城镇生活污水处理设计.doc

湖北省湖北省湖北省湖北省 XXXXXX 污水处理厂污水处理厂污水处理厂污水处理厂 污水处理污水处理污水处理污水处理 设设设设 计计计计 方方方方 案案案案 排放水量 排放水量 排放水量 排放水量 12000m12000m12000m 3 3 3 d d d 内内 容容 摘摘 要要 项目名称 湖北省湖北省湖北省 XXXXXX 污水处理厂污水处理厂污水处理厂工程 工程规模 污水处理 12000m3 d 设计内容 污水处理方案 厂区布置 处理工程主要设备材料表 处理工程投资概算 工艺流程 详见后面 控制方式 污水处理关键过程实现自动控制 采用二级控制系统 现场控制 中央控制 中央控制室设计人机界面 备选 触摸屏或工控机 流程模拟显示运行状态 可随时观察 控 制整个处理流程的运行 节能控制 采用液位计控制泵的启停 较大的污水泵减少不必要的电耗 节省运行费用 设备选型 药泵 水泵 风机 阀门等标准设备 电气和自控电器元件采 用进口或合资企业产品 辅助设备采用国产名牌 环境影响 污水处理后达到 污水综合排放标准 GB8978 96 规定的一级 标准排放 尽可能地减少对当地环境的污染 污水站噪声较大 的鼓风机采取消声处理 满足 工业企业厂界噪声标准 GB12348 99 的 类标准 污水站的废气加强收集并合理处 理 减少二次污染的产生 主要工程内容 格栅 沉砂池 初沉池 曝气池 二沉池 重力浓缩池 中温消化池及 相关提升 曝气 回流管网等 目目 录录 第一章第一章 综述综述 1 1 11 1 项目名称项目名称 1 1 21 2 工程概述工程概述 1 1 31 3 设计原则设计原则 1 1 41 4 设计执行规范 标准 依据设计执行规范 标准 依据 1 1 5 工程范围工程范围 1 第二章第二章 城市污水处理厂设计城市污水处理厂设计 2 2 12 1 基本设计参数基本设计参数 2 2 22 2 厂址选择厂址选择 2 2 32 3 污水处理程度的确定污水处理程度的确定 4 2 42 4 污水 污泥处理工艺选择污水 污泥处理工艺选择 4 第三章第三章 处理构筑物工艺设计处理构筑物工艺设计 7 7 3 13 1 污水处理构筑物污水处理构筑物 7 3 1 1 格栅 7 3 1 2 污水泵房 7 3 1 3 平流沉砂池 7 3 1 4 初次沉淀池 8 3 1 5 曝气池 8 3 1 6 二次沉淀池 9 3 1 7 鼓风机房 加氯间 9 3 1 8 计量堰设计计算 9 3 23 2 污泥处理构筑物污泥处理构筑物 9 3 2 1 浓缩池 9 3 2 2 污泥贮存池 10 3 2 3 消化污泥控制室 10 3 2 4 消化池 10 3 2 5 脱水机房 11 3 33 3 厂内给水排水及道路厂内给水排水及道路 11 3 43 4 辅助建筑物辅助建筑物 11 第四章第四章 污水处理构筑物设计计算污水处理构筑物设计计算 12 4 14 1 一级处理一级处理 12 4 1 1 格栅 12 4 1 2 污水泵站 14 4 1 3 平流式沉砂池 14 4 1 4 初沉池 平流式 16 4 24 2 二级处理二级处理 17 4 2 1 曝气池 17 4 2 2 二次沉淀池 辐流式 20 4 2 3 配水井 21 4 34 3 污泥处理构筑物污泥处理构筑物 22 4 3 1 浓缩池 22 4 3 2 中温消化池 24 4 3 3 贮泥池 30 4 3 4 污泥提升泵房的设计 30 4 3 5 脱水机房 31 4 44 4 高程计算高程计算 32 第五章第五章 工艺设计参数工艺设计参数 3 34 4 5 15 1 主要工艺设备一览表主要工艺设备一览表 34 5 25 2 自控仪表自控仪表 35 5 35 3 主要化验设备一览表主要化验设备一览表 35 第六章第六章 总图设计总图设计 3636 6 16 1 总平面布置总平面布置 36 6 26 2 道路道路 36 6 36 3 消防消防 36 6 46 4 绿化绿化 36 第七章第七章 处理成本的计算处理成本的计算 3737 7 17 1 水厂的工程造价水厂的工程造价 37 7 1 1 估算依据 37 7 1 2 单项构筑物的工程造价计算 37 7 27 2 污水处理成本计算污水处理成本计算 38 污水处理厂工程 第一章第一章 综述综述 1 11 1 项目名称项目名称 湖北省湖北省湖北省 XXXXXX 污水处理厂污水处理厂污水处理厂工程 1 21 2 工程概述工程概述 湖北省湖北省湖北省 XXXXXX 污水处理厂污水处理厂污水处理厂污水处理 12000m3 d 本着环境保护责任 根据相关法规 该 厂拟建污水处理站 处理城市生活污水 受该公司的委托 为其污水厂建设设计方案 1 31 3 设计原则设计原则 1 采用技术先进可靠 占地省 出水水质稳定 效果好的处理工艺 2 因地制宜 合理布置 统一规划 3 选择品质优良 价格公正 售后服务周到的先进设备 仪器 设备材料的选择 可根据相应的规范为参照 关键性仪器 设备选取合资或进口的 尽可能选择造价低 节能省电 效率高的耐用设备 4 自控系统可选择国际上知名度高的电气公司产品 提高系统可靠性 5 设计应考虑到安全溢流 对一些重要地区应考虑双路供电 为阻止某些突发事 故而造成处理厂停运 其进厂污水应有安全溢流和超越 6 设计应考虑到美观 绿化 并配备相应的安全措施 7 