污水处理厂毕业设计

广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 1 城镇生活污水厂处理工艺设计方案城镇生活污水厂处理工艺设计方案 摘摘 要要 本次大赛设计是以相关的资料为依据 设计一座城镇生活污水处理厂 其 日处理量为20000 m 3 dm 由于城市污水的主要成分为有机物 所以本次设计采用了改良型氧化沟工 艺 氧化沟 又称循环曝气池 类似活性污泥的延时曝气法 近年来我国中小 城市污水处理厂采用这一工艺较多 氧化沟目前常用的有卡鲁塞尔氧化沟 奥 贝尔氧化沟 三沟及双沟等交替式氧化沟等几种形式 其中以前两种更为常用 氧化沟的共同特点是污水在循环水池中流动 曝气方式主要采用表曝方式 近年来 也有鼓风曝气方式的氧化沟 也被称作氧化沟池型的普曝 结合了氧 化沟及微孔曝气的优点 改良型氧化沟不设初沉池 处理设施大大简化 氧 化沟具有传统活性污泥法的特点 有机物去除率高 也具有脱氮除磷的功能 改良型氧化沟这种高效 简单的特点 适合大 中 小型污水处理 改良型氧 化沟内缓慢流动时大量有机物被去除 处理后的水达到国家规定的二级排放标 准 允许直接排放入河流和湖泊或用于m 处理后的活性污泥经脱水后可被用作 肥料 本次设计在构想中充分考虑了环境效益与经济效益之间的联系 尽量最大 限度使两者协调 关键词关键词 改良型氧化沟 活性污泥 脱氮除磷 环境效益 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 2 目目 录录 前 言 3 第一篇 设计说明书 3 一 污水厂的设计规模及进出水水质 3 二 处理程度的计算 3 三 城市污水处理设计 4 1 工艺流程的比较 4 2 工艺流程的选择 6 四 污水处理构筑物的设计说明 7 1 粗格栅的设计 7 2 集水井和提升泵房 8 3 细格栅 8 4 沉砂池 9 5 氧化沟 9 6 二沉池 10 7 接触消毒池 10 五 污泥处理构筑物的设计计算 11 1 污泥泵房 11 2 排泥泵房 11 3 污泥浓缩池 11 4 贮泥池及提升泵 12 5 脱水间 12 六 污水厂平面 高程布置 12 1 平面布置 12 2 管道布置 12 3 高程布置 13 第二篇 污水厂设计计算书 13 七 污水处理构筑物设计 13 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 3 1 粗格栅的设计 13 2 集水井与提升泵房 15 3 细格栅的设计 16 4 平流沉砂池的设计 18 5 氧化沟的设计 20 6 二沉池的设计 25 7 接触消毒池与加氯间的设计 27 八 污泥处理构筑物设计 28 1 污泥泵房 28 2 排泥泵房 29 3 污泥浓缩池 29 4 贮泥池及提升泵 31 5 脱水间 32 九 高程计算 32 1 选用管道 32 2 管道计算 33 3 污水厂的高程布置方法 36 4 各构筑物高程确定 36 十 经济分析 37 1 估算范围及编制依据 37 2 固定资产投资估算 37 2 2设备投资 38 3 运行费用计算 39 3 2 2 工资福利开支 39 3 2 3 生产用水水费开支 39 3 2 4 运费 39 3 2 5 维护维修费 39 3 2 6 管理费用 39 3 2 7 运行成本核算 39 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 4 结 论 40 参考文献 40 致 谢 41 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 5 前前 言言 水是人类生产 生活中不可缺少的组成部分 在各个领域内发挥着重要的 作用 但水是不可再生资源 随着人类文明的进步 社会的发展 工农业生产 水平的提高 人类对水资源的污染 破坏确日益严重 水危机威胁着地球 水 污染的防治已进入人类的日程安排 对污水进行排放前的处理 即是控制污染 源 以达到从根本上防止水体污染的目的 本方案的设计对象广州市从化区 近年来 随着该市工农业的发展及人民 生活水平的不断提高 城市生活污水量和工业废水量也相应的大幅度增加 为 保障人民的身体健康 提高生活质量 城市排水问题的解决也日益迫切 本设 计即进行污水处理厂的初步设计 完成污水泵站 污水及污泥处理的方案选择 技术经济分析 工艺设计及部分施工图设计等 本设计的处理对象为城镇生 活污水 主要污染质为悬浮固体 即ss 及溶解和胶体状态的有机污染物 即B OD 因此 采用活性污泥法 具体的工艺流程为 进水 中格栅 集水井 细格栅 平流沉砂池 氧化沟 二沉池 接触池 出水 二沉池剩余污泥 提 升泵 浓缩池 贮泥池 脱水 干泥外运 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 6 第一篇第一篇 设计说明书设计说明书 一 一 污水厂的设计规模及进出水水质污水厂的设计规模及进出水水质 参赛的内容为城镇城镇生活污水处理工程 原水设计水量为20000 m3 d 根据中华人民共和国 环境保护法 水污染防治法 广东省 水 污染物排放限值 DB44 26 2001 小区污水处理站的出水就近排入沙溪水库 根据排放水功能区域划分 需达到 地表水环境质量标准 GB3838 