某市污水處理廠的初步設計畢業論文(已修改)

　

【正文】 湖南科技大學本科生畢業設計(論文)某市污水處理廠的初步設計畢業論文目錄第一章前 言 1第二章 當前城鎮污水處理概述 2 城鎮污水的組成 2 生活污水 2 工業廢水 2 受污染的降水 2 城鎮污水的水質 2 影響城鎮污水水質的因素 2 生活污水水質 2 工業生產污水水質 3 城鎮污水的處理方法 3第三章 該污水處理廠的規模和處理工藝的確定 6 設計要求 6 污水處理廠的設計原則 6 污水處理工程運行過程中應遵循的原則 6 設計資料 6 設計依據 6 水質情況 7 污水處理流程的比較及選擇 7 確定處理流程的原則 7 目前常用的城市污水處理技術 8 污水處理流程方案的介紹與比較 9 工藝的比選 11 工藝流程圖 12 設計污水水量 12 污水處理程度計算 12第四章 相關構筑物的設計與計算 15 15 15 15 16 19 20 20 20 21 曝氣沉砂池 24 沉砂池概述 24 設計概述 24 曝氣沉砂池設計計算 24 曝氣沉砂池曝氣計算 28 DE型氧化溝設計計算 29 29 DE型氧化溝計算 31 32 33 34 34 35 37 二沉池 37 38 39 47 47 48 49 50 50 51 51 污泥處理設計計算 53 53 54 污泥處理方法的選擇 54 污泥泵房設計 54 55 貯泥池 59 污泥脫水 61第五章 污水處理廠的布置 63 63 63 64 66 66 66 67 69第六章 工程概算 71 設備材料 71 工程技術經濟分析 71 土建費用造價列表 71 直接投資費用 72 運行費用計算 72 運費 73 維護維修費 73 管理費用 73 運行成本核算 73第七章 設計體會 74參考資料 75致 謝 76iv第一章前 言 ％的面積為水所覆蓋，但淡水資源卻極其有限，人類真正能夠利用的是江河湖泊以及地下水中的一部分，%，而且分布不均。 20世紀50年代以后，全球人口急劇增長，工業發展迅速。全球水資源狀況迅速惡化，“水危機”日趨嚴重。一方面，人類對水資源的需求以驚人的速度擴大；另一方面，日益嚴重的水污染蠶食大量可供消費的水資源。全世界每天約有200噸垃圾倒進河流、湖泊和小溪，每升廢水會污染8升淡水；所有流經亞洲城市的河流均被污染；美國40％的水資源流域被加工食品廢料、金屬、肥料和殺蟲劑污染；歐洲55條河流中僅有5條水質差強人意。20世紀，世界人口增加了兩倍，而人類用水增加了5倍。世界上許多國家正面臨水資源危機：12億人用水短缺，30億人缺乏用水衛生設施。近年來，為了遏制水環境受到的嚴重污染，國家對城市污水處理項目的投入持續增加，相繼在大、中城市興建了多座城市污水處理廠，城市污水處理事業得到了很大發展。目前城市污水處理廠的建設已開始從大、中城市向縣級城鎮普及，城市污水處理廠的數量將會大幅度增加。目前處理城鎮生活污水常用的方法為活性污泥法。活性污泥法是以活性污泥為主體的污水處理技術。活性污泥主要是由大量繁殖的微生物群體所構成，它易于沉淀與水分離，并能使污水得到凈化、澄清。本設計選擇氧化溝工藝處理城鎮生活污水,出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB189182002）一級B標準。第二章 當前城鎮污水處理概述 城鎮污水的組成城鎮污水是排入城鎮排水系統中各類廢水的總稱，泛指生活污水、生產污水（應適當處理后）以及其他排入城鎮排水管網的混合污水。在合流制排水系統中包括初期雨水。 生活污水生活污水是人們日常生活中使用過并為生活廢料所污染的水。例如居民區、賓館、飯店等服務行業，以及一些娛樂場所產生的污水。 工業廢水工業廢水是工礦企業生產活動中用過的水，是生產污水和生產廢水的總稱。生產污水即在生產過程中所形成，并被生產原料、半成品或成品等廢料所污染的水，也包括熱污染水（生產過程中產生溫度高于60℃的高溫水）。生產污水需要進行處理，才能排放或再用。生產廢水即在生產過程中所形成，但未直接參與生產工藝，未被污染或只是溫度稍有上升的水。這種廢水一般不需要處理或只需要進行簡單處理，即可再用或排放[4]。 受污染的降水主要指初期雨水和雪融水。由于沖刷了地面上的各種污物，污染程度很高，需要進行處理。 