毕业设计某居民小区生活污水处理系统

某居民小区生活污水处理系统设计

设计总说明：

我国水资源人均占有量仅为世界人均的1／4，水资源严重短缺。我国经济正处于快速增长期，工业用水大幅度增长，水资源供需矛盾将更加突出，水资源不足已成为制约国民经济和社会发展的重要因素。随着城镇经济快速发展，人口迅速增加，城镇生活污水排放量逐年增多，而大多数城镇污水处理设施不够完善，生活污水未经处理直接排放，严重污染了环境。国家对城镇生活污水处理问题高度重视，明确要求到2010年全国设市城市和建制镇污水平均处理率不低于50%。当前，各地都在加快城市污水处理厂的建设，在此其中，小区污水处理的建设占据了很重要的地位。因此建设小区污水处理厂是一个污水处理的一个重要趋势。

我的毕业设计是关于日处理1万吨的某生活小区污水处理厂的设计。该城市居民生活小区位于市郊，污水排放量为10000吨/日，主要来源于小区居民的日常生活排放的卫生间粪便冲洗水、淋浴水、厨房废水以及日常清洗废水。

这个设计采用以下标准，(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》；(3)《给水排水快速设计手册》。我综合考虑了该小区的污水的特点，结合个方面因素，设计一个工艺流程合理，布局合适的污水处理厂。

我根据小区废水的特点进行了综合分析，采用了传统活性污泥法，其工艺流程是：污水→格栅→初次沉淀池→曝气池→二沉池→出水。活性污泥法是处理城市生活污水最广泛使用的方法,它能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解的有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其它一些物质.它既适用于大流量的污水处理,也适用于小流量的污水处理.运行方式灵活,日常运行费用较低,但管理要求较高.活性污泥法本质上与天然水体的自净过程相似,二者都为好氧生物过程,只是它的净化强度大,因而活性污泥法是天然水体自净作用的人工化和强化. 活性污泥法由曝气池,沉淀池,污泥回流系统和剩余污泥排除系统所组成,各级处理效果与总处理效果比较好,出水水质达标.

其工艺原理是：a． 曝气池为推流式，废水与回流污泥从同一端进入，有机物与污泥充分接触，且沿操作方向下降。b． 污泥经理了以对数期→平衡期，甚至到衰老期，完成了吸附和代谢的过程。主要优点为：a.处理效果好：BOD5的去除率可达90-95%；b.对废水的处理程度比较灵活，可根据要求进行调节。传统活性污泥法的设计参数：

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BOD5—SS负荷(kgBOD5/kgMLSS.d) 0.2～0.4 ；容积负荷(kgBOD5/m3.d) 0.3～0.6 污泥龄(d) 5～15；MLSS(mg/l) 1500～3000； MLVSS(mg/l) 1200～2400 ；回流比(%) 25～50；曝气时间HRT(h) 4～8；BOD5去除率(%) 85～95。

关键词：生活污水 活性污泥 悬浮填料

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Resident plot sanitary sewage processing system design

General Design Introduction:

Per capita water in our is just1/4 of world, the water resources is hard up.The speed of growth of our economy is fast, and water used for industry grows significantly, the short of water become factors of restricting country economy and society development. with the development of economy, population increases quickly, dirty water also increase year by year. But facilities of dirty water is not enough perfect, dirty water is exhausted without disposal, so it pollute environment seriously. The nation think much of processing problem, stipulate the processing rate lower than 50% till 2010.At present, constructing the small area dirty water processing factory is an important trend .

My graduation project is about the processing factory design of certain residence zone. The residence zone of city locate in suburb, exhausting dirty water 10000 tons per day, which is mainly coming from daily life using water, such as using for flushing\\ kitchen

\\cleaning\\shower. This design uses the following standard 1.The data of water in and out of factory.2.National comprehensive exhaustion standard（GB8978-1996）3.The design handbook of exhausting and draining water. Considering characteristics of the dirty water of the residence zone, we design this processing factory whose all facets our synthesizing to craft is reasonable and layout is suitable

I acted according to the plot waste water the characteristic to carry on the generalized analysis, has used the traditional active sludge law，Its technical process is: waste water→bar screen→horizontal flow settling tank→aeration tank→upward flow settling tank→water leakage .The active sludge law was processes the city life sewage most widespread use the method, it could remove from the sewage dissolves and the colloid may the biodegradation organic matter as well as can by the active sludge adsorption suspended solid and other materials. It is already suitable for the great current capacity sewage treatment, is also suitable for the small current capacity sewage treatment. The movement way is flexible, the daily operating cost is low, but the management request is high. The active sludge law essentially and the natural water body's automatic depuration process is similar, the two for the good

oxygen biology process, are only its purification intensity are big, thus the active sludge law is natural water body automatic depuration function artificializing and the strengthening. The active sludge law by the aeration tank, the sedimentation pond, the sludge recalculating system and the excess sludge elimination system is composed, all levels of processing effect with always processes the effect to be quite good, water leakage water quality standards.

