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青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 摘 要 本文针对山东 xx 县污水处理厂进行了设计计算 xx 县污水处理厂的建设 规模 40000m3 d 原水水质 CODCr 480mg L BOD5 225 mg L SS 373 mg L NH3 N 45 mg L 要求处理后水质达到国家 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 一级 B 标准的要求 CODCr 60 mg L BOD5 20 mg L SS 20 mg L NH3 N 15 mg L TP 1 5 mg L 本文根据其进水水质 水量及出水情况 分析比较了各种污水处理工艺 确定该污水处理厂采用倒置的A A O工艺 产生的污泥经浓缩 脱水后外运 主要设计内容包括 污水处理工艺选择及各工艺单元的设计 包括工艺流程 的确定及各单体构筑物的设计 污泥处理工艺设计 包括工艺流程的确定及 各单体构筑物的设计 污水处理厂的平面及高程布置 包括污水处理厂处理构 筑物和辅助构筑物的平面图及高程图的绘制 关键词 污水处理 倒置A A O工艺 构筑物 工程 设计 第 1 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 ABSTRACT The technological design of the small town of xx wastewater Treatment plants which have the water quality of 40000m3 d are discussed in this paper The load of CODCr BOD5 SS and NH3 N are 480mg L 225mg L 373 mg L and 45 mg L After treatment the water need to meet the first class effluent standa d of nation that is to say then the CODcr 60 mg L the BOD5 20 mg L the SS 20 mg L the NH3 N 15 mg L the PH 6 9 the TP 1 5 mg L According to the need of wastewater in quality and analyzing several technolo gical design of wastewater Treatment plants the reversed of A A O process is been into use A quantity of excess sludge is produced with the treatment which will be carried out after sludge thickened and dewatered The main content include selecting of the technological designs and designing every single unit including the settling of the technological process and designing every single unit of the construct building designing unit about treatment of sludge including the settling of the technological process and designing every single unit of the construct building arranging plane and elevation about the wastewater Treatment plants including the drawing of the plane figure and elevation figure which about wastewater Treatment construct build and subsidiary construct build KEY WORDS wastewater Treatment reversed A A O process construct building design engineering 第 2 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 目录 前 言 1 第 1 章 设计任务 3 1 1 主要内容及要求 3 1 1 1 设计目的 3 1 1 2 设计要求 3 1 2 主要技术参数 3 1 2 1 处理水量 3 1 2 2 污水水质 4 第 2 章 工艺方案的选择 5 2 1 工艺方案选择的原则 5 2 2 原污水的生化处理可行性 5 2 3 工艺流程的组成 6 2 3 1 机械 一级 处理工段 6 2 3 2 二级生物处理工段 6 2 3 3 污泥处理工段 7 2 4 可供选择的方案比较 7 2 4 1 常规 A A O 工艺 方案一 8 2 4 2 倒置 A A O 工艺 方案二 9 2 5 综合分析 10 2 6 污水消毒工艺方案比较 10 第 3 章 污水处理厂设计计算 12 3 1 处理负荷 12 