城镇污水处理厂(AB工艺)课程设计

1、水处理工程课程设计任务书 题目:城市污水处理厂工艺设计学院:土木建筑工程专业:环境工程班级:1009091班学号:100909122姓名:孙亚茹指导教师:梁丽珍目录错误!未指定书签。1.1设计概述 . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。1.1.2设计背景 . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。1.2.1原始资料 . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。1.2.3水质去除率计算 . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。2.1污水处理方式的设计原则与设计依据 . . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。2.2污水处理 AB 工艺的简介 . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。2.2

2、.2 AB法工艺的主要特征 . . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。2.2.4 AB法的除磷脱氮 . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。2.3 AB处理工艺流程示意图 . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。2.4.1污水处理构筑物的选择 . . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。3. 设计计算及说明 . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。3.2.1泵前中格栅 . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。3.3污水提升泵房 . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。3.3.2集水池 . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。3.3.4泵房高度的确定 . 错误!未指定书签。 错

3、误!未指定书签。3.3.6单管出水井的设计 . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。3.4曝气沉砂池的设计计算 . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。3.4.2水流断面积(A . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。3.4.4每格池子宽度(b . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。3.4.6每小时的需空气量 (q . . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。3.4.8每个沉砂斗容积(V0 . . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。3.4.10曝气沉砂池设计草图 . . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。3.5.1 A段曝气池的设计计算 . . 错误!未指定书签。 错误!未

4、指定书签。3.6沉淀池的设计计算 . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。3.6.2二次沉淀池的设计计算 . . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。3.7鼓风机房设计图 . 33 错误!未指定书签。 3错误!未指定书签。 3错误!未指定书签。 3错误!未指定书签。 4错误!未指定书签。 4错误!未指定书签。 4错误!未指定书签。 4错误!未指定书签。 5错误!未指定书签。 5错误!未指定书签。 5错误!未指定书签。 9错误!未指定书签。 9错误!未指定书签。 9错误!未指定书签。4.4.3设计计算 . 40 错误!未指定书签。5. 污水处理厂的布置 . 错误!未指定书签。 错误!未指定书

5、签。5.1.1平面布置原则 . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。5.1.3污水处理厂平面布置尺寸 . . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。5.2.1高程布置原则 . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。5.2.3污泥处理构筑物高程计算 . . 错误!未指定书签。 错误!未指定书签。7. 心得体会 . 48 错误!未指定书签。 9错误!未指定书签。 9错误!未指定书签。 91. 前言1.1设计概述1.1.1设计目的通过课程设计, 可以加深理解所学专业知识, 培养我们运用所学专业知识的能力, 在设计、计算、绘图等各个方面得到锻炼,初步学会针对污水处理设计任务如何选择 处理工艺方法,如

6、何组织工艺流程,如何计算和确定主要的构筑物、如何选择设备。 1.1.2设计背景水是人类生活和生产活动不可缺少、不可替代的宝贵资源,是社会可持续发展的 重要因素。由于城市化、工业化和农业集约化的迅速发展,以及人类对水资源、水污 染认识上存有一些误区,使得许多城市原有水资源不敷所用,许多地区进入水资源的 污染物超过其环境容量,从而导致水体污染。而我国水环境污染和生态破坏相当严重,并呈发展趋势,这都是长期以来城市排 水工程欠账太多之故,每年有近 300亿立方米污水未经处理而直接排放,使水环境的 污染量大大超过了自净能力所能承受的程度,从而破坏了水的良性循环,导致水资源 危机的加剧,进而影响城市的可持

7、续发展。水资源的短缺和水污染的加重,使人们已 警觉到污水再生处理已直接关系到人民的健康安全和社会、经济的可持续发展、关系 到子孙后代的可持续生存。1.2设计内容1.2.1原始资料1. 污水处理量 :设计人口为:(班次 -75 x 10000人 +学号 x 2000人,排水量 标准 180L/人 /天。2.污水性质:2.1进水水质(表 1-1 : 夏季水温 25 ,冬季水温 15 ,常年平均水温 20 。2.2出水水质(表 1-2 :3. 设计依据:3.1纳污河流:位于城市中部自西向东,流量保证率为 95%,流量 Q 平 =8m/s,平均水深 H 平 =2m,平均流速 V 平 =0.2m/s,平

8、均水温 T=15 ,溶解氧 DO=8mg/L, BOD 5=2.8mg/L, SS=1.0mg/L, 河流允许增加悬浮物浓度 1.5mg/L, 20年一遇洪水水位标高 412.5m ,常水位标高 410.3m ,城市 排污口下游 20Km 处有取水水源点。3.2根据城市总体规划,污水厂拟建于该城市下游河流岸边,地势平坦,拟建处的地面标高416.30m 。 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=800mm, i=0.002, v=1.15m/s, h/D=0.56。3.3气象条件:主导风向 东北。 平均气温 13.5 , 冬季最低气温 -10 , 最大冰冻深

