某城镇污水处理厂处理工艺设计毕业论文.doc

某城镇污水处理厂处理工艺设计毕业论文某城镇污水处理厂处理工艺设计毕业论文 目目 录录 前前 言言 5 1 概概 述述 6 1 1 设计内容与成果 6 1 1 1 设计内容 6 1 1 2 设计成果 6 1 2 自然资料 6 1 2 1 气象资料 6 1 2 2 水文资料 6 1 3 设计水量 7 1 3 1 污水来源及状况 7 1 3 2 污水量计算 7 1 4 设计人口与当量人口 8 1 4 1 一级处理以主要去除 SS 为主 8 1 4 2 二级处理以主要去除 BOD5 为主 9 1 5 处理程度 9 1 5 1 进水及出水水质 9 1 5 2 去除率 9 2 城市污水处理方案的确定城市污水处理方案的确定 11 2 1 确定污水处理方案的原则 11 2 2 污水处理方案的确定 11 2 2 1 污水处理路线的选择 11 2 3 污水处理工艺流程方案介绍与比较 12 2 3 1 SBR 法 12 2 3 2 曝气生物滤池 BAF 工艺 13 2 3 3 MBR 工艺 13 2 3 4 氧化沟工艺 14 2 3 5 改良型 A2 O 工艺 15 2 3 6 氧化沟工艺 16 2 3 7 传统活性污泥法 17 2 4 工艺流程的确定 18 3 污水厂总体布置污水厂总体布置 19 3 1 平面布置及总平面图 19 3 1 1 平面布置的一般原则 19 3 1 2 厂区平面布置形式 20 3 1 3 污水厂平面布置的具体内容 20 3 2 污水厂的高程布置 20 3 2 1 污水处理厂高程布置应考虑事项 20 3 2 2 污水厂的高程布置 20 3 2 3 高程计算 21 4 城市污水处理厂的设计城市污水处理厂的设计 23 4 1 进水闸井和进水格栅间的设计 23 4 1 1 污水厂进水管 23 4 1 2 进水闸井工艺设计 23 4 1 3 格栅的设计 25 4 2 污水泵房的设计 30 4 2 1 一般规定 30 4 2 2 选泵 30 4 2 3 吸 压水管路实际水头损失的计算 32 4 2 4 集水池 34 4 2 5 水泵机组基础的确定和污水泵站的布置 34 4 2 6 泵房高度的确定 35 4 3 平流式沉砂池的设计 36 4 3 1 设计参数 36 4 3 2 设计计算 36 4 4 生物选择器 厌氧池的设计 39 4 4 1 生物选择池 厌氧混合池 容积计算 39 4 4 2 搅拌设备的选择 40 4 5 氧化沟的设计 40 4 5 1 夏季状况 40 4 5 2 冬季状况 41 4 6 二沉池的设计 42 4 6 1 设计参数 42 4 6 2 设计计算 43 4 6 3 刮泥设备的选择 48 4 7 接 触消毒 48 4 7 1 设计依据 48 4 7 2 设计计算 49 4 8 计量设施 51 5 污泥处理工艺的设计污泥处理工艺的设计 52 5 1 浓缩池的设计 52 5 1 1 设计参数 52 5 1 2 设计计算 52 5 2 均质池 54 5 3 污泥控制室 55 5 4 污泥脱水机房 55 6 污水回用系统的设计污水回用系统的设计 57 6 1 混凝反应的设计 57 6 1 1 深度处理的对象与目标 57 6 1 2 混凝剂的选择 57 6 1 3 设计计算 57 6 2 反应池的设计 58 6 2 1 设计要点 58 6 2 2 设计计算 59 6 3 沉淀池的设计 61 6 3 1 设计参数 61 6 3 2 设计计算 61 6 4 滤池的设计 63 6 4 1 设计参数 63 6 4 2 设计计算 63 6 5 中水池的设计 67 6 5 1 中水池容积计算 67 6 5 2 消毒 67 7 供电仪表与供热系统设计供电仪表与供热系统设计 69 7 1 变配电系统 69 7 2 监测仪表的设计 69 7 2 1 设计原则 69 7 2 2 检测内容 69 7 3 供热系统的设计 69 8 工程的概预算及其运行管理工程的概预算及其运行管理 70 8 1 工程概算 70 8 1 1 水量造价 70 8 1 2 总投资 70 8 2 安全措施 70 8 2 1 安全措施 70 8 2 2 污水厂运行中注意事项 71 结结 论论 72 参考文献参考文献 73 谢谢 辞辞 74 前 言 19 世纪以来 随着经济不断发展 许多国家相继出现环境污染和社会公害问题 许多河湖水域溶解氧降低 水生物减少 甚至灭绝 有关当局开始认识加强污水处 理的必要性 并投以大量资金兴建污水处理工程 经过 30 多年的大力整治 付出巨 大代价 才基本控制了形势 使生物恢复生长 水环境得到改善 这种污水处理事 业与经济发展不相适应的状况所造成的损失是极大的 教训是深刻的 为此 各国 政府对于污水处理工作极为重视 从法律和建设资金上给与保证 并不断开拓新技 术 使城市污水处理事业得以迅速发展 城市废水处理事业发展迅速 在理论和实践上都将不断地完善和发展 对给水 排水专业的人员 在数量和质量上都提出了更高的要求 应具有更先进的设计理念 和更高的设计水平 不断引进先进技术 要切实把理论和实践相结合 为了巩固和掌握污水处理厂设计的理论知识和实践能力 本次毕业设计的是辽 沈地区污水处理厂设计 该工程所处理的污水主要是由城市工业废水和公共建筑用 水及城市生活用水组成 只有用科学的方法和实践的结合 才能保证城市废水处理 程度 提高环境污水水质 又可以最大限度的降低水污染问题 