md处理规模城市污水处理厂课程设计

1、课程设计题目：30000m3/d处理规模城市污水处理厂（课程）设计学生学院环境科学与工程学院专业班级学号学生姓名指导教师2013年6月目录污水处理厂设计任务书设计题目30000m3/d处理规模城市污水处理厂生物处理工艺设计设计目的建设污水处理厂是控制水污染的有效手段，也是城市基础建设的一个重要环节,这一目标的实现与否，不仅直接影响该市各项功能的发挥，也标志着城市基础建设的完善程度，成为衡量城市现代化的标准之一，污水处理厂的建设，不仅反映城市的经济实力、人口素质和社会文明水平，也可以通过污水的集中处理，降低企业和社区污水处理的费用，减少企业的生产成本，从而增加对内资和外资的吸引力。良好的城市环境

2、也会加快该地区旅游业的发展，增加该地区的市民收入和财政收入。设计进出水水质本项目设计出水水质执行广东省地方标准一水污染物排放限值（DB44/26-2001）第二时段第二类污染物最高允许排放浓度一级标准，列出如表1-1表1-1设计进出水水质SSCODBOD氨氮总磷进水水质100250100305排放标准去除率（为三20三40三20三10三设计依据1）中华人民共和国环境保护法2）中华人民共和国污水综合排放标准GB8978-19963）室外排水设计规范GBJ14-874）广东省地方标准一水污染物排放限值（DB44/26-2001）5）供、配电系统设计规范GB50052-92污水处理工艺选择及说明工艺

3、选择现根据已知的污水水质及要求的处理效果进行方案比选，以选择最适合此次设计的工艺方案，目前我国在脱氮除磷方面应用最广泛的，也最行之有效的两个方案是A2/O工艺以及生物接触氧化法。下面就对这两种工艺进行比较。1、A2/O工艺又称法，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称（厌氧-缺氧-好氧法），是一种常用的二级污水处理工艺，可用于二级污水处理或三级污水处理，以及中水回用，具有良好的脱氮除磷效果，该法是20世纪70年代，由的一些专家在ACfe脱氮工艺基础上开发的。该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间，总产占地面积少于其它的工艺；在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状

4、菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之余，SVI值一般均小于100;污泥中含磷浓度高，一般为以上，具有很高的肥效；运行中不需投药，两个儆只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费低。A2/O工艺流程图：2、氧化沟污水处理技术，是20世纪50年代由荷兰人首创。60年代以来，这项技术在欧洲北美等国已被广泛采用，工艺及构造有了很大的发展和进步。随着对该技术缺点的克服和对其优点的逐步深入认识，目前已成为普遍采用的一项污水处理技术。氧化沟工艺一般可不设初沉池，在不增加构筑物及设备情况下，氧化沟内不仅可完成碳源的氧化，还可以实现硝化和脱硝，成为A/O工艺；氧化沟前增加厌氧池可成为A2/O工艺，实现除磷。由于氧化沟内

5、活性污泥已经好氧稳定，可直接浓缩脱水，不必厌氧消化。选择采用卡塞罗氧化沟工艺。其BODfc除率高达95%-99%脱氮率可达90%Z上，除磷率在50%£右，配以投加混凝剂除磷效果可达95%工艺流程：污水中格栅提升泵房细格栅一沉砂池厌氧池氧化沟一二沉池接触池一处理水排放工艺方案分析根据进水水质及处理程度，该污水厂必须进行生物脱氮除磷三级处理。一级处理是由格栅沉砂池组成，其作用是去除污水中的固体污染物。能过一级处理BOD5去除20%-30%二级处理采用生物处理方法，去除污水中呈胶体和溶解状态的有污染物。三级处理，进一步处理难降解的有机氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性有机物，主要采用生物

6、脱氮除磷法，本设计采用前置厌氧池氧化沟的方法，以达到脱氮除磷目的。工艺流程设计计算设计流量的确定1、最大日流量Qd最大日流量Qd30000m3/d0.35m3/s2、最大日最大时流量(设计最大流量)时变化系数取K时=1.2,而Qh=K时,则有:24最大日最大时流量Qh格栅格栅的截污主要对水泵起保护作用，拟用中格栅，为减少栅渣量，格栅栅条问隙拟定为。设计流量：平均流量最高时流量计算； 栅前流速：V1=s,Q=36000m/d ,最大设计流量Q=s (设计2组格栅)，以最高日法条宽度：s= 栅前部分长度: 单位栅渣量：、过栅流速： 格栅间隙: 格栅倾角:V2=s； e=； a =60°

