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1、本科論文答辯題目：西北某市污水處理廠初步題目：西北某市污水處理廠初步設計設計答辯人：答辯人：導師：導師：中國地質大學（北京）中國地質大學（北京）2010.6.1內容提要內容提要（一）選題背景（一）選題背景（二）水量水質（二）水量水質（三）工藝方案的論證與選擇（三）工藝方案的論證與選擇（四）工藝流程（四）工藝流程（五）高程與平面（五）高程與平面（六）經濟核算（六）經濟核算（七）結論（七）結論選題背景選題背景 根據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃，西北地區(qū)某城市擬建一座市政污水處理廠，當?shù)毓S較少，所以污水來源主要為生活污水。 該污水廠廠址選在了城市地勢最低處，且靠近河流下游的地方，這樣有助于污水靠重力流排入污水處理

2、廠，并且可以使處理后的水就近排入水體。 氣象資料： 1：土壤類別粘土 2：年平均氣溫11 3：受納水體為渭河，該河流在該市境內河長50km,枯豐水期流量差別較大。 4：年平均降雨量531mm 水量水質 2010年該市總污水量約為15萬m3,日變化系數(shù)為1.3。 (1):表1-1 進水水質數(shù)據(jù)水質指標BOD5（mg/L） CODcr（mg/ L） SS（mg/ L） NH3N（mg/ L TN（mg/ L） P（mg/ L） 原水水質18040025532405 (2) 出水水質 污水應達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB8918-2002）中的一級標準（B標準）。因此確定西北某市污水處理廠二

3、級出水標準為： 表1-2 出水水質數(shù)據(jù)水質指標 BOD5（mg/L）CODcr（mg/ L SS（mg/ L）NH3N（mg/ L TN（mg/ L）P（mg/ L）數(shù)值20 60 20 8 20 1 在充分分析該城市現(xiàn)有工業(yè)企業(yè)用水、城市綠化、道路清掃用水量的基礎上，決定將部分二級出水進行深度處理，進行回用，改善該市用水緊張狀況。回用水量定為4萬m3/d,主要用于工業(yè)冷卻水，部分用于城市綠化和道路清掃。水質要求達到工業(yè)回用水標準。 表1-3 深度處理水質要求表指標濁度（NTU)色度SSCODBODN-NH4TP數(shù)值530_6010101工藝方案的論證與選擇工藝方案的論證與選擇 污水處理工藝方

4、案 污水處理工藝的選擇直接關系到處理后出水的各項指標能否穩(wěn)定可靠地達到排放標準的要求、建設投資和運行成本是否節(jié)省、運行管理及維護是否方便，及占地標準是否較低，因此，污水處理工藝方案的選定是污水處理廠是否成功的關鍵。 污水處理工藝一般包括預處理、一級處理和二級處理三個密切關聯(lián)的階段。 預處理工程 污水處理廠的預處理工藝包括構筑物主要有粗、細格柵、沉砂池等。粗、細格柵及沉砂池的作用是去除污水中大的漂浮物和沙礫等，以避免損害后續(xù)工藝的機械設備，堵塞管道。 沉砂池主要去除污水中粒徑較粗的無機顆粒。沉砂池常用的形式有平流式沉砂池、曝氣沉砂池和旋流沉砂池等。 旋流沉砂池具有結構簡單、占地少，沉砂效果好等優(yōu)

5、點，同時不需要曝氣，為保證后續(xù)工藝正常進行，減少投資和運行費用，本設計采用旋流式沉砂池。一級處理工藝 二級處理工藝一級處理主要目的是去除SS，為二級處理減輕負荷，通常采用的工藝為沉淀池，特別是對大型污水廠而言，初次沉淀池非常廣泛。常采用的沉淀池類型有平流式沉淀池和輻流式沉淀池，平流式沉淀池與輻流式沉淀池相比，占地面積省，施工方便。因此，本設計采用平流式沉淀池。二級處理是污水處理工藝過程的中心環(huán)節(jié)。污水中大部分有機污染物在二級處理中得到降解或去除，從而使出廠污水達到排放標準。在大規(guī)模城市污水處理廠二級處理工藝中廣泛采用生物處理法，根據(jù)出水水質，本設計的污水處理廠還得兼有除磷、脫氮和污泥最終處理的

