小型污水处理站设计计算任务书.doc

1 小型污水处理站设计计算任务书小型污水处理站设计计算任务书 1 1 总论总论 1 11 1 设计任务和内容设计任务和内容 水处理工程课程设计的目的在于加深理解所学专业知识 培养运用所学专业知识的 能力 学会城市污水处理厂和水厂工艺设计一般步骤和方法 锻炼独立设计 计算 绘 图工程设计图纸的能力 针对设计书所给选题 完成设计计算说明书和设计图 设计深度一般为初步设计的 深度 1 1 11 1 1 污水处理工程设计基础要求 污水处理工程设计基础要求 1 工艺流程的选择确定 水处理工艺流程的选择应根据原水水质与处理后排放水要求达到的水质之间的差距 处理规模 水处理试验资料 处理厂地区有关的具体条件等因素综合分析 进行合理的 工艺组合 要说清楚工艺原理和选择思路 1 1 21 1 2 说明书中的计算主要包括以下几个方面说明书中的计算主要包括以下几个方面 1 污水流量及水质计算 根据所给原水水质 水量情况 计算污水厂要处理的污水中污染物的平均浓度 最 高浓度 污水平均流量 最大流量 2 处理程度的计算与确定 根据国家或地方废水排放标准 污水厂周围环境状况和水体水质要求 排入水体 的自净能力计算确定污水厂允许排放的废水最高污染物浓度 3 构筑物的计算 参考课本或查阅相关资料中的各构筑物的设计计算方法 选取合适的池型 设计工 艺参数 计算确定各构筑物的数量和结构尺寸 4 连接管 沟 道的水力计算和各构筑物的地面相对高程计算 5 附属配套设备的选型计算 1 1 31 1 3 设计内容设计内容 1 对工艺构筑物选型作说明 2 主要处理设施 格栅 初沉池 生物接触氧化池 二沉池 的工艺说明 3 主要设备 初沉池 生物接触氧化池 过滤池 二沉池 浓缩池 的选择计算 4 污水处理工艺平面和高程布置及绘制 重要构筑物三视图的绘制 1 21 2 基础资料基础资料 2 1 2 11 2 1 设计题目设计题目 某小型污水处理站 600m3 d 污水处理工程设计 1 2 21 2 2 基础资料基础资料 1 进水水质 BOD5 180mg L SS 150mg L PH 7 0 8 5 lmgCODCr 300 2 处理要求 污水经二级处理后应符合 城镇污水处理厂污染物排放标准 一级 B 标准出水 COD 100mg l BOD5 30 mg l SS2h 合格t Q Hnf 24 1320 3124 6 氧化池总高度 h 超高 0 6m h 填料上部稳定水层深 0 4m h 填料层间隙高 0 2m 123 h 配水区高深采用多孔曝气时 进入检修者取 1 5m 4 取 6m mhhmhhHH7 55 12 0 12 4 06 031 43210 7 污水在池内实际停留时间 h Q hHnf t7 424 1320 6 00 6124 24 10 8 填料总体积 3 1 1443124mnfHV 9 采用多孔管鼓风曝气供养 所需空气量 D D Qmax 151320 19800m d 825m3 h 0 3 10 每格氧化池需气量 D 1 min 44 3 25 206 4 825 33 mhm n D 15 图 3 2 生物接触氧化池示意图 3 53 5 竖流式二沉池设计计算竖流式二沉池设计计算 设中心管内流速 采用池数 总设计最大流量smv 03 0 0 2 n Qmax QKz 600 2 2 1320 m d 即 3 smq 008 0 2 015 0 3 max 设水力停留时间时间 40s 2 0 max 27 0 03 0 008 0 m v q f 1 中心管直径 取 600 mm 0 max 4 v q d m58 0 03 0 14 3 008 0 4 2 中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度 设 mddsmv35 1 135 1 35 1 02 0 011 mm dv q h1 009 0 35 1 02 0 008 0 11 max 3 3 沉淀部分有效断面面积 