某城镇污水处理工艺设计概述(doc 61页).doc

内蒙古科技大学 本科生毕业设计说明书 题 目 辽宁省某城镇污水处理工艺设 计 学生姓名 王凯明 学 号 1276808319 专 业 环境工程 班 级 环境 12 3 班 指导教师 陈莉荣 教授 内蒙古科技大学毕业设计说明书 辽宁省某城镇污水处理工艺设计辽宁省某城镇污水处理工艺设计 摘摘 要要 本次毕业设计是以相关的资料为依据 设计一座城镇污水处理厂 其日处理量为10 万立方米 由于城市污水的主要成分为有机物 所以本次设计采用了氧化沟工艺 主要 任务是工艺流程选择及构筑物设计和计算 该污水处理厂的污水处理流程为 污水经过中格栅 由泵房提升后流过细格栅 进入沉砂池 厌氧池 再进入氧化沟 二沉池 最后消毒排出 在完成污水和污泥处理构筑物的设计计算后 根据平面布置的原则 综合考虑各方 面因素进行了污水厂的平面布置 据污水的流量对连接各构筑物的管渠进行了选径 确定流速以及水力坡降 然后进行了水力损失计算 据水力损失计算对污水和污泥高程 进行了计算和布置 在最后阶段完成对平面图 高程图及各主要构筑物平剖面图的绘制 关键词 关键词 污水处理 厌氧反应池 奥贝尔氧化沟 脱氮除磷 污泥浓缩 内蒙古科技大学毕业设计说明书 DesignDesign ofof wastewaterwastewater treatmenttreatment technologytechnology in in a a towntown in in LiaoningLiaoning provinceprovince Abstract This graduation project is take the related material as the basis designs a town sewage treatment plant Its day process load in the near future will be 100 000 cubic meters Because the city sewage principal constituent is an organic matter therefore this design has used the oxidation ditch craft The main task is the selections of process flow and the designs and calculation constructions used in process flow The process of the sewage treatment plant sewage come across the middle grid sewage was lifted up by fine screens and then it enters the laminar flow sand pool oxidation ditch secondary sedimentation tank finally The water falls out through a pipe a long way out to river After finishing calculation of design according to principle of laying consider the factors synthetically to confirm the place of the sewage factory According to flow volume of sewage we can select the foot path confirm the velocity of flow and water conservancy slope then calculate water conservancy losses In the end Floor plan profile in elevation and the other mainly structures drawing must finished Key words Water treatment Anaerobic reactor Orbal oxidation ditch Phosphorus Sewage and Nitrogen Sludge concentratio 内蒙古科技大学毕业设计说明书 目目 录录 辽宁省某城镇污水处理工艺设计 0 摘摘 要要 0 Design of wastewater treatment technology 0 in a town in Liaoning province 0 Abstract 0 第一章 概述 1 1 1 引言 1 1 2 设计题目 2 1 3 课程设计任务和要求 2 1 3 1 设计水量 2 1 3 2 设计水质 2 1 3 3 水文地质资料 2 1 3 4 厂区地形 3 1 3 5 气象资料 3 1 4 设计成果 3 1 5 设计依据 3 第二章 污水厂方案可行性研究 5 2 1 水质及污水厂情况 5 2 1 1 进出水水质及水量情况 5 2 1 2 污水水质和水量的变化情况 5 2 1 3 工程造价和运行费用 5 2 1 4 当地的各项条件 5 2 1 5 