水污染控制说明书.doc

目录第一部分 设计说明书2一概况2二设计原则、依据、设计要求22.1设计原则：22.2设计依据：22.3设计要求：2三原始资料2四污水处理工艺流程的确定34.1工艺的确定34.2二沉池的比较和选择4五污水处理构筑物的选型及设计要点：55.1格栅55.2沉砂池55.3初次沉淀池55.4曝气池65.5二次沉淀池6六污水处理厂平面布置及处理流程高程布置：66.1各处理单元构筑物的平面布置：66.2污水处理厂的高程布置：7第二部分 设计计算书7一设计流量的计算7二污水处理构筑物的工艺计算72.1 泵前粗格栅72.2 污水提升泵站92.3 沉沙池102.4 初沉池112.5 曝气池132.6 二沉池232.7 消毒设备的计算：242.8 污泥浓缩池252.9 厌氧消化池292.10污泥干化（脱水）设备31三、 污水处理厂平面设计及处理高程计算323.1 污水处理厂的平面布置323.2 污水处理厂的高程布置32第一部分 设计说明书一概况设计的的污水处理厂的处理规模为11.5万m3/d。本设计是针对我国中部某城市，该城市的全年平均气温21.8，最冷平均月气温9.7，最热月平均气温32.6，最高温度38.7，最低温度0.0。夏季主风向为：东南风。二设计原则、依据、设计要求2.1设计原则：1）处理效果稳定，出水水质好；2）工艺先进，工艺流程尽可能简单，构筑物尽可能少，运行管理方便；3）污泥量少，污泥性质稳定；4） 基建投资少，占地面积少。2.2设计依据：给水排水设计手册第1、5、9、11册；给排水工程快速设计手册第2册；排水工程。2.3设计要求：城市污水要求处理后水质达到污水综合排放标准（GB8978-1998）、一级排放标准，即SS20mg/l；BOD520mg/l；CODcr60mg/l。污泥处理后外运填埋。三原始资料1南方某城市污水处理厂处理规模为11.5万m3/d。2城市污水的水质如下表所示： （除pH外，其余项目单位为mg/L）项目BOD5CODCrSSTNNH4+-NTP（以P计）pH原水水质15030020035253.5693 城市污水从南面进入污水处理厂，污水处理后排入北面的水体，要求处理后的水质达到城镇污水处理厂污水排放标准（GB18918-2002）中的一级标准的 B标准，即SS20mg/L,BOD520mg/L，CODCr60mg/L。污泥处理后外运填埋。4 污水处理厂厂区地形拟为平坦地形，标高为75.00米。厂区的污水进水渠水面标高为72.50米。（进水渠的宽及水深根据流量自行设计确定）。5. 受纳水体洪水位标高为73.20米，枯水位标高为65.70米。常年平均水位标高为68.20米。6.全年平均气温21.8，最冷平均月气温9.7，最热月平均气温32.6，最高温度38.7，最低温度0.0。7.夏季主风向：东南风。四 污水处理工艺流程的确定 4.1工艺的确定 按城市污水处理和污染防治技术政策要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2/O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。 由于该污水处理只需去除BOD5与SS,不考虑脱氮与除磷方面，所以选择两个比较好的方案：方案一：传统活性污泥法,其流程为:污水中格栅提升泵房细格栅沉砂池初沉池曝气池二沉池接触池处理水排放方案二：厌氧池+氧化沟,其流程为: 污水中格栅提升泵房细格栅沉砂池厌氧池氧化沟二沉池接触池处理水排放1.6.1.1 工艺流程方案的比较和选择 传统活性污泥法氧化沟优点: 1.有机物经历了第一阶段的吸附和第二阶段的代谢的完整过程,活性污泥也历了一个从池道端的对数增长,经减速增长到池末端的内源呼吸的完全生长周期2.在池首端和前段混合液中的溶解氧浓度较低3.效果好,BOD除率达90%以上缺点: 1.曝气池首端有机污染物负荷高,耗氧速度也高2.暴气池溶积大,基建费用高.3.供氧与需氧不平衡4.对进水水质,水量变化的适应性较低,动行效果易受水质,水量变化的影响优点: 1.可考虑不设初沉池,有机性悬浮物在氧化化沟内能太到好氧稳定的程度2.可考虑不单敲边鼓二次沉淀池,可少去污泥回流装置.3.BOD负荷低缺点: 1.占地面积较大 两个方案都能达到处理水质的要求,BOD5,SS去除都能达到出水水质,工艺都是比较简单的,在技术上都是可行的. 最终选择厌氧池+氧化沟处理工艺是因为:氧化沟是活性污泥系统的新工艺,与传统活性污法比较,期暴气系具有以下各项效益:1.对水温水质,水量的变动有较强的适应性2.污污龄一般可达15-30d,为传统活性污泥系统的3-6倍. 可以存活,繁殖世代时间长,增殖速度慢的微生物,如硝化菌,在氧化沟内可能产生硝化反应.如运行得当能够具有反硝化脱氮的效应.3.污泥产率低,且已达到稳定的程度,不需要再进行肖化处理.这一点可以少了硝化池,在运行费用方面又可以省下一部份. 在与技术上经济上的造价以及运行费用的综合比较, 厌氧池+氧化沟处理工艺是最终的选择.4.2二沉池的比较和选择类型优点缺点适用条件平流式处理水量可大可少,有效沉淀区大,沉淀效果好,对水量水质变化适应性强,造价低,平面布置紧凑占地面积大,排泥因难(人工排泥),工作繁杂,机械刮泥易锈,配水不均地下水位高,施工困难地区,适用流动性差比重大的污泥,不能用静水压力排泥,污水量不限辐流式处理水量较为经济,排泥设备己定型系列化,运行稳定,管理方便结构受力条件好排泥设备复杂,需具有较高的运行管理水平,施工严格适用处理水量大,地下水位较高的地区及工程地质条件差的地区 经上面的图表,可以看出,平流式与辐流式沉淀池都是可选的.