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课程设计每天3万吨城市污水处理厂工艺设计院系资源与材料学院专业环境科学班级91102姓名高龙指导教师李清伟2014年7月17日东北大学秦皇岛分校课程设计第I页东北大学秦皇岛分校课程设计任务书题目3万T/D城市污水处理厂工艺设计性质课程设计/环境工程课程设计教学院资源与材料学院专业班级环境科学/工程2011级学生姓名高龙学生学号9110202指导教师李清伟下发2014年6月30日完成2014年7月18日东北大学秦皇岛分校课程设计第II页题目3万T/D城市污水处理厂工艺设计一、题目来源(教师科研、实际生产、社会经济发展、模拟等)社会经济发展需要二、设计(论文)主要条件及技术参数设计依据水量3万T/D,水质为CODGR220360MG/L、BOD140300、NH32050MG/L、SS120180MG/L、PH69水温T1535;设计城市二级污水处理厂;处理要求处理水排入地表水环境质量标准(GB38382002)中三类水体。三、设计(论文)内容及工作量1、文献检索;2、设计方案及设计计算;3、撰写课程设计说明书;4、CAD绘图(2张工艺流程图主体构筑物图);(1)一张工艺流程图选择污水处理厂厂址,确定污水处理厂的工艺流程,画出工艺流程图;(2)1张主体构筑物结构图按初步设计画出主体构筑物平面,立面和剖面图。四、参考资料1、给水排水设计手册(第二版)112册;2、排水工程,张自杰主编,建筑工业出版社,2000;3、水处理工程,顾夏声,清华大学出版社,1999;4、城市污水处理厂设计计算,崔玉川等编,化学工业出版社,2003;5、规范。指导教师(签字)东北大学秦皇岛分校课程设计第III页第1章总论111设计的背景和目的112设计参数113自然环境状况1131地理位置1132地质地貌2133气象气候2134水文条件214设计内容215设计进水3151设计水质水量3152污水处理要求3153污水设计处理程度316设计出水317污水处理厂厂址选择418污水处理工艺流程简述4第2章污水处理系统主体构筑物设计521中格栅5211中格栅的作用5212中格栅设计数据5213中格栅的设计计算5214中格栅的设计草图8215除渣设备选取822污水提升泵房9221设置作用9222提升泵房设计说明9223提升泵房设计设计计算923细格栅10231细格栅作用10232细格栅设计数据10233细格栅设计计算10233细格栅设计草图13234除渣设备选取1324沉砂池14241沉砂作用及选型14242沉砂池一般规定14243曝气沉砂池设计数据14244沉砂池设计计算15245沉砂池设计草图17246除砂设备1725配水井18东北大学秦皇岛分校课程设计第IV页251配水井设计要求18252配水井设计计算1826SBR反应池20261SBR工艺介绍20262SBR工艺特点21263SBR系统设计计算2127鼓风机及曝气设备选取27271鼓风机房27272设备参数2828滗水器2829集泥井28291集泥井容积的计算28292集泥井尺寸的计算29293污泥提升泵的选择29294集泥井特点29210接触池302101接触池简介302102接触池计算31211巴氏计量槽322111巴氏计量槽计算322112巴氏计量槽图34第3章平面及高程布置3431污水厂平面布置34311平面布置原则34312布置内容3632污水厂管道布置36321管道布置原则3633污水厂高程布置36331高程布置原则36第4章技术经济分析与监测方法3741技术经济分析3742监测方法与监测方案38421监测项目38422监测点位和频次38423监测要求38424监测方法39参考文献40东北大学秦皇岛分校课程设计第1页第1章总论11设计的背景和目的现今城市用水量大,污染严重,为了节约用水和优化城市居民的生活环境,进行水污染处理非常有必要和急切。城镇是主要的水污染区域,在城镇进行水污染治理也就显得尤为重要和迫切,为了培养我们选择和设计工艺的能力,针对城镇污染的现状,进行了本次水污染的课程设计。12设计参数水量3万T/D,水质为CODCR220360MG/L、BOD140300MG/L、NH3N2050MG/L、SS120180MG/L、PH69、水温T153513自然环境状况131地理位置秦皇岛市位于河北省的东北部,北纬39244037,东经1183311951。东北接辽宁省葫芦岛市绥中、建昌两县和朝阳市的凌源县,西北临河北省承德市宽城满族自治县,西靠唐山市的滦县、迁安、迁西、滦南四县,南临渤海。东西宽74KM,南北长132KM,总面积7750KM2。秦皇岛市地形北高南低,呈阶梯状分布。地貌类型大致可分为山地丘陵与平原。北部山区属燕山山脉东段,海拔高程2001000M,主峰都山,海拔高程1846M,山与山间小盆地相间分布,面积4503KM2,占全市总面积581。