水污染控制说明书

1、水污染控制工程课程设计第1页共33页目录第一部分设计说明书2依据、设计要求一. 概况二. 设计原则、2.1设计原则：2.2设计依据：2.3设计要求：三. 原始资料四. 污水处理工艺流程的确定4.1工艺的确定 34.2二沉池的比较和选择4五. 污水处理构筑物的选型及设计要点: 5.1格栅55.2沉砂池55.3初次沉淀池55.4曝气池65.5二次沉淀池6六.污水处理厂平面布置及处理流程高程布置:6.1各处理单元构筑物的平面布置：6.2污水处理厂的高程布置：第二部分设计计算书 7设计流量的计算 7 污水处理构筑物的工艺计算 泵前粗格栅7污水提升泵站9 沉沙池 初沉池 曝气池 二沉池2.12.22.3

2、2.42.52.62.72.810111323消毒设备的计算：24 污泥浓缩池25厌氧消化池292.92.10污泥干化（脱水）设备污水处理厂平面设计及处理高程计算污水处理厂的平面布置32污水处理厂的高程布置3231323.13.2水污染控制工程课程设计第一部分 设计说明书一. 概况设计的的污水处理厂的处理规模为11.5万m3/d。本设计是针对我国中部某城市，该城市的全年平均气温21.8 C,最冷平均月气温9.7 C,最热月平均气温 32.6 C,最高温度38.7 C,最低温度0.0 C。夏季主风向为：东南风。二. 设计原则、依据、设计要求2.1设计原则:1)2)3)4)处理效果稳定，出水水质好

3、；工艺先进，工艺流程尽可能简单，构筑物尽可能少，运行管理方便; 污泥量少，污泥性质稳定；基建投资少，占地面积少。2.2设计依据:给水排水设计手册第 1、5、9、11册;给排水工程快速设计手册第2册；排水工程。2.3设计要求:城市污水要求处理后水质达到污水综合排放标准（GB8978-1998）、一级排放标准,即 SS20mg/l ; BOI5）20mg/l ; CODcr兰60mg/l。污泥处理后外运填埋。三. 原始资料3.城市污水从南面进入污水处理厂，污水处理后排入北面的水体，要求处理后的水质达到城镇污水处理厂污水排放标准（GB18918-2002 ）中的一级标准的B标准，即20mg/L,BO

4、D5 20mg/L , CODCr 60mg/L。污泥处理后外运填埋。4 .污水处理厂厂区地形拟为平坦地形，标高为75.00米。厂区的污水进水渠水面标高为米。（进水渠的宽及水深根据流量自行设计确定）。5.受纳水体洪水位标高为73.20米，枯水位标高为 65.70米。常年平均水位标高为米。SSW72.5068.201. 南方某城市污水处理厂处理规模为11.5万m3/d。2. 城市污水的水质如下表所示：（除pH外，其余项目单位为 mg/L）项目BODCODrSSTNNH+-NTP （以P计）pH原水水质15030020035253.569第37页共33页38.7C,6. 全年平均气温21.8 C,

5、最冷平均月气温 9.7 C，最热月平均气温 32.6 C,最高温度 最低温度0.0 C。7. 夏季主风向：东南风。四. 污水处理工艺流程的确定4.1工艺的确定按城市污水处理和污染防治技术政策要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市， 应采用二级强化处理，如 A2/0工艺，A/0工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水 解好氧工艺，生物滤池工艺等。由于该污水处理只需去除 B0D5与SS，不考虑脱氮与除磷方面，所以选择两个比

6、较好的 方案：方案一：传统活性污泥法，其流程为：污水7中格栅7提升泵房7细格栅7沉砂池7初沉池7曝气池7二沉池7接触池7处理水 排放方案二：厌氧池+氧化沟，其流程为：污水7中格栅7提升泵房7细格栅7沉砂池7厌氧池7氧化沟7二沉池7接触池7 处理水排放氧化沟161.1 工艺流程方案的比较和选择优点：1. 有机物经历了第一 阶段的吸附和第二阶 段的代谢的完整过 程，活性污泥也历了 一个从池道端的对数 增长，经减速增长到 池末端的内源呼吸的 完全生长周期2. 在池首端和前段混 合液中的溶解氧浓度 较低3. 效果好，BOD除率 达90%以上缺点：1. 曝气池首端有机污 染物负荷咼，耗氧速 度也咼2.