设表面负荷 则 hmmq 23 5 1 smv 0004 0 1000 3600 5 1 m vK q F z 1 9 0004 0 2 2 008 0 max 16 4 沉淀池直径 取 D 3 5m m fF D45 3 14 3 27 0 1 944 5 沉淀部分有效水深 设沉淀时间 t 2h 取mvth9 2360020004 0 3600 2 mh3 2 6 沉淀部分所需总容积 设 T 2 S 0 5L 人 d 人口 20000 3 20 1000 2200005 0 1000 m SNT V 每个池子所需污泥室容积为 20 2 10m3 7 圆截部分容积 设圆截锥体下底直径为 0 4m 则 mtgtgrRh8 1552 075 1 55 00 5 322225 1 5 62 02 075 175 1 3 8 1 3 mrRrR h V 8 沉淀高度 设超高为 0 3 m 缓冲层为 0 3 mhhhhhH5 58 13 01 033 0 54321 图 3 4 竖流式二沉池示意图 17 3 63 6 浓缩池设计计算浓缩池设计计算 3 6 13 6 1 设计说明设计说明 本设计采用的是圆形间歇式浓缩池 圆形间歇式浓缩池主要用于浓缩初次污泥及初次 污泥和剩余污泥的混合污泥 设计数据 1 进泥含水率 当为实次污泥时 其含水率一般为 95 97 污泥固体负荷采用 浓缩后的污泥含水率可到 90 92 当为活性活性污泥时 其含水率dmkg 120 80 2 一般为 污泥固体负荷采用 浓缩后的污泥可到 97 5 左 6 99 2 99dmkg 30 20 2 右 2 浓缩时间不宜小于 12 小时 但也不超过 16 小时 3 有效水深一般宜为 4m 最低不小于 3m 污泥室容积和排泥时间 应根据排泥方法和 两次排泥间隙时间而定 当采用间歇式排泥时 两次排泥间隔一般采用 8 小时 3 6 23 6 2 设计计算设计计算 1 计算初沉池 接触氧化池 二沉池排泥量 1 初沉池 按 SS 去除率计算 0 21 X yCCQ V ss 平 C1 C2 SS 进出水浓度 t m3 去除率 40 60 ss y X0 0 02 0 05 t m3 初沉污泥浓度 dmV 84 0 05 0 105 0 70150 600 3 6 2 接触氧化池 按 BOD5去除率计算 设每去除 1kg BOD5产生 0 3 0 4kg 污泥 Lr为 BOD5进出水浓度差值 y 为 BOD5去除 率 80 污泥容量 以 1000计 3 mkg dkgQ YL W r 8 284 0600 1000 80 30180 4 0 1000 设污泥含水率 P 99 则 dm P W V 88 2 1000 99 0 1 8 28 1000 1 3 3 二沉池污泥量 按 B0D5去除率计算 污泥含水率为 99 2 99 6 Lr BOD5进出水差值 Yob 污泥产率系数 8 0 4 0 经生物接解氧化池后的二沉池 BOD5进水浓度为 lmg 36 801 180 18 dkgQLYW rob 16 2 10 3036 6006 0 3 污泥干重 36 0 1000 994 0 1 16 2 1000 1 3 dm P W V 浓缩池总处理污泥量 dmQ 72 3 36 0 88 2 48 0 3 2 浓缩池直径 浓缩污泥固体通量 M 取 污泥浓度 C 取 则浓缩池面积dmkg 27 2 lg 6 2 83 0 27 672 3 m M Qc A 采用 1 个污泥浓缩池 则浓缩池直径 取 D 1 5mmD03 1 14 3 83 04 3 浓缩池工作部分高度 取污泥浓缩时间 则hT15 m A TQ h80 2 83 0 24 72 3 15 24 1 4 超高 h 取 m3 0 5 缓冲层高 mh3 0 3取 6 污泥升容积 设池底坡度 污泥斗下底直径 上底直径05 0 imD4 0 1 池底坡度造成的深度mD8 0 2 mi DD h06 005 0 2 8 0 2 5 1 22 2 4 