设计采用规范与标准 应采用甲方认可国家规范标准或共同的规范与标准 如 设计中遇到需用企业标准时 则报请甲方认可 1 41 4 设计执行规范 标准设计执行规范 标准 依据 依据 1 中华人民共和国环境保护法 1989 年 12 月 2 中华人民共和国水污染防治法 2008 年 7 月 3 中华人民共和国水污染防治法实施细则 1989 年 7 月 4 建设项目环境保护设计规定 1987 年 3 月 5 给水排水制图标准 GBJ106 87 6 城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准 CJJ31 89 7 污水综合排放标准 GB8978 96 8 给排水工程结构设计规范 GBJ69 84 1 5 工程范围工程范围 1 本工程设计及建设范围包括污水厂内的所有工程内容 2 厂区建设范围由污水收集管网总出口开始 受纳水体的选定排水口为止 污泥 脱水到含水率小于 80 外运另行处置 3 电气建设范围由污水厂的电控柜到厂区的机电设备电路敷设 甲方负责把电源 拉进污水处理站的总电源控制柜 污水处理厂工程 第二章第二章 城市污水处理厂设计城市污水处理厂设计 2 12 1 基本设计参数基本设计参数 2 1 12 1 1 气象资料气象资料 年平均气温 15 年降水量 800 mm 夏季计算气温 30 冬季计算气 温 5 夏季主导风向为东南风 冬季主导风向为西北风 2 1 22 1 2 设计规模 设计规模 水量分配 工业区污水量 Q1 3000m3 d 居住区生活污为设计流量为 86400 2 qN Q 式中 Q2 为居住区生活污为设计流量 l s q 为每人每日平均污水量定额 l 人 日 拟建项目处于湖北地区 且室内有给排水卫生设备 并有沐浴设备 故 q 取值为 110 150 l 人 本处 取 150 l 人 天 经计算可知 Q Q2 2 104 104 l sl s 9000m 9000m3 3 d d 故日处理污水量为 Q 12000m3 d 140 l s 2 1 32 1 3 设计设计进水水质进水水质 根据湖北省检测中心站于 2005 年在 XX 县城的城市污水监测报告 污水处 理厂进水水质 SS 160 mg L BOD5210 mg L pH 值 6 9 7 5 所含污染物对生 物处理无明显影响 2 1 42 1 4 排放标准排放标准 XX 污水处理厂排水执行 污水综合排放标准 GB8978 96 规定的一级标 准污水经处理后应达到如下水质标准 表 2 1 1 污水排放标准表 单位 mg l 序号 污染物一级标准 备注 1 pH 6 9 2 色度 稀释倍数 50 3 悬浮物 SS 20 4 五日生化需氧量 BOD5 20 5 化学需氧量 COD 60 6 氨氮 15 7 磷酸盐 以 P 计 0 5 城镇二级污水处理厂 2 22 2 厂址选择厂址选择 污水处理厂工程 未经处理的城市污水任意排放 不仅会对水体产生严重污染 而且直接影 响城市发展和生态环境 危及国计民生 所以 在污水排入水体前 必须对城 市污水进行处理 而且工业废水排入城市批水管网时 必须符合一定的排放标 准 最后流入管网的城市污水统一送至污水处理厂处理后排入水体 城市的排水系统与城市的总体规划有密切的关系 而城市污水处理厂数目 及位置又受到城市排水管系的支配 因此 在城市总体规划中 污水厂的位置 范围已有所规定 但是 在污水厂的总体设计时 对具体厂址选择 仍须进行 深入的调查研究和详细的技术经济比较 其一般原则如下 1 为保证环境卫生的要求 厂址应与规划居住区或公共建筑群保持一定 的卫生防护距离 一般不小于300米 2 厂址应设在城市集中供水水源的下游不小于500米的地方 3 厂址应尽可能设在城市和工厂夏季主导风向的下方 4 要充分利用地形 把厂址设在地形有适当坡度的城市下游地区 以满 足污水处理构筑物之间水头损失的要求 使污水和污泥有自流的可能 以节约 动力 5 厂址如果靠近水体 应考虑汛期不受洪水的威胁 6 厂址应设在地质条件较好 地下水位较低的地区 7 厂址的选择要考虑远期发展的可能性 有扩建的余地 委托方提供资料和要求如下 1 该城镇在北边和南边各有一块长 200m 宽 100m 的的坡地可供选择作 为污水处理厂厂址 长度方向坡度约为 6 宽度方向标高基本相同 地面平 坦 最低地面标高为 3 5 m 地下水位标高 0 5 m 地基承载力 15 吨 m2 2 城市污水和工业污水收集管网另行设计 根据地形走势 污水收集管 网总出口可以设在北边厂址 也可以设在南边厂址 污水收集管网总出口标高 1 5 m 3 气象资料 年平均气温 15 年降水量 800 mm 夏季计算气温 30 冬季计算气温 5 夏季主导风向为东南风 冬季主导风向为西北风 4 受纳水体水面标高 0 0m 选定排水口与北边厂址距离 800m 与南边厂 址距离 500m 从委托方所提供的资料的第一条以及结合选址原则可知 将污水厂选在南 北边都可以 委托方所给的第二条资料亦显示 污水厂建在南北或北边并不矛 盾 结合委托方的第三条资料和选址原则的第三条 应将厂址选在夏季主导风 向的下方即南边比较合适 且南边厂址距受纳水体 500m 相比北边拟选厂址更 靠近受纳水体 这样可节省管材 减少投资 因而 本工程将污水处理厂建在该城的南边 污水处理厂工程 2 32 3 