城鎮污水的水質 影響城鎮污水水質的因素城鎮污水水質主要受居民生活污水、工業生產污水等的水質成分及其混合比例、城市規模、居民生活習慣、季節和氣候條件以及排水系統體制等的影響。城鎮污水中的污染物質是多種所樣的。如油脂、糞尿、洗滌劑、染料、溶液、各類有機和無機物，還有細菌、病毒等致病微生物，以及毒性、酸堿性、放射性和重金屬類物質。這些污染物質按化學成分可分為無機和有機兩大類，按物理形態可分為懸浮固體、膠體及溶解性污染物質。 生活污水水質生活污水包括廚房洗滌、淋浴、洗衣等廢水以及沖洗廁所等污水。其成分及其變化，取決于居民生活的狀況、水平和習慣。污染物濃度與用水量有關。生活污水的主要污染物是有機物和氮、磷等營養物質，其水質特征是水質穩定但渾濁、色深且具有惡臭，呈微堿性，一般不含有毒物質，含有大量的細菌、病毒和寄生蟲卵。在生活污水中，%～%，其中溶解性固體（主要是各種無機鹽和可溶性有機物質）約占3/5～2/3，懸浮固體（其中有機成分占4/5）占1/3～2/5。此外，生活污水中還有氮、磷等物質。 工業生產污水水質工業生產污水的水質情況，因產業門類和生產工藝的不同而各有所異。一般來說，工業生產污水的排放量大、污染物含量高、處理難度大，對環境的危害也是比較大的。 城鎮污水的處理方法廢物處理是用物理、化學或生物方法，或幾種方法配合使用以去除廢水中的有害物質，按照水質狀況及處理后出水的去向確定其處理程度，廢水處理一般可分為一級、二級和三級處理。一級處理采用物理處理方法，即用格柵、篩網、沉沙池、沉淀池、隔油池等構筑物，去除廢水中的固體懸浮物、浮油，初步調整pH值，減輕廢水的腐化程度。廢水經一級處理后，一般達不到排放標準（BOD去除率僅25%～40%）。故通常為預處理階段，以減輕后續處理工序的負荷和提高處理效果。二級處理是采用生物處理方法及某些化學方法來去除廢水中的可降解有機物和部分膠體污染物。經過二級處理后，廢水中BOD的去除率可達80%～90%，即BOD含量可低于30mg/L。經過二級處理后的水，一般可達到農灌標準和廢水排放標準，故二級處理是廢水處理的主體。但經過二級處理的水中還存留一定量的懸浮物、生物不能分解的溶解性有機物、溶解性無機物和氮磷等藻類增值營養物，并含有病毒和細菌。因而不能滿足要求較高的排放標準，如處理后排入流量較小、稀釋能力較差的河流就可能引起污染，也不能直接用作自來水、工業用水和地下水的補給水源。 三級處理是進一步去除二級處理未能去除的污染物，如磷、氮及生物難以降解的有機污染物、無機污染物、病原體等。廢水的三級處理是在二級處理的基礎上，進一步采用化學法（化學氧化、化學沉淀等）、物理化學法（吸附、離子交換、膜分離技術等）以除去某些特定污染物的一種“深度處理”方法。顯然，廢水的三級處理耗資巨大，但能充分利用水資源。排放到污水處理廠的污水及工業廢水可利用各種分離和轉化技術進行無害化處理。 污水處理方法簡介基本原理常用技術物理法通過物理或機械作用去除廢水中不溶解的懸浮固體及油品過濾、沉淀、離心分離、上浮等；化學法加入化學物質，通過化學反應，改變廢水中污染物的化學性質或物理性質，使之發生化學或物理狀態的變化，進而從水中除去；中和、氧化、還原、分解、絮凝、化學沉淀等；物理化學法運用物理和化學的綜合作用使廢水得到凈化汽提、吹脫、吸附、萃取、離子交換、電解、電滲析、反滲析等生物法利用微生物的代謝作用，使廢水中的有機污染物氧化降解成無害物質的方法，又叫生物化學處理法，是處理有機廢水最重要的方法活性污泥、生物濾池、生活轉盤、氧化塘、厭氣消化等 其中廢水的生物處理法是基于微生物通過酶的作用將復雜的有機物轉化為簡單的物質，把有毒的物質轉化為無毒的物質的方法。根據在處理過程中起作用的微生物對氧氣的不同要求，生物處理可分為好氣（氧）生物處理和厭氣（氧）生物處理兩種。好氣生物處理是在有氧氣的情況下，藉好氣細茵的作用來進行的。細菌通過自身的生命活動——氧化、還原、合成等過程，把一部分被吸收的有機物氧化成簡單的無機物（COH2O、NOPO43等）獲得生長和活動所需能量，而把另一部分有機物轉化為生物所需的營養物質，使自身生長繁殖。厭氣生物處理是在無氧氣的情況下，藉厭氧微生物的作用來進行。厭氧細菌在把有機物降解的同時，需從CONOPO43等中取得氧元素以維持自身對氧元素的物質需要，因而其降解產物為CHH2S、NH3等。