在平时的学习中已经积累了一定的理论基础知识 再加上这次的污水处理厂设 计实践 又加深了对理论基础知识的理解和系统化 更锻炼了动手能力 也为以后 的设计奠定了坚实的基础 只有把理论和实践相结合才能发现问题 解决问题 加 深记忆 在这次设计中参考了大量书目 其中主要参考书目附于其后 由于污水处理厂 设计涉及内容和知识领域广泛 加之本人经验水平有限 在设计中难免出现一些不 太合理之处 恳请各位老师批评指正 1 概 述 一 设计题目一 设计题目 某城镇污水处理厂处理工艺设计 二 设计任务与内容二 设计任务与内容 1 确定城市污水处理方案 并对各主要单体构筑物进行工艺设计计算 2 绘制该污水处理厂的平面布置图 3 绘制该污水处理厂高程图 三 基本要求三 基本要求 除了要求学生在教师指导下按时独立完成所规定的设计内容外 还必须满足 以下几项基本要求 1 通过阅读中外文文献 调查研究与收集有关资料 拟定工程设计方案与 工艺流程 再经过综合技术分析 选择合理的设计方案 2 课程设计说明书应包括工程设计的主要原始资料 方案比较以及各单体 构筑物选型的分析说明 工艺设计计算与有关简图等 要求内容系统完整 计 算正确 论述简洁明了 文理通顺 书写工整 装订整齐 说明书一般应在 2 万字左右 3 设计图纸应能较准确地表达设计意图 图面力求布局合理正确清晰 符 合制图标准 专业规范及有关规定 用工程字注文 四 设计原始资料四 设计原始资料 1 污水水量 水质 1 设计规模 设计日平均污水流量 Q 150000m3 d 日变化系数 Kd 1 2 总变化系数 Kz 1 4 2 进水水质 CODCr 500mg L BOD5 300mg L SS 300mg L TN 41 mg L NH3 N 35mg L TP 2 7mg L 2 污水处理要求污水经过二级处理后应符合以下具体要求 CODCr 100mg L BOD5 20mg L SS 20mg L TN 15mg L TP 1 0mg L 3 处理工艺流程 污水拟采用 A A O 工艺处理 4 气象资料 该市地处内陆中纬度地带 属暖温带大陆性季风气候 年平均气温 9 13 2 最热月平均气温 21 2 26 5 最冷月 5 0 0 9 极端最高气温 36 极端最低 气温 24 9 年日照时数 2045 小时 多年平均降雨量 577 毫米 集中于 7 8 9 月 占总量的 50 60 受季风环 流影响 冬季多北风和西北风 夏季多南风或东南风 市区全年主导风向为东北风 频率为 18 年平均风速 2 55 米 秒 5 污水排水接纳河流资料 该污水厂的出水直接排入厂区外部的河流 其最高洪水位 50 年一遇 为 380 0m 常水位为 378 0m 枯水位为 375 0m 1 3 设计水量 设计水量见表 1 1 表 1 1 设计用水量 设计用水量 项目 m3 dm3 hL s 平均日水量305501272 92353 59 最大日水量336051400 21388 95 最大日最大 时水量 397151654 79459 66 1 4 1 一级处理以主要去除 SS 为主 取 as 45g 人 d C 245mg l 则 Nss 166328 人 3 3 1045 1030550245 1 4 2 二级处理以主要去除 BOD5 为主 取 as 30g 人 d C 220mg l 则 NBoD 224033 人 3 3 1030 1030550220 1 5 处理程度 1 5 1 进水及出水水质 表 1 2 进水及出水水质 BOD5 mg L COD CR mg L SS mg L NH3 N mg L TP mg L 进水220455245383 4 出水 20 100 20 15 1 0 1 5 2 去除率 E 100 0 0 C CC e 式中 C0 进水物质浓度 Ce 出水物质浓度 1 BOD5 去除率 E 100 90 91 220 20220 2 CODcr 去除率 E 100 78 02 455 100455 3 SS 去除率 E 100 91 84 245 20245 4 NH3 N 去除率 E 100 60 53 38 1538 5 TP 去除率 E 100 70 6 4 3 0 14 3 2 城市污水处理方案的确定 2 1 确定污水处理方案的原则 确定污水处理方案的原则 1 应采用先进的技术设备 要求经济合理 安全可靠 出水水质好 2 污水厂的处理构筑物要求布局合理 建设投资少 占地少 自动化程度高 3 为确保处理效果 采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物 4 污水处理采用生物处理 污泥脱水采用机械脱水并设事故干化厂 污水采 用季节性消毒 5 提高管理水平 保证运转中最佳经济效果 充分利用沼气作为燃料 2 2 污水处理方案的确定 根据测量的水量 水质和环境容量降低的结论确定污水及污泥处理应达到的标 准 本节对其处理工艺流程进行方案筛选 并通过论证选择合理的污水及污泥处理 工艺流程 2 2 1 污水处理路线的选择 我国城市污水处理在建国四十多年来取得是很大的成就 污水处理技术随着水 污染控制与环境治理的实践 在吸取国外技术经验的同时 初步形成了一些适用的 技术路线 对于大规模污水处理厂来说 主要指氧化塘处理和土地处理法 它们都 具有运行费用低 外加能源消耗少及管理简单的优点 在我国一些城市也被因地制 