课程设计之污水厂设计说明书

1目 录第一章 总论 .31.1 设计任务和内容 .31.2 基本资料 .3第二章 污水处理工艺流程及说明 .4第三章 各处理构筑物设计 .53.1 细格栅 .53.2 沉砂池 .63.3 初沉池 .83.4 曝气池 .103.5 二沉池 .133.6 浓缩池及污泥脱水 .16第四章 主要设备说明 .19第五章 污水厂总体布置 .205.1 主要构(建) 筑物与附属建筑物 205.2 污水厂平面布置 .205.3 污水厂高程布置 .21参考文献 .21附图一、水厂平面布置及高程图附图二、曝气池工艺图2第一章 总论1.1 设计任务和内容1.1.1 设计对象本次设计一座二级污水处理厂，地点在长沙市。1.1.2 水质水量项目规模：长沙某污水处理厂的建设分二期进行，首期服务人口为 7 万人，二期服务人口增至 14 万。进水水质：pH=69; BOD5=100mg/L150 mg/L; COD=180mg/L300 mg/L; SS=100mg/L150 mg/L; NH3-N15mg/L， 磷酸盐（以 P 计） 1.8mg/L。1.1.3 处理要求及工艺流程要求出水水质满足 GB 189182002城镇污水处理厂污染物排放标准的一级 B 排放标准，即：pH=69; BOD520mg/L; COD60mg/L; SS20mg/L; NH3-N8mg/L， 磷酸盐（以 P 计）1mg/L。工艺流程: 污水格栅泵房细格栅沉砂池（平流式）沉淀池（推流式鼓风）曝气池（辐流式）二沉池排放1.1.4 厂区地形考虑潮水位，污水厂选址区域高程为 3237 米（黄海高程） ；平均地面标高 35m。污水通过干渠以自流方式到厂边，厂边干渠管底标高为 28 米(黄海高程)，出水排入厂址北部的北湖，北湖常年水位 31m。 1.2 基本资料1.2.1 地理位置：长沙市位于湖南省东部偏北， 湘江下游和长浏盆地西缘。其地域范围为东经 1115311415，北纬 27512841。东邻江西省宜春地区和萍乡市，南接株洲、湘潭两市，西连娄底、益阳两市，北抵岳阳、益阳两市。1.2.2 地形、地貌:地形起伏较大，整个地势为东西南高，北部低。东西长约 230 公里，南北宽约 88 公里。全市土地面积 11819.5 平方公里，其中城区面积 556 平方公里。1.2.3 气候：属亚热带季风性湿润气候，四季分明，春末夏初多雨，夏末秋季多旱，夏冬季长，春秋季短，夏季约 118127 天，冬季 117122 天，春季 6164 天，秋季 5969 天。春温变化大，夏初雨水多，伏秋高温久，冬季严寒少。1.2.4 风向：冬季主导风向为北风，夏季主导风向为东南风。1.2.5 降雨：年降水量约 1300 毫米。1.2.6 气温：市内平均气温 16.817.2C，全年无霜期约 275 天。年极端最低气温仅-2.9，极端最高气温为 38。3格栅 沉砂池 初沉池 曝气池 二沉池进水 出水回流污泥 剩余污泥1.2.7 水文：北湖水位二十年一遇洪水位为 33 米，五十年一遇的洪水位为 35 米，常年水位 31 米（以上标高均为吴淞高程） 。1.2.8 地质：该区为平原地带，地基承载力均在 18 以上。地震烈度为六级。2/tm第二章 污水处理工艺流程及说明工艺流程：特点：利用曝气池中的好氧微生物，依靠鼓风机曝气供给的氧来分解污水中的有机物。混合液进行沉淀分离，活性污泥回流到曝气池中去，原污水从池首端进入池内，回流污泥也同步注入，废水在池内呈推流形式流动至池的末端，流出池外至二沉池。优点：a.处理污水效果好，BOD5 的去除率可达 90%；b.有丰富的技术资料和成熟的管理经验；c.适宜处理大量污水，运行可靠，水质稳定。缺点:a.运行费用好，由于在曝气池的末端造成的浪费，故提高了运行成本；b.基建费用高，占地面积大；c.对外界条件的适应性差；d.由于沉淀时间短和沉淀后碳源不足等情况，对于 N、P 去除率非常低，TN 的去除率仅有 20%的效果，NH3-N 用于细胞合成只能除 1218%，P 的去除率也很低。