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环境工程综合设计环境工程综合设计 课程名称 环境工程综合设计 题目名称 1 万吨城市污水综合处理 学生学院 环境科学与工程学院 专业班级 学 号 学生姓名 指导教师 2014 年 3 月 11 日 ii 摘摘 要要 我国城市污水主要分为两类 一是工业生产排放工业废水 二是城市城市污水 排放和集中处理 大量生活污水未经处理直接进入水体造成环境污染 工业废水近年 来经过治理虽有所减少 但城市生活污水有增无减 占水质污染的 51 以上 本设计要求 处理水量为 10000m3 d 的城市生活污水 设计方案 随着污水处理事业的发展 已有多种污水处理工艺在我国污水处理厂中得到了应 用 其中以 A O A2 O 及其变形工艺 氧化沟 SBR 及其变型工艺为主 其它工艺如 AB 工艺 曝气生物滤池 水解 好氧工艺 生物接触氧化工艺 稳定塘 BIOLAK 工艺 土地处理等污水处理工艺也有一定规模的应用 同时 随着我国 城镇污水处理厂污 染物排放标准 GB18918 2002 的实施 以及我国污水处理事业所面临的如下问题 如污水处理厂建设运行费用高的问题 小城镇的水污染问题以及污泥处理问题 使我 国的污水处理工艺向着具有脱氮除磷功能 高效低耗 成熟可靠 适用于小城镇污水 处理厂 污泥产量少且能使污泥达到稳定的方向发展 设计方案最终选择 选择运行成熟稳定有效的 A2 O 活性污泥法工艺处理城市生活污水 A2O 工艺由于不同环境条件 不同功能的微生物群落的有机配合 加之厌氧 缺氧 条件下 部分不可生物降解的有机物 CODNB 能被开环或断链 使得 N P 有机碳被 同时去除 并提高对 CODNB的去除效果 它可以同时完成有机物的去除 硝化脱氮 磷 的过量摄取而被去除等功能 脱氮的前提是 NH3 N 应完全硝化 好氧池能完成这一 功能 缺氧池则完成脱氮功能 厌氧池和好氧池联合完成除磷功能 关键词关键词 城市生活污水 活性污泥 A2 O iii 目 录 第一章第一章 绪论绪论 1 一 设计任务与内容 1 二 设计要求 1 三 设计依据 1 第二章第二章 工艺流程及说明工艺流程及说明 2 一 工艺流程 2 二 工艺流程说明 2 第三章第三章 污水处理构筑物设计计算污水处理构筑物设计计算 3 第一节 中格栅 3 一 设计说明 3 二 设计流量 3 三 设计计算 3 四 机械设备选型 3 第二节 污水提升泵房 3 一 设计说明 3 二 设计参数 3 三 泵房设计计算 3 第三节 沉砂池 3 一 设计说明 3 二 设计参数 3 三 设计计算 3 四 机械设备选型 3 第四节 初沉池设计计算 3 一 设计说明 3 二 设计参数 3 三 设计计算 3 四 机械设备选型 3 第五节 A2 O 设计计算 3 一 设计说明 3 二 设计参数确定 3 一 设计计算 3 四 机械设备选型 3 第六节 二沉池设计计算 3 一 设计说明 3 二 设计参数 3 三 设计计算 3 四 机械设备选型 3 第七节 接触消毒池 3 一 设计说明 3 iv 二 设计参数 3 三 设计计算 3 第四章第四章 污泥处理构筑物设计计算污泥处理构筑物设计计算 3 第一节 回流污泥泵房 3 一 设计说明 3 二 回流污泥泵设计选型 3 第二节 剩余污泥泵房 3 一 设计说明 3 二 设计选型 3 第三节 污泥浓缩池 3 一 设计说明 3 二 设计参数 3 三 设计计算 3 四 机械设备选型 3 第四节 消化池 3 一 设计参数 3 二 设计计算 3 第五章第五章 主要构筑物表主要构筑物表 3 一 主要构筑物一览表 3 第六章第六章 高程计算高程计算 3 一 水头损失计算 3 二 高程确定 3 第七章第七章 恶臭气体的处理计算恶臭气体的处理计算 3 一 恶臭气体的来源及分类 3 二 城市污水处理厂主要处理构筑物恶臭散发率 3 三 恶臭污染物厂界标准 3 四 恶臭气体处理特点 3 五 除臭原理 3 六 本设计中产生恶臭的地方 浓度和气体总量 3 七 除臭工艺 3 八 吸附设计 3 九 风机 电机的选择 3 第八章第八章 参考文献参考文献 3 1 第一章第一章 绪论绪论 一 设计任务与内容 根据所给资料设计一座污水处理厂 污水处理工艺一般包括以下内容 根据城市的现状设计选择厂址 处理工艺流程 设计说明 处理构筑物型式选型说明 处理构筑物或设施的设计计算 主要辅助构筑 物设计计算 主要设备设计计算选择 污水厂总体布置 处理构筑物 主要辅助构筑 物 非标准设备设计图绘制 编制主要设备材料表 二 设计要求 1 1 设计任务 某城市日处理水量 1 万 m3污水处理厂工艺设计 1 2 设计要求 污水处理设施设计一般规定 该市排水系统为合流制 污水流量总变化系统数取 1 2 截流雨季污水经初沉可直接 排人水体 处理构筑物流量 曝气池之前 各种构筑物按最大日最大时流量设计 曝气池之后 包 括曝气池 构筑物按平均日平均时流量设计 处理设备设计流量 各种设备选型计算时 按最大日最大时流量设计 管渠设计流量 按最大日 最大时流量设计 各处理构筑物不应小于 2 组 个或格 且按并开设计 1 3 基本资料 处理水量 10 万 m3 污水水质 CODCr 250mg L BOD5 150mg L SS 220mg L 氨氮 30mg L 2 