宜的采用 许多国家都在为节省污水处理的能耗费用寻求新技术 新设备或对传统流程改 革更新 在我国也有许多正在进行实验和已经开始采用 改革更新的活性污泥法流 程和技术 如 A B 两段曝气法 氧化沟 A O 脱氮工艺 A2 O 同步脱氮除磷工艺 微孔曝气 纯氧曝气 深井曝气 分段曝气等都各自具有不同的优点 结合本工 程的具体情况我认为采用传统活性污泥法或对传统活性污泥法进行改造的人工生 物净化的技术路线是比较合适的 可行的 2 3 污水处理工艺流程方案介绍与比较 2 3 1 SBR 法 SBR 法早在 20 世纪初已开发 由于人工管理繁琐未予推广 此法集进水 曝 气 沉淀 出水在一座池子中完成 常由四个或三个池子构成一组 轮流运转 一 池一池地间歇运行 故称序批式活性污泥法 现在又开发出一些连续进水连续出水 的改良性 SBR 工艺 如 ICEAS 法 CASS 法 IDEA 法等 这种一体化工艺的特点是工 艺简单 由于只有一个反应池 不需二沉池 回流污泥及设备 一般情况下不设调 节池 多数情况下可省去初沉池 故节省占地和投资 耐冲击负荷且运行方式灵活 可以从时间上安排曝气 缺氧和厌氧的不同状态 实现除磷脱氮的目的 SBR 法中 曝气池兼具沉淀的作用 厌氧 好氧也在同一池进行 其运行操作由流入 反应 沉淀 排放 待机五个工序组成 通过调节每个工序的时间 可达到除磷脱氮的效 果 优点 工艺系统组成简单 不设二沉池 无污泥回流设备 耐冲击负荷 一般不用 设置调节池 反映推动力大 易于得到优于连续流系统的出水水质 运行操作灵活 通过适当调节各单元的状态可达到脱氮除磷的效果 污泥沉淀性能好 SVI 值较低 能有效的防治丝状菌膨胀 各项运行指标和各操作阶段可通过计算机加以控制 便 于自控运行 易于维护管理 但因每个池子都需要设曝气和输配水系统 采用滗水器及控制系统 间歇排 出水 过滤 前处理SBR 反应器 水水头损失大 池容的利用率不理想 因此 一般来说并不太适用于大规模的城市 污水处理厂 2 3 2 曝气生物滤池 BAF 工艺 曝气生物滤池是 90 年代初兴起的污水处理新工艺 已在欧美和日本等发达 国家广为流行 该工艺具有去除 SS COD BOD 硝化 脱氮 除磷 去除 AOX 有害物质 的作用 其特点是集生物氧化和截留悬浮固体与一体 节省了后 续沉淀池 二沉池 其容积负荷 水力负荷大 水力停留时间短 所需基建投资 少 出水水质好 运行能耗低 运行费用省 曝气生物滤池 相当于在曝气池中添加供微生物栖附的填 滤 料 在填料下鼓 气 是具有活性污泥特点的生物膜法 曝气生物滤池 BAF 70 年代末起源于欧洲大 陆 已发展为法 英等国设备制造公司的技术和设备产品 优点 1 总体投资省 包括机械设备 自控电气系统 土建和征地费 2 占地面积小 通常为常规处理工艺占地面积的 80 厂区布置紧凑 美 观 3 处理出水质量好 可达到中水水质标准或生活杂用水水质标准 4 工艺流程短 氧的传输效率高 供氧动力消耗低 处理单位污水的电耗低 5 过滤速度高 处理负荷大大高于常规处理工艺 缺点 曝气生物滤池运行维护较复杂 尤其是填料的反洗与更换 从而导致运行费 用也较高 2 3 3 MBR 工艺 膜 生物反应器工艺 MBR 工艺 是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处 理技术 它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住 省掉二沉池 活性污泥浓度因此大大提高 水力停留时间 HRT 和污泥停留时间 SRT 可以分别控制 而难降解的物质在反应器中不断反应 降解 因此 膜 生 物反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能 与传统的生物处理方 法相比 具有生化效率高 抗负荷冲击能力强 出水水质稳定 占地面积小 排泥 周期长 易实现自动控制等优点 是目前最有前途的废水处理新技术之一 优势 1 出水水质好 2 工艺参数易于控制 能实现 HRT 与 SRT 的完全分离 3 设备紧凑 省掉二沉池 占地少 4 剩余污泥产量少 5 有利于增殖缓慢的硝化细菌的截留 生长和繁殖 6 克服了常规活性污泥法中容易发生污泥膨胀的弊端 7 系统可采用 PLC 控制 易于实现全程自动化 缺点 MBR 工艺造价相对较高 为普通污水处理工艺的 1 5 2 0 倍 国产膜片质量 较差 使用时间较短 进口膜片价格过高 运行维护及更换费用较高 2 3 4 氧化沟工艺 工艺流程如下 进水 出水 污泥处置 MBR 池前处理 反硝化池出 水 SHU 水 氧化沟是活性污泥法的一种变形 其池体狭长 故称为氧化沟 氧化沟有多种 构造型式 典型的有 A 卡罗塞式 B 奥巴尔型 C 交替工作式氧化沟 D 曝 气 沉淀一体化氧化沟 氧化沟技术已广泛应用于大中型城市污水处理厂 其规模从每日几百立方米至 几万立方米 工艺日趋完善 其构造型式也越来越多 特点 进出水装置简单 污水的流态可看成是完全混合式 由于池体狭长 又类似于 推流式 BOD 负荷低 处理水质良好 污泥产率低 排泥量少 污泥龄长 具有脱 氮的功能 优点 氧化沟内循环流量很大 对不易降解的有机物也有较好的处理效果 处理效果 稳定可靠 于氧化沟的水力停留时间和泥龄都很长 悬浮物 有机物在沟内可获得 较彻底的降解 活性污泥产量少且趋于稳定 