城镇污水处理厂工艺设计活性污泥法课程设计
课程设计
题目城镇污水处理厂工艺设计
（活性污泥法）
目录
目录 (1)
第一章设计任务 (4)
1.1 设计任务及要求 (4)
1.1.1 设计任务 (4)
1.1.2 设计要求 (4)
第二章总体设计 (5)
2.1 处理构筑物选择 (5)
2.2 污水处理厂选址 (5)
2.3 核心工艺比较 (6)
2.3.1 氧化沟工艺 (6)
2.3.2 A/O法 (6)
2.3.3 SBR法 (7)
2.3.4 曝气生物滤池（BAF） (7)
2.3.5 MBR工艺 (7)
2.4 设计流量 (8)
2.5 污水、污泥处理工艺流程图 (9)
第三章格栅 (9)
3.1 设计草图 (9)
3.2 设计参数 (10)
3.3 设计计算 (10)
3.3.1 中格栅的设计计算 (10)
3.3.2 细格栅的设计计算 (12)
第四章沉砂池 (14)
4.1 设计草图 (14)
4.2 设计参数 (15)
4.3 设计计算 (15)
第五章初级沉淀池 (16)
5.1 设计草图 (17)
5.2 设计计算 (17)
第六章曝气池 (19)
6.1 污水处理程度的计算及曝气池的运行方式 (20)
6.1.1 污水处理程度的计算 (20)
6.1.2 曝气池的运行方式 (20)
6.2 曝气池的计算与各部位尺寸的确定 (20)
6.3 曝气系统的计算与设计 (23)
6.4 供气量计算 (24)
6.5 空气管系统计算 (26)
6.6 空压机的选定 (27)
第七章二次沉淀池 (28)
7.1 设计草图 (28)
7.2 设计参数 (28)
7.3 设计计算 (29)
第八章其他构筑物 (32)
8.1 集水井 (32)
8.2 污水提升泵房 (32)
8.3 接触池 (33)
8.4 液氯投配系统 (34)
8.5 计量堰 (34)
8.6 污泥回流泵房 (35)
8.7 污泥浓缩池 (35)
8.8 污泥脱水间 (35)
第九章构筑物高程布置计算及水力损失 (36)
9.1平面布置 (36)
9.2构筑物水头损失计算 (37)
9.2.1 污泥管道水头损失 (37)
9.2.2 污水管渠水力计算 (38)
9.3 污泥高程计算 (39)
第十章污水厂运行成本及其构成 (40)
10.1 污水处理厂的处理成本构成 (40)
10.2 运行成本分析 (41)
10.2.1 人员费 (41)
10.2.2 动力费 (41)
10.2.3 维修费 (42)
10.2.4 药剂费 (42)
10.3 运行成本 (43)
参考文献 (43)
第一章设计任务
1.1 设计任务及要求
1.1.1 设计任务
城市日处理水量5万污水处理厂工艺设计
1.污水处理工艺选择及各工艺单元的设计，包括工艺流程的确定,各单体构筑物的
工艺设计。
2.污泥处理方法选择及污泥处理构筑物的工艺设计计算。包括工艺流程的确定，
单体构筑物的工艺设计；
3.污水泵站的工艺设计。可以是终点泵站，也可以是中途提升泵站。包括选泵、
泵站工艺设计计算和泵站工艺图的绘制；
4.污水处理厂的平面布置。包括污水处理厂处理构筑物和辅助建筑物的平面布置
图及工艺平面图绘制；
5.污水处理厂竖向布置及高程计算。
1.1.2 设计要求
1)对主要构筑物选型作说明。
2)主要处理设施（格栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池）的工艺计算（附必要的
计算草图）。
3)污水处理厂平面和高程布置。
4)编写设计说明计算书。
第二章总体设计
2.1 处理构筑物选择
污水处理构筑物形式多样，在选择时，应根据其适应条件和所在城市应用情况选择。选用平流沉砂池，平流式沉淀池，传统的推流式曝气池，平流式消毒接触池，巴士计量槽，采用带式压滤机进行污泥脱水。
2.2 污水处理厂选址
未经处理的城市污水任意排放，不仅会对水体产生严重污染，而且直接影响城市发展发展和生态环境，危及国计民生。所以，在污水排入水体前，必须对城市污水进行处理。而且工业废水排入城市批水管网时，必须符合一定的排放标准。最后流入管网的城市污水统一送至污水处理厂处理后排入水体。
在设计污水处理厂时，选择厂址是一个重要环节。厂址对周围环境、基建投资及运行管理都有很大影响。
选择厂址应遵循如下原则：
1．为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，一般不小于300米。
2．厂址应设在城市集中供水水源的下游不小于500米的地方。
3．厂址应尽可能设在城市和工厂夏季主导风向的下方。
4．要充分利用地形，把厂址设在地形有适当坡度的城市下游地区，以满足污水处理构筑物之间水头损失的要求，使污水和污泥有自流的可能，以节约动力。
