排水设计说明书.doc

目录一 .设计概述7二.设计流量和水质污染程度的计算72.1 设计水质水量的计算72.1.1污水水量的计算72.1.2 设计污水水质污染程度72.1.3设计人口数7三工艺流程83.1 方法概述8四.构筑物的设计及计算84.1隔栅的设计及计算84.1.1设计说明84.1.2隔栅的计算94.2集水池提升泵房的设计114.2.1.水泵选择114.2.2.集水池114.2.3.泵位及安装114.3 沉砂池的设计及计算114.3.1.设备简介114.4 初沉池的设计124.4.1池型的选择124.4.2工艺尺寸124.5 曝气池的设计及计算134.5.1池型选择134.5.2 污水处理程度144.5.3曝气池计算及各部位尺寸144.5.4 曝气池的进出水系统154.5.5 曝气系统的设计与计算154.5.6 供气量的计算164.6 二沉池的设计及计算174.6.1池型选择设计174.6.2尺寸计算174.7消毒设施的计算184.7.1加氯量的计算：184.7.2平流式消毒接触池：184.8 污泥浓缩池194.8.1 污泥量计算194.8.2 尺寸计算194.9 贮泥池204.9.1污泥量的计算204.9.2尺寸计算214.10 污泥消化池211.10.1 消化池的设计211.10.2尺寸计算214.11 污泥脱水计算及其设备234.11.1 污泥脱水量的计算234.11.2 污泥脱水设备23五.平面布置及高程布置235.1 平面布置235.2 高程布置24六 水力及高程计算24七. 参考资料28一 .设计概述 本设计进行某污水处理厂的设计，设计内容包括厂址的选择，处理工艺流程的选择，设计水质水量的计算，污水处理程度的计算，污水处理构筑物的计算，污泥处理构筑物的计算等。根据所给材料，污水处理厂应选在A点附近。厂区布置应考虑主风向的影响，合理布局生活区和污水污泥处理区。此外，设计要保证污水处理厂在洪水期的正常运行。二.设计流量和水质污染程度的计算2.1 设计水质水量的计算2.1.1污水水量的计算 1城市每天的平均污水量： Q生（400001304200013545000140）10317170m3/d Q=Q生Q工171707000720031370 m3/d=363L/s 2. 设计流量： Qmax=17170+70001.25+72001.20=34560 m3/d1440 m3/h=400L/s 2.1.2 设计污水水质污染程度 生活污水和工业废水混合后BOD5和SS的浓度用下公式计算：，其中式中Ci：每区BOD或SS的浓度，mg/L；Qi：每区污水流量，L/s。计算得BOD5=（1270003070004207200430）/31370=357.03mg/L，SS=(1270004570003207200330)/31370=417.77mg/L.2.1.3设计人口数 取人均每天排放BOD5为30g/L，SS为45g/L计。则：按BOD5计算得到的设计人口数为32800人；按SS计算为229578人三工艺流程3.1 方法概述本设计采用传统活性污泥法，又称推流式活性污泥法，它是依据污水的自净作用发展而来的。污水在经过沉砂、初沉等工序进行一级处理后，进入推流式曝气池，在曝气和水力条件下，曝气池中的水均匀地流动，污水从入口流向出口，前端液流不与后端液流混合。在曝气池中，污水中的有机物绝大部分被微生物吸附、氧化分解，生成无机物，然后进入沉淀池。在这个过程中，随着环境的变化，生物反应速度是变化的，F/M值也是不断变化的，微生物群的量和质不断地变动，后行污泥的吸附、絮凝、稳定作用不断的变化，其沉降浓缩性能也不断地变化。它具有曝气池内污水浓度从池首至池尾是逐渐下降的，由于在曝气池内存在这种浓度梯度，污水降解反应的推动力较大，效率较高，对污水处理的方式较灵活。对悬浮物和BOD的去除率较高。运行较稳定等特点。其工艺流程如下：图1 传统活性污泥法工艺流程图四.