1、目 录毕 业 设 计 相 关 材 料题 目:城市污水处理厂初步设计（完全混合流态生物工艺）院 (系)：化工与环境工程学院专 业：环境工程学 生：班 级：毕 业 设 计 相 关 材 料 清 单序 号材 料 名 称份 数1毕业设计选题表12毕业设计开题报告13毕业设计外文资料翻译14毕业设计小组答辩记录15毕业设计成绩考核表1摘 要当今，随着经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，环境污染日趋严重，加大城市生活污水治理力度势在必行。现拟建一座城市生活污水处理厂，处理规模为100000m3/d。进水水质为CODCr ：250mg/L，BOD5 ：150mg/L，SS：200mg/L， NH3-N：4
2、0mg/L，NO3-N：10mg/L， pH=7.08.5,出水水质为CODCr 100mg/L，BOD530mg/L，SS30mg/L， NH3-N 25mg/L，pH=69。根据进出水水质，本设计拟采用完全混合液态的生物工艺，经比选，确定采用周期循环曝气活性污泥（CASS）工艺。CASS工艺污水呈完全混合液态，对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，具有较强的耐冲击负荷能力，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀。此工艺具有投资省，处理效果好，运行管理方便等优点，适用于大中型污水处理厂使用。本设计包含污水处理工艺流程的确定，工艺流程中各单元的计算，图纸的绘制等。
3、本工程的实施将显著改善受纳水体水质，同时间接产生经济效益，促进经济可持续发展。关键词 ：污水处理厂；完全混合；CASS工艺 AbstractNowadays, with rapid economic development, improve living standards, environmental pollution is worsening, and increase efforts to municipal sewage treatment is imperative. Now proposed a city sewage treatment plant for treating s
4、cale 100000m3 / d. The ram water quality is CODCr, BOD5, SS, NH3-N, NO3-N,and pH keep at 250mg / L,150mg / L,200mg / L,40mg / L,10mg / L, and 7.0 8.5, respectively.The treated water quality is CODCr, BOD5, SS, NH3-N, NO3-N,and pH keep at 100mg / L, 30mg / L, 30mg / L, 25mg / L,ant pH 6 9, respective
5、ly. According to the treated water quality, the design plans to use the completely mixed biotechnology, by comparison, determine to use of cyclic activated sludge system (CASS) process. sawage of CASS process is completely mixed, on water quality, water quantity, PH, toxic and hazardous substances h
6、ave buffer role effect, with a strong resistance to shock loading capacity, meanwhile growth of filamentous bacteria is be inhibition to be prevent sludge bulking. This process has the advantage of good Less investment, good effect, easy operation and management .朗读显示对应的拉丁字符的拼音Applicable to large or