9、度 0.65m , 夏季最高气温 38 ,年平均降雨量 1010mm ,蒸发量 1524mm 。4. 处理工艺:二级处理,拟采用活性污泥法,达到上述出水水质要求。并对污泥 进行稳定化处理、脱水后泥饼外运填埋或作农肥。处理后的污水纳入河流。 5. 设计内容:1 处理流程确定;2 主要污水处理构筑物的工艺尺寸进行设计计算;3 确定污水处理厂的平面布置和高程布置。1.2.2主要内容针对一座二级处理的城市污水处理厂, 要求对主要污水处理构筑物的工艺尺寸进 行设计计算,确定污水处理厂的平面布置和高程布置;最后完成计算说明书和设计图 (污水处理厂平面布置图和高程布置图 。该新镇将建设成完备的各种市政设施。

10、 设计人口 (91-75 *10000+22*2000=204000人,生活污水标准为 180L/人 ·天,其总变化系数为 1.4,工业最大日污水量为 10800米 3/日,排水采用分流制。污水水质按一般的生活污水性质考虑。生活污水与工业废 水混合后其水质平均值为:BOD5=200mg/L, SS=180mg/L, COD=400mg/L,要求经过处理后水质达到以下标准(BOD5 20mg/L, SS 20mg/L, COD 80mg/L, 。所以本工程处理水量:204000*180=36720m3/d, 据此,该厂按 3.672万吨 /天建设一次完成。1.2.3水质去除率计算城市污

11、水经处理后,就近排入水体。污水处理厂出水水质参考城镇污水处理厂 污染物排放标准 (GB18918-2002中的一级 B 标准,并尽量争取提高出水水质。 结合排放水要求和出水水质,计算去除率,如下表所示:00100%e C C E C -= 式中:0C 进水物质浓度; e C 出水物质浓度表 1-3 水质去除率计算 2. 城镇污水处理厂设计方案的确定2.1污水处理方式的设计原则与设计依据2.1.1设计原则影响污水处理方式与处理的相关状况如 :处理水量、排放标准、原水水质、建设 投资、运行成本、处理效果及稳定性,工程应用状况、维护管理是否简单方便以及能 否与深度处理组合等因素相关。具体污水方式确定

12、的原则 : 出水水质稳定、可靠、卫生安全; 抗水质、水量变化能力强; 污泥处理与处置简单; 建筑管理和维护费低; 维护管理简单方便; 必须时可与深度处理工艺进行组合。2.1.2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 1996(3 室外排水设计规范 (GBJ14 87(4 广东省地方标准水污染物排放限值 (DB44/26-2001(5 供、配电系统设计规范 (GB50052 922.2污水处理 AB 工艺的简介2.2.1 AB法的由来由于活性污泥法的活性污泥中的微生物群体是细菌和原生动物等众多生物组成 的复合生物群落,对水质负荷和冲击负荷的承受

13、能力较弱,易发生污泥膨胀、中毒现 象,能耗也较高,导致处理成本高。因此针对以上不足,一种全新的工艺 AB 法应运 而生。 AB 法是吸附生物降解工艺的简称。 这项污水生物处理技术是 20世纪 70年代 中期由德国 B0HUKE 教授首先开发的。该工艺将曝气池分为高低负荷两段,各有独立 的沉淀和污泥回流系统。高负荷段 A 段停留时间约 20-40分钟,以生物絮凝吸附作 用为主, 同时发生不完全氧化反应, 生物主要为短世代的细菌群落, 去除 BOD 达 50%以上。 B 段与常规活性污泥相似,负荷较低,泥龄较长。2.2.2 AB法工艺的主要特征在 AB 法工艺中, A 段的污泥负荷率高达 2kgB

14、OD/(MLSS.d 6 BOD/(MLSS.d , 污水停留时间只有 30min40min,污泥龄短,仅为 0.3d0.5d,池内溶解氧的分子质量 为 0.2mg/L0.7mg/L。因此,真核生物无法生存,只有某些世代短的原核细菌才能适 应生存并得以生长繁殖。 A 段对水质、水量、 PH 值和有毒物质的冲击负荷有极好的 缓冲作用。 但 A 段产生的污泥量大, 约占整个处理系统污泥产量的 80%左右, 且剩余 污泥中的有机物含量很高。B 段可在很低的污泥负荷下运行,负荷范围一般为小于 0.15kgBOD/(MLSS.d , 水力停留时间为 2h5h、 。 污泥龄较长, 一般为 15d20d。