3 1 1 水力负荷 12 3 1 2 污染负荷 12 3 2 污水处理工艺单元设计计算 13 第 3 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 3 2 1 粗格栅 13 3 2 2 进水泵房 16 3 2 3 细格栅 17 3 2 4 沉砂池 20 3 2 5 生物反应池 24 3 2 6 二沉池 28 3 3 污泥处理系统的设计计算 34 3 3 2 剩余污泥 36 3 3 3 污泥贮池 37 3 3 4 污泥脱水机房 38 第 4 章 污水处理厂的平面及高程布置 42 4 1 平面布置 42 4 1 1 平面布置的一般原则 42 4 1 2 主要构筑物和建筑物的尺寸 43 4 2 高程布置 44 4 2 1 二沉池至水体 44 4 2 2 配水井至二沉池 46 4 2 3 配水井至生物反应池 47 4 2 4 沉砂池至生物反应池 49 4 2 5 细格栅至沉砂池 51 4 2 6 粗格栅及泵房至细格栅 55 4 2 7 进水井至泵房 57 4 2 9 回流污泥泵房至污泥贮池 57 总 结 59 致 谢 60 参考文献 61 第 4 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 前 言 随着工业的日益发展 环境污染问题日趋严重 其中 水 气 渣三大公 害为主要的污染物 给人们的生活带来了诸多不便 而水体污染表现的极其突 出 工业发展迅速 人民生活水平的提高 对生态环境的要求日益提高 要求 越来越多的污水处理后达标排放 城市污水一般由生活污水和工业废水组成 城市污水的水质与城市的规 模 生活水平 工业企业的状况及废水处理水平 排水系统的形成及完善程度 气候环境等因素有关 对一些有毒有害工业废水必须进行预处理才能排入城市 下水道 以免对城市污水处理系统造成冲击 城市污水处理程序包括一级处理 二级处理 深度处理及污泥处理 其 中的核心部分是二级生化处理 一级处理构筑物主要包括格栅 沉砂池和初次 沉淀池 二级处理构筑物主要包括曝气池 深度处理构筑物和二沉池 二级处 理主要是通过微生物的新陈代谢作用将污水中的大部分有机物转化成 CO2和 H2O 污泥处理是污水处理的最后一个环节 在污水处理中占有重要地位 污 泥处理主要包括浓缩 消化 脱水等 活性污泥法一直是城市污水处理的主导工艺 为满足日益严格的环境要 求 并降低运行成本 简化管理 许多新技术 新工艺 新设备并被开发出来 和推广应用 如 AB 工艺 A O 工艺 常规 A A O 工艺 倒置 A A O 工艺 SBR 工艺 氧化沟及酸化水解与好氧法的串联处理工艺 新工艺的应用大大提 高了我国污水处理的总体水平 降低了投资和运行费用 缓和了环保投资严重 不足的矛盾 污水处理厂工艺设计针对水量水质特点 从实际出发 因地制宜 力求做 到经济 合理 高效 采用倒置 A A O 工艺对该城镇污水经行有效的处理 以 达到排放标准 该设计说明书较全面地讲解详细得叙述了该设计方案的选择 主要处理构筑物的设计与计算 污水处理厂平面及高程布置 设计污水量按给水量的80 计 2010年xx县的污水处理厂服务范围内污水 量将达到4 58万m3 d 考虑85 的污水收集率 污水量达到3 89万m3 d 由此确 定 污水处理厂工程的设计规模为4万m3 d 设计将根据国家 城镇污水处理 第 1 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 厂污染物排放标准 GB18918 2002 进行合理的初步设计 通过毕业设计 不仅使我们熟悉了污水处理厂设计过程 了解了现代污水 处理的工艺流程 还培养分析解决问题的能力 树立高度的工作责任感 第 2 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 第 1 章 设计任务 1 1 主要内容及要求 1 1 1 设计目的 通过完成城镇污水处理工艺的设计 掌握工程设计的基本步骤 掌握城市 污水处理工艺设计 厂区平面布置以及各处理单元构筑物设计计算的基本方 法 1 1 2 设计要求 1 完成城镇污水处理工艺设计及计算 2 处 理 水 质 指 标 达 到 国 家 城 镇 污 水 处 理 厂 污 染 物 排 放 标 准 GB18918 2002 一级 B 标准的要求 1 2 主要技术参数 1 2 1 处理水量 xx 县总面积 1560 4km2 总人口约 110 万人 其中县城建成区面积 13 9 km2 城区总人口 14 万人 表 1 1 2010 年用水量预测表 设计污水量按给水量的 80 计 2010 年 xx 县的污水处理厂服务范围内污 水量将达到 4 58 万 m3 d 考虑 85 的污水收集率 污水量达到 3 89 万 m3 d 由此确定 污水处理厂工程的设计规模为 4 万 m3 d 规划 年限 年 规划 人口 万人 用水量 指标 L p d 生活用 水量 万m3 d 工业用 水量 万m3 d 公建用 水量 万m3 d 其它用 水量 万m3 d 用水量 合计 万m3 d 2010 20 110 2 2 2 2 0 66 0 66 5 72 第 3 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 1 2 2 污水水质 表 1 2 污水水质综合预测 项 目 所占 比例 BOD5 mg L CODCr mg L SS mg L NH3 N mg L 总氮 mg L 总磷 mg L 生 活 污 水 0 5 180 360 350 30 40 5 工 业 废 水 0 5 270 600 395 34 48 6 