7、暴气池溶积大，基建 费用高.3. 供氧与需氧不平衡4. 对进水水质，水量变 化的适应性较低，动 行效果易受水质，水 量变化的影响优点：1. 可考虑不设初沉池， 有机性悬浮物在氧化 化沟内能太到好氧稳 定的程度2. 可考虑不单敲边鼓 二次沉淀池，可少去 污泥回流装置.3. BOD负荷低传统活性污泥法缺点：1.占地面积较大两个方案都能达到处理水质的要求，B0D5,SS去除都能达到出水水质，工艺都是比较简单的，在技术上都是可行的.最终选择厌氧池+氧化沟处理工艺是因为：氧化沟是活性污泥系统的新工艺，与传统活性污法比较，期暴气系具有以下各项效益:1.对水温水质，水量的变动有较强的适应性2.污污龄一般可达

8、15-30d，为传统活性污泥系统的3-6倍.可以存活，繁殖世代时间长，增殖速度慢的微生物，如硝化菌，在氧化沟内可能产生硝化反应.如运行得当能够具有反硝化脱氮的效应.3.污泥产率低，且已达到稳定的程度，不需要再进行肖化处理.这一点可以少了硝化池，在运行费用 方面又可以省下一部份.,厌氧池+氧化沟处理工艺是最终在与技术上经济上的造价以及运行费用的综合比较 的选择.4.2二沉池的比较和选择类型优点缺点适用条件平流式处理水量可大可少，有效沉淀区大，沉淀 效果好，对水量水质 变化适应性强，造价 低,平面布置紧凑占地面积大，排泥因 难（人工排泥），工作繁 杂，机械刮泥易锈，配 水不均地下水位高，施工困 难

9、地区，适用流动性 差比重大的污泥，不 能用静水压力排泥，污水量不限辐流式处理水量较为经济，排泥设备己定型系列 化，运行稳定，管理方 便结构受力条件好排泥设备复杂，需具 有较咼的运行管理水 平，施工严格适用处理水量大，地 下水位较高的地区及 工程地质条件差的地 区经上面的图表，可以看出，平流式与辐流式沉淀池都是可选的.平流式沉淀池对水质冲击变化效果好，但占在面积大，排泥因难,要人工排泥，所以不是太好.虽然辐流式沉淀池排泥设 备复杂，需具有较高的运行管理水平，施工严格，但是这些问题对于这个发展型的城市来说，这点问题并不是太大，管理水平可以请技术高的人才来管理，设施工.并且看到了它的优点处理水量较为

10、经济，排泥设备己定型系列化，运行稳定，管理方便结构受力条件好.所以选择辐流式 沉淀池作为二沉池是好的选择.l;格汎钞1XJ初次I.L T汕L淀池曝汽7 i ! 汎.iJ冃 毒图一：污水处理丄艺流程国污泥脱水i?r泥 外 运理五. 污水处理构筑物的选型及设计要点:5.1格栅并使之正常运机械清渣格栅适用于栅渣用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，行。要根据流量选择清渣方式，人工清渣格栅适用于小型污水厂，量大于0.2m3/d。提升泵站前用中格栅，提升泵站后用细格栅。设计参数：a、栅条间隙：人工清除为 2540mm，机械清除为1625mm ;b、 格栅栅渣量：格栅间隙为162

11、5mm时是0.100.05m3栅渣/10m3污水，格栅间隙为3050mm时是0.030.01m3栅渣/10m3污水；栅渣含水率一般为 80%,容重约为960kg/ m3C、格栅上部必须设置工作台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作台上应安全冲洗设施；2台。0.61.0m/s，格栅前渠道水流速0.40.9m/s；4575；d机械格栅不宜少于e污水过栅流速宜采用f、格栅倾角一般采用g、格栅水头损失 0.080.15m。5.2沉砂池用于去除比重较大的无机颗粒。本设计采用钟式沉砂池，它利用机械力控制水流流态与 流速，加速砂粒的沉淀并使有机物随水流带走。具有沉砂效果好、工作稳定、清洗、排沉砂