一般可不设初沉池和污泥消化池 简 化了处理流程 减少了处理构筑物 使其基建费用和运行费用都低于一般活性污泥 法 承受水质 水量 水温能力强 出水水质好 缺点 氧化沟运行管理费用高 氧化沟沟体占地面积大 综上所述 在本次设计中采 用 DE 型氧化沟工艺 2 3 5 改良型 A2 O 工艺 其工艺流程如下 格栅沉砂池氧化沟二沉池 回流污泥剩余污泥 对 A2 O 工艺的改进 将回流污泥分两点加入 减少加入到厌氧段的回流污泥量 从而减少进入厌氧 段硝酸盐和 DO 在保证总的污泥回流比为 60 100 的情况下 一般到厌氧段的回 流污泥比为 10 既可满足磷的需要 而其余的回流污泥回流到缺氧段以保证 N 的 需要 A2 O 工艺系统中剩余污泥含 P 量较高 在其消化过程中 P 回重新释放和溶出 同时由于剩余污泥沉淀性能好 所以可取消池消化泥 直接经浓缩后作为肥料使用 在硝化好氧段 污泥负荷率应小于 0 18kgBOD5 kgMLSS d 而在除 P 厌氧段污泥负 荷率应在 0 10kgBOD5 kgMLSS d 以上 2 3 6 氧化沟工艺 工艺流程如下 格栅沉砂池初沉池厌氧池 缺氧池好氧池二沉池 进水 出水 回流污泥 回流混合液 回流污泥 格栅沉砂池氧化沟二沉池 进水出水 回流污泥剩余污泥 剩余污泥 工艺特点 氧化沟又名氧化渠或循环曝气池 其本特征是曝气池呈封闭的沟渠形 污水和 活性污泥的混合液在其中不停地循环流动 属于延时曝气法 氧化沟处理系统的构 造形式较多 有圆形或马蹄形的 有平行多渠道形式以侧渠作为 二沉池的 有将二 沉池建在渠上或单独分建的等等 其供氧和水流动力都是靠提升曝气设备 这种设 备分为早期使用的水平中心轴旋转叶轮和后来出现的卡鲁塞尔氧化沟所用的垂直或 带叶片的曝气器 由于氧化沟水深较浅 一般 3 米左右 而流程较长 可以按照曝 气器前作缺氧与曝气器后作富氧段的方式设计运行 提供兼氧菌与好氧菌交替作用 的条件 在缺氧段脱硝 在好氧段除碳源需氧量及达到脱 N 的目的 优点 氧化沟内循环流量很大 对不易降解的有机物也有较好的处理效果 处理效果 稳定可靠 于氧化沟的水力停留时间和泥龄都很长 悬浮物 有机物在沟内可获得 较彻底的降解 活性污泥产量少且趋于稳定 一般可不设初沉池和污泥消化池 简 化了处理流程 减少了处理构筑物 使其基建费用和运行费用都低于一般活性污泥 法 承受水质 水量 水温能力强 出水水质好 缺点 氧化沟运行管理费用高 氧化沟沟体占地面积大 综上所述 在本次设计中采 用 DE 型氧化沟工艺 2 3 7 传统活性污泥法 这是以活性污泥法处理城市污水的典型工艺 其特点是好氧微生物在曝气池中 以活性污泥的形态出现 并通过鼓风机曝气供给微生物所必需的足够氧量 促使微 生物生存和繁殖以分解污水中的有机物 混合液经沉淀分离后 其活性污泥大量被 回流到曝气池中 其工艺流程如下 工艺特点 利用曝气池中的好氧微生物 依靠鼓风机曝气供给的氧来分解污水中的有机物 混合液进行沉淀分离 活性污泥回流到曝气池中去 原污水从池首端进入池内 回 流污泥也同步注入 废水在池内呈推流形式流动至池的末端 流出池外至二沉池 优点 处理污水效果好 BOD5 的去除率可达 90 有丰富的技术资料和成熟的管理经 验 适宜处理大量污水 运行可靠 水质稳定 缺点 由于在曝气池的末端造成的浪费 故提高了运行成本 基建费用高 占地面积 大 对外界条件的适应性差 由于沉淀时间短和沉淀后碳源不足等情况 对于 N P 去除率非常低 TN 的去除率仅有 20 的效果 NH3 N 用于细胞合成只能除 12 18 P 的去除率也很低 2 4 工艺流程的确定 工艺流程图如下 格栅沉砂池初沉池曝气池二沉池 进水 出水 回流污泥 剩余污泥 格 栅 二 沉 出水 沉砂池 氧 化 回流污泥剩余污泥 3 污水厂总体布置 3 1 平面布置及总平面图 污水处理厂的平面布置包括 处理构筑物的布置 办公 化验及其它辅助建筑 物的布置以及以 及各种管道 道路 绿化等的布置 根据处理厂的规模采用 1 200 1 500 比绘制总平面图 3 1 1 平面布置的一般原则 1 处理构筑物的布置应紧凑 节约土地并便于管理 2 处理构筑物的布置应尽可能按流程顺序布置 以避免管线迂回 同时应充 分利用地形以减少土方量 3 经常有人工作的地方如办公 化验等用房应布置在夏季主导风的上风向 在北方地区也应考虑朝阳 设绿化带与工作区隔开 4 构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的位置 运转管理的需要和施工的要求 一般采用 5 10m 5 污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合 以备安全 并方便管理 6 变电所的位置应设在耗电量大的构筑物附近 高压线避免在厂内架空敷设 7 污水厂应设置超越管以便在发生事故时 使污水能超越一部分或全部构筑 物 进入下一级构筑物或事故溢流管 8 污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流 9 在布置总图时 应考虑安排充分的绿化地带 为污水处理厂的工作人员提 供一个优美舒适的环境 10 总图布置应考虑远近期结合 有条件时可按远景规划水量布置 将处理 构筑物分为若干系列分期建设 3 1 2 厂区平面布置形式 L 型布置 该种布置适宜出水方向发生转弯的地形 