污水厂课程设计说明书.doc

2 西华大学毕业设计说明书 目目 录录 摘摘 要要 5 1 前言前言 6 2 设计总则设计总则 7 2 1 设计范围 7 2 2 设计依据 7 2 3 设计原则 7 3 工程规划资料工程规划资料 8 3 1 东平县概况 8 3 2 自然条件 8 3 3 城市污水排放规划 9 3 4 其他设计资料 10 4 工程设计概况工程设计概况 11 4 1 设计规模 11 4 2 设计水质 11 4 3 设计水量 11 4 4 厂址选择 12 4 5 工艺流程的选择 13 4 6 工艺流程 16 5 污水处理构筑物设计计算污水处理构筑物设计计算 17 5 1 中格栅 17 5 2 污水提升泵房 20 5 3 细格栅 21 5 4 钟式沉砂池 24 5 5 A2O 生化反应池 27 3 西华大学毕业设计说明书 5 6 辐流式二沉池 38 5 7 平流式接触消毒池 46 5 8 加氯间 49 5 9 计量设备 50 6 污泥处理构筑物设计计算污泥处理构筑物设计计算 54 6 1 污泥量计算 54 6 2 污泥浓缩池 55 6 3 贮泥池 59 6 4 污泥脱水机房 61 7 设备选型设备选型 63 7 1 工艺设备选型 63 7 2 其它设备仪器 71 8 主要附属建筑设计主要附属建筑设计 73 9 污水处理厂总体布置污水处理厂总体布置 76 9 1 污水处理厂平面布置 76 9 2 污水处理厂高程布置 77 10 组织管理组织管理 83 10 1 生产组织 83 10 2 人员编制 83 10 3 安全生产和劳动保护 84 11 工程投资及成本估算工程投资及成本估算 85 11 1 工程投资 85 11 2 成本估算 85 11 3 工程效益分析 86 12 结论结论 87 总结与体会总结与体会 88 4 西华大学毕业设计说明书 谢辞谢辞 88 参考文献参考文献 89 5 西华大学毕业设计说明书 摘摘 要要 本设计是在泰安市东平县拟建一座工程规模为 2 5 万 m3 d 的污水处理厂 通过综合考虑东平县县城概况及本工程的规模 进水特性 处理要求 运行 费用和维护管理等情况 经技术经济比较分析 确定采用 A2O 生物脱氮除 磷处理工艺 选择适当的设计参数 并对主要构筑物和附属建筑物进行了设 计 综合选用设备 同时 对该污水处理厂进行了平面和高程的总体布置 最后对该厂进行了人员编制及初步的投资估算 结果表明 泰安市污水处理 厂采用 A2O 工艺 无论在经济上还是技术上都是可行的 关键词关键词 A2O 工艺 脱氮除磷 总体布置 投资估算 Abstract That capital is designed is sewage treatment factory intending to build one project scale for 25 000 m3 d in Tai An City Dong Ping county Condition such as handling call for operation cost and defending administration by scale water entering characteristic property considering Dong Ping county county town general situation and this project synthetically living things takes off a nitrogen by that technical economy analysing comparatively adopt A2O for sure handling handicraft except the phosphorus And parameter choosing appropriate design the design synthetical having been in progress to main structure and the subsidiary building selects and uses equipment The population at the same time having carried out the flat surface and elevation on to owing sewage treatment a factory is arranged Manning quotas and preliminary investment having been in progress finally to that factory are estimated Result indicates handicraft the Tai An City sewage treatment factory adopts disregarding still being feasible on the technology on economy Keywords A2O process nitrogen and phosphorus removal overall layout investment costs 6 西华大学毕业设计说明书 1 前言前言 1993 年以来 泰安市环境保护工作进入全面控制环境污染阶段 