污泥斗高度 mtgtg DD h23 0 55 2 4 0 2 8 0 55 22 0012 5 7 浓缩池总高度 取 3 7mmhhhhhH69 3 23 0 06 0 3 03 080 2 54321 8 浓缩后污泥体积 为经二沉池进入浓缩池污泥含水率 1 P 6 99 2 99 98 97 2污泥浓缩后污泥含水率 P 19 3 2 1 2 744 0 97 0 1 994 0 1 72 3 1 1 m P PQ V 图 3 6 重力浓缩池示意图 3 73 7 带式压榨压滤机设计计算带式压榨压滤机设计计算 3 7 13 7 1 设计说明设计说明 由重力浓缩后的污泥含水量水率比较高 需将污泥进行脱水之后外运 本设计选用的 是带式压榨压滤机 设计数据 1 通过试验确定或参考类似的压滤运行数据 压滤机产率一般为 hmkg 4 2 2 2 压滤脱水周期 h4 5 1 3 7 23 7 2 设计计算设计计算 1 压滤机过滤面积 L QP A 1 1000 P 污泥含水率 Q 污泥量 hm 3 L 污泥产率 2 23 0 424 744 0 971 1000 mA 2 根据压滤机面积选择性能如下 型号滤带 宽度 mm 重力 滤面 m2 压榨 滤面 m2 电动机 功率 kW 滤带速度 m min 有效 容积 L 洗涤 水压 MPa 外形尺寸 mm高宽长 20 DY500 N 5001 952 51 1 0 7 5 0 2570 52980 850 1980 表 3 6 1 3 由于从浓缩池流出污泥需靠污泥泵将其提升到压滤机 因此污泥泵选型 型号额定流量 min 3 m 额定扬 程 m 转速 r min 出口直径 mm 额定功率 kw 外形尺寸 长 宽 高 mm CVD 31 100B 0 092 487010011499 30 70 0 表 3 6 2 设计数据 1 净距 A1 等于最大设备宽加 1 米 但不得小于 2 米 取 2 米 2 净距 B1 应按管件安装需要确定 但水泵出水侧为操纵主通道 不宜小于 3 米 取 3 5 米 3 净距 C1 原则上为电机轴长加 0 3 米 对低压配电设备 米 取 2 0 米 4 净距 D1 应根据安装需要确定 但不小于 1 米 取 1 0 米 E1 为两相邻机组间 距不宜小于 1 2 米 取 1 2 米 4 4 设备的选择设备的选择 4 14 1 鼓风机设备选型鼓风机设备选型 鼓风机设备的尺寸如表 4 2 1 型号口径 min 转速 min r Q s min 3 mL kwP0 kwP a KP外形尺寸 mm RD 100100A200014 44 55 59 81500 2200650 表 4 2 1 21 4 24 2 曝气头设备的选型曝气头设备的选型 曝气头设备的尺寸如表 4 3 1 型号曝气量 min 3 m氧利用率 E A HA80 50416 30 表 4 3 1 4 34 3 软性纤维填料设备的选型软性纤维填料设备的选型 软性纤维填料设备的尺寸如表 4 4 1 型号纤维束丝量 根 单位质量 3 mkg 成膜质量 3 mkg 理论比表面 积 32 mm 正常负荷 kgCOD 3 m 冲 击 负 荷 R 120 60 8100 2 5 2 6 58024742 3 5 表 4 4 1 4 44 4 提升泵的设备选型提升泵的设备选型 反冲洗泵设备的尺寸如表 4 5 1 配带电动机型号流量 hm 3 扬程 m 转速 min r 功率 kw 型号 外形尺寸 mm BJ IS2503250 5 41514501 1Y90S 4 1010405450 表 4 5 1 提升泵的设备尺寸如表 4 8 1 型号额定流量 hm 3 额定扬 程 m 转速 r min 出口直径 mm 额定功率 kw 外形尺寸 长 宽 高 mm IP80 50 200 2581450502 2881 340 3 41 表 4 8 1 5 5污水处理厂总体布置污水处理厂总体布置 5 15 1 污水厂平面布置污水厂平面布置 在污水处理厂厂区有 各处理单元构筑物 