5．厂址如果靠近水体，应考虑汛期不受洪水的威胁。
6．厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区。
7．厂址的选择要考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。
2.3 核心工艺比较
2.3.1 氧化沟工艺
氧化沟主要特点是：进出水装置简单；污水的流态可看成是完全混合式，由于池体狭长，又类似于推流式。
优点：BOD负荷低，处理水质良好；污泥产率低，排泥量少；污泥龄长，具有脱氮的功能。
缺点：氧化沟工艺与SBR和普通活性污泥工艺比较，能耗高，且占地面积较大。
2.3.2 A/O法
即厌氧—好氧污水处理工艺，生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。
优点：
1)生物活性高；
2)较高的微生物浓度；
3)泥产量低；
4)出水水质好且稳定；
5)动力消耗低；
6)不产生污泥膨胀；
7)挂膜方便，可间歇运行；
8)工艺运行简单，操作方便，抗冲击负荷能力强；
9)积负荷高，停留时间短，节约占地面积。
缺点：池内填料间的生物膜有时会出现堵塞现象，尚待改进。研究的方向是针对不同的进水负荷控制曝气强度，以消除堵塞；其次是研究合理的氧化池池型和形状、尺寸和材质合适的填料。
2.3.3 SBR法
SBR运行特点是各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。
优点：出水水质较好；不产生污泥膨胀；除磷脱氮效果好。
缺点：池容和设备利用率低，占地面积较大、运行管理复杂，自控水平要求高。
2.3.4 曝气生物滤池（BAF）
曝气生物滤池是集生物氧化和截留悬浮固体与一体，节省了后续沉淀池 ( 二沉池 )。优点：
1)总体投资省，包括机械设备、自控电气系统、土建和征地费；
2)占地面积小，通常为常规处理工艺占地面积的80% ，厂区布置紧凑，美观；
3)处理出水质量好，可达到中水水质标准或生活杂用水水质标准；
4)工艺流程短，氧的传输效率高，供氧动力消耗低，处理单位污水的电耗低
5)过滤速度高，处理负荷大大高于常规处理工艺；
缺点：曝气生物滤池运行维护较复杂，尤其是填料的反洗与更换，从而导致运行费用也较高。
2.3.5 MBR工艺
膜-生物反应器工艺是利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住，省掉二沉池。
优点：
1)出水水质好
2)工艺参数易于控制，能实现HRT与SRT的完全分离
3)设备紧凑，省掉二沉池，占地少
4)剩余污泥产量少
5)有利于增殖缓慢的硝化细菌的截留、生长和繁殖
6)克服了常规活性污泥法中容易发生污泥膨胀的弊端
7)系统可采用PLC控制，易于实现全程自动化
缺点：MBR工艺造价相对较高，为普通污水处理工艺的1.5-2.0倍。国产膜片质量较差、使用时间较短，进口膜片价格过高，运行维护及更换费用较高。
为了降低投资和运行成本，因地制宜地进行工艺方案(主要是生物处理方案)比较是必要的。进行多种工艺方案的比较，包括投资费用、运行费用、占地面积、出水水质、后期管理等各方面进行工艺方案的优化抉择，本设计采用传统活性污泥法。
2.4 设计流量
平均日流量
变化系数
最大日流量
2.5 污水、污泥处理工艺流程图
第三章格栅
格栅由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，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。
3.1 设计草图
3.2 设计参数
(1)栅前水深;
(2)过栅流速;（过栅流速一般为0.6~1.0m/s）
(3)格栅间隙;
(4)格栅安装倾角
3.3 设计计算
3.3.1 中格栅的设计计算
1)栅条间隙数：
式中：n中—中格栅间隙数；
—最大设计流量，；
e—栅条间隙，取30mm；
1
h—栅前水深，取1.0m；
1
v—过栅流速，取0.8m/s；
α—格栅倾角度；
2)栅槽宽度：
式中：B—栅槽宽度，m；
S—格条宽度，取0.01m ；
，取1.2m ；
3)中格栅珊前进水渠道渐宽部分长度：
若进水渠宽，减宽部分展开角，则此进水渠道内的流速
4)格栅栅槽后与出水渠道连接处渐窄部分长度：
5)过栅水头损失：
式中：h中—中格栅水头损失，m；
—系数，当栅条断面为矩形时取2.42；
k—系数，一般取k=3；
6)栅前槽总高度：
取栅前渠道超高
栅前槽高
7)栅后槽总高度
栅槽总长度：. 取.