7、;w=栅渣/10 3m污水。格栅组图见图3-1图3-1格栅组图中格栅计算(1)确定栅前水深根据最优水力断面公式Q1学计算得栅前槽宽B1.2Q120.421.095m.v1.0.7则栅前水深h且”950.548m22(2)栅条间隙数为(3)栅槽有效宽度B考虑隔墙：B=2B+=(4)进水渠道渐宽部分长度：v1h0.7 0.548进水渠宽：BQmax0.421.095mL1B0B'2.781.0952.31（其中ai为进水渠展开角，取a1=20）2tana12tan20（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（hi）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：

8、242v20.01-30.9h1kh0k3sin32.42（）3sin600.103m2g0.0229.81其中：（s/e）4/3h°：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B=。（7）栅后槽总高度（H）本设计取栅前渠道超高h2=,则栅前槽总高度H=h+h2=+=H=h+h+h2=+=（8）栅槽总长度L=L1+L2+（+）/tana=+/tan600对于栅条间隙e=的中格栅，对于城市污水，每单位体积污水拦截污物为W1=103m3每日栅渣量为所以宜采用机械精渣。污水提升泵站采用氧化沟工艺方案，污水处理系统简单，对于

9、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，然后自流通过厌氧池、氧化沟、二沉池及接触池，最后由出水管道排入神仙沟。设计流量：Q=1250n/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。如电动机容量大于55KWM,则不得小于，作为主要通道宽度不得小于。3）泵站采用矩形平面钢筋混凝土结构半地下式，尺寸为15mx12nl高12nl地下埋深7m4）水泵为自灌式。污水提升前水位43（既泵站吸水池最底水位），提升后水位（即调节池水面标高）。所以，提升净扬程Z=水泵

10、水头损失取2ml安全水头取2m从而需水泵扬程H=15m再根据设计流量s,选用2台350QW1200-18-9Cffl潜污泵（流量1200mVh,扬程18ml转速990r/min,功率90kW）,一用一备，流量：Q'1205m3/h集水池容积：考虑不小于一台泵5min的流量：WQ512065100.5m36060取有效水深h=,则集水7&面积为：AW100577.308m2h1.3泵房采用圆形平面钢筋混凝土结构，尺寸为15mx12m,泵房为半地下式地下埋深7m,水泵为自灌式。泵后细格栅设计计算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物、漂浮物。细

11、格栅的设计和中格栅相似。已知参数：Q=30000m/d,K=,Qna=36000rn/h=m3/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，取V=s,栅条断面为矩形，选用平面A型格栅，栅条宽度S=，其渐宽部分展开角度为200设计流量Q=s=420L/s栅前流速V1=S,过栅流速V2=S；栅条宽度s=,格栅间隙e=10mm栅前部分长度，格栅倾角a=60。；单位栅渣量1=W渣/103m3污水。计算草图如图2设计计算：确定格栅前水深，根据最优水力断面公式Q且飞计算得栅前槽宽2,2Q120.42B11.095B1J1.095m,则栅刖水深h-0.5475mv1,0.72

12、2(2)栅条间隙数n"sin10.42*sin6079.32(取n=80)ehv20.010.54750.9(3)栅槽有效宽度B=s(n-1)+en=(80-1)+X80=(4)进水渠道渐宽部分长度L1旦旦1.591.0950.68m2tan12tan20(其中a1为进水渠展开角，取a1=20)(5)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2L10680.34m22(6)过栅水头损失(h)因栅条边为矩形截面，取k=3,则其中:(s/e)4/3ho: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B=(7)栅后槽总高度(H)取栅

13、前渠道超高h2=,则栅前槽总高度H1=h+h2=+=栅后槽总高度H=h+h+h=+=(8)格栅总长度L=Li+L+Hi/tana=+()/tan600每日栅渣量为w Qmax_1 86400Kz 10000.42 0.11.3 10008640033 .2.79m /d>0.2m /d所以宜采用机械格栅精渣。平流式沉砂池污水经泵提升后进入平流式沉砂池，沉砂池分成2格。设计流量：Qmax=420L/s(设计2组池子，每组分为2格，每组设计流量为Q=210L/s)设计流速：v=s水力停留时间：t=40s(1)沉砂池长度：L=vt=X40=10m(2)水流断面面积：(3)沉砂池总宽度：设计n=

