某城市日处理量6万m3污水处理工程设计说明

1、目录第一章 总 论 11.1 工程概况 11.2 设计的依据 11.3 设计的原则 1第二章设计说明书 22.1 水质水量分析 22.2 处理的工艺流程 32.3 工艺各处理构筑单元主要作用说明 6第三章 设计计算书 73.2 污水提升泵房 93.3. 沉砂池 103.4 AN/O 生物池 113.5 二沉池 153.6 污泥浓缩池 173.7 消毒接触池 19第四章 污水厂总体布置 194.1 水头损失计算 194.2 高程确定 204.3 污水厂平面高程布置 214.3.1 平面布置 214.3.2 管线布置 214.3.3 辅助建筑物 224.3.4 高程布置 22参考文献 23第一章

2、总 论1.1 工程概况某城市污水排放量为 60000m 3/d ，该市地处内陆中纬度地带属于大陆性季风 性气候，受季风环流影响，冬季多北风和西北风，夏季多南风或东南风，市区全年 主导风向为东北风，频率为18%，年平均风速2.54米/秒。平均气温9.114.2 C, 最热月平均气温 21.326.7 C,最冷月3.01.9 C。极端最高气温 42 C, 极端最底气温11.9 C。年日照时数2005小时。多年平均降雨量517毫米，集 中于 7 ， 8 ， 9 月，占总量的 50% 60% 。该污水处理厂选址于城郊，位于大河北 岸河堤内一块长方形地带， 场地地势平坦， 由西北坡向东南， 场地标高 5

3、4.5 53.5 米之间，位于城市中心区排水管渠末端，交通便利。该污水厂的 出水直 接排 入厂区外 部的河 流( 符合地表 水环境 质量 标准 (GB3838-2002 )川类功能水域)，其最高洪水位(50年一遇)为150.0m，常 水位为 148.0m ，枯水位为 145.0m 。1.2 设计的依据( 1 )甲方提供的水量、水质、用地等有关设计原始资料；( 2 ) 城镇污水处理厂污染物排放标准 ；( 3 )国家及地区颁发的其它有关设计规范及规定( 4 ) 给水排水设计规范 。1.3 设计的原则(1) 本设计方案严格执行国家有关环境保护的各项规定，废水处理后必须确保各项出水水质指标均达到城市废

4、水排放要求。(2) 针对本工程的具体情况和特点，采用成熟稳定的处理工艺和设备，尽量采用 新技术、新材料、以先进、实用、经济为主。(3) 处理系统运行应有较大的灵活性和调节余地以适应水质、水量变化及土质 的要求。(4) 管理、运行、维修方便，尽量考虑操作自动化，减少劳动强度。(5) 在不影响处理效果的前提下，充分利用原有的构筑物和设施，节省工程费用 减少占地面积和运行费。(6) 降低噪声，改善废水处理站及周围环境。第二章设计说明书2.1水质水量分析该城市污水主要以居民生活污水、 市政污水以及部分降水等所组成，根据本工程所给出的数据可知，工艺要求为:(1)B0D5的去除率为：COD Cr的去除率为

5、:SS的去除率为:氨氮的去除率:2 ）建设单位提供的设计参数：设计日平均流量设 Q=50000m 3/d ，生活污水量总变化系数 Kz 总=1.315 ，则最大流量为：Qmax= KzX Qa=1.341 X 50000 =67050m3/d =2793 m 3/h =0.776 m 3/s2.2 处理的工艺流程1 SBR 法：污水一级处理曝气池处理水1 、工作原理：（1 ）流入工序：废水注入，注满后进行反应，方式有单纯注水，曝气，缓 速搅拌三种。（2）曝气反应工序：当污水注满后即开始曝气操作，这是最重要的工序，根 据污水处理的目的，除P脱N应进行相应的处理工作。（3）沉淀工艺：使混合液泥水分

6、离，相当于二沉池。（4）排放工序：排除曝气沉淀后产生的上清液，作为处理水排放，一直到最 低水位，在反应器残留一部分活性污泥作为种泥。（5）待机工序：工处理水排放后，反应器处于停滞状态等待一个周期。2 、工作特点：（1 ）大多数情况下，无设置调节池的心要。（2）SVI 值较低，易于沉淀，一般情况下不会产生污泥膨胀。（3 ）通过对运行方式的调节，进行除磷脱氮反应。（4 ）自动化程度较高。5 ）得当时，处理效果优于连续式且单方投资较少。（6 ）占地规模大，处理水量较小。2 氧化沟法：污水中格栅T提升泵房细格栅沉砂池厌氧池氧化沟 二沉池T接触池T排放1）工作原理：氧化沟一般呈环形沟渠状， 污水在沟渠内

