日处理8万吨城市生活污水处理厂的初步设计-卡鲁塞尔式氧化沟.doc

日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 1 污水处理厂设计说明书污水处理厂设计说明书 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 2 目录目录 目录目录 1 第一章第一章 设计概况设计概况 3 1 1 设计依据和设计原则 3 1 1 1原始依据 3 1 1 2设计原则 3 1 2 设计内容和要求 3 1 3 设计任务 4 1 3 1工程规模 4 1 3 2进水水质 4 1 3 3出水要求 4 第二章第二章 工艺流程的确定工艺流程的确定 1 2 1 氧化沟工艺的特点 1 2 2 氧化沟的选择 2 2 3 工艺流程的确定 3 第三章第三章 基本构筑物计算基本构筑物计算 1 3 1 格栅 1 3 1 1设计说明 1 3 1 2设计计算 1 3 2 提升泵房 4 3 3 沉砂池 5 3 3 1 设计说明 5 3 3 2 设计计算 5 3 4 氧化沟工艺设计 6 3 4 1设计说明 6 3 4 2 设计计算 6 3 5 二沉池 10 3 5 1设计说明 10 3 5 2设计计算 10 第四章第四章 污水处理厂总体布置污水处理厂总体布置 15 4 1 污水厂厂址选择 15 4 1 1污水厂厂址选择应遵循下列各项原则 15 4 2 污水厂平面布置原则 15 4 2 1处理单元构筑物的平面布置 15 4 2 2管 渠的平面布置 16 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 3 4 2 3辅助建筑物 16 4 3 污水厂的高程布置 16 4 3 1污水厂高程的布置方法 16 第五章第五章 工程造价及成本分析工程造价及成本分析 17 5 1 工程造价 17 5 2 成本分析 17 5 3 劳动定员 18 5 4 劳动定员和运行费用 18 5 5 运行费用和成本 19 参考文献 参考文献 19 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 4 第一章第一章 设计概况设计概况 1 1 设计依据和设计原则设计依据和设计原则 1 1 1 原始依据原始依据 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂初步设计 1 依据资料 国家及地方有关环境保护法律法规和技术政策 污水水质水量情况通过分 析确定 中华人民共和国 给排水设计规范 1997 年版 给水排水设计手册 中国建筑工业出版社 2003 10 和 环境工程手册水污染防治卷 张自杰 主编 高等教育出版社 1996 年 同类污水工程实践经验 2 城市概况 地处中亚热带向北亚热带过渡区 年平均气温16 17 C 年降雨量1300 1600 毫米 其中40 以上集中在第二季度 年无霜期239 266天 年平均雾日在16天以下 1 1 2 设计原则设计原则 严格遵守国家及地方有关环保法律法规和技术政策 考虑综合给水排水系 统 总体设计布局合理 贯彻经济性与可靠性并重的设计原则 在达到给定设 计情况下 合理降低工程造价和运行费用 提高工程效益 同时最大限度地提 高系统的可靠性 采用技术先进 运行可靠 操作管理简便的工艺 使先进性 和可靠性有机地结合起来 在总体规划指导下 结合实际情况 尽量减少投资 和占地 在工程设计中贯彻节能的原则 最大限度地降低污水的处理成本 最 大限度地降低二次污染 1 2 设计内容和要求设计内容和要求 1 根据水量水质条件和设计资料 设计二级污水处理厂一座 建议该污水 处理厂生物处理工艺采用氧化沟技术 处理水质达到国家污水综合排放一级A 标准 2 完成一套完整的设计计算说明书 说明书应包括 污水水量的计算 设 计方案对比论证 污水 污泥处理工艺流程确定 污水 污泥处理单元构筑物 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 5 的详细设计计算 并配相应的单线草图 厂区总平面布置说明 污水厂环境保 护方案 污水处理工程建设的技术经济初步分析等 3 完成以下初步设计图纸 污水处理厂总平面布置图 污水 污泥处理系 统高程布置图 主要构筑物 格栅 泵房 沉砂池 二沉池 各1张 氧化沟的 平面及剖面施工图 工艺流程图 1张 总共图纸5张 1 3 设计任务设计任务 1 3 1 工程规模工程规模 城市污水包括生活污水和工业废水两部分 根据当地人口数量 工业发展 情况及所产的污水量 工程规模定为dm 80000 3 1 3 2 进水水质进水水质 表1 