精编城镇污水处理厂课程设计总设计计算说明书资料

1、佛山科学技术学院水污染控制工程课程设计题 目某新建城镇污水处理厂（AB）工艺设计学 院：环建学院 系:资环系专 业：环境工程班 级：1 班学 号：姓 名：指导教师：韦华填表日期：2011 年 07 月日1. 前言 11.1设计概述 11.1.1 设计目的 1设计背景 11.2设计内容 11.2.1 基本资料 1主要内容 2水质去除率计算 22. 城镇污水处理厂设计方案的确定 32.1污水处理方式的设计原则与设计依据 3设计原则 32.2污水处理AB工艺的简介 42.2.1 AB 法的由来 42.2.2 AB法工艺的主要特征 42.2.3 AB法工艺的处理机理和适用范围 42.2.4 AB 法的

2、除磷脱氮 52.2.5 AB法的优缺点 62.3 AB处理工艺流程示意图 72.4主要构筑物的选择 8污水处理构筑物的选择 8污泥处理构筑物的选择 93.设计计算及说明 103.2格栅的设计计算 11321泵前中格栅 11322泵后细格栅 133.3污水提升泵房 163.3.1 选泵 163.3.2 集水池 17潜污泵的布置 18泵房高度的确定 18泵房附属设施 18单管出水井的设计 19污水提升泵房设计草图 193.4曝气沉砂池的设计计算 19池子的有效容积（V） 20水流断面积（A） 20池总宽度（B） 20每格池子宽度（b） 20池长（L） 20每小时的需空气量（q） 20沉砂室所需容积

3、（V/m3） 20每个沉砂斗容积（V0） 21沉砂斗各部分尺寸 213410 曝气沉砂池设计草图 223.5 A段曝气池和B段曝气池的设计计算 223.5.1 A 段曝气池的设计计算 223.5.2 B段曝气池的设计计算 263.6沉淀池的设计计算 29中间沉淀池的设计计算 293.6.2 二次沉淀池的设计计算 313.6.3 沉淀池设计图 323.7平流式消毒池与加氯间 323.7.1 设计计算 333.7.2 消毒池设计图 353.8巴氏计量槽 35设计参数 353.9鼓风机房 37鼓风机的选型 37鼓风机房的设计 37鼓风机房设计图 394.污泥处理系统的设计 404.1回流污泥泵房 4

4、0设计说明 40回流污泥泵设计选型 404.2剩余污泥泵房 41421设计说明 41422设计选型 414.3浓缩池 41设计参数及设计要求 41浓缩池的尺寸设计计算 42433污泥浓缩池设计图 454.4污泥脱水机房 46设计依据 46设计参数 46设计计算 46污泥脱水机房设计图 485. 污水处理厂的布置 495.1污水处理厂平面布置 49平面布置原则 49平面布置 49污水处理厂平面布置尺寸 495.2污水处理厂的高程布置 49高程布置原则 49污水处理构筑物高程计算 49污泥处理构筑物高程计算 496. 参考文献 497. 心得体会 508. 致谢 509. 附图 519.1污水处理

5、厂的平面布置图 519.2污水处理厂的高程分布图 511.前言1.1设计概述111设计目的通过课程设计，加深理解所学专业知识，培养学生运用所学专业知识的能力，在设 计、计算、绘图方面得到锻炼，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。112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

6、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设计内容基本资料1.污水处理量：10万m3/d （污水厂主要处理构筑物拟分为二组，每组处理规模 为5万吨/天。）2 .进水水质（表1-1 ）:指标BOD5 (mg/L)CODcr( mg/L)SS (mg/L

7、)氨氮（mg/L）数值200450250503 出水水质（表1-2 ）:指标BOD5 (mg/L)CODc( mg/L)SS (mg/L)氨氮（mg/L）数值K 20K 60K 20K 154 处理工艺：二级处理，拟采用活性污泥法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。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。规划人口，近期50000

