万吨城镇污水处理设计计算书.docx

1、12 万吨城镇污水处理设计.1223.3.4.5.7.79.10.12.14.20251/19第一部分设计说明书一、原始资料<一）自然条件1 地理位置：某县地处东经115019 115043，北纬35023 35043。县城东西长 32 公里，南北宽 37 公里。2 风向春夏秋冬三季主导风向为东南风，频率为12，其次为北风，频率为10，平均风速 3.2m/s ，总面积 1032 平方公里。3 气温某县常年平均气温13.50 °C,历年极端最高气温41.50 °C，历年极端最低气温 20.30 °C。4 地形地貌及工程地质：某县位黄河冲积平原，受黄河决口影响，

2、急流冲刷，缓流淤积，形成自然流沟 108 条，多为西南东北流向。某县地势西南高，东北、东南部低，最高处海拔高程 55.5M，最低处海拔高程46.2M，中部地面高程一般为49.5M。自然坡降为五千分之一到七千分之一。某县地基承栽力为8012kpa。某县地震烈度为 7 度，土壤最大冻结深度0.50 0.60m。<二）社会条件1 人口2002 年城区现状人口为 7.5 万人。城区近期 (2005 年>规划人口为 9 万人，远期 (2018 年>规划人口为 12 万人。2 污水及水质情况污水处理厂的进水水质为：COD<420mg/LBOD5<200mg/LSS<20

3、0mg/LTN<45mg/LNH3-N<30mg/LTP<3mg/L处理后的出水水质指标为：COD 60mg/LBOD520mg/L2/19SS 20mg/LTN20mg/LNH3-N8mg/LTP1.5mg/L二、工艺流程的确定该工程污水处理的特点为：污水以有机污染为主， BOD/COD=0.48，可生化性较好，其它难以生物降解的污染物一般不超标：污水中主要污染物指标 BOD、COD、SS值为典型城市污水值。针对以上特点及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。由于将来可能要求出水回用考虑到出水要求脱氮除磷目地，根据国内外已运行的中、小型污水处理厂的调

4、查，要达到确定的治理目标，可采用“ A2/O 活性污泥法”。工艺流程：三、主要构筑物序号名称规格 <m）数量(座>设计参数主要设备1格栅 L×B=3.16×1.652计流量 Q=165600m3/d栅条间隙 b=15mm过栅流速 v=1.0m/s机械除渣机两套2提升泵房L×B×H=10×8×51计流量 Q=165600m3/d单泵流量 Q=2400m3/h潜污泵 4 台手动起闭机3沉砂池L×B=18×3.222计流量 Q=165600m3/d水平流速 v=0.3m/s有效水深 h=1.0m砂水分离器4初

5、沉池L×B=27×62计流量 Q=165600m3/d3/19q=2.0m3/(m2·h>停留时间 t=1.5h 刮泥机贮渣斗5曝气池L×B×H=71.5×7.55 ×52计流量Q=120000m3/d BOD=200,去处效率 90%鼓风机微孔曝气器6二沉池D×H=46.1×6.152计流量 Q=120000m3/dq=1.5m3/(m2·h>停留时间 t=2.5h刮泥机出水堰板四、平面布置1 总平面布置原则该污水处理厂厂为新建工程，总平面布置包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的

6、总平面布置，各种管线、管道及渠道的平面布置，各种辅助建筑物与设施的平面布置。总图布置时应遵从以下几条原则。<1 ）处理构筑物与设施的布置直顺应流程、集中紧凑以便于节约用地和运行管理。<2 ）_工艺构筑物与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系( 如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等。<3 ）构 <建>之间的间距应满足交通、管道( 渠>敷设、施工和运行管理等方面的要求。<4 ）管道 ( 线 >与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回

7、曲折，便于节能降耗和运行维护。<5 ）协调好辅建筑物，道路，绿化与处理构( 建>筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅通，美化厂区环境。2 总平面布置结果污水由北边排水总干管截流进入，经处理后由该排水总干管和泵站排入河流。总平面布置参见附图 ( 平面布置图 >。4/19五、高程布置1 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，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，并有利于减少工程的投资和运行成本。<3 ）做好污水高程布置与污泥高程布置的配合，尽量同时减

