兰州某县污水处理厂初步设计说明书及计算书.doc

I 目录目录 第一章第一章 设计说明书设计说明书 1 第一节第一节 概述概述 1 一 设计任务 1 二 设计依据 1 三 设计原则 1 四 设计原始资料 1 五 城市概况 2 第二节第二节 污水处理工艺流程的选定污水处理工艺流程的选定 2 一 设计规模的确定 3 二 处理程度的确定 3 三 处理工艺的选择 4 四 主要构筑物的说明 8 五 消毒剂的选择 10 第三节第三节 污水厂平面及高程布置污水厂平面及高程布置 11 一 污水处理厂的厂址选择 12 二 污水处理厂平面布置原则 12 三 污水处理厂的高程布置 13 四 高程计算的基本原则 13 第四节第四节 公用工程及其它公用工程及其它 14 一 场内给水排水 14 二 供电系统与供热系统 14 三 劳动定员 15 四 工程概算和运行管理 15 第二章第二章 设计计算书设计计算书 17 第一节第一节 污水部分的计算污水部分的计算 17 一 流量计算 17 二 泵前中格栅计算 18 三 细格栅计算 18 四 涡流沉砂池计算 22 II 五 CASS 反应池 24 六 接触池 28 七 巴氏计量槽 30 第二节第二节 污水厂布置污水厂布置 31 一 污水厂平面布置 31 二 高程布置 31 第三节第三节 主要构筑物主要构筑物 32 一 处理构筑 33 结论结论 37 参考文献参考文献 38 1 第一章第一章 设计说明书设计说明书 第一节第一节 概述概述 一 设计任务一 设计任务 兰州市某县污水处理厂初步设计 二 设计依据二 设计依据 一 室外排水设计规范 GB50101 2005 2010 年版 二 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 三 地面水环境质量标准 GB3838 2002 四 城市污水处理厂污水污泥排放标准 CJ3025 93 五 城镇污水处理工程项目建设标准 2001 六 污水综合排放标准 GB8978 1996 三 设计原则三 设计原则 一 在城市总体规划的指导下 加强保护城市水资源和改善水环境 对城市污水 进行统一规划 综合治理 充分发挥建设项目的社会效益 国民经济效益和环境效益 二 积极采用高效节能 简便易行的污水处理新工艺 新技术 新材料 新设 备以及污水和污泥的综合利用技术 三 提高控制和生产管理的自动化 信息化水平 做到技术可靠 便于管理 出水达标 经济合理 四 按照统一规划 分期建设的指导方针 以需要与可能相结合的原则 合理 分期 滚动发展 五 采用国内技术先进 质量稳定的设备 合理采用国外设备 四 设计原始资料四 设计原始资料 一 污水厂规模 一 污水厂规模 污水厂的处理水量按最高日最高时流量 污水厂的处理量为 36000m3 d 二 设计水质 二 设计水质 1 进水水质 由于县城仅设有少量的水泥厂 化肥厂等工业企业 工业废水排放量少 因此 城市污水主要以生活污水为主 进厂水管底标高为 817m 参照国内类似城市污 2 水水质 并结合 县城经济发展水平 确定污水厂的进处水水质如表 1 1 所示 表 1 1 主要设计水质资料 项目BOD5COD SSTNNH3 NTP 单位mg lmg lmg lmg lmg lmg l 进水水质26045018035256 出水水质 20 50 20 20 8 1 0 五 城市概况五 城市概况 兰州市处在中国的几何中心 即北纬 34 东经 103 40 距西北其他四省 自治 区 的省会平均距离最近 市区南北 群山环抱 东西黄河穿流而过 枕山带河 依 山傍水 平均海拔 1500 米 具有盆地城市的特征 兰州地处内陆 大陆性季风气候明显 特点是降水少 日照多 光能潜力大 气候 干燥 昼夜温差大 年日照时数为 2600 小时 无霜期为 180 天 年平均降水量在 250 350 毫米 并集中分布在 6 9 月 年平均气温 11 1 气象资料 1 气温 年平均 11 C 夏季平均 28 C 极端最高气温 37 9 C 冬季平均 15 C 极端最低气温 28 4 C 2 风向风速 全年主导风向为西风 年平均风速 2 6m s 3 降水量 年平均降雨量 436 9mm 4 最大冰冻深度 125cm 无霜期 180d 2 水体 水文资料 1 水体资料 污水厂二级处理出水排入黄河 黄河河底标高 1069 10m 旱季平均流量 0 29m3 s 平均水深 0 46m 2 水体深度 3 10 6 70m 3 工程地质资料 1 地基承载力特征值 90 180KPa 设计地震烈度 7 度 2 土层构成 厂区地区由上至下为素填土 粉土和砾砂 3 第二节第二节 污水处理工艺流程的选定污水处理工艺流程的选定 一 设计规模的确定一 设计规模的确定 污水处理厂设计规模污水处理厂设计规模 由设计资料可知 污水处理厂的设计规模为 dm3 4 106 3 二 处理程度的确定二 处理程度的确定 一 进水水质 一 进水水质 根据原始资料 污水处理厂进水水质见表 1 2 表 1 2 污水设计进水水质 出水水质标准 水质指标设计进水水质 mg L 出水水质标准 mg L BOD526020 CODcr45050 SS18020 NH3 N258 Tp61 二 设计出水水质 二 设计出水水质 出水水质要求符合 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB8978 2002 根据设计资料说明 本设计出水排入水体为 类水体 要求执行一级 B 标准 出 水水质标准如表 1 3 