污水处理程度的确定污水处理程度的确定 根据设计任务书 该厂处理规模定为 1 2 万 m3 d 一 进出水水质 项目 BOD5 mg L SS mg L 进水 210160 出水 2020 2 处理程度计算 1 溶解性 BOD 去除率 活性污泥处理系统处理水中的 BOD5值是由残存的溶解性 BOD5 Se 和非溶解 性 BOD5二者组成 而后者主要以生物污泥的残屑为主体 活性污泥的净化功能 是去除溶解性 BOD5 因此从活性污泥的净化功能考虑 应将非溶解性 BOD5从水 的总 BOD5值中减去 设二沉池出水中含有 12mg L 总悬浮固体 其中 VSS 占 65 则悬浮固体中 可生物降解部分为 0 65 12mg L 7 8mg L 可生物降解悬浮固体最终 BODL 7 8 1 42mg L 11mg L 可生物降解悬浮固体的 BODL换算成 BOD5 0 68 11mg L 7 5mg L 确定经生物处理后要求的溶解性有机污染物 即 Se 7 5mg L Se 20mg L Se 12 5mg L 所以 溶解性 BOD5的去除率为 100 94 05 210 5 12210 2 SS 的去除率 100 87 5 160 20160 2 42 4 污水 污泥处理工艺选择污水 污泥处理工艺选择 污水 污泥处理工艺的选择 取决于处理厂进出水水质指标 受纳水体 污水处理厂规模 污泥处置方法 用地面积及当地温度 工程地质 环境等条 件 本污水处理厂工程设计所追求的目标是技术成熟 处理效果稳定可靠 工 程投资省 运行费用低 运行管理方便 环境效果理想的工艺流程 1 污水处理工艺选择 水体有一定的自净能力 可根据水体自净能力来确定污水处理程度 设计 中既要充分利用水体的自净能力 又要防止水体遭到污染 破坏水体的正常使 用价值 采用何种处理流程还要根据污水的水质和水量 回收其中有用物质的 可能性和经济性 排放水体的具体规定 并通过调查研究和经济比较后决定 必要时还应当进行科学论证 城市生活污水一般以BOD物质为其主要去除对象 因此 处理流程的核心是二级生物处理法 活性污泥法 其流程如图2 4 1 污水处理厂工程 图图2 4 12 4 1 生活污水和工业废水中的污染物质是多种多样的 不能预期只用一种方法 就能把所有的污染物质去除干净 一种污水往往需要通过由几种方法组成的 处理系统 才能达到处理要求的程度 按处理程度分 污水处理可分为一级 二级和三级 一级处理的内容是去 除污水中呈悬浮状态的固体污染物质 经过一级处理 污水中的 BOD 只去除 30 左 右 仍不能排放 还必须进行二级处理 二级处理的主要任务是大量去除污水 中呈胶体和溶解性的有机污染物质 BOD 去除率可达 97 以上 去除后的 BOD 含量可降低到 20 30 mg l 一般 经过二级处理后 污水已具备排放水体的 标准了 一级和二级处理法是城市污水经常采用的 属于常规处理方法 当对 处理过的污水有特殊的要求时 才继续进行三级处理 各级处理方法与处理效 果如表 2 4 1 表2 4 1 各级处理方法与处理效果表 级别级别去除的主要污染物去除的主要污染物处理方法处理方法处理效果处理效果 一级悬浮固体沉砂沉淀SS 50 BOD5 30 二级胶体和溶解性有机物 悬 浮物 活性污泥法SS 80 BOD5 80 TN 30 TP 10 三级悬浮物 溶解性有机物和 无机盐氨和磷 混凝 过滤 吸附 电诊析 生物接触氧化 A O or A2O SBR SS 40 BOD5 60 TN 80 TP 65 具体的流程为 污水进入水厂 经过格栅至集水间 由水泵提升到平流沉 砂池 经初沉池沉淀后 进入生物接触氧化池 在二次沉淀池中 活性污泥沉 淀后 回流至污泥泵房 二沉池出水经加氯处理后 排入水体 见图2 4 2 2 污泥处理工艺选择 曝气池 二次 沉淀池 进水 回流污泥 剩余污泥 出水 活性污泥法的基本流程 污水处理厂工程 污泥是污水处理的副产品 也是必然的产物 如从沉淀池排出的沉淀污泥 从生物处理排出的剩余活性污泥等 这些污泥如果不加以妥善处理 就会 造成二次污染 污泥处理的方法是厌氧消化 在厌氧消化过程中产生大量的消 化气 即沼气 是宝贵的能源 消化后的污泥含水率仍然很高 不宜长途输送 和使用 因此 还需要进行脱水和干化等处理 图图2 4 22 4 2 污水处理流程图污水处理流程图 具体过程为 二沉池的剩余污泥由螺旋泵提升至浓缩池 浓缩后的污泥含 水率为90 92 然后进入贮泥池 再由泥控室投泥泵提升入消化池 进行中温 二级消化 一级消化池的循环污泥进行套管加热 并用搅拌 二级消化池不加 热 利用余热进行消化 消化后污泥送至脱水机房脱水 压成泥饼 泥饼运至 厂外 可用做农业肥料 排放 级 二级处理 去除碳源BOD可达95 有的过程可产生消化作用 消 化 脱 水 剩余污泥回流污泥 上清液 沉砂初沉 生物处理 活性污泥法 二沉 沼 气 利 用 原 污 水 格删 级 一级处理 去除可沉物 油脂 浮渣约50 SS 30 BOD 处置或利用 图2 4 3 污水处理工艺图 消化池产生沼气 一部分用于一级消化池的沼气搅拌 一部分用于沼气发 电 本设计采用的工艺流程如图2 4 3所示 2 52 5工艺总平面布置工艺总平面布置 平面布置在满足工艺流程的前提下 利用原有地形设置 布置大致分为四 个区 生活区 污水处理区 污泥处理区 预留地 