2002 III类水质标准 经过处理后出水水质要求达到广东省 水污染物排放限 值 DB44 26 2001 中第二时段一级标准 进出水水质如表1所示 表1 项目类别CODCrBOD5SSNH4 N 动植 物油 TPPH 进水水质250150200402556 8 出水水质90206010100 56 9 去除率64 86 66 70 75 60 90 二 处理程度的计算二 处理程度的计算 1 的去除率为 5 BOD 66 86 150 20150 2 的去除率为 cr COD 64 250 90250 3 SS的去除率为 70 200 60200 4 NH4 N的去除率为 75 40 1040 5 动植物油的去除率为 60 25 1025 6 TP的去除率为 90 5 5 05 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 7 污水一级处理 三 城市污水处理设计三 城市污水处理设计 1 1 工艺流程的比较 工艺流程的比较 城镇污水处理厂的设计方案 要考虑有效去除和氨氮 污水处理量 5 BOD 不大 一般宜采用氧化沟工艺和SBR工艺 1 1 SBR法 其工艺流程 其工作原理如下 1 流入工序 污水注入 注满后进行反应 方向有单纯注水 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 脱氮应进行相应的处理工作 3 沉淀工序 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污泥作为种泥 5 待机工序 处理水排放后 反应器处于停滞状态等待一个周期 其工艺特点是 1 大多数条件下无设置调节池的必要 2 SVI值较低 易于沉淀 一般情况下不会产生污泥膨胀 3 通过对运行方式的调节 进行脱氮除磷反应 4 自动化程度较高 5 得当时 处理效果优于连续式 6 单方投资较少 7 占地规模大 处理水量较小 1 2氧化沟法 曝气池污水 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 8 其工作流程 污水中格栅提升泵房细格栅沉砂池 氧化沟二沉池接触池处理水排放 其工作原理如下 氧化沟一般呈环形沟渠式 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段 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 取得脱氮的效果 同时 氧化沟法泥龄较长 可以存活时代时间较长的微生物进行特别的反应 如脱氮 除磷 其工作特点 1 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 2 对水量水温的变化有较强的适应性 处理水量较大 3 污泥龄较长 一般长达15 30天 4 污泥产量低 且多已达到稳定 5 自动化程度较高 便于管理 6 占地面积大 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 要提高脱氮效果还可以进一步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 中 小型城市污水处理厂的优选工艺是氧化沟和SBR 它们的共同特点是 1 去除有机物效率很高 有的还能脱氮 除磷或既脱氮又除磷 而且处理 设施十分简单 管理非常方便 是目前国际上公认的高效 简化的污水处理工 艺 也是世界各国中小型城市污水处理厂的优选工艺 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 9 2 在10 104 m3 d规模以下 氧化沟和SBR法的基建费用明显低于常规活性污泥法 A O和 A2 O法 对于规模为 5 10 104 m3 d的污水厂 氧化沟与SBR法的基建费用通常要低10 15 规模越小 两者差距越大 这对缺少资金建污水厂的中小城市很有吸引力 即使在10 104 m3 d规模以下 氧化沟和SBR法的电耗和年运营费用仍高于常规活性污泥法 但如果与基建费用一起来比较 基建费加上20年的运营费总计还是比常规活性 污泥法低些 规模越小 低得越多 规模越大 差距越小 当规模为10 104 m3 d时 两类工艺的总费用大致相当 因此 对于中小型污水厂采用氧化沟与 SBR法在经济上是有利的 3 氧化沟与SBR工艺通常都不设初沉池和污泥消化池 整个处理单元比常 规活性污泥法少50 以上 操作管理大大简化 这对于技术力量相对较弱 管 理水平相对较低的中小型污水处理厂很合适 4 氧化沟和SBR工艺的设备基本上实现了国产化 在质量上能满足工艺要 求 价格比国外设备便宜好几倍 而且也省去了申请外汇进口设备的种种麻烦 5 氧化沟和SBR工艺的抗冲击负荷能力比常规活性污泥法好得多 这对于 水质 水量变化剧烈的中小型污水厂很有利 氧化沟和SBR工艺有上述很多共同特点 也有各自的特点和适用性 在选定 方案时需要仔细分析 1 从基建投资看 SBR工艺是合建式 一般情况下征地费和土建费较 氧化沟低 而设备费较氧化沟高 总造价的高低则要视具体情况决定 a 地价高 对氧化沟不利 b 进水BOD浓度高 反应容积与沉淀容积的比值高 对氧化沟有利 BOD浓度低 