污水处理厂课程设计

1、污水处理厂课程设计院 系：建筑工程学院专 业：给水排水工程学 号：姓 名：指导老师：目 录第一章污水处理厂课程设计任务书-1-一 设计原始资料-1-二 设计要求-2-第二章水处理工艺方案的选择-4-一 城市污水处理流程-4-1. 各工艺的比较-4-2. 污水处理流程确定 -8-3 处理构筑物的选择-8-第三章 处理构筑物的计算-12-一设计流量的计算加药间-12-二处理程度计算-13-三处理构筑物尺寸计算 -13-第四章 高程计算 -28-一污水处理构筑物高程计算 -28-二 污泥处理构筑物高程计算-28-第五章主要参考文献资料 -29-第一章 污水处理厂课程设计任务书一、 设计原始资料a 设

2、计题目：某市城市污水处理厂课程设计b 题目背景1）城市概况：该市在经济发展的同时，城市基础设施的建设未能与经济协同发展，城市污水处理率仅为5.4%，大量的污水未经处理直接排入河流，使该城市的生态环境受到严重的破坏。为了把该城市建设成为经济繁荣、环境优美的现代化城市，筹建该市的污水处理厂已迫在眉睫。 该市有人口30万，规划10年后发展到40万人。该市是一个以轻工业、冶金、家电、外贸为主题的新兴现代化城市。2）自然条件：（1）地形地貌：该市具有中低山、丘陵、盆地和平原等多种地貌类型，地势西北高，东南低。 （2）工程地质：该市地质岩层出露白垩系地层，该市地层覆盖层为第四纪近代冲击层，厚4060米，上

3、层一般为耕植土、淤土、砂质粘土、亚粘土、细中砂和残积粘土。地基承载力为1.23.5kg/cm2,地震等级为6级以下，电力供应良好。 （3）气象资料：该市历年最高温度36，最低温度-12，年平均温度20。最大冻土厚度1m,常年主导风向为北风。 （4）水文资料：该市内河流最高洪水位+3.5米，最低水位0.5米，平均水位+1.5米，地下水位为离地面10.0米，厂区内设计地面标高为+6.0米。3>出厂水质执行GB8978-2002中的一级B标准c工程设计规模：（1）污水量：根据该市总体规划和排水现状，污水量如下：1）生活污水量：该市地处亚热带，夏季气候炎热，由于气候和生活习惯，该市在国内一向属于

4、排水量高的地区。据统计和预测，该市近期水量130L/人·d；远期水量220L/人·d。 2）工业污水量：市内工业企业的生活污水和生产污水总量5500m3/d。 3）污水总量：总污水量为生活污水量和工业污水量的总和。（2）污水水质：进水水质： 生活污水BOD5为400mg/L,SS为400mg/L。 工业废水BOD5为1000mg/L，SS为500mg/L。 加权平均法得：出水水质；BOD520mg/L，SS20mg/L。混合污水温度：夏季28，冬季10，平均温度为20。（3）工程设计规模：该市排水系统为完全分流制，污水处理厂设计规模主要按远期需要考虑，以便预留空地以备城市发

5、展所需。二、 设计要求：a 根据以上资料，对该城市进行污水处理厂的扩大初步设计。b 编写设计说明计算书，包括确定合理的污水处理工艺流程，污水和污泥构筑物的设计计算，计算正确并附有必要简图。进行污水处理厂的平面布置设计和高程布置，合理安排处理构筑物、站内管道系统及辅助建筑物的平面位置及标高。c 画出两张图：1号图纸：污水处理厂平面布置图（1：500）。1号图纸：污水和污泥处理工艺高程布置图（横比1：300；纵比1：500）。1-29号工业污水量从2500 m3/d每人依次加100 m3/d1-29号现有人口从30万每人依次加1万，规划10年后发展从40万每人依次加1万第二章 水处理工艺方案的选择