TP 5 mg L 1 4 污水处理厂设计原则 1 基础数据可靠 认真研究各项基础资料 基本数据 全面分析各项影响因素 充分掌握水质水量的特点 和地域特性 合理选择好设计参数 为工程设计提供可靠的依据 2 厂址选择合理 根据城镇总体规划和排水工程专业规划 结合建设地区地形 气候条件 经全面地分析 比较 选择建设条件好 环境影响小的厂址 3 工艺先进实用 选择技术先进 运行稳定 投资和处理成本合理的污水污泥处理工艺 积极慎重地采用 经过实践证明行之有效的新技术 新工艺 新材料和新设备 使污水处理工艺先进 运行可 靠 处理后水质稳定地达标排放 4 总体布置考虑周全 根据处理工艺流程和各建筑物 构筑物的功能要求 结合厂址地形 地质和气候条件 全面考虑施工 运行和维护的要求 协调好平面布置 高程布置及管线布置间的相互关系 力求整体布局合理完美 5 避免为二次污染 污水处理厂作为环境保护工程 应避免或尽量减少对环境的负面影响 如气味 噪声 固体废物污染等 妥善处置污水处理过程中产生的栅渣 沉砂 污泥和臭气等 避免对环境 的为二次污染 6 运行管理方便 以人为本 充分考虑便于污水厂运行管理的措施 污水处理过程中的自动控制 力求安 全可靠 经济实用 以利提高管理水平 降低劳动强度和运行费用 7 近期远期结合 污水处理厂设计应近远期全面规划 污水处理厂的厂区面积 应按项目总规模控制 并 作出分期建设的安排 合理确定近期规模 8 满足安全要求 污水处理厂设计须充分考虑安全运行要求 如适当设置分流设施 超越管线等 厂区消 3 污水提升泵站 沉砂池 初沉池 厌氧池 缺氧池 好氧池 二沉池 接触池 浓缩池 消化池 消化气体 中格栅 防的设计和消化池 贮气罐及其他危险单元设计 应符合相应安全设计规范的要求 三 设计依据 1 中华人民共和国环境保护法 2 中华人民共和国污水综合排放标准 GB8978 1996 3 室外排水设计规范 GBJ14 87 4 广东省地方标准 水污染物排放限值 DB44 26 2001 5 供 配电系统设计规范 GB50052 92 第二章第二章 工艺流程及说明工艺流程及说明 一 工艺流程 采用 A2 O 工艺 工艺流程图如下 混合液回流 排江 污泥回流 照明等 剩余污泥 4 第二章 污水处理工艺流程说明 2 1 厂址选择 5 污水处理厂位置的选择 应符合城市总体规划和排水工程总体规划的要求 并应根据 下列因素综合确定 厂址必须位于集中给水水源下游 并应设在城市工业区 居住区的下游 为保证卫 生要求 厂址应与城市工业区 居住区保持约 300m 以上距离 厂址宜设在城市夏季最小频率风向的上风侧 及主导风向的下风侧 结合污水管道系统布置及纳污水域位置 污水处理厂选址宜设在城市低处 便于污 水自流 沿途尽量不设或少设提升泵站 有良好的交通 运输和水电条件 有良好的工程地质条件 厂区地形不受水淹 有 良好的防洪 排涝条件 尽量少拆迁 少占农田 同时厂区规划有扩建的可能 预留远期发展用地 2 2 污水处理工艺选择 本设计选择 A A O 或 A2 O 工艺进行污水二级处理工艺 基本原理 厌氧 缺氧 好氧 Anaerobic Anoxic Oxic 简称 A A O 或 A2 O 工艺由厌氧池 缺氧 池 好氧池串联而成 是 A1 O 与 A2 O 流程的结合 是 20 世纪 70 年代由美国专家在 厌氧 好氧除磷工艺基础上开发出来的 该工艺在厌氧 好氧除磷工艺中加入缺氧池 将好氧池流出的一部分混合液流至缺氧池的前端 以达到反硝化脱氮的目的 污水进入厌氧反应区 同时进入的还有从二沉池回流的活性污泥 聚磷菌在厌氧环境 下释磷 同时转化易降解 COD VFA 为 PHB 部分氨氮因细胞的合成而去除 6 污水经过第一厌氧反应器以后进入缺氧反应器 本反应器的首要功能是进行脱氮 硝 态氮通过混合液内循环由好氧反应器传输过来 通畅内回流量为 2 至 4 倍原污水量 部分有机物在反硝化菌的作用下利用硝酸盐作为电子受体而得到降解去除 磷基本无 变化 混合液从缺氧反应区进入好氧反应区 混合液中的 COD 浓度已基本接近排放标准 在 好氧反应区除进一步降解有机物外 主要进行氨氮的硝化和磷的吸收 混合液中的硝 态氮回流至缺氧区 污泥中过量吸收的磷通过剩余污泥排除 厌氧 缺氧 好氧工艺可以同时完成有机物的去除 反硝化脱氮 除磷的功能 脱氮的 前提是氨氮应完全硝化 好氧池能完成这一功能 缺氧池能完成脱氮的功能 厌氧池 和好氧池联合完成除磷功能 2 工艺特点 厌氧 缺氧 好氧三种不同的环境条件和不同类型的微生物菌群的有机结合 能同 时具有去除有机物 脱氮除磷的功能 在同时脱氮除磷 去除有机物工艺中 流程最简单 总的水力停留时间较短 厌氧 缺氧 好氧交替运行下 丝状菌不会大量繁殖 SVI 一般小于 100 不会发生 污泥膨胀 污泥中含磷量高 一般在 2 5 以上 脱氮效果受混合液回流比大小的影响 除磷效果则受回流污泥中挟带溶解氧 DO 和硝 酸态氧的影响 脱氮除磷效果不可能很高 第三章第三章 污水处理构筑物设计计算污水处理构筑物设计计算 第一节 中格栅 7 一 设计说明一 设计说明 粗格栅用以截留水中的大悬浮物或大漂浮物 以减轻后续处理构筑物的负荷 并 保证后续处理设施能正常运行的装置 二 设计二 设计流量流量 平均流量 Qa 10000m3 d 417 m3 h 0 116 m3 s 