某16000吨每天污水处理厂设计计算说明书

1、 设计说明书第1章 前言 XXXX环保有限公司是一家从事环保工程项目建设、环保设施托管运营、环保设备制作销售、水处理药剂的生产销售及环保技术咨询服务的专业化公司。近年来，XXXX公司本着环保资源增殖与综合利用的宗旨，致力于废水治理、大气污染治理、废弃资源综合利用等方面的研究与应用，积极引进吸收国内外先进技术，同时与国内知名科研院所合作，为不同的客户提供大气污染治理、噪声治理、和污废水治理与资源化应用等方面的系统解决方案。第2章 现状 污水统一排放至仁和污水处理厂，由于仁和污水分区的市政用地分布有限，导致仁和污水处理厂无法扩大污水处理规模，需新建一座2020年预计污水量达到16000的污水处理厂

2、。第3章 设计方案的确定3.1 中国城市污水处理的发展 随着经济飞速发展，人民生活水平的提高，对生态环境的要求日益提高，要求越来越多的污水处理后达标排放。在全国乃至世界范围内，正在兴建及待建的污水厂也日益增多。有学者曾根据日处理污水量将污水处理厂分为大、中、小三种规模：日处理量大于10万吨为大型处理厂，1-10吨万为中型污水处理厂，小于1万吨的为小型污水处理厂。近年来，大型污水处理厂建设数量相对减少，而中小型污水厂则越来越多。如何搞好中、小型污水处理厂，特别是小型污水厂，是近几年许多专家和工程技术人员比较关注的问题。3.2 氧化沟，SBR法的发展现状 1氧化沟的国内外发展情况 本工艺20世纪5

3、0年代初期发展形成，氧化沟(oxidation ditch)又名氧化渠，实际上它是活性污泥的一种变型。因为污水和活性污泥的混合液在环状的曝气渠道中不断循环流动，有人称其为“循环曝气池”、“无终端的曝气系统”。 因其构造简单，易于管理，很快得到推广，且不断创新，有发展前景和竞争力，当前可谓热门工艺。严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。交

4、替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。 2SBR法的发展现状 序批式活性污泥法（SBRSequencing Batch Reactor）是早在1914年就由英国学者Ardern和Locket发明了的水处理工艺。70年代初，美国Natre Dame 大学的R.Irvine 教授采用实验室规模对SBR工艺进行了系统深入的研究，并于1980年在美国环保局（EPA）的资助下，在印第安那州

5、的Culwer城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。SBR工艺的过程是按时序来运行的，一个操作过程分五个阶段：进水、反应、沉淀、滗水、闲置。 由于SBR在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可作以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。对于SBR反应器来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。因此，SBR工艺发展速度极快，并衍生出许多种新型SBR处理工艺。3.3 设计方案的比较3.3.1 进水水质分析 1污水以有机污染物为主，BOD/COD=0.44，可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标，

6、但是NH3-N 、TN和TP都超标； 2污水中主要污染物指标BOD、COD、SS都值都比国内一般城镇污水低，属普通城市污水； 3本课题污水处理量不是很大，在达到污水处理要求的前提下，应着重考虑工程占地面积和污水处理费用的节省。 针对以上特点，一级出水要求，以及现有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，处理工艺应确保出水总氮、总磷达标，该厂出水达到国家城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002一级标准中的B标准。国内的现有技术是可以达到出水要求的。3.3.2 方案的介绍1 根据国内外已运行的中小型污水处理厂的条件，要达到确定的治理标准可采氧化沟法、SBR

7、法等。（1）氧化沟方案氧化沟有荷兰人发明，后来的到广泛的发展和应用，成为了我国普遍采用的污水处理技术，征地费和土建费较高，氧化沟占地面积大，所以会花去很大一笔钱，电耗大，氧化沟处理的污水是一种动态沉淀，处理效果不佳，脱但效果还可以，但是除磷效果不好，若需要除磷，需要另加污水处理构筑物，或者投加药剂达到除磷的目的。（2）SBR法方案 SBR工艺在反应器的基础上开发出来的，该工艺适合当前水处理的发展趋势，属于易建、高效、低耗的污水处理工艺，与传统的活性污泥工艺相比具有很大的优势，同时具有脱氮除磷的功能。序批式活性污泥工艺的核心是反应池，集多种功能于一体，工艺简洁，自动化程度很高，管理简单。所谓序批