运行管理 6 2 2 工艺方案分析及选择 6 2 2 1 工艺流程 6 内蒙古科技大学毕业设计说明书 2 2 2 技术比较 7 2 2 3 结论比较 7 第三章 污水处理构筑物设计计算 9 3 1 泵前中格栅 9 3 1 1 设计要点 9 3 1 2 设计计算 10 3 2 污水提升泵房 13 3 2 1 设计依据 13 3 2 2 选泵 13 3 2 3 吸 压水管路实际水头损失计算 15 3 2 4 集水池 16 3 2 5 水泵机组基础的确定和污水泵站的布置 17 3 2 6 泵房高度的确定 18 3 2 7 泵房附属设施及尺寸的确定 19 3 2 8 采光 采暖与通风 19 3 2 9 起吊设备 19 3 2 10 泵房值班室 控制室及配电室 20 3 2 11 门窗及走廊 楼梯 20 3 3 泵后细格栅 20 3 4 旋流式沉砂池 24 3 5 厌氧池 26 3 6 配水井 27 3 7 奥贝尔氧化沟 27 3 8 辐流式二沉池 34 3 9 接触池 36 3 10 消毒间设计 37 3 11 计量设施 39 3 11 1 计量设施设计说明 39 3 11 2 计量设施设计计算 39 内蒙古科技大学毕业设计说明书 第四章 污泥构筑物设计计算 41 4 1 辐流式重力浓缩池 41 4 2 贮泥池 43 4 3 污泥提升泵房 43 4 4 污泥脱水机房 44 第五章 总平面布置与高程计算 46 5 1 平面布置 46 5 1 1 平面布置原则 46 5 1 2 平面布置 47 5 2 高程布置 47 5 2 1 高程布置原则 47 5 2 2 高程计算 47 第六章 供电仪表与供热系统设计 51 6 1 变配电系统 51 6 2 检测仪表的设计 51 6 2 1 设计原则 51 6 2 2 检测内容 51 6 3 供热系统的设计 52 第七章 总结 53 致谢 54 参 考 文 献 55 内蒙古科技大学毕业设计说明书 1 第一章第一章 概述概述 1 1 引言引言 在城镇 从住所 工场和各种公共建筑中不断地排出许许多多的污水和废弃物 需要及时妥善地排出 处理和利用 在人们的日常生活中 盥洗 淋浴和洗濯等都要用水 用后便成为污水 现代城 市居住区 不仅利用卫生设备排除污水 并且随污水排走废弃物和粪便 特别是有机 废弃物 生活污水含有大批的腐败性的有机物和各种细菌 病毒等致病性的微生物 也含有为植物生长所需要的氮 磷 钾等肥分 应该予以适当处置和利用 在工业企业中 几乎没有产业不用水 在总用水中 工业用水占相当大的比例 水被用在生产过程中后 大部分成为废水 工业废水一些被热所污染 一些挟带着大 量的污染物 如酚 氰 砷 有机农药 各类重金属盐类 辐射元素和一些相当稳定 的生物难降解的有机物合成化学 也还可能含有一些致癌物质 这些物质大都是无益 的和有毒的 但也是有用的 必需妥善处理或回收利用 近年来 无论在理论还是应用上的污水处理技术 我们都取得了一定的进展 新 技术和新工艺大量出现 氧化沟体系和高效低耗的污水处理技术 如各种类型的稳定 塘 土体处理系统 湿地系统都取得了长足的提高和利用 这些新的技术 新的技术 已成为水污染控制领域的一个研究热点 在国家科委 建设部 国家环境保护局的组 织和领导下 广泛 深入地展开了这些课题的科学研究工作 获得了一批众目睽睽的 研究成果 不可避免的 我们的国家面临的一个严重的事实 南方水资源短缺 一些城市人 民生活水平的提高和工农业生产的发展已遭到了水资源不足的制约 城市污水和工业 废水回用 以城市污水作为第二水源的趋向 不久将成为必然 这就是我国污水事业 面临的现实 根据国家规定 城市污水集中处理率应达 40 预计需新建城市污水处理厂 1000 余座 所以我国的城市污水处理厂将以超常规的建设速度发展 同时还要建造大量的 排污水工程 这些工程的基建投资和工程建造量都是非常大的 这些投资的筹措也是 一项很重要的问题 此外 我国的城市目前排水管渠大多为合流制 如果想要达到规 定的要求 就得有计划地逐渐将合流制改造为分流制 同时 将原有的城市污水处理 内蒙古科技大学毕业设计说明书 2 厂一级处理改建和扩建为二级处理 因此 城市排水系统的新建 现有排水系统的改 建和扩建 以及污水厂的建设任务等 都是极其繁重的 对一个城市来讲 需按照城市总体规划和排水规划 分期分批地建设污水管网和 污水处理厂 要根据水环境保护的目的 分期施行 逐渐到位 城市排水工程施工是 一项系统工程 涉及城市排水管道的改造 污水的收集 运输 包括泵站 污水处理 和排放 以及污泥的处置等问题 在河网城市 还需要考虑上游 下游和水体自净的 问题 污水处理厂的工艺的选择应根据原水水质 出水要求 污水厂规模 污泥处置方 法和局部温度 工程地质 土地成本 价格和其他因素的考虑 污水处理的各个工艺 技术都有其长处 特色 适用条件和不足之处 不可能以一种工艺取代其它一切工艺 也不宜脱离当地的具体条件和我国国情 1 21 2 设计设计题目题目 辽宁省某城镇污水处理工艺设计 1 31 3 课程设计任务和要求课程设计任务和要求 1 3 11 3 1 设计水量设计水量 设计水量为 10 万 m3 d 1 3 21 3 2 设计水质设计水质 项目进水水质 mg l 出水水质 mg l BOD COD SS NH3 N TN TP pH 180 200 350 400 300 350 20 25 