总变化系数 Kz Qa 平均流量 L s 0 11 Qa 7 2 0 11 2 7 116 1 60 设计流量 Qmax Qmax Kz Qa 1 60 10000 16000 m3 d 667m3 h 0 185 m3 s 三 设计计算三 设计计算 1 栅条间隙数 n 栅条的间隙数 n 个 bhv Q n sin max 式中 Qmax 最大设计流量 m3 s 格栅倾角 取 60 b 栅条间隙 m 取 b 0 026m n 栅条间隙数 个 h 栅前水深 m 取 h 0 6 m v 过栅流速 m s 取 v 0 9 m s 则 n 0 0 185sin60 0 02 0 6 0 9 15 94 个 8 取 n 16 个 则每组中格栅的间隙数为 16 个 2 栅条宽度 B 设栅条宽度 S 0 01m 栅槽宽度一般比格栅宽 0 2 0 3 m 取 0 2 m 则栅槽宽度 B2 S n 1 bn 0 2 0 01 16 1 0 026 16 0 2 0 766m 0 8m 则栅槽总宽度 B 0 8m 3 进水渠道渐宽部分的长度 L1 设进水渠道 B1 1 0 m 其渐宽部分展开角度 1 20 0 进水渠道内的流速为 0 7 m s 687 0 20tan2 0 15 1 tan2 0 1 1 1 m BB L 4 格栅与出水总渠道连接处的渐窄部长度 L2 m 344 0 2 687 0 2 1 2 m L L 5 通过格栅的水头损失 h1 m h1 h0k 0 h 3 4 2 2 sin b S g v 式中 h1 设计水头损失 m h0 计算水头损失 m g 重力加速度 9 81m s2 k 系数 格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数 一般采用 3 阻力系数 与栅条断面形状有关 设栅条断面为锐边矩形断面 2 42 g k v b S khh 2 sin 2 3 4 01 9 6 19 360sin9 0 02 0 01 0 42 2 02 3 4 0 103 m 6 栅槽总长度 L m L tan 0 15 0 1 21 H LL 式中 H1为栅前渠道深 m 21 hhH 0 60tan 3 06 0 0 15 0344 0 687 0 L 3 05 m 7 栅后槽总高度 H m 设栅前渠道超高 h2 0 3m H h h1 h2 0 6 0 103 0 3 1 003 m 8 每日栅渣量 W m3 d Z K WQW 1000 1 86400 1max 式中 W1为栅渣量 m3 103m3污水 格栅间隙 16 25mm 时 W1 0 10 0 05m3 103m3污水 本工程格栅间隙为 20mm 取 W1 0 07 0 699 m3 d 0 2 m3 d 86400 0 185 0 07 1000 1 60 W 采用机械清渣 9 计算草图如下 10 图3 粗格栅计算草图 栅条工作平台 进 水 四 机械设备选型四 机械设备选型 采用 HF 型回转式格栅除污机 可连续自动清除污水中细小的毛发 纤维及各种悬 浮物 该设备由电动减速机驱动 牵引不锈钢链条上设置的多排工程塑料齿片和栅条 将漂浮污物送上平台上方 齿片与栅条旋转过程中自行将污物挤落 属于自清式污机 的一类 根据上述计算选 HF1100 回转式格栅机 第二节 污水提升泵房 一 设计说明一 设计说明 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 二 设计参数二 设计参数 设计流量 Qa 1 104m3 d 417 m3 h 0 116 m3 s 最大流量 Qmax Kz Qa 1 60 10000 16000 m3 d 667m3 h 0 185 m3 s 泵房工程结构按远期流量设计 11 三 泵房设计计算三 泵房设计计算 采用 A2 O 工艺方案 污水处理系统简单 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 A2 O 二沉池及接触池 最后由出水管道排出 各构筑物的水面标高和池底埋深见第五章的高程计算 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 再根据最大流量 0 185m3 s 667m3 h 采用 1 台 MF 系列污水泵 单台提升流量 690m3 s 采用 MF 系列污水泵 12MN 14B 2 台 一用一备 该泵提升流量 690m3 h 扬程 11 5m 转速 970r min 功率 37kW 占地面积为 即为正方 2 9 981m 形边长为 9m 泵房 高 12m 泵房为半地下式 地下埋深 7m 地上 5m 水泵为自灌式 计算草图如下 进水总管 粗格栅 吸水池最 底水位 图2 污水提升泵房计算草图 0 00 12 第三节 沉砂池 一 设计说明一 设计说明 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 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 二 设计参数二 设计参数 设计流量 Q 1104m3 d 417m3 h 设计流量 33 max667 0 185 Qmhms 设计水力停留时间st50 水平流速smv 