6、城市污水处理流程：2.1各工艺的比较传统活性污泥法优点：1.有机物在曝气池内的降解经历了第一阶段的吸附和第二阶段的代谢的完整过程，活性污泥也经历了对数增长、减速增长、内源呼吸的完整生长周期 2.对无水的处理效果好，BOD去除率和达到90%以上3.适合用于处理净化程度高和稳定程度要求较高的污水缺点：1.曝气池首端有机物负荷高，耗氧速率较高，为了避免由于缺氧而形成厌氧状态，进水的有机物浓度不宜过高，则曝气池的容积大、占用的土地比较多、基建费用较高。 2.耗氧速率沿池长是变化的，而供养速率难于与其相吻合。在池前可能出现好氧速率高于供养速率，在池后又有可能出现溶解氧过剩的现象，从而影响处理效果 3.

7、对进水水质、水量变化的适应性较低，运行结果容易受到水质、水量变化的影响,脱氮除磷效果不太理想SBR工艺优点： 1.工艺简单，处理构筑物少，无二沉池和污泥回流系统，基建费用和运行费用较低；2.此工艺用于工业废水处理，不需要设置调节池；3.污泥的SVI较低，污泥易于沉淀，一般不会产生污泥膨胀现象；4.SBR工艺具有去除BOD和脱氮除磷的功能；5.工艺简单可靠、运行方式灵活、自动化程度高。缺点： 1.与连续流污水处理工艺相比,设备的闲置率较高；2.SBR系统的微生物种群结构与常规活性污泥法相比较复杂；3.间歇曝气、间歇排水的自动化程度要求高。氧化沟工艺优点：1.氧化沟特殊的水流状态，有利于活性污泥的

8、生物凝聚作用。可以将其分为好氧区和缺氧区，用以进行硝化和反硝化，取得脱氮效果；2.可以考虑不设初沉池。也可以考虑不单独设二沉池，从而省去污泥回流系统；3.BOD 负荷低，对水温、水质、水量变化的适应性强；4.污泥龄较长，有较好的反硝化脱氮效果；5.污泥的产率低，且多已达到稳定状态，故不需设置消化池。缺点：1.氧化沟流速不够。2.氧化沟供氧不足：氧化沟供氧不足。是造成NH4-N硝化不好、总氮去除效果差的主要原因。3.T-N、T-P去除效果相佐：在出水水质上常出现T-N浓度较低时，T-P的浓度相对较高；当T-P的浓度较低时，T-N浓度升高的情况，而进水T-P浓度高,出水T-P浓度低；T-N的情况则

9、不同，进水T-N的浓度高。出水T-N也往往较高。2.2综上：本设计采用SBR法流程图：2.3处理构筑物的选择1.沉砂池的选择：1.平流式：平面为长方形，采用机械刮砂。因构造简单，除砂效果较好，加之除砂设备国产化率高，已成为我国建成城市污水厂沉砂池的主要池型；2.竖流式：平面为圆形或方形，水由设在池中心的进水管自上而下进入池内，管下设伞形挡板使废水在池中均匀分布后沿整个过水断面缓慢上升水流方向与沉砂方向相反。由于除砂效果差，运行管理不便，因而在国内外城市污水厂极少采用；3.曝气式：曝气沉砂池与平流式沉砂池一样也是平面呈长方形，只是在平流沉砂池的侧墙上设置一排空气扩散器，使污水产生横向流动，形成螺

10、旋形的旋转状态。曝气沉砂池可以克服“平流沉砂池中沉砂夹杂15%有机物，使沉砂后续处理难度增加”的缺点。除砂效率高，有机物与砂分离效果好。大有取代平流式沉砂池之势；4.旋流式：也称涡流沉砂池，一般设计为圆形，池中心设有1台可调速的旋转浆板，进水渠道在圆池的切向位置，出水渠道对应圆池中心，中心旋转浆板下设有砂斗。它可以通过合理地调节旋转浆板的转速，可以有效地去除其它形式沉砂池难于去除的细砂（0.1mm以下的砂粒）。 其具有占地小、除砂效率高等特点，并且在国外得到广泛应用，但是这种池型及其除砂设备均为国外专利，其关键设备为国外产品，因此，涡流式沉砂池在国内的普及为时尚早。本方案选择曝气沉砂池2.浓缩