30 40 5 6 6 9 10 50 10 5 10 0 5 6 9 内蒙古科技大学毕业设计说明书 3 1 3 31 3 3 水文地质资料水文地质资料 该市位于东经 122 10 123 13 与北纬 40 27 41 34 之间 地处辽宁省中部 辽东半岛北部 其北距沈阳 89km 南距大连 308km 通过沈大高速公路及中长铁路与 南北两大城市连接 地理位置优越 对外交通十分便利 地质构造系以古生代前寒武纪的浅肉色混合花岗岩 燕山期花岗岩为主 地下水 属孔隙水和微承压水 1 3 41 3 4 厂区地形厂区地形 污水厂内地形平坦 厂内标高 521 2 米 污水最终以总管收集由西面流入该污水 厂 管底标高为 518 5 米 1 3 51 3 5 气象资料气象资料 本地区属温带大陆性季风气候 四季分明 夏季炎热多雨 多南风 冬季寒冷干 燥 多北风 常年主导风向为 SSW 春季盛行 SSW 平均风速为 4 3m s 夏季为 SSE 平均风速为 2 9m s 秋季主导风为 SE 平均风速为 2 1m s 冬季多风向为 NNE 平均 风速为 2 9m s 多年年平均风速为 2 9m s 年平均气温 8 3 10 最冷月 一月 平 均气温 10 3 极端最低气温 30 4 最热月 七月 平均气温 29 4 极端最高 气温 36 9 该区常年降水量为 713 5mm 1 41 4 设计成果设计成果 1 按化工 机械 建筑制图的规范绘制设备 构筑物 图 组装图 工艺流程 图 总平面图和高程图 图纸总总量 A1 图纸不少于 7 张 2 撰写计算书 按 内蒙古科技大学实践性教学环节实施细则 中的规定撰写 毕业设计计算说明书 要求详细写出所有设计过程 目录 摘要 文献等 要求打印 二 专题部分要求 请查阅资料后 写出自己工作的特色和内容 包括处理工艺和构筑物 或计划重 点设计计算的内容 1 51 5 设计依据设计依据 1 中华人民共和国环境保护法 1989年12月26日颁布 内蒙古科技大学毕业设计说明书 4 2 中华人民共和国水污染防治法 2008年2月28日颁布 3 中华人民共和国固体废物污染环境保护法 2004年12月29日颁布 4 中华人民共和国水法 2002年10月1日颁布 地表水环境质量标准 GB3838 2002 5 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 6 城市污水再生利用城市杂用水水质 GB T18920 2002 7 城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准 CJJ31 89 8 给水排水制图标准 GB T50106 2001 9 室外排水设计规范 GB50014 2006 2014版 10 泵站设计规范 GB T50265 2010 等 内蒙古科技大学毕业设计说明书 5 第二章第二章 污水厂方案可行性研究污水厂方案可行性研究 2 12 1 水质及污水厂情况水质及污水厂情况 2 1 12 1 1 进出水水质及水量情况进出水水质及水量情况 根据设计任务书中所给出的设计资料 该污水处理厂处理后的尾水中主要污染物 排放应执行 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 保证出水水质达 到一级 A 标准 污水中各种污染物的处理程度见表 2 1 表 2 1 污水各种污染物的处理程度 项目 BOD5 mg l COD mg l SS mg l TN mg l 氨氮 mg l TP mg l 进水20040035040256 出水1050101050 5 去除率95 87 5 97 75 80 92 设计水量如下表所示 平均日总水量m3 d 根据室外排水设计规范 3 1 3 表 Kz 1 30 100000 Q 最大日最大时设计水量 Qmax 100000m3 d 1 30 130000m3 d 1 505m3 s 2 1 22 1 2 污水水质和水量的变化情况污水水质和水量的变化情况 除了水质外 原污水的水量也是选择污水厂处理工艺需考虑的因素 水质和水量 转变较大的污水 应考虑设置调节池或贮水池 或者采用经受冲击负荷能力较强的处 理工艺 工程施工的难易和运行管理需要的技术条件也是选择污水处理工艺流程需考 虑的因素 在一些地下的水位较高 地质条件较差的地区 不适合采用开挖深度大 施工难度较高的污水污泥处理构筑物 2 1 32 1 3 工程造价和运行费用工程造价和运行费用 工程的造价与运行的费用也是选工艺流程的重要因素 当然处理水应当达到的水 质标准是前提条件 以原污水的水质 水量及其他的自然状况为当前的已知条件 以 处理水应达到的水质标准为前提条件 而以处理系统中最低的总造价和运行费用为目 标函数 建立三者之间的相互关系 减少其污水厂的占地面积也是减少建设费用的重 要因素 从长期的目的考虑 它对污水处理厂的经济效益和社会效益有着深远的影响 内蒙古科技大学毕业设计说明书 6 2 1 42 1 4 当地的各项条件当地的各项条件 当地的地理环境 天气等自然条件也对污水处理工艺流程的选择具有一定的影响 因素 当地的原材料与电力的供应等问题 也是选择处理工艺中应该考虑的要素 2 1 52 1 5 运行管理运行管理 对于运行管理水平有限的小型污水处理厂或工业废水处理站 宜采用操作简单 