1 进水水质 5 BODCODSS 4 NHN 碱度TN 20030010015 18040 1 3 3 出水要求出水要求 要求经过处理后 要求出水水质达到96年国家污水综合排放一级A标准 表1 3 国家一级A排放标准 mg L 5 BODCODSS 4 NHN 1050105 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 1 第二章第二章 工艺流程的确定工艺流程的确定 2 1 氧化沟工艺的特点氧化沟工艺的特点 按照运行方式 氧化沟可以分为连续工作式 交替工作式和半交替工作式 连续工作式氧化沟 如帕斯韦尔氧化沟 卡鲁塞尔氧化沟 奥贝尔氧化沟在我 国应用比较多 这些氧化沟通过设置适当的缺氧段 厌氧段 好氧段都能取得 较好的除磷脱氮效果 连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式 交替工作 式氧化沟一般采用合建式 多采用转刷曝气 不设二沉池和污泥回流设施 交 替工作式氧化沟又可分为单沟式 双沟式和三沟式 交替式氧化沟兼有连续式 氧化沟和SBR工艺的一些特点 可以根据水量水质的变化调节转刷的开停 既 可以节约能源 又可以实现最佳的除磷脱氮效果 氧化沟一般呈环形沟渠形式 平面多为椭圆型或圆形 总长为90 600m 池壁多为钢筋混凝土结构 也可按土质情况挖成边坡为1 1 5以上的斜坡 以 100mm素混凝土做护砌而成 通常用管渠从水面上进水 出水设可调堰 多采 用转刷或曝叶轮曝气 沟深取决于曝气装置 一般为2 6m 水平流速为 0 3 0 5m s 在水流的作用下保持活性污泥处于悬浮状态 整个氧化沟处在内源 呼吸阶段 属于延时曝气法 氧化沟具有以下特点 a 工艺流程简单 运行管理方便 氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池 有些类型氧化沟还可以和二沉池合建 省去污泥回流系统 b 运行稳定 处理效果好 氧化沟的BOD平均处理水平可达到95 左右 c 能承受水量 水质的冲击负荷 对浓度较高的工业废水有较强的适应能 力 这主要是由于氧化沟水力停留时间长 泥龄长和循环稀释水量大 d 污泥量少 性质稳定 由于氧化沟泥龄长 一般为20 30 d 污泥在沟内 已好氧稳定 所以污泥产量较少 污泥不经消化也容易脱水 故污泥处理费用 较低 e 可以除磷脱氮 可以通过氧化沟中曝气机的开关 创造好氧 缺氧环境 达到除磷脱氮目的 脱氮效率一般 80 但要达到较高的除磷效果则需要采 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 2 取另外措施 f 基建投资省 运行费用低 和传统活性污泥法工艺相比 在去除BOD 去除BOD和NH3 N及去除BOD和脱氮三种情况下 基建费用和运行费用都有较 大降低 特别是在去除BOD和脱氮情况下更省 同时统计表明在规模较小的情 况下 氧化沟的基建投资比传统活性污泥法节省更多 g 处理厂与其他工艺相比 臭味较小 同时只需要最低限度的机械设备 增加了污水处理厂正常运转的安全性 h 构造形式和曝气设备多样化 曝气强度可以调节 并具有推流式流态的 某些特征 2 2 氧化沟的选择氧化沟的选择 1 目前应用较为广泛的氧化沟类型包括 帕斯维尔 Pasveer 氧化沟 卡鲁塞尔 Carrousel 氧化沟 奥贝尔 Orbal 氧化沟 T型氧化沟 三沟式 氧化沟 DE型氧化沟和一体化氧化沟 这些氧化沟由于在结构和运行上存在 差异 因此各具特点 在污水脱氮除磷的工艺设计中必须具备厌氧 缺氧 好氧3个基本条件 但 是在实施过程中由于所需的处理构筑物多 污泥回流量大 从而造成投资大 能耗多 运行管理复杂 而三沟式氧化沟是将曝气与沉淀工序于同一构筑物内 是一个A O 兼氧 好氧 活性污泥系统 可以完成有机物的降解和硝化 反硝 化过程 能取得良好的去除效果和脱氮除磷效果 同时该工艺系统依靠 5 BOD 三池工作状态的转换 可以免除污泥回流和混合液回流 处理效果稳定且运行 费用大大降低 三沟式氧化沟由于具有出水水质好 处理流程简单 省去而沉 池 运行管理方便 基建费用低 占地少等优点 已经得到了广泛的应用 所 以这里我们也将选择三沟式氧化沟作为生物处理工艺 Carrousel卡鲁塞尔氧化沟 由图2 1可见 Carrousel氧化沟是一个多沟串联的系统 进水与活性污泥混 合后在沟内做不停的循环运动 污水和回流污泥在第一个曝气区中混合 该氧化沟使用定向控制的曝气和搅动装置 向混合液传递水平速度 从而 使被搅动的混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动 