以水 大气污 染防治和城市环境综合整治为重点 依法强化环境监督管理 共建成各类污染防治 设施 887 套 在经济规模不断扩大 能源消耗日益增多的情况下 环境污染和生态 破坏加剧的趋势得到有效控制 部分地区的环境质量有所改善 促进了经济与环境 的协调发展 如今 随着经济飞速发展 城市化进程的加快 城市人口急剧膨胀 居民生活 污水量也不断增多 泰安市作为国家历史文化名城和旅游胜地 极为重视其境内的 环境问题 东平县立足自然景观丰富 文物古迹众多的旅游资源优势 把建设旅游 强县作为一个重要目标 作出了对东平湖旅游资源大开发 大建设 大整合的战略 部署 泰安市政府决定在东平县新建一座污水处理厂 用以进一步改善东平县水环 境质量和提高全县人民的生活水平 在经过对东平县地理环境 气候条件 污水处 理量 以及城市规划等具体情况综合分析后 决定采用 A2O 工艺 该工艺在实际应 用中表明 对于不同水质条件的城市污水 其均具有非常强的适应性 该工艺既可 用于新建城市污水厂和具有类似水质的工业废水处理厂 也可用于现有不具备氮磷 脱除功能的城市污水处理厂的改造 并且基建投资较低 运行管理方便 比较适合 中小型污水处理厂 符合实际情况 7 西华大学毕业设计说明书 2 设计总则设计总则 2 1 设计范围设计范围 该污水处理厂是为了进一步辅助解决泰安市的生活污水处理问题 对城市污水 厂的工艺选择 主要构筑物的尺寸做出详细的说明和计算 并选出主要的机械设备 确定构筑物的平面布置 高程布置 对厂区其他辅助建筑物只划定区域面积 提出 建议性使用性能 不做具体设计 并对污水处理厂进行粗略进行人员定制和投资估 算 2 2 设计依据设计依据 中华人民共和国水污染防治法 自 2008 年 6 月 1 日开始实施 地表水环境质量评估 GB3838 2002 自 2002 年 6 月 1 日开始实施 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB8918 2002 室外排水设计规范 GB50101 2005 城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准 CJJ31 89 给水排水设计手册第五册 污水处理厂工艺设计手册 污水处理厂污泥处理处置最佳可行技术导则 给水排水标准规范实施手册 室外排水工程规范 环境保护设备选用手册 水处理设备 2 3 设计原则设计原则 1 执行国家关于环境保护的政策 符合国家地方的有关法规 规范和标准 2 采用先进可靠的处理工艺 确保经过处理后的污水能达到排放标准 3 采用成熟 高效 优质的设备 并设计较好的自控水平 以方便运行管理 4 全面规划 合理布局 整体协调 使污水处理工程与周围环境协调一致 5 妥善处理污水净化过程中产生的污泥固体物 以免造成二次污染 6 综合考虑环境 经济和社会效益 在保证出水达标的前提下 尽量减少工程 投资和运行费用 8 西华大学毕业设计说明书 3 工程规划资料工程规划资料 3 1 东平县概况东平县概况 3 1 1 城市规模城市规模 东平古称东原 因 尚书 禹贡 中 大野既潴 东原底平 故称东平 东平县位于泰安市西南部 西临黄河 东望泰山 总面积 1343 平方公里 辖 7 个镇 7 个乡 716 个村 居 民委员会 年全县总人口 77 05 万人 其中非农业人 口 17 52 万人 占总人口的 22 74 男女性别比 101 44 100 人口出生率 10 65 死亡率 6 86 人口自然增长率 3 79 县委 县政府驻地东平镇 居县境中东部 距泰城 74 公里 县城建成区面积 12 平方公里 城区常住人口 7 8 万人 东平县共有 14 个乡镇 即 州城镇 东平镇 接山乡 大羊乡 梯门乡 老湖镇 旧县乡 斑鸠店镇 银山镇 戴庙乡 商老庄乡 新湖乡 沙河站镇 彭集镇 3 1 2 综合经济综合经济 改革开放以来 东平经济和社会各项事业跨入了快速发展的轨道 工业形成了 以化工 轻纺 建材 机械 制药 食品 农副产品加工为支柱 门类齐全 结构 合理 符合产业发展方向的工业体系 农业加大了结构调整的力度 推进了产业化 发展进程 实现了整体效益的提高 粮食总产 42 万吨 农民人均纯收入 2216 元 交通 通讯 电力等基础设施配套完善 105 220 国道 072 省道贯穿全县 程控 和移动电话 数据通信 光缆传输 网络服务快捷方便 完成了农村电网改造 实 现了村村通广播电视 科技 教育 文化 卫生 体育等社会各项事业正不断取得 新的发展 3 2 自然条件自然条件 3 2 1 地理位置地理位置 东平县位于北纬 35 46 24 至 36 10 20 东经 116 02 52 至 116 39 44 之间 该 9 西华大学毕业设计说明书 县位于泰安市西南部 东与肥城市毗邻 南与汶上县 梁山县接壤 西部隔黄河与 东阿县 阳谷县 河南省台前县相望 北与平阴县搭界 3 2 2 地势地貌地势地貌 东平县土地总面积 1340 平方千米 折合 2010661 2 亩 地势东北高 西南低 县境内摇拥有多种地貌类型 山地 丘陵 平原 洼地 湖泊 河流兼而有之 山地丘陵主要分布在我县北部地区 属鲁中南低山丘陵边缘 最高点为旧县乡 歪老婆顶 海拔 451 米 黄海高程 平原主要分布在南部地区 属大汶河冲积平原 地面高程在 40 米以上 多数土 层深厚 