东北大学秦皇岛分校课程设计第2页132地质地貌秦皇岛市位于燕山山脉东段丘陵地区与山前平原地带,地势北高南低,形成北部山区低山丘陵区山间盆地区冲积平原区沿海区。北部山区位于秦皇岛市青龙满族自治县境内,海拔在1000米以上的山峰有都山、祖山等4座。低山丘陵区主要为北部的山间丘陵区,海拔一般在100200米之间,集中分布于卢龙县和抚宁县,该区是秦皇岛市甘薯、旱粮及工矿区。山间盆地区位于秦皇岛市西北和北部区域的抚宁、燕河营、柳江三处较大盆地。133气象气候秦皇岛市的气候类型属于暖温带,地处半湿润区,属于温带季风气候。因受海洋影响较大,气候比较温和,春季少雨干燥,夏季温热无酷暑,秋季凉爽多晴天,冬季漫长无严寒。辖区内地势多变,但气候影响不大。134水文条件流域面积大于500平方公里河流6条,大于100平方公里河流23条,大于30平方公里的河流54条。滦河在秦皇岛市境内流域面积37737平方公里,地下水资源量745亿立方米,水资源总量1640亿立方米(其中地表水1254亿立方米、地下水745亿立方米、两者重复量359亿立方米)。兴建各类水库含桃林口水库283座,总库容1486亿立方米。不含桃林口水库282座,总库容627亿立方米14设计内容(1)文献检索;(2)设计方案及设计计算;(3)撰写课程设计说明书;(4)绘图A工艺流程图选择污水处理厂厂址,确定污水处理厂的工艺流程,画出工艺流程图;B主体构筑物结构图按初步设计扩大画出主体构筑物平面、立面和剖面图。东北大学秦皇岛分校课程设计第3页15设计进水151设计水质水量该设计水量为3万T/D平均排水量AQ0/3472/TDLS总变化系数KZ01801825ZAK设计流量QMAXMX43724/ZLS表11进水质量指标项目CODCRMG/LBOD5MG/LNH3NMG/L)SS(MG/L)PH指标220140201207152污水处理要求城镇污水处理厂出水排入GB3838地表水类功能水域(划定的饮用水水源保护区和游泳区除外)、GB3097海水二类功能水域和湖、库等封闭或半封闭水域时,执行一级标准的B标准。153污水设计处理程度表12污水处理程度指标项目CODCRMG/LBOD5MG/LNH3N(MG/L)SS(MG/L)处理程度()72785760083316设计出水表13出水质量指标项目CODCRMG/LBOD5MG/LNH3N(MG/L)SS(MG/L)PH指标60208207东北大学秦皇岛分校课程设计第4页17污水处理厂厂址选择1拟选污废水处理厂(站)址处应有能满足污水处理工艺设计所要求的土地面积。2)城市污水处理厂应在城市居民住宅区的夏季主导风向的下风向,工业废水处理站除考虑对生活区的影响外,还应在工厂厂区的下风向。如条件许可,宜与生活区和敏感目标间有一定的防护距离,以减少污废水处理厂(站)产生的臭气和噪声的影响。3)尾水排放口应在给水水源下游,如排入潮汐河段,还应考虑涨落潮的影响。4)便于污泥的处理与利用。5)污废水处理厂(站)址宜设在雨季不宜受水淹的高处,若靠近水体,宜采取措施避免洪水影响。6)污废水处理厂(站)址宜设在地质条件好、地下水位较低处,以方便施工,降低工程造价。7)尽量选择在有适当坡度的位置,以利于处理构筑物的高程布置,减少土方工程量和运行成本。8)应统筹考虑发展规划,考虑远期发展的可能性,预留扩建的场地。18污水处理工艺流程简述东北大学秦皇岛分校课程设计第5页图11工艺流程图第2章污水处理系统主体构筑物设计21中格栅211中格栅的作用中格栅主要用来截留污水中较粗大的漂浮物和悬浮物,如纤维、碎皮、毛发等,防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气管、管道阀门、处理构筑物配水设施、进出水口,减少后续处理产生的浮渣,保证污水处理设施的正常运行。212中格栅设计数据(1)水泵处理系统前格栅栅条间隙,应符合下列要求机械清除1625MM最大间隙40MM(2)过栅流速一般采用0610M/S(3)格栅倾角一般用450750。机械格栅倾角一般为600700(4)格栅前渠道内的水流速度一般采用0409M/S(5)栅渣量与地区的特点、格栅间隙的大小、污水量以及下水道系统的类型等因素有关。在无当地运行资料时,可采用格栅间隙1625MM适用于010005M3栅渣/103M3污水;格栅间隙3050MM适用于003001M3栅渣/103M3污水。(6)通过格栅的水头损失一般采用008015M。213中格栅的设计计算主要设计参数栅前流速,过栅流速;105/VMS09/VMS东北大学秦皇岛分校课程设计第6页渣条宽度S001,栅条间隙B002;MM栅前水深H04,格栅倾角75;数量2座1栅槽的间隙数(个)NMAXSIQNBHV最大设计流量,;AX3/MS格栅倾角,();栅条间隙,;BN栅条间隙数,个;H栅前水深,M;V过栅流速;(个)05SI70249每座个31N(2)栅槽宽度B。