所示 根据出水水质要求 污水处理厂既要求有效地去除 BOD5 又要求对污水的氮 磷进行适当处理 三 处理程度计算 三 处理程度计算 1 BOD5 的去除率 30 92 100 260 20260 2 CODcr 的去除率 89 88 100 450 50450 3 SS 的去除率 89 88 100 180 20180 4 总氮的去除率 68 100 8 825 5 P 的去除率 4 33 83 100 6 16 表 1 3 各种污染物处理程度 单位 mg L 项目BOD5CODcrSSNH3 NP 进水260450180256 出水20502081 去除率92 30 88 89 88 89 68 83 33 三 处理工艺的选择三 处理工艺的选择 一 原污水生化处理可行性 一 原污水生化处理可行性 原污水能否采用生化处理 特别是是否适合用于生物除磷脱氮工艺 取决于原污水中 各种营养成分的含量及其比例能否满足生物生长的需要 因此首先应判断相关的指标能 否满足要求 污水处理厂进水营养比表见表 1 4 表 1 4 污水处理厂进水营养比表 项目比值生化处理可行性 BOD5 CODcr 260 450 0 58BOD5 CODcr 0 45 可生 化性较好 BOD5 TN 260 25 10 40C N 3 5 可满足生物脱氮 要求 BOD5 TP 260 6 433 33BOD5 TP 20 可采用 生物除磷工艺 二 污水处理方案 二 污水处理方案 根据进水水质分析 以及出水要求 选择采用 CASS A2 O 与卡塞罗氧化沟工艺三 种方案 在三者之间进行优化比较 选出最优方案 三个方案的污水处理工艺流程如 下 1 CASS 法 原污水 中格栅 提升泵站 细格栅 沉砂池 CASS 池 接触池 出水 2 A2 O 法 原污水 中格栅 提升泵站 细格栅 沉砂池 厌氧池 缺氧池 好氧池 二次沉淀池 接触池 出水 5 3 氧化沟 原污水 中格栅 提升泵站 细格栅 沉砂池 厌氧池 氧化沟 二次沉淀池 接触池 出水 三 污泥的处理考虑以下 三 污泥的处理考虑以下 2 种方案供选择种方案供选择 1 机械脱水 生污泥 污泥提升泵房 浓缩池 机械脱水 外运 2 自然干化 生污泥 污泥提升泵房 浓缩池 自然干化 外运 四 处理工艺的比较选择 四 处理工艺的比较选择 1 CASS 法 CASS 为周期循环活性污泥法的英文 Cyclic Activated Sludge System 的缩写 是 将好养的生物选择器与传统的连续进水 SBR 反应器相结合的产物 CASS 工艺是以生 物反应动力学原理及合理的水力条件为基础而开发的一种系统组成简单的污水处理新 工艺 目前 CASS 工艺在欧美等国家已得到广泛的应用 从运行效果看 处理效果好 除磷脱氮效果也不错 其基本工艺流程如图 1 1 所示 图 1 1 CASS 处理工艺流程 CASS 工艺尤其适合含有较多工业污水的城市污水及要求除磷脱氮的污水的处理 其优缺点如下 优点 1 工艺流程简单 管理方便 造价低 CASS 工艺只有一个反应器 不需要二 沉池 不需要污泥汇流设备 一般情况下也不需要调节池 因此要比活性污泥工艺节 省基建投资 30 以上 而且布置紧凑 占地面积可减少 35 2 处理效果好 反应器内活性污泥处于一种交替的吸附 吸收及生物降解和活 化的变化过程中 因此处理效果好 沉 池 砂格 栅 细 房 泵 升 提 栅 格 中 污水 CASS 反应池 江 排 接 池 触 运 外 泥 饼 脱 水 机 房 浓 缩 池 6 3 有较好的脱氮除磷效果 CASS 工艺可以很容易地交替实现好氧 缺氧 厌 氧的环境 并可以通过改变曝气量 反应时间等方面来创造条件提高脱氮除磷效果 4 污泥沉降性能好 CASS 工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生 长 减少了污泥膨胀的可能 同时由于 CASS 工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行 的 因此沉淀效果更好 5 CASS 工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量 水质的波动 缺点 由于进水贯穿于整个运行周期 沉淀阶段进水在主流区底部 造成水力紊动 影 响泥水分离时间 进水量受到一定限制 水力停留时间较长 2 A2 O 工艺 A2 O 脱氮除磷工艺 即厌氧 缺氧 好氧活性污泥法 亦称 A A O 工艺 它是在 A2 O 除磷工艺上增设了一个缺氧池 并将好氧池出流的部分混合液回流至缺氧池 具 有同步脱氮除磷功能 其基本工艺流程如图 1 2 所示 污泥回流 混合液回流 硝化液回流 污水剩余污泥 图 1 2 A2 O 工艺基本流程图 污水经预处理和一级处理后首先进入厌氧池 在厌氧池中的反应过程与 A2 O 生物 除磷工艺中的厌氧池反应过程相同 在缺氧池中的反应过程与 A1 O 生物脱氮工艺中的 缺氧过程相同 在好氧池中的反应过程兼有 A2 O 生物除磷工艺和 A1 O 生物脱氮工艺 中好氧池中的反应和作用 因此 A2 O 工艺可以达到同步去除有机物 硝化脱氮 除磷 粗格栅 细格栅 沉砂池 厌氧池 缺氧池 二沉池 好氧池 接触池 排江 浓缩池 贮泥池 脱水机 房 泥饼外运 污水提升泵房 7 的功能 A2 O 工艺适用与对氮 磷排放指标都有严格要求的城市污水处理 其优缺点如下 优点 1 该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺 总的水力停留时间 总产占地面积 少于其它的工艺 2 在厌氧的好氧交替运行条件下 丝状菌得不到大量增殖 无污泥膨胀之虞 SVI 值一般均小于 100 3 污泥中含磷浓度高 具有很高的肥效 4 运行中勿需投药 两个 A 段只用轻缓搅拌 以不啬溶解氧浓度 运行费低 缺点 1 除磷效果难于再行提高 污泥增长有一定的限度 不易提高 特别是当 P BOD 值高时更是如此 2 脱氮效果也难于进一步提高 内循环量一般以 2Q 为限 不宜太高 否则增 加运行费用 3 对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧 减少停留时间 防止产生厌氧状态和 污泥释放磷的现象出现 但溶解浓度也不宜过高 以防止循环混合液对反应器的干扰 3 氧化沟 氧化沟又称循环曝气池 属活性污泥法的一种变形 其工艺流程如图 1 3 图 1 3 厌氧池 氧化沟处理工艺流程 氧化沟又称循环曝气池 氧化沟是常规活性污泥法的一种改型和发展 污水和活 氧二 池 沉触 池 接 排 江 污泥回流 池 缩 浓贮 泥 池 房 机 水 脱 饼 泥 外 运 剩余污泥 污水 中 格 栅 提 升 泵 房 细 栅 格砂 池 沉厌 池 氧化 沟 8 性污泥混合液在环状曝气渠道中循环流动 属于活性污泥法的一种变形 氧化沟的水 力停留时间可达 10 30h 有机负荷很低 实质上相当于延时曝气活性污泥系统 由于 它运行成本低 构造简单 易于维护管理 出水水质好 耐冲击负荷 运行稳定 并 可脱氮除磷 可用于大中型水厂 优点 1 氧化沟具有独特的水力流动特点 有利于活性污泥的生物絮凝作用 而且可 以将其工作区分为富氧区 缺氧区 用以进行消化和反消化作用 取得脱氮的效果 2 不使用初沉池 有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度 3 氧化沟只有曝气器和池中的推进器维持沟内的正常运行 电耗较小 运行费 用低 4 脱氮效果还能进一步提高 因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环量 要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理论上说可以是不受限 制的 从而氧化沟具有较大的脱氮能力 缺点 1 污泥膨胀问题 当废水中的碳水化合物较多 N P 量不平衡 pH 值偏低 氧化沟中的污泥负荷过高 溶解氧浓度不足 排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀 2 泡沫问题 3 污泥上浮问题 4 流速不均及污泥沉积问题 5 氧化沟占地面积很大 总的说来 这三个方案都比较好 都能达到要求处理的效果 考虑到该污水厂设 计水量较小 且方案一工艺流程更为简单 管理更为方便 占地少 造价低 运行费 用少等优势 所以 本设计采用方案一 CASS 工艺作为污水厂处理工艺 四 主要构筑物的说明四 主要构筑物的说明及设计参数及设计参数 一 格栅 一 格栅 1 说明 格栅用以去除废水中较大的悬浮物 漂浮物 纤维物质和固体颗粒物质 以保证 后续处理和水泵的正常运行 减轻后续处理单元的处理负荷 防止阻塞排泥管道 格栅有一组平行的金属栅条或筛网组成 安装在污水渠道 泵房集水井的进口处 或污水处理厂的端部 用以截留较大的悬浮物或漂浮物 如纤维 碎皮 毛发 木鞋 果皮 蔬菜 塑料制品等 以便减轻后续处理构筑物的处理负荷 并使之正常运行 9 被截留的物质称为栅渣 栅渣的含水率约为 70 80 容重约为 750 3 kg m 一般情况下 分粗细两道格栅 粗格栅的作用是拦截较大的悬浮物或漂浮物 以 便保护水泵 细格栅的作用是拦截粗格栅未截留的悬浮物或漂浮物 本设计采用泵前中格栅 泵后细格栅 为改善劳动及卫生条件 均采用机械清渣 2 设计参数 1 中格栅 设计流量 设计两组中格栅 每组流量为 298L s 栅前流速 v1 0 77m s 过栅流速 v2 0 9m s 栅条宽度 s 0 01m 格栅净间距 b 0 02m 格栅倾角 60 度 污水栅前超高 h2 0 3m 单位栅渣量 w1 0 07 m3栅渣 103污水 2 细格栅 设计流量 设计两组细格栅 每组流量为 298L s 栅前流速 v1 0 77m s 过栅流速 v2 0 9m s 栅条宽度 s 0 005m 格栅净间距 b 0 006m 格栅倾角 60 度 污水栅前超高 h2 0 3m 单位栅渣量 w1 0 1 m3栅渣 103污水 二 沉砂池 二 沉砂池 1 说明 沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒 如泥砂 煤渣等 沉砂池一般设于泵 站 倒虹管前 以便减轻无机颗粒对管道的磨损 防止管道发生堵塞现象 也可设于 出次沉淀池前 以便减轻负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件 延长设备使用寿命 常用的沉砂池有平流沉砂池 曝气沉砂池 涡流沉砂池等 本设计采用涡流沉砂池 涡流沉砂池是利用水力涡流 使泥砂和有机物分开 以 达到除砂的目的 污水从切线方向进入圆形的沉砂池 进水渠道末端设一跌水堰 使 可能沉积在渠道底部的砂子向下滑入沉砂池 还设有一挡板 使水流及砂子进入沉砂池 时向底部流行 并加强附壁效应 在沉砂池中间设有可调速的桨板 使池内的水流保 持环流 桨板 挡板和进水水流组合在一起 在沉砂池内产生螺旋状环流 