南方某城市污水处理厂工艺设计书.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY国土资源与环境学院水污染控制工程课程设计题目： 南方某城市污水处理厂工艺设计 所在学院： 国土资源与环境学院 姓 名： 学 号： 班 级： 指导教师： 南方某城市污水处理厂工艺设计 摘要本设计是关于南方某城市污水处理厂的工艺设计。污水处理规模为18104m3/d污水来源是绝大多数为居民生活用水，少量为工业废水与其他污水。主要采用氧化沟发来处理，进水水质为CODcr 250mg/L，BOD5 125mg/L，SS 200mg/L，氨氮20mg/L。根据课程设计的原始资料及设计要求，出水水质应达到小于或等于以下要求：城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一般B标准。根据平面布置的原则，综合考虑各方面因素进行了污水处理厂的平面布置，根据水力损失计算对污水的高程进行了计算和布置，在最后阶段完成了对平面图和高程图及主要构筑物的绘制。关键词： 设计 污水处理 氧化沟 目 录第一章 总论.1第一节 设计任务和内容.1第二节 基本资料.1第二章 水处理工艺流程说明.3第三章 处理构筑物的设计.4第一节 格栅间和泵房.4第二节 沉沙池.7第三节 初沉池 .9第四节 曝气池.11第五节 二沉池.15第四章 主要设备说明.18第五章 污水厂总体布置.19第一节 主要构（建）筑物与附属建.19第二节 污水厂平面布置.19参考文献.25第一章 总论第一节 设计任务和内容1.对主要污水处理构筑物的工艺尺寸进行设计计算，确定污水处理厂的平面布置和高程布置。2.完成污水处理厂平面布置图，单体构筑物图的设计计算说明书和设计图。3.设计深度一般为初步设计的深度。4.对工艺构筑物选型作说明。主要处理设施（格栅，沉砂池，初沉池，曝气池，二沉池）的工艺计算。污水处理厂平面和单体构筑物。第二节 基本资料（1）污水水量与水质污水处理水量：变化系数：Kz=1.2（2）污水厂地势基本平坦，地面标高约为19.8m（采用黄海系标高）。进水管管径为1.8m，进水管管底标高为14.8m。（3）污水的主要来源：绝大多数为居民生活污水，少量为工业废水与其他污水。（4）接纳水体：X江（5）进水水量与水质进水水量 ： 18104m3/d 污水水质 ： CODcr 250mg/L, BOD5 125mg/L, SS 200mg/L,氨氮 20mg/L（6）处理要求污水处理厂设计出水水质达到国家污水经二级处理后应符合以下具体要求：城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一般B标准。（7） 处理工艺流程污水拟采用传统活性污泥法工艺处理，具体流程如下：（8）气象与水文资料风向：多年主导风向为北东风；气温：最冷月平均为-3.5；最热月平均为32.5；极端气温，最高为41.9，最低为-17.6，最大冻土深度为0.18m；水文：降水量多年平均为每年728mm；蒸发量多年平均为每年1210mm；地下水水位，地面下56m。（9）厂区地形 平均地面坡度为0.300.5，地势为西北高，东南低。厂区征地面积为东西长380m，南北长280m。第二章 水处理工艺流程说明污水经通过污水泵抽取，流过分流闸井再依次通过粗格栅，细格栅。然后通过污水泵房一次提升至最高处。然后依靠重力依次流至出水井，计量槽，沉砂池，初沉池，氧化沟曝气池，二沉池。其中二沉池中的部分活性污泥通过回流泵回流到曝气池中，增强曝气池中的活性污泥浓度和抗冲击负荷能力。最后二沉池出水，通过消毒池消毒，最终排放到X江。其中设计要点：（1）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入水体。 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。(2)污水提升泵房： 取4个污水潜水泵，三用一备。污水只考虑一次提升。污水经提升后入细格栅和沉砂池。然后随高程差自流进入各工艺池。第三章 处理构筑物的设计第一节 格栅间和泵房一：格栅间（1）格栅 型式：平面型，倾斜安装机械格栅。 城市排水系统为暗管系统，且有中途泵站，仅在泵前格栅间设计中格栅。 格栅过栅流速不宜小于0.6ms，不宜大于1.5ms。 栅前水深应与入厂污水管规格(DN1800mm)相适应。 格栅尺寸B、H参见设备说明书，宜选中间值。