环境工程毕业论文

青岛农业大学 毕 业 论 文 设计 题 目 李村某城镇污水处理厂设计 姓 名 高 鑫 学 院 资源与环境学院 专 业 环境工程 班 级 200801 学 号 20081824 指导教师 田 侠 2012 年 6 月 15 日 1 毕业论文 设计 诚信声明 本人声明 所呈交的毕业论文 设计 是在导师指导下进行的 研究工作及取得的研究成果 论文中引用他人的文献 数据 图表 资料均已作明确标注 论文中的结论和成果为本人独立完成 真实 可靠 不包含他人成果及已获得青岛农业大学或其他教育机构的学 位或证书使用过的材料 与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意 论文 设计 作者签名 日期 年 月 日 毕业论文 设计 版权使用授权书 本毕业论文 设计 作者同意学校保留并向国家有关部门或机 构送交论文 设计 的复印件和电子版 允许论文 设计 被查阅 和借阅 本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文 设计 全部或 部分内容编入有关数据库进行检索 可以采用影印 缩印或扫描等 复制手段保存和汇编本毕业论文 设计 本人离校后发表或使用该 毕业论文 设计 或与该论文 设计 直接相关的学术论文或成果 时 单位署名为青岛农业大学 论文 设计 作者签名 日期 年 月 日 指 导 教 师 签 名 日期 年 月 日 2 目录 摘要 Abstiact II 1 工程概况 1 1 1 设计地区资料 1 1 2 设计人口的确定 1 1 3 污水设计总量的确定 2 1 4 污水水质及排放标准 3 2 污水处理工艺选择 3 2 1 处理程度计算 3 2 2 采用生物脱氮除磷工艺的可行性分析 4 2 3 各污水脱氮除磷处理技术比较 5 2 4 A2 O 工艺流程简图 6 3 主要构筑物说明 6 3 1 格栅 6 3 2 沉砂池 7 3 4 生物反应池 8 3 5 二沉池 9 3 6 浓缩池 9 4 主要构筑物设计计算书 9 4 1 中格栅设计计算 9 4 2 泵房设计计算 12 4 3 细格栅设计计算 15 4 4 沉砂池设计计算 17 4 5 初沉池的计算 21 4 6 A2 O 生物反应池设计计算 26 4 7 二沉池的设计计算 35 4 8 处理水消毒 40 4 9 计量槽设计计算 42 4 10 污泥浓缩池设计计算 45 4 11 污泥回流泵房和脱水机房设计计算 48 5 污水处理厂的总体布置 50 5 1 污水处理厂平面布置 50 5 2 污水处理厂高程布置 51 6 工程总投资估算 54 6 1 污水处理厂投资运营费用 54 6 2 单位水处理成本估算 56 7 结语 57 致谢 57 参考文献 59 李村某城镇污水处理厂设计 环境工程专业 高鑫 指导教师 田侠 摘要 摘要 随着青岛经济不断发展 人口的不断上升 需要再建设污水处理厂以保证处理能力 与污水产生量的匹配 该区域以生活污水为主 设计规模为 130000m3 d 污水进水水质测 得数据为 CODcr 900 BOD5 400 SS 180 NH3 N 58 TP 10 出水水质须达到 城 镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 一级 A 标准 技术先进成熟的 A2 O 法以其 占地面积小 投资成本低 耐冲击负荷强 且工艺总水力停留时间少 不需要外另加碳源 不易产生污泥膨胀等优点选为此次设计的处理工艺 污水处理流程主要包括格栅 曝气沉 砂池 中进中出辐流式初沉池 A2 O 生物反应池 周进周出辐流式二沉池和紫外线消毒间 其中反应池总停留时间为 15h 供气量为 15000m3 h 从二沉池和初沉池排除的剩余污泥 经连续式重力浓缩池 污泥脱水间处理成泥饼外运填埋 设计计算公式中采用的经验数值 均由 给水排水设计手册 和 污水处理厂工艺设计手册 中选取 说明书后附工艺主要 构筑物三视图 4 张以及污水处理总平面图和总高程图各 1 张 关键词 A2 O 脱氮 除磷 城市污水处理厂 I Design of Licun sewage treatment plant Student majoring in environmental engineering Gao Xin Tutor Tian Xia Abstiact With the constant development of economy in Qingdao the population has been rising and we ll need to construction sewage treatment plant to ensure that the processing power and wastewater quantity matching The region to the sewage design capacity for the 130000m3 d of sewage water quality measured data CODcr 900 BOD5 400 SS 180 NH3 N 58 the TP 10 Effluent water must be reached the urban sewage treatment plants standards