城市污水处理厂设计 21页

-.50000t／d的城市污水处理厂毕业设计第一章设计容和任务1、设计题目50000t/d的城市污水处理厂设计。2、设计目的（1）温习和稳固所学知识、原理；（2）掌握一般水处理构筑物的设计计算。3、设计要求：（1）独立思考，独立完成；（2）完成主要处理构筑物的设计布置；（3）工艺选择、设备选型、技术参数、性能、详细说明；（4）提交的成品：设计说明书、工艺流程图、高程图、厂区平面布置图。4、设计步骤：（1）水质、水量〔开展需要、丰水期、枯水期、平水期〕；（2）地理位置、地质资料调查〔气象、水文、气候〕；（3）出水要求、到达指标、污水处理后的出路；（4）工艺流程选择，包括：处理构筑物的设计、布置、选型、性能参数。（5）评价工艺；（6）设计计算；（7）建立工程图〔流程图、高程图、厂区布置图〕；（8）人员编制，经费概算；（9）施工说明。5、设计任务〔1〕、设计进、出水水质及排放标准工程CODCr(mg/L〕BOD5〔mg/L〕SS〔mg/L〕NH3-N(mg/L〕TP(mg/L)进水水质≤200≤150≤200≤30≤4出水水质≤60≤20≤20≤15≤0.1排放标准602020150.1〔2〕、排放标准：〔GB8978-1996〕一级标准；〔3〕、承受水体：河流〔标高：－2m〕第二章污水处理工艺流程说明-.可修编.\n-.一、气象与水文资料： 风向：多年主导风向为东南风； 水文：降水量多年平均为每年2370mm； 蒸发量多年平均为每年1800mm； 地下水水位，地面下6～7m。 年平均水温：20℃二、厂区地形： 污水厂选址区域海拔标高在19-21m左右，平均地面标高为20m。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长224m，南北长276m。三、污水处理工艺流程说明：1、工艺方案分析：本工程污水处理的特点为：①污水以有机污染为主，BOD/COD=0.75,可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；②污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值为典型城市污水值。针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。由于将来可能要求出水回用，处理工艺尚应硝化，考虑到NH3-N出水浓度排放要求较低，不必完全脱氮。根据国外已运行的中、小型污水处理厂的调查，要到达确定的治理目标，可采用“A2/O活性污泥法〞。2、工艺流程进水格栅提升泵房沉砂池砂水别离砂初沉池厌氧池缺氧池好氧池二沉池接触池排放消毒剂初沉污泥泵房浓缩池贮泥池脱水间泥饼第三章工艺流程设计计算-.可修编.\n-.设计流量：平均流量：Qa=50000t/d≈50000m3/d=2083.3m3/h=0.579m3/s总变化系数：Kz=(Qa－平均流量，L/s)==1.34∴设计流量Qmax：Qmax=Kz×Qa=1.34×50000=67000m3/d=2791.7m3/h=0.775m3/s设备设计计算一、格栅格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物。一般情况下，分粗细两道格栅。格栅型号：链条式机械格栅设计参数：栅条宽度s＝10.0mm栅条间隙宽度d=20.0mm栅前水深h＝0.8m过栅流速u=1.0m/s栅前渠道流速ub=0.55m/sα=60°格栅建筑宽度b取b＝3.2m进水渠道渐宽局部的长度(l1)：设进水渠宽b1＝2.5m其渐宽局部展开角度α＝20°栅槽与出水渠道连接处的渐窄部份长度(l2)：通过格栅的水头损失(h2)：格栅条断面为矩形断面,故k=3,那么：栅后槽总高度(h总)：-.可修编.\n-.