某城市污水处理厂污水处理工艺设计计算书(课程设计)

1 某城市污水处理厂污水处理工艺设计 设 计 计 算 书 专业 环境工程 设计者 学号 指导老师 完成日期 2 目录 第一节格栅 3 1 1 计算依据 3 2 2 计算方法 3 1 3 计算过程 4 第二节曝气沉砂池 6 2 1 一般规则 6 2 2 设计参数 7 2 3 计算过程 7 2 4 沉砂室设计计算 8 第三节初沉池 9 3 1 一些参数的选定 9 3 2 初沉池选型 9 第四节曝气池 11 4 1 工况参数 11 4 2 设计过程 12 第五节二沉池 17 5 1 设计参数 17 5 2 主要尺寸计算 17 5 3 进水系统的计算 18 5 4 出水部分设计 19 5 5 溢流堰设计 19 5 6 排泥部分设计 20 第六节消毒接触池 21 6 1 设计参数 21 6 2 计算过程 21 第七节污泥浓缩池 22 7 1 设计参数 22 7 2 计算过程 22 第八节污泥厌氧消化池 24 8 1 设计参数 24 8 2 一级消化池计算 24 8 3 二级消化池计算 25 8 4 表面积计算 25 第九节污泥脱水设备 26 3 第一节 格栅 1 1 计算依据 重要参数的取值依据取值 安装倾角一般取 60 70 60 栅前水深一般取 0 3 0 5mh 0 4m 栅条间距宽 粗 40mm 中 15 25mm 细 4 10mmb 40mm1 b 25mm2 水流过栅流速一般取 0 6 1 0m sv 0 9m s 格栅受污染物阻塞时水头增大的倍数一般采用 3k 3 栅前渠道超高一般采用 0 3mh 0 3m2 进水渠道渐宽部分的展开角度一般为 20 K 1 5f 栅条断面形状阻力系数计算公式形状系数 栅条尺寸 mm 迎水背水面均为锐边矩形 s b 4 3 2 42 长 50 宽 S 10 1 2 计算方法 主要的计算公式 1 格栅的间隙数 0 5 sin n Qbvh 2 格栅宽度 1 B S nbn 3 通过格栅的水头损失 10 hh k 2 0 sin 2 v h g 4 4 栅后槽总高度 12 H h hh 5 栅前扩大段长度 11 2tanLB B 6 栅后收缩段长度 21 2 LL 7 栅前渠道深 112 Hhh 8 栅槽总长度 2121 0 5 1 0 tanLLLH 9 每日栅渣量 max1 1000f W QWk 1 3 计算过程 1 粗格栅 1 74 77 1 157 sin60 0 04 0 4 0 9n 取 75 根 2 m0 01 74 0 04 75 3 74B 3 渐宽部分取 进水渠道内的流 1 3 50Bm 20 速为 0 8 m s 1 3 74 3 50 2tan200 33Lm 4 2 0 33 2 0 165Lm 5 4 3 1 10 2 42 0 383 40 2 1 0 9 3 0 383sin600 041 2 9 81 hm 6 2 0 33 2 0 165Lm 7 0 7 0 33 0 165 0 5 0 12 40 tan60 Lm 5 8 1 0 4 0 3 0 7Hm 10 b 40mm 时 0 025 污水 1 W 333 10mm 5 3 100 025 1 67 1000 1 50 Wmd 3 0 2 md 选用机械清渣 2 细格栅 1 1 157 sin60 0 025 0 4 0 9n 111 3 取 112 根 2 0 01 111 0 025 112 3 91Bm 3 渐宽部分取 进水渠道内的流速 1 3 70Bm 20 为 0 8 m s 1 3 91 3 70 2tan200 29Lm 4 2 0 29 2 0 145Lm 5 4 3 1 10 2 42 0 715 25 2 1 0 9 3 0 715sin600 077 2 9 81 hm 6 0 4 0 077 0 3 0 777Hm 7 0 7 0 29 0 145 0 5 0 11 44 tan60 Lm 8 1 0 4 0 3 0 7Hm 9 时 污水 b 25mm 1 0 02W 333 10mm 6 5 3 100 02 1 33 1000 1 50 Wmd 3 0 2 md 选用机械清渣 1 进 水 工作平台栅条 中格栅计算草图 第二节曝气沉砂池 2 1 一般规则 1 空气扩散装置设在池的一侧 距池底为 送气管应0 60 9m 设置调节气量的阀门 2 池子的形状应尽可能不产生偏流或死角 池宽与池深比为 池长宽比可达 5 当池长宽比大于 5 时 应考虑设置横1 1 5 向挡板 3 池子的进口和出口布置应防止发生短路 进水方向应与池中 旋流方向一致 出水方向应与进水方向垂直 并宜考虑设置挡 板 4 池内考虑消泡装置 7 5 