某工业园区污水处理厂的设计毕业论文

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1、江苏科技大学本 科 毕 业 设 计（论文） 学 院 生物与环境工程学院 专 业 环境工程 学生姓名 班级学号 指导教师 二零一一年六月江苏科技大学本科毕业论文某工业园区污水处理厂的设计An industrial park wastewater treatment plant design江苏科技大学本科毕业设计（论文）摘 要随着工业化步伐的不断加快，废水污染物的产生量也明显的增加。为使环境污染和生态破坏加剧趋势得到基本控制，就要对工业废水污染进行综合防治。为了便于工业废水的综合治理，工业已逐步从分散型向集中型发展，目前较为普遍的做法是开发工业园把工业企业向工业园迁移，并在园区建立公共污水处理厂

2、，区内的废水经过预处理后集中处理，以解决工业污水的难处理及日益严重的水污染与水资源缺乏的问题。工业园区的产业众多，覆盖范围广，不同行业产生废水的所含污染物质和污染程度各有所不同。因而在进行工业园区污水处理设计前，笔者对该工业园区目前的企业规模、企业性质，园区场地面积、规划要求、污水特征以及水处理工艺等因素进行综合分析，决定采用SBR序列间歇式活性污泥法。该工艺将传统的曝气池、沉淀池由空间上的分布改为时间上的分布，形成一体化的集约构筑物，并利于实现紧凑的模块布置，最大的优点是节省占地。另外，可以减少污泥回流量，有节能效果。典型的SBR工艺沉淀时停止进水，静止沉淀可以获得较高的沉淀效率和较好的水质

3、。因此，本次设计选择SBR工艺作为该工业园区污水处理厂工艺的方案。关键词：工业园区；污水处理；SBR工艺；活性污泥Abstract With the acceleration of industrialization, the output of wastewater is increasing obviously. To get basic control of the aggravating environmental pollution and ecological destruction, we need to take comprehensive measures to preven

4、t and treat the industrial wastewater pollution. In order to facilitate the comprehensive management of industrial wastewater, manufacture is gradually transforming from decentralization to centralization .Now, the very popular practice is developing industrial parks, then migrate the industrial ent

5、erprises to it .We built public sewage treatment plants in the park, and dispose industrial wastewater from different enterprises centrally after pretreatment to solve the intractable treatment of industrial wastewater and increasingly serious water pollution and water shortage problem. There are di

6、fferent kinds of industries in the park, and the wastewater from different industries contains various pollutants and the pollution levels are different. So, before the design of sewage treatment in industrial park, the designer takes the firm size, the company property, the area of the park, the pl

7、anning requirements, sewage characteristics and water treatment technology into consideration, decided to adopt Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process. The process change the traditional aeration tank, settling tank from the spatial distribution to the distribution of the time, it forms i

8、ntensive integration structures, and help to achieve a compact layout module, the biggest advantage is saving area. In addition, it reduces the sludge recycle flow rate and it is energy saving. A typical SBR process stops water when sediment, static precipitation can get higher efficiency and better

9、 water quality. Therefore, this design chooses the SBR process as the industrial park wastewater treatment plant technology program.Keywords: Industrial Park; wastewater treatment; SBR process; activated sludge目 录 第一章 绪 论11.1 前言11.2 设计的任务及依据21.2.1设计任务21.2.2 设计依据21.2.3 设计原则21.3 设计基础资料21.3.1 工业园区概括21.

10、3.2气象资料31.3.3工程地质资料31.3.4 水质水量资料3第二章 污水处理工艺的选择与确定42.1 工业园区污水的特点及污水处理方案的选择原则42.1.1工业园区污水水质水量的特点42.1.2工业园区污水处理的难点42.1.3污水处理工艺的选择原则52.2 工艺方案的分析52.3 工艺流程的确定62.3.1 SBR工艺和氧化沟工艺的比较62.4 主要构筑物的选择9第三章 污水处理系统工艺设计133.1 进水闸井的设计133.1.1 污水厂进水管133.1.2 进水闸井工艺设计133.2 格栅的设计143.2.1设计说明143.2.2 中格栅的设计143.2.3 细格栅的设计163.3

11、污水提升泵房的设计173.3.1 设计说明173.3.2 选泵173.3.3 集水池183.3.4泵房高度的确定193.4 曝气沉砂池193.4.1 池体的计算193.4.2 排沙量的计算203.4.4曝气系统设计计算213.5 调节池223.5.1 设计说明223.5.2调节池的计算223.6 SBR反应池的设计233.6.1 设计参数233.6.2池体计算253.6.3空气管道系统的计算283.7 紫外消毒293.7.1 设计参数293.7.2 设计计算293.8 计量设施313.8.1设计依据313.8.2设计计算31第四章 污泥系统的设计324.1 污泥浓缩池324.2 贮泥池334.