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Its craft principle is: a. The aeration tank is the drift type, the waste water and the returned sludge enters from the identical end, the organic matter and the sludge contact fully, and drops along the operation direction. b. Sludge manager by logarithmic phase -> balanced time, even arrives at the senescence phase, has completed the adsorption and metabolism process. The principal advantage is: a. the processing effect is good: The BOD5 elimination rate may reach 90-95%; b. the degree of processing is quite nimble to the waste water, may act according to requests to carry on the adjustment.

Traditional active sludge method design variable: BOD5-SS load (kgBOD5/kgMLSS.d) 0.2~0.4; Volume load (kgBOD5/m3.d) 0.3~0.6 sludge age (d) 5~15; MLSS(mg/l) 1500~3000; MLVSS(mg/l) 1200~2400; Reflux ratio (%) 25~50; Aeration time HRT(h) 4~8; BOD5 elimination rate (%) 85~95.

Key words: wastewater；activated sludge；fill material

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1.文献综述

1.1选题背景

我国水资源人均占有量仅为世界人均的1／4，水资源严重短缺。我国经济正处于快速增长期，工业用水大幅度增长，水资源供需矛盾将更加突出，水资源不足已成为制约国民经济和社会发展的重要因素。随着城镇经济快速发展，人口迅速增加，城镇生活污水排放量逐年增多，而大多数城镇污水处理设施不够完善，生活污水未经处理直接排放，严重污染了环境。国家对城镇生活污水处理问题高度重视，明确要求到2010年全国设市城市和建制镇污水平均处理率不低于50%。当前，各地都在加快城市污水处理厂的建设，在此其中，小区污水处理的建设占据了很重要的地位。因此建设小区污水处理厂是一个污水处理的一个重要趋势。

1.2 小区污水处理技术概述

目前,较为常用的处理工艺有以下几种

(1)污水→调节池→初次沉淀池→生物接触氧化池→二沉池→出水,生物接触氧化是应用最广泛的方法,主要优点是停留时间短、易挂膜,尤其适合设备化,埋地建设倍受环保公司及用户青睐, 但由于维修管理及设备防腐等方面的问题, 近年来应用受到限制。但如果建成地下钢筋混凝土形式,设置人员通道以便维修,此种地下建设方式在小区水处理中具有较大市场,但这种方式一般处理规模较小,每天排放污水量小于几百吨的小区较为理想。对上千吨的小区污水处理,推荐采用地面建设方式,生物处理部分可采用接触氧化, ,曝气方式建议采用低噪音的风机或水下曝气机[1]。

(2)污水→调节池→好氧生物处理→混凝沉淀→过滤→出水,对处理程度要求不高,且水量较小时,可采用此工艺,具有占地面积小,异味小,管理简单等优点。另外,在好氧生物处理之前加上酸化水解,有利于降低能耗, 提高系统的总去除率。生活小区通常有较大的绿地面积,如果把污水处理后回用于浇灌绿地、道路、冲洗汽车, 应在上述处理出水后加上消毒或其它补充措施[2]。

（3）序批式活性污泥法(SBR)，SBR是序批式活性污泥法的简称,它是从加入及排放反应器发展而来的,SBR 的核心是SBR反应池, 该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一体。所谓序列包括两层含义:一是不同SBR 池的运转是按顺序进行,由于污水大都是连续或半连续排放,SBR为2个池或多个池交替运行,因此,从总体上污水连续按顺序依次进入每个反应器,它们相互协调作为一个有机的整体完成污水净化功能[3]。但对每

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一个SBR池是间歇进水的;二是每个SBR的运行操作分阶段、按时间次序进行。

工艺特点:从目前的污水好氧生物处理的研究、应用及发展趋势来看, SBR称得上简易、快速、低耗的污水处理工艺。与连续式活性污泥法比较,SBR 法具有以下特点:SBR 装置结构简单,运转灵活,操作管理方便;投资省,运行费用低;采用SBR 法处理小城镇污水,要比用普通活性污泥法节省基建投资30%;可抑制丝状菌生长繁殖,不易发生污泥膨胀,污泥指数SVI 较低,有利于活性污泥的沉淀和浓缩;SBR 处于好氧/厌氧的交替运行过程中,能够在去除碳物质的同时实现脱氮除磷;SBR处理工艺系统布置紧凑、节省占地;运行稳定性好,能承受较大的水质水量冲击;各项运行控制参数都能通过计算机加以控制, 易于实现系统优化运行。

（4）周期循环曝气活性污泥法(CASS)，周期循环延时曝气活性污泥法是80年代初在澳大利亚发展起来的。CASS最大的特点是在SBR池内增加了一个生物选择器,实现了连续进水（沉淀期、排水期仍连续进水）, 间歇排水。设置生物选择器的主要目的是使系统选择出絮凝性细菌, 其容积约占整个池子的10%。生物选择器的工艺过程遵循活性污泥的基质积累-- 再生理论,使活性污泥在选择器中经历一个高负荷的吸附阶段(基质积累),随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段,以完成整个基质降解的全过程和污泥再生[7]。

[5]