反应容积与沉淀容积的比值低 对SBR有利 2 从运营费用看 SBR工艺通常用鼓风曝气 氧化沟工艺通常用机械 曝气 一般说来 在供氧量相同的情况下 鼓风曝气比机械曝气省电 第二方 面 SBR工艺是合建式 不用污泥回流 有的少量回流 氧化沟工艺是分建式 要大量回流 电耗较大 第三方面 SBR工艺是变水位运行 增大了进水提升 泵站的扬程 综合考虑 通常氧化沟工艺的电耗要比SBR工艺大些 运营费要 高些 3 氧化沟工艺是连续运行 不要求自动控制 只是在要求节能时用自动控制 SBR工艺是周期间歇运行 各个工序转换频繁 需要自动控制 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 10 4 SBR工艺是静态沉淀 氧化沟工艺是动态沉淀 因而SBR的沉淀效率更 高 出水水质更好 2 2 工艺流程的选择 工艺流程的选择 综上所述 任何一种方法 都可以达到降磷除氮的效果 且出水水质良好 但相对而言 SBR设计过程复杂 维护要求高 运行对自动控制依赖性强 氧化沟工艺虽然基建一次性投资较大 但是后期运行费用低 易于操作管理 基于对设计的研究 污水处理厂的工艺流程要在达到所要求的处理程度的前提 下 污水处理各单元有机组合 以满足污水处理的要求 综合各方面 该城市 的污水 0 3可生化性较强 日处理量为20000 5 Cr BODCOD 为中小型污水处理厂的规模 综合考虑经济技术等方面的因素 本次 3 md 设计采用氧化沟是适的 城镇污水粗格栅集水井细格栅平流沉砂池 配水井氧化沟二沉池出水接触池 污泥浓缩池 贮泥池 污泥脱水 回流污泥 泥饼外运滤液回流 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 11 四 污水处理构筑物的设计四 污水处理构筑物的设计说明说明 1 1 粗格栅的设计 粗格栅的设计 粗格栅用以截留污水中的较大悬浮物或者漂浮物 以减轻后续处理物的负 荷 用以去除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 理设施的正常运行的装置 格栅的设计应该满足以下要求 a 水泵处理系统前格栅栅条间隙 应符合 人工清渣 25 40mm 机械清渣16 25mm 最大间隙40mm b 在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅 每日栅渣量 0 2m3 一般 应采用机械清渣 c 格栅倾角一般用45 75 机械格栅倾角一般60 70 d 通过格栅的水头损失一般采用0 08 0 15m e 过栅流速一般为0 6 1 0m s 设计参数 栅条宽度b 20mm bnnSB 1 bhv aQ n sin 格栅安装角度 60 栅前水深h 0 4m 过栅流速 0 9m s 栅条的间隙数n 45 v 格栅宽度B 1 34m 栅后槽总高度H 0 802m 栅槽总长度L 2 8m 水头损失0 103m 每日栅渣量W 1 0 3 m d 设计中的各参数均按规范规定的数值来取 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 12 2 2 集水井和提升泵房 集水井和提升泵房 设计集水池为矩形 其尺寸为长A 3m 宽B 4m 高H 5m 池容为70 同时为减少滞流和涡流可将集水池的四角设置成内圆角 并应设置相应的 3 m 冲洗或清泥设施 提升泵的说明 1 泵房进水角度不大于45 2 相邻两机组突出部分的间距 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米 如电动 机容量大于55KW时 则不得小于1m 作为主要通道宽度不得小于1 2m 3 水泵为自罐式 提升泵采用ZWL型直联自吸式排污泵 型号 流量 m3 h 扬程 m 功率 kw 转速 r min 效率 汽蚀 余量 m 自吸 高度 m 自吸 时间 min m 重量 kg ZWL250 420 20 4208551450616 04 52 51020 3 3 细格栅 细格栅 细格栅的设计与粗格栅相似 设计参数 栅条宽度b 10mm 格栅安装角度 60 栅前水深h 0 4m 过栅流速 0 9mv 栅条的间隙数n 90 设计两组格栅 每组格栅间隙数为n 45条 格栅宽度B 1 98m 栅后槽总高度H 0 96m 栅槽总长度L 2 89m 水头损失0 25m 每日栅渣量W 2 0 3 m d 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 13 4 4 沉砂池 沉砂池 沉砂池的作用是去除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较大的无机颗粒下沉 而有机悬浮颗粒则随水流带走 沉砂池设计中 必须按照下列原则 1 城市污水厂一般设置沉砂池 座数或分隔数应不小于2座 并按并联运 行原则考虑 2 设计流量应该按分期建设考虑 当污水自流进入时 应该按照每期的最大设计流量计算 当污水用提升泵送入时 应该按照每期工作水泵的最大组合流量 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 城镇污水的沉砂量可按每105m3污水沉砂量为30 m3计算 