设栅前渠道超高h1=0.3m栅槽总长度(L):每日栅渣量W：设每日栅渣量为0.07m3/1000m3，取KZ＝1.34采用机械清渣。一、提升泵房1、水泵选择设计水量67000m3/d，选择用4台潜污泵(3用1备)扬程/m流量/(m3/h)转速/(r/min)轴功率/kw叶轮直径/mm效率/%7.221210145029.930079.52、集水池⑴、容积按一台泵最大流量时6min的出流量设计，那么集水池的有效容积⑵、面积取有效水深，那么面积⑶、泵位及安装潜水电泵直接置于集水池，电泵检修采用移动吊架。二、沉砂池沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒，保证后续处理构筑物的正常运行。选型：平流式沉砂池设计参数：设计流量，设计水力停留时间-.可修编.\n-.水平流速1、长度：2、水流断面面积：3、池总宽度：有效水深4、沉砂斗容积：T＝2d，X＝30m3/106m35、每个沉砂斗的容积(V0)设每一分格有2格沉砂斗，那么6、沉砂斗各局部尺寸：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＝1.0m7、贮砂斗容积：(V1)8、沉砂室高度：(h3)设采用重力排砂，池底坡度i＝6％，坡向砂斗，那么9、池总高度：(H)10、核算最小流速(符合要求)一、初沉池初沉池的作用室对污水仲密度大的固体悬浮物进展沉淀别离。选型：平流式沉淀池设计参数：1、池子总面积A，说明负荷取2、沉淀局部有效水深h2-.可修编.\n-.取t＝1.5h1、沉淀局部有效容积V’2、池长L3、池子总宽度B4、池子个数，宽度取b＝5m5、校核长宽比(符合要求)6、污泥局部所需总容积V进水SS浓度=200mg/L初沉池效率设计50％，那么出水SS浓度设污泥含水率97％，两次排泥时间间隔T=2d，污泥容重7、每格池污泥所需容积V’10、污泥斗容积V1，11、污泥斗以上梯形局部污泥容积V212、污泥斗和梯形局部容积-.可修编.\n-.11、沉淀池总高度H取8m一、设计参数1、设计最大流量Q=50000m3/d2、设计进水水质COD=200mg/L；BOD5(S0)=150mg/L；SS=200mg/L；NH3-N=30mg/L；TP=4mg/L3、设计出水水质COD=60mg/L；BOD5(Se)=20mg/L；SS=20mg/L；NH3-N=15mg/L；TP=0.1mg/L4、设计计算，采用A2/O生物除磷工艺⑴、BOD5污泥负荷N=0.13kgBOD5/(kgMLSS·d)⑵、回流污泥浓度XR=6600mg/L⑶、污泥回流比R=100%⑷、混合液悬浮固体浓度⑸、反响池容积V⑹、反响池总水力停留时间⑺、各段水力停留时间和容积厌氧：缺氧：好氧＝1：1：3厌氧池水力停留时间，池容；缺氧池水力停留时间，池容；好氧池水力停留时间，池容⑻、厌氧段总磷负荷⑼、反响池主要尺寸反响池总容积设反响池2组，单组池容有效水深-.可修编.\n-.单组有效面积采用5廊道式推流式反响池，廊道宽单组反响池长度校核：(满足)(满足)取超高为1.0m，那么反响池总高⑴、反响池进、出水系统计算①进水管单组反响池进水管设计流量管道流速管道过水断面面积管径取出水管管径DN700mm校核管道流速②回流污泥渠道。单组反响池回流污泥渠道设计流量QR渠道流速取回流污泥管管径DN700mm③进水井反响池进水孔尺寸：进水孔过流量孔口流速孔口过水断面积孔口尺寸取进水竖井平面尺寸④出水堰及出水竖井。按矩形堰流量公式：-.可修编.\n-.式中——堰宽，H——堰上水头高，m出水孔过流量孔口流速孔口过水断面积孔口尺寸取进水竖井平面尺寸①出水管。单组反响池出水管设计流量管道流速管道过水断面积管径取出水管管径DN900mm校核管道流速⑴、曝气系统设计计算①设计需氧量AOR。AOR＝〔去除BOD5需氧量-剩余污泥中BODu氧当量〕+〔NH3-N硝化需氧量-剩余污泥中NH3-N的氧当量〕-反硝化脱氮产氧量碳化需氧量D1硝化需要量D2反硝化脱氮产生的氧量总需要量-.