12、3污泥脱水机房344.3.1 设计参数344.3.2 设计计算34第五章 污水处理厂总体布置355.1平面布置及总平面图355.1.1平面布置的一般原则355.1.2污水厂平面布置的具体内容355.2污水厂的高程布置365.2.1污水处理厂高程布置应考虑事项365.2.2污水厂的高程布置365.2.3污水水头损失计算365.2.4污泥水头损失计算40结 语43参考文献44致 谢45附 录46IV第一章 绪 论 1.1 前言目前我国水环境污染问题突出，呈现出水资源紧张的局面。日益紧张的水资源紧缺和水环境污染问题，已经引起国内外高度重视。仅仅依靠地表水或者地下水资源将无法满足工农业和城市发展的用水

13、需求，必须考虑节水节流，污水再生利用，来满足日益增长的水资源需求，而其中工业和城市污水水量稳定、供给可靠，是开源节流的一种潜在的水资源，工业和城市污水再生利用是缓解水资源紧缺状况，减轻水体污染程度、改善生态环境的有效途径之一。因而随着国家环境保护基本国策的不断深入，国家对污水处理的要求也越来越高。工业已逐步从分散型向集中型发展，目前较为普遍的做法是开发工业园把工业企业向工业园迁移，并在园区建立公共污水处理厂，统一收费，集中处理。根据工业园内各项目使用新鲜水及排放废水的实际情况，将工业园内各项目产生的生产、生活废水综合利用，实现“一水多用”，减少新鲜用水量和地下水开采量，减少工业园向地表水环境排

14、放的废水总量，既满足环保要求又为企业降低投资及成本。工业园区的产业众多，覆盖范围广，不同行业产生废水的所含污染物质和污染程度各有所不同。根据产生工业废水性质不同,将工业园区废水分为生活污水、一般工业废水和高浓度废水。生活污水一般是经过处理后排入城市污水处理厂或者直接外排。一般工业废水可采用常规的工业污水处理工艺，以生化处理为主，达标后排入收纳水体；也可经过简单预处理，直接排入工业园区污水处理厂。而高浓度废水由于污染物浓度高，难处理，污染程度严重，即使少量污水排放也会对环境或后续处理造成较严重的危害，因此，这一类废水企业应当自行建设污水处理装置，对有毒有害物质在车间出口处进行专门处理，再接入工业

15、园区的污水处理厂1。目前，除化工、电镀等专业工业园区及有条件的其它专业工业园区需单独建设集中污水处理厂外，工业园区污水处理模式主要有三种：一是企业预处理后纳入市政管网进入城镇污水处理厂；二是企业自行建设污水处理设施处理达标排放，目前大都是采取这种方式；三是园区建设有污水处理厂的排入工业园区污水处理厂。本文主要讨论工业园区建设污水处理厂的模式。1.2 设计的任务及依据1.2.1设计任务于某工业园区设计一座污水处理厂，处理能力为5万m3/d,内容包括处理工艺的确定、各构筑物的设计计算、设备选型、管道铺设、平面布置、高程计算、经济技术分析。完成总平面布置图、剖面图、一个主要构筑物的详图。1.2.2

16、设计依据(1)该厂的进出水水质水量资料；(2)中华人民共和国污水综合排放标准（GB8978-1996）； (3)地表水环境质量标准(GB38382002)1.2.3 设计原则(1)严格执行环境保护的各项规定，确保经过处理后的排放水的水质达到国家相关标准的要求；(2)针对本工程的具体情况和特点，采用目前国内成熟的先进技术，力求运行安全可靠、操作管理简单、处理效率高、经济成本合理，使先进性、可靠性和经济性有机的结合起来；(3)构筑物和建筑物布置合理，工艺流畅，节约土地；(4)注意周边环境的保护，避免二次污染。1.3 设计基础资料1.3.1 工业园区概括 该园区总用地面积约10平方公里，园区内的工业

17、主要包括电子电器、纺织、印染、食品加工、制药等行业。根据调查和分析，园区污水处理厂的进厂污水中82为工业废水，18为生活污水。工业废水主要以电子电器、纺织、印染、食品加工、制药废水为主。该废水中有机物含量较高，成分较复杂，水质水量变化较大，但有毒有害物质在车间出口处进行过专门处理后与其他企业污水经混合后才排入园区污水处理厂。1.3.2 气象资料年平均气温()17.3最冷月平均气温()5.2最热月平均气温()29.2最高气温()37最低气温()-5主风向西南1.3.3工程地质资料(1) 土壤类别： 亚粘土 。(2) 平均地下水位：地下 9 m。(3) 冰冻线：地面以下 1.2 m。(4) 污水总

18、干管进入污水厂入口处的管径 1000 mm，管顶覆土为 3 m。(5) 污水厂所在地面标高为 73 m。(6)污水处理厂进水干管数据：管内底标高69m，管径1000mm，充满度0.75m(7)污水厂出水排入小河，河底标高为66.5m，平均水深2.5m，平均流量为7.5m/s1.3.4 水质水量资料经混合后的水质资料如下表1-1：表1-1 水质水量资料CODcrmg/LBOD5mg/LSSmg/LTNmg/LTPmg/LPHNH3-Nmg/L处理前550.0260.028040.06.06.09.035.0处理后 60 2020 151.06.09.08重金属及有毒物质：微量，对生化处理无不良影