25 0 三 设计计算三 设计计算 1 长度 mvtl 5 125025 0 2 水流断面面积 2 max 0 185 0 74 0 25 V AQvm 3 池总宽度 有效水深 2 0 74 0 74 1 BA hm mh1 2 取 n 1 格 每格宽 0 74 b 10 741m 1 Bm 4 沉砂斗容积 3 max 66 864000 185 30 2 86400 0 101 60 10 V Z QXT Vm K 0 6 排砂周期 T 2d 城市污水沉砂量 X 30m3 106m3 5 每个沉砂斗的容积 V0 设每格有 2 格沉砂斗 则 3 0 0 6 0 3 2 Vm 6 沉砂斗各部分尺寸 设贮砂斗底宽 b1 0 5m 斗壁与水平面的倾角 60 贮砂斗高 h 3 1 0m 贮砂斗的上口宽 b2 13 mb tg h b65 1 60 2 1 3 2 7 贮砂斗容积 V1 322 212131 27 1 5 065 1 5 065 1 0 1 3 1 3 1 mSSSShV 8 沉砂室高度 h3 设采用重力排砂 池底坡度 i 6 坡向砂斗 则 mbbLhlhh27 12 2 065 12 5 12 06 0 0 12 2 06 0 06 0 23233 9 池总高度 H 取超高mh3 0 1 mhhhH57 2 27 1 0 13 0 321 10 核算最小流速 min v 符合要求 min v 0 185 0 185 0 15 1 1 1 m sm s 11 计算草图如下 出出 出4 出出出出出出出出出出 出出 四 机械设备选型四 机械设备选型 选用行车提板式刮砂机 MP 系列新型刮油机专为平流沉砂池设计的既可刮油又可 14 刮砂 选用 1MP 刮砂机 适用于池宽 1m 刮砂速度 1 5m min 电机功率 2 6 6kw 第四节 初沉池设计计算 一 设计说明一 设计说明 用于除去部分的悬浮物和部分的 BOD COD 等污染物 二 设计参数二 设计参数 平均流量 Qa 10000m3 d 417 m3 h 0 116 m3 s 设计流量 Qmax Qmax Kz Qa 1 60 10000 16000 m3 d 667m3 h 0 185 m3 s 表面负荷 q 2 0m3 m2h 沉淀时间 t 1h 三 设计计算三 设计计算 总的有效沉淀面积 2 max 677 333 5 2 Q Am q 设一个沉淀并联排列 一个沉淀池有效沉淀面积为 A1 2 333 5 333 5 11 A m 池子直径 D 1 4A 4 333 5 20 6121 3 14 m 沉淀部分有效水深 h2 qt 2m2 1 沉淀部分所需容积 15 V m3 max Q t n 667 1 667 1 污泥部分所需容积 V Q C1 C2 24 100T 100 n 0 V 417 200 20 10 624 100 4 1 100 99 1 24 V 7 20m3 其中 Q 日平均流量 m3 h T 两次清泥间隔时间 d C1 进水悬浮物浓度 t m3 C2 出水悬浮物浓度 t m3 污泥密度 t m3 约等于 1 污泥含水率 0 说明 采用机械排泥时 T 4h 浓缩池脱水机房上清液至初沉池 所以剩 1 3 安全系数 污泥斗容积 设污泥斗上部分半径 r1 2m 污泥斗下部半径 r2 1m 倾角 60 污泥斗高度 h5 r1 r2 tg 2 1 tg 1 73m 60 污泥斗容积 V1 h5 r12 r1r2 r22 22 2 1 12 12 7m3 3 1 73 3 沉淀池总高度 设超高 h1 0 3m 缓冲层高 h3 0 5m H h1 h2 h3 h4 h5 0 3 2 0 5 0 4 1 73 4 93m 沉淀池池边高度 H h1 h2 h3 0 3 2 0 5 2 8m 径深比 24 2 12 2 D h 在曝气沉沙池与后续的生物处理构筑物之间设一个超越管 超越管直径 D 800mm 铸铁管 V 1 004m s 16 2 座初沉池采用套筒式配水井进行配水 四 机械设备选型四 机械设备选型 选用中心传动刮泥机 型号为 CG18A3 5 第五节 A2 O 设计计算 一 设计说明一 设计说明 进入生化处理构筑物水质指标确定 设计进水水质 CODCr 250mg L BOD5 S0 150mg L NH3 N 30mg L 磷酸盐 以 P 计 5mg L 设计出水水质 COD 40mg L BOD5 Se 20mg L NH3 N 10mg L 磷酸盐 以 P 计 0 5mg L 二 设计参数确定二 设计参数确定 设计流量 Q 1 104m3 d 最大流量 Qmax Kz Qa 1 60 10000 16000 m3 d 417m3 h 0 185 m3 s BOD5污泥负荷 NS 0 13kgBOD5 kgMLVSSd 回流污泥浓度 XR 6600mg L 污泥回流比 R 100 一 设计计算 1 BOD5污泥负荷 N 0 13kgBOD5 kgMLSS d 2 回流污泥浓度 XR 6600mg L 3 污泥回流比 R 100 4 混合液悬浮固体浓度33006600 11 1 1 R X R R X 5 反应池容积 V 3 0 QS16000 100 NX0 13 3300 Vm 3729 6 6 反应池总水力停留时间 V3729 6 0 235 59 