湖北某乡村150 m3d生活污水无动力处理工艺设计毕业论文
2020-04-10 16:07:46
摘 要
随着时代的进步，社会发展得越来越快，市场经济水平的不断提高，人们的生活开始变得富裕，日子过得也越来越好，在满足物质追求的同时，农民也开始越来越在意生活环境的质量，因此如何处理好农村生活污水，建设美丽环保的乡村成为了他们的下一个目标。
根据这些年的数据调查，可以了解到我国农村人口数量多，在全国占据了很大的基数，也因此使得农村生活污水的排放量特别大、来源繁杂、处理效率低。这就造成了农村生活污水如果处理不及时或不合格，会造成很大的环境问题，对人体和环境都有着巨大的影响。根据中国农村生活污水的特点和处理现状,结合目前的技术水平,通过自身掌握的污水处理知识，设计了相应的污水处理工艺。在本工艺中，设置粗细两级格栅对污水中的悬浮污染物进行去除，通过调节池调节农村生活污水的水质水量，再通过厌氧池、跌水曝气滤池、稳定塘三级处理污水中的有机物，通过整套工艺，污水得到净化，达标排放。这是一种没有额外动力，不用专门的技术工作人员管理，无需花费运行费用的一种工艺，其优点是成本低，设备简易，操作十分简单，即使是农村人员，也能很快掌握管理技巧，并且对周围影响较小。通过对污水的了解，结合设计规范，计算出各构筑物的尺寸，使其能达到污水处理需要的要求，并合理布置它们的位置，方便管道铺设。然后对全厂进行绿化设计，美化环境，进行一定程度上的臭气处理。
通过这次设计，我复习了学习过得水污染处理的知识，并且得到了很大扩展，丰富了我的知识库，更是深入了解了农村生活污水的处理方法，了解到了今后的发展。同时本次设计如同今后工作的一次预演，为我打下了牢固的基础，提供了很多经验，使自己得到了很大的替身。同时本次设计的相应的污水处理工艺,希望能对农村生活污水处理提供一定的参考，为我国环保事业做出一份贡献。
关键词：农村生活污水；无动力；跌水曝气滤池；稳定塘
Abstract
With the rapid development of society in recent years, the improvement of the market economy, the faster integration of urban and rural areas, and the improvement of people’s living standards, farmers have become increasingly concerned about the quality of their living environment.How to safely and reasonably handle the rural domestic sewage has also become very important.
According to the survey of data for these years, we can understand that China has a large rural population and it occupies a large number of bases in the country. As a result, the discharge of rural domestic sewage is particularly large, sources are complex, and processing efficiency is low.This has caused a large environmental problem if rural sewage is not dealt with in time or is unqualified.According to the characteristics and treatment status of China's rural domestic sewage and through the knowledge of the sewage treatment it has mastered, a corresponding wastewater treatment process has been designed.In this process, two layers of coarse and fine grids are set to remove suspended pollutants in the sewage, regulate the quality and quantity of rural domestic sewage by adjusting the pool, and then pass through three stages of anaerobic pool, falling water aeration filter and stable pond. This is a kind of technology that does not require extra power, does not require special technical staff to manage, and does not need to spend operating costs.Through the understanding of the sewage, combined with the design specifications, the size of each structure is calculated, so that it can meet the requirements for sewage treatment, and their positions are rationally arranged to facilitate the laying of pipelines. Then the whole plant is designed for greening, beautifying the environment and performing a certain degree of odor treatment.
Through this design, I reviewed the knowledge of water pollution treatment in my study, and it has been greatly expanded, enriched my knowledge baseand learned about the future development. At the same time, this design is like a preview of future work. It has laid a solid foundation for me and provided a lot of experience to make myself a great substitute. At the same time, the corresponding sewage treatment process designed this time hopes to provide a certain reference for the treatment of rural domestic sewage and make a contribution to China's environmental protection cause.
