某市日处理量为12万m3 污水处理厂工艺设计 24页

目录第一章总论11.1设计任务和内容11.2基本资料11.2.1进水水质11.2.2处理要求11.2.3处理工艺流程11.2.4气象和水文条件11.2.5厂区地21.3设计内容21.4设计成果2第二章污水处理工艺流程说明3第三章处理主要构筑物设计43.1格栅间和泵房43.1.1中格栅43.1.2污水提升泵房63.2沉砂池73.3初沉池103.3.1说明103.3.2设计参数103.3.3设计计算103.4曝气池123.5二沉池15第四章主要设备说明174.1格栅174.2沉砂池174.3初沉池174.4曝气池174.5二沉池18第五章污水厂区总体布置185.1主要构（建）筑物与附属建筑物18\n5.2.污水厂平面布置185.2.1工艺流程布置185.2.2构（建）筑物平面布置185.2.3污水厂管线布置185.2.4厂区道路布置195.2.5厂区绿化布置195.3污水厂高程布置195.3.1污水厂高程布置195.3.2主要任务205.3.3高程布置原则205.3.4污水处理厂构筑物高程布置计算20课程设计综述22\n第一章总论1.1设计任务和内容某市日处理量为12万m3污水处理厂工艺设计1.2基本资料1.2.1进水水质最大处理量Qmax=m3/dCOD480mg/lBOD5250mg/lSS300mg/l1.2.2处理要求污水经二级处理后应符合以下具体要求：COD≤60mg/lBOD5≤20mg/lSS≤30mg/l1.2.3处理工艺流程污水拟采用传统活性污泥法工艺处理，具体流程如下：污水分流井闸格栅间污水泵房出水井计量槽沉砂池初沉池曝气池二沉池消毒池出水1.2.4气象和水文条件风向：多年主导风向为西南方气温：年平均气温4.6℃；最热月份平均为26.5℃；极端气温，最高33℃，最低为-40℃，最大冻土深度为1.9m\n水文：降水量多年平均为年693.9mm：蒸发量多年平均为每年1210mm地下水水位，地面以下5-6m。1.2.5厂区地污水厂选址在185-192m之间，平均地面标高为187.5m。平均地面坡度为0.3%-0.5%，地势为西北高，东南低。厂区征地面积为东西产380m，南北长280m。1.3设计内容对工艺构筑物选型作说明：主要处理设施（格栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池）的工艺计算；污水处理厂平面和高程布置。1.4设计成果设计计算说明书一份：设计图纸：污水厂平面图和污水处理高程图各一张。\n第二章污水处理工艺流程说明设计采用比较成熟传统活性污泥法处理城市污水，经一级处理后主要去除比较大的悬浮物质和比重较大的固体颗粒物质。处理后的污水进入曝气池进行生化处理单元，大部分地去除有机物质。废水处理工艺流程图，如图2-1：格栅沉砂池初沉池推流式曝气池池二淀池污泥浓缩池厌氧消化池污泥机械脱水间消毒池出水进水外运\n第三章处理主要构筑物设计3.1格栅间和泵房3.1.1中格栅采用两个格栅间并联使用：（1）.设计流量Q=m3/d，选取流量系数Kz=1.2则：最大流量Qmax＝1.2×m3/d=m3/d＝1.667m3/s每个格栅机的理论流量为Q单=Qmax=×1.67=0.833m3/s（2）.栅条的间隙数（n）设:栅前水深h=0.77m,过栅流速v=0.9m/s,格栅条间隙宽度b=0.02m,格栅倾角α=60°则：栅条间隙数(取n=41)（3）.每个栅槽宽度(B’)设：栅条宽度s=0.01m则：B’=s（n-1）+bn=0.01×（41-1）+0.02×41=1.22m（4）.进水渠道渐宽部分长度考虑0.4m隔墙，B=2B’+0.4=2.84m设：进水渠宽B1=2.38m,其渐宽部分展开角α1=20°（进水渠道前的流速为0.7m/s）则：（5）.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(L2)\n（6）.过格栅的水头损失（h1）设：栅条断面为矩形断面，所以k取3则：其中ε=β（s/b）4/3k—格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般为3h0--计算水头损失，mε--阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数β=2.42将β值代入β与ε关系式即可得到阻力系数ε的值(7).