某地区污水厂设计.doc

吉林化工学院给水排水专业排水工程课程设计目 录第一章 绪论11.1原始资料21.2设计内容2第二章污水处理工艺的选择32.1水质32.1.2设计要求52.2中格栅的设计计算62.3沉砂池的设计计算82.4初次沉淀池的设计计算112.4.1设计要点112.5 a2/o反应池的设计计算132.5.1设计要点132.5.2设计计算14 2.6二沉池的设计计算192.6.1设计要求192.6.2二次沉淀池的设计202.7浓缩池的设计计算222.7.1设计要点222.7.2.浓缩池的设计232.8 消化池的设计计算252.8.1设计要点25第三章污水厂平面布置283.1.1 污水处理厂的平面布置31结束语33参考文献34- 34 -第一章 绪论 1.1原始资料1.设计题目 污水处理厂a2/o工艺设计2.设计资料（1）废水水量及水质水量：150000m3/d水质：cod250mg/lbod5110mg/l；ss400mg/l ；tn：20 mg/l；tp：10 mg/l；ph：781.2设计内容1、设计方案及设计计算；2、撰写设计计算说明书；3、画图（2张a1号-cad图）；包括：1) 1张污水处理厂工艺流程图，1张构筑物结构图。2) 根据任务书，确定污水厂的工艺流程。选择处理构筑物并通过计算确定其尺寸（附必要的草图）。3) 画出主体构筑物平面，立面和剖面图。第二章 污水处理工艺的选择2.1水质 污水处理厂进、出水水质指标 表2-1序号项 目进 水出 水1cod250802bod5110203ss400204tn2055tp101本设计的处理对象为有生活污水和工业废水组成的城市污水，其中主要污染物质为悬浮物和呈胶体及溶解状态的有机物,即bod、cod及氮的化合物。1.传统活性污泥法虽然对bod、cod、ss等指标都有良好的去除效果，但其脱氮率只有2040%，远不能满足本设计中脱氮80%的要求。2.氧化沟工艺简单，运行管理方便，出水水质好，但污泥浓度高，污水停留时间长，基建投资大，曝气效率低，对环境温度要求高缺点：周期运行，对自动化控制能力要求高；污泥稳定性没有厌氧消化稳定；容积及设备利用率低；脱氮效果进一步提高需要在氧化沟前设厌氧池。3.sbr工艺占地面积小，机械设备少，运行费用低，操作简单，自动化程度高；缺点：间歇运行，对自动化控制能力要求高；污泥稳定性没有厌氧消化稳定；容积及设备利用率低；变水位运行，电耗增大；除磷脱氮效果一般。4.a/o工艺：处理出水水质高、流程简单、无需外加碳源，操作简单，建设和运行费用较低。 5.a2/o工艺:具有较好的除p脱n功能； 具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；技术先进成熟，运行稳妥可靠；管理维护简单，运行费用低；沼气可回收利用综上所述，可得比较适合本经济开发区的工艺是工艺。因为这种工艺具有较好的除p脱n功能； 具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；技术先进成熟，运行稳妥可靠；管理维护简单，运行费用低；沼气可回收利用；国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验技术先进成熟，运行稳妥可靠，最为重要的是该工艺总水力停留时间少于其他同类工艺，节省基建费用，占地面积相对较小。污水处理厂工艺流程图，如图2-1 图2-1 污水处理厂工艺流程图2.1.2设计要求1.污水处理系统前格栅条间隙，应该符合以下要求：a：人工清除2540mm；b：机械清除1625mm；c：最大间隙40mm，污水处理厂也可设细粗两格栅.2.若水泵前格栅间隙不大于25mm时，污水处理系统前可不再设置格栅.3.在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2m3），一般采用机械清除.4.机械格栅不宜小于两台，若为若为一台时，应设人工清除格栅备用.5.