排水工程课设.doc

目目 录录 设计说明设计说明 一一 设计概述设计概述 4 原始资料 4 设计规模 4 进出水水质及处理程度 4 二二 污水处理方案的确定污水处理方案的确定 6 工艺流程的比较 6 工艺流程的确定 10 三三 污水处理构筑物的污水处理构筑物的设计设计 10 中格栅和提升泵房 11 细格栅和沉砂池 12 厌氧池和氧化沟 13 二沉池 14 接触消毒池 14 四四 污泥处理构筑物的污泥处理构筑物的设计设计 16 污泥泵房 16 污泥浓缩池 16 五五 污水厂平面 管线及高程布置污水厂平面 管线及高程布置 17 平面布置 17 管线布置 17 高程布置 17 设计计算设计计算 一一 污水处理构筑物设计计算污水处理构筑物设计计算 中格栅 18 污水提升泵房 20 细格栅 21 平流沉砂池 23 厌氧池 氧化沟 25 二沉池 31 接触消毒池 34 二 高程高程设计计算设计计算 36 水利损失计算 36 高程的确定 37 附 污水处理厂平面布置图 高程图附 污水处理厂平面布置图 高程图 设设 计计 说说 明明 一一 设计概述设计概述 1 1 原始资料原始资料 1 气象资料 气温 全年平均气温 18 5 摄氏度 最高气温 42 0 摄氏度 最低气温 6 摄 氏度 降雨量 年平均 1025 5mm 日最大 273 3mm 最大积雪深度 500mm 最大冻土厚度 60mm 主要风向 冬季 西北风 夏季 东南风 风速 历年平均 3 15m s 最大为 15 6m s 2 排水现状 城镇主干道下铺设排污管 雨水管 雨污分流 3 排放水体 厂址位于镇西北角 厂址地面标高为 10 0m 排放水体常年平均 水位标高为 7 2m 最高洪水位标高为 9 3m 该水体为全镇生活和灌溉水源 水 质不低于三类标准 2 2 设计规模设计规模 该镇现有人口 55000 人 该镇规划期末人口为 60000 人 生活污水综合排放定 额为 300 升 人 天 预计规划期末镇区工业废水总量为 12000 吨每日 该污水 处理厂设计规模为 30000 吨 日 三 进出水水质及处理程度三 进出水水质及处理程度 单位 mg L CODcrBOD5SS NH3 N TP 进 水 350180260304 出 水 50101050 5 该水经处理以后 水质应符合国家 污水综合排放标准 GB18918 2002 中的一级 A 标准 由于进水不但含有 BOD5 还含有大量的 N P 所以不仅要求去 BOD5 除还应去除不中的 N P 达到排放标准 1 溶解性 BOD5的去除率 活泩污泥处理系统处理水中的 BOD5值是由残存的溶解性 BOD5和非溶解性 BOD5二者组成 而后者主要是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来考虑 应将非溶解性的 BOD5 从处理水的总 BOD5值中减去 处理水中非溶解性 BOD5 值可用下列公式求得 此公式仅适用于氧化沟 出水中溶解性 10 0 7 10 1 42 1 e 0 23 5 2 7mg L 5BOD 溶解性 BOD5的去除率为 85 98 100 180 7 2180 2 CODcr的去除率 71 85 100 350 50350 3 SS 的去除率 15 96 100 260 10260 4 总氮的去除率 出水标准中的总氮为 15mg L 处理水中的总氮设计值取 15mg L 总氮的 去除率为 33 83 100 30 530 5 磷酸盐的去除率 进水中磷酸盐的浓度为 4 9mg L 计 如磷酸盐以最大可能成 Na3PO4计 则 磷的含量为 4 9 0 189 0 93mg L 注意 Na3PO4中 P 的含量在可能存在的磷酸 盐 溶解性 中是含量最大的 这样计算出来的进水水质中的磷含量偏大 对 整个设计来说是偏安全的 磷的去除率为 5 87 100 4 5 04 二二 工艺流程的选择工艺流程的选择 1 工艺流程的比较工艺流程的比较 城市污水处理厂的方案 既要考虑有效去除 BOD5又要适当去除 N P 故可 采用 SBR 或氧化沟法 或 A A O 法 以及一体化反应池即三沟式氧化沟得改良设 计 一 SBR 法 工艺流程 污水 一级处理 曝气池 处理水 工作原理 1 流入工序 废水注入 注满后进行反应 方式有单纯注水 曝气 缓速 搅拌三种 2 曝气反应工序 当污水注满后即开始曝气操作 这是最重要的工序 根 据污水处理的目的 除 P 脱 N 应进行相应的处理工作 3 沉淀工艺 使混合液泥水分离 相当于二沉池 4 排放工序 排除曝气沉淀后产生的上清液 作为处理水排放 一直到最 低水位 在反应器残留一部分活性污泥作为种泥 5 待机工序 工处理水排放后 反应器处于停滞状态等待一个周期 特点 大多数情况下 无设置调节池的心要 SVI 值较低 易于沉淀 一般情况下不会产生污泥膨胀 通过对运行方式的调节 进行除磷脱氮反应 自动化程度较高 得当时 处理效果优于连续式 单方投资较少 占地规模大 