要求布置紧凑 进出水流 畅 节省用地 其中 综合楼 车库 招待所 化验室等在入厂正门附近 把 污水 中格栅污水提升泵细格栅 沉砂池 初沉池 曝 气 池 出水 二沉池 一级处理 二级处理 污水处理厂工程 消化池 沼气罐和压缩机房组合在一起 远离其他构筑物 采取隔离措施 防 火防爆以确保安全 第三章第三章 处理构筑物工艺设计处理构筑物工艺设计 已知该城市污水处理厂的最大设计污水量为 220 l s 3 13 1 污水处理构筑物污水处理构筑物 3 1 13 1 1 格栅格栅 格栅是用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物 并保证后续 处理设施能正常运行 污水厂的污水是由一根直径为 600 mm 的管子从进水闸阀引入格栅间的 栅前水深 h 0 35 m 过栅流速 v 0 9 m s 栅条间隙宽度 b 25 mm 格栅倾角 600 栅槽宽 1 1 m 共设一组 栅渣量为 0 85m3 d 0 2m3 d 宜采用机械格栅清渣 3 1 23 1 2 污水泵房污水泵房 本设计采用卧式潜水泵干式式安装 即集水池和机器间由隔墙分开 只有 吸水管和叶轮淹没在水中 机器间可经常保持干燥 以利于对水泵的检修和保 养 又可避免污水对轴承 管件 仪表的腐蚀 泵房选用下圆上方形 水泵及 吸水管的充水采自灌式方式 集水池与机器间合建在一起 每台水泵的流量为 Q 220L s 集水池的容积 采用相当于 1 台泵 5min 的容量 W 2 64 立米 有效水深 H 2 米 平面尺寸为 1 2m 1 2m 泵型 250QW600 9 30 型污水泵 每台泵流量 600L h 扬程 9 米 转速 980r min 功率 30KW 效率 74 池底做成斜坡 3 1 33 1 3 平流沉砂池平流沉砂池 沉砂池的作用是从污水中去除砂子 煤渣等比重较大的颗粒 以免这些杂 质影响后续处理构筑物的正常运行 平流沉砂池共设一个 平面尺寸为 9 0 m 1 2m 有效水深为 0 61 m 设池内流速 v 0 3 m s 停留时间为 30s 沉沙室所需容积 设 T 2d V 0 73 m3 沉砂室分两格 每个分格有 2 个沉沙斗 沉砂斗容积 V0 0 18m3 沉沙斗各部分尺寸 设斗底宽 a1 0 5m 斗壁与水平面的倾角为 55 度 斗高 h3 0 35m 沉沙斗上口宽 a 1m 沉沙斗容积 V 0 2 m3 沉沙室高度 h3 0 56m 采用重力排沙 设池底坡度为 0 06 坡向沙斗 污水处理厂工程 沉砂室总高度 H 1 47m 验算最小流速 在最小流量时 只用一格工作 n1 1 Vmin 0 25m s 0 15m s 污水经泵房提升后 经过进水管道 集水井 配水渠道 均匀的进入沉砂 池 3 1 43 1 4 初次沉淀池初次沉淀池 沉淀池用于分离悬浮物 初沉池采用平流式沉淀池 它对冲击负荷和温度变化的适应能力较强 且 施工简单 造价低 本设计共设七座初沉池 五用两备 每座池长 20m 宽 4m 有效水深 3 m 表面负荷 q 2m3 m2 h 停留时间 T 1 5h 沉淀部分所需容积 V 60 m3 每座池污泥所需容积为 12m3 污泥斗上底宽 4m 下底宽 0 5m 倾角 60 污泥斗容积 V1 18 4m3 上方梯形部分容积 V2 8 1m3 则污泥斗总容积 V V1 V2 26 5 m3 12 m3 沉淀池总高度 设 h1 0 3m h3 0 5m H 6 4m 3 1 53 1 5 曝气池曝气池 采用传统活性污泥曝气池 共设二座曝气池 曝气池每池平面尺寸为 36 35m 5m 有效水深 4m 总高度 4 5m 采用鼓风曝气 扩散装置采用管式微孔曝气器 其具有孔小 氧利用率高 的优点 且其采用橡胶材料 不宜堵塞 为节约空气管道 相临廊道的扩散装 置沿公共隔墙布置 曝气池的曝气量靠空气干管上的闸门控制 设置消泡水管进行消泡 设放 水管用于培养活性污泥时排出上清液用 放空管设于池底 以便维护清理时放 空池中水 回流污泥设置螺旋泵提升 曝气方法采用鼓风曝气 它由加压设备 扩散 装置和连接两者的管道系统三部分组成 扩散装置均匀布置在池底 这样布置 可以使水流在池中流行时得到均匀曝气 同时这样布置方式有利于管道的安装 及供气均匀 采用固定式微孔空气扩散器 一个曝气头的服务面积为 0 65m2 布气管道 在相邻两池间 设 1 根曝气干管 每根干管设 8 根支干管 每根支干管设有 7 根支管 每根支管设有 10 个曝气头 曝气头距池底 0 2m 曝气池的曝气量依靠空气干管上的阀门控制 排除上清液管在培养活性污 泥时排除上清液用 放空管安装于曝气池底部 以便维修清理时放空用 回流 污泥采用污泥泵从污泥泵房打入 剩余污泥由污泥泵房提升后排入贮泥池 污水处理厂工程 3 1 63 1 6 二次沉淀池二次沉淀池 采用辐流式沉淀池 共设二座 且设集配水井两座 采用双层集配水井形 式 来水经中心管进入内层配水井 均匀的分配给二座二沉池 二沉池中间进 水 周边出水 设置带有三角堰板的集水槽集水 通过出水渠流入外层集水井 再由集水井流入下层构筑物 二沉池直径 22 4m 有效水深 3m 池边高度 3 8m 总高度 6m 污泥斗上底 直径 6m 下底 2m 坡度 0 05 二沉池设出泥井 且出泥管上设闸阀控制出泥量 池底部设放空管 每座沉淀池设刮吸泥机一座 