构筑物的设计及计算4.1隔栅的设计及计算4.1.1设计说明隔栅（见图2-1）一般斜置在进水泵站之前，主要对水泵起保护作用，截去生活水中较大的悬浮物，它本身的水流阻力并不大，水头损失只有几厘米，阻力主要产生于筛余物堵塞栅条，一般当格栅的水头损失达到1015厘米时就该清洗。隔栅按形状可分为平面隔栅和曲面隔栅两种，按隔栅栅条间隙可分为粗隔栅（50100mm），中隔栅（1650mm），细隔栅（316mm）三种。图2 隔栅结构示意图根据清洗方法，隔栅和筛网都可设计成人工清渣和机械清渣两类，当污染物量大时，一般应采用机械清渣，以减少人工劳动量。本设计栅渣量大于0.2m3/d,为改善劳动与卫生条件，选用机械清渣，设置一套带有人工清渣隔栅的旁通事故槽，便于排除故障。栅渣量与地区特点，隔栅的间隙大小，污水流量以及下水道系统的类型等因素有关，在无当地资料时，可采用：（1） 隔栅间隙1625mm ，处理0.10-0.05栅渣/103m3污水（2） 隔栅间隙3050mm ，处理0.03-0.01栅渣/103m3污水栅渣的含水率一般为80%，容重约为960kg/ m3。栅条的断面形状有圆形、锐边矩形、迎水面为半圆形的矩形、迎水面背水面均为半圆的矩形几种，本设计采用断面为锐边矩形断面的栅条。4.1.2隔栅的计算 1主要设计参数设计中选择两组粗隔栅和中隔栅（一备一用）， 隔栅的设计流量为0.4m/s 。栅条宽度S取0.01m；粗隔栅条间隙b取0.06m；中隔栅间隙取0.02m；栅前水深为0.4m； 过栅流速为0.8m/s；隔栅安装倾角取602工艺尺寸(1) 栅条间隙数： (2) 栅槽宽度： (3) 进水渠道渐宽部分长度：设进水渠宽B1为1.0m, 渐宽部分的展开角度1为20(4) 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：(5) 通过格栅的水头损失： (6) 栅后槽总高度：栅前渠道超高h2采用0.3m, (7) 栅槽总长度：(8) 每日栅渣量：W1在此取定栅渣量W1为0.1m3/103m3污水，污水总变化系数KZ：为1.2同理： 可计算中隔栅时，取栅条间隙b取0.02m，则：(1) 栅条间隙数： =60(2) 栅槽宽度：=1.8m(3) 进水渠道渐宽部分长度： =1.1m(4) 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：=0.55m (5) 通过格栅的水头损失：=0.081m (6) 栅后槽总高度：=0.78m (7) 栅槽总长度：=3.55m(8) 每日栅渣量：W1在此取定栅渣量W1为0.07m3/103m3污水，污水总变化系数KZ：为1.24.2集水池提升泵房的设计4.2.1.水泵选择设计流量，考虑取用3台潜水排污泵（二用一备），则每台泵流量为4.2.2.集水池（1）容积 集水池容积采用相当于一台泵的15min流量，即： （2）面积 取有效水深H=3m，则面积F= 集水池长度取10m，则宽度B=m。 集水池平面尺寸 L*B=10m*6m；保护水深1.2m，则实际水深4.2m。 4.2.3.泵位及安装潜污泵直接置于集水池内，潜污泵的检修用移动吊架。 4.3 沉砂池的设计及计算4.3.1.设备简介沉砂池有4种：平流式、竖流式、曝气式、旋流式。普通平流沉砂池的主要缺点是沉砂中含有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加。本设计采用旋流式沉砂池。由于所以选择旋流式沉砂池I中的100型，并采用4个。4.4 初沉池的设计4.4.1池型的选择 采用辐流式沉淀池，中心进水，周边出水，共两座。每组设计流量为200L/s，沉淀池表面负荷q取2 m3/(m2h) ，沉淀时间t=1.5h 中心进水周边出水辐流式沉淀池4.4.2工艺尺寸1单池面积为：F=Qmax/(nq)= 1440/(22)=360m22. 池子直径： D=(4F/)0.5 =(4360/)0.5 =21.41m，取22m3 沉淀部分有效水深：h2=q t=21.5=3m4沉淀部分有效容积：VFh21080 m35.