过栅流速一般采用0.61.0m/s.6.格栅前渠道内的水速一般采用0.40.9m/s.7. 格栅倾角一般采用45 75 ，人工格栅倾角小的时候较为省力但占地多.8.通过格栅水头损失一般采用0.080.15m.9.格栅间必须设置工作台，台面应该高出栅前最高设计水位0.5m.工作台上应有安全和冲洗设施.10. 格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m.2.2中格栅的设计计算 1.栅条间隙数（n）：设计平均流量:q=150000/(243600)=1.74(m3/s),总变化系数kz=1.2 则最大设计流量qmax=1.851.2=2.09(m3/s)栅条的间隙数n个 式中qmax-最大设计流量，m3/s； -格栅倾角，取=60； b -栅条间隙，m，取b=0.026m； n-栅条间隙数，个； h-栅前水深，m，取h=1.2 m； v-过栅流速，m/s,取v=0.9 m/s；则： n =68.84（个） 取 n=69(个) 则每组中格栅的间隙数为69个.2.栅条宽度(b):设栅条宽度 s=0.01m 栅槽宽度一般比格栅宽0.20.3 m,取0.2 m；则栅槽宽度 b2= s(n-1)+bn+0.2 =0.01(69-1)+0.02669+0.2 2.67m两栅间隔墙宽取0.6m，则栅槽总宽度 b=2.67+0.60=3.27m3. 进水渠道渐宽部分的长度l1.设进水渠道b1=2.0 m，其渐宽部分展开角度 1=20,进水渠道内的流速为0.52 m/s. 4.格栅与出水总渠道连接处的渐窄部长度l2 m , 5.通过格栅的水头损失 h1，m h1=h0k 式中: h1-设计水头损失，m；h0-计算水头损失，m；g-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；设栅条断面为锐边矩形断面=2.42. =0.073(m)6.栅槽总长度l，m 式中，h1为栅前渠道深， m. =4.85(m)7.栅后槽总高度h，m设栅前渠道超高h2=0.3m h=h+h1+h2=1.2+0.073+0.3=1.573(m)8. 每日栅渣量w，m3/d 式中，w1为栅渣量，m3/103m3污水，格栅间隙1625mm时，w1=0.100.01m3/103m3污水；本工程格栅间隙为26mm，取w1=0.05.w=864002.090.051.51000=6.01(m3/d)0.2(m3/d)采用机械清渣.2.3沉砂池的设计计算在污水处理中，沉砂池的主要作用是利用物理原理去除污水中比重较大的无机颗粒，主要包括无机性的砂粒、砾石和较重的有机物质。一般设于初次沉淀池之前，以减轻沉淀池的负荷及改善污泥处理构筑物的条件。目前，应用较多的沉砂池有平流沉砂池、竖流式沉砂池、辐流式沉砂池、曝气沉砂池、涡流沉砂池以及斜板式沉砂池。本设计中采用曝气(aeration)沉砂池。其优点是：通过调节曝气量可控制污水旋转流速，使之作旋流运动，产生离心力，去除泥砂，排除的泥砂较为清洁，处理起来比较方便；且它受流量变化影响小，除砂率稳定。同时，对污水也起到预曝气作用。图2-2 曝气沉砂池计算简图 池子中总有效容积：式中 最大设计流量，取m3/s；最大设计流量时的流行时间，一般为13min，取3min。由此得 m3 水流断面积：式中 水流流速，0.12m/s，取0.1m/s。m2 取21m2。 池总宽度：式中 设计有效水深（23m），取3m。得 m 每格池子宽度：设池子格数格，并按照并联设计。当污水量较小时，可考虑一个工作，一个备用，得 m 池总长度：m长宽比 符合要求 每小时所需空气量：式中 d每m3污水所需曝气量（m3/m3），值为0.10.2，取0.15； 所需曝气量（m3/h）。得 （m3）沉砂斗容积：城市污水的沉砂量可按1530m3/106m3计算，含水率为60%，容重为1500kg/m3。