5 合 计 1 225 480 373 32 44 6 确定污水水质 225 500 380 35 45 6 第 4 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 第 2 章 工艺方案的选择 2 1 工艺方案选择的原则 由于城市污水处理厂工程的建设和运行不但耗资较大 而且受多种因素的制 约和影响 其中污水处理工艺方案的优化选择对确保处理厂的运行性能和降低 费用最为关键 因此要从整体优化的观念出发 结合设计规模 污水水质特性以 及出水要求 结合当地的实际条件和要求 选择切实可行且经济合理的处理工艺 方案 对于中小型污水处理厂工艺选择必须注重经济 高效 节能和简便易行 经济是指占地少 节省征地费用 必要的处理设施少 减少总投资 高效是指出 水效果好 在去除有机污染物的同时还能脱氮除磷 节能是指尽可能的减少处 理设施的数量 或采用适当的处理工艺 减少剩余污泥的排放以减少运行费用 简便是指对操作运行人员的技术水平要求不高 或减少运行人员的数量 维护管 理方便 2 2 原污水的生化处理可行性 原污水能否采用生化处理 特别是是否适合用于生物除磷脱氮工艺 取决于 原污水中各种营养成分的含量及其比例能否满足生物生长的需要 因此首先应 判断相关的指标能否满足要求 表 2 1 xx 县污水处理厂进水营养比 项目 BOD COD 5cr BOD5 TN BOD TP 5 比值 0 47 5 11 37 5 1 BOD5 CODCr比值 污水 BOD5 CODCr值是判断污水可生化性的最简便易行和最常用的方法 一般认为 BOD5 CODCr 0 45 可生化性较好 BOD5 CODCr 0 3 较难生化 BOD5 CODCr3 12m3 满足要求 9 池底斜坡部分的高度 h4 i 2 2 bb 式3 27 第 22 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 式中 i 池底坡度 设为 0 01 坡向沉沙槽 b 单个池宽 m b2 沉砂槽上口宽 m 代入数据得 h4 0 121m 10 池子总高 H h1 h2 h3 h4 h 式 3 28 5 式中 h1 池子超高 不宜小于 0 3m 安全考虑 设计选用 0 65m h5 曝气沉砂池内挡板高度 设为 2 3m 已知 h2 2m h3 0 35m h4 0 12m 代入数据得 H 5 42m 11 排砂方式 沉沙池底采用沉砂斗集砂 沉砂有离心泵自斗底抽升至高架集砂槽 由集 砂槽经排砂管排入砂水分离器 砂水分离器通入压缩空气洗砂 污水排入厂区 排水管 净砂直接由汽车外运 用直径 1 2m 钢制压力式旋转砂水分离器一台 两组沉砂池共用一台砂水 分离器 曝气沉砂池底配两台提砂泵 每组池子各一台 两台泵同时工作 设备的选择 选用螺旋离心泵 流量 Q 12 5m3 h 扬程 H 32mH2O 吸程 h 6m 12 鼓风机房 已知鼓风量 7 5m3 s 设备的选择 选用罗茨鼓风机 罗茨鼓风机是容积式气体压缩机的一种 其特点是在最 高设计压力范围内 管网阻力变化时流量变化很小 因此在风量要求稳定而阻 力变化幅度较大的工作场合 工作适应性较强 设备型号 RC 100 口径 100A 转速 2000r min 台数 两台 一用一备 在排气压力 58 8KPa 下的鼓风量为 8 02 m3 min 所需轴功率 La 12 1kw 所 第 23 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 配电功率 P0 15kw 3 2 5 生物反应池 生物反应池是整个污水处理工艺流程中的核心环节 是污水厂的关键构筑 物 在整个设计中占有重要地位 本设计选用倒置 A A O 工艺 某些参数取 值参照常规 A A O 工艺 1 反应池容积 V s ave a U Q X BODBOD 出水进水 式 3 29 式中 Qave 平均设计流量 m3 d Xa 混合液污泥浓度 一般采用 2500 4000mg L 设计取值 4000 mg L 安全考虑 Us BOD 污泥负荷一般采用 0 1 0 2 设计取值 0 15 已知 Qave 40000m3 d 进水 BOD 225mg L 出水 BOD 20mg L 代入数据得 V 13666 7m3 取值 14000m3 2 单池的有效面积 A L B H V 2 式 3 30 式中 L 单池长度 m B 单池宽度 m H 生物池有效水深 设计取 6m 已知 V 14000m3 则 L B 1166 7m2 设计取 L 50m 则 B 23 3m 每个池子设三个廊道 则每个廊道长l 50m 宽 b B 3 7 78m 取 7 8m 验证 L B 50 7 8 6 41 符合规范 L B 一般为 5 10 B H 7 8 6 1 3 符合规范 B H 一般为 1 2 单池实际容积 V 3 b L H 式 3 31 代入数据得 单池的实际容积 V 7020m3 满足要求 根据设计要求 生物池各区容积比例 第 24 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 缺氧区 厌氧区 好氧区 2 2 7 1 则生物池各区容积分别为 V缺 1170 m3 V厌 1170 m3 V好 4095 m3 V调 585 m3 各段停留时间分别为 缺氧区 2h 厌氧区 2h 好氧区 7h 调节区 1h 3 需氧量计算 硝化需氧量 OVN 4 6 出 水 TN 出 水 NH N 4 6 2 9 进 水 TN 出 水 TN 1 5 Qave 1000 式 3 32 3 已知 出水 TN 20mg L 出水 