水流转弯一般在曝气池 处 本厂采用 L 字型布置 3 1 3 污水厂平面布置的具体内容 处理构筑物的平面的布置 属构筑物的平面的布置 道 管路及绿化带的布置 3 2 污水厂的高程布置 污水处理厂污水处理高程布置的主要任务是 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 的尺寸及其标高 通过计算确定各部位的水面标高 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 3 2 1 污水处理厂高程布置应考虑事项 1 选择一条最长 水头损失最大的流程进行水力计算 并应适当留有余地 以保证任何情况下 处理系统都能够运行正常 2 计算水头损失时一般以近期最大的流程作为构筑物和管渠的设计流量 计 算涉及远期流量的管渠和设备时 应以远期最大流量为设计流量 并酌加扩建时的 备用水头 3 在做高程布置时应注意污水流程与污泥流程的配合 尽量减少需抽升的污 泥量 3 2 2 污水厂的高程布置 为了降低运行费用和便于管理 污水在处理构筑物之间的流动按重力流考虑为 宜 污泥流动不在此例 为此 必须精确的计算污水流动中的水头损失 水头损失包括 1 污水经各处理构筑物的内部水头损失 2 污水经连接前后两构筑物管渠的水头损失 包括沿程水头损失和局部水头 损失 局部水头损失按沿程水头损失的 3 计 3 2 3 高程计算 由手册五查得各构筑物的内部水头损失 再由经过各构筑物的流量 流速范围 定出连接管的管径及坡度 然后推得各构筑物的水位标高 泥路的高程计算方法与 污水高程的计算方法基本相同 1 污水高程 由已知条件知 河水位 397 18m 排水总管位 398 48m 跌水 0 8m 计量槽后水 399 28m 计量槽前位 399 58m 接触池水位 399 58 0 2 399 78 m 二次沉淀池水位 末水位 399 78 0 45 399 78m 进水位 399 78 0 75 400 53m 二沉池配水井水位 400 53 0 2 0 03 400 76m DE 氧化沟水位 400 76 0 5 0 15 401 41m 配水井水位 401 41 0 1 0 2 401 71 m 选择池水位 401 71 0 4 0 08 402 19m 计量间水位 402 19 0 06 0 10 402 35m 平流沉砂池水位 402 35 0 3 0 1 402 75 m 2 中水高程的计算 中水池的水位 399 38 m 滤池的水位 398 88 4 3 0 85 404 03 m 沉淀池的水位 404 03 0 73 404 76m 反应池水位 水位 1 404 76 0 15 0 05 404 96 m 水位 2 404 96 0 05 405 01 m 水位 3 405 01 0 05 405 06 m 水位 4 405 06 0 05 405 11 m 水位 5 405 11 0 05 405 16 m 水位 6 405 16 0 05 405 21m 3 污泥高程的计算 池顶 399 78m 水位 399 48m 池底 394 50m 池顶 399 48m 泥位 399 18m 池底 395 68m 地面 398 8m 4 城市污水处理厂的设计 4 1 进水闸井和进水格栅间的设计 4 1 1 污水厂进水管 1 设计依据 进水流速在 0 9 1 1m s 如果是明渠 v 0 6 0 8m s 进水管管材为钢筋混凝土管 进水管按非满流设计 n 0 014 2 设计计算 取进水管径为 D 1000mm 已知最大日最大时污水量 Qmax 0 46m3 s 初定充满度 h D 0 65 则有效水深 h 1000 0 65 650mm 已知管内底标高为 393 78m 则水面标高为 393 78 0 65 394 43m 管顶标高为 393 78 1 0 394 78m 4 1 2 进水闸井工艺设计 进水闸井的作用是汇集各种来水以改变进水方向 保证进水稳定性 进水闸井 前设跨越管 跨越管的作用是当污水厂发生故障或维修时 可使污水直接排入水体 跨越管的管径比进水管略大 取为 1100mm 考虑施工方便以及水力条件 进水闸井采用格栅间同值等边长的正方形截面 污水来水管管底标高为 393 78 米 闸井井底标高为 393 78 0 10 393 68 米 考虑 格栅间的宽度 进水闸井采用正方形构造 面积为 3000 3000mm 采用明杆式青铜密封圆形闸门 D 1100mm 重量 800kg 1 启闭机 1 启闭机的计算 F T W 式中 W 闸板及螺杆的重量 T 克服水压的阻力 T f p 式中 f 摩擦系数 取 f 0 3 p 闸门受到的总压力 P 24 21 2 PPD 式中 P1 最高水位时的水压力 P2 最不利水位时的水压力 设最高水位为 397 88 米 则 P1 1000 397 88 393 68 4200kg m2 最不利水位与管顶平齐即 394 78 米 则 P2 1000 397 88 394 78 3100kg m2 P kg 95 3466 2 31004200 4 10 114 3 2 T f p 0 3 3466 95 1040 09kg 所以 启闭力为 F T W 1040 09 800 1840 09kg 2 启闭机的选择 根据启闭力在手册 11 上查得采用 XLQ 2 型手动螺杆式启闭机 其性能如下表 