污水处理课程设计(共53页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上哈尔滨工业大学污水处理课程设计给水处理课程设计学生姓名张 婷学院名称市政环境工程学院专业名称给水排水工程指导教师2013年11月 30日 专心-专注-专业目 录1 设计说明书1.1 课程设计题目污水处理课程设计1.2 课程设计的原始数据:1.2.1 原始资料1)城市位于我国苏北地区;2)城市设计人口6.0(1+)万人;Y为学号后两位3)居住区建筑卫生设备:有室内给排水设备:无淋浴设备占60 % ;有室内给排水设备:有淋浴设备占40 %。4)工业废水:(包括厂区生活和淋浴水) 水量:12000(1+) m3日;(混合污水的K总=1.4;Ks1.1); 水质:悬浮物:21
2、0/L;BOD5:180/L;pH:77.4 有毒物质:微量,对生化处理无不良影响;5)混合污水: 冬季平均温度: 5 ; 夏季平均温度:25 ;6)气象资料: 年平均气温;14;夏季计算气温;27;冬季计算气温:-3;年降水量;720mm;结冰期:28天;主导风向:夏季,东南风;冬季:西北风7)水体资料:95保证率的设计流量15m3秒;出水口水体资料:最高水位: 10.00 m; 平均水位:8.00m; 最低水位:6.00 m。8)污水处理厂厂区资料:厂区地形平坦,地面标高为:12.00 m;地下水位:9.00m; 地基承载力:15吨/; 入厂口管层标高: 8.00m; 9)混合污水处理程度
3、:按悬浮物为90,按BOD5为:89;10)各处理构筑物的工艺设计参数参考设计规范,设计手册及相应的参考资料。11)视设计计算内容,某些数据由指导教师补充指定。1.3 课程设计(论文)的内容和要求(包括技术要求、图表要求以及工作要求等)1.3.1 设计任务与内容1)计算设计水量、水质;2)确定污水及污泥处理方案(处理流程);3)选择和计算污水和污泥各处理构筑物;4)确定并绘制污水处理厂平面布置图,计算并绘制污水及污泥高程图;5)绘制曝气技术设计工艺图。1.3.2 进度安排课程设计时间为1.5周,主要完成设计的方案及工艺计算。方案及工艺设计计算 3.5天平面图绘制 2.0天高程图绘制 0.5天编
4、制设计说明计算书。 1.5天1.3.3 基本要求学生应在教师指导下,按时独立完成所规定的内容和工作量,同时必须满足以下几项要求:1)通过调查研究与收集有关资料,拟定设计方案,选择合理的设计方案。2)课程设计说明书,应包括工程设计的主要原始资料、方案比较以及各系统的设备选型分析,说明,参数选择,工艺设计计算与有关简图等,要求内容系统完整,计算正确,论述简洁明了,文理通顺,书写工整,装订整齐。说明书一般应包括目录、前言、正文、小结及参考文献等。3)课程设计图纸应能较准确地表达设计意图,图面力求布局合理、紧凑、正确清晰,符合制图标准,专业规范及有关规定,用工程字注文。1.4 课程设计应完成的技术文件
5、:1.4.1 绘制图纸l)设计计算说明书一份(3040页)课程设计说明书、计算书应包括目录、前言、正文、小结及参考文献等。要求内容系统完整,计算正确,论述简洁明了,文理通顺,书写工整,装订整齐。2)图纸污水处理厂平面图;比例1:300500:污水及污泥高程图:比例:横1:100;纵:1:10; 曝气池技术设计工艺图(一平、二剖)比例:1:50100。1.4.2 写出计算书和说明书一份完整的计算书和说明书主要内容包括:1)污水处理方案选择简要理由。2)各系统的计算过程。3)各系统平面布置说明。课程设计说明书、计算书应包括目录、前言、正文、小结及参考文献等。要求内容系统完整,计算正确,论述简洁明了