说 明：由于远期人口翻一倍，故在此均按近期设计要求设计处理构筑物，远期只需再按同样规模平行设置一组处理构筑物即可。4第三章 各处理构筑物设计3.1 细格栅3.1.1 设计污水流量查 97 年版的室外排水设计规范知，长沙市在 7 万人口的情况下，综合生活用水定额设为:170280L/cpad，取 280L/cpad。按排污量为用水量的 80计，平均生活污水量 28080%=224L/cpad， 取 1.5nzK则生活污水设计流量为:（按近期设计要求计算）0.3124701.527(/)43636znNKQLs 3/ms由于工业情况未知，这里设生活污水量为设计流量，则：10./ms设 3.1.2 格栅的各部分尺寸格栅计算简图如下图所示：1. 栅条间隙数取栅前流速为 0.8m/s，则栅前水深 ， 。10.432Qhmv120.86Bh取过栅流速 ，栅条间隙宽度 ，格栅倾角 ，故：0.9/vms.b1Hh21hH1B1l501Htg2l1B图1. 格栅计算简图5（个）sin0.3sin63421.9Qbhv2. 栅条宽度设栅条宽度 s=0.01 米B=S(n-1)+bn=0.01(34-1)+0.02134=1.04m3. 进水渠道渐宽部分长度设进水渠宽 B1=0.65 米，其渐宽部分展开角度为 =20（进水渠道内流速为 0.77 米/秒） 1.0486.252ltgt4. 栅槽与出水渠道连接出的渐宽部分长度(米) 12/.5lm5. 通过格栅的水头损失设栅条断面为锐边矩形断面24/31()sinSvhkbg24/30.1.9.()sin6097m6. 栅后槽总高度设栅前渠道总高度 h2=0.3 米H=h+h1+h2=0.43 +0.097+0.3=0.83 米7. 栅槽总长度L= + +0.5+1.0+H1/tg60=0.25+0.125+0.5+1.0+(0.43+0.3)/tg60=2.30 米1l28. 每日栅楂量在格栅间隙为 0.021 米的情况下，设栅楂量为每 1000 立方米污水产 0.07 立方米，则 0.23186408640.371.2/5zQWmdK3/宜采用机械清楂。3.2 沉砂池3.2.1 池型选择为了达到较好的沉沙的效果，同时为了对污水起预曝气作用，选用曝气沉沙池。池设两个，一用一备。3.2.2 尺寸计算1. 池子总有效容积6设停留时间为 t=2 分钟V= Qt60=36 m32. 水流断面积设 v=0.1 米/秒A= Q/v=3 m23. 池宽度设 h2=2mb=A/h2 =3/2=1.5m4. 池长L=V/A=36/3=12m5. 每小时所需空气量设 （每 污水所需空气量）30.2/dm污 水 3360.26021/qQmh6. 沉沙室所需容积设 t=1d， ， ，则：36/1X污 水 .5zK366T840.31840V=.2zK设每一分格有两个沉沙斗 30.52.1m7. 沉沙斗各部分尺寸设斗底宽 0.3 米，斗壁与水平面的倾角为 55 度，斗高 =0.5 米，沉沙斗上口宽3h3120.531.05hatgt沉沙斗容积： 22301()6Va2 2.5.0.03. （符合要求）3.9m3.8. 沉沙室高度采用重力排沙，设池底坡度为 0.06，坡向沙斗，则321.500.6.6.2hl m9. 池总高度设超高 ，则总高1.m图 2. 曝气沉沙池计算简图a1a1h23h3hb7H= 0.3+2+0.52=2.82 米123h3.3 初沉池3.3.1 池型选用平流式沉淀池，其沉淀效果好，对冲击负荷和温度变化的适应能力较强。施工简易，造价较低。适用于地下水位高及地质较差的地区，适用于大、中、小型污水处理厂。3.3.2 主要尺寸计算1. 池子总表面积设表面负荷 q= ，则32.0/()mh26.054QAmq2. 沉淀部分有效水深设停留时间 ，则1.5th20.33. 沉淀部分有效容积 36.15602VQt m4. 池长设水平流速为 ，则/vms337Lt5. 池子总宽度:B=A/L=540/27=20 米6. 