城污水处理工程设计

1、、夕4刖百为了响应学校号召，增强我们对专业课的认识，培养我们的实际动手能力。准备在未来的三个周时间内，进行排水课程设计。污水处理厂是处理城市污水必不可少的环节。为了使水厂安全运行，合理布置，所以要对水厂进行设计。在这三个周的时间里，我一定要好好把握，做到独立完成，不懂就问，争取在做完之后真正掌握给水厂的基本设计步骤，在掌握了理论知识的基础上培养自己的实际动手能力，起到锻炼自己的目的。为下学期毕业设计和以后走上工作岗位奠定基础。第1章总论1.1 给水处理课程设计任务及要求1.1.1 设计题目A城市污水处理工程设计1.1.2 基本资料1、污水水量、水质(1)设计规模设计日平均污水流量Q=15000

2、m3/d设计最大小时流量Qa尸812.5m3/h(2)进水水质COD=500mg/L,BOD=300mg/L,SS=300mg/L,NH-N=35mg/L2、污水处理要求污水经过二级处理后应符合以下具体要求：COD100mg/L,BODK20mg/L,SS20mg/L,NHkN8.125m3,满足要求。5.4 沉淀池高度H=h1h2h3h4h5式中h1-保护高取0.3m12h2-有效水深取3.0mh3-缓冲层高，取0.3mh4-沉淀池底坡落差m由0.05坡度计算为0.375mh5-污泥斗高度取1.73m代入数值H=0.3+3.0+0.3+0.375+1.73=5.63m5.5 沉淀池周边处的高

3、度h1h2h3=0.33.00.3=3.6m5.6 径深比的校核D/h2=19.0/3.0=6.3,在612之间，满足要求。沉淀池的出水采用锯齿堰，堰前设挡板，拦截浮渣。沉在底部的沉泥通过刮泥机刮至污泥斗，依靠静水压力排除。出水槽采用双侧集水，出水槽宽度为0.5m，水深0.4m，槽内水流速度0.59m/s，堰上负荷为1.66L/(m.s)2.9L/(m.s)符合要求。初沉池的出水通过渠道流回初沉池集配水井的外层套筒，渠道宽700mm渠道内水深为0.5m,水流速度为0.85m/。第6章曝气池已知参数Qma尸0.226m3/s,原污水BODfi300mg/L,要求处理水BOD值20mg/L,SS值

4、10符合要求。设每组曝气池共5廊道，每组廊道长L1=L/5=134.0/5=27m曝气池超高取0.5m则池总高度为4.2+0.5=4.7mI在曝气池面对初沉池和二次沉淀池的一侧，各设横向配水渠道，并在池中部设纵向中间配水渠道与横向配水渠道相连接，在两侧横向配水渠道上设进水口，每组曝气池共有5个进水口。在面对初沉池的一侧，在每组曝气池的一端，廊道I进水口处设回流污泥井，井内设污泥空气提升器，回流污泥由污泥泵站送入井内，由此通过空气提升器回流曝气池。如图15去二次沉淀池出水6.2曝气系统的计算与设计本设计采用鼓风曝气系统(1)平均时需氧量的计算Q=aQS+bVX,、.、式中a-活性污泥微生物对有机

5、污染物氧化分解过程的需氧率，即活性污泥微生物每代谢IkgBO所需要的氧量，以kg计，查表取a=0.5.一.一b-活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率，即每kg._.-)活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，以kg计，查表取b=0.15Sr-经活性污泥微生物代谢活动被降解的有机污染物量，以BOD1Xv-单位曝气池容积内的挥发性悬浮固体(MLVSS)lkg/m3代入数值225-2033000.75O2=0.515000+0.154500=3224.8kg/d=134.4kg/h10001000(2)最大时需氧量的计算根据原始数据，K=1.3225-20.3300075Q(max)=0.51

6、50001.3()+0.154500一=3686.1kg/d=153.6kg/10001000h(3) 每日去除的BODfi1615000(225-20)BOD=3075kg/d1000(4) 去除每kgBOD勺需氧量：Q=3224.8/3075=1.05kgO2/kgBOD(5) 最大时需氧量与平均时需氧量之比Q(max)/O2=153.6/134.4=1.146.3供气量计算采用网状模型中微孔空气扩散器，敷设于距池底0.2m处，淹没水深4.0m,计算温度为30C,查表得水中溶解氧饱和度CS(20)=9.17mg/LCs(30)=7.63mg/L(1)空气扩散器出口处的绝对压力(Pb)计算得

7、Pb=P+9.8103H式中P-大气压力P=1.013m105RH-空器扩散装置的安装深度m取4m代入数值Pb=1.013105+9.81034=1.405105Pa(2)空气离开曝气池面时，氧的百分比计算O=21(1-EA)100%7921(1-Ea)式中Ea-空气扩散器的氧转移效率，对网状模型中微孔空器扩散器，取12%故O=_2110.12)100%=18.96%7921(1-0.12)(3)曝气池混合液中平均氧饱和度(按最不利的温度条件考虑)计算Csb(T)=C(-5+乌)2.02610542式中G-在大气压力条件下氧的饱和度mg/L,最不利温度条件按30c考虑，代入各值得一一5一一一c