7、 medium sized sewage treatment plants. The design includes the determination of sewage treatment process, process in the calculation of each unit and drawing the construction drawings. The implementation of this project will significantly improve the water quality of receiving water, and indirect ec
8、onomic benefits and promote sustainable economic development.Key word: sewage treatment plants; Completely Mixing; CASS process目 录摘 要IAbstractII目 录III第一章 前 言11.1 设计的目的及意义11.2 设计指导思想11.3设计的内容及要求11.3.1主要内容11.3.2要求21.4 国内外发展概况21.5 设计依据及原则21.5.1 设计依据21.5.2 设计原则31.6设计原始资料31.6.1 设计规模31.6.2 水质指标31.6.3气象资料3
9、1.6.4污水排水接纳河流资料31.6.5厂址及场地现状3第二章 污水处理厂工艺方案的选择42.1设计方案论证42.2.1活性污泥法处理系统有效运行的基本条件是：42.2.2环境因素对微生物生长的影响42.2 原污水可生化性分析52.3 污水处理程度的确定62.3.1 水质情况62.3.2处理程度计算62.4污水处理厂工艺方案比选72.4.1 A2/O工艺72.4.2 奥贝尔（Orbal）氧化沟82.4.3 CASS工艺92.4.4 工艺方案选择112.4 处理程度计算122.4.1 CODcr的处理程度122.4.2 溶解性BOD5的处理程度122.4.3 SS的处理程度122.4.4 NH
10、3-N的处理程度12第三章 单元构筑物的设计计算143.1粗格栅设计计算143.1.1 设计说明143.1.2 栅前明渠宽度143.1.3 栅条的间隙数143.1.4 栅槽宽度153.1.5 进水渠道渐宽部分的长度153.1.6 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度163.1.7 过栅水头损失163.1.8 栅后槽总高度163.1.9 栅槽总长度163.1.10 每日栅渣量计算W173.2 泵站的设计计算173.2.1 泵房规范要求173.2.2 污水泵计算173.2.3 集水池183.3细格栅设计计算183.3.1 设计说明183.3.4 栅条的间隙数193.3.3 栅槽宽度193.3.4 进
11、水渠道渐宽部分的长度203.3.5 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度203.3.6 过栅水头损失203.3.7 栅后槽总高度213.3.8 栅槽总长度213.3.9 每日栅渣量计算W213.4 沉砂池的设计计算213.4.1 沉砂池的选择213.4.2 沉砂池设计计算一般规定223.4.3 设计参数223.4.4 设计计算223.5 CASS池设计计算243.5.1 基本设计参数243.5.2 BOD5去除率的计算243.5.3 污泥负荷率243.5.4 曝气时间253.5.5 沉淀时间TS253.5.6 排水时间TD253.5.7 周期数的确定253.5.8 进水时间TF263.5.9 C
12、ASS池运行模式263.5.10 CASS池容积及构造尺寸263.5.11 复核出水溶解性BOD5283.5.12 潜水搅拌器283.5.13 曝气系统设计计算283.5.14供气量的计算293.5.14 进出水管路计算313.6紫外消毒渠道323.6.1 紫外消毒渠道的功能323.6.2紫外消毒渠道设计计算323.7污水计量设备333.8 产泥量及排泥系统343.8.1产泥量343.8.2排泥系统343.8污泥回流353.8.1设计说明353.8.2回流污泥泵设计选型353.9 重力浓缩池设计计算353.9.1设计参数363.9.2设计与计算363.10 贮泥池383.11消化池383.11
