1、污水处理厂毕业设计城镇生活污水厂处理工艺设计方案摘 要本次大赛设计是以相关的资料为依据设计一座城镇生活污水处理厂其日处理量为20000 m3/dm由于城市污水的主要成分为有机物所以本次设计采用了改良型氧化沟工艺氧化沟又称循环曝气池类似活性污泥的延时曝气法近年来我国中小城市污水处理厂采用这一工艺较多氧化沟目前常用的有卡鲁塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟、三沟及双沟等交替式氧化沟等几种形式其中以前两种更为常用氧化沟的共同特点是污水在循环水池中流动曝气方式主要采用表曝方式（近年来也有鼓风曝气方式的氧化沟也被称作氧化沟池型的普曝结合了氧化沟及微孔曝气的优点）改良型氧化沟不设初沉池处理设施大大简化氧化沟具有传统
2、活性污泥法的特点有机物去除率高也具有脱氮除磷的功能改良型氧化沟这种高效、简单的特点适合大、中、小型污水处理改良型氧化沟内缓慢流动时大量有机物被去除处理后的水达到国家规定的二级排放标准允许直接排放入河流和湖泊或用于m处理后的活性污泥经脱水后可被用作肥料本次设计在构想中充分考虑了环境效益与经济效益之间的联系尽量最大限度使两者协调关键词：改良型氧化沟 活性污泥 脱氮除磷 环境效益前 言 3第一篇 设计说明书 3一、 污水厂的设计规模及进出水水质 3二、处理程度的计算 3三、城市污水处理设计 41、工艺流程的比较 42、工艺流程的选择 6四、污水处理构筑物的设计说明 71、粗格栅的设计 72、集水井和
3、提升泵房 83、细格栅 84、沉砂池 95、氧化沟 96、二沉池 107、接触消毒池 10五、污泥处理构筑物的设计计算 111、污泥泵房 112、排泥泵房 113、污泥浓缩池 114、贮泥池及提升泵 125、脱水间 12六、污水厂平面、高程布置 121、平面布置 122、管道布置 123、高程布置 13第二篇 污水厂设计计算书 13七、污水处理构筑物设计 131、粗格栅的设计 132、集水井与提升泵房 153、细格栅的设计 164、平流沉砂池的设计 185、氧化沟的设计 206、二沉池的设计 257、接触消毒池与加氯间的设计 27八、 污泥处理构筑物设计 281、污泥泵房 282、排泥泵房 2
4、93、污泥浓缩池 294、贮泥池及提升泵 315、脱水间 32九、 高程计算 321、选用管道 322、管道计算 333、污水厂的高程布置方法 364、各构筑物高程确定 36十、经济分析 371、估算范围及编制依据 372、固定资产投资估算 372.2设备投资 383、 运行费用计算 393.2.2 工资福利开支 393.2.3 生产用水水费开支 393.2.4 运费 393.2.5 维护维修费 393.2.6 管理费用 393.2.7 运行成本核算 39结 论 40参考文献 40致 谢 41前 言水是人类生产、生活中不可缺少的组成部分在各个领域内发挥着重要的作用但水是不可再生资源随着人类文明
5、的进步、社会的发展、工农业生产水平的提高人类对水资源的污染、破坏确日益严重水危机威胁着地球水污染的防治已进入人类的日程安排对污水进行排放前的处理即是控制污染源以达到从根本上防止水体污染的目的本方案的设计对象广州市从化区近年来随着该市工农业的发展及人民生活水平的不断提高城市生活污水量和工业废水量也相应的大幅度增加为保障人民的身体健康提高生活质量城市排水问题的解决也日益迫切本设计即进行污水处理厂的初步设计完成污水泵站、污水及污泥处理的方案选择、技术经济分析、工艺设计及部分施工图设计等本设计的处理对象为城镇生活污水主要污染质为悬浮固体（即ss）及溶解和胶体状态的有机污染物（即BOD）因此采用活性污泥
6、法具体的工艺流程为：进水中格栅集水井细格栅平流沉砂池氧化沟二沉池接触池出水；二沉池剩余污泥提升泵 浓缩池贮泥池脱水干泥外运 第一篇 设计说明书一、 污水厂的设计规模及进出水水质参赛的内容为城镇城镇生活污水处理工程原水设计水量为20000 m3/d根据中华人民共和国环境保护法、水污染防治法、广东省水污染物排放限值DB44/26-2001小区污水处理站的出水就近排入沙溪水库根据排放水功能区域划分需达到地表水环境质量标准（GB3838-2002）III类水质标准经过处理后出水水质要求达到广东省水污染物排放限值（DB44/26-2001）中第二时段一级标准进出水水质如表1所示：表1项目类别CODCrB