可修编.\n-.最大需要量与平均需氧量之比为1.4，那么去除1kgBOD5的需氧量①标准需氧量采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度3.8m，氧转移效率EA＝20％，计算温度T=25℃。相应最大时标准需氧量好氧反响池平均时供气量最大时供气量②所需空气压力p式中③曝气器数量计算(以单组反响池计算)按供氧能力计算所需曝气器数量。④供风管道计算供风干管道采用环状布置。-.可修编.\n-.流量流速管径取干管管径微DN500mm单侧供气(向单侧廊道供气)支管流速管径取支管管径为DN300mm双侧供气流速管径取支管管径DN=450mm⑿、厌氧池设备选择(以单组反响池计算)厌氧池设导流墙，将厌氧池分成3格。每格设潜水搅拌机1台，所需功率按池容计算。厌氧池有效容积混合全池污水所需功率为⑴、污泥回流设备污泥回流比污泥回流量设回流污泥泵房1座，设3台潜污泵(2用1备)单泵流量水泵扬程根据竖向流程确定。⑵、混合液回流设备①混合液回流泵混合液回流比混合液回流量-.可修编.\n-.设混合液回流泵房2座，每座泵房设3台潜污泵(2用1备)单泵流量①混合液回流管。混合液回流管设计泵房进水管设计流速采用管道过水断面积管径取泵房进水管管径DN900mm校核管道流速③泵房压力出水总管设计流量设计流速采用一、二沉池设计参数为了使沉淀池水流更稳、进出水配水更均匀、存排泥更方便，常采用圆形辐流式二沉池。二沉池为中心进水，周边出水，幅流式沉淀池，共2座。二沉池面积按外表负荷法计算，水力停留时间t=2.5h，外表负荷为1.5m3/〔m2•h-1〕。1)池体设计计算①.二沉池外表面积二沉池直径，取29.8m②.池体有效水深③.混合液浓度，回流污泥浓度为-.可修编.\n-.为保证污泥回流浓度，二沉池的存泥时间不宜小于2h，二沉池污泥区所需存泥容积Vw采用机械刮吸泥机连续排泥，设泥斗的高度H2为0.5m。①.二沉池缓冲区高度H3=0.5m，超高为H4=0.3m，沉淀池坡度落差H5=0.63m二沉池边总高度②.校核径深比二沉池直径与水深比为，符合要求1)进水系统计算①.进水管计算单池设计污水流量进水管设计流量选取管径DN1000mm，流速坡降为1000i=1.83②.进水竖井进水竖井采用D2=1.5m，流速为0.1～0.2m/s出水口尺寸0.45×1.5m²,共6个，沿井壁均匀分布。出水口流速③.稳流筒计算取筒中流速稳流筒过流面积稳流筒直径2)出水局部设计a．单池设计流量b．环形集水槽流量c．环形集水槽设计采用周边集水槽，单侧集水，每池只有一个总出水口，平安系数k取1.2集水槽宽度取-.可修编.\n-.集水槽起点水深为集水槽终点水深为槽深取0.7m，采用双侧集水环形集水槽计算，取槽宽b=0.8m，槽中流速槽终点水深槽起点水深校核：当水流增加一倍时，q=0.2896m³/s，v´=0.8m/s设计取环形槽水深为0.6m，集水槽总高为0.6+0.3〔超高〕=0.9m，采用90°三角堰。a．出水溢流堰的设计采用出水三角堰〔90°〕，堰上水头〔三角口底部至上游水面的高度〕H1=0.05m(H2O).每个三角堰的流量三角堰个数三角堰中心距〔单侧出水〕1)排泥局部设计①．单池污泥量总污泥量为回流污泥量加剩余污泥量回流污泥量剩余污泥量-.可修编.\n-.①．集泥槽沿整个池径为两边集泥一、消毒接触池4、加氯间⑴、加氯量按每立方米投加5g计，那么⑵、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10kg/h二、污泥泵房设计污泥回流泵房2座1、设计参数污泥回流比100％设计回流污泥流量50000m3/d剩余污泥量2130m3/d2、污泥泵回流污泥泵6台〔4用2备〕，型号200QW350-20-37潜水排污泵剩余污泥泵4台〔2用2备〕，型号200QW350-20-37潜水排污泵3、集泥池⑴、容积按1台泵最大流量时6min的出流量设计取集泥池容积50m3⑵、面积有效水深，面积集泥池长度取5m，宽度-.