562污水處理方式的確定2.1影響處理方式的因素影響處理方式和處理人口數(shù)、處理水樣、原水水質(zhì)、排放標準、投資建設(shè)、運作成本、處理效果及穩(wěn)定性，工程應(yīng)用狀況、維護管理是否簡潔便利以及能否和深度處理結(jié)合等因素有關(guān)。具體可以從以下幾方面來考慮。出水水質(zhì)穩(wěn)定、牢靠、衛(wèi)生平安；抗水質(zhì)、水量變更實力強；污泥處理和處置簡潔；建設(shè)費和維護管理費低；維護管理簡潔便利；必要時可和深度處理工藝進行組合。2.2污水處理工藝比較表2-1污水處理工藝比較氧化溝法A-A-O法CASS法優(yōu)點處理流程簡潔，構(gòu)筑物少，基建費用較?。惶幚硇Ч?，有較穩(wěn)定的脫氮除磷功能；對高濃度的工業(yè)廢水有較好的稀釋實力；有抗沖擊負荷的實力；能處理不易降解的有機物，污泥生成少；技術(shù)先進成熟，管理維護較簡潔；國內(nèi)工程實例多，簡潔獲得工程管理閱歷基建費用低，具有較好的脫氮、除磷功能；具有改善污泥沉降性能、削減污泥排放量；具有提高對難降解生物有機物出去效果，運轉(zhuǎn)效果穩(wěn)定；技術(shù)先進成熟，運行穩(wěn)妥牢靠；管理維護簡潔，運行費用低；國內(nèi)工程實例多，工藝成熟，簡潔獲得工程管理閱歷工藝流程簡潔，運行方式靈敏，無二次沉淀池；擴建便利，基建費用低；能較強的適應(yīng)水量水質(zhì)的變更；自動化程度高，保證出水水質(zhì)；半靜止狀態(tài)沉淀，沉淀效果好；特別適合中小型城市污水處理廠的建設(shè)能保持較高的活性污泥濃度，增加了生化反應(yīng)推動力續(xù)表氧化溝法A-A-O法CASS法缺點回流污泥溶解氧較高，對除磷有確定的影響；容積及設(shè)備利用率不高處理構(gòu)筑物較多；須增加內(nèi)回流系統(tǒng)設(shè)備閑置率較高；對操作人員的素養(yǎng)要求較高2.3污水處理工藝的確定氧化溝又稱循環(huán)曝氣池，污水和活性污泥的混合液在環(huán)狀曝氣渠道中循環(huán)流淌，屬于活性污泥法的一種變形，氧化溝的水力停留時間可達10~30h，污泥齡20~30d，有機負荷很低[0.05~0.15kgBOD5/(kgMLSS·d)],實質(zhì)上相當于延時曝氣活性污泥系統(tǒng)。由于她運行成本低，構(gòu)造簡潔，易于維護管理，出水水質(zhì)好、耐沖擊負荷、運行穩(wěn)定、并可脫氮除磷，可以用于處理水量為72~200×104m3/d。所以我選擇她處理要求水量為20000m3/d的污水處理設(shè)計。2.3.1氧化溝的基本工藝流程如圖2-2所示。粗格柵細格柵調(diào)整池沉砂池氧化溝粗格柵細格柵調(diào)整池沉砂池氧化溝紫外光消毒二沉池廢水 排放二沉池回流污泥污泥外運污泥外運脫泥間衛(wèi)生填埋脫泥間圖2-2污水處理流程2.3.2氧化溝的處理效果氧化溝的出水水質(zhì)好，一般狀況下，BOD5的去除率可達95%~99%，脫氮率達90%左右，除磷效率在50%左右，在處理過程中，適量投加鐵鹽，則除磷效率可達95%，運行費用較常規(guī)活性污泥法低30%~50%，基建費用較常規(guī)活性污泥法低40%~60%。3工藝過程的設(shè)計3.1格柵的設(shè)計格柵是一種最簡潔的過濾設(shè)備，用來截留污水中粗大的懸浮物和漂流物。格柵的形態(tài)和尺寸大小，由它的用途確定。