14、2格，每格宽取b=2m每组池总宽B=2b=(4)有效水深：h21680.42m(介于1m之间)B4(5)贮泥区所需容积：设计T=2d,即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积(每格沉砂池设2个沉砂斗，2格共有4个沉砂斗)其中城市污水沉砂量：X=m3(污水)。(6)沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽曰=,斗壁与水平面的倾角为60°,斗高hd=,则沉砂斗上口宽：沉砂斗容积：Vhd-(a2aa1a12)120(1.6521.650.500.502)(大于V1=,符合要求)33(7)沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为，坡向沉砂斗长度：则沉泥区高度为h3=hd+=+x=池总高度H:设超

15、高h产，H=h+h+h3=+=(8)进水渐宽部分长度：(9)出水渐窄部分长度：L3=Ll=(10)校核最小流量时的流速：最小流量一般采用即为，则Qmin vmin ni Amin075042750.375m/s>0.15m/s,符合要求.11.682(11) 进水渠道格栅的出水通过DN1200mm管道送入沉砂池的进水渠道，然后向两侧配水进入进水渠道，污水在渠道内的流速为：式中：Bi进水渠道宽度(R),本设计取；H1进水渠道水深(R),本设计取。(12) 出水管道出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头为：式中：m流量系数，一般采用；本设计取；(13)排砂管道

16、本设计采用沉砂池底部管道排砂,排砂管道管径DN=200mm厌氧池设计参数设计流量：Q=420L/s,每座设计流量为Q=210L/s,分2座水力停留时间：T=污泥浓度：X=3000mg/L污泥回流液浓度：Xr=10000mg/L考虑到厌氧池与氧化沟为一个处理单元，总的水力停留时间超过15h,所以设计水量按最大日平均时考虑。设计计算(1)厌氧池容积：V=Q'T=210X10-3XX3600=1890rm(2)厌氧池尺寸：水深取为h=0则厌氧池面积：A=V/h=1890/4=厌氧池直径：；4A,4472.5l/可c”DJ-J24.5m(取D=25m333.14考虑的超高，故池总高为H=h+=

17、4+=(3)污泥回流量计算：1 )回流比计算R=X/(X-X)=3/(10-3)=2 )污泥回流量QR=RQ=X210=s=7802m/d氧化沟的设计计算设计参数拟用卡罗塞(Carrousel)氧化沟，去除BODWCO至外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水NH-N低于排放标准。氧化沟分2座，按最大日平均时流量设计，每座氧化沟设计流量为Q'=30000=11539m/d=s。21.3总污泥龄：20dMLSS=3600mg/L,MLVSS/MLSS=MLSS=2700曝气池：D82mg/LNOD=mgNH氧化，可利用氧NO-N还原a=0=其他参数：a=kgBODb=脱氮速率：qdn=

18、kgMLVSSdK1=Ko2=L剩余碱度100mg/L(保持PH>:所需碱度碱度/mgNH-N氧化；产生碱度碱度/mgNON还原硝化安全系数：脱硝温度修正系数：设计计算(1)碱度平衡计算:1)设计的出水80口5为20mg/L,则出水中溶解性BOD5=X20XX(1x5)=mg/LaQSr1 btm2)采用污泥龄20d,则日产泥量为:0611539(190必)635.6kg/d1000(10.0520)设其中有为氮，近似等于TKN中用于合成部分为:kg/d即：TKN中有78.810007.88mg/L用于合成。10000需用于氧化的NH-N=mg/L需用于还原的NO-N=mg/L3 )碱度

19、平衡计算已知产生L碱度/除去1mgBOD且设进水中碱度为250mg/L,乘U余碱度=X+X+X (190)=mg/L计算所得剩余碱度以CaCO计，此值可使PH> mg/L(2)硝化区容积计算:硝化速率为-1故泥龄：tw14.9d 0.204采用安全系数为,故设计污泥龄为:原假定污泥龄为20d,则硝化速率为:0.05d-120单位基质利用率:0.050.05,0.167kgBOD5/0.6MLVSS=fXMLSS=2700mg/L(1906.4)11539所需的MLVS或量=12686kg0.1671000硝化容积：Vn1268610004698.5m32700水力停留时间：tn4698.