7、作环形流动， 利用独特的水力流 动特点，在沟渠转弯处设曝气装置， 在曝气池上方为厌氧池， 下方则为好氧段， 从而产生富氧区和缺氧区，可以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮的效应，同 时氧化沟法污泥龄较长， 可以存活世代时间较长的微生物进行特别的反应， 如 除磷脱氮。2）工作特点：（1）在液态上， 介于完全混合与推流之间， 有利于活性污泥的适于生物凝聚作 用且对水量水温的变化有较强的适应性，处理水量较大。（ 2 ）污泥龄较长，一般长达 15 30 天，到以存活时间较长的微生物，如果运 行得当，可进行除磷脱氮反应。（3）污泥产量低，且多已达到稳定，自动化程度较高，使于管理。（4）占地面积较大，运行费用

8、低。（ 5 ）脱氮效果还可以进一步提高， 因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环，要提高脱氮效果势必要增加内循环量， 而氧化沟的内循环量从政论上 说可以不受限制，因而具有更大的脱氮能力(6) 氧化沟法自问世以来，应用普遍，技术资料丰富。3 A/O 生物处理工艺：污水格栅提升泵房初沉池A/0生物池二沉池排放1)工作原理： 将硝化反应器内已充分反应的混合液的一部分回流至反硝化反应器 中，反硝化反应器中的脱氮菌以污水中的有机物作为碳源，以回流混合液中 的硝酸盐作为电子受体，将硝态氮还原为气态氮(N2)。2) 工作特点： (1)将反硝化反应器放置在系统之首；(2) 反硝化反应所产生的碱度可以补充硝化

9、反应所消耗碱度的一半左右，因此对于含氮浓度不高的废水(如生活污水、城市污水) 可以不必另行投加碱度以调节 pH 值；(3) 硝化曝气池在后，使反硝化残留的有机物得以进一步去除，提高了出水水质，而且无需增建后曝气池；(4) 流程比较简单，装置少，无需外加碳源，因此建设费用和运行费用较低。4 结论：综合本工程处理要求和工程规模， 比较各种污水处理方法， 最终选定简单易行、经济合理、有效的 A/0 生物处理工艺 。工艺流程如下：出 水2.3 工艺各处理构筑单元主要作用说明(1) 格栅：格栅是用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并 保证后续处理设施能正常运行的设备。(2) 平流沉砂池：平

10、流沉砂池的作用是对污水中的以无机物为主体的比重的固 体悬浮物进行沉淀分离。可去除 10%左右的B0D5和55%的SS。(3) A/0生物池：由缺氧池和好氧池组成，其作用是对污水中的氨氮和 B0D5 具有一定的去除效率。(4) 二沉池：二次沉淀池是对污水中的以微生物为主体的，比重小的，因水流 作用易发生上浮的生物固体悬浮物进行沉淀的部分。(5) 污泥浓缩池：污泥浓缩池是降低污泥含水率，减少污泥体积的有效设备， 重力浓缩实际上是自重压密的过程第三章设计计算书3.1 格栅设计流量：平均流量：Qa=50000m 3/d=2083 m 3/h=0.5787 m3/s2.70.11 总变化系数：Kz= Q

11、a=2.7 =578.70.11=1.341设计流量Qmax :Q max = Kz X Qa=1.341m 3/s格栅型号：链条式机械格栅设计参数：栅条宽度s = 10.0mm0.8m过栅流速=1.0m/s（Qa 平均流量，L/s）X 50000=67050m 3/d =2793栅条间隙宽度b=20.0mm栅前渠道流速ub=0.55m/sm 3/h=0.776栅前水深h二a=60栅渣量按1000m 3，污水产渣0.07m 3 （机械清渣）(1) 栅条间隙数:tqV max? . sin nbvh(2) 格栅建筑宽度b :0.776. sin 600.02 1.0 0.845(个)b s(n

12、1) d?n 0.01 (45 1)0.02 451.34m 取 b = 1.4m(3) 进水渠道渐宽部分的长度(l1):设进水渠宽b1 = 1.0m其渐宽部分展开角度a= 20l1比卫0.64m2tg 12tg20(4) 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部份长度(12):l20.5l10.32m(5) 通过格栅的水头损失(h” :格栅条断面为矩形断面,故k=3,贝h h0 ?k里？sin ?k(空)43?里？sin ?k2gd 2g0 01411.79 ()'3 sin60 3= 0.1160.022 7.76(6) 栅后槽总高度(h总)：设栅前渠道超高h2=0.3mh 总 h h h20