for pollutants discharge GB18918 2002 level A standard Technology advanced and mature A2 O method with its cover an area of an area small low investment cost resistance to shock loading and the process always hydraulic retention time less no additional carbon source this end of the advantages of the election difficult to produce sludge bulking the design of the treatment process Sewage treatment process mainly includes the grille aeration sink in the pool the sand into the early solar pond streaming A2 O biological reaction pool a week spoke streaming the second pond and ultraviolet disinfection room Among them the reaction tank for 15 h time always stay reforming for 15000 m3 h From the second pond and initial pond ruled out the excess sludge the successive gravity concentration pool between sludge dewatering processing into mud cake sinotrans landfill Design formula of the experience by numerical all the water drainage design manual and the sewage treatment plant process design manual select Instructions accompanying the process three view four main structures and sewage treatment plan and the total elevation diagram of each one Key words A2 O Denitrification Phosphorus removal Urban sewage treatment plants 0 设计说明书 1 工程概况 1 1 设计地区资料 青岛位于山东半岛东南部 地理位置北纬 35 35 37 09 东经 119 30 121 00 东南濒临黄海 以水产养殖加工 海洋运输为主 经济发达 人口密 集 污水主要以生活污水为主且产生量大 本设计位于青岛李村河附近 该区 域年平均气温 20 最低气温 5 最高气温 36 平均降雨 2100mm 一日 最大降雨 760mm 年平均风速 4 0m s 历年最大风速 10 5m s 年主导风向西 北风 1 2 设计人口的确定 利用幂函数法人口推算公式 AnaPPnlglg lg 0 式中 A a 由人口资料计算得出的常数 令 则上式变为 yPPn lg 0 xn lgbA lg baxy 表 1 1 李沧区 2005 2009 人口统计数据 采用最小二乘法得到下表数据 年度人口数年度人口数 20051585262008210400 20061834192009234535 2007208713 1 表 1 2 人口统计结果表 年度nx lgnx2PnPn P0lg Pn P0 y xy 20050 1585260 2006100183419248934 396070 200720 301030 09062208713501874 700591 41502 200830 477120 22764210400518744 714942 24959 200940 602060 36248234535760094 880872 93858 合计1 380210 68074 18 692476 60319 代入公式得 l750 0 38021 1 68074 0 4 69247 1838021 1 60319 6 4 2 a 414 4 38021 1 68074 0 4 60319 6 38021 1 69247 1868074 0 lg 2 bA 59412 A 2005 2015 是 10 年即 n 10 则 3044360159412158526 7501 0 Pn 得出李沧区 2015 年的人口约为 30 万 1 3 污水设计总量的确定 表 1 3 居民生活污水定额和综合综合生活污水定额 1 单位 L cap d 青岛市划分归为二区特大城市 市区和近郊区非农业人口 100 万及以上的 居民生活污水定额 平日 综合生活污水定额 平均日 城市规模分区 特大城市大城市中 小城 市 特大城市大城市中 小城市 一120 