7、OD5SSNH4-N动植物油TPPH进水水质2501502004025568出水水质90206010100.569去除率64%86.66%70%75%60%90%-二、处理程度的计算1、 的去除率为:2、 的去除率为:3、 SS的去除率为:4、 NH4-N的去除率为:5、 动植物油的去除率为:6、 TP的去除率为:三、城市污水处理设计1、工艺流程的比较城镇污水处理厂的设计方案要考虑有效去除和氨氮污水处理量不大一般宜采用氧化沟工艺和SBR工艺1.1 SBR法其工艺流程：其工作原理如下：（1）流入工序：污水注入注满后进行反应方向有单纯注水曝气缓速搅拌三种（2）曝气反应工序：当污水注满后即开始曝气操
8、作这是最重要的工序根据污水处理的目的脱氮应进行相应的处理工作（3） 沉淀工序：使混合液泥水分离相当于二沉池（4）排放工序：排除曝气沉淀后产生的上清液作为处理水排放一直到最低水位在反应器残留一部分污泥作为种泥（5）待机工序：处理水排放后反应器处于停滞状态等待一个周期其工艺特点是：（1） 大多数条件下无设置调节池的必要（2） SVI值较低易于沉淀一般情况下不会产生污泥膨胀（3） 通过对运行方式的调节进行脱氮除磷反应（4） 自动化程度较高（5） 得当时处理效果优于连续式（6） 单方投资较少（7） 占地规模大处理水量较小 1.2氧化沟法其工作流程：其工作原理如下：氧化沟一般呈环形沟渠式污水在沟渠内作环
9、形流动利用独特的水力流动特点在沟渠转弯处设曝气装置在曝气池上方为厌氧段下方则为好氧段从而产生富氧区和缺氧区可以进行硝化和反硝化取得脱氮的效果同时氧化沟法泥龄较长可以存活时代时间较长的微生物进行特别的反应如脱氮除磷其工作特点：（1）液态上介于完全混合与推流之间有利于活性污泥的适于生物凝聚作用（2）对水量水温的变化有较强的适应性处理水量较大（3）污泥龄较长一般长达1530天（4）污泥产量低且多已达到稳定（5）自动化程度较高便于管理（6）占地面积大运行费用低脱氮效果还可以进一步提高因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环要提高脱氮效果还可以进一步提高脱氮效果势必要增加内循环量而氧化沟的内循环量从政论
10、上说可以不受限制因而具有更大的脱氮能力氧化沟法自问世以来应用普遍技术资料丰富中、小型城市污水处理厂的优选工艺是氧化沟和SBR它们的共同特点是：（1）去除有机物效率很高有的还能脱氮、除磷或既脱氮又除磷而且处理设施十分简单管理非常方便是目前国际上公认的高效、简化的污水处理工艺也是世界各国中小型城市污水处理厂的优选工艺（2）在10104 m3/d规模以下氧化沟和SBR法的基建费用明显低于常规活性污泥法、A/O和A2/O法；对于规模为(510)104 m3/d的污水厂氧化沟与SBR法的基建费用通常要低10%15%规模越小两者差距越大这对缺少资金建污水厂的中小城市很有吸引力即使在10104 m3/d规模
11、以下氧化沟和SBR法的电耗和年运营费用仍高于常规活性污泥法但如果与基建费用一起来比较基建费加上20年的运营费总计还是比常规活性污泥法低些规模越小低得越多规模越大差距越小当规模为10104 m3/d时两类工艺的总费用大致相当因此对于中小型污水厂采用氧化沟与SBR法在经济上是有利的 （3）氧化沟与SBR工艺通常都不设初沉池和污泥消化池整个处理单元比常规活性污泥法少50%以上操作管理大大简化这对于技术力量相对较弱、管理水平相对较低的中小型污水处理厂很合适（4）氧化沟和SBR工艺的设备基本上实现了国产化在质量上能满足工艺要求价格比国外设备便宜好几倍而且也省去了申请外汇进口设备的种种麻烦（5）氧化沟和S
12、BR工艺的抗冲击负荷能力比常规活性污泥法好得多这对于水质、水量变化剧烈的中小型污水厂很有利 氧化沟和SBR工艺有上述很多共同特点也有各自的特点和适用性在选定方案时需要仔细分析（1）从基建投资看SBR工艺是合建式一般情况下征地费和土建费较氧化沟低而设备费较氧化沟高总造价的高低则要视具体情况决定a.地价高对氧化沟不利b.进水BOD浓度高反应容积与沉淀容积的比值高对氧化沟有利；BOD浓度低反应容积与沉淀容积的比值低对SBR有利（2）从运营费用看SBR工艺通常用鼓风曝气氧化沟工艺通常用机械曝气一般说来在供氧量相同的情况下鼓风曝气比机械曝气省电；第二方面SBR工艺是合建式不用污泥回流(有的少量回流)氧化
