污水处理毕业设计论文.doc
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1、目录摘要引言11 设计说明书11.1工程概况11.1.1设计资料11.1.2水质水量资料11.1.3排放标准及设计要求11.2处理方案的确定21.1.1城市污水处理综述及原则21.2.2常用城市污水处理技术31.2.3处理工艺的选择61.2.3.1计算依据61.2.3.2处理程度计算61.2.3.3综合分析71.2.3.4工艺流程71.2.3.5流程说明81.2.4主要构筑物说明81.2.4.1格栅81.2.4.2曝气沉砂池91.2.4.3厌氧池91.2.4.4缺氧池91.2.4.5好氧池91.2.4.6二沉池102 设计计算书102.1格栅的设计102.1.1设计参数102.1.2设计计算1
2、02.1.2.1粗格栅102.1.2.2细格栅122.2曝气沉砂池的设计152.2.1设计参数152.2.2设计计算152.3主体反应池的设计182.3.1设计参数182.3.2设计计算182.4配水井的设计2错误!未定义书签。2.4.1设计参数2错误!未定义书签。2.4.2设计计算2错误!未定义书签。2.5幅流式二沉池的设计272.5.1设计参数272.5.2设计计算272.6浓缩池的设计292.7污泥贮泥池的设计302.8构筑物计算结果及说明303 污水厂平面布置323.1布置原则323.2平面布置333.3附属构筑物的布置334 高程计算错误!未定义书签。4.1水头损失错误!未定义书签。
3、4.2标高计算344.2.1二沉池344.2.2配水井错误!未定义书签。4.2.3 A2/O池354.2.4沉砂池354.2.5格栅354.2.6浓缩池354.2.7贮泥池355 投资估算错误!未定义书签。5.1生产班次和人员安排错误!未定义书签。5.2投资估算错误!未定义书签。5.2.1直接费错误!未定义书签。5.2.1.1土建计算365.2.1.2设备费用错误!未定义书签。5.2.2间接费375.2.3第二部分费用385.2.4工程预备费385.2.5总投资385.3单位水处理成本估算395.3.1各种费用395.3.1.1动力费E1395.3.1.2工人工资E2395.3.1.3福利E3
4、错误!未定义书签。5.3.1.4折旧提成费E4405.3.1.5检修维护费E5405.3.1.6其他费用(包括行政管理费、辅助材料费)E6405.3.1.7污水综合利用E7405.3.2单位污水处理成本406 结论40致谢41参考文献错误!未定义书签。 引言随着工农业的发展和人口的增加,污水的排放量迅速增加与日俱增。目前我国每年排放的污水量已超过400亿立方米,且处理率低,大量污水直接排入天然水体,造成了严重的水体污染,据统计已有超过80%的河流受到不同程度的污染。因此,加快污水处理工程的建设,提高污水处理率,保护有限的水资源,已经成为我国环境保护工作的紧迫任务。1996年的全国第四次环境保护
5、会议强调保护环境是实施我国可持续发展的关键,并将防治水污染作为全国性重点。根据预测,从2000年至2020年,我国每年新建的污水处理厂的处理能力将达300400万m3/d,而中小型污水处理厂则是城市污水处理事业的主力军。我国现有668个城市中,仅有123个城市有307座不同处理等级的城市污水处理厂,其中城市污水二级处理率10%左右,全国17000个建制镇,绝大多数没有排水和污水处理设施。因此探索适合中小城市的经济实用的污水处理工艺,以较少的投资建成污水处理厂,以较好的管理运转污水处理厂,达到消除污染、保护环境的目的,从而实现城市可持续发展。1 设计说明书1.1 工程概况1.1.1设计资料S市是
6、江苏省的重要工业城市之一。近些年来,随着改革开放的进一步深入,S市经济发展迅速,人民生活水平不断提高。S市北区的开发建设虽然目前还处于起步阶段,但工业发展势头强劲,工业污染物的排放总量势必有较大增长。随着经济的发展,城市化程度越来越高,人口也将随之猛增。人口的大量增加也将导致生活污水的大量增加,生活污染也将随之加剧。S市属亚热带湿润性季风气候,年平均温度15.3,极端最高温度37.9。常年主导风向为东南风。平均风速3.6m/s,年最大风速19 m/s。1.1.2水质水量资料根据该市中长期发展规划,2020年城市人口20万,2030年城市人口33万。S市北区地势平坦,地形略呈南高北低,原状地面标