表 3 1 XLQ 2 型手动螺杆式启闭机性能 型号形式 启闭能力 吨 手摇人数生产厂家闭速度 m mi 上升下降 XLQ 2手动螺杆式2 0 0151 湖北省咸宁县 机械厂 4 1 3 格栅的设计 格栅是一组平行的金属栅条或筛网组成 安装在污水管道 泵房 集水井的进 口处或处理厂的端部 用以截留较大的悬浮物或漂浮物 以便减轻后续处理构筑物 的处理负荷 本设计采用粗细两种格栅 两道中格栅 两道细格栅 粗细格栅合建并置于泵 站前 1 设计参数 栅前水深 h 0 4m 过栅流速 v 0 8m s 格栅间隙 e中 20mm e细 10mm 格栅安装倾角 60 2 格栅的设计计算 本设计选用两道中格栅两道细格栅 为了减少格栅磨损 格栅全部使用 格栅 计算图见图 3 1 图 3 1 格栅计算草图 1 粗格栅的设计计算 栅条间隙数 n中 vhe Q 11 max 2 sin 式中 n中 中格栅间隙数 Qmax 最大设计流量 m3 s 栅条间隙 取 20mm 1 e 栅前水深 取 0 4m 1 h v 过栅流速 取 0 8m s 格栅倾角 度 34 8 04 002 0 2 60sin46 0 n 栅槽宽度 B S n1 1 e1n 式中 B 栅槽宽度 m S 格条宽度 取 0 01m B 0 01 34 1 0 02 34 1 01m 取 1 00m 2 细格栅的设计计算 栅条间隙数的推算 本设计中细格栅并列布置 故格栅的宽度相同 即 B 1 00m 由式 B S n2 1 en 得 n2 2 eS SB 式中 e2 细格栅净间距 本设计取 10mm n2 50 5n 取 51 01 0 01 0 01 01 栅前水深的推算 由式 n 得 vhe Q 2 sin max h2 0 52m ven Q 22 max 2 sin 8 001 0512 60sin46 0 3 中格栅栅前进水渠道减宽部分长度 若进水渠宽 B1 1 2m 减宽部分展开角 1 20 则此进水渠道内的流速 v1 0 96m s 11 max hB Q 4 02 1 46 0 L1 1 10m 202 1 g t BB 202 2 12 g t 4 细格栅栅槽后与出水渠道连接处减窄部分长度 L2 0 55m 2 1 L 2 10 1 5 过栅水头损失 h中 k sin 2 23 4 1 g v e s 式中 h中 粗格栅水头损失 m 系数 当栅条断面为矩形时取 2 42 k 系数 一般取 k 3 h中 0 081m 60sin 8 92 8 0 02 0 01 0 42 2 3 2 3 4 h细 k sin 2 23 4 2 g v e s 式中 h细 细格栅水头损失 m 系数 当栅条断面为矩形时取 2 42 k 系数 一般取 k 3 h中 0 205m 60sin 8 92 8 0 01 0 01 0 42 2 3 2 3 4 6 栅前槽总高度 取栅前渠道超高 h0 0 3m 栅前槽高 H1 h0 h1 0 3 0 4 0 7 7 栅后槽总高度 H2 h0 h1 h细 0 3 0 52 0 205 1 03m 8 栅槽总长度 L L1 0 5 0 8 1 0 L2 g t H1 g t H2 式中 L 栅槽总长度 0 5 中格栅距粗格栅前进水渠渐宽部分长度 0 8 中细两格栅间净距 L1 格栅距出水渠连接处减宽部分长度 L2 细格栅距出水渠连接处减窄部分长度 L 1 10 0 50 0 80 1 00 0 55 60 7 0 g t 60 03 1 g t 1 10 0 50 0 40 0 80 0 59 1 00 0 55 4 94m 取 5 00m 9 每日栅渣量 w 1000 86400 0max 总 k wQ 式中 w 每日栅渣量 m3 d w0 栅渣量 m3 103m3污水 一般为 0 1 0 01 m3 103m3 细格栅取 0 1 m3 103m3中栅取 0 05 m3 103m3 w细 2 84m3 d 10004 1 8640010 0 46 0 w中 1 42m3 d 10004 1 8640005 0 46 0 w总 w细 w中 2 84 1 42 4 26m3 d 0 2m3 d 故采用机械清渣 3 格栅除污机的选择 经计算本工程采用机械清渣 格栅清污采用 GH 链条式回转除污机 表 3 2 GH 链条式回转除污机性能 型号 格栅宽 度 mm 格栅净距 mm 安装角 电动机功 率 kw 整机重量 kg 生产厂家 GH 100010002560 80 0 75 2 2 3500 5500 无锡通用设 备机械厂 4 格栅间尺寸的确定 工作平台设在格栅上部 高出格栅前最高设计水位 0 5m 工作台上设有安全和 冲洗措施 工作台正面过道宽度与栅槽宽度相同 格栅间的尺寸为 7000 3000mm 4 2 污水泵房的设计 4 2 1 一般规定 1 应根据远近期污水量 确定污水泵站的规模 泵站设计流量一般与进水管 之设计流量相同 2 应明确泵站是一次建成还是分期建设 是永久性还是半永久性 以决定其 标准和设施 3 根据污水经泵站抽升后 出口入河道 灌渠还是进处理厂处理来选择合适 的泵站位置 4 污水泵站的集水池与机器间在同一构筑物内时 集水池和机器间须用防水 隔墙隔开 允许渗漏 做法按结构设计规范要求 5 泵站构筑物不允许地下水渗入 应设有高出地下水位 0 5 米的防水措施 4 2 2 选泵 1 污水泵站选泵应考虑因素 1 