各吸泥管中分别通入空气以利排泥 3 1 73 1 7 鼓风机房 加氯间鼓风机房 加氯间 1 鼓风机房主要提供曝气池 二沉池所需空气 出口风压 70kPa 最大时 供气量 3719m3 h 平时供气量 2270m3 h 选用 LG型罗茨鼓风机 LG40 为 2 台 空气量为 40m3 min 风压为 70kpa 鼓风机和电机运行时需要冷却 设冷却水泵 2 台 一台备用 冷却塔一 座 冷却循环水使用 每台风机均应设单独基础 且不与机房基础连接 风口与管道连接处应采 用软管减震 风管最低点应设油水排泄口 机房应设双电源 或其它动力源 鼓风机房一般包括值班室 配电室 工具室和必要的配套公用设施 值班 室有隔音措施 鼓风机的进风有净化装置 进风口高出地面 2m 左右 可设四面为百叶窗的 进风箱 进风管的内壁应有防腐涂层 进风道内壁应光洁 2 污水消毒 污水的二级处理加氯消毒一般采用季节性加氯 在夏季污水污染严重时加 氯消毒 加氯机 ZJ 1 型 2 台 氯库共存氯量 15 天 30 个氯瓶 另外 设一专用水池为氯瓶降温和安全之用 3 1 83 1 8 计量堰设计计算计量堰设计计算 本工程计量堰采用巴式计量槽装置 测量形式为自由流 通过井中水位反 映流量变化 由仪表显示 这种装置工作比较稳定 精度较高 但是为了防止 在堰前积污 一般仅用于处理构筑物之后 流量为 Q 224l s b 0 6 L1 1 5vm L2 0 6m L3 0 9m B1 1 2m B2 0 9m 3 23 2 污泥处理构筑物污泥处理构筑物 3 2 13 2 1 浓缩池浓缩池 采用加压溶气气浮浓缩 初次沉淀池污泥含水率 95 97 浓缩后含水率 为 95 97 5 活性污泥含水率 99 2 99 6 浓缩后污泥含水率到 98 左右 污水处理厂工程 一般将初沉池污泥与剩余污泥混合后共同浓缩 混合污泥浓缩后含水率介于 97 98 在浓缩池前设一配泥井 将二者混合并均匀分配进入两个浓缩池 浓缩池设两座 一用一备 为矩形平流式 长宽高分别为 L B H 11 6m 2 9m 3 2m 溶气罐直径 D 为 1 2m 高为 3m 3 2 23 2 2 污泥贮存池污泥贮存池 污泥经浓缩后进入贮泥池 由消化污泥控制室内的污泥泵将其内的污泥抽 升后打入消化池 贮泥池尺寸为 10m 4m 3 3m 3 2 33 2 3 消化污泥控制室消化污泥控制室 消化污泥控制室是消化池的控制中心 主要作用有 1 新鲜污泥的投配 2 消化池内的污泥循环搅拌 3 消化污泥的加热 4 消化池运行情况的监测和控制 控制室是半地下式框架结构 分为三层 地下部分为泵工作间 设有污泥 加热循环泵 新鲜污泥投配泵 地面二层为电器设备及仪表控制室 地面三层 为热交换间 新鲜污泥可采用预热后投配 即新鲜污泥由污泥贮存池抽出后由 旁通管与循环污泥混合 进入热交换器 经换热器预热后再投入消化池也可直 接投配 即新鲜污泥由污泥贮存池抽出后 不经预热 经泵提升后直接进入消 化池 消化池的耗热量可根据冬季最大负荷量计算 耗热量包括三部分 1 每天投配新鲜污泥从原始温度加热到所需的温度的耗热量 2 消化池体本身的热损耗量 是由池体内污泥的消化温度与池体外大气 的最低温度的温差所引起的耗热量 3 输泥管道的耗热量 消化池每天所需的耗热量是由污泥加热循环泵将 污泥通过热交换器加热提供的 采用套管式换热器 套管中心走泥 套管间走 热水 热水从上部向下部流动 3 2 43 2 4 消化池消化池 选用传统的固定式消化池 分为一级消化池和二级消化池 二者的单池容 积结构相同 而停留时间不同 共设两座一级消化池和两座一级消化池 污泥 投配按连续投配方式 污泥加热亦按连续加热方式设计 设计参数如下 总消化污泥量 370m3 d 消化周期一级为 10 天 二级周期为 20 天 总停留天数为 30 天 一级消化池采用沼气搅拌 有利于消化池中的消 化气的释放 对消化污泥的浓缩脱水有促进作用 用空压机将贮气罐中部分消 污水处理厂工程 化气抽出 经稳压罐送入消化池 搅拌系统采用防爆电动机 以保证运行安全 污泥投配按连续投配 加热也按连续加热方式设计 消化池直径为 12m 柱体高度取 6 5m 3 2 53 2 5 脱水机房脱水机房 设置自动板柜压滤机 其构造简单 过滤推动力大 适合于各种性质的污泥 且自动化程度高 效率高 劳动强度低 设两台板堰压滤机 配备两台污泥泵 将污泥压入过滤机 滤布用清水清洗 污泥经脱水后形成的泥饼 暂存于泥场 以便再利用 3 33 3 厂内给水排水及道路厂内给水排水及道路 厂内生产及生活用水由市区给水管网引入给水管 分别接入各构筑物内 进水总管上设水表 厂内采用雨水 污水完全分流 雨水不经处理直接排至厂外 超越管与处 理后的水管相连 而不与雨水管相连 可节约输水管道 厂内污水由污水总管 输送至格栅前的进水闸井内 与厂外污水一起处理 厂内道路基本连成环行 主干道宽 11 5 米 水厂内部环行道路 宽分别为 6 米 8米 3 43 4 辅助建筑物辅助建筑物 污水处理厂的辅助建筑物有综合楼 试验综合楼 食堂 仓库 车库 职 工宿舍 招待所 机修间 总控制室 堆煤厂 堆渣厂 配电室 锅炉房 值 班室 预留地等 主要集中于入厂门口的生活区内 便于设备仪表的运输和维 护管理 污水厂所设总控制室 便于对厂区内仪器 仪表的运行进行自动控制 污水处理厂工程 第四章第四章 