15.5万吨每天某城镇污水处理厂设计--毕业论文.doc

密级： 科学技术学院毕业设计计算书THESIS OF BACHELOR 题 目：15.5万吨每天某城镇污水处理厂设计 目 录摘要 1Abstract2第一章 粗格栅3 （一）设计说明3 （二）设计计算3 第二章 污水提升泵房4 （一）设计计算4第三章 细格栅4 （一）设计参数4 （二）设计计算4第四章 沉砂池（曝气沉砂池）6 （一）沉砂池构造6 （二）设计计算6 （三）配水井设计8第五章 初沉池9 （一）初沉池构造9 （二）设计与计算9第六章 A-A-O11 （一）设计参数11 （二）平面尺寸计算12 （三）进出水系统13 （四）其他管道设计14 （五）剩余污泥量14 （六）曝气系统14第七章 二次沉淀池18 （一）设计计算18第八章 接触消毒池21 （一）消毒设施21 （二）消毒剂的投加22 （三）平流式消毒接触池计算22 （四）计量设备24 （五）巴氏计量槽24第九章 污泥量计算26 （一）设计要点26 （二）剩余污泥量计算26第十章 污泥浓缩池27 （一）设计与计算27第十一章 贮泥池30 （一）设计与计算30第十二章 污泥脱水31 （一）脱水污泥量计算31 （二）脱水机的选择31第十三章 污水处理厂平面布置32 （一）平面布置32 （二）高程布置32参考文献（References）36总结36致谢37155000m/d每天某城镇污水处理厂设计专业：给水排水工程 学号： 姓名： 指导老师：摘要：本设计为某城镇污水处理厂的初步设计，设计流量为155000m/d，污水处理厂所处理的污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值都相对较高，浓度和水量也相对较高；氨氮浓度超标，处理工艺需考虑处理氨氮，污水经过二级处理后，氮、磷难以达标，必须进行脱氮除磷处理。因此本设计采用AAO工艺，工艺流程为：格栅曝气沉砂池厌氧缺氧好氧池二沉池消毒池。根据国内外众多城市污水处理厂的运行情况来看，AAO工艺处理后，出水一般都可达到排放标准的一级B标准。关键词：AAO工艺、污水处理、脱氮除磷 Design of a municipal wastewater treatment plant 155000m/d Abstract:The design of a municipal wastewater treatment plant preliminary design, the design flow of 155000m/d, sewage treatment sewage treatment plant mainly pollutant BOD, COD, SS values are relatively high, concentration and water content is relatively high; excessive ammonia concentration, treatment should be taken into account in the treatment of ammonia nitrogen, sewage after secondary treatment, nitrogen and phosphorus is hard to reach, must be for the treatment of phosphorus and nitrogen removal. Therefore, this design uses the AAO process, process flow as: Grid - aeration grit chamber - anaerobic anoxic aerobic pool - two sinks - disinfection pool. According to the operation of many domestic and foreign urban sewage treatment plants, AAO process, the effluent can generally meet the emission standards of the first level B standard.Keywords: Anaerobic-Anoxic-Oxic、Sewage Disposal、Nitrogen and phosphorus removal37第一章 粗格栅（一）设计说明设计平均流量：Q=15500/(243600)=1.79（m/s）总变化系数：KZ=1.2，则最大设计流量=1.791.2=2.14（m/s）栅条倾角一般在5070，取=60栅条间隙：b=0.05m过栅流速：V=0.9m/s栅条宽度：s=0.01m（二）设计计算（1） 栅前水深h：根据最优水力断面公式,m（2） 栅条间隙数n： =（3） 栅槽宽度，则B=2.45m（4） 过栅水头损失：设栅条断面为锐边矩形，=2.42，=0.01m，（5） 栅条总高度H：m，（6） 栅槽总宽度 进水渠道渐宽部分长度：设进水渠宽m，其渐宽部分展开角（进水渠道内的流速为0.7m/s，则 栅槽与出水渠道在连接处的渐宽部分长度：栅槽总长度（7）每日栅渣量 ， 栅渣量，m/（10m污水），取0.01宜采用机械清渣格栅计算简图 图1 第二章 污水提升泵房（一）设计计算根据以上的设计计算，设计流量，安装4台泵，三用一备。本设计采用500QW260-15-160型号的泵，该提升泵的流量为2600m/h，扬程15m，转速745r/min，功率160kw，效率86.05%。该泵房的尺寸为12.5m8.5m。第3章 细格栅（一）设计参数 设计最大流量 细格栅高度s=0.01m 细格栅间距b=0.01m 过栅流速v=0.9m/s 栅前水深h=1.09m（二）设计计算（1） 栅前槽宽:，m（2） 格栅间隙数n：n=Qmax/bhv =2.140.011.090.9=203.47204个，拟建4座细格栅，每组格栅间隙数为51个。（3） 栅槽宽度：，总栅槽宽度B=41.01=4.04m（4） 进水渠道渐宽部分长度：（5） 栅槽与出水渠道在连接处的渐宽部分长度：（6） 过栅水头损失：设栅条断面为锐边矩形，=2.42，=2.42，m（7） 栅前槽总高度：，栅前渠道超高，一般采用0.3m（8） 栅后槽高度：m（9） 格栅总高度：=2.56+1.25+0.5+1+0.8=6.14（10） 每日栅渣量 ， 栅渣量，m/（10m污水），取0.1 宜采用机械格栅清渣格栅计算简图 图2 第四章 沉砂池（曝气沉砂池）（1） 沉砂池构造 平面形状为长方形，横断面多为梯形或矩形，池底设有沉砂斗或者沉砂槽，一侧设有曝气管。（2） 设计与计算 拟建2座，m/s（1） 池子有效容积 =602.142=256.8m/s 式中：V沉砂池有效容积 最大设计流量 t最大设计流量时的流动时间，设计时取13min。取t=2min 则每座沉砂池容积=256.8/2=128.4m/s(2) 水流断面面积 式中： v最大设计流量时的流量，一般取0.060.12m/s。v取0.1m/s（3） 池总宽度 式中： 设计有效水深，一般为23m，宽深比一般采用12。=2m（4） 沉砂池长度 L=60vt=600.12=12m（5） 每小时所需空气量 式中： d每立方米所需空气量，一般取2.10.2。d=0.2（6） 沉砂槽所用容积 沉砂池共2座，每座有2格，n=22=4 设贮砂时间T=2d，所需容积=9.3m 每个沉砂槽所需容积m（7） 沉砂槽几何尺寸确定 设沉砂槽底宽0.5m，沉砂槽斜壁与水平面的夹角为60，沉砂槽高度=1.2m 沉砂槽上口宽 沉砂槽有效容积：2.32（m）（8）沉砂室高度 池底坡度为0.06，坡向沉砂槽，池底斜坡部分高度为： m m 池总高度：设超高，（9） 进水渠道 格栅通过DN1500的管道把水送进沉砂池当中的进水渠道，接着向两侧配水进入沉砂池。 进水渠的宽度：m 式中：进水渠道水流流速，一般在0.6-0.9m/s之间，取。 (10) 出水渠道沉砂池的两渠道夹角为60，最大限度的延长了沉砂池内的水力停留时间。且出水渠道的直线段长度出水渠道宽度5.35m即可（11） 排砂装置 采用吸砂泵吸砂，吸砂泵设置在沉砂斗内，借助空气提升。曝气沉砂池简图 图3 （三）配水井设计（1）配水井有效容积停留时间采用，取，这个时候的配水井有效容积为： （2）进水管管径 配水井设置一根进水管，从泵房接入。进水管的流量为，査表得知，当进水管径（3）出水涌流堰 进水从井底中心进入，经涌流堰流入4个水斗再由管道接入4座构筑物，每个构筑物分配水量为。