1.3 几种处理方法的比较

1.3.1 CASS与传统活性污泥法的比较

建设费用底, 省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备, 建设费用可节省20%-30%。工艺流程简洁,污水厂主要构筑物为集水池、沉砂池、CASS曝气池、污泥池,布局紧凑,占地面积可减少35%。运转费用省,由于曝气是周期性的,池内溶解氧的浓度也是变化的,沉淀阶段和排水阶段溶解氧降低,重新开始曝气时,氧浓度梯度大,传递效率高, 节能效果显著, 运转费用可节省10~25%[8]。有机物去除率高,出水水质好,不仅能有效去除污水中有机碳源污染物,而且具有良好的脱氮、除磷功能。管理简单,运行可靠,不易发生污泥膨胀,污水处理厂设备种类和数量较少,控制系统简单,运行安全可靠。 1.3.2 CASS与SBR的比较

CASS反应池由预反应区和主反应区组成,预反应区控制在缺氧状态,因此,对难降解有机物的去除效果提高。CASS进水过程连续,因此进水管道上无电磁阀控制元件,单个池子可独立运行,而SBR 或CAST进水过程是间歇的,应用中一般要2个或2个以上池子交替使用,控制系统复杂程度增加。CASS每个周期的排水量一般不超过池内总水量的1/3,

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而SBR则为1/2~3/4,CASS 抗冲击能力较好。CASS比CAST系统简单,但脱氮除磷效果不如后者[9]。

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2 工程概述及工艺选择

2.1 工程概述

2.1.1、设计依据及原则：

（1）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《给水排水快速设计手册》； （2）设计原则[10]：

①本设计方案严格执行国家有关环境保护的各项规定,废水处理后必须确保各项出水水质指标均达到城市废水排放要求。

②针对本工程的具体情况和特点,采用成熟可靠的处理工艺和设备,尽量采用新技术、新材料,实用性与先进性兼顾,以实用可靠为主。

③处理系统运行应有较大的灵活性和调节余地,以适应水质、水量变化。 ④管理、运行、维修方便,尽量考虑操作自动化,减少劳动强度。

⑤在不影响处理效果的前提下,充分利用原有的构筑物和设施,节省工程费用,减少占地面积和运行费。

⑥降低噪声,改善废水处理站及周围环境。

⑦本处理工艺流程要求耐冲击负荷,有可靠的运行稳定性。 2.1.2、设计水质水量及排放标准

（1）设计水量：

平均设计水量Q=10000m3/d； （2）进水水质：

污水处理厂进水水质见表2-1：

表2-1 进水水质表

水量（m/d）

10000

3

BOD5（mg/L） 200～250

SS（mg/L） 150～200

（3）出水水质：

处理后出水要求达到国家污水综合排放标准（GB8978-2002）二级标准：

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表2-2 进出水水质表

BOD5（mg/L）

≤30

SS（mg/L）

≤30

2.2、工艺流程

2.2.1、工艺选择

生活杂用水等,水质及其稳定性要求高,因此根据小区生活污水水质、水量以及小区功能和环境要求, 长期安全可靠地运行，我们选择合理、可靠的传统活性污泥法处理工艺。

活性污泥法是处理城市生活污水最广泛使用的方法,它能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解的有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其它一些物质.它既适用于大流量的污水处理,也适用于小流量的污水处理.运行方式灵活,日常运行费用较低,但管理要求较高.活性污泥法本质上与天然水体的自净过程相似,二者都为好氧生物过程,只是它的净化强度大,因而活性污泥法是天然水体自净作用的人工化和强化.

活性污泥法由曝气池,沉淀池,污泥回流系统和剩余污泥排除系统所组成,各级处理效果与总处理效果比较好,出水水质达标. 2.2.2 工艺流程图

废水 污泥回流 格栅 初沉池 曝气池 氧化沟 二沉池

集泥井 污泥外运 污泥浓缩 2.2.3污水处理工艺中各处理构筑单元的概况及主要作用

(1)格栅

格栅是用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物,并保证后续处理设施能正常运行的设备.

(2)初沉池(平流式)

初次沉淀池的作用是对污水中的以无机物为主体的比重的固体悬浮物进行沉淀分

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离.可去除30%左右的BOD5和55%的SS.

(3)曝气池

曝气池是一个生物反映器,共设两组, (4)二沉池(竖流式)

二次沉淀池是对污水中的以微生物为主体的,比重小的,因水流作用易发生上浮的生物固体悬浮物进行沉淀的部分.竖流式沉淀池排泥方便,管理简单,占地面积小.

(5)污泥浓缩池(重力浓缩)

污泥浓缩池是降低污泥含水率,减少污泥体积的有效设备.重力浓缩实际上是自重压密的过程.

