污水处理厂水污染控制设计计划书

污水处理厂 水污染控制设计 计划书 第一章 设计总论 程设计的目的 本课程设计是结合课程所讲授内容，通过设计一个污水处理厂，使每一个学生得到一次综合运用所学知识，独立完成某一城市污水处理厂设计的初步训练，从而巩固课堂所学的理论知识，培养和提高学生解决实际问题的能力。 1、程设计的基本方法、步骤、技术资料的运用； 2、基本计算方法及绘图能力； 3、综合运用本课程及其他有关课程的理论知识，解决工程实际问题； 4、熟悉贯彻国家环境保护和基本建设等的各项政策的训练。 程设计的任务和要求 1、完成某城市污水处理厂工艺设计、平面布置、高程布置达到初步设计要求，书写详细的设计说明书和计算书，学生必须在教师指导下，独立和全面地完成设计任务，设计分段进行，每段完成得到教师同意后，方能进行下一段设计。 2、工厂的工业废水要经过处理才能排入城市下水道中，根据所给的工业废水性质写出必要的处理工艺流程。 3、完成初步设计图纸 4张：污水处理厂总平面布置图、高程图布置图、氧化沟设备图及任选一个设备工艺图。 4、要写出污水处理图，计算书要附有草图、说明书要有目录、章节分明、文理通顺、字体清楚 ，用钢笔书写或打印。图面布置适当、紧凑、符合规范、文字工整、线条清晰、图面清洁。 计资料 1、城市现状及发展 某市现有人口 95000人，运期人口约为 1417万人。是一个以炼铝、铁合金、化工为主的新兴城市。位于湖南中部，涟水中游，河流由西往东在该市东边经过。全城西南角为工业区，东北角为商业区。该市尚无完整的污水处理系统。城市污水、工业废水、径流雨水均排入水体。 2、气象水文资料 气温：全年四季分明，年平均气温 2 雨量：年平均降雨量 年降雪日 79日，降雪量 8厘米以下 12天既熔化；年最高降雨量 低降雨量： 风向：夏季主风向：西南风；最大风力： 8级；最大风速： 24m/s。 水文：区域内河流最高水位 低水位 42m，最大流量 4440m3/m，最小流量 s，最小流速 s。 水质：见下表 1 1。 表 1 1 河流水质情况 冬（ 1月份） 夏（ 7月份） 水 温 7 31 ) O() ,4 SS() 20 20 源：照明工业用电可保证。 3、废水来源 1） 生活污水来源 近期人口： 128000人；远期人口： 按 60人 /估算； 大约 1619万人；生活污水水质（单位： ）见下表 1 2： 表 1 2 生活污水水质 项目 S N 度 60 300 160 30 5 2）工厂区生活污水和工厂区工业废水 表 1 3 厂区污水性质 企业名称 生活污水（ m3/d） 工业废水（ m3/d） 工业废水水质（ ） 人数 铝 厂 250 105 450、 F ： 120 铁合金厂 40 200 600、 2 9870 化工厂 250 320 200、 870 2 工厂生活污水和工业废水的最大排放量 表 1 4 最大污水排放量 3 企业名称 铝厂 铁合金厂 化工厂 生活污水（ L/s） 业废水（ L/s） 二章 工艺流程的确定 工业废水处理工艺流程的确定 根据综合污水排放标准（ 978 1996）的标准分级，排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，执行三级标准。综合污水排放标准的三级排放标准为： 300、 400 、 F ： 20 、 0.5 、 69。 1、铝厂工业废水的处理 铝厂的工业废水水质为： 105、 450 、 F ： 1.5 。 由以上可看出铝厂工业废水的 需对其进行沉砂处理，就可以达到标准，处理的工艺流程如下： 格栅 调节池 沉砂池污水 外排2、铁合金厂工业废水的处理 铁合金厂的工业废水水质为： 200、 600 、 2 。 由以上可看出铁合金厂工业废水的 标，需对其进行处理，通过化学混凝沉淀去除 再经过沉淀而达到要求，处理的工艺流程如下： 格栅 调节池 沉砂池污水外排混合反应池还原剂：亚硫酸盐、硫代硫酸盐等3、化工厂工业废水的处理 化工厂的工业废水水质为： 320、 200 、 由以上可看出化工厂工业废水的 对其进行处理，但由于过简单的沉淀即可达到要求，通过中和处理而使 理的工艺流程如下： 4 格栅 调节池 城镇污水处理工艺流程的确定 根据地表水环境质量标准（ 8382002）的水域功能和标准分类，涟水（表 1于 类水域。 根据综合污水排放 标准（ 978 1996）的标准分级，城镇二级污水处理厂的污水排放执行一级标准。