19、响。污水的平均处理量为50000 m3/d，污水的最大处理水量为：Q max=Q*K z=Q*1.5=0.87m3/s，总变化系数取KZ=1.5。第二章 污水处理工艺的选择与确定2.1 工业园区污水的特点及污水处理方案的选择原则2.1.1工业园区污水水质水量的特点工业园区因所处地域不同，其工业类型也不尽相同，但般包括石油化工、冶金工业、食品工业、纺织印染和其他延伸加工业等行业。在进行工业园区污水处理设讨前，应首先进行水量和水质的调查，这是确定合理的工业园区污水处理工艺的前提。工业园区污水中主要成分为工业废水，生活污水所占比重很小，其水质水量特点按有以下方面：(1)水质水量波动较大由于工业生产自

20、身要求紧跟市场运作的特点，必然造成生产过程以及生产原料的变化，因此排水量和排放水水质会有较大的变化。(2)污水成分复杂由于工业类型般较多，工业废水中有机物和含盐最较高，成分较复杂。比如冶金工业废水色度较高、含微量重金属，水的酸碱度变化较大；而纺织印染工业从原料到成品往往伴随有硝化、还原、氯化、缩合、偶合等单元操作过程，副反应和副产物多。工业同区污水混和后C0Dcr变化范嗣约在400-800mg/L之间。极端值可能达到1000mg/L。水的酸碱度变化范围较大，pH在110之间，对污水处理运行的稳定性有较大的影响。(3)污水具有一定毒性废水染料、重金属等均对污水处理中的微生物菌群的生长有一定的影响

21、，会影响生化处理效果。(4)油类污染石油化工、冶金工业等工业废水中会产生较多的油类污染2。2.1.2工业园区污水处理的难点通过上面的分析和论述，可以得出，工业园区污水处理的难点主要有：(1)污水进水水质变化大，具有较强冲击性；(2)污水中含有定的毒物；(3)城市污水中工业废水所占比例高，进水CODcr、SS浓度都较高，污水中难降解物质较多；(4)污水的排放标准对脱氮除磷均有要求，且进水氮、磷含量均较高。2.1.3污水处理工艺的选择原则基于以上污水的水质水量特点及污水处理难点的分析，工业园区污水处理工艺选择原则如下： (1)技术成熟，运行可靠，满足处理出水要求。 (2)运行管理方便，运转灵活，对

22、进水水量冰质的变化有较强的抗冲击能力及应变能力。 (3)经济合理，在满足处理要求的前提下，节约工程投资和运行管理费用。 (4)工艺配套设备技术先进、质量可靠，并有广泛的选择余地。 (5)工艺过程自动化控制程度高，降低劳动强度3。2.2 工艺方案的分析有学者曾根据日处理污水量将污水处理厂分为大、中、小三种规模：日处理量大于10万m3为大型处理厂，一般建在大城市；1l0万m3为中型污水处理厂，一般建于中、小城市和大城市的郊县；小于1万m3的为小型污水处理厂，一般建于小城镇。按城市污水处理和污染防治技术政策要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂可以采

23、用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2/O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。根据该污水处理厂的处理要求，即要求处理工艺既能有效地去除BOD5、COD、SS等，又能达到脱氮除磷的效果，应采用二级强化处理，如A2/O工艺、A/O工艺、SBR及其改良工艺、氧化沟工艺、生物滤池工艺等。在上述各种除磷脱氮工艺中，对中小型污水处理厂来讲，比较有发展前途的工艺是SBR工艺、氧化沟工艺。因为这两种工艺一般都不设初沉地，SBR工艺和合建式氧化沟工艺也不需要

24、二沉地、污泥回流设施，因此，污水处理流程大为简化，可以达到占地少、能耗低、投资省。运行管理方便的目的，符合当前污水处理工艺合建、简化发展的总趋势。采用延时曝气的SBR工艺和氧化沟工艺产生的剩余污泥已经基本达到好氧稳定，剩余污泥经过浓缩脱水后就可以直接应用于农田、填埋或者焚烧，不需要搞污泥消化，因此建设、运转的费用大为减少，这一点对中小型污水厂来说，是非常有吸引力的。2.3 工艺流程的确定2.3.1 SBR工艺和氧化沟工艺的比较氧化沟是一种活性污泥法工艺，但曝气池呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥混合液在其中循环流动，因此被称为“氧化沟”，又称“环形曝气池”，它也属于活性污泥处理工艺的一种变形工艺，

25、一般不需设初沉池，并且通常采用延时曝气。工艺流程见图2-1。氧化沟工艺具有以下特点：污水进入氧化沟，可以得到快速有效地混合，对水量、水质的冲击负荷影响小；由于污泥龄较长，污泥趋于好氧稳定；可以通过改变转盘、转刷、转碟的旋转方向、转速、浸水深度和转盘、转刷、转碟的安装个数等，以调节整体的供氧能力和电耗，使池内溶解氧值控制在最佳工况。但有以下缺点：循环式，运行工况可以调节，管理相对复杂；表曝法供氧，设备养管量大； 污水停留时间长，泥龄长，电耗相对较高。鼓风机房加氯间栅渣压榨进水粗格栅进水泵房Cl2二沉池氧化沟沉砂池细格栅剩余污泥出水泥饼外运污泥浓缩脱水一体化 图2-1 氧化沟工艺流程序批式活性污泥