其含水率为60 容量为1500kg m3 5 贮砂斗容积应按两日沉砂量计算 贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小 于55 排砂管直径不应小于0 3m 6 沉砂斗的超高不宜小于0 3m 7 除砂一般采用机械方法 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 设计参数 采用平流沉砂池 具有处理效果好 结构简单的特点 分两格 沉砂池长度L 7 5m 池总宽度B 2m 有效水深h2 0 69m 贮泥斗容积0 31 3 m 沉砂斗斗底宽b1 0 5m 斗高 0 45m d h 斗壁与水平面的倾角为55 斗部上口宽 1 13m 2 b 沉砂池总高度H 1 36m 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 14 5 5 氧化沟 氧化沟 本设计采用的是卡鲁赛尔2000 Carrousel 氧化沟 是二级处理的主要构 筑物 是活性污泥的反应器 经氧化沟后 水质得到大大改善 设计参数 设计两组氧化沟 四廊道式 好氧池容积 10593 缺氧池的容积 2648 25 O V 3 m D V 3 m 有效水深H 4 5m 单池沟道宽 B 6m 单沟道直线段长 38 5m i L 缺氧沟沟长单沟道直线长 包括分割处弯道折算为直线段 为 15 83m i L 取16m 给水系统 通过池底放置的给水管 在池底布置成六边形 再加上中心共 七个供水口 利用倒置喇叭口 可以均化水流 减少对膜式曝气管的冲刷 尽 可能的提高膜式曝气管的使用寿命 排水系统 利用双边溢流堰 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 澄清液通过池内的排水渠 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HDS400调速型倒伞形叶轮表面曝气机 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 6 6 二沉池 二沉池 该沉淀池采用中心进水 周边出水的辐流式沉淀池 采用刮泥机进行刮泥 设计2座辐流式二沉池 设计参数 设计进水量 单个沉淀池 Qmax 15000m3 d 0 17m3 s 表面负荷q 1 2 m3 m2 h 水力停留时间 沉淀时间 t 2h 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 15 堰负荷1 42 s m L 沉淀池直径 取26m 有效水深h1 qt 1 2 2 2 4m25 76Dm 二沉池总高度 H 5 07m 污泥区所需存泥容积 3 3 714 mVw 7 7 接触消毒池 接触消毒池 城市污水经过一级或者二级处理以后 水质改善 细菌含量也大幅度减少 但其绝对值仍很可观 并有存在病原菌的可能 因此污水排入水体前应进行 消毒 采用紫外线消毒系统 设计参数 流量Q 20000 231 5 设计一座 3 m d l s BOD5 20mg L 紫外透光率 UVT 65 均悬浮颗粒尺寸 um 出水粪大肠菌群数 个 L 4 10 五 污泥处理构筑物的设计计算五 污泥处理构筑物的设计计算 1 1 污泥泵房 污泥泵房 二沉池活性污泥由吸泥管吸入 由池中心落泥管及排泥管排入 池外套筒阀井中 然后由管道输送至回流泵房 其他污泥由刮泥板刮入污泥井 中 再由排泥管排入剩余污泥泵房集泥井中 选用LXB 900螺旋泵3台 2用1备 单台提升能力为480 提升高度为2 0m 2 5m 3 m h 电动机转速n 48r min 功率N 55kW 回流污泥泵房占地面积 10m 5m 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 16 2 2 排泥泵房 排泥泵房 二沉池产生的剩余活性污泥及其它处理构筑物排出污泥由地下管道自流入 集泥井 污泥浓缩池中 剩余污泥泵 地下式 将其提升至脱水间 处理厂设一座剩余污泥泵房 两座二沉池共用 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污水泥浆泵 Q 7 2 16m3 h H 12 14m 功率N 3kw 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 3 3 污泥浓缩池 污泥浓缩池 采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池 用带栅条的刮泥机刮泥 采 用静压排泥 剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池 设计规定 1 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 污泥时 其含水率为99 2 99 6 2 污泥固体负荷 负荷当为初次污泥时 污泥固体负荷宜采用80 120 当为剩余污泥时 污泥固体负荷宜为30 60 2 kg md 2 kg md 3 浓缩时间不宜小于12h 但也不要超过24h 4 有效水深一般为4m 最低不小于3m 设计参数 每座污泥总流量 1334 