2000吨小区污水处理厂初步设计计算书

1、2469045669摘要人类每天都产生大量生活污水。它有几种主要的有害成分：BOD、悬浮固体、N和P等。最近几年中，人们越来越多地采用一些先进技术,进行污水处理，尤其是处理大量的生活污水以及大量的洗涤剂废水。但目前日益严格的环境法规使得企业不得不通过循环和深度处理等方法减少废水的产生。 随着经济的发展和人民生活水平的提高，人们对水资源的需求量越来越大。我国为水资源贫乏的国家，人均占有量不到世界平均水平的四分之一，再加上时空分布不均，致使部分地区供求矛盾加剧。为节约用水，充分发挥现有水资源的利用率，有些城市相继出台了中水回收利用的有关规定，将淋浴、洗涤、盥洗等轻度污染的污水，经处理后用于冲洗厕所

2、、洗车、绿化等。为了把所学的东西与实际想结合，在此我将对生活污水处理中可能遇到的有关问题做一个较为简单的介绍。关键词: 水头损失生物接触氧化法中水回用1 总论1.1 设计任务和内容污水处理毕业设计是环境工程专业本科毕业生在进入工作岗位或者进一步深造之前不可缺少的重要实践教学过程，是教学计划的重要组成部分，是对学生进行综合考察的重要一环。通过污水处理毕业设计，能够培养学生综合运用所学的水处理专业知识及相关知识的能力和工程实践能力，使学生受到基础的工程制图训练，在资料收集及调查研究，工程设计，图纸绘制，设计说明书的撰写等方面的能力得到一定程度的提高，为以后顺利解决工作过程中可能遇到的问题的打下坚实

3、的基础。1.1.1污水处理工程设计基础要求：（1）收集和查阅参考资料，了解废水的水质、水量特点；制订处理方案 （2）根据提供的条件，确定污水厂需要达到的处理程度；在对水质、水量了解的基础上，结合废水处理要求，提出可行的处理方案和工艺流程，通过论证和技术经济比较，选择较为合理的处理流程。 （3）工艺设计和计算 确定设计规模，选择适宜的设计参数，对工艺流程中各构筑物进行工艺计算；确定构筑物的型式、工艺尺寸和主要构造，选择主要设备的规格、型号及配置。 （4）平面和高程布置 进行污水处理厂的总平面布置设计。平面布置应按工艺流程和功能的要求合理安排处理构筑物、厂内管道系统和辅助建筑物的平面位置。 进行污

4、水处理构筑物的高程布置。在必要的水力计算的基础上，确定流程中的处理构筑物，泵房等的标高；选定各连接管渠的尺寸并决定其标高，计算定出各部分的水面标高，保证水流通畅。（5）主要构筑物的工艺施工图设计（选34个） 综合工艺、水力、施工、结构和使用要求，对构筑物进行完整的工艺设计，确定各部分的几何尺寸，构造方式，各种管渠的空间布局，施工要求，用图纸清楚准确地表达出来，并给出该构筑物所需设备、材料明细表。 （6） 工程的投资概算和运行成本概算。（7）其它 主要设备的型号、配置、污水处理启动，调试方法、运行方式及控制参数，日常分析监测项目和取样点；劳动定员和其它必要的统计数据。设计要求： （1）设计方案选

5、择合理，工艺流程具有一定灵活性，达到设计任务要求； （2）设计计算概念清楚，参数选择恰当，计算正确；说明书简明扼要，文字流畅，论点明确，书写工整；（3）图纸表达正确，符合制图规范；图面整洁，布局合理，图中线型和尺寸标注符合要求，字体应为工程字。 1.1.2设计任务：某生活小区污水处理及中水回用工程工艺流程的确定，以及各个构筑物的计算，设备选型，图纸绘制等。（1）.对工艺构筑物选型作说明；(2).主要处理设施（格栅 初沉池 生物接触氧化池  过滤池 二沉池）的工艺说明；（3).主要设备（初沉池 生物接触氧化池 过滤池 二沉池 浓缩池）的选择计算；（4）.污水处理工艺平面和高程布置及绘制