NH3 N 15mg L 进水 TN 44mg L Qave 40000m3 d 代入数据得 OVN 3828m3 d 有机物氧化需氧量 OVC 1 6 进水BOD 出水BOD 1 15 Qave 1000 式3 33 已知 进水 BOD 225mg L 出水 BOD 20mg L Q 40000m3 d ave 代入数据得 OVC 15088m3 d 反硝化消耗有机物好氧量 OV N 2 86 进水 TN 出水 TN 1 6 Qave 1000 式 3 34 已知 出水 TN 20mg L 进水 TN 44mg L Qave 40000m3 d 第 25 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 代入数据得 OV N 4392 96m3 d 总需氧量 OV OVN OVC OV N 式 3 35 代入数据得 OV 14523 04m3 d 实际供气量 V WA QE OV 式3 36 式中 EA 氧转移效率 与水深有关 穿孔曝气管取 15 空气密度 取 1 293 Qw 空气含量 约为 5 1 取值 0 233 代入数据得 V 331930m3 d 4 鼓风曝气装置 1 空气离开曝气池面时氧的百分比 Qt 1 2179 1 21 A A E E 式 3 37 代入数据得 Qt 18 43 2 曝气池混合液中平均氧饱和度 Csm Csw 068 2 10 42 bt PQ 式 3 38 式中 Csw 清水表面处饱和溶解氧 T 30 时 Csw 7 63 Pb 扩散器出口处的绝对压强 Pb 标准大气压 有效水深 100 0 1013 6 100 0 16MPa 1mH O 0 01MPa 2 代入数据得 Csm 9 38mg L 3 换算为 20 条件下脱氧清水的充氧量 NO 20 024 1 T sm S COC COV 式 3 39 第 26 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 式中 清水中的氧转移系数 污水中的氧转移系数 一般为0 8 0 85 设计采用0 8 清水中的氧饱和度 污水中的氧饱和度 一般为0 9 0 97 设计采用0 9 CO 混合液剩余DO值 一般能够保持在1 5 2 0mg L左右 最 不利的情况将出现在盛夏 设计取最不利值2mg L 代入数据得 NO 21063 73kgO2 d 877 66 kgO2 h 4 供气体积 Gs 100 3 0 A E NO 式3 40 代入数据得 Gs 19503 6 m3 h 325 06 m3 min 5 设备的选择 选用离心鼓风机五台 四用一备 单台风量为90m3 min 排气压力为 68 6KPa 所配电功率N 160kw 6 空气管系统计算 在好氧区中间廊道上设一根干管 在两边好氧区各设两根配气竖管 调节 区设一根配气竖管 共五根配气竖管 1 每根竖管的供气量 q n GS 式3 41 式中 n 配气竖管的总数 设计取5个 代入数据得 q 3900 72m3 h 2 好氧区所需空气扩散器总数 n a A 式3 42 式中 A 好氧区和调节区平面面积 设计取50 7 8 2 6 5 650m2 a 每个空气扩散器的服务面积 设计取0 5m2 第 27 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 代入数据得 n 1300个 安全考虑 设计采用每个竖管上安设330个空气扩散器 3 调节区所需空气扩散器总数 n a A 式3 43 式中 A 好氧区和调节区平面面积 设计取50 7 8 2 6 1 130m2 a 每个空气扩散器的服务面积 设计取0 5m2 代入数据得 n 260个 安全考虑 设计采用每个竖管上安设270个空气扩散器 3 2 6 二沉池 1 设计说明 二沉池是活性污泥系统的重要组成部分 它的作用是泥水分离 使混合液 澄清 选用辐流式沉淀池 其出水进水的布置方式中心进水 周边出水 周边 进水 周边出水 周边进水 中心出水三种形式为了布水均匀采用中心进水 周边出水形式 2 设计计算 h h h h 图 3 3 二沉池示意 1 池表面积 A q Q 式 3 44 式中 Q 最大设计流量 m3 h q 表面负荷 一般采用 0 8 1 5 设计取值 0 9 代入数据得 A 2407 8m2 第 28 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 2 单池面积 A单池 n A 式3 45 式中 n 二沉池个数 二沉池设两个 同时工作 代入数据得 A单池 1230 9m2 3 池直径 D 单池 A4 式 3 46 代入数据得 D 39 16m 设计取值 D 40m 4 沉淀部分有效水深 h2 q t 式 3 47 式中 t 沉淀时间 一般为 1 5 4 0h 取值 t 4h 代入数据得 h2 3 6m 二沉池有效水深宜采用 2 0 4 0m 因此符合规定 验证径深比 D h2 11 1 径深比一般应为 6 12 因此符合规定 5 沉淀池部分有效容积 V0 2 2 4 h D 式 3 48 代入数据得 V0 4333 3m3 6 沉淀池坡底落差 h4 2 1 r D I 式3 49 式中 I 池底坡度 坡向泥斗的底坡不宜小于 0 05 设计取值 0 05 r1 泥斗上顶半径 设计取值 3m 代入数据得 h4 0 85m 7 沉淀池周边 有效 水深 H0 h2 h3 h5 式3 50 式中 h3 缓冲层高度 一般采用 0 5m 第 29 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 