昆山市10万吨污水处理厂设计计算说明书.doc

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1、 学号： 06438337 常 州 大 学 毕业设计（论文）（2010届）题 目 昆山市10万t/d城市污水处理厂工艺设计 学 生 张俊 学 院 怀德学院 专 业 班 级 环工062 校内指导教师 邵敏 专业技术职务 讲师 校外指导老师 无 专业技术职务 无 二一年六月昆山市10万t/d城市污水处理厂工艺设计摘 要：本设计的主要任务是昆山市污水处理厂的设计，设计规模为100000m3/d，采用了Carrousel 2000氧化沟处理工艺。污水处理工艺为Carrousel 2000氧化沟工艺，污泥处理工艺为污泥浓缩脱水工艺。该污水厂的污水处理流程为：从泵房到沉砂池，进入氧化沟，二沉池，最后出水；

2、污泥的流程为：从二沉池排出的剩余污泥首先进入浓缩池，进行污泥浓缩，然后进入贮泥池，经过浓缩的污泥再送至带式压滤机，进一步脱水后，运至垃圾填埋场。本设计与现行的城市生活污水处理工艺相比具有明显的优势：（1）具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用（2）不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度。（3）BOD负荷低，使氧化沟具有对水温，水质，水量的变动有较强的适应性，污泥产率低，勿需进行硝化处理。（4）脱氮效果还能进一步提高。（5）电耗较小，运行费用低。设计结果表明：污水处理厂处理后的出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级B标准。关键词：城

3、市污水；Carrousel 2000氧化沟工艺；脱氮除磷；工艺设计100 000 t / d wastewater treatment plant process design in Kunshan CityAbstract：The main task of this design is the sewage treatment plant in Kunshan City, design size 100000m3 / d, with the Carrousel 2000 oxidation ditch treatment process. Sewage treatment process f

4、or the Carrousel 2000 oxidation ditch process, sludge treatment process for the sludge thickening and dewatering process. The sewage treatment plant process: from the pumping station to the grit chamber, into the oxidation ditch, secondary sedimentation tank, the final effluent; sludge process: from

5、 the secondary sedimentation tank sludge discharged from the first into the concentration tank, for pollution soil enrichment, and then into the storage basins, was concentrated in the sludge and then sent to the belt filter press, and further dehydrated, transported to the landfill.The design of th

6、e existing urban wastewater treatment process has significant advantages compared to: (1) has a unique hydraulic flow characteristics, are conducive to active sludge biological cohesion (2) without first settling tank, organic suspended solids in aerobic oxidation ditch to achieve a stable level. (3

7、) BOD load is low, so that oxidation ditch has on water temperature, water quality, water movement has strong adaptability, low sludge yield, Needless to nitrification. (4) can further improve nitrogen removal. (5) low power consumption, low operating costs.Design results show that: the sewage treat

8、ment plant treated effluent to achieve urban sewage treatment plant pollutant discharge standard (GB18918-2002) in a B standard.Key words：Urban sewage; Carrousel 2000 oxidation ditch process; nitrogen and phosphorus removal; Process Design目 录摘要目次1 绪论11.1 设计参数及依据11.1.1 设计背景11.2 设计原则21.3 设计依据22 污水处理工艺

9、流程比较及选择32.1 工艺方案分析32.2 目前常用的城市污水处理技术42.3 工艺的比选52.4 工艺流程图53 工艺流程设计计算63.1 设计流量63.2 中格栅63.3 进水泵房73.3.1 水泵选择73.4 细格栅83.4.1 工艺尺寸83.5 沉砂池93.5.1设计参数93.5.2 沉砂池尺寸103.5.3 集砂量及排砂设备113.5.4 曝气系统113.6 厌氧池123.6.1 设计参数123.6.2 设计计算123.7 氧化沟133.7.1 设计参数133.7.2 设计要点133.7.3 设计计算153.8 二沉池193.8.1 设计参数193.8.2 设计尺寸203.8.3