3.1.1格柵設(shè)計的一般規(guī)定格柵是由一組平行的金屬柵條獲篩網(wǎng)制成。安裝在污水渠道上，泵房集水井的進口處或者污水處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂流物，如纖維、碎皮、毛發(fā)、果皮等。一般分粗細兩道格柵，粗格柵的作用是攔截較大的懸浮物或漂流物以愛惜水泵；細格柵的作用是攔截粗格柵為截留的懸浮物或漂移物。3.1.2設(shè)計要點（一）水泵前格柵柵條間隙，應(yīng)依據(jù)水泵要求確定。（二）污水處理系統(tǒng)前格柵柵條間隙，應(yīng)符合下列要求；人工清除25~40mm；機械清除16~25mm；最大間隙40mm格柵柵渣量在無當?shù)刭Y料時接受以下數(shù)據(jù)。格柵間隙16~25mm時，0.10~0.05m3柵渣/103m3污水；格柵間隙30~50mm時，0.03~0.01m3柵渣/103m3。格柵前渠道內(nèi)的水流速度一般為0.4~0.9m/s，過柵流速一般為0.6~1.0m/s,格柵傾角一般為45?~70?，而機械格柵一般為60?~70?，特別類型可達90?。通過格柵的水頭損失一般接受0.08~0.15m。3.1.3格柵設(shè)計的參數(shù)1.已知條件設(shè)計污水處理量Q=20000m3/h,總變更系數(shù)Kz=1.39：設(shè)計計算：柵槽寬度柵條的間隙數(shù)n,單位/個公式Qmax——最大設(shè)計流量，/s;a——格柵傾角，（?），取60?；b——格柵間隙，m,取b=0.021m；n——柵條間隙數(shù)，個；h——柵前水深，m，取h=0.4m；v——過柵流速，m/s，取v=0.9m/s。格柵設(shè)兩組，按兩組同時工作設(shè)計，一格停用，一格工作校核。則：柵槽的寬度B柵槽的寬度一般比格柵的寬度寬0.2~0.3m，取0.2m；設(shè)柵條寬度S=10mm(0.01m)則柵槽寬度：通過格柵的水頭損失h1式中h1—計算水頭損失，m；K考慮截留物引起擔當阻力增大系數(shù)，一般取K=2~3，這里取K=3；—阻力系數(shù)，依表3-1計算；

表3-1格柵截面積形態(tài)和阻力系數(shù)關(guān)系的比照計算柵條截面形態(tài)計算公式形態(tài)系數(shù)矩形=2.42圓形帶半圓的矩形雙頭半圓額矩形正方形為收縮系數(shù)，一般取0.64設(shè)柵條斷面為矩形，=2.42,(m)進水渠道漸寬部分的長度設(shè)進水渠寬B1=0.5m，其漸寬部分綻開角度a=20?，進水渠道內(nèi)的流速為0.77m/s。（m）柵槽和出水渠道連接處的漸窄部分長度，m=/2=0.09(m)柵后槽總高度H，m設(shè)柵前超高h2=0.3m

柵槽總長度L，m每日柵渣量W，m3/d，取W1=0.07注釋：接受機械清渣3.2調(diào)整池的設(shè)計城市污水水質(zhì)水量是變更的不定的，我們要求進入污水處理廠的水質(zhì)水量盡可能均衡，所以我們必需設(shè)計調(diào)整池來調(diào)整水質(zhì)水量。城市污水的水質(zhì)變更相對穩(wěn)定，水量波動比較大，如遇雨水豐沛的夏季等，所以我們在污水處理工藝流程中設(shè)計水量調(diào)整池。3.2.1調(diào)整池的類型沉砂池常見的形式有：水量調(diào)整池、水質(zhì)調(diào)整池、水質(zhì)水量調(diào)整池。