各專業全套優秀畢業設計圖紙西安工程大學環保設備與設計課程設計環境工程02班41104040203第1章設計任務書一、設計題目某小區生活污水中生物接觸氧化設備的設計二、原始資料Q=15m3/h，進水BOD5=300mg/L，出水BOD5=20mg/L，容積負荷0.3kg/m3.d。三、設計內容3.1方案確定與工藝說明按照原始資料數據進行處理方案的確定，擬定處理工藝流程，選擇設備和構筑物，說明選擇理由，工藝說明包括原理、結構特點、設計原則等，論述其優缺點，編寫設計說明書。3.2設計計算計算生物接觸氧化池有效容積、尺寸；計算需氧量、空氣量；計算穿孔布氣空氣管道；計算剩余污泥量3.3制圖（A3）生物接觸氧化池平面、剖面布置圖；生物接觸氧化池曝氣及空氣管道平面、剖面圖；進水布水器平面、剖面布置圖；填料支架及填料安裝圖3.4編寫設計說明書、計算書四、設計成果（1）生物接觸氧化池曝氣及空氣管道平面、剖面圖。（2）進水布水器平面、剖面布置圖。（3）填料支架及填料安裝圖。（4）生物接觸氧化池曝氣及空氣管道平面、剖面圖。（5）設計說明書、計算書。第2章方案確定與工藝說明2.1確定方案污水處理中對小區的概念外延加以拓寬，泛指居民住宅區、療養院、商業中心、機關學校等由一種或多種功能構成的相對獨立的區域，而該區域的排水系統通常不在城市市政管網的覆蓋范圍內。根據環境要求，需建造獨立的污水處理系統。小區污水水量較小，水質水量變化較大，由于土地昂貴等原因對環境質量提出的要求較高(如氣味、噪聲、建筑風格等)。因此污水處理工藝力求簡單實用，管理方便，操作可靠，維護工作量小，并盡可能地采用高效、節能的污水處理技術。小區污水的處理工藝依據其尾水排放水體的功能不同而異，常用處理方法有化糞池、一級處理(初次沉淀池)、生物二級處理及二級處理后再經消毒回用等。在國外，小區污水的處理基本上采用二級生化、人工濕地或土地處理系統以及亞表層砂濾床處理等方法。其中二級生化處理大多數都采用氧化溝法、生物濾池法(包括滴濾池)。人工濕地、地表漫流和亞表層砂濾床法近20a來發展較快。一些經濟發達國家為了防止水體的富營養化，在傳統二級處理的基礎上，增加了三級處理單元，使污水得到深度凈化，達到回用水水質標準，但基建投資和運行成本都比較高J。小區污水處理工藝的選擇在滿足小區污水處理特點的前提下，應結合小區的特點和氣候特征，合理選用。但應選擇投資省、處理效率高、能耗低、占地面積少、環境影響小和能再生利用、易于實現設備化的污水處理工藝，而生物接觸氧化工藝在小區污水處理中的應用正符合上述目標要求。國內外一般都采用生化方法處理生活污水，因為生活污水的BOD5/CODcr≈0.5，可生化性強。本設計中，BOD5/CODcr=300/500=0.6，可生化性很強，宜用生化法處理。而生物接觸氧化法具有容積負荷高，停留時間短，有機物去除效果好，運行簡單和占地面積小等優點。為此，我們選用了工藝成熟、運行可靠的接觸氧化法。２.１.1生物接觸氧化法概述生物接觸氧化法又名“淹沒式生物濾池法”、“接觸曝氣法”和“固著式活性污泥法”，由生物濾池和接觸曝氣氧化池演變而來，它兼有活性污泥法與生物膜法的特點。所謂生物接觸氧化就是在池內填充一定密度的填料，從池下通入空氣進行曝氣，污水浸沒全部填料并與填料上的生物膜廣泛接觸，在微生物新陳代謝功能的作用下，污水中的有機物得以去除，污水得到凈化。該工藝是介于活性污泥法與生物濾池兩者之間的生物處理技術，在一定意義上兼有二者的優點。一般生物接觸氧化池前要設初沉池，以去除懸浮物，減輕氧化池負荷；生物接觸氧化池后要設二沉池進行固液分離。到目前為止，該法已在我國城市污水和食品、釀造、造紙、紡織、煤炭、電力、醫藥、化工等工業的廢水二級處理和深度處理中應用，并取得良好效果。