日五万吨小型城镇污水处理厂初步设计--毕业设计.doc

5 0 万万 t d 的小型城镇污水处理厂初的小型城镇污水处理厂初 步设计步设计 设计方案设计方案 姓名 学号 班级 指导老师 系别 2012 年 月 2 目录 1 1 设计任务及资料设计任务及资料 4 4 1 11 1 设计题目设计题目 4 4 1 21 2 设计目的及意义设计目的及意义 4 4 1 31 3 设计资料设计资料 4 4 2 2 设计依据及参考文献设计依据及参考文献 4 4 3 3 设计原则设计原则 5 5 4 4 设计水量及排放标准设计水量及排放标准 5 5 4 14 1 设计水量设计水量 5 5 4 24 2 废水水质及排放标准废水水质及排放标准 5 5 5 5 工程设计工程设计 6 6 5 15 1 污水特点污水特点 6 6 5 25 2 工艺选择确定工艺选择确定 6 6 5 35 3 氧化沟法工艺流程氧化沟法工艺流程 8 8 5 45 4 工艺说明工艺说明 8 8 5 55 5 工艺设计计算工艺设计计算 9 9 6 66 6 工艺构筑物及设备工艺构筑物及设备 2222 6 6 共用部分设计共用部分设计 2424 6 16 1 总平面布置总平面布置 2424 3 6 26 2 高程布置高程布置 2525 6 36 3 土建工程土建工程 2525 6 46 4 公共工程公共工程 2626 7 7 运行估算运行估算 2727 7 17 1 估算范围及编制依据估算范围及编制依据 2727 7 27 2 劳动定员与运行费用劳动定员与运行费用 2727 7 37 3 技术经济分析一览表 技术经济分析一览表 2929 8 8 附图附图 2929 8 18 1 污水处理工艺流程高程图污水处理工艺流程高程图 2929 8 28 2 污水处理站总平面布置图污水处理站总平面布置图 2929 4 1 设计任务及资料设计任务及资料 1 1 设计题目设计题目 50 000 t d 的小型城镇污水处理厂设计 1 2 设计目的及意义设计目的及意义 1 温习和巩固所学知识 原理 掌握一般水处理构筑物的设计计算 2 本设计可在不同程度上提高同学们调查研究 查阅文献 收集资料和正确熟练使 用工具书的能力 提高理论分析 制定设计方案的能力以及设计 计算 绘图的能力 技 术经济分析和组织工作的能力 提高总结 撰写设计说明书的能力等 1 3 设计资料设计资料 1 风向 多年主导风向为北北东风 气温 最冷月平均为 6 最热月平均为 33 极端气温 最高为 38 最低为 2 水文 降水量多年平均为每年 1000mm 蒸 发量多年平均为每年 1200mm 地下水水位 地面下 5 6m 2 厂区地形 污水厂选址区域海拔标高在 64 66m 之间 平均地面标高为 64 5m 平均地面坡度为 0 30 0 5 地势为西北高 东南低 厂区征地面积为东西长 200m 南北长 180m 3 原污水水质 CODcr 500mg L BOD5 200mg L SS 200mg L 氨氮 18mg L 4 出水要求 二级标准 COD 50 mg L BOD5 20 mg L SS 10 mg L NH3 N 10 mg L NO3 N 5 mg L TN 15mg L 2 设计依据及参考文献设计依据及参考文献 1 中华人民共和国环境保护法 2 GB3838 2002 地面水环境质量标准 5 3 GB18918 2002 城镇污水处理厂污染物排放标准 4 GB50014 2006 室外排水设计规范 5 GB50335 2002 污水再生利用工程设计规范 6 给水排水设计手册 