3.2.2調(diào)整池的選擇由于我們的目的是調(diào)整進水水量，所以，我們設(shè)計水量調(diào)整池，由于沒有具體的實測數(shù)據(jù)為依據(jù)，所以這里我們不給出具體的設(shè)計參數(shù)，只是要說明一點水量調(diào)整池一天能夠容納的污水水量將超過20000立方米，不然就失去了水量調(diào)整池存在的意義，我們假設(shè)一天的容量為25000立方米的水量進入水量調(diào)整池。3.3沉砂池的設(shè)計沉砂池的功能是利用物理原理除去污水中較大的無機顆粒物，如泥沙、煤渣等，在沉砂池各種類型中，曝氣沉砂池的優(yōu)點是通過調(diào)整曝氣量，可以限制污水的旋流速度，使沉砂池的除沙效率較穩(wěn)定。我們接受機械表面曝氣裝置曝氣。3.3.1沉砂池的具體設(shè)計設(shè)該工藝流程最大設(shè)計流量為0.8m3/s;沉砂池的總有效容積V，m3式中Qmax——最大設(shè)計流量，m3/s，Qmax=0.6m3/st__最大設(shè)計流量時的流行時間，min,取t=2min則：水流斷面面積A，式中為最大設(shè)計流量時的水平流速，m/s，取=0.1m/s則：=0.8/0.1=8(m2)沉砂池寬度B，m式中，為設(shè)計有效水深，m，取=2m則：每個池子的寬度b，取n=2格，（寬深比b/h2=2/2=1,滿足要求）池長L，m每小時所需空氣量q，m3/h式中d為每立方米污水所需空氣量，m3,d=0.2m3/m3污水。則：沉砂池沙沉砂斗體積V0，m3設(shè)沉砂砂斗為沿池長方向的梯形斷面渠道，沉砂斗體積為：式中a-沉砂斗上頂寬，m，取1m，沉砂池室高度h3=0.51--沉砂斗下底寬，|m，取0.5m設(shè)沉砂斗得坡度i=0.2;沉砂斗側(cè)壁和水平的夾角,取則：沉砂池總高度H,m

3.4氧化溝的設(shè)計要點氧化溝一般又溝體、曝氣設(shè)備、進水支配進、出水溢流堰和導流裝置等部分組成。氧化溝進水水溫宜為10~25C?,PH宜值為6~9，嚴禁有害物質(zhì)超標。3.4.1氧化溝設(shè)計要求表3-2氧化溝工藝設(shè)計參數(shù)表名稱數(shù)值污泥負荷0.03~0.15水利停留時間T/h10~48污泥齡去除BOD時，5~8，去除BOD5并硝化時，10~20，去除BOD5并反硝化時，30污泥回流比R/%50~200污泥濃度2000~6000容積負荷/0.2~0.4出水水質(zhì)/BOD510~15SS10~20NH3-N1~3必要需氧量/1.4~2.2表3-3氧化溝工藝計算公式名稱公式符號說明碳化氮硝化容積（好氧區(qū)容積）或者V1—碳氧化氮硝化容積，m3;Q—污水設(shè)計流量，m3/d;X—污泥濃度，kg/m3;L0、Le—進、出水BOD5濃度，mg/L;Lr=,L0-Le去除BOD5濃度mg/L，—污泥齡，d；Y—污泥凈產(chǎn)率系數(shù)；，kgMLSS/kgBOD5；Kd—污泥自身凈化率，d-1,對于城市污水。