污水厂设计计算书.docx

污水处理课程设计说明书姓名：邓立强班级：给排水11101班学号：201101978序号：03长江大学城建学院给水排水系2014年10月 长江大学污水处理课程设计任务书 学院（系） 城建 专业 给水排水 班级 给排水11101、11102一、设计原始资料 1、某市拟建一座日处理量35000m3/d的污水处理厂，处理程度为二级处理。其地形图见附图。 2、原污水BOD为300mg/L，经一级处理后污水BOD除去率为30%。TSS=250mg/L，VSS=175mg/L，TKN=45mg/L，NH4-N=35mg/L，SALK=280mg/L 3、初沉池试验取去除率为80%。 4、BOD负荷率以及其他参数均按城市生活污水经验参数选取。 5、处理水出水BOD为25mg/，TSS=20mg/L，NH4-N=15mg/L，TN=20mg/L二、设计内容1、完成一张平面布置图，内容包括：（1）污水厂主体处理构筑物平面位置及大小。（2）污水厂附属建筑物（如办公楼等）平面位置及大小。（3）道路位置及宽度。（4）绿化带2、完成一张平面管线图，内容包括：（1）厂区内给水、排水和雨水管道。（2）各处理构筑物的进水、出水管、放空管及超越管。（3）曝气池的空气管道。（4）污泥管道、污泥回流管道以及污泥消化产生的沼气管道。3、工艺流程及高程图一张。 4、任意绘制一个构筑物的详图。5、主要水处理构筑物的尺寸计算，包括格栅、沉砂池、初次沉淀池、曝气池、二次沉淀池等。三、要求 1、熟悉给排水CAD工程制图；2、掌握给排水工程制图标准；3、熟悉室外排水设计规范；4、课设成果需上交计算书、平面布置图、管线图和工艺高程图和一个构筑物的工艺图。四、参考资料1. 范瑾初主编水质工程北京：中国建筑工业出版社，20092. 严煦世主编给水排水工程快速设计手册(1-4册)，北京：中国建筑工业出版社，19953. 给水排水设计手册，第1-5册北京：中国建筑工业出版社，20044. 室外排水设计规范(GB50014-2006)5. 中华人民共和国建设部主编给水排水制图标准(GB/T 501062001)5、 时间安排第五周周一上午：污水厂设计知识讲解；发设计任务书，指导书；具体设计内容和要求讲解（地点：课设教室 ）周一下午：确定污水厂处理工艺过程以及构筑物型式选择。周二周四：计算或估算进水泵房、粗格栅、细格栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二次池、消毒池、浓缩池、脱水车间的主要尺寸。周五周六：进行污水厂的总体平面布置和高程布置，绘制污水厂总平面布置图第六周周一周三：绘制污水厂工艺平面及给排水平面布置图和高程布置图。周四周五：整理计算书和图纸。打印、上交课设成果。 污水厂设计计算书 第一章 污水处理构筑物设计计算一、格栅1、设计流量Q=35000m3/d，选取流量系数Kz=1.5则：最大流量Qmax1.535000m3/d=52500m3/d0.608m3/s 2、栅条的间隙数（n） 设:栅前水深h=0.6m, 过栅流速v=0.9m/s, 格栅条间隙宽度b=0.02m, 格栅倾角=60 则：栅条间隙数(取n=54)3、栅槽宽度(B) 设：栅条宽度s=0.01m 则：B=s（n-1）+bn=0.01（54-1）+0.0254=1.61m4、进水渠道渐宽部分长度 设：进水渠宽B1=1.11m,其渐宽部分展开角1=20（进水渠道前的流速为0.75m/s）则：5、栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(L2)6、过格栅的水头损失（h1）设：栅条断面为矩形断面，所以k取3则：其中：=（s/b）4/3 k格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般为3 h0-计算水头损失，m -阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数=2.4 将值代入与关系式即可得到阻力系数的值 7、栅后槽总高度(H) 设：栅前渠道超高h2=0.3m 则：栅前槽总高度H1=h+h2=0.4+0.3=0.7m 栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.4+0.102+0.3=0.802m8、格栅总长度(L) L=L1+L2+0.5+1.0+ H1/tan=0.69+0.35+0.5+1.0+0.7/tan60=2.9m 9、每日栅渣量(W) 设：单位栅渣量W1=0.05m3栅渣/103m3污水则：W=Q W1=1.75m3/d因为W0.2 m3/d,所以宜采用机械格栅清渣 10、计算草图：二、污水提升泵站水泵选择：设计水量35000m3/d，选择用3台潜污泵(2用1备)采用LXB1400型螺旋泵3台，2用1备。该提升泵流量为14001700m3/h。泵房设计：螺旋泵泵体室外安装，电机、减速机、电控机、电磁流量计显示器室内安装，另外考虑一定检修时间。三、沉砂池沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒，保证后续处理构筑物的正常运行。