8、人，2015年发展为120000人，生活污水标准为160L/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：B0D=200mg/L, SS=250mg/L COD=450mg/L, TP=4.9mg/L, NHPN=49mg/L,要求经过处理后水质达到以下标准（BODK 20mg/L， SS0.2m/d式中：Kz-总变化系数，取1.4 ；W每日栅渣量，m 3/d ；W1栅渣量m3/103m3污水一般为每1000m3污水产0.810m3;所以采用机械清渣计算草图二七早台Ji S -T-

9、1-g50图3-1中格栅设计图100泵后细格栅322.1 设计参数设计流量：Q=7.0 x 104m1/d=0.810m3/s ;栅前流速：v i=0.7m/s，过栅流速V2=0.9m/s ;栅条宽度：s=0.01m，格栅间隙b=10mgn栅前部分长度：0.5m，格栅倾角a =60; 单位栅渣量： 3 i=0.10m3栅渣/103m污水。3.222设计计算（1）确定格栅前水深（h）2根据最优水力断面公式Q!=邑y计算得:2栅前槽宽Bi =2Qi _20.810:vi0.7=1.521m栅前水深 h = B1 二152! =0.761m2 2（2）栅条间隙数（n）bhv20.810、sin600

10、.01 0.761 0.9102.4（取 n=104）设计两组格栅，每组格栅间隙数 n=52条式中：n 中格栅间隙数；Q max 最大设计流量，0.810 m3/s ；b 栅条间隙，取20mm即0.02m ；h 栅前水深，取 0.761m；V2过栅流速，取 0.9 m/s ；-格栅倾角，取60 。（3）总槽宽（L）栅槽有效宽度 B=s （n-1 ） +bn=0.01 （52-1 ） +0.01 x 52=1.03m；所以总槽宽为L=1.03 x 2+0.2 = 2.26m （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（L1）Li 安

11、旦 =2.2-1.521 = 1.015m （其中a 1为进水渠展开角） 2ta n%2 ta n20 =（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（L2）L2 丄二 0.5075m2（6）过栅水头损失（E）设栅条断面为锐边矩形断面形状42.20.01 w0.920 二矶 二 k -sin： =3 2.42 ()3sin60 = 0.26m2g0.012 9.81其中& =B(s/b )4/3h o：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=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 H=h

12、+h2=0.761+0.3=1.061m栅后槽总高度 H=h+h+h2=0.761+0.26+0.3=1.321m(8) 格栅总长度(L)L=L1+L2+0.5+1.0+1.061/ta n a=1.015+0.5075+0.5+1.0+1.061/ta n60 =3.635m（9）每日栅渣量（W）污水流量总变化系数k2为1.486400Qmax W11000k286400 0.810 0.11000 1.43=4.999m / d 0.2m/d式中：Kz -总变化系数，取1.4 ;W每日栅渣量,m 3/d ;W1栅渣量m3/103m3污水一般为每1000m3污水产0.810m故采用机械清渣。

13、由计算数据参考比较，选用回转式机械格栅除污机型号 HG-1300（两台）。3.223计算草图图3-2细格栅设计图3.3污水提升泵房选泵1. 流量计算设计水量为70000n3/d2916.7m3/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=Qa/3=2916.7/3=972.2m 3/h2.扬程的估算H=Ht+2.0+（1.5 2.0）式中：2.0污水泵及泵站管道的水头损失，m1.52.0 自由水头的估算值， m 取1.5m；H静一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则水泵扬程为：

14、H=H静+2.0+1.5=9+2.0+1.5=12.5m (取 13m)3. 选泵由 Q=972.2n3/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型号口径(mm流量Q ( m /h)扬程h( m转速 n(r/min)轴功率W( kw)效率(%300QW1000-25-11030010002598011082332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

15、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(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=33.32m 30 50 5集水池设为半圆形，则其半径为： R=(2*F/ n ) . = (2*33.32/3.14 )、4.6m(取 5m)保护水深为1.5m,贝U实际水深为4m。333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

16、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。334泵房高度的确定1. 地下部分：取高度为Hi=10m;2. 地上部分：I4=n+a+c+d+e+h=0.1+0.5+1.2+1+2+0.2=5.2m，取6m式中：n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1me 最大一台水泵或电动机的高度；取为 2mh 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：