6、功能。目前，國內外對于城市污水處理最常采用的脫氮除磷方法是生物法。生物脫氮除磷工藝具有運行費用低，管理方便等優(yōu)點。工藝比選 一：A2/O工藝 同步脫氮除磷技術，它利用生物處理法脫氮除磷，可獲得優(yōu)質出水，是一種深度二級處理工藝。 優(yōu)點：1：具有較好的除磷脫氮功能；2：具有改善污泥沉降性能的作用的能力，減少污泥排放量；3：具有提高對難降解生物有機物去除效果，運行效果穩(wěn)定；4：技術先進成熟，運行穩(wěn)妥可靠；5：管理維護簡單，運行費用低；6：沼氣可回收利用；7：國內工程實例多，容易獲得工程設計和管理經驗。 缺點：1：構筑物較多、基建費用大，用于小型水廠費用偏高。2：污泥回流量大，能耗高。 二：氧化溝工藝

7、 本工藝50年代初期發(fā)展形成，因其構造簡單，易于管理，很快得到推廣和應用。 優(yōu)點：1：處理流程簡單，構筑物少，基建費用?。?：處理效果好，有穩(wěn)定的除P脫N功能；3：對高濃度的工業(yè)廢水有很大稀釋作用；4：有較強的抗沖擊負荷能力；5：能處理不容易降解的有機物；6：污泥生成量少，污泥不需要消化處理，不需要污泥回流系統(tǒng)；7：技術先進成熟，管理維護簡單； 缺點：1：周期運行，對自動化控制能力要求高；2：污泥穩(wěn)定性沒有厭氧消化穩(wěn)定；3：容積及設備利用率低。 三：SBR工藝 SBR是序列間歇式活性污泥法的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術，又稱序批式活性污泥法。 優(yōu)點 ：1：流程十分簡單

8、；2：合建式，占地省，處理成本低；3：不需要污泥回流系統(tǒng)和回流液；不設專門的二沉池；4：除磷脫氮的厭氧，缺氧和好氧不是由空間劃分的，而是由時間控制的。 缺點：1：間歇運行，對自動化控制能力要求高；2：污泥穩(wěn)定性沒有厭氧消化穩(wěn)定；3：容積及設備利用率低；4：變水位運行，電耗增大；除磷脫氮效果一般。比選結果 經過以上比較，可知SBR間歇運行，全賴電腦控制，對處理廠的管理人員素質要求很高，變水位運行，電耗增大；而且除磷脫氮效果一般，所以不采用。 對于本設計而言，工程規(guī)模較大，為大中型規(guī)模的污水處理廠。其主要污水來源為生活污水，污水生化性好，難降解污染物少，氧化溝的一些優(yōu)點得不到體現(xiàn)。而且，該市政污水

9、處理廠位于西北地區(qū)，冬季氣溫低，若采用氧化溝工藝的話，設備檢修困難。若采用A2/O則不存在這樣的問題。A2/O工藝雖然基建費用相對較高，但運行費用低，管理維護相對方便，出水水質穩(wěn)定，脫氮除磷效果顯著，優(yōu)勢相對突出，因此，本工程設計采用A2/O工藝。工藝流程工藝流程細格柵旋 流 沉 砂 池砂 水 分 離 機 房初 沉 池二 沉 池混 合 污 泥 泵 房消 毒出 水回 流 污 泥A2/O池 進 水污 水 處 理 流 程 圖污 泥污 泥 濃 縮 池脫 水 機 房污 泥 外 運污 泥 處 理 流 程 圖泵房中格柵混 合絮 凝池斜板沉淀池V型濾池消 毒 及 清 水 池出 水構筑物 1：中格柵功能：去除廢

10、水中較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質和固體顆粒物質，以保證后續(xù)處理單元的正常運行。格柵設4個，每臺格柵設計流量為Q=0.56m3/s.柵前流速：v1=0.7m/s; 過柵流速：v2=0.9m/s; 柵條寬度：s=0.01m; 格柵間隙寬度為：b=0.04m; 格柵傾角：a=75.柵槽總高度：H=1.12m,柵槽總長度：L=4.13m,格柵總長度L=10m.2：泵房污水泵流量： 2500 m3/h 進水管管低高程為4.3m，出水管提升后的水面高程為12.80m，集水池正常水位與所需提升經常高水位之間的高差為8.8m，水泵總揚程為12.1m.選用500WQ2700-16-185潛水排污泵具體參數(shù)見下