在重力作 用下使砂子沉下 并向池中心移动 由于越靠近中心水流断面越小 水流速度逐渐加 快 最后将沉砂落入砂斗 而较轻的有机物则在中间部分与砂子分离 池内环流在池 10 壁处向下 到池中间则向上 加上桨板作用 有机物在池中心部位向上升起 并随水 流进入后续构筑物 2 设计参数 设计两组沉砂池 则每组设计水量为 298L s 最大流速为 0 1m s 最小流速为 0 02 m s 最大流量时停留时间不小于 20s 一般为 30 60s 进水管最大流速为 0 3m s 三 三 CASS 池池 1 说明 CASS 为周期循环活性污泥法的英文 Cyclic Activated Sludge System 的缩写 是 将好养的生物选择器与传统的连续进水 SBR 反应器相结合的产物 CASS 工艺是以生 物反应动力学原理及合理的水力条件为基础而开发的一种系统组成简单的污水处理新 工艺 目前 CASS 工艺在欧美等国家已得到广泛的应用 从运行效果看 处理效果好 除磷脱氮效果也不错 CASS 工艺是结合研究成果与实际工作经验总结出来的成果 由预反应区和主反应 区组成 预反应区控制在缺氧状态下 因此 提高了对难降解有机物的去除效果 与 传统活性污泥法相比 由于省去了初沉池 二沉池及污泥回流设备 建设费用可以节 省 20 30 工艺流程简洁 污水厂主要构筑物为沉砂池 CASS 池 污泥池 布局 紧凑 占地面积可减少 30 CASS 没有污泥回流 污泥负荷有时在延时曝气范围内 有时则更高 研究和应用表明 在负荷为 0 1 0 2kgBOD kgMLSS d 或者再高一些 CASS 工艺仍能到达 ICEAS 工艺相当的去除效果 而且有利于形成絮凝性能好的污泥 而负荷的提高使 CASS 工艺的工程投资比 ICEAS 节省 25 以上 CASS 反应池的每个工作周期可分为曝气阶段 沉淀阶段 滗水阶段和闲置阶段 反应池每个工序如下 1 曝气阶段 由曝气系统向反应池供养 有机物被微生物氧化分解 同时 NH3 N 通过硝化菌转 化成 NO3 N 2 沉淀阶段 停止曝气 进行泥水分离 同时微生物利用水中剩余溶解氧进行氧化反应 反应 池逐渐有好氧转态变为缺氧状态 开始进行反硝化反应 11 3 滗水阶段 沉淀结束后进行滗水 排出上清液 池中水位下降 此时反应池逐步进入厌氧状 态 继续进行反硝化反应 4 闲置阶段 闲置阶段池中水位由最低水位上升到最高水位 2 设计参数 BOD 负荷为 0 1 0 4 kgO2 kgMLSS d 混合液中挥发性悬浮物固体浓度与总悬浮物固体浓度的比值 一般为 0 75 混合液污泥浓度一般控制在 2 5 4 5kg m3范围内 污泥回流比为 0 15 选择器的容积取主反应区容积的 6 运行周期 5h 曝气 3h 沉淀 1h 滞水 1h 四 接触池 四 接触池 1 说明说明 接触池的作用是保证消毒剂与水有充分的接触时间 使消毒剂发挥作用 达到预 期的杀菌效果 设计合理的接触池应使污水的每个分子都有相同的停留时间 也就是 说水流属于 100 的推流 采用的消毒方法不同 接触池停留时间 方式也不同 2 设计参数 设一座接触池 则设计流量为 Qmax 596 m3 s 隔板数 n 4 隔板宽度 b 2 0m 平均水深 h 2 0m 水力停留时间 t 30min 本设计采用隔板接触池 同时采用液氯消毒 加药量 7mg L 选 3 台 ZJ 1 型转子 加氯机 2 用 1 备 五 计量堰 五 计量堰 为了提高污水厂的工作效率和运转管理水平 积累技术资料 以总结运转经验 为给处理厂的运行提供可靠的数据 必须设置计量设备 污水厂中常用的计量设备有 巴氏计量槽 薄壁堰 电磁流量计 超声波流量计 涡轮流量计算 污水测量装置的 选择原则是精度高 操作简单 水头损失小 不易沉积杂物 各种计量设备的比较见表 1 5 12 表 1 5 常用计量设备比较 名称优点缺点适用范围 巴氏计量槽水头损失小 不易发生沉 淀 操作简单 施工技术要求高 不 能自动记录数据 大 中 小型污 水厂 薄壁堰稳定可靠 操作简单水头损失较大 堰前 易沉淀污泥 不能自 动记录数据 小型污水厂 电磁流量计水头损失小 不易堵塞 精度高 能自动记录数据 价格较贵 维修困难大 中型污水厂 超声波流量 计 水头损失小 不易堵塞 精度高 能自动记录数据 价格较贵 维修困难大 中型污水厂 涡轮流量计精度高 能自动记录数据维修困难中 小型污水厂 本设计采用巴氏计量槽 其优点是水头损失小 不易发生沉淀 精确度高达 95 98 五 消毒剂的选择五 消毒剂的选择 城市污水经二级处理后 水质已经改善 细菌含量也大幅减少 但细菌的绝对值 仍很可观 并存在有病原菌的可能 因此在排放水体前或农田灌溉前 应进行消毒处 理 污水消毒应连续运行 特别是在城市水源地的上游 旅游区 夏季或流行病流行 季节 应严格连续消毒 污水消毒的主要方法是向污水投加消毒剂 目前用于污水消毒的消毒剂有液氯 臭氧 次氯酸钠 紫外线等 消毒剂的选择见下表 1 6 消 毒 剂优 点缺 点适 用 条 件 液 氯效果可靠 投配简单 投量准确 价格便宜 氯化形成的余氯及某 些含氯化合物低浓度 时对水生物有毒害 当污水含工业污水比 例大时 氯化可能生 成致癌化合物 适用于 中规模的污 水处理厂 13 表 1 6 常用消毒剂优缺点比较 经过以上的比较 并根据现在污水处理厂现在常用的消毒方法 决定使用液氯消 毒 第三节第三节 污水厂平面及高程布置污水厂平面及高程布置 一 污水处理厂的厂址选择一 污水处理厂的厂址选择 一 污水处理厂的厂址选择 应遵循下列各项原则 