中国建筑工业出版社 7 废水处理理论与设计 中国建筑工业出版社 8 污水处理工艺及工程方案设计 中国建筑工业出版社 9 废水处理工程 10 实用环境工程手册 3 设计原则设计原则 1 严格贯彻执行国家环境保护的有关规定 确保出水各项指标达到设计要求 达到或 优于排放标准 2 尽量采用功能可靠 运行稳定 操作简单 运行管理方便的处理工艺技术 以达到 降低建设费用和处理成本的目的 3 结合工程条件和排放标准 谨慎合理选择工程设计方案 并尽量采用技术先进 新 设备 新材料 以减少运行费用 确保处理系统长期运行安全可靠 出水稳定 达标有保 障 4 尽量采用机械与自动化操作 以减轻操作人员的劳动强度 4 设计水量及排放标准设计水量及排放标准 4 1 设计水量设计水量 根据设计资料 污水为城镇污水 水量是 50000m3 d 每天运行 24 小时 则平均时流 量为 2084 m3 h 对于生物除磷脱氮工艺 一般来讲 进水 BOD5 TN 大于 2 86 BOD5 TP 大于 20 是取得较好的生物除磷脱氮效果的前提条件 6 4 2 废水水质及排放标准废水水质及排放标准 本工程设计污水水质及排放标准见表 1 排放标准执行 城市污水处理厂污染物排放 标准 GB18919 2002 中水污染物排放标准二级标准要求 表 1 污水水质及排放标准 名称PHCOD mg l BOD mg l SS mg l 污水水质6 9500200200 排放标准6 9 50 20 Qw 15 0m3 h 选用 2PN 污泥泵 Q40m3 h H21mH2O N11kW 3 剩余污泥泵房 占地面积 L B 6 0 5 0 m2 集泥井占地面积 m0 5m0 5 2 1 H 5 5 11 2 污泥浓缩池污泥浓缩池 21 1 设计说明 剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池 含水率 P1 99 0 污泥流量 Qw 476 5m3 d 20m3 h W 4 765t d 199kg h 设计浓缩后含水率 P2 96 设计固体负荷 q 2 0kg SS m2h 2 浓缩池池体计算 浓缩池所需表面面积 A A QC q W q 199 2 0 99 5 m2 浓缩池直径 6 5 5 99 m A D 水力负荷 hm m20 0 5 99 20 23 A QW 水力停留时间 T 12 0h 则有效水深 H1 为 H1 uT 0 20 12 0 2 4 m 3 排泥量与存泥容积 浓缩后排出含水率 P2 96 的污泥 Qw 5 0m3 h 120m3 d 设计污泥层厚度为 1 25m 池底坡度为 0 02 坡降为 0 13m 4 浓缩池总深度 H 有效水深 H1 2 0m 缓冲层高度 H2 1 25m 存泥区高度 H3 1 25m 池体超高 H4 0 5m 池底坡降 H5 0 13m 则浓缩池总深度为 H H1 H2 H3 H4 H5 5 13m 另外 池中心排泥积泥斗高为 H6 1 4m 5 进泥中心管 进泥管 D150mm 中心进泥筒 500mm 反射板 900mm 6 污泥浓缩机 为了促进投药后污泥絮凝聚集 又起到刮泥利用 选用 NG 16 型 中心传动浓缩机 周边线速度 2 3r min 电动机功率 1 5kw 7 浮渣挡板与浮渣井 为了防止浮渣随水流失 设浮渣挡板一圈 与出水堰板相 距 0 20m 浮渣挡板总长为 L 16 0 20 2 0 30 2 47 1m 浮渣斗一个 浮渣井 池外 一座 渣水分离后 水入溢流管系 渣人工撇除 污泥浓缩池计算见图 3 2 2 