實踐證明，生物接觸氧化法具有容積負荷高、占地小、不需污泥回流、不產生污泥膨脹、氣耗電耗低、便于維護管理等優點。污水進入生物接觸氧化系統前，應經過格柵、沉砂。初沉處理。當進水水質或水量波動大時，宜設均化設施。生物接觸氧化系統宜采取二段式（見圖2.1），即第一段接觸氧化（簡稱一氧）→第一段接觸沉淀（簡稱一沉）→第二段接觸氧化（簡稱二氧）→第二段接觸沉淀（簡稱二沉）。２.１.2工藝流程生物接觸氧化工藝流程應根據進水水質和處理程度確定采用單級式、二級式和多級式。在一級處理流程中，原污水經預處理后進入接觸氧化池，出水經過二沉池分離脫落的生物膜，實現泥水分離。在二級處理流程中，兩級接觸氧化池串聯運行，必要時中間可以設置中沉池。本設計采用單級式生物接觸氧化池。２.１.3設備和構筑物（1）格柵用以截留廢水中粗大污物的預處理設施。是由一組平行的金屬柵條制成的金屬框架，斜置在廢水流經的渠道上，或泵站集水池的進口處，用以截阻大塊的呈懸浮或漂浮狀態的固體污染物，以免堵塞水泵和沉淀池的排泥管。截留效果取決于縫隙寬度和水的性質。格柵柵條間的空隙寬度可根據清除污物的方式和水泵的要求來設定，人工清除格柵間隙一般為16～25mm。沉砂池或沉淀池前的格柵一般采用15-30mm，最大為40mm。常用的機械清渣設備有三種，即鏈條式、移動式及鋼絲繩牽引式格柵清污機。格柵是一組(或多組)相平行的金屬柵條與框架組成,傾斜安裝在進水的渠道,或進水泵站集水井的進口處,以攔截污水中較大的懸浮物及雜質,以保證后續處理構筑物或設備的正常工作。按格柵柵條間距的大小不同,格柵分為粗格柵、中格柵和細格柵3類。按格柵的清渣方法，有人工格柵、機械格柵和水力清除格柵三種。按格柵構造特點不同可分為抓耙式、循環式、弧形、回轉式、轉鼓式、旋轉式、齒耙式和階梯式等多種形式。格柵設備一般用于污水處理的進水渠道上或提升泵站集水池的進口處，主要作用是去除污水中較大的懸浮或漂浮物，以減輕后續水處理工藝的處理負荷，并起到保護水泵、管道、儀表等作用。當攔截的柵渣量大于0.2m3/d時，一般采用機械清渣方式；柵渣量小于0.2m3/d時，可采用人工清渣方式，也可采用機械清渣方式。本設計中采用人工清渣的細格柵，柵條間距為20mm。（2）初沉池初沉池可除去廢水中的可沉物和漂浮物。廢水經初沉后，約可去除可沉物、油脂和漂浮物的50%、BOD的20%，按去除單位質量BOD或固體物計算，初沉池是經濟上最為節省的凈化步驟，對于生活污水和懸浮物較高的工業污水均易采用初沉池預處理。初沉池的主要作用如下。1）去除可沉物和漂浮物，減輕后續處理設施的負荷。2）使細小的固體絮凝成較大的顆粒，強化了固液分離效果。3）對膠體物質具有一定的吸附去除作用。4）一定程度上，初沉池可起到調節池的作用，對水質起到一定程度的均質效果。減緩水質變化對后續生化系統的沖擊。5）有些廢水處理工藝系統將部分二沉池污泥回流至初沉池，發揮二沉池污泥的生物絮凝作用，可吸附更多的溶解性和膠體態有機物，提高初沉池的去除效率。另外，還可在初沉池前投加含鐵混凝劑，強化除磷效果。含鐵的初沉池污泥進入污泥消化系統后，還可提高產甲烷細菌的活性，降低沼氣中硫化的含量，從而既可增加沼氣產量，又可節省沼氣脫硫成本（3）生物接觸氧化池生物接觸氧化池是本工藝中的主題構筑物，結構包括池體，填料，布水裝置，曝氣裝置。工作原理為：在曝氣池中設置填料，將其作為生物膜的載體。待處理的廢水經充氧后以一定流速流經填料，與生物膜接觸，生物膜與懸浮的活性污泥共同作用，達到凈化廢水的作用。（4）二沉池二沉池是活性污泥系統的重要組成部分，其作用主要是使污泥分離，使水澄清和進行污泥濃縮。（5）消毒池是使消毒劑與污水混合，進行消毒的構筑物。主要功能是殺死處理后污水中的病原性微生物。常用消毒試劑：NaClO、液氯、CaClO等，其有效成分均為次氯酸根。