180100 16085 145180 290160 265145 240 二95 13575 12060 100125 205110 18095 155 三95 13575 11060 95120 195100 17085 145 2 城市 故取其生活污水定额 居民生活污水定额和综合生活污水定额 为 285L cap d 即平均日平均时污水量约为 Q 990L s 生活污水量 Kz变化系数与 平均流量的关系是 3 1 7 2 11 0 Q KZ 式中 Q 平均日平均时污水流量 L s 故居住区生活污水设计流量为 1286 86400 3 1300000285 86400 sL nNKz Q 该工程覆盖面积内有化工 建材 能源等工业废水排放 工业废水排放约 为 2 104 t d 故设计水量总和约为 13 104t d 每日最大流量 每日平 5 1 3 max smQ 均流量 2 1 3 smQ 1 4 污水水质及排放标准 指标选取现李村河污水处理厂进水水质 平均指标 表 1 4 李村河污水水质平均指标 污染物指标BOD5CODSSNH3 NTPpHSS 进水水质 mg L 40090018058106 8180 为保护生活环境 防止海洋污染 污水厂应严格执行 城镇污水处理厂污 染物排放标准 GB18918 2002 一级 A 的标准 表 1 5 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 一级 A 标准 污染物指标CODcrBOD5SSTNNH3 NTP色度pH 排放浓度 mg L 50 10 10 15 5 0 5 306 9 3 2 污水处理工艺选择 2 1 处理程度计算 BOD5 的去除效率 97 5 400 10 400 CODcr的去除率 94 4 900 50 900 SS 的去除率 94 4 180 10 180 氨氮的去除率 91 4 58 5 58 总磷的去除率 59 10 0 5 10 上述结果表明 BOD5 CODcr SS NH3 N TP 的去除率均很高 需要采 取脱氮除磷工艺 2 2 采用生物脱氮除磷工艺的可行性分析 需要生化去除 BOD 的量为 400 10 390mg L 根据 BOD N P 100 5 1 去 除 390mg L 的 BOD5 同时同化去除的 N 和 P 分别为 19 4mg L 和 3 9mg L 根据一级 A 类的排放要求需要通过生化 物化去除的 N P 浓度分别为 N 58 19 4 5 33 6mg L P 10 3 9 0 5 5 6mg L 当 BOD COD 0 3 时可生化性较好 适应于生化处理工艺 本设计为 BOD COD 400 900 0 45 可生化性好 适宜生物处理 由于反硝化细菌是在分解有机物过程中进行反硝化脱氮的 在不投加外来 碳源条件下 污水中必须要有充分的碳源才足以保证反硝化的顺利进行 BOD TN 这一指标是来评价能否采用生物脱氮工艺进行污水处理 当 BOD TN 4 接近于 4 时即表明可以采用 本设计数值为 BOD TN 6 8 适宜采用生物脱氮 工艺 较高的 BOD 负荷可以取得较好的除磷效果 BOD TP 是用来评价工艺能 否采用生物除磷的一项指标 进行生物除磷的底限是 BOD TP 17 聚磷菌在厌 氧池释放的越充分 其在好氧池摄取量也越大 本设计 BOD TP 400 10 40 适宜采用生物除磷工艺 2 综上所述 本设计可以采用生物法对污水进行脱氮 除磷的处理 2 3 各污水脱氮除磷处理技术比较 鉴于上文得出来的结论 本次污水设计需要采用生物脱氮除磷才能达到出 水标准 所以处理工艺的选择只能限于成熟且处理效果良好的生物脱氮除磷工 艺 据查 给水排水快速设计手册 得知本设计的进水量 13 104t d 为中等规模 3 因为设计的污水主要是以生活污水为主且城市排水管网本社也有着巨大的 调蓄 混合作用 故进入污水处理厂的水量 水质可设定为较为平稳 均匀 以此为基本条件进行如下的各工艺综合比较 表 2 1 工艺技术经济性综合比较 工艺类型氧化沟ABSBRA2 O COD BOD 去除 率 较好 85 00 好 85 90 较好 85 80 较好 85 80 脱氮除磷效果好较好一般较好 适宜规模中等规模中等规模小型规模大中规模 技术成熟度耐冲击负荷 处理流程简单 耐冲击负荷好 处理流程复杂 耐冲击负荷 处理流程简单 耐冲击负荷好 处理流程复杂 操作及管理维护 产泥量适中 无需后续处理 操作管理方便 产泥量大 后 续处理及操作 均较为复杂 无污泥回流 污泥膨胀但操 作要求复杂 产泥量适中 后续处理简单 但操作较复杂 占地及投资运营 成本 占地面积适中 投资运营成本 占地面积较大 投资运营成本 占地面积小 为普通活性污 泥法的 1 3 投 占地面积较小 投资运营成本 5 较大较大资运营成本大适中 由表 2 1 对比分析 综合其他污水处理厂实际资料考虑 以及设计水量水 质 污染物去除率要求 技术先进成熟的 A2 O 法不仅占地面积小投资成本低 耐冲击负荷强 且工艺总水力停留时间少 不需要外另加碳源节省了运行费用 厌氧 好氧的交替进行 使丝状菌的产生变得困难 基本不会存在污泥膨胀问 题 其处理效率能达到 BOD5和 SS 在 90 95 TN 可以在 70 以上 TP 为 90 上下 在对其他处理工艺各方面的比较中有较大的优势 适宜处理本设计 