13、.8 0.3 0.1161.216m(7) 栅槽总长度(L):(8) 每日栅渣量W:设每日栅渣量为0.07m 3/1000m 3,取Kz = 1.34186400 qv max W1Kz 100086400 0.776 0.071.341 10003= 0.357(m /d)30.2m /d采用机械清渣3.2污水提升泵房1水泵选择设计水量67050m 3/d，选择用4台潜污泵(3用1备)Q警竽9宀所需扬程为6.0m、容积选择350QZ 100型轴流式潜水电泵扬程/m流量转速轴功率/kw叶轮直径效率/%/(m 3/h)/(r/mi n)/mm7.221210145029.930079.52集水池

14、按一台泵最大流量时6min的出流量设计，则集水池的有效容积60109.6m3、面积 取有效水深H 3m，贝U面积F Q1 1096 36.5m2H 3集水池长度取10m,贝U宽度B F英5 3.65m,取3.7m l 10集水池平面尺寸L B 10m 3.7m保护水深为1.2m,实际水深为4.2m、泵位及安装潜水电泵直接置于集水池内，电泵检修采用移动吊架33沉砂池选型：平流式沉砂池设计参数:设计流量Qmax =0.913 m 3/s水力停留时间t 50s水平流速v 0.25m/ s(1 )长度：I vt0.25 50= 12.5m(2 )水流断面面积:(3)池总宽度：BA QVmax/v 09

15、133.652m20.25A/ h20.913/0.2513.652m有效水深h21m= 3.6m(4 )沉砂斗容积：VQvmax?X?T 864000.913 30 2 86400T = 2d , X = 30m 3/10 1.315 10m3(5) 每个沉砂斗的容积(V。)设每一分格有2格沉砂斗，则3.62 20.9m3(6) 沉砂斗各部分尺寸:0.5m,设贮砂斗底宽b1 = 0.5m ;斗壁与水平面的倾角60。，贮砂斗高h ' 3 =贮砂斗的上口宽b22h'3tg60S 1.1m(7) 贮砂斗容积：(Vi)3h'3 (S1S2, S1S2)0.5 (1.6520.

16、521.65 0.5)=0.64m3(8 )沉砂室高度：(h 3)设采用重力排砂，池底坡度,坡向砂斗，则污泥区高度h3h'3 0.06l0.5 0.060.06(L2 h'3(12.5 2 1.652b2b')/20.2)/20.77m(9) 池总高度：(H)Hh1 h2 h30.3 1.0 0.772.07m(10 )核算最小流速VminvQmin°.674Vminn1 min 21.821=0.18m/s 0.15m/ s(符合要求)3.4An/O生物池设计参数:An/O生物池n=2 ,每组流量按最高日平均设量 Q=60000/2=30000m3/d计污泥

17、负荷 Us=0.1kgBOD 5/(kgMLSS -d)污泥浓度(MLSS )Xa=3.5g/L生物反应池进水BOD 5为:S01601 10%144mg/L(1 )生物反应池总容积V及总停留时间T:3V Q(s Se) 30000 (144 20) 1012400m3XNs0.1 3.0总停留时间:124009.92h3000024(2) 缺氧区计算:缺氧区停留时间Tn=3.0h(3)好氧区计算:好氧区容积:v TQv n八，243.° 30000 3750m324312400 37508650 m3停留时间:ToV0865006.92hQ 3000024(4) A/O生物池的尺寸

18、确定:取池中水深h=5m ，贝U缺氧区的面积:Vnh37505.0750m2好氧区的面积:86505.021730m2每格中各设置1台20 C时的衰减系数缺氧区分为8格正方形，每格正方形为10.0m x 10.0m ； 搅拌机；好氧分为4廊道，每个廊道宽度为5.41m。(5 )曝气系统设计流量米用最咼日平均流量为 60000m 3/d。排除生物反应池系统的微生物量计算：设计温度T=15 C,Kd20 =0.04d-1 ;温度系数 B t采用 1.021.06 ，则:T 2015 201Kdi5 Kd 20 t 0.04 1.060.0299d污水需氧量计算：(1) 实际需氧量：O2 0.001

19、aQ So Se c XVSS b 0.001Q Nk Nke 0.12 XVSS 0.62b 0.001Q Nt Nke Noe0.12 Xvss式中，。2为污水需氧量，kgOz/d ;Q为生物反应池的进水量，m3/d ;So、Se分别为生物反应池进出水 BOD 5，mg/L ;AKVSS为生物反应池排除系统的微生物量(及污泥量)，kg/d ;Nk、Nke分别为生物反应池进出水 TKN，mg/L ;Nt为生物反应池进水TN，mg/L ;Noe为生物反应池出水硝态氮浓度，mg/L ;0.12 AKVSS为生物反应池排除系统的微生物量中含氮量，kg/d ;a为碳的氧当量，当含碳物质以 BOD 5