15、在 B 段曝气池中生长的微生物除菌胶团外, 还有相当数量的高级真核微生物外, 还有相当数量的高级真核微生物, 这些微生物世代期较长,并适宜在有机物含量比较低的情况下生存和繁殖。2.2.3 AB法工艺的处理机理和适用范围AB 法工艺处理机理:A 段的处理机理是以细菌的絮凝吸附作用为主。这与传统 的活性污泥法有很大的不同。污水中存在大量已适应污水的微生物,这些微生物具有 自发絮凝性,形成“自发絮凝剂” 、当污水中的微生物进入 A 短曝气池时,在 A 段内 原有的菌胶团的诱导促进下很快絮凝在一起,絮凝物结构与菌胶团类似,使污水中的 有机物脱稳吸附。在 A 段曝气池中, “自然絮凝剂” 、胶体物质、游

16、离性细菌、 SS 活 性污泥等相互强烈混合,将有机物脱稳吸附。同时, A 段中的悬浮絮凝体对水中悬浮 物、胶体颗粒、游离细菌及溶解性物质进行网捕、吸附,使相当多的污染物被裹在悬 浮絮凝体中而去除,水中的悬浮固体作为“絮核”提高了絮凝效果。 B 段曝气池是 AB 法工艺中的核心部分,它的状态好坏与否将直接影响到出水水质, B 段去除有机 污染物的方式与普通活性污泥法基本相似,它的处理机理主要以氧化为主,难溶性大 分子物质在胞外酶作用下水解为可溶的小分子,可溶小分子物质被细菌吸收到细胞 内, 由细菌细胞的新陈代谢作用而将有机物质氧化为 CO2, H2O 等无机物, 而产生的 能量储存于细胞中。 B

17、 段曝气池为好氧运行,因此它所拥有的生物主要是处于内源呼 吸阶段的细菌、原生动物和后生动物, B 段的低污泥负荷和长泥龄为原生动物的生长 提供了很好的环境条件,而原生动物的大量存在对游离性细菌的去除又有很好的作 用。同时由于 A 段的出水作为 B 段的进水,水质已相当稳定,为 B 段微生物种群的 生长繁殖创造了有利条件。 其数量也比同负荷下的一级活性污泥法多。 因为 B 段去除 有机污染物的机理主要以氧化为主,而高级生物的内源呼吸作用要比低级生物强,所 以 B 段产生的剩余污泥量很少。AB 工艺的适用范围:要保证 A 段的正常运行,必须有足够的已经使用该污水的 微生物。 一般的城市污水水质是可

18、以满足其要求的。 这同时也是为什么在 A 段之前不 设初沉池的原因, 因为 A 短的去除主要依靠该段微生物的物理吸附和生物吸附, 这样 就使得去除率高低与进水微生物直接相关。 但在工艺废水或某些工业废水比例高的城 市污水中,由于水中重金属等物质的毒害作用,微生物不易繁殖,在这样的管网系统 中, 相应 A 段的外源微生物的补充将受到严重影响, 使适应污水环境的微生物浓度很低,微生物的吸附作用会大大减弱,造成 A 段污水环境的微生物浓度很低, 微生物的 吸附作用很弱,造成 A 段去除效率降低,对这类污水则不适宜采用 AB 工艺。 2.2.4 AB法的除磷脱氮AB 工艺中有 A 段超高负荷运行, 为

19、 B 段的硝化作用创造了条件。 污水经 A 段吸 附处理后,出水 BOD 大为降低,减轻了 B 段污泥的有机负荷,创造了硝化菌在微生 物群体中存活的条件。若在 B 段设计上亦有厌氧好氧周期地或同时地存在的时空条件, 就很方便的形 成了厌氧好氧活性污泥法脱氮工艺。2.2.5 AB法的优缺点2.2.5.1优点(1去除污染物效果好。 AB 法工艺与传统的生物处理工艺相比,去除 BOD 和 COD 的效果,尤其是去除 COD 的效果有显著提高。经 A 段处理后,城市污水中的 BOD 5的去 除率可以达到 50%60%,借助 A 段的生物絮凝和极强的吸附作用, 为 B 段微生物提供了 良好的进水水质条件

20、, B 段内的原生动物对游离微生物具有吞噬作用,进一步降低有 机负荷。(2运行稳定性好。 AB 法工艺具有很强的抗冲击负荷能力,运行稳定性好,主要 在以下两个方面:一是 AB 法处理工艺出水水质波动小。当处理城市污水时,在同样 的进水条件下, AB 法工艺的出水要好于传统的一段处理工艺,并对进水负荷的变化 有很好的适应性和稳定性;二是 AB 法处理工艺有很强的耐冲击负荷能力,对于城市 污水中的 PH 值、有毒物质等均具有很好的适应和抵抗能力。 AB 法工艺的污泥具有 良好的沉降性能。一般来说, AB 法工艺处理系统中的曝气池可以始终保持足够的污 泥量。(3良好的脱氮除磷效果。由于许多城市污水必