背景下的污水 故选用 A2 O 作为本次设计的污水处理工艺 2 4 A2 O 工艺流程简图 格栅 沉砂池初沉池 厌氧池缺氧池好氧池 二沉池 内回流 回流污泥 消毒池 浓缩池 贮泥池 脱水机房 运走 出水 图 2 1 A2 O 工艺流程简图 3 主要构筑物说明 3 1 格栅 格栅是由一组平行的金属栅条或筛网组成 一般设置在污水提升泵房集水 井前后 作用是去除污水中较大的悬浮物 漂浮物 纤维物质和固体颗粒物质 以保证后续处理单元和水泵的正常安全运行 减轻后续处理单元的负荷 防止 排泥管道的阻塞 本设计分别在提升泵前集水井进口处和提升泵出口处的管渠 上设置中格栅和细格栅 格栅种类有臂式 链式刚生式 回转式四种 4 设计 6 中 中格栅共设 2 组 一用一备 细格栅为四组并联 三用一备 具体参数如 下 中格栅 栅条净间距 b中 0 03m 中格栅间隙数 54 栅条宽度 中 n S 0 01m 栅槽宽 B 2 4m 栅前水深 h 0 9m 格栅倾角 70 栅后槽总高 H 1 5m 栅槽总长度 L 4 2m 细格栅 栅条净间距 b细 0 005m 细格栅间隙数 105 栅条宽度 细 n S 0 01m 栅槽宽 B 1 8m 栅前水深 h 0 9m 格栅倾角 70 栅后槽总高 H 2 3m 栅槽 总长度 L 2 9m 3 2 沉砂池 沉砂池设置在污水处理厂前段 其主要主用是从废水中分离出密度较大的 无机颗粒 保护水泵和管道免受磨损 提高污泥有机组分的含率 提高污泥作 为肥料的价值 缩小污泥处理构筑物容积 普通沉砂池的沉砂中大约有 15 的 有机物 这会使沉砂后的处理难度增加 为了克服这一缺点 本设计采用曝气 沉砂池 通过对曝气沉沙池曝气量的调节可以控制污水的旋流速度 使沉砂效 率提高并且更加稳定 此外在水中曝气起到脱臭 改善水质 预曝气的作用 有利于后续处理 对后续的沉淀池 生物反应池等构筑物的正常运行及对沉沙 的最终处置提供了有利条件 5 本设计曝气沉沙池设 2 组并联运行 具体参数 如下 有效水深 h2 2 5m 池长 L 12m 单池宽度 b 2 5m 单池曝气量 q 540m h 1 水力停留时间 t 2min 沉砂池采用 PXS5000 型行车式泵吸砂机 池宽为 5000mm 轨距为 5300mm 整机功率为 5 15KW 行车速度为 1 3m min 1 并利用 SLF 型螺旋渣 水分离器实现砂水分离 其处理能力为 55 80 曝气设备选用 YBM 2 型 13 hm 膜式扩散器 共设置 45 个 每个空气扩散器间距为 0 5m 7 3 3 初沉池 一级污水处理系统的主要处理构筑物就是初沉池 它也可以作为生物处理 法中预处理的构筑物 对于一般的城镇污水 初沉池的去除对象是悬浮固体 生活污水经初沉后可以去除 SS 约 40 55 去除 20 30 的 BOD5 减轻 后续处理设施的负荷 同时一定程度上 初沉池可起到调节池的作用 对水质 起到一定程度的均质效果 减缓水质变化对后续生化系统的冲击 并使细小的 固体絮凝成较大的颗粒 强化了固液分离效果 按去除单位质量 BOD5或固体 物计算 初沉池是经济上最为节省的净化步骤 其种类按水流方向可分为平流 式 竖流式和辐流式 6 设计采用两组并联中进周出辐流式初沉池 其设计参 数如下 沉淀时间 t 2h 直径 D 45m 有效水深 h2 4h 刮泥机选用 DZG 45 型单周边传动刮泥机 功率为 1 5KW 3 4 生物反应池 3 4 1 厌氧池 回流的污泥与进入厌氧池的污泥混合并在厌氧的环境下 污泥中的聚磷菌 释磷 同时水解酸化部分有机物 设计厌氧池 3 组并联运行 采用 2 廊道闭合 循环 其设计参数如下 有效水深 H 5m 污泥回流比 R 50 水力停留时间 t 3h 单池的有效容 积 V 4285 9m3 单池尺寸为 43m 20m 5 5m 每个廊道加 QJB1 5 6 1800 2 42 P 型推流式潜水搅拌机 功率为 1 5kw 每台 3 4 2 缺氧池 污水在厌氧池与从好氧池回流的有大量硝酸盐 亚硝酸盐的混合液混合发 生生物反硝化反应 并且去除一部分的 COD 设计缺氧池 3 组并联运行 采用 2 廊道闭合循环 其设计参数如下 有效水深 H 5m 污泥回流比 R 50 水力停留时间 t 3h 单池的有效容 积 V 4285 9m3 单池尺寸为 43m 20m 5 5m 每个廊道加 QJB1 5 6 1800 2 42 P 型推流式潜水搅拌机 功率为 1 5kw 每台 8 3 4 3 好氧池 混合液成生物脱氮后进入曝气池 在好氧的作用下 异养微生物首先进行 BOD 的降解 与此同时聚磷菌大量吸磷 随着反应池内有机物浓度的不断降低 自养微生物开始进行生物硝化反应 将氨氮降解成亚硝态氮和硝态氮 7 具体 反应公式为 8 322 2224 3 4 22 22 42232 NOONO HOHNOONH ATPQPOADP QCOOC 硝酸菌 亚硝酸菌 有机 设计好氧池三组并联运行 有效水深 H 5m 混合液回流比 R 287 水力停 留时间 t 9h 单池的有效容积 V 12857 6m3 每好氧氧池的尺寸为 52m 50m 5 5m 每个池子设置 QJB1 5 6 1800 2 42 P 型推流式潜水搅拌机 安 装在第五廊道中 功率为每台 1 5kw 曝气器采用 WBB1 5 S 型微孔曝气器 每个好氧池设置 480 个 