11、池的选择1.重力浓缩法采用污泥浓缩池，有连续式和间歇式两种。浓缩池的构造类似沉淀池,大多采用直径为520米的圆池，内设搅拌机械作缓慢搅拌。污泥在浓缩池中的停留时间，一般为12小时左右。浓缩池的表面污泥固体负荷率，视污泥性质而不同,初次沉淀池污泥为100150公斤/(米2·日),活性污泥为2040公斤/(米2·日)。在浓缩池中,固体颗粒借重力下降,水分从泥中挤出，浓缩污泥从池底排出，污泥水从池面堰口外溢(连续式)或从池侧出水口流出。 优点：驻泥能力强，操作要求不高，运行费用低，动力消耗小。适合处理初沉池和剩余活性污泥。缺点：构筑物占地面积大，污泥易于发酵，产生恶臭气体，夏季运

12、行效果不理想。2.气浮浓缩法和重力浓缩法相反，使污泥颗粒附上微细气泡而上浮至水面，然后用刮板将浓缩污泥刮入排泥槽，污泥水则从池底流出（见气浮）。对于颗粒比重仅略大于1的污泥，如活性污泥和需气消化法的污泥,本法尤为适用。气浮浓缩常用溶气气浮法，设备有气浮池、加压泵、溶气罐和减压释气器（阀）。溶气压力一般为0.30.5兆帕。每平方米气浮池每日处理的固体量，对一般污水污泥为100200公斤,对活性污泥为25100公斤。为提高气浮浓缩效果，亦可投加混凝剂。优点：浓缩效果理想，出泥含水率较低，不受季节影响，运行效果稳定，构筑物占地面积小，对于油脂和沙砾去除效果较好。适合处理初沉池和剩余活性污泥。 缺点：

13、运行费用高，操作要求高，污泥贮存能力较小。3. 离心浓缩法在专门制造的离心浓缩器中进行。利用污泥中固、液比重不同，有不同离心倾向，以分离泥水，达到浓缩的目的。优点：占地小，不散发臭气，适于处理剩余活性污泥。缺点：电耗大，设备操作人员要求较高。本方案选择重力浓缩法3.消毒池的选择1.消毒剂的选择污水消毒的主要方法是向污水中投加消毒剂，目前用于污水消毒的常用消毒剂有液氯、次氯酸钠、臭氧、二氧化氯、紫外线。这些常用的消毒剂比较见下表。2.消毒池的选择由于竖流式消毒池仅适用于小型污水厂，所以本设计采用平流式消毒池。 第三章 处理构筑物的计算3.1设计流量的计算根据城市总体规划，污水厂拟建于该城市北侧，

14、河流西岸，地势平坦，拟建地面标高为5m。该城市污水主干管终点(污水厂进水口)的管内底标高411.00m，D=800m，i=0.002，v=1.15m/s，h/D=0.56。3.1.1：生活污水设计流量： 近期排水量： 远期排水量： 3.1.2：生活污水总变化系数： 近期： 远期：3.1.3：平均流量：平均流量=生活污水流量+工业废水流量 近期：远期：3.1.4：最大设计流量：最大设计流量=生活污水×生活污水总变化系数Kz工业废水×工业废水时变化系数 近期最大设计流量：远期最大设计流量：3.1.5：最小设计流量：最小设计流量=（生活污水量+工业废水量）近期最小设计流量：远期最

15、小设计流量：3.2 处理程度计算3.2.1：SS的去除率:3.2.2:的去除率：出水中总.根据课本公式将出水中总的计算成活性污泥的。公式中：b微生物自身氧化率。取值范围为0.050.1；在处理水的悬浮物固体中，在活性的微生物所占的比例。的取值：对高负荷活性污泥处理系统为0.8；延时曝气系统为0.1；其他活性污泥处理系统，在一般负荷条件下，可取0.4。活性污泥处理系统的处理水中的悬浮固体浓度mg/L。则出水溶解性为：则：的去除率为 3.3.3：处理构筑物尺寸计算：3.3.3.1：粗格栅：a.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