21、须进行除磷脱氮处理后排放或回 用,因此,可以将 AB 法工艺与生物除磷脱氮或生物除磷工艺结合进行处理。(4优越的经济性。 AB 法处理工艺优越的经济性主要体现在投资省和运转费用低 两个方面。一般来说, AB 法工艺比传统的一段法处理工艺节省运行费用 20%25%。 2.2.5.2局限性(1AB法剩余污泥量大,选用 AB 法是需考虑这个因素。目前国内外采用 AB 法工 艺的大型污水处理厂,有条件的多采用厌氧消化处理,回收沼气,但对于小型的污水 处理厂,厌氧消化污泥投资比较大。如果采用好氧消化,增加了运行费用。因此准确 评价、应用 AB 法,还应考虑污水处理厂的规模、污水性质、生化性能以及今后污泥

22、 的处理方法或脱水设备的研制。(2A段运行时出现恶臭, 影响附近的环境卫生, 这主要是由于 A 段在高有机负荷 下运行,使 A 段曝气池在厌氧甚至缺氧的条件下运行,导致产生 H2S 、大粪素等恶臭 气体。因此,今后 A 段曝气池应考虑加封盖,以免影响周围环境。(3AB工艺最大的局限性是其脱氮除磷效果差,常规 AB 工艺总氮去除率约为 30%40%,虽较传统一段活性污泥有所提高,但尚不能满足防止水体富营养化的要求。 这是由于 AB 工艺中不存在缺氧段和及内回流,无法进行反硝化,不具备深度脱氮功 能。 AB 工艺对磷的去除效率也很低, 基本是通过微生物的新陈代谢和部分絮凝吸附作 用实现的。因此,要

23、对其进行改进,改进的基本做法有两种:一是将 B 段以不同的脱 氮除磷工艺来运行,在工艺流程中增加缺氧段。另一种方法是增加 AB 两段间的污泥 回流。(4AB工艺用于处理低浓度的城市生活污水及工业废水仍是值得进行研究的问 题。我国许多城市的污水,由于种种原因,其城市污水的有机物含量偏低,而污水中 的氨氮含量并不低。因此,我国一些城市在新建、扩建或改建污水处理厂时,如果对出水的 T N 和 TP有着重要求时,即需要防止受纳水体发生富营养化。2.3 AB处理工艺流程示意图 图 2-1AB 工艺系生物吸附一降解活性污泥法, 是在常规活性污泥法和两段活性污泥法基 础上发展起来的污水处理上艺。该工艺属高负

24、荷活性污泥法,与常规活性污泥法比较 进具有处理负荷高、节能、对水质变化适应能力强、处理效果好等优点。 AB 工艺不设初 沉池,由 A 、 B 两段组成, A 段由 A 段曝气池和中间沉淀池构成, B 段由 B 段曝气池和 二次沉淀池构成。 AB 两段各自设污泥回流系统, 污水先进入高负荷的 A 段, 然后再进 入低负荷的 B 段, AB 两段串联运行。 A 段污泥具有很强的吸附能力和良好的沉淀性能。 A 段对有机物的去除是以细菌的絮凝吸附作用为主。 A 段工艺污泥负荷高、泥龄和水 力停留时间短。所以, A 段工艺的投资和运行费用低,属于高负荷的活性污泥系统的 强化一级处理。2.4主要构筑物的选

25、择2.4.1污水处理构筑物的选择1 格栅:格栅主要是为了截留较大的悬浮物及漂浮物,减轻后续处理构筑物的处理负荷。 清除截留污物的方法有两种:人工清除和机械清除。本工程设计确定采用两道格栅, 21mm 的中格栅和 10mm 的细格栅。2 进水观察井进水观察井于厂区进水管和中格栅间之间。3 污水提升泵房根据污水处理规模及相关情况选泵;污水泵站建设根据泵站规模大小、地质水文 条件、地形及施工方案、管理水平、环境要求等。本工程设计确定采用与粗格栅合建的潜水泵房。4 沉砂池沉砂池的功能的去除比重较大的无机颗粒。按水流方向的不同可分为平流式、竖 流式、曝气沉砂池和旋流沉砂池四类。a. 竖流沉砂池排砂方便,

26、效果好,构造简单工作稳定。池深大,施工困难,造价较 高,对耐冲击负荷和温度的适应性较差,池径受到限制,过大的池径会使布水不 均匀;b. 平流沉砂池沉淀效果好,耐冲击负荷,适应温度变化。工作稳定,构造简单,易 于施工,便于管理。占地大,配水不均匀,易出现短流和偏流,排泥间距较多, 池中约夹杂有 15%左右的有机物使沉砂池的后续处理增加难度;c. 曝气沉砂池克服了平流沉砂池的缺点,使砂粒与外裹的有机物较好的分离,通过调节布气量可控制污水的旋流速度,使除砂效率较稳定,受流量变化影响小,同 时起预曝气作用,其沉砂量大,且其上含有机物少。由于需要曝气,所以池内应 考虑设消泡装置,其他型易产生偏流或死角,

