《水質(zhì)生物凈化工程》設(shè)計說明書

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《水質(zhì)生物凈化工程》課程設(shè)計說明書

第一部分前言

一、設(shè)計目的

該課程設(shè)計，是結(jié)合課程講授內(nèi)容，設(shè)計一個城市污水處理廠，使我們得到一次綜合運用所學(xué)知識獨立完成某一城市污水處理廠工藝設(shè)計的初步訓(xùn)練，從而達到穩(wěn)定課堂所學(xué)的理論知識，培養(yǎng)和提高解決生產(chǎn)實際問題的能力。

通過課程設(shè)計，使我們在以下幾個方面得到訓(xùn)練：1、工程設(shè)計的基本方法、步驟、技術(shù)資料的運用；2、基本計算方法及繪圖能力；

3、綜合運用本課程及其他有關(guān)課程的理論知識，解決工程實際問題；

4、熟悉、貫徹國家在環(huán)境保護和基本建設(shè)等方面的各項政策法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等。

二、設(shè)計任務(wù)與內(nèi)容

1、設(shè)計任務(wù)

完成某城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計。平面布置、高程布置達到初步設(shè)計要求；單體構(gòu)筑物設(shè)計計算達到初步設(shè)計深度；書寫詳細(xì)的設(shè)計說明書和計算書。

2、設(shè)計內(nèi)容

污水處理廠工藝按城市污水廠典型流程設(shè)計

(1)確定污水處理規(guī)模，選擇污水處理廠的位置；

(2)確定污水處理設(shè)計進出水水質(zhì)及處理程度、處理流程；

(3)一級處理構(gòu)筑物（格柵、沉砂池、初沉池）型式的選擇及設(shè)計計算；(4)二級處理構(gòu)筑物（曝氣池、二沉池等）型式的選擇及設(shè)計計算；

(5)污泥處理構(gòu)筑物（濃縮池、消化池、脫水設(shè)備）型式的選擇及設(shè)計計算；(6)污水處理廠平面布置及高程布置，高程計算，繪制污水處理廠總平面布置圖，污水、污泥處理高程圖。

三、設(shè)計資料

1、城市現(xiàn)狀及發(fā)展規(guī)劃

某城市現(xiàn)有人口150000人，是一個以電機制造、鋼鐵、紡織為主的新興工業(yè)城市，位于中南地區(qū)，屬丘陵地帶，河流由南向北穿過城市，有一鐵路跨河而過，全城分東、西兩區(qū)，主要工業(yè)集中在東區(qū)，西區(qū)為商業(yè)區(qū)、生活區(qū)。根據(jù)該城市建設(shè)部門提供的設(shè)計資料，該城市以后在重工業(yè)、輕工業(yè)多方面都會得到大力發(fā)展，東西區(qū)人口都會大大增加，成為一個綜合性的中型城市。

現(xiàn)在東區(qū)各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)、生活污水由各單位自行處理后排放河流，西區(qū)尚沒有完整的污水處理系統(tǒng)，計劃在三至五年內(nèi)完成西區(qū)污水截流工程和污水處理廠建設(shè)。本設(shè)計區(qū)域只考慮西區(qū)。

西區(qū)近期設(shè)計總?cè)丝?00000人，西區(qū)遠期設(shè)計總?cè)丝?50000人，人均污水量標(biāo)準(zhǔn)280升/人.日

生活污水中懸浮物濃度350毫克/升，BODu為40克/人.日，區(qū)域內(nèi)工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)和生活污水量為2000米3/日，BOD5為400毫克/升，懸浮物濃度為200毫克/升。

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污水處理廠自然地面標(biāo)高為44.5~42.5米。

2、自然資料

氣溫：歷年最高溫度41℃，最低－8℃，平均19℃；

雨量：年最高降雨量1880毫米，最低1123.4毫米，平均1427毫米；

風(fēng)向：常年主風(fēng)向為南風(fēng)，頻率37%；夏季主風(fēng)向為西南風(fēng)，頻率15%。最大風(fēng)力：8級，年平均2.7~3.4級；最大風(fēng)速：24米/秒，平均3.1米/秒。水文及水文地質(zhì)資料：