4 采用两座 W Q kg d 进泥浓度为10 污泥含水率 99 0 g l 1 P 浓缩后含水率 96 0 污泥固体负荷 45 2 P s q 2 kgSS md 污泥浓缩时间T 13h 贮泥时间t 4h 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 17 浓缩池直径 取6 2m 水力负荷mD15 6 184 0 23 hmmu 有效水深h1 2 39m 取2 4m 浓缩池总高度H 4 36m 4 4 贮泥池及提升泵 贮泥池及提升泵 设计参数 设贮泥池1座 进泥量 2 33 36 66 72 贮泥时间T 12h2 W Q 3 m d 3 m d 贮泥池尺寸 将贮泥池设计为正方形形 3 6 3 6 3 6LBH 污泥提升泵将贮泥池的污泥提升至污泥脱水间 选用1PH污泥泵两台 一 用一备 单台流量Q 7 2 16 扬程H 12 14m 功率N 3kw 泵房平面尺 3 m h 寸L B 4 3m 5 5 脱水间 脱水间 脱水机房尺寸 10 10 m2 泥饼外运填埋 六 污水厂平面 高程布置六 污水厂平面 高程布置 1 1 平面布置 平面布置 各处理构筑物是污水处理厂的主体构筑物 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 确定它们在厂区的平 面布置应考虑 1 贯通连接各构筑物之间的管道应直通 应避免迂回曲折 造成管道不便 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的间距 以满足施工要求 一般间距要 求5 10m 如有特殊要求构筑物其间距应按有关规定执行 4 各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑 以减少占地面积 2 2 管道布置 管道布置 1 应设置超越管 当出现故障时 可直接排入水体 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 18 2 厂区内还应有给水管 生活水管 雨水管线 辅助建筑物 污水处理厂的辅助构筑物有泵房 办公室 集中控制室 变电所 储蓄间 其建筑面积按具体情况而定 辅助构筑物之间往返距离应短而方便 安全 变电所应设于耗氧量大的构筑物附近 化验室影射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之间保持适当距离 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 3 3 高程布置 高程布置 为了降低运行费用 便于维护管理 污水在流动方向上的流动应按重力自流考 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 确定处理构筑物的设计地面标高 注 高程部分的具体计算见设计计算书 第二篇第二篇 污水厂设计计算书污水厂设计计算书 七 污水处理构筑物设计七 污水处理构筑物设计 1 1 粗格栅的设计 粗格栅的设计 格栅是由一组平行的金属栅条制成 斜置在污水流经的渠道上或水泵前集 水井处 用以截留污水中的大块悬浮杂质 以免后续处理单元的水泵或构筑物 造成损害 设计流量Q 20000m3 d 选取污水流量总变化系数Kz 1 5则 最大流量Qmax 1 5 20000m3 d 30000m3 d 0 347m3 s 1 栅条的间隙数n 设栅前水深h 0 4m 过栅流速为 0 9m 粗格栅栅条宽度b 20mm 格v 栅安装角度 60 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 19 n 44 85 取n 45 max sinQ bhv 0 347 sin60 0 02 0 4 0 9 2 格栅宽度B 设栅条宽度为S 0 01m 1 34m 1 BS nbn 0 01 45 1 0 02 45 3 进水渠道渐宽部分长度 1 l 设进水渠宽 0 9m 渐宽部分展开角 20 1 B 1 0 60m 1 1 1 2 BB l tg 1 340 9 220tg 4 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 2 l 0 3m 1 2 2 l l 0 6 2 5 过栅水头损失 1 h 设栅条为矩形断面 取k 3 k为系数 格栅受污物堵塞后 水头损失增 加的倍数 一般k 3 为阻力系数 与栅条断面形状有关 因 43 s b 栅条为矩形断面 2 42 0 102m 2 1 sin 2 hk g 2 43 0 010 9 3 2 42 sin60 0 022 9 81 6 栅后槽总高度H 取格栅前渠道超高 2 0 3hm 栅前槽高0 4 0 3 0 7m 12 Hhh 栅后槽总高0 4 0 102 0 3 0 802m 12 Hhhh 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 20 7 栅槽总长度L 0 6 0 3 0 5 1 0 2 8m 1 12 0 5 1 0 H Lll tg 0 7 60tg 8 每日栅渣量W 为单位体积污水栅渣量 一般取0 1 0 01 1 W 3 33 10 