6、,文理通顺,书写工整,装订整齐。2 污水处理工程设计2.1 厂址的选择在污水处理厂设计中,选定厂址是一个重要环节,处理厂的位置对周围环境卫生、基建投资及运行管理等都有很大影响。因此,在厂址的选择上应进行深入的调查研究和详尽的技术比较。厂址选择的一般原则如下:1、 为了保证环境卫生的要求,厂址应与规划居住区或公共建筑群保持一定的卫生防护距离。2、 厂址应设在受纳水体流经城市水源的下游。3、 在选择厂址时尽可能少占农田或不占农田,而处理厂的位置又应便于农田灌溉和消纳污泥。4、 厂址应尽可能在城市和工厂夏季主导风向的下风向。5、 要充分利用地形,把场址设在地形有适当坡度的城市下游地区,以满足污水处理
7、构筑物之间水头损失,使污水和污泥有自流的可能以节约动力消耗。6、 厂址如果靠近水体,应考虑汛期不受洪水的威胁。7、 厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区,以利施工,并降低造价。8、 厂址的选择应考虑交通运输及水电供应等条件。9、 厂址的选择应结合城市总体规划,考虑远景发展,留有充分的扩建余地。2.2 污水厂平面布置污水厂平面布置原则如下:1、处理构筑物的布置应紧凑,节约用地;2、处理构筑物应尽可能的按流程顺序布置,以避免管线迂回,同时应充分利用地形,减少土方量;3、经常有人工作的建筑物如办公,化验等用房应布置在夏季主导风向的上风一方;4、在布置总图时,应考虑安装充分的绿化地带;5、总图布
8、置应考虑近远期结合;6、构筑物之间的距离应考虑敷设管道的位置,运转管理的需要和施工的要求,一般采用 510m;7、处理构筑物应尽可能布置成单独的组合,以策安全,并方便管理;8、污水厂内管线很多,应综合考虑,避免发生矛盾,污水管和污泥管应尽可能考虑重力自流;9、污水厂内应设超越管线。3 设计水质水量与工艺流程的确定3.1 设计污水水量3.1.1 城市每天的平均污水量本设计中居民生活用水分为有淋浴和无淋浴,则有淋浴居民生活污水量定额取160L/(人d),无淋浴的居民生活污水量定额取120L/(人d). 公式(3.1)式中:城市每天的平均污水量(); 各区的平均生活污水量定额; 各区人口数(人);
9、工厂平均工业废水量()。3.1.2 设计秒流量 公式(3.2)式中:设计秒流量(); 工业废水设计秒流量(); 各区的平均生活污水量(); 总变化系数。3.1.3 设计水质城市污水的设计水质主要是确定BOD5和SS的浓度,在无资料时,一般是根据设计人口数及室外排水设计规范中的污染物排放标准来进行计算确定。1、悬浮物 SS(1)生活污水查给排水设计手册第5册,城镇给水生活用水为100170,本设计无淋浴取120,有淋浴取160计算。 公式(3.3)式中:每人每日SS排出的克数,规范规定为3550,本设计取40; 每人每日排水量,以L计; 每人每日用水量,以L计; 排放系数,本设计取0.85。 (
10、2)工业废水: SS=210mg/L (3)对于混合水质的SS: 公式(3.4) 式中:生活污水量,L/s; 工业废水量,L/s; 生活污水的进水SS浓度,mg/L; 工业废水的进水SS浓度,mg/L。2、BOD5(1)生活污水查给排水设计手册第5册,城镇给水综合生活用水为100170,本设计无淋浴取120,有淋浴取160计算。 式中:每人每日BOD排出的克数,规范规定为2035,本设计取25; 每人每日排水量,以L计; 每人每日用水量,以L计; 排放系数,0.85。(2) 工业废水: BOD5=180mg/L (3) 对于混合水质的BOD5: 式中:生活污水量,L/s; 工业废水量,L/s;