區(qū)域內(nèi)河流最高水位：39.00米最低水位：28.08米平均水位：31.00河寬：50~800米不等年平均流量為250m3/秒；最大洪峰時平均流量1290m3/秒；最枯水日平均流量25m3/秒，流速0.8米/秒。

污水岸邊排放，混合條件很差。

年平均水溫19.4℃，夏季平均水溫26℃。

年平均總硬度1.609毫克當(dāng)量/升，年平均pH=7.0。

年平均溶解氧8.3毫克/升，夏季溶解氧為5.2毫克/升（晝夜平均）。地下水位：地面以下10米。

地質(zhì)：砂質(zhì)粘土，第四紀(jì)沉積性亞粘土，耐性強度1.2~3.5公斤/厘米2。地震等級：6級以下。電力供應(yīng)狀況：良好。

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其次部分污水處理程度的確定

一、設(shè)計期限和建設(shè)分期

按近期設(shè)計人口和城市規(guī)模進行設(shè)計,遠期留有余地，計劃在三至五年內(nèi)完成西區(qū)污水截流工程和污水處理廠建設(shè)。

二、污水處理廠位置選擇

制定城市污水處理系統(tǒng)方案，污水處理廠廠址選擇是重要的環(huán)節(jié)，它與城市總體規(guī)劃、城市排水系統(tǒng)走向、布置、處理后污水出路等都密切相關(guān)。

結(jié)合本污水處理廠特點，考慮管道系統(tǒng)、泵站、污水處理廠各處理單元構(gòu)筑物，并進行技術(shù)、經(jīng)濟比較和最優(yōu)化分析，通過論證決定：

1、廠址位于城鎮(zhèn)生活區(qū)集中給水水源的下游320m處和夏季主風(fēng)向的下風(fēng)向，與受納水體靠近。

2、充分利用地形，選擇有自然坡度的地區(qū)，便于高程布置，以減少土方工程量，并設(shè)在地質(zhì)條件較好的地方，便于施工。

3、盡量少占用或不占用良田，有適當(dāng)?shù)拈e置土地面積，并根據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃，考慮遠期發(fā)展可能性，有擴建的余地。

三、污水處理程度

1、設(shè)計流量計算

根據(jù)城市現(xiàn)狀及其發(fā)展規(guī)劃，設(shè)計人口數(shù)為100000人，設(shè)計污水量標(biāo)準(zhǔn)為：280L/(人?d)。生活污水中SS為350mg/L，BODu為40g/L，區(qū)域內(nèi)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)和生活污水量為2000m3/d，BOD5為400mg/L,SS為200mg/L。

因此，計算可得生活污水量為：

Q1?280?100000?28000000L/d=28000m3/d=324.07L/s

工業(yè)污水量為：

Q2?2000m3/d?23.15L/s

所以，平均日流量為：

Qd?Q1?Q2=30000m3/d=347.2L/s

根據(jù)設(shè)計資料，工業(yè)廢水的日變化系數(shù)Kd2?1.0，時變化系數(shù)Kh2?1.4。據(jù)此可得總變化系數(shù)：生活污水KZ1?2.7/Q10.11

工業(yè)廢水KZ2?Kd2Kh2?1.0?1.4?1.4。

最大時流量為：

Qhmax?KZ1Q1?KZ2Q2=1.43×28000+1.4×2000=42840m3/d=1785m3/h=495.83L/s

2、去除率計算

由設(shè)計資料得，對于進水水質(zhì)有：

SS=

324.07?350?23.15?200?340mg/L

324.07?23.15第3頁共26頁

BOD5?0.67

BODuBOD5?40?1000?0.69?98.57mg/L

28098.57?324.07?23.15?400?118.67mg/L

462.96?23.15BOD5?