可修编.\n-.2、泵位及安装排污泵直接置于集水池，排污泵检修采用移动吊架。一、污泥浓缩池初沉池污泥含水率大约95％设计参数1、浓缩池尺寸2、浓缩后污泥体积3、采用周边驱动单臂旋转式刮泥机。二、贮泥池1、污泥量2、贮泥池容积设计贮泥池周期1d，那么贮泥池容积-.可修编.\n-.1、贮泥池尺寸2、搅拌设备为防止污泥在贮泥池终沉淀，贮泥池设置搅拌设备。设置液下搅拌机1台，功率10kw。一、脱水间1、压滤机2、加药量计算投加量以干固体的0.4%计.十二、构建筑物和设备一览表：序号名称规格数量设计参数主要设备1格栅L×B=3.58m×3.2m1座设计流量Qd=50000m3/d栅条间隙栅前水深过栅流速HG-1200盘旋式机械格栅1套超声波水位计2套螺旋压榨机〔Φ300〕1台螺纹输送机〔Φ300〕1台钢闸门〔2.0X1.7m〕4扇手动启闭机〔5t〕4台2进水泵房L×B=20m×13m1座设计流量Q=2793.6m3/h单泵流量Q=350m3/h设计扬程H=6mH2O选泵扬程H=7.22mH2O1mH2O=9800Pa螺旋泵〔Φ1500mm,N60kw〕5台，4用1备钢闸门〔2.0mX2.0m〕5扇手动启闭机〔5t〕5台手动单梁悬挂式起重机〔2t，Lk4m〕1台3平流沉砂池L×B×H=12.5m×3.1m×2.57m1座设计流量Q＝2793.6m3/h水平流速v=0.25m/s有效水深H1=1m停留时间T=50S砂水别离器〔Φ0.5m〕2台4平流式初L×B×H=21.6m×5m×13座设计流量Q=2793.3m3/h外表负荷q=2.0m3/(m2·h)全桥式刮吸泥机(桥长40m,线速度3m/min,N0.55X2kW)2台-.可修编.\n-.沉池8m停留时间T=2.0d撇渣斗4个5曝气池L×B×H=70m×55m×4.5m1座BOD为150，经初沉池处理，降低25%罗茨鼓风机〔TSO-150，Qa15.9m3/min,P19.6kPa,N11kw〕3台消声器6个6辐流式二沉池D×H=Φ29.8m×3m2座设计流量Q=2084.4m3/h外表负荷q=1.5m3/(m2·h)固体负荷qs=144～192kgSS/(m2·d)停留时间T=2.5h池边水深H1=2m全桥式刮吸泥机(桥长40m,线速度3m/min,N0.55X2kW)2台撇渣斗4个出水堰板1520mX2.0m导流群板560mX0.6m7接触消毒池L×B×H=32.4m×3.6m×3m1座设计流量Q=2187.5m3/h停留时间T=0.5h有效水深H1=2m注水泵〔Q3～6m3/h〕2台9加氯间L×B=12m×9m1座投氯量250kg/d氯库贮氯量按15d计负压加氯机(GEGAL-2100)3台电动单梁悬挂起重机(2.0t)1台10回流及剩余污泥泵房〔合建式〕L×B=10m×5m1座无堵塞潜水式回流污泥泵2台钢闸门(2.0X2.0m)2扇手动单梁悬挂式起重机(2t)1台套筒阀DN800mm,Φ1500mm2个电动启闭机〔1.0t〕2台手动启闭机〔5.0t〕2台无堵塞潜水式剩余污泥泵3台第四章平面布置〔1〕总平面布置原那么该污水处理厂为新建工程，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置，各种辅助建筑物与设施的平面布置。总图平面布置时应遵从以下几条原那么。①处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管理。②工艺构筑物〔或设施〕与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系〔如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等〕。