7、高一般为5.0m5.8m(黄海高程系),局部地带标高仅4.84.9m。厂区平均海拔高程5.0m。城区地表土层为黄褐色亚粘土,土层厚度约为1.0m,第二层为灰褐色粉质粘土,土层厚度约4.0m。目前城市居民平均用水300L/人.d,日排放工业废水6104m3/d,主要为有机工业废水,具体水质资料如下:项目BOD5CODSSTNNH4+-NTP碱度(CaCO3)pH温度/平均值160350150352542506.09.014251.1.3排放标准及设计要求根据江苏省地面水水域功能类别划分,S市河流执行地表水环境质量标准 (GHZB1-1999)三类水体标准。北区污水处理厂受纳水体为内河,出水水质应
8、执行城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)规定的一级标准的B标准。同时,S市属太湖流域三级保护区,出水指标中总氮执行江苏省太湖流域总氮排放标准(DB32/191-1998)二级标准。因此,该污水厂出水水质标准为: BOD5 20mg/L COD 60mg/L SS 20mg/L NH3-N15mg/L TN25mg/L PO4-P0.5 mg/L1.2 处理方案的确定1.2.1城市污水处理概述城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因,是制约许多城市可持续发展的主要原因之一。目前,我国正处于城市污水处理事业的大发展时期,尤其随着国家西部大开发战略的实施,中国中西部环境与生态保护
9、已被提上首要议事日程。 城市生活污水处理自200年前工业革命以来,越来越受到人们的重视。城市污水处理率已成为一个地区文明与否的一个重要标志。近200年来,城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水,并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR(包括CCAS工艺)等多种工艺,以达到不同的出水要求。我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚,目前城市污水处理率只有6.7%。在我们大力引起国外先进技术、设备和经验的同时,必须结合我国发展,尤其是当地实际情况,探索适合我国实际的城市污水处理系统。 结合我国实际情况,参考国外
10、先进技术和经验,建设城市污水处理厂应符合以下几个发展方向: (1)总投资省。我国是一个发展中国家,经济发展所需资金非常庞大,因此严格控制总投资对国民经济大有益处。 (2)运行费用低。运行费用是污水处理厂能否正常运行的重要因素,是评判一套工艺优劣的主要指标之一。 (3)占地省。我国人口众多,人均土地资源极其紧缺。土地资源是我国许多城市发展和规划的一个重要因素。 (4)脱氮除磷效果好。随着我国大面积水体环境的富营养化,污水的脱氮除磷已经成为一个迫切的问题。我国最新实施的国家污水综合排放标准也明确规定了适用于所有排污单位,非常严格地规定了磷酸盐排放标准和氨氮排放标准。这就意味着今后绝大多数城市污水处
11、理厂都要考虑脱氮除磷的问题。1.2.2常用城市污水生物处理技术污水处理所采用的工艺技术是污水处理厂的核心部分,与进水水质、出水要求、处理量、投资大小等等因素密切相关。由于城市污水的主要污染物是有机物,因此目前国内外大多采用生物处理技术处理城市污水,主要有活性污泥法和生物膜法两大类。其中,生物膜法由于处理效率不高,卫生条件较差,我国只有少数几座生物膜法城市污水处理厂;而活性污泥法污水处理厂占绝大多数,其中使用最广泛的主要有四种类型:传统活性污泥工艺和其改进型工艺;AB工艺;SBR及其改进工艺; 氧化沟及其改进工艺。1 AB法工艺AB 法是吸附生物降解法的简称,是联邦德国亚琛大学BBohnke教授
12、于20世纪70年代中期,在传统两段活性污泥法和高负荷活性污泥法基础上开发的一种新工艺,属超高负荷活性污泥法,在技术上有所突破。该工艺不设初沉池,由污泥负荷较高的A段和污泥负荷较低的B段串联组成,并分别有独立的污泥回流系统。该工艺从80年代开始应用于生产实践,由于具有技术成熟、处理高浓度生活污水效果好,出水稳定、水质高的特点,越来越受到污水处理界的青睐。但A/B法也存在污泥量大、构筑物及设备较多,运行管理复杂,脱氮除磷效果不理想的缺点11。青岛海泊河812万m/d污水处理厂采用了该工艺。2 SBR及其改进工艺(1)SBR工艺SBR工艺也叫序批式活性污泥法,其最根本的特点是处理工序不是连续的,而是
13、间歇的、周期的,污水一批一批地经过进水、曝气、沉淀、排水,然后又周而复始。SBR技术的核心是SBR反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,无污泥回流系统,该工艺具有以下优点:出水水质稳定、水质好;耐冲击负荷;运行管理简单、自控水平高;占地面积小、造价低、操作灵活。但SBR法存在的曝气系统易堵塞,故障率高,人工操作管理繁琐,监测手段要求高等缺点也影响了其使用。美国Cnmdy3000m/d污水处理厂和澳大利亚的Tmmwqdth污水厂采用了该工艺。(2)ICEAS工艺传统SBR是问歇进水,切换频繁,并且至少需要两池以上来回倒换,很不方便,于是出现了连续进水的ICEAS工艺。该工艺的主要