综合污水排放标准的一级排放标准为： 0、 0、20 、氨氮： 15、 、 F ： 10 、 0.5 、 69。 由（表 1（表 1知本污水的处理特点为： 1污水以有机污染物为主，生化性良好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；2污水中主要污染物指标 虑有机污染物、 N、 行交替好氧厌氧，选用 泥处理则采用最常用的污泥重力浓缩、机械脱水。处理工艺流程如下： 料衡算 经过查找多方工具书，得到不同处理构筑物对各污染指标的处理效果，可知污水经过本工艺的处理，基本可以达到综合污水排放标准（ 978 1996）的一级排放标准。现列表如下： 表 2 物料衡算表 ( 单位： ) 进水 出水 去除率 进水 出水 去除率 中格栅 细格栅 平流式沉砂池 178 169 5% 300 294 2% 卡式氧化沟 169 17 90% 294 0% 二沉池 17 16 5% 7 第三章 污水处理工艺流程设计计算 活污水量的计算 在本设计中，污水处理厂的设计采用最大流量，不考虑雨水带来短期流量变化。 共二期工程，目前一期工程只考虑近期人口的设计计算，并预留二期工程的面积。 该市为中小型城市，查工具书得用水配额 q=150L/d， N=128000万 则 Nq=150128000=19200000L/d= s 1、生活污水： 、工业用水： 、污水总量： 1+，后面计算用 格栅 本污水处理厂设置中、细两道格栅。格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截，以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害。 S 进水 出水 去除率 进水 出水 去除率 中格栅 260 244 6% 细格栅 244 224 8% 平流式沉砂池 30 29 224 120 55% 卡式氧化沟 29 3 90% 二沉池 3 % 3500 18 6 设计说明：栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为 s，该设计中取流速为 s。本设计选用平面矩形格栅（两座） 图 3格栅示意图 栅的间隙数量 n 取过栅流速 s， 格栅倾角 =60，栅条间距 b=40 前水深 式中 : 最大设计流量， m3/s 格栅倾角； b栅条间隙， m； h栅前水深， m，取 v污水流经格栅的速度， m/s。 栅槽总宽宽度 B 设计采用圆钢为栅条，即 s = B=S（ n 1） +bn=52 1)+2=m 取两座平行，则： 栅水头损失 栅条断面形状为矩形，则 式中 : 过栅水头损失， m； 计算水头损失， m； 阻力系数，其值与栅条断面形状有关，矩形取 g重力加速度，取 k格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般取 3。 后槽的总高度 7 式中 : 栅前渠道超高，取 栅的总长度 1 2 1L = L + L + 1 0 H /tg a=中 : 进水渐宽部位长度 ； 进水渠渠宽，取 0.8 m； a水渠渐宽部分展开角， 20 ； 出水渠道渐窄部位长度， 日栅渣量的计算 工程格栅间隙为 30 03 式中： 活污水流量总变化系数， 因为每日栅渣量 ，宜采用机械清渣。 渣设备 栅除污机， 2台， N= 提升泵房 设计流量 s，考虑到经济实用性，拟采用 500片安装角度为 0，功率 30为污水提升装置，共配备 3台螺旋泵，其中一台备用。 每台泵的设计水量为： Q m3/s=m3/s，集水池容积 ： 细格栅 如中格栅，仍拟建 2座细格栅，并立运行，设计如下： 图 3格栅和平流沉砂池示意图 8 计参数 设计流量 m3/s，栅前水深 栅流速 v=s， 栅条间隙 b=10前长度 后长度 格栅倾角 a=60，栅条宽度 S=10前渠超高 条的间隙 n 栅的建筑宽度 B 设计采用圆钢为栅条，即 s = B=S（ +bn= 165+65=m 取两座平行，则： 过栅头的水头损失 格栅断面为矩形断面，则经计算（见 m。 后槽总高度 h 总 槽总长度 L 日栅渣量 工程格栅间隙为 5 03 拦截污物量大于 0.2 m3/采用机械清栅。 渣设备 400旋转 格栅除污机 2台，电机功率 平流式沉砂池 平流式沉砂池是常用的形式，污水在池内沿水平方向流动，具有构造简单、工作稳定、截留物及颗粒效果较好的优点。