因此氧化沟具有特殊的水力 学流态 既有完全混合式反应器的特点 又有推流式反应器的特点 沟内存在 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 3 明显的溶解氧浓度梯度 氧化沟断面为矩形或梯形 平面形状多为椭圆形 氧 化沟曝气混合设备有表面曝气机 曝气转刷或转盘 射流曝气器 导管式曝气 器和提升管式曝气机等 近年来配合使用的还有水下推动器 该氧化沟表面曝气机单机功率大 其水深可以达到5米以上 使氧化沟占地 面积减小 土建费用降低 同时 具有极强的混合搅拌和耐冲击负荷能力 可 以停止某些曝气器的运行 或者切换较低的转速 在保证水流搅拌混合循环流 动的前提下 节约能量消耗 图2 1 Carrousel 2000系统平面结构图 Figure 2 1 Carrousel 2000 system planar structure 2 3 工艺流程的确定工艺流程的确定 本工艺先用中格栅去除污水中大颗粒杂物 然后通过提升泵房把水送至沉 沙池中 采用的是平流式沉砂池 以减少后继处理的污泥负荷 生物处理采用 卡鲁塞尔氧化沟 去除水中的有机物和氨氮 二沉池采用辐流式沉淀池 除水 效果好 污泥部分回流 而另一部分则通过污泥浓缩池 消化池 污泥脱水然 后外运 图 2 2 工艺流程 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 4 回流污泥 污泥井 接触 沉淀 消毒池 辐流式 沉淀池 氧 化 沟 沉 砂 池 提升 泵房 格 栅 原 水 排放 粗渣外运 污泥浓缩池 污泥 脱水机 外运 污泥 消化池 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 1 第三章第三章 基本构筑物计算基本构筑物计算 3 1 格栅格栅 3 1 1 设计说明设计说明 格栅的主要作用是将污水中的大块污染物拦截 以免其对后续处理单元的机 泵或工艺管线造成损害 泵前设置粗格栅的作用是保护水泵 而明渠格栅的作用是 保证后续处理系统的正常工作 目前普遍的做法是将泵前的格栅均做成明渠栅 3 1 2 设计计算设计计算 设计流量 设计流量 平均流量 Qa 80000t d 80000m3 d 3333 3m3 h 0 926 m3 s 总变化系数 Kz Qa 平均流量 L s 0 11 Qa 7 2 11 0 926 7 2 1 27 设计流量 Qmax Qmax Kz Qa 1 27 80000 101600 m3 d 4233 3 m3 h 1 176m3 s 格栅 格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成 安装在污水渠道上 泵房集水 井的进口处或污水处理厂的端部 用以截留较大的悬浮物或漂浮物 如纤维 碎皮 毛发 木屑 果皮 蔬菜 塑料制品等 以便减轻后续处理构筑物的处 理负荷 并使之正常运行 一般情况下 分粗细两道格栅 被截流的物质称为 栅渣 栅渣的含水率约为 70 80 容重约为 750kg 960kg 设计内容 格栅的设计内容包括尺寸计算 水力计算 栅渣量计算及清渣机械的选用 等 在进行格栅计算之前应首先绘出计算草图 然后再按照设计手册进行计算 一 选型及设计参数 a 型式 平面型 倾斜安装机械格栅 b 城市排水系统为按管系统 且中途设计泵站 此课程设计为提升泵前格 栅间设计 c 格栅的栅前流速一般为 0 4 m s 0 9 m s d 格栅的过栅流速不宜小于 0 6 m s 不宜大于 1 0 m s 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 2 e 栅前渠道宽度和渠道中水深应与入厂污水管规格 据水量计算 相适应 f 格栅尺寸 B H 参见设备说明书 在此课程设计中可以采用选择中间值 方法 考虑到本次设计实际情况 采用三粗三中六个格栅 具体设计参数如下 粗格栅粗格栅 Qmax 1 176 m3 s 栅条宽度 s 10 0mm 0 01m 栅条间隙宽度 d 50 0mm 0 05m 栅前水深 h 0 74m 栅前渠道流速 0 85m s 过栅流速 0 7m s 1 v v 格栅安装倾角 格栅设有棚顶工作台 其高度高出栅前最高水位 60 0 5m 由于处理水量相对较小 故设置二台使用 一台备用 设计计算 1 栅条的间隙数 n n 30 个 bhv sinQmax 2 7 054 005 0 60sin588 0 2 栅槽宽度 B 令栅条宽度 s 0 01m B s n 1 bn 0 01 30 1 0 05 30 1 79m 3 进水渠道渐宽部分的长度 1 