6、，重要构筑物三视图的绘制。1.2 基础资料居住小区生活污水处理工艺设计（1）、污水水量与水质污水处理水量：2000m3/d ，查表得中小城市综合生活用水定额为250L/（cap.d）污水水质：COD：480mg/L，BOD5：270mg/L，SS：250mg/L，NH4-N：35mg/L（2）、处理要求出水标准执行GB189182002的一级标准B标准：COD<60mg/l BOD5<20 mg/l SS<20 mg/l NH4-N <10 mg/l。（3）、气象与水文资料1）气温：年平均20°，夏季平均35°，冬季平均-3°。2）主导风向

7、：冬季西北风为主，夏季东南风为主3）冰冻期120天（4）、厂区地形2 污水处理厂工艺流程说明由于污水量不大，最终出水对水质要求较高，且最终出水作为中水回用。因此拟采用的工艺流程如图2-1： 图2-1 工艺流程图流程说明：该流程为物理，化学，生物化学的组合工艺。首先，污水进行预处理，中格栅用来截留较大颗粒悬浮物，如：纤维，果皮等制品，而后进入初沉池，初沉池可以改善生物处理构筑物运行条件并降低有机物运行负荷，去除大部分悬浮物。预处理后的污水进入二级处理，在生物接触氧化池中进行生物氧化，降解去除大部分有机物，同时对N,P也可以有效去除。经生物氧化污水进入二沉池，二沉池用以澄清混合液和浓缩活

8、性污泥，从而使污水得以净化。由于生活小区对水质要求高需进行深度处理，出水由过滤池进行过滤但水质仍未达到标准，因此须进一步消毒，消毒可用来杀灭各种方法处理后残留的细菌，病毒等微生物，经消毒后的部分水可用作反冲洗水来节省水源，剩余最终出水可用作中水进行回用。经浓缩池，机械脱水后的上清液可回流到初沉池来循环使用。经初沉池，生物接触氧化池，二沉池处理后的污泥和脱落生物膜一起排入污泥浓缩池，经浓缩脱水后的污泥可用作肥料。3 处理构筑物的设计计算    格栅间的设计计算3.1.1 设计说明（1）、格栅的作用和位置格栅有一组平行的金属栅条，或筛网制成，安装在污水渠道，泵房等的进

9、口处或污水处理厂的端部。用以截留较大悬浮物或漂浮物，如纤维，碎皮，毛发，木屑等，以便减轻后续处理的处理负荷，并使之正常运行，被截留物质为栅渣。（2）、格栅的选型及设计参数1）型式：平面型  倾斜安装机械格栅2）格栅的栅前流速一般为3）格栅过栅流速不宜小于，不宜大于4）山前渠道宽度和渠道中的水深应与入厂污水管规格相适应5）格栅尺寸B，H参见设备说明书，在本次设计中可采用中间值的方法（3）、格栅的设计数据1）污水处理系统前格栅的栅条间隙，应符合下列要求：2）人工清除   2）机械清除  3）最大间隙3）如水泵前格栅间隙不大于时，污水处理系统前可不在设置格栅4

10、）栅渣量与地区特点，格栅的间隙大小，污水水量等因素有关，在无当运行资料时，可采用：5）格栅间隙     6）格栅间隙   （4）机械格栅不宜少于2台，如为1台时，应设人工清除格栅备用（5）格栅倾角一般采用（6）通过格栅的水头损失一般采用（7）栅间必须设置工作台，台面应高出栅渣前最高设计水位，工作台上应有安全冲洗设备（8）设置格栅装置的构筑物，必须考虑有良好的通风设施（9）格栅间内应安装调运设备，以便运行格栅及其他设备的检修，栅渣的日常清除。 3.1.2 设计计算（1）、设栅前深，过栅流速，用中格栅，栅条间

11、隙，格栅倾角=60°（2）、栅条间隙数n=个（3）、栅槽宽度：取栅条宽度B=(4）、进水渠道渐宽部分长度若进水渠道B=，渐宽部分展开角栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(5)、过栅水头损失因栅条为矩形截面,为矩形断面时，(6)、栅后槽总长度取栅前渠道超高栅前槽高(7)、格栅总长度(8)、每日栅渣量在格栅间隙为25mm情况下，设栅渣量< 应采用人工清渣图3-1格栅示意图3.2 平流式初沉池设计计算(1)、.沉淀池的位置和作用初沉池是一级污水处理厂的主体处理构筑物，或作为二级处理厂设在生物处理构筑物的前面。处理对象是悬浮物质，同时可去除BOD5，可改善生物处理构筑物运行条件并降低B