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3、小区污水处理厂各单元设计说明

3.1 格栅的设计计算

（1）栅条的间隙数

设栅前水深h=0.4m，过栅流速v=0.8m/s，栅条间隙宽度b=0.021m，格栅倾角α=60°

（2）栅槽宽度

设栅条宽度，s=0.01m

（3）进水渠道渐宽部分的长度

（个）

设进水渠宽B1=0.35m，其渐宽部分展开角度α=20°，

（4）栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度

（5）通过格栅的水头损失

设栅条断面为锐边矩形断面 H=h1+h2+h=0.077+0.3+0.4≈0.8m （6）栅后槽总高度 设栅前渠道超高h2=0.3m， H=h1+h2+h=0.077+0.3+0.4≈0.8m

为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降h1作为补偿. （7）栅槽的总长度

H1=h2+h=0.4+0.3=0.7m（H1为栅前渠道深）

(8) 每日栅渣量

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在格栅间隙为时21mm，设栅渣量W=0.07(m3/103m3) 污水, Kz=1.60,

（9）格栅机的选择[11]

选用HF500型机械格栅，其性能指标如表3-1所示：

表3-1 格栅机性能指标

设备宽（mm） 500

靶齿栅度（mm）

336

安装角

靶齿行走速度 栅片间净

距（mm）

5

功率（kw） 0.5

介质最高温度（℃）

60

＞ 0.2m3/d

度（°） （m/min） 60

2

图3-1 格栅示意图

3.2、初沉池（平流式）

（1）池子总面积

设表面负荷q′=1.8m3/(m2.h)，设计流量Qmax=0.116m3/s，

（2）沉淀部分有效水深

h2=q′﹒t=1.8×1.0=1.8m（停留时间t=1.0h） （3）沉淀部分有效容积

V′=Qmax﹒t×3600=0.116×1.0×3600=417.6m3 （4）池长

设水平流速,则v=3.70mm/s, L=3.6vt=3.6×3.7×1.0=13.4m

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（5）池子总宽度

B=A/L=232/13.4=17.3m （6）池子个数

设每个池子宽b=3m，则n=B/b=17.3/3=6个 (7)校核长宽比

L/b=13.4/3=4.47＞4.0（符合要求） (8) 污泥部分需要的总容积 C—进SS浓度200mg/L，

η=50%,污泥含水率P1=97%,ρ=1000kg/m3 , Q=1000m/d

3

(9) 每个池污泥所需要容积

H=h1+h2+h3+h4=0.3+1.8+0.5+2.34=4.94m (10) 污泥斗容积

(11) 污泥斗以上梯形部分污泥容积

(12) 污泥斗和梯形部分污泥容积 V1+V2=7.78+4.33=12.11m3 (13) 池子总高度

设缓冲层高度h3=0.50m， 超高

，

,

,

3.3、曝气池（推流式）

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（１）水处理程度计算

初沉池对BOD5的去除率为30%,则进入曝气池的BOD5为C1=175mg/l,曝气池的BOD5

去除率为90%, 则有

故C2=17.5mg/L ＜30mg/L (达标) （２）曝气池的计算 按 BOD —污泥负荷法计算 ① BOD —污泥负荷率的确定

, 即

拟采用的 BOD—污泥负荷率为0.3kg BOD5/(kgMLSS·d),但为稳妥需要加以校正, 校核公式为

计算结果证明, 污泥负荷率取0.3是适宜的.

② 确定混合液污泥浓度

根据已定的N5查表得相应的值为 100～150之间,取SVI=120

,取 R=0.5

③ 确定曝气池容积

④ 确定曝气池各部位尺寸

设2组曝气池,每组容积为:V′=V/2=1767.7/2=883.84m3 取池深为h=3.5m,则每组曝气池面积为:F=883.84/3.5=252.53m2 取池宽B=4.5m,则B/h=4.5/3.5=1.3， 介于 1～2之间， 符合规定,扩散装置可设在廊道的一侧 池长：L=F/B=252.53/4.5=56.12m

L/B=56.12/4.5=12.47＞10,符合规定L≥(5～10)B。 设单廊道式曝气池,单廊道长L=56.12m,介于50～70之间合理

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取超高0.5m,则池总高度为：H=0.5+h=3.5+0.5=4.0m ⑤ 水力停留时间

（３）剩余污泥的计算 干泥量：

湿泥量：

泥龄：

（４）曝气系统的计算（鼓风曝气） 有关各项参数：① 平均需氧量：

，

，

，

介于5～15d符合要求.

，，，

② 最大时需氧量：

每日去除的BOD5：去除每千克BOD的需氧量

：

最大需氧量与平均需氧量之比：③ 计算曝气池内平均溶解氧饱和度 设曝气池出口处溶解氧浓度C=2mg/L

采用微孔空气曝气器，敷设于池底，距池底0.2m，淹没深 4.0m，计算温度定为30℃。

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在运行正常的曝气池中，当混合液在15～30℃范围内时，混合液溶解氧浓度C能够保持在1.5～2.0mg/L左右，最不利的情况将出现在温度为30～35℃的盛夏,故计算水温采用30℃。

ⅰ.

ⅱ.