栅槽高度一般比格栅宽0203M,取02M;MBSB241011(3)过栅水头损失H1024/3SINHKVGB设计水头损失,M;0H计算水头损失,M;G重力加速度,;2/SK系数,格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数,一般采用3;阻力系数,与栅条断面形状有关,可按手册提供的计算公式和相关系数计算。设栅条断面为锐边矩形断面,242,代入数据东北大学秦皇岛分校课程设计第7页24/310SINVHKKBG24/3092I7530116M(3)栅后槽总高度H(M),设栅前渠道超高H203M,则128HH4栅槽总长度L(M)进水渠道渐宽部分的长度L1。设进水渠宽B1085M,其渐宽部分展开角度120。BL53602TAN841T21栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(M)2L1205368LM112TANHHH为栅前渠道深,M。103405362815279LTAMN(5)每日栅渣量,取污水。31/W3MAX1464002/05ZQDK采用机械清渣东北大学秦皇岛分校课程设计第8页214中格栅的设计草图图21中格栅草图215除渣设备选取格栅除污机选取选用2台GSLY800格栅除污机,主要规格见表21。表21电机规格表安装角度耙齿节距MM电机功率KV过水流量T/H液体流量M/S60751001136001有效宽度K1MM水槽宽度K3MM设备总宽K4MM水槽深度HMM8001050138010008000东北大学秦皇岛分校课程设计第9页22污水提升泵房221设置作用污水提升泵站设置的主要作用是将城市地下污水管网汇流来的污水抽升到污水厂地面以上水池中,为污水提供能量,使污水在后续处理构筑物中能顺利流下,不倒流,以便进行处理。222提升泵房设计说明本设计采用SBR工艺系统,污水处理系统简单,只考虑一次提升。污水经提升后再过细格栅。设计流量3054/QMD1泵房进水角度不大于45。(2)相邻两机组突出部分的间距,以及机组突出部分与墙壁的间距,应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸,并不得小于08M。如电动机容量大于55KW时,则不得小于10M,作为主要通道宽度不得小于12M。(3)泵站采用矩形平面钢筋混凝土结构半地下式。(4)水泵为自灌式设进水管底高程为164M,管径为DN600MM,充满度,出水提升后的水750DNH面高程为32M,经过200M管长至处理构筑物,泵站原地面标高为214M。223提升泵房设计设计计算根据污水流量,泵房设计为105LBM提升泵选型采用300QW80012型潜污泵转速980R/MIN流量Q3875/MH东北大学秦皇岛分校课程设计第10页扬程12M功率45KW购买四台,三用一备流量33MAX05341678/048/QMSH式中最大设计流量,MAX/S23细格栅231细格栅作用细格栅主要用来截留污水中较小的漂浮物和悬浮物等,防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气管、管道阀门、处理构筑物配水设施、进出水口,减少后续处理产生的浮渣,保证污水处理设施的正常运行。232细格栅设计数据主要设计参数栅前流速05M/S,过栅流速V07M/S;0V栅条宽度S001M,栅条间隙B001M;栅前渠道水深H04M,格栅倾角75;数量3座单位体积污水栅渣量取污水)3310/MW233细格栅设计计算1格栅间隙数N设计污水水量Q,污水流量总变化系数DM/303ZK145Z东北大学秦皇岛分校课程设计第11页最大设计流量3013472/246AQLS3MX505/ZAKM设栅条间隙B001M,栅前水深H04M,污水流过格栅的速度V07M/S,格栅安装倾角75。MAXSIN7518QNBHV每座个6012格栅槽总宽度B设栅条宽度01SM栅槽宽度M39120BN)(3过栅水头损失1H1024/3SINHKVGB设计水头损失,M;1H计算水头损失,M;0G重力加速度,M/S2;K系数,格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数,一般采用3;阻力系数,与栅条断面形状有关,可按手册提供的计算公式和相关系数计算。