8、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与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。2. 高程布置时，应注意事项： <1）选择一条距离最大，水头事实最大流程计算。 <2）计算水头损失时，一般应以近期最大流量 <或泵的最大水量）作为设计流量。 <3）污水流程与泥流程的配合。尽量减少抽升污泥量。3. 高程布置的方法：实质上讲：进行高程计算，以接受水体的最高水位 <设计洪水位）为起点，逆污水处理流程向上推计算，最后确定出提升泵站的扬程。4 高成计算高程计算表构筑物名称构筑物水头损失构筑物的间距流量 (m3/d>连接管径/mm 流速 m

9、/s坡度沿程损失 /m局部损失 /m水头损失 /m总损 失 /m水面标高 /m地面标高 /m水面与地面差 /m进水管16560010001.020000-30-3进水井0.201656000000.2-3.20-3.2格栅间0.301656000000.3-3.50-3.55/19提升泵房0.201656000000.2-3.70-3.7沉砂池0.5301656000.33.50.105 0.0530.158 0.658 1.701.7初沉池0.620165600553.50.070.035 0.105 0.705 1.301.3曝气池0.4251200001000× 21.13.5

10、0.088 0.044 0.132 0.532 1.001.0二沉池0.6251200001300× 21.14.50.113 0.012 0.057 0.657 0.800.8出水井0.32012000025000.3440.080.040.120.42-1.32 0-1.32第二部分计算说明书一 格栅泵前设置格栅的作用是保护水泵，而名渠格栅的作用是保证后续处理系统的正常工作。目前普通的做法是将泵前格栅均做成明渠格栅。一般泵前格栅为粗格栅 <间距 10-25mm），采用机械清渣时，由于机械连续工作，格栅余渣较少，阻力损少几乎不变，通常不设渐变段。格栅型号：链条式机械格栅(1&

11、gt; 水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：1>人工清除 25-40mm2>机械清除 16-25mm6/193>最大间隙 40mm(2> 在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅( 每日栅渣量大于0.2m3/d>，一般应采用机械清渣。(3> 格栅倾角一般用45° 75°, 机械格栅倾角一般为60° 70°(4> 通过格栅的水头损失一般采用o.08 O.15m(5> 过栅流速一般采用0.6 1.Om/s。1 主要设计参数设计流量日平均污水量Q 为 120000m3/d，总变化系数K=1.38, 则设计流量Q

12、=165600m3/d,栅条宽度S=10mm,栅条间隙宽度B=15mm,过栅流速1.0m/s,栅前流速0.9m/s,栅前渠道水深1.2m,格栅倾角60°C,数量2座 ,栅渣量格栅间隙为 15mm ,栅渣量 W按 1000m3污水产渣 0.05m3 计。2 工艺尺寸格栅尺寸过栅流量 Q1m3/s=0.9584m3/s栅条间隙数 n(取 n=47>栅条建筑宽度 BB=s(n一 1>+bn=0.01X(471>+0.0015×47=1.165m通过格栅的水头损失格栅断面为迎背水面均为半圆形断面( =1.167>, 格栅水头损失 h1( 取 h1=0.13m

13、>7/19栅后槽总高度 HH=h+h1+h2=1.2+0.13+0.3=1.63m格栅的总建筑长度L取进水渠道宽 B1=1,其渐宽部位展开角为 , 取进水倾角进水渠道宽部位长度,则 L2=0.5L1=0.5mL=L1+L2+1.0+0.5+(5> 每日栅渣量计算栅渣量 W=格栅设计示意图二、提升泵房1 、水泵选择设计水量 165600m3d，选择用 4 台潜污泵 (3 用 1 备>所需扬程为选择 500Qw-22-220 型潜污泵 , 泵的参数见下表出口直 /mm流量 /m3/h扬 程 转速 r/min功率 /kw效率 /%50024002274022084.652、集水池(