曝气沉砂池多采用穿孔管曝气 孔径为 距池2 5 6 0mm 底约 0 6 0 9m 2 2 设计参数 水平流速一般取0 060 12 m s 1 0 1 Vm s 污水在池内的停留时间为 1 3min 雨天最大流量时为1 3min 2mint 池的有效水深为 2 3m 2 3 0hm 清除沉砂间隔时间2Td 总变化系数 1 50 Z K 每污水的曝气量为空气 3 m 3 0 10 2m 33 0 2 dmm 城市污水沉砂量 363 30 10 Xmm 污水 池个数2n 2 3 计算过程 1 曝气沉砂池的尺寸设计 1 池子总有效容积 取停留时间 2mint 3 max 60 1 157 2 60 138 84V Qtm 2 水流断面面积 取水平流速 1 0 1 vm s 2 max 1 1 157 11 57 0 1 Q Am v 8 3 池子总宽度 取有效水深 2 3 0hm 2 11 57 3 86 3 0 A Bm h 取池子格数格 每个池子宽度 2n 3 86 1 93 2 B bm n 4 池长 138 84 12 11 57 V Lm A 5 每小时所需空气量 取 33 0 2 dmm max3600 0 2 1 157 3600 q dQ 3 833 04 mh 3 沉砂室设计计算 1 沉砂斗所需容积 5 3 max 66 102 30 4 101 50 10 z QT Vm K 2 沉砂室坡向沉砂斗的坡度 取 每个分0 1 0 5i 0 5i 格有 2 个沉砂斗 共有 4 个沉砂斗 则 3 0 1 4 V Vm 沉砂斗各部分尺寸 设斗底宽 斗壁与水平面的倾角为 斗a 1 1 0am 60 高 砂斗上口宽 沉砂斗容积h0 6m 22 3 011 222 6 h Vaaaa 3 1 2 2 89 2 1 7 2 1 12 1m 沉砂室高度 本设计采用重力排砂 池底坡度为b 坡向砂斗 沉砂室含两部分 一部分为沉砂斗 另一部0 05 分为沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分 9 为两沉砂斗之间隔壁 2 20 23 862 1 70 2 0 13 22 Ba lm 0 2 厚 332 0 050 60 05 0 130 61hhlm 超高 总高度 1 0 3hm 123 0 33 00 613 91Hhhhm 第三节 初沉池 3 1 一些参数的选定 参数取值 表面负荷 33 2 5 qmm d 沉淀时间1 2th 每人每日污泥量0 5 SLd 人 设计人口数35 万 有效水深3 0Hm 池座数2n 两次清除污泥间隔时间4Th 3 2 初沉池的选型 初沉池选用辐流式沉淀池 采用机械刮泥 1 沉淀池表面积 池径 5 2 max 1 10 833 3 2424 2 2 5 Q Am nq 取 1 44 833 3 32 58 A Dm 32 6Dm 2 有效水深 取沉淀时间 1 2th 2 2 5 1 23 0hqtm 10 3 每天污泥量 4 3 0 5 35 104 14 6 10001000 2 24 SNT Vm n 4 污泥斗容积 512 tan 2 1 tan601 73hrrm 池底坡度 2223 5 111 22 1 73 22 1 1 12 7 33 h Vrrrrm 取 0 05i 41 16 32 0 050 715hRrim 5 池底可储存污泥的体积 22 4 2 3 h VRRrr 223 0 715 16 216 2 22 223 64 3 m 共可储存污泥的体积为 足 3 12 12 7223 64236 3VVm 3 14 6m 够 6 沉淀池总高度 12345 Hhhhhh 0 330 50 715 1 756 245m 缓冲层高度 3 h 7 沉淀池周边的高度 123 0 33 00 53 8hhhm 8 径深比校核 合格 2 32 6 310 9D h 出出 出出 出出 出出出出出出 11 第四节 曝气池 本设计采用推流式曝气池 4 1 工况参数 项目参数 曝气时间68 h MLSS 15002000 1 mg L 回流污泥率 2030 BOD 容积负荷 31 0 30 8kg md BOD MLSS 负荷 1 0 20 4 kg kgMLSS d 空气量 33 1 37 mm 流入废水 污泥龄24d BOD 去除率 95 4 2 计算过程 12 1 水处理程度 120 a S 20 e S 100 ae a SS S 12020 100 120 84 7 2 曝气池的计算 采用 BOD MLSS 负荷法计算 A BOD MLSS 负荷率的确定 拟采用 BOD MLSS 负荷率为 校核 1 0 3 kg