ⅲ.查表确定20℃和30℃的氧的饱和度

，

④ 计算鼓风曝气池20℃时脱氧清水的需氧量

⑤ 求供气量

⑥鼓风机的选择及曝气器的布置

鼓风机选用山东章丘鼓风机厂生产的TRE-500型罗茨鼓风机[13]，安装两台，一用一备，其性能指标如下表：

表3-2 鼓风机性能指标

流速（m3/min）

80

口径(mm)

150

转数（r/min） 轴功率（kw） 电机功率（kw）

1350

167

185

曝气器采用华北市政院江都水处理设备厂生产的型号为HWB-3微孔曝气器[13]，性

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能见表3-3

表3-3 微孔曝气器性能指标

项目

服务面积/（m/个） 通气量/[m/(h·个)] 阻力损失/（m）

3

3

指标 0.3～0.7 3 0.3

项目

氧利用率/（%）

指标 18.7～21.7

动力效率/[kg/(kw·h)] 5.92～6.72

共用2511/3=837个，则每个曝气池的曝气器的数目为420个。

3.4沉淀池的设计与计算(采用竖流式沉淀池)

（１）设中心管内流速v0=0.03m/s，采用池数n=4， 则每池最大设计流量：qmax=qmax/4=0.029m3/s 中心管面积：f=qmax/v0=0.97m2 （２）沉淀部分有效断面积v=0.7mm/s

设污水在池内的上升流速为v=0.7mm/s，F=qmax/v=0.029/0.0007=41.43m2 （３）沉淀池直径

（４）沉淀池有效水深

设沉淀时间T=1.8h，则h2=3600vT=3600×0.0007×1.8=4.54m （５）校核池径水深

D/h2=7.35/4.54=1.62＜α=55°（符合要求） （６）校核集水槽每米出水堰的过水负荷

qo=qmax/πD=0.029/(3.14×7.34) ×1000=1.26l/s＜2.9l/s符合要求，可不另设辐射式集水槽

（７）污泥的计算 ①剩余污泥干重C1=100mg/l 设进水SS度C1=100mg/l，出水SS

浓度C2=30mg/l

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②剩余污泥的体积量（湿泥量）

设污泥含水率P=99.5%，

则污泥量为：65.83+11.67=77.50m3/d

设污泥清除间隔T=2d，则二沉池中的总泥量为： V0=77.50×2=155m3/d （8）每池污泥体积 V1=V0/n=155/4=38.75m3 （9）池子圆锥部分有效容积

设圆锥底部直径d=0.4m，截锥高度为h5，截锥侧壁倾角为α=55°

可见池内足够容纳2d的污泥量. (10)中心管直径

(11)中心管喇叭口下缘至反射板的垂直距离 设流过该缝隙的污水流速v1=0.02m/s 喇叭口直径:d1=1.35d0=1.35×2=155m3/d

则

(12)沉淀池总高度

设池子保护高度h1=0.30m,缓冲层高度h4=0(泥面低),则 H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+4.54+0.31+0+4.96=10.11m (13)污泥回流系统的设计与计算 ①污泥回流量:污泥回流比可采用50% 污泥回流量为:

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②污泥回流泵的选择

污泥回流泵选用250QW250-17-22型潜污泵[12]，共两台，一用一备，其性能指标如表3-4所示：

表3-4污泥回流泵性能指标

流量（m3/h）

80

扬程(m)

13

转数（r/min） 功率（kw） 效率（%） 重量（kg）

1440

4

72.1

121

③剩余污泥量：

污泥产率系数Y=0.5,污泥自身氧代率 Kd=0.065

图3-2 竖流式沉淀池示意图

3.5集泥井及浓缩池的设计与计算

3.5.1集泥井

因处理回流的污泥量较大，采用较大的停留时间，则泥井的容积较大；采用1d的停留时间。

（1）设计参数：

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集泥井污泥流量：Qs=110m3/d（由曝气池的剩余污泥量得知）； 集泥井有效水深：h1=3.5m；超高h2=0.5m。 （2）设计与计算 集泥井的直径：

D?4QS?6.3m?h1

3.5.2.污泥浓缩池(采用重力浓缩)

(1)计算污泥浓度

混合污泥含水率:

%

浓缩后污泥含水率: P2=93%，C2=(1-0.96) ×103=40kg/m3

浓缩后的污泥体积:V3×(1-0.96)=33.33×(1-0.97)+77.50×(1-0.995) 解得v3=34.7m3 (2)浓缩池面积

浓缩池中的污泥总量为:Q=33.33+77.50=110.83m3/d 污泥固体通量查表,取 M=60kg(m3.d)

，采用单个浓缩池

浓缩池直径为:(3)浓缩池高度

取T=16h，h1=TD/24A=16×110.83/(24×24)=3.08m (4)超高h2=0.3m,缓冲层h3=0.3m (5)池底坡度造成的深度 (6)泥斗深度

设圆锥上口直径D=1.2m,底部直径d=0.4m,截锥侧壁倾角α=45°

第20页（共33页）

(7)有效水深

H1=h1+h2+h3=3.08+0.3=0.3=3.68m＞3.0m符合规定 (8)浓缩池总深度

H=H1+h4+h5=3.68+0.0277+0.4=4.11m

出泥进泥

图3-3 污泥浓缩池示意图

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4、污水处理厂高程布置

4.1高程布置的一般规定

（1）选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算，并应适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统能够运行正常。