式中 城市污水沉砂量，取30m3/106m3污水； 清砂间隔时间，取2d；得 m3 (8)沉砂室高度：设采用机械排砂，横向池底坡度为0.06坡向砂斗，则沉砂室高度为：m(9)池体总高度：设超高m，则m 采用机械排砂。2.4初次沉淀池的设计计算2.4.1设计要点1.沉淀池的沉淀时间不小于1小时，有效水深多采用24m，对辐流式指池边水深.2.池子的超高至少采用0.3m.3.初次沉淀池的污泥区容积，一般按不大于2日的污泥量计算，采用机械排泥时，可按4小时污泥量计算.4.排泥管直径不应小于200mm.5.池子直径（或正方形的一边）与有效水深的比值一般采用612m.6.池径不宜小于16m，池底坡度一般取0.05.7.一般采用机械刮泥，亦可附有气力提升或净水头排泥设施.8.当池径（或正方形的一边）较小（小于20m）时，也可采用多斗排泥.9.进出水的布置方式为周边出水中心进水.10.池径小于20m时，一般采用中心传动的刮泥机.1.沉淀部分的水面面积：设表面负荷 q=2.0m3/m2h，设池子的个数为4，则（其中q=1.02.0 m3/m2h）f= /nq=150000/24/42.0=790m2 2.池子直径：,d取32m.3.沉淀部分有效水深：设t=1.5h，则h2=qt=2.01.5=3.0m.（其中h2=24m）4.沉淀部分有效容积：v=qmax/ht=150000/31.533333.33m35.污泥部分所需的容积：v1c1进水悬浮物浓度（t/m3）c2出水悬浮物浓度r污泥密度，其值约为1污泥含水率6.污泥斗容积：设r1=2m,r2=1m,=60，则h5=(r1-r2)tg=(2-1)tg60=1.73mv1= h5/3(r12+r2r1+r22)=3.141.73(22+21+11)/3=12.7m37.污泥斗以上部分圆锥体部分污泥体积：设池底径向坡度为0.05，则h4=（r-r1）0.05=（16-2）0.05=0.7mv2= h4/3(r2+rr1+r12)=3.140.7(1616+162+22)/3=213.94m38.污泥总容积：v=v1+v2=12.7+213.94=226.64184.89m39.沉淀池总高度：设h1=0.3m,h3=0.5m,则h=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3+0.5+0.7+1.73=6.23m10.沉淀池池边高度：h= h1+h2+h3 =0.3+3+0.5=3.8m11. 径深比d/h2=32/3=10.67（符合612范围）图2-3 初沉池草图2.5 a2/o反应池的设计计算2.5.1设计要点1. 在满足曝气池设计流量时生化反应的需氧量以外，还应使混合液含有一定的剩余do值，一般按2mg/l计.2.使混合液始终保持混合状态，不致产生沉淀，一般应该使池中平均流速在0.25m/s左右.3. 设施的充氧能力应该便于调节，与适应需氧变化的灵活性.4. 在设计时结合了循环流式生物池的特点，采用了类似氧化沟循环流式水力特征的池型，省去了混合液回流以降低能耗，同时在该池中独辟厌氧区除磷及设置前置反硝化区脱氮等有别于常规氧化沟的池体结构，充氧方式采用高效的鼓风微孔曝气、智能化的控制管理，这大大提高了氧的利用率，在确保常规二级生物处理效果的同时，经济有效地去除了氮和磷.2.5.2设计计算1.判断是否可采用a2/o法： cod/tn=250/20=12.58 tp/bod5=5/110=0.0455777 m3所以符合要求.3.消化池表面积计算：a：池盖表面积为：f=f1+f2=(1/4d12+d1h1)+ /4（4h22+d） =（1/43.1422+3.1422）+1/43.14（433+30） =15.7+51.81=67.51m2b：池壁表面积： f3=dh5=3.14306=565.2m2（地面以上部分） f4=dh6=3.14304=376.8 m2（地面以下部分）c：池底表面积：f5=l（d/2+d2/2）=3.148.6（15+1）=432.06m2 第三章 污水厂平面布置3.1污水处理厂平面布的原则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：(1)功能分区明确，管理区、污水处理区及污泥处理区相对独立。