kgMLSS d 0 0185 20 0 75 0 328 0 847 Ze s K S f N 取值 取值 取最适宜 z K0 0185f0 75 s N0 3 B 确定混合液污泥浓度 X 根据已确定的查表 查得相应的 SVI 值为之间 取 s N100150 SVI 120 66 4 1010 1 210 120 r Xrmg L SVI 回流污泥浓度 r X mg L 回流污泥比 取R0 5 污泥浓度 4 0 5 103333 3300 10 5 1 r R XXmg Lmg L R C 确定曝气池容积 5 3 10130 12010 35 0 328 3300 a s QS Vm N X D 确定曝气池各部位尺寸 设 2 组曝气池 每组容积 3 12010 35 6005 17 22 V Vm 单 取池深 则每组曝气池面积为4 2hm 2 6005 17 1429 80 24 2 V Fm 单 取池宽 介于之间 符合规定 扩散装置8Bm 1 90B h 12 设在廊道一侧 13 池长 1429 80 178 73 8 F Lm B 178 73 822 34L B 10 符合规定 510 LB 设三廊道式曝气池 单廊道长 介于 1 178 73 59 58 33 L Lm 之间 合理 取超高 则池总高度5070 0 3m0 34 5Hhm 3 剩余污泥量 干污泥 rV WaQSbVX 5 0 5 10 0 130 02 0 07 12010 35 3 3 0 753419 21 kg d142 51 kg h 污泥增殖系数 取a0 50 7 0 5 污泥自身氧化率 取b0 040 1 0 07 湿污泥量 3 3419 21 607 9 0 75 10 s r W Qmd fX 污泥量 8 69 V C X V Qd W 4 曝气系统的计算 采用鼓风曝气 有关各项系数如下 氧化每公斤 BOD 需养公斤数 a 2 0 5 kgOkgBOD 污泥自身氧化需氧率 b 2 0 15 kgOkgMLSS d 污水中氧的总转移系数修正系数0 85 污水中氧的饱和度修正系数 0 95 压力修正系数 1 A E 20 A 平均需氧量 3 0 75 33002475 2500 2 5 V XfXmg Lmg Lkg m 14 Ra r QSb v VX 5 10 0 50 11 0 15 12010 35 2 5 1 5 8170 58 kg d 340 44 kg h B 最大时需氧量 2max O Ra r Q Sb 设V VX10003 9 kg d 416 83 kg h 因此 最大时需氧量与平时需氧量之比为 416 83 1 22 340 44 kg h kg h C 每日去除值 5 BOD 5 10 0 117333 33 1 5 rr BODQSkg d D 去除每千克的需氧量 5 BOD 2 225 8170 58 1 11 7333 33 O OkgOkgBOD BOD 5 计算曝气池内平均溶解氧饱和度 本设计采用网状膜型微孔空气扩散器 敷设于池底 淹0 2m 没深 计算温度为 在运行正常的曝气池中 当混合4 0m30 C 液在范围内 混合液溶解氧浓度 C 能够保持在1530 C 左右 最不利情况将出现在温度为的盛夏 1 52 0 mg L 3035 C 故计算水温采用 30 C 5 2 066 1042 t sbs OPb CC A 535 1 013 109 8 104 01 41 10 b PPa B 21 1 100 7921 1 A t A E O E 21 1 0 2 17 5 7921 1 0 2 C 和的氧的饱和度 20 C 30 C 20 9 2 s CCmg L 30 7 63 s CCmg L 5 5 1 41 1017 5 20 9 2 10 12 2 066 1042 sb CCmg L 15 5 5 1 41 1017 5 30 7 63 8 39 2 066 1042 sb CCmg L 计算鼓风曝气池时的脱氧清水的需氧量20 C 0 20 20 1 024 sb T sb RC R CTC 30 20 8170 58 10 12 0 85 0 95 1 8 392 1 024 12859 45 535 81 kg dkg h 0 max 15744 86 656 04 Rkg dkg h 供氧量 0 100 0 3 s A R G E 535 81 100 0 3 20 33 8930 17 148 84 minmhm 33 max 10934 182 23 min s Gmhm 6 空气管路计算 A 去除每的供氧量 5 kgBOD 3 8930 17 2429 23 7333 