m m 在此取0 05 1 W 3 33 10 m m 为污水流量总变化系数 查资料取1 5 z K 1 0 max1 86400 1000 z QW W K 0 347 0 05 86400 1 5 1000 3 m d 当栅渣量大于0 2时宜采用机械清渣 因此采用机械清渣 3 m d 9 清渣设备 选择GSC1500型旋转式格栅除污机 一台 型号 有效 栅宽 W 设备 宽度 W1 沟渠 宽度 W2 栅齿 间隙 mm 栅网 速度 m min 卸渣高度 H2 格栅倾角 a 电机 功率 KW GSC15001500 1630 1700 3 202 2 用户自定 60 80 1 5 10 计算草图 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 21 1 进 水 工作平台栅条 粗格栅计算草图 2 2 集水井与提升泵房 集水井与提升泵房 采用氧化沟工艺 污水处理系统简单 工艺管线可以充分优化 故污水只考虑 一次提升 污水井提升后进入平流沉砂池 然后自流通过氧化沟 二沉池及接 触池 最后又出水管排出 设计流量Qmax 1 5 20000m3 d 30000m3 d 0 347m3 s 考虑取用4台潜水排污泵 三用一备 则每台泵流量为10000 m3 d 提升泵采用ZWL型直联自吸式排污泵 型号 流量 m3 h 扬程 m 功率 kw 转速 r min 效率 汽蚀 余量 m 自吸 高度 m 自吸时间 min m 重量 kg ZWL250 420 204208551450616 04 52 51020 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 22 根据设计规范 集水池容积采用相当于一台泵的10min流量 即 设计集水池的有效水深为4m 可将其设计 3 10000 10 69 44m 60 24 V 为矩形 其尺寸为3m 4m 池高为5m 则池容为70 同时为减少滞流和涡流可将集水池的四角设置成内圆角 并应设置相应的 3 m 冲洗或清泥设施 3 3 细格栅的设计 细格栅的设计 设计流量Q 20000m3 d 选取污水流量总变化系数Kz 1 5则 最大流量Qmax 1 5 20000m3 d 30000m3 d 0 347m3 s 1 栅条的间隙数n 设栅前水深h 0 4m 过栅流速为 0 9m s 格栅栅条宽度b 10mm 格栅v 安装角度 60 n 89 7 取n 90 max sinQ bhv 0 347 sin60 0 01 0 4 0 9 设计两组格栅 每组格栅间隙数为n 45条 2 格栅宽度B 设栅条宽度为s 0 01m 0 89m 2 1 BS nbn 0 01 45 1 0 01 45 B m 考虑中间隔墙厚0 2m 0 89 20 21 98 3 进水渠道渐宽部分长度 1 l 设进水渠宽 1 5m 渐宽部分展开角 20 1 B 1 0 66 m 1 1 1 2 BB l tg 1 98 1 5 220tg 4 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 2 l 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 23 0 33m 1 2 2 l l 0 66 2 5 过栅水头损失 1 h 设栅条为矩形断面 取k 3 k为系数 格栅受污物堵塞后 水头损失增 加的倍数 一般k 3 为阻力系数 与栅条断面形状有关 43 s b 因栅条为矩形断面 2 42 0 26m 2 1 sin 2 hk g 2 43 0 010 9 3 2 42 sin60 0 012 9 81 6 栅后槽总高度H 取格栅前渠道超高 2 0 3hm 栅前槽高0 4 0 3 0 7m 12 Hhh 栅后槽总高度0 4 0 26 0 3 0 96m 12 Hhhh 7 栅槽总长度L 0 66 0 33 0 5 1 0 2 89m 1 12 0 5 1 0 H Lll tg 0 7 60tg 8 每日栅渣量W 为单位体积污水栅渣量 一般取0 1 0 01 在此取0 10 1 W 3 33 10 m m 1 W 3 33 10 m m 为污水流量总变化系数 查资料取1 4 z K 2 0 max1 86400 1000 z QW W K 0 347 0 10 86400 1 5 1000 3 m d 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 24 当栅渣量大于0 2时宜采用机械清渣 因此采用机械清渣 3 m d 9 设备选型 选择GSC1000型旋转式格栅除污机 两台 型号 有效 栅宽 W 设备 宽度 W1 沟渠 宽度 W2 栅齿 间隙 mm 栅网 速度 m min 卸渣高度 H2 格栅倾角 a 电机 功率 KW GSC10001000113012003 202 2 用户自定 60 80 1 1 10 计算草图如下 栅条工作平台 进 水 细格栅计算草图 4 4 平流沉砂池的设计 平流沉砂池的设计 沉砂池的作用是去除污水中比重较大的无机颗粒 如泥砂等 一般设在初 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 25 