13、沟工艺是分建式要大量回流电耗较大；第三方面SBR工艺是变水位运行增大了进水提升泵站的扬程综合考虑通常氧化沟工艺的电耗要比SBR工艺大些运营费要高些（3）氧化沟工艺是连续运行不要求自动控制只是在要求节能时用自动控制；SBR工艺是周期间歇运行各个工序转换频繁需要自动控制（4）SBR工艺是静态沉淀氧化沟工艺是动态沉淀因而SBR的沉淀效率更高出水水质更好 2、工艺流程的选择综上所述任何一种方法都可以达到降磷除氮的效果且出水水质良好但相对而言SBR设计过程复杂维护要求高运行对自动控制依赖性强；氧化沟工艺虽然基建一次性投资较大但是后期运行费用低易于操作管理基于对设计的研究污水处理厂的工艺流程要在达到所要求
14、的处理程度的前提下污水处理各单元有机组合以满足污水处理的要求综合各方面该城市的污水0.3可生化性较强日处理量为20000 为中小型污水处理厂的规模综合考虑经济技术等方面的因素本次设计采用氧化沟是适的四、污水处理构筑物的设计说明1、粗格栅的设计粗格栅用以截留污水中的较大悬浮物或者漂浮物以减轻后续处理物的负荷用以去除可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物并保证后续处理设施的正常运行的装置格栅的设计应该满足以下要求：a) 水泵处理系统前格栅栅条间隙应符合：人工清渣 2540mm机械清渣1625mm最大间隙40mm；b) 在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅（每日栅渣量0.2m3）一般应采用机械清渣
15、c) 格栅倾角一般用4575机械格栅倾角一般6070d) 通过格栅的水头损失一般采用0.080.15me) 过栅流速一般为0.61.0m/s设计参数： 栅条宽度b=20mm 、 格栅安装角度=60. 栅前水深h=0.4m. 过栅流速 =0.9m/s 栅条的间隙数n=45. 格栅宽度B=1.34m 栅后槽总高度H=0.802m 栅槽总长度L=2.8m 水头损失0.103m 每日栅渣量W=1.0设计中的各参数均按规范规定的数值来取2、集水井和提升泵房设计集水池为矩形其尺寸为长A=3m宽B=4m高H=5m池容为70 同时为减少滞流和涡流可将集水池的四角设置成内圆角并应设置相应的冲洗或清泥设施 提升泵
16、的说明:(1) 泵房进水角度不大于45(2) 相邻两机组突出部分的间距以及机组突出部分与墙壁的间距应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸并不得小于0.8米如电动机容量大于55KW时则不得小于1m作为主要通道宽度不得小于1.2m(3) 水泵为自罐式提升泵采用ZWL型直联自吸式排污泵型号流量m3/h扬程m功率kw转速r/min效率%汽蚀余量m自吸高度m自吸时间min/m重量kgZWL250-420-204208551450616.04.52.510203、细格栅细格栅的设计与粗格栅相似设计参数：栅条宽度b=10mm 格栅安装角度=60栅前水深h=0.4m 过栅流速 =0.9m栅条的间隙数n=90
17、（设计两组格栅每组格栅间隙数为n=45条）格栅宽度B=1.98m 栅后槽总高度H=0.96m 栅槽总长度L=2.89m 水头损失0.25m 每日栅渣量W=2.04、沉砂池沉砂池的作用是去除污水中将比重较大的颗粒去除其工作原理是以重力分离为基础故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重较大的无机颗粒下沉而有机悬浮颗粒则随水流带走沉砂池设计中必须按照下列原则： （1）城市污水厂一般设置沉砂池座数或分隔数应不小于2座并按并联运行原则考虑 （2）设计流量应该按分期建设考虑：* 当污水自流进入时应该按照每期的最大设计流量计算 * 当污水用提升泵送入时应该按照每期工作水泵的最大组合流量 * 合流制处理系统中应