17、H= Hi+ H2=10+6=16m335泵房附属设施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、咼 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1000X 1200mm4、 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。336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

18、潜水泵都采用出水方井，尺寸为，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：F,2/3H= 1.86bH=0.261m(0.3718 )丿337污水提升泵房设计草图I in I进水总管中格栅图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%勺有机物，减少沉砂的后续处理。(1) 污水设计流量的水量确定：Q=50000m3/d;(2) 污水水量变化系数的确定：总变化系

19、数Kz=1.4;(3) 污水设计最大流量：Qmax =QX Kz=50000X 1.4 =70000 m3/d=0.810 m3/s 。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13mi n,取t=2min。V=QmaXX t x 60=0.810 x2X60=97.22m3水流断面积（A）A =弘二整=8.10m20.1Vivi最大设计流量时的水平流速，水平流速为0.06 0.12m/s,取V1=0.1m/s。池总宽度（B）BA 二810 = 3.24mh22.5h2设计有效水深，有效水深为2 3m,宽深比一般米用1 2m。3.4.5 池长(L)毕=12m8

20、.10每格池子宽度（b）b=设n=2格:每小时的需空气量（q）2q=dx QaxX 3600=0.2 X 0.810 X 3600=583.2m/h ; d 1m污水所需空气量(m3/m3), 般采用0.2。沉砂室所需容积（V/m3）设 T=2d,Qmx86400 = 0.810 30 2 86400 “68m3V k2 1062.5 106式中:x城市污水沉沙量，m3/106m3（污水），一般采用30;T清除沉砂间隔时间，d;k2生活污水流量总变化系数。每个沉砂斗容积（V0）设每一分隔有4个沉砂斗必=但=0.42m34沉砂斗各部分尺寸设斗底宽ai=0.5m。斗壁与水平面的倾角为 55，斗高h

21、s =0.35m,沉砂斗上口宽a：aitan55ai2 0.35tan55 0.5= 1.0m1）沉砂斗容积：Ih3220.35223V 3（2a 2aa1 2a1 ）（2 12 1.0 0.5 2 0.5 ） = 0.20m6 62）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= h3 + 0.1 厂 0.35 + 0.1（12 - 2） = 1.35m3）池总高度H :设超高h1=0.3m,H=h1+h2+h3=0.3+2.5+1.35=4.15m曝气沉砂池设计草图jv.r ,r T-yfr / ff- f riprm图3-4曝气沉砂池平面图图3-5曝气

22、沉砂池剖面图3.5 A段曝气池和B段曝气池的设计计算段曝气池的设计计算(1 )设计参数确定污泥负荷：N=4kgB0D(kgMLSS d);污泥回流比：R=60%混合污泥浓度：XB=1800mg/L;去除率：E= 200-80 工：=.-:；200SVI=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QSa70000 2003确疋曝气池谷积： V -1944 mNSX0.2S800确定曝气池各部位尺寸2组曝气池，每组容积：V二I944二972m3F

23、972 二 348 m2.8符合规定。池深取2.8米，则每组曝气池的面积:2池宽为5.4米，B/H=1.9介于1 2间，池长：L = = 348 = 64m ; = 11.810，符合规定。B 5.4B 5.464设4廊道式曝气池，廊道长：L=16m4(4)污泥龄计算污泥龄：设a=0.4aNs(5 )回流污泥量10.625d0.4 410610。Xr= r 二乂 0.5 二 6666.7 mg/L SVI 75(6 )需氧量QA 二 aQSrA =0.6 70000 0.12 ： =210kgO2/h，设 a=0.6(7)曝气时间计算T a二二空 7648hQ 70000取超高为0.5米，则池

24、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壁堰，跌落出水，堰上水头=(0.9701184.624*40.4 42 9.80.5)=0.28m(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O2 =：Q LrA =0.6 50000 0.2 / 24 = 150kg / h3) 每日去除的BOD5值为BODrA 二 50000 0.12/2 250kg /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30C,查表得20和30时水中的饱和溶解氧值分别是CS (20C)