20、5249.8h11539(3)反硝化区容积：12C时，反硝化速率为：还原NO-N的总量7kg/d10001417脱氮所需MLVSS=8335.3kg0.019脱氮所需池容：Vdn8335310003087.1m32700水力停留时间：tdn迎7/247.4h1000(4)氧化沟的总容积：总水力停留时间：ttntdn9.87.417.2h总容积：3VVnVdn4698.53087.17785.6m(5)氧化沟的尺寸：7785.63.5 73087.13.5 7氧化沟采用4廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深，宽7m,则氧化沟总长：317.8mo其中好氧段长度为丝坐191.8m,

21、缺氧段长度为3.57126.0m。721弯道处长度：37一212166m22则单个直道长：317.86663m4故氧化沟总池长=63+7+14=84m总7tk宽=74=28m(未计池壁厚)。校核实际污泥负荷NsQSa115931900.079kgBOD/kgMLSSdXV36007785.6(6)需氧量计算：采用如下经验公式计算：其中：第一项为合成污泥需氧量，第二项为活性污泥内源呼吸需氧量，第三项为硝化污泥需氧量，第四项为反硝化污泥需氧量。经验系数：A=B=需要硝化的氧量：N=25.=dr=取T=30C,查表得a=,B=,氧的饱和度Cs(30)=mg/L,Cs(20)S()s()=mg/L采用

22、表面机械曝气时，20C时脱氧清水的充氧量为：查手册，选用DY325©倒伞型叶轮表面曝气机，直径=,电机功率N=55kW单台每小时最大充氧能力为125kgQ/h,每座氧化沟所需数量为n,则Ro 241.5 n 125125(7)回流污泥量：可由公式R1.93 取 n=2 台式中：X=MLSS=L回流污泥浓度Xr取10g/L。则：3.6R0.5650%100%,实际取60%)103.6考虑到回流至厌氧池的污泥为11%则回流到氧化沟的污泥总量为49%Q(8)剩余污泥量：如由池底排除，二沉池排泥浓度为10g/L,则每个氧化沟产泥量为：(9)氧化沟草图如下：二沉池设计参数设计进水量：Q=300

23、00m/d(分2组)表面负荷：qb范围为一m3/,取q=m3/固体负荷：qs=140kg/水力停留时间(沉淀时间)：T=h堰负荷：取值范围为一，取L/池体设计计算(1)沉淀池面积:按表面负荷算：A15000625.5吊qb12411.6 (介于 612) 2.5Tw=2h,二沉池污泥区所(2)沉淀池直径：DJ4AJ4625.529m16m3.14有效水深为h=qbT=hi(3)贮泥斗容积：为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用需存泥容积：则污泥区高度为(4)二沉池总高度：取二沉池缓冲层图度h3=,超图为h4二则池边总高度为h=hi+h2+h3+h4=+=设池底度为i=,则池底坡度降为则池

24、中心总深度为H=h+h=+=(5)校核堰负荷：径深比堰负荷以上各项均符合要求(6)辐流式二沉池草图如下：接触消毒池与加氯时间的设计计算采用隔板式接触反应池设计参数设计流量：Q'=30000m3/d=L/s(设一座)水力停留时间：T=30min设计投氯量为：p=L平均水深：h=隔板间隔：b=设计计算(1)接触池容积:V=Q'T=625m3表面积aV625312.5m2h2隔板数采用2个，则廊道总宽为B=(2+1)=取11m接触池长度L=L312529.8m取30mB10.5L30长宽比L208.6b3.5实际消毒池容积为V=BLh=11302=660mi池深取2+=为超高)经校核

25、均满足有效停留时间的要求(2)加氯量计算：设计最大加氯量为Pma=L,每日投氯量为3=pmaXQ=-3=120kg/d=5kg/h选用贮氯量为120kg的液氯钢瓶，每日加氯量为3/4瓶，共贮用12瓶，每日加氯机两台，单台投氯量为ho配置注水泵两台，一用一备，要求注水量Q=13n3/h,扬程不小于10mHO(3)混合装置：在接触消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机2台(立式)，混合搅拌机功率N)实际选用JWHH310-1机械混合搅拌机，浆板深度为，浆叶直径为，浆叶宽度,功率解除消毒池设计为纵向板流反应池。在第一格每隔设纵向垂直折流板，在第二格每隔设垂直折流板，第三格不设(4)接触消毒池草图如下