h5 挂泥板高度 一般采用 0 5m 代入数据得 H0 4 6m 8 沉淀池总高度 H H0 h4 h6 式 3 51 式中 h6 二沉池超高 不宜小于 0 3m 设计取 0 55m 代入数据得 H 6 0m 9 泥斗计算 1 污泥斗高度 h7 r1 r2 tg 式 3 52 式中 r1 泥斗上顶半径 设计取值 3m r2 泥斗下顶半径 设计取值 2m 泥斗壁角度 设计为 60 代入数据得 h7 1 732m 2 污泥斗容积 V1 3 2 221 2 1 7 rrrr h 式 3 53 代入数据得 V1 25 8m3 3 池底锥形部分容积 V2 2 11 2 4 3 rRrR h 式 3 54 式中 r 泥斗上顶半径 设计取值 3m 1 R 二沉池半径 设计取值 20m 已知 h4 0 85m 代入数据得 V2 417 3m3 因此 池底可储存污泥的体积为 V1 V2 443 1m3 10 进水系统计算 1 进水管设计流量 Q进 Q单 1 R 式 3 55 第 30 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 式中 Q单 单池设计流量 本设计为 0 301m3 s R 回流比 本设计取值 200 代入数据得 Q进 0 903 m3 s 验证 进水管径 D1采用 1000mm 则 流速 V 2 1 4 D Q 进 1 15m s 0 6m s 符合规范 2 进水竖井 进水井径 D2采用 2m 出水口尺寸 0 7 1 5m2 共 6 个沿井壁均匀分布 出水口流速 v2 65 17 0 进 Q 式 3 56 代入数据得 v2 0 167m s 0 2m s 符合规范 3 紊流筒计算 紊流筒过流面积 f 3 Q 进 式3 57 式中 v3 紊流筒中流速一般为0 03 0 02m s 设计取0 03m s 代入数据得 f 30 1m s 紊流筒直径 2 23 4 D f D 式3 58 代入数据得 D3 6 51m 11 出水部分设计 1 环形集水槽内流量 q集 2 Q设 式3 59 已知 Q单 0 301m3 s 代入数据得 q集 0 15m3 s 2 环形集水槽设计 采用双侧集水环形集水槽 第 31 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 槽宽 b 式3 60 4 0 9 02 集 qk 式中 k 安全系数 一般采用1 2 1 5 设计采用1 5 安全考虑 代入数据得 b 0 992m 设计取1m 3 槽内终点水深 h终 vb q集 式3 61 式中 v 槽中流速 设计采用0 6m s 代入数据得 h终 0 251m 4 临界水深 hk 3 2 2 gb aq集 式3 62 代入数据得 hk 0 132m 5 槽内起点水深 h起 3 2 3 2 终 终 h h hk 式3 63 代入数据得 h起 0 433m 校核 当水流增加一倍时 即 0 3m3 s 槽内流速v 取 0 8m s则 集 q m vb q h375 0 8 00 1 3 0 集 终 hk m gb aq 21 0 0 181 9 3 01 2 3 2 2 集 mh h h h k 574 0375 0 375 0 21 022 2 3 3 2 3 终 终 起 因此 设计取环形槽内水深为0 6m 集水槽总高度为0 6 0 3 超高 0 9m 12 出水溢流堰的设计 采用出水三角堰 角度为90 1 每个三角堰的流量 1 q 第 32 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 q1 式3 64 式中 H1 堰上水头 本设计取0 05m H2O 5 2 1 4 1H 代入数据得 q1 0 00078m3 s 2 三角堰个数 n1 1 q 单 Q 式3 65 代入数据得 n1 384 51个 设计取385个 3 三角堰中心距 L1 1 n L 1 1 2 2 n bDbD 式3 66 式中 b1 出水堰距池边距离 设计取0 85m 代入数据得 L1 0 623m m m 图 3 4 二沉池出水堰示意 13 二沉池校核 1 二沉池底部干物质 TSbs SVI tE3 1 1000 式3 67 式中 tE 浓缩时间 设计取1h SVI 污泥体积指数 规定SVI 100mg L 设计采用100mg L 代入数据得 TSbs 10kg m3 2 曝气池内干物质 TSbb R TSrsR 1 式3 68 式中 TSrs 回流污泥中干物质量 TSrs 0 5 0 7 TSbs 设计取TSrs 第 33 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 0 6TSbs 即TSrs 6kg m3 R 污泥回流比 设计采用200 代入数据得 TSbb 4 kg m3 3 污泥沉降比 VSV TSbb SVI 式3 69 式中 qa 表面负荷 一般采用0 8 1 5 设计采用0 9 代入数据得 VSV 400ml L 4 泥水分离区高度 h2 1000 1 1 5 VSV Rqo a 式3 70 代入数据得 h2 2 25m 5 污泥容积 qsv TSbb SVI qa 式3 71 代入数据得 qsv 360l m3 h 6 存储区高度 h3 C tRqsv E 1 45 0 式3 72 代入数据得 h3 0 97m 7 浓缩排泥区高度 h4 C tRqsv E 1 式3 73 式中 C 经验浓度值 C 300t 500 800l m E 3 代入数据得 h4 1 35m 8 总池深 H h1 h2 h3 h4 式3 74 式中h1 清水区高度 设计采用0 5m 