10、刮泥设备233.8.4 二沉池计算示意图233.9 接触消毒池233.9.1 设计参数233.9.2 设计计算233.10 计量槽253.11 污泥泵房253.11.1 设计参数253.11.2 污泥泵263.11.3 集泥池263.12 污泥浓缩池263.12.1 设计参数263.12.2 设计计算273.13 贮泥池283.14 脱水机房283.15 配水井294 平面布置314.1 水力计算314.2 高程计算314.3 设备材料表334.3.1 构、建筑物一览表334.3.2 主要设备材料表345 工程技术经济分析355.1 土建费用造价列表355.2 直接投资费用355.3 运行费用

11、计算365.3.1 成本估算365.3.2 动力费用365.3.3 工资福利开支365.3.3 生产用水水费开支365.4 运费365.5 维护维修费365.6 管理费用375.7 运行成本估算376 结论386.1 设计特色38参考文献39致谢40附图1 平面布置图附图2 工艺流程图附图3 氧化沟剖面图附图4 二沉池剖面图附图5 污泥浓缩池剖面图VIII常州大学本科生毕业设计（论文）1 绪论水是一切生物生存必不可少的物质之一，没有水的世界是无法想象的。虽然我国水资源总量非常丰富，年径流总量2.711012m3，居世界第六位，但是由于人口众多，人均占有仅2262m3，约为世界平均的1/4，属世

12、界缺水国家之一。我国幅员辽阔，各地气候迥异，经济发展水平差异也很大。随着我国经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，政府、企业、居民的环保意识不断增强，对生活质量和环境质量的要求越来越高，水污染治理也越来越受到人们的关注。目前，各城市都面临着不同的水环境污染。因此，根据城市规模，建立一套与自己经济发展相适应的控制水污染、保护水环境的方针、政策、标准和法规，同时建设与经济发展水平相适应的污水处理厂，就成为防止因水资源短缺而制约城市社会经济发展的必要手段，利用有限资源的必须部分。在人们日常生活中，盥洗、淋浴、生活洗涤等都离不开水，用后便成为污水。在工业企业中，几乎没有一种工业水是人们日常生活中不可

13、或缺的宝贵资源，水的供给与排放处理水亦是合理不用到水。水经生产过程使用后，绝大部分变成废水，生产废水携带着大量污染物质，这些物质多数是有害和有毒的，但也是有用的，必须妥善处理或加以回收利用。 城市的雨水和冰雪融水也需要及时排除，否则将积水为害，妨碍交通，甚至危及人们的生产和日常生活。在人们生产和生活中产生的这些污水中，如不加控制任意排入水体（江、河、湖、海、地下水）或土壤，使水体受到污染，将破坏原有的自然环境，以至引起环境问题，甚至造成公害。为保护环境，避免发生上述问题，现代城市就需要建立一套完整的工程设施来收集、输送、处理和利用污水；此工程设施就称之为排水工程。它的基本任务是保护环境免受污染

14、，以促进工农业生产的发展和保障人民的健康与正常生活。其主要内容包括：（1）收集各种污水并及时的将之输送至适当地点。（2）妥善处理后排放或再利用。水污染控制技术在我国社会主义建设中有着十分重要的作用。从环境保护方面讲，水污染控制技术有保护和改善环境、消除污水危害的作用，是保障人民健康和造福子孙后代的大事；从卫生上讲，水污染控制技术的兴起对保障人民健康具有深远的意义；对预防和控制各种疾病、癌症或是“公害病”有着重要的作用；从经济上讲，城市污水资源化，可重复利用于城市或工业，这是节约用水和解决淡水资源短缺的重要途径，它将产生巨大的经济效益。总之，在实现四个现代化过程中，水污染控制技术对环境保护、促进