运行可靠的处理工艺 对于运行管理水平较高的大型污水处理厂 应尽量采用处理效 率高 净化效果好的新工艺 对于地质条件较差的地区 不宜采用池体较深 施工难 度较大的处理构筑物 2 22 2 工艺方案分析及选择工艺方案分析及选择 为了达到上表处理要求 即要求处理工艺既能有效地去除 BOD5 COD SS 等 又能达到脱氮除磷的效果 现有两种可供选择的工艺流程 2 2 12 2 1 工艺流程工艺流程 1 方案一 奥贝尔氧化沟处理工艺 奥贝尔氧化沟处理工艺流程图 2 方案二 A2 O 处理工艺 混合液回流 进水出水 中 格 栅 污 水 提 升 泵 房 细 格 栅 脱 水 机 房 贮 泥 池 污 泥 提 升 泵 房 沉 砂 池 接 触 池 泥 饼 外 运 污 水 浓 缩 池 排 入 水 体 奥贝 尔氧 化沟 池 二 沉 池 厌 氧 池 回流污泥 剩余污泥 初沉池厌氧池缺氧池好氧池二沉池 内蒙古科技大学毕业设计说明书 7 污泥回流剩余污泥 A O 处理工艺流程图 2 2 22 2 2 技术比较技术比较 两方案的技术比较见下表 2 2 表 2 2 城市污水处理厂工艺流程方案技术比较表 方案一 推荐方案 奥贝尔氧化沟法处理工艺 方案二 A2 O 处理工艺 优点 1 处理流程简单 构筑物少 基建费 用省 2 处理效果好 有稳定的脱 N 除 P 功 能 3 对高浓度工业废水有较大的稀释作 用 4 污泥生成量少 污泥不需要消化处 理 不需要污泥回流系统 5 技术先进成熟 管理维护简单 6 国内工程实例多 容易获得工程设 计和管理经验 7 能处理不容易降解的有机物 8 对于中小型污水厂投资省 成本低 9 无须设初沉池 二沉池 优点 1 具有较好的脱 N 除 P 功能 2 具有改善污泥沉降性能的作用 减 少污泥排放量 3 具有提高对难降解生物有机物去除 效果 运转效果稳定 4 技术先进成熟 运行稳定可靠 5 管理维护简单 运行费用低 6 沼气可回收利用 7 国内工程实例多 工艺成熟 容易 获得工程管理经验 缺点 1 周期运行 对自动化控制能力要求 高 2 污泥稳定性没有厌氧消化稳定 3 容积及设备利用率低 缺点 1 处理构筑物较多 2 需增加内回流系统 内蒙古科技大学毕业设计说明书 8 4 脱氮效果进一步提高需要在氧化沟 前设厌氧池 2 2 32 2 3 结论比较结论比较 综合比较各工艺的技术指标 都可以达到预定的处理目的 均符合设计要求 通 过经济比较可以清楚的看出 方案一的奥贝尔氧化沟处理工艺要比氧化沟处理工艺节 省很多投资 同时 奥贝尔氧化沟工艺的节能程度高 更加容易维护管理 费用即相 对降低 所以选定奥贝尔氧化沟工艺为该污水厂的处理工艺 该工艺流程包含完整的污水二级处理系统和污泥处理系统 污水通过一级处理的 格栅 沉砂池进入二级处理的厌氧池 奥贝尔氧化沟和二沉池 最后经过接触消毒池 消毒后排出 污泥部分的剩余污泥进入贮泥池 然后经过污泥提升泵房提升到污泥浓 缩池进行浓缩 最后送入到脱水机房脱水后外运泥饼 内蒙古科技大学毕业设计说明书 9 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 13 1 泵前中格栅泵前中格栅 3 1 13 1 1 设计要点设计要点 中格栅主要用于截流较大的悬浮物或漂浮物 防止水泵叶轮缠绕 管路堵塞 以 便减轻后续处理构筑物的处理负荷 并使之正常运行 根据 室外排水设计规范 GB50014 2006 6 3 2 6 3 3 规定 细格栅的设 计应符合下列要求 1 水泵前的格栅栅条间隙 应根据水泵的要求确定 16 一级污水处理系统中格栅栅条的间隙 应符合下列要求 16 人工清除 25 40mm 机械清除 16 25mm 最大间隙 40mm 栅渣量与地区的特点 格栅的间隙大小 污水流量及排水管道系统等因素有关 16 在无当地运行资料时 可采用 格栅间隙16 25mm时 0 01 0 05m3栅渣 103m3污水 格栅间隙30 50mm时 0 03 0 01m3栅渣 103m3污水 在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅 每日栅渣量大于 0 2m3 一般应采用机 械清渣 16 机械格栅不宜少于 2 台 如为 1 台时 应设人工清除格栅备用 16 过栅流速一般采用 0 6 1 0m s 16 格栅前渠道内的水流速度一般采用 0 4 0 9 m s 16 格栅倾角一般采用 45 75 人工清除的格栅倾角小时 较省力 但占地多 16 通过格栅的水头损失 粗格栅一般为 0 2m 细格栅一般为 0 3 0 4m 16 格栅间必须设置工作台 台面应高出栅前最高设计水位 0 5m 工作台上应有安全 和冲洗设施 16 格栅间工作台两侧过道宽度不应小于 0 7m 工作台正面过道宽度 人工清除不应 小于 1 2m 机械清除不应小于 1 5m 16 机械格栅动力装置宜设在室内 或采取其他保护设备的措施 16 设置格栅装置的构筑物 必须考虑设有良好的通风设施 16 内蒙古科技大学毕业设计说明书 10 格栅间内应安设吊运设备 以进行格栅及其他设备的检修 栅渣的日常清除 16 1 设计参数 污水处理厂的最大设计污水量 Qmax 1 537 m3 s 总变化系数 Kz 1 30 单组格栅流 量 Q 0 7525 m3 s 格栅计算草图 见图 3 1 图 3 1 格栅计算草图 