12、较方便等优点。设计参数：a、 水力表面负荷为 200 m3/ m2.h,停留时间约为2030s；7倍，并且不小于4.5米；40%80%情况下为 0.60.9m/s,在最小流量时大于b、进水渠道直段长度应为宽度的C、进水渠道流速，在最大流量的0.15m/s,但最大流量时不大于1.2m/s；270。，两种渠道均设在沉砂池的上部;d出水渠道与进水渠道的夹角大于e出水渠宽度为进水渠道的 2倍，出水渠道直线段长度要相当于出水渠的宽度；5.3初次沉淀池去除悬浮物质，同时可去除部分BOD5，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。本设计选用中心进水周边出水辐流式沉淀池。它的优点是进水中间进水管进

13、水，然后经过水流向四边扩散，布水均匀；多位机械排泥，运行较好，管理方便，而且排泥设施 已趋于稳定型。设计参数：a、沉淀时间为11.5h;b、 表面水力负荷为 1.53.0 m2/m3*h ;校核负荷 q1 0.2m3/d1.2x1000宜采用机械清渣（取=1.2）。计算草图如下:f工作平台h1500一皿.ftif算尺寸ffi 1单&, mm2.2污水提升泵站2.2.1设计说明污水处理工艺采用传统曝气活性污泥处理，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。污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过初沉池、曝气池、二沉池及接触池，最后由出水管道排入河道。设计流

14、量Qmax=1.60m3/h。2.2.2 设计计算污水提升前水位-5.9m （既泵站吸水池最底水位），提升后水位2.69m （即细格栅前水面标 高）。所以，提升净扬程 Z=2.69-（ -5.9）=8.59m水泵水头损失取2m从而需水泵扬程 H=Z+h=10.59m采用MN系列污水泵（30MN-33B） 该泵提升流量4800m3/h，扬程10.6m，转速415r/min， 功率 153.96KW,效率 90%。占地面积为n 52= 78.54m2，即为圆形泵房 D= 10m,高12m,泵房为半地下式，地下埋深 7m，水泵为自灌式。泵房草图2.3沉沙池沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，

15、密度2.65t/m3的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。平流式沉砂池具有构造简单、处理效果好的优点，故本设计采用平流式沉砂池，并设置 2组。2.3.1设计参数设计流量：Q=Qmax=1.60 m3/s设计流速：v=0.30m/s水力停留时间：t=40s2.3.2设计计算沉砂池长度L :L=vt=0.3 40=12m水流断面积A :A= Q/v=1.60/0.3= 5.33m2池总宽度B :设计n=2格每格宽取b=5m，贝UB=nb=2 X5= 10m有效水深h2：h2=A/B=5.33/10=0.53m（介于 0.25 1m 之间）贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2

16、天，则沉砂斗容积、，86400xQmaxtX186400.60咒2咒3 CC 31.2 咒 105K 总 105V1 = 6.9 m式中：X1 城市污水沉砂量 3m3/105m3 ,K总污水流量总变化系数1.2每格沉砂池设两个沉砂斗，则每格沉砂斗的体积V 6.93V = 1 = 1.73m32 22沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽a1=1.1m,斗壁与水平面的倾角为60 ,斗高hd=1.0m，则沉砂斗上口宽 a：a = 2hd+a1 = 2.0 +1.1 = 2.25mtan 60ta n60沉砂斗容积:.d 2 2V =(2a + 2aa1 tZaj )6hd1.0223=(2X2.252

17、 +2咒 2.25x1.2 + 2咒 1.12) = 2.92m3 6（大于V=2.9m3，符合要求）。沉砂池高度H :采用重力排砂，设计池底坡度为L -2a-0.2 L2 =0.06，坡向沉砂斗长度为：三空仝2. 3.65m沉泥区高度为:h3=hd+0.06L2 =1.0+0.06 3洽5=1.22m池总高度H :设超高h1=0.3m,H=h1+h2+h3=0.3+0.9+1.22=2.42m 校核最小流量时的流速：vminQmax=0.25m/s0.15m/s，符合要求。 K 总 A 1.2x5.33计算草图如下:II?IE进水平流式汎砂池计算草图2.4初沉池本设计选用中心进水，周边出水的

18、幅流式沉淀池，采用机械刮泥。2.4.1 设计参数设计 ，流量 Qmax=4788m3/h设4座初沉池。2.4.2 设计计算1)池子总表面积 A :污水表面负荷 q=2.5m3/ ( m2X h)n=4座Qmax石= d=478.8m24咒2.5f4A彳常=24.7m，取直径D = 25m取水力停留时间t=1.5h式中： W1 每座沉淀池每天污泥量,m3/d;C0进水的悬浮物浓度，C0= 200x10 3C1沉淀出水的悬浮物浓度,C, =60%C0 =0.5x200 =80x107P0污泥含水率，取 97%;丫 一一污泥容重，取 1000Kg/m3 ;t两次排泥的时间间隔，初沉池按 所以，每次的