本設計采用加液氯消毒。２.２生物接觸氧化池的結構與分類2.2.1氧化池結構接觸氧化池主要由池體、填料床、曝氣裝置及進出水裝置等構成，池體用于容納處理水量和設置填料、布水布氣裝置、支撐填料的格柵和柵板，采用鋼板焊接或用鋼筋混凝土建造，形狀采用圓形、矩形或方形。由于池中流速較低，從填料上脫落的殘膜總有一部分沉積于池底，池底一般做成多斗或設置集泥設備，以便排泥。具體結構如圖所示。圖3-3生物接觸氧化池的構造示意圖2.2.2填料填料是生物膜賴以棲息的場所,是生物膜的載體。因此,載體填料是氧化池的關鍵,直接影響著生物接觸氧化法的效能。對于載體填料通常的要求是:有一定的生物膜附著能力;比表面積大;空隙率大,水流阻力小;強度大,化學和生物穩定性好,經久耐用;截留懸浮物質能力強;不溶出有害物質,不引起二次污染;與水的比重相差不大,以免過分地增大氧化池荷重;外形規則,尺寸均一,使之在填料間形成均一的流速;貨源充足,價格便宜,運輸和施工安裝方便等。污水處理站氧化池內選用生物膜附著能力強、水力學特性好和價格便宜的尼龍纖維填料,填料層高度為3米,填料成立體狀上下固定在填料支架上。2.2.3生物接觸氧化池的分類曝氣裝置是氧化池的重要組成部分，有充氧、充分攪拌以及形成紊流、防止填料堵塞、促進生物膜更新等三個作用。按曝氣裝置位置的不同可分為分流式也稱內循環式和直流式兩種，分流式的曝氣裝置設在池的一側，填料設在另一側，污水在氧化池內循環；直流式接觸氧化池在填料下直接布氣，國內一般多采用直流式接觸氧化池，其特點是在填料底部曝氣，在填料上產生向上氣流，生物膜受到氣流的沖擊、攪動，加速脫落、更新，使生物膜經常保持較高的活性，而且能夠避免堵塞現象發生。此外，上升氣流不斷的與填料撞擊，使氣泡反復切割，粒徑減少，增加了氣泡與污水的接觸面積，提高了氧氣的轉移速率。本設計采用直流式鼓風曝氣型接觸氧化池。２.３生物接觸氧化池設計原則（1）生物接觸氧化系統中各處理構筑物不應少于兩個（格），且按并聯系列設計；（2）設計時采用的BOD5負荷最好通過實際確定。也可以采用經驗數據，一般處理城市污水可用1.0～1.8kgBOD5/(m3·d)，處理BOD5≤500mg/L的污水時可用1.0～3.0kgBOD5/(m3·d)；（3）污水在池中的停留時間不應小于1～2h（按有效容積計）；（4）進水BOD5濃度過高時，應考慮設出水回流系統；（5）填料層高度一般大于3.0m，當采用蜂窩填料時，應分層裝填，每層高度為1m，蜂窩孔徑不小于25mm；當采用小孔徑填料時，應加大曝氣強度，增加生物膜脫落速度；（6）每單元接觸氧化池面積不宜大于25㎡，以保證布水、布氣均勻；（7）氣水比控制在(10～15)：1；（8）生物接觸氧化池每個（格）平面形狀宜采用矩形，沿水流方向池長不宜大于10m。其長寬比宜采用1：2～1：1，（9）當采用穿孔管曝氣時，每根穿孔管的水平長度不宜大于5m；水平誤差每根不宜大于±2mm，全池不宜大于±3mm，且應有調節氣量和方便維修的設施；（10）生物接觸氧化池由下至上應包括構造層、填料層、穩水層和超高。其中，構造層層高宜采用0.6～1.2m，填料層高宜采用2.5～3.5m，穩水層高宜采用0.4～0.5m，超高不宜小于0.5m。（11）生物接觸氧化池進水端宜設導流槽，其寬度不宜小于0.8m。導流槽與生物接觸氧化池應采用導流墻分隔。導流墻下緣至填料底面的距離宜為0.3～0.5m，至池底的距離宜不小于0.4m。（12）生物接觸氧化池的氣水比宜通過試驗或參照相似條件的運行資料確定。當進水BOD5為60～180mg/L，且采用穿孔管在填料下方滿平面均勻曝氣時，二段式系統的總氣水比可采用3：1～7：1，其中，一氧池的氣水比為2：1～4：1，二氧池的氣水比為1：1～3：1.