26、法（SBR）是从充排式反应器发展而来的，其工作过程是：一个周期内把污水加入反应器中，并在反应器充满水后开始曝气，污水中的有机物通过生物降解达到排放要求后停止曝气，沉淀一定时间将上清液排出，如此反复循环3。SBR法是近年来在国内外被引起广泛应用重视和日趋增多的一种污水生物处理技术。SBR处理工艺包括五个处理程序，分别为：进水、反应、沉淀、出水。在该处理工艺中，处理构筑物少，可省去初沉池，无二沉池和污泥处理系统。与标准活性污泥法相比，基建费用低，主要适用于中小型污水处理厂。运行灵活，可同时具有去除BOD和脱氮除磷的功能。SBR法有以下优点：（1）SBR系统以一个反应池取代了传统方法中的调节池、初次

27、沉淀池、曝气池及二次沉淀池，整体结构紧凑简单，系统操作简单且更具有灵活性。投资省，运行费用低，它比传统活性污泥法节省基建投资额30%左右。（2）SBR反应池具有调节池的作用，可最大限度地承受高峰流量、高峰BOD浓度及有毒化学物质对系统的影响。（3）系统通过好氧/厌氧交替运行，能够在去除有机物的同时达到较好的脱氮除磷效果。（4）系统处理构筑物少、布置紧凑、节省占地。SBR的缺点是：对自动控制水平要求较高，人工操作基本上不能实行正常运行，自控系统必须质量好，运行可靠；对操作人员技术水平要求较高；间歇周期运行带来曝气、搅拌、排水、排泥等设备利用律较低，增大了设备投资和装机容量。由于具有以上特点，SB

28、R近年来在国内外得到了较广泛的应用 4。工艺流程见图2-3。加氯间鼓风机房Cl2中格栅栅渣压榨栅渣压榨SBR反应池沉砂池细格栅粗格栅进水泵房进水 出水 泥饼外运 剩余污泥污泥浓缩脱水一体化 图2-3 SBR法工艺流程SBR工艺和氧化沟工艺的共同特点是：(1)去除有机物效率很高，有的还能脱氮、除磷或既脱氮又除磷，而且处理设施十分简单，管理非常方便，是目前国际上公认的高效、简化的污水 处理工艺，也是世界各国中小型城市污水处理厂的优选工艺。(2)在 10104 m3/d规模以下，氧化沟和SBR法的基建费用明显低于常规活性污泥法、A/O和A2/O法；对于规模为(510)104 m3/d的污水厂，氧化沟

29、与SBR法的基建费用通常要低 10%15%。规模越小，两者差距越大，这对缺少资金建污水厂的中小城市很有吸引力。 (3)即使在 10104 m3/d规模以下，氧化沟和SBR法的电耗和年运营费用仍高于常规活性污泥法，但如果与基建费用一起来比较，基建费加上20年的运营费总计还是比常规活性污泥法低些。规模越小，低得越多，规模越大，差距越小，当规模为 10104 m3/d时，两类工艺的总费用大致相当。 因此，对于中小型污水厂采用氧化沟与SBR法在经济上是有利的。氧化沟与SBR工艺通常都不设初沉池和污泥消化池，整个处理单元比常规活性污泥法少50%以上，操作管理大大简化，这对于技术力量相对较弱、管理水平相对

30、较低的中小型污水处理厂很合适。(4)氧化沟和 SBR 工艺的设备基本上实现了国产化，在质量上能满足工艺要求，价格比国外设备便宜好几倍，而且也省去了申请外汇进口设备的种种麻烦。(5)氧化沟和 SBR 工艺的抗冲击负荷能力比常规活性污泥法好得多，这对于水质、水量变化剧烈的中小型污水厂很有利。正是由于上述种种原因，氧化沟和 SBR 在国内外都发展很快。美国环保局(EPA)把污水处理厂的建设费用或运营费用比常规活性污泥法节省 15%以上的工艺列为革新替代技术，由联邦政府给予财政资助，SBR 和氧化沟工艺因此得以大力推广，已经建成的污水厂各有几百座。欧州的氧化沟污水厂已有上千座，澳大利亚近10多年建成S

31、BR 工艺污水厂近600座。在国内，氧化沟和SBR工艺已成为中小型污水处理厂的首选工艺5。氧化沟和SBR工艺有很多共同特点，也有各自的特点和适用性，比较分析如下：（1）从运营费用看，SBR工艺通常用鼓风曝气，氧化沟工艺通常用机械曝气。一般说来，在供氧量相同的情况下，鼓风曝气比机械曝气省电；第二方面，SBR工艺是合建式，不用污泥回流(有的少量回流)，氧化沟工艺是分建式要大量回流，电耗较大；第三方面，SBR工艺是变水位运行，增大了进水提升泵站的扬程。综合考虑，通常氧化沟工艺的电耗要比SBR工艺大些，运营费要高些。 （2）氧化沟工艺是连续运行，不要求自动控制，只是在要求节能时用自动控制；SBR工艺是

