课程设计之污水厂设计说明书

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。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。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。第三章 各处理构筑物设计3.1 细格栅 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1.5则生活污水设计流量为:（按近期设计要求计算）0.3由于工业情况未知，这里设生活污水量为设计流量，则： 3.1.2 格栅的各部分尺寸格栅计算简图如下图所示：图1. 格栅计算简图1. 栅条间隙数取栅前流速为0.8m/s，则栅前水深，。取过栅流速，栅条间隙宽度，格栅倾角，故： （个）2. 栅条宽度设栅条宽度s=0.01米 B=S(n-1)+bn=0.01(34-1)+0.02134=1.043. 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）4. 栅槽与出水渠道连接出的渐宽部分长度(米)5. 通过格栅的水头损失设栅条断面为锐边矩形断面 6. 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8. 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 0.2宜采用机械清楂。3.2 沉砂池 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。 尺寸计算1. 池子总有效容积图2. 曝气沉沙池计算简图设停留时间为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）6. 沉沙室所需容积设t=1d，则：设每一分格有两个沉沙斗7. 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 沉沙斗容积： （符合要求）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9. 池总高度设超高，则总高H=0.3+2+0.52=2.82米 3.3 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2. 沉淀部分有效水深设停留时间，则3. 沉淀部分有效容积4. 池长设水平流速为，则5. 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)3.3.3 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=0.5V=SNT/1000=0.5*70000*2/1000=702. 每格池污泥部分所需容积3. 污泥斗容积如下图所示，设 4. 污泥泥斗以上梯形部分污泥容积设池底纵坡5. 总容积 （符合要求）6. 池子总高度设缓冲层高度为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; SS=100mg/L150 mg/L; 15mg/L， 磷酸盐（以P计） 1.8mg/L。出水水质: pH=69; 20mg/L; COD60mg/L; SS20mg/L; 8mg/L， 磷酸盐（以P计）1mg/L取进水，出水，则3.4.2 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，校核公式为：其中，。代入各值 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3. 确定曝气池的容积V=Q243600=3927.274. 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=156m L/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：（）（）湿污泥量：3.4.4 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，有关各项系数：；。1. 平均需氧量 （1）将各值代入（1）式，得 2. 最大时需氧量 每日去除的值式中 去除每千克的需氧量最大需氧量与平均需氧量之比3. 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。 查表知20和30（计算水温）的氧的饱和度：， 4. 计算鼓风曝气池20时脱氧清水的需氧量 5. 求供气量（）98.98 3.5 二沉池 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。3.5.2 主要尺寸1. 沉淀部分水面面积：设池数个，表面负荷，则2. 单池直径:图4. 二沉池计算草图D=，取22m3. 实际水面面积 4. 实际表面负荷5. 单池设计流量 6. 校核堰口负荷 7. 校核固体负荷 （符合要求）8. 澄清区高度设， 按在沉淀池澄清区最小允许深度1.5m考虑，取9. 污泥区高度设， 10. 池边深度 ,取3m11沉淀池高度设池底坡度为0.06，污泥斗直径，池中心与池边落差： 超高，污泥斗高度12. 校核径深比，故符合要求3.5.3 进水槽设计1. 单池配水槽设计污水量设回流比,则2. 槽宽,取0.4m3. 水深槽中流速取,则进水端水深:出水端水深:4. 校核当水流增加一倍时,取,设3.5.4 出水部分计算1. 单池设计流量 2. 环形集水槽内水量 3. 集水周边单侧集水,安全系数槽宽4. 集水槽水深起端终端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 3. 三角堰个数 个4. 每个堰长L1 3.6 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.1. 浓缩池污泥量：根据前面计算, ,含水率取99.4%,污泥浓度为6;浓缩后污泥浓度为30,含水率.2. 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.浓缩池的面积采用两个浓缩池,每个浓缩池面积为则浓缩池的直径,取5m。3. 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: 浓缩池的超高取0.30m。 缓冲层高度取0.30m。 浓缩池的高度为：，取为3.5m。4. 浓缩后污泥体积的计算 3.6.3 消化池设计图5. 消化池计算简图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：浓缩后的污泥量为：总消化池污泥量为：消化池计算简图如图5所示。1. 一级消化池总容积为: 采用两座一级消化池，则每座池子的有效容积为：消化池直径采用；集气罩直径采用；池底下锥直径采用；集气罩高度采用；消化池的柱体高度应大于，采用9m；下锥体的高度采用，则消化池总高度为：集气罩容积为：弓形部分容积为： 圆柱体部分的容积为：下锥体部分的容积为：则： 2. 二级消化池总容积为： 采用一座二级消化池，其各部分尺寸同一级消化池。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-100010002560800.752.23500-5500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）8PWL97.2180.515.59.573023335.17503. 鼓风机采用3台型罗茨鼓风机（两用一备），其性能如下：型号风量（m3/min）净压力 （mm水柱）电动机生产厂家型号功率（kw）605000JO292-4（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-22221.51.53000-50005022.4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kgBAJZ3010001000600.7556151580195510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36.012.05.4钢混座116仓库24.012.05.4钢混座117车库25.010.03.9钢混座118食堂36.012.05.4钢混座119宿舍28.010.08.0钢混座1两层20综合楼50.018.032.0钢混座1四层5.2 污水厂平面布置5.2.1 布置形式“一”字型布置：该种布置流程管线短，水头损失小；“L”型布置：该种布置适宜出水方向发生转弯的地形，水流转弯一般在曝气池处。本厂近期设计采用“一”字型布置。5.2.2 布置原则a.处理构筑物的布置应紧凑，节约土地并便于管理；b.处理构筑物的布置应尽可能按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用地形以减少土方量；c.经常有人工作的地方如办公、化验等用房应布置在夏季主导风的上风向，在北方地区也应考虑朝阳，设绿化带与工作区隔开；d.构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的位置，运转管理的需要和施工的要求，一般采用510m；e.污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以备安全，并方便管理；f.变电所的位置应设在耗电量大的构筑物附近，高压线应避免在厂内架空敷设；g.污水厂应设置超越管以便在发生事故时，使污水能超越一部分或全部构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流管；h.污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流；i.在布置总图时，应考虑安排充分的绿化地带，为污水处理厂的工作人员提供一个优美舒适的环境；g.总图布置应考虑远近期结合，有条件时可按远景规划水量布置，将处理构筑物分为若干系列分期建设。5.2.3 详细布置 见附图1。5.3 污水厂高程布置高程布置中，各构筑物之间水流为重力流，两构筑物之间水面高差即为流程中的水头损失，包括构筑物本身、连接管道、计量设备等水头损失在内。 具体见附图1。参考文献1中华人民共和国国家标准，室外排水设计规范GBJ 14-87，1997年版；2严煦世主编，给排水工程快速设计手册2，中国建筑工业出版社；3李亚峰 尹士君主编，给排水工程专业毕业设计指南，化学工业出版社；4孙力平等编著，污水处理新工艺与设计计算实例，科学出版社；5严煦世主编，水质工程学，中国建筑工业出版社。6给排水设计手册第11册，常用设备。