堰上水头，单个出水溢流堰的流量，本设计采用矩形堰，堰高 式中： 则H=0.64m（4）配水管管径 ，查水力计算表，DN=700mm，V=1.17m/s，1000i=2.15（5）配水井构造 外径为，内径为，井内有效水深，考虑堰上水头需要有保护高度，则配水井高度为。第五章 初沉池（一）初沉池构造该设计用幅流式沉淀池4座。（二）初沉池设计与计算（1） 每座沉淀池表面积 式中： 2. 3. 沉淀时间，有效水深4. m5. 所需污泥量，初沉池一般采用0.30.8L/（人.d）取0.5 L/（人.d） T取4h 6. 假定污泥斗上部，下部，倾角，污泥斗高 7. 假定池底坡度，半径，圆锥体高度 m8. 9. 10. 11. 12.集水槽堰负荷校核 假定集水槽两面出水，集水槽出水堰的堰负荷为 =2.4 L/（m.s） 2.9 L/（m.s）（符合要求） 第六章 AAO（1） 设计参数（1） 水力停留时间 AAO工艺的水力停留时间t一般采用68小时，设计中取t=8h。（2） 曝气池内活性污泥浓度 曝气池内活性污泥浓度一般采用20004000mg/L，设计中取。（3） 回流污泥浓度 mg/L （4） 污泥回流比 、R=0.5（5） TN去除率 （6） 内回流倍数 、（2） 平面计算（1） 总有效容积 AAO各段内水力停留时间比值为1:1:3，则每段的水力停留时间分别为：厌氧池内水力停留时间=1.6h缺氧池内水力停留时间好氧池内水力停留时间，（2） 曝气池平面尺寸 曝气池总面积： 式中： 每组曝气池面积： 式中：每组曝气池共设5廊道，第一廊道为厌氧段，第二廊道为缺氧段，后三个廊道为好氧段，每廊道取宽7m，则每廊道长： m 式中： AAO平面布置 图4 （3） 进出水系统（1） 曝气池进水设计 初沉池的来水管过DN1500的管道送入厌氧缺氧好氧曝气池首端的进水渠道，管道内的水流速度为1.21m/s（1000i=0.926）。在进水渠道内，水流分别流向两侧，从厌氧段进入，进水渠道宽度为1.2m，渠道内水深为1.0m，则渠道内的最大水流速度：反应池采用潜孔进水，孔口面积： 式中： 设孔口尺寸f=0.50.5m，孔口数：（2） 曝气池的出水设计 厌氧缺氧好氧池的出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水头： 反应池最大出水量出水管用DN2200的管子，送入二沉池中去，管内流速1.315m/s（4） 其他管道设计（1） 污泥回流管 在本设计中，污泥回流比为50%，从二沉池回流过来的污泥通过两根DN900的回流管道分别进人首端两侧的厌氧段，管内污泥流速为0.98m/s（2）硝化液回流的比值是200%，从二沉池出来的水回流到缺氧段顶端，回流管管径为，管内流速为（5） 剩余污泥量 （6） 曝气系统 在活性污泥法当中，一般都采用鼓风曝气。 （1）A. 平时需氧量： 活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需的，以kg计，对于生活污水，值一般采用0.420.53之间，取0.5 每1kg活性污泥每天自身氧化所需要的，以kg计，一般采用0.1880.11，取0.15 B.最大时需氧量 =C.最大时需氧量与平均时需氧量之比：D.每日去除的值：E.去除每1kg的需氧量：kg（）/kg（）（2） 供气量A. 微孔曝气器的选型活性污泥法曝气的主要作用力充氧、搅打和混合。鼓风曝气常采用微孔曝气器作为充氧扩散装置，本设计选用膜片微孔曝气器。曝气器技术性能参数设计将用膜片橡胶微孔空气扩散，扩散器的空气面积为，设于池底0.2m出，淹没深度为5.8m，计算温度定位28.5度。查表得20度和30度时，水中的饱和溶解氧值为，（3） 空气管路压力计算A. 空气扩散出口处的绝对压力 Pa 式中： B.曝气池内混合液中平均氧饱和度（按最不利温度条件考虑） mg/L式中： 换算为在20度下，脱氧清水充氧量 =kg/h式中 (4)曝气池供气量 曝气池平均时供气量为： 曝气池最大时供气量为：该设计空气总用量，除采用鼓风曝气外，（4）空气管路计算A. 曝气器数量计算 取5200个式中： BZQ一W型膜片橡胶微孔空气扩散器，每座曝气池在相邻两个廊道的隔墙上布置一段曝气干管，共3根干管，在与根干管上设20对配气竖管，每座曝气池总设120条配气竖管。