池子个数设每格池宽 5 米，则 n=20/5=4 个7. 校核长宽比，长深比长宽比 L/B=27/5=5.44(符合要求)长深比 L/ =27/3=98(符合要求 )2h3.3.3 污泥部分计算1. 污泥部分所需的总容积设 T=2 日，污泥量为 25 克/人日，污泥含水率为 95%，则S=25100/(100-95)/1000=0.5 /()Ld人V=SNT/1000=0.5*70000*2/1000=70 3m2. 每格池污泥部分所需容积 3/70/415Vn8500500 图 3. 沉 淀 池 污 泥 斗 计 算 草 图 3. 污泥斗容积如下图所示，设 21.5lm406.87htg“141212()3Vff.605.0.5.01.5)3.m4. 污泥泥斗以上梯形部分污泥容积设池底纵坡 0.1i42(3)(70.315).026hLli m17.58l 322428.9lVl5. 总容积 （符合要求）312.68901.5m3V96. 池子总高度设缓冲层高度为 30.5hm124.30.5870.264.9Hm斗内污泥可用静水压或水射泵排除.3.4 曝气池3.4.1 设计参数:进水水质：pH=69; =100mg/L150 mg/L; COD=180mg/L300mg/L; 5BODSS=100mg/L150 mg/L; 15mg/L， 磷酸盐（以 P 计） 1.8mg/L。3NH出水水质: pH=69; 20mg/L; COD60mg/L; SS20mg/L; 58mg/L， 磷酸盐（以 P 计）1mg/L3NH取进水 ，出水 ，则510/BODmgL 520/BODmgL2%873.4.2 曝气池的计算按 BOD污泥负荷法计算.1. BOD污泥负荷率的确定拟采用 BOD 污泥负荷率为 0.3 ，但为稳妥，需加以校核，校5/()kgBODMLSd核公式为： 2KSefNs其中 ， ， ， 。20.1850./mgL0.870.75VSfL代入各值5.2.7.319./()Ns kBODgMd计算结果表明， 值取 0.3 是适宜的。2. 确定混合液污泥浓度(X)根据以定 Ns 查表得 SVI 值为 100150，取值 120。，取 R=0.5，则66101.2/XrmgLSVI503/30/.Rr mgL 103. 确定曝气池的容积V= =Q243600 = =3927.27QSaNsXSaNsX0.36241503m4. 确定曝气池各部位尺寸设一组曝气池，取池深 h=4.2 米，则曝气池面积为23927.54Fm取池宽 6m，B/h=1.43，介于 12 之间，符合规定，扩散装置可设在廊道一侧.池长:L=F/B=935/6=156mL/B=156/8=25.9710，符合规定。设三廊道式曝气池.单廊道长L1=L/3=156/3=52，介于 5070 之间，合理.取超高 0.5 米，则池总高为H=0.5+h=4.7m3.4.3 剩余污泥的计算干泥量： 0.538640.13792.30.75WaQSrbVXv（ ） （ ）10.4/kgd1/kgh湿污泥量： 39/750smdfXr3.4.4 曝气系统的计算采用鼓风曝气系统，曝气池出口处溶解氧浓度 ，计算水温 30，有关各2/CgL项系数： ； ； ； ； ； 。0.5a.1b0.85.710%AE1. 平均需氧量（1）2ROQSrVXv30.75324750/2.5/Xvf mgLk将各值代入（1）式，得 .86.139.27.3/kgd5/kgh2. 最大时需氧量 2maxOQSrbVXv设110.538640.135927.524（ ）1/kgh每日去除的 值5BOD0.3864.13259/rQSkgd式中 30.1roemL去除每千克 的需氧量5BOD2 25768.31.0/9r kgOBD最大需氧量与平均需氧量之比 2max13.5.46O3. 计算曝气池内平均溶解氧饱和度采用网状膜型中微孔空气扩散器，敷设于池底，距池底 0.2m，淹没深 4.0m，计算温度定为 30。