5 5 11 3 浓缩污泥贮池浓缩污泥贮池 浓缩池排出含水率 P 96 0 的污泥 120m3 d 贮泥池祝你时间 T 1 0d 22 设计贮泥池为 m0 5m0 7m0 14 HBL 贮泥分为两格 则贮泥池有效容积为 3 m 4415 40 7 0 14 V 满足要求 贮泥池设置超声波液位计 距池底 0 5m 之外安装潜水搅拌机 QBG075 两台 每格一 台 单机直径 1500mm 电动机功率为 7 5kw 进泥管 出泥管均为 DN300mm 焊接钢管 溢流管为 DN200mm 焊接钢管 5 5 11 4 浓缩污泥提升泵房浓缩污泥提升泵房 1 污泥提升泵 流量 Q 120m3 d 5 0m3 h 扬程 H 4 0 1 5 6 0 1 5 13 0m 选用 2PN 污泥泵两台 一用一备 单台 Q40m3 h H21 0mH2O N11kW 2 泵房尺寸 L B 6 0 5 0 30 0m 5 5 11 5 污泥脱水间污泥脱水间 进泥量 Qw 120m3 d P 96 0 泥饼干重 W 4 765t d 选用 DY 3000 带式脱水机 带宽 3m 对城市污水厂混合泥或氧化沟污泥 头家聚丙 烯酰胺 2 0 时 处理能力为 199kg 干 h 选用 3 台 每日工作时间约为 1 班 每台脱水机冲洗用量 12m3 h 单台系统总功率 N 36 90kW 脱水间平面尺寸 L B 30 0 18 0 m2 6 6 工艺构筑物及设备工艺构筑物及设备 1 氧化沟工艺构筑物及设备 详见表 4 序号名称规格数量设计参数主要设备 1格栅L B 7 5m 2 5m 1 座设计流量 Qd 5 万 m3 d Qh 2084 m3 h 栅条间隙 e 20 mm 栅前水深 h 0 8 m 过栅流速 v 0 71m s GH 2000 链式格栅除泥机 B 1 1m 2 台 超声波水位计 2 套 螺旋压榨机 1 台 螺旋输送机 1 台 钢闸门 4 扇 手动启闭机 4 台 2进水泵房L B 19 0m 10 5m 1 座设计流量 Q 2084 m3 h 单泵流量 Q 2000 m3 h 设计扬程 H 4 5 mH2O 进泵扬程 H 5 0mH2O 螺旋泵 3 台 2 用 1 备 钢闸门 5 扇 手动启闭机 5 台 手动单梁悬挂式起重机 1 台 3曝气沉砂 池 L B H 7 0m 4 0m 5 0m 1 座设计流量 Q 2813 4m3 h 水平流速 v 0 058 m s 砂水分离机 1 台 23 有效水深 H1 3 35m 停留时间 T 2 0 min 空气用量 Qa 0 07m3 h 4沉砂池鼓 风机房 L B 7 2 3 3m2 1 座罗茨鼓风机 3 台 消声器 6 个 5抽砂泵房L B 7 2m 3 3m1 座螺旋离心机 2 台 6配水井 D H 3 0m 3 5 m 1 座阀门 2 个 启闭机 2 台 7氧化沟L B H 62 3m 42m 3 8 m 2 座设计流量 Q 2084m3 h 进水 BOD5 200mg l 出水 20mg l 进水 TN18mg l 出水 15mg l 污泥负荷 Ns 0 14 BOD5 kgVSS d 污泥龄 ts 24 1 MLSS 5 0g l f 0 6 污泥回流比 R 50 100 实际需氧量 R 645 75 kgO2 h 理论需氧量 R0 1042kgO2 h 剩余污泥量 Qs 2858 7kgVSS d 有效水深 H1 3 8m 有效容积 V 2 11471 m3 DY 倒伞型表面曝气机 16 台 变频调速器 8 台 出水堰门 4 扇 启闭机 4 台 手动单轨小车 