微孔曝气器工作水深为5.8m，在供气量13m/（h个）时，曝气器氧利用率EA=12%，服务面积0.30.75m/个，取服务面积为0.5/个。B.每根竖管的曝气量为：C.D.E.（5） 供气管道计算A. 干管的计算供风管道采用树状结构布置，其主干管流量为：空气主干管管径为：m 式中：B.空气支管m/s双侧供气（向两侧廊道供气）横向支管管径，取支管管径DN=300mmC.根据所需压力及空气量，由给水排水设计手册（第二版）第11册査知，选抨RME-200型号罗茨鼓风机7台，正常条件下，6台工作2台备用。（kw）RME-200200A150029.656.836.545第七章 二次沉淀池本次设计采用幅流沉淀池6座。单池设计流量，从曝气池流出的混合液进入集配水井，经过集配水井分配流量后进入辐流沉淀池。（一）设计计算（1）单池表面积 ，（2）池子直径 （3）沉淀部分有效水深 设沉淀时间，有效水深（4） 径深比：，（5） 污泥部分所需容积 （6）沉淀池总高度 根据污泥部分容积大于二沉池的特点，采用机械刮吸泥机连续排泥，池底径向坡度为i=0.05。池子半径r=m，沉淀池进水竖井半径=1m，则圆锥体高度m m式中:，m 沉淀池总高度 m式中： （7）出水部分设计 采用周边集水槽，双侧集水，每池只有一个出口。单侧流量：集水槽中流速v=0.6m设集水槽宽B=0.6m槽内终点水深：槽内起点水深： 式中: 取出水堰后自由跌落0.1m，集水槽高度：。集水槽断面尺寸（8） 出水堰计算 根据规定，二沉池出水堰上负荷在1.52.9L/(s.m)之间，计算结果符合要求。（9） 出水管出水管管径D=800mm （10） 排泥装置沉淀池采用周边传动刮吸泥机，周边传动刮吸泥机的线速度23m/min,刮吸泥机底部设有刮泥板和吸泥管，利用静水压力将污泥吸入污槽，沿进水竖井中的排泥管将污泥排出池外。 二沉池计算简图 图5第八章 接触消毒池（1） 消毒处理（1） 消毒剂对比下列表格中的消毒剂，液氯是消毒剂的首要选则对象。所以该设计选用液氯。 （2） 消毒剂的投加（1） 加氯量计算 液氯投加量一般为615mg/L，该工艺中液氯使用6mg/L。每日加氯量为： （2）加率设备液氯采用ZJ-1型转子加氯机加进去，使用加氯机二台，采用一用一备。 （3） 平流式消毒接触池计算该厂采用2个3廊道平流式消毒接触池，单池计算如下：（1）消毒接触池容积 （2） 消毒池表面积 （3）消毒池池长 消毒池采用3廊道，池长：校核：长宽比：（4） 池高 （5） 进水部分 单个消毒池的进水管径DN=900mm的管道将水送入巴氏计量槽，流速V=1.1m/s。（6） 混合 使用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒接触池进水管，加氯点后接入DN=900mm的静态混合器。（7） 出水部分 接触消毒池简图 图6 （四）计量设备（1） 计量设备类型 巴氏计量槽的应用氯最为广泛，优点是水头损失小，不易发生沉淀，该测量范围为0.171.3m/s，设计中取喉宽w=0.75m。（5） 巴氏计量槽设计（1） 计量槽主要部分尺寸 式中（2）计量槽总长度 计量槽上游直线段长 计量槽下游直线段长 总长：（3） 计量槽的水位 ，（4） 渠道水力计算A. 上游渠道 过水断面积： 湿周： 水力半径： 流速： 水力坡度： B.下游渠道 过水断面积： 湿周： 水力半径： 流速： 水力坡度： (5) 计量堰水头损失计算 （6） 水厂出水管采用重力铸铁管，流量为，管径为，流速1.47m/s，坡度。第九章 污泥量计算（1） 设计要点 污泥按其来源可分为初沉污泥和剩余污泥。 初沉污泥污泥含水率比较低，一般不怎么选择浓缩处理，可直接进行脱水处理。 剩余污泥来自曝气池，剩余污泥含水率比较高，必须首要进行浓缩处理，再进行脱水处理。（二）剩余污泥量计算（1）曝气池内每日增加的污泥量 （2） 曝气池内每日排除的剩余污泥量 第十章 浓缩池 浓缩污泥池的作用是用来处理剩余活性污泥的。浓缩之前的污泥含水率99%，浓缩之后的污泥含水率达到97%。采用辐流浓缩池。进入浓缩池的剩余污泥量为0.0016m/s，剩余污泥量较少用1个浓缩池即可。单池流量（一）设计与计算（1） 沉淀部分有效面积 （2） 沉淀池直径 （3） 浓缩池容积 式中：（4） 沉淀池有效水深 （5） 浓缩后剩余污泥量 （6） 池底高度 辐流沉淀池使用中心驱动刮泥机，池底需要做成坡度i为1%，刮泥机不停地转动将污泥推入污泥斗。