l 因进水渠 B1 1m 其渐宽部分的展开角度 1 20 m tgtg BB l1 1 202 179 1 2 1 1 1 4 通过格栅的水头损失 1 h 设格栅条断面为锐边矩形断面 故 k 3 m k g v b s k g v khh 018 0 360sin 81 92 7 0 05 0 01 0 42 2 sin 2 sin 2 2 22 01 3 4 3 4 5 栅后槽总高度 H 设栅前渠道超高 0 3m H 0 74 0 018 0 3 1 06m 2 h h 1 h 2 h 为避免造成栅前涌水 故将栅后槽下降作为补偿 1 h 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 3 6 每日栅渣量 W 在格栅间隙 50mm 情况下 设栅渣量为 0 01m3 1000m3 污水 有 dmdm K WQ W Z 2 0 80 0 100027 1 01 0176 186400 1000 86400 331max 采用机械清渣 细格栅细格栅 Qmax 1 176 m3 s 栅条宽度 s 10 0mm 0 01m 栅条间隙宽度 d 15 0mm 0 015m 栅前水深 h 0 74m 过栅流速 0 95m s v 格栅安装倾角 同样设置二台使用 一台备用 60 1 栅条的间隙数 n n 72 个 bhv sinQmax 2 95 054 0015 0 60sin588 0 2 栅槽宽度 B 令栅条宽度 S 0 01m B S n 1 bn 0 01 72 1 0 015 72 1 79m 3 栅槽与出水渠道连接处渐窄部分长度 2 l mll55 05 0 12 5 通过格栅的水头损失 1 h 设格栅条断面为锐边矩形断面 故 k 3 m k g v b s k g v khh 17 0360sin 81 92 95 0 015 0 01 0 42 2 sin 2 sin 2 2 22 01 3 4 3 4 6 栅后槽总高度 H 设栅前渠道超高 0 3m H 0 74 0 17 0 3 1 21m 2 h h 1 h 2 h 为避免造成栅前涌水 故将栅后槽下降作为补偿 1 h 7 每日栅渣量 W 在格栅间隙 15mm 情况下 设栅渣量为 0 07 m3 1000m3 污水 有 dmdm K WQ W Z 2 0 05 4 100027 1 07 0176 186400 1000 86400 331max 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 4 采用机械清渣 其他设置 工作台 设安全装置和冲洗设备 工作台两侧过道宽度 0 5m 由于是机械 清渣 工作台正面过道宽度设置为 1 8m 选用 GH 1000 链式旋转格栅除污机 8 台 超声波水位计 3 套 螺旋压榨机 300 3 台 螺纹输送机 300 3 台 钢闸门 2 0X1 7m 6 扇 手动启闭机 5t 6 台 3 2 提升泵房提升泵房 1 1 水泵选择水泵选择 设计最大水量 101600m3 d 选择用 6 台潜水排污泵 4 用 1 备 单台流量 hmhm Q Q 1000 3 1058 4 24 101600 4 33max 单 污水泵选择 5 台 WQ350 1100 10 55 型立式污水泵 Q 输出功hm 1000 3 率 N 55KW 三用一备 水泵自动灌溉 按吸水井水位自动开停机组 水泵出水 采用单管出水方式 单管出水槽设于泵房屋顶 泵房应选矩形 构筑物设置在 高出地下水位 0 5m 的防水措施 选择立式污水泵 45 15 500 WQ300 口径 mm流量 m3 h扬程 m功率 kw转速 r min效率 3501000105598084 集水池选择 容积 按一台泵的最大流量时 6min 的出流量设计 则集水池的有效容积为 3 91 60 5 51000 mV 面积 取有效水深 H 1m 则面积 取集水池宽 7m 则 2 911 91m H V F 长为 13m 故集水池平面尺寸 713mmBL 水泵总扬程估算 污水进入格栅间水面相对地面标高为 2 06m 格栅间的水头损失为 0 35m 曝气沉砂池水面标高为 3 75m 则有 h1 3 75 2 06 0 35 6 1m 管线水头损失 吸水管与出水管水头损失 h2 为 0 9m 自由水头 h3 0 8m 故估算 水泵总扬程为 H h1 h2 h3 6 1 0 9 0 8 7 8m 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 5 3 3 沉砂池沉砂池 3 3 1 设计说明设计说明 曝气式沉砂池是在池的一侧通入空气 