8 套 溶解氧测定仪 6 个 MLSS 测定仪 2 个 8流量计井L B H 3 0m 3 0m 2 4m 2 座电磁流量计 2 台 9二沉池D H 25 8m 5 2m 2 座表面负荷 q 1 04m3 m2 h 固体负荷 qs 240kgSS m2 d 停留时间 T 2 h 池边水深 H1 4 5m 设计流量 Q 2084m3 h 中心传动单管吸刮泥机 2 台 撇渣斗 2 个 出水堰板 导流裙板 10接触消毒 池 L B H 16 7m 32m 4 0 m 1 座设计流量 Q 22084 m3 h 停留时间 T 0 5 h 有效水深 H1 4 0 m 混合搅拌机 2 台 11加氯间L B 12 0m 9 0m 1 座投氯量 250 kg d 氯库贮氯量按 15d 计 自动加氯机 2 台 氯瓶 12 个 管道泵 2 台 电动单梁悬挂起重机 1 台 12回流污泥 泵房 L B 12 0m 7 5m 1 座设计流量 Q 1042 2084m3 h 设计扬程 H 2 0mH2O 进泵扬程 H 2 5mH2O 螺旋泵 2 台 钢闸门 2 扇 手动启闭机 2 台 套筒阀 2 个 电动启闭机 2 台 手动单梁悬挂起重机 2 台 13剩余污泥 泵房 L B 6 0m 5 0m 1 座设计排泥量 Q 120 m3 d 污泥含水率 P 99 0 污泥干重 G 4 765 t d 2PN 污泥泵 2 台 电磁流量计 1 台 电磁流量转换器 1 台 手动单轨小车 1 台 14污泥浓缩 池 D H 12 0m 5 0m 1 座进泥含水率 P1 99 0 出泥含水率 P2 96 0 NG 16 中心驱动污泥浓缩机 2 台 浮渣机 2 个 24 排泥量 Q 120 m3 d 池边水深 H 5 0m 浮渣挡板 15集泥井 1 2D H 4 0m 6 0m 1 座 200 闸门 5 个 16浓缩污泥 提升泵房 L B 6 0m 5 0m 1 座2PN 污泥泵 Q40m3 h H21m N11kw 2 台 17贮泥池L B H 14 0 7 0 5 0m 1 座有效容积 V 441m3 存泥时间 T 1 0d QBG075 潜水搅拌机 2 台超声液位计 2 套 18污泥脱水 间 L B 30 0m 18 0 m 1 座进泥量 Qw 120 m3 d 进泥含 水率 P1 96 泥饼含水率 P2 75 污泥干重 G 4 765 t d DY 3000 带式污泥脱水机 表 4 氧化沟工艺构筑物及设备 6 共用部分设计共用部分设计 6 1 总平面布置总平面布置 6 1 1 总平面布置原则总平面布置原则 本项目污水处理厂的平面不只包括污水处理与污泥处理构筑物 水泵房 沉砂池 氧 化沟 二沉池 污泥浓缩池等及相应的鼓风机房 变电站 加药间等 辅助建筑包括办公 及住宅区 检修室 各种管道包括污水管 污泥管 空气管以及电力电缆管线 各单元处理构筑物的座数是依据设计说明书中的设计规模和平面尺寸来确定的 它们 相互间的相对位置与关系 是综合考虑到运行管理的灵活性和在检修维护时的方便性来确 定的 其中各种机器设备均是按最大负荷配置的 各单元构筑物的座数或分格数一般不少 于两座 或两格 各动力或电力设施设计时一般离其主要构筑物的距离较近 如鼓风机房设计时紧邻曝 气池 而离办公室较远 加氯间由于存在一定的危险性 而设置在原理电源或火源的地方 但由于厂区面积有限 所以总体布局较紧凑 同时 充分考虑厂区地势的坡度 处理构筑 物基本上是相对标高较高的地方向较低处而设置 总体布局中还应考虑应该把绿化作为一 项重要目标 6 1 2 总平面布置结果总平面布置结果 