污泥部分所需容积： 其中： W每日污泥量，S每日每日产泥量；取0.5L/(人d )N设计人口数t两次排泥的时间间隔，在此取4h, 6 污泥量 按去除水中悬浮物计算，公式如下： 其中：C0、C1分别是进水与沉淀出水的悬浮物浓度，kg/m3。若消化池等上清液回流至初沉池，式中的C0应取1.3C0。 p0污泥含水率，在此取97 r污泥容重，取1000kg/m3 t两次排泥的时间间隔，在此取4h, 将相关数据带入公式得： 7 污泥斗容积 由于直径D20m，所以采用周边传动刮泥机，设计选择锥形泥斗，池底坡度0.05，污泥斗上口半径2m,下口半径1m，倾角为60。 污泥斗的容积按下式进行计算： 其中 V1污泥斗容积 h5污泥斗高度 r1污泥斗上口半径 r2污泥斗下口半径 将相关数据带入得：坡度落差：池底可贮存总污泥体积：污泥区总容积：，足够。8沉淀池总高度： 9径深比校核：D/ h2 = 22/3 =7.3 （在612m范围内）沉淀池的出水财采用锯齿堰，堰前设有挡板，拦截浮渣，沉在底部的沉泥通过刮泥机刮至污泥斗，依靠静水压力排除。出水槽采用双侧集水，出水槽宽为0.5m，水深0.4m，槽内水流速0.6m，堰上负荷1.75L/（ms），小于2.9 L/（ms），满足要求。初沉池的出水通过渠道流会初沉池集配水井外层套筒，渠道宽0.7m，水深0.5m，流速0.85m。4.5 曝气池的设计及计算 4.5.1池型选择本设计采用再生曝气池处理4.5.2 污水处理程度原污水BOD5值（Sa）为357.03 mg/L，经初沉池处理，按沉降20考虑，则：进入曝气池污水的BOD5值（Sa）为：357.030.8285.63mg/L， SS按去除率为50算。SS的浓度为：La1.30.5417.77271.55mg/L。又要求经过二级处理后，出水要达到国际一级B标准，BOD5值为20 mg/L，SS浓度为20 mg/L故，BOD的去除率BOD=(285.6320)/285.63=0.93 ，SS的去除率为SS（271.5520）/271.55=0.926。4.5.3曝气池计算及各部位尺寸曝气池按BOD-污泥负荷法计算(1) BOD-污泥负荷率拟定采用的BOD-污泥负荷率为0.3kgBOD5/(kgMLSSd)。但为妥计，按下式加以较核： 计算结果确证，取值0.3是适宜的。(2)混合液污泥浓度（X）根据已确定的Ns值，查图4-7得相应的SVI值为110，按下式确定混合液污泥浓度值X。对此r=1.2，R=50%，代入各值，得：X=Rr106/(1+R)SVI=0.51.2106/(1+0.5)110=3636.4mg/L(3)曝气池容积，按下式计算，即：V=QS/(NX)代入各值：V=34560285.63/(0.33636.4)=9049.8 m(4) 确定曝气池各部位尺寸设2组曝气池，每组容积为V1=9.49.8/2=4524.9m3,池深取4.5m，则每组曝气池的面积为F=4524.9/4.5=1005.6m2。池宽取6m，B/H=6/4.5=1.33，介于1-2之间，符合规定。池长： F/B=1005.6/6=167.6m。 L/B=167.6/6=27.9310m ，符合规定。设每组曝气池为4朗道，其中廊为再生池，占总曝气池的1/4；则每廊道长：L1=L/4=167.7/441.9m42m曝气池超高取0.5m，则池总高度为：H4.5+0.5=5m在面对初次沉淀池的一侧（前侧），在每组曝气池的一端，廊道靠二沉池侧设回流污泥井，井内设污泥提升器，回流污泥由污泥泵站送入井内，由此通过空气提升器回流至每组曝气池的廊道（再生池）。后面三个廊道采用推流曝气。4.5.4 曝气池的进出水系统 （1）初沉池的出水通过DN800mm的管道送入曝气池进水渠道，流速为0.78m/s。 （2）污水在渠道的最大流速 渠宽取1m,渠深取0.5m，则最大流速为： v2=0.48/(210.5)=0.48m/s。 （3）曝气池采用潜孔进水，所需的孔口总面积为AQmax/(N*v3)0.6m2. 设每个孔口尺寸为0.50.4，则所需孔数为3。4.5.5 曝气系统的设计与计算1.系统的选择：本设计采用鼓风曝气系统。2.