19、总排污泥量：2d考虑。*/八240 7)叫2(100- P0)33_ 4788咒24咒(200咒10-80咒10 )1003=X 2 = 612.2m1000(100-97)设置4组初沉池，则每个初沉池的排泥量为：W=W1/4=612.2/4=153.0m 34)污泥斗容积的计算：取 r, =2.0m ,2 =1.0m，池底倾斜度 i= 0.05,= 60，半径 R = D/2 = 36/2 = 18m，根据计算草图计算,污泥斗高度:h5 = (r, -r2)tana =(2.01.0)tan60=1.732m污泥斗容积:y =理(+叩2 卄22) = 3.1473222 +2天1.0+ 1.

20、0212.69m33-坡底落差:h4 =侃-护0.05 = (18-2.00.05 =0.8m2) 有效水深h2：h2=qt=2.5 K5=3.75m3) 每池一次的排泥量 W:每次总排污泥量W1 :W1=Qmax；24(C0C1)100t丫(100 - P0)池底可贮存污泥的体积:V2兀h4 （R2 +R冥 r1 +）=3.14咒0.8（182 +18冥 2 + 22） =304.8m333可以贮存污泥的体积，V =乂 +V2 =12.69 +304.8 = 317.4m3 A 312.2m3所以有足够的体积贮存污泥。5)沉淀池总高度： 式中，h1超高，取0.3m;h2沉淀区高度，h3缓冲区

21、高度，h4污泥区高度，h5污泥斗高度，m；取 0.3m ；m；m。所以，H = h, + h2 + hg + 人4 + hg = 0.3 +3.75 +0.3 + 0.8 +1.732 = 6.88m沉淀池周边处的高度:Hr = 0 + h2 + hg = 0.3 + 3.75 + 0.3 = 4.35m径深比较校核：D/h2 =25/3.75 = 6.67，符合径深比612的要求。6)计算草图:2.5曝气池采用传统曝气法曝气池为廊道式设计参数设计流量 Qmax=13.8万m3/d，设4座。污水处理程度1) 原污水的 BOD5 ( SO)为150，经过一级处理后，BOD5 气池的污水，其 BO

22、D5 (Sa): Sa=150 (1-25%) =112.5mg/L。2) 计算去处率，首先计算处理水中非溶解性BOD5值，即：2.5.12.5.2降低25%考虑，则进入曝BOD5 =5x（1.42bXaCe） = 7.1bXaCe式中：Ce处理水中悬浮固体浓度,b微生物自身氧化率，取0.07;Xa 在处理水的悬浮固体中，有活性的微生物所占的比例。取 代入各值得：BOD5 = 7.1bXaCe = 7.1 X 0.07 X 0.4x 20 = 3.976 止处理水中溶解性 则去除率n :BOD5 值为：20 - 4.0= 16.0mg/L112.5-16 c”=0.86112.52.5.3曝气

23、池及曝气系统的计算与设计1）曝汽池BOD 污泥负荷法计算公式:MaSefNs 二 nXa = 0.4。4.0需要加以校核，校核取BOD 污泥负荷率为 0.3kg BOD5/ （ kgMLSS?d）,为了设计稳妥,式中：K2 =0.02 ； Se =16.0mg/L ；n =0.86 ； fMLVSS“75。MLSS代入各值可得Ns=dsnO.021%16.0 0.75 =0.293 上 0.3kgBOD5/(kgMLSS*d)0.86计算结果表明，Ns值取0.3是合适的。2）确定混合液污泥浓度（X）SVI值在100120之间，取值为 115。根据已经确定的Ns值，查资料得相应得106rSVI式

24、中：X 曝汽池混合液污泥浓度，mg/L ;R 污泥回流比，取 0.5;SVI污泥容积指数，取115;1.2。r是考虑污泥在二沉池中停留时间、池深、污泥厚度等因素的有关系数，取所以,X=K6=盘唱r2=3478mg/-3400mg/L3）曝汽池容积的确定式中根据公式NsQSaVXNsBOD 污泥负荷率;Q污水设计流量，为 19.5万m3/d ;X 曝汽池混合液污泥浓度，3400mg/L ;Sa 原污水的BOD5值，mg/L ;V 曝汽池的容积,m3。所以, V 喘二111030.3x34004）确定曝气池各部分尺寸的确定本设计采用4组曝汽池，每组的容积为 V1 =V4 =12651.% =316