Key words: Rural sewage；Unpowered；Falling water aeration filter；Stable pond
目录
第1章 绪论 1
1.1乡村生活污水处理现状 1
1.2 目的及意义 1
1.3设计内容和目标 2
1.4设计原则 2
第2章 污水处理工艺比选 3
2.1 国内外研究现状 3
2.1.1 国外研究现状 3
2.1.1国内研究现状 3
2.2工艺选比 3
2.2.1调节系统比选 3
2.2.2厌氧工艺比选 4
2.2.3好氧工艺比选 5
2.2.4生物处理工艺比选 6
第3章 工艺介绍 9
3.1工艺简介 9
3.2构筑物介绍 9
3.2.1粗格栅 9
3.2.2细格栅 9
3.2.3调节池 9
3.2.4厌氧池 9
3.2.5跌水曝气生物滤池 10
3.2.6稳定塘 10
第4章 设计计算书 11
4.1.设计流量确定 11
4.2 污水处理构筑物设计计算 11
4.2.1 粗格栅 11
4.2.2细格栅 13
4.2.3调节池 15
4.2.4 厌氧池 16
4.2.5 跌水曝气滤池 16
4.2.6稳定塘 16
4.3高程布置 17
4.4绿化设计 17
4.4.1 绿化布置原则 17
4.4.2 绿化布置 18
第五章 污水处理厂布置 19
5.1污水处理厂选址 19
5.2污水处理厂平面布置 19
5.2.1污水处理厂平面布置原则 19
5.2.2各处理单元构筑物的平面布置 20
5.2.3管道及渠道的平面布置 20
5.2.4附属构筑物的平面布置 20
第六章 结论和建议 24
6.1结论 24
6.2建议 24
参考文献 25
致谢 26
第1章 绪论
1.1乡村生活污水处理现状
随着生活水平日益提高，乡村生活污水问题也越来越受重视，安全合理的处理好乡村生活污水也变得十分重要。但中国农村生活污水有着很显著的特点：水量大、来源繁杂、处理率低、增长速度快等,并且会随着农民生活水平的提高和生活方式的转变而改变,具有很大的不定性。农村各村户居住点分散，这就导致了生活污水难于收集；农村生活污水不仅包括人的粪便、洗浴污水、厨房产生的污水，还包括卫生清洁、生活垃圾堆放渗滤而产生的污水。[1]目前，农村生活污水处理还没有相关的体系进行管理，污水处理能力也不是很强，无法实现全部生活污水处理的目标。乡村生活污水的水质水量一般具有以下特点：
（1）分布范围广，不集中；
（2）乡村生活污水浓度普遍较低，但浓度的变化大；
（3）大部分乡村生活污水污水水质相差不是很大，其各指标—般为BOD5≤250mg/L，CODcr≤500mg/L, SS≤500mg/L,污水中只含有少量磷，但一般不会不含有重金属和有害物质，。
（4）水量小，变化系数很大。由于农村人口分散，零零散散，且单个村庄人口数量少，造成了单个农村生活污水水量小的现象。主要原因是收到季节、温度、降雨的影响，一般是白天用水量少，早晚多；夏季多，冬季少。要根据这些特点，制定相应的污水处理技术。
1.2 目的及意义
本次选题以湖北某乡村150 m3/d生活污水无动力处理工艺设计为题，通过对目前国内外生活污水的多种处理工艺的比选，探讨出乡村生活污水处理的最佳工艺。通过本次毕业设计，在查找资料和不断思考的过程中，加深自己对水污染处理的理解与应用，回顾学过的知识，进一步掌握其原理、步骤和方法，也为以后的工作打下牢固的基础。
乡村生活污水不同于其他类型的污水，具有自己独特的特点，在上面我们也了解了一些。针对乡村经济水平低、技术低端、不易管理操作的问题，使得无动力处理工艺成为了农村生活污水处理工艺的首选工艺。无动力处理工艺，顾名思义，是一种没有额外动力，不用专门的技术工作人员管理，无需花费运行费用的一种工艺，该工艺成本低，操作十分简单，即使是农村人员，也能很快掌握管理技巧。[2]综合上述的所以优点，无动力处理工艺非常符合农村生活污水处理的实际情况，具有现实意义。同时，了解这些知识，对我们今后工作具有学习和实践意义。
1.3设计内容和目标
本次选题为湖北某乡村150m3/d生活污水无动力处理工艺设计。通过对多种处理工艺的深入了解，并且对它们的优缺点、适用范围、运行费用进行对比，总结出最适合本毕业设计的农村污水处理工艺
主要设计内容包括：
（1）设计水量
该污水处理厂设在湖北某乡村，它的设计处理能力为150m3/d。
（2）进水污水水质
BOD5：130mg/L；CODcr：300mg/L；SS：240mg/L；总氮：35mg/L；氨氮：25mg/L；总磷：1mg/L。
（3）出水水质要求