选泵机组泵站泵的总抽生能力 应按进水管的最大时污水量计 并 应满足最大充满度时的流量要求 2 尽量选择相同类型 最多不超过两种型号 和口径的水泵 以便维修 但还 须满足低流量时的需求 3 由于生活污水 对水泵有腐蚀作用 故污水泵站尽量采用污水泵 在大的污 水泵站中 无大型污水泵时才选用清水泵 2 具体计算 泵站选用集水池与机器间合建式的圆形泵站 1 流量的确定 Qmax 459 66L s 本设计拟定选用 4 台泵 3 用 1 备 则每台泵的设计流量为 Q Qmax 4 459 66 3 153 22L s 2 扬程的估算 H H静 2 0 0 5 1 0 式中 2 0 水泵吸水喇叭口到沉砂池的水头损失 0 5 1 0 自由水头的估算值 取为 1 0 H静 水泵集水池的最低水位 H1与出水水位 H2之差 H1 进水管底标高 D h D 1 8 393 78 1 0 0 65 1 8 392 63m H2 接触池水面标高 沉砂池至接触池间水头损失 接触池水面标高与厂区地面大致相平 取为 398 88m 沉砂池至接触池间水头损失为 3 5 4 5m 取 4 5m 则 H2 398 88 4 5 403 38m H静 H2 H1 403 38 392 63 10 75m 则水泵扬程为 H H静 2 0 1 0 10 75 2 0 1 0 13 75m 取 14m 3 选泵 由 Q 153 22l s H 14m 可查手册 11 得 选用 8PWL 型立式污水泵 其各项 性能如下 表 3 3 8PWL 型立式污水泵性能 型号 流量 Q L s 扬程 H m 转速 n r min 轴功率 W kw 气蚀余 量 m 重量 kg 8PWL97 2 180 5 15 5 9 5 73023 335 1750 4 2 3 吸 压水管路实际水头损失的计算 1 设计依据 1 吸水管流速 0 8 2 0m s 安装要求有向水泵不断向上的坡度 2 压水管流速一般为 1 2 2 5m s 3 吸压水管实际水头损失不大于 2 5m 2 具体计算 1 Q 153 22l s 吸水管选用 DN 400mm 的铸铁管 压水管为 DN 350mm 的铸铁管 V压 1 59m s 2 4 D Q 2 35 0 14 3 15322 0 4 查手册 1 知 1000i 10 4 V吸 1 22m s 2 4 D Q 2 4 014 3 15322 0 4 查手册 1 知 1000i 5 11 水泵进出口直径分别为 250mm 200mm V吸水口 3 12m s 2 4 D Q 2 25 014 3 15322 0 4 V压水口 4 88m s 2 4 D Q 2 2 014 3 15322 0 4 2 吸水管路损失 吸水管上有 一个喇叭口 Dg 1 5 400 600mm 1 0 1 Dg400 的 90 弯头一个 2 0 6 Dg400 的闸阀一个 3 0 07 Dg400 250 的偏心渐缩管一个 4 0 19 吸水喇叭口流速 V1 4 0 15322 3 14 0 62 0 54m s h局部 g vi 2 2 0 161m 8 92 12 3 19 0 22 1 19 0 07 0 60 0 54 0 1 0 222 设吸水管管长 3m 则 h沿程 0 015mli 3 1000 11 5 吸水管总损失 h1 0 161 0 015 0 176m 3 压水管路损失 压水管上有 Dg200 350 的渐扩管一个 1 0 25 Dg350 的截止阀一个 2 3 0 Dg350 的闸阀一个 3 0 07 Dg350 的 90 弯头两个 4 0 59 h局部 g vi 2 2 8 92 59 1 259 0 07 0 0 325 0 88 4 25 0 22 0 88m 设压水管管长 30m 则 h沿程 10 4 1000 30 0 312mli 压水管总损失 则 h2 0 88 0 312 1 192m 泵站内总水头损失 则 h h1 h2 0 176 1 192 1 368m 2m 4 水泵扬程校核 H H静 h 1 0 10 75 1 368 1 0 13 118m0 15m s 92 0 0 11 23 0 4 4 生物选择器 厌氧池的设计 为使氧化沟具有除磷脱氮的功能 在氧化沟之前设生物选择器及厌氧池 这样 污水可以在这里进行厌氧中重要的释磷作用以及部分反硝化作用 4 4 1 生物选择池 厌氧混合池 容积计算 VAN Q tAN 式中 VAN 生物选择池容积 tAN 水力停留时间 VAN 175m3 25 0 242 33605 工艺尺寸为 6m 6m 4 9m 2 格 实际单池容积为 6m 6m 4 9m 176 4m3 生物选择池采用高负荷完全混合式 其污泥负荷 F M 为 F M VX LQ a 式中 La 进水 BOD 浓度 mg L 取 220mg L X 污泥浓度 mg L 取 4500mg L 则 F M 9 31kgBoD5 kgMLSS d 4500 4 176 22033605 4 4 2 搅拌设备的选择 选择 JBL 型螺旋桨式搅拌机 其性能参数如下 表 3 5 JBL 型螺旋桨式搅拌机性能参数 型号浆直径 mm 转速 r min 功率 kw 数 个 JBL 2000800 20004 1344 5 223 4 5 氧化沟的设计 4 5 1 夏季状况 1 已知数据 进水 BOD5 6721kg d COD 