土壤构型良好 适宜农业种植 洼地主要分布在东平湖区 该区西边是黄河 东边是本平湖滞洪区 属黄河冲 积平原除腊山昆山马山等少数孤山残丘外 其余均为地面高程 40 米以下的湖洼地 最低点在新湖乡轩场附近 海拔 1236 7 米 东平湖为山东省第二大淡水湖 该湖为 水泊梁山 的仅存水域 由一级湖和二 级湖组成 全部湖泊水面 176940 5 亩 折合 117 94 平方公里 占全县总面积的 8 8 东平湖水面好 饵料丰富 风光秀丽 具有发展水产养殖业和旅游业市巨大潜力 东平县境内有 18 条河流 主要有黄河 大汶河 汇河 金线河等 全县河流总 水面 52914 7 亩 折合 35 28 平方公里 占全县总面积的 2 6 3 2 3 气候状况气候状况 东平县处于鲁西南平原北部 东部受鲁中山区的阻挡 境内受季风的影响 属 温带季风型大陆性气候 具有四季分明的特点 春季 3 5 月 冷暖气团对峙 进 退不定 骤冷骤热 盛行东南风 气候干燥 回暖迅速 夏季 6 8 月 炎热多雨 高温高湿 降水集中 常有暴雨涝灾 秋季 9 11 月 受大陆气团影响 气温迅速 下降 降水减少 云淡风轻 日照充足 冬季 12 月 翌年 2 月 盛行偏北风 气 压高 温度低 气候干燥 常年平均气温 13 6 年均降水量 610 4 毫米 水资源总 量 3 27 亿立方米 可利用量 2 62 亿立方米 3 3 城市污水排放规划城市污水排放规划 根据东平县地区地势情况 自然地形条件各异特点 排水规划原则确定为 雨污分流 分区排水 污水集中处理 雨水分散排放 就近排河 10 西华大学毕业设计说明书 整顿中心城区现有排水渠混乱的状况 用排水管代替现有排水渠道 结合旧 城改造 在现有排水渠道的基础上进行整顿 建立独立的雨水排放系统 建立雨污 分流的城市排水体制 分流制不健全的地区应积极配套建设雨污水管道 旧城区原 为合流制排水的地区要随着城市建设逐步改建为分流制 工业污水内部治理应与城市污水集中治理相结合 工业污水必须先作预处理 达到排放标准后 方可排入城市污水管道系统 进入污水处理厂集中处理 城市污水量按给水 80 计 则城区污水量为 25000m3 d 县城区污水管网规划采用树状结构 主要依据县城地形现状 用重力流的方 式 使污水自流入污水处理厂 在局部地区使用提升泵站助排 3 4 其他设计资料其他设计资料 1 城市污水管道进入污水处理厂的管道水面标高为 54 02m 2 施工时的电力和给水可以保证供应 各种建筑材料该市可供应 3 当地地震烈度小于 6 级 4 投资估算采用城市基础设施工程投资指标计算 材料价格 设备价格和安装 费用采用北京的费用定额规定 11 西华大学毕业设计说明书 4 工程设计概况工程设计概况 4 1 设计规模设计规模 本污水处理厂设计规模为2 5 万m3 d 污水量总变化系数取1 47 厂区附属设 总 K 施及建筑暂未考虑预留远期扩容的发展需 要 处理流程的核心为具有脱氮除磷功能的二级生物处理工艺 4 2 设计水质设计水质 污水处理厂处理的污水主要为生活污水 包括居民排水 商业设施排水 公共 设施排水 部分工业企业排水和其它排水 该污水水质主要以有机污染物为主 同 时含有一定的氮 磷物质和石油类物质 东平县城市污水处理厂进水中生活污水和和工业废水的比例按 9 1 考虑 经处 理后的污水经过大汶河下游的大清河 最终排入东平湖 根据东平湖功能水体分类 要求排入其内的出水必须满足现行的 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 一级 B 标准 别外 根据省 市环保局的要求以及东平县实际情况 污水处 理厂出水也应满足该标准 由此确定污水处理厂进水和出水水质 设计水质如表 4 1 所示 表表 4 1 设计水质情况设计水质情况 项 目BOD5CODcrSSNH3 NTNTP 进水 mg L 19035015030404 出水 mg L 20 60 20 8 20 1 处理程度 89 582 986 773 45075 4 3 设计水量设计水量 1 平均日流量 Q Q 2 5 104m d 1041 67 m h 0 289 m s 289 L S 333 生活污水变化系数查表 4 2 通过内插法计算得 1 47 总 K 12 西华大学毕业设计说明书 表表 4 2 生活污水量总变化系数生活污水量总变化系数 1 平均日 流量 L S 4610152540701202004007001600 总 K2 32 22 12 01 891 801 691 591 511 401 301 20 2 设计最大流量 Q max Q 3 675 104m d 1531 25m h 0 425m s 425 L S maxa Q 总 K 333 4 4 厂址选择厂址选择 4 4 1 选址原则选址原则 城市污水处理厂厂址选择前 必须明确任务 进行充分的研究调查 应根据工 艺等实际情况综合考虑 选出适用的 系统优化的 工程造价低 施工及管理方便 的厂址 应遵循下列各项原则 2 1 应考虑城镇污水处理现状 污水排放情况 排水管道系统现状分布 详细了 解城市近期和远期发展规划 包括人口增加造成的处理量增加 以及周边区域的规 划 因此要充分的考虑远期发展的可能性 一般要留有扩建的余地 2 应当与选定的污水生理工艺相适应 以便控制高程和动力等设计因素 3 无论采用什么处理工艺 