14、改进是在反应池中增加一道隔墙,将反应池分隔为小体积的预反应区和大体积的主反应区,污水连续流人预反应区,然后通过隔墙下端的小孔以层流速度进人主反应区。在保持传统的SBR工艺特点的同时,该工艺省去了问歇进水的麻烦。但该工艺设备造价偏高,技术全部进口,操作运行要求严格。(3) CAST工艺CAST工艺是SBR工艺中脱氮除磷效率最好的一种,它对SBR工艺最大的改进是在反应池前段增加一个选择段,污水首先进入选择段,与来自主反应区的回流混合液混合,在厌氧条件下,选择段相当于前置厌氧池,为高效除磷创造了有利条件。该工艺的另一个特点是利用同步硝化反硝化原理脱氮,在主反应区,反应时段前期控制溶解氧不大于0.5m
15、g/L ,处于缺氧工况,利用池中原有的硝态氮反硝化,然后利用同步硝化产生的硝态氮反硝化;到反应时段后期。加大充氧量,使主反应区处于好氧工况,完成生物除磷反应,并保证出水有足够的溶解氧。CAST工艺设计和运行管理简单,处理效果稳定,已被多座中小型污水处理厂所采用,规模8万m/d的贵阳市小河污水处理厂以及深圳、天津及云南的一些污水处理厂都采用了该工艺。(4)UNITANK工艺UNITANK工艺是20世纪90年代比利时西格斯公司在三沟式氧化沟的基础上开发出来的。它由3个矩形池组成,其中外边两侧的矩形池既可做曝气池,又可做沉淀池,中问一个矩形池只做曝气池。该工艺连续进水、连续出水、常水位运行,具有脱氮
16、功能及流程简单的特点,同时还有容积利用率低、设备闲置率高、除磷功能差等不足,要求除磷时则需要化学除磷。我国石家庄高新区10万m/d污水处理厂、上海石洞口40万m/d污水处理厂及广西梧州污水处理厂均采用此工艺。(5) MSBR 工艺MSBR即改良型的SBR(Modified SBR),是A/O法和SBR法工艺组合合成的工艺系统,它具有二者的一些优点,因而出水水质稳定。MSBR是一种可连续进水、高效的污水处理工艺,且简单、容积小、单池,易于实现计算机自动控制。在较低的投资和运行费用下,能有效地处理含高浓度BOD5,TSS、氮和磷的污水。但MSBR的结构复杂,各种设备较多,操作管理也比较麻烦,这些都
17、有待进一步优化改进。加拿大的Estevan污水处理厂、深圳市盐田污水处理厂、北京海淀区某医院污水处理项目均采用了该工艺。3 氧化沟工艺氧化沟又称循环曝气池、无终端曝气池,是活性污泥法的一种变型,通常采用延时曝气,在污水净化的同时污泥得到稳定处理。常见的氧化沟有Carrousel氧化沟、交替工作式氧化沟、Orbal氧化沟、一体化氧化沟等。与活性污泥法相比,它具有处理工艺及构筑物简单、无初沉池和污泥消化池(一体式氧化沟还可以取消二沉池和污泥回流系统)、泥龄长、剩余污泥少且容易脱水、处理效果稳定等特点;但也存在着负荷低、占地大的缺点。邯郸市东污水厂处理水量为10万m/d污水处理厂采用了该工艺。4 传
18、统活性污泥工艺及其改进型工艺(1)传统活性污泥工艺 传统活性污泥法是应用最早的工艺,它去除有机物和悬浮物的效率很高,对于城镇污水,可确保出水BOD5 和SS达到30mg/L 以下,因此,在1996年前在我国尚未要求去除氮磷,该工艺是城镇污水处理厂的主体工艺。随着城镇污水处理厂污染物排放标准(GB189182002)的颁布实施,我国对城镇污水处理厂的出水水质,尤其是对出水的氮、磷指标要求更加严格。传统的活性污泥工艺已经不能满足国家标准对氮、磷的去除要求,必须加以改造,一种是用于除磷的厌氧一好氧工艺(A/O),一种是用于脱氮的缺氧一好氧工艺;A/O法则是既脱氮又除磷的工艺。天津纪庄子30万m/d污
19、水处理厂、北京高碑店100万m/d污水处理厂、沈阳北部污水处理厂40万m/d污水中的20万m/d采用的均是活性污泥污水处理技术。(2) A/O工艺 A/O(缺氧好氧)法对于大型活性污泥法污水处理厂来说,处理效果较稳定,且实现了脱氮或除磷的目标,能耗和运营费用也较低;其缺点是处理单元多,管理较复杂,且不能同步脱氮和除磷。用于除磷的A/O工艺的最主要特征是高负荷运行、泥龄短、水力停留时间短;用于脱氮的A/O工艺的负荷很低,泥龄长、水力停留时间长。沈阳北部污水处理厂设计处理的4O万m/d污水中的20万m/d采用的是A/O脱氮的污水处理技术。(3)A/O工艺A/O(厌氧缺氧好氧)工艺同时具有脱氮除磷的
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