12万立方米每天的城市污水处理厂工艺设计.doc

水污染控制工程课程设计 课程设计说明书设计题目：120000m3/d的城市污水处理厂工艺设计学院： 环境与生物工程学院 专业： 环境工程 班级： 设计者姓名： 设计时间： 2008.10 -2008.11 1目录1.水质水量及深度处理要求 41.1进水水质 41.2出水水质 42.方案论证 52.1方案确定依据 52.1.1生化处理方案确定依据 52.1.2污泥处理工艺路线确定依据 62.2方案比较 62.2.1生化处理方案比较 62.2.2污泥处理方案比较 72.3方案确定 82.3.1生化处理方案确定 82.3.2污泥处理方案的确定 83.设计计算 93.1水质平衡计算 93.2主体构筑物设备计算 103.2.1格栅设计计 103.2.2沉砂池设计计算 103.2.3初沉池设计计算 113.2.4曝气池设计计算 123.2.5曝气池辅助设备选择 163.2.5二沉池设计计算 183.3.6污泥处理过程的设计计算 193.4设备选型 223.4.1配水井前泵的选择 223.4.2加药泵的选择 234.设计结论 254.1设计方案特点 254.2工艺流程图 264.3构筑物设备一览表 27结束语 28参考文献 29污水处理工程课程设计任务书一、课程设计的内容和深度污水处理课程设计的目的在于加深理解所学专业知识，培养运用所学专业知识的能力，在设计、计算、绘图方面等得到锻炼。

针对一座二级处理的城市污水处理厂，要求对主要污水处理构筑物的工艺尺寸进行设计计算，确定污水厂的平面布置和高程布置最后完成设计计算说明书和设计图（污水处理厂平面布置图和污水处理厂高程图）设计深度为初步设计的深度最大日处理量为12万立方米每天1、设计题目某城市污水处理厂12万m3/工艺计算2、基本资料（1）城市污水处理厂设计水量及水质：单位：（mg/L）CODcrBOD5SS进水430180280出水≤60≤20≤30（2）处理工艺流程污水拟采用传统活性污泥法工艺处理，具体流程如下：污水→分流闸井→格栅间→污水泵房→出水井→计量槽→沉砂池→初沉池→曝气池→二沉池→消毒池→出水（3）气象与水文资料风向：多年主导风向为西南风；气温：年平均气温4.6℃；最热月平均为26.5℃；极端气温，最高为33℃，最低为-40℃，最大冻土深度为1.9米水文：降水量多年平均为639.9mm；蒸发量平均为1210mm，地下水位，地面下5-6米4）厂区选型污水厂选址在185-192m之间，平均地面标高为187.5m平均地面坡度为0.3﹪-0.5﹪，地势为西北高，东南低厂区征地面积为东西长380米，南北长280米3、设计内容①对工艺构筑物选型作说明；②主要处理设施（格栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池）的工艺计算；③污水处理厂平面和高程布置图4、设计成果①设计计算说明书一份②设计图纸：污水厂平面图和污水厂处理高程图各一张1.水质水量及深度处理要求1.1进水水质进水水质的各个指标见表1-1表1-1 进水水质项目水量QBOD5COD数值120000 m3/d180mg/L430mg/L项目SS温度TpH数值280mg/L18℃-35℃6-9进水BOD5 180mg/L，出水要求BOD520mg/L，去除率为（180-20）/180100% =88.89%，其他的指标均和BOD5 计算相同。

一级处理BOD5 的去除率为88.89%，SS的去除率为89.28%经过一级处理后水质的各个指标见表1-2表1-2 一级处理后水质项目水量QBOD5COD数值120000m3/d20mg/L60mg/L项目SS温度TpH数值30mg/L18℃-35℃6-91.2出水水质出水水质的各个指标数值见表1-3表1-3 出水水质项目水量QBOD5COD数值120000m3/d20mg/L60mg/L项目SS温度TpH数值30 mg/L18℃-35℃6-92.方案论证2.1方案确定依据2.1.1生化处理方案确定依据进水水质BOD5 180mg/L、COD为430mg/L，BOD5 与COD的比值为0.559，大于0.3，可以用生化处理进水BOD5 180mg/L，出水要求BOD520mg/L，去除率为（180-20）/180 100% =88.89%，其他的指标均和BOD5 计算相同根据本设计二级处理要求BOD5 、SS的去除率分别为88.89%和89.23%所选处理方法的经验去除率值的比较，确定可以达到处理要求的方法有：传统活性污泥法、阶段曝气法、完全混合活性污泥法（合建式）所选方法的去除率见表2-1。

表2-1 所选方法的去除率方法传统活性污泥法阶段曝气法完全混合活性污泥法（合建式）去除率大于90%略小于90%略小于90%方法氧化沟CMAS（分建式完全混合活性污泥法）去除率95%-98%略小于90%2.1.2污泥处理工艺路线确定依据本设计为城市污水处理，产生污泥的地方主要是初沉池和二沉池，污泥处理工艺路线有：路线一：污泥—浓缩—脱水—最终处置路线二：污泥—浓缩—自然干化—堆肥—最终处置路线三：污泥—浓缩—机械脱水—干燥焚烧—最终处置路线四：污泥—浓缩—消化—最终处置2.2方案比较2.2.1生化处理方案比较生化处理的方案比较见表2-2表2-2 方案比较[3]方法优点缺点适用性水流方式备注传统活性污泥法有机物去除率较高；不易发生污泥膨胀；出水水质稳定耐冲击负荷能力差；供氧利用率低；运行费用高适用于大中型水量；不控制出水氮磷推流阶段曝气法耐冲击负荷能力较强；池内溶解氧较均匀；二沉池出水较好有机物去除率略低；易发生污泥膨胀适用于大中型水量；不控制出水氮磷推流完全混合活性污泥法（合建式）耐冲击负荷能力较强；池内水质均匀，电耗低；负荷率较高有机物去除率略低；易发生污泥膨胀适用于中小水量；适用于工业废水；不控制出水氮磷。