（2）计算水头损失时，一般应以近期最大流量（或泵的最大出水量）作为构筑物和灌渠的设计流量；计算涉及远期流量的灌渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并应考虑设计时的备用水头。

（3）污水处理后应能自流排入下水道或水体，包括洪水季节（一般按25年一遇防洪标准考虑）。

（4）布置高程时既要考虑某些处理构筑物（沉淀池、调节池、沉砂池等）的排空，但构筑物的挖土深度又不宜过大，以免土建投资过大和增加施工的困难。

（5）在作高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需提升的污泥量。污泥干化厂、污泥浓缩池、消化池等构筑物的高程的确定，应注意它们的污泥水能自动排入污水入流干管或其他构筑物的可能性。

（6）进行构筑物高程布置时，应与厂区的地形、地质条件相联系。当地形有自然坡度时，有利于高程布置；当地形平坦时既要避免二沉池埋入地下过深，又要避免沉砂池在地面上架的过高，这样会导致构筑物造价的增加[14].

4.2 各构筑物自身水头损失：

各构筑物自身水头损失如表3所示[15]，其水头损失包括流经构筑物时的水头损失以及出口堰的水头损失。

表4-1 各构筑物水头损失表

构筑物 格栅 平流式初沉池 生物曝气池 竖流式二沉池 集泥井 浓缩池

水头损失 （m）

0.01 0.45 0.8 0.55 0.1 0.5

4.3管道沿程水力损失的计算

第22页（共33页）

4.3.1从初沉池到曝气池

(1)设计水量为0.116m3/s,设流速为0.8m/s

4Q D=??v

则管径为0.42m，查管道表管径D=450mm=0.45m 回算v=0.72m/s (2)沿程水力损失为: 还曾-威廉公式[16]

10.67q1.852lh?1.8524.87CD

l-管道长度，m D-管径 q-流量 C-系数，选择铸铁管，取120 取l=20m，代入公式得：h1=0.01m (3)局部水力损失为：

h??v22g

采用一个进口ξ=0.5，一个出口ξ=0.49，一个分支流三通ξ=1.5，一个闸阀ξ=0.17， ???2.66

h2=0.105m h=h1+h2=0.125m

4.3.2从曝气池到二次沉淀池

(1)设计水量为0.44m3/s,设流速为0.9m/s

4QD=??v

则管径为0.78m，查管道表管径D=800mm=0.8m 回算v=0.88m/s (2)沿程水力损失为: 还曾-威廉公式

第 23 页 共 33 页

10.67q1.852lh?1.8524.87CD

l-管道长度，m D-管径 q-流量 C-系数，选择铸铁管，取120 取l=53m，代入公式得：h1=0.052m (3)局部水力损失为：

h??v22g

采用一个进口ξ=0.5，一个出口ξ=0.49，一个闸阀ξ=0.17，一个900弯头ξ=0.7，二个直流汇合三通ξ=1.15（每个在0.1~1.5），?h2=0.119m h=h1+h2=0.171m

4.3.3从二次沉淀池到受水体 (1)设计水量为0.44m3/s,设流速为0.9m/s

??3.01

4Q D=??v

则管径为0.78m，查管道表管径D=800mm=0.8m 回算v=0.88m/s (2)沿程水力损失为: 还曾-威廉公式

10.67q1.852lh?1.8524.87CD

l-管道长度，m D-管径 q-流量 C-系数，选择铸铁管，取120 取l=27m，代入公式得：h1=0.026m (3)局部水力损失为：

h??v22g

第24页（共33页）

采用一个进口ξ=0.5，一个出口ξ=0.49，一个闸阀ξ=0.17， ?h2=0.046m h=h1+h2=0.072m

4.3.4从集泥井到污泥浓缩池

(1)泥量为0.0022m3/s,设流速为0.6m/s

??1.16

4Q D=??v

则管径为0.068m，查管道表管径D=75mm=0.075m 回算v=0.50m/s (2)沿程水力损失为: 还曾-威廉公式

10.67q1.852lh?1.8524.87CD

l-管道长度，m D-管径 q-流量 C-系数，选择铸铁管，取120 取l=9m，代入公式得：h1=0.049m (3)局部水力损失为：

h??v22g

采用一个出口ξ=0.49，一个进口ξ=0.50，?h2=0.00028m h=h1+h2=0.049m

??0.99

4．4 构筑物高程的计算

(1)地面高程为0m；调节池最高水位0m； 格栅的最高水位为： 0-0.01-0.125=-0.14m

(2)初次沉淀池最高水位为4.00m 曝气池最高水位：

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4.00-0.8-0.125=3.08m 二次沉淀池最高水位： 3.08-0.55-0.171=2.36m (3)集泥井最高水位为1.8m 污泥浓缩池最高水位： 1.80-0.1-0.049=1.65m

表4-2标高计算表

名 称 设地面标高0m 格 栅 初次沉淀池 曝 气 池 二次沉淀池 集 泥 井 污泥浓缩池

水面标高（m）

-0.14 +4.00 +3.08 +2.36 +1.80 +1.65

池底标高（m）

-0.75 -0.95 -0.19 -7.64 -2.20 -2.55

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5.污水处理厂平面布置

5.1平面布置原则

污水处理系统平面布置原则[17]