8、式指一是运行空间按序列间歇运行，二是每个反应器运行操作分阶段按顺序进行，典型的SBR工艺包括五个阶段，进水阶段、反应阶段、沉淀阶段、排水阶段、闲置阶段。在实际的操作中常常将部分阶段合并或者去掉，如闲置阶段。2. SBR工艺具有以下特点 （1）理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。 （2） 运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。 （3）耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。 （4）工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。 （5） 处理设备少，构造简单，

9、便于操作和维护管理。 （6）反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。 （7）SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。 （8） 脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。 （9）工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积小。 3氧化沟法和SBR法比较如下表3-1所示表3.1 氧化沟法和SBR法比较项目氧化沟工艺SBR工艺进水方式序批式间歇不进水，可以自动控制连续进水，不需自动控制反应过程有机物降解，沉淀是在一个池子中完成的，无需设计

10、沉淀池和刮泥系统在氧化沟中完成污泥的降解，在沉淀池中进行泥水分离，既有独立的沉淀池和刮泥系统去除效果通过每周期的循环造成好氧、缺氧、厌氧环境达到脱氮除磷目的氧化沟内的溶解氧呈梯度变化，脱氮效果好，除磷效果不好沉淀效果静态沉淀不受进出水干扰，沉淀效果好，出水水质好动态沉淀，沉降性能一般工艺流程工艺简单无需设二沉池污泥回流设备有时也可省去初沉池工艺流程复杂，有二沉池时，需设污泥回流及污泥回流设备投资费用无需曝气池，初沉池和二沉池，占地少基建费用少投资少征地费用土建费用较高时总投资费用较高运营费用孤峰曝气，采用合建式电耗少，运行费用低采用分建式需要大量回流，电耗大，运行费用高 综上所述，知道SBR适

11、合中小型污水处理厂，占地少而且能够同时达到脱氮除磷的效果，考虑出水要求，及经济条件，SBR为最终方案。3.4 工艺流程的确定3.4.1 SBR法工艺流程图 1.根据以上比较本项目选用SBR工艺其流程如图3.1： 图3.1 SBR工艺流程图 2.工艺过程简述：原水经粗格栅把大的漂浮物去除掉，再经提升泵房把污水提升到一定的高度，保证后续处理的顺利完成，再经细格栅进入沉砂池，去除大的无机颗粒物，再经SBR池，进行生物处理出水经接触池消毒，排入自然沟壑。污泥由SBR池产生经污泥泵将污泥达到污泥浓缩池浓缩处理，再经贮泥池，送到污泥脱水车间，进行脱水处理，最终泥饼外运。第4章 污水处理构筑物设计计算4.1

12、 泵前粗格栅的设计计算 格栅是由一组平行的金属栅条制成，斜置在污水流经的渠道上或水泵前集水井处，用以截留污水中的大块悬浮杂质，以免后续处理单元的水泵或构筑物造成损害。格栅的拦截物称为栅渣，其中包括数十种杂物，大至腐木，小至树杈、木塞、塑料袋、破布条、石头、瓶盖、尼龙绳等。格栅按照栅条形式分为直棒式格栅、弧形格栅、辐射式格栅、转筒式格栅、活动格栅等；按照格栅栅条间距分为粗格栅、中格栅、细格栅，按照除渣方式分为人工除渣格栅和机械除渣格栅。4.1.1 主要设计参数 设计流量Q ； 栅条宽度S ； 栅条间隙宽度b （间隙宽度范围为：）； 过栅流速v (过栅流速范围为：)； 栅前渠道流速v1 （栅 前渠