1 工作平台 2 栅条 3 1 23 1 2 设计计算设计计算 1 格栅前水深 根据最优水力断面公式 栅前流速 v 0 80m s 得 h 0 70m 2 1 2hv 2 Q 其中 Q 采用最大日最大时总流量一半计算 2 栅槽宽度 B 栅条的间隙数 n 个 1 2 max sin Q n bhv 内蒙古科技大学毕业设计说明书 11 式中 Qmax 最大设计流量 m3 s a 格栅倾角 取 a 60 b 栅条间隙 m 取 b 0 020m n 栅条的间隙数 个 h 栅前水深 m 取 h 0 70m v 过栅流速 m s 取 v 0 80 m s 格栅设两组 单组流量为 0 7525m3 sQ max 2 Q1 505 2 则 0 5 0 752560 0 02 0 7 0 862 6763nsin 个取个 栅槽宽度 B 栅槽宽度 B 取 0 25m 一般比格栅宽 0 2 0 3m 则栅槽宽度 10 250 0163 10 020 630 252 20 BS nbnm 单格格栅槽宽 B1 2 20m 两组格栅隔墙设计取 1 0m 总宽度 B 5 40m 3 通过栅格的水头损失 1 h 进水渠道的渐宽部分长度 1 L 设进水渠道宽 0 80m 其渐宽部分展开角度 进水渠道内的流速 1 B 1 a 20 0 75m s 则 m BB L923 1 20tan2 80 0 2 2 tan2 1 1 栅槽与出水渠连接处的渐窄部分长度 2 L m L L96 0 2 923 1 2 1 2 通过栅格的水头损失 1 h 内蒙古科技大学毕业设计说明书 12 10 2 0 4 3 2 hh k hv sina kg s b 式中 h1 设计水头损失 m h0 计算水头损失 m g 重力加速度 m s2 k 系数 格栅受污染物堵塞的水头损失增大倍数 一般采用 3 阻力系数 与栅条断面形状有关 设栅条断面形状为锐边矩形断面 2 42 则 g kbs h 2 sin7 0 23 4 1 4 32 2 420 01 0 020600 803 2 9 81 0 081sinm 4 栅后槽总高度 H 设栅前渠道超高 0 30m 2 h 则 栅前槽总高度 12 0 700 301 00Hhhm 栅后槽总高度 12 0 700 300 081 08Hhhhm 5 栅槽总长度 L 121 0 5 1 0 1 9230 960 5 1 0 601 0 4 96 LLLHtan tan m 6 每日栅渣量 W max1 86400Q W 1000 Z W K 式中 W1 栅渣量 格栅间隙为 20mm 取 W1 0 10 m3 103m3污水 W 10 00m3 d 0 2m3 d 0 1 8641 505 1000 00 1 30 宜采用机械格栅 选用 ZZG 型链条式隔栅除污机 内蒙古科技大学毕业设计说明书 13 7 格栅除污机的选型 链条式回转格栅除渣机适用于深度不大的中小型格栅 可以清除生活污水中长纤 维和带状物等 优点是构造简单 占地面积小 缓冲卸渣 耐磨损 运行可靠 可自 动运行 缺点是链条造价高 链条式回转格栅除渣机适用于深度不大的中小型格栅 可以清除生活污水中长纤 维和带状物等 优点是构造简单 占地面积小 缓冲卸渣 耐磨损 运行可靠 可自 动运行 缺点是链条造价高 格栅选用 2 台 GH 型链条式回转格栅除污机 所选设备的技术参数为 选用 GH 2200 型 格栅宽度 2200mm 有效栅宽 1700mm 槽深 H 1 5m 安装角度 60 栅条 间隙 20mm 设备总长 2152mm 电动机功率 1 5kw 3 23 2 污水提升泵房污水提升泵房 提升泵站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 本工程污水只经一次提升 3 2 13 2 1 设计依据设计依据 根据 室外排水规范 GB50014 2006 5 1 规定 污水提升泵房应符合下列要 求 污水泵站的设计流量 应按泵站进水总管的最高日最高时流量计算确定 10 污水泵和合流污水泵的设计扬程 应根据设计流量时的集水池水位与出水管渠 水位差和水泵管路系统的水头损失以及安全水头确定 10 集水池的容积 应根据设计流量 水泵能力和水泵工作情况等因素确定 10 污水泵站集水池的容积 不应小于最大一台水泵 5min 的出水量 10 污水泵站集水池的设计最高水位 应按进水管充满度计算 10 集水池的设计最低水位 应满足所选水泵吸水头的要求 自灌式泵房尚应满足 水泵叶轮浸没深度的要求 10 水泵的选择应根据设计流量和所需扬程等因素确定 10 3 2 23 2 2 选泵选泵 1 污水泵站选泵应考虑的因素 1 选泵机组泵站的总抽升能力 应按进水管的最大时污水量计 并应满足最 大充满度时的流量要求 内蒙古科技大学毕业设计说明书 14 2 尽量选择类型相同 最多不超过两种型号 和口径的水泵 以便维修 但 还需满足低流量时的需求 3 由于生活污水 对水泵有腐蚀作用 故污水泵站尽量采用污水泵 在大的 污水泵站中 无大型污水泵时才选用清水泵 2 具体计算 泵站选用集水池与机器间合建式的矩形泵站 1 流量的确定 Qmax 1505L s 本设计拟选用 6 台泵 5 用 1 备 则每台泵的设计流量为 51505 5300 93 max QQL s 2 扬程的估算 2 00 5 1 0HH 静 式中 