代入数据得 H 5 07m1m s 符合规范 3 水头损失计算 1 沿程水头损失 h1 ajL 式3 77 式中 a 比阻 设计采用1 L 二沉池至回流污泥泵房的距离 设计采用60m 代入数据得 h1 0 06m 2 局部水头损失 h2 1 2 3 g v 2 2 式3 78 式中 1 管径为1m的45 弯头局部损失系数 管段内设有四个45 弯头 1 4 0 54 2 16 2 管径为1m的90 弯头局部损失系数 管段内设有两个90 弯头 2 2 1 08 2 16 第 35 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 3 闸门局部损失系数 3 0 06 v 排泥管内流速 v 1 19m s 代入数据得 h2 0 318m 3 总水头损失 h回 h1 h2 式3 79 代入数据得 h回 0 378m 设计采用0 4m 3 回流污泥泵的选择 选用TLW型立式污水泵 型号 350TLW 625B 台数 四台 三用一备 单泵流量 Q 1193m3 h 扬程 H 5 8m 气蚀余量 Hs 2 9m 轴功率 N 30kw 3 3 2 剩余污泥 1 剩余污泥量计算 Q 3600 0 312 kst D 3 8 j 2 1 式3 80 式中 kst 采用钢管 kst 95 D 排泥管管径 设计取0 15m j 水力坡度 设计取0 012 代入数据得 Q 74 25 m3 h 2 排泥管内流速 v 0 397 kst D 3 2 j 2 1 式3 81 代入数据得 v 1 17m s 1m s 符合规范 3 水头损失计算 1 沿程水头损失 h1 ajL 式3 82 式中 a 比阻 设计采用1 第 36 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 L 回流污泥泵房至污泥贮池的距离 设计采用50m 代入数据得 h1 0 6m 2 局部水头损失 h2 1 2 3 g v 2 2 式3 83 式中 1 管径为0 15m的45 弯头局部损失系数 管段内设有两个45 弯头 1 4 0 54 2 16 2 管径为0 15m的90 弯头局部损失系数 管段内设有两个90 弯头 2 2 1 08 2 16 3 闸门局部损失系数 3 0 06 v 排泥管内流速 v 1 17m s 代入数据得 h2 0 126m 3 总水头损失 h剩 h1 h2 式3 84 代入数据得 h剩 0 726m 设计采用0 73m 3 剩余污泥泵的选择 选用WDB无堵塞泵 型号 WDB 100 100 250D 台数 两台 一用一备 单泵流量 Q 80 m3 h 扬程 H 9m 吸程 Hs 5m 轴功率 N 4 17kw 3 3 3 污泥贮池 各构筑物为间歇排泥 污泥贮池设为圆形池 池顶不加盖 设有潜水搅拌 器 污泥在污泥贮池的停留8小时后 自流进入污泥脱水机房 1 污泥量计算 1 回流污泥量 第 37 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 Q回 Q R 式3 85 式中 Q 平均设计流量 1666 7m3 h R 污泥回流比 设计采用200 代入数据得 Q回 3333 4 m3 h 2 剩余污泥量 W Y 进水BOD 出水BOD Q 式3 86 式中 Y 污泥产率 设计采用1 06 Q 平均设计流量 1666 7m3 h 代入数据得 W 8692kg d 3 湿污泥量 Q剩 1 1000P W 式3 87 式中 P 污泥含水率 设计采用99 4 代入数据得 Q剩 1448 7 m3 d 60 4 m3 h 4 总污泥量 Q总 Q回 Q剩 式3 88 代入数据得 Q总 3393 8 m3 h 2 贮泥池容积 V Q剩 t 式3 89 式中 t 停留时间 设计采用8h 代入数据得 V 483 2m3 污泥贮池尺寸 D h V4 式3 90 式中 h 有效水深 设计采用4m 已知V 483 2m3 代入数据得 D 12 41m 设计采用13 5m 3 3 4 污泥脱水机房 污泥脱水机房采用地上式框架结构 第 38 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 1 污泥浓缩 1 污泥浓缩的目的 污泥含水率高 体积非常大 从而对污泥的后续处理造成困难 污泥浓缩 的目的在于减容 2 工艺的选择 污泥浓缩主要有重力浓缩 气浮浓缩和离心浓缩三种方法 设计采用离心 浓缩法 离心浓缩法的原理是利用污泥中的固体 液体的比重差 在离心场所 受到的离心力的不同而分离 虽然离心浓缩法运行费用和机械维修费用较高 但由于离心力几千倍于重力 因此 离心浓缩法占地面积小 造价低 3 设备的选用 1 污泥浓缩机 设备类型 转筛浓缩机 设备台数 一台 设备参数 单机处理量 W 100 m h 3 转筛直径 D 1200mm 转筛长度 L 3800mm 功 率 N 3 0kw 2 辅机 转筛浓缩絮凝反应器 台数 一台 单机处理量 W 100m h 3 直 径 1000mm 电机功率 0 55kw 转筛浓缩反冲洗装置 压 力 0 6MPa 电机功率 4kw 2 污泥脱水 1 污泥脱水前的预处理 污泥进入脱水机前 在污泥中加入助凝剂使污泥颗粒絮凝 比阻降低 改 第 39 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 善脱水性能 提高脱水效果和脱水设备的生产能力 2 设备的选择 1 污泥脱水机 设备类型 卧螺离心式污泥脱水机 设备台数 一台 设备参数 单机处理能力 W 10 18 m3 h 工作时间 t 16h 转鼓直径 D 430mm 长径比 