12、OD5负荷。按池内水流方向不同分：平流式、辐流式、竖流式。本次选择的是平流式初沉池，它具有沉淀效果好，对冲击负荷和适应温度变化，平面布置紧凑，占地面积小等优点。(2)、二沉淀池的设计数据1）池子的长宽比不小于4，大型沉淀池可考虑设导流墙2）采用机械排泥时，宽度根据排泥设备确定3）池子长深比一般采用8124）一般按表面负荷计算，按水平流速校核，最大水平流速，初沉池7mm/s，二沉池5mm/s5）池底纵坡：采用机械刮泥时，小于，一般采用6）刮泥机的行进速度不小于，一般采用7）进口处应设置挡板，高出池内水面，挡板淹没深度，进口处视初沉池深度而定，不应小于，一般为；出口处一般为；挡板位置：距进水口为；

13、距出水口为(1)、池子总表面积设表面负荷(2)、沉淀部分有效水深 t取1.5h (3)、沉淀部分有效容积(4)、池长设水平流速为(5)、池子总宽度(6)、池子个数设每个池宽(7)、校核长宽比符合要求(8)、污泥部分所需容积设T=2d 污泥量为15污泥含水率，则（9）、每格池污泥所需容积（10）、污泥斗容积（见图3-2）（11）、池子总高度 设缓冲层高h=0.3m ，超高h=0.3，缓冲区高度h=0.3，H=h+h+h+h图3-2污泥斗示意图3.3 接触氧化池的设计计算该池是污水处理系统的重要组成部分，具有脱氮除磷的功能，不用污泥回流，也不存在污泥膨胀的问题。管理方便。本设计选用直流式接触鼓风氧

14、化池。 （1）、生物接触氧化池填料体积按填料容积计算容积负荷应通过试验确定，一般城市污水为1.01.8kg BOD/m.d （2）、污水在池内停留时间一般约为3.08.0h，但也需要根据实际情况而定。 （3）、曝气装置供气量按气水比（1520）：1考虑。 （4）填料总高度一般为3m，每格生物接触池面积不宜大于25m。保证布水、布气平均。3.3.2 设计计算Q=2000m/d，BOD进水L=260mg/L，出水L=10mg/L，BOD去除率： y=96.1%设气水比 D= 容积负荷m=1500g BOD/m.d 接触时间t=3h（1）、滤池体积：V= （2）、滤池总面积F= （3）、格滤池面积

15、f25m取f=16m 设LB=28（4）、池格数：=7格 （5）、校核接触时间=24=24=4h>2h （6）、滤池总高度 h超高0.51m h填料上部稳定水层深0.40.5 h hH=H+h+h+（m-1）h+h（7）、填料总体积V=7163=（8）、污水在池内实际停留时间t=（9）、所需空气量 D为供气量气水比（1520）：1 设D=15m/dD=DQ=152000=30000m/d（10）、每格需气量D=（11）、接触池需气量 设气水比为6：1Q=62000=12000m/d=500m/d由于采用半软性纤维填料不会堵塞，曝气强度，所以选用可变孔曝气软管，单个曝气量为，曝气头个数为：

16、图3-3生物接触氧化池示意图3.4 竖流式二沉池设计计算（1）、二沉池面积按表面负荷法计算，选用表面负荷时，注意活性污泥在二沉池中沉淀的特点，应小于初沉池一般为（2）、设计中心进水管，应考虑回流污泥，且只取大值。中心进水管水流速度可选（3）、二沉池污水停留时间一般为（4）、池径水深比宜为（5）、利泥板外缘线速度不宜大于，一般采用。二次沉淀池是活性污泥系统重要组成部分，它的作用是泥水分离，是混凝土合液澄清，浓缩和回流活性污泥。其工作效果能够直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。本次毕业设计选用的是圆形竖流式二沉池，它适用于小型污水处理厂。（1）、设中心管内流速，采用池数，则每池最大设计流