20、计时，取1.47 ;b为常数，氧化1kg氨氮所需氧量，kgO 2/kgN，取4.57 ;c为常数，细菌细胞的氧当量，取1.42。计算得Y QS0Se1000fKdtXaV60000 160 90%200.56 -10002497.98kgMLVSS /d0.75 0.0299 3.0 12400 2剩余污泥的体积量(湿泥量) V' 2 (m3/d )V2Xvss2497.98312.25m3/d1 P 10001 0.9921000O20.0011.47 60000160 90% 201.422497.98 4.570.001 60000 3580.12 2497.980.624.57

21、0.001 6000035 8 100.122497.9811382.4kgQ/d去除1kg BOD 5所需的氧量为：0.001 1.47 60000160 0.9 201.42 2497.9860000160 0.92010000.99kgO2 / kgBOD5 0.45kgO2 / kgBOD5,符合要求 去除1kg氨氮所需的氧量为：4.570.001 6000035 80.12 2497.986000035 810003.72kgO2/kg氨氮3.70kgO2氨氮,符合要求(2) 曝气池逸出气体中含氧量计算：21 1 Ea21 1 18%Ot-100%100% 17.9%79 21 1

22、E-79 21 1 18%式中，E-为氧利用率%，取值18%。曝气装置在水面下4.2m，则扩散器出口处的绝对压力pb为：P 1.013 1059.8 103 4.21.44 105 Pa 0.144MPa(3) 清水平均溶解氧Csm( mg/L )计算：按曝气装置在水下深度处至池面的清水平均溶解氧公式计算取水温T=15 C,清水表面处饱和溶解氧 Csw为10.3mg/L ，贝Csm Csw 试68 ° 10.3 嘗4 男 H.5mg/L2.068422.06842(4) 标准传氧速率No的计算取a为混合液中KLa值与清水中KLa值之比，一般为0.80.85 ；B为混合液的饱和溶解氧值

23、与清水的饱和溶解氧之比，一般为0.90.97 ； Co为混合液剩余Do值，一般为2mg/L ； Cs为标准条件下水中饱和溶解氧，等于 9.17mg/L； T为混合液温度，C,设计温度为15 C； Csm为曝气装置在水下深度处至池面的清水平均溶解氧，mg/L，则标准传氧速率N0为：N。2 CsT 20Csm C。1.02411382.4 9.170.80.9 11.5 21.02415 2017592.5kgO2 /d供空气体积(Gs)计算:GsN。0.28EA17592.5/240.283314544.03m / h 242.4m / min0.18风压估算:曝气设备上水深5.0 0.25 0

24、.15曝气头损失0.255.65m管路损失富余压力3.5二沉池选型：圆形辐流式二沉池 设计参数:流量 60000m 3/d=2500m3/h(1 )沉淀部分水面面积计算：设表面负荷q=1.6m 3/(m 2 h)，n=8 个，则2390.625m60000F0.8 8 24(2) 沉淀池直径:存 8 390,625 仃.75m,取D=18m3.14实际水面面积：D23.14 23.022415.265m实际表面负荷:q'60000QnF 4 24 412.2650.38m3/(m2?h)校核堰口负荷：单池设计流量 Q°=312.5m 3/h，代入得Q0q131.20L/ m

25、s312.5 103.14 23 3600校核固体负荷:1 R Q°Xa 24 q210.75312.5415.2653.0 2494.82kg / m2 d所以堰口负荷和固体负荷都负荷要求。(7)沉淀部分有效水深：设沉淀时间t=4h，则沉淀部分有效水深h2 qt 0.76 43.04m(8)污泥区高度计算:Cu为底物浓度，kg/m 3，即回流污泥浓度，则Cu -R XaR10.753.0 7.0gMLSS/L0.75设污泥在二沉池的浓缩时间 ti=0.5h，所以污泥区高度为:h20.51 R Q°XatXaCu F1 0.75312.5 3.0 0.50.4m0.53.0

26、 7.0415.265池边深度:h2h2h20.33.04 0.4 0.33.74m,取 h24.0m(10 )沉淀池高度:设池边坡度为 0.05，污泥斗直径d=2.0m，则池中心与池边落差h30.0523 20.05 -20.525m超过hi=0.5m，污泥斗高度h4=1.0m，则沉淀池高度H为:Hh1 h2 h3 h4 0.5 4.0 0.525 1.0 6.025m(11 ) 二沉池的污泥 Xt： f=MLVSS/MLSS ，城市污水一般为 0.753Xv fX 0.75 30002250mg / L 2.25kg /mX aQ La LbXvV0.6 60000180 2010 3 0