16、.6-1.0m/s。此次设计采用0.7m/s。格栅倾角一般采用45°-75°。机械清除国内一般采用60°-70°本设计采用60°。格栅前渠道内水流速度一般取0.4-0.9 m/s。本设计取0.9 m/s。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: ；设计中的各参数均按照规范规定的数值来取的。（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得:栅前槽宽，则栅前水深（2）栅条间隙数： (取n=33)（3）栅槽有效宽度：B0=s（n-1）+en=0.01×（33-1）+0.06×33=2.3m 考虑

17、0.5m隔墙：B=B0+0.5=2.8m（4）进水渠道渐宽部分长度：进水渠宽：（其中1为进水渠展开角，取1=）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：（6）过栅水头损失（h1）设栅条断面为锐边矩形截面，取k=3，则通过格栅的水头损失： 其中： h0：水头损失； k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3；：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时=2.42。（7）栅后槽总高度（H）本设计取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.83+0.3=1.13mH=h+h1+h2=0.83+0.014+0.3=1.14m（8）栅槽总长度 L=L1+L2+0.5+1

18、.0+H1/tan=1.61+0.805+0.5+1.0+1.13/tan60°=4.57m（9）每日栅渣量在格栅间隙在60mm的情况下，每日栅渣量为：所以宜采用机械清渣。3.3.3.2 污水提升泵房设计计算a提升泵房设计说明设计流量：Q=1.22m3/s1）泵房进水角度不大于45度。2）相邻两机组突出部分得间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于0.8。如电动机容量大于55KW时，则不得小于1.0m，作为主要通道宽度不得小于1.2m。3）.泵站采用矩形平面钢筋混凝土结构半地下式，尺寸为15 m×12m，高8m，地下埋深3m。

19、4）.水泵为自灌式。b.泵房设计计算各构筑物的水面标高和池底埋深计算见高程计算。再根据设计流量1.22m3/s，属于大流量低扬程的情形，考虑选用选用5台350QW1200-18-90型潜污泵（流量1200m3/h，扬程8m，转速990r/min，功率90kw），四用一备，流量：集水池容积： 考虑不小于一台泵5min的流量：取有效水深h=1.3m，则集水池面积为:泵房采用圆形平面钢筋混凝土结构,尺寸为15 m×12m,泵房为半地下式地下埋深3m，水泵为自灌式。3.3.3.3 泵后细格栅设计计算1.细格栅设计说明污水由进水泵房提升至细格栅沉砂池，细格栅用于进一步去除污水中较小的颗粒悬浮、

20、漂浮物。细格栅的设计和中格栅相似。2.设计参数确定：已知参数：Qa=26352m3/d，Kp=1.3，Qmax=1.22m3/s。栅条净间隙为3-10mm，取e=10mm，格栅安装倾角600 过栅流速一般为0.6-1.0m/s ,取=0.7m/s,栅条断面为矩形，选用平面A型格栅,栅条宽度S=0.01m，其渐宽部分展开角度为200设计流量：过栅流速: ； 栅条宽度: ； 格栅倾角：格栅间隙: ； 栅前流速：3. 设计计算 细格栅设计两组，每组的设计流量为：。（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得栅前槽宽，则栅前水深（2）栅条间隙数 (取n=140）（3）栅槽有效宽度B0=s（n-1）

21、+en=0.01（140-1）+0.01×140=2.79m（4）进水渠道渐宽部分长度（其中1为进水渠展开角，取1=）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（6）过栅水头损失（h1） 因栅条边为矩形截面，取k=3，则 其中： h0：计算水头损失 k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时=2.42（7）栅后槽总高度（H） 取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.58+0.3=0.88m 栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.58+0.16+0.3=1.04m（8）格栅总长度 L=L1+L2+0.5+1.