13、道流速范围为： ）； 栅前渠道水深h （栅前渠道水深范围为：）； 格栅倾角 (国内一般为：60°70°) 栅渣量 栅渣量以每单位产渣量计0.10.01（）粗格栅用最小值，细格栅用最大值，可根据实际情况调整该数值。4.1.2 设计计算 1.格栅尺寸 栅条间隙数n ，取n为26个； 栅槽宽度B ，B取0.8m2. 水头损失本设计中采用格栅断面为锐边矩形格栅水头损失h1 式中， 形状系数，=2.42； 系数，=3； 3. 栅后槽总高度H栅前渠道超高，一般采用，栅前槽高 4. 栅槽总长度L取进水渠宽，渐宽部分展开角为，此时进水渠流速为0.7m/s。进水渠渐宽部分长度：栅槽与进水渠道

14、连接处的渐窄部分长度：5. 每日栅渣量W取生活污水流量总变化系数，见表4-1 表4-1 生活污水流量总变化系数日流量（）1525407012020040075016002.01.891.801.691.591.511.401.301.20则取1.5采用机械清渣。6.计算草图如图4-1所示： 图4-1 格栅计算草图4.2 提升泵房设计计算4.2.1 设计基础数据 1.泵房形式由于污水泵站一般为常年运转，选用自灌式，又由于流量小于2m3/s,选用上圆下方形泵房，其设计和施工均有一定的经验，且自灌启动时一般采用合建式即将集水池与机器间合建。2.污水泵站的设计计算选择集水池与机器间合建式方形泵站（1）

15、 最大流量：选择集水池与机器间合建式方形泵站，考虑4台水泵（2台备用），每台水泵流量。（2） 集水池容积集水池容积一般取水泵3min排水能力计算，取，有效水深，则集水池尺寸为。 （3） 泵的扬程估算污水提升前水位:-4m(即泵站吸水池最低水位),提升后水位: 3.03m(即细格栅前水标高)，水泵水头损失取2m。则所需水泵扬程：H=Z+h=9.03m。（4）根据流量扬程选择泵型号如表4-2： 表4-2 500QW500-15-55型潜污泵技术参数 出水口径（mm）400 扬程（m）18流量（m3/h）600 功率（kw）60转速（r/min）980 重量（kg）900（5） 泵房形式如图4-2所

16、示。 图4-2 提升泵房示意图4.3 泵后细格栅的设计计算4.3.1 主要设计参数设计流量Qmax Qmax=16000m³/d栅条宽度S S=10mm；栅条间隙宽度b b=10mm（间隙宽度范围为：515mm）；过栅流速v v=0.8m/s(过栅流速范围为：0.61.0 m/s)；栅前渠道流速v1 v1=0.5m/s（栅前渠道流速范围为：0.40.9 m/s）；栅前渠道水深h h=0.8m（栅前渠道水深范围为：0.40.9m）；格栅倾角 =60°(国内一般为：60°70°)栅渣量 格栅间隙为10mm，栅渣量W1按1000 m³ 污水产渣0.1

17、 m³（机械清渣）；数量 n=1座；4.3.2 设计计算1. 格栅尺寸 栅条间隙数 取n为30有效栅条宽度 取2.水头损失本设计中采用格栅断面为锐边矩形格栅水头损失, 式中，形状系数，取2.42； 系数，取3；代入数据，得：3.栅后槽总高度栅前渠道超高，一般采用 4.栅槽总长度栅前渠道深 进水渠宽 渐宽部分展开角度，=渠道渐宽部分长度 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 栅槽总长度 5. 每日栅渣量 采用机械清渣6. 计算草图如图4-3所示： 图4-3 细格栅计算草图4.4 平流沉砂池的设计计算 沉砂池的功能是去除比较大的无机颗粒（如泥沙、煤渣等，它们的相对密度为2.65、粒径0.2

18、mm以上）。沉砂池设于初次沉淀池前，以减轻沉淀池负荷及能使无机颗粒与有机颗粒分离便于分别处理和处置，改善污水处理构筑物的处理条件。 目前应用较多的沉砂池型有平流沉砂池、曝气沉砂池、竖流沉砂池和旋流沉砂池（又叫涡流沉砂池）。本次设计选择平流式沉砂池4.4.1 沉砂池的一般规定 1.城市污水处理厂一般均设沉砂池 2.沉砂池岸去除相对密度2.65、粒径0.2mm以上的砂粒设计； 3.设计流量应按分期建设考虑，当污水为自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算； 4.沉砂池个数或分格数不应少于2个，并宜按并联系列设计，当污水量较少时，可考虑一格工作、