一 污水处理厂的厂址选择 应遵循下列各项原则 1 应于选定的污水处理工艺相适应 如选稳定塘或土地处理系统为处理工艺时 必须有适当的闲置土地面积 2 无论采用什么处理工艺 都应做到少占农田和不占良田 3 厂址必须位于集中给水水源下游 并应设在城镇 工厂厂区及生活区的下游和 夏季主导风向的下风向 为保证卫生要求 厂址应于城镇 工厂厂区 生活区及农村 居民点保持 300m 以上的距离 但也不易太远 以免增加管道长度 提高造价 4 当处理后的污水或污泥用于农业 工业或市政设施时 厂址应考虑与用户靠近 或者便于运输 但处理水排放时 则应于收纳水体靠近 5 厂址不易设在雨季易受水淹的低洼处 靠近水体的处理厂 要考虑不受洪水威 胁 厂址尽量设在地质条件较好的地方 以方便施工 降低造价 6 要充分利用地形 应选择有适当坡度的地区 以满足污水处理构筑物高程布置 漂 白 粉投加设备简单 价格 便宜 同液氯缺点外 沿尚 有投量不准确 溶解 调制不便 劳动强度 大 适用于出水水质较好 排入水体卫生条件要 求高的污水处理厂 臭 氧消毒效率高 并能有 效地降解污水中残留 的有机物 色 味 等 污水中 PH 温度 对消毒效果影响小 不产生难处理的或生 物积累性残余物 投资大成本高 设备 管理复杂 适用于出水水质较好 排入水体卫生条件要 求高的污水处理厂 次 氯 酸 钠用海水或一定浓度的 盐水 由处理厂就地 自制电解产生 消毒 需要特制氯片及专用 的消毒器 消毒水量 小 适用于医院 生物制 品所等小型污水处理 站 14 的要求 减少土方工程量 若有可能 宜采用污水不经水泵提升而自流流入构筑物的 方案 以节省动力费用 降低处理成本 7 根据城市总体发张规划 污水处理厂厂址的选择应考虑远期发展的可能性 有 扩建的余地 二 污水处理厂平面布置原则二 污水处理厂平面布置原则 一 贯通 连接各处理构筑物之间的管 渠便捷 直通 避免迂回曲折 二 污水厂的工艺流程 竖向设计宜充分利用地形 符合排水通畅 降低能耗 平衡土方的要求 三 在处理构筑物之间 应保持一定的距离 以保证敷设连接管 渠的要求 一般的间距可取值 5 10m 某些有特殊要求的建筑物 如污泥消化池 消化气储罐等 其间距应按有关规定确定 四 污水和污泥的处理构筑物宜根据情况尽可能分别集中布置 处理构筑物的 间距应紧凑 合理 符合现行的防火规范的要求 并应满足各构筑物的施工 设备安 装和埋设各种管道以及养护维修管理的要求 五 在各处理构筑物之间 设有贯通 连接的管 渠 此外 还应设有能够使 各处理构筑物独立运行的管 渠 当某一处理构筑物停止工作时 使其后续处理构筑 物 仍能够保持正常运行 六 应设超越全部处理构筑物 直接排放水体的超越管 七 污水厂应合理布置处理构筑物的超越管渠 在厂区内还应设有 给水管 空气管 消化气管 蒸汽管以及输配电线路 八 在污水处理厂区内还应设有完善的排雨水管道系统 必要时应考虑设防洪 沟渠 九 污水厂的绿化面积不宜小于全厂总面积的 30 十 污水厂应设置通向各构筑物和附属建筑物的必要通道 通道的设计应符合 下列要求 1 主要车行道的宽度 单车道为 3 5 4 0m 双车道为 6 0 7 0m 并应有回车道 2 车行道的转弯半径宜为 6 0 10 0m 3 人行道的宽度为 1 5 2 0m 4 通向高架构筑物的扶梯倾角一般宜采用 30 不宜大于 45 5 天桥宽度不宜小于 1 0m 15 三 污水处理厂的高程布置三 污水处理厂的高程布置 污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是 确定个处理构筑物和泵房的标 高 确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及标高 通过计算确定各部位的水面标高 从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅的流动 保证污水处理厂的正常运 行 为了降低运行费用和便于维护管理 污水在处理构筑物之间的流动 以按重力流 考虑为宜 为此必须精确的计算污水流动中的水头损失 水头损失包括 一 污水流经各处理构筑物的水头损失 二 污水流经连接前后两个处理构筑物管渠 包括配水设备 的水头损失 包 括扬程与局部损失 三 污水流经量水设备的损失 四 高程计算的基本原则四 高程计算的基本原则 一 选择一条距离最长 水头损失最大的流程进行水利计算 并应适当留有余 地 以保证在任何情况下 处理系统都能够运行正常 二 计算水头损失时 一般应以近期最大流量 或泵的最大出水量 作为构筑 物和管渠的设计流量 计算设计远期流量的管渠和设备时 应以远期最大流量为设计 流量 并酌加扩建时的备用水头 三 设置终点泵站的污水处理厂 水力计算常以接纳处理后污水水体的最高水 位作为起点 逆污水处理流程向上倒推计算 以使处理后污水在洪水季节也能自流排 出 而水泵需要的扬程较小 运行费用也较低 但同时应考虑到构筑物的挖土深度不 易过大 以免土建投资过大和增加工程上的难度 还应考虑到应维修等原因需将池水 放空而在高程上提出的要求 四 在作高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合 尽量减少抽升的污 泥量 在决定污泥干化厂 污泥浓缩池 消化池等构筑物的高程时 应注意他们的污 泥水能自动排入污水入流干管或其它构筑物的可能 第四节第四节 公用工程公用工程 一 场内给一 场内给水排水水排水 1 给水工程给水工程 污水处理厂给水用镀锌钢管与厂区给水干管连接 