32、周期间歇运行，各个工序转换频繁，需要自动控制。（3）SBR工艺是静态沉淀，氧化沟工艺是动态沉淀，因而SBR的沉淀效率更高，出水水质更好5。综合以上分析，结合以往的类似工程实例及一些资料，本设计采用SBR工艺，但由于工业园区内的产业类型多，工业废水的水质波动大，并可能含有生物毒性物质，若污水处理厂仅采用生化处理工艺，势必不能抵抗进水水质的大负荷冲击，故在生化系统前，需增加预处理调节池，生化系统后加D型滤池过滤，最后经接触池消毒出水。其工艺流程见图2-4：山渣压榨鼓风机房曝气沉砂池接触消毒池巴氏计量槽调节池SBR反应池细格栅提升泵房中格栅进水 出水污泥脱水机房贮泥池污泥浓缩池 外运图2-4 本设计

33、工艺流程图2.4 主要构筑物的选择 1.格 栅格栅是一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留雨水、生活污水和工业废水中较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮等，起净化水质，保护水泵的作用，同时也减轻后续处理构筑物的处理负荷，使之正常运行。截留污物的清除方法有两种，即人工清除和机械清除。大型污水处理厂截污量大，为减轻劳动强度，一般应用机械清除截留物。本工程设计确定采用两道格栅， 25mm 的中格栅和5mm 的细格栅。2.泵房污水泵房接纳来自整个园区排水管往来的所有污水，其任务是将这些污水抽提升至设计高度,以便自流进入各后续处理单元，

34、以确保污水处理厂后续处理工段的正常运行。污水处理厂的运行费用大部分来自于电能，其中40%的电能为水泵消耗，所以，确定合理的水泵及泵站是污水处理厂的关键所在。本设计因水量较大，并考虑到水力条件、工程造价和布局的合理性，采用长方形泵房。为充分利用时间，选择集水池与机械间合建的半地下式泵房。本工艺设计确定采用与中格栅合建的潜水泵房。3.沉砂池沉砂池的形式有平流式、竖流式、曝气沉砂池。其中，平流式矩形沉砂池是常用的形式，具有结构简单、处理效果好的优点。其缺点是沉砂中含有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度加大；竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内，无机物颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差；曝气

35、沉砂池是在池体的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向环流。其优点：通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效果较稳定；受流量变化的影响较小；同时还对污水起预曝气作用，而且能克服平流式沉砂池的缺点 。综上所述，本工艺采用曝气沉砂池。4.调节池调节池又称均化池，分为水质调节池与水量调节池两种，调节池的作用是调节水量和均化水质，使污水能够比较均匀地进入后续处理单元，同时提高整个系统的抗冲击性能并减小后续处理单元的设计规模。工业园区的所排放的污水其水质水量都会随时变化，且波动较大。废水水质水量的变化对废水处理设备的功能发挥是不利的。为解决这一问题，设置了调节池，以调节水质和

36、水量。调节池在结构上可分为砖石结构、混凝土结构、钢结构。目前常用的是利用调节池特殊的结构形式进行差时混合，即水力混合。主要有对角线出水调节池和折流调节池。而且，为防止泥砂等杂质沉淀于调节池，一般在调节池内设搅拌机。综上所述，本工艺选择对角线出水调节池。5.SBR 反应池本设计采用间歇式活性污泥法，简称SBR工艺，又称序批式活性污泥法，是近年来在国内外被广泛应用的一种污水生物处理技术。SBR工艺的运行工况是以间歇操作为主要特征，其工况是按时序来运行的，一个操作过程分五个阶段：进水、反应、沉淀、排水、闲置。曝气系统采用鼓风曝气，选择其中的网状微孔空气扩散器。6.接触消毒池消毒的目的是消灭或灭活致病

37、细菌和其它致病微生物。目前常见的消毒处理方式有两大类：化学消毒方法主要有液氯、二氧化氯、漂白粉、臭氧消毒等，物理消毒方法主要有紫外线消毒。加氯消毒具有方便、杀菌效果好、彻底、经济等优点；其缺点是处理后污水中含有的有机污染物与氯产生对人体有害的三氯甲烷致癌物。此外，较高的运行费用和储存管理费用以及安全生产和风险管理也使加氯消毒存在诸多问题。采用紫外线消毒方法可以破坏有机物，不会产生有害物质，处理后的水无色无味，消毒效率高，占地面积小；其缺点是消毒效力受水中紫外光的穿透率、总悬浮物、固体颗粒尺寸的影响，无残余消毒效果，消毒费用较高6。通过上述加氯和紫外线两种消毒处理方法的比较，本设计采用紫外消毒法

38、。7.巴氏计量槽为了提高污水厂的工作效率和管理水平，并积累技术资料，以总结运行经验，为今后污水厂的设计提供可靠的数据，必须设计计量设备，以正确掌握污水量、污泥量、空气量以及动力消耗等。其中最常用的是巴式计量槽，设在污水处理系统的末端。8.污泥浓缩池污泥浓缩的目的在于去除污泥颗粒间的空隙水，以减少污泥体积，减少污泥体积，减少池容积和处理所需的投药量，为污泥的后续处理提供便利条件。目前具有一定规模的污水处理工程中常用的污泥浓缩方法主要有重力浓缩、溶气气浮浓缩和离心浓缩。由于重力浓缩池运行费用低，动力消耗小，因此本工艺采用重力浓缩池。9.贮泥池贮泥池可调节SBR池排出的剩余污泥和污泥浓缩脱水机工作之