Q16000 tdh 7 各段水力停留时间和容积 17 厌氧 缺氧 好氧 1 1 3 厌氧池水力停留时间 池容 ht118 159 5 2 0 厌 3 0 2 3729 6Vm 厌 745 92 缺氧池水力停留时间 池容 ht118 159 5 2 0 缺 3 0 2 3729 6Vm 缺 745 92 好氧池水力停留时间 池容ht354 3 59 56 0 好 3 0 6 3729 6Vm 好 2237 76 8 厌氧段总磷负荷 0 417 118 5 0 0047 3300 745 92 Q TP kgTN kgMLSSd XV 厌 9 反应池主要尺寸 反应池总容积 3 3729 6Vm 设反应池 1 组 单组池容 3 123729 6 13729 6VVm 单 有效水深mh0 4 单组有效面积 2 V3729 6 932 4 h4 0 Sm 单 单 采用 5 廊道式推流式反应池 廊道宽6bm 单组反应池长度 取 31 00m 932 4 31 08 5 6 S Lm B 单 校核 满足 6 4 01 5b h 2 1 hb 满足 31 65 17L b 105 bL 取超高为 1 0m 则反应池总高mH0 50 10 4 10 剩余污泥量计算 333 0 1008 0 1 6 0 1 cd obs K Y Y 计算系统排除的以挥发性悬浮固体计的干污泥量 3 0 0 333 16000 15020 10 692 64kg d obse XY Q SSkg d 计算总排泥量 692 64 865 8 0 8 kg d 剩余污泥含水率按 99 计算 每天排放湿污泥量 33 865 800 8658 0 8658tm86 58m 1000100 99 干泥 11 反应池进 出水系统计 进水管进水管 18 单组反应池进水管设计流量 3 1 116000 1 864000 185 QQms 管道流速smv 8 0 管道过水断面面积 2 1 0 185 0 80 23AQVm 管径 44 0 23 0 54 A dm 取出水管管径 DN600mm 校核管道流速 2 0 1850 185 0 65 0 6 0 283 2 Q vm s A 回流污泥渠道 回流污泥渠道 单组反应池回流污泥渠道设计流量 QR 3 16000 10 185 1 86400 R QR Qms 渠道流速smv 8 0 取回流污泥管管径 DN600mm 进水井 进水井 反应池进水孔尺寸 进水孔过流量 3 2 16000 1 1 1 0 370 86400 QRQms 孔口流速smv 6 0 孔口过水断面积 2 0 370 0 62 0 6 Q Am v 孔口尺寸取mm7 02 1 进水竖井平面尺寸mm5 25 2 出水堰及出水竖井出水堰及出水竖井 按矩形堰流量公式 2 3 2 3 3 866 1 242 0 bHbHgQ 3 3 1 0 740 QRRQms 内 式中 堰宽 mb5 7 H 堰上水头高 m 22 3 33 0 740 0 14 1 861 86 7 5 Q Hm b 出水孔过流量 3 43 0 740 QQms 孔口流速smv 6 0 19 孔口过水断面积 2 0 740 1 23 0 6 Q Am v 孔口尺寸取mm0 10 2 进水竖井平面尺寸mm0 25 2 出水管出水管 单组反应池出水管设计流量 3 53 0 740 QQms 管道流速smv 8 0 管道过水断面积 2 5 0 74 0 925 0 8 Q Am v 管径 44 0 925 3 14 A dm 1 08 取出水管管径 DN1100mm 校核管道流速 5 2 0 74 0 78 1 1 2 Q vm s A 12 曝气系统设计计算 设计需氧量 0 22 16000 15020 1 421 42 692 64 3210 78 0 680 68 X Q SS QPkgOd 空气量计算 采用鼓风曝气 设曝气扩散器安装距池底 0 2m 则扩散器上静水压 4 8m 其他相 关参数选择 曝气设备堵塞系数 F 去 0 8 采用管式微孔扩散设195 0 7 0 值取 值取 备 EA 18 扩散器压力损失 4kPa 水中溶解氧饱和度为 9 17mg L20 C a 空气扩散器出口处绝对压力 P 9 8H b P 3 10 1 013 b P 535 a 109 8 104 81 48 10 P b 空气离开曝气池面 氧的百分比 9 17 100 18 0 1 2179 18 0 1 21 100 1 2179 121 0 A A E E 20 式中 空气扩散器氧的转移效率 取 18 A E C时曝气池混合液平均氧饱和度20 C 0 5 5 5 2 026 1042 1 48 1017 9 9 1710 60 2 026 1042 d SS P CC mg L d 换算为在条件下 脱氧清水的充氧量20 C 即 2 20 s 20 20 20 1 204 3210 78 9 17 0 7 0 95 1 10 602 1 2040 8 6957 3 289 9 s T sb T QC Q CCF kg dkg h e 曝气池供气量 33 s 289 9 5752 0 280 28 18 s A Q Gmhmh E 鼓风机出口风压计算 df 4 8 9 845 5359 5 a pHhhkP 安全余量 空气管系统计算 