都应尽量做到少占农田和不占良田 4 厂址必须位于集中给水水源下游 并应设在城镇 工厂厂区及生活区的下游 和夏季主风向的下风向 为保证卫生要求 厂址应与城镇 工厂厂区 生活区及农 村居民点保持约 300m 以上的距离 但也不宜太远 以免增加管道长度 提高造价 5 当处理后的污水或污泥用于农业 工业或市政设施时 厂址应考虑与用户靠 近 或者便于运输 当处理水排放时 则应与受纳水体靠近 6 要充分利用地形 应尽量利用有适当坡度的地方 以满足污水处理构筑物高 程布置的需要 减少土方工程量 若有可能 宜采用污水不经水泵提升而自流流入 处理构筑物的方案 以节省动力动力费用 降低处理成本 7 厂址不宜设在雨季易受水淹的低洼处 靠近水体的处理厂 要考虑不受洪水 13 西华大学毕业设计说明书 威胁 尽量设在地质条件较好的地方 以方便施工 降低造价 4 4 2 厂址确定厂址确定 污水处理厂位于泰安市境内的东平县 东平县位于大汶河下游 此河自东向西 流经整个泰安市 由下游的大清河流入东平湖注入黄河 东平县地势东北高 西南 低 南部地区主要属大汶河冲积平原 地面高程在 40 米以上 多数土层深厚 土壤 构型良好 综合风向 地质 水文和城市污水管网的布局等各种因素考虑 最终把该污水 处理厂厂址确定在县城西南部的州城镇境内 州城镇 位于东平县中偏南部 座落在东平湖畔 区域面积 72 平方公里 境内 地势平坦 土地肥沃 距县城 20 公里 027 省道从镇驻地穿过 东靠 105 国道 西 邻 220 国道 距京九铁路仅 30 公里 从镇驻地穿过的泰商路又将两条国道和其它公 路连成一个公路网 交通便捷 经处理后的污水经过大汶河下游的大清河 最终排入东平湖 厂址所在地区地 势比较平坦 夏季主导风向为东南风 该厂址周围 500m 的范围内 无工厂和居民 生活区 污水排放畅通 土建回填土方量小 可以节省工程投资 对于二级处理 吨水占地约 1 2 0 85 平方米 按吨水占地 1 2 平方米估算 初步估计污水处理厂规 划占地约为 45 亩 4 5 工艺流程的选择工艺流程的选择 城市污水处理厂是对收集到的污水及其污泥进行处理的工厂 包括污水处理系 统和污泥处理系统两大部分 前者是污水厂的主体 污水处理厂的工艺流程是指在 达到 所要求的处理程度的前提下 污水处理各单元的有机组合 以满足污水处理的 要求 4 5 1 工艺选择的原则工艺选择的原则 为污水处理工艺方案的优化选择是确保处理厂运行性能 降低费用的关键 了 同时达到污水处理厂高效稳定运行和基建投资省 运行费用低的目的 依据下列原 则进行了污水处理工艺方案选择 1 技术成熟 处理效果稳定可靠 保证出水水质达到排放标准 14 西华大学毕业设计说明书 2 占地少 投资低 运行费用省 以尽可能少的投入取得尽可能高的效益 3 工程实施切实可行 运行维护管理方便 4 综合利用 无二次污染 5 选定工艺的技术设备先进 可靠 国产化程度高 一致性好 6 综合国情 提高自动化管理水平 4 5 2 污水处理工艺的选择污水处理工艺的选择 1 采用生物脱氮除磷工艺的可行性分析 采用生物脱氮除磷工艺的可行性分析 目前水体富营养化问题已成为世界性的环境问题 新建城市污水处理厂的工艺 流程必有具备脱氮除磷功能 才能有效扼制水体的富营养化问题 BOD5 N P 的比值是影响生物脱氮除磷的重要因素 氮和磷的去除率随着 BOD5 N 和 BOD5 P 比值的增加而增加 理论上 BOD5 N 2 86 才能有效地进行脱氮 实际运行资料表明 BOD5 N 3 时才能使反硝化正常进行 在 BOD5 N 4 5 时 氮的去除率大于 50 磷的去除率 也可达 60 左右 本工程 BOD5 N 4 75 可以满足生物脱氮的要求 对于生物除磷工艺 要求 BOD5 P 33 100 本工程 BOD5 P 47 5 能满足生物 脱氮除磷工艺对碳源的要求 由此本工艺采用生物脱氮除磷的工艺 在脱氮方面 由脱氮除磷的机理可知 有机负荷是影响硝化反应的重要因素之 一 在碳化与硝化合并处理工艺中 硝化菌所占的比例很小 约 5 一般认为处理 系统的 BOD5负荷小于 0 15kg BOD5 kgMLSS d 时 处理系统的硝化反应才能正常进 行 2 生物脱氮除磷工艺的比较及确定 生物脱氮除磷工艺的比较及确定 虽然生物脱氮除磷工艺的类型和实施方式多种多样 各具特点 其适用范围和 应用的边界条件也存在差异 实际应用中需要因地制宜 灵活掌握 但基本原理是 一样的 因此 所有生物脱氮除磷工艺都包含厌氧 缺氧 好氧三个不同过程的交 替循环 根据所给定的污水水量及水质 参考目前国内外城市污水处理厂的设计及运转 经验 对于生活污水占比例较大的城市污水而言 以下几种方法最具代表性 A2 O 法 AB 法 生物滤池 循环式活性污泥法 改良 SBR 氧化沟法 15 西华大学毕业设计说明书 下面对这几种工艺进行比较分析 见表 4 3 表表 4 3 具有脱氮除磷功能的污水处理工艺比较具有脱氮除磷功能的污水处理工艺比较 3 5 6 7 工艺方法优点缺点 氧化沟法 1 处理流程简单 构筑物少 基建费用较省 2 处理效果好 有较稳定的脱氮除磷功能 3 对高浓度工业废水有很大的稀释能力 4 有抗冲击负荷的能力 5 能处理不易降解的有机物 污泥生成少 6 技术先进成熟 管理维护较简单 7 国内工程实例多 容易获得工程管理经验 1 处理构筑物较多 2 