2 0 水泵吸水喇叭口到细格栅的水头损失 0 5 1 0 自由水头的估算值 取 1 0 H静 水泵集水池的最低水位 H1 与水泵出水水位 H2 之差 H1 进水管管底标高 D h D 1 8 518 5 0 65 1 8 517 35m H2 接触池水面标高 细格栅至接触池间水头损失 接触池水面标高与厂区地面大致相平 取为 521 2m 细格栅至接触池间水头损失为 3 5 4 5m 取 4 0m 则 2 21 521 24 0525 2 525 2517 357 85 H HHHm 静 则水泵扬程为 2 0 1 07 852 0 1 010 85HHm 静 3 选泵 由 Q 300 96L s H 11 55m 可查手册 11 得 选用 300TLW 240II 立式污水泵 其各项性能如表 3 1 内蒙古科技大学毕业设计说明书 15 表 3 1 300TLW 540II 型立式污水泵 型号流量 m3 h 扬程 H m 转速 r min 功率 N kw 效率 气蚀余量 Hs 重量 kg 300TLW 540II126013 273575795 23100 3 2 33 2 3 吸 压水管路实际水头损失计算吸 压水管路实际水头损失计算 1 设计依据 1 吸水管流速 0 8 2 0m s 安装要求有向水泵不断向上的坡度 2 压水管流速一般为 1 2 2 5m s 3 吸压水管实际水头损失不大于 2 5m 2 具体计算 1 Q 300 93L s 吸水管选用 DN600mm 的铸铁管 压水管为 DN500mm 的 铸铁管 22 4Q4 1 53m D3 0 30093 0 50 14 vs 压 查手册 1 知 1000i 6 4 22 4Q4 1 06m D3 0 30093 0 60 14 vs 吸 水泵进出口直径分别为 540mm 300mm 22 0 300934Q4 1 31m D3 14 0 54 vs 吸水口 22 0 300934Q4 4 26m D3 14 0 30 vs 压水口 内蒙古科技大学毕业设计说明书 16 2 吸水管路损失 一个喇叭口 1 1 5 600900 0 1 g Dmm 600 的 90 弯头一个 g D 2 0 6 600 的闸阀一个 g D 3 0 06 600 540 的偏心渐缩管一个 g D 4 0 18 吸水喇叭口流速 2 1 4 0 30093 3014 0 9 0 47 vm s 2 1 h 2 v g 局部 222 0 1 0 47 0 600 060 18 1 060 18 1 31 2 9 8 0 065m 设吸水管管长 3m 则 2 40 30 007 1000 hilm 沿程 吸水管总损失 1 0 0650 0070 072hm 3 压水管路损失 300 500 的渐扩管一个 g D 1 0 29 的止回阀一个 500 g D 2 1 8 的闸阀一个 500 g D 3 0 06 的 90 弯头两个 500 g D 4 0 60 2 1 2 v h g 局部 22 0 29 4 26 0 29 1 80 060 60 2 1 53 2 9 8 0 67m 设压水管管长 30m 则 2 h 0 670 1920 562m 泵站内总水头损失 12 hhh 0 0720 8620 934 2 mm 4 水泵扬程校核 1 0HHh 静 7 850 934 1 09 78410 85mm 内蒙古科技大学毕业设计说明书 17 3 2 43 2 4 集水池集水池 1 集水池的形式 污水泵站的集水池宜采用敞开式 本工程设计的集水池与泵房合建 属封闭式 2 集水池的通风设备 集水池内设通风管 通向地外 并将管口做成弯头或加罩 以防止雨水及杂质入 内 3 集水池清洁及排空措施 集水池设由污泥斗 池低做成不小于 0 01 的坡度 坡向污泥井 从平台到池低设 下扶梯 台上应有吊泥用的梁钩滑车 4 集水池容积计算 泵站集水池一般按不小于最大一台泵 5min 的出水量计算 有效水深取 1 5 2 0m 10 本次设计集水池容积按最大一台泵 6min 的出水量计算 有效水深取 1 5m 6 60 300 93108 33V 则集水池面积为 F 2 108 33 72 2 1 5 V m h 取 长 宽 13 5m 5 5m 5 集水池的排砂 污水杂质往往沉积在集水池内 时间长了腐化变臭 甚至堵塞集水坑 影响水泵 正常吸水 因此 在压水管路上设压力冲洗管 Dg 200 深入集水坑 定期将沉渣清洗 由水泵抽走 集水池可设成连通的两路 以便检修 3 2 53 2 5 水泵机组基础的确定和污水泵站的布置水泵机组基础的确定和污水泵站的布置 1 水泵机组基础的确定 机组安装在共同基础上 基础的作用是支撑并固定机组 使之运行稳定 不致发 生剧烈震动 更不允许发生沉降 对基础要求 1 坚实牢固 除能承受机组静荷载外 还能承受机械振动荷载 2 要浇制在较坚固的地基上 以免发生不均匀沉降或基础下沉 查手册 11 算得水泵机组基础尺寸为 机组总重量850 1050mm 内蒙古科技大学毕业设计说明书 18 基础深度 H 可按下式计算 31007503850Wkg 38503 0 H L B 式中 L 基础长度 m B 基础宽度 m 基础所用材料的容重 混凝土基础 2400kg W 机组总重量 kg 则 为安全计 取 H 5 4m 3 0 3850 5 39 0 