18、按降雨时的设计流量计算 （3）沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为2.65粒径为0.2以上的颗粒为主 （4）城镇污水的沉砂量可按每105m3污水沉砂量为30 m3计算其含水率为60%容量为1500kg/ m3 （5）贮砂斗容积应按两日沉砂量计算贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于55排砂管直径不应小于0.3m （6）沉砂斗的超高不宜小于0.3m （7）除砂一般采用机械方法当采用重力排砂时沉砂池和晒砂厂应尽量靠近以缩短排砂管的长度设计参数：采用平流沉砂池具有处理效果好结构简单的特点分两格沉砂池长度L=7.5m 池总宽度B=2m有效水深h2=0.69m 贮泥斗容积0.31沉砂斗斗底宽b1=0.5m 斗高=0
19、.45m 斗壁与水平面的倾角为55 斗部上口宽=1.13m：沉砂池总高度H=1.36m5、氧化沟本设计采用的是卡鲁赛尔2000（Carrousel）氧化沟是二级处理的主要构筑物是活性污泥的反应器经氧化沟后水质得到大大改善设计参数：设计两组氧化沟四廊道式好氧池容积=10593 缺氧池的容积=2648.25有效水深H=4.5m 单池沟道宽：B=6m单沟道直线段长=38.5m 缺氧沟沟长单沟道直线长（包括分割处弯道折算为直线段）为=15.83m（取16m）给水系统：通过池底放置的给水管在池底布置成六边形再加上中心共七个供水口利用倒置喇叭口可以均化水流减少对膜式曝气管的冲刷尽可能的提高膜式曝气管的使用
20、寿命排水系统：利用双边溢流堰在边池沉淀完毕出水闸门开启污水通过溢流堰进行泥水分离澄清液通过池内的排水渠排到接触消毒池在排水完毕后出水闸门关闭曝气系统：采用表面机械曝气HDS400调速型倒伞形叶轮表面曝气机排泥系统：采用轨道式吸泥机由于池体为氧化沟其边沟完成沉淀阶段后转变为缺氧池因此其回流污泥速度快避免了污泥的膨胀6、二沉池该沉淀池采用中心进水周边出水的辐流式沉淀池采用刮泥机进行刮泥设计2座辐流式二沉池设计参数：设计进水量（单个沉淀池）Qmax=15000m3/d =0.17m3/s表面负荷q=1.2 m3/ m2.h 水力停留时间（沉淀时间）：t=2h堰负荷1.42 沉淀池直径（取26m） 有
21、效水深h1=qt=1.22=2.4m二沉池总高度 H=5.07m 污泥区所需存泥容积7、接触消毒池城市污水经过一级或者二级处理以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原菌的可能因此污水排入水体前应进行消毒采用紫外线消毒系统设计参数：流量Q=20000 =231.5 （设计一座）BOD5=20mg/L紫外透光率（UVT）65%均悬浮颗粒尺寸 um出水粪大肠菌群数 个/L五、污泥处理构筑物的设计计算1、污泥泵房二沉池活性污泥由吸泥管吸入由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒阀井中然后由管道输送至回流泵房其他污泥由刮泥板刮入污泥井中再由排泥管排入剩余污泥泵房集泥井中选用LXB-900
22、螺旋泵3台（2用1备）单台提升能力为480提升高度为2.0m2.5m电动机转速n=48r/min功率N=55kW回流污泥泵房占地面积：10m5m2、排泥泵房 二沉池产生的剩余活性污泥及其它处理构筑物排出污泥由地下管道自流入集泥井污泥浓缩池中剩余污泥泵（地下式）将其提升至脱水间.处理厂设一座剩余污泥泵房（两座二沉池共用）剩余污泥泵选两台2用1备单泵流量Q2Qw/25.56m3/h选用1PN污水泥浆泵Q=7.2-16m3/hH=12-14m功率N=3kw剩余污泥泵房占地面积LB=4m3m集泥井占地面积3、污泥浓缩池采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池用带栅条的刮泥机刮泥采用静压排泥剩余污泥泵房将