使池内水流产生与主流垂直的横向 旋流 同时 还对污水起曝气作用 3 3 2 设计计算设计计算 1 池子总有效容积 V m3 V Qmaxt 60 式中 Qmax 最大设计流量 Qmax 1 18 3 ms 3 ms t 最大设计流量时的流行时间 min 取 t 2min 则 V 1 18 2 60 198 3 m 2 水流断面积 A m2 A m2 811 10 8 11 V Q 式中 为最大设计流量时的水平流速 取 0 1 1 v m s 1 v m s 3 池总宽度 B m B m A 9 5 2 8 11 h 式中 为设计有效水深 取 2 hm 2 2hm 4 每个池子宽度 b m 取 n 2 则 b 2 95m 则宽深比 1 475 符合要求 2 9 5 2 1 5 池长 L m L 60Vt 60 0 1 2 12m 6 每小时所需空气量 q 3 mh q dQmax 0 2 1 18 849 6 h 3 m 式中 d 为每立方米污水所需空气量 取 d 0 2 污水 3 m 3 m 3 m 7 沉沙室沉沙斗体积 o V 3 m 设沉沙斗为沿池长方向的梯形断面渠道 沉沙斗体积为 1 3 2 o aa VhL 式中 a 沉沙斗上顶宽 0 96m 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 6 沉沙斗下底宽 0 5m 1 a 沉沙室坡向沉沙斗的坡度为 沉沙斗侧壁与水平面的夹角 60o 0 10 5 5 沉砂斗所需容积 设 T 2d 为清除沉砂的间隔时间 m12 6 1000000230102000 1000000k QXT V X 为城市污水沉砂量 一般用 30 6 每个沉砂斗容积 V0 设没一分格有两个沉砂斗 V0 m206 3 2 12 6 7 沉砂斗各部分尺寸 设斗底宽 a1 0 5m 斗壁与水平面的倾角为 60o 斗高 h3 0 4m 沉砂斗上口宽 2 0 4ctg60o 0 5 0 96m V0 m3 2 1 m35 312 40 2 6 90 50 8 沉池总高度 H 设超高 h1 0 3m H h1 h2 h3 h4 0 3 0 05 2 0 4 2 75m 3 4 氧化沟工艺设计氧化沟工艺设计 3 4 1 设计说明设计说明 本设计采用卡鲁塞尔氧化沟工艺 3 4 2 设计计算设计计算 1 去除 BOD 需要去除的 BOD 质量浓度 为了保证沉淀池出水 BOD 浓度Ce 10mg L 溶解性 BOD Ce 0 7 Ce 1 42 1 e 0 23 5 其中设 BOD 速率常 0 23d 1 10 0 7 10 1 42 1 e 0 23 5 3 21mg L 则需要去除的 BOD 质量浓度 S 200mg l 3 21mg L 196 79mg L 氧区容积 V 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 7 根据入水水质条件及设计工艺流程 暂定以下参数 污泥产率系数 Y 0 48 污泥龄 c 30 d 污泥自身氧化率 Kd 0 055 d 1 MLSS 40000mg L MLVSS MLSS 0 7 总变化系数 Kz为 1 2 好氧区容积 V1 Y c Kz Q S MLVSS 1 Kd c 36663 41 36664 m3 其中 Q 为水量 好氧区水力停留时间 t1 V1 Q 9 17h 2 脱氮 日产泥量 X Y Kz Q S 1 Kd c 3421 92kg d 需要去除的氮量 N N生物污泥中氮的质量分数 取 12 4 N NO Ne X N Kz Q 20 58mg L 式中 NO Ne 进 出水总氮的质量浓度 mg L 碱度平衡 一般认为 剩余碱度达到 mg L 以 CaCO3计 即可保持 7 2PH 生物反应能够正常进行 每氧化 mgNH3 N 需要消耗 7 14mg 碱度 每氧化 1mg产生 0 1mg 碱度 每还原 1mgNO 3 N 产生 3 57mg 碱度 5 BOD 剩余碱度 SALK1 原水碱度 硝化消耗碱度 反硝化产生碱度 氧化产生碱度 5 BOD 180 7 14 20 58 3 57 20 58 0 1 200 126 53 mg L 此值可保持 硝化和反硝化反应能够正常进行7 2PH 脱氮所需要的容积 2 V 脱氮率 20 20 1 08 T dn tdn qq T 10 时 qdn 0 035 1 08 T 20 0 0136kg NO3 N kg MLVSS d VX dn N Kz Q qdn 145270588 2kg d V2 VX dn MLVSS 51883 m3 脱氮水力停留时间 t2 V2 Q 12 97h 污泥负荷 N S Q