21 空气管路计算图 1 2m 38m 0 8 0 6 0 3 0 6 1615 14 13 12 11 10 9 6 5 6 0 5 5 5 52 55 0 12m 10 9 876 5 4 3 2 按曝气池平面图 布置空气管道 在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管 共 5 根干管 在每根干管上设 5 对配气竖管 每根竖管供气量为 取 120 h 3 5752 115 04 50 mh 3 m 曝气池平面面积为 2 5 6 31930m 每个空气扩散器服务面积 0 49 则所需空气扩散器数为 2 m 个 930 1898 0 49 每个竖管上安设空气扩散器的数目为 个 1898 38 50 每个空气扩散器的配气量为 3 5752 3 03 1898 mh 四 机械设备选型四 机械设备选型 1 空压机选定 22 空气扩散装置安装在距曝气池池底 0 2m 处 因此空压机所需压力 为 P K 40 3 19 847 04 a P 空压机供气量 m3 min 5752 95 87 60 根据所需压力及空气量决定采用 6 台 YA00L 4 型罗兹鼓风机 2 台备用 YA00L 4 型罗兹鼓风机升压 49KPa 供气量 17 15 m3 min 功率 22KW 2 混合液回流泵选定 选用 QZ 型轴流式潜水电泵 3 台 2 用一备 型号为 350QZ 100 流量 1188m3 h 扬程 4 21m 转速 1450r min 轴功率 17N kw 配用轴功率 22N kw 叶轮直径 300mm 效率 80 5 第六节 二沉池设计计算 一 设计说明一 设计说明 为了使泥水分离以及混合液澄清 污泥浓缩并将分离得污泥回流到生物处理段 改善回流污泥得浓度和活性污泥处理系统的出水水质 本设计采用 2 座普通辐流式二 次沉淀池 中心进水 周边出水 去除腐殖污泥 指生物法中的剩余污泥 二 设计参数二 设计参数 设计流量 Q 1 104m3 d 417m3 h 最大流量 Qmax Kz Qa 1 60 10000 16000 m3 d 667m3 h 0 185 m3 s 表面负荷 qb范围为 1 0 1 5 m3 m2 h 取 q 1 5 m3 m2 h 固体负荷 qs 140 kg m2 d 水力停留时间 沉淀时间 T 2 5 h 堰负荷 取值范围为 1 5 2 9L s m 取 2 5 L s m 23 三 设计计算三 设计计算 1 沉淀池面积 设两座沉淀池 n 2 按表面负荷算 m2 max 667 444 7 1 1 5 b Q A nq 2 沉淀池直径 取 D 24m 44 444 7 23 8 3 14 A Dm 有效水深为 h1 qbT 1 5 2 5 3 75m2Qw 2 7 3m3 h 选用 1PN 污泥泵 Q 7 2 16m3 h H 14 12m N 3kW 3 剩余污泥泵房 占地面积 L B 4m 3m 29 第三节 污泥浓缩池 一 设计说明一 设计说明 采用 1 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 二 设计参数二 设计参数 进泥浓度 10g L 污泥含水率 P1 99 0 每座污泥总流量 W 865 8kg d 86 58m3 d 3 61m3 h 设计浓缩后含水率 P2 96 0 污泥固体负荷 qs 45kgSS m2 d 污泥浓缩时间 T 13h 贮泥时间 t 4h 三 设计计算三 设计计算 1 浓缩池池体计算 每座浓缩池所需表面积 2 s 86 58 19 24 q45 W Am 浓缩池直径 取 D 5 0m 44 19 24 4 95 3 14 A Dm 水力负荷 3232 2 86 58 4 41m 0 18 2 5 V um dmm h A 剩 有效水深 h1 uT 0 18 13 2 34m 取 h1 2 4m 浓缩池有效容积 30 V1 A h1 19 24 2 4 46 18m3 2 排泥量与存泥容积 浓缩后排出含水率 P2 96 0 的污泥 则 33 1 2 10010099 86 5821 64 0 90 10010096 P VVmdmh P 剩剩 按 4h 贮泥时间计泥量 则贮泥区所需容积 V2 4 4 0 90 3 60m3 剩 V 泥斗容积 m3 3 2 221 2 1 4 3 rrrr h V 8 2 6 06 01 11 1 3 2 114 3 22 式中 h4 泥斗的垂直高度 取 1 2m r1 泥斗的上口半径 取 1 1m r2 泥斗的下口半径 取 0 6m 设池底坡度为 0 08 池底坡降为 h5 0 08 5 02 2 0 112 2 m 故池底可贮泥容积 3 2 111 2 1 5 4 rrRR h V 223 3 14 0 112 2 52 5 1 1 1 1 1 12 3 m 因此 总贮泥容积为 33 342 2 8 1 123 923 60 w VVVmVm 满足要求 3 浓缩池总高度 浓缩池的超高 h2取 0 30m 缓冲层高度 h3取 0 30m 则浓缩池的总高度 H 为 54321 hhhhhH 2 4 0 30 0 30 1 2 0 11 4 31m 31 4 浓缩池排水量 V Vw 3 60 0 90 2 70m3 h V剩 5 