23、污泥送至浓缩池设计规定：（1）进泥含水率：当为初次污泥时其含水率一般为95%97%；当为剩余污泥时其含水率为99.2%99.6%（2）污泥固体负荷：负荷当为初次污泥时污泥固体负荷宜采用80120 当为剩余污泥时污泥固体负荷宜为3060 （3）浓缩时间不宜小于12h但也不要超过24h （4）有效水深一般为4m最低不小于3m设计参数：每座污泥总流量=1334.4采用两座进泥浓度为10 污泥含水率=99.0%浓缩后含水率=96.0% 污泥固体负荷=45污泥浓缩时间T=13h 贮泥时间t=4h 浓缩池直径（取6.2m） 水力负荷有效水深h1=2.39m（取2.4m） 浓缩池总高度H=4.36m4、贮泥
24、池及提升泵设计参数：设贮泥池1座进泥量233.3666.72 贮泥时间T=12h 贮泥池尺寸（将贮泥池设计为正方形形）=3.63.63.6 污泥提升泵将贮泥池的污泥提升至污泥脱水间选用1PH污泥泵两台一用一备单台流量Q=7.216扬程H=1214m功率N=3kw泵房平面尺寸LB=43m5、脱水间脱水机房尺寸(1010)m2泥饼外运填埋六、污水厂平面、高程布置1、平面布置各处理构筑物是污水处理厂的主体构筑物在对它们进行平面布置时应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件确定它们在厂区的平面布置应考虑：（1） 贯通连接各构筑物之间的管道应直通应避免迂回曲折造成管道不便（2） 土方量做到基本
25、平衡避免劣质土壤地段（3） 在各处理构筑物之间应保持一定的间距以满足施工要求一般间距要求510m如有特殊要求构筑物其间距应按有关规定执行（4） 各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑以减少占地面积2、管道布置（1） 应设置超越管当出现故障时可直接排入水体（2） 厂区内还应有给水管生活水管雨水管线辅助建筑物：污水处理厂的辅助构筑物有泵房办公室集中控制室变电所储蓄间其建筑面积按具体情况而定辅助构筑物之间往返距离应短而方便安全变电所应设于耗氧量大的构筑物附近化验室影射机器间和污泥干化场以保证良好的工作条件化验室应与处理构筑物之间保持适当距离并应位于处理构筑物夏季主风向所在的上风中处在污水厂内主干道应尽量
26、成环方便运输3、高程布置 为了降低运行费用便于维护管理污水在流动方向上的流动应按重力自流考虑为宜厂内高程布置的主要特点是先确定最大构筑物的地面标高然后根据水头损失通过水力计算递推出前后构筑物的各项控制标高根据氧化沟的设计水面标高推求各污水处理构筑物的水面标高根据和处理构筑物结构稳定确定处理构筑物的设计地面标高 注：高程部分的具体计算见设计计算书第二篇 污水厂设计计算书七、污水处理构筑物设计1、粗格栅的设计格栅是由一组平行的金属栅条制成斜置在污水流经的渠道上或水泵前集水井处用以截留污水中的大块悬浮杂质以免后续处理单元的水泵或构筑物造成损害 设计流量Q=20000m3/d选取污水流量总变化系数Kz
27、=1.5则：最大流量Qmax1.520000m3/d=30000m3/d0.347m3/s （1） 栅条的间隙数n设栅前水深h=0.4m过栅流速为=0.9m粗格栅栅条宽度b=20mm格栅安装角度=60n= = 44.85（取n=45）（2） 格栅宽度B 设栅条宽度为S=0.01m=1.34m（3） 进水渠道渐宽部分长度设进水渠宽=0.9m渐宽部分展开角=20=0.60m（4） 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度=0.3m（5） 过栅水头损失设栅条为矩形断面取k=3（k为系数格栅受污物堵塞后水头损失增加的倍数一般k=3）；为阻力系数与栅条断面形状有关因栅条为矩形断面=2.42=0.102m（6） 栅后槽总高度H取格栅前渠道超高栅前槽高0.4+0.3=0.7m栅后槽总高0.4+0.102+0.3=0.802m（7）栅槽总长度L=0.6+0.3+0.5+1.0+=2.8m（8） 每日栅渣量W为单位体积污水栅渣量一般取0.10.01在此取0.05；为污水流量总变化系数查资料取1.5.=1.0 当栅渣量大于0.2时宜采用机械清渣因此采用机械清渣（9）清渣设备 选择GSC1500型旋转式格栅除污机一台型号有效栅宽W设备宽度W1沟渠宽度W2栅齿间隙(mm)栅网速度(m/min)卸渣高度H2