L D 4 1 功 率 N 3 0kw 2 辅机 污泥切割机 台数 一台 单机流量 Q 50 100m3 h 进口压力 0 08MPa 电机功率 5 5kw 污泥进料泵 台数 一台 单泵流量 Q 50 100m3 h 扬 程 0 3MPa 电机功率 30kw 污泥计量泵 台数 一台 最大流量 Q 120m3 h 额定压力 4 0MPa 絮凝剂投配系统 台数 一台 第 40 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 电机功率 3 0kw 药剂泵 台数 两台 单台流量 0 5 1 5m3 h 扬 程 0 4MPa 电机功率 1 5kw 螺旋输送机 台数 一台 输送量 Q 6m3 h 输送长度 6m 电机功率 4kw 第 41 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 第 4 章 污水处理厂的平面及高程布置 4 1 平面布置 污水处理厂的平面布置是指处理构筑物 道路 绿化 及办公楼等辅助构 筑物的平面位置的确定 根据处理厂的规模大小 设计采用1 500的比例尺 的地形图绘制总平面图 4 1 1 平面布置的一般原则 处理构筑物是污水处理厂的主体构筑物 在作平面布置时 根据各构筑物 的功能要求和水力要求 结合地形及地质条件 确定它们在厂区内的平面位置 1 处理构筑物平面布置的一般原则 1 处理构筑物应尽可能的按流量顺序布置 以避免管线迂回 同时应 充分利用地形 以减少土方量 2 构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的位置 运转管理的施工要求 两构筑物之间的距离一般采用 5 10m 3 污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合以利安全和方便管理 并尽可能距沉淀池较近 以缩短污泥路线 4 在选择池子的尺寸和数量时 必须考虑处理厂的远期扩建 在对每 一处理单元进行设计时 应避免在初期运行时有较大的富余能力 2 管渠的平面布置的一般原则 1 污水内管线种类较多 应综合考虑布置 以避免发生矛盾 污水和 污泥管道应尽可能考虑重力自流 2 污水厂内应设超越管 以免发生事故时 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 3 各构筑物都应设放空管 以便故障检修 3 辅助构筑物平面布置的原则 污水厂内的泵房 鼓风机房 办公楼 变配电间 车库 传达室 机修间 仓库 绿化等是厂区内不可缺少的组成部分 其建筑面积大小按具体情况与条 件而定 第 42 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 4 1 2 主要构筑物和建筑物的尺寸 根据厂区的实际建筑面积大小 设计确定污水处理厂主要构筑物及建筑物 的尺寸大小如下表所示 表 4 1 主要构筑物和建筑物的尺寸 序号 名称 数 量 平面尺寸 m2 高度 m 备注 1 粗格栅间 1 9 9 4 2 12 7 钢筋混凝土 2 进水泵房 1 13 7 8 3 13 5 钢筋混凝土 3 细格栅间 1 7 8 5 0 8 24 钢筋混凝土 4 曝气沉沙池 1 34 5 14 4 5 7 钢筋混凝土 5 生物反应池 2 54 4 26 4 7 2 钢筋混凝土 6 配水井 1 6 6 4 65 钢筋混凝土 7 二沉池 2 D 40 10 4 钢筋混凝土 8 紫外线消毒池 1 6 1 7 1 4 钢筋混凝土 9 贮泥池 1 D 13 5 6 钢筋混凝土 10 污泥脱水机房 1 40 5 15 9 7 1 砖混 11 回流污泥泵房 1 10 6 11 4 13 2 钢筋混凝土 12 鼓风机房 1 10 64 3 46 75 钢筋混凝土 13 配电室 1 11 22 3 5 砖混 14 机修间 1 18 13 5 0 砖混 15 仓库 1 20 10 3 5 砖混 16 综合办公楼 1 33 13 10 砖混 17 食堂 1 18 8 5 0 砖混 18 车库 1 7 14 5 0 砖混 19 传达室 1 10 5 3 5 砖混 20 深井泵房 1 砖混 第 43 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 4 2 高程布置 污水处理厂高程布置是指确定各构筑物及水面标高 以确定各构筑物之间 的连接管渠的尺寸以及标高 充分利用污水厂地形 使污水沿处理流程在处理 构筑物之间顺畅的流动 确保污水处理厂的正常运行 4 2 1 二沉池至水体 二沉池出水经紫外线消毒后排入北沙河 因此 二沉池出水口水位应高于北 沙河洪水水位 北沙河20年一遇洪水水位为43 0m 厂区地面标高为45 5m 设计确定二沉 池运行水位为45 6m 1 集水槽 1 集水槽中水位 h1 h0 h2 式4 1 式中 h0 二沉池运行水位 m h2 二沉池到集水井自由跌落 设计采用0 5m 代入数据得 h1 45 1m 2 集水槽底标高 h4 h1 h3 式4 2 式中 h3 集水槽中水深 设计采用0 6m 代入数据得 h4 44 5m 3 集水槽高度 h6 h3 h5 式4 3 式中 h5 集水槽超高 设计采用0 3m 代入数据得 h6 0 9m 2 出水渠 1 出水渠水位 h1 h0 h 式4 4 式中 h0 集水槽水位 m h 二沉池到集水井自由跌落 设计采用0 5m 代入数据得 h1 44 6m 第 44 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 2 出水渠面积 A v Q 式4 