污水处理厂规划设计说明书.doc
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1、华中科技大学文华学院毕业设计目 录摘 要IAbstractII第一部分 设计说明书11 前言11.1 设计指导思想11.2 设计原则11.3 设计范围21.4 设计规模21.5 设计内容22 概况及自然条件43 排水管网规划54 污水处理厂规划设计64.1污水处理厂工艺流程的选择64.2 工艺方案选择64.2.1工艺流程及工程设计64.2.2工艺的确定104.3 污水处理厂各处理构筑物设计114.3.1污水处理主要构筑物及设备114.3.2污泥处理主要构筑物及设备114.3.3公用设备114.4 污水厂的平面布置124.4.1厂址选择124.4.2平面布置原则134.5 污水厂的高程布置145
2、 污水厂总投资、年总成本及经营成本估算16 第二部分 设计计算书206 粗格栅207 污水提升泵房238 细格栅269 沉砂池2810 氧化沟3211二沉池3812 消毒接触池4313 计量设备4614污泥处理构筑物的设计与计算5015 处理构筑物高程计算61参考文献64致 谢66附 录67 66摘 要 本设计为海南琼海市污水处理厂工程工艺设计,污水处理厂的规模为10万m3/d,污水的主要来源为生活污水和工业废水。主要污染物质是BOD、COD、SS、TN、NH3-N、TP。适宜采用氧化沟工艺处理方法,本工艺有着良好去除BOD、COD、脱氮除磷功能,对水温、水质和水量的变化有较强的适应性,污泥龄
3、长,剩余污泥少等。污水处理后出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准GB 189182002中的一级B标准,其出水就近排入水体。关键词:氧化沟工艺;脱氮除磷;BOD;CODAbstract This project is the technological design of sewage treatment plant in Qionghai, Hannan. The scale of the plant is 0.08 million cubic metre per day. The main sewage resource is domestic sewage and industrial
4、waste and the main contaminant is BOD、COD、SS、TN、NH3-N and TP. The appropriate treatment method is oxidation ditch technology which has good function in removing BOD and COD as well as denitrification and dephosphorization. In addition, the technology can adapt to the variation in water temperature、w
5、ater quality and water quantity greatly, the good results of the oxidation ditch technology treatment is that the sewage age is old and the surplus sewage is little. The treated sewage can achieve GB 189182002 Level 1 A standard of The urban sewage treatment plant standards for discharge of water po
6、llutants and is discharged to the neareat headwaters.Key words: oxidation ditch technology; denitrification; dephosphorization; BOD; COD第一部分 设计说明书1 前言1.1 设计指导思想认真贯彻执行“全面规划,合理布局,综合利用,化害为利,依靠群众,大家动手,保护环境,造福人民”的环境保护方针。1.2 设计原则1) 贯彻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2) 满足出水水质要求,所选污水处理工艺力求技术先进成熟,处理效果好,运行稳妥可靠,高效
7、节能,经济合理。 3) 妥善处理和处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂和污泥,避免造成二次污染。 4) 为保证污水处理系统正常运转,污水厂运行设备有足够的利用率。 5) 在污水征地范围内,厂区总平面图布置力求便于施工,便于安装和维修的前提下。使各处理构筑物尽量集中,节约用地,扩大绿化面积,使厂区环境和周围环境协调一致。 6) 厂区竖向设计力求减少厂区挖、填方量,以节省污水提升费用。 7)采用现代化技术手段,实施自动化控制和管理,做到技术可靠,经济合理。8) 厂区建设风格力求统一,简洁明快,美观大方,积极创造一个良好的生产和生活环境,保障生产人员地身心健康。9)污水管网主要根据地形及当地道路实际情