栅后槽总高度(H)设：栅前渠道超高h2=0.3m则：栅前槽总高度H1=h+h2=0.77+0.3=1.07m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.77+0.103+0.3=1.173m(8).格栅总长度(L)L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tanα=0.63+0.32+0.5+1.0+1.07/tan60°=3.06m(9).每日栅渣量(W)设：单位栅渣量W1=0.05m3栅渣/103m3污水则：W=QW1=m3/d因为W>0.2m3/d,所以宜采用机械格栅清渣.\n(10).计算草图：3.1.2污水提升泵房1.提升泵房设计说明本设计采用传统活性污泥法工艺系统，污水处理系统简单，只考虑一次提升后入平流式沉砂池，然后自流通过初沉池、曝气池、二沉池，最后有出水管道排出。设计流量：Qmax＝1.2×m3/d=m3/d＝1.667m3/s1)泵房进水角度不大于45度2)相邻两组机突出部分得间距，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在检修时能够拆卸，并不得小于0.8m.如果电动机容量大于55KW时，则不小于1.0m，作为主要通道宽度不小于1.2m。3)泵站喜爱用矩形平面钢筋混凝土结构半地下式，尺寸为15m×12m，高12m，地下埋深7m。4)水泵按直灌式。2.泵房的设计计算提升净扬程为10m左右；水泵水头损失2m，安全水头为2m。从而需水泵扬程H=15m。\n再根据设计流量1.67m3/s，属于大流量低扬程情形，考虑选用6台350Kw1200-18-90潜水泵（流量1200m3/h，扬程18m，转速990r/min，功率90KW），五用一备，流量Q’==m3/s=1198.8m3/h集水池容积：考虑不小于一台本5min的流量：W==99.9m3取有效水深h=1.3m，则集水井水池面积为：A=m2泵房采用圆形平面钢筋混凝土结构，尺寸为15m×12m，高12m，地下埋深7m，水泵按直灌式。3.2沉砂池本设计采用平流式沉砂池设计流量：Qmax＝1.667m3/s沉砂池个数：n=4，每个池子含2个格，每个格分2个沉砂斗。入池流速：v=0.25m/s水力停留时间：t=50s（1）.沉砂池长度(L)L=vt=0.25×50=12.5m（2）.每个沉砂池水流断面积(A)每个沉砂池流量Q单==0.417m3/s。则：A=Q单/v=0.417/0.25=1.668m2（3）.每个池总宽度(B)设：n=8格，每格宽取b=2m则：池总宽B=nb=2×2=4m\n（4）.有效水深(h2)：h2=A/B=1.668/4=0.417m（介于0.25～1.0m之间,符合要求）（5）.贮砂斗所需容积V1设：T=2d，即拍泥间隔时间为2天，则每个沉砂池的2个沉砂斗则：其中X1--城市污水沉砂量，一般采用60m3/106m3，Kz--污水流量总变化系数,取1.2（6）.每个污泥沉砂斗容积（V0）设：每一分格有2个沉砂斗则：V0=V1/(22)=3.00/4=0.75m3（7）.沉砂斗各部分尺寸及容积(V)，见图3-2-1设：沉砂斗底宽b1=1m，斗高hd=1.5m，斗壁与水平面的倾角为60°则：沉砂斗上口宽：沉砂斗容积：（略大于V1=3m3，符合要求）（8）.沉砂池高度(H)采用重力排砂设：池底坡度为0.06则：坡向沉砂斗长度为：\n则：沉泥区高度为h3=hd+0.06L2=1.5+0.06×3.52=1.71m则：池总高度H设：超高h1=0.3m则：H=h1+h2+h3=0.3+0.417+1.71=2.43m，取H=2.5m（9）.进水渐宽部分长度设进水渠宽B1=3m，倾角为20°则l1=（10）.出水渐窄部分长度取l3=l1=1.37m（11）.验算最小流量时的流速：在最小流量时只用一格工作，即n=1,最小流量即平均流量Q=m3/d=1.39m3/s，则：vmin=0.75Q/A=(0.75×0.417×4)/(2×1.668)=0.375m/s沉砂池要求的设计流量大于0.15m∕s，符合要求（12）.平流式沉砂池计算草图如3-2-2所示：\n3.3初沉池3.3.1说明本设计采用平流式初沉池，污水经沉砂池出水后，经配水井分别进入3个平流式初沉池，以去除大量的悬浮物质。