（13）生物接觸氧化池曝氣強度宜采用10～20m3/(m2·h)。（14）生物接觸氧化系統產生的污泥量可按去除每公斤BOD5產生0.35～0.4kg干污泥計算。（15）生物接觸氧化池應在填料下方滿平面均勻曝氣（16）生物接觸氧化池底部應有放空設施。（17）當生物接觸氧化池水面可能產生大量泡沫時，應有消除泡沫措施。（18）生物接觸氧化池應有檢測溶解氧的設施。２.４生物接觸氧化法的優缺點生物接觸氧化法是介于活性污泥法和生物濾池二者之間的污水生物處理技術，兼有活性污泥法和生物膜法的特點，具有下列優點：優點生物接觸氧化池具有較高的容積負荷；不需要設置污泥回流系統，也不存在污泥膨脹問題，運行管理簡便（理由：相當一部分微生物固著生長在填料表面）；生物接觸氧化池污泥產量可相當于或低于活性污泥法；不產生濾池蠅，也不散發惡臭，并具有脫單除磷作用，可用于三級處理。缺點如果設計或運行不當，則會填料堵塞，布水、布氣不易均勻。第3章設計計算3.1設計題目某小區生活污水中生物接觸氧化設備的設計3.2原始資料Q=15m3/h，進水BOD5=300mg/L，出水BOD5=20mg/L，容積負荷0.3kg/m3.d。3.3設計計算3.3.1生物接觸氧化池有效容積、尺寸的計算（1）生物接觸氧化池的有效容積V式中，Q——平均日污水流量，/d，本設計中Q=15m3/h=360/d;La、Le——進水、出水BOD5值，g/，本設計中La=300g/，Le=20g/;Fv——容積負荷，gBOD5/(.d)本設計中為300g/m3.d則（2）水力停留時間t，校核合格。（3）生物接觸氧化池總面積Ah——為濾層總高度≥3m，設計取3.5m則A=336/3.5=96㎡(4)氧化池格數式中n——氧化池格數，一般n≥2;f——每格氧化池面積，一般f≤25㎡，本設計取24㎡;則n=96/24=4池體尺寸為L×B=6m×4m（5）接觸氧化池總高度H0=H+h1+h2+(m-1)h3+h4=3.5+0.5+0.5+(1-1)×0.2+0.5=5.0m式中H0——接觸氧化池的總高度，m；H——填料層高度，m，取3.5m；h1——池體超高，m，一般為0.5～0.6m，取0.5m；h2——填料上部的穩定水層深，m，一般取0.4～0.5m，取0.5m；h3——填料層間隙高度，m，一般為0.2～0.3m，取0.2m；m——填料層數，取為1層；h4——配水區高度，m，取0.5m。生物接觸氧化池選用組合纖維填料。3.3.2需氧量、空氣量的計算按每去除1kgBOD5消耗1kg氧氣計算，生物接觸氧化池的需氧量Q1為：Q1=3600×(300-20)/1000=1008kgO2/d生物接觸氧化池采用微孔曝氣器曝氣，其充氧效率EA取15%，則接觸氧化池每天所需的空氣量GS為：式中GS——需氧量，m3空氣/d；EA——氧轉移效率，微孔曝氣器一般取15％~25%,設計取15%；21％——氧在空氣中所占百分比；1.331——20℃氧氣的密度，kg/m3。由每格生物接觸氧化池的供氣量及微孔曝氣器的通氣量，計算每格所需曝氣器的數量N為：取N為100個，則生物接觸氧化池所需要曝氣器為65×4=260個。3.3.3穿孔布氣空氣管道的計算（1）干管取干管流速vg為15m/s，則干管直徑dg為：m取dg=200mm，則干管流速vg為14m/s。