8、况布置,并且按一定的服务面积划分,使每根干管合理分担排水面积。 采用的主要规范和标准: 室外排水设计规范 GB50014-2006 城市排水工程规划规范 GB50018-2000 污水排入城市下水道水质标准 CJ3082-1999 生活污水再利用城市杂用水水质 GB/T18920-2002 城市污水处理工程项目建设标准 2001年修订版 污水综合排放标准 GB8978-1996 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 污水泵站计规程 DBJ08-23-91 泵站设计规范 GB/T50265 给排水工程构筑物结构设计规范 GB50069
9、-2002 给水排水工程管道结构设计规范 GB50332-2002 给水排水工程埋地钢管管道设计规范 CECS141:2002 通用用电设备配电设计规范 GB50055-93 仪表配管、管线设计规定 HG205131.3 设计范围设计中管网部分范围主要是将石碣镇的污水收集后进入中心区管网,污水处理厂位于城镇北部, 主要收集处理整个石碣镇的生活污水,处理水经消毒后直接排入万泉河。其中城南富华路的工业区比较集中,因此,工业污水由工业园内管网收集后在集中处理。1.4 设计规模污水处理厂设计规模: 100000m/d。1.5 设计内容本课题要求完成污水处理厂工艺设计。工程设计内容包括:(1) 计算新建
10、污水厂处理规模、占地面积;(2) 进行污水处理厂方案的总体设计:通过调研收集资料,根据委托方要求确定污水处理工艺方案;进行污水厂总体布局、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及高程设计图;进行投资估算和占地面积估算等。(3) 进行污水处理厂各构筑物工艺计算:包括初步设计和施工图设计(每位学生要求至少有一个构筑物的设计达到施工图深度)、设备选型和工程概算(某一构筑物)等,图中应有设备、材料一览表及工程量表。(4) 进行辅助构建筑物(包括鼓风机房、泵房、加药间、脱水机房等)的设计:包括尺寸、面积、层数的确定;完成设备选型和设备管道安装图,包括有关各种机修设备、计量仪表的
11、选型等。2 概况及自然条件 (1)地理位置 琼海市地处海南岛东部,距海南省省会海口市86公里,距南端的三亚市163公里。南距万宁市60公里,北连定安、屯昌县,东濒文昌清澜港。 (2)社会经济状况 琼海市总面积1692平方公里,根据城市规划,2010年城市人口为18万。 (3)自然条件 琼海市地处亚热带海洋性气候,年平均气温23.9,最高气温39.8,最低气温5。年平均降雨量2072毫米,年平均日照时数2155小时,每年平均有台风2-3次。万泉河沿岸为冲击泥土层和沙砾岩。万泉河年平均水位3.6米,历史最低水位为1.5米,历史最高水位为11.9米。主导风向为东南风,地下水位0.5-2米,底下水对混
12、凝土不具腐蚀性。 (4)地震按照国家基本地震烈度区划图划分,琼海市基本地震裂度为6级。3 排水管网规划 根据琼海市总体规划,关于排水系统的内容概括如下:(1) 排水体制 根据国家规范的规定,新建城区排水应采用排水分流制。老城区应按照实际情况逐步进行改造和完善,调整管道系统,最终实现整个城区的分流制排水系统。规划考虑其基础设施投资费用过高,排水体制的变革要因地制宜,近期远期相结合,现行排除,再解决处理,逐步实现雨、污分流。雨水排放采用分区就近排入河道,以减少投资。(2) 污水处理厂 污水量以日用水量为计算标准,分别采用相应的产污系数和截污系数,产污系数取0.8,截污系数取0.9,则平均日污水量为
13、100000万吨/日。在在城南富华路与滨河南相交南侧、县丝绸厂西侧规划一处污水处理厂,生产规模为100000万吨/日。污水处理厂将收集的污水进行一级处理,达标后排入附近水体或用于附近农田的灌溉。4 污水处理厂规划设计4.1污水处理厂设计规划在污水处理厂方案设计中,遵循以下原则: 1)从城市发展现状出发,以城市总体规划和排水工程规划为依据,既考虑总体发展又考虑近期城市建设情况,使污水厂建设能分期实施,与城市建设同步发展,起到既保护环境,保护人民身体健康,又适度考虑国内有限的实际情况,少花钱,多办事。 2)根据工程纳污范围内污水水质及处理程度要求,在选择污水处理工艺的时候,积极采用技术先进可靠,处
14、理效果好,占地面积小,维护管理简单,经常运转费用低的工艺,在设备选型时,优先选用国内先进的材料和设备,对于国产质量尚未过关的关键性设备考虑国外进口,以降低建设成本,同时提高机械化自动化程度和工程的可靠性,改善工人操作条件。3)根据琼海市的污染现状和该市的环境保护规划,按污水厂出水受纳水体的环境容量,本污水处理工艺流程的选择,除了能够达到去除BOD5和SS要求外,并应具有良好的脱氮除磷效果,以达到降低受纳水体的富营养化程度。4)在厂内布局方面使生产设施相对集中密集,厂内绿化率达到40%以上,建筑物尽量低矮,以避免破坏景观。4.2 工艺方案选择根据上述原则,初步选定CASS法和氧化沟两种方案进行方