22、0+ H1/tan=6.76+3.38+0.5+1.0+0.88/tan60°=12.15m（9）每日栅渣量 所以宜采用机械格栅清渣。3.3.3.5 曝气式沉砂池最大时流量的停留时间取2min，水平流速取0.1m/s，有效水深为2m,所需曝气量取0.15。 （1） 有效容积 (2）池断面积 （3）池总宽度（4）池长 L=（5）所需曝气量 q=3600D=658.8宽度i 9.923.3.3.6 曝气池（1）曝气池按-污泥负荷法计算原水=439.5mg/l。; 带入值，有：（2）混合液污泥浓度： 查图4-7得到相应的值为120.且取. 则： （3）曝气时间 设计中取7 h （4）沉淀时

23、间停止曝气后，初期沉降速度当水温为10时：当水温为28时：沉淀时间设计中取，H=6m水温为10时：水温为28时:（5）排出时间：（6）进水时间：设计中取反应池进水时间（7）一个周期所需时间：（8）曝气池个数： 曝气池取8个（9）每天周期次数：每天周期次数两次2.平面尺寸计算1.每组曝气池的容积：2.曝气池的平面尺寸：设计中取为2200设每组曝气池的池宽为22m，则尺长取为100m3.曝气池的总高度：曝气池的水深为6m，超高取0.5m,则曝气池的总高度为消毒池1.消毒剂的投加1. 加氯量的计算2. 二级处理采用液氯消毒时，液氯投加量一般取5-10mg/L,本设计中液氯投加量采用8.0mg/L。每

24、日加氯量为：3. 加氯设备4. 液氯由真空转子加氯机加入，加氯机设计两台，采用一用一备。每小时加氯量：设计中采用ZJ-1型转子加氯机。2平流式消毒接触池1. 消毒接触池容积V=Qt=(Q为单池设计流量，t取30min)2. 消毒接触池表面积F=（为消毒池有效接触水深，设计中取）3.消毒接触池池长L=（本设计中取B=6m）消毒接触池采用3廊道，消毒接触池长：设计中取25m.校核长宽比：>10m,合乎要求。4.池高H=（为超高，一般取0.3m）5.进水部分每个消毒接触池的进水管管径D=800mm,v=1.0m/s.6.混合采用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒接触池进水管，为增强混合效果，

25、加氯点接D=800mm的静态混合器。7.出水部分H=.8 浓缩池浓缩池计算草图（1）曝气池系统每日增加的活性污泥量：（2） 曝气池每日排出的剩余污泥量为： 设经曝气池后污泥的含水率为，则：湿泥量为： （3）浓缩池平面面积： 使用公式为： 此设计中：,则： （5）本设计采用1个污泥浓缩池。 （6）浓缩池的直径： （7）浓缩池的容积： 式中：-浓缩池浓缩时间（h），一般采用1016h，本设计取12h。 （8）沉淀池有效水深：本设计最后确定浓缩池的总高度为。浓缩后剩余污泥量3.3.3.9 厌氧消化池 （1）消化池的计算草图如下： 厌氧消化池计算草图 1.一级消化池容积 Q:污泥量（） P：投配率（%

26、）一般采用5%-8%n :消化池个数2.消化池各部分尺寸 消化池直径D=19m 集气罩直径 池底锥底直径 集气罩高度 上锥体高度 取3 m 消化池主体高度 下锥体高度 消化池总高度m3.消化池各部分容积计算：集气罩容积：弓形部分容积：圆形部分容积为：下锥体部分容积为：则消化池有效容积为：，合格。 4.二级消化池容积 Q:污泥量（） P：投配率（%）一般采用10% n :消化池个数 由于一级消化池和二级消化池容积相同，因此二级消化池与一级消化池各部分尺寸相同。5.平面尺寸本设计近期使用6座消化池，远期使用1座消化池。各部分尺寸均相同，经校核负荷规定。离心机械脱水经过浓缩处理后，产生含水量为96%的干污泥422.4m3/d。（1） 污泥脱水机据给排水设计手册 材料