污水处理厂给水主要用于消防 16 洗涤 化验 地面冲洗 卫生间 脱水间反冲洗及办公用水 2 排水工程排水工程 污水处理厂内排水主要由生活污水 冲洗水和雨水 排水系统采用合流制 生活 污水 冲洗水和雨水都通过管道收集到泵站集水池 集中处理 二 二 供电仪表与供热系统设计供电仪表与供热系统设计 1 变配电系统变配电系统 全厂变配电采用 10 千伏双电源供电 380 伏变配电系统 污水泵 回流污泥泵房就地控制 变配电间 低压电瓶设有紧急按钮 污水泵可按水位自动停车 变配电间从邻近接触 220 伏照明电源 2 监测仪表的设计监测仪表的设计 2 1 设计原则设计原则 1 污水和污泥两部分分别集中设置显示记录仪 污水部分设置单独的仪表间 污泥记录仪设在污泥泵房内 2 根据目前国内监测仪表情况 选定物力参量和化学参量均采用 DDZ 型监 测仪表 3 仪表自动控制设计 要掌握适当的设计标准 在工程实效的前提下 考虑技 术的先进性 2 2 监测内容监测内容 1 污水泵房 集水池液位应集中显示 并设上下限报警 2 沉砂池 水温指示记录 PH 值指示记录 3 CASS 反应池 水温指示记录 PH COD 监测 4 接触池 水温指示记录 PH 指示记录 DO 指示记录 5 浓缩池 泥温 泥位指示记录 并设上下限报警 PH 指示记录 6 污泥脱水机房 污泥流量指示记录 加药量指示记录 2 3 供热系统的设计供热系统的设计 本设计污水厂处于西北地区 冬季应考虑采暖问题 供热范围有 综合楼 职工 娱乐室 食堂 中控室 加氯间 加药间等供热方式选用暖气 各室内装有散热片 三 劳动定员三 劳动定员 1 定员原则定员原则 按劳动定员试行规范规定 日处理量 5 10 万吨的城市二级污水处理厂职工定员不 小于 50 人 日处理量在 5 吨以下的职工人数位 20 30 人 不包括管理人员和干部 占全厂人数的 70 17 2 污水厂人数定员污水厂人数定员 本设计污水厂污水量为 36000 吨 采用职工人数为 25 人 管理人员及干部 6 人站 24 工人 17 人占 68 其它 2 人占 8 四 工程概预算及运行管理四 工程概预算及运行管理 1 工程概算工程概算 水量造价 污水建成初期 每吨水处理平均造价 700 800 元 取 800 元 立方米 则水量造价为 L 总投资 Q 800 36000 800 2880 万元 d 2 单位水量用地 按平均日水量来计算 L B 368 4 193 4 70400 1 01m2 m3 3 单位水量处理费用为 0 1 元 m2 则每天处理费用 0 1 36000 3600 元 2 安全措施安全措施 考虑到全厂发生事故时 构筑物检查停用时可将进入污水厂的污水通过超越管 排入河流 故在进水闸前 厌氧混合池前和接触池前分别设置超越管 管径 1500mm 为了能够随时掌握厂内各构筑物的运行情况 设中央控制系统进行全方位监测 并在厂内及各高位处设置监视器 3 污水厂运行管理污水厂运行管理 定期进行培训考核 提高污水厂操作工人的污水处理基本知识和基本技能 定期对处理系统进行巡视和做好处理构筑物的清洁保养工作 切实做好控制 观察 记录分析试验工作对于检验数据设立技术档案并妥善保 管 对污水处理厂的运行采用自动监测 自动记录 自动化设备与人工操作相结合 并设中控室实行集中管理 加强厂区环境保护和绿化工作 确保工作人员有一个良好的工作环境 4 污水厂运行中注意事项污水厂运行中注意事项 防止污水处理过程中出现污泥膨胀 污泥腐化等现象 切实做好预防和整理工 作 严格控制并且及时排泥 督促环保部门加强对污水排放企业的监督 使其排放水达到污水排放标准 以 确保污水厂正常运行 有关部门应加强污水排放费的征收 同时专款专用 确保污水厂的运行管理费 用 18 第二章第二章 设计计算书设计计算书 第一节第一节 污水部分的计算污水部分的计算 一 流量计算一 流量计算 平均时流量 Q 36000 m3 d 0 417 m3 s 417 L s 根据 室外排水设计规范 由内差法求得变化系数 Kz 1 43 最大时流量 Qmax Kz Q 1 43 36000 51480 m3 d 595 8L s 0 5958 m3 s 取 596 L s 二 泵前中格栅计算二 泵前中格栅计算 格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成 安装在污水渠道 泵房集水井的进口处 或污水处理厂的端部 用以截留较大的悬浮物或漂浮物 如纤维 碎皮 毛发 木鞋 果皮 蔬菜 塑料制品等 以便减轻后续处理构筑物的处理负荷 并使之正常运行 一 一 设计参数设计参数 19 设计流量 设计两组中格栅 每组流量为 298L s 栅前流速 v1 0 77m s 过栅流速 v2 0 9m s 栅条宽度 s 0 01m 格栅净间距 b 0 02m 栅前部分长度 0 5m 栅后部分长度 1 0m 格栅倾角 60 度 污水栅前超高 h2 0 3m 单位栅渣量 w1 0 07 m3栅渣 103污水 二 二 设计计算设计计算 计算图见图 2 1 h H h1 h1 h h1 H1B1 B l1500 H1 tg 1000l2 B1 图 2 1 中格栅计算图 1 栅条间隙数 n ehv Q n sin max 式中 格栅安装倾角 60 e 栅条间隙 mm 20mm h 栅前水深 m 0 4m v 过栅流速 m s 0 9m s Qmax 最大流量 代入数据得 39 9 0 4 0 02 0 60sin298 0 n 2 栅槽宽度 