出水水质要求达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级B标准。
主要指标：BOD5≤20mg/L；CODc≤60mg/L；SS≤20mg/L；总氮≤20mg/L；氨氮：8≤mg/L；总磷≤1mg/L。
表1-1 污水处理程度
污染物指标 | 进水水质 (mg/L) | 出水水质 (mg/L) | 去除率 （%） |
BOD5 | 130 | ≤20 | ≥84.6 |
CODcr | 300 | ≤60 | ≥80.0 |
SS | 240 | ≤20 | ≥91.7 |
TN | 35 | ≤20 | ≥42.8 |
NH3-N | 25 | ≤8 | ≥68.0 |
TP | 1 | ≤1 | ≥0 |
1.4设计原则
1、严格按照国家对环境保护及城市污水治理的有关规范、标准和规定进行设计。
2、污水管网建设必须与污水处理厂的建设相配合。
3、以因地制宜为原则，实事求是，不停留在理论上，并且在保证处理效果地前提下，尽量节约成本，少占地、处理效果好。
4、以近期目标为主，远期发展为辅，对污水处理厂进行统一规划；
5、积极稳妥地引进和采用先进技术、先进设备，提高处理效率，尽量减少人工费用，减少日常维护检修工作量。
6、尽可能避免污水在处理过程中对周围环境造成不利影响。
污水处理工艺比选
2.1 国内外研究现状
2.1.1 国外研究现状
在欧洲和北美，稳定塘常用于处理农村生活污水，每年都有接近上万座稳定塘被建设用于污水处理。稳定塘属于小型污水处理系统，在这些地区有将近1/5的人口使用该系统，应用范围十分广泛。
日本从19世纪就开始重视农村污水的处理，不断地投入资金进行研发，现如今有了很大的成果。目前，在日本使用最多的处理系统是JARUS模式，它是一种小型污水处理系统，针对不同的情况，它设计了15种不同型号的设备。我们可以把他们总结为两种类型：①生物膜法。污水通过附有微生物的塑料滤层，被微生物吸附、反应，降低污水中BOD、SS、TP的浓度；②浮游生物法。漂浮在污水中的微生物对污水中的有机物进行氧化处理，降低污水中BOD、COD、SS、TN、TP的浓度。这两类方法虽然都可使污水中污染物大幅降低，使得水质得到巨大提升，但该工艺程序复杂、管理不便、运行成本高，与我国农村的生活水平状况不相符，因此并不适合我国。[3]
2.1.1国内研究现状
目前，我国对农村生活污水处理技术的研究尚处于起步阶段。我国对农村污水的处理的核心要点是“因地制宜”，在处理技术选择上要求投资少、管理方便、简单、效果好。较为符合要求的例如高效藻类塘、人工湿地、生态系统塘、土地渗虑系统等，都在我国大范围使用。[4]其中，人工湿地技术应用最为广泛，该工艺的运行简单，处理效果好的特点尤为突出。它对污水有着全面的处理，在去除COD、BOD等有机物的同时，还能很好的进行除磷脱氮，防止水体富营养化，并且十分美观。
2.2工艺选比
2.2.1调节系统比选
调调节池的主要功能分为以下两类：①水量调节 仅需要设置一个简单的水池，根据进池水量计算好调节池容积，使得污水均匀流出。②水质调节 通过将不同性质或不同时间的污水进行均匀混合，使得污水浓度一样，然后均匀流出，它的作用是可以避免对后续处理产生额外的冲击负荷。
水量调节分为外调节和内调节，主要区别在于提升泵在调节池的外部还是内部。
水质调节的类型分为两类：
- 外加动力调节 外加动力指的是股份搅拌、叶轮推动、水泵循环等这些操作所产生的动力，利用这些动力强行对调节池内的污水进行调节，使得污水达到合适的水质。这种调节方式的优点是操作简单，容易运作，并且调节效果好，缺点是进行这些操作的费用太高，不适合小型污水厂。
- 差流方式调节 通过利用水位差和分流的方式强行对不同时间和不同浓度的污水进行均匀混合，从而达到调节水质的目的。由于不需要任何外部动力，所以这种调节方式的运行费用基本为零，但其缺点是调节池很复杂，难以设计。对角线调节池便是最常用的差流方式调节池。对角线调节池的工作原理是在调节池对角线设置一挡板，进水因为挡板只能分为两边进入调节池，由于流经的距离不同，所以在出水槽汇合的两侧污水是不同时间和不同浓度的，这样就达到了调节的目的。可以设置一些纵向挡板防止污水短路。如果调节池采用堰顶溢流出水，此时只能调节水质的变化，而不能进行水量调节。
表2.1 调节池优缺点对比表
类别 | 优点 | 缺点 |
外动力调节 | 1.设备比较简单； 2运行效果好。 | 1.运行费用高 |
差流方式调节（对角线出水调节池） | 1自身水力混合；
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