廊道曝气器平面布置为 24 4 个 3 5 二沉池 二沉池是城市污水二级处理的重要组成部分 主要作用为泥水分离 使污 泥得到初步浓缩 同时将分离出的部分污泥再重新回流到厌氧池 为生物处理 提供接种微生物 9 二沉池通过排放大部分剩余污泥来完成生物除磷 设计采 用双堰出水可以确保总磷的去除效果 本设计二沉池采用 4 组并联运行的周边 进水周边出水辐流式二沉池 处理效果更佳 其设计参数为 沉淀时间 t 2h 直径 D 35m 有效水深 H 4m 采用 ZBG 型支座式单周 边驱动刮泥机 功率为 2 2kw 3 6 浓缩池 浓缩的主要目的是减少污泥体积 以缩小后续构筑物建设容积 便于后续 的单元操作 浓缩池的作用是降低有待于稳定 脱水处置或投弃的污泥的体积 污泥浓缩后污泥浓度增大 污泥的含水率明显降低 污泥的体积大幅度地减小 从而可以大大降低其他工程措施的投资 污泥浓缩的种类分为重力浓缩 气浮 9 浓缩和离心浓缩等 10 本设计针对污泥量大 节省运行成本 采用了重力浓缩 方法 重力浓缩的优点 贮存污泥能力高 操作要求不高 运行费用少 尤其 是电耗 但是也存在如下缺点 占地面积大 会产生臭气 对于某些污泥作用 少 4 主要构筑物设计计算书 4 1 中格栅设计计算 4 1 1 中格栅设计参数及规定 1 每日最大流量 Qmax 1 5m s 1 2 栅条净间距 本设计取值 b中 30 0mm 3 过栅流速 0 6 1m s 1 本设计取 v 1m s 1 4 栅前流速 0 4 0 9m s 1 本设计取 v1 0 9m s 1 5 格栅倾角 70 6 栅条宽度 S 0 01m 7 通过格栅水头损失 0 08 0 15m 8 格栅间须设置工作台并高出栅前最高设计水位 0 5m 且应设有安全设施 和冲洗设施 9 每日栅渣量 0 2m 时 须采用机械清渣为好 10 格栅的动力装置应设在室内或者有其他的保护措施 11 格栅间须设有吊运设备以便进行格栅的检修和栅渣的日常清除 11 4 1 2 设计计算 1 栅前水深由优水力断面 2 1 mB 则 8 1 9 0 5 122 2 1 max 1 m v Q B 栅前水深 mh 9 0 2 1 m B h 2 中格栅间隙数 中 n 10 54 19 003 0 70sin5 1sin max hvb Q n 中 中 式中 最大设计流量 m s 1 max Q 格栅倾角 70 过栅流速 m s 取 v 1 1 smv 栅前水深 m h 栅条间隙 m 中 b 3 栅槽宽度 mB 栅槽宽度一般比格栅宽 0 2 0 3 m 本设计取 0 25 m m 4 225 0 5403 0 154 01 0 25 0 1 中中 bnnSB 4 过水渠道渐宽部分的长度 1 ml 37 1 20tan2 4 14 2 tan2 1 1 1 m BB l 式中 过水渠道宽 m 取 1 4m 1 B 渐宽部分展开角 取 20 1 5 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 2 ml 685 0 2 37 1 2 1 2 m l l 6 过栅水头损失 1 mh 086 0 01 mkhh 026 0sin 2 2 0 m g v h 60 0 3 4 b S 11 式中 设计水头损失 m 1 h 计算水头损失 m 0 h 重力加速度 g 2 sm 系数 格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数 一般为 3 k 阻力系数 与栅条断面形状有关 当为矩形断面时形状系数 2 42 将值代入与关系式即可得到阻力系数的值 7 栅后槽总高度 mH 取mhhhH486 15 0086 0 9 0 21 m5 1 栅槽前总高度 1 mH 4 15 09 0 21 mhhH 式中 栅前渠道超高 m 取 0 5m 2 h 8 栅槽总长度 mL m 2 4 70tan 4 1 15 0685 037 1 tan 15 0 1 21 H llL 9 每日栅渣量 3 dmW 2 0 2 3 11000 02 0 5 186400 1000 86400 33 1max dmdm K WQ W Z 说以需要采用机械清渣 式中 栅渣量 当格栅间隙为 30 50mm 时 1 W 10 333 污水mm 0 01 0 03 取 0 02 1 W 1 W 10 333 污水mm 4 1 3 格栅除污机选择 据上述数据 由 环境设备选用手册 查得 选用 GL 2500 型链条式格栅 12 除污机 其各项具体规格如下表 表 4 1GL 2500 型链条式格栅除污机规格 公称宽度 B mm安装角度 栅条间隙 mm电机功率 kw 250070301 5 4 2 泵房设计计算 4 2 1 泵房设计参数及规定 12 1 泵房进水角度应少于 45 度为宜 2 集水池的有效容积须至少满足污水泵 5min 的出水量 3 在满足有效容积要求的同时 集水池最高水位适宜采用与进水管渠的设计 水位标高相平 集水池最高水位不应超过进水管顶部 4 集水池应确保水流流态的平稳良好 不应发生涡流或者滞留 如有必要可 按需设置导流墙 水泵吸水管则应以集水池的中轴线对称布置 5 每台泵设单独吸水管及吸水喇叭口 喇叭口直径以水泵吸水管直径的 1 5 倍为宜 应采用喇叭口直径的 0 75 1 00 倍作为喇叭口外缘与集水坑边缘净距 以喇叭口直径的 