污水处理构筑物设计计算污水处理构筑物设计计算 4 14 1 一级处理一级处理 4 1 14 1 1 格栅格栅 本设计中 Q 1 2 万 m3 d 0 14m3 s 360024 12000 Kz 总变化系数 我国经实测取得 57 1 7 2 11 0 Q Kz 1 栅条的间隙数 n 设计流量 Qmax 0 22 m3 s 360024 57 1 12000 取最优水力断面时 进水渠宽 B1 2h B1 m v Q 7 0 9 0 22 0 22 max h 0 35m 2 7 0 2 1 B 式中 v 过栅流速 m s 本处取 v 0 9m s h 栅前水深 m 已知 n bhv sin Q max 式中 b 栅条间距 m 本处取 b 0 025m 栅前倾角 取 60 则 n 26 个 9 035 0 025 0 60sin22 0 2 栅槽宽度 B 设栅条宽度 S 0 01m B0 S n 1 bn 0 01 26 1 0 025 26 0 9m 考虑隔墙厚 0 2m B B0 0 2 0 9 0 2 1 1m 3 进水渠道渐宽部分的长度 L1 进水渠宽 B1 0 7m 其渐宽部分展开角度 1 20 进水渠道内的流速为 v1 0 76m s 35 0 1 1 22 0 max Bh Q L1 0 55m 202 7 01 1 2 1 1 tgtg BB 4 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2 L2 0 27m 2 1 L 2 55 0 污水处理厂工程 5 通过格栅的水头损失 h1 设栅条断面为锐边矩形断面 sin 2 2 0 01 g v h khh 式中 k 系数 格栅爱污染物堵塞时水头损失增大倍数 一般采用 3 h0 计算水头损失 m g 重力加速度 m s2 阴力系数 其值与栅条断面形状有关 本处 71 0 025 0 01 0 42 2 3 43 4 b S 格栅的形状系数 本处锐边矩形取 2 42 则 h0 0 025m h1 0 076m 6 栅后槽的高度 H 设栅前渠道超高 h2 0 3m 有 H h h1 h2 0 35 0 076 0 3 0 726m 为避免造成栅前涌水 故将栅后槽底下降 h1作为补偿 7 栅槽的长度 L L1 L2 0 5 1 0 0 55 0 27 0 5 1 0 tg H1 m tg 7 2 60 3 035 0 H1 h h2 0 35 0 3 0 65m 栅前渠道深 8 每日栅渣量 在格栅间隙 25mm 时 设栅渣量为 0 07 m3 103 m3污水 有 kz 1 2 w 0 85m3 d 0 2m3 d z k wQ 1000 86400 1max 57 11000 07 0 22 0 86400 采用机械清渣 示意图如下 污水处理厂工程 300 76 350 726 76 550 500 380 1000 270 700 1100 4 1 24 1 2 污水泵站污水泵站 1 流量确定 Qmax 0 22m3 s 考虑采用二台潜污泵 一用一备 则每台流量为 Q 792m3 h 2 集水池容积 考虑不小于一台泵 5min 的流量 W 2 64m3 560 792 取有效水深 h 2m 则集水池面积 A 1 32m2 h W 2 64 2 设集水池长宽均为 1 2m 3 设备选用 扬程选用 250QW600 9 30 型 流量 Q 600m3 h 扬程 H 9m 转速 r 980r min P 30kw 出口直径 DN250 效率 74 4 1 34 1 3 平流式沉砂池平流式沉砂池 1 长度 L 取最大设计流量时速度 v 0 3m s 最大设计流量时停留时间 t 30s 则 L 0 3 30 9m 2 水流断面面积 A 设 1 座 则 Q 0 22m3 s 污水处理厂工程 A 0 73m2 v Qmax 3 0 22 0 3 池总宽度 B 设 n 2 格 每格宽 b 0 6m B nb 2 0 6 1 2m 4 有效水深 h2 h2 0 61m 2 1 73 0 B A 5 沉砂室所需容积 V 设 T 2d V 0 73m3 6 max 10 86400 z k XTQ 6 1057 1 8640023022 0 6 每个沉沙斗容积 V0 设每个分格有 2 个沉沙斗 共 4 个沉沙斗 V0 0 18m3 4 73 0 7 贮砂斗各部分尺寸计算 设斗底宽 a1 0 5m 斗壁与水平面的倾角为 55 度 斗高 h 3 0 35m 则贮砂斗的上口宽 a a1 0 5 1m 55 2 3 tg h 55 35 0 2 tg 沉砂容积 3222 11 23 0 2 0 5 025 01212 6 35 0 222 6 h maaaaV 8 沉砂室高度 h3 采用重力排砂 设池底坡度为 0 06 坡向砂斗 L2 3 5m 2 129 2 2 aL h3 h3 0 06 L2 0 35 0 06 3 5 0 56m 污水处理厂工程 9 沉砂池总高度 设超高 h1 0 3m H h1 h2 h3 0 3 0 61 0 56 1 47m 10 验算最小流速 在最小流量时 只用一格工作 n 1 即 Vmin 0 25m s 0 15m s min nw Qain 67 0 6 01 1 0 示意图如下所示 DN200 0 06 150 