设栅条断面为锐边矩形断面,242,代入数据24/310SINVHKKBG东北大学秦皇岛分校课程设计第12页24/30172SIN53017696M4栅后槽的总高度H设栅前渠道超高,栅前水深H04M,栅格水头损失H02MH17601764308765进水渠道渐宽部分长度1L设进水渠宽B1085M,渐宽部分展开21ML7402TAN85390TA216格栅的总长度L1125TAH进水渠道渐宽部位的长度L10935M,栅前槽高MHH7021格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度2LHL7839215837TAN05169031TAN015217每日栅渣量WMAX186420ZQK单位体积污水栅渣量栅渣量1330/1M污水)3MAX1864540/0ZWD宜采用机械清渣东北大学秦皇岛分校课程设计第13页233细格栅设计草图图22细格栅草图234除渣设备选取格栅除污机选取选用3台XWB型系列背耙式格栅除污机,主要规格性能见表22。表22格栅除污机性能型号格栅宽度(MM)齿耙有效长度(MM)安装倾角()格栅间距(MM)提升速度(M/MIN)电机功率(KW)XWB102510001006080720305东北大学秦皇岛分校课程设计第14页24沉砂池241沉砂作用及选型沉砂池的功能是利用物理原理去除污水中密度较大的无机颗粒污染物,如泥沙,煤渣等,他们的相对密度约为265城镇污水处理厂一般均应设置沉砂池。沉砂池常见的形式有平流式沉砂池、曝气沉砂池、竖流式沉砂池及涡流式沉砂池等,本工艺选取曝气沉砂池。242沉砂池一般规定普通沉砂池的沉砂中约含有15的有机物,使沉砂的后续处理难度增加,采用曝气式沉砂池可克服这一缺点。曝气沉砂池是在池的一侧通入空气,使池内水流产生与主流垂直的横向旋流。曝气沉砂池的优点是通过调节曝气量,可以控制污水的旋流速度,使除砂效率较稳定,受流量变化的影响较小。同时还起到预曝气的作用。曝气沉砂池的设置位置同平流式沉砂池一样。243曝气沉砂池设计数据旋流速度应保持02503M/S;水平流速为01M/S;最大时流量的停留时间为13MIN;有效水深为23M,宽深比一般采用115;长宽比可达5,当池长比池宽大的多时,应考虑设置横向挡板;处理每立方米污水的曝气量为0102M3空气;空气扩散装置设在池的一侧,距池底约0609M,送气管应设置调节气量的阀门;池子的形状应尽可能不产生偏流或死角,在集砂槽附近可安装纵向挡板;池子的进口和出口的布置,应防止发生短路,进水方向应与池中旋流方向一致,出水方应与进水方向垂直,并宜设置挡板东北大学秦皇岛分校课程设计第15页池内应考虑设消泡装置。244沉砂池设计计算2441设计参数设计流量QMAX05034M3/SSMQ/5034MAX停留时间T2MIN水平流速V010M/S沉沙量360/1X曝气量32DM空气(污水)2442沉砂池设计计算1有效容积3MAX6053426048VQTM(2)水流断面积2AX1AV(3)池总宽设设计有效水深为,则2HM250417ABH在10到15之间28(4)每格池子宽度51728BBM(5)池长6043VLA东北大学秦皇岛分校课程设计第16页(6)平面尺寸2517BLM7每小时所需空气量设330/D空气污水MAX6248/QQH8沉沙室沉砂斗体积V3AX6605302841011ZXTVMKT沉沙时间,取2D。每个沉砂斗容积每个分格有两个沉沙斗,每座沉砂池有四个沉沙斗。30452VM沉砂斗上口宽103TAN5H斗高,M,取3305HM斗底宽,M,取11A斗壁与水平面的倾角为,带入得00312TAN5TAN53HM沉砂室高度采用重力排砂,设池底坡度为006,坡向砂斗。沉砂室由两部分组成沉砂斗和沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分,沉砂室的宽度为。20LA20210249LAM3264H砂池总高度东北大学秦皇岛分校课程设计第17页取超高则103HM206429HM245沉砂池设计草图图23曝气沉砂池草图246除砂设备采用吸砂泵除砂和砂水分离器。吸砂泵采用200PNS30,砂水分离器采用GC220。吸砂泵如表23泵型号流量/HM扬程转速MIN/R配套柴油机(马力)吸程M备注东北大学秦皇岛分校课程设计第18页200NPS3054048980180658进6出电机KW6表23吸砂泵数据25配水井251配水井设计要求(1水力配水设施基本的原理是保持各个配水方向的水头损失相等。(2配水渠道中的水流速度应不大于10M/S,以利于配水均匀和减少水头损失。(3从另外一个方向和用其中的圆形入口通过内部为圆筒形的管道,向其引水的环形配水池,当从一个方向进水时,保证分配均匀的条件是A应取中心管管径等于引水管管径。B中心管下的环形孔高应取02505D1C当污水从中心管流出时,不应当有配水池直径和中心管直径之比(D/D1)大于15。D在配水池上部必须考虑液体通过宽顶堰自由出流。E当进水流量为设计负荷,配水均匀度误差为1;当进水流量偏离设计负荷的25时,配水均匀误差为29。