回流污泥溶解氧较高 对除磷有一定的影响 3 容积及设备利用率不高 AB 法 1 曝气池的体积较小 基建费用相应降低 2 污泥不易膨胀 达到一定的脱氮除效果 3 抗冲击负荷的能力较强 1 构筑物较多 2 污泥产生量较多 A A O 法 1 基建费用低 有较好的脱氮除磷功能 2 具有改善污泥沉降性能 减少污泥排放量 3 具有提高难降解有机物去除效果 运转效 果稳定 4 技术先进成熟 运行可靠稳定 管理维护 简单 运行费用低 5 国内工程实例多 工艺成熟 容易获得工 程管理经验 1 处理构筑物较多 2 需增加内回流系统 SBR 法 1 脱氮除磷的厌氧 缺氧和好氧不是由空间 划分 而是用时间控制 2 不需要回流污泥和回流混合液 不设专门 的二沉池 构筑物少 3 占地面积少 1 容积及设备利用率较低 一般小于 50 2 操作 管理 维护较复 杂 3 自控程度高 对工人素 质要求较高 4 国内工程实例少 5 脱氮除磷功能一般 MSBR 法 1 具有 A A O 法同时进行生物除磷和脱氮的 功能 2 具有 SBR 一体化及控制灵活等优点 UNTLANK 法 1 具有同时进行除磷脱氮的功能 2 构筑物少 占地面积少 3 运行灵活 水头损失少 4 投资费用较省 缺乏专门的厌氧区 影响厌氧 段磷的释放和除磷效果 综上所述 任何一种方法 都能达到除磷脱氮的效果 且出水水质良好 但综 合考虑本工程的建设规模 进水特性 处理要求 运行费用和维护管理等情况 经 16 西华大学毕业设计说明书 技术经济比较 分析 确定采用 A2 O 法生物处理工艺 判断是否可采用 A2O 法 875 8 40 350 TN COD 符合条件06 0 021 0 190 4 5 BOD TP 通过多年的设计 运行实践及改良 A2O 工艺处理城市污水已表现为技术先进 高效低能 投资省 运行稳定 出水水质好的成熟工艺 是一种深度二级处理工艺 4 5 3 污泥处理与处置方法的选择污泥处理与处置方法的选择 目前 污泥的最终处置有填埋 焚烧 堆肥和工农业利用四种途径 该厂的污 泥主要来源于城市污水 完全可以再利用 只需在厂内进行预处理将有害物质去除 该厂的污泥用于农业是完全可能的 目前暂时有困难 也可将污泥用于园林绿化 使污泥中的肥分得以充分利用 污泥也可得以妥善处置 在上述污水处理工艺中 生物处理系统采用前置反硝化方式脱氮 由于生物硝 化系统属于低负荷工艺 污泥可得到充分的好氧稳定 因而污泥处理不设污泥消化 系统 综上所述 决定污泥先进行浓缩处理 再经机械脱水后运出厂外填埋或用作农 肥 4 6 工艺流程工艺流程 污泥回流 二 沉 池 加氯间 出 水 接 触 池 钟 氏 沉 沙 池 砂水分离器 细 格 栅 提 升 泵 房 栅渣压干机 栅渣 浓缩池 原 污 水 粗 格 栅 栅渣外运 鼓风机房 污泥脱水间 混合液回流 A A O生物反应池 厌氧缺氧好氧 剩余污泥 污泥泵房 贮泥池 巴 氏 计 量 槽 卡车外运 17 西华大学毕业设计说明书 图 4 1 污水处理厂工艺流程 若在上述水处理工艺流程中设置初次沉淀池 假设 BOD5经初次沉淀池的去除 率为 25 则进入生物池的 BOD5 TN 3 50 2 dmW 75 1 47 1 1000 07 0 425 0 86400 3 3 m d 宜采用机械清渣及皮带输送机 采用机械栅渣打包机将栅渣打包 汽车运走 7 进水与出水渠道 城市污水通过 DN1200的管道送入进水渠道 设计中取进水渠道宽度mm 0 65 进水水深 0 4 出水渠道 0 65 0 4 1 Bmhm 1 BBmhm 20 西华大学毕业设计说明书 8 计算草图如下 栅条工作平台 进 水 h2 h H1 h H B 1000H1 tan 500 1 2 B1B1 1 h1 h1 图 5 1 中格栅计算图 5 2 污水提升泵房污水提升泵房 5 2 1 设计说明设计说明 泵房用以提升水头高度 选择集水池与机械间合建的半地下矩形自灌式泵房 这种泵房布置紧凑 占地少 机构省 操作方便 而且均衡了污水流量 以保证处 理的稳定 泵房采用钢筋混凝土结构建造 5 2 2 设计计算设计计算 4 1 污水泵的选择 设计水量为 36750 选用 5 台潜污泵 4 用 1 备 则单台流量为dm 3 36750 3 12250 510 42 1 Qdm 3 hm 3 所需扬程至少 5 621 见水力计算和高程布置 m 选用 200QW 450 10 22 型潜水排污泵 其主要技术参数见表 5 1 表表 5 1 200QW 450 10 22 型潜水排污泵主要技术参数型潜水排污泵主要技术参数 型号 流量 hm 3 扬程 m 转速 1 min r 效率 功率 Kwd mm 200QW 450 10 22 450101450722265 注 d 为通过的最大颗粒直径 21 西华大学毕业设计说明书 2 集水池 容积 按一台泵最大流量时 5min 的出流量设计 则集水池的有效容积 V 15045 60 450 V 3 m 面积 取有效水深 H 为 2m 则面积 F 为 75 2 150 H V F 2 m 集水池长度取 15 则宽度为 5 集水池平面尺寸为 L B 15 5 保护水mm 深取 1 则实际水深为 3 mm 3 泵位及安装 污水泵直接置于集水池内 经核算集水池面积大于污水泵的安装要求 污水泵 检修采用移动吊架 4 泵房示意图如下 进水总管 中格栅 