沉池之前 或泵站 倒虹管前 常见的沉砂池有平流式 曝气式 涡流式和多 尔沉砂池等 本设计采用平流式沉砂池 其由入流渠 出流渠 闸板 水流部分及沉砂 斗组成 它具有截留无极颗粒效果较好 工作稳定 造价简单 排沉砂较方便 等优点 1 沉砂池长度L 取设计流速v 0 25m s 最大流速时水力停留时间t 30s 则L vt 0 25 30 7 5m 2 水流断面面积A 最大流量Qmax 0 347m3 s 设计1组 采用2个分格 则A Qmax v 0 347 0 25 1 388m2 3 池总宽度B 设n 2格 每格宽取b 1m 则池总宽B nb 2 1 2m 4 有效水深h2 h2 A B 1 388 2 0 69m 介于0 25 1 0m之间 符合要求 5 贮砂斗所需容积V1 设清除沉砂的时间间隔T 2d 则 3 max11 1 66 864000 347 30 2 86400 1 2 101 5 10 z QTX Vm K X1 城市污水沉砂量 一般采用30 106 3 m 6 m Kz 污水流量总变化系数 取1 5 6 每个污泥沉砂斗容积V0 设每一分格有2个沉砂斗 则 V0 V1 1 2 4 0 3 2 2 3 m 7 沉砂斗各部分尺寸及容积V 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 26 设沉砂斗斗底宽b1 0 5m 斗高 0 45m 斗壁与水平面的倾角为55 则沉 d h 砂斗的上口宽 2 b 21 22 0 45 0 51 13 tan55tan55 d h bbm 沉砂斗容积 22223 22 11 0 45 222 2 1 132 1 13 0 52 0 5 0 31 66 d h Vbb bbm 略大于V1 0 3m3 符合要求 8 沉砂室高度 假设采用重力排砂 池底设坡度为0 06坡向砂斗 则坡向沉砂斗长度为 2 2 27 52 1 13 2 62 22 Lb Lm 则沉泥区高度为h3 hd 0 06L2 0 45 0 06 2 62 0 61m 9 沉砂池总高度H 设超高h1 0 3m H h1 h2 h3 0 3 0 69 0 61 1 6m 10 验算最小流量时的流速 在最小流量时只用一格工作 即n 1 最小流量即平均流量 Q 20000m3 d 0 232m3 s min Q 则 0 17 min min 1min Q v n w 0 232 1 1 388 m s 沉砂池最小流速 min v m s 最小流量 min Q 3 m h 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 27 最小流量时沉砂池中水流断面面积 min w 2 m 最小流量时工作的沉砂池数目 个 1 n 沉砂池要求的设计流量在0 15 m s 0 30 m s之间 符合要求 11 砂水分离装置 采用LSF型螺旋砂水分离器 N 0 37kw 12 计算草图如下 出出出出 平流式沉砂池计算草图 5 5 氧化沟的设计 氧化沟的设计 氧化沟其基本特点是污水在一个首尾相接的闭合沟道中循环流动 沟内设 参数螺旋直径 mm 处理量 l s 电机功率 kw 转速 r mi n LSF 32028012 200 375 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 28 有曝气和推动水流的装置 污水在流动过程中得到净化 目前已有工程实例且 广为人知的氧化沟工艺主要有 卡鲁赛尔氧化沟 双沟式氧化沟 三沟式氧化 沟 奥贝尔氧化沟和一体化氧化沟 他们各有其独特的风格和适用性 本设计 采用传统卡鲁赛尔氧化沟 不设初沉池 不考虑污泥稳定 卡鲁赛尔氧化沟的特点是 1 采用叶轮曝气 单台功率可达160KW 而转刷的最大功率只有45kw 减少了设备装置 便于维护管理 2 由于曝气设备搅拌能力强 沟深可增大到5m以上 如果采用双层叶片 曝气机沟深可增大到6m以上 有利于减少占地和保持水温 3 运行管理十分简单 一般不需要自动控制 如果采用自控 是为了降 低能耗和脱氮 4 由于反应池和二沉池分建 使用起来十分灵活 可以替代其他工艺 也可以与其他工艺结合只作为反应池使用 5 沟形可灵活变化 渠道数可多可少 但需双数 形状可以是传统的 沟形 也可以是方形 同心圆形 根据地形条件决定 该污水处理厂日处理水量20000m3 共设计两组氧化沟 进水水质 5 BOD 为160 180 为300 350 为200 250 0 S mg l cr COD mg l SS 0 X mg l 为35 4 NHN mg l 出水水质 为20 为60 为20 5 BOD e S mg l cr COD mg l SS e X mg l 为8 设计最低月平均气温为10 最热月平均气温为25 采 4 NHN mg l 用卡鲁赛尔2000型氧化沟 1 设计流量 采用高日流量Q 1 1000 3 m d 3 m h 2 确定污泥泥龄 c 查资料取消化泥龄 11d co 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 29 反消化泥龄的计算如下 0ee 0 05 o NNSSN 35 0 05 170 20 8 19 5mg l 19 5 170 0 11de 0 