27、并且由于多了曝气装置而使费用增 加,并对污水进行预曝气,提高水中溶解氧;d. 旋流沉砂池(钟式沉砂池占地面积小,可以通过调节转速,使得沉砂效果最好, 同时由于采用离心力沉砂,不会破坏水中的溶解氧水平(厌氧环境。气提或泵 提排砂,增加设备,水厂的电气容量,维护较复杂;基于以上四种沉砂池的比较,本工程设计确定采用曝气沉砂池。5 二沉池由于本设计主要构筑物采用 AB 工艺,可不设初沉池。二沉池设在生物处理构筑物 的后面,用于去除活性污泥或腐殖污泥。二沉池有平流沉淀池、辐流沉淀池、竖流沉 淀池、斜板(管沉淀池。综合比较四种沉淀池的优缺点,结合本设计的具体资料要求,本工程设计二沉池 采用中心进水、周边出

28、水的平流式沉淀池 。6 AB 池本工程设计结合设计初始数据和经济情况,采用 AB 型工艺。7 消毒污水处理厂一般消毒方法有液氯消毒、漂白粉消毒、紫外线消毒和臭氧消毒等四 种,比较其优缺点本设计采用液氯消毒。8 鼓风机房根据曝气沉砂池的所需氧量和 AB 反应池的所需氧气量决定鼓风机的型号。2.4.2污泥处理构筑物的选择1 污泥浓缩浓缩池有重力浓缩池和浮选浓缩池。 重力浓缩池由运行方式分间歇式或连续式重力浓 缩池。重力浓缩池适用于浓缩初沉池污泥和二沉池的剩余污泥,动力消耗小运行费用 低。浮选浓缩池用于浓缩活性污泥及生物滤池等较轻型污泥,贮泥能力小运行费用较 高。综合比较,本工程设计采用连续式重力浓

29、缩池。2 污泥脱水污泥脱水的方法:机械脱水、自然干化和污泥烧干、焚烧等。本工程设计综合各种方法比较后采用带式压滤机的机械脱水。3. 设计计算及说明3.1进水观察井污水处理若出现故障时,为了维修故障构筑物,保护所有构筑物,在进入格 栅井前设置进水观察井。1.进水观察井的作用:汇集各种来水并改变进水方向,确保进水的稳定性。2.进水观察井前设跨越管,跨越管的作用:当污水厂出现故障或维修时,可使污水直接排入水体,跨越管的管径比进水管要 略大,取为 1400mm3.进水观察井设计要求如下:1 设在污水处理前,在具体构筑物中格栅、集水池前;形式为圆形、矩形或 梯形;2 井底高程不得高于最低来水管管底,水面

30、不得淹没来水管管顶。4.考虑施工方便以及水力条件具体设计要求:1 进水观察井尺寸取 35m、井深 8m 、井内水深 1.5m ;2 进水观察井井底标高为 149.5m ,进水观察井水面标高为 151.5m ;3 超越管位于进水管顶 1.2m 处,即超越管管底标高为 155.70m 。5.污水厂进水管设计A. 设计依据:(1进水流速在 0.61.0/m s-;(2进水管管材为钢筋混凝土管;(3进水管按非满流设计, n=0.014。B. 设计计算1 取进水管径为 D=800mm,流速 v=1.15m/s,设计坡度 i=0.002;2 已知设计最大流量日平均污水量 Q最大=36720m3/d=0.4

31、25m3/s=425L/s;3 初定充满度 h/D=0.56,则有效水深 h=800*0.56=448mm;4 已知管内底标高为 411.00m ,则水面标高为 411.448m ;5 管顶标高为:411.00+0.8=411.80m;6 进水管水面距地面距离:160.5-155.8=4.7m。3.2格栅的设计计算格栅是废水预处理方法中的一种,一般安置在废水处理流程的前端,用以去除废 水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质,从而保证后续处理构筑物的 正常运行,减轻后续处理构筑物的处理负荷。3.2.1泵前中格栅3.2.1.1设计参数设计流量 Q=3.672×104m3/d=0

32、.425m3/s栅前流速 v1=0.7m/s,过栅流速 v2=0.9m/s栅条宽度 s=0.01m,格栅间隙 b=21mm栅前部分长度 0.5m ,格栅倾角 =60°进水渠展开角为 20°单位栅渣量 1=0.05m3栅渣 /103m3污水3.2.1.2设计计算(1确定格栅前水深(h 根据最优水力断面公式 21211v B Q =计算得 : 栅前槽宽 m v Q B 102. 17. 0425. 022111= 栅前水深 m B h 551. 02102. 121= (2栅条间隙数(n 389. 0551. 0021. 060sin . 0b 21=hv Q n (取 n=3