15、案的技术经济比较。4.2.1工艺流程及工艺设计1.CASS工艺 是近年来国际公认的生活污水及工业废水的先进工艺其主要原理是:把序批式污泥法(SBR)的反应池沿长度方向分为两部分,前部为生物选择区也称预反应区,后部为主反应区,在主反应区后部安装了可升降的撇水装置,曝气,沉淀等再同一池子内周期循环运行,省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统。COD去除率90%,BOD去除率95%,并达到良好的脱氮除磷效果。1)CASS工艺原理 在预反应区内,微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物,经历一个高负荷的基质快速积累过程,这对进水水质,水量,PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用,
16、同时对丝状菌的生长起到抑制作用,可有效防止污泥膨胀;随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。CASS工艺集反应,沉淀,排水于一体,对污染物质的降解是一个时间上的推流过程,微生物处于好氧缺氧厌氧周期性变化之中,因此,CASS工艺具有较好的脱氮,除磷功能。2) CASS工艺的主要优点 a. 工艺流程简单,占地面积小,投资较低 CASS的核心构筑物为反应池,没有二沉池及污泥回流设备,一般情况下不设调节池及初沉池。 b. 生化反应推动力大 在完全混合式连续流曝气池中的底物浓度等于二沉池出水底物浓度,底物流入曝气池的速率即为底物降解速率。根据生化动力反应学原理,由于曝气池的底物浓度很低,其生化反应
17、的推动力也很小,反应速率和有机物去除率也比较低 c沉淀效果好 CASS在沉淀阶段几乎所有反应池均起沉淀作用,沉淀阶段的表面负荷比普通二次沉淀池小的多,虽有进水的干扰,但其影响很小,沉淀效果较好。 d. 运行灵活,抗冲击能力强,可实现不同的处理目标 CASS工艺在设计时已考虑流量变化的因素,能确保污水在系统内停留预定的处理时间后经沉淀排放,特别是CASS工艺可以通过调节运行周期来适应进水量和水质的变化。在暴雨时,可经受平常平均流量6倍的高峰流量冲击,而不需要独立的调节池 e不易发生污泥膨胀 CASS反应池中存在较大的浓度梯度,而且处于缺氧,好氧交替变化之中,这样的环境条件可选择性地培养出菌胶团细
18、菌,使其成为曝气池中的优势菌属,有效的抑制丝状菌的生长和繁殖,克服污泥膨胀,从而提高系统的运行稳定性。 f适用范围广,适合分期建设 连续型进水的设计和运行方式,一方面便于与前处理构筑物相匹配,另一方面控制系统比SBR工艺更简单。2.氧化沟工艺氧化沟是活性污泥法的一种变型,其曝气池呈封闭的沟渠型,所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法,它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠,污水渗入其中得到净化,最早的氧化沟渠不是由钢筋混凝土建成的,而是加以护坡处理的土沟渠,是间歇进水间歇曝气的,从这一点上来说,氧化沟最早是以序批方式处理污水的技术。目前氧化沟工艺是我国采用较多的污水处理工艺技术之一。应用较多的有奥
19、贝尔氧化沟工艺,由我国自行设计、全套设备国产化,已有成功实例。DE型氧化沟和三沟式氧化沟在中高浓度的中小型城市污水处理中也有应用。采用卡罗塞尔氧化沟工艺的城市污水处理厂大部分为外贷项目。1)氧化沟技术特点氧化沟利用连续环式反应池(Cintinuous Loop Reator,简称CLR)作生物反应池,混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环,氧化沟通常在延时曝气条件下使用。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置,向反应池中的物质传递水平速度,从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成,沟体的平面形状一般呈环形,也可以是长方形、L形、
20、圆形或其他形状,沟端面形状多为矩形和梯形。氧化沟法由于具有较长的水力停留时间,较低的有机负荷和较长的污泥龄。因此相比传统活性污泥法,可以省略调节池,初沉池,污泥消化池,有的还可以省略二沉池。氧化沟能保证较好的处理效果,这主要是因为巧妙结合了CLR形式和曝气装置特定的定位布置,是式氧化沟具有独特水力学特征和工作特性:a. 氧化沟结合推流和完全混合的特点,有力于克服短流和提高缓冲能力,通常在氧化沟曝气区上游安排入流,在入流点的再上游点安排出流。入流通过曝气区在循环中很好的被混合和分散,混合液再次围绕CLR继续循环。这样,氧化沟在短期内(如一个循环)呈推流状态,而在长期内(如多次循环)又呈混合状态。
21、这两者的结合,即使入流至少经历一个循环而基本杜绝短流,又可以提供很大的稀释倍数而提高了缓冲能力。同时为了防止污泥沉积,必须保证沟内足够的流速(一般平均流速大于0.3m/s),而污水在沟内的停留时间又较长,这就要求沟内由较大的循环流量(一般是污水进水流量的数倍乃至数十倍),进入沟内污水立即被大量的循环液所混合稀释,因此氧化沟系统具有很强的耐冲击负荷能力,对不易降解的有机物也有较好的处理能力。b. 氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度,特别适用于硝化反硝化生物处理工艺。氧化沟从整体上说又是完全混合的,而液体流动却保持着推流前进,其曝气装置是定位的,因此,混合液在曝气区内溶解氧浓度是上游高,然后沿沟长逐步
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