污水处理厂环境工程设计说明书

1 污水处理厂环境工程设计说明书 第一章 设计概述 设计任务 任务来源 某城市地势平坦、气候温和，地址条件较好，人口 35 万，工业废水中难降解有毒物质较少，要求设计城市污水厂。 有关资料 该市排水工程规划建议采用 150L/人 d 公共建筑排水量： 300m3/d 工业废水量： 3000m3/d 混合污水（城市污水）水质为： 270， 300， 处理后排入河流，需满足城市污水排放标准 夏季主导风向：东南 进入水厂污水干管 D 1000内底标高 地面平均标高： 本设计假定最高洪水水位为 程布置以此作为标准使核算出水水位比其略高，以实现依靠重力从高向低的自由流 第二章 工艺流程及说明 处理工艺选择 1设计原则 (1)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水排放要求。 (2) 况和特点 ,采用成熟可靠的处理工艺和 设备 ,尽量采用新技术、新材料 ,实用性与先进性兼顾 ,以实用可靠为主。 (3) ,以适应水质、水量变化。 (4)减少劳动强度。 (5)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)改善废水处理站及周围环境。 (7)有可靠的运行稳定性。 2处理方法的选择 由该原始资料可看出城市排出的水量较小，水质较好，污水处理厂的处理污水和污泥负荷较小。 生活杂用水等 ,水质及其稳定性要求高 ,因此根据 混合 污水水质、水量以及 污水厂 功能和环境要求 , 长期安全可靠地运行，我们选择合理、可靠 的传统 活 性污 法处理工艺。 工艺流程 3 初沉池 二沉池 处理目的 去除 收活性污泥 度 200 2000 沉淀类型 絮凝沉淀 成层沉淀 表面负荷 3.0 m3/1.5 m3/计沉速 3.0 m/h 1.5 m/h 沉淀时间 2.0 h 2.5 h 堰上负荷 、重力 连续、虹吸 排泥机械 半桥式刮泥机 全 桥式刮、吸泥机 污泥含水率 95 97% 99 浮渣挡板 必须设 可不设 工艺流程 废水通过排水管网收集 ,流入污水处理部分 ,流经格栅去除较大悬浮固体物 在初沉池中去除小部分 部分悬浮物在自重下沉淀形成污泥 ,经管网收集进入污泥浓缩池 采用表面曝气 ,投加悬浮填料使活性污泥体系稳定 ,去除绝大部分 部分 二沉池中的部分污泥进行回流 ,流至曝气池进行污泥接种 ,剩余污泥送至 污泥浓缩池 ,对初沉池和二沉池中的混合污泥进行浓缩 ,然后进入后续处理 (外运或焚烧 ). 流程主要结构介绍 1、 格栅 因为排入污水处理厂的污水中含有一定量较大的悬浮物或漂浮物，所以在处理系统之前设置格栅，以截留这些较大的悬浮物或漂浮物，防止堵塞后续处理系统的管理、孔口和损坏辅助设施。格栅可以根据格栅条的净间隙不同而分为粗格 4 栅、中格栅以及细格栅，分别用于截留不同粒径的杂物而设计，也可以根据栅渣量的大小二选择不同的清渣方式，可采用人工清渣或机械清渣 。 本设计采用 中 格栅 和细 格 栅 进行隔渣， 分别设置在污水泵房前后 ,以去除不同大小的废渣 ,由于栅渣量较大，采用机械清渣方式。 2、 初沉池 初沉池是作为二级污水处理厂的预处理构筑物设再生物处理构筑物的前面。处理的对象是悬浮物质（ 可去除 40% 55以上） ， 同时也可去除部分 占总 5 40，主要是非溶解性 以改善生物处理构筑物的运行条件并降低其 荷。初沉池按池内水流方向的不同，可分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池。 本设计采用了 成本较低， 运行较好 的平流 式沉淀池 ，该池施工简易，对冲击负荷和温度变化的适应能力较强。 3、 曝气池 此污水处理厂要求处理效率高；并适合 处理要求高、水质稳定的废水，所以采用普通推流式曝气池。 4、二沉池 二沉池在二级处理中，在生物反应池构筑物的后面，在活性污泥工艺中，用于沉淀分离活性污泥并提供污泥回流。二沉池与初沉池相似，按池内水流方向的不同，同样可分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池。 本设计采用辐流式沉淀池 。其特点有：运行好，较好管理。 5、浓缩池 浓缩池的作用是用于降低要经稳定、脱水处置过程或投弃的污泥的体积。污泥浓缩后污泥增稠，污泥的含水率降低，污泥的体积大幅度地降低，从 而可以大大降低其他工程措施的投资。污泥浓缩的方法分为重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩等。 