39、间的泥量平衡。为了维持污泥的好氧状态，防止磷的释放，在池底布置空气管对污泥进行充氧曝气，同时还可起到混合的作用，防止污泥沉淀。10.污泥脱水机房污泥机械脱水与自然干化相比较，其优点是脱水效率较高，效果好，不受气候影响，占地面积小。常用设备有真空过滤脱水机、加压过滤脱水机及带式压滤机等。本设计采用带式压滤机，其特点是：滤带可以回旋，脱水效率高；噪音小；省能源；附属设备少，操作管理维修方便，但需正确选用有机高分子混凝剂。另外，为防止突发事故，设置事故干化场，使污泥自然干化。 本设计采用机械脱水，采用带式压滤机。46江苏科技大学本科毕业设计（论文）第三章 污水处理系统工艺设计3.1 进水闸井的设计3

40、.1.1 污水厂进水管1.设计依据：(1)进水流速在0.91.1m/s；(2)进水管管材为钢筋混凝土管；(3)进水管按非满流设计，n=0.014。2.设计计算(1)取进水管径为D=1000mm，流速v=1.00 m/s，设计坡度 I=0.5%。(2)已知最大污水量Q max=0.87m3/s；(3)初定充满度h/D=0.75，则有效水深h=10000.75=750mm；(4)已知管内底标高为69m，则水面标高为：69+0.75=69.75m；(5)管顶标高为：69 +1.0=70m；(6)进水管水面距地面距离 73-69.75=3.25m。3.1.2 进水闸井工艺设计进水闸井的作用是汇集各种来

41、水以改变进水方向，保证进水稳定性。进水闸井前设跨越管，跨越管的作用是当污水厂发生故障或维修时，可使污水直接排入水体，跨越管的管径比进水管略大，取为1200mm。其设计要求如下：设在进水闸、格栅、集水池前；形式为圆形、矩形或梯形；尺寸可根据来水管渠的断面和数量确定，但直径不得小于1.0m井底高程不得高于最低来水管管底，水面不得淹没来水官管顶。3.2 格栅的设计3.2.1设计说明本设计采用中细两种格栅，两道中格栅、两道细格栅。中格栅与泵站合建，细格栅与旋流沉砂池合建。中格栅和细格栅计算图如图3-1。图3-1 中格栅计算图Fig.3.1 In grid computing plans设计流量平均流量

42、Q=50000m3/d=0.58m3/s=580l/s=2083m3/h 总变化系数： K z=1.5最大流量Q max= K z Q d =1.500.58= 3132m3/h =0.87m3/s （3-1）3.2.2 中格栅的设计1.设计参数：中格栅设于泵前，设计两组，过栅流速取v=0.6m/s，栅条宽度为，栅条间隙为b=25.0mm，格栅安装倾角a=750 , 根据最优水力断面公式计算得：进水渠宽B1=1.2m，所以栅前槽宽B为1.2m，栅前水深h为0.6m。2.设计计算 (1) 栅条的间隙数n n=Qmax(sina)1/2bhvN=0.87(sin75o)1/2（0.0250.60.

43、62）48条 （3-2）(2) 栅槽有效宽度BB=S(n-1)+bn=0.01(48-1)+0.02548=1.58m (3-3)(3) 通过格栅的水头损失设栅条断面为锐边矩形断面，水头损失可用下式计算h1= (3-4) 式中 k系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般k=3； 形状系数，本设计中栅条采用锐边矩形断面，=2.42； S栅条宽度（m）； g重力加速度（m/s2）。则通过格栅的水头损失h1=3(0.01/0.025)4/30.60.6sin75./19.6=0.05m (4) 栅后槽总高度设前渠道超高h2=4.30m，栅前槽高，H=h+ h1+ h2=0.6+0.05+4.30

44、=4.95m （5）栅槽总长度设进水渠宽B1=1.2m，其渐宽部分展开角，此时进水渠道内的流速为 V1=1.2 m/s (3-5)进水渠道渐宽部分的长度为 m (3-6)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度为 m栅槽总长度为=3.6m(3-7)（6）每日栅渣量取W1=0.05m3/d,得 ： (3-8)所以采用机械除渣的方法。（7）格栅选型台面应高出栅前最高设计水位0.5m，工作台上应有安全和冲洗设施。格栅工作台两侧过道宽度为0.8m，工作台过道宽度为1.5m。选用回转式格栅HG-800型两台，格栅槽安装宽度1.05m，格栅槽有效格栅宽度800mm，栅条间隙20mm，整机（每台）功率1.1Kw，

45、格栅倾角75。污物的排出采用机械装置：600螺旋输送机，选用长度l=8.0m的一台。3.2.3 细格栅的设计细格栅设于泵后，曝气沉砂池进水口前，可进一步去除污水中的悬浮物和漂浮物,保证后续设备和工艺的正常运行。设计2组细格栅，栅前流速取v1=0.7m/s，过栅流速取v=0.9m/s，则进水渠宽B1=1.12m，栅前水深h=0.56m。设栅条宽度为，栅条间隙为b=5.0mm，格栅安装倾角a=750 ，栅前部分长度0.5m，格栅倾角=75，,单位栅渣量1=0.10m3栅渣/103m3污水。计算公式同中格栅，可得计算结果如下：(1) 栅条的间隙数n，由(3-2)得：n=Q max(sin a)1/2