252配水井设计计算在沉砂池后设一配水井,负责向4个SBR池配水1设计参数最大设计流量3MAX05/QS水力停留时间1MIN2设计计算(1)有效容积3MAX05346024VQTM东北大学秦皇岛分校课程设计第19页(2)池面积取有效水深为3HM2/3024/1068AVH(3)池平面尺寸取36M13514D(4)池总高度取超高105HM1035HHM(5)矩形宽顶堰进水从配水井底部中心进入,经等宽度堰流入4个水斗由管道接入,每个后续处理构筑物的处理水量,配水渠采用矩形宽顶溢流堰3MAX/4053/1258QQ至配水管。过堰水深H因为单个出水溢流堰的流量为,一般大于100L/SSLSMQ/8512/125803采用矩形堰,所以本设计采用矩形堰。2/3HGMBQQ矩形堰的流量M流量系数,初步设计时采用420MB堰宽,M,取堰宽B1MGQH16023配水管管径,设配水管管径,流量DMD4502HMQ/75413配水渠斗上口径D按照配水井内径的15倍设计MD5403615东北大学秦皇岛分校课程设计第20页26SBR反应池261SBR工艺介绍根据工艺流程论证,SBR法具有比其他好氧处理法效果好,占地面积小,投资省的特点,因而选用SBR法。SBR是序批式间歇活性污泥法的简称。该工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。其运行操作在空间上是按序列、间歇的。污水连续进入每格池,SBR反应器的运行操作在时间上也是按次序排列的。SBR工艺的一个完整的操作过程,也就是每个间歇反应器在处理废水时的操作过程,包括进水期、反应期、沉淀期、排水排泥期、闲置期五个阶段,这种操作周期是周而复始的,以达到不断进行污水处理的目的。对于单个的SBR反应器来说,在时间上的有效控制和交换,即达到多种功能的要求,非常灵活。SBR工艺的操作过程如下进水期进水期是反应池接纳污水的过程。由于充水开始是上个周期的闲置期,所以此时反应器中剩有高浓度的活性污泥混合液,这也就相当于活性污泥法中污泥回流作用。SBR工艺间歇进水,即在每个运行周期之初在一个较短时间内将污水投入反应器,待污水到达一定位置停止进水后进行下一步操作。因此,充水期的SBR池相当于一个变容反应器。混合液基质浓度随水量增加而加大。充水过程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR充水过程,不仅水位提高,而且进行着重要的生化反应。充水期间可进行曝气、搅拌或静止。曝气方式包括非限制曝气(边曝气边充水)、限制曝气(充完水曝气)半限制曝气(充水后期曝气)。反应期在反应阶段,活性污泥微生物周期性地处于高浓度、低浓度的基质环境中,反应器相应地形成厌氧缺氧好氧的交替过程。虽然SBR反应器内的混合液呈完全混合状态,但在时间序列上是一个理想的推流式反应器装置。SBR反应器的浓度阶梯是按时间序列变化的。能提高处理效率,抗冲击负荷,防止污泥膨胀。东北大学秦皇岛分校课程设计第21页沉淀期相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池,停止曝气搅拌后,污泥絮体靠重力沉降和上清液分离。本身作为沉淀池,避免了泥水混合液流经管道,也避免了使刚刚形成絮体的活性污泥破碎。此外,SBR活性污泥是在静止时沉降而不是在一定流速下沉降的,所以受干扰小,沉降时间短,效率高。排水期活性污泥大部分为下周期回流使用,过剩污泥进行排放,一般这部分污泥仅占总污泥的30左右,污水排出,进入下道工序。262SBR工艺特点1工程简单,造价低;2时间上有理想推流式反应器的特性;3运行方式灵活,脱N除P效果好;4良好的污泥沉降性能;5对进水水质水量波动适应性好;6易于维护管理。263SBR系统设计计算主要参数BOD污泥负荷SSAQCLEV污水进水量;S3/MD进水的平均BOD5;SGL曝气池容积;V3曝气时间比;E/24AENT东北大学秦皇岛分校课程设计第22页周期数;N周期/D一个周期的曝气时间;ATH;SL025/KGBODMLS反应池数N4;反应池水深H5M;排除比;1/25M活性污泥界面以上最小水深;05MMLSS浓度;/ACGL1曝气时间241402685SASATHLM2沉降时间初期沉降速度417MAX70AVTC水温时1417AX28/MH水温时20417MAX71036/V因此,必要的沉降时间为水温时0CMAX1/51/205148SHTHV水温时20MAX1/51/205736SHT水温()C(3)排出时间东北大学秦皇岛分校课程设计第23页沉淀时间在0714H之间变化,排除时间2H左右,与沉淀时间合计为3H。(4)运行周期一个周期所需时间为26835CASDTH所以周期次数为4568N取N4,则一个周期为6H。(5)进水时间进水时间/15FCTNH(6)反应池容积3230468754SMVQMN进水变动讨论根据进水时间15H/周期(四池四周期的场合)和进水流量模式,一个周期的最大进水量变化比为R15。