（2）中格栅 设计说明：主要参数是确定栅调间隙宽度，这与处理规模，污水的性质及后续处理设备选择有关，一般以不堵塞水泵和污水处理厂的设备，保证整个污水处理系统能正常运行为原则，其它设计参数见下表。二、计算依据（1）设计参数 重要参数的取值依据取值 安装倾角一般取4575=60 栅前水深一般取0.30.5m h=0.5m 栅条间距宽：粗：40mm中：1525mm细：410mm b=0.021m 水流过栅流速一般取0.61.0m/s v=0.9m/s格栅受污染物阻塞时水头增大的倍数一般采用3 k=3栅前渠道超高一般采用0.3mh1=0.3m进水渠道渐宽部分的展开角度一般为20,进水宽度B1=0.7m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（2） 计算方法1. 格栅的间隙数量n： n= = =247个 格栅槽总宽度B： B=S（n-1）+bn =0.01（247-1）+0.021247 =7.65m2.过栅水头损失 h0=sinv2/2g = = =0.032m h2=kh0 =30.032 =0.096m3. 栅后槽的总高度H H=h+h1+h2 =0.5+0.3+0.096 =0.896m4.格栅的总长度L L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tg = = =9.55+4.77+1.5+0.46 =16.28m5. 每日栅渣量W W= = =18.14m3/d宜采用机械清渣。 (3)污水提升泵房：取4个污水潜水泵，三用一备。污水只考虑一次提升。污水经提升后入细格栅和沉砂池。然后随高程差自流进入各工艺池。设计流量 Q=1.2180000/243600=2500L/s 每台泵的设计流量为Q1=2500/3=833L/s第二节 沉砂池1.平流式沉砂池设计依据(1)污水在池内的最大流速为0.3m/s,最小流速为应不小0.15m/s；(2)水力停留时间宜选50s；(3)有效水深一般0.251.0m,每格宽度不宜小于0.6m；(4)沉砂量可选0.050.1Lm3，贮砂时间为2d，宜重力排砂；(5)贮砂斗不宜太深，应与排砂方法要求、总体高程布置相适应；(6)池底坡度一般为0.01-0.02，当设置除沙设备时，可根据设备要求考虑池底形状。2.设计参数水平流速一般取0.150.3m/s V=0.2m/s污水在池内的停留时间 t=50s池的有效水深为0. 251.0m,每格宽度不宜小于0.6m h2=1.0m清除沉砂间隔时间 T=2d总变化系数 Kz=1.6储沙斗底宽b1,斗壁与水平面的倾角a 储砂斗高度h3 b1=0.5m a=60 h3=1.5m安全超高h1 b h1=0.5m b=0.2池个数 43.平流式沉砂池设计 (1) 沉沙部分的长度L L=vt=0.250=10m (2) 水流断面面积A A=Qmax/v=2.5/0.2=12.5 (3) 池总宽度B B=A/h2=12.5/1.0=12.5m 设n=4,则每格宽度 b= B/n=12.5/4=3.125m (4) 储沙池所需容积V V=86400QmaxTX/1000Kz =864002.520.03/1600 =8.1m3 (5) 沉沙斗各部分尺寸计算 储砂斗的上口宽b2 b2= 2h3/tan60+b1=2.23m 储砂斗的容积V1 V1=1/3h3【S1+S2+（S1S2）】 =1/31.5（0.52+2.232+0.52.23) =0.5（0.785+15.615+3.501） =9.95m3 (6) 贮沙池的高度h3 h3=h3+0.06(L-2b2-b)/2 =1.5+0.06(10-22.23-0.2)/2 =1.7m (7) 池总高度H H=h1+h2+h3= 0.5+1.0+1.7=3.2m (8) 核算最小流速Vmin Vmin=Qmin/(n1Amin) =2.5/(112.5) =0.20m/s0.15m/s第3节 初沉池1.平流式沉淀池设计依据： 沉淀池的长宽比为45为宜，长深比为812为宜。 除原污水外，还有浓缩池、消化池及脱水机房上清液进入。 表面负荷可选2.03.0m3(m2h)，沉淀时间1.52.0h，SS去除率5060。 排泥方法：机械刮泥，静压排泥。 沉淀池贮泥时间应与排泥方式适应，静压排泥时贮泥时间为2d。池底纵坡，采用机械排泥时，一般设为0.010.02为宜。2.