用生物法處理廢水，需首先對廢水中的污染物質的可生物分解性能進行分析。主要有可生物分解性、可生物處理的條件、廢水中對微生物活性有抑制作用的污染物的極限容許濃度等三個方面。可生物分解性是指通過生物的生命活動，改變污染物的化學結構，從而改變污染物的化學和物理性能所能達到的程度。對于好氣生物處理是指在好氣條件下污染物被微生物通過中間代謝產物轉化為COH2O和生物物質的可能性以及這種污染物的轉化速率。微生物只有在某種條件下（營養條件、環境條件等）才能有效分解有機污染物。營養條件、環境條件的正確選擇，可使生物分解作用順利進行。通過對生物處理性的研究，可以確定這些條件的范圍，諸如pH值，溫度以及碳、氮、磷的比例等。近年來，在水資源再生利用研究中，人們十分關注各種納微米級顆粒污染物去除的問題。水中的納微米級顆粒污染物是指尺寸小于lum的細微顆粒，其組成極其復雜，如各種微細的黏土礦物質、合成有機物、腐殖質、油類和藻類物質等，微細黏土礦物作為一種吸附力較強的載體，表面常吸附著有毒重金屬離子、有機污染物、病原細菌等污染物，而天然水體中的腐殖質、藻類物質等，在水凈化處理的氯消毒過程中，可與氯形成氯代烴類致癌物，這些納微米級顆粒污染物的存在不僅對人體健康具有直接或潛在的危害作用，而且嚴重惡化水質條件，增加水處理難度，如在城市廢水的常規處理過程中，造成沉淀池絮體上浮、濾池易穿透，導致出水水質下降、運行費用增加等困難。而目前采用的傳統常規處理工藝無法有效去除水中這些納微米級污染物，一些深度處理技術如超濾膜、反滲透等又由于投資及費用昂貴，難以得到廣泛應用，因此迫切需要研究和發展新型、高效、經濟的水處理技術[4]。第三章 該污水處理廠的規模和處理工藝的確定 設計要求 污水處理廠的設計原則（1）污水廠的設計和其他工程設計一樣，應符合適用的要求，首先必須確保污水廠處理后污水達到排放要求。考慮現實的經濟和技術條件，以及當地的具體情況（如施工條件）。在可能的基礎上，選擇的處理工藝流程、構（建）筑物形式、主要設備設計標準和數據等。（2）污水處理廠采用的各項設計參數必須可靠。設計時必須充分掌握和認真研究各項自然條件，如水質水量資料、同類工程資料。按照工程的處理要求，全面地分析各種因素，選擇好各項設計數據，在設計中一定要遵守現行的設計規范，保證必要的安全系數。對新工藝、新技術、新結構和新材料的采用積極慎重的態度。（3）污水處理廠（站）設計必須符合經濟的要求。污水處理工程方案設計完成后，總體布置、單體設計及藥劑選用等盡可能采用合理措施降低工程造價和運行管理費用，（4）污水廠設計應當力求技術合理。在經濟合理的原則下，必須根據需要，盡可能采用先進的工藝、機械和自控技術，但要確保安全可靠。（5）污水廠設計必須注意近遠期的結合，不宜分期建設的部分，如配水井、泵房及加藥間等，其土建部分應一次建成；在無遠期規劃的情況下，設計時應為今后發展留有挖潛和擴建的條件。（6）污水廠設計必須考慮安全運行的條件，如適當設置分流設施、超越管線、甲烷氣的安全儲存等。（7）污水廠的設計在經濟條件允許情況下，場內布局、構（建）筑物外觀、環境及衛生等可以適當注意美觀和綠化[2]。 污水處理工程運行過程中應遵循的原則在保證污水處理效果同時，正確處理城市、工業、農業等各方面的用水關系，合理安排水資源的綜合利用，節約用地，節約勞動力，考慮污水處理廠的發展前景，盡量采用處理效果好的先進工藝，同時合理設計、合理布局，做到技術可行、經濟合理。 設計資料 設計依據設計任務書及相關原始數據《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB189182002）《室外排水設計規范》（GB500142006）《給排水設計手冊》第二版，第五冊（城鎮污水）《地表水環境質量標準》（GB38382002） 水質情況污水處理廠進水水質指標為：COD 400 mg/lBOD5 200 mg/lSS 210 mg/lNH3N 35 mg/l pH 處理后的出廠污水水質標準為： COD ≤60 mg/l BOD5 ≤20 mg/l SS ≤20 mg/l NH3—N ≤15 mg/l pH 6～9 污水處理流程的比較及選擇 確定處理流程的原則城市污水處理的目的是使之達標排放或污水回用用于使環境不受污染，處理后出水回用于農田灌溉，城市景觀或工業生產等，以節約水資源。