13、.1消化池容积计算383.11.2消化池各部分表面积计算393.11.3消化池热工计算393.11.4沼气混合搅拌计算413.11.5产气量及贮气柜413.12污泥脱水设备413.13附属构筑物42第四章 污水处理厂配套工程设计434.1 厂区平面设计434.1.1 平面布置原则434.1.2 平面布置434.2 厂区高程设计444.2.1 高程布置注意事项444.2.2 高程计算45第五章 环境保护及劳动卫生485.1 项目施工期对环境影响及对策485.1.1 项目施工期对环境的影响485.1.2 施工期对环境影响的对策495.2 项目运营期对环境影响及对策505.2.1 项目运营期对环境的
14、影响505.2.2 运营期环境影响的对策505.3 劳动保护与安全生产51第六章 工程投资估算及效益分析526.1投资估算526.1.1估算范围526.1.2.编制依据526.1.3投资估算526.2 运行成本估算546.2.1 成本估算的有关单价546.2.3运行成本估算546.2.4 运行成本核算546.3效益分析546.3.1 环境效益546.3.2 社会效益55结 论56致 谢57参考文献58 V第四章 污水处理厂配套工程设计第一章 前 言1.1 设计的目的及意义随着我国社会和经济的高速发展,水环境日益恶化，2007年，我国600多个城市有400多个城市缺水，缺水原因主要不在于水量不足
15、，而在于水质污染严重，属于水质性缺水。我国目前年污水排放量达600亿吨，其中城市就占390亿吨以上，而全国城市污水处理厂不足400座，污水处理能力不足排放量的30，而实际处理量更低。因此，大力发展城市污水处理工程势在必行, 根据“十一五规划”，预计到2010年,我国要新建城市污水处理厂1000余座,污水厂的投资将达1800亿元.随着社会和政府的环境治理要求不断提高,城市污水处理工艺的设计必然获得一个广阔的市场前景。本次设计旨在通过对某城市10万m/d污水处理厂进行独立设计，并根据原始资料要求确定处理流程和核心工艺选择，并提供设计计算结果，绘制污水处理厂总平面布置图，工艺流程图、高程图及某些主要
16、构筑物的平剖面图等，通过完成这次毕业设计，强化专业知识，为今后的专业工作奠定良好的基础。1.2 设计指导思想决定城市污水处理厂投资和运行成本的很重要因素是污水处理工艺的选择。目前，在城市污水处理领域，很多城市普遍存在着追求“新工艺”的倾向。一座城市污水厂处理工艺的选择，虽然应由污水水质、水量、排放标准及受纳水体性质等因素来确定，但是，忽略污水处理厂投资和运行成本，过分强调污水处理工艺的先进是不足取的。实际上，有些城市采取的高投资、高运行费的“新工艺”，由于水质不稳定，水量波动大等缘故，并未收到理想的处理效果。CASS（cyclic activated sludge system）工艺污水在流态
17、上属于完全混合型，是在SBR工艺的基础上发展起来的，是与活性污泥法并列的一种污水生物处理技术，发展起步早，技术比较成熟，是近年来国际公认的生活污水及工业废水先进处理工艺。1.3设计的内容及要求1.3.1主要内容根据所给的原始资料完成完全混合法城市污水厂初步设计，内容包括：1、进行污水处理厂方案的总体设计：按照所给资料，通过比较选择确定污水处理工艺方案； 2、进行污水处理厂各构筑物工艺计算：包括污水和污泥处理的主要构筑物设计计算（附必要的草图），说明书中应有计算所得的设备工艺参数一览表。3、进行辅助建筑物(包括鼓风机房、泵房、配水井、脱水机房等)的简单设计：包括尺寸、面积、层数的确定；完成设备选
18、型。4、进行总体布局、竖向设计、厂区管道布置、厂区道路及绿化设计；完成污水处理厂总平面布置图、工艺流程图及高程图；5、编写设计说明书、计算书。6、设计图纸（6张）：污水处理厂平面布置图、高程图、工艺流程图各一张和处理厂主要构筑物剖面图三张。1.3.2要求1、了解城市建设污水处理厂的意义；2、掌握城市污水处理的常用流程及相关的单元构筑物的相关专业知识；3、掌握所选构筑物设计的正确计算方法和绘图方法，确保图纸绘制的准确性。1.4 国内外发展概况随着人类社会的不断发展，城市规模不断扩大，城市的用水量和排水量都在不断增加，加剧了用水紧张和水质污染，环境问题日益突出，由此造成的水危机已经成为社会经济发展