权衡比较之后，考虑到拟建污水处理厂的水质特点，从实际处理效率和经济运行成本出发，决定采用平流式沉沙池。 计数据 （ 1）最大流速为 s，最小流速为 s； （ 2）最大流量时停留时间不小于 30s，一般采用 30 60s； （ 3）有效水深应不大于 般采用 1m，每格宽度不宜小于 （ 4）进水头部应采取效能和整流措施，在本设计中通过前端安置细格栅和预留缓冲距离（ 2m）的方式达到要求； 9 （ 5）池底坡度一般为 设置除砂时，可根据设备要求考虑池底形状； （ 6）设计 2个沉砂池平行处理，则 Q =m3/s。 沙池长度 L 取最大流速 v=s，设计停留时间 t=40s，则 L=0=8.8 m。 流断面 A 总宽度 B 取设计有效水深 设成两格沉砂池，则 B/2 砂室所需容积 V 式中 城市污水沉砂量，取 其中 d， 前面计算。 设每一分格有两个沉砂斗，每个沉砂斗容积 V/2=0.8 沉砂斗各部分尺寸 设贮砂斗底宽 壁与水面的倾角为 60，贮砂斗上 口宽 6 贮砂斗高 2/ 由 ，所以符合要求。采用重力排砂。 总高度 H H h1+h2+m=m 算最小流速 最小流量时，池内最小流速 s，所以符合要求。 水井 取水力停留时间为 5 V 60 有效深度为 5m，则面积 A V/5=R 2m。 化沟 卡鲁塞尔氧化沟将厌氧、缺氧、好氧过程集中在一个池内完成，各部分用隔墙分开自成体系，但彼此又有联系。该工艺充分利用污水在氧化沟内循环流动的特性，把好氧区和缺氧区有机结合起来，实现无动力回流，节省了去除硝酸盐氮所需混合液回流的能量消耗。冲击负荷能力和运行管理方便等优点，已经得到了广泛的应用。所以在本设计中我们也将选择卡鲁塞尔氧化沟作为生物处理工艺。 10 图 3化沟示意图 计出氧化沟的尺寸，再计算氧化沟的需氧量。在设计时考虑到运行安全等原因，设立两座氧化沟： 计参数 （ 1）氧化沟中循环流速为 s，有效深度 4m； （ 2）进水 00，出水 5； （ 3）根据他人经验性数据 ,我们假定氧化沟中挥发固体浓度 X=3000L二沉池底挥发固体浓度 0000L （ 4）回流比为 R ，污泥龄 10d； （ 5）产率系数 Y=生物自身衰减系数 水深度 据流量和深度（表 1 1得计算得总 239250kg/d，则可得 239250/28955.5 kg/ 化沟所需容积 V 取出 水 浓度 15 ，小于排放标准 20 ；取 泥负 荷 比 d) （取 10600m） 分为两座氧化沟，则每座氧化沟的体积为 V/2=5300 气时间（水力停留时间） t t V/Q=1060024/.7 h 余污泥量 按污泥量计算，每座氧化沟的剩余污泥量为： 泥回流比 R 化沟主要尺寸 已知单座氧化沟的容积为 7000水深 H 宽为 B 7m，则氧化沟的长度为： 11 将氧化沟分为 4廊道，则每廊道的长度 221/4 m=m。 氧量 曝气设备 采用转盘式机械曝气机： 57r/转刷 浸没 水 深 ： 250气能力为 40 h。共采用 10台设备，安装位置见图 3 3。 配水孔传动装置栏杆中心架1:20浮渣刮板导流墙出水总渠溢流渠出水渠浮渣挡板刮板衍架图 3流式沉淀池示意图 沉池 二次沉淀池是活性污泥系统重要的组成部分，它的作用是泥水分离，使混合液澄清，浓缩和回流活性污泥。在本设计中采用的是周边进水、周边出水的辐流式沉淀池。采用两座池。 沉池主要尺寸 1 池表面积 A=Q1/q= 式中： q水力表面负荷， m2h)。由 3000，查表取 1.1 m2h)。 2 单池面积 A/n= 3 池直径 D= 4 沉淀部分有效水深 h2=q T=3.3 m 12 5 沉淀部分有效容积 V= 6 沉淀池底坡落差 取池底坡度 i= h4=i（ D/2 2） = 7 沉淀池周边（有效）水深 H0=h2+h3+m (D/3/范规定辐流式二沉池 D/12，符合规定 ) 缓冲层高度取 刮泥板高度取 8 沉淀池总高度 H=H0+h4+沉淀池超高 进水系统计算 1 进水配水槽的计算 单池设计污水流量 =h=s 出水槽端槽宽 槽中流速取 s 进水端水深 出水端水深 2 校核 当水流增加 1倍时 Q=s， v=s 槽宽 1= 13 取槽宽 B= 刮泥设备 采用 35周边刮泥机，功率： 边线速度： 氯间与接触池 氯量计算 投加量取 10，则 Q 018215/24=7.6 kg/h 触池 接触池为两座，池体容积 V Qt/2=60=37.8 中取接触时间 接触池表面积 A V/=径 R 中 m。 