(2)构筑物布置力求紧凑，以减少占地面积，并便于管理。(3)考虑近、远期结合，便于分期建设，并使近期工程相对集中。（4)各处理构筑物顺流程布置，避免管线迂回。(5)变配电间布置在既靠近污水厂进线，又靠近用电负荷大的构筑物处，以节省能耗。(6)建筑物尽可能布置为南北朝向。(7)厂区绿化面积不小于3o，总平面布置满足消防要求。(8)交通顺畅，使施工、管理方便。厂区平面布置除遵循上述原则外，还应根据城市主导风向，进水方向、排水方向，工艺流程特点及厂区地形、地质条件等因素进行布置，既要考虑流程合理，管理方便，经济实用，还要考虑建筑造型，厂区绿化及与周围环境相协调等因素。2、管、渠的平面布置厂区主要管道有污水管道、污泥管道、超越管道、雨水管道、厂区给水管、厂区污水管及电缆管线等，设计如下：(1)污水管道污水管道为各污水处理构筑物连接管线及厂区污水管道，管道的布置原则是线路短，埋深合理。厂区污水管道主要是排除厂区生活污水、生产污水、清洗污水、构筑物数量大，厂区污水经污水管收集后接入厂区进水泵房，与进厂污水一并处理。(2)污泥管道污泥管道主要为氧化沟出泥管，污泥泵房出泥管以及脱水机房污泥管。管道设计时考虑污泥含水率相对较低的特点，选择适当的管径及设计坡度以免淤积。(3)事故排放管在泵房格栅前调置事故排放管，一旦格栅或水泵发生故障以及需检修时，关闭格栅前后闸门，进厂污水可通过事故排放管溢流临时排入渭河。(4)超越管主要在进水泵房溢流井设事故超越管（直接排放），以便在进水泵房发生事故时污水能全部构筑物(5)雨水管道为避免产生积水，影响生产，在厂区设雨水排放管，厂区雨水直接排入渭河。(6)厂区给水管厂内给水由城市给水管直接接入，给水管道的布置主要考虑各处生活饮用和消防用水。污水厂的理构筑物的冲洗，辅助建筑物的用水绿化等用深度处理出水。(7)电缆管线厂内电缆管线主要采用电缆沟形式敷设，局部辅以穿管埋地方式敷设。3.厂区道路，围墙设计为便于交通运输和设备的安装、维护，厂区内主要道路宽为8米和6米，次要道路为34米，道路转弯半径一般均在6米以上。道路布置成网格状的交通网络。每个建、构筑物周边均设有道路。路面采用混凝土结构。污水处理厂围墙：采用花池围墙，以增加美观，围墙高2.1m。4、辅助建筑物污水处理厂内的辅助建筑物有：泵房、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%。5、本设计污水处理厂的平面布置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采用分区的方法，共分四区：厂前区、污水处理水区、污泥处理区和中水处理区。(1)厂前区布置：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、食堂、浴室及传达室等。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。大门左右靠墙两侧设花坛。1)水区布置：设计采用“一”型布置，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。2)泥区布置：考虑到空气污染，将泥区布置在夏季主导风向的下风向，同时，远离人员集中地区。脱水机房接近厂区后门，便于污泥外运。3.1.1 污水处理厂的平面布置在厂区平面布置及高程布置时，主要根据各构筑物的功能和流程的要求，结合厂址地形、地质条件、进出水方向的可能来进行布置。在平面布置中根据进水方向，在进厂污水管道旁（处理厂东南角）就近设污水进水泵房，而根据排放水体方向及考虑夏季主导风向将污水处理构筑物依其流程由被向北布置,形成处理厂生产区,作为辅助生产构筑物的维修间设在进水泵房东侧,机修间位于处理厂中心,靠近鼓风机房,中心办公楼则位于进厂大门的西侧,内设化验楼,会议楼