17、量=0.73（2）、沉淀部分有效断面积设表面负荷，则向上流速A=（3）、二沉池直径D=（4）、二沉池有效水深设沉淀时间(5)、校核当径水深比 符合要求(6)、污泥体积设污泥清除间隔时间,每人每日产生湿污泥量(7)、每池污泥体积(8)、池子圆载锥部分实有容积设圆锥底部直径为，载锥高度为，载锥侧壁倾角(9)、中心管直径(10)、中心管嗽叭下缘至反射板的垂直距离，设流过该缝隙的污水流速喇叭口直径 （11）、二沉池总高度设池子保护高度，缓冲层高（因泥面很低）则图3-4竖流式二沉池示意图3.5 双层滤料过滤池设计计算双层滤料滤池可使二级处理水在去除悬浮物质的同时，降解溶解性的有机物，大幅度提高出水水质，

18、满足用户需求。过滤池在污水深度处理中应用较多。此池型不含污能力强而且在好氧状态下，易于生物膜生长。设计参数如下：（1）、 从过滤开始到结束所延续的时间称滤池的工作周期，一般应大于，最长可达以上。（2）、常用的石英砂和无烟煤的容隙率分别为和。（3）、双层滤料的滤速一般采用，反冲洗强度采用, 历时。3.5.2 设计计算（1）、设计废水量考虑了水厂自用水（包括反冲洗水）（2）、设计数据滤速，冲洗强度，冲洗时间（3）、滤池面积及尺寸滤料工作时间24h，每次冲洗6min，停留40min，滤料实际工作时间为：滤池工作周期时间：滤池停运后停留时间: 滤池反冲洗时间采用2个滤池，每个滤池面积 设计滤池长宽比滤

19、池尺寸为=（4）、滤池高度承托层高计,，滤料层高度：无烟煤层，砂层为，总高度，滤料上水深为，超高，滤板高度，滤池总高 （5）、滤池反冲洗水头损失 A、管式大阻力配水系水头损失，孔眼d为，孔口流量=，配水系统开孔比B、经砾石支随层水头损失计算（为层厚）C、滤料层水头损失及写作水头为：D、反冲水泵和扬程滤池高计+清水池深度+管道、滤层水头损失根据冲洗流量和扬程选择反冲洗水泵图3-5双层滤料过滤池示意图3.6 浓缩池设计计算本设计采用的是重力，浓缩池中的圆形浓缩池主要用于浓缩初次污泥及初次污泥和剩余污泥的混合污泥。设计数据（1）、进泥含水率：当为实次污泥时，其含水率一般为95%97%；当为剩余活性污

20、泥时，其含水率一般为（2）、污泥固体负荷：当为初次污泥时，污泥固体负荷采用；当为剩余活性污泥时，污泥固体负荷采用（3）、浓缩后污泥含水率：由二沉池进入污泥浓缩池的污泥含水率，当采用99.2%99.6%时，浓缩后污泥含水率为97%98%1）浓缩时间不宜小于12小时，但也不超过24小时； 2）有效水深一般宜为4m，最低不小于3m;污泥室容积和排泥时间：应根据排泥方法和两次排泥间隙时间而定，当彩间歇排泥时，两次排泥间隔一般采用8小时。（1）、计算初沉池、接触氧化池，二沉池排泥量1）初沉池 按SS去除率计算C1，C2: SS进出水浓度t/m3 ,去除率4060%X0 : 0.020.05 t/m3 (

21、初沉污泥浓度)2)接触氧化池 按BOD5去除率计算设每去除1kg BOD5r为BOD5进出水浓度差值 ，y为BOD5去除率80%， 污泥容量，以1000计设污泥含水率P=99%，则3)二沉池污泥量按B0D5去除率计算污泥含水率为99.2%99.6%,Lr：BOD5进出水差值Yob：污泥产率系数（）经生物接解氧化池后的二沉池BOD5进水浓度为：污泥干重浓缩池总处理污泥量：（2）、浓缩池直径浓缩污泥固体通量M取,污泥浓度C取，则浓缩池面积采用1个污泥浓缩池,则浓缩池直径(3)、浓缩池工作部分高度取污泥浓缩时间,则(4)、超高h取(5)、缓冲层高(6)、污泥升容积 设池底坡度，污泥斗下底直径，上底直