Kz S V MLVSS 0 076 BOD kg MLSS d 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 8 0 03 N S 0 15 满足要求 V V1 V2 88547 m3 3 氧化沟总容积 V 以及停留时间 t V V1 V2 88547 m3 t V Q 22 14h 共设氧化沟四座 以下计算为单座氧化沟计算 每座氧化沟最大流量 Q 24000 m3 d 每座氧化沟容积 V 22137 m3 4 需氧量 实际需氧量 AOR AOR 去除 BOD5需氧量 剩余污泥中 BOD5氧当量 去除 NH3 N 耗氧量 剩 余污泥中 NH3 N 的耗氧量 脱氮产氧量 a 去除 BOD 需氧量 D1 D1 a Q S b V 2 8 0 52 24000 0 19679 0 12 22137 2 8 9893 97 kg d b 剩余污泥中 BOD 的需氧量 D2 用于生物合成的那部分 BOD 需氧量 D2 1 42 X 4 1214 78 kg d c 去除 NH3 N 需氧量 D3 每 1kg NH3 N 硝化需要消耗 4 6kgO2 D3 4 6 NO Ne Q 1000 2760 kg d d 剩余污泥中 NH3 N 耗氧量 D4 D4 1 42 X 4 0 124 487 97 kg d e 脱氮产氧率 D5 每还原 1kgN2 产生 2 86kgO2 D5 2 86 脱氮量 2 86 20 58 24000 1000 1412 61 kg d 总需氧量 12345 AORDDDDD 9893 97 1214 78 2760 487 97 1412 61 9538 61 标准状态下需氧量 SOR SOR AOR Cs 20 Cs T C 1 024 T 20 15425 18 kg d 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 9 642 72 kg h 20 度时氧的饱和度 取 9 07mg L 20 S C T 25 度 25 度时氧的饱和度 取 8 35mg L s T C C 溶解氧的浓度 取 2mg L 修正系数 取 0 85 5 55 1 0125 10 0 999 1 013 101 013 10 所在地区实际气压 修正系数 取 0 95 5 每座氧化沟的尺寸 每座氧化沟容积 V 22137 m3 氧化沟水深取 h 4 3m 超高 0 5m 氧化沟深度 H 4 3 0 5 4 8m 中间分隔墙厚度为 0 4m m 单道沟宽 10m 弯道部分的面积 967 37 m2 直线段部分面积 4180 77 m2 单沟直线段长度 104 6 m 进水管和出水管 污泥回流比 R 50 进出水管流量 Q1 1 R Q 36000 m3 d 0 42 m3 s 管道流速 V 1 0m s 则管道过水断面 A Q1 V 0 42 m2 管径 d 0 7315 0 74 m 740mm 4 校核管道流速 V Q A 0 977 m s 7 出水堰以及出水竖井 初步估算 因此按薄壁堰来计算 0 67H 出水堰 3 2 1 1 86QbH 式中 b 堰宽 H 堰上水头高取 0 2m b 2 53m b 取 2 6m b 取 2 6m 校核堰上水头 H H 0 198 0 2 m 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 10 出水竖井 考虑可调堰安装要求 堰两边各留 0 3m 的操作距离 出水竖井长 L 0 3 2 2 6 3 2 m 出水竖井宽 B 1 4m 1 曝气设备选择 单座氧化沟需氧量 SOR 642 72 kg h 每座氧化沟设两台卡鲁塞尔专用曝气机 去氧能力为 3 2kg kw h 则所需电机功率为 N 642 72 2 3 2 100 425 kw 取 N 110 kw 表面曝气机叶轮直径 D 3500 mm 3 5 二沉池二沉池 3 5 1 设计说明设计说明 二次沉淀池是活性污泥系统重要的组成部分 其工作效果能够直接影响活 性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度 本次课程设计选用的二次沉淀池为辐 流式二次沉淀池 池个数较少 比较经济 便于管理 具有机械排泥设备已定 型 排泥较方便等优点 二沉池选用圆形的向心流辐流式沉淀池 即周边进水周边出水方式 因其可 设计的个数较少 运行管理较简单 向心流辐流式沉淀池在一定程度上也克服了普 通辐流式沉淀池中心进水流速较大对池底污泥干扰等缺点 容积利用率大大提 高较普通辐流式沉淀效率更高 3 5 2 