33、8 式中: n 中格栅间隙数;max Q 最大设计流量, 0.4253m /s;b 栅条间隙,取 20mm ,即 0.02m ;h 栅前水深,取 0.761m ;v 2过栅流速,取 0.9 m/s;格栅倾角,取 60o 。(3栅槽有效宽度(B B=s(n-1 +b*n=0.01(38-1 +0.021×38=1.168m(4进水渠道渐宽部分长度(L1m B B L 091. 020tan 2102. 1168. 1tan 2111=-=-=(其中1为进水渠展开角 (5栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(2L m 046. 0212=L L (6过栅水头损失(h 1设栅条断面为锐边矩形

34、断面形状 则 m g v k kh h 111. 060sin 81. 929. 0 021. 001. 0(42. 23sin 2234201= 其中=(s/b 4/3h 0: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 h 2=0.3m,栅后槽总高度 H=h+h1+h2=0.551+0.111+0.3=0.962m(8格栅总长度(L L=L1+L2+0.5+1.0+1.061/tan=0.091+0.046+0.5+1.0+1.061/tan60°=2.250m(

35、9每日栅渣量(W 污水流量总变化系数 k 2为 1.4d W /m 311. 14. 1100005. 0425. 0864001000k W Q 86400321max =>0.2m3/d 式中: Kz -总变化系数,取 1.4;W 每日栅渣量 ,m 3/d;1 W 栅渣量 333m /10m 污水一般为每 3 1000m 污水产 0.810m 3; 所以采用机械清渣。3.2.1.3计算草图 图 3-1中格栅设计图3.2.2泵后细格栅3.2.2.1设计参数设计流量:Q=3.672×104m3/d=0.425m3/s栅前流速:v 1=0.7m/s,过栅流速 v 2=0.9m/s

36、;栅条宽度:s=0.01m,格栅间隙 b=10mm;栅前部分长度:0.5m ,格栅倾角=60°单位栅渣量:1=0.10m3栅渣 /103m 3污水。3.2.2.2设计计算(1确定格栅前水深(h 根据最优水力断面公式 21211v B Q =计算得 : 栅前槽宽 m v Q B 102. 17. 0425. 022111= 栅前水深 m B h 551. 02102. 121= (2栅条间隙数(n 8. 799. 0551. 001. 060. 0b sin 21=hv Q n (取 n=80 设计两组格栅,每组格栅间隙数 n=40条式中:n 中格栅间隙数;max Q 最大设计流量,

37、0.4253m /s;b 栅条间隙,取 10mm ,即 0.01m ;h 栅前水深,取 0.551m ;v 2过栅流速,取 0.9 m/s;格栅倾角,取 60o 。(3总槽宽(L 栅槽有效宽度 B 2=s(n-1 +b*n=0.01(40-1 +0.01×40=0.79m;所以总槽宽为 L=0.79×2+0.2=1.78m (考虑中间隔墙厚 0.2m 。 式中:B 栅槽宽度, m ;S 栅条宽度,取 0.01m 。(4进水渠道渐宽部分长度(1L m B B L 931. 020tan 2102. 178. 1tan 2111=-=-=(其中1为进水渠展开角 (5栅槽与出水渠

38、道连接处的渐窄部分长度 (2L m L L 4655. 0212= (6过栅水头损失(h 1设栅条断面为锐边矩形断面形状 则 m g v k kh h 26. 060sin 81. 929. 0 01. 001. 0(42. 23sin 2234201= 其中=(s/b 4/3h 0: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 h 2=0.3m,则栅前槽总高度 H 1=h+h2=0.551+0.3=0.851m栅后槽总高度 H=h+h1+h2=0.551+0.26+0.3=1

39、.111m(8格栅总长度 (LL=L1+L2+0.5+1.0+1.061/tan=0.931+0.4655+0.5+1.0+1.061/tan60°=3.509m(9每日栅渣量 (W污水流量总变化系数 k 2为 1.4 d W /m 623. 24. 110001. 0425. 0864001000k W Q 86400321max =>0.2m3/d式中:Kz -总变化系数,取 1.4;W 每日栅渣量 ,m 3/d;1 W 栅渣量 333m /10m 污水一般为每 3 1000m 污水产 0.425m 3; 故采用机械清渣。 由计算数据参考比较, 选用回转式机械格栅除污机型号

40、 HG-1300(两台。3.2.2.3计算草图 图 3-2细格栅设计图3.3污水提升泵房3.3.1选泵1. 流量计算设计水量为 36720m ³/d 1530m ³/h,本工程设计拟定选用 4台潜污泵(3用 1备 则单台流量为:Q=Q/3=1530/3=510m³/h2. 扬程的估算H=H静 +2.0+(1.52.0式中:2.0污水泵及泵站管道的水头损失, m ;1.52.0自由水头的估算值, m ,取 1.5m ;H静水泵吸水井设计水面雨水塔最高水位之间的测管高差;污水提升前水位 -5m ,提升后水位 4m 。所以,提升静扬程:H 静 =4-(-5 =9m则水泵