25、 =9.17mg/LCS (30 C) =7.63 mg/L1) 空气扩散出口处的绝对压力Pb=1.013X 10A5+9800HPb=1.013X 10A5+9800X 1.8=1.19X 10八5pa空气离开曝气池池面时，氧的百分比为Ot =21 (1 EA) 100/7921 (1 一 EA)EA空气扩散器的氧转移率取12%Ot =21 (1-0.12) 100 /7921 (1 -0.12) =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Csb(T)二 CS(T) Pb/(2.206 10八5)Ot/42Csb(30 C) =7.63 1.19 10八5/

26、(2.206 10 a 5) 18.96/42 7.56mg / L换算为在20C条件下脱氧清水的充氧量RO =R *CS(20 C)/：Csb(T) -c 1.0240其中 a=0.82; ?=0.95; c=2.0; ?=1.0。RO =150 9.17/0.820.95 1.0 7.562.0 1.0243如 = 254.7mg / hROmax=210 9.17 /0.82 0.95 1.0 7.562.0 1.02430-0 356.6mg /h3) 曝气池的平均时供氧量GS=RO 100/(0.3 EA)EA 氧的利用率 取12%GS =254.7 100/(0.3 *12 707

27、5m3/h曝气池最大供气量GSmax = ROmax 100/(0.3 EA)GSmax =356.6 100/(0.3 12) = 9905m3/h去除1kg BOD5供气量厶空气=7075/170 =41.62m3 空气 /kg BOD1m3污水的供气量：空气=9905 24/50000=4.75m 3空气 / m3水4) A段回流污泥所需空气量8 0.6 104/24=20000m3/h5) 空气管路设计共搭设16条配气管，每条气量为9905/16=619m3/h总曝气池面积为5.4 16 2=172.8每个空气扩散器面积的服务范围按0.49m2算，则所需所需空气扩散器的数量为172.8

28、/0.49=353个 每条配气管有22个扩散6)曝气系统设计草图图3-6 A段曝气池平面图352 B段曝气池的设计计算B段接收A段的处理水，水质、水量比较稳定，冲击负荷已不在影响B段，B段的净 化功能得以充分发挥。B段属传统活性污泥法，溶解氧一般为 23mg/L,水力停留时 间为24h。(1 )设计参数确定污泥负荷：N=0.2kgBOD5/(kgMLSS d)污泥回流比：R=100%混合污泥浓度：X3500mg/L去除率：丘二 80 一20 100% =75%80SVI=100(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

29、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：V二盔二70000 80 = 8000m3NsX0.2 汇 3500 确定曝气池各部位尺寸设3组曝气池，每组容积：V二8000二2667 m33池深取4米，则每组曝气池的面积：F266 .666.75 m24池宽为4米，B/H=1.5介于1 2间，符合规定。池长：L = F = 666.75 =166.7m ； - 166 41.7，符合规定B 4B 4设5廊道式曝气池，廊道长：L二空 = 33.3m5(4) 污泥龄计算污泥龄：设a=0.41 1 -c12.5daNs 0.4 0.2(5 )回流污泥量S

30、VI106 X1001 =10000mg/L(6 )需氧量QB 二 aQSrB bQNr =1.23 0.827 3600 0.06 4.57 0.827 3600 0.03 = 627.89m3 / h设 a =1.23，b =4.57(7) 曝气时间计算T A=Va _ 8000Q35002.3h取超高为0.5米，则池总高度为：4+0.5=4.5m出水设计段曝气池的出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水头2初 f 0.827+0.118=0.2m=I = I 丿(0.4汇6汉丁2況9.8丿)B段曝气池曝气系统设计与计算最大需氧量为OA= 627.89kg/h每日去除的BOD5值为BODa =50000 0.173/24 =360kg/h B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30C,查表得20和30时水中的饱和溶解氧值分别是CS(20C) =9.17mg/LCS(30 C) =7.63 mg/L 空气扩散出口处的绝对压力Pb=1.013 X 10A5+9800HPb=1.013 X 10A5+9800X 1.8=1.19 X 10八5 pa空气离开曝气池池面时，氧的百分比为Ot =21 (1 EA) 100 /7921 (1 EA)EA空气扩散器的氧转移率取12%Ot =21x(10.12)x10