15、工农业生产和保障人民健康有现实意义和深远影响，并使经济建设、城乡建设与环境建设同步规划，同步实施，同步发展。这样才能实现经济效益、社会效益和环境效益的统一1。1.1 设计依据及参数1.1.1 设计背景昆山市位于江苏省东南部,北至东北与常熟、太仓两市相连，南至东南与上海嘉定、青浦两区接壤，西与吴江、苏州交界。东西最大直线距离33千米，南北48千米。总面积927.7平方千米，其中陆地面积641.1平方千米，水域面积286.6平方千米。（1）设计规模：10万t/d（2）水质指标处理后污水水质应满足城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级B标准，其进水水质和排放标准见表1。表1

16、 进水水质和排放标准 单位：mg/L项 目pH值SSCODcrBOD5NH3NTP进水水质69150400200253排放标准691506020811.2 设计原则执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。积极稳妥地采用新技术，充分利用国内外的先进技术和设备，以提高行业的装备和技术水平。功能分区明确，生产、生活、人、物、车流向合理。规划布置四优先：工艺流程先进，安全可靠优先；运行管理便利，经济优先；环境绿化、美化优先；有利于排水事业可以持续发展优先。1.3 设计依据设计任务书及相关原始数据污水综合排放标准（GB8978-96）城市污水处理厂污水污泥排放标准（CJ3025-93

17、）污水排入城市下水道水质标准（CJ3082-1999）地表水环境质量标准（GB3838-2002）城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）2 污水处理工艺流程比较及选择2.1 工艺方案分析本项目污水处理的特点为：生活污水以有机污染物为主，BOD/COD=0.5 可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标，针对这些特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。2.2 目前常用的城市污水处理技术根据城市污水处理及污染防治技术政策，日处理能力在1020万立方米的污水处理设施，可选用常规活性污泥法、氧化沟法、SBR法和AB法等成熟工艺2。

18、本市污水处理厂方案，既要考虑有效去除BOD5又要适当去除N和P，故可选择三种典型的工艺流程，有三种可供选择的工艺：（1）间歇式活性污泥法（SBR工艺）；（2）氧化沟工艺；（3）好氧缺氧（A/O）脱氮工艺2。各种工艺都有其独特的方面，一般根据具体情况而定。主要特点如下：（1）SBR工艺SBR是序批间歇式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥水处理技术，又称序批式活性污泥法。SBR的运行工况以间歇操作为特征。五个工序都在一个设有曝气或搅拌装置的反应器中依次进行，所以省去了传统活性污泥法中的沉淀池和污泥回流设施。在处理过程中，周而复始地循环这种操作周期，以实现污水处理的目的3。优点如

19、下： 工艺流程简单，运转灵活，基建费用低； 处理效果好，出水可靠； 具有较好的脱氮除磷效果； 污泥沉降性能良好； 对水质水量变化的适应性强。缺点如下： 反应器容积率低； 水头损失大； 不连续的出水，要求后续构筑物容积较大，有足够的接受能力； 峰值需要量高； 设备利用率低； 管理人员技术素质要求较高。（2）A/O工艺AO工艺法也叫厌氧好氧工艺法，A(Anacrobic)是厌氧段，用与脱氮除磷；O(Oxic)是好氧段，用于除水中的有机物4。 优点： 流程简单，勿需外加碳源与后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行费用较低； 反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好， 反硝化

20、反应充分； 曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质； A段搅拌，只起使污泥悬浮，而避免DO的增加。O段的前段采用强曝气，后段减 ，少气量，使内循环液的DO含量降低，以保证A段的缺氧状态4。缺点： 由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低； 若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大运行费用。从外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90。 影响因素：水力停留时间 （硝化6h ，反硝化2h ）循环比MLSS（3000mg/L）污泥龄（ 30d ）N/MLSS负荷率（ 0.