（2）支管每格生物接觸氧化池采用一根曝氣支管向池中引入空氣，取支管流速vj為10m/s，則支管直徑為dj為：取dj=40mm，則支管流速vj為8.8m/s≈9.0m/s3.3.4剩余污泥量的計算按每去除1kgBOD5產生0.35kg污泥計算，則生物接觸氧化池的污泥產量W1為：/1000=0.35×360×(300-20)/1000=35.3K第4章結語基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現的供暖系統最佳啟停自校正（STR）調節器單片機控制的二級倒立擺系統的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協議棧的實現基于單片機的蓄電池自動監測系統基于32位嵌入式單片機系統的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養診斷專家系統的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統研究與開發基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統開發基于單片機的液壓動力系統狀態監測儀開發模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數控系統的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環走絲方式研究基于單片機的機電產品控制系統開發基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統單片機系統軟件構件開發的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統的研制基于單片機的數字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現基于單片機的電液伺服控制系統用于單片機系統的MMC卡文件系統研制基于單片機的時控和計數系統性能優化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數據采集系統基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數控改造基于單片機的溫度智能控制系統的設計與實現基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監測系統基于單片機網絡的振動信號的采集系統基于單片機的大容量數據存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現基于AT89S52單片機的通用數據采集系統基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統基于單片機的控制系統在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統的網絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數控系統的研究與開發基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統研究基于TCP/IP協議的單片機與Internet互聯的研究與實現變頻調速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數器自動換樣功能的研究與實現基于單片機的倒立擺控制系統設計與實現單片機嵌入式以太網防盜報警系統基于51單片機的嵌入式Internet系統的設計與實現單片機監測系統在擠壓機上的應用MSP430單片機在智能水表系統上的研究與應用基于單片機的嵌入式系統中TCP/IP協議棧的實現與應用單片機在高樓恒壓供水系統中的應用基于ATmega16單片機的流量控制器的開發基于MSP430單片機的遠程抄表系統及智能網絡水表的設計基于MSP430單片機具有數據存儲與回放功能的嵌入式電子血壓計的設計基于單片機的