o N K S 查表得 0 2 cdD c V V 总泥龄为 13 75d 1 co c cd c 11 1 0 2 缺氧泥龄为 13 75 11 2 75d cdcco 3 计算污泥系数Y 15 0 15 0 1 0 2 0 17 0 751 072 0 750 6 1 0 171 072 T C T C X YK S 0 9 0 75 0 6 230 170 10 15 10 15 1 0 2 0 17 0 75 13 75 1 072 10 17 13 75 1 072 1 07 kgMLSS kgBOD K 结合我国情况的修正系数 取0 9 进水悬浮固体浓度 选取230 0 X mg l T 设计水温 与泥龄计算取相同数值 核算污泥负荷 S L 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 30 0 08 S L 0 0 Ce S Y SS 170 13 75 1 07 17020 kgBOD kgMLSSd 4 确定MLSS X 按设计手册中取值X 4 用污泥回流比反算复核 由于未设初沉池 污泥中 g l 无机物的比重增大 沉降性能提高 故取SVI 120 因为有反硝化 浓缩 mg l 时间 2h E t 回流污泥浓度 3 3 10001000 0 70 727 35 120 RE g Xt l SVI 回流比 120 150 R X R XX 4 7 354 所以X符合要求 5 计算好氧沟容积 10593 0 24 1000 coe O QY SS V X 24 1000 11 1 07 17020 1000 4 3 m Q 反应池设计流量 污泥泥龄 C Y 污泥产率系数 反应池进水浓度 0 SBOD 反应池出水浓度 e SBOD X 曝气池混合液悬浮固体平均浓度 6 计算缺氧池的容积 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 31 2648 25 0 24 1000 cde D QY SS V X 24 1000 1 07 2 75 17020 1000 4 3 m 7 氧化沟总容积 10593 2648 25 13241 25 OD VVV 3 m 其中好氧沟占80 缺氧沟占20 水力停留时间为 0 55125d 13 24h V T Q 13241 25 24000 8 沟形设计 氧化沟采用四廊道式卡鲁赛尔式氧化沟 氧化沟座数 M 2座 每座氧化沟沟 道数m 4 有效水深 H 4 5m 单池沟道宽 B 6m 各部分尺寸计算如下 13241 25 2 6620 625 i V V M 3 m 6620 625 4 5 1471 25 i i V F H 2 m 每座氧化沟沟道总长 按中线计算 1471 25 6 245 21m i F L B 好氧池和缺氧池分割处有两个圆弧 占用了池容 这个池容折算为直线段池长 按3m计算 则每座氧化沟沟道总长为 245 21 3 248 21m 其中弯道 好氧 沟和缺氧沟分隔处的两个弯道不计 长度 3个小弯和1个大弯 为 3 1 L 6 12 94 2m 直线段总长 154 01m 21 LLL 单沟道直线段长 154 01 4 38 5m 2 i L L m 缺氧沟沟长计算 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 32 缺氧沟有效容积占总沟容20 在分割处弧形隔墙折算直线长3m应为缺氧沟和 好氧沟各1 5m 故其沟道长度为 0 2 245 21 1 5 50 5m D L 其中弯道 一个小弯 长度为 6 18 84m 1 L 直线段长度为 50 518 84 31 66m 21D LLL 单沟道直线长 包括分割处弯道折算为直线段 为 31 66 2 15 83m 2 i L L m 取16m 9 计算需氧量 需氧量与去除量 系统内微生物衰减量及氨氮消化量成正比 与硝酸盐反BOD 硝化量成反比 总的消耗量计算如下 2thtot 4 572 86 C OOSNN 1 07 15 15 0 151 072 0 56 10 171 072 T c C T c O 2 kgO kgBOD 3 t0 10 cae SfQSS 1 16 20000 170 20 3480kg d 145kg h 3 10 3 ht0 24 0 05 2 10 e NQ NSS 24 1000 35 0 05 170 20 2 612 kg d 25 5 kg h 3 10 24 1000 19 5 1000 468 kg d 19 5 kg h ot 24 1000 O QN N 2thtot 4 572 86 C OOSNN 1 07 145 4 57 25 5 2 86 19 5 215 915 2 kgO h 广东环境保护工程职业学院第一届广东环境保护工程职业学院第一届 粤绿杯粤绿杯 环境工程设计与模型制作大赛环境工程设计与模型制作大赛 33 单位耗氧量 215 915 145 1 49 2 t O S 2 kgO kgBOD 0 20 0 1 024 S T SW C K CC 25 20 9 2 1 59 0 85 0 9 8 4 1 5 1 024 1 59 215 915 343 30 02S OKO 2 kgO