22、径，池底坡度造成的深度污泥斗高度：(7)、浓缩池总高度(8)、浓缩后污泥体积为经二沉池进入浓缩池污泥含水率图 3-6 重力浓缩池示意图3.7 板框压滤机设计计算由重力浓缩后的污泥含水量水率比较高，需将污泥进行脱水之后外运。本设计选用的是水平自动板杠压滤机。设计数据：（1）、通过试验确定或参考类似的压滤运行数据，压滤机产率一般为。（2）、压滤脱水周期。（1）、压滤机过滤面积P污泥含水率 Q污泥量 L污泥产率（2）、根据压滤机面积选择性能如下：型号过滤面积滤板厚度（mm）滤板数(片)滤框数（片）最大滤饼厚度（mm）最大过滤压滤MPa滤布规格主电机功率（kw）外形尺寸（mm）BAJZ15A/800-

23、501550131220表3-7-1（3）、由于从浓缩池流出污泥需靠污泥泵将其提升到压滤机，因此污泥泵选型：型号额定流量（）额定扬程（m）转速（r/min）出口直径（mm）额定功率（kw）外形尺寸长×宽×高（mm）CVD-31-100B87010011499×30×700表3-7-23.8 接触池与漂白粉用量设计计算3.8.1 设计说明污水经过一级或二级处理后，水质大大改善，但细菌含量仍须进一步去除，并存在有病原菌的可能，因此，在排放水体前或中水回用、农因灌溉时，应进行消毒处理。设计数据（1）、加氯量为，接触时间（2）、每包的漂白粉先加水搅拌成溶液，再加

24、水调成，浓度溶液澄清后，由计量设备投加以滤后水中。3、水流长度/单格宽度=36， 池长/单格宽=93.8.2 设计计算（1）、漂白粉用量由给排水工程快速设计手册查表13-7，得最大投氯量，水量时，所用漂白粉量（2）、接触池容积1）2)采用矩形隔板工接触池1座，则每座池容积为：3）取接触池水深,单格宽,则池长：,水流长度每座接触池分格数：格4）复核池容由以上计算，接触池宽，长，水深所以接触池出水设溢流堰（3）、投药方式，搅拌设备造型根据所投药量宜采用重力投加，挂壁式搅拌设备U=水动力粘度（Pa·s）T-混合时间（）一般1minG-设计速度梯度在接触消毒液第一格和第二格起端设置，混合搅拌

25、机2台（立式）混合搅拌机功率根据搅拌机功率，则选用搅拌机性能如表3-8-1：型号桨板深度（m）桨板直径（m）桨叶宽度（m）功率(kw)转速（）JWH-310-14300表3-8-1图3-8 接触消毒池示意图3.9 泵房及集水池设计计算3.9.1 设计说明本设计采用自灌式矩形提升泵房，根据设计中污水水量可知为小型处理厂，因此易采用合建式的矩形泵房，水泵设置为1用1备。水泵机组的排列决定泵房建筑面积大小，机组间距以不妨碍操作和维修的需要为原则，机组布置应保证运行安全，管道总长度最短，接头配件最少，水头损失最小，并考虑泵站有扩建的余地，本设计采用横向排列。图3-9-1水泵机组布置示意图设计数据：（1

26、）、净距A1等于最大设备宽加1米，但不得小于2米，取2米；（2）、净距B1应按管件安装需要确定，但水泵出水侧为操纵主通道，不宜小于3米，取3.5米；（3）净距C1原则上为电机轴长加0.3米，对低压配电设备 米，取2.0米;（4）净距D1 应根据安装需要确定，但不小于1米，取1.0米； E1为两相邻机组间距不宜小于1.2米，取1.2米。3.9.2 设计计算泵房总长及总宽总宽：总长：泵房总高：，即集水池最高水位：，即最低水位：（4）、最低水位与泵房底有安全水损，取；泵房底标高（5）、泵房埋深为；泵房地上部分一般为45，取4，即泵房总高图3-9-2泵房水位示意图4 设备的选择平流式初沉池刮泥机设备的