在运行正常的曝气池中，当混合液在 1530范围内时，混合液溶解氧浓度 C 能够保持在 1.52.0mg/L 左右，最不利情况将出现在温度为 3035的盛夏，故计算水温采用 30。 5()2.06142btsbPOC 5351.98.10P ()(.)%19.372792AtEO 查表知 20和 30（计算水温）的氧的饱和度： ，(20)./sCmgL(30).6/sCmgL 551.49.3()7.63()2.104202btsbsPO8./mgL551.49.3(30)()9.2()2.6104062btsbsC./gL124. 计算鼓风曝气池 20时脱氧清水的需氧量 (20) (302)()2768.31.51.4.5.94sbo TRC 430/78./kgdkgh5. 求供气量（ ）98.98 1.0593.3osARGE/mh3/in3.5 二沉池3.5.1 池型选择本设计采用周边进水、周边出水的幅流式二沉池。每座沉淀池配有刮泥机一座，刮泥机线速度为 。1.5/min3.5.2 主要尺寸1. 沉淀部分水面面积：设池数 个，表面负荷 ，则2n321.5/()qh20.360QFq2. 单池直径:D= ，取 22m43621.4.m3. 实际水面面积2223804DF4. 实际表面负荷 321.4/()2Qqmhn5. 单池设计流量30850/6. 校核堰口负荷 01423.6.2QqD9/Lsms7. 校核固体负荷图 4. 二沉池计算草图1302(1)24(10.5)4238uRQNqF（符合要求）2/kgmdkgd8. 澄清区高度设 ，1th02541.238QtF按在沉淀池澄清区最小允许深度 1.5m 考虑，取 21.5hm9. 污泥区高度设 ，1.5th 02().wuRQNtCF(15)421.560.638m10. 池边深度,取 3m22h11沉淀池高度设池底坡度为 0.06，污泥斗直径 ，2dm池中心与池边落差：30.60.60.62Dh超高 ，污泥斗高度1m41h234.9Hm12. 校核径深比，故符合要求267.1Dh3.5.3 进水槽设计1. 单池配水槽设计污水量设回流比 ,则0.5R3Q.3(1)(0.5)2/2ms单2. 槽宽 B,取 0.4m0.41.9()382单143. 水深槽中流速取 ,则0.6/ms进水端水深: 10.23.964QHmvB单出水端水深: 2212 21 0.3. 1.084.96mg单4. 校核当水流增加一倍时,取 ,设.5Q0.7/vms 0.410.9()94BR1.231.875Hv22212 210.315.40.898.4QmgB3.5.4 出水部分计算1. 单池设计流量 30.5/2ms单2. 环形集水槽内水量 3.1.7/Qqs单集3. 集水周边单侧集水,安全系数 1.5k槽宽 0.40.4.9()9()8Bkm集4. 集水槽水深起端 .75.38.2h起终端 1204终3.5.5 出流溢流堰计算1. 堰上水头 H1取 0.05m2. 每个三角堰流量 q2.472.474311.3305810/ms3. 三角堰个数个14.82Qnq单154. 每个堰长 L1 3.4269.1Dm108n3.6 浓缩池及污泥脱水3.6.1 污泥处理方案本设计污泥处理采用如下方案：浓缩池 消化池 机械脱水 外运生污泥3.6.2 浓缩池设计污泥浓缩池采用圆形辐流式浓缩池,设有刮泥设备,采用周边传动,周边线速度为.2.0/min1. 浓缩池污泥量：根据前面计算, ,含水率 取 99.4%,污泥浓度为 6 ;浓缩后污泥31.9/Qsmd1P3/kgm浓度为 30 ,含水率 .3/kg27%P2. 浓缩池的直径：采用带有竖向栅条污泥浓机的辐流式重力浓缩池,浓缩池污泥固体通量 M 取.25/()kmd浓缩池的面积 213.96.1425QCAmM采用两个浓缩池,每个浓缩池面积为 206.7A则浓缩池的直径 ,取 5m。0/3./314.5Dm3. 