0 8 倍设为喇叭口与集水坑的底的距离为宜 相邻喇叭口的中 心距离须按照水泵机组布置的要求来确定 至少是喇叭口直径的 1 5 倍 6 集水池的标高可采用进水管底标高以下 1 5 2 5m 集水坑深度以 0 5 0 7m 为佳 坡度至少为 0 05 7 相邻两机组突出部分的间距和机组突出部分与墙壁的间距 都应保证空间 在水泵轴或电动机转子再检修时能够便于拆卸 并不得小于 0 8m 如电动机容 量大于 55KW 时 则应大于 1 0m 作为主要通道宽度至少是 1 2m 泵房与中 格栅合建 至少应有满足设备的最大部件搬迁出入的门 8 水泵为自灌式 集水池与格栅 机器间合建的泵站 4 2 2 泵房设计计算 1 每台泵的设计流量 3 hmQ 1350 4 5400 4 3 max hm Q Q 13 2 扬程估算 mH 152247 21 mhhHH 静 式中 污水泵及泵站管道水头损失 m 取 2m 1 h 自由水头估算值 m 取 2 0m 2 h 水泵集水池的最低水位与 H1与水泵出水井水位 H2之差 静 H 单管出水井的最高水位与地面高差估计值为 7 0m 集水池水深为 4 0m 4 2 3 选泵 据上述数据 由 环境设备选用手册 查得 选用 350QW 1500 15 90 型潜 水排污泵 各项具体规格如下表 表 4 2 350QW 1500 15 90 型潜水排污泵规格 项目规格项目规格 转速 r min980功率 kW90 流量 m3 h 1500效率 82 5 扬程 m15排水口径 mm350 转速 r min 980重量 kg1100 5 台泵并排布置 泵轴间的间距为 1 5m 泵轴与半圆直径墙的直线间距为 2m 泵轴与进水半圆墙的切线间距为 3m 4 2 4 集水井设计计算 1 最小水深 mh 喇叭口在最低水位时淹没水深为 1 0m 其最低水位时水深 h m m 2 21 05 10 80 18 0 Dh 式中 D 喇叭口口径 m 进水管管径采用 1000mm 则喇叭口口径 14 D 1 5 1 1 5m 2 集水池有效容积 3 mV 按一台水泵 8min 的出水量设计计算 则集水池有效容积 V m 1808 60 1350 3 mQTV 3 集水池面积 2 mA 90 2 180 2 1 m h V A 式中 集水池的有效水深 m 取 2m 1 h 4 集水池尺寸 长 设计取m1 7120 35 141 55 1520 34D1 55D L 18m 宽 5 18 90 m L A B 4 3 细格栅设计计算 4 3 1 细格栅设计参数及规定 1 每日最大流量 Qmax 1 5m s 1 2 细格栅设置在污水提升泵之后 栅条间隙为 1 5 10mm 本设计取 mm5 细 b 3 为防止栅条间隙堵塞 过栅流速 一般采用 0 6 1 0 本设计取 1 1 sm 1 sm 4 格栅间须设置工作台并高出栅前最高设计水位 0 5m 并且应设有安全设 施和冲洗设施 格栅间也要设置吊运设备以便进行格栅的检修和栅渣的日常清 除 5 每日栅渣量 0 2m 时 适宜采用机械清渣 6 格栅的动力装置应设在室内或者要有其他的保护措施 15 7 栅条宽度取 S 0 01m 4 3 2 细格栅设计计算 1 栅前水深由优水力断面 2 1 mB 则 8 1 9 0 5 122 2 1 max 1 m v Q B 栅前水深 mh 9 0 2 1 m B h 2 细格栅间隙数 细 n 105 19 0005 0 70sin5 1sin max hvb Q n 细 细 式中 最大设计流量 m s max Q 格栅倾角 70 过栅流速 取 v 1 sm 1 1 smv 栅前水深 m h 栅条间隙 m 取 0 005m 细 b 3 栅槽宽度 mB 栅槽宽度一般比格栅宽 0 2 0 3 m 本设计取 0 2 m 取 1 8mm 765 1 2 0105005 0 1105 01 0 2 0 1 细细 bnnSB 4 过水渠道渐宽部分的长度 1 ml 55 0 20tan2 4 18 1 tan2 1 1 1 m BB l 式中 过水渠道宽 m 取 2m 1 B 渐宽部分展开角 取 20 1 16 5 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 2 ml 275 0 2 55 0 2 1 2 m l l 6 过栅水头损失 1 mh 9 03 03 01 mkhh 3 070sin 8 92 11 6 sin 2 2 0 m g v h 1 6 005 0 01 0 42 2 3 4 3 4 b S 式中 设计水头损失 m 1 h 计算水头损失 m 0 h 重力加速度 g 2 sm 系数 格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数 一般为 3 k 阻力系数 与栅条断面形状有关 当为矩形断面时形状系数 2 42 将值代入与关系式即可得到阻力系数的值 7 栅后槽总高度 mH 3 25 09 09 0 21 mhhhH 栅槽前总高度 1 mH 4 15 09 0 21 mhhH 式中 栅前渠道超高 m 取 0 5m 2 h 8 栅槽总长度 mL m 9 2 70tan 4 1 15 0275 055 0 tan 15 0 1 21 H llL 17 9 每日栅渣量 3 dmW 2 0 2 3 