46、bhvN=0.87(sin75o)1/2（0.0050.560.92）170条(2) 栅槽有效宽度B，由(3-3)得：B=S(n-1)+b n=0.01(170-1)+0.005170=2.54m(3) 通过格栅的水头损失，由(3-4)得： h1=3(0.01/0.005)4/30.90.9sin75./19.6=0.1m (4) 栅后槽总高度设前渠道超高h2=1.30m，栅前槽高，H=h+ h1+ h2=0.56+0.1+1.30=1.96m （5）栅槽总长度设进水渠宽B1=1.2m，其渐宽部分展开角，由(3-5)得： V1=1.4 m/s进水渠道渐宽部分的长度由(3-6)得： m栅槽与出水

47、渠道连接处的渐窄部分长度为 m栅槽总长度由(3-7)得： =4.9m（6）每日栅渣量：取W1=0.05m3/d, 由(3-8)得： 所以采用机械除渣的方法。（7）格栅选型台面应高出栅前最高设计水位0.5m，工作台上应有安全和冲洗设施。格栅工作台两侧过道宽度为0.8m，工作台过道宽度为1.5m。选用回转式格栅HG-800型两台，格栅槽安装宽度1.05m，格栅槽有效格栅宽度800mm，栅条间隙20mm，整机（每台）功率1.1Kw，格栅倾角75。污物的排出采用机械装置：600螺旋输送机，选用长度l=8.0m的一台。3.3 污水提升泵房的设计3.3.1 设计说明采用SBR工艺方案，污水处理系统简单，对

48、于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水提升后入曝气沉砂池。然后自流通过SBR池、接触消毒池。设计流量Qmax=3132m3/h=870L/s。本设计采用自灌式泵房，集水池与进水闸井、格栅井合建，采用半封闭式。闸门及格栅处敞开，其余部分尽量加顶板封闭，以减少污染，敞开部分设栏杆及活盖板，确保安全。3.3.2 选泵泵站选用集水池与机器间合建的矩形泵站。1.流量的确定 Q max=870L/s本设计拟定选用53台泵（2用1 备），则每台泵的设计流量为：Q=Q max/=870/2=435L/s=1566m3/h2.扬程的估算 H=H 静 +2.0+（1.52.0） (3-

49、9)式中：2.0污水泵及泵站管道的水头损失，m；1.52.0自由水头的估算值，m，取1.5m；H 静水泵集水池的最低水位H1 与水泵出水水位H2 之差；单管出水井的最高水位与地面的高差估计为 5.0m；H 静=(73 +5.0)-69.7=8.3m则水泵扬程为：H=H 静+2.0+1.5=8.3+2.0+1.5=11.8m ,取12m3.选泵污水经提升后水面相对高程为0.00m，则相应SBR池、曝气沉砂池水面相对高度分别为1.00和1.60m。污水提升前水位为-2.50m，污水总提升泵流程为4.00m，采用3台螺旋泵两备一用，其设计提升高度为H=4.50m。设计流量Q max=3132m3/h

50、，单台提升流量为1566m3/h。采用LXB1400型螺旋泵3台，二用一备用。该提升泵流量为15001700m3/h。3.3.3 集水池1.集水池形式污水泵站的集水池宜采用敞开式，本工程设计的集水池与泵房和共建，属封闭式。2.集水池的通气设备集水池内设通气管，并配备风机将臭气排出泵房。3.集水池清洁及排空措施集水池设有污泥斗，池底作成不小于 0.01 的坡度，坡向污泥井。从平台到池底应设下的扶梯，台上应有吊泥用的梁钩滑车。4.集水池容积计算泵站集水池容积一般按不小于最大一台泵 5 分钟的出水量计算，有效水深取1.52.0 米。本次设计集水池容积按最大一台泵6分钟的出水量计算，有效水深取2.0m

51、。V= 156.6m3则集水池的最小面积 F 为： F= 78.3m35.集水池的排砂污水杂质往往发表沉积在集水池内，时间长了腐化变臭，甚至堵塞集水坑，影响水泵正常吸水，因此，在压水管路上设压力冲洗管DN150mm 伸入集水坑，定期将沉渣冲起，由水泵抽走。3.3.4泵房高度的确定1.地下部分集水池最高水位为中格栅出水水位标高即：H1=69.7m集水池最低水位为：69.7-2.0=67.7m集水池最低水位至池底的高差按水泵安装要求取：1.20m则泵房地下埋深H1=73-67.7+1.20=6.5m2.地上部分H2=n+a+c+d+e+h=0.1+0.7+1.06+0.5+2.14+0.2=4.7