14、1> 、容积 : 按一台泵最大流量时6min 的出流量设计，则集水池的有效容积V(2> 、面积 : 取有效水深 H=3m，则面积 F=V/H=240/3=80m2 集水池长度取 10m，则宽度 B=F/L=80/10=8m集水池平面尺寸L× B=10m×8m保护水深为 1.2m，实际水深为 4.2m(3> 、泵位及安装8/19潜污泵直接置于集水池内，潜污泵检修采用移动吊架。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，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。沉砂池可以分为平流式、竖流式、和暴气式沉砂池等三种基本型式。沉砂池设计中，必需按

15、照下列原则：1城市污水厂一般均应设置沉砂池，座数或分格数应不少于2 座( 格>，并按并联运行原则考虑。2 设计流量应按分期建设考虑：(1>当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；(2>当污水为用提升泵送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流量计算；(3>合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。3沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为2.65 ，粒径为0.2以上的颗粒为主。4 城市污水的沉砂量可按每 106m3污水沉砂量为 30m3计算，其含水率为60，容量为 1500kg/m。5. 贮砂斗槔容积应按 2 日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于 55，排砂管直径应

16、不小于 0.3m。6 沉砂池的超高不宜不于 0.3m。7.除砂一般宜采用机械方法。当采用重力排砂时，沉砂池和晒砂厂应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。1 、设计参数：设计流量 Qmax=165600m3/d=6900m3/h=1.917m3/s，设计水力停留时间t=60s水平流速 v=0.3mS(1> 长度 L=vt=0.3 × 60=18m(2> 水流断面面积A=Qmax/v=1.917/0.3=6.39m29/19(3> 池总宽度B=A h2=,有效水深 h2=1m<4）贮砂斗所需容积：V=T=2d，X=30m3 106m3 。(5> 每个沉砂斗的容积设

17、每一分格有 2 格沉砂斗，则V1=(6> 沉砂斗各部分尺寸：设贮砂斗底宽 bl=O.5m；斗壁与水平面的倾角 60。，贮砂斗高，贮砂斗上口宽度(7> 贮砂斗容积<8 ）贮砂室高度设采用重力排砂，池底坡度i=6 ，坡向砂斗，则<9）池总高度：H=h1+h2+h3=O.3+1.0+1.92=3.22m<10 ）核算最小流速(符合要求 >平流式沉砂池示意图四、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。沉淀池一般分为平流式、竖流式、和辅流式三种。每个沉淀池分为进水区、沉淀区、缓冲区、污泥区和出水区。选型：平流式沉淀池1、设计参数：统计流量 <

18、最大流量）10/19表面水力负荷：沉淀时间： 1.5h水平流速： 5mm/s初沉池型：平流式2 尺寸计算<1）池子总面积表明负荷取 q=2.Om3/(m2·m><2 ）沉淀部分有效水深h2=qt=2 ×1.5=3m取 t=1.5h(3> 沉淀部分有效容积V=Qmax ×t ×3600=1.917× 1.5 ×3600=1035.8(4> 沉淀池长度B=A/L=3.450.6/27=127.8m(5> 池子总宽度B=AL=3450.6/27=127.8m(6> 池子个数，宽度取b=6mn=Bb=

19、127.8 6=22(7> 校核长宽比L/b=27/6=4.5>4(符合要求 >(8> 污泥部分所需总容积初沉池效率设计为50%，设污泥含水率 97，两次排泥时间间隔T=2d，污泥容重<9）每格池污泥斗所需容积=800/22=36.4(10> 污泥斗的容积<11）污泥斗以上梯形部分污泥容积11/19L1=27+0.5+0.3=2708mL2=6m(12>污泥斗和梯形部分容积V1+V2=62.3+21.6=83.9m3 >36.4m3(13>沉淀池总高度H= 取9M五、首先判断是否可采用COD/TN=420/45=9.338TP/BOD

20、5=3/200=0.0150.06符合条件1、设计参数设计最大流量 Q=120000m3d池型：廊道式进水水质 ，出水水质BOD5污泥负荷 N=0.2kgBOD5/(kgMLSS·d>回流污泥浓度 XR=8000mg/L 污泥回流比 R=100%2 曝气池的设计计算<1 ）混合液悬浮固体浓度<2 ）反应池容积<3 ）反应池总水力停留时间t=V/Q=30000/120000=0.25d=6h(4> 各段水力停留时间和容积厌氧：缺氧：好氧 =1：1：3厌氧池水力停留时间t 厌 =0.26=1.2h, 池容 V 厌=0.230000=6000m312/19缺氧