系统的相关计算(1)平均日（时）需氧量的计算 (2) 最大时需氧量同上，计算出为：O= 8292.31kg/d=345.51kg/h其中 a氧化每千克BOD需氧量，0.420.53；取0.5，b污泥自身氧化率0.110.188；取0.15, (3) 每日去除的BOD5值BOD=31370(285.63-20)/1000=8332.81kg/d(4)去除1kgBOD的需氧量：(5) 最大时需氧量与平均时需氧量之比O/ O=345.51/327.86=1.054.5.6 供气量的计算采用网状膜型中微孔空气扩散器，敷设于距池底0.2m处，淹没水深4.3m，计算温度定为30。水中溶解氧饱和度：C=9.17mg/L; C=7.63mg/L(1) 空气扩散器出口处的绝对压力（P）计算如下：P=1.01310+9.810H =1.01310+9.8104.3 =1.43410P(2) 空气离开曝气池面时，氧的百分比按下式计算：O=21(1-E)/79+21(1-E)100%E空气扩散器的氧转移效率，对网状膜型中微孔空气扩散器，取值30%。代入E值，得：O=21(1-0.3)/79+21(1-0.3)100%=15.69%(3) 曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑）按下式计算，即：C=C(P/2.02610+O/42)最不利温度条件按30考虑，代入各值，得：C=7.63(1.434/2.026+15.69/42)=8.25mg/L(4) 换算为在20条件下，脱氧清水的充氧量，按下式计算，即：R=RC/(C-C)1.024取值=0.82；=0.95；C =2.0；=1.0代入各值，得：R=231.69.17/0.82(0.951.08.252.0)1.024=495.46kg/h相应的最大时需氧量为：R=522.15 kg/h(5) 曝气池平均时供气量按下式计算，即：G=R/(0.3E)100代入各值，得：G=495.46/(0.330)100=5505.11m/h(6) 曝气池最大时供气量G=5801.67m/h(7) 去除每kgBOD的供气量：5505.1124/8332.81=15.9m （空气/kgBOD）(8) 每m污水的供气量：5505.11/3137024=4.2m （空气/ m污水）(9) 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50%，这样提升污泥所需空气量为：80.531370/24=5228.33m/h总需气量：5801.67+5228.33=11030m/h4.6 二沉池的设计及计算4.6.1池型选择设计采用普通辐流式沉淀池，中心进水，周边出水，共两座，沉淀池表面负荷q 取1.5m3/(m2h)，取每组设计流量为0.2m3/s，沉淀时间t=1.5h，从曝气池来的污水进入集配水井，经过集配水井分配流量后流入辐流沉淀池。4.6.2尺寸计算1单池面积为：F=Qmax/(nq)= 1440/(1.52)=480m22池子直径：D=(4F/)0.5 =(4480/)0.5 =24.72m；取25m。3 沉淀部分有效水深： h2=qt=1.51.5=2.25m4校核堰口负荷： L/（sm）5固体负荷校核： ,符合规定。 6. 污泥斗的容积 该辐流沉淀池也采用周边传动刮泥机，设计选择锥形泥斗，池底坡度0.05，污泥斗上口半径2m,下口半径1m，倾角为60。 按污泥斗的容积下式进行计算： h4（rr1）0.05=0.58m 其中 V2沉淀池底部圆锥体体积 h4沉淀池底部圆锥体高度,为0.58m r沉淀池半径，为12.5m r1沉淀池进水竖井半径,取1m 将相关数据带入得：h5=(V1-V2)/F=1.03m7. 沉淀池高度： 4.7消毒设施的计算 4.7.1加氯量的计算： 二级处理出水采用液氯消毒，液氯投加量一般为510mg/L，本设计中取8mg/L。则每日加氯量为 q=q0Q86400/1000320kg/d。 液氯由真空转子加氯机加入，加氯机设计两台，采用一用一备，每小时加氯量为320/2413.34kg/h。 