连同个处理构筑物之间的管及其他管线 辅助性建筑物 道路 及绿地等 5 1 15 1 1 关于污水厂总体布置规定关于污水厂总体布置规定 根据污水厂的处理级别 一级处理或二级处理 生物膜法 和污泥处理流程 各种 22 构筑物的形状 大小及组合 结合厂址地形 气候和地质条件等 综合确定布置形式 总体布置恰当 可为今后施工 维护和管理等提供良好条件 5 1 25 1 2 污水厂平面布置的具体要求 污水厂平面布置的具体要求 1 平面布置重点考虑厂区功能区划 处理构筑物布置 构筑物与管渠之间关系 2 厂区平面布置时 除处理工艺管道外 还应有空气管 反冲洗管及污泥管 管道之间及其与构筑物 道路之间应有适当间距 3 污水厂厂区主要车行道路 6 8 米 次要车行道 3 4 米 道路两旁留有绿化 带及适当空间 4 水厂厂区适当规划设计机房 水泵 风机 剩余活性污泥 配电用房 办公用 房 机修及仓库等辅助建筑 5 厂区总面积要求选择 比例 1 500 图面参考 给水排水制图标准 GBJ106 87 重点表达建筑物外形及其连接管渠 内部构造及管渠不表达 5 25 2 污水厂高程布置污水厂高程布置 5 2 1 污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务 确定各构筑物和泵房的标高 确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及标高 通过计 算各部分的水面标高 从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅的流动 保证 污水处理厂的正常运行 5 2 2 污水处理工程高程布置的一般原则 选择一条距离最长 水头损失最大的流程进行水力计算 并应适当留有余地 以保 证在任何情况下处理系统都能够正常运行 计算水头损失时 一般应以近期最大流量 或泵的最大出水量 作为构筑物和管渠的设计流量 污水处理工程高程布置的具体要 求 1 构筑物水头损失参考相关资料 2 水头损失计算及高程布置参见 给水排水手册 3 高程布置图横向比为 1 200 纵向比 1 100 5 35 3 高程计算高程计算 Q 1320 d 则 q 0 0153m s 取 v 0 1m s max 3 m 求管径 求得 d 0 44mA v q max 4 2 d A 温度 t 15 度 利用运动粘度公式 求得 故为湍流运动 2 4 000221 0 0337 0 1 1001775 0 tt 6 1012 0 利用雷诺公式 得 vd d R d R 6 10027 0 利用巴尔公式 求得 Re 1286 5 7 3 lg 2 1 89 0 d 4068 0 ml6 1 ml1 1 利用水头损失公式 1 升泵管水损 取为 1m 23 2 水至初沉池的水损 求得mhf00047 0 1 直角进水水头损失 取5 0 求得 g v hj 2 2 1 mhj00025 0 1 求得 2 1 2 2 2 1 2 1 d d A A md31 0 2 ml7 2 初沉池至氧化池 沿程水损 求得 g v d l hf 2 2 2 2 2 mhf0046 0 2 局部弯头水损 求得 g v hj 2 2 2 mhj00025 0 2 3 个直角弯头则为 0 00025 2 0 0005m 初沉池至氧化池总水损 0 0046 0 0005 0 0032m 0 44mml3 3 1 d 4 氧化池至二沉池水损求得 mhf0014 0 3 24 注 由于流量小 经计算得到的各种管的水损比较小 在本设计中管道的水损取 0 1m 管渠设计参数水头损失 m水面标高 管渠及 构筑物 名称 流量 Q L S 1 B H D H m i v m s 1 L m沿程局部 构 筑 物 合计上游下游构筑物 二沉池1540005 50 1 0 4 0 4112 0 二沉池 至接触 池 管 154 00 13 0 001 4 0 001 4 112 5112 0 接触池8 3