11、 生活污水的进水SS浓度,mg/L; 工业废水的进水SS浓度,mg/L。表3-1污水处理厂进、出水水质指标序号项目进水出 水1SS26526.52PH值77.47.13氨氮2054194.6821.46TN33157TP4.213.2 污水处理流程确定3.2.1 污水处理方案的选择城市污水处理工艺流程是指达到所要求的处理程度的前提下,污水处理各个操作单元的有机组合,确定各处理构筑物的形式,以达到预期的处理效果。城市污水处理工艺流程,工艺流程由完整的二级处理系统和污泥处理系统所组成。该流程的一级处理是有格栅、沉砂池和初次沉淀池所组成,其作用是去除污水中的固体污染物质,从大块垃圾到颗粒粒径为数毫米
12、的悬浮物。污水的BOD值通过一级处理能够去除20%30%。二级处理系统是城市污水处理工程的核心,它的主要作用是去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物。通过二级处理,污水的BOD5值可降至2030mg/L,一般可达到排放水体和灌溉农田的要求。污泥是污水处理过程的副产品,也是必然的产物。如从初沉池排出的沉淀污泥,从生物处理系统排出的生物污泥等。这些污泥应加以妥善处置,否则会造成二次污染。在城市污水处理系统中,对污泥的处理多采用由厌氧消化、脱水、干化等技术组成的系统。选择污水处理工艺流程时,工程造价和运行费用也是工艺流程选择的重要因素,当然,处理水应当达到的水质标准是前提条件。以原污水的水质、水量及
13、其他自然状况为已知条件,以处理水应达到的水质指标为约束条件,而以处理系统最低的总造价和运行费用为目标函数,建立三者之间的相互关系。减少占地面积也是降低建设费用的重要措施,从长远考虑,它对污水处理工程的经济效益和社会效益有着重要的影响。当地的地形、气候等自然条件也对污水处理工艺流程的选定具有一定的影响。在寒冷地区应当用低温季节也能够正常运行,并保证取得达标水质的工艺,而且处理构筑物都应建在露天,以减少建设与运行费用。对污水处理工艺流程选择还应与处理后的污水流入水体的自净能力及处理后污水的出路有关。根据水体自净能力来确定污水处理工艺流程,既可以充分利用水体自净能力,使污水处理工程承担的处理负荷相对
14、减轻,又可防止水体遭受新的污染,破坏水体正常的使用价值。不考虑水体所具有的自净能力,任意采用较高的处理深度是不经济的,将会造成不必要的投资。处理后污水的出路,往往是可以取决于该污水处理工艺的处理水平。若处理后污水的出路是农田灌溉,则应使污水经二级生化处理后在确定无有毒物质存在的情况下考虑排放;如污水经处理后须回用于工业生产,则处理深度和要求根据回用的目的不同而异。3.2.2污水处理工艺流程方案的比较在选定了污水处理技术路线后,我们对活性污泥法和人工生物净化的几个方案进行筛选,初步筛选到下列几个方案,再进行比较。(1)传统活性污泥法(2)氧化沟(3)A/O脱氮工艺(4)A2/O工艺1、传统活性污
15、泥法(1)传统活性污泥法的工艺特点:利用曝气池中的好氧微生物,依靠鼓风曝气供给的氧生存来分解污水中的有机物质。混合液沉淀分离,或回流到曝气池中去,原污水从池首端进入池内,回流污泥也同步注入,污水与回流污泥形成混合液在池内呈推流形势流动至池的末端,流出池外至二沉池。 (2) 传统活性污泥法的优点:该工艺对污水的BOD和SS总处理效率均为90%95%,适合处理净化程度和稳定程度要求较高的污水;运行可靠,出水水质稳定 ;适宜处理大量污水,所以多用于大中型水厂;对污水的处理程度比较灵活,根据需要可适当调整。(3) 传统活性污泥法的缺点:运行费用高,在曝气池的末端造成供氧的浪费,故提高了运行成本;基建费