19、一格备用； 5.城市污水的沉沙量可按106m3污水沉砂30m3计算，其含水率为60%，容量为1500Kg/m3； 6.砂斗容积应按不大于2d的沉砂量计算，斗壁与水平面的倾角不应小于； 7.当采用重力排砂时，沉砂池和贮砂池应尽量靠近，以缩短排砂管长度，并设排砂管的闸门于管的首端，使排砂管畅通和易于养护管理； 8.沉沙池的超高不宜小于0.3m。4.4.2 设计计算 1.设计资料 （1）最大流速，最小流速 （2）最大的停留时间不大于，一般采用 （3）有效水深一般不大于，一般采用，每格宽度不宜小于 （4）池底坡度一般为，当设置除渣设备时应考虑池底形状2.沉砂池长度L 式中，时流速，m/s, 取v=0.

20、2m/s（0.150.30 m/s） 时流动的时间，s,取t=30s（3060s） 3.水流断面面积A 式中，最大流量， 最大流量时的流速， 4.有效水深（0.251.2m），取=1.0m 5.池总宽度B 设格，每格宽 6.沉砂斗所需容积V 式中，城市污水沉砂量，一般取30m3/106 m3污水 排除沉砂的间隔时间，一般取=2d 每一个格有一个沉砂斗，每个沉砂斗理论容积为 7.沉砂斗尺寸 （1）沉砂斗底的宽为=0.3m，斗壁与水平面的倾角为55° 沉砂斗的上口宽 ，取1.2m 式中，沉砂斗高度取0.6m 沉砂斗底宽取0.3m 斗壁与水平面的倾角取55°（2） 沉砂斗实际容积

21、 式中，沉砂斗高，取0.6m 沉砂斗底宽，取0.3m 沉砂斗上口宽，取1.2m 8.沉砂室高度 采用重力排砂，坡向砂斗，i=0.060.01，沉砂室由两部分组成：一部分为沉砂斗，另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分，坡向沉砂斗长度L2 （0.2为两沉砂斗间隔壁厚） 式中， 沉砂池总长，=6m 沉砂斗上口宽，=1.2m 9.沉砂池总高度H 式中，超高取0.3m 有效水深1m 沉砂室高度0.7m10.进水渐宽部分长度 式中，沉砂池总宽度1.2m 进水渠道宽取0.6m 渐宽部分展开角取20°11.出水渐宽部分的长度 12.平流沉砂池的尺寸：13.排砂方法砂斗加底阀，进行重力排砂，排砂管直径

22、200mm，采用机械排砂，由于重力流到分砂间再经砂水分离器分离，分离出来的砂外运，污水回到进水处进行循环处理。沉砂量0.58m3,每隔两天排砂，排砂用2min，处理量：,根据水工业工程设备第662页表2-100，选用LSSF260型螺旋式砂水分离机两台。14. 计算草图如图4-4所示： 图4-4 平流沉砂池计算草图4.5 配水井的设计计算4.5.1 设计说明 绝大多数的配水设施采用水力配水，不仅构造简单，操作方便，无需人员操作即可自动的均匀配水，常见的水力配水设施有对称式的，堰式和非对称式。 对称式配水井为构筑物个数成双数的配水方式连接管线可以使明渠或暗渠。其特点是管线完全对称（包括管径和长度

23、），从而使水头损失相等，此配水方式的构造和运行操作均较简单缺点是占地大，管线长，而且构筑物不能迁移否则会使造价增加较多。 堰式配水是污水处理厂极常用的配水设施，进水配水井底中心进水经等宽堰流入各个水斗在经各构筑物，这种配水井是利用等宽堰上的水头相等。过水流量就相等原理来进行配水，堰可以是薄壁堰或厚壁的平顶堰，其特点是配水均匀不受通向构筑物管渠状况的影响，即使是长短不同或局部损失不同也均能做到配水均匀，因而可不受构筑物平面位置的影响，可以对称布置也可不对称布置，这种配水井的优点是配水均匀误差小，缺点是水头损失较大。 非对称式配水的特点是在进口处一个较大的局部损失入流等，让局部损失远大于沿程损失，