41、扬程为:H=H静 +2.0+1.5=9+2.0+1.5=12.5m(取 13m 3. 选泵由 Q=510m³/h,H=13m,故选用 300QW1000-25-110型潜水排污泵;各项性能参数如下:表 3-1 350QW1500-15-90型潜水排污泵性能表 3.3.2集水池1. 集水池形式泵站的污水集水池一般采用敞开式,本设计的集水池与泵房共建,属封闭式。 2. 集水池清洁及排空措施集水池设有污泥斗,池底作成不小于 0.01的坡度,坡向污泥井。从平台到池底应设下 的扶梯,台上应有吊泥用的梁钩滑车。3. 集水池的通气设备集水池内设通气管,并配备风机将臭气排出泵房。4. 集水池容积计算

42、(1一般按最大流量时 5分钟的出水流量设计,则集水池的有效容积 V :V=(1000/60*5=83.3m³(2取有效水深 H 为 2.5m ,则面积 F 为:F=Q/H=83.3/2.5=33.32m³集水池设为半圆形,则其半径为:R=(2*F/ 0.5=(2*33.32/3.14 0.5 4.6m(取 5m 保护水深为 1.5m ,则实际水深为 4m 。3.3.3潜污泵的布置本设计中共有 4台潜污泵,四台泵并排布置,潜污泵直接置于集水池内,经核算 集水池面积远大于潜污泵的安装要求。 潜污泵检修采用移动吊架。 具体的安装尺寸为:泵轴间的间距为:2000mm ;泵轴与半圆直

43、径墙的直线间距为:3000mm ;具体其他安装数据,参考设备厂家所提供的数据。3.3.4泵房高度的确定1. 地下部分:取高度为 H 1=10m;2. 地上部分:H 2=n+a+c+d+e+h=0.1+0.5+1.2+1+2+0.2=5.2m,取 6m ;式中:n 一般采用不小于 0.1,取为 0.1m ;a 行车梁高度,取为 0.5m ;c 行车梁底至起吊钩中心距离,取为 1.2m ;d 起重绳的垂直长度;取 1m ;e 最大一台水泵或电动机的高度;取为 2m ;h 吊起物低部与泵房进口处室内地坪的距离,取为 0.2m 。3. 泵房的高度为:H=H1+H 2=10+6=16m。3.3.5泵房附

44、属设施1、水位控制:为适应污水泵房开停频率的特点,采用自动控制机组运行,自动控制 机组启动停车的信号,通常是由水位继电器发出的。2、门:泵房与粗格栅合建,至少应有满足设备的最大部件搬迁出入的门,取宽 3.5m 、 高 3.0m 。3、窗:泵房于阴阳两侧开窗,便于通风采光,开窗面积不小于泵房的 1/5,于两侧各设 5扇窗,其尺寸为 1000×1200mm 。4、卫生设备 :为了管理人员清刷地面和个人卫生,应就近设洗手池,接 25mm 的给水 管,并备有供冲洗的橡胶管。3.3.6单管出水井的设计单个 300QW1000-25-110型潜水排污泵出口直径为:300mm 。每个潜水泵都采用出

45、水方井, 尺寸为 2.0m ×2.5m , 并在与曝气沉砂池相连一侧设 置宽 1.5m 的出水堰。出水堰的堰上水头为:2/3Q H=1.86b 2/30.3718H=0.261m1.861.5 3.3.7污水提升泵房设计草图 图 3-3污水提升泵房设计图3.4曝气沉砂池的设计计算预处理阶段的沉砂池采用曝气沉砂池。曝气沉砂池的优点是通过调节曝气量,可 以控制污水的旋流速度,使除砂效率较稳定,受流量影响较小,同时还对污水起预曝 气作用,它还可克服普通平流沉砂池的主要缺点:沉砂池中含有 15%的有机物,减少 沉砂的后续处理。(1污水设计流量的水量确定:Q=36720m3/d;(2污水水量变

46、化系数的确定:总变化系数 Kz=1.4;(3污水设计最大流量:Qmax=Q×Kz=36720×1.4=51408m3/d=0.595m3/s。3.4.1池子的有效容积(V 由三废处理工程设计手册知曝气沉砂池的最大流量的停留时间为 13min ,取 t=2min。V=Qmax×t ×60=0.595×2×60=71.4m33.4.2水流断面积(A 21max 25. 41. 0425. 0m v Q A =v 1最大设计流量时的水平流速,水平流速为 0.06 0.12m/s,取 v 1=0.1m/s。3.4.3池总宽度(B B=7. 1

47、5. 225. 42=h A m h 2设计有效水深,有效水深为 2 3m, 宽深比一般采用 1 2m 。3.4.4每格池子宽度(b 设 n=2格:b=m n B 85. 0270. 1= 3.4.5池长(L m A V L 2325. 422. 97= 3.4.6每小时的需空气量 (qq=d×Q max ×3600=0.2×0.425×3600=306m2/h;d 1m 3污水所需空气量 (m3/m3, 一般采用 0.2。3.4.7沉砂室所需容积(V/m3设 T=2d, 3662max m 88. 0105. 286400230425. 010k 86