20 350 DN200 560 300 1200 600 600 150 200 200 1000100035003500 9000 4 1 44 1 4 初沉池 平流式 初沉池 平流式 初次沉淀池 辐流 Q 140 L s 500m3 h 1 沉淀池表面积 A 设表面负荷 q 2m3 m2 h 时 2max 396 2 360022 0 3600 m q Q A 2 沉淀部分有效水深 h2 h2 qt 2 1 2 2 4m 3 沉淀部分有效容积 V 3 max 118836005 122 03600mtQV 4 池长 L 设水平流速 v 4 6 毫米 秒 L vt 3 6 4 6 1 2 3 6 20m 5 池子总宽度 m L A B20 20 396 6 池子个数 n 设每格池宽 b 4 米 则 污水处理厂工程 4000 500 2000300 500 6060 300 4000 4000 500 500 500 2400 163 3030 5 4 20 b B n 7 校核长宽比 长深比 长宽比 L b 20 4 5 4 符合要求 长深比 L h2 20 2 4 8 3 8 符合要求 8 污泥部分所需的总容积 V 设 T 2d 污泥量为 25g 人 d 污泥含水率 95 则每人每日的污泥量 S 为 dLS 人 5 0 1000 95100 10025 3 60 1000 2600005 0 1000 m SNT V 9 每格池污泥部分所需的容积 V 3 12 5 60 m n V V 10 污泥斗容积 设污泥斗上底宽 4m 下底宽 0 5m 倾角 60 坡度 i 0 01 示意图如下 mtgh03 360 2 5 04 4 3 22 212141 4 18 5 045 05 044 03 3 3 1 3 1 m SSSShV 11 污泥斗以上梯形部分污泥容积 mh163 001 0 43 020 4 8 205 03 020 1 l ml4 2 3 4 21 2 1 84163 0 2 4 8 20 2 mbh ll V 12 污泥斗和梯形部分污泥容积 33 21 125 261 8 4 18mmVV 13 池子总高度 设缓冲层高度 h3 0 5m mH mhhh hhhhH 4 62 35 04 23 0 2 3163 003 3 444 4321 污水处理厂工程 4 24 2 二级处理二级处理 4 2 14 2 1 曝气池曝气池 1 估算出水中溶解性 BOD5浓度 出水中 BOD5由两部份组成 一是由残存的溶解性 BOD5 Se 二是没有沉 淀下来随出水漂走的非溶解性 BOD5 而后者主要以生物污泥的残屑为主体 悬 浮固体所占 BOD5计算 设二沉池出水中含有 12mg L 总悬浮固体 其中 VSS 占 65 则悬浮固体 中可生物降解部分为 0 65 12mg L 7 8mg L 可生物降解悬浮固体最终 BODL 7 8 1 42mg L 11mg L 可生物降解悬浮固体的 BODL换算成 BOD5 0 68 11mg L 7 5mg L 确定经生物处理后要求的溶解性有机污染物 即 Se 7 5mg L Se 20mg L Se 12 5mg L 2 曝气池容积计算 污泥泥龄法 1 0 cdv ce KX SSYQ V 式中 V 曝气池容积 m3 Y 活性污泥的产率系数 gVSS gBOD5 0 4 0 8 本处取 0 6 Q 与曝气时间相当的平均进水量 m3 d 本处 Q 1 2 万 m3 d S0 Se 曝气池进 出水的平均 BOD5值 mg L S0 210 80 170mg L c 污泥泥龄 SRT d 3 5 天 本处取 5 天 Xv 曝气池混合液污泥浓度 MLVSS mg L 2000mg L 40000mg L 本 处取 3000mg L Kd 内源代谢系数 d 1 0 04 0 075 本处取 0 06 则 V 1454m3 设二组曝气池 则每组体积 V0 727m3 设曝气池有效水深 4m 则每组曝气池面积 F 727 4 181 75 m2 每池单宽 B1 6m B1 h 6 4 1 5 在 1 2 间 符合要求 总长 LZ F B1 30 3m 每座长 30 3m 长宽比 30 3 6 5 05 在 5 10 之间 符合要求 故每组只设 1 座曝气池 每池长 LZ 30 3m 取超高 0 5m 则池总高度为 H 4 0 5 4 5m 3 污泥回流比 R 回流污泥浓度 10000mg L 300010000 RR QQQ 污水处理厂工程 43 Q Q R R 4 曝气池的停力停留时间 名义水力停留时间 tm V Q 1454 24 12000 2 91h 实际水力停留时间 ts V 1 R Q 2 03h 5 剩余污泥量计算 dkgVSS VX X c 87210 5 30001454 3 剩余活性污泥量以 SS 计 dkgSS f X XSS 1346 65 0 872 剩余活性污泥量以体积计 dm P X V SS SS 224 1000 4 99100 1453100 100 100 3 6 需氧量 平时需氧量 O2 dkg VXbQSaO vr 1425 108 03000145415 0 10 5 12170 1200048 0 33 2 式中 a 活性污泥微生物氧化分解有机物过程的需氧率 即活性污泥微生 