二级污水处理厂设计kkkkkkk.doc

宝鸡文理学院 级综合课程（学年）设计说明书在此处键入公式。系 别： 专业班级：指导老师： 设计题目： 学生姓名： 学 号：学 期： 地理科学与环境工程系 年 月 日设计计算说明第一章 总论 第一节 设计任务和内容1一、 设计任务1二、 设计内容1第二节 基本资料2第二章污水处理工艺流程说明 第三章 主要设备及处理构筑物设计计算第一章第一节一、设计任务：石家庄市某城镇拟新建一座二级污水处理厂，根据所学专业知识提出一套切实可行的污水处理工艺方案，并对主要处理构筑物的工艺尺寸进行设计计算，最后整理完成设计计算说明书1份，污水处理厂工艺流程图及总平面布置图各1张。二：设计内容：污水处理量为5万 m3/d污水流量总变化系数取1.4。设计人口N25万，其中污水水质为：COD：2002500mg/L，BOD5：100130 mg/L，SS：70150 mg/L，NH3-N,6570 mg/L，pH=68出水水质要求：污水经二级处理后符合城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）标准中二级标准要求：COD100mg/L，BOD530mg/L， SS30mg/L，NH3-N25mg/L。第二节基本资料：由设计任务和设计内容可以得出COD、，BOD5、SS、NH3-N的处理程度，最终根据资料得出污水处理工艺。基本控制项目BOD5SSCODNH4+-N污水进水水质(mg/L水出水水质(mg/L)303010025处理程度（%）70806064.3参参考资料：水污染控制工程（下），高等教育出版社（第三版）；排水工程（下），中国建筑工业出版社（第四版）；污水处理新工艺与设计计算实例，孙力平编著， 科学出版社；污水处理厂工艺设计手册高俊发 王社平主编，化学工业出版社；城市污水厂处理设施设计计算崔玉川主编，化学工业出版社；给水排水设计手册中国建筑工业出版社（第1、5、11、12册；）室外排水设计规范GB50014-2006。第二章工艺流程图如下：粗格栅提升泵房细格栅上向流式曝气生物滤池污泥浓缩池泥饼填埋贮泥池平流式沉砂池辐流式沉淀池进水出水泥池脱水机预处理：因为进水中SS的含量比较大，所以设置两道格栅，第一道为粗格栅，截留直径比较大的悬浮固体，为了保证污水能在整个污水处理流程过程中流过，在此处设一个提升泵房，然后经过提升泵进入第二道细格栅，在细格栅的作用下，比较粗大漂浮物和悬浮物基本已被除尽，但是还有少量悬浮固体存在，所以在此设沉砂池，初沉池，可以有效去除SS，同时可以除BOD5等，可降低后续生物处理构筑物的有机负荷。此时预处理基本完成。二级处理：因为进水中NH3-N的含量比较大，所以一定要进行去除NH3-N的过程，此时脱氮除磷工艺也可以选择，但是，脱氮除磷工艺中需设硝化池，反硝化池，等等，而如今我们需要的是在保证出水质量的情况下尽量减少占地面积和资金流量，在这个条件下曝气生物滤池占了很大的优势。所以，应选择曝气生物滤池。在此设一个上向流式生物滤池。格栅：格栅是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、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，并使之正常进行。被截留的物质称为栅渣。设计中格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。格栅断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水力条件好，但刚度差，故一般多采用矩形断面。格栅按照栅条形式分为直棒式格栅、弧形格栅、辐流式格栅、转筒式格栅、活动格栅等；按照格栅栅条间距分为粗格栅和细格栅（1.510mm）；按照格栅除渣方式分为人工除渣格栅和机械除渣格栅，目前，污水处理厂大多都采用机械格栅。沉砂池：沉砂池是城市污水处理厂必不可少的处理设施，主要去除污水中粒径大于0.2mm的砂粒，除砂的目的是为了避免砂粒对后续处理工艺和设备带来的不利影响。砂粒进入初沉池内会使污泥刮板过度磨损，缩短更换周期；砂粒进入泥斗后，将会干扰正常排泥或堵塞排泥管路；进入泥泵后将使污泥泵过度磨损，使其降低使用寿命；砂进入带式压滤脱水机将大大降低污泥成饼率，并使滤布过度磨损。以上情况，足以说明除砂对污水处理厂的重要性。常用的沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和涡流式四种形式。平流式沉砂池具有结构简单，处理效果较好的优点；竖式沉砂池处理效果一般较差；曝气沉砂池的最大优点是能够在一定程度上使砂粒在曝气的作用下互相磨擦，可以去除砂粒上附着的有机污染物，同时，由于曝气的气浮作用，污水中的油脂类物质会升到水面形成浮渣而被除去；涡流式沉砂池利用水力涡流，使沉砂和有机物分开，以达到除砂目的。