设计计算设计计算 一 设计内容 二次沉淀池设计计算内容有 池表面积 池直径 有效水深 污泥斗 容积 池总高和出水堰负荷核算等 二 选型及设计参数 a 型式 中心进水 周边出水 辐流式二沉池 b 表面负荷 q 取 1 5m h c 污泥回流比 R 0 5 d 二沉池水力停留时间 t 2 0h e 池径与水深比宜为 6 12 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 11 f 刮泥板外缘线速度不宜大于 3m min 一般采用 1 5 m min g 沉淀池个数 n 取 4 座 h 排泥设备 DNZ 25 型单周边传动刮泥机 1 1 池表面积 2 23 3 2 2222 5 1 3 3333Q Am hmm hm q 单池面积 2 6 555 4 2 2222A m n A 单池 3 池直径 mm A D27 6 26 6 5554 4 单池 4 沉淀部分有效水深 2 h 2 hmtq325 1 在 6 12 之间 9 3 27 2 h D 5 沉淀池部分有效容积 3 2 8 16663 6 555mhAV 6 贮泥斗容积 设计污泥斗上部半径 下部半径 mr1 1 mr5 0 2 由几何公式计算 33222 221 2 1 5 1 6 159 1 5 05 011 3 866 0 3 mmrrrr h V mmrrh9 0866 0 60tan 5 01 tan 0 215 7 污泥斗以上圆锥部分污泥容积 取池底坡度 i 0 05 则锥高为 mm D ih6 0575 0 2 2 27 05 0 2 2 4 因此 池底可储存污泥的体积为 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 12 33222 11 24 2 6 123559 123 11 5 13 5 13 3 8 0 3 mmrRrR h V 8 沉淀池总高度 设计超高 缓冲层高度为 则总高度为 mh3 0 1 mh5 0 3 mhhhhhH3 59 06 05 033 0 54321 9 池径与水深比值校核 6 12 合格 9 3 27 2 h D m3 3 5 014 3 4 4 2 Q 2 V 2 进水系统计算 1 进水系统计算 设计污水流量 sm sm Q 3 0 4 2 1 4 Q 3 3 单 进水管设计流量 R 污泥回流比 smRQ 45 0 5 01 3 0 1 Q 3 单进 中心进水管设计 设计中心进水管水流速度 V 为 0 5m s 则进水管直径为 mm107 1 0 5 0 45 2 v Q 2 进 2 进水竖井 进水井径采用 出水口尺寸 共五个沿井壁均匀mD5 1 2 2 5 145 0 m 分布 出水口流速 smV 186 0 55 145 0 45 0 2 3 稳流筒计算 筒中流速 取 0 03m ssmVS 02 0 03 0 稳流筒过流面积 2 15 03 0 45 0 m v Q A s 进 稳流筒直径 62 4 154 5 1 4 22 23 A DD 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 13 沉淀池最终直径 mDDDd4 276 427 222 3 2 4 出水溢流堰的设计 采用出水三角堰 90 a 堰上水头 即三角口底部至上游水面的高度 m05 0 H2 b 每个三角堰的流量 smH 0008213 0 05 0 343 1 343 1 Q 347 2 47 2 11 c 三角堰个数 设计取 366 个 36627 365 0008213 0 3 0 个 单 q Q n 校核堰口负荷 合理 34 4 73 2 276 3 244 80000 6 3 msLmsL D Q q d 三角堰中心距 单侧出水 m n bD n L L214 0 366 1227 2 1 3 出水部分设计 1 池设计流量 sm Q Q 3 0 4 3 单 2 环形集水槽内流量 sm Q q 15 0 2 3 0 2 3 单 集 3 环形集水槽设计 a 采用周边集水槽 单侧集水 每池只有一个总出水口 集水槽宽度为 取 b 0 5 m mqkb518 0 9 0 4 0 集 k 为安全系数 采用 1 5 1 2 集水槽起点水深为 mbh375 0 5 075 0 75 0 起 集水槽终点水深为 mbh625 0 5 025 1 25 1 终 槽深均取 0 7m b 采用双侧集水环形集水槽计算 取槽宽 b 1 0m 槽中流速 v 0 6m s 槽内终点水深 m vb q h25 0 0 16 0 15 0 4 集 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 