本设计针对污泥量大、节省运行成本，采用了重力浓缩方法，重力浓缩具有以下几个优点： 贮存污泥能力高； 操作要求不高； 运行费用少，尤其是电耗。缺点： 占地面积大； 会产生臭气； 对于某些污泥作用少 设计水量 5 1. 污水来源及状况 城市设计人口 35 万人； 城市公共建筑物污水量： 300m3/d； 工业平均排水量： 3000m3/d； 2. 污水量计算 (1)生活平均日污水量（据人口数计算 ） 中： 居住区生活污水设计流量， m 3 / d ； N 设计人口数，人； 居住区居民生活用水量定额， L / d ；本设计取 50 L /人 d 污水排放系数；本设计取 =有： 40 104 150 10 104 m3/d (2)城市公共建筑水量： 00m3/d. (3)工业废水量 000m3/d. (4)平均日混合污水量 Q = 104+300+3000m3/d= 104m3/d 3、 出水水质要求 因为 某海滨城市地势平坦、气候温和，地址条件较好，工业废水中难降解有毒物质较少。 生活污水、公共建筑排水量、工业污水的混合污水 （城市污水）水质为： 230， 300， 处理后出水要求达到国家污水综合排放标准（ 级标准： 0 S S30 （一）水质： 项目 S S 进水水质（ mg/l） 230 300 出水水质 30 30 6 （ mg/l） 去除率（） 上 90以上 处理程度计算 = 100% 中： 进水物质浓度 出水物质浓度。 =（ 230 100 = ： =（ 300 100 =90 设计流量 城市污水具有生活污水的一切特征， 其变化系数可由居住区生活污水变化 系 数 公 式 定 。 由 2006室外排水设计规范知： 总变化系数 l/s）。当 Q d 所以宜采用机械格栅清渣 （ 10）计算草图如下： 1进水工作平台栅条图 1 中 格 栅 计 算 草 图二、污水提升泵房 设计流量： Q=301L/s，泵房工程结构按远期流量设计 采用氧化沟工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过厌氧池、氧化沟、二沉池及接触池，最后由出水管道排入神仙沟。 各构筑物的水面标高和池底埋深见第三章的高程计算。 9 污水提升前水位 泵站吸水池最底水位） ,提升后水位 细格栅前水面标高）。 所以，提升 净扬程 Z=泵水头损失取 2m 从而需水泵扬程 H=Z+h=根据设计流量 301L/s=1084m3/h，采用 2 台 列污水泵，单台提升流量542m3/s。采用 列污水泵（ 83 台，二用一备。该泵提升流量 540560m3/h，扬程 速 970r/率 30 占地面积为 52 为圆形泵房 D 10m,高 12m,泵房为半地下式，地下埋深 7m，水泵为自灌式。 计算草图如下： 进水总管中格栅吸水池最底水位图 2 污 水 提 升 泵 房 计 算 草 图 0 . 0 0三、泵后细格栅 1设计参数： 设计流量 Q=104m3/d=301L/s 栅前流速 s，过栅流速 s 栅条宽度 s=栅间隙 e=10前部分长度 栅倾角 =60 单位栅渣量 1=1032设计计算 10 （ 1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式2 1211 计算得栅前槽宽0 ，则栅前水深 1 （ 2）栅条间隙数 e （取 n=70） 设计两组格栅，每组格栅间隙数 n=35 条 （ 3）栅槽有效宽度 B2=s（ +35+35=以总槽宽为 2+虑中间隔墙厚 （ 4）进水渠道渐宽部分长度 a a 11 （其中 1为进水渠展开角） （ 5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 （ 6）过栅水头损失（ 因栅条边为矩形截面，取 k=3，则 i i 34201 其中 =（ s/e） 4/3 算水头损失 k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取 k=3 ：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时 = 7）栅后槽总高度（ H） 取栅前渠道超高 栅前槽总高度 H1=h+后槽总高度 H=h+h1+ 8）格栅总长度 L=2+= 9）每日栅渣量 =Q 平均日 1= 4 11 =dd 所以宜采用机械格栅清渣 （ 10）计算草图如下： 图 3 细 格 栅 计 算 草 图栅条 工作平台进水四、沉砂池 采用平流式沉砂池 1. 