四种形式沉砂池有各自不同的适用条件，其选型应视具体情况而定。本设计中选用平流沉砂池，它具有颗粒效果较好、工作稳定、构造简单、排沙较方便等优点。初沉池：处理的对象是悬浮物质，同时可去除部分，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其负荷。设计中采用辐流式初沉池，中心进水，周边出水。优点：机械排泥，运行可靠，管理简单，排泥设备定型化。上向流式生物滤池的特点：1、采用了新型轻质悬浮滤料，主要成分是聚苯乙烯2、将滤床分为两部分，上部分为曝气得生化反应区，下部为非曝气得过滤区。3、曝气生物滤池不需要设二沉池，水力负荷，容积负荷远高于传统污水处理工艺，停留时间短，可以节省占地面积和建设费用。上向流式生物滤池的原理：经过预处理的污水与经过硝化的滤池出水按照一定的回流比混合后，通过滤池进水管进入滤池底部，并向上首先经滤料层的缺氧区，此时反冲洗用空气管处于关闭状态。在缺氧区内，滤料上的微生物利用进水有机物作为碳源将滤池进水中的硝酸盐氮转化为氨气，实现反硝化脱氮和部分BOD5的降解，同时SS将被生物膜吸附截留。然后污水进入好氧区，实现硝化和BOD5的进一步降解。流出滤料层的净化后污水通过滤池挡板上的出水滤头排出滤池。出水分为三部分，一部分排出系统外，一部分按回流比与原污水混合后进入滤池，另一部分用作反冲洗。简单的说污水在此处进行了碳化，硝化，和反硝化。污水经过上向流式生物滤池后，已经达到所需要的排放标准，经过清水池出水。而排出的泥需经过污泥浓缩池然后外运。浓缩池：污泥浓缩主要是减小污泥体积，降低污泥含水率，为污泥消化处理提供方便。污泥中所含水大致分为四类：颗粒间的孔隙水，约占总水分的70%;毛细水，约占20%；污泥颗粒吸附水和颗粒内部水约占10%。浓缩法主要降低的是污泥的孔隙水。污泥中采用重力浓缩。优点：污泥含水率可以从99%降低至96%，污泥体积可减小3/4，含水率从97.5%降低至95%，体积可减小1/2，为后续处理创造条件。第三章 主要设备及处理构筑物设计计算第一节：粗格栅格栅的设计，应符合下列要求：经初步核算每日栅渣量0.2 m3/d。所以采用机械除渣。我国过栅流速一般采用0.6-1.0m/s。此次设计采用1.0m/s。格栅倾角一般采用45-75。机械清除国内一般采用60-70设计采用60。b.设计参数：设计流量：； 格栅间隙: ；过栅流速: ； 格栅倾角：栅条宽度: ； 单位体积污水栅渣量：W1=0.05(1)在格栅间隙在20mm的情况下，每日栅渣量为：W=所以宜采用机械清渣(2)格栅间隙数量：n= 取n=48（3）格栅槽总宽度：设计格栅栅条断面形状为锐边矩形则B=(4)由栅条断面形状为锐边矩形得尾=2.42w所以(5)水头损失h0=0.042m(6)过栅水头损失(7)栅后槽总高度H(8)格栅总长度L=L1+L2+0.5m+1.0m+h+h1tan60 =1.43-0.82tan20+0.5L1+0.5m+1.0m+1.1tan60 =3.45m(其中L1=B-B12tan伪1取B1为0.8m)污水提升泵房设计计算a) 提升泵房设计说明1.设计参数设计流量：Q=0.81m3/s，泵房工程结构按远期流量设计2.泵房设计计算采用BAF工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。各构筑物的水面标高和池底埋深见泵与泵站书。污水提升前水位-5.23m（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位3.65m（即细格栅前水面标高）。所以，提升净扬程Z=3.65-（-5.23）=8.88m水泵水头损失取2m从而需水泵扬程H=Z+h=10.88m再根据设计流量0.373m3/s采用2台MF系列污水泵，单台提升流量542m3/s。采用ME系列污水泵（8MF-13B）3台，二用一备。该泵提升流量540560m3/h，扬程11.9m，转速970r/min，功率30kW。占地面积为5278.54m2，即为圆形泵房D10m,高12m,泵房为半地下式，地下埋深7m，水泵为自灌式。计算草图如下：泵后细格栅设计计算设计参数 格栅间隙: ；单位体积污水栅渣量：W1=0.08其余同泵前粗格栅(1)在格栅间隙在20mm的情况下，每日栅渣量为：W=所以宜采用机械清渣(2)格栅间隙数量：n= 取n=189（3）格栅槽总宽度：设计格栅栅条断面形状为锐边矩形则B=(4)由栅条断面形状为锐边矩形得尾=2.42w所以(5)水头损失h0=0.27m(6)过栅水头损失(7)栅后槽总高度H(8)格栅总长度L=L1+L2+0.5m+1.0m+h+h1tan60 =2.83-0.52tan20+0.5L1+0.5m+1.0m+1.1tan60 =6.94m(其中L1=B-B12tan伪1取B1为0.5m)四、平流式沉砂池1、 