21、03 ）进水总氮浓度（ 30mg/L）。（3）氧化沟工艺氧化沟又称循环混合式活性污泥法。一般采用延时曝气，同时具有去除BOD5和脱氮的功能，它采用机械曝气，一般不设初沉池和污泥消化池。普通卡鲁赛尔氧化沟处理污水的原理如下：氧化沟中的污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。在充分掺氧的条件下，微生物得到足够的溶解氧来去除BOD；同时，氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，此时，混合液处于有氧状态。在曝气机下游，水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态，水流维持在最小流速，保证活性污泥处于悬浮状态。微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧，知道DO值降为零，混合液呈缺氧状态。经过缺氧区的反硝化作用，混合液进入有氧区

22、，完成一次循环。该系统中，BOD降解是一个连续过程，硝化作用和反硝化作用发生在一个池子内。由于结构的限制，这种氧化沟虽然可以有效去除BOD，但脱氮除磷的能力有限5。氧化沟的主要优点如下： 氧化沟的液态在整体上是完全混合的，而局部又具有推流特性，使得在污水中能形成良好的混合液生物絮凝体，提高二沉池的污泥沉降速度及澄清效果，另外，其独特的水流性能对除磷脱氮也是极其重要的。 处理效果稳定，出水质好，并可实现脱氮。 污泥厂量少，污泥性质稳定。 能承受水量，水质冲击负荷，对高浓度工业废水有很大的稀释能力氧化沟的缺点如下： 单纯的氧化沟工艺的除磷效率很低，需要增设厌氧段才能达到一定的除磷效率。 虽然污泥产

23、量少，耐冲击负荷，但是这是建立在该工艺很低的污泥负荷上的，且要求处理构筑物内水深要浅，而这又决定了在处理相同水质，水量污水的情况下，该工艺是最占土地的，也即增加了基建费用。2.3 工艺的比选对SBR工艺、氧化沟工艺、A/O工艺进行比选。氧化沟除了具有A/O的效果外，还具有如下特点：（1）具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其工作区分为富氧区，缺氧区，用以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮效果。（2）不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度。（3）BOD负荷低，使氧化沟具有对水温，水质，水量的变动有较强的适应性，污泥产率低，勿需进行硝化处理。（4）脱氮效果还

24、能进一步提高。（5）电耗较小，运行费用低。而SBR工艺仅适合处理量为10万t/d以下的处理厂，所以本课题选择氧化沟处理工艺。2.4 工艺流程图以氧化沟为主工艺的工艺流程图见图1。格栅曝气沉砂池氧化沟二沉池接触消毒池污泥泵房浓缩池储泥池脱水间剩余污泥污泥回流栅渣砂水分离泥饼外运城市污水出水厌氧池图1 Carrousel型氧化沟的污水处理工艺流程3 工艺流程设计计算3.1 设计流量平均流量：设计流量： 3.2 中格栅城市污水含有大量悬浮物和漂浮物，故需要设置格栅以拦截较大的悬浮固体物质。格栅的间隙大小对污水处理运行有直接关系，目前设计采用格栅的间隙可分为三级：细格栅间隙为510mm，中格栅间隙为1

25、540mm，粗格栅间隙为10mm以上。格栅的间隙应根据水体的实际需要设置，想用一种规格格栅截留各种漂流物是行不通的，进水格栅的间隙和道数应根据处理要求设计。从城市污水处理厂实际运行资料表明，一般设计中多采用中格栅和细格栅二道6。主要设计参数：栅条宽度S=10mm； 栅条间隙宽度b=30mm；过栅流速v2=0.8m/s； 栅前渠道流速v1 =0.55m/s；栅前渠道水深h=0.7m； 格栅倾角 75；数量 座； 单位栅渣量取W1=0.02m3栅渣/1000m3污水。（1）栅条间隙数个 （3.2-1）（2）栅槽宽度B （3.2-2）（3）进水渠道渐宽部分的长度设进水渠道宽 B=0.1m，渐宽部分展