超过一周期污水进水量与V的对比,Q/1/51/20QVRM如其他反应池尚未接纳容量,考虑流量之变动,各反应池的修正容量为3/468765M反应池水深5M,则必要的水面积为56215M此外,在沉淀排除工艺中可能接受污水进水量V的10,则反应池的必要安全容量为302146875VQM468752反应池水深5M,则必要的水面积为东北大学秦皇岛分校课程设计第24页251620315M选定每池尺寸为长44M,宽24M,深5M。,符合条件。42105632SLB采用超高05M,则池全深为55M。排水结束时水位12515273HM基准水位2541751H高峰水位3M警报,溢流水位450H污泥界面125SM()内数字为在排出阶段可能进水量为V的10的情况。(6)需氧量计算1)需氧量SBR反应池需氧量计算公式为2/RRRSOAQSBXVASBQL微生物代谢有机物需氧量微生物自养需氧量BSR去除的5BOD1402/RSMGL查表得取,A9B东北大学秦皇岛分校课程设计第25页33222014520053142019590/1/ROKGODKGH2)供气量的计算本设计采用网状膜型中微孔空气扩散器,敷设于距池底03米处,淹没水深47米,计算温度定位。20C选用WM180型网状膜空气扩散装置。其特点是不易堵塞,布气均匀,构造简单,便于维护和管理,氧的利用率较高,每扩散器服务面积,动力效率,氧利用率。205M273/KGOKWH125水中溶解氧饱和度,。91/SCL0763/SCMGL空气扩散器出口的绝对压力BP39810BPH其中P大气压力,5130AH空气扩散装置的安置深度,M535103984761BAP空气离开曝气池面时,氧的百分比2791ATEQ其中空气扩散装置的氧转移率,一般612。A对于网状膜中微孔空气扩散器,取12,代入AE2101896792TQ曝气池混合液中平均氧饱和度(按最不利温度条件),即30C50614TSBTSPBOC其中,CS是大气压力下,氧饱和浓度MG/L,得53073896730245189/22SBMGL换算为在的条件下,脱氧清水的充氧量。C东北大学秦皇岛分校课程设计第26页氧饱和浓度20189702/SBCMGL时脱氧清水充氧量为2002014SBTSTJR污水杂质影响修正系数取08污水含盐量影响修正系数取09混合液溶解氧浓度取2JC气压修正系数取12022200816458/8974OROKGHSBR反应池供气量GS为330126/21/MIN3SAGMHE每立方污水供气量3409S空气/污水(7)空气管系统计算曝气池总平面面积1056每个空气扩散器的服务面积按05计算,则所需2M2M空气扩散装置的总数为105621为安全起见,可设置2200个。则每个空气扩散装置的配气量为31273659/0SGMH8SBR产泥量及排泥系统1)SBR产泥量/RRRRSRSQSXAQSBXVABALS东北大学秦皇岛分校课程设计第27页微生物代谢增殖系数,1A/KGVSBOD微生物自身氧化率B1/D参考类似经验数据,设,则有07A05B5307269/4XKGD假定排泥含水率为98,则排泥量为335/10SQMDP98P或3369625/10SD92考虑一定的安全系数,则每天排泥量为。30/MD2)排泥系统剩余污泥通过重力作用进入污泥管路,排入集泥井。27鼓风机及曝气设备选取271鼓风机房鼓风机房要给曝气沉砂池和SBR池供气,选用TS系列罗茨鼓风机。选用TSD150型鼓风机三台,工作两台,备用一台。272设备参数流量3204/MIN升压1KPA配套电机型号4YL功率30W转速12/INR东北大学秦皇岛分校课程设计第28页机组最大重量730KG设计鼓风机房占地2210LBM28滗水器现在SBR工艺一般都采用滗水器排水,滗水器排水过程中能随水位的下降而下降,使排出的上清液始终是上层清液。为防止水面浮渣进入滗水器被排走,滗水器排水口一般都淹没在水下一定深度。目前SBR使用的滗水器主要有旋转式滗水器,套筒式滗水器和虹吸式滗水器三种。本工艺采用旋转式滗水器,旋转式滗水器属于有动力式滗水器,应用广泛,适合大型污水处理厂使用。本工艺采用XB1800型旋转式滗水器。29集泥井291集泥井容积的计算考虑构筑物的每日排泥量为,需要在20H内抽完,集泥井容积定为污390/MD泥提升泵提升流量的10MIN的体积3907526/1V292集泥井尺寸的计算设有效池深为5M,平面面积为设计尺寸,集泥井为地下235M2753LBM式,池顶加盖,有潜污泵抽送污泥,池底相对标高55M,最高泥位05M,最低泥位05M。东北大学秦皇岛分校课程设计第29页293污泥提升泵的选择选择GMP型自吸式离心泵马力20KW相数3极数4型号GMP320150口径150MM质量110KG流量3180/MH最大流量2扬程175M最高扬程240M选用六台,两台备用294集泥井特点同轴直接式构造,效能高、体型小、重量轻,不占空间,安装方便;采用机械轴封,保证不漏水,不损轴心,延长寿命;本体特殊构造自吸能力强,自吸时间短;叶轮采用开放式,污水杂物的输送能力强;抽水机置于陆上,装卸维修容易;只要一次加水运转,即可免除往后灌水的麻烦;泵吸入口高于动叶轮;吸入口设止回阀;设空气分离室来有效隔离空气和水;泵体、叶轮材质可按用户要求采用不锈钢。