浓缩池计算草图 图8 浓缩池计算草图 出泥 进泥 上清液 四 机械设备选型四 机械设备选型 选用悬挂式污泥浓缩刮泥机 NG 8 型中心传动浓缩机 池径 D8m 池深 H3 3 5m 周边线 速度 1 1r min 电机功率 0 37 0 55 kW 第四节 消化池 一 设计参数一 设计参数 进泥量 经浓缩排出含水率 P2 96 的污泥 2 2 35 5 71m3 d 设消化池 1 座 V剩 污泥龄 dVc20 二 设计计算二 设计计算 池容为 32 V Vc 21 64 20 432 8m3 V剩 池体设计 采用中温两级消化 容积比一级 二级 2 1 则一级消化池总容积为 300 m3 用 2 座池 二级消化池总容积为 150 m3 用 1 座 消化池直径用 D6m 集气罩直径的 d3 2m 高 h4 2m 池底直径 d2 2m 锥角采用 150 故m 0 23 62 tan150 54 2 hh 消化池柱体高 h1 5m 消化池各部分容积 集气罩容积 3 2 4 2 3 4 28 6 2 4 214 3 4 mh d V 上盖容积 2222 3 33 33 1166 22 3 14 0 547 35 3434 Dd Dd Vhm 下锥体容积 V2 V3 柱体容积 22 3 11 3 14 6 5141 3 44 D Vhm 故消化池有效容积 V V1 V2 V3 V4 162 28 18m3 150 m3 消化池各部分表面积 2 2 34 2 34 7 152214 3 4 214 3 4 mdhdA 上盖面积 2 3 33 3 140 54 62 26 21 2sin2sin15 h ADdm 下锥体表面积 22 2 22 22 3 14 23 14 62 15 7 42sin42 dh ADdm 消化池柱体表面积 2 11 3 14 6 594 2ADhm 故消化池总表面积151 81m2 4321 AAAAA 消化池产生的气体用于照明等 33 第五章第五章 主要构筑物表主要构筑物表 一 主要构筑物一览表一 主要构筑物一览表 主要构筑物一览表 序 号 名称规 格 数 量 设计参数主要设备 1中格 栅 L B 3 05 0 8m 1 座 设计流量 Q max 16000m3 d 栅条间隙 e 26mm 栅前水深 h 0 6m 过栅流速 v 0 9m s HF1100 型旋转式格栅除污机 2 台 螺旋压榨机 300 1 台 螺旋输送机 300 1 台 钢闸门 1 6 1 3m 2 扇 手动启闭机 2 台 34 2提升 泵房 L B 9m 9m1 座 设计流量 Q 417m3 h 单泵流量 Q 542m3 h 设计扬程 H 10 8m 选泵扬程 H 12m 采用 12MN 14B 型潜水污泥泵 3 台 1 用 1 备 钢闸门 1 4m 1 4m 2 扇 手动启闭机 2 台 手动单梁悬挂式起重机 1 台 3 平流 式沉 砂池 L B H 12 5m 2 3m 1 座 设计流量 Qh 417m3 h 水平流速 v 0 25m s 有效水深 H1 1m 停留时间 T 50s 贮砂时间为 T 2d 选用 1MP 刮砂机 2 台 适 用于池宽 1m 刮砂速度 1 5m min 电机功率 2 6 6kw LSSF 355 螺旋式砂水分离器 2 台 其处理量为 27L s 4 初次 沉淀 池 D H 21m 22m 1 座 沉淀时间为 t 1 5h 贮泥时间为 T 2d 选用中心传动刮泥机 型 号为 CG18A3 5 7 生物 反应 池 D H 21m 22m1 座 BOD5污泥负荷 NS 0 13kgBOD5 kgM LVSSd 回流污泥浓度 XR 6600mg L 污泥回流比 R 100 剩余污泥含水率 99 缺氧池共有两段 每段分成 3 格 每格内设潜水搅拌机 1 台 共 6 台 回流污泥泵房内设 3 台潜污泵 2 用 1 备 厌氧池有一段 分成 3 格 每 格内设潜水搅拌机 1 台 共 3 台 好氧池采用微孔曝气器 3 廊 道好氧段 8 二沉 池D 24m1 表面负荷 取 q 1 5 m3 m2 h 固体负荷 qs 140 kg m2 d选用周边传动刮吸泥机 35 H 7 1m座水力停留时间 沉淀 时间 T 2 5 h 堰负荷 取 2 0 L s m 型号为 ZBXN 26 A 9 回流 污泥 泵站 L B 10m 6m1 座 设计流量 QR 3 61m3 h 设计扬程 H 2 0m H2O 选泵扬程 H 6m H2O 选用 LXB 40 螺旋泵 2 台 1 用 1 备 单台提升能 力为 40m3 h 提升高度为 2 0m 2 5m 电动机转速 n 110r min 功率 N 2kW 10 混合 液回 流泵 站 L B 10m 6m 1 座 设计流量 QR 417m3 h 设计扬程 H 2 0m H2O 选泵扬程 H 4 21m H2O 选用 QZ 型轴流式潜水电泵 3 台 2 用一备 型号为 350QZ 100 流量 1188m3 h 扬程 4 21m 转 速 1450r min 轴功率 17N kw 配用轴功率 22N kw 叶轮直径 300mm 效率 80 5 11 接触 消毒 池 L B H 32 4m 7 2 m 2 3m 1 座 渠中流速为 0 3m s实际选用 JWH 310 1 机 械混合搅拌机 浆板深度 为 1 5m 浆叶直径为 0 