处理水量较小 二 厌氧池 氧化沟 工作流程 污水 中格栅 提升泵房 细格栅 沉砂池 厌氧池 氧化沟 二沉池 接触池 处理水排放 工作原理 氧化沟一般呈环形沟渠状 污水在沟渠内作环形流动 利用独特的水力流 动特点 在沟渠转弯处设曝气装置 在曝气池上方为厌氧池 下方则为好氧段 从而产生富氧区和缺氧区 可以进行硝化和反硝化作用 取得脱氮的效应 同 时氧化沟法污泥龄较长 可以存活世代时间较长的微生物进行特别的反应 如 除磷脱氮 工作特点 在液态上 介于完全混合与推流之间 有利于活性污泥的适于生物凝聚 作用 对水量水温的变化有较强的适应性 处理水量较大 污泥龄较长 一般长达 15 30 天 到以存活时间较长的微生物 如果运 行得当 可进行除磷脱氮反应 污泥产量低 且多已达到稳定 自动化程度较高 使于管理 占地面积较大 运行费用低 脱氮效果还可以进一步提高 因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内 循环 要提高脱氮效果势必要增加内循环量 而氧化沟的内循环量从政论上说 可以不受限制 因而具有更大的脱氮能力 氧化沟法自问世以来 应用普遍 技术资料丰富 三 A A O 法 优点 该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺 总的水力停留时间 总产占 地面积少于其它的工艺 在厌氧的好氧交替运行条件下 丝状菌得不到大量增殖 无污泥膨胀 之虞 SVI 值一般均小于 100 污泥中含磷浓度高 具有很高的肥效 运行中勿需投药 两个 A 段只用轻缓搅拌 以不啬溶解氧浓度 运行 费低 缺点 除磷效果难于再行提高 污泥增长有一定的限度 不易提高 特别是 当 P BOD 值高时更是如此 脱氮效果也难于进一步提高 内循环量一般以 2Q 为限 不宜太高 否则增加运行费用 对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧 减少停留时间 防止产生厌氧 状态和污泥释放磷的现象出现 但溶解 浓度也不宜过高 以防止循环混合液对 缺反应器的干扰 四 一体化反应池 一体化氧化沟又称合建式氧化沟 一体化氧化沟集曝气 沉淀 泥水分离和污泥回流功能为一体 无需建造 单独得二沉池 基本运行方式大体分六个阶段 包括两个过程 阶段 A 污水通过配水闸门进入第一沟 沟内出水堰能自动调节向 上关闭 沟内转刷以低转速运转 仅维持沟内污泥悬浮状态下环流 所 供氧量不足 此系统处于缺氧状态 反硝化菌将上阶段产生的硝态氮还 原成氮气逸出 在这过程中 原生污水作为碳源进入第一沟 污泥污水 混合液环流后进入第二沟 第二沟内转刷在整个阶段均以高速运行 污 水污泥混合液在沟内保持恒定环流 转刷所供氧量足以氧化有机物并使 氨氮转化成硝态氮 处理后的污水与活性污泥一起进入第三沟 第三沟 沟内转刷处于闲置状态 此时 第三沟仅用作沉淀池 使泥水分离 处 理后的出水通过已降低的出水堰从第三沟排出 阶段 B 污水入流从第一沟调入第二沟 第一沟内的转刷开始高速 运转 开始 沟内处于缺氧状态 随着供氧量增加 将逐步成为富氧状 态 第二沟内处理过的污水与活性污泥一起进入第三沟 第三沟仍作为 沉淀池 沉淀后的污水通过第三沟出水堰排出 阶段 C 第一沟转刷停止运转 开始泥水分离 需要设过渡段 约 一小时 至该阶段末 分离过程结束 在C 阶段 入流污水仍然进入 第二沟 处理后污水仍然通过第三沟出水堰排出 阶段 D 污水入流从第二沟调至第三沟 第一沟出水堰开 第 三沟出水堰关停止出水 同时 第三沟内转刷开始以低转速运转 污 水污泥一起流入第二沟 在第二沟曝气后再流入第一沟 此时 第一沟 作为沉淀池 阶段D 与阶段 A 相类似 所不同的是反硝化作用发生在 第三沟 处理后的污水通过第一沟已降低的出水堰排出 阶段 E 污水入流从第三沟转向第二沟 第三沟转刷开始高速运转 以保证该段末在沟内为硝化阶段 第一沟作为沉淀池 处理后污水通过 该沟出水堰排出 阶段E 与阶段 B 类似 所不同的是两个外沟功能相 反 阶段 F 该阶段基本与C 阶段相同 第三沟内的转刷停止运转 开 始泥水分离 入流污水仍然进入第二沟 处理后的污水经第一沟出水堰 排出 其主要特点 工艺流程短 构筑物和设备少 不设初沉池 调节池和单独的二沉池 污泥自动回流 投资省 能耗低 占地少 管理简便 处理效果稳定可靠 其 BOD5和 SS 去除率均在 90 95 或更高 COD 得 去除率也在 85 以上 并且硝化和脱氮作用明显 产生得剩余污泥量少 污泥不需小孩 性质稳定 易脱水 不会带来二 次污染 造价低 建造快 设备事故率低 运行管理费用少 固液分离效率比一般二沉池高 池容小 能使整个系统再较大得流量和 浓度范围内稳定运行 污泥回流及时 减少污泥膨胀的可能 综上所述 任何一种方法 都能达到降磷脱氮的效果 且出水水质良好 但相 对而言 SBR 法一次性投资较少 占地面积较大 且后期运行费用高于氧化沟 厌氧池 