设计参数 设计流量： Q=301L/s（按 2010 年算，设计 1 组，分为 2 格） 设 计流速： v=s 水力停留时间： t=30s 2. 设计计算 （ 1）沉砂池长度： L=0= 2）水流断面积： A=Q/v= 3）池总宽度： 设计 n=2 格，每格宽取 b=总宽 B=2b= 4）有效水深： （介于 1m 之间） 12 （ 5）贮泥区所需容积：设计 T=2d，即考虑排泥间隔天数为 2 天，则每个沉砂斗容积 3545111 （每格沉砂池 设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗） 其中 市污水沉砂量 305 K：污水流量总变化系数 6）沉砂斗各部分尺寸及容积： 设计斗底宽 壁与水平面的倾角为 60，斗高 则沉砂斗上口宽： d a n a 沉砂斗容积： 3222112 22(6 d （略大于 合要求） （ 7）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为 向沉砂斗长度为2 22 则沉泥区高度为 h3=总高度 H ：设超高 H=h1+h2+ 8）进水渐宽部分长度 : a n a n 2 11 （ 9）出水渐窄部分长度 : 1= 10）校核最小流量时的流速： 最小流量即平均日流量 13 Q 平均日 =Q/K=301/s 则 平均日 /A=s，符合要求 （ 11）计算草图如下： 进水图 4 平流式沉砂池计算草图出水五、厌氧池 设计流量： 2010 年最大日平均时流量为 Q=Q/01/s，每座设计流量为 s，分 2 座 水力停留时间： T=泥浓度： X=3000 污泥回流液浓度： 0000 考虑到厌氧池与氧化沟为一个处理单元，总的水力停留时间超过 15h，所以设计水量按最大日平均时考虑。 （ 1）厌氧池容积： V= =0600=1042 2）厌氧池尺寸：水深取为 h= 则厌氧池面积： A=V/h=1042/4=261氧池直径： 14 6 144 AD m （取 D=19m） 考虑 超高，故池总高为 H=h+ （ 3）污泥回流量计算： 1）回流比计算 R =X/（ =3/（ 10=）污泥回流量 16=s=4302m3/d 六、氧化沟 拟用卡罗塞（ 化沟，去除 外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水 于排放标准。氧化沟按 2010 年设计分 2座，按最大日平均时流量设计，每座氧化沟设计流量为 =10000m3/d=s。 总污泥龄： 20d 600, 700 曝气池： 2 化，可利用氧 N 还原 他参数： a= b=氮速率： d 剩余碱度 100(保持 所需碱度 度 /化；产生碱度 度 /原 硝化安全系数： 硝温度修正系数： （ 1）碱度平衡计算： 15 1）设计的出水50 ，则出水中溶解性520 1 5） =6.4 2）采用污泥龄 20d，则日产泥量为： 0) 0 0 0) 0(1 0 0 0 S kg/d 设其中有 氮，近似等于 用于合成部分为： kg/d 即： 有 00 01 0 用于合成。 需用于氧化的 需用于还原的 3）碱度平衡计算 已知产生 碱度 /除去 1设进水中碱度为 250，剩余碱度 = 190 = 计算所得剩余碱度以 ，此值可使 .2 （ 2）硝化区容积计算： 硝化速率为 K 102 泥龄： 1 d 采用安全系数为 设 计污泥龄为： 假定污泥龄为 20d，则硝化速率为： n位基质利用率： 1 6 a bu n 16 f3600=2700 所需的 量 = 0000) 硝化容积： 力停留时间： 0 0 0 7 1 3）反硝化区容积： 12 时，反硝化速率为： 4163600190( =原 总量 = kg/d 脱氮所需 氮所需池容： 力停留时间： 0 0 7 8 4）氧化沟的总容积： 总水力停留时间： h 总容积： 7 1 5 8 7 1 VV 5）氧化沟的尺寸： 17 备用曝气机可暂不安装栏杆图 5 氧 化 沟 计 算 草 图上上钢梯走道板走道板出水管 至流量计井及二沉池进水管接自提升泵房及沉砂池七、二沉池 该沉淀池采用中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，采用刮泥机。 