一般為0.05~0.1d-1；Ns—污泥負荷率，污泥齡確定fb—可生物降解的VSS占總VSS的比例最大需氧量—需氧量，kg/d；=1.47、=4.6、=1.42；—氨氮的去除量，kg/m3；—硝態(tài)氮去除量，kg/m3；—剩余活性污泥量kg/d剩余活性污泥量—污水平均日流量水利停留時間V—氧化溝容積；t—水利停留時間污泥回流比R—污泥回流比，%；二沉池底污泥濃度，mg/L污泥負荷Ns—污泥負荷，；Xv—MLVSS濃度，mg/L續(xù)表項目公式符號說明反硝化區(qū)脫氮量W—反硝化區(qū)脫氮量，kg/d；—去除的總氮濃度，kg/L；—進水總氮濃度，kg/L;—出水總氮濃度，kg/L飯消化區(qū)所需污泥量G—反硝化區(qū)所需污泥量，kg；VDN—反硝化速率，反硝化區(qū)容積V2—反硝化區(qū)容積，m3氧化溝容積K—劇有活性作用的污泥占總污泥量的比例3.4.2氧化溝具體設(shè)計參數(shù)我選擇T型氧化溝來處理課程設(shè)計要求的污水，已知條件是：污水設(shè)計流量20000m3/d,Kz=1.3，要求脫氮，進水水質(zhì)如表3-4所示表3-4污水進水水質(zhì)指標項目CODcrBOD5SS氨氮TN進水水質(zhì)指標3802001506038出水水質(zhì)如表3-5表3-5出水水質(zhì)指標要求項目CODcrBOD5SS氨氮TN出水水質(zhì)指標≤100≤30≤70≤156設(shè)計參數(shù)：污泥齡：污泥濃度X=40000mg/L；Kd=0.05，查圖知當時，Y=0.56氧化溝總?cè)莘e（V）計算碳氧化、氮硝化區(qū)容積V1的設(shè)計計算反硝化區(qū)脫氮量W設(shè)計計算反硝化區(qū)所需污泥量反硝化區(qū)容積澄清沉淀區(qū)容積T型溝二條邊溝可以輪換作澄清沉淀作用氧化溝總?cè)莘e氧化溝分三組，則魅族容積為V/3，即氧化溝水深取H=3m,則每組氧化溝平面面積為溝中每條溝的平面面積取氧化溝為矩形斷面，且單溝寬 B=12m,則單溝直線段長度為平面尺寸如圖3-6所示剩余污泥量設(shè)計計算濕式污泥量校核水力停留時間（在10h~48h之間)污泥負荷（在0.03~0.15之間）最大需氧量設(shè)計計算

3.5二次沉淀池的設(shè)計二次沉淀池有別于其他沉淀池，首先在作用上有其特點：它出了進行泥水分別外，還進行污泥濃縮，并由于水質(zhì)、水量的變更，還要短暫貯存污泥。由于二次沉淀池須要完成污泥的濃縮的作用，所須要的池面積大于只進行泥水分別的池面積。3.5.1二沉池的設(shè)計要求中心管中的下降流速不應(yīng)超過0.03m/s;接受靜水壓力排泥的二次沉淀池靜水頭可降至0.9m，污泥斗底坡和水平夾角不應(yīng)＜50?；接受輻流式二次沉淀池時，出流堰的長度要相應(yīng)增加，使單位堰的出流量不超過5~83.5.2二次沉淀池計算公式見表3-6表3-6二次沉淀池計算公式項目公式符號說明池表面積或A-池表面積，m2；Q-最大時污水量，m3/h；q-水力表面負荷，；u-正常活性污泥成層沉淀的沉速，mm/s，一般為0.2~0.5mm/s；；R-污泥回流比，%；X-混合液污泥濃度，kg/m3；qs-固體負荷率，,一般為120~150；n-池個數(shù)池直徑D-池直徑，m沉淀部分有效水深H-池邊有效水深，m，一般為2.5~4m；t-水力停留時間，h,一般為1.0~1.5h續(xù)表污泥區(qū)容積XR-回流污泥濃度，mg/L；-污泥斗中平均污泥濃度，mg/L校核出水堰最大負荷不宜大于1.7.3.5.3二次沉淀具體設(shè)計參數(shù)已知條件：設(shè)計流量20000m3/d,Kz=1.3,水力表面負荷q'=1.0~1.5，出水堰負荷設(shè)計規(guī)范規(guī)定為≤1.7；沉淀池個數(shù)n=8,沉淀時間T=3h池表面積單池面積A'=A/8=2084(m2)池直徑（設(shè)計時取D=52）沉淀部分有效水深沉淀部分有效