25、2.8m3取池深为h= 5.0米，那么每组的曝汽池的面积为:=3162 .8 =632 .6m 25取池宽B = 7米，那么宽深比 B/H =7/5=1.4，符合卄.F 632.6池长：L =B=90.4 止 91m7Vih12之间的要求。91长深比:：=13 A10,符合规定。7设曝汽池为五道廊道式，廊道长：L 91Lj =18.2m55池的总高度取超高0.5米，那么池的总高度为5+ 0.5= 5.5 米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，并在池中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5个进水口（见下图）。未自污辭站岀水中

26、间盼渠至气干管1rr *VIVHII11111111J1J國a污淀井图四：曝汽池片衍国在面对初沉池的一侧（前侧），在每组曝气池的一端，廊道I进水口处设回流污泥井,井内设污泥空气提升器，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。2.5.4曝气系统的计算与设计 本设计采用鼓风曝气系统。1）平均时需氧量的计算：O2 =aQSr +bVXv式中：O2混合液需氧量，kgO2/d ;=0.5;=0.15;a活性污泥微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧量，取Q污水流量， Q= 115000m3/d;Sr 经活性污泥微生物代谢活动被降解的有机污染物量，Sr=（ 112.5- 20）x 10-3

27、kg/m3 = 0.0925 kg/m3 ;b活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧量，取V 曝汽池容积，V = 12651.2m3 ;Xv单位曝汽池容积内的挥发性悬浮固体（MLVSS ）量，Xv =（ 0.75X 3400）X 10-3 = 2.550kg/m3 ;所以代入各值可得02 =aQSr +bVXv2550=0.5 X115000X 0.0925 + 0.15X 12651.2X1000= 5318.75+4839.1= 10157.8kg/d =423kg/h2）最大时需氧量的计算根据原始数据 K = 1.4,代入各值可得:O2max =aQKSr +bVXv= 0.5X

28、115000 X 1.4X0.0925 +0.15% 12651 .2天 25501000= 7446.25 +4839.13)4)5)=12285.35kg/d = 512kg/h每天去除的BOD5值：115000X(112.520)BODr =7： = 10637.5kg/d1000去除每公斤BOD的需氧量：10157 8g = =0.955kgO2/kgBOD10637.5最大时需氧量与平均时需氧量之比：O2maxO2噬=1.210.2米处，淹没水深 4.8米,2.5.5供气量的计算：曝汽池中采用网状膜型中微孔空气扩撒器，敷设于距池底计算温度设定为30 C。查资料可得，水中溶解氧的饱和度

29、：Cs ( 20)= 9.17 mg/L ; Cs (30)= 7.63 mg/L1)空气扩散器出口处的绝对压力：R = P +9800H式中：Pb空气扩散装置出口处的绝对压力，Pa;H 空气扩散装置的安装深度，4.8米；所以，代入数值可得Pb =P +9800H =1.013如05 + 9.8d03 x4.8=1.4834x105。2)空气离开曝气池面时，氧的百分比:EakEa)79+21x(1-Ea)咒 100%空气扩散装置的氧转移效率,对网状膜型中微孔取值12%。代入可得:Ot= 791218.43%Pb3)曝气池混合液中平均氧饱和度:Csb(T) =Cs(-+2)2.026X10542

30、最不利温度按30 C考虑，代入各值可得:Csb(30) = Cs (2.02P*105 +巾.4834心05、2.026咒105+ 18.4342丿= 8.93mg/ L4)换算为 条件下，脱氧清水的充氧量:R。= R Gf0:JP 4Csb(T)-cL1.024取值 a =0.82; P = 0.95; C=2.0; P =1.0代入各值可得:R Cs(20)R0 二丽 eCsb。)-71.0245719X9.170.82X 0.95x1.0x8.93-2.0k 1.024(3g)978.3kg/h相应最大时需氧量为:869x9.17R0max=#30 20 1 =1182.4 kg / h0.82x(0.95x1x8.66-2.01.024(-)5）曝气池平均时供氧量:Gs=R