4.7.2平流式消毒接触池：本设计采用两组三廊道平流式消毒接触池，接触时间t=30min。 消毒池容积VQt360m3; 消毒池接触表面积：F120m2; 有效水深h 2取3m； 消毒池池总长：LF/B40m，B采用3m 消毒池采用三廊道，消毒池长：LL/313.33m，取13.5m 池高：设池底坡度为0.05，则：H=h1+h2+0.0513.53.98m;h1为超高部分，取0.3m。4.8 污泥浓缩池4.8.1 污泥量计算1. 初沉池污泥量的计算 由初沉池的相关计算可以知道，在一个排泥周期4h内，污泥的产量为35.8m3.初沉池的污泥量为35.8*6=214.8m3/d.2 剩余污泥量的计算 曝气池内每日增加的剩余污泥的量可以采用下式计算： 其中：X每日增长的污泥量 Y污泥参率系数，在此取0.5 Kd污泥自身氧化率，在此取0.15 Xv挥发性污泥浓度MLVSS, 将上述数据带入得： X464.2kg/d 每日排除的剩余污泥量为：4.8.2 尺寸计算进入浓缩池的污泥量为0.6L/s,取中心管进水速度v0为0.1 m/s, 则中心进管面积：中心进泥管直径为：喇叭口直径d1=1.35d0=0.122m喇叭口高度h=1.35d1=1.350.1=0.135m浓缩后分离出的污水量：浓缩池水流部分面积： Fq/v=0.44/0.00011000=4.4m2浓缩池直径为 有效水深： h=v*t=0.001*10*3600=3.6m浓缩后剩余污泥量为浓缩池污泥斗容积;设污泥斗夹角=550，斗底直径为0.6m，则斗高h5 h5=tg(R-r)=tg55(2.37-0.6)/2=1.26m浓缩池总高度： H0.3+3.6+0.5+0.3+1.26=5.96m4.9 贮泥池4.9.1污泥量的计算采用矩形贮泥池，贮存来自初沉和浓缩池的污泥量，（按初沉去除50%计），初沉池： 来自污泥浓缩池的污泥量：Q2=13.83m3/d总的污泥量：Q总=Q1+Q2=232.23 m3/dt：贮泥时间，采用8hh：贮泥池深，采用4m4.9.2尺寸计算贮泥池所需面积：贮泥池宽取B=3m，则池长L为，贮泥池底部为斗形，下底为0.6*0.6m,高度h3=2m,超高h1=0.5m则池总高度：H= h1 +h2+ h3=0.5+4+2=6.5m4.10 污泥消化池 1.10.1 消化池的设计 设计拟采用中温二级消化处理，消化池的停留天数为30d，消化池控制温度为3335，计算温度为35。一级消化池进行加热搅拌，二级消化池不加热不搅拌，均采用固定盖式消化池。 固定盖式消化池 1.10.2尺寸计算（1） 一级消化池容积：一级厌氧消化池投配率P采用5% ，采用2座，每座体积为2322.3m3。 参数选取：h1：集气罩高度，采用2mh2：上锥体高度，采用3mh3：消化池柱体高度应大于池半径，采用9.5mh4：下锥体高度，采用1md1：集气罩直径，采用2mD：消化池直径，采用18md2：下底坐直径，采用2m 消化池总高度：集气罩容积：弓形部分容积：圆柱部分容积：下锥体部分容积：消化池的有效容积：（2） 二级消化池的容积 二级厌氧消化池投配率P采用10%，采用一座二级消化池。则 由于二级消化池的单池容积和一级消化池相同，因此二级消化池各部分尺寸同一级消化池。（3） 消化后的污泥计算一级消化后的污泥量，采用下式进行计算： 其中：PV污泥中有机物含量，一般采用65%Rd污泥可消化程度，一般采用50%M级消化占可消化程度比例，取80%设计中取V1232.23m3/d;P1=97%,经计算；得： V2138.5m3/d；P297.8% 二级消化池污泥量的计算： 消化浓缩后的污泥含水率由一级消化前的97降至二级消化后的95，每日二级消化池排除污泥量为： （4）产气量计算：设产气率为6 m3气/ m3泥，即泥气比为1：6，则 消化池的产气量: q=6232.23=1393.38m3 /d。选择两座单级单级低压浮盖式贮气柜，贮气柜容积为300m3，取h=5m，贮存4.8h产生的沼气量。