85 1 05 2400 Hm 2 污水泵站的布置 因为所选用的台数为 6 台 泵房采用矩形 泵房内泵采用横向排列 这样虽增加 了泵房长度 但由于立式泵占地面积小 跨度减小 水利条件好 节省电耗 基础尺寸 850m 1050mm 基础静间距 1 0m 泵房尺寸 14 3m 13 0m 3 2 63 2 6 泵房高度的确定泵房高度的确定 1 地下部分 集水池最低水位为进水管水面标高 即 1 H 518 50 65519 15Dh Dm 进水管管底标高 设水泵吸水管中心标高在最低水位以下 0 6m 则吸水管中心线标高为 519 150 6518 55m 则泵轴标高为 518 50 350 440 2519 49m 机组基础埋于地下 地面露出 0 20m 则基础顶标高为 521 20 79520 41m 基础地面标高为 518 50 20518 3m 内蒙古科技大学毕业设计说明书 19 则泵房地下埋深 1 521 2518 32 9Hm 2 地上部分 2 Hnacdeh 式中 n 一般采用不小于 0 1 取为 0 1m a 行车梁高度 查手册 11 为 0 7m c 行车梁低至起吊钩中心距离 查手册 11 为 1 06m d 起重机的垂直长度 对于水泵为0 850 85 0 850 72Xm e 最大一台水泵或电动机的高度 0 350 44 1 352 1 493 6323 70eJBCDmm 取 h 吊起物底部与泵房进口处地坪的距离 0 2m 2 0 1 0 7 1 060 723 70 26 48Hm 则泵房高度 12 3 356 489 83HHm 3 2 73 2 7 泵房附属设施及尺寸的确定泵房附属设施及尺寸的确定 1 水位控制 为适应污水泵房开停频率的特点 采用自动控制机组运行 自动控制机组启动 停车的信号 通常是由水位继电器发出的 2 计量设备 由于污水中含有机械杂质 其计量设备考虑被堵塞的问题 可采用电磁流量计 采用压水干管的弯头作为计量设备 3 排水 在机器间的地板上应设有排水沟和集水坑 排水沟沿墙设置 坡度 i 0 01 集 水坑平面尺寸为 0 8m 0 8m 深为 0 5m 在吸水管上接出 DN100mm 的小管伸到集水坑 内 当水泵工作时把坑内积水抽走 3 2 83 2 8 采光 采暖与通风采光 采暖与通风 1 集水坑一般不需要采暖设备 因为集水坑较深 热量不易散失 且污水温度通 常不低于 10 20 C 机器间如需采暖时 可采用火炉 也可以用暖气设施 4 2 泵房在上层工作间设置窗户 保证有充足的自然阳光 检修操作点是采用集 内蒙古科技大学毕业设计说明书 20 中照明 4 3 泵房通风主要解决高温散热和空气污染问题 污水泵站的机械间机组台数较 多 功率较大 且电机设在地平面以上 除四周设置窗户进行自然通风外 还设置机 械通风和通风气管 4 3 2 93 2 9 起吊设备起吊设备 泵房起重设备根据起吊最大一台设备的重量选择 由水泵机组总重 W 3100 750 3850kg 可选用 LDT4 S 型电动单梁起重机 其性能如表 3 2 表 3 2 电动单梁起重机性能参数 型号起重重量 kg 跨度 S m 起升速度 m min 起升高度 m 重量 kg LDT4 S400016 512123870 3 2 103 2 10 泵房值班室 控制室及配电室泵房值班室 控制室及配电室 值班室社在机器间一侧有门相同 并设置观察窗 根据运行控制要求设置控制 或控制台 和配电柜 其面积约为 12 18m2 能满足 1 2 个人值班 因常年运行 因此安装电话 本设计泵房值班室及控制室合建 面积取为 3m 9m 配电间尺寸为 15m 15m 3 2 113 2 11 门窗及走廊 楼梯门窗及走廊 楼梯 1 门 机器间至少应有满足设备的最大部件搬迁出入的门 宽比小于 4m 取宽 4m 高 2m 泵房靠近值班室一侧设小门 泵房与配电室之间设小门 尺寸与值班室小 门相同 配电间通往室外的门也与其相同 2 窗 泵房在阴面和阳面两侧开窗 便于通风和采光 开窗面积不小于泵房面积 的 1 5 在泵房两侧设八扇窗户 其尺寸为 2500 2000m 3 走道 在泵房四周设走道 走道栏杆高 1 0m 在机器间的一侧设有楼梯 楼梯 坡度倾角为 1 0 75 宽 0 8m 扶手 1 0m 内蒙古科技大学毕业设计说明书 21 3 33 3 泵后细格栅泵后细格栅 根据 室外排水设计规范 GB50014 2006 6 3 中规定 格栅栅条间隙宽度 应 符合下列要求 1栅前流速 污水在栅前渠道内的流速控制在 0 4 0 8m s 可保证污水中粒径较大的颗粒不会 在栅前渠道内沉积 过栅流速 污水过栅流速宜采用 0 6 1 0m s 过大则会使拦截在格栅上的软性栅渣冲走 若 小于 0 6m s 会造成栅前渠道内的流速小于 0 4m s 使栅前渠道发生淤积 过栅水头损失 污水的过栅水头损失与污水的过栅速度有关 细格栅一般在 0 3 0 4m 之间 单位栅渣量 W1在 0 1 0 01 之间 细格栅用大值 也可根据实际情况调整该数值 细格栅栅渣宜采用螺旋输送机输送 除转鼓式格栅除污机外 机械格栅的安装角度宜为 60 90 人工格栅的安装角 度宜为 30 60 栅条间距 3 10mm 栅渣的容量及含水率 栅渣的容量 960kg 含水率 80 3 m 1 设计参数 污水处理厂的最大设计污水量 Qmax 1 505 