19、的重要制约因素。我国污水处理事业的历史始于1921年，但是真正是在80年代才得以发展，改革开放三十年来取得了迅速的发展，但仍然滞后于城市发展的需要，处理量的增加仍远远滞后于污水排放量的增长，两者之间的差距还有进一步拉大的趋势。我国城市污水处理相对于国外发达国家，起步较晚，到现在为止，全国还有60%的城市污水得不到妥善的处理，城市污水处理率较低，很多老城区的排水管网甚至不成系统。在我们大力引进国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合我国发展规划，尤其是当地的实际情况，探索适合我国实际的污水处理系统。1.5 设计依据及原则1.5.1 设计依据1、室外排水设计规范 GBJ14-872、地表水环境质量
20、标准 GB3838-20023、工业企业厂界噪声标准 GB12348-904、泵站设计规范 GB/T 50265-975、城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918-20026、给水排水设计规范 GBJ15-881.5.2 设计原则污水处理工程设计过程当中应遵循下列原则：1、污水处理工艺技术方案，达到治理要求的前提下应优先选择投资和运行费用少、运行管理简便的工艺；2、所用污水、污泥处理技术和其他技术不仅要求先进，更要求成熟可靠；3、和污水处理厂配套的厂外工程应同时建设，使污水处理厂尽快发挥效益；4、污水处理厂出水应尽可能回用，以缓解城市严重缺水问题；5、污泥及浮渣处理应尽量完善，消除二次污染
21、；6、尽量减少工程用地。 1.6设计原始资料1.6.1 设计规模正常日处理量：100000吨/日1.6.2 水质指标1、污水水量、水质1）设计规模设计日平均污水流量Q=100000m/d；设计最大时流量Q =50000 m/d。2）进水水质CODCr ：250mg/L，BOD5 ：150mg/L，SS：200mg/L， NH3-N：40mg/L，NO3-N：10mg/L， pH=7.08.52、污水处理要求污水经过二级处理后应符合以下具体要求：CODCr 100mg/L，BOD530mg/L，SS30mg/L， NH3-N 25mg/L，pH=691.6.3气象资料该市地处内陆中纬度地带，属暖
22、温带大陆性季风气候。年平均气温913.2，最热月平均气温21.226.5，最冷月-5.0-0.9。年日照时数2045小时。多年平均降雨量577毫米，集中于7、8、9月，占总量的5060%，受季风环流影响，冬季多北风和西北风，夏季多南风或东南风，市区全年主导风向为东南风，频率为18%，年平均风速2.55米/秒。1.6.4污水排水接纳河流资料该污水厂的出水直接排入厂区外部的河流，其最高洪水位为380.0m，常水位为378.0m，枯水位为375.0m。1.6.5厂址及场地现状该污水处理厂场地地势平坦，由西北坡向东南，场地标高384.5383.5米之间，位于城市中心区排水管渠未端 ，厂址面积为2000
23、00m2。第二章 污水处理厂工艺方案的选择2.1设计方案论证 污水生物处理技术主要是利用自然界中广泛分布的个体微小、代谢营养类型多、适应能力强的微生物的新陈代谢作用，将污水中的污染物质转化为微生物细胞及CO2、H2O、H2S、N2、CH4等多种物质，从而使污水得到净化的过程。污水生物处理技术分为好氧生物处理、缺氧生物处理和厌氧生物处理。好氧生物处理又分为活性污泥法，生物膜法等。目前对于城市生活污水的处理多为好氧处理。2.2.1活性污泥法处理系统有效运行的基本条件是：1、有大量起吸附和分解作用的微生物。2、污水中含有足够的可溶解性易降解有机物，作为微生物生理活动所必需的营养物质。3、混合液中含有
24、足够的溶解氧。4、活性污泥连续回流，同时，还要及时地排出剩余污泥，使曝气池中保持恒定的活性污泥浓度。5、活性污泥在曝气池中呈悬浮状态，能够与污水充分接触。6、没有对微生物有毒害作用物质进入。2.2.2环境因素对微生物生长的影响1、营养物质微生物为合成自生的细胞物质，必须不断地从其周围环境中摄取自身生存所必需的营养物质，主要的营养物质是碳、氮、磷等，微生物还需要硫、钠、钾、钙、镁、铁等元素作为营养，但需要量甚微。对微生物来讲，碳、氮、磷营养有一定的比例，一般为 BOD5：N：P=100：5：1。生活污水中大多含有微生物能利用的碳源，氮和磷的含量也高，可以满足生物法处理时微生物的营养需求。如果某种