4.11 污泥脱水计算及其设备4.11.1 污泥脱水量的计算分解率占50%，污泥含水率为95%，则由于含水率降低而剩余的污泥量为：;分解污泥容积Q1为：Q1=139.640.60.5=41.8 m3 /d消化后剩余的污泥量Q2为Q2=139.34 41.8=97.54 m3 /d4.11.2 污泥脱水设备选择双网带式压滤机2台（1备一用），每台处理能力5 m3 /h，每天工作20h，脱水后，污泥的含水率为75%，污泥体积V为18.25 m3，用车外运或者厂内晾晒。五.平面布置及高程布置 5.1 平面布置本设计将污水处理厂厂区按功能区划分,并进行相关布置.厂区分为办公生活服务区,污水处理区,污泥处理区三大部分,见厂区工艺布置图(附图). 5.2 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：确定各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其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水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进行。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（污泥流动不在此例）。为此，必须精确第计算污水流动过程中的水头损失。通过高程计算可确定建筑物的水面高程,结合地面高程确定相应构筑物的埋深,此外,通过高程的计算同时确定提升泵房水泵的扬程.六 水力及高程计算1.水力计算污水处理厂厂区水力计算包括管道设计和相应的构筑物水头损失及管道阻力计算.构筑物水头损失在个构筑物设计完成的基础上,根据相关的具体设计可确定相应的的水头损失,也可按照有关的设计规范进行估算.本设计采用估算的方法. 构筑物水头损失表 构筑物名称水头损失（m）构筑物名称水头损失（m）格栅0.1二沉池0.5沉砂池0.2接触室0.3初沉池0.52计量堰0.36曝气池0.4提升泵房0.2进水井0.2管道的设计包括管材的选择,管径及其流速确定.为了便于维修,本设计除泵房(提升泵房,污泥泵房)内及相关压力管道选择铸铁管和气体管道选择钢管外,其余管道均选择钢筋混凝土管.考虑到城市污水处理厂水量变化较大,各管道内的流速设计控制在1.3-1.5m/s的范围,以便当水量减小时,管内流速不致过小,形成沉淀;当水量增大时,管内流速又不致过大,增加管道水头损失,造成能量浪费.高程计算中，沟管的沿程水头损失按所定的坡度计算，局部水头损失按流速水头的倍数计算。堰上水头按有关堰流公式计算，沉淀池、曝气池集水槽系平底，且为均匀集水，自由跌水出流，故按下列公式计算： 1.沿程水头损失=I*L； 2.局部水头损失的算法：根据经验公式，入管口处损失为0.02551，出管口处损失为0.05102，弯头处损失； 3.沉淀池槽头水头损失=集水槽起端水深+自由跌落+堰上水头。初沉池的集水槽起端水深为0.4m，二沉池的为0.5m；自由跌落均取0.1m；堰上水头均取0.05m。污水管渠水力计算表管渠及构筑物名称流量（L/S）管渠设计参数水头损失（m）D(mm)h/HI()V（m/s）L(m)沿程局部合计出水口至计量堰4009000.581.51.08200.030.2610.264计量堰至接触池4009000.581.51.085.50.0080.0200.028接触池至集配水井4009000.581.51.08220.0330.0250.058集配水井至二沉池2007000.551.50.950.0080.0330.041二沉池至集配水井3007000.551.51.0550.0080.0720.08集配水井至曝气池60010000.662.01.29200.040.0530.093曝气池至集配水井4009000.581.51.08200.030.0320.062集配水井至初沉池2007000.581.51.0850.0080.0300.038初沉池至集配水井2007000