m3 s 总变化系数 Kz 1 30 格栅计算草图 见图 3 2 内蒙古科技大学毕业设计说明书 22 图 3 2 格栅计算草图 1 工作平台 2 栅条 2 设计计算 1 格栅前水深 根据最优水力断面公式 栅前流速 v 0 80m s 得 h 0 70m 2 1 2hv 2 Q 2 栅槽宽度 B 栅条的间隙数 n 个 1 2 max sin Q n bhv 式中 Qmax 最大设计流量 m3 s a 格栅倾角 取 a 60 b 栅条间隙 m 取 b 0 010m n 栅条的间隙数 个 h 栅前水深 m 取 h 0 70m v 过栅流速 m s 取 v 0 8m s 格栅设两组 内蒙古科技大学毕业设计说明书 23 则 n 125 05 个 126 个 0 5 0 7525 0 01 sin60 0 7 0 8 设计两组格栅 单组格栅 n 63 个 栅槽宽度 B 栅槽宽度 B 一般比格栅宽 0 2 0 3m 取 0 23m 设栅条宽度 S 10mm 0 01m 则栅槽宽度 10 230 01126 10 010 1260 232 74 BS nbnm 3 通过栅格的水头损失 1 h 进水渠道渐宽部分长度 1 L 设进水渠道宽 0 80m 其渐宽部分展开角度 进水渠道内的流速 1 B 1 a 20 0 75m s 则 m 1 L 1 2tan BB a 2 740 80 2 67 2tan20 栅槽与出水渠连接处的渐窄部分长度 2 L m2L 12 67 1 34 22 L 通过栅格的水头损失 1 h 10 2 0 4 3 2 hh k hv sina kg s b 式中 h1 设计水头损失 m h0 计算水头损失 m g 重力加速度 m s2 k 系数 格栅受污染物堵塞的水头损失增大倍数 一般采用 3 阻力系数 与栅条断面形状有关 设栅条断面形状为锐边矩形断面 2 42 内蒙古科技大学毕业设计说明书 24 则 g kbs h 2 sin7 0 23 4 1 4 32 2 420 01 0 0100 8603 2 9 81 0 2110 22 sin mhm 设计取 4 栅后槽总高度 H 设栅前渠道超高 0 30m 2 h 则 栅前槽总高度 120 700 301 00Hhhm 栅后槽总高度 120 700 300 221 22Hhhhm 5 栅槽总长度 L 121 0 5 1 0 2 67 1 340 5 1 00 601 06 09LLLHtantanm 6 每日栅渣量 W max1 86400Q W 1000 Z W K 式中 W1 栅渣量 m3 103m3污水 格栅间隙为 10mm 取 W1 0 15 m3 103m3污水 0 2m3 d max1 86400Q W 1000 Z W K 1 505 0 1586400 15 00 1000 1 30 采用链条式机械隔栅 工作台设有冲洗措施 隔栅由传送带送至栅渣箱 3 43 4 旋流式沉砂池旋流式沉砂池 沉砂池的主要作用是去除污水中相对密度2 65 粒径0 2mm以上的砂粒 以 使后面的管道 阀门等设施免受磨损和阻塞 10 旋流式沉砂池的特点是泥砂分 离效果好 占地少 布置灵活 投资和运行费用较低 旋流沉砂池一般适用于中 小型污水处理厂 大型污水处理厂是否采用应进行技术经济比较 1 设计依据 根据 室外排水设计规范 GB50014 2006 6 4 4 6 4 1 规定 旋流式沉 砂池的设计 应符合下列要求 10 最高时流量的停留时间不应小于 30s 设计水力表面负荷宜为 150 200m3 m2 h 有效水深宜为 1 0 2 0m 池径与池深比宜为 2 0 2 5 内蒙古科技大学毕业设计说明书 25 池中应设立式桨叶分离机 2 设计参数 污水处理厂的最大设计污水量 33 100000 1 305416 67 Qmaxmdmh 沉砂池设 2 座 每座沉砂池设计流量 m3 h max5416 67 2708 333 22 D Q Q 图 3 3 旋流式沉砂池 II 各部分尺寸 3 设计计算 1 规格选择 选择 II 型旋流沉砂池各部分尺寸见表 3 3 表 3 3 涡流沉砂池尺寸 设计水量 时 h 65000沉砂区底坡降 G m0 40 沉砂区直径A m4 88 进水渠水深H m0 30 贮砂区直径 B m1 52沉沙区水深 J m1 07 进水渠宽度 C m1 07超高 K m0 10 出水渠宽度D m2 13沉砂区深度 L m1 68 锥斗底径E m0 46驱动机构 W1 5 贮砂区深度F m2 08桨板转速 r min 13 2 参数校核 表面负荷 m3 h m2 22 2708 3344 144 87 3 14 3 4088 D A Q q 停留时间 内蒙古科技大学毕业设计说明书 26 a 沉沙区体积 V m3 2 22 4 884 1 5288 412 1 52 23 52 A JG V b 停留时间 HRT 23 52 31 26 2708 333 36003600 D V HRTs Q 进水渠流速 1 2708 333 2 34 3600361 07 0 3000 DQ Vm s CH 出水渠流速 2 2708 333 1 18 3600362 13 0 3000 DQ Vm s DH 4 配水井 1 设一座配水井 则流量 Q0 1 505m3 s 配水井中心管径 1 1 1 44 1 505 1 55