11000 02 0 5 186400 1000 86400 33 1max dmdm K WQ W Z 所以应采用机械清渣 式中 栅渣量 当格栅间隙为 30 50mm 时 1 W 10 333 污水mm 0 01 0 03 取 0 02 1 W 1 W 10 333 污水mm 4 3 3 格栅除污机选择 据上述数据 由 给排水设计手册 查得 选用 NHG22 型回转式格栅除 污机 其各项具体规格如下表 表 4 3 NHG22 型回转式格栅除污机规格 公称宽度 B mm安装角度 栅条间隙 mm电机功率 kw 18007051 5 4 4 沉砂池设计计算 4 4 1 曝气沉砂池设计参数及规定 13 1 曝气沉砂池的超高不宜小于 0 3m 本设计取 0 5m 2 污水平流速度 v1 0 06 0 12本设计取 0 1 1 sm 1 sm 3 最大流量的停留时间 t 1 3min 本设计取 2 min 4 有效水深 h1 2 3m 宽深比 1 2 本设计取 3m 5 长宽比可达 5 当长比宽大很多时 可设置横向挡板 6 1m 污水曝气量 d 0 2 空气 33 mm 7 空气扩散装置设置在池的一侧 距池底 0 6 0 9m 送气管须设置调节气量 的闸门 8 城市污水沉沙量一般取 X 30m 106 m 污水 9 砂斗容积应按照至少 2d 的沉沙量计算 本设计取 T 2d 10 曝气池的形状应设计的尽可能不产生偏流和死角 进水方向须与池中旋 18 流方向一致 出水方向与进水方向垂直 并设置挡板 防止产生短流 4 4 2 设计计算 1 池子总有效体积 V 3 m 180 m6021 560 3 max tQV 式中 t 最大设计流量时污水的停留时间 min 取 2min 2 水流断面积 A 2 m 2 1 max 15 1 0 5 1 m v Q A 式中 v 最大设计流量时水平流速 m s 取 0 1 1 sm 3 池总宽度 B m 6 5 2 15 1 m h A B 式中 曝气沉砂池的有效水深 m 取 2 5m 1 h 设计为两组并联运行 则单个池子宽度 b m 3 2 m B b 由上可知宽深比 b 1 符合设计要求宽深比 1 2 范围 验证通过 2 h 4 曝气池池长 L m 12 15 180 m A V L 由上可知长宽比约为 L b 4 符合设计要求 验证通过 5 每小时所需空气量 q m h 108036005 12 03600 3 max hmdQq 式中 d 单位体积污水所需曝气量 m3 m3 污水 取 0 2 m3 m3 污水 6 沉砂室所需容积 V沉砂室 m3 m 6 103 1 864002305 1 10 86400 V 3 66 z max K XTQ 沉砂室 19 式中 X 城市污水沉沙量 m3 106m3 污水 取 30 m3 106m3 污水 T 清除沉砂的时间间隔 d 一般采用 1 2d 设计取 2d 7 每个沉砂斗容积 m 0 V 3 2 6 3 0 m n V V 式中 n 沉砂斗数量 个 取 n 2 8 沉砂斗上口宽 ma 5 15 0 60tan 8 02 60tan 2 1 2 ma h a 式中 a 沉砂斗的上口宽度 m h2 沉砂斗高度 m 取 0 8m 沉砂斗壁与水平面的倾角 矩形沉砂池一般取 60 a1 沉砂斗底宽 m 一般采用 0 4 0 5m 设计取 0 5m 9 沉砂斗容积 3 0 mV 6 9128 0 2 5 05 1 2 3 2 1 0 mLh aa V 3 6m 通过设计计算验证 10 沉砂池高度 mH 池底坡降 08 0 60tan 8 0 60tan 6 0 5 13 05 0 60tan60tan 20 3 m hh aBih 式中 曝气设备与池底的距离 m 取 0 6m o h 20 沉砂池池底坡度 取 0 05 i 设计取 4mm 88 3 5 008 0 8 05 2h 4321 hhhH 式中 h4 沉砂池超高 m 取 0 5m 11 进出水装置 进水采用两个 DN800mm 管道进水 出水采用薄壁出水堰跌落出水 出水 堰可以保证沉砂池内的有效水位恒定 堰上水头 2 mH 27 0 8 9255 0 5 1 2 3 2 3 2 2 max 2 gmb Q H 式中 流量系数 一般取 0 4 0 5 取 0 5 mm 堰宽 等于沉砂池的宽度 5m 2 bm 污水经出水堰后自由跌落 0 1m 后流入出水槽 出水槽宽 B2 1m 水深 H3 1 2m 流速为 v2 sm 25 1 12 1 5 1 32 max 2 sm HB Q v 出水管道在出水槽中部与出水槽相接 采用 DN800mm 的钢管 13 空气干管设计 干管管径 2 0 360010 108044 1 m v q d 式中 v 管内空气流速 一般为 10 15 取 10 1 sm 1 sm 1 sm 14 空气竖管设计 共安置 8 条曝气竖管 每条竖管的直径为 1 0 3600516 10804 16 4 2 m v q d 21 式中 v 竖管内空气流速 一般为 4 5m s 取 5 1 sm 1 sm 4 43 曝气沉砂池设备选择 据上述数据 由 环境设备选用手册 查得 采用 PXS5000 型行车式泵吸 砂机并利用 SLF 型螺旋渣水分离器实现砂水分离 其处理能力为 55 80 hm 3 其各项具体规格如下表 表 4 4 PXS5000 