东北大学秦皇岛分校课程设计第30页210接触池2101接触池简介城市污水经过一级或二级处理后,水质改善,细菌含量也大幅减少,但其绝对值仍很客观,并有存在病原菌的可能。因此,污水排入水体前应进行严格消毒,特别是医院、生物制品以及屠宰场等有致病菌污染的污水,更应严格消毒。目前,用消毒剂消毒能产生有害物质,影响人们的身体健康已广为人知,氯化是当今消毒采用的普遍方法。氯与水中有机物作用,同时有氧化和取代作用,前者促使去除有机物或称降解有机物,而后者则是氯与有机物结合,氯取代后形成的卤化物是有致突变或致癌活性的。所以,目前污水消毒一是要控制恰当的投剂量,二是采用其它消毒剂代替液氯或游离氯,以减少有害物的生成,消毒设备应该按连续工作设置。消毒设备的工作时间、消毒剂代替液氯或游离氯,以减少有害物的生成。消毒设备应按连续工作设置,消毒设备的工作时间、消毒剂投加量,可根据所排放水体的卫生要求及季节条件掌握。一般在水源的上游、旅游日、夏季应严格连续消毒,其他情况可视排除的水质以及环境要求,经有关单位同意,采用间断消毒或酌情减少消毒剂投量。目前常采用的污水消毒剂是液氯,其次是漂白粉、臭氧、次氯酸钠、氯片、氯胺、二氧化氯和紫外线等,其中液氯效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜。其他消毒剂如漂白粉投量不准确,溶解调制不便。臭氧投资大,成本高,设备管理复杂。其他几种消毒剂也有很明显的缺点,所以目前液氯仍然是消毒剂的首选。2102接触池计算本设计采用1个5廊式平流式消毒接触池,计算如下1消毒接触池容积VQT式中东北大学秦皇岛分校课程设计第31页V接触池单池容积,3MT消毒接触时间,一般取30MIN,设计中取,设计投氯,0INTMAX5/GL353469012VQ2消毒接触池表面积1FH式中消毒接触池有效水深,1设计取,3HM2104VF3消毒接触池池长LB式中消毒接触池廊道总长,M消毒接触池廊道单宽,。设计中取,3B024168L接触消毒池采用5廊道,消毒接触池长为03M消毒池长宽比合乎要求。168510LB4池高设计中取超高为,203HM12H东北大学秦皇岛分校课程设计第32页5接触池总体积33109VM6每日投加氯量MAX274/WQKGD式中最大投药量;AX最大污水量。M6加氯设备液氯由真空转子加氯机加入,加氯机设计二台,采用一用一备。每小时的加氯量为217453/KGH设计采用ZJ1型转子加氯机。211巴氏计量槽2111巴氏计量槽计算(1)上游渠道宽上游渠道水流速,最高时污水量为,水深取,1048/VMS3054/MS15HMMAX1537QBVH上游渠道长度1125015LM(2)咽喉宽度W计量槽咽喉宽度取渠道宽的1/2,则1057035B(3)校核上游渠道宽度东北大学秦皇岛分校课程设计第33页1204812350489BWM(4)渐扩段出口宽度236(5)下游渠道水深下游与上游水深比取06,则下游渠道水深2106509HM(6)上游渐缩段长度531275CW(7)上游水位观察孔位置上游渐缩段渠道壁长度为222109351740BACM水位观测位置140933DM喉长取600MM,下游渐宽段取900MM。(8)巴氏计量槽长度咽喉段长度06M,下游渐扩段长度取09M,巴氏槽总长度为206913750692875LCM(9)下游渠道长度3154BM(10)上下游渠道及巴氏槽总长度12375289125L,符合要求。/9/0140B东北大学秦皇岛分校课程设计第34页2112巴氏计量槽图图25第3章平面及高程布置31污水厂平面布置311平面布置原则(1)处理构筑物的布置应紧凑,节约用地并便于管理。池形的选择应考虑占地多少及经济因素。圆形池造价低,但进水出水较复杂。方形池或矩形池池墙较厚,但可利用公共墙壁以节约造价,且布置可紧凑,减少占地。一般小型处理厂采用圆形池较为经济,而大型处理厂则以采用矩形池为经济。除了占地、构造和造价等因素以外,还应考虑水利条件、浮渣清除,以及设备维护等因素。每一单元过程的最少池数为两座,但在大型污水处理厂中,由于设备尺寸的限制,往往设多池。当发生事故,一座池子停止运转时,其余的池子负荷增加,必须计算其对出水水质的影响,已确定每一池子的尺寸。根据生产实践,每一单独处理池的能力可达1020万M3/D。东北大学秦皇岛分校课程设计第35页在选择池子的尺寸和数目时,必须考虑污水厂的扩建。对每一种单元过程的全部处理池,最好采用相同的尺寸,且避免应在初期运行时有过大的富余能力。(2)处理构筑物应尽可能按流程顺序布置,以避免管线迂回,同时应充分利用地形,以减少土方量。