16、用高,占地面积大;对水质、水量变化适应能力低;池首端可能出现供氧不足的现象,池后端又可能出现溶解氧过剩的现象;由于沉淀时间短和沉淀后碳源不足等情况,对于N、P的去处率低。2、氧化沟(1)工艺特点:氧化沟一般采用延时曝气,并增加了脱氮功能,它采用机械曝气,一般不设初沉池和污泥消化池。由于氧化沟水深较浅(一般3m左右),而流程较长,可以按照曝气器前作为缺氧与曝气器后作富氧段的方式设计运行。提供兼氧菌与好氧菌交替作用的条件,再好氧段除碳源需氧量及达到脱氮的目的。(2)氧化沟的优点: 氧化沟内的循环流量很大,进入沟内的原污水立即被大量的循环水所混合和稀释,因此具有很强的承受冲击负荷能力,对不易降解的有
17、机物也具有较好的处理效果;处理效果稳定可靠,不仅可满足BOD5、SS的排放标准,还可以达到脱氮除磷的效果;由于氧化过的水力停留时间和污泥龄都很长,悬浮物、有机物在沟内可获得彻底的降解,活性污泥产量少且趋于稳定,一般不设初沉池和污泥消化池,有的甚至取消二沉池和污泥回流系统,简化了处理流程,减小了处理构筑物,使其基建费用都低于一般活性污泥法。 承受水质、水温、水量能力强,出水质好。(3)氧化沟的缺点:对于中、大型污水厂,基建费和运行费比普通活性污泥法高,同时无法得到生物能源;氧化沟沟体占地面积较大。3、A/O工艺A/O工艺的功能是去处有机物和脱氮。(1) A/O的工艺特点:该工艺将曝气池分为前段缺
18、氧和后段好氧段。缺氧段不曝气,采用浸没式搅拌,DO不大于0.5mg/L。好氧段进行曝气充氧,DO等于2 mg/L左右,在好氧段污水中的有机碳得到生物氧化降解,同时有机氮转变成NH3-N,并被硝化,将好氧段含大量NOx-N的混合液部分回流到前段缺氧段,在反硝化菌的作用下,利用进水中的BOD5作为碳源,将NOx-N还原成N2从水中溢出,从而实现脱氮,然后进入好氧段去除污水中的有机物和NOx-N的硝化。(2) A/O的优点:该工艺对污水的BOD和 SS总处理效率为90%95%,总氮的处理效率为70%以上;流程简单,构筑物少,只有一个污泥回流系统和混合液回流; (3) A/O的缺点:主要缺点是对N、P
19、的去除率很低;该工艺一般适合于南方对出水水质要求脱氮的大中型城市污水厂。4、 工艺(1)各反应器单元功能与工艺特征厌氧反应器,原污水进入,同步进入的还有从沉淀池排出的含磷回流污泥,本反应器的主要功能是释放磷,同时部分有有机物进行氨化。污水经过第一厌氧反应器进入缺氧反应器,本反应器的首要功能是脱氮,硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的,循环的混合液量大,一般为2Q(Q为原污水量)。混合液从缺氧反应器进入好氧反应器曝气池,这一反应器单元是多功能的,去除BOD,硝化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行。这三项反应都是重要的,混合液中含有硝态氮,污泥中含有过剩的磷,而污水中的BOD则得到去除,流量为2Q
20、的混合液从这里回流缺氧反应器。沉淀池的功能是泥水分离,污泥的一部分回流到厌氧反应器,上清液作为处理水排放。(2) 本工艺具有的特点 本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱N除P工艺;总的水力停留时间少于其他同类工艺;在厌氧(缺氧),好氧交替运行条件下,丝状菌不能大量增殖,无污泥膨胀之忧;污泥中P的浓度高,污泥有很好的肥效;厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境和不同的微生物种群的有机配合,能同时去除有机物和除磷脱氮的功能。(3) 存在问题 除磷效果很难提高,污泥增长有一定的限度,不易提高。特别是当P/BOD值高时更是如此; 脱氮效果有也难以进一步提高,内循环量一般以2Q为限,不宜太高; 进入沉淀池的处理
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