氧化沟虽然一次性投资较大 但占地面积也不少 耗电量低 运行费 用较低 产污泥量大 而且构筑物多而复杂 一体化反映池科技含量高 投资 省 运行管理各个方面都优于其他处理方法 本设计的处理水量较大在 且处 理水量可达 30 万吨 天 因此 采用一体化反映池为本设计的工艺方案 根据任务书上所给的原始资料 与上海石洞口污水厂比较 有很多相类似 的地方 因此在做本设计时 参照其运行设计污水厂方案 2 2 工艺流程的选择 工艺流程的选择 栅渣外运 栅渣 栅渣压干机 中 格 栅 污 水 浓缩池 卡 罗 塞 栅渣 栅渣压干机 提 升 泵 房 细 格 栅 沙水分离器 沙 沉 沙 池 流 量 计 剩余污泥 氧 化 沟 接 触 池 排 放 加氯间 二 沉 池 厌 氧 池 回流污泥 至苗圃 旱流时水中的各项指标均较高 故应设二级处理单元去除水中的 BOD5及 NH3 N 和 P 厌氧池加氧化沟及其四沟式循环的独特构造 使它具有很强除磷脱 氮功能 故选用此工艺流程 各级处理构筑物设计流量各级处理构筑物设计流量 二级二级 最高日最高时 3 万吨 最高日平均时 2 3 万吨 平均日平均时 2 万吨 说明 雨天时不能处理的流量采用溢流井溢流掉 只处理初期雨水 三三 污水处理构筑物设计污水处理构筑物设计 1 1 中格栅和提升泵房中格栅和提升泵房 两者合建在一起 中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物 以减轻后续处理构筑物的负 荷 用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物 并保证后 续处理设施能正常运行的装置 提升泵房用以提高污水的水位 保证污水能在整个污水处理流程过程中流 过 从而达到污水的净化 设计参数 设计参数 因为格栅与水泵房合建在一起 因此在格栅的设计中 做了一定的修改 特别是在格栅构造和外型上的设计 突破了传统的 两头小 中间大 的设计 模式 改建成长方体形状利于均衡水流速度 有效的减少了粗格栅的堵塞 建 成一座潜地式格栅 因此在本次得设计中 将不计算栅前高度 格栅高度 直 接根据所选择的格栅型号进行设计 1 水泵处理系统前格栅栅条间隙 应符合下列要求 1 人工清除 25 40mm 2 机械清除 16 25mm 3 最大间隙 40mm 2 在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅 每日栅渣量大于 0 2m3 一般 应采用机械清渣 3 格栅倾角一般用 450 750 机械格栅倾角一般为 600 700 4 通过格栅的水头损失一般采用 0 08 0 15m 5 过栅流速一般采用 0 6 1 0m s 运行参数 运行参数 栅前流速 0 7m s 过栅流速 0 9m s 栅条宽度 0 01m 栅条净间距 0 02m 栅前槽宽 1 2m 格栅间隙数 38 水头损失 0 097m 每日栅渣量 1 0m3 d 设计中的各参数均按照规范规定的数值来取的 提升泵房说明 提升泵房说明 1 泵房进水角度不大于 45 度 2 相邻两机组突出部分得间距 以及机组突出部分与墙壁的间距 应保 证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸 并不得小于 0 8 如电动机容量大 于 55KW 时 则不得小于 1 0m 作为主要通道宽度不得小于 1 2m 3 泵站为半地下式 直径 D 10m 高 12m 地下埋深 7m 4 水泵为自灌式 2 2 细格栅和沉沙池 细格栅和沉沙池 细格栅的设计和中格栅相似细格栅的设计和中格栅相似 运行参数 栅前流速 0 7m s 过栅流速 0 9m s 栅条宽度 0 01m 栅条净间距 0 01m 栅前部分长度 0 88m 格栅倾角 75o 栅前槽宽 1 6m 格栅间隙数 78 两组 水头损失 0 29m 每日栅渣量 2m3 d 沉砂池设计沉砂池设计 沉砂池的作用是从污水中将比重较大的颗粒去除 其工作原理是以重力分 离为基础 故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉 而 有机悬浮颗粒则随水流带起立 沉砂池设计中 必需按照下列原则 1 城市污水厂一般均应设置沉砂池 座数或分格数应不少于 2 座 格 并按并联运行原则考虑 2 设计流量应按分期建设考虑 1 当污水自流进入时 应按每期的最大设计流量计算 2 当污水为用提升泵送入时 则应按每期工作水泵的最大组合流量计算 3 合流制处理系统中 应按降雨时的设计流量计算 3 沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为 2 65 粒径为 0 2 以上的颗粒为主 4 城市污水的沉砂量可按每 106m3污水沉砂量为 30m3计算 其含水率为 60 容量为 1500kg m3 5 贮砂斗槔容积应按 2 日沉砂量计算 贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小 于 55 排砂管直径应不小于 0 3m 6 沉砂池的超高不宜不于 0 3m 7 除砂一般宜采用机械方法 当采用重力排砂时 沉砂池和晒砂厂应尽 量靠近 以缩短排砂管的长度 说明 说明 采用平流式沉砂池 具有处理效果好 结构简单的优点 分两格 运行参数 运行参数 沉砂池长度 7 5m 池总宽 2 5m 有效水深 0 56m 贮泥区容积 0 4m3 每个沉砂斗 沉砂斗底宽 0 5m 斗壁与水平面倾角为 600 斗高为 0 55m 斗部上口宽 1 15m 3 3 厌氧池和氧化沟 厌氧池和氧化沟 说明 说明 本设计采用的是卡罗塞 Carrousel 氧化沟 二级处理的主体构筑物 是活性污泥的反应器 其独特的结构使其具有脱 氮除磷功能 经过氧化沟后 水质得到很大的改善 运行参数 共建造两组厌氧池和两组氧化沟 一组一条 厌氧池直径 D 17 5m 高 H 4 3m 氧化沟尺寸 L B 80m 28m 高 H 3 5m 给水系统 通过池底放置的给水管 在池底布置成六边行 再加上中心共 七个供水口 利用到职喇叭口 可以均化水流 减少对膜式曝气管得冲刷 尽 可能的提高膜式曝气管得使用寿命 出水系统 采用双边溢流堰 在边池沉淀完毕 出水闸门开启 污水通过 溢流堰 进行泥水分离 澄清液通过池内得排水渠 排到接触消毒池 在排水 完毕后 出水闸门关闭 曝气系统 采用表面机械曝气 DY325 型倒伞型叶轮表面曝气机 排泥系统 采用轨道式吸泥机 由于池体为氧化沟 其边沟完成沉淀阶段 后 转变为缺氧池 因此其回流污泥速度快 避免了污泥的膨胀 所以此工艺 排泥量少 有时可以不排泥 吸泥机启动时间在该池沉淀结束时 4 4 二沉池 二沉池 设计参数设计参数 设计进水量 Q 11540m3 d 每组 表面负荷 qb范围为 1 0 1 5 m3 m2 h 取 q 1 1m3 m2 h 固体负荷 qs 140 kg m2 d 水力停留时间 沉淀时间 T 3 h 堰负荷 取值范围为 1 5 2 9L s m 取 2 0 L s m 运行参数 沉淀池直径 D 25m 有效水深 h 3 1m 池总高度 H 4 9m 贮泥斗容积 Vw 810m3 5 5 接触消毒池接触消毒池 设计参数 设计流量 Q 23080m3 d 267 1L s 设一座 水力停留时间 T 0 5h 30min 设计投氯量为 4 0mg L 平均水深 h 2 0m 隔板间隔 b 3 5m 采用射流泵加氯 使得处理污水与消毒液充分接触混合 以处理水中的微 生物 尽量避免造成二次污染 采用隔板式接触反应池 运行参数 池底坡度 2 3 隔板用 3 块 长 20m 宽 11m 水头损失取 0 5m 水流速度 0 75m s 城市污水经过一级或二级处理 包活性污泥法和膜法 后 水质改善 细菌 含量也大幅度减少 但其绝对值仍很可观 并有存在病源菌的可能 因此 污 水排入水体前应进行消毒 消毒剂的选择见下表 经过以上的比较 并根据现在污水处理厂现在常用的消毒方法 决定使用液氯 毒 消 毒 剂优 点缺 点适 用 条 件 液 氯效果可靠 投配简单 投量准确 价格便宜 氯化形成的余氯及某 些含氯化合物低浓度 时对水生物有毒害 当污水含工业污水比 例大时 氯化可能生 成致癌化合物 适用于 中规模的污 水处理厂 漂 白 粉投加设备简单 价格 便宜 同液氯缺点外 沿尚 有投量不准确 溶解 调制不便 劳动强度 大 适用于出水水质较好 排入水体卫生条件要 求高的污水处理厂 臭 氧消毒效率高 并能有 效地降解污水中残留 的有机物 色 味 等 污水中 PH 温度 对消毒效果影响小 不产生难处理的或生 物积累性残余物 投资大成本高 设备 管理复杂 适用于出水水质较好 排入水体卫生条件要 求高的污水处理厂 次 氯 酸 钠用海水或一定浓度的 盐水 由处理厂就地 自制电解产生 消毒 需要特制氯片及专用 的消毒器 消毒水量 小 适用于医院 生物制 品所等小型污水处理 站 四四 污泥处理构筑物的设计计算污泥处理构筑物的设计计算 1 1 污泥泵房污泥泵房 1 回流污泥泵选用 LXB 900 螺旋泵 3 台 2 用 1 备 单台提升能力为 480m3 h 提升高度为 2 0m 2 5m 电动机转速 n 48r min 功率 N 55kW 2 回流污泥泵房占地面积为 9m 5 5m 3 剩余污泥泵选两台 2 用 1 备 单泵流量 Q 2Qw 2 5 56m3 h 选用 1PN 污泥泵 Q 7 2 16m3 h H 14 12m N 3kW 4 剩余污泥泵房占地面积 L B 4m 3m 集泥井占地面积 mmH3 00 3 2 1 2 2 污泥浓缩池 污泥浓缩池 采用辐流式浓缩池 用带栅条的刮泥机 采用静圧排泥 设计规定及参数 设计规定及参数 进泥含水率 当为初次污泥时 其含水率一般为 95 97 当为剩余活 性污泥时 其含水率一般为 99 2 99 6 污泥固体负荷 负荷当为初次污泥时 污泥固体负荷宜采用 