11、表。 型號出水口直徑/mm流量/（m3/h） 揚程/m 轉速/（r/min）電機功率/KW500WQ2700-16-1855002700167251853: 細格柵 功能：去除廢水中較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質和固體顆粒物質，以保證后續(xù)處理單元的正常運行。 格柵設四個。 每臺格柵設計流量為Q=0.565m3/s 柵前流速： 0.9m/s 過柵流速：0.9m/s 柵條間隙b：0.01m 柵條寬度S：0.01m格柵安裝角度：60 柵渣量W：0.325m3/d 4: 沉砂池沉砂池的作用是從污水中將比重較大的顆粒去除，其工作原理是以重力分離為基礎。我國城市污水處理中，常用的沉砂池類型主要有平流式沉砂

12、池、曝氣沉砂池、旋流沉砂池?？紤]到除磷工藝的厭氧要求所以不采用曝氣沉砂池，而采用現(xiàn)在應用比較廣泛的旋流式沉砂池。具有占地省、除砂效率高、操作環(huán)境好、設備運行等優(yōu)點。根據(jù)處理水量的不同，旋流式沉砂池可分為不同型號，各部分尺寸可查給排水設計手冊第五冊，本工程設計流量為2257L/S，可選用兩座型號為1300型旋流式沉砂池I。A=5480mm B=1500mm C=1100mm D=2200mm E=400mm F=2200mm G=1000mm H=610mm J=630mm K=800mm L=1850mm. 5：初沉池沉淀池按工藝布置的不同,可分為初次沉淀池和二次沉淀池。沉淀池的處理對象是懸浮

13、物質(約去除40%55%)，同時可去除部分BOD5(約占總BOD5的20%30%，主要是懸浮性BOD5)，可改善生物處理構筑物的運行條件并降低其BOD5負荷。初沉池是對污水中的以無機物為主體的比重大的固體懸浮物進行沉淀分離。二沉池是對污水中的以微生物為主體的比重小的、且因水流作用易發(fā)生上浮的固體懸浮物進行分離。 沉淀池按池內水流方向的不同，可分為平流式沉淀池，輻流式沉淀池和豎流式沉淀池。平流式沉淀池沉淀效果好、對沖擊負荷和溫度變化的適應能力強、施工簡易。豎流式沉淀池適用于小型污水廠。輻流式沉淀池適用于大中型污水處理廠，運行可靠，管理簡單。 本設計初沉淀選用平流式沉淀池，二沉池選用輻流式沉淀池。

14、 平流式初沉池 輻流式二沉池池內水深(m) 3L:h 9L:B 4.5污泥斗容積(m3) 62.3池子總高度(m) 8.77池子個數(shù) 24構筑物名稱二沉池座數(shù)4池徑（m)49有效深度（m)4H1（m)0.3H3 （m)0.5H4 （m)1.13H5 （m)0.5H6 （m)1.736: A2/O反應池（1）：本設計生物反應池由8組3廊道組成，每個廊道長80米，寬7米，有效水深5米，超高0.5米，總高度為5.5米。工藝采用A2/O法，厭氧：缺氧：好氧=1：1：4，停留時間為9.7h，污泥回流比為100%。（2）：判斷是否可采用A2/O經過初沉池BOD5降低了25%（20%30%），則此時BOD5

15、值為195.38mg/L。此時：CODcr/TN=557.1/44=13.38，TP/BOD5=5/195.38=0.0250.06符合要求，故可采用此法。（3）：計算有效容積=59206m3 35920615. 0330038.195150000mNXQSVO有效容積hdt9.3639. 015000059206QV反應停留時間dkgX/25225192821025716200XXX3(2BOD5(1(）不可降解和惰性懸浮物）（內源呼吸分解污泥量產生的污泥量）降解剩余污泥量）厭氧池設備選擇（以單組反應池計算）厭氧池內設潛水攪拌機8臺，所需功率按5W/m池容計算。厭氧池有效容積混合全部污水所需

16、功率為缺氧池設備選擇（以單組反應池計算）缺氧池內設潛水攪拌機8臺，所需功率按5W/m池容計算。P=混合液回流設備 回流混合液由回流泵送至缺氧段首端?；旌弦夯亓鞴茉O計流量 混合液回流管出水流V=0.8m/s 管道過水斷面面積 管徑 取回流污泥出水管管徑DN700mm。370 8 5 2800Vm 厭5 280014000W340 7 51400Vm 缺5 14007000W361.941.10.267/8QRms內QN260.2670.3340.8QAmv440.3340.6523.14Adm7:污泥濃縮池 輻流濃縮池示意圖 在污水處理過程中產生大量的污泥，污泥含水率高，體積大，不便運輸。污泥中