B ennSB 1 式中 S 栅条宽度 m 10mm 20 e 栅条间隙 mm 20mm 代入数据得 mbnnsB16 1 3902 0 13901 0 1 3 进水渠道渐宽部分长度 1 l 1 1 1 2tan BB l 式中 B1 进水渠宽 m 取 0 74m B 栅槽宽度 m 1 渐宽部分展开角 1 20 代入数据得 58 0 20tan2 74 0 16 1 tan2 1 1 1 BB L 4 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 2 l m L L29 0 2 1 2 5 过栅水头损失 1 h 01 khh sin 2 2 0 g v h 3 4 e S sin 2 2 3 4 1 g v e S kh 式中 k 系数 格栅受污物堵塞后 水头损失增大的倍数 一般 k 取 3 系数 当为矩形截面时 取 2 42 h1 计算水头损失 m g 重力加速度 9 8m s 代入数据得 mh097 0 60sin 81 9 2 9 0 02 0 01 0 42 2 3 2 3 4 1 21 6 栅后槽总高度 H 栅前槽高 H1 h h2 0 7m 式中 h2 栅前渠道超高 0 3m H h h1 h2 0 4 0 097 0 3 0 8 7 栅槽总长度 L 1 12 1 00 5 tan H Lll 式中 H1 栅前槽高 m l1 进水渠道渐宽部分长度 m l2 栅槽与出水渠道连接渠的渐缩长度 m 格栅安装倾角 60 代入数据得 L l1 l2 0 5 1 0 H1 tg 0 58 0 29 0 5 1 0 0 4 0 3 tan60 2 77m 8 每日栅渣量 W max1 86400 1000 Z QW W K 式中 W1 栅渣量 m 10 m 污水 取 0 1 0 01 粗格栅用小值 细格栅用大值 间格栅用中值 设计 W1取 0 07 Kz 生活污水流量变化系数 代入数据得 W 100043 1 8640007 0 298 0 1 26m3 d 0 2m3 d 采用机械除渣 三 除渣机的选择 三 除渣机的选择 选择 FH 900 旋转格栅除污机 共 2 台 其技术参数见表 2 1 表 2 1 FH 900 旋转格栅除污机技术参数 型号电机功率 kw 设备宽度 mm 有效栅宽 mm 栅条间隙 mm 安装角度 22 FH 9001 59007402060 四 螺旋输送机的选择 四 螺旋输送机的选择 选择 LS 260 螺旋输送机 共 1 台 其技术参数见表 2 2 表 2 2 FH 900 旋转格栅除污机技术参数 型号无轴螺旋槽直径 mm 输送量 m3 h 推荐传输长度 m 安装角度 转速 r min LS 2602601 32 10 3020 三 细格栅计算三 细格栅计算 一 设计参数 一 设计参数 设计流量 设计两组细格栅 每组流量为 298L s 栅前流速 v1 0 77m s 过栅流速 v2 0 9m s 栅条宽度 s 0 005m 格栅净间距 b 0 006m 栅前部分长度 0 5m 栅后部分长度 1 0m 格栅倾角 60 度 污水栅前超高 h2 0 3m 单位栅渣量 w1 0 1 m3栅渣 103污水 二 设计计算 二 设计计算 计算图见图 2 2 h H h1 h1 h h1 H1B1 B l1500 H1 tg 1000l2 B1 图 2 2 细格栅计算图 1 栅条间隙数 n ehv Q n sin max 式中 格栅安装倾角 60 e 栅条间隙 mm 6mm 23 h 栅前水深 m 0 3m v 过栅流速 m s 0 9m s Qmax 最大流量 代入数据得 171 9 0 3 0 006 0 60sin298 0 n 2 栅槽宽度 B ennSB 1 式中 S 栅条宽度 m 5mm e 栅条间隙 mm 6mm 代入数据得 mbnnsB88 1 171006 0 1171005 0 1 3 进水渠道渐宽部分长度 1 l 1 1 1 2tan BB l 式中 B1 进水渠宽 m 取 0 6m B 栅槽宽度 m 1 渐宽部分展开角 1 20 代入数据得 m BB L76 1 20tan2 6 088 1 tan2 1 1 1 4 栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度 2 l m L L88 0 2 1 2 5 过栅水头损失 1 h 01 khh sin 2 2 0 g v h 3 4 e S 24 sin 2 2 3 4 1 g v e S kh 式中 k 系数 格栅受污物堵塞后 水头损失增大的倍数 一般 k 取 3 系数 当为矩形截面时 取 2 42 h1 计算水头损失 m g 重力加速度 9 8m s 代入数据得 mh20 0 60sin 81 9 2 9 0 006 0 005 0 42 2 3 2 3 4 1 6 栅后槽总高度 H 栅前槽高 H h h2 式中 h2 栅前渠道超高 0 3m H h h1 h2 0 3 0 2 0 3 0 8m 7 栅槽总长度 L 1 12 1 00 5 tan H Lll 式中 H1 栅前槽高 m l1 进水渠道渐宽部分长度 m l2 栅槽与出水渠道连接渠的渐缩长度 m 格栅安装倾角 60 代入数据得 L l1 l2 0 5 1 0 H1 tg 1 76 0 88 0 5 1 0 0 3 0 3 tan60 3 47m 8 每日栅渣量 W max1 86400 1000 Z QW W K 式中 W1 栅渣量 m 10 