物每代谢 1kgBOD5 所需的氧量 kgO2 kg 取为 0 5kgO2 kg b 活性污泥微生物内源代谢的自身氧化过程的需氧率 kgO2 kg 取 为 0 15kgO2 kg Xv 曝气池内挥发性悬浮固体 MLVSS 浓度 kg m3 最大时需氧量 O2max 根据原始数据 Kz 1 57 代入各值 O2 max 1930kg d 80 4kg h 最大时需氧量与平均时需氧量之比 O2 max O2 1930 1425 1 35 每日去除的 BOD5值 BOD5 12000 160 12 5 1000 1770kg d 去除每 kgBOD5的需氧量 O2 1425 1770 0 81kgO2 kgBOD 7 空气量 污水处理厂工程 采用鼓风曝气 设曝气池有效水深 4 0m 曝气扩散装置距池底 0 2m 则扩 散器上静水压 3 8m 取 0 7 0 95 1 曝气设备堵塞系数 F 0 8 采用管式微孔扩散设备 EA 18 扩散器压力损失 4kPa 20 水中溶解氧饱和 度为 9 17mg L 扩散器出品处绝对压力 Pd p 9 8 103H 1 013 105 9 8 103 3 8 Pa 1 39 105Pa 空气离开曝气池面时 气泡含氧体积分数 9 17 100 18 0 1 2179 18 0 1 21 100 1 2179 1 21 0 A A E E 20 时曝气池混合液中平均氧饱和度为 Lmg p cc d ss 20 10 4210026 2 0 5 0 将需氧量换成标准条件下 20 脱氧清水 的充氧量 hkgdg dkg Fcc cO O T Ts s S 126 3034 8 0024 1 0 2 2 10195 0 7 0 17 9 1425 024 1 2020 20 20 2 曝气池平时供气量为 hmhm E O G A S S 2500 1828 0 126 28 0 33 曝气池最大时供气量 Gs max 3375m3 h 去除每 kgBOD5 的供气量 2500 24 1770 33 9m3空气 kgBOD 每 m3污水的供气量为 2500 24 12000 5 0m3空气 m3污水 一个廊道的面积 181 8m2 采用固定式微孔空气扩散器 一个曝气池的服务 面积为 0 5 0 75 通过尝试计算得 布空气管道在相邻两池间 设 1 根曝气 干管 每根干管 8 根支干管 每根支干管设有 7 根支管 每根支管设有 10 个曝 气头 则 1 个廊道共有曝气头 4 7 10 280 个 每个曝气头的服务面积为 181 8 280 0 65 符合要求 如果选二台风机 一用一备 则每台风机风量 2500m3 h 42m3 min 8 鼓风机出口风压计算 污水处理厂工程 选择一条最不利空气管路计算空气管的沿程和局部压力损失 如果管路压 力损失 4 5kPa 扩散器压力损失 4kPa 则出口风压 p kPahhHp fd 49 35 448 98 3 取出口风压 50kPa 最大时供气量 3375m3 h 平时供气量 2500m3 h 根据以上的压力和空气量 选择合适的鼓风机 4 2 24 2 2 二次沉淀池二次沉淀池 辐流式 辐流式 1 沉淀部分水面面积 A 设表面负荷 q 1m3 m2 h 1 0 1 5 m3 m2 h A Qmax q 785 1 785m2 2 池子直径 D 共设 2 个沉淀池 A1 A 2 392 5m2 D 4A1 3 14 1 2 22 4m 则 r 11 2m 3 沉淀部分有效水深 h2 设 t 3 小时 2 5h 则 h2 q t 3m 4 沉淀部分有效容积 采用机械吸泥机 二沉池容积按 ts 2h 最大回流比 R 0 8 计算 则 3 max 1256mtRQV sS 5 污泥斗容积 设池边坡度 0 05 r1 3m r2 1m 则锥体部分的容积为 32 221 2 1 5 1 0 215 1 47 3 46 360 13 mrrrr h V mtgtgrrh 6 污泥斗上圆锥体部分污泥容积 32 11 24 2 14 72 3 41 0 05 0 3 2 11 05 0 mrRrR h V mrRh 7 污泥总容积 V V1 V2 72 47 119m3 224 2m3 112m3 符合要求 8 池总高度 设超高 h1 0 3m 缓冲层 h 0 5m H h1 h2 h3 h4 h5 0 3 3 0 0 5 0 41 3 46 6 67m 9 沉淀池池边高度 H h1 h2 h3 3 8m 10 径深比 污水处理厂工程 D h2 22 4 3 7 5 符合要求 4 2 34 2 3 配水井配水井 一 在沉砂池后设一配水井 1 有效容积 总流量 Q 0 22 m3 s V Qt 0 22 2 60 26 4m3 2 池面积 取有效水深 h 3m 则 A 8 8m2 3 4 26 h V h1h2 D i 0 05 r h5 h4h3 H 图图 4 2 24 2 2 二沉池计算图二沉池计算图 3 池平面尺寸 a 3m8 8 A 4 池总高度 取超高 h1 0 3m H h h1 3 0 0 3 3 3m 5 溢流堰 位于池子出水端 1m 处 设置一堵溢流墙 墙上设有坡度 减小 水头损失 6 进出水管 进水采用明渠 承接沉砂池明渠建设 出水管分 2 根出水 可 达到均匀出水的目的 二 在曝气池前