48、400x =T Q V 式中: x 城市污水沉沙量, m 3/106m 3(污水 ,一般采用 30;T 清除沉砂间隔时间, d ;k 2生活污水流量总变化系数。3.4.8每个沉砂斗容积(V0设每一分隔有 4个沉砂斗V 0=3m 22. 0488. 0= 3.4.9沉砂斗各部分尺寸设斗底宽 a 1=0.5m。斗壁与水平面的倾角为 55°,斗高 h 3=0.35m,沉砂斗上口宽 a :m 0. 15. 055tan 35. 02a 55tan 213=+=+=h a 1 沉砂斗容积: 3222112' 320. 0 5. 025. 00. 1212(635. 0 222(6m a

49、 aa a h V =+=+= 2 沉砂池高度:采用重力排砂,设计池底坡度为 0.1,坡向沉砂斗,则沉泥区高度为h3=m l h 35. 1 212(1. 035. 01. 02'3=-+=+3 池总高度 H :设超高 h 1=0.3m, H=h1+h2+h3=0.3+2.5+1.35=4.15m3.4.10曝气沉砂池设计草图 图 3-4曝气沉砂池平面图 图 3-5曝气沉砂池剖面图 3.5 A段曝气池和 B 段曝气池的设计计算 3.5.1 A段曝气池的设计计算(1设计参数确定污泥负荷:N SA =4kgBOD5/(kgMLSS·d ;污泥回流比:RA=60%;混合污泥浓度:X

50、 B =1800mg/L;去除率:E B =(200-20/200*100%=90%;SVI=75。(2曝气池的运行方式在本设计中应考虑曝气池运行方式的灵活性与多样性。即:以传统活性污泥法作 为基础,又可按阶段曝气法和再生曝气系统等运行方式调试运行。(3曝气池的计算与各部位尺寸的确定 确定曝气池容积:3a m 918018004. 018036720=X L QS V S 确定曝气池各部位尺寸2组曝气池,每组容积:3m 459029180=V 池深取 2.8米,则每组曝气池的面积:F=16398. 24590=m 2 池宽为 5.4米, B/H=1.9介于 1 2间,符合规定。 池长:m 30

51、44. 51639=B F L ; 564. 5304=B L >10,符合规定。 设 4廊道式曝气池,廊道长:m 764304=L (4污泥龄计算 污泥龄:设 a=0.4110.6250.44c d aNs = (5回流污泥量 661010Xr=0.56666.7/75r mg L SVI = (6需氧量16. 1102412. 0367206. 0' a =÷=rA QS a Q ,设 a =0.6(7曝气时间计算T A =h 25. 0367209180=Q V A 取超高为 0.5米,则池总高度为:2.8+0.5=3.3m(8出水设计A 段曝气池的出水采用矩形薄

52、壁堰,跌落出水,堰上水头251184.60.9700.50.28m H + = (9 A 段曝气池曝气系统设计与计算1最大需氧量为 OA=210kg/h2 平均时需氧量为20.6500000.2/24150/rA O Q L kg h '=3每日去除的 5BOD 值为500000.12/24250/rA BOD kg h =(10 A 段供气量计算利用网状模型空气扩散器,铺设距池底 0.2m ,淹没水深 1.8m ,计算温度 30, 查表得 20和 30时水中的饱和溶解氧值分别是CS (20 =9.17mg/L CS(30 =7.63 mg/L1 空气扩散出口处的绝对压力Pb=1.01

53、3×105+9800HPb=1.013×105+9800×1.8=1.19×105 pa空气离开曝气池池面时,氧的百分比为21(1 100/7921(1Ot EA EA =-+-EA 空气扩散器的氧转移率取 12%21(10.12 100/7921(10.12Ot =-+-=18.96%2 曝气池混合液中平均氧饱和浓度(按最不利的温度条件考虑为( ( /(2.206105 /42Csb T CS T Pb Ot =+(30 7.631.19105/(2.206105 18.96/427.56/Csb C mg L =+=换算为在 20条件下脱氧清水的充氧

54、量20(20 /( 1.024T RO R CS C Csb T c -=-其中 =0.82; ß=0.95; c=2.0; =1.0。30201509.17/0.820.951.07.562.01.024254.7/RO mg h -=-=3020max 2109.17/0.820.951.07.562.01.024356.6/RO mg h -=-=3 曝气池的平均时供氧量100/(0.3 GS RO EA =EA 氧的利用率取 12%3254.7100/(0.312 7075/GS m h =曝气池最大供气量max max 100/(0.3 GS RO EA =3max 356.6100/(0.312 9905/GS m h =去除 1kg 5BOD 供气量3=707