③构〔建〕之间的间距应满足交通、管道〔渠〕敷设、施工和运行管理等方面的要求。④管道〔线〕与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量防止屡次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护。⑤协调好辅建筑物，道路，绿化与处理构〔建〕筑物的关系，做到方便生产运行，保证平安畅道，美化厂区环境。-.可修编.\n-.〔2〕总平面布置结果污水由北边排水总干管截流进入，经处理后由该排水总干管和泵站排入河流。污水处理厂呈长方形，东西长380米，南北长280米。综合楼、职工宿舍及其他主要辅助建筑位于厂区东部，占地较大的水处理构筑物在厂区东部，沿流程自北向南排开，污泥处理系统在厂区的东南部。厂区主干道宽8米，两侧构〔建〕筑物间距不小于15米，次干道宽4米，两侧构〔建〕筑物间距不小于10米。总平面布置参见附图1〔平面布置图〕。第五章高程布置及计算〔1〕高程布置原那么①充分利用地形地势及城市排水系统，使污水经一次提升便能顺利自流通过污水处理构筑物，排出厂外。②协调好高程布置与平面布置的关系，做到既减少占地，又利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行本钱。③做好污水高程布置与污泥高程布置的配合，尽量同时减少两者的提升次数和高度。④协调好污水处理厂总体高程布置与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。〔2〕高程布置结果由于该污水处理厂出水排入市政排水总干管后，经终点泵站提升才排入河流，故污水处理厂高程布置由自身因素决定。采用普通活性污泥法，辐流式二沉池、曝气池、初沉池占地面积较大，如果埋深设计过大，一方面不利于施工，也不利于土方平衡，故按尽量减少埋深。从降低土建工程投资考虑，出水口水面高程定为64m，那么相应的构筑物和设施的高程可以从出水口逆流计算出其水头损失,从而算出来。总高程布置参见附图2高程图。〔3〕高程计算h1—沿程水头损失h1=il,i—坡度i=0.005h2—局部水头损失h2=h1×50%h3—构筑物水头损失a、巴氏计量槽H=0.3m巴氏计量槽标高-1.7000mb、消毒池的相对标高排水口的相对标地面标高：0.00m消毒池的水头损失：0.30m消毒池相对地面标高：-1.4000m-.可修编.\n-.a、沉淀池高程损失计算l=40mh1=il=0.005×40=0.20mh2=h1×50%=0.10mh3=0.45mH2=h1+h2+h3=0.20+0.10+0.45=0.75m沉淀池相对地面标高-0.6000mb、A2/O反响池高程损失计算l=55mh1=il=0.005×55=0.275mh2=h1×50%=0.1375mh3=0.60mH3=h1+h2+h3=0.275+0.1375+0.60=1.0125mA2/O反响池池相对地面标高0.4625mc、平流式沉砂池高程损失计算l=12mh1=il=0.005×12=0.06mh2=h1×50%=0.03mh3=0.3mH4=h1+h2+h3=0.06+0.03+0.30=0.39m平流式沉砂池相对地面标高0.8525md、细格栅高程损失计算h1=0.30mh2=h1×50%=0.15mh3=0.30mH5=h1+h2+h3=0.30+0.15+0.30=0.75m细格栅相对地面标高1.6025me、污水提升泵高程损失计算l=5mh1=il=0.005×5=0.025mh2=h1×50%=0.0125mh3=0.20mH6=h1+h2+h3=0.025+0.0125+0.20=0.2375m污水提升泵相对地面标高-4.1600m-.可修编.\n-.-.可修编.