8、1.4051018.96、Csb(30)=7.63(5)=8.74mg/L2.02610542(4)换算为在20c条件下，脱氧清水的充氧量17RCsb(20)r)=:；Csb(T)-C1.024式中a-修正系数aw(0.80.85)取a=0.82污水中的Kra、工=清水中的KraP-修正系数P=Pw清水中的Cs(0.90.97)MP=0.95代入数值Ro=134.49.170.820.951.08.74-2.01.024(30)=188.1kg/h相应的最大时需氧量为R0(max)=153.49.170.820.951.08.74-2.01.024E=214.7kg/h(5)曝气池平均时供氧量

9、G=R00.3E-100=188.1100=5225m3/ha0.312(6)曝气池最大时供氧量.224.73_G(max)=100=8945.8m/h0.312(7)去除每kgBOD的供气量52253、.5225x24=38.65m空气/kgBOD3075(8)每m2污水的供气量勰QC空气/m3污水(9)本系统的空气总用量18除采用鼓风曝气外，本系统还采用空气在回流污泥井提升污泥，空气量接回流污泥量的3-5倍计算，取8倍，污泥回流比R取值50%这样，提升回流污泥所需空气量为80.515000=2500nVh24总需气量8945.8+2500=1145.8n?/h6.4 空气管系统计算按图所示

10、的曝气池平面图，布置空气管道，在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，共4根干管，在每根干管上设5对配器竖管共10条，全曝气池共设50条配气竖管，竖管的供气量为8945.8/50=178.9m3/h曝气池平面面积为2745=1215m每个空气扩散器的服务面积按0.49m3计，则需孔器扩散器的总数为1215/0.49=2479个，为安全计，本设计采用2500个空器扩散器。每个竖管上安设的空器扩散器的数目为2500/50=50个，每个空气扩散器的配气量为8945.8/2500=3.31m3/h将已布置的空气管路及布设的空气扩散器绘制成空气管路计算图，用以进行计算。选择一条从鼓风机房开始的最远最长的管路

11、作为计算管路，在空气流量变化处设计算节点，统一编号后列表进行空气管道计见表6-1o空气干管和支管以及配气竖管的管径，根据通过的空气量和相应的流速按附录2加以确定，计算结果列入计算表中第6项。空气管路的局部阻力损失，根据配件的类型按公式折算成当量长度损失L0,并计算出管道的计算长度，计算结果列入计算表中的第8、9两项。19空气管路计算图O万口女.受力上117?空气管路计驿图2)空气管道的沿程阻力损失，根据空气管的管径D空气量，计算温度和曝气水深，查附录3求得，结果列入计算表的第10项。9项与10项相乘，得压力损失结果列入计算表第11项。将表中11项各值累加，得空气管道系统的总压力损失为5.88+

12、1.979=7.859KPa,为安全计，设计取值9.8KPa。20空气管路计算表表6-1段编管段长度空气流量空气流速管径配件管段当量长度管段计算长度压力损失h1+h2L/mm3/sm3/mmv/mD/mmL0/mL+L09.8Pa/mPa1234567891011-16:0.53.580.06-32弯头1个0.621.120.180.2-150.57.160.12-32三通1个1.181.680.320.54-140.510.740.18-32三通1个1.181.680.651.09-13:0.514.320.24-32三通1个1.181.680.91.51-120.2517.90.298-3

13、2三通1个，异形管1个1.271.521.251.9-110.935.80.6550三通1个，异形管1个2.183.080.51.54-1010.971.61.193.9480四通1个，异形管1个3.834.730.381.8-96.751792.986.2100闸门1个，弯头3个，三通1个11.318.050.712.33-85.53585.9712.67100四通1个，异形管1个6.4111.912.529.78-7二5.571611.9311.25150四通1个，异形管1个10.2515.750.914.18-65.5107417.99.5200四通1个，异形管1个14.48200.45

14、9节5.5143223.8712.67200四通1个，异形管1个14.4819.960.816-41717929.8315200四通1个，异形管1个20.9227.921.2537.4-39497782.9511400三通1个，异形管1个33.2742.270.2811.28-29676.7112.7814.9400三通1个，异形管1个33.2742.270.729.59T二3011446190.7711.2600三通1个，异形管1个54.1284.120.433.65合计201.99将表中第11项各值累加得空气管道系统的总压力损失为183.47M9.8=1.798KPa,网状膜空气扩散器的压