根據(jù)城市二級污水處理廠要求，處理出水達到國家污水綜合排放一級標(biāo)準(zhǔn)，即要求：SS?20mg/L，BOD5?20mg/L。綜合技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境等方面的因素，取處理后出水的污染物濃度SS?20mg/L，BOD5?20mg/L。

從而SS的去除率為:?1?340?20?94.1%340BOD5的去除率為：?2?118.67?20?83.1%

118.673、工業(yè)污水設(shè)計當(dāng)量人口計算

對于生活污水，其SS和BOD5的設(shè)計值分別為SS?35～50g/(人?d)，BOD5=20～35g/(人d)；計算時，取SS為aS1?46g/(人?d)，BOD5為aS2?32g/(人?d)。

因此，工業(yè)區(qū)的SS值折合成人口當(dāng)量數(shù)為：

C1Q2200?2000??8696人，aS146C2Q2400?2000??25000人。aS232工業(yè)區(qū)的BOD5值折合成人口當(dāng)量數(shù)為：

所以，以SS值為標(biāo)準(zhǔn)得到總設(shè)計人口數(shù)為：100000+8696=108696人

四、污水處理工藝流程

1、污水處理程度

考慮到受納水體的自凈能力，依照城市二級污水處理廠處理要求達到一級標(biāo)準(zhǔn)，污水經(jīng)過處理后，各污染物濃度分別為SS?20mg/L，BOD5?20mg/L。之后排放水體，達到保護環(huán)境的目的。

2、工程造價與運行費用

工程造價和運行費用也是工藝流程選定的重要因素，在處理水水質(zhì)、水量達到標(biāo)準(zhǔn)的前提下，以原污水水質(zhì)、水量及其他自然狀況為已知條件，以處理水應(yīng)達到的水質(zhì)指標(biāo)為制約條件，以處理系統(tǒng)的總造價和運行費用為目標(biāo)函數(shù)，建立三者之間的相互關(guān)系，求解最優(yōu)值。這樣，減少占地面積，降低工程造價和運行費用。從而對污水處理廠的經(jīng)濟效益和社會效益產(chǎn)生重要影響。

3、當(dāng)?shù)氐钠渌黜棗l件

考慮當(dāng)?shù)氐匦?、氣候、風(fēng)向風(fēng)力、地下水位等因素，確定污水處理系統(tǒng)，選擇水質(zhì)達標(biāo)的處理工藝。此外，當(dāng)?shù)氐脑牧?、電力供?yīng)等，也是選定處理工藝的考慮因素之一。

綜上所述，污水處理工藝的選定，是一項比較繁雜的系統(tǒng)工程，需綜合考慮各項因

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素，在多方案時進行技術(shù)經(jīng)濟比較，并深入調(diào)查研究，必要時進行試驗研究工作，最終確定技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理的污水處理工藝流程。

針對本項目污水處理特點：①污水以有機污染物為主，可生化性較好，重金屬及其他難以生物降解的有毒有害污染物一般不超標(biāo)；②污水中主要污染物指標(biāo)BOD5、COD、SS值為典型城市污水值。

根據(jù)污水水質(zhì)水量和污水處理程度，且對脫氮除磷要求不高，故采用城市污水處理典型工藝流程。傳統(tǒng)活性污泥工藝由完整的二級處理系統(tǒng)和污泥處理系統(tǒng)組成：一級處理系統(tǒng)由格柵、沉砂池和初沉池組成，作用是去除污水中的固體污染物質(zhì)。污水的BOD5值通過一級處理能夠去除30％。二級處理系統(tǒng)是城市污水處理系統(tǒng)的核心，作用是去除城市污水中呈膠體和溶解狀態(tài)有機污染物。通過二級處理，污水的SS值達到20mg/L，BOD5值也降至20mg/L，達到排放標(biāo)準(zhǔn)。污泥是污水處理過程中的副產(chǎn)物，也是必然產(chǎn)物。從初沉池排除沉淀污泥，從二沉池排出剩余污泥，通過濃縮，一起進入貯泥室，再進行機械脫水處理。其中，污泥應(yīng)加以合理處置，避免造成二次污染。

城市污水處理典型流程如下圖所示：

五、處理構(gòu)筑物的選擇

1、格柵

格柵的作用是去除廢水中較大的懸浮物、漂泊物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運行，減輕后續(xù)處理單元的負(fù)荷，防止阻塞排泥管道。按形狀可分為平面格柵和曲面格柵兩種。按柵條間隙又可分為粗格柵，中格柵，洗格柵。新設(shè)計的污水廠一般采用粗