80 120kg m2 d 当为剩余污泥时 污泥固体负荷宜采用 30 60kg m2 d 浓缩时间不宜小于 12h 但也不要超过 24h 有效水深一般宜为 4m 最低不小于 3m 运行参数 运行参数 设计流量 每座 1344 4kg d 采用 2 座 进泥浓度 10g L 污泥浓缩时间 13h 进泥含水率 99 0 出泥含水率 96 0 池底坡度 0 08 坡降 0 16m 贮泥时间 4h 上部直径 6 2m 浓缩池总高 4 36m 泥斗容积 2 8m3 五五 污水厂平面 管线以及高程布置污水厂平面 管线以及高程布置 1 1 平面布置平面布置 各处理单元构筑物的平面布置 各处理单元构筑物的平面布置 处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物 在对它们进行平面布置时 应根 据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件 确定它们在厂区内的平 面布置应考虑 1 贯通 连接各处理构筑物之间管道应直通 应避免迂回曲折 造成管 理不便 2 土方量做到基本平衡 避免劣质土壤地段 3 在各处理构筑物之间应保持一定产间距 以满足放工要求 一般间距 要求 5 10m 如有特殊要求构筑物其间距按有关规定执行 4 各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑 在减少占地面积 2 2 管线布置 管线布置 1 应设超越管线 当出现故障时 可直接排入水体 2 厂区内还应有给水管 生活水管 雨水管 消化气管管线 辅助建筑物 污水处理厂的辅助建筑物有泵房 鼓风机房 办公室 集中控制室 水质 分析化验室 变电所 存储间 其建筑面积按具体情况而定 辅助建筑物之间 往返距离应短而方便 安全 变电所应设于耗电量大的构筑物附近 化验室应 机器间和污泥干化场 以保证良好的工作条件 化验室应与处理构筑物保持适 当距离 并应位于处理构筑物夏季主风向所在的上风中处 在污水厂内主干道应尽量成环 方便运输 主干宽 6 9m 次干道宽 3 4m 人行道宽 1 5m 2 0m 曲率半径 9m 有 30 以上的绿化 3 3 高程布置 高程布置 为了降低运行费用和使维护管理 污水在处理构筑物之间的流动以按重力 流考虑为宜 厂内高程布置的主要特点是先确定最大构筑物的地面标高 然后 根据水头损失 通过水力计算 递推出前后构筑物的各项控制标高 根据氧化沟的设计水面标高 推求各污水处理构筑物的水面标高 根据和处 理构筑物结构稳定性 确定处理构筑物的设计地面标高 设设 计计 计计 算算 一一 污水处理构筑物设计计算污水处理构筑物设计计算 一 泵前中格栅一 泵前中格栅 1 设计参数 设计流量 Q 3 0 104m3 d 350L s 栅前流速 v1 0 7m s 过栅流速 v2 0 9m s 栅条宽度 s 0 01m 格栅间隙 e 20mm 栅前部分长度 0 5m 格栅倾角 60 单位栅渣量 1 0 05m3栅渣 103m3污水 2 设计计算 1 确定格栅前水深 根据最优水力断面公式计算得 栅前槽 2 1 2 1 1 vB Q 宽 则栅前水深m v Q B0 1 7 0 350 0 22 1 1 1 m B h5 0 2 0 1 2 1 2 栅条间隙数38 9 05 002 0 60sin35 0 sin 2 1 ehv Q n 3 栅槽有效宽度 B s n 1 en 0 01 38 1 0 02 38 1 2m 4 进水渠道渐宽部分长度m BB L28 0 20tan2 0 12 1 tan2 1 1 1 其中 1为进水渠展开角 5 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度m L L14 0 2 1 2 6 过栅水头损失 h1 因栅条边为矩形截面 取 k 3 则 m g v kkhh097 0 60sin 81 9 2 9 0 02 0 01 0 42 2 3sin 2 2 3 4 2 01 其中 s e 4 3 h0 计算水头损失 k 系数 格栅受污物堵塞后 水头损失增加倍数 取 k 3 阻力系数 与栅条断面形状有关 当为矩形断面时 2 42 7 栅后槽总高度 H 取栅前渠道超高 h2 0 3m 则栅前槽总高度 H1 h h2 0 5 0 3 0 8m 栅后槽总高度 H h h1 h2 0 5 0 115 0 3 0 92m 8 格栅总长度 L L1 L2 0 5 1 0 0 8 tan 0 28 0 14 0 5 1 0 0 8 tan60 2 40m 9 每日栅渣量 Q平均日 1 05 010 5 1 103 3 4 1 0m3 d 0 2m3 d 所以宜采用机械格栅清渣 10 计算草图如下 图1 中格栅计算草图 栅条工作平台 进 水 1 二 污水提升泵房二 污水提升泵房 1 设计参数 设计流量 Q 347L s 泵房工程结构按远期流量设计 2 泵房设计计算 