31m 浆叶宽度 0 9m 功率 4 0Kw 选用贮氯量为 120kg 的液 氯钢瓶 每日加氯量为 3 4 瓶 共贮用 12 瓶 每日加氯 机两台 单台投氯量为 36 1 5 2 5kg h 12 污泥 浓缩 池 D 7m H 4 53m 1 座 进泥含水率 P1 99 出泥含水率 P2 96 NG 10 型中心传动浓缩机 池 径 D10m 池深 H3 3 5m 周边线 速度 1 1r min 电机功率 0 37 0 55 kW 13 浓缩 污泥 提升 泵房 L B 6m 5m 1 座 流量 Q 7 24m3 h 扬程 H 3 5m 选用型号为 50QW15 22 的污泥 泵两台 一用一备 单台 Q 15 m3 h H 22m P 2 2kw 14 消化 池 D 10m3 座 15 鼓风 机房 L B 30m 12m4 座 需氧量 SOR 3210 78 kgO2 d 氧转移效率 EA 12 计算温度 T 30 采用 6 台 YZ00L 4 型罗兹 鼓风机 2 台备用 第六章第六章 高程计算高程计算 一 水头损失计算一 水头损失计算 计算厂区内污水在处理流程中的水头损失 选最长的流程计算 结果见下表 污水厂水头损失计算表 名 称 设 计 流 量 m3 s 管 径 mm I V m s 管 长 m IL m g v 2 2 m h m 37 出厂管0 2310001 480 84600 1181 000 0360 154 接触池0 3 接触池 至二沉 池 0 147003 080 92800 3086 180 2670 575 二沉池0 5 A2 O0 5 A2 O 至初沉 池 0 1410003 080 92120 0374 220 1820 219 初沉池0 3 沉砂池0 33 细格栅0 26 提升泵 房 2 0 粗格栅0 1 进水井0 2 5 44 二 高程确定二 高程确定 各处理构筑物的高程确定 设计 A2 O 处的地坪标高为 2 25m 并作为相对标高 0 00 按结构稳定的原则确 定池底埋深 2 0m 再计算出设计水面标高为 3 5 2 0 1 5m 然后根据各处理构筑物的 之间的水头损失 推求其它构筑物的设计水面标高 经过计算各污水处理构筑物的设 计水面标高见下表 再根据各处理构筑物的水面标高 结构稳定的原理推求各构筑物 地面标高及池底标高 具体结果见污水 污泥处理流程图 38 各污水处理构筑物的设计水面标高及池底标高 构筑物名称水面标高 m 池底标高 m 构筑物名称水面标高 m 池底标高 m 进水管 3 75 4 20沉砂池3 262 14 粗格栅 3 60 4 46初沉池2 65 1 98 泵房吸水井 5 23 7 00A2 O 池3 00 2 00 细格栅前4 913 18二沉池0 45 4 53 细格栅后4 162 92接触池 0 67 2 97 剩余污泥泵房3 80 4 53浓缩池2 47 2 06 贮泥池1 10 2 5污泥输送泵 3 002 80 第七章第七章 恶臭气体的处理计算恶臭气体的处理计算 一 恶臭气体的来源及分类一 恶臭气体的来源及分类 来源 污水中存在的 H2S 可以扩散到污水表面或进入空气层 与其中的溶解氧结 合 在硫细菌作用下被氧化为硫酸 使混凝土或铸铁受到腐蚀 不仅影响美观 也降 低了结构的牢固性 分类 污水处理工程中产生的恶臭成分是由蛋白质 脂肪 碳水化合物的微生物 呼吸 发酵过程的产物和不完全产物 一般分为三类 1 含硫化合物 硫化氢 甲硫醇 甲基硫醚等 2 含氮化合物 氨三甲胺 3 碳 氧或碳 氢 氧组成的化合物 低级醇 醛 脂肪酸 39 二 城市污水处理厂主要处理构筑物恶臭散发率二 城市污水处理厂主要处理构筑物恶臭散发率 处理构筑物最低值平均值最高值 进水35714005577 格栅828520032669 曝气沉砂池403320024902 来自沉砂池的砂砾58511002019 初沉池 水面401230012903 初沉池 进水堰1258770047386 中间沉淀池 水面 1158460017962 调节池47401000022693 雨水池1104501826 三 恶臭污染物厂界标准三 恶臭污染物厂界标准 二级三级 序号 控制项目单位一级新改扩建现有新改扩建现有 1氨 mg m3 1 01 52 04 05 0 2三甲胺 mg m3 0 050 080 150 450 80 3硫化氢 mg m3 0 030 060 100 320 60 4甲硫醇 mg m3 0 0040 0070 0100 0200 035 5甲硫醚 mg m3 0 030 070 150 551 10 6二甲二硫 mg m3 0 030 060 130 420 71 7二硫化碳 mg m3 2 03 05 08 010 40 四 恶臭气体处理特点四 恶臭气体处理特点 污水处理厂恶臭污染的治理有别于一般空气污染的治理 主要有以下特点 1 污水处理厂产生的恶臭排放点一般为敞开式 恶臭浓度低 处理量大 2 恶臭通过呼吸系统刺激嗅觉器官 嗅觉阈值低 处理后气体中要求恶臭物浓度 更低甚至为零 3 恶臭物种类多 成分复杂 往往需多种处理工艺配合使用 4 测定困难 嗅觉阈值一般远超出分析仪器对恶臭物质的最低检测浓度 五 除臭原理五 除臭原理 在常温常压下高压脉冲放电将空气中氧分子电离成臭氧 O3 原子氧 O 羟基 自由基 OH 等