5 式中 Q 设计平均流量 m3 s v 出水渠内流水 设计采用1 1m s 代入数据得 A 0 55m 3 出水渠渠宽 B 2 h A 式4 6 式中 h2 出水渠水深 设计采用0 6m 代入数据得 B 0 91m 设计出水渠宽取1 0m 出水口宽采用2 0m 4 局部水头损失 h3 2 2 0 1 2 1 v g B B 式4 7 式中 1 出水口处渐缩局部损失系数 设计采用0 1 B0 出水口宽 m v 出水渠内流速 m s 代入数据得 h3 0 052m 5 总水头损失 hf L1 L2 L3 i h3 h4 h5 式4 8 式中 L1 第一个二沉池至第二个二沉池的渠长 设计采用48m L2 第二个二沉池至紫外线消毒的渠长 设计采用15m L3 紫外线消毒至水体的距离 设计采用50m i 出水渠坡度 设计采用0 002 h3 出水口处局部水头损失 m h4 紫外线消毒局部水头损失 设计采用0 5m h5 计量槽处局部水头 设计采用0 4m 代入数据得 hf 1 18m 第 45 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 则 出水口水位 出水渠水位 总水头损失 44 6 1 18 43 42m 43 0m 满足要求 4 2 2 配水井至二沉池 配水井设两根配水管 单根配水 每根按设计流量的1 5倍计算 则每根 配水管的水量为1 5Q平均 即Q配 1 5 Q平均 0 694m3 s 1 出水管流速 v 2 4 D Q 配 式4 9 式中 D 配水管管径 设计采用1m 代入数据得 v 0 884m s 设计取0 88m s 2 局部水头损失 h1 g v 2 2 2 21 式4 10 式中 1 管径为1m的45 弯头局部损失系数 管段内设有两个45 弯头 1 2 0 54 1 08 2 管径为1m的90 弯头局部损失系数 管段内设有一个90 弯头 2 1 08 v 配水管内流速 v 0 88m s 代入数据得 h1 0 085m 3 总水头损失 hf aiL h1 h2 式4 11 式中 L 配水井至二沉池的管长 取最长管段 设计采用45m i 出水管坡度 设计采用0 00088 h1 配水井局部水头损失 m h2 出水口局部水头损失 设计采用0 2m 代入数据得 hf 0 34m 第 46 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 则配水井出水口水位 二沉池运行水位 总水头损失 45 6 0 34 45 94m 4 堰的出流系数 m0 0 405 3 0027 0 h 式4 12 式中 h3 出水堰堰上水头 设计计算h3 0 157m 代入数据得 m0 0 422 5 堰的出流量 Q m0bh3 3 2gh 式4 13 式中 b 堰宽 设计取6m 代入数据得 Q 0 698m3 s 0 694m3 s 满足要求 则 配水井内水位 出水渠中水位 自由跌落 设计采用0 4m 45 94 0 4 46 34m 4 2 3 配水井至生物反应池 1 进水管流速 v 1 2 4 D Q 式 4 14 式中 D 进水管管径 设计采用1 4m Q 配水井进水管流量 配水井进水管设一条 流量Q 3q 1 389m3 s 代入数据得 v1 0 903m s 2 进水支管流速 v2 2 4 D Q 式4 15 式中 D 进水管管径 设计采用1 4m Q 配水井进水支管流量 配水井进水支管设一条 流量Q 第 47 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 1 5q 0 694m3 s 代入数据得 v1 0 88m s 3 局部水头损失 h1 g v g v 2 2 2 2 321 2 1 1 式4 16 式中 1 管径为1m的90 弯头局部损失系数 进水支管和进水管各设 有一个管径为1m的90 弯头 1 1 08 2 1000 1400异径丁字管局部损失系数 2 1 08 v1 进水管内流速 v1 0 903m s v2 进水管内流速 v 0 88m s 2 代入数据得 h1 0 228m 4 总水头损失 hf ai1L ai L h1 式4 17 122 式中 L1 配水井进水管的管段长度 设计采用24m L2 配水井进水支管的管段长度 设计采用30m i1 配水井进水管坡度 设计采用0 00059 i 配水井进水支管坡度 设计采用0 00088 2 h 局部水头损失 m 1 代入数据得 hf 0 269m 则 反应池出水水位 配水井内水位 总水头损失 46 34 0 269 46 609m 设计采用46 61m 4 堰的出流系数 m0 0 405 2 0027 0 h 式4 18 式中 h2 出水堰堰上水头 设计计算h2 0 178m 第 48 页 青岛理工大学毕业设计 论文 用纸 代入数据得 m0 0 420m 5 堰的出流量 Q m0bh3 3 2gh 式4 19 式中 b 堰宽 设计采用5m 代入数据得 Q 0 698m 3 s 0 694m3 s 满足要求 则 反应池内水位 反应池出水水位 自由跌落 设计采用0 4m 46 61 0 4 47 01m 4 2 4 沉砂池至生物反应池 1 出水管流速 v1 2 max 4 D Q 式4 20 式中 最大设计流量0 602m3 s max Q D 出水管管径 设计采用1m 代入数据得 v1 0 767m s 设计采用0 77m s 2 配水管流速 v2 2 4 D Q 式4 21 式中 Q 配水管设计流量Q 2 max Q 0 301m3 s D 出水管管径 设计采用0 7m 代入数据得 v2 0 78m s 3 局部水