吸水池最 底水位 53 82 52 44 54 05 58 05 54 02 图 5 2 泵房示意图 5 3 细格栅细格栅 5 3 1 设计说明设计说明 污水经污水提升泵房后进入细格栅 细格栅的作用是进一步截留污水中的漂浮 22 西华大学毕业设计说明书 物 减轻后续处理单元的负荷 防止阻塞排泥管道 以保证后续构筑物和设备的安 全 本工程设计二组格栅 即 N 2 组 每组格栅与沉砂池合建 即每组格栅的设计 流量 0 213 渠道采用钢筋混凝土结构 sm 3 5 3 2 设计计算设计计算 4 1 栅条间隙数n max sinQ n bhv 式中 栅条间隙数 个 n 格栅倾角 取 60 栅条间隙 取 0 01 bmbm 栅前水深 取 0 5 hmhm 过栅流速 取 0 8 vm svm s 则 49 55 取 50 个 max sinQ n bhv 8 05 001 0 60sin213 0 2 栅槽宽度B 1 BS nbn 式中 栅条宽度 取 0 01 Smm 则 0 01 50 1 0 01 50 0 99 工程中取 1 1 BS nbn mBm 3 通过格栅的水头损失 1 h 1 hh k 2 sin 2 v h g 4 3 s b sin 2 2 3 4 1 g v b s kh 式中 设计水头损失 1 hm 计算水头损失 h m 重力加速度 取 9 81 g 2 m sg 2 m s 系数 格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数 取 3 kk 阻力系数 其值与栅条断面形状有关 形状系数 取 2 42 由于选用断面为锐边矩形的栅条 23 西华大学毕业设计说明书 则 21 0 60sin 81 9 2 8 0 01 0 01 0 42 2 3 0 2 3 4 1 hm 为避免造成栅前涌水 帮将栅后槽底下降作为补偿 见图 5 3 1 h 4 栅后槽总高度H 12 Hhhh 式中 栅前渠道超高 取 0 3 2 hm 2 hm 则 0 5 0 3 0 21 1 01 12 Hhhh m 5 栅槽部分总长度L 21 hhH 式中 栅前渠道深 1 Hm 栅前水深 取 0 5 hmhm 栅前渠道超高 取 0 3 2 hm 2 hm 则 0 5 0 3 0 8 21 hhH m 1 5 1 96 60tan 0 15 0 1 H LLmm 60tan 8 0 m 6 每日栅渣量W max1 86400 1000 QW W K 总 式中 单位栅渣量 取 0 1 1 W 333 10mm 污水 1 W 333 10mm 污水 则 max1 86400 1000 QW W K 总 0 2 5 2 47 1 1000 10 0 425 0 86400 3 m d 3 m d 宜采用机械清渣及皮带输送机 采用机械栅渣打包机将栅渣打包 汽车运走 7 进水与出水渠道 城市污水通过提升泵房送入进水渠道 格栅的进水渠道与格栅槽相连 格栅与 沉砂池合建一起 格栅出水直接进入沉砂池 进水渠道宽度 1 渠道水深 1 BBm 0 5 hm 8 计算草图如下 24 西华大学毕业设计说明书 B I 5001000 H1 tan I h h2 H1H h h1 h1 栅条工作平 台 进 水 图 5 3 细格栅计算草图 5 4 钟式沉砂池钟式沉砂池 5 4 1 设计说明设计说明 沉砂池的形式 按池型可以分为有平流式沉砂池 竖流式沉砂池 曝气沉砂池 和涡流沉砂池 平流式沉砂池是常用的形式 具有截留无机可理效果较好 工作稳定 构筑简 单 运行费用低廉和排砂方便等优点 其缺点是沉砂中含有 15 的有机物 使沉砂 的后续处理难度加大 竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内 无机物颗粒借重力沉于池底 处理效果一般较差 曝气沉砂池是在池体的一侧通入空气 使污水沿池旋转前进 从而产生与主流 垂直的横向环流 其优点是 通过调节曝气量 可以控制污水的旋流速度 使除砂 效果较稳定 受流量变化的影响较小 缺点就是构造成本相对较高 维修和运行费 用也较高 按生物除磷设计的污水处理厂 为了保证除磷效果 一般不采用曝气沉 砂池 25 西华大学毕业设计说明书 涡流式沉砂池 也称旋流沉砂池 钟式沉砂池 是利用水力涡流 泥砂和有机 物分开 加速砂粒的沉淀 有机物则被留在污水中 具有基建 运行费用低和除砂 效果好等优点 通过综合考虑本工程采用 2 组旋流式沉砂池 N 2 组 分别与格栅连接 每组 沉砂池设计流量为 0 213 沉砂池采用钢筋砼结构 sm 3 5 4 2 设计计算设计计算 1 5 1 设计参数设计参数 1 沉砂池水力表面负荷约为 200 水力停留时间约为 20 30s 23 hmm 2 进水渠道直段长度应为渠道宽的 7 倍 并且不小于 4 5s 以创造平稳的进水 条件 3 进水渠道流速 在最大流量的 40 80 情况下为 0 6 0 9 在最小流sm 量时大于 0 15 但最大流量不大于 1 2 sm sm 4 出水渠道与进水渠道的夹角大于 以最大限度地处长水流在沉砂池内 270 的停留时间 达到有效除砂目的 两种渠道均设在沉砂池上部以防扰动砂子 5 出水渠道宽度为进水渠道的 2 倍 出水渠道的直线段要相当于出水渠道的宽 度 6 沉砂池前应设格栅 沉砂池下游设堰板 以便保持沉砂池内所需的水位 2 