浓缩池的高度计算： 取污泥浓缩时间为 ,则浓缩池工作部分高度 为:16Th1H13.9278244QHA 浓缩池的超高 取 0.30m。 缓冲层高度 取 0.30m。316 浓缩池的高度 为： ，取为H123.780.38Hm3.5m。4. 浓缩后污泥体积的计算3122()3.9(0.4)27QPVm3.6.3 消化池设计消化池为传统的固定式消化池，采用中温两级消化处理方式。初沉池泥量为： 370/Qmd初浓缩后的污泥量为： 2浓总消化池污泥量为： 37029/md初 浓消化池计算简图如图 5 所示。1. 一级消化池总容积为: 39714/0V采用两座一级消化池，则每座池子的有效容积为： 30194702Vm消化池直径采用 ；2Dm集气罩直径采用 ；1d池底下锥直径采用 ；2集气罩高度采用 ；1h2d 2V 3V D H 1h 2 3h 4 6h 5 1 4 d 5 15 图 5. 消化池计算简图17消化池的柱体高度 应大于 ，采用 9m；3h62Dm下锥体的高度采用 ，则消化池总高度为：41123915H集气罩容积为： 2311.4(/)6.8Vdhm弓形部分容积为：2323.(4)1.9D圆柱体部分的容积为： 2333.14(/)07.6Vhm下锥体部分的容积为： 2 23442.(/)/(/)45.0Ddm则： 303106.73902. 二级消化池总容积为：3910/Vm采用一座二级消化池，其各部分尺寸同一级消化池。18第四章 主要设备说明1. 格栅除污机经前面计算，本设计采用机械清渣，格栅清污采用 GH 链条式回转除污机，其功能如下：型号 格栅宽度 （mm） 格栅净距 （mm） 安装角 电动机功率（kw） 整机重量 （kg） 生产厂家GH-1000 1000 25 6080 0.752.2 3500-5500 无锡通用设 备机械厂2. 污水泵本设计拟定选用 3 台 8PWL 型立式污水泵（2 用 1 备） ，以用作污水泵房的提升泵，其性能如下：型号 流量Q（ L/s） 扬程H（ m）转速n（r/min）轴功率W（ kw）气蚀余量（m）重量（kg）8PWL 97.2180.5 15.59.5 730 2333 5.1 7503. 鼓风机采用 3 台 型罗茨鼓风机（两用一备） ，其性能如下：640/5D电动机型号 风量（m 3/min） 净压力 （mm 水柱） 型号 功率（ kw）生产厂家3640/560 5000 JO292-4（JO292-6）75 武汉鼓风机 厂4. 刮泥机根据二沉池个数，采用两台 ZBG-22 型周边传动刮泥机，其性能如下：型号池径（m）功率(KW)周边线速(m/min)推荐池深(mm)周边轮压(kN)周边轮中心(m) 生产厂ZBG-22 22 1.5 1.5 3000-5000 50 22.4扬州天雨给排水公司5. 压虑机选用 3 台 BAJZ 型自动板框压滤机，2 用 1 备，其性能参数如下：型号 过滤面积 框内尺寸 滤板厚度 装料容积m3 外形尺寸 mm 重量 kgBAJZ 30 10001000 60 0.75 561515801955 1019第五章 污水厂总体布置5.1 主要构 (建)筑物与附属建筑物序号 名称 规格LBH（m） 结构形式 单位 数量 备注1 细格栅 2.301.040.83 套 12 泵房 D20.013.0 钢混 座 1 半地下式3 沉沙池 121.52.82 钢混 座 2 一用一备4 初沉池 27204.92 钢混 座 1 分四格5 曝气池 526.04.7 钢混 座 1 三廊道6 二沉池 D224.9 钢混 座 27 消毒池 206.01.5 钢混 座 18 浓缩池 D5.03.5 钢混 座 29 消化池 D12.015.0 钢混 座 3 一级两个，二级一个， 尺寸相同。10 贮泥池 3.23.23.2 钢混 座 111 脱水机房 24.010.05.0 钢混 座 112 污泥泵房 16.08.06.5 钢混 座 113 管配件房 24.012.05.4 钢混 座 114 鼓风机房 36.012.05.4 钢混 座 115 总变电间