8)栅槽总高度：
式中：L—栅槽总长度；
0.5—中格栅距格栅前进水渠减宽部分长度；
1.0—中格栅距格栅后出水渠减窄部分长度；
—格栅距出水渠连接处减宽部分长度；
L
1
L
—格栅距出水渠连接处减窄部分长度；
2
9)每日栅渣量：
式中：w—每日栅渣量，m3/d；
w
—栅渣量m3/103m3污水，一般为0.1—0.01 m3/103m3，中栅取0.03 m3/103m3；
. 故用机械清渣。
3.3.2 细格栅的设计计算
1)栅条间隙数：
式中：n
—中格栅间隙数；
中
—最大设计流量，；
e—栅条间隙，取30mm；
1
h—栅前水深，取1.2m；
1
v—过栅流速，取1.0m/s；
α—格栅倾角度；
2)栅槽宽度：
式中：B—栅槽宽度，m；
S—栅条宽度，取0.01m；
，取1.4m
3)中格栅珊前进水渠道渐宽部分长度：
若进水渠宽，减宽部分展开角，则此进水渠道内的流速
4)格栅栅槽后与出水渠道连接处渐窄部分长度：
5)过栅水头损失：
—细格栅水头损失，m；
式中：h
细
—系数，当栅条断面为矩形时取2.42；
k—系数，一般取k=3；
6)栅前槽总高度：
取栅前渠道超高
栅前槽高
7)栅后槽总高度
栅槽总长度：. 取.
8)栅槽总高度：
式中：L—栅槽总长度，
0.5—中格栅距格栅前进水渠减宽部分长度；
1.0—中格栅距格栅后出水渠减窄部分长度；
—格栅距出水渠连接处减宽部分长度；
L
1
L
—格栅距出水渠连接处减窄部分长度。
2
. 取
9)每日栅渣量：
式中：w—每日栅渣量，m3/d；
—栅渣量m3/103m3污水，一般为0.1—0.01 m3/103m3，细栅取0.08 m3/103m3。
w
. 故用机械清渣。
10)格栅间尺寸的确定
工作平台设在格栅上部，高出格栅前最高设计水位0.5m，工作台上设有安全和冲洗措施，工作台正面过道宽度与栅槽宽度相同。
11)格栅选型
根据所计算的格栅宽度和长度，考查平面格栅的基本尺寸选择格栅为PGA-1500
3000-20，清渣采用固定式清渣机清渣。格栅设三座，两用一备。
第四章沉砂池
目前，应用较多的沉砂池池型有平流沉砂池、曝气沉砂池和钟式沉砂池。本设计中选用平流沉砂池，它具有颗粒效果较好、工作稳定、构造简单、排沙较方便等优点。
4.1 设计草图
进水
图4 平流式沉砂池计算草图
4.2 设计参数
设计流量
设计流速(一般为0.15m/s-0.30m/s)
水力停留时间(一般为30s-60s)
4.3 设计计算
1)沉砂池长度
2)水流断面面积
3)池总宽度：
设计格，每格宽取,池总宽
4)有效水深(介于0.25-1m之间)
5)贮泥区所需容积设计,即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积
其中X—城镇污水的沉砂量，一般采用0.03L/
K—污水流量总变化系数1.3.
6)沉砂斗各部分尺寸及容积
设计斗底宽,斗壁与水平面的倾角60,贮砂斗高,
则沉砂斗上口宽