25、营养元素低于需求可以加淀粉浆料补充碳源，投加尿素、硫酸铵等补充氮源，投加磷酸钾、磷酸钠等补充磷源。2、温度温度是影响微生物正常生理活动的重要因素之一。温度适宜，能够促进、强化微生物的生理活动，温度不适宜，能够减弱甚至破坏微生物的生理活动。可能使微生物死亡。一般好氧生物处理中的微生物多属于中温微生物，其生长繁殖的最适温度范围为2037。3、pH值微生物的生理活动与环境的酸碱度密切相关，只有在适宜的酸碱度条件下，微生物才能进行正常的生理活动。PH值对微生物的影响主要作用于：引起细胞膜电荷的变化，从而影响了微生物对营养物质的吸收，改变生长环境中营养物质的可给性。PH值的变化还能改变有害物质的毒性。高
26、浓度的氢离子还可导致菌体表面蛋白质和核酸水解而变性。4、溶解氧溶解氧是影响生物处理效果的重要因素。在好氧生物处理中，如果溶解氧不足，其活性将受到影响，新陈代谢能力降低，同时对溶解氧要求较低的微生物将逐步成为优势种属，影响正常的生化反应过程，造成处理效果下降。5、有毒物质（抑制物质）有毒物质对微生物生理功能毒害作用的原因，效果都比较复杂，取决于较多的因素。2.2 原污水可生化性分析 污水处理厂进水营养物比值见下表2.1。表2.1 进水营养物比表项目比值BOD5/ CODCr0.6BOD5/ TN3污水生物处理是以污水中所含污染物质作为营养物质，利用微生物代谢作用使污染物被降解，污水得到净化。因此
27、，对污水营养成分的分析以及判断污水能否采用生物处理是设计污水生物处理工程的前提。BOD5和COD是污水处理过程中常见的两个水质指标，一般情况下，BOD5/ CODCr的比值越大，说明污水可生物处理性越好。综合国内外的研究成果，一般认为BOD5/ CODCr的比值0.45可生化性较好，BOD5/ CODCr的比值0.3较难生化，BOD5/ CODCr的比值0.25不易生化。 BOD5/ TN（即C/N）是鉴别能否采用生物脱氮的重要指标，由于反硝化细菌是在分解有机物的过程当中进行消化脱氮的，在不投加外来碳源的条件下，污水中必须有足够的有机物，才能保证反硝化的顺利进行。一般认为，C/N3，即可认为污
28、水有足够的碳源供反硝化菌利用，才能进行有效脱氮。综上所述，该城市污水处理厂进水水质不仅适宜于采用二级生物工艺，而且还适宜于采用CASS工艺。2.3 污水处理程度的确定2.3.1 水质情况本设计的污水进水及出水水质如下表2.2所示表2.2 污水进水及出水水质项 目 NH3-N PH进水（）250150 200 40 7.08.5 出水（）12030 30 25 6.09.0处理水量:100000/d ；最大小时流量Q max=5000m3/h总变化系数: =1.2 2.3.2处理程度计算1、的去除率:=602、的去除率:活性污泥处理系统中的值是由残存的溶解性(Se)和非溶解性的组的, 非溶解性主
29、要以生物污泥的残屑为主体,活性污泥的净化功能是去除溶解性的,非溶解性将污泥一起经沉淀而去除。进入CASS应池的浓度=150。出水中非溶解性的BOD值为：BOD=7.1bXC式中：C- 水中悬浮固体（SS）浓度，取30mg/L b-微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之间，取0.08 X-活性微生物在水中所占的比率，取0.4代入各值，得 BOD=7.10.080.430=6.82因此，出水中溶解性BOD为 30-6.82=23.12则BOD的去除率为：（150-23.12）150100%=84.6%3、SS的去除率4、NH3-N的去除率=37.52.4污水处理厂工艺方案比选城市污水处理厂设计处理方案时，要考虑的因素很多。从表2.1原污水可生化性分析结果可以知道可采用的工艺有很多，而相对来说处理效果好而且技术成熟的工艺有以下几种。1、A2/O工艺2、奥贝尔（Orbal）氧化沟工艺3、周期循环曝气活性污泥法（CASS）工艺2.4.1 A2/O工艺A-A-O工艺，亦称A