m 污水 取 0 1 0 01 粗格栅用小值 细格栅用大值 间格栅用中值 设计 W1取 0 1 25 Kz 生活污水流量变化系数 代入数据得 W 100043 1 864001 0298 0 1 80 d 0 2 d 采用机械除渣 3 m 3 m 三 除渣机的选择 三 除渣机的选择 选择 FH 700 旋转格栅除污机 共 2 台 其技术参数见表 2 3 表 2 3 FH 700 旋转格栅除污机技术参数 型号电机功率 kw 设备宽度 mm 有效栅宽 mm 栅条间隙 mm 安装角度 FH 7001 5700540660 四 螺旋输送机的选择 四 螺旋输送机的选择 选择 LS 260 螺旋输送机 共 1 台 其技术参数见表 2 4 表 2 4 FH 900 旋转格栅除污机技术参数 型号无轴螺旋槽直径 mm 输送量 m3 h 推荐传输长度 m 安装角度 转速 r min LS 2602601 32 10 3020 四 涡流沉砂池计算四 涡流沉砂池计算 沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒 如泥砂 煤渣等 沉砂池一般设于泵 站 倒虹管前 以便减轻无机颗粒对管道的磨损 防止管道发生堵塞现象 也可设于 出次沉淀池前 以便减轻负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件 延长设备使用寿命 常用的沉砂池有平流沉砂池 曝气沉砂池 涡流沉砂池等 本设计采用涡流沉砂池 一 设计参数 一 设计参数 1 最大流速为 0 1m s 最小流速为 0 02 m s 2 最大流量时停留时间不小于 20s 一般为 30 60s 3 进水管最大流速为 0 3m s 二 设计计算 二 设计计算 设计两组沉砂池 则每组设计水量为 0 298 s 计算图见图 2 3 3 m 26 图 2 3 涡流沉砂池计算图 1 进水管直径 1 max4 v Q d 污水在中心管内流速 m s 设计取 0 3 m s1v md12 1 3 0 298 0 4 2 沉砂池直径 21 21max 4 vv vvQ D 池内水流上升流速 m s 设计取 0 1 m s2v 25 2 1 0 3 0 1 03 0 298 0 4 D 3 水流部分高度 h2 t2v t 最大流速时的流行时间 一般为 30 60s 设计取 40s h2 0 1 40 4m 4 沉砂部分所需容积 27 2 86400max K XTQ V X 城市污水沉砂量 城市污水每方含砂 3 5 10 3 m T 两次清除沉砂间隔的时间 d 设计取 2 天 V 43 1 86400 2 00001 0 3 298 0 1 08 3 m 5 圆截锥部分实际容积 2 1 24 3 rRrR h V 沉砂池锥底部分高度 m 设计取 0 6m 4 h R 圆截锥锥顶截面圆半径 m 设计取 1 0m r 圆截锥锥底截面圆半径 m 设计取 0 6m m 1 08m23 1 36 0 6 0 11 3 6 0 3 14 V 33 6 池总高度 H h1 h2 h3 h4 h1 超高 m 取 0 3m h3 中心管至沉砂面的距离 m 一般去 0 3 m H 0 3 4 0 3 0 5 5 1m 三 三 砂水分离器砂水分离器 设计采用 LSF 型砂水分离器 该型设备主要用于对污水处理厂沉砂池排出的砂水 混合液进行砂水分离 主要由无轴螺旋 U 型槽 水箱 附壁效应器及驱动装置等部 件组成 设计采用一台 LSF 260 型砂水分离器 主要技术参数见下表 2 5 表 2 5 LSF 260 型砂水分离器技术参数 型号电机功率 kw 处理量 L s 设备长度 mm 机体最大宽度 mm 机体最大高度 mm LSF 2600 2512384011702100 五 CASS 反应池反应池 一 设计参数 一 设计参数 混合液中挥发性悬浮物固体浓度与总悬浮物固体浓度的比值 一般为 0 75 混合液污泥浓度一般控制在 2 5 4 5kg m3范围内 28 由污水厂的施行实例得出该污水厂的运行周期为 5h 污泥回流比为 0 15 选择器的容积取主反应区容积的 6 二 设计计算 二 设计计算 1 CASS 池 SS 负荷率 Ns 的确定 取 f 0 75 K2 0 020 则 dKgMLSS KgBOD24 0 952 0 1000 15073 7 020 0 fSK N5 e2 s 式中 Ns BOD SS 负荷率 kgBOD5 kgMLSS d K2 有机基质降解速率常数 一般为 0 0168 0 0281 Se 混合液残存的有机基质 BOD 浓度 mg L 在这里为 7 73mg L 有机物去除率 这里为 0 952 f 活性污泥中挥发性有机物的含量 取值 150mg L 2 CSS 池容积 负荷计算法 污水设计日流量 Q 36000m3 d 取 X 3 5kg m3 3500mg L 则 CASS 池容积为 3 0 m23285 75 0 400013 0 75 7 260 36000 Q V fXN SS s e 式中 Q 设计流量 m3 d So 进入 CASS 池有机物浓度 mg L Se CASS 池排放有机物浓度 mg L X 混合液污泥浓度 mg L 一般将 X 控制在 2 5 4 5kg m3范围内 3 CASS 池各部分容积组成及最高水位 321 1 VVVnV 321HHHH 设 CASS 池个数 n1 4 池内最高水位 H 5m 一个运行周期 Tc 5h 则一日内 循环周期 8 4 5 24