52、m，本设计取5.5m。(3-10)则泵房高度 H=H1+H2=6.5+5.5=12m式中：n一般采用不小于0.1，取为0.1m；a行车梁高度，查手册11 为0.7m；c行车梁底至起吊钩中心距离，查手册11 为1.06m；d起重绳的垂直长度；取0.5m；e最大一台水泵或电动机的高度；为2.14m。h吊起物低部与泵房进口处室内地坪的距离，0.2m3.4 曝气沉砂池3.4.1 池体的计算污水经泵提升后进入曝气沉砂池，分为两格。设计流量Qmax=3132m3/h=0.87m3/s，含砂量为0.03L/ m3废水，停留时间为2.0min，废水在池内的水平流速为，每2日排砂一次。(1) 曝气沉砂池有效容积

53、 (3-11)式中：Q max最大设计流量，m3/s，=0.87；t最大设计流量时的停留时间，min，一般为1 min 3min，此处取t=2min。则： =0.87260=105 m3每格池的有效容积为53 m3(2)水流断面面积 式中：v最大设计流量时的水平流速，m/s，一般为0.06m/s0.12m/s，取v=0.08m/s（水平流速）0.870.08则： A= = 10 m2(3) 沉砂池水流部分的长度L L=Vt=0.082.060=9.60m 取L=10.0m(4)池子总宽度 (3-12) 式中：h2设计有效水深，m，一般为2m3m，取=2.0。则： =10/2.0=5.0 m(5

54、)池子单格宽度b，n=2格，则 b= =5/2=2.5m校核宽深比： 在12范围内，符合要求。(6) 校核长宽比：=4，在45之间，符合要求。由以上计算的：共一组曝气池分两格，每格宽2.5m，水深2.0m，池长10m。3.4.2 排沙量的计算 (1)设计含砂量为0.03L/ m3废水，则每天沉砂量： Qs=Qmaxx1=0.87 m3/s864000.03L/ m3=2.25m3/d (3-13)(2)假设含水率为P=65%,储砂时间为 t=2.0d,则存砂所需要容积为:V=Qst=2.252.0=5.0m3 (3) 沉砂斗容量（砂斗断面为矩形，上口宽为1.1m，下口为0.5m，高为0.5m，

55、长度同沉砂池）V V =（ 1.1+ 0.5）0.5210 =8 （m3）V=5.0 (5) 沉砂池总高度（采用重力排砂） (3-15) (3-16) 式中：超高，取=0.6； 砂斗以上梯形部分高度，；池底坡向砂斗的坡度，取=0.1，一般值为0.10.5 则：= H=0.6+2.0+0.35+0.5=3.45m 3.4.4曝气系统设计计算1.采用鼓风曝气系统，鼓风机供风，穿孔管曝气。设计曝气量q=0.2m3/(m3.h)；空气用量Qa=qQmax=0.23132=940/h=15.67 m3/min；供气压力p=15kPa2.穿孔管布置：于每格曝气沉砂池池长边两侧分别设置两根穿孔曝气管，每格两

56、根，总共4根；曝气管管径DN100mm，送风管管径DN150mm。3.进水、出水及撇油污水直接从螺旋泵出水渠进入，设置进水挡板，出水由池另一端淹没出水，出水端前部设出水挡墙，进出水挡墙高度均为1.5m。在曝气沉砂池会有少量浮油产生，出水端设置撇油管DN200，人工撇除浮油，池外设置油水分离槽井。4.排砂装置采用空气提升泵从沉砂池底部空气提升排砂，排砂时间每日一次，每次12小时，所需空气量为排砂量的1520倍。3.5 调节池3.5.1 设计说明工业园区的污水主要为工业污水，其水质水量都会随时变化，且波动较大。废水水质水量的变化对废水处理设备的功能发挥是不利的。为解决这一问题，本设计设置了调节池，

57、以调节水质和水量，本工艺采用机械搅拌混合方法。目前常用的是利用调节池特殊的结构形式进行差时混合，即水力混合。主要有对角线出水调节池和折流调节池。本工艺选择对角线出水调节池。对角线出水调节池的特点是出水槽沿对角线方向设置，同一时间流入池内的废水，由池的左右两侧，经过不同时间流倒出水槽。从而达到自动调节、均和的目的。为防止废水在池内短路，可以在池内设置若干纵向隔板。其空气量为1.53m3/(m2.h)。调节池有效水深为1.52m，纵向隔板间距为11.5m。其平面图如下： 图3-2 调节池平面图3.5.2调节池的计算（1）调节池的有效容积：设废水在池内的停留时间T=4h，根据流量Q=50000m3/

58、d ，T=4h则池内的废水量为：V有效=Q/24T=50000/244=8334m3/h (3-17)调节池的实际容积为V=1.4V有效=1.48334=11667m3 ，取V=12000m3（2）池子的长宽取池子的有效水深为h1=2m，纵向隔板间距为1.5m，则调节池的平面面积为：A=V/ h1=12000/26000m2 取宽B为60m，则长为：L=A/B=6000/60=100m 纵向隔板间距为1.5m，所以隔板数为40个（3）调节池高度H调节池的超高取h=0.3m,则： H=h1+h=2.0+0.3=2.3m为防止泥砂等杂质沉淀于调节池，在调节池内2台搅拌机。3.6 SBR反应池的设计3.6.1 设计参数污水进水量50000m3/d，进水BOD5= 260 mg/L ，水温1230，处理水质BOD5= 20 mg/L；1.污泥负荷率的确定SBR反