完全混合CMAS（分建式完全混合活性污泥法）耐冲击负荷能力较强；池内水质均匀，电耗低；负荷率较高有机物去除率略低；易发生污泥膨胀适用于中小水量；适用于工业废水；不控制出水氮磷推流和完全混合氧化沟耐冲击负荷能力较强；可以不设初沉池和污泥回流装置；出水水质好占地面积较大；要求气温适中；污泥龄较长，水力停留时间长适用于小水量；可以控制出水氮磷推流和完全混合2.2.2污泥处理方案比较污泥处理的方案比较见表2-3表2-3 污泥处理方案比较[6]方案费用特点适用条件路线一根据所选的构筑物及设备决定以脱水为主要处理主体适于一般污泥的处理路线二较低以堆肥农用为主当污泥符合农用肥料条件及附近有农、林、牧或蔬菜基地时可以考虑采用路线三费用较高以干燥焚烧为主污泥不适于进行消化处理，或不符和农用条件，或受污水处理厂用地面积的限制路线四费用随消化处理的构筑物决定以消化处理为主体适于污泥中有机物含量较高的污泥2.3方案确定2.3.1生化处理方案确定根据处理水量10000，属于小水量，可以用氧化沟、完全混合活性污泥法（合建式）、CMAS（分建式完全混合活性污泥法）氧化沟虽然处理的效果好，运行灵活，但是占地面积大、还要一定的外界温度，城市可用的土地少，还要节约用地，所以不用氧化沟；CMAS（分建式完全混合活性污泥法）虽然符合水量要求，但国内关于修建CMAS曝气池的资料比较少，不易设计好；综合考虑多方面的原因，最后选用完全混合活性污泥法（合建式）。

2.3.2污泥处理方案的确定2.3.2.1污泥处理工艺路线确定本设计为10000m3/d的流量，流量较小，产生污泥不多，修建污泥消化池费用较高，不经济；污泥干燥焚烧需要脱去更多的水，费用也会很高；堆肥需要的场地较大，且费时，不合理最后确定的污泥工艺路线为路线一2.3.2.2污泥处理方案的确定1）污泥浓缩方法的确定污泥浓缩的方法[6]力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩重力浓缩需要的费用较低；气浮浓缩需要通入空气，消耗能量，运行费用较高；离心浓缩是利用机械脱水，费用也较高最后选用的浓缩的方法为重力浓缩2）污泥脱水的方法的确定污泥脱水的方法有：自然干化和机械脱水自然干化的脱水方法易受外界条件的影响，速度较慢，占用面积大，甚至还有臭味所以最后选用的脱水的方法为机械脱水3）污泥最终处置的方法的确定污泥最终处置的方法[1]埋、直接卫生填埋、堆肥、工业利用污泥焚烧后填埋虽然是一种最合理的污泥最终处置的途径，但在焚烧时要求污泥的含水率较低，而污泥含水率的进一步降低不容易，且本设计产生的污泥量少，所以采用焚烧后填埋不合理污泥堆肥要求和其他物质如城市生活垃圾、稻草、锯木等混合堆肥，且要求堆肥前应该去除垃圾中的金属物、玻璃、碎石、塑料等物质以及污泥中没有重金属、有毒有害物质等。

工序复杂，费时过多，占用场地大，劳动力强度大，对周围环境有污染，制成的肥料没有市场，因此不采用堆肥工业利用的方法有：干泥颗粒燃烧发电，或提取焦油、焦碳、燃料油、燃料器等；污泥燃烧灰作建筑材料；污泥细菌蛋白制造蛋白塑料、胶合生产纤维板等；制造污泥气等但这些用途在国内尚处于试验阶段，所以不可以采用所以最后确定的污泥最终处置的方法是直接卫生填埋3.设计计算3.1水质平衡计算进水BOD5 180mg/L，出水要求BOD520mg/L，去除率为（180-20）/180*100% =88.89%，其他的指标均和BOD5 计算相同水质平衡计算表如下：表3-1表3-1 水质平衡计算表项目BOD5CODSS去除率88.89%86.05%89.28%3.2主体构筑物设备计算3.2.1格栅设计计 设计两座格栅 最大设计流量：Qmax=12万m/d =1.389 m/s1、 设栅前水深：h = 0.4 m 过栅流速： v =0.8 m/s , 栅条间隙宽度：b = 0.050 m 格栅倾角：α= 60o n= (Qma √sin 60o ) / b h v =(1.389 √sin 60o) /0.05 0.4 0.8 =80.8 取81个B=S (n-1)+ bn =0.01 (81-1) +0.05 81 =4.85 (m) ≈4.8 (m) 2、 格栅的水头损失：h0 = ξ ( v2 / 2g ) sinα = 1.670.80.8/(29.08) sin 60o =0.047。