选型：平流式沉砂池设计参数：设计流量，设计水力停留时间，水平流速1、 长度：2、 水流断面面积：3、 池总宽度：设n=2格，每格宽b=1m，故B=nb=2m,4、 有效水深为：h2=A/B=2.4/2=1.25、 沉砂斗容积：其中：T2d，X30m3/106m36、 每个沉砂斗的容积(V0)设每一分格有2格沉砂斗，则7、 沉砂斗各部分尺寸：设贮砂斗底宽b10.5m；斗壁与水平面的倾角60，贮砂斗高h30.5m则，沉砂斗上口宽：8、贮砂斗容积：(V1)：V1= h3（b1+）b/2=0.4m3（0.36m3）9、沉砂室高度：(h3)设采用重力排砂，池底坡度i6，坡向砂斗，则坡底长度l2为l2=（L-2a-0.2）/2=（12.5-21.1-0.2）/2=5.1mh3= h3+6l2=0.5+0.065.1=0.81m10、池总高度(H)：设超高h1=0.3m11、核算最小流速，只用1格工作 (符合要求)四、初沉池初沉池的作用是对污水中密度大的固体悬浮物进行沉淀分离。 选型：平流式沉淀池，采用行车式刮泥机刮泥。设计参数：1、 池子总面积A，表明负荷取2、 沉淀部分有效水深h2、： 取t1.5h3、 沉淀部分有效容积V： 4、 池长L：设最大设计流量时的水平流速v=7mm/s5、 池子总宽度B：6、 池子个数，宽度取b8mn=B/b=32.3/8=47、 校核长宽比： (符合要求)8、 污泥部分所需总容积V已知进水SS浓度=250mg/L初沉池效率设计80，则出水SS浓度设污泥含水率97，两次排泥时间间隔T=2d，污泥容重9、 每格池污泥所需容积V10、污泥斗容积V1，：污泥斗上口尺寸为88m，下口尺寸为0.50.5m，倾角为60011、 污泥斗以上梯形部分污泥容积V2；12、 污泥斗和梯形部分容积13、 沉淀池总高度H，设缓冲层高度为h3=0.5m 取11m五、曝气池1污水处理程度的计算进入曝气池污水的BOD值（S）为300mg/L，计算去除率，首先按下式计算处理水中非溶解性BOD值，即BOD=7.1bXC式中 ：C处理水中悬浮固体浓度，取值为25mg/L；b微生物自身氧化率，一般介于0.050.1之间，取值0.08；X活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4；代入各值：BOD=7.10.080.425=5.685.7处理水中溶解性BOD值为：25-5.7=19.3mg/L去除率：=(300-19.7)/300=0.9340.932曝气池的计算与各部位尺寸的确定曝气池按BOD-污泥负荷法计算(1) BOD-污泥负荷率的确定拟定采用的BOD-污泥负荷率为0.4kgBOD/(kgMLSSd)。但为稳妥计，按下式加以较核：N=KSf/K值取0.0280 S=19.3mg/L =0.93 f=MLVSS/MLSS=0.75 代入各值：N=0.028019.30.75/0.93=0.44 kgBOD/(kgMLSSd)计算结果确证，取值0.4是适宜的。(2) 确定混合液污泥浓度（X）根据已确定的N值，查表得相应的SVI值为100-120，取值120。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=Rr10/(1+R)SVI=0.51.210/(1+0.5)120=3333mg/L3300mg/L(3) 确定曝气池容积，按下式计算，即：V=QS/(NX)代入各值：V=35000300/(0.43300)=7954.57955m(4) 确定曝气池各部位尺寸设4组曝气池，每组容积为：7955/4=1989m池深H取4m，则每组曝气池的面积为：F=1989/4=497.3m池宽B取4.5m，B/H=4.5/4=1.125，介于1-2之间，符合规定。池长L：F/B=497.3/4.5=110.5L/B=110.5/4.5=24.610，符合规定。设三廊道式曝气池，廊道长：L1=L/3=110.5/3=36.837m取超高0.5m，则池总高度为：4+0.5=4.5m在曝气池面对初次沉淀池和二次沉淀池的一侧，各设横向配水渠道，并在两池中部设纵向中间配水渠道与横向配水渠道相连接，在两侧横向配水渠道上设进水口，每组曝气池共有三个进水口。在面对初次沉淀池的一侧（前侧），在每组曝气池的一端，廊道进水口处设回流污泥井，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曝气池。3曝气系统的设计与计算本设计采用鼓风曝气系统。(1) 平均时需氧量的计算：O2=aQS+bVX其中a=0.5；b=0.15 代入各值O =0.535000(300-25)/1000+0.1579552500/1000=7795.625kg/d=324.8kg/h(2) 最大时需氧量的计算根据原始数据 k=1.5代入各值：O=0.5350001.5(300-25)/1000+0.1579552500/1000=10201.875kg/d=425.08kg/h(3) 每日去除的BOD值BOD=35000(300-25)/1000=9625kg/d(4) 去除每kgBOD的需氧量O=7795.625/9625=0.81kgO/kgBOD(5) 最大时需氧量与平均时需氧量之比O/ O=425.08/324.8=1.314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3.8m，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+9.8103.8 =1.38510P(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12%。