设计参数污水在池内的流速：v= 0.3 m/s；最大流量时，污水在池内的停留时间t= 30；有效水深：0.8；2、 计算公式（1） 沉砂部分的长度：L=0.2*45 =9 m（2） 水流断面面积：池总宽b：（3） 贮砂斗所需容积 （4） 贮砂斗各部分尺寸设斗的截面为圆形，取贮砂斗高h3= 1.2 m，底宽b1= 0.5 m，斗壁与水平面的倾角为60，则贮砂斗上口宽b2为 贮砂斗的容积V1为 S1、S2 分别为贮砂斗上口和下口的面积（5） 贮砂室的高度h3：设采用重力排砂，池底坡度i= 6%，坡向砂斗，则（6） 池总高hH= h1+h2+h3 = 0.3+0.8+1.35 =2.45 m 1.6.3.5 辐流式初沉池 辐流式初沉池拟采用中心进水，沿中心管四周花墙出水，污水由池中心向池四周辐射流动，流速由大变小，水中悬浮物流动中在重力作用下沉降至沉淀池底部，然后用刮泥机将污泥推至污泥斗排走，澄清水从池周溢流入出水渠。辐流沉淀池由进水装置、中心管、穿孔花墙、沉淀区、出水装置、污泥斗及排泥装置组成。从沉砂池流出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。（1）沉淀部分水面面积：A 表面负荷取=2.0，沉淀池座数n=2。 (2)池子直径：D （3）沉淀部分有效水深： 设沉淀时间t=1.5h，则 （4）沉淀区有效容积： 设取人均污泥量为：，则： 污泥斗容积： 设； 则： （5）污泥斗以上圆锥体积部分污泥容积： 设池底坡度采用0.05，则： （7）沉淀池总高度： 设；，则沉淀池总高度为： （9）径深比： ； 满足要求。曝气生物滤池设计1 曝气生物滤池滤料体积 采用陶粒滤料，粒径5mm。2 滤料面积 滤料高度取h3=3m 滤池采用圆形，则滤池直径， 取滤池超高h1=0.5m，布水布气区高度h2=1.0m，滤料层上部最低水位h4=1.0m，承托层高h5=0.3m 滤池总高度H=6.5m3 水力停留时间 空床水力停留时间 实际水力停留时间4 校核污水水力负荷 5 需氧量 = =0.82 实际需氧量: 6标准需氧量换算 设曝气装置氧利用率为EA=12%，混合液剩余溶解氧C0=2mg/L,曝气装置安装在水面下4.2m，取=0.8，=0.9，Cs=7.92mg/L，=1 标准需氧量： 供气量： 曝气负荷校核： 。6 反冲洗系统 采用气水联合反冲洗（1） 空气反冲洗计算，选用空气反冲洗强度 （2） 水反冲洗计算，选用水反冲洗强度 冲洗水量占进水量比为： 工作周期以24h计，水冲洗每次15min 曝气装置与反冲进气管合用选用穿孔曝气管，穿孔管孔眼直径为3mm，孔距70mm,设支管管径为20mm，支管间距取80mm，经计算共需支管48根，枝状布置。孔口向下倾斜45，曝气管布置在滤板上100mm处。设曝气管干管内空气流速为v1=12m/s曝气干管管径：，取5726.27m承托层采用砾石，分为3层布置，从上到下第一层砾石粒径3mm,层厚100mm，第二层粒径6mm，层厚100mm，第三层粒径12mm,层厚100mm。8 布水设施 滤池布水系统选用管式大阻力配水系统，干管进口流速，支管进口流速，支管间距0.20m,配水孔径，配水孔间距80mm。干管管径。9 出水装置 出水堰为齿形三角堰，堰口角度90，齿高50mm,齿宽100mm,共80个齿，水面位于齿高1/2处，出水槽宽200mm,高800mm.10 泥量估算 曝气生物滤池污泥产率Y=0.75kg/kgBOD 产泥量：11 管道计算 设进水管流速为1.0m/s, 管径 ，取0.854m 设出水管流速为0.8m/s 管径 ，取0.964.5m 反冲洗进水管流速为2.5m/s 管径 ，取1.384.5m 反冲洗进气管流速为15m/s 管径 ，取0.834.5m 排污管流速为1.2m/s 管径 ，取2.006mm采用一座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。1.设计参数 进泥浓度：10g/L 污泥含水率P199.2，污泥总流量:Q3750kg/d=375m3/d=15.63m3/h 设计浓缩后含水率P2=96.0 污泥固体负荷：qs=45kgSS/(m2.d) 污泥浓缩时间：T=13h 贮泥时间：t=4h2.设计计算（1）浓缩池池体计算：浓缩池所需表面积 m2 浓缩池直径 水力负荷 有效水深h1=uT=0.18713=2.431m 取h1=2.4m浓缩池有效容积V1=Ah1=83.332.4=199.99m32.排泥量与存泥容积：设：浓缩后排出含水率P296.0的污泥则：Qw= 按2h贮泥时间计泥量则：贮泥区所需容积 V22Qw23.16.1m3 泥斗容积 =m3 式中：h4泥斗的垂直高度，取1.1m r1泥斗的上口半径，取1.0m r2泥斗的下口半径，取0.6m 设池底坡度为0.07，池底坡降为： h5= 故池底可贮泥容积