21、池水力停留时间 t 缺 =0.26=1.2h, 池容 V 缺=0.230000=6000m3好氧池水力停留时间 t 好 =0.66=3 h, 池容 V 好=0.630000=18000m3 <5）厌氧段总磷负荷(6> 、反应池主要尺寸反应池总容积 V=30000m3,设两组 V 单 =V/2=15000m3 取有效水深 h=4.0m, 则 S 单=V 单/2=15000m3采用 7 廊道式推流式反应池，廊道宽b=7.5m校核： b/h=7.5/4.0=1.9(满足 b/h=12>L/b=71.5/7.5=9.54(满足 L/B=510>取超高为 1.0m，则反应池总高H

22、=4.0+1.0=5.0m2 反应池进、出水系统计算<1）进水管单组反应池进水管设计流量Ql=Q2=12000 2× 86400=0.695m3 s管道流速 v=1.0m s管道过水断面面积A=Ql V=0.695 1.0=0.695m2管径取出水管管径 DN=1000mm校核管道流速<2）回流污泥渠道单组反应池回流污泥渠道设计流量QR渠道流速，取回流污泥管管径DN=800mm<3 ） 进水井反应池进水孔尺寸：进水孔流量孔口流速 v=0.7m/s13/19孔口过水断面积 A=Q/V=1.39/0.7=1.986m2孔口尺寸取 1.2m× 0.9m进水竖井平

23、面尺寸2.5m× 2.5m出水堰及出水竖井按矩形堰流量公式：堰上水头高出水孔过流量孔口流速 v=0.7m s孔口过水断面积A=Q/v=2.4325/0.7=3.475m2孔口尺寸取 2.0m×1.0m进水竖井平面尺寸2.5m× 2.0m出水管单组反应池出水管设计流量Q5=Q3=2.4325m3/s管道流速 v=O 8ms,管道过水断面积取出水管管径 DN=2500mm校核管道流速3 曝气系统的设计计算<1）平均需氧量取，则=28800kg/d=1200kg/h每日去除的去除每千克 BOD5的需氧量 =28800/21600=1.3kgO2/kg BOD5接近

24、与经验数值(2>最大需氧量在不利条件下运行，最大需要量与平均需氧量之比为1.7 ，则O2=1.7O2=1.7× 1200=2040kg/h(3>供气量采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器铺设于池底，距池底0.2m，淹没14/19深度 3.8m，氧转移效率 EA=20%，计算温度 T=30C。微孔曝气器出口处绝对压力空气离开曝气池时氧的百分比为曝气池中平均溶解氧饱和浓度为20C 脱氧清水的充氧量：取相应最大时标准需氧量曝气池平均供气量相应最大时供气量<4）所需空气压力 pP=h1+h2+h3+h4+h=0.2+3.8+0.4+0.5=4.9m(5> 曝气器数量计算

25、( 以单组反应池计算 >。按供氧能力计算所需曝气器数量。(6> 供风管道计算供风干管道采用环状布置15/19流量流速 v=10m/S管径取干管管径为 DN=1000mm单侧供气 <向单侧廊道供气）支管流速 v=10m/s管径取支管管径为 DN=400mm双侧供气,管径取支管管径DN=550mm<7）污泥回流设备污泥回流比 R=100污泥回流量 QR=RQ=1×120000=120000设回流污泥泵房l 座，内设 3 台潜污泵 (2 用 l 备>单泵流量水泵扬程根据竖向流程确定。<8）混合液回流设备混合液回流泵混合液回流比混合液回流量设混合液回流泵房2 座，每座泵房内设3 台潜污泵 (2 用 l 各 >混合液回流管混合液回流管设计泵房进水管设计流速管道过水断面积管径取泵房进水管管径DN=1200mm16/19校核管道流速泵房压力出水管设计流，管道过水断面积管径取泵房压力出水管径DN=950mm六、二沉池为了使沉淀池内水流更稳、进出水配水更均匀、存排泥更方便，常采用圆形辐流式二沉池。二沉池为中