(1)处理构筑物的布置应紧凑，节约用地并便于管理。

(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，以减少土方量。远景设施的安排应在原始设计中仔细考虑，除了满足远景处理能力的需要而增加的处理池外，还应为改进出水水质的设施预留场地。

(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风向的上风一方，在北方地区，并应考虑朝阳。

(4)在布置总图时，应考虑安排充分的绿化地带，为污水处理厂的工作人员提供一个优美舒适的环境。

(5)总图布置应考虑远近期结合，有条件时，可按远景规划水量布置，将处理构筑物分为若干系列，分期建设。

(6)构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的位置，运转管理的需要和施工的要求。 (7)配电室应尽可能布置成单独的组合，不仅安全，并方便管理。脱附设备应离吸附柱较近，以缩短管线。

(8)厂内管线种类很多，应综合考虑布置，以免发生矛盾。吸附和脱附管道应尽可能考虑不重复交叉。

(9)如有条件，污水厂内的压力管线和电缆可合并铺设在一条管廊或管道沟内，以利于维护和检修。

(10)污水厂内设备应设计超高，以便在发生事故时，使污水能超越分部或全部构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流。

(11)污水厂的占地面积，随处理方法和构筑物选型的不同，而有很大的差异。 总之，要合理布局、功能分区、流程有序、预留发展、减少土地征用。按此原则，根据厂址的地形、地貌、道路等自然条件考虑进、出水走向，风向等因素[12]。

5.2污水厂构筑物

小区污水处理厂的主要构筑物见下表，

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构筑物名称

格栅间 提升泵房 初次沉淀池 曝气池 二次沉淀池 集泥井 污泥浓缩池 鼓风机房 配电室 值班室 仓库 维修间 办公楼

表5-1 污水厂主要构筑物一览表 尺寸规格/m 单位 数量 L×B×H=4.0×4.5×5 L×B×H=4.0×4.0×6.5 L×B×H=13.4×3.0×4.95 L×B×H=57.0×4.5×5

D×H=7.5×10 D×H=6.3×4.0 D×H=5.5×4.2 L×B×H=8.5×6.4×4.0 L×B×H=6.5×5.0×4.0 L×B×H=3.0×3.0×3.5 L×B×H=3.0×4.0×4.5 L×B×H=6.5×7×4.5 L×B×H=8.5×6.3×6

座 座 座 座 座 座 座 座 座 座 座 座

1 1 2 4 1 1 1 1 1 1 1 1

备注

一座分两格

两座并列

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6 经济分析

6.1工程投资估算

6.1.1 工程总投资

续表 6-1

该工

程项目总投资为1023.42万元，其中：工程投资789.82万元；其它费用为32万元；预备费为56万元；流动资金为20万元。

总投资估算表见表7-1，

表6-1 总投资估算表

估算价值（万元）

序号

工程及费用名称

土建费用

1 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 2 2.1 2.2 2.3 2.4

2

第一部分工程费用

格栅间 提升泵房 初次沉淀池 曝气池 二次沉淀池 集泥井 污泥浓缩池 鼓风机房 配电室 管道工程 运输费用 第一部分合计 第二部分费用 办公楼 值班室 维修间 仓库

3 5.6 15 48.93 263.5 56 11 16.13 5.3 4.5 8.6 434.5 12.1 5.3 4.6 4.6

设备购置费 安装费 其他费用

4 21.6 25.8 5 78.63 13.4 0 5.00 17 6.3 36.26 208.99 0 0 0 0

5 3.5 2.6 0 89.16 5.91 0 2.00 9.6 7.8 25.7 146.27 0 0 0 0

6 5.6

合计 7

备注 8

789.82 27.2 43.4

53.93 431.42 75.31 11

23.13 31.9 1836

70.56

789.82 17.7 5.3 4.6 4.6

第 29 页 共 33 页

3 4 5 6 7

第二部分合计 第三部分预备费 第四部分建设期利息 第五部分固定资产投资 第六部分流动资金 第七部分建设总投资

26.6

0

0

5.6 56 0

32.2 56 0

125.4 20

1023.4

折旧估算见表6-2：

表6-2 折旧估算表

新增资产原值(万元)

设备 208.99

固定资产

设备建筑 434.56

无形资产 23.6 总计

折旧或摊销年限 年折旧(摊销)额

10 20.8 25 17.38 5 4.72

42.9

折旧(摊销)年份

9-12 23-27 4-7

6.2 运行费用分析

这里所计算的运行费用包括人员工资福利、药剂费、制造费用及电费。人员安排根据厂方要求，人员工资按方案中所确定的人员和有关工资标准估算。电费根据方案中所确定的实际使用功率及当地电价估算。废水处理中所获得正效益在本方案中不计算在运行成本中。 6.2.1 电耗

废水处理厂设计总装机容量为435.52kw，实际运行功率为250.51kw。则可计算出处理每吨水的耗电量为：250.51×24/10000=0.60kwh/t。本地电费0.51元/度，则可计算出处理每吨水的动能费为：0.51×0.60=0.31元/吨水 6.2.2 人员安排