13900 25kg d SS 7484 75kg d NH3 N 1160 9mg d TP 116 09kg d 出水 BOD5 611kg d CODcr 3055kg d SS 611kg d NH3 N 458 25kg d TP 30 55kg d 2 设计参数 选择污泥产率 Y 1 053 kgss kgBOD5 脱氮速率 DN速率 15 C 47 202gNO3 kgss d 稳定污泥龄 Q稳 13d 好氧污泥龄 Q好 6d 选择污泥浓度 MLSS 4kgss m3 3 计算 剩余污泥量 6721 611 1 053 611 5822 83kgss d 脱氮量 1160 9 0 05 5822 83 458 25 411 51kgN d 缺氧污泥量 8717 85kgss 202 47 1000 5 411 好氧污泥量 6721 611 1 053 6 38602 98kgss 脱氮所必需的污泥量 38602 98 8717 85 47320 83kgss 稳定污泥量 6721 611 1 053 13 83639 79kgss 选定稳定污泥量为设计污泥量 取 84000kgss d 氧化沟容积 21000 m3 4 84000 4 5 2 冬季状况 1 设计参数 选择污泥产率 Y 1 013 kgss kgBOD5 脱氮速率 DN速率 27 5gNO3 kgss d 稳定污泥龄 Q稳 19d 好氧污泥龄 Q好 10d 选择污泥浓度 MLSS 5kgss m3 2 计算 剩余污泥量 6721 611 1 013 611 5578 43kgss d 脱氮量 1160 9 0 05 5578 43 458 25 423 73kgN d 缺氧污泥量 15408 72kgss 5 27 100074 423 好氧污泥量 6721 611 1 013 10 61894 3kgss 脱氮所必需的污泥量 15043 72 61894 3 76938 02kgss 稳定污泥量 6721 611 1 013 19 117599 17kgss d 选定稳定污泥量为设计污泥量 取 120000kgss d 氧化沟容积 24000 m3 5 120000 结论 比较夏季与冬季是容积计算 取最不利动机状况氧化沟容积为 24000m3 设有三组氧化沟 则每组氧化沟的容积 V1 8000 m3 3 24000 每沟的容积 V2 4000 m3 2 8000 设沟深 h 4m 长 l 41 67m 则宽 b 24m 4 6 二沉池的设计 由于本设计主要构筑物采用氧化沟 可不设初沉池 二沉池采用辐流式沉淀池 二沉池设在生物处理构筑物的后面 用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥 指生物膜 法脱落的生物膜 4 6 1 设计参数 1 表面负荷取 0 8 2m3 m2 h 沉淀效率 40 60 1 2 池子直径一般大于 10m 有效水深大于 3m 3 池底坡度一般采用 0 05 4 进水处设闸门调解流量 进水中心管流速大于 0 4m s 进水采用中心管淹 没或潜孔进水 过孔流速为 0 1 0 4m s 潜孔外侧设穿孔挡板或稳流罩 保证水 流平稳 出水处应设置浮渣挡板 挡渣板高出池水面 0 15 0 2m 排渣管直径大于 0 2m 出水周边采用锯齿三角堰 汇入集水渠 渠内流速为 0 2 0 4m s 5 排泥管设于池底 管径大于 200mm 管内流速大于 0 4m s 排泥静水压力 1 2 2 0m 排泥时间大于 10min 4 6 2 设计计算 1 主要尺寸计算 1 1 池表面积 A q Q max 式中 A 池表面积 m2 Qmax 最大设计流量 m3 h 水力表面负荷 本设计 1 13m3 m2 h q A 1239 12m2 13 1 21 1400 2 单池面积 本次设计设两座辐流式沉淀池 A单池 619 56m2 2 A 2 12 1239 3 池直径 D 28 09m 单池 A4 14 3 56 6194 结合刮泥机考虑本次设计 D 取 28 00m 4 沉淀部分有效水深 h2 q t 式中 t 沉淀时间 本设计取 t 3h h2 1 1 3 3 3m 5 沉淀池底坡落差 取池底坡度 I 0 05 h4 0 05 0 63m 1 2 r D i 2 2 28 6 泥斗高度的计算 设 r1 2m r2 1m 60 H5 2 1 tg60 1 73m tgrr 21 7 沉淀池总高度 H h1 h2 h3 h4 h5 式中 H 沉淀池总高度 h1 沉淀池超高 取 0 3m h3 缓冲层高度 取 0 5m H 0 3 3 3 0 5 0 63 1 73 6 46m 8 沉淀池池边高度 H h1 h2 h3 0 3 3 0 5 3 8m 9 径深比校核 D h2 28 3 3 8 48 一般为 6 12 符合要求 10 每池每天污泥量 W1 n SNt 1000 式中 W1 每池每天污泥量 m3 d S 每人每天产生的污泥量 本设计取 0 5L p d N 设计人口数 t 两次排泥的间隔时间 本设计取 4h W1 9 33m3 2421000 42240335 0 11 污泥斗容积 3 2 221 2 15 1 rrrrh V 12 68m3 3 112273 1 14 3 22 12 污泥斗以上圆锥体部分污泥容积 3 2 11 2 4 2 rrRRh