17、還含有大量易腐化發(fā)臭的有機物，以及毒害物質，同時也有氮、磷、鉀等植物營養(yǎng)素負荷，所以需經過有效處理，以便達到變害為利，綜合利用，保護環(huán)境的目的。 本設計采用豎流式連續(xù)運行的重力濃縮池。污泥來自初沉池和剩余污泥的混合。 (1) 設計參數(shù)： 混合污泥進泥含水率（P1=98.5%） 濃縮后污泥含水率（95%） 濃縮時間（T=16h） 污泥固體通量 60kg/(m3.d) 污泥密度1000kg/m3(2）污泥濃度：(3) 泥斗容積 ：(4) 有效水深：(5) 濃縮池總高度：(15) 排泥管 濃縮后剩余污泥量（m3/d)33604.8793.91398.7/58.28/Qmdmh總22225111223

18、.141.732.52.51.51.522.1833hVrr rr11232.670.30.33.273Hhhhm1453.270.075 1.735.1HHhhm01100100PPQQ110098.50.00570.001710095Q8:中水處理構筑物設計 該市政污水廠設有污水深度處理設施，日處理能力4萬噸，處理后的中水可用于沖廁、洗車、道路清掃、綠化景觀用水等。其基本處理工藝如下： 二級處理后的出水混凝沉淀V型濾池清水池（消毒）。 高程與平面高程與平面一： 平面布置平面布置原則 1) 按功能分區(qū)，配置得當。主要是指對生產、輔助生產、生產管理、生活福利等部分的布置，要做到分區(qū)明確、配置得

19、當、而又不過分獨立分散。 2) 功能明確，布置應湊。首先應保證生產的需求，結合地質、地形、土方、結構和施工等多方面的因素全面考慮。布置時力求減少占地面積，減少連接管的長度，便于操作管理。 3) 順流排列，流程簡潔。處理構筑物盡量按流程方向布置，避免與進（出）方向相反安排，個構筑物之間的連接管（渠）應以最短路線布置，盡量避免不必要的轉彎和用水泵提升，嚴禁將管線埋在構筑物下面，目的在于減少能量損失，節(jié)省管材、便于施工和檢修。 4) 充分利用地形，平衡土方，降低工程費用。 5) 必要時應預留適當余地，考慮擴建和施工可能。 6) 構筑物布置應注意風向和朝向，將排放異味、有害氣體的的構筑物布置在居住于辦

20、公場所的下風向；為保證有良好的的自然通風條件，建筑物布置應考慮主導風向。 7) 設置通向各構筑物和附屬建筑物的的必要通道，滿足物品運輸、日常操作管理和檢修的需要。 8) 處理廠內的綠化面積一般不小于全廠總面積的30%。二： 高程布置 為了使污水能在構筑物間通暢流動，以保證處理正常進行，在平面布置的同時必須進行高程布置，以確定各構筑物及連接管渠的高程。 在整個污水處理過程中，應盡可能使污水和污泥重力流，但在多數(shù)情況下需要提升。本設計高程布置嚴格遵循以下原則：(1) 為了使污水在各構筑物間順利自流，精確計算各構筑物之間的水頭損失，包括沿程，局部及構筑物本身的水頭損失，此時還考慮污水廠擴建時的預留儲

21、備水頭。(2) 進行水力計算時，選擇距離最大，水頭損失最大流程，并按最大設計流量計算，計算時還要考慮管內的淤積，阻力增大的可能。(3) 污水廠出水管渠的高程需不受洪水頂托，污水能自流流出。(4) 污水廠的場地豎向布置，應考慮土方布置，并考慮有利于排水。 經濟核算經濟核算該污水處理廠處理規(guī)模為16000m3/d，污水經過處理后達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準一級B標準。工程總費用為：209964622 元，即約為2.1億元RMB。其中：基本預備費5% ，為4469277 元；流動資金 2000000 元。工程其他費用為291368元。 結論結論本設計完成了整套的城市污水處理廠初步設計，中水深度處理部分以及污泥處理部分。主要內容有處理工藝的選擇與論證，處理廠的平面與高程布置，主體構筑物的設計計算，泵站設計，設備選型及經濟核算，主題構筑物的設計圖紙及平面、高程的圖紙。我通過此次畢業(yè)設計，提高了CAD制圖及編寫設計計算書的能力，培養(yǎng)了嚴肅認真的科學態(tài)度和嚴謹求實的科學作風，樹立了正確的設計思想、工程觀點和經濟觀點。不僅增加了我的專業(yè)知識，而且將課本上的知識運用到實踐上，明確了我的職業(yè)規(guī)劃，同時增加了我對環(huán)保行業(yè)的興趣。謝謝各位老師提出寶貴意見謝謝各位老師提出寶貴意見