33 mkgBOD 空气 B 每立方米污水的供氧量 33 5 8930 17 242 14 10 mm 空气污水 C 本系统的空气总用量 除采用鼓风曝气外 本系统还采用空 气在回流污泥井提升污泥 空气量按回流污泥量的 8 倍考虑 污泥回流比 R 取值 这样 提升回流污泥所需空气量为 50 5 3 8 0 5 10 16666 67 24 mh 总需氧量 3 10933 94 16666 6727600 61 mh 8 空气管系统 在相邻的 2 个廊道的隔墙上设 1 根干管 共 5 根干管 每 根干管上设 7 对配气竖管 共 14 根配气竖管 全曝气池总共设 70 条配气竖管 每根竖管的供气量为 16 3 10933 94 156 20 70 mh 曝气池平面面积为 2 59 58 804766 4m 每个空气扩散管的服务面积按计 则需空气扩散器的总数 2 0 49m 为个 4766 4 9728 0 49 为安全计 本设计采用 9800 个空气扩散器 每个竖管上按设的 空气扩散器的数目为个 9800 140 70 每个空气扩散器的配气量为 3 10933 94 1 12 9800 mh 9 空气机的选定 空气扩散装置安装在距曝气池池底处 因此空压机所0 2m 需压力为 空压机供氧量 4 20 2 1 0 9 849PKPa 最大时 33 10934 16666 6727600 67 460 1 minmhm 平均时 33 8930 17 16666 6725596 84 426 61 minmhm 根据所需压力与空气量 决定采用 LG60 型空压机 9 台 该型空压机风压 50Kpa 风量 3 60 minm 正常条件下 7 台工作 2 台备用 高负荷时 8 台工作 1 台备用 17 第五节 二沉池 本设计二沉池池型采用辐流式 进水方式为周边进水 周 边出水 以提高沉淀效果 5 1 设计参数 表面负荷 32 1 5 qmm d 沉淀时间2 33th 有效水深3 5Hm 污泥区容积连续排泥 不大于污泥量2h 池个数2n 池表面污泥体积负荷 2 450 sv qL m h 污泥指数 100 SVImg g 回流污泥比0 5R 5 2 主要尺寸计算 18 1 池表面积 5 2 10 2777 78 24 1 5 Q Am q 2 单池面积 2 2777 78 1388 89 22 A Am 单 3 池直径 设计取 4 42 06 A Dm 单 43Dm 4 沉淀部分有效水深 2 1 5 2 333 5hq Tm 5 沉淀部分有效容积 22 3 2 3 14 43 3 55058 13 44 D Vhm 6 沉淀池底底坡落差 取池底坡度 则 0 05i 4 43 2 0 05 2 0 975 22 D him 7 沉淀池周边 有效 水深 0235 3 50 50 54 5Hhhhm 4m 规范规定辐流式二沉池 0 9 56D H 0 612D H 缓冲层高度 取 3 h0 5m 刮泥板高度 取 5 h0 5m 8 沉淀池总高度 041 4 50 9750 35 775HHhhm 沉淀池超高 1 h0 3m 5 3 进水系统的计算 1 进水配水槽的计算 单池设计污水流量 5 3 110 1 0 5 0 868 22 QR Qms 设 单 出水端槽宽 取 0 40 4 1 0 868 0 9 0 9 0 64 22 Q Bm 0 7m 槽中流速取0 6 m s 19 进水端水深 1 1 0 868 2 1 03 0 6 0 7 Q Hm vB 出水端水深 2 2 21 2 11 1 04 2 Q HHm gB H 2 校核 当水流流速增加一倍时 3 0 868 Qms 0 8 vm s 槽宽 取 0 4 1 0 9 0 868 0 85Bm 0 9m 1 1 0 868 1 21 0 8 0 9 Q Hm vB 取槽宽 槽深 2 2 21 2 11 1 23 2 Q HHm gB H 0 9Bm 1 4Hm 5 4 出水部分设计 1 环形集水槽内流量 3 0 434 2 Q qms 单 集 2 环形集水槽设计 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 为安 0 40 4 0 9 0 9 1 2 0 434 0 693bkqm 集 0 7bm k 全系数 采用 0 51 2 集水槽起点水深为 0 750 75 0 70 525hbm 起 集水槽终点水深为 槽内均取1 251 25 0 70 875hbm 终 1 0m 5 5 出水溢流堰设计 采用出水三角堰 90 1 堰上水头 即三角口底部至上游水面的高度 12 0 05 Hm H O 2 每个三角堰的流量 2 