26、：L 1LF图8接触消毒池工艺计算图3.回流污泥泵房设计说明二沉池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒阀井中，然后由管道输送至回流泵房，其他污泥由刮泥板刮入污泥井中，再由排泥管排入剩余污泥泵房集泥井中。设计回流污泥量为Q=RQ污泥回流比R=50%100%。按最大考虑，即Q二100%Q=s30000m3/d回流泵设计选型(1)扬程：二沉池水面相对地面标高为，套筒阀井泥面相对标高为，回流污泥泵房泥面相对标图为一，氧化沟水面相对标图为，则污泥回流泵所需提升图度为：()=(2)流量：两座氧化沟设一座回流污泥泵房，泵房回流污泥量为30000m3/d=1250m3/h(3)选泵：选用L

27、XB-900螺旋泵3台(2用1备)，单台提升能力为480m3/h,提升高度为一,电动机转速n=48r/min,功率N=55kW(4)回流污泥泵房占地面积为9mx剩余污泥泵房设计说明二沉池产生的剩余活性污泥及其它处理构筑物排出污泥由地下管道自流入集泥井，剩余污泥泵(地下式)将其提升至污泥浓缩池中。处理厂设一座剩余污泥泵房(两座二沉池共用)污水处理系统每日排出污泥干重为2Xd,即为按含水率为99%计的污泥流量2Qw=2Xd=d=h设计选型(1)污泥泵扬程：辐流式浓缩池最高泥位(相对地面为)，剩余污泥泵房最低泥位为-(),则污泥泵静扬程为H0=，污泥输送管道压力损失为，自由水头为，则污泥泵所需扬程为

28、H=H0+4+1=(2)污泥泵选型：选两台，2用1备，单泵流量Q>2Q2=h。选用1PN污泥泵Q-16m3/h,H14-12m,N3kW(3)剩余污泥泵房：1占地面积LXB=4mX3m，集泥井占地面积一3.0mH3.0m2污泥浓缩池采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。设计参数进泥浓度：10g/L污泥含水率R=%,每座污泥总流量：Q=d=d=h设计浓缩后含水率心二%污泥固体负荷：qs=45kgSS/污泥浓缩时间：T=13h贮泥时间：t=4h设计计算(1)浓缩池池体计算:每座浓缩池所需表面积AQw1334.429.65m2

29、qs45浓缩池直径4A429.6566.14m取D=3.14水力负荷uIS'，:4.42m3/(m2.d)0.184m3/(m2.h)A3.1有效水深h1=uT=取h=浓缩池有效容积V1=Ah1=(2)排泥量与存泥容积：浓缩后排出含水率P2=%的污泥，则Qv'=10O-PiQw10099133.4433.36m3/d1.39m3/h100-P210096按4h贮泥时间计泥量，则贮泥区所需容积V2=4Qw=泥斗容积=3.141.2(1.121.10.60.62)2.8m33式中：h4泥斗的垂直高度，取r1泥斗的上口半径，取r2泥斗的下口半径，取设池底坡度为，池底坡降为:5=008

30、处必0.16m故池底可贮泥容积：3.143.16223=(3.123.11.11.12)2.38m3因此，总贮泥容积为(满足要求)(3)浓缩池总高度：浓缩池的超高h2取，缓冲层高度h3取，则浓缩池的总高度H为=+=(4)浓缩池排水量：Q=QQw'=(5)浓缩池草图:贮泥池及污泥泵设计参数进泥量：经浓缩排出含水率P2=96%勺污泥2Q'=d,设贮泥池1座，贮泥时间t=12h设计计算池容为V=2Q'WT=贮泥池尺寸(将贮泥池设计为正方形)LBH=m有效容积V=浓缩污泥输送至泵房剩余污泥经浓缩处理后用泵输送至处理厂南面的苗圃作肥料之用污泥提升泵泥量Q=d=h扬程H=+4+1=

31、选用1PN污泥泵两台，一用一备，单台流量16n3/h,扬程H1412mHO,功率N3kW泵房平面尺寸LXB=4mX3m污水处理厂总体布置平面布置处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在对它们进行平面布置时，应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件，确定它们在厂区内的平面布置应考虑：（ 1） 贯通，连接各处理构筑物之间管道应直通，应避免迂回曲折，造成管理不便。（2）土方量做到基本平衡，避免劣质土壤地段（3）在各处理构筑物之间应保持一定产间距，以满足放工要求，一般间距要求510mll如有特殊要求构筑物其间距按有关规定执行。（ 4）各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑，在减少占地面积。管路布线（ 1）应设超越管线，当出现故障时，可直接排入水体。（ 2）厂区内还应有给水管，生活水管，雨水管，消化气管管线。辅助建筑物：污水处理厂的辅