采用氧化沟工艺方案 污水处理系统简单 对于新建污水处理厂 工艺管 线可以充分优化 故污水只考虑一次提升 污水经提升后入平流沉砂池 然后 自流通过厌氧池 氧化沟 二沉池及接触池 最后由出水管道排入水体 污水提升前水位 5 23m 既泵站吸水池最底水位 提升后水位 3 65m 即细 格栅前水面标高 所以 提升净扬程 Z 3 65 5 23 8 88m 水泵水头损失取 2m 从而需水泵扬程 H Z h 10 88m 再根据设计流量 301L s 1084m3 h 采用 2 台 MF 系列污水泵 单台提升流 量 542m3 s 采用 ME 系列污水泵 8MF 13B 3 台 二用一备 该泵提升流量 540 560m3 h 扬程 11 9m 转速 970r min 功率 30kW 占地面积为 52 78 54m2 即为圆形泵房 D 10m 高 12m 泵房为半地下式 地下埋深 7m 水泵为自灌式 计算草图如下 0 00 图2 污水提升泵房计算草图 吸水池最 底水位 中格栅 进水总管 三 泵后细格栅三 泵后细格栅 1 设计参数 设计流量 Q 3 0 104m3 d 347L s 栅前流速 v1 0 7m s 过栅流速 v2 0 9m s 栅条宽度 s 0 01m 格栅间隙 e 10mm 栅前部分长度 0 5m 格栅倾角 75 单位栅渣量 1 0 10m3栅渣 103m3污水 2 设计计算 1 确定格栅前水深 根据最优水力断面公式计算得栅前槽宽 2 1 2 1 1 vB Q 则栅前水深m v Q B0 1 7 0 35 0 22 1 1 1 m B h5 0 2 0 1 2 1 1 2 栅条间隙数 78 9 047 0 01 0 60sin35 0sin 2 1 ehv Q n 设计两组格栅 每组格栅间隙数 n 39 条 3 栅槽有效宽度 B2 s n 1 en 0 01 39 1 0 01 39 0 8m 所以总槽宽为 0 8 2 0 2 1 8m 考虑中间隔墙厚 0 2m 4 进水渠道渐宽部分长度m BB L10 1 tan2 1 1 1 其中 1为进水渠展开角 5 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度m L L55 0 2 1 2 6 过栅水头损失 h1 因栅条边为矩形截面 取 k 3 则 m g v kkhh29 060sin 81 9 2 9 0 01 0 01 0 42 2 3sin 2 2 3 4 2 01 其中 s e 4 3 h0 计算水头损失 k 系数 格栅受污物堵塞后 水头损失增加倍数 取 k 3 阻力系数 与栅条断面形状有关 当为矩形断面时 2 42 7 栅后槽总高度 H 取栅前渠道超高 h2 0 3m 则栅前槽总高度 H1 h h2 0 5 0 3 0 8m 栅后槽总高度 H h h1 h2 0 8 0 29 0 3 1 39m 8 格栅总长度 L L1 L2 0 5 1 0 0 8 tan 1 10 0 55 0 5 1 0 0 8 tan75 3 4m 9 每日栅渣量 Q平均日 1 1 010 5 1 103 3 4 2m3 d 0 2m3 d 所以宜采用机械格栅清渣 10 计算草图如下 进 水 工作平台栅条 图3 细格栅计算草图 四 沉砂池四 沉砂池 采用平流式沉砂池 1 设计参数 设计流量 Q 347L s 按 2010 年算 设计 1 组 分为 2 格 设计流速 v 0 25m s 水力停留时间 t 30s 2 设计计算 1 沉砂池长度 L vt 0 25 30 7 5m 2 水流断面积 A Q v 0 35 0 25 1 4m2 3 池总宽度 设计 n 2 格 每格宽取 b 1 25m 0 6m 池总宽 B 2b 2 5m 4 有效水深 h2 A B 1 4 2 5 0 56m 介于 0 25 1m 之间 5 贮泥区所需容积 设计 T 2d 即考虑排泥间隔天数为 2 天 则每个沉砂 斗容积 3 5 4 5 11 1 3 0 105 12 32105 1 102 m K TXQ V 每格沉砂池设两个沉砂斗 两格共有四个沉砂斗 其中 X1 城市污水沉砂量 3m3 105m3 K 污水流量总变化系数 1 5 6 沉砂斗各部分尺寸及容积 设计斗底宽 a1 0 5m 斗壁与水平面的倾角为 60 斗高 hd 0 55m 则沉砂斗上口宽 ma h a d 15 1 5 0 60tan 55 0 2 60tan 2 1 沉砂斗容积 322 2 11 2 4 0 5 025 015 1 215 1 2 6 5 0 222 6 maaaa h V d 略大于 V1 0 3m3 符合要求 7 沉砂池高度 采用重力排砂 设计池底坡度为 0 06 坡向沉砂斗长度为 m aL L6 2 2 15 1 25 7 2 2 2 则沉泥区高度为 h3 hd 0 06L2 0 5 0 06 2 6 0 656m 池总高度 H 设超高 h1 0 3m H h1 h2 h3 0 3 0 5 