14 槽内起点水深 3 4 4 2 3 2 h h h h k m ggb aq h132 0 0 1 2 3 0 0 1 3 2 2 3 2 2 432 0 25 0 25 0 132 0 22 3 2 2 3 4 4 2 3 h h h h k 校核 当水流增加一倍时 smvsmq 8 0 3 0 3 m vb q h375 0 0 18 0 3 0 4 209 0 0 1 3 00 1 3 2 2 g hk mh574 0375 0 375 0 209 0 2 3 2 3 3 设计取环形槽内水深为 0 7m 集水槽总高为 0 7 0 3 超高 1 0m 采用 4 排泥部分设计 单池污泥量 总污泥量为回流污泥量加剩余污泥量 1 回流污泥量 hQQR 529 15m0 51058 3R 3 单 2 剩余污泥量 0 式中 Y 为污泥产率系数 取 0 5 为污泥自身氧化率 取 0 065 0 75 3300 2475 2500 2 5 3 106 1 2 106 120 10000 10 3 hdm Xf X Q r S m5 125 100 751 3 2 529450 065 248330 170 5 33 3 总污泥量 529 5 534m3 h 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 15 排泥设备选择 根据以上数据 二沉池选择 DNZ 25 型单周边传动刮泥机 回流污泥泵 螺旋泵 LXB 600 标准流量为 185m3 h 剩余污泥泵 50QW12 5 22 潜水排污泵 第四章第四章 污水处理厂总体布置污水处理厂总体布置 4 1 污水厂厂址选择污水厂厂址选择 4 1 1 污水厂厂址选择应遵循下列各项原则污水厂厂址选择应遵循下列各项原则 1 应与选定的工艺相适应 2 尽量少占农田 3 应位于水源下游和夏季主导风向下风向 4 应考虑便于运输 5 充分利用地形 4 2 污水厂平面布置原则污水厂平面布置原则 4 2 1 处理单元构筑物的平面布置处理单元构筑物的平面布置 处理构筑物事务水处理厂的主体建筑物 在作平面布置时 应根据各构筑 物的功能要求和水力要求 结合地形和地质条件 确定它们在厂区内平面的位 置 对此 应考虑 1 贯通 连接各处理构筑物之间的管 渠便捷 直通 避免迂回曲折 2 土方量做到基本平衡 并避开劣质土壤地段 3 在处理构筑物之间 应保持一定的间距 以保证敷设连接管 渠的要 求 一般的间距可取值5 10m 某些有特殊要求的构筑物 如污泥消化池 消 化气贮罐等 其间距应按有关规定确定 4 各处理构筑物在平面布置上 应考虑适当紧凑 5 考虑到安全问题 厂内的高压线尽量减少其长度 所以变配电间设置 在厂区边缘与泵房相近 6 较深的构筑物由于地下部分较深 其周围附近不宜设其他构筑物 距 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 16 离最好10米以上 4 2 2 管 渠的平面布置管 渠的平面布置 1 在各处理构筑物之间 设有贯通 连接的管 渠 此外 还应设有能 够使处理构筑物独立运行的管 渠 当某一处理构筑物因故障停止工作时 其 后接处理构筑物 仍能够保持正常的运行 2 应设超越全部处理构筑物 直接排放水体的超越管 3 在厂区内还设有 给水管 空气管 消化气管 蒸汽管以及输配电线 路 这些管线有的敷设在地下 但大部都在地上 对它们的安排 既要便于施 工和维护管理 但也要紧凑 少占用地 也可以考虑采用架空的方式敷设 4 在污水处理厂区内 应有完善的排雨水管道系统 必要时应考虑设防 洪沟渠 4 2 3 辅助建筑物辅助建筑物 在污水处理厂内应合理的修筑道路 方便运输 广为植树绿化美化厂区 改善卫生条件 改变人们对污水处理厂 不卫生 的传统看法 按规定 污水处 理厂厂区的绿化面积不得少于30 4 3 污水厂的高程布置污水厂的高程布置 4 3 1 污水厂高程的布置方法污水厂高程的布置方法 1 选择两条距离较低 水头损失最大的流程进行水力计算 2 以污水接纳的水体的最高水位为起点逆污水处理流程向上计算 3 在作高程布置时 还应注意污水流程与污泥流程积极配合 污水处理 厂的平面布置图和高程图见附图 日处理 8 万吨城市生活污水处理厂的初步设计 17 第五章第五章 工程造价及成本分析工程造价及成本分析 5 1 工程造价工程造价 本次工程设计进水泵站压力管道 污水截留干管由该市政工程设计室设计 其 工程初步设计以及投资另行成册 不包括在本报告中 本报告所列投资水质净 化厂厂内所有构筑物以及管道近期投资 5 2 成本分析成本分析 1 电费计算 栅格除污机每