代入E值，得：O=21(1-0.12)/79+21(1-0.12)100%=18.96%(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(1.385/2.026+18.96/42)=8.66mg/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)1.024取值=0.82；=0.95；=1.0代入各值，得： R=324.89.17/0.82(0.951.08.66)1.024 =348.3kg/h相应的最大时需氧量为： R=425.089.17/0.82(0.951.08.66)1.024 =455.8kg/h(5) 曝气池平均时供气量按下式计算，即：G=R/(0.28E)100代入各值，得：G=348.3/(0.280.12)=10366.1m/h(6) 曝气池最大时供气量：G=455.8/(0.280.12)=13565.5m/h(7) 去除每kgBOD的供气量：10366.1/962524=25.85m空气/kgBOD(8) 每m污水的供气量：10366.1/3500024=7.11m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： 80.535000/24=5833.3m/h总需气量：13565.5+5833.3=19398.8m/h5空气管系统计算按附图所示曝气池平面图布置空气管道，在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，共6根干管。在每根干管上设10对配气竖管，共20条配气竖管。全曝气池共设120条配气竖管。每根竖管的供气量为：13565.5/120=113.04m/h曝气池平面面积为：374.534=1998m每个空气扩散器的服务面积按0.50 m计，则所需空气扩散器的总数为：1998/0.50=3996个为安全计，本设计采用4100个空气扩散器，每个竖管上安设的空气扩散器的数目为：4100/120= 34.2个,取35个。每个空气扩散器的配气量为： 13565.5/4100=3.3m/h6空压机的选定空气扩散器安装在距曝气池池底0.2 m处，因此，空压机所需压力为P=(4-0.2+1.5)9.8=51.94kPa空压机供气量：最大时：13565.5+5833.3=19398.8m/h=323.3m/min平均时：10366.1+5833.3=16199.4m/h=269.9m/min根据所需压力及空气量，决定采用LG60型空压机6台。该型空压机风压70kPa，风量60 m/min。正常条件下4台工作，2台备用，高负荷时5台工作，1台备用。六、二沉池1已知条件本设计采用普通辐流式沉淀池。设计流量Q=35000 m/d=1458.33 m/h，污水的时变化系数为1.5，即最大设计流量为1458.331.5=2187.5 m/h，曝气池中悬浮固体浓度X=3300mg/L，二沉池底微生物固体浓度X=10/SVIr=10/1201.2=10mg/L，污泥回流比R=50%。2设计计算(1) 沉淀池部分水面面积F根据活性污泥法处理特性，选取表面负荷q=1.5m/(mh)，设2座沉淀池n=2，则 单池面积为：F=Q/(nq)=2187.5/(21.5)=729.17m(2)池子直径：D=(4F/)=(4729.17/) =30.47m(3) 校核固体负荷GG=24(1+R)QX/F=24(1+0.5)2187.53.3/(729.172)=178.2kg/(md)，符合要求。(4) 沉淀部分有效水深h，设沉淀时间t=2h，则：h=qt=1.52=3m径深比：D/h2=30.47/3=10.2，符合要求(5) 污泥区的容积V设计采用周边传动的刮吸泥机排泥，污泥区容积按2h贮泥时间确定：V=2T(1+R)QX/24(X+X)=221.5350003300/24/(3300+10000)=2171.05 m每个沉淀池污泥区的容积为V=2171.05/2=1085.5 m(6) 污泥区高度ha 污泥斗高度设池底的径向坡度为0.05，污泥斗底部直径D=1.5m，上部直径D=3.0m，倾角60，则h=(D- D)tan60/2=(3.0-1.5) tan60/2=1.3mV=h(D+ DD+ D)/12=1.3(9+31.5+1.51.5)/12=5.36 mb 圆锥体高度h=(D- D)0.05/2=(30.47-3.0)0.05/2=0.69mV=h (D+ D D+ D)/12=0.69(30.4730.47+30.473.0+9)/12=185.8mc 竖直段污泥部分的高度h=(V-V-V)/F=(1085.5-5.36-185.8)/729.17=1.18m污泥区总高度h=h+h+h=1.3+0.69+1.18=3.17m(7) 沉淀池的总高度H设超高h=0.3m，缓冲层高度h=0.5m，则H= h+h+h+h=0.3+3+0.5+3.17=6.97七、消毒接触池接触时间t=30min，设计接触池各部分尺寸1、接触池容积V：2、采用矩形隔板式接触池2座，每座池容积V1=1093.75/2=546.88m33、接触池水深h=2.0m，单格宽b=2m，取每座接触池的分隔数为4格，则：池长L=546.88/2/（24）=34.2m加氯间：（1）加氯量：按每立方米投加5g计，则W=53500010-3=175kg（2）加氯设备选用3台REGAL-2100型负压加氯机（2用1备），单台加氯量为10kg/h八、污泥计算污泥泵房：设计污泥回流泵房1座1、设计参数污泥回流比50设计回流污泥流量：2187.50.524=26250m3/d剩余污泥量1065m3/d2、污泥泵回流污泥泵6台（4用2备），型号2