1设计参数 设计进水量： Q=10000 m3/d （每组） 表面负荷： 围为 1.5 取 q=1.0 体负荷： 140 力停留时间（沉淀时间）： T=2.5 h 堰负荷：取值范围为 ( 18 2设计计算 （ 1）沉淀池面积 : 按表面负荷算： 41724110000 2）沉淀池直径： 有效水深为 h=m 于 6 12） （ 3）贮泥斗容积： 为了防止磷在 池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用 h，二沉池污泥区所需存泥容积： 37061 0 0 0 036003600241 0 0 0 0)2)1(2 则污泥区高度为 w （ 4）二沉池总高度： 取二沉池缓冲层高度 高为 池边总高度为 h=h1+h2+h3+池底度为 i=池底坡度降为 2325 则池中心总深度为 H=h+ 5）校核径深比 堰负荷： 19 堰负荷 )./(2)./(0000 以上各项均符合要求 （ 6） 辐流式二沉池计算图 6 辐 流 式 沉 淀 池进水排泥出水草图如下： 图 7 辐 流 式 沉 淀 池 计 算 草 图出水进水八、接触消毒池与加氯间 采用隔板式接触反应 池 1设计参数 设计流量： Q =20000m3/d=（设一座） 水力停留时间： T=020 设计投氯量为： 平均水深： h=板间隔： b=设计计算 （ 1）接触池容积： V=Q T=1030 60=417 表面积 2 0 924 1 7 个， 则廊道总宽为 B（ 2+1） 11m 接触池长度 L= 02 0 9 取 20m 长宽比 =1 20 2=440 池深取 2 ( 经校核均满足有效停留时间的要求 （ 2）加氯量计算： 设计最大加氯量为 ,每日投氯量为 20000 100kg/d=h 选用贮氯量为 120液氯钢瓶，每日加氯量为 3/4 瓶 ,共贮用 12 瓶，每日加氯机两台，单台投氯量为 h。 配置注水泵两台，一用一备，要求注水量 Q=1 3m3/h,扬程不小于 10 3）混合装置： 在接触消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机 2台（立式），混合搅拌机功率 N0 0 0602 3 1 24220 实际选用 310 1 机械混合搅拌机，浆板深度为 叶直径为 叶宽度 率 21 解除消毒池设计为纵向板流反应池。在第一格每隔 纵向垂直折流板，在第二格每隔 垂直折流板，第三格不设 （ 4）接触消毒池计 算草图如下： 图 8 接 触 消 毒 池 工 艺 计 算 图第四章 污水处理厂的平面布置 1. 总平面布置原则 该污水处理厂为污水处理厂新建工程，主要处理构筑物有：机械除渣格栅井、污水提升泵房、平流沉砂池、辐流初次沉淀池、鼓风曝气池与二次沉淀池、污泥回流泵房、浓缩池、消化池、计量设施等及若干辅助建筑物。 总图平面布置时应遵从以下几条原则。 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。 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）。 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。 22 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，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护。 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，保证安全畅道，美化厂区环境。 （ 1） 总平面布置结果 城市夏季主导风向为东南风，因此，污水厂可设在河流下游北侧， 即城市的西北角。 污水处理厂呈长方形。综合楼、职工宿舍及其他主要辅助建筑位于厂区东北部，占地较大的污水处理构筑物在厂区西部，沿流程自南向北排开，污泥处理系统在污水处理构筑物的西部。厂区主干道宽 7 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 该厂平面布置特点为：流线清楚，布置紧凑。鼓风机房和回流污泥泵房的位置布置，节约了管道与动力费用，便于操作管理。污泥消化系统构筑物靠近四氯化碳制造厂（即在处理厂西侧），使消化气、蒸气 输送管较短。节约了基建投资。办公室。生活 住房与处理构筑物、鼓风机房、泵房、消化池等保持一定距离，位于常年主风向的上风向，卫生条件与工作条件均较好。在管线布置上，尽量一管多用，如超越管、处理水出厂管都借道雨水管泄入附近水体，而剩余污泥、污泥水、各构筑物放空管等，又都与厂内污水管合并流人泵房集水井。第二期工程预留地设在一期工程右侧。 第五章 污水厂的高程布置 污水处理厂高程布置的任务是：确定各处理构筑物和泵房等的标高，选定各连接管渠的尺寸并决定其标高。计算决定各部分的水面标高，以使