因工厂本身原有维修工等工人，所以废水处理工艺建成后，在不考虑维修工等的情况下定员4人。如果当地人员工资福利平均按每年10000元/人计算，则处理每吨废水所消耗的人工费为：（10000×6）/（10000×360）=0.01元/t

表6-3 人员编制分配表

序号 1 2 3

工种 管理技术 生产操作 监测人员

人数 1 4 1

备注

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小计

6

6.3 综合效益分析

6.3.1、经济效益

污水站投入正常运行后，其主要经济效益为年减交排污费和再生水回用节约用水费用等组成。

年减交排污费：

按有环保主管部门的有关规定[19]，征收超标排污费按每吨1元计算，即3650000T×1元＝365万元/年，治理后达标排放征收标准为即3650000T×0.10元＝36.5万元/年，从以上二种不同缴费计算，污水治理后可减交排污费328.5万元/年。

出水回用节约用水费：

按小区计划绿化用水量每日2300m3/d，及洛阳地区现行自来水收费价1.00元／m3，全年共节约用自来水费用为2300m3/d×365d×1.00元／m3＝83.95万元，全年共产生经济效益为328.5万元＋83.95万元＝412.45万元。 6.3.2、社会综合效益分析

本污水处理站建成后，每年不仅直接给小区创造了经济效益，而且每年可减少向本项目周围环境排放污染物COD达261吨，可大大减少对周边环境污染，保护周边环境，因而给社会、经济、环境的效益是非常显著的。

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某居民小生活区污水处理系统设计

参考文献：

[1] 刘少怀. 小区污水处理技术探讨[J]. 住宅产业 , 2007,(04)

[2] 陈鸣, 吴浩汀, 王涛. 曝气生物滤池在小区污水处理中的应用[J]. 环境科学与管理 , 2006,(02)

[3] 张翠林. 关于小区污水处理技术的探讨[J]. 太原科技 , 2005,(06) [4] 和霖玲. 小区生活污水治理方案[J]. 有色金属设计 , 2007,(03)

[5] 许立巍, 张学洪, 解庆林, 王敦球, 朱义年, 黄明. 小区高效污水处理与回用工艺设计[J]. 桂林工学院学报 , 2002,(04)

[6] 李英杰, 高永, 张魁. 接触氧化法处理小区污水技术研究[J]. 河北建筑工程学院学报 , 2005,(02)

[7] 王东海, 乔丽巍, 李慧. 城市小区污水处理及回用新工艺[J]. 黑龙江环境通报 , 2005,(04)

[8] 彭友. 小区污水处理CASS工艺及中水之回用的探索[J]. 内蒙古科技与经济 , 2007,(16)

[9] 顾凯. 曝气生物滤池(BAF)在小区污水处理中的运用[J]. 工业安全与环保 , 2004,(12) [10] 张智，《给水排水工程专业毕业设计指南》，北京中国水利水电出版社，2000 [11] 唐受印，戴友芝，《水处理工程师手册》，北京：化学工业出版社，1992 [12] 姜万昌，《水泵及水泵站》，北京：中国建筑工业出版社，1980 [13] 上海市政工程设计院主编，《给排水设计手册》，北京：中国建筑工业出版社，1986 [14] 上海市政工程设计院主编，《给排水设计手册》，北京：中国建筑工业出版社，1986 [15] 顾夏生，《水处理工程》，北京：清华大学出版社，1985 [16] 李金银，《给水排水快速设计手册（卷4）》，北京：中国建筑工业出版社，1998 [17] 严煦世，《给水排水快速设计手册（卷1）》，北京：中国建筑工业出版社，1998 [18] 于尔捷、张杰，《给水排水快速设计手册》（卷2），北京：中国建筑工业出版社，1998

[19] 高挺耀、顾国维，《水污染控制工程》，北京：化学工业出版社，1989 [20] 娄余生、吴俊奇，《水污染治理新工艺与设计》，北京：海洋出版社，1999 [21] 杨岳平、徐新率、刘传富，《水处理工程及实例分析》，化学工业出版社，2002 [22] 李世华主编，《市政工程施工图集3.给水排水污水处理工程》，中国建筑工业出版社

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华北科技学院毕业设计

致 谢：

在本次设计中，我要特别感谢我的指导老师..老师的热情关怀和悉心指导。在我撰写论文的过程中，骆老师倾注了大量的心血和汗水，无论是在论文的选题、构思和资料的收集方面，还是在论文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了武老师悉心细致的教诲和无私的帮助，特别是他广博的学识、深厚的学术素养、严谨的治学精神和一丝不苟的工作作风使我终生受益，在此表示真诚地感谢和深深的谢意。

另外，在设计过程中，…老师也给予了我很大的支持和帮助，在此也向他们表示我最诚挚的谢意。

由于水平有限，设计中考虑的不是很全面，很多问题没有深究，在设计中存在不足的地方，恳请各位领导和老师给予批评和指正，有待在日后的工作中加以注意和改正。

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