(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,应考虑朝阳。(4)在布置总图时,应考虑安装充分的绿化地带。(5)总图布置应考虑远近期结合,有利条件时,可按远景规划水量布置,将处理物分为如干系列,分期建设。远景设施的安排应在设计中仔细考虑,除了考虑,除了满足远景处理能力的需要而增加的处理池以外,还应为改进出水水质的设施预留场地。(6)构筑物之间的距离应考虑敷设灌渠的位置,运转管理的需要和施工的要求,一般采用510M。(7)污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合,以策安全,并方便管理。污泥消化池应距初次沉淀池较近,以缩短污泥管线,但消化池与其他构筑物之间的距离不应小于20M集气罐与其他构筑物的间距则应根据容量大小按有关规定办理。(8)变电站的位置宜设在耗电量大的构筑物附近,高压电线应避免在厂内架空敷设。(9)污水厂内管线种类很多,应考虑综合布置,以避免发生矛盾。污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流。自流管道应绘制纵断而图。(10)如有条件,污水厂内的压力管和电缆可合并并敷设在一条管廊或管道沟内,以利于维护和维修。(11)污水厂内应设超越管,以便在发生事故时,使污水能超越一部或全部构筑物,进入下一级构筑物或事故溢流。(12)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。312布置内容1处理构筑物与辅助构筑物(如泵站、配水井)的布置。2各种管线,辅助建筑物(如鼓风机房、办公楼、变电站)的布置。3道路、绿化等的布置。东北大学秦皇岛分校课程设计第36页32污水厂管道布置321管道布置原则(1)考虑,协调布置。(2)布置管道和渠道时要尽量缩短管线长度,节约投资费用;注意埋深,尽量不要埋深太深,否则挖掘费用太高,而且将来维修不方便,同时埋深不得高于当地冻线标高。(3)管道和渠道布置时避免转弯,尽量直线,降低局部损失和弯头的数量;在管道的转弯和交叉处应该设有清扫口。(4)从便于维修、清刷和减少水头损失的角度考虑,连接污水处理构筑物之间的管渠,以矩形明渠为宜,明渠多由钢筋混凝土制成,也可采用砖砌,必要时或在必要部位,也可以采用钢筋混凝土管或铸铁管。(5)为了防止污水中的悬浮物在管渠内沉淀,污水在明渠内必须保持一定的流速。(6)对于污水管的设计,由于存在污水量的变化,注意各构筑物间污水管的设计流量。(7)当活性污泥处理采用鼓风曝气时,空气管的敷设应注意入地后的防腐保护,当用离心风机供风时,由于温度可达到80左右或更高,一般采用钢管为宜,刚挂配件连接处的垫料宜采用耐热材料,若钢管长距离裸露,还应验算受热后的应力和变形。(8)污水处理厂内的主要构筑物一般不少于2个,并按并联设计,若构筑物间的连接管渠只有一根,在发生事故或需要维修时可能使整个污水处理厂的功能受影响。由于污水处理厂内管线复杂,为便利检修维护,在国外的一些大规模污水处理厂中,已把各类管线收纳在管廊中,在保证管线坡度和支撑固定等要求外,应保证检修的方便。33污水厂高程布置331高程布置原则(1)为了保证污水在各构筑物之间能顺利自流,必须精确计算个构筑物之间的水头损失,包括沿程损失、局部损失及构筑物本身的水头损失。此外,还应考虑污水厂扩建时预留的储备水头。(2)进行水力计算时,应考虑距离最长,损失最大的流程,并按最大设计流量计算。当有二个以上并运行的构筑物时,应考虑一般构筑物发生故障时,其余构筑物须负担东北大学秦皇岛分校课程设计第37页全部流量的情况。计算时还须考虑内淤积,阻力增大的可能。因此,必须留有充分的余地,以防止水头不够而发生涌水现象。(3)污水厂的出水管高程,须不受水体洪水顶托,并能自流进行农田灌溉。(4)各处理的水头损失,按表31估算表31主体构筑物水头损失构筑物水头损失构筑物水头损失格栅1025沉砂池1025生物滤池270280平流沉淀池2040曝气池2550竖流沉淀池4050混合池1030辐流沉淀池5060接触池1030(5)污水厂的场地竖向布置,应考虑土方平衡,并有利于排水。第4章技术经济分析与监测方法41技术经济分析计算依据依据建设部建标1996628号市政工程可行性研究投资估算编制方法所要求的文本格式、内容,建设部建标1996628号全国市政工程投资估算指标,结合建设部文件“计价格200210号”工程勘察设计收费标准2002修订本规定,以及现行的法律、法规、投资政策等进行编制。污水厂项目总投资项目总投资第一部分费用第二部分费用第三部分费用第一部分费用包括建筑工程费,设备、器材、工具等购置费,安装工程费;第二部分费用包括建设单位管理费、征地拆迁费、工程监理费

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