472 473 11 1 3431 343 0 050 0008213 qHms 20 3 三角堰个数 设计取个 1 1 0 868 1056 86 0 0008213 Q n q 单 个1057 4 三角堰中心距 1 11 2 3 14 432 0 7 0 124 1057 LDb lm nn 5 6 排泥部分设计 1 单池污泥量 总污泥量为回流污泥量加剩余污泥量 回流污泥量 5 3 10 0 52083 3 24 R QQ Rmh 设 剩余污泥量 oedv s rr Y SS QK VXX Q fXfX 污泥产率系数 城市污水 取 Y0 40 5 0 5 污泥自身氧化率 城市污水左右 取 d K0 070 065 3 0 75 330024752500 2 5 v XfXmg Lkg m 66 3 1010 1 21200 12 100 r Xrmg Lkg m SVI 5 33 0 5 0 11 100 065 12010 2 5 303 3 12 6 1 3 0 75 12 s r X Qmdmh fX 3 2083 3 12 62096 Rs QQQmh 泥总 3 1048 2 Q Qmh 泥总 单 2 集泥槽沿整个池径为两边集泥 故其设计泥量为 33 1048 524 0 146 22 Q qmhmh 单 集泥槽宽 取 0 40 4 0 9 0 9 0 146 0 417bqm 0 5bm 起点泥深 取 1 0 750 75 0 50 375hbm 1 0 4hm 终点泥深 取 2 1 251 25 0 50 625hbm 2 0 7hm 21 集泥槽深均取 超高 0 9m0 2m 第六节消毒接触池 本设计采用六组四廊道式平流式消毒接触池 消毒采用 投加液氯的方式 6 1 设计参数 水力停留时间 设计投氯量为 消0 5Th 3 05 0 Cmg L 毒池有效水深设计为 设计一座消毒池 分为 3 格 接 1 4 0Hm 触池超高 池底坡度为 0 3m0 05 6 2 计算过程 1 接触池的容积为 5 3 100 5 2083 3 24 VQ tm 设 消毒池池长 每格池宽 符合要求 30Lm 6bm 5 L b 5 接触消毒池总宽 3 618Bnbm 实际消毒池容积 3 1 18 30 42160VBlHm 满足有效停留时间的要求 3 加氯量计算 设计最大投氯量为 每日投氯量为 max 5 0 mg L 选用贮氯量为的 35 max 5 0 1010500 20 8 wQkg dkg h 1000kg 液氯钢瓶 每日加氯量为瓶 共需贮用瓶 每日加氯机 20 512 台 每台投氯量为 配置注水泵 2 台 一备一用 1020 kg h 接触池的高度为 0 3 1 030 0 052 9Hm 22 第七节 污泥浓缩池 本设计采用带有刮泥机及搅动栅的圆形辐流式的重力浓缩 池 7 1 设计参数 混合污泥含水率一般为 9899 5 1 99P 混合污泥固体负荷宜采用 2 2580 kgm d 2 27 Mkg m d 浓缩后污泥含水率宜为 9798 2 97P 浓缩停留时间不宜小于 不超12h24h17Th 有效水深1 3Hm 定期排泥间隔8h 污泥固体浓度 6 Cg L 7 2 计算过程 23 1 浓缩池面积 初沉池污泥量 3 14 6 229 2 md 二沉池 总泥量 浓缩 3 303 3 md 3 29 2303 3332 5 Qmd 池面积 采用 1 个污泥浓缩池 浓缩池直 2 332 5 6 73 9 27 QC Am M 径 44 73 9 9 7 3 14 A Dm 2 浓缩池工作部分高度 1 17 332 5 3 2 2424 73 9 TQ hm A 3 超高取 2 h0 3m 4 缓冲层高度取 3 h0 3m 5 有效水深 1123 3 83Hhhhmm 6 浓缩后污泥体积 3 1 2 2 1 110 8 1 QP Vmd P 7 污泥斗上底直径 下底直径 污泥斗高度900mm400mm 12 5 tan550 36 22 DD hm 8 池底坡度造成的深度 12 4 4 500 9 0 05 0 09 22 DD i hm 9 污泥池总深度 145 3 80 360 094 25HHhhm 浓缩池计算草图 出泥 进泥 上清液 24 第八节 污泥厌氧消化池 本设计采用二级消化工艺 一级消化池为污泥搅拌与加热 消化温度为 设有集气设备 不排出上清液 有机物的3335 C 分解主要在此进行 产气量占总产气量的 污泥重力排入80 二级消化池 二级消化池不加热和搅拌 消化温度保持在 池子设集气设备并撇除上清液 产气量占总产气量的2026 C 消化池的池型选圆柱型 20 8 1 设计参数 1 消化池直径 D