型行车式泵吸砂机规格 池宽 B mm规矩 mm行车速度 m min 1电机功率 kw 5000530055 15 对于曝气设备 每根竖管上的供气量为 135 据上述数据 由 环 13 hm 境设备选用手册 查得选用 YBM 2 型膜式扩散器 共设置 32 个 每个池子设 置 16 个 每个空气扩散器间距为 0 5m 4 5 初沉池的计算 4 5 1 初沉池设计参数及规定 14 1 沉淀池个数或者分格数至少为 2 座 且应按并联系统进行考虑以防发生故 障时 其余工作的沉淀池能够承担全部的流量 2 初沉池的超高值至少为 0 3m 3 初沉池的沉淀时间 t 不能少于 1h 本设计取 2h 有效水深 H 一般取值为 2 4m 对辐流式沉淀池来说是指池边水深 当表面负荷一定时 有效水深与沉 淀时间之比是定值 即 qtH 4 沉淀池的缓冲层高度取值在 0 3 0 5m 范围内 11 5 污泥斗的斜壁与水平面的倾角 方斗 圆斗 不宜小于 60 55 6 排泥管直径以大于 200mm 为佳 7 沉淀池的污泥当采用机械排泥时可以连续或间歇排泥 不用机械排泥时应 每日排泥 初沉池的净水头要大于 1 5m 8 采用多斗排泥时 每个泥斗都应设置单独的闸阀和排泥管 9 当每组沉淀池有两个以上的池子时 可以考虑在入流口出设置调节阀门调 22 节流量以使他们的入流量均等 10 进水管如果有压力 应设置配水井 进水管应由池壁接入 不能由井底 接入 且应将进水管的进口弯头朝向井底 11 初沉池的污泥区容积应按不大于 2d 的污泥量进行计算 12 池子直径 本设计采用圆形 与有效水深的比值 一般为 6 12 池径不 宜小于 16m 13 池底坡度一般采用 0 05 0 10 14 在进水口周围应设置开口面积为过水断面积 6 20 的整流板 15 表面水力负荷一般采用 2 0 4 5m3 m2 h 1 本设计取 2m3 m2 h 1 4 5 2 设计计算 初沉池采用两组并联的中心进水 周边出水辐流式沉淀池 1 沉淀部分水面面积 2 mF m 1350 22 5400 2 max qn Q F 式中 Qmax 最大设计水量 13 hm n 设计沉淀池的数量 个 取 n 2 表面水力负荷 m3 m2 h 取 2 0 m3 m2 h 1 q q 2 池子直径 mD 取 D 45m m45 41 135044 F D 3 沉淀部分有效水深 2 mh m 422 2 tqh 式中 t 沉淀时间 h 取 2h 池子直径与有效水深的比值为 10 5 在范围 6 12 之间 符合设计要求 4 沉淀部分有效容积 m 3 V 23 540041350 3 2 mFhV 5 沉淀部分所需容积 3 mV 150 21000 23000005 0 1000 3 m n SNT V 式中 S 每人每日污泥量 L 人 d 1 一般采用 0 3 0 8L 人 d 1 取 0 5L 人 d 1 N 设计人口数 人 n 设计沉淀池的数量 个 取 n 2 T 两次清除污泥的时间间隔 d 取 T 2d 6 污泥斗容积 3 1 mV m 73 1 60tan 2 2 4 60tan 2 21 5 DD h 68 12 11222 3 73 1 242 3 3 2 221 2 15 1 m DDDDh V 式中 h5 污泥斗高度 m 污泥斗倾角 取 60 D1 污泥斗上部半径 m 取 4m D2 污泥斗下部半径 m 取 2m 7 污泥斗以上圆锥体部分污泥容积 3 1 mV m 025 105 0 2 4 45 2 1 4 i DD h 6 595 2 4 4 445 2 45 3 025 1 2 4 2 3 3222 11 2 4 1 m DDDDh V 式中 i 池底坡度 取 0 05 h4 池底落差 m 则污泥斗的总容积为 595 6 12 68 608 150 符合实际要求 8 沉淀池池边高度 m H 24 55 045 0h hh 321 mH 式中 h1 池子超高 m 取 0 5m h3 缓冲层高 m 取 0 5m 9 沉淀池总高度 mH 755 773 1 025 1 5 045 0 54321 mhhhhhH 4 5 3 初沉池进水系统设计计算 两座沉淀池中间设置一座配水井 沉砂池的水通过两根管径为管径为 DN 900mm 流速 1 2m s 水力坡度 1 7 的管道直接送到内层套筒 进行流量 分配 配水井的有效水深取 H1 3 0m 内外径分别取去 D1 3 0m D2 5 0m 中间 隔墙厚度取 0 3m 沉砂池的水由井底进入 流经溢流堰到配水井 4 5 4 沉淀池进水设计计算 1 中心进水管的直径 D m m v Q D1 9 02 5 14 2 4 max 式中 D 中心进水管的直径 m Qmax 最大设计流量 m s v 管内流速 取 0 9m s 2 进水竖井 设计设置进水竖井的口径为 1 5m 并安置 8 个尺寸为 0 5 1 5m2的出水口沿 井壁均匀分布 出水口流速 v2 m s 125 0 85 15 02 5 1 65 15 02 max 2 sm Q v 3 导流筒 25 导流筒的过流面积 2 mf 15 05 0 75 0 2 3 1 m v Q f 式中 单个沉淀池的设计流量 m3 s 1 1 Q v3 导流筒内流速 m s 1 取 0 05m s 1 导流筒的直径 3 mD 37 4 14 3 1544 3 m f D 4