接触池的高度为 H h1+.5 m。其 第四章 污泥处理工艺流程的计算 污泥生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高且不稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，若不妥善处理和处置，将造成二次污染。 污泥处理要求如下： 1减少有机物，使污泥稳定化； 2减少污泥体积，降低污泥后续处置费用； 3减少污泥中有毒物质。 常用污泥处理的工艺流程有：污泥重力浓缩、机械脱水， 污泥含水率能达到 80%以下。 泥量的计算 由 湿污泥体积由 m3/d 则总污泥量： m3/d 流井及污泥泵房 设两组回流井，并设停留时间为 回流井体积 V 4= 设半径为 2m，则 h 回流泵采用 3台 100量： 200m3/h。 泥浓缩池 在设计拟采用辐流式重力浓缩池，如图 4 污泥量 缩池面积 A= 其中 c 污泥浓度， 8kg/m； 14 图 4泥浓缩池示意图 P 进泥含水率， M 浓缩池污泥固体通量， 40 /（ m/d）。 缩池直径： D= 缩池工作部分高度 h1 中 T 污泥浓缩时间， 16h。 缩池高度： H=h1+h2+中 超高，取 缓冲层高， 缩后污泥体积： 泥设备 取中心刮泥板 7，外缘线速度： 机功率： 水间 水设备 选用两台 单机处理量 25m3h 2台，一用一备，配用电机功率3理后泥饼含固率 22% 30。 筑物大小 16m（长） ） ） 第五章 污水处理厂的总体布置 水厂厂址选择 循原则 （ 1）应与选定的工艺相适应 ； （ 2）尽量少占农田 ； （ 3）应位于水源下游和夏季主导风向下风向。由当地的资料可知，夏季盛行西南风，所以污水处理厂设于河流对面东北方向，见附图平面管线布置图； （ 4）应考虑便于运输 ； （ 5）充分利用地形 。 15 水厂平面布置 水处理厂平面布置原则 （ 1）处理单元构筑物的平面布置： 处理构筑物事务水处理厂的主体建筑物，在作平面布置时，应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区内平面的位置，对此，应考虑： 贯通、连接各处理构筑物之间的管、渠便捷、直通，避免迂回曲折； 土方量做到基本平衡，并避开劣质土壤地段； 在处理构筑物之间，应保持一定的间距，以保证敷设连接管、渠的要求，一般的间距可取值 510m，某些有特殊要求的构筑物，如污泥消化池、消化气贮罐等，其间距应按有关规定确定； 各处理构筑物在平面布置上，应考虑适当紧凑； 考虑到安全问题，厂内的高压线尽量减少其长度，所以变配电间设置在厂区边缘与泵房相近； 较深的构筑物由于地下部分较深，其周围附近不宜设其他构筑物，距离最好 10米以上。 （ 2）管、渠的平面布置： 在各处理构筑物之间，设有贯通、连接的管、渠。此外，还应设有能够使处理构筑物独立运行的管、渠，当某一处理构筑物因故障停止工作时，其后接处理构筑物，仍能够保持正常的运行； 应设超越全部处理构筑物，直接排放水体的超越管； 在厂区内还设有：给水管、空气管、消化气管、蒸汽管以及输配电线路。这些管线有的敷设在地下，但大部都在地上，对它们的安排，既要便于施工和维护管理，但也要紧凑，少占用地，也可以考虑采用架空的方式敷设； 在污水处理厂区内，应有完善的排雨水管道系统，必要时应考虑设防洪沟渠。 （ 3）辅助建筑物： 污水处理厂内的辅助建筑物有：泵房、鼓风机房、办公室、综合楼、水质分析化验室、变电所、维修间、仓库、食堂等。他们是污水处理厂不可缺少的组成部分。其建筑面积大小应按具体情况与条件而定。有可能时，可设立试验车间，以不断研究与 改进污水处理技术。辅助构筑物的位置应根据方便、安全等原则确定。 在污水处理厂内应合理的修筑道路，方便运输，广为植树绿化美化厂区，改善卫生条件，改变人们对污水处理厂 “不卫生 ”的传统看法。按规定，污水处理厂厂区的绿化面积不得少于30%。 设计污水处理厂的平面布置 16 根据污水处理厂平面布置的原则，本设计污水处理厂的平面布置见附图 用的原则有： （ 1）厂前设计力争创造一个舒适、安全、便利的条件，以利于工作人员的活动。设有综合楼、车库、维修车间及门卫室等。建筑物前留有适当空地可作绿化用。综合楼 前设喷泉一座，以美化环境，喷泉用水为循环水 ； （ 2）设计采用 “一 ”型布置构筑物，其优点是布置紧凑、分布协调、条块分明。同时对辅助构筑物的布置较为有利； （ 3）考虑到空气污染，