污水处理厂呈长方形 东西长 200m 南北长 180m 综合楼 控制楼 宿舍楼及其他 25 主要辅助建筑位于厂区西北 正门在西北角 占地面积较大的水处理构筑物在厂区中部 沿流程自西向东排开 污泥处理系统和出水消毒设施位于厂区东端 为改善环境 在厂区 东北角另设一大门 以便污泥及沉砂外运 厂区地势低洼 为解决厂区排涝与土方平衡问题 除就近处理一部分弃土外 厂内地 面普通填高 0 3 0 5m 使地面达到 64 8 65 0m 高程 厂区主干道宽 6m 两侧构 建 筑物间距不小于 15 米 次干道宽 4m 两侧构筑物 间距不小于 10m 氧化沟法工艺方案总平面图布置参见附录附图 1 6 2 高程布置高程布置 6 2 1 高程布置原则高程布置原则 1 充分利用地形地势及城市排水系统 使污水经一次提升便能顺利自流通过污水 处理构筑物 排出厂外 2 协调好高程布置与平面布置的关系 做到既减少占地 又利于污水 污泥输送 并有利于减少工程投资和运行成本 3 做好污水高程布置与污泥高程布置的配合 尽量同时减少两者的提升次数和高 度 4 协调好污水处理厂总体高程布置和单体竖向设计 既便于正常排放 又有利于 检修排空 6 2 2 高程布置结果高程布置结果 由于该污水处理厂出水排入市政排水总干管后 经终点泵站提升才排入清水河 故污 水处理厂高程布置由自身因素决定 采用推荐的氧化沟方案 二沉池 氧化沟占地面积很大 如果埋深设计过大 一方面 不利于施工 也不利于土方平衡 故按尽量减少埋深 从降低土建工程投资考虑 接触消 毒池水面相对高程定为 0 00m 则相应二沉池 氧化沟 曝气沉砂池水面相对标高分别为 0 50 1 00 1 60m 这样布置亦利于排泥及排空检修 氧化沟法方案高程布置参见附录附图 26 6 3 土建工程土建工程 因未进行土质勘探 对厂区地层结构 岩土性质不明等 地基建设及其所需建设费用 待勘探后再做预算 除砂水分离器以外 所有构筑物均为钢筋混泥土结构 一方面提高了二沉池防渗能力 也节省了投资 所有附属建筑均采用砖混结构 包括综合楼 控制楼 机修间 车库 锅炉房和食堂 污泥棚 抽砂泵房 鼓风机房 加氯间 传达室 宿舍 合计总建筑面积 6300m2 另外 有污泥脱水间采用框架结构 建筑面积为 540 0m2 剩余污泥泵房和浓缩污泥 泵房地下为钢筋混凝土结构 第三为砖混结构 共计建面积 60 0m2 6 4 公共工程公共工程 供电 污水处理厂与污泥处理系统合计用电负荷为 2080kW 其中最大使用容量为 1700kW 按该地区供电状况及发展 污水处理厂供电拟采用高压 10kV 双回路 两路输电 距离均为 1 5kM 厂内设变电站一座 内设两台 1250kVA 低能耗变压器 及无功功率自动 补偿器 厂内各工号用电均接自变配电站低压配电室内 采用 380 220V 三相四线制供电 自动监测与控制 本工程拟用现代微机管理控制系统 对污水处理工艺中的各环节进行自动控制 自动 监测及显示 从而达到处理效果好 运行经济 减少劳动强度 节省人力和提高效益的目 的 设计方案 选用 STD 总线工业控制机作为自动控制系统的主机 另配备一套数据采集 及输出控制接口硬件 并通过软件编程对各个设备进行先后有序协调统一的监测管理 从 而建立一套完善的微机自动监测与控制系统 需要在主要构筑物类设有污水及回流污泥流 量 溶解氧 混合液 MLSS 温度 水位 泥位等传感器 以便对运行参数进行连续监测 并将讯号传输至微机系统 中控室内设大屏幕模拟湿式系统 以便对全厂工艺设备的运行 状态及运行参数进行不间断的监视 中控室内设主控制台 