钟氏沉砂池规格钟氏沉砂池规格 根据处理污水量的不同 旋流式沉砂池可分为不同型号 各部分尺寸见图及表 5 2 可选供用 表表 5 2 钟式沉砂池型号及尺寸 钟式沉砂池型号及尺寸 m 型号 流量 L s ABCDEFGHJKL 50501830100030561030014003003002008001100 1001102130100038076030014003003003008001100 2001802430100045090030013504003004008001150 30031030501000610120030015504503004508001350 55053036501500750150040017006005105808001450 26 西华大学毕业设计说明书 9008804870150010002000400220010006106008001850 130013205480150010002400400220010007506308001850 175017505800150012002400400250013008907008001950 2000220061001500120033504002500130021307508001950 3 钟氏沉砂池的选择钟氏沉砂池的选择 根据设计流量 单座钟氏沉砂池的设计水量为 213 通过内插法 由表计算sL 出各尺寸 选择旋流式沉砂池型号见表 5 3 表表 5 3 钟氏沉砂池尺寸钟氏沉砂池尺寸 m 流量 L s ABCDEFGHJ K L 21326001000500100030014004203004208001200 4 进水渠道进水渠道 格栅的出水送入沉砂池的进水渠道 然后向两侧配水进入沉砂池 进水渠道采 用与旋流式沉砂池呈切线方式进水 进水可以在沉砂池产生涡流 11 max 1 hv Q B 式中 进水渠道宽度 1 Bm 进水渠道水流速度 一般采用 0 6 1 2 取 1 0 1 vsm sm 3 1 v sm 3 进水渠道水深 取 0 5 1 hm 1 hm 则 43 0 5 01 213 0 1 Bm 5 出水渠道出水渠道 出水渠道与进水渠道建在一起 并且满足夹角大于 以延长污水在涡流式 270 沉砂池内流动距离 27 西华大学毕业设计说明书 22 max 2 hv Q B 式中 出水渠道宽度 2 Bm 出水渠道水流速度 一般采用 0 4 0 6 取 0 5 2 vsm 1 v 2 v 1 2 1 v sm 出水渠道水深 取 0 6 2 hm 1 hm 则 71 0 6 05 0 213 0 2 Bsm 6 旋流沉砂池草图如下 旋流沉砂池草图如下 最小值为4C K C D 45 B E L FG H A J 图 5 4 钟氏沉砂池草图 5 5 A2O 生化反应池生化反应池 5 5 1 设计说明设计说明 污水生物处理设计条件 污水生物处理设计条件 1 进入反应池的平均流量 25000 0 289 最大设计流量Qdm 3 sm 3 36750 0 425 max Qdm 3 sm 3 2 原污水中 BOD5浓度为 190 Lmg 3 原污水中 SS 浓度为 150 假定一级处理对 SS 的去除率为 50 刚进Lmg 入反应池中污水的 SS 浓度75 501 150 501 0 y LLLmg 4 原污水中 TN 浓度为 40 TP 浓度为 4 水温 T 大于 Lmg Lmg 20 28 西华大学毕业设计说明书 本工程设计 2 组 A2O 生化反应池 其中好氧段采用推流式曝气 曝气系统采用 鼓风曝气 微孔曝气器 空气扩散装置安装在廊道底部的一侧 该池采用钢筋砼结 构 5 5 2 设计计算设计计算 4 7 一 设计参数 一 设计参数 表表 5 4 A2O 工艺主要设计参数工艺主要设计参数 项目数值 BOD5污泥负荷 5 dkgMLSSkgBOD 0 13 0 2 TN 负荷 dkgMLSSkgTN 0 05 0 08 TP 负荷 dkgMLSSkgTP 0 03 0 06 污泥浓度 Lmg 2000 4000 污泥龄 d15 20 水力停留时间 h6 8 各段水力停留时间比例 A A O 1 1 2 1 1 4 污泥回流比 R 25 100 混合液回流 R内 100 300 COD TN8 TP BOD50 06 溶解氧浓度 Lmg 好氧段 DO 2 缺氧段 DO0 5 厌氧段 DO 0 1 水力停留时间 HRT t 8 h 2 BOD5污泥负荷 Ns 0 13 5 dkgMLSSkgBOD 3 回流污泥浓度 r SVI Xr 6 10 式中 回流污泥浓度 r XLmg 污泥指数 一般采用 120 SVI 系数 一般采用 1 2 rr 100002 1 100 106 r X Lmg 29 西华大学毕业设计说明书 4 污泥回流比 R 55 5 曝气池混合液浓度 r X R R X 1 式中 污泥回流比R 回流污泥浓度 r XLmg 350010000 55 0 1 55 0 XLmg 6 TN 去除率 100 1 21 S SS TN 式中 TN 去除率 TN 进水 TN 浓度 1 SLmg 出水 TN 浓度 2 SLmg 50 100 40 2040 TN 7 内回流比 内 R TN TN R 1 内 100 5 01 5 0 内 R 二 反应池尺寸 二 反应池尺寸 1 反应池总容积 QtV 