0 66 1 46m 8 进水渐宽部分长度 m BB L0 2 20tan2 0 15 2 20tan2 1 1 9 出水渐窄部分长度 L3 L1 2 0m 10 校核最小流量时的流速 最小流量即平均日流量 Q平均日 Q K 347 1 5 231 5L s 则 vmin Q平均日 A 0 2315 1 4 0 165 0 15m s 符合要求 11 计算草图如下 出水 图4 平流式沉砂池计算草图 进水 5 5 厌氧池厌氧池 氧化沟氧化沟 一 厌氧池一 厌氧池 1 设计参数 设计流量 考虑到厌氧池与氧化沟为一个处理单元 总的水力停留时间超 过 15h 所以设计水量按最大日平均流量考虑 Q Q Kh 30000 1 3 23080m d 268L s 分 2 座 每座设计流量为 Q1 134L s 水力停留时间 T 2h 2 设计计算 1 厌氧池容积 V Q1 T 134 10 3 2 3600 965m3 2 厌氧池尺寸 水深取为 h 4 0m 则厌氧池面积 A V h 965 4 242m2 厌氧池直径 m 5 17 14 3 24244 A D 考虑 0 3m 的超高 故池总高为 H h 0 3 4 0 3 4 3m 二 氧化沟 二 氧化沟 1 设计参数 拟用卡罗塞 Carrousel 氧化沟 去除 BOD5与 COD 之外 还具备硝化和 一定的脱氮除磷作用 使出水 NH3 N 低于排放标准 氧化沟分 2 座 按最大日 平均时流量设计 每座氧化沟设计流量为 Q1 11540m3 d 134L s 3 12 103 4 总污泥龄 20d MLSS 3600mg L MLVSS MLSS 0 75 则 MLSS 2700 曝气池 DO 2mg L NOD 4 6mgO2 mgNH3 N 氧化 可利用氧 2 6mgO2 NO3 N 还原 0 9 0 98 其他参数 a 0 6kgVSS kgBOD5 b 0 05d 1 脱氮速率 qdn 0 0312kgNO3 N kgMLVSS d K1 0 23d 1 Ko2 1 3mg L 剩余碱度 100mg L 保持 PH 7 2 所需碱度 7 1mg 碱度 mgNH3 N 氧化 产生碱度 3 0mg 碱度 mgNO3 N 还原 硝化安全系数 2 5 脱硝温度修正系数 1 08 2 设计计算 1 碱度平衡计算 1 设计的出水为 10 mg L 则出水中溶解性 10 0 7 10 1 5 BOD5BOD 42 1 e 0 23 5 2 7mg L 2 采用污泥龄 20d 则日产泥量为 kg d 8 613 2005 0 1 1000 7 2180 115406 0 1 m r bt aQS 设其中有 12 4 为氮 近似等于 TKN 中用于合成部分为 0 124 613 8 76 1 kg d 即 TKN 中有mg L 用于合成 6 6 11540 10001 76 需用于氧化的 NH3 N 25 11 14 mg L 3 碱度平衡计算 已知产生 0 1mg L 碱度 除去 1mg BOD5 且设进水中碱度为 250mg L 剩余碱度 250 7 1 25 3 0 14 0 1 180 2 7 132 23 mg L 计算所得剩余碱度以 CaCO3计 此值可使 PH 7 2 2 硝化区容积计算 硝化速率为 2 2 158 1 05 0 15098 0 2 10 47 0 OK O N N e O T T n 23 1 2 105 5 47 0 158 1 1505 0 1515098 0 e 0 26d 1 故泥龄 d8 3 26 0 11 n w t 采用安全系数为 3 故设计污泥龄为 3 3 8 11 4d 原假定污泥龄为 20d 则硝化速率为 d 105 0 20 1 n 单位基质利用率 kg kgMLVSS d167 0 6 0 05 0 05 0 a b u n 5 BOD MLVSS f MLSS 0 75 3600 2700 mg L 所需的 MLVSS 总量 kg 8 12251 1000167 0 11540 7 2180 硝化容积 m3 8 45371000 2700 8 12251 n V 水力停留时间 h5 924 11540 8 4537 n t 3 反硝化区容积 12 时 反硝化速率为 20 029 0 03 0 T dn M F q 2015 08 1 029 0 24 16 3600 180 03 0 0 021kgNO3 N kgMLVSS d 还原 NO3 N 的总量 kg d 6 16111540 1000 14 脱氮所需 MLVSS kg 3 7695 021 0 6 161 脱氮所需池容 m3 2 28501000 2700 3 7695 dn V 水力停留时间 h9 524 11540 1 2850 dn t 4 氧化沟的总容积 总水力停留时间 h 4 159 55 9 dnn ttt 总容积 m37388 2 2850 8 4537 dnn VVV 5 氧化沟的尺寸 