以便对全厂工艺设备进行集中 托运控制或手动 自动切换 自动控制项目见表 5 1 表 5 1 自动控制项目一览表 设备名称内容主令一次仪表控制设备控制台数 曝气机转速DO固定式溶氧仪变频调速器8 27 污水提升泵开 停水位超声水位计动力柜5 格栅除污机开 停水位差超声水位计动力柜2 自动监测项目见表 5 2 表 5 2 自动监测项目一览表 打印周期序 号 检测项目数量一次仪表显示地点 瞬时量累计量 1污水流量2电磁流量计大屏幕224 2回流污泥量2电磁流量计大屏幕2 3剩余污泥量2电磁流量计大屏幕24 4氧化沟溶解 氧 6固定式溶氧 仪 大屏幕2 5氧化沟 MLSS 2固定式 MLSS 仪 大屏幕2 6氧化沟水温2热电阴大屏幕2 7进水水位1超声波水位 计 大屏幕2 8贮泥池泥位2超声波水位 计 大屏幕2 9电度1电度表微机屏幕24 表 5 2 自动检测项目一览表 7 运行估算运行估算 7 1 估算范围及编制依据估算范围及编制依据 估算范围 污水处理厂污水处理工程 污泥处理工程 其他附属建筑工程 其他公用 工程等 另外包括部分厂外工程 供电线路 通讯线路 临时道路等 编制依据 a 本工程依据 X 省市政工程费用定额 的标准 及 X 省市政工程费 用定额的补充规定 中给水工程费率 套用 全国市政工程预算定额 X 省市政工程单位估 价表 中的定额基价 并对基价进行调整 调整系数为 15 34 土方工程计取地区材料基 价系数 按 X 省市政工程费用定额 中土石方工程费率计算 b 氧化沟法工艺设计方 案 材料价格 构筑物材料价格根据市场当时价格 经调查分析综合测算后确定 经验 估算第一部分工程费约 4000 万元 因目前材料价格不明 暂未做出投资估算表 国内设备按厂家出厂价格另加运杂费用 引进设备按到岸价另国内运杂费用 28 7 2 劳动定员与运行费用劳动定员与运行费用 7 2 1 劳动定员劳动定员 a 生产组织 污水处理厂隶属于市公用事业主管部门 生产受市环保部门监督 根据 国家 城镇污水厂和附属设备设计标准 CJJ131 89 结合该市具体情况 设立如下机 构及人员 生产机构 包括生产科 技术科 动力科 机修科与化验科 管理科室 设办公室 财务科 经营科 人保科等 技术人员配备以下专业 环境工程 或给排水 电气 机械 工业自动化等 生产工人配备以下工种 运转工 机修工 电工 仪表工 泥 木 工 司机 杂工 等 b 劳动定员 全厂劳动定员为 29 人 其中包括管理人员 9 人 生产工人 20 人 本厂 生产必须连续运行 一经投产则不能停运 生产人员按 四班三运转 配备 c 人员培训 为了使本厂建成后高效运行 专业技术人员和技术工人应在国内或本厂 工艺类似 运行管理好的城市污水处理厂进行培训 7 2 2 运行费用运行费用 a 成本估算有关单价 1 电价 基本电价为 9 0 元 kVA 月 电表读值综合电价 0 50 元 kW h 2 工资福利每人每年 3 0 万元 人 年 3 高分子絮凝剂 1 9 万元 t 4 液氯 0 10 万元 t 5 混凝剂及助凝剂 0 10 万元 t 6 维修大修费率 大修提成率 2 1 维护综合费率 1 0 b 运行成本估算 1 动力费 格栅除污机每天工作 4h 用电量 hkW 0 125 124 污水提升泵 24h 运转 用电量为 hk853 9 080 0102 5 4100058 0 24 W 鼓风机 24h 运行 用电量 hkW5280 11224 排沙泵每天工作 1 0h 用电量 hkW0 11 0 110 1 曝气机 24h 运行 按 20 台满负荷运行计