3.3.2设计参数设计流量：Qmax＝1.667m3/s沉淀时间：t=1h沉淀池的表面负荷：q’=3.0m3/m2h设计进水悬浮物质浓度为：C1=250mg/l，出水悬浮物质浓度为：C2=100mg/l，去除效率为60%污泥含水率为：p0=96%污泥的容重为：=1超高：h1=0.3m，缓冲层高度为：h3=0.5m3.3.3设计计算（1）单个池子总表面积A=m2（2）沉淀部分水深h2=q’t=3.01=3.0m(3)沉淀部分有效容积V’=Qmaxt3600=1.667×2×3600=12002.4m3（4）池子长设平均流速为4.0mm/s，则L=vt3.6=4.023.6=28.8m\n（5）池子总宽度B=A/L=2000.4/28.8=69.5m（6）池子个数设每个池子宽为7m则，n=B/b=69.6/7=10个(b为每个池宽长宽比4～5)（7）校核长宽比。长宽比=L/b=28.8/7=4.1>4.0(符合要求)（8）污泥部分需要的总容积设T=2d，污泥含水率为96%，ss去除率为60%,则V==864.2m3（9）每个池子污泥所需容积V”=V/n=864.2/10=86.4m3（10）污泥斗容积V1=则，（11）污泥斗以上的梯形部分污泥容积V2=\n（12）污泥斗和梯形部分污泥容积V1+V2=98.9+11=109.9m3（13）池子总高度设，缓冲层高度为h3=0.5m，则H=h1+h2+h3+h4（14）设计计算草图，如图3-3-13.4曝气池采用推流式鼓风曝气池，设计三个曝气池，每个池子的流量（按平均流量计算）为Q单=Q/3=/3=4000m3/d，每个池子设5个廊道。(1)水处理程度计算根据要求，处理效率为：（2）曝气池的计算按BOD——污泥负荷法计算。1）BOD——污泥负荷率的确定。\n拟采用的BOD——污泥负荷率为Ns=0.3kgBOD5/（kgMLSSd）。2）确定混合液的污泥浓度（X）。根据已定的Ns确定相应的SVI值应在120-150之间，取值120。则Xr=取回流比R=0.5.则X=3）确定曝气池容积。V=4）单池个部分尺寸计算。设计3组曝气池，每组容积为V单=V/3=27000/3=9000m3，取V单=9000m3取曝气池深h=6m，则每组池子的面积为F=取池宽b=8m，B/h=8/6=1.3，介于1-2之间，符合规定，扩散装置设在廊道的一侧。池长L=F/B=1500/8=187.5m；L/B=187.5/8=23.4>10，符合规定满足要求。设3廊道式曝气池，单廊道长L1=L/3=187.5/3=62.5m，在50-70m之间，合理。取超高0.5m，则总高度为H=0.5+h=0.5+6=6.5m（3）剩余污泥的计算。干污泥量式中：a——污泥增值系数，0.5-0.7b——污泥自身氧化率，0.04-0.1\nXv——挥发性悬浮固体浓度MLVSS（kg/m3），Xv=fX=0.75X湿污泥量（4）曝气系统的计算曝气池混合液需氧量式中：a’——氧化每公斤BOD需氧公斤数（kgO2/kgBOD），0.42-0.53b’——污泥自身氧化需氧率（kgO2/MLVSSd），0.11-0.188每日去除的BOD5的量BOD5=去除每公斤BOD5的需氧量（5）计算曝气池内平均溶解氧饱和度。采用网状膜型微孔空气扩散器，敷设于曝气池底部，据池底0.2m，计算温度为30℃\n（6）计算鼓风曝气池20℃时脱氧清水的需氧量。（7）供气量3.5二沉池该沉淀池采用中心进水，周边出水的辐流式沉淀池，采用刮泥机进行刮泥。设计4座辐流式二沉池。（1）．沉淀池面积（A）设：单池进水量（单个沉淀池）Q单Q单==30000m3/d=0.347m3/s表面负荷：q范围为1.0—1.5m3/m2.h，取q=1.1m3/m2.hm2（2）.沉淀池直径(D)（3）.有效水深为(h2)设：水力停留时间（沉淀时间）：t=3h则：h2=qt=1.13=3.3m校核（介于6～12,符合要求）（4）.沉淀区有效容积(V1)V1=A×h2=1136×3.3=3748.8m3\n（5）沉淀池周边有效水深（H0）式中：h3——缓冲层高度，取0.5mh4——刮泥板高度，取0.5m（6）沉淀池底部落差（h5）取池底坡度为i=0.05则，（7）贮泥斗容积：贮泥斗容积用几何公式计算污泥斗上口直径，下口直径，倾角为60°则，污泥斗高（8）沉淀池总高度（H）H=H0+h1+h4+h6=4.3+0.3+0.85+1.73=7.18m，取H=7.2m（9）辅流式沉砂池计算草图，如图3-5-1示\n第四章主要设备说明4.1格栅采用平面型、倾斜安装机械格栅。