氧化沟采用 4 廊道式卡鲁塞尔氧化沟 取池深 3 5m 宽 7m 则氧化 沟总长 其中好氧段长度为 缺氧段长度为m302 75 3 7388 m186 75 3 8 4537 m116 75 3 1 3087 弯道处长度 m6621 2 21 2 7 3 则单个直道长 取 59m m59 4 66302 故氧化沟总池长 59 7 14 80m 总池宽 7 4 28m 未计池壁厚 氧化沟实际容积 V 7398 4m3 校核实际污泥负荷dkgMLSSkgBOD XV QS N a s 078 0 4 73983600 18011540 6 需氧量计算 采用如下经验公式计算 32 6 26 4 NONMLSSBSAdkgO rr 其中 第一项为合成污泥需氧量 第二项为活性污泥内源呼吸需氧量 第三项为硝化污泥需氧量 第四项为反硝化污泥需氧量 经验系数 A 0 5 B 0 1 需要硝化的氧量 Nr 25 11540 10 3 288 5kg d R 0 5 11540 0 18 0 0027 0 1 4537 8 3 6 4 6 288 5 2 6 161 6 3563 6kg d 148 5kg h 取 T 30 查表得 0 8 0 9 氧的饱和度 7 63 mg L 30 s C 20 s C 9 17 mg L 采用表面机械曝气时 20 时脱氧清水的充氧量为 20 20 0 024 1 T Ts s CC RC R hkg 9 275 024 1 263 7 19 080 0 17 9 5 148 2030 查手册 选用 DB360 型倒伞型叶轮表面曝气机 直径 3 6m 电机功率 N 75kW 单台每小时最大充氧能力为 150kgO2 h 每座氧化沟所需数量为 n 则 取 n 2 台84 1 150 9 275 125 0 R n 7 回流污泥量 可由公式求得 XX X R r 式中 X MLSS 3 6g L 回流污泥浓度取 10g L 则 r X 50 100 实际取 60 56 0 6 310 6 3 R 考虑到回流至厌氧池的污泥为 11 则回流到氧化沟的污泥总量为 49 Q 8 剩余污泥量 dkgQw 8 151011540 1000 25 0 240 75 0 8 613 如由池底排除 二沉池排泥浓度为 10g L 则每个氧化沟产泥量为 dm 1 151 10 8 1510 3 9 氧化沟计算草草图如下 栏杆 可暂不安装 备用曝气机 进水 管接自 提升 泵房 及沉 砂池 出水管至 流量计井及二沉池 走道板 走道板 钢梯 上 上 图5 氧化沟计算草图 六 二沉池六 二沉池 该沉淀池采用中心进水 周边出水的幅流式沉淀池 采用刮泥机 1 设计参数 设计进水量 Q 11540m3 d 每组 表面负荷 qb范围为 1 0 1 5 m3 m2 h 取 q 1 1 m3 m2 h 固体负荷 qs 140 kg m2 d 水力停留时间 沉淀时间 T 3 h 堰负荷 取值范围为 1 5 2 9L s m 取 2 0 L s m 2 设计计算 1 沉淀池面积 按表面负荷算 m2438 241 1 11540 b q Q A 2 沉淀池直径 mm A D1625 14 3 43844 沉淀部分有效水深为 qbT 1 1 2 8 3 1m4m D H0 25 4 1 符合规范 6 沉淀池总高度 H H0 h4 h1 4 1 0 5 0 3 4 9m 7 进水管的设计 单体设计污水流量 Q 单 11540 86400 0 134m3 s 进水管设计流量 Q 设计 1 R Q 单 1 56x0 134 0 210m3 s 取管径 D 600mm 流速为0 743m s 2 4 D Q V 因为 0 743 0 6 符合要求 所以进水管直径为 D 600mm 8 进水竖井 进水井径采用 1 5m 出水口尺寸 0 45 1 5 共 3 个沿井壁分布 2 D 2 m 出水口流速 smv 104 0 35 145 0 210 0 2 sm 2 0 15 0 9 稳流筒 筒中流速 0 03 0 02m s 取 0 03m s 稳流筒过流面积为 2 7 03 0 210 0 mf 稳流筒直径 mD f D34 3 4 2 23 10 配水井 配水井设计为马蹄形 在外围加宽 700mm 为污泥井 时间取 3 分钟 流量为 3 4 3 10 362 5 24 60 m 取配水井直径为 D 3000mm 则配水井高度 3 43 32 62 5 2 5 9 3 hm 其中 设计水深为 7 0m 超高为 0 6m 11 出水部分单池设计流量 Q 单 11540 86400 0 134m3 s 出水溢流堰设计 堰上水头 H 0 05mH2O 每个三角堰的流量 0 783L s 三角堰个数 n 0 134 0 000783 171 2 因此取 n 172 个 12 排泥部分 回流污泥量为 h 3 m 3 26948156 0 单 RQ 单沟剩余污泥量为 dkgQw 8 151011540 1