24、从而实现均匀配水，其优点是构造和操作较简单，缺点是水头损失较大，而且流量变化时配水均匀程度也会随之变动，低流量时配水度就差，误差也大。4.5.2 设计要求 1.水力配水设施基本原理是保持各个配水方向的水头损失相等。 2.配水渠道中的水流流速应不大于1.0m/s，以利于配水均匀和减少水头损失。 3.从一个方向和其中的圆形入口通过内部为圆筒的渠道向其引水的环形配水池当从一个方向进水时，保证分配均匀的条件是： （1）应取中心管直径等于引水管直径。 （2）中心管下的环形孔高应取0.250.5D1。 （3）当污水从中心管流出时，不应当有配水池直径和中心管直径之比大于1.5的突然扩张。 （4）栽培水池上部

25、必须考虑液体通过宽顶堰自由流出。4.5.3 设计计算1.进水管管径配水井进水管的设计流量，当进水管管径，查水力计算表得满足要求。2.矩形宽顶堰进水从配水井底中心进入经等宽的堰流入4个水斗，再由管道接入4组后续的SBR池每个构筑物的分配水量为（1）堰上水头（H）因单个出水溢流堰的流量为 （2）矩形堰的流量堰高H取0.15m，则矩形堰流量 式中，矩形堰流量， 堰上水头，（3）配水管井，根据给排水设计手册常用资料要求设配水管径，流量，查水力计算表得。（4）配水漏斗口径按配水井内径1. 5倍设计 4.6 SBR工艺设计计算SBR是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor

26、Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。4.6.1 确定反应池主要尺寸 1.设计参数 （1）BOD-污泥负荷 （2）反应池数 （3）反应池水深 （4）排出比取() 范围，取 （5）污泥浓度 （范围） （6）最大日污水量 （7）进水 出水（8）进水 出水（9）进水氨氮 出水（10）需氧量水温2.曝气时间 3. 沉淀时间： 1）沉降速度 当水温为时，沉降速度为 当水温为时，沉降速度为 2）沉淀时间为： 当水温为时，沉淀时间为 当水温为时，沉淀时间为 沉淀时间在之间变化，排出时间为左右，与沉淀时间合计约为。 3

27、）周期数 一个周期所需时间为 周期次数为 以3计，则周期所需时间为8小时进水时间为 根据以上结果，一个周期的工作过程如下：进水，曝气，沉淀，排水。4.6.2 反应池尺寸计算反应池容量： 单池容积： SBR池型为矩形，设超高，池宽，有效水深 ，取，介于()之间，符合要求。则SBR反应池尺寸为4.6.3 需氧量计算该SBR池采用的是鼓风曝气1.氧化有机物和污泥需氧量 式中, 有机物氧化需氧系数，0.5污泥需氧系数，0.12 出水中所占的比例，一般取0.75 反应时间比，2.硝化氨氮的需氧量 求如下： 式中, 标准水温(15)时硝化细菌最大比增长速度， 设计条件下的污水温度，夏季15，冬季10 曝气

28、池内平均溶解氧， 溶解氧半速常数， 污水值， 式中, 硝化菌增长半速常数， 式中，硝化菌的自身氧化系数，硝化菌比增长速度为 出水氨氮为 3. 反硝化产生的氧 4.总需氧量 4.6.4 排水系统设计计算日处理污水量，池数，周期数，排水时间，则每池的排水负荷为 一池设置一台滗水器，其排水负荷为滗水器的选型根据滗水器的排水负荷，查给排水设计手册，选择型旋转滗水器。参数如下表： 表4-3 滗水器参数型号出水能力（）堰口宽度2滗水器可调深度20005.02.0 图4-5 旋转式滗水器示意图4.6.5 污泥量的计算1.SBR系统剩余污泥主要有微生物代谢产生的增值污泥，还有少部分进水悬浮物沉淀形成。由生物污泥和非生物污泥组成。剩余生物污泥量 式中，活性污泥自身氧化系数 ， ，剩余非生物污泥量 式中，进水中可生