因为城市排水系统为暗管系统，且有中途泵站，仅在泵前格栅间设计中格栅，共设计2个格栅，格栅过栅流速为0.9m/s,栅条宽度为0.01m,进水渠道渐宽部分的长度为0.62m，槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度0.31m，栅后槽总高1.394m，栅槽总长度为2.12m,每日栅渣量3.47m3/d,采用机械除渣。4.2沉砂池采用平流式沉砂池，水力停留时间为50s,贮砂时间为2d，采用重力排砂，设计4个平流沉砂池，有效水深为1m，每个有两个砂斗，贮砂斗不宜过深，沉砂斗容积为0.204m3，池总高度为1.79m。4.3初沉池采用平流式沉砂池，除原污水外，还有浓缩池、消化池及脱水房上清液流入，表面水利负荷q，设计选用2m3/(m2·h),污水沉淀时间，设计选为1.8h,沉淀部分有效水深为3m，池子个数为10个,静压排泥时贮泥时间为2d,污泥量为25g/(人∙d)，污泥含水率为95%，每个污泥池所需容积为25m3，污泥斗容积为31.8m3,污泥斗以上梯形部分容积为16.3m3，池子总高为7.735m3机械排刮泥，静压排泥。4.4曝气池传统活性污泥法采用推流式鼓风曝气。污泥负荷率为0.3kgBOD5/（(kgMLSS∙d),池深4.2m，每组曝气池面积为919.92m2，三廊道式，每组廊道51.58m，采用推流式鼓风曝气，平均时需氧量523.75kg/h，最大时需氧量577.5kg/h，每日去除BOD值为12900，去除每千克BOD的需氧量，空气扩散器出口处的绝对压力为1.405×105Pa，曝气池平均时供气量21833m3/h,曝气池最大时供气量24083m3/h，去除每千克BOD5的供气量为40.62m3空气/kgBOD，每m3污水的供气量4.37m3空气/m3污水，本系统采用的空气总量为48083m3/h,全曝气池共设30条配气竖管，每根竖管的供气量为802.77m3/h，所需空气扩散器的总数为7530个，每个竖管上安设的空气扩散器个数为251个，每个空气扩散器的配气量为3.20m3/h,空压机所需压力为49KPa,空压机最大时供气量为48083m3/h，空压机平均时供气量为45833m3/h。\n4.5二沉池选用中心进水，周边出水的辅流式二沉池，设计4组二沉池，每组设计流量；水力表面负荷；沉淀时间保护高；缓冲层高；池直径48m，沉淀部分有效水深4.2m，沉淀池底坡落差1.1m沉淀池周边有效水深为5.2m沉淀池总高度为6.6m。第五章污水厂区总体布置5.1主要构（建）筑物与附属建筑物5.2.污水厂平面布置5.2.1工艺流程布置工艺流程布置根据设计任务书提供的面积和地形，采用直线型布置。这种布置方式生产联络管线短，水头损失小，管理方便，且有利于日后扩建。5.2.2构（建）筑物平面布置按照功能，将污水处理厂布置分成三个区域：1）污水处理区，由各项污水处理设施组成，呈直线型布置。包括：污水总泵站、格栅间、平流沉砂池、平流初沉池、推流式鼓风曝气池、辐流沉淀池、消毒池。2）污泥处理区，位于厂区主导风向的下风向，由污泥处理构筑物组成，呈直线型布置。包括：污泥浓缩池、污泥消化池、贮泥池等。3）生活区，该区是将办公室、宿舍、食堂、锅炉房、浴房等建筑物组合的一个区，位于主导风向的上风向。5.2.3污水厂管线布置污水厂管线布置主要有以下管线的布置：1）污水厂工艺管道污水经总泵站提升后，按照处理工艺经处理构筑物后排入水体。2）污泥工艺管道污泥主要是剩余污泥，按照工艺处理后运出厂外。3）厂区排水管道\n厂区排水管道系统包括构筑物上清液和溢流管、构筑物放空管、各建筑物的排水管、厂区雨水管。对于雨水管，水质能达到排放标准，可以直接排放，而构筑物上清液和溢流管与构筑物放空管及各建筑物的排水管，这些污水的污染物浓度很高，水质达不到排放标准，不能直接排放，设计中把它们收集后接入泵前集水池继续进行处理。4）空气管道5）超越管道6）厂区该水管道和消火栓布置由厂外接入送至各建筑物用水点。厂区内每隔120.0m的检间距设置1个室外消火栓。5.2.4厂区道路布置1）主厂道路布置由厂外道路与厂内办公楼连接的带路为主厂道路，道宽6.0m，设双侧1.5m的人行道，并植树绿化。2）车行道布置厂区内各主要构（建）筑物布置车行道，道宽4.0m呈环状布置。