设计参数项目参数表面负荷q 沉淀时间t 水平流速vq=2.0m3(m2h)-1 t=2.0h v=5.0mm/s间隔排泥时间T 人口数NT=2d N=1000000人人均污泥量L 含水率pL=25g/(人d) P=95%每格沉淀池宽度b 6.0m排泥方式机械排泥3.平流式沉淀池设计(1) 沉淀区表面积A A=Qmax/q=1800001.2/(242.0)=4500(2) 沉淀区有效水深h2 h2=qt=2.02.0=4.0m(3) 沉淀区有效容积V V=Ah2=45004.0=18000 m3(4) 沉淀池长度L L=3.6vt=3.652.0=36m(5) 沉淀区的总宽度B B=A/L=4500/36=125m(6) 沉淀池的数量n n=B/b=125/6.0=21个(7) 污泥部分所需容积Vw S=(25100)/(100-95)1000=0.5L/(人d) Vw=SNT/1000=0.510000002/1000=1000m3(8)沉淀池总高度HH=h1+h2+h3+h4=0.3+4.0+0.5+(36-6.0+0.3)0.01+2tan60 =8.6m(9)贮泥斗的容积V1 V1=1/3h4【S1+S2+(S1S2）】 =29 m3(10)贮泥斗以上梯形部分污泥容积V2 h4=(36+0.3-6.0）0.01=0.33m L1=28.7m L2=5.0m V2=(28.7+5.0)/20.335.0=27.8 m3 初沉池设计草图第四节 氧化沟曝气池 1.设计依据：拟采用卡罗赛氧化沟，去除BOD5和COD之外还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水NH3-N低于排放标准，氧化沟按设计共分为4座，按最大日平均时流量设计Qmax=24104m3/h，则每座氧化沟设计流量为Q1=Qmax/4=6104m3/h=16.67m3/s2.设计参数：污泥负荷Ns=0.25kgBOD5/(kgMLSSd)MLSS=3000mg/L f=0.8 则MLVSS=2400mg/L总污泥泥龄为20d曝气池DO=2mg/L污泥增长系数a=0.6污泥自身氧化率b=0.05L/d3设计：碱度平衡计算设计的出水BOD5小于20mg/L,则出水中溶解性BOD5=20-BOD5f出水处理水中非溶解性BOD5f值 BOD5f=0.7Se1.42（1-e-0.235）=13.6mg/L则出水处理水中溶解性BOD5=20-13.6=6.4mg/L日产污泥量Xc Xc= = =51337.7kg/d设其中有12.4%为N近等于TKN中用于合成部分为 0.124550.8=68.30 kg/d 即TKN中有6.83mg/L用于合成，需用于氧化的 NH3-N=34-6.83-2=25.17mg/L需用于还原的NH3-N=25.17-11=14.17mg/L碱度平衡计算已知产生0.1mg/L碱度，除去1mgBOD5，且设进水中碱度为250mg/L。剩余碱度=250-7.125.17+3.014.17+0.1（125-6.4） =125.66mg/L硝化区容积计算硝化速率n= =0.204 d-1故污泥龄tw=1/0.204=4.9 d采用安全系数为2.5故设计污泥泥龄为2.54.9=12.5 d原假设为20d，则硝化速率n=1/20=0.05 d-1单位基质利用率=(n+b)/a=0.167 kgBOD5/kgMLSSd所需MLVSS总量=7101.8kg硝化容积Vn=(7101.8/2400)1000=2959.1 m3水力停留时间tn=(2959.1/10000)24=7.1 h反硝化容积计算12时，反硝化速率为Kde=0.0167kgNO3-N/kgMLVSSd还原NO3-N的总量为141.7kg/d 脱氮所需MLVSS为9446.7kg脱氮所需池容Vdn=(9446.7/2400)1000=3936.1m3水力停留时间tdn=(3936.1/10000)24=9.4h氧化沟总容积总水力停留时间t=tn+tdn=16.5h总容积V=Vn+Vdn=6895.2m3氧化沟的尺寸氧化沟采用4廊道式弗鲁塞尔氧化沟，取池深3.5m宽7m。