27、选型平流式初沉池刮泥板设备的尺寸如表4-1-1：型号池长（）标准池长（m）池深（）周边线速度（）驱动功率（kw）162020×2表4-1-14.2 鼓风机设备选型鼓风机设备的尺寸如表4-2-1：型号口径()转速()Q()LPP外形尺寸（）TSE-200200800111500表4-2-1曝气头设备的选型曝气头设备的尺寸如表4-3-1：型号曝气量（）氧利用率E（%）HA80-504表4-3-1软性纤维填料设备的选型软性纤维填料设备的尺寸如表4-4-1：型号纤维束丝量（根）单位质量（）成膜质量（）理论比表面积（）正常负荷(kgCOD/)冲击负荷R-120-605802474235表4-4

28、-1反冲洗泵设备的选型反冲洗泵设备的尺寸如表4-5-1：型号流量()扬程()转速()配带电动机外形尺寸（）功率（kw）型号151450Y90S-41010表4-5-1搅拌机的设备选型搅拌机的设备尺寸如表4-6-1;型号桨板深度()桨板直径()桨叶宽度()功率(kw)转速（）JWH-310-14300表4-6-1压滤机的设备选型压滤机的设备尺寸如表4-7-1：型号过滤面积滤板厚度滤板数(片)滤框数（片）最大滤饼厚度最大过滤压滤滤布规格主电机功率（kw）外形尺寸（）BAJZ15A/800-501550131220表4-7-1污泥泵的设备选型污泥泵的设备尺寸如表4-8-1：型号额定流量（）额定扬程（

29、）转速（r/min）出口直径（）额定功率外形尺寸长×宽×高（）CVD-31-100B87010011499×30×700表4-8-1浓缩池挂泥板的设备选型浓缩池挂泥板的设备尺寸如表4-9-1：型号池径()标准池径()池深()周边线速度()驱动功率ZXN410244表4-9-1提升泵的设备选型提升泵的设备尺寸如表4-10-1：型号转速()流量()扬程()电压功率效率(%)口径()安装尺寸长×宽×高()4MF-BC97015412117022660×520×1922表4-10-15 污水处理厂总体布置

30、0;  污水厂平面布置在污水处理厂厂区有：各处理单元构筑物，连同个处理构筑物之间的管及其他管线，辅助性建筑物，道路，及绿地等。根据污水厂的处理级别，一级处理或二级处理（生物膜法）和污泥处理流程，各种构筑物的形状，大小及组合，结合厂址地形，气候和地质条件等，综合确定布置形式。总体布置恰当，可为今后施工，维护和管理等提供良好条件。5.1.2污水厂平面布置的具体要求：（1）、平面布置重点考虑厂区功能区划；处理构筑物布置，构筑物与管渠之间关系。（2）、厂区平面布置时，除处理工艺管道外，还应有空气管，反冲洗管及污泥管，管道之间及其与构筑物，道路之间应有适当间距。（3）、污水厂厂区主要车行道路6

31、8米。次要车行道34米，道路两旁留有绿化带及适当空间。（4）、水厂厂区适当规划设计机房（水泵 风机 剩余活性污泥 配电用房）办公用房，机修及仓库等辅助建筑（5）、厂区总面积要求选择，比例1：200，图面参考给水排水制图标准GBJ106-87，重点表达建筑物外形及其连接管渠，内部构造及管渠不表达。5.2 污水厂高程布置确定各构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及标高，通过计算各部分的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅的流动，保证污水处理厂的正常运行。5.2.2污水处理工程高程布置的一般原则：选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算。并应适当留有余地。以

32、保证在任何情况下处理系统都能够正常运行。计算水头损失时，一般应以近期最大流量（或泵的最大出水量）作为构筑物和管渠的设计流量。污水处理工程高程布置的具体要求：（1) 构筑物水头损失参考相关资料，（2) 水头损失计算及高程布置参见给水排水手册，(3) 高程布置图横向比为1：200，纵向比1：100.(1)、沿程损失经过弯头时的水头损失均定为,设计流量Q= =接触消毒池中的水头流速为坡度充满度；其它池中水头流速为, , 。各构筑物高程计算如表5-2-1：构筑物水头损失末端水位进水端水位池顶标高池底标高埋深接触消毒池双层滤池竖流二沉池生物接触池初沉池表5-2-1(2)、各构筑物进出水水位计算示例如下：例接触消毒池本设计的出水水位标高为55.0m,水头损失，沿程损