15、力损失为5.88KPa,则总压力损失为5.88+1.798=7.678KPa,为安全计，设计取值9.8KPa216.5 空压机的选定空气扩散装置安装在距曝气池底0.2m处，因此，空压机所需压力为P=(4.2-0.2+1.0)9.8=49KPa空压机供气量：最大时:8945.8+2500=11445.8m3/h=190.8m3/min平均时:5225+2500=7725m/h=128.75m3/min根据所需压力及空气量，决定采用LG6CS空压机5台。该型空压挤风压50KP,风量60nVmin,正常条件下，3台工作，2台备用，高负荷时3台工作，1台备用。第7章二次沉淀池2座，沉淀池表面负荷q采用

16、普通辅流式沉淀池，中心进水，周边出水，共取1.5m3/(m2.h),一般为0.8-1.5m3/(m2.h)7.1 单池表面面积AA工=0.2263600=271.2m2N。21.5q,，一4A42712一池子直径D=J=18.6m取D=19.0m.二：3.147.2 沉淀池的有效水深设污水在沉淀池内的沉淀时间t为2h,则沉淀池的有效水深h2=qt=1.5M2=3.0mW(1.53.0)符合要求径深比D/h2=19.0/3.0=6.3W(612)符合规范要求7.3 污泥部分所需容积按4h计算，则由公式丫二+吟=0.5户8仅5父3330=1218.75m3xXr33301000022可见污泥所需容

17、积较大，无法设计污泥斗容纳污泥。所以在设计中采用机械刮吸泥机连续排泥，而不设污泥斗存泥，只按构造要求在池底设0.05坡度及一个放空时的泥斗，设泥斗高度为0.5m7.4 沉淀池高度H=h1h2h3h4h5式中h1-保护高取0.3mh2-有效水深取3.0mh3-缓冲层高，取0.3mh4-沉淀池底坡落差m由0.05坡度计算为0.4mh5-污泥斗高度取0.5m代入数值H=0.3+3.0+0.3+0.4+0.5=4.5m沉淀池的出水采用锯齿堰，堰前设挡板，拦截浮渣，出水槽采用双侧集水，出水槽宽度为0.5m,水深0.4m,槽内水流速度0.59m/s，堰上负荷为1.46L/(m.s)1.7L/(m.s)符合

18、要求。二沉池的出水通过渠道流回二沉池集配水井的外层套筒，渠道宽700mm渠道内水深为0.5m,水流速度为0.67m/s,然后通过管径为800mm勺管道送往消毒接触池，管内流速为0.93m/s第8章污水处理厂高程的计算污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物和泵房的标高，确定各构筑物之间连接管的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，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。污水高程计算表见表7-12324管渠及构筑物名称Q1-1Ls管渠设建数水头损失/m水面标图/m地面标图/mBXH(D)H/mi/%oVL沿程JOS构筑物合计上游下游

19、构筑物上游下游出水口至计量堰226500X5000.51.200.80500.060.0090.069384.220384.150384.0384.0计量堰2260.3600.360384.580384.220384.400384.0384.0计量堰至接触池226500X5000.51.200.80200.0240.0040.028384.610384.580384.0384.0接触池1130.3000.300384.910384.610384.76384.0984.0接触池至集配水井2266000.61.600.90300.0480.0070.055384.960384.910384.038

20、4.0集配水井至二沉池113400X4000.31.900.85200.0380.0060.044385.010384.960384.0384.0二沉池1130.500.500385.510385.010385.260384.0384.0二沉池至集配水井1706000.601.200.80200.0240.0040.028385.530385.510384.0384.0污水高程计算表表7-125集配水井至曝气池3396000.602.701.00200.0540.0060.060385.590385.530384.384.0曝气池2260.4000.040385.990385.590385.7

21、90384.0384.0曝气池至集配水井2266000.601.600.90200.0320.0050.037386.030385.990384.0384.0集配水井至初沉池1135000.501.500.8050.0080.0020.010386.040386.03384.0384.0初沉池113ii.,-0.520.52386.560386.040386.300384.0384.0初沉池至集配水井1135000.501.500.8050.0080.0020.010386.570386.560384.0384.0集配水井至沉砂池2266000.601600.90200.0320.0060.0

22、44386.610386.570384.0384.0沉砂池1130.200.20386.810386.610386.710384.0384.0细格栅2260.100.10386.910386.810386.860384.0384.0中格栅2260.100.10387.010386.910386.960384.0384.026第9章污水处理厂的平面布置9.1 污水处理工程设施组成根据选定的处理方案和处理工艺流程，污水处理工程设施包括生产性构筑物、辅助建筑物、各类管道和其他设施。各类管道包括厂区管道包括污泥管道、污水管道、空气管道、加药管道、沼气管道、上清液管道。其他设施包括道路、绿化、照明、围墙、大门。9.2 平面布置1 .工艺流程：根据设计任务书提供的厂区面积和地形，采用直线型，这样布置生产联路管线短，管理方便，且有利于日后扩建。2 .平面布置：按照功能将厂区分成以下三区：(1) 生产区：有各项水处理设施组成，一般呈直线型布置。(2) 生活区：将办公楼、食堂、浴室、锅炉房、宿舍等建筑物组合在一个区内。为不使这些建筑物过于分散