26、开角1=20o，此时进水渠道内的流速为0.77m/s （3.2-3）（4）栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度 （3.2-4）（5）通过格栅的水头损失设栅条断面为锐边矩形断面， （3.2-5）=0.10m 式中，h1为设计水头损失，m；ho为计算水头损失，m，；g为重力加速度，m/s2；k为系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；为阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供的计算公式和相关系数计算。（6）栅前栅后槽总高度H设栅前渠道超高h2=0.3m （3.2-6）（7）栅槽总高度L （3.2-7） 式中为栅前渠道深，（8）栅渠过水断面积 （3.2-8） 栅渠尺寸（宽深）。（9）每日

27、栅渣量W 取污水，KZ=1.2，代入数据得 （3.2-9）（10）格栅选择 采用机械除渣。根据流量及设备选型表，选择两台XHG-1200型回转式格栅除污机实际过流速度： （3.2-10）3.3 进水泵房3.3.1水泵选择设计水量为120000m3/d，选择用台潜污泵（用备）7，则单台泵的流量为： （3.3-1）污水处理厂厂区最高水位6.42m，高出地面；最低水位-0.7m，低于地面（地面标高3m）。提升泵房最高水位与最低水位差为，则提升泵扬程为：H=3.42+3.70+3=10.12所需的扬程为10.12m。选择CP(T)-5110-400型沉水式污物泵，泵的性能参数表3.1。表3.1 CP(

28、T)-5110-400型沉水式污物泵参数出口直径/mm流量m3/h扬程/m极数效率功率/kW3.4 细格栅主要设计参数：栅条宽度S=10mm 栅条间隙宽度b=10mm过栅流速v1=0.9m/s 栅前渠道流速 v2=0.6m/s栅前渠道水深h=0.8m； 格栅倾角 数量座3.4.1工艺尺寸（1）栅条间隙数个（2）栅槽宽度（3）进水渠道渐宽部分的长度 设进水渠宽B1=1.4m，其渐宽部分展开角度，进水渠道内的流速为6。（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（5）栅后槽总高度 设栅前渠道超高（6）栅槽总长度 式中：为栅前渠道深，。（7）栅渠过水断面栅渠尺寸（宽深）。（8）通过格栅的水头损失=（9）

29、每日栅渣量W1为栅渣量，m3/1000m3污水；KZ为总变化系数。格栅间隙为1025mm时，W1=0.10.05m3/1000m3污水；格栅间隙为3050mm时，W=0.030.10m3/1000m3。本工程格栅间隙为30mm，取W1=0.03m3/1000m3污水，KZ=1.2，代入数据得：（10）格栅选择采用机械除渣。根据流量及设备选型表，选择两台XHG-1800型回转式格栅除污机。 实际过栅流速为：3.5 沉砂池沉砂池一般分为平流式、竖流式、环流式（离心式）和曝气式。由于曝气沉砂池和环流式沉砂池对流量变化的适应性较强，除砂效果好且稳定，条件许可时，建议尽量采用曝气式沉砂池和环流式沉砂池。

30、曝气沉砂池还可以克服普通平流式沉砂池的缺点：在其截流的沉砂中夹杂着一些有机物，对被有机物包裹的砂粒，截流效果也不高，沉砂易于腐化发臭，难于处置，故本次设计选用曝气式沉砂池7。3.5.1设计参数设计流量（按最大流量设计）Qmax=1.389m3/s；停留时间 3min；水平流速 0.1m/s；沉砂量 30m3/106m3（污水）；曝气量 0.2m3（空气）/m3（污水）；。主干管空气流速 12m/s；支管空气流速 4.5m/s。3.5.2沉沙池尺寸（1）有效容积 （3.5-1）（2）水流断面积 （3.5-2）取有效水深为为，则池宽 沉沙池分为两格，则每格宽度。（3）平面尺寸池长：；平面尺寸：。（4）每小时所需空气量d为每立方米所需空气量，取d=0.2m3/m3污水 （3.5-3）（5）沉砂室沉砂斗体积 为沉砂时间取，为城市污水沉砂量，污水。