池底高度：，设计中取0.045m（7） 污泥斗容积 污泥斗的容积： 污泥斗中污泥停留时间：（8） 浓缩池总高度 取沉淀池总高度3.6m（9） 浓缩后分离出的污水量 （10） 溢流堰 浓缩池流出来的水经过溢流堰流入到出水槽中，然后一起从出水管中排除。出水槽流量，假定出水槽宽，水深0.05m，则水流速为0.11m/s。 溢流堰周长： 式中：溢流堰采用单侧90三角形出水堰，三角堰顶宽0.16m，深0.08m，每格沉淀池有三角堰25.748/0.16=160.928161个单个流量三角堰水深三角堰自由跌落0.1m，该出水堰水头损失是0.105m。幅流浓缩池简图 图7（11） 溢流管 溢流水量，假定管子宽度DN=100mm，管道内流速是0.23m/s。（12） 刮泥装置 使用中心驱动刮泥机，刮泥机在底部设有刮泥板，能把污泥推入污泥斗内。（13） 剩余污泥量，泥量很小，使用污泥管道最小管径DN100mm即可。第十一章 贮泥池 根据前面的计算结果得知，该厂的污泥量不多，采用2座贮泥池即可，使用竖流沉淀池结构。（一）设计与计算（1） 贮泥池设计进泥量 式中： 根据计算所得的，每天要排泥6次，每次间隔4h，单次的排泥量，持续时间半小时；。 （2） 贮泥池容积 式中： 贮泥池设计容积 式中： V=169.92m110.78m,符合要求（3） 贮泥池高度 式中： 四舍五入（4） 管道部分 贮泥池中设置DN=150的吸泥管一根，2个池子是相通的，连通管DN=200，一共使用3根进泥管，1根接入初沉池，管径DN=200；另2根接入污泥浓缩池中，管径都采用DN150。第12章 污泥脱水（1） 脱水污泥量计算（1） 脱水后污泥量 脱水后产生的泥饼需要用小推车运走，所产生的分离液需要再一次的进行处理。（2） 脱水机的选择该厂使用的是DY-3000型带压式压滤机，主要技术指标为,干污泥产量600kg/h，泥饼含水率75%，絮凝剂聚丙烯酰胺投量为干污泥的2.0%。本次使用6台带式压滤机,5用1备。工作周期是12小时。单台的处理泥量是：。符合。第十三章 污水处理厂平面布置（1） 平面布置 1.平面布置原则（1） 污水厂的总体布置需要结合该城市或该镇县的地形，温度和土质条件，本着节约成本，有利于定时检修和管理等。（2） 厂区在总体布置的时候，必须要考虑绿化面积，一般绿化面积要占厂区面积的30左右，有效的改善空气质量。（3）污水和污泥的处理建筑要根据作用尽可能相同作用的分部在一起。每个建筑物之间的距离应该合理的按照国家规定的防火规范要求。（4）污水处理厂的设计流程要充分根据当地的地形来设计，必须要保证能通畅的排出废水。（5）污水处理厂围墙高度不能小于2米，防止发生安全隐患。（6）建厂所盖的建筑物要根据实际资金情况，合理规划，以节约为原则。（2） 高程布置1. 高程布置任务（1）确定每一个处理构筑物与泵房的高程；（2）确定处理每个构筑物与每个构筑物间连接管道渠长的尺寸及高程；（3）通过计算每一个确定了的构筑物的水面高程从而能够使污水沿着各个池子在处理构筑物之间畅通无阻的流动，从而来保证污水处理厂的正常运行。2.高程布置原则（1）确保废水水在构筑物与构筑物间顺利自行流动。（2）提前预留出空地，设计时要把远期的发展考虑进去。（3）进行水力计算时要选取该厂中距离最长而且水头损失最大的一个建筑物。（4）做高程布置要考虑到污水量与污泥量的配合，需要根据运行情况的尽可能的减少要抽升的污泥。3.各构筑物的高程计算（1）污水构筑物的水头损失（2） 管渠水力计算A.管道内部沿程水头损失： 式中： B.管道内部局部水头损失： 式中：构筑物连接管管渠水力计算表 出水口到计量堰2.1415000.961.231100.0010.10.101计量堰到消毒池2.1415000.961.231100.0010.060.061消毒池到二沉池1.0711002.021.3811320.2670.030.297二沉池到曝气池0.548001.741.091440.0770.120.197曝气池到初沉池0.548001.741.0911050.1830.060.243初沉池到配水井1.0711001.231.1411280.1570.010.167配水井到沉砂池2.1415000.931.20180.0070.010.017C.污水构