27、.08 2.25 415.265 3.045532.77 kg /d、，X5532.77,XTf0.757377kg/d剩余污泥的体积量(湿泥量) V (m3/d)Xt1 R 100073771 0.99210003922.2m /d(12 )污泥回流量V2V20.75V10.75 922.2691.65m3/d3.6污泥浓缩池设计参数：初沉池污泥含水率大约99.2 %浓缩后含水率97%浓缩时间T=15h浓缩池固体通量 M =35kg/(m2 ?d)浓缩池数量1座浓缩池池型：圆形辐流 式(重力浓缩)(1 )计算污泥浓度(污泥密度按1000kg/m3计)C1(1 R) 1000(10.992)1

28、000 8kg/m3C2 (1P2) 1000 (1 0.97) 1000 30kg/m3(2)污泥浓缩池的面积：污泥固体M通常取35kg/m 2贝UQ污泥G312.25 691.65835229.46m2(3) 污泥浓缩池的直径:D4 229.463.1417.1m,取 D = 18m(4) 污泥浓缩池的高度：浓缩时间t=15h，则工作高度:Qwt24 A312.25 691.65152.73m24 229.46(5) 池底坡度造成的深度h4为：设池边坡度为0.01D18h4i0.01 0.09m22(6) 有效水深：取超高h2=0.5m，缓冲层高度为h3=0.3mH1 h1 h2 hs 2

29、.34 0.5 0.33.14m 3m(7) 浓缩池总深度：泥斗深度h5=1.2mH H1 h4 h5 3.14 0.09 1.2 4.43m,取 H4.5m核算得，所处理的污泥量为312.25+691.65=1003.9m3/d (取1004 m 3/d )固体物质负荷:1004 4D21004 43.14 18223.95kg / m d处理后的污泥量Q'为10099.23Q污泥7 1004 2677m /d(8 )浓缩后污泥体积：污泥浓缩前含水率P1 =99.2%浓缩后含水率P2=97%，则浓缩后每天产生的污泥体积为:Q污泥 1 R 312.25 691.65100 99.23V

30、 泥-268m31 F2100 973.7消毒接触池因为处理要求达到GB8978-1996污水综合排放标准一级标准，故需经消 毒后处理出水才能排放。所以设置消毒池(接触式)2座，并用液氯消毒法进行消毒。在加氯量时应经试验后确定。对于生活污水，可参用下列数值：一级处理水排 放时，投氯量为2030mg/L;不完全二级处理水排放时投氯量为 1015 mg/L ；二级处理水排放时投氯量为510 mg/L 。接触消毒池设计的接触时间为 30min , 沉降速度采用11.3mm/s 。保证余氯量不少于0.5 mg/L 。(1) .接触池容积VV = Qmaxt 2500 0.51250m3(2) 采用矩形

31、隔板式接触池 2座n 2,每座池容积 y 1250/2 625m3(3) 接触池水深h 2.0m，单格宽b 1.8m则池长 L 18 1.8= 32.4m，水流长度 L' 72 1.8129.6m每座接触池的分格数=12964(格)32.4加氯间31加氯量按每立方米投加5g计，则W 5 60000 1030Okg2加氯设备选用3台REGAL-2100 型负压加氯机(2用1备)，单台加氯量为13kg/h第四章污水厂总体布置4.1水头损失计算计算厂区内污水在处理流程中的水头损失，选最长的流程计算，结果见下表:污水厂水头损失计算表构筑物名称水力损失（m）格栅0.092平流沉砂池0.3An/O

32、生物池0.35二沉池0.75污泥浓缩池0.2消毒浓缩池0.34.2高程确定根据式设计资料，场地标高49.5 48.5之间，土质良好。污水通过城市排水 管网收集，入污水处理厂管底标高1.0m ;经处理后直接排入厂区外部的河流， 排水标高-1.5m （所给标高均为相对标高，厂区地平最低处为土；河流最高洪水位为50.0米，常水位为48.0米，枯水位为45.0米。各污水处理构筑物的设计水面标高构筑物名称构筑物水面标高（m）构筑物名称构筑物水面标高（m）中格栅-1.000配水井+1.400提升泵房-4.940a/o生物池+1.000配水井+1.700二沉池+0.500平流式沉砂池+1.600污泥浓缩池+0.250消毒接触池-1.4004.3 污水厂平面咼程布置4.3.1 平面布置总平面布置包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置， 各种管线、 管道及渠道的平面布