式中 V 反应池总容积 3 m Q 进水流量 按平均流量计 dm 3 总水力停留时间 th 33 83338 24 25000 V 3 m 30 西华大学毕业设计说明书 2 各段水力停留时间和容积 缺氧 厌氧 好氧各段内水力停留时间的比值为1 1 3 321 AAA 则各段的水力停留时间和池容分别为 厌氧池内水力停留时间 1 6 1 th67 166633 8333 5 1 1 V 3 m 缺氧池内水力停留时间 1 6 2 th67 166633 8333 5 1 2 V 3 m 好氧池内水力停留时间 4 8 3 th00 500033 8333 5 3 3 V 3 m 3 校核氮磷负荷 好氧段总氮负荷 符合要求 056 0 50003500 4025000 3 0 XV TNQ dkgMLSSkgTN 厌氧段总磷负荷 符合要求 017 0 67 16663500 425000 1 0 XV TPQ dkgMLSSkgTP 4 单组反应池容积 设反应池 2 组 单组池容 67 4166 2 33 8333 2 V 单 V 5 反应池总面积 h V A 式中 反应池总面积 A 2 m 反应池有效水深 hm 设计中取 h 3 5m 2381 5 3 33 8333 A 2 m 6 单组反应池有效面积 N A A 1 式中 每座曝气池面积 1 A 2 m 曝气池个数 个 N 1190 5 2 2381 1 A 2 m 7 单组反应池廊道长度 31 西华大学毕业设计说明书 采用 5 廊道推流式反应池 第 1 廊道为缺氧段 第 2 廊道为厌氧段 后 3 个廊 道为好氧段 每个廊道宽取 6 则单组反应池廊道长为m bn A L 1 式中 单组反应池廊道长 Lm 每个廊道宽度 bm 廊道数n 设计中取 b 6 n 5m 39 7 工程中取 L 40 56 5 1190 Lmm 8 校核长宽比和宽深比 满足 67 6 6 40 b L 10 5 b L 满足 71 1 5 3 6 h b 2 1 h b 9 反应池总高 hhH 式中 有效水深 hm 池子超高 取 0 5 hm hm 则 45 05 30 1 hHm 10 A2 O 反应池的平面布置图如下 图 5 5 A2 O 反应池的平面布置图 三 进出水系统 三 进出水系统 1 进水设计 1 进水管 进水管设计流量 0 425 管道流速 0 85 进水管理论管径 max Qsm 3 vsm 取进水管管径为 DN800 798 0 85 0 14 3 425 0 44 v Q d mmm 32 西华大学毕业设计说明书 2 进水渠道 初沉池的来水通过反应池进水管送入 A2 O 池首端的进水渠道 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 1 2 渠道内水深 0 8 则渠道mm 内的最大水流速度为 11 max 1 hNb Q v 式中 渠道内的最大水流速度 1 vsm 进水渠道宽度 1 bm 进水渠道有效宽度 1 hm 设计中取 1 0 0 8 1 bm 1 hm 0 27 8 00 12 425 0 1 vsm 反应池采用潜孔进水 孔口面积 2 max Nv Q F 式中 每座反应池所需孔口面积 F 2 m 孔口流速 m s 一般采用 0 2 1 5 2 vsm 设计中取 0 2 2 vsm 0 71 3 02 425 0 F 2 m 设每个孔口尺寸为 0 4 0 4m 则孔口数为 f F n 式中 每座曝气池所需孔口数 个 n 每个孔口的面积 f 2 m 工程中取 5 个4 4 4 04 0 71 0 n 孔口布置图如下 0 4 0 4m 图 5 6 潜水孔布置图 33 西华大学毕业设计说明书 2 出水设计 1 堰上水头 A2 O 池的出水采用矩形薄壁堰 跌落水头 堰上水头 3 2 2 gmb Q H 式中 堰上水头 Hm 每组反应池出水量 指污水最大流量 0 425 与回流Qsm 3 sm 3 污泥量 回流量之和 0 289 155 sm 3 流量系数 一般采用 0 4 0 5 m 堰宽 与反应池宽度相等bm 设计中取 0 4 b 6mm 12 0 18 9264 02 155289 0 425 0 3 2 Hm 2 总出水管 A2 O 反应池的最大出水流量为 0 425 0 289 155 0 873 管内流速sm 3 为 1 0 出水管理论管径 取 DN1000 送sm 055 1 0 114 3 873 0 44 v Q d mmm 往二沉池集配水井 四 曝气系统 四 曝气系统 1 需氧量 需氧量 1 平时需氧量 Vhr XVbQSaR 式中 R 混合液需氧量 dkgO 2 活性污泥微生物每代谢 1kgBOD 所需的氧气 kg 数 对于生活污水 a 值一般采用 0 42 0 53 之间 a Q 污水的平均流量 dm 3 34 西华大学毕业设计说明书 被降解的 BOD 浓度 r SLg 每 1kg 活性污泥每天自身氧化所需要的氧气 kg 数 一般采用 b 0 188 0 11 挥发性总悬浮固体浓度 V XLg 设计中取 0 5 0 15 2625 a b 350075 0 fXXVLmg 1000 2625 500015 0 1000 20 5 142 250005 0 2 O 83 145 75 5504 dkghkg 2 最大时需氧量 Vhr XVbSQa