则氧化沟总长6895.2/(3.57)=281.4m,其中好氧长度为2959.1/(3.57)=120.8m，缺氧长度为3936.1/(3.57)=160.7m弯道处长度372+212=66m，则单个直道长(120.8-66)4=13.7m故氧化沟总池长L=13.7+7+14=34.7m，总池宽B=74=28m核校实际污泥负荷Ns=1000125/(36006895.2) =5.0310-3kgBOD/kgMLSSd需氧量计算O2(kg/d)=ASr+BMLSS+4.6Nr-2.6NO3需要硝化的氧量Nr=25.17100010-3=251.7kg/dO2(kg/d)=0.51000(0.15-0.0064)+0.1184.72.7+4.6251.7-2.6141.7=71.7kg/h取T=30，查表得=0.8，=0.9采用表面机械曝气时，20时脱氧清水的充氧量R0= =133.08kd/h回流污泥量R=X/(Xr-X)=3.6-(10-3.6)=0.56取R=60%剩余污泥量Qw=550.8/0.8+2400.2510=1288.5kg/d若由池底排除，二沉池排泥浓度为10mg/L则每个氧化沟产泥量为128.85m3第五节 辐流式二沉池（1） 设计依据 型式：中心进水，周边出水，辐流式二沉池。 二沉池面积按表面负荷法计算。选用表面负荷时，注意活性污泥在二沉池中沉淀的特点，q应小于初沉池。 计算中心进水管，应考虑回流污泥，且R取大值。中心进水管水流速度可选0.20.5ms，配水窗水流流速可选0.50.8ms。 贮泥所需容积按排水工程(下)相关公式计算。 说明进出水配水设施。（2）工况参数表面负荷1.5m/h沉淀时间2h有效水深H=4.5m污泥区容积连续排泥，不大于污泥量池个数2中心管进水流速0.4m/s污泥指数SVI=130回流污泥比0.64(3)主要尺寸计算1） 池表面积 A=Q/q=1800001.2/(241.5)=6000m22） 单池面积A单=3000m23） 沉淀部分有效水深 H=qt=1.52=3.0m4） 沉淀池底底坡落差 取池底坡度i=0.05，则h4=0.375m5） 按固体负荷 （1+0.64）600004=393600 kg/d6） 所需池面积 393600/48.9=8049 m2 即单池面积为4025 m2 以此值为控制标准，池直径D=72m7） 沉淀池周边（有效）水深 H0=h2+h3+h5=4.5m4m -缓冲层高度，取1.0m-刮泥板高度，取0.5m8）沉淀池总高度H=H0+h4+h1=4.5+0.375+0.3=5.175m-沉淀池超高 （4） 设计草图 第四章 主要设备说明 污泥脱水设备本设计采用带式压滤机，污泥在消化过程中由于分解而使污泥体积减少，按消化污泥中有机物含量占60%，分解率50%，污泥含水率95%来计算，则由于含水率降低而剩余的污泥量为：Q=Q0(100-P1)/(100-P2)=66.48m3/d分解污泥容积 Q1=66.480.60.5=19.944m3/d消化后剩余污泥量Q2=66.48-19.944=46.536m3/d=1.94m3/h选用压滤机为DYQ-1000B型，处理量为3.5m3/h，功率为1.5kw。污泥泵回流污泥泵4台（3用、1备），型号200QW350-20-37潜水排污泵功率为80KW ，设计流量 Q=1.2180000/243600=2500L/s 每台泵的设计流量为Q1=2500/3=833.3L/s 第五章 污水厂总体布置第1节 主要构（建）筑物与附属建筑物1.为了保护环境卫生的要求，厂址应与规划居住区或 公共建筑群保持一定的卫生防护距离，这个防护距离根据当地具体情况而定，一般不小于300m。2.厂址应设在流经城市水源的下游，离城市集中供水水源处不小于 500m。3.在选择厂址时尽可能少占农田或不占农田，而处理厂的位置又应便于农田灌溉和消纳污泥。4.厂址应尽可能在城市和工厂夏季主导风向的下风向。5.要充分利用地形，把厂址设在地形有适当坡度的城市下游地区，以满足污水处理构筑物之间的水头损失，使污水和污泥有自流的可能，以节约动力消耗。6.厂址如果靠近水体，应考虑汛期不受或水淹没的威胁。7.厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区，以利施工，并降低造价。 8.厂址的选择应考虑交通运输及水电供应等条件。9.厂址的选择应结合城市总体规划，考虑远期发展，留有充分的扩建余地。第2节 污水厂的平面布置（1）布置原则1.按功能分区，配置得当。主要指对生产，辅助生产，生产管理，生活区等各部分布置。既有利于生产，又避免非生产人员在生产区通行或逗留，保证安全稳定生产。2.功能明确，布置紧凑。首先保证生产的需要，结合地形，地质，土方，结构和施工等因素全面考虑。布置力求减少占地面积，减少管道长度，便于操作管理。3.顺流排列，流程简捷。各水处理构筑物尽量按流程方向布置，避免与进出水方向相反安排。各个单元之间的管道