3）步行道布置对于无物品、器材运输的建筑物，设步行道与主厂道或车行道相连。5.2.5厂区绿化布置在厂区的一些地方进行绿化。5.3污水厂高程布置5.3.1污水厂高程布置为使污水能在各处理构筑物之间通畅流动，以保证处理厂的正常运行，需进行高程布置，以确定各构筑物及连接管高程。为降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动已按重力流考虑为宜；污泥也最好利用重力流动，若需提升时，应尽量减少抽升次数。为保证污泥的顺利自流，应精确计算处理构筑物之间的水头损失，并考虑扩建时预留的储备水头。\n5.3.2主要任务污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是：1、确定各处理构筑物和泵房的标高；2、确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高；3、通过计算确定各部分的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间畅通地流动，保证污水处理厂的正常运行。5.3.3高程布置原则1、保证污水在各构筑物之间顺利自流。2、认真计算管道沿程损失、局部损失，各处理构筑物、计量设备及联络管渠的水头损失；考虑最大时流量、雨天流量和事故时流量的增加，并留有一定的余地；还应考虑当某座构筑物停止运行时，与其并联运行的其余构筑物及有关的连接管渠能通过全部流量。3、考虑远期发展，水量增加的预留水头。4、选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算。5、计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为构筑物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。6、设置终点泵站的污水厂，水力计算常以接受处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以防处理后的污水不能自由流出。二泵站需要的扬程较小，运行费用较低。但同时应考虑挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工上的困难。7、在作高程布置时，还应该注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需要提升的污泥量。8、协调好高程布置与平面布置的关系，做到既减少占地，又有利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本。5.3.4污水处理厂构筑物高程布置计算在污水处理工程中，为简化计算一般认为水流是均匀流。管渠水头损失主要有沿程水头损失和局部水头损失。沿程水头损失按下式计算：\n式中——为沿程水头损失，；——为管段长度，；——为水力半径，；——为管内流速，；——为谢才系数。局部水头损失为：式中——局部阻力系数。1、构筑物水头损失由于各构筑物的水头损失比较多，计算起来比较烦琐，本设计中若在设计计算过程中计算了的就用计算的结果，若在设计计算过程中没计算的就用经验数值。构筑物水头损失见表6-1表6-1构筑物水头损失表构筑物名称水头损失（m）构筑物名称水头损失（m）中格栅0.14辐流沉淀池0.40平流式沉砂池0.32布水器0.50平流式沉淀池0.40平流接触池0.30推流式曝气池0.20巴氏计量槽0.28\n课程设计综述2008-2009学年第一学期，利用第八、第九两周（2008.10.13-26日）时间，我环境工程专业进行《水污染控制工程》课程设计内容。利用第一周的时间，我们不停地在计算、校核结果，很多设计尺寸要反复修改最终才能被运用。接下来需要绘制水厂的平面布置和高程布置图，设计两张CAD图纸是有难度的，我们不得不利用相关的资料，来进行修改。虽然两周时间不足以完成一个很完美的设计，但我们还是尽全力做了出来。课程设计对我们的帮助非常大，通过课程设计，加深理解所学专业知识，培养运用所学专业知识的能力，在设计、计算、绘图方面得到锻炼。同时，我们学到更多的是设计的思维，我们可以将其运用在毕业设计以及今后的学习和工作当中。在此，对指导老师和给予指导或协助完成课程设计工作的组织和个人表示感谢。