平流式沉淀池对水质冲击变化效果好,但占在面积大,排泥因难,要人工排泥,所以不是太好. 虽然辐流式沉淀池排泥设备复杂,需具有较高的运行管理水平,施工严格,但是这些问题对于这个发展型的城市来说,这点问题并不是太大,管理水平可以请技术高的人才来管理,设施工.并且看到了它的优点处理水量较为经济,排泥设备己定型系列化,运行稳定,管理方便结构受力条件好.所以选择辐流式沉淀池作为二沉池是好的选择. 五污水处理构筑物的选型及设计要点：5.1格栅 用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。要根据流量选择清渣方式，人工清渣格栅适用于小型污水厂，机械清渣格栅适用于栅渣量大于0.2m3/d。提升泵站前用中格栅，提升泵站后用细格栅。 设计参数： a、栅条间隙：人工清除为2540mm，机械清除为1625mm；b、格栅栅渣量：格栅间隙为1625mm时是0.100.05m3栅渣/10m3污水，格栅间隙为3050mm时是0.030.01m3栅渣/10m3污水；栅渣含水率一般为80，容重约为960kg/ m3 c、格栅上部必须设置工作台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作台上应安全冲洗设施； d、机械格栅不宜少于2台。 e、污水过栅流速宜采用0.61.0m/s，格栅前渠道水流速0.40.9m/s； f、格栅倾角一般采用4575；g、格栅水头损失0.080.15m。 5.2沉砂池 用于去除比重较大的无机颗粒。本设计采用钟式沉砂池，它利用机械力控制水流流态与流速，加速砂粒的沉淀并使有机物随水流带走。具有沉砂效果好、工作稳定、清洗、排沉砂较方便等优点。 设计参数： a、水力表面负荷为200 m3/ m2.h,停留时间约为2030s； b、进水渠道直段长度应为宽度的7倍，并且不小于4.5米； c、进水渠道流速，在最大流量的4080情况下为0.60.9m/s,在最小流量时大于0.15m/s,但最大流量时不大于1.2m/s； d、出水渠道与进水渠道的夹角大于270。，两种渠道均设在沉砂池的上部；e、出水渠宽度为进水渠道的2倍，出水渠道直线段长度要相当于出水渠的宽度；5.3初次沉淀池 去除悬浮物质，同时可去除部分BOD5，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。本设计选用中心进水周边出水辐流式沉淀池。它的优点是进水中间进水管进水，然后经过水流向四边扩散，布水均匀；多位机械排泥，运行较好，管理方便，而且排泥设施已趋于稳定型。 设计参数： a、沉淀时间为11.5h； b、表面水力负荷为1.53.0 m2/m3*h；校核负荷q1153.6 m3 (符合要求)。2.9 厌氧消化池1）设计参数 初沉污泥量： 浓缩后的剩余活性污泥： 污泥含水率：97% 干污泥比重：1.01 挥发性有机物：64%采用中温消化。2）消化池的容积计算 由于剩余活性污泥量较多，故采用挥发性有机物负荷为1.3kg/(m3d)，消化池总容积为：，取17700m3 用两级消化，容积比一级：二级=2：1，则一级消化池容积为11800m3，用四个，每个消化池容积2950m3，二级消化池两个，每个容积2950m3。一级消化池拟用尺寸见图：消化池直径D用18m，集气罩直径d1=2m，高h1=2m，池底锥底直径d2=2m，锥角15，h2=h4=2.4m。消化池柱体高度h3应大于D/2=9m，采用h3=10m。消化池总高度H=h1+ h2+ h3+ h4=16.8m。消化池各部容积：集气罩容积：上盖容积：下锥体容积等于上锥体容积，V4=203.5m3。柱体容积：消化池有效容积：（合格）。二级消化池的尺寸采用一级消化池的尺寸。3）消化池各部分表面积计算：集气罩表面积：池上盖表面积等于池底表面积即：所以，池柱体表面积：地面以上部分地面以下部分4）消化池热工计算 A提高新鲜污泥温度的耗热量 中温消化温度TD=35，生产泥年平均温度为Ts=17.3，日平均最低温度Ts=9.7。污泥投配率为5 则每座一级消化池投配的最大污泥量为V=29505=147.5 m3/d则日平均耗热量为：最大耗热量为：B消化池池体的耗热量 消化池各部传热系数采用：池盖k=2.93kj/(m2h)，池壁：地面以上k=2.5kj/(m2h)，地面以下及池底k=2.93kj/(m2h)。池外介质为大气，全年平均气温TA=21.8，冬季室外计算温度T2=9.7。池外介质为土壤，全年平均气温T1=12.6，冬季室外计算温度T2=4.2。池上盖全年平均热耗量为：（热损失系数为1.2）Q2=FK（TD-T1）1.2=11900kj/h最大耗热量为：Q2max=FK（TD-T2）1.2=27371kj/h池壁地面以上全年平均耗热量为：Q3=FK（TD-T1）1.2=13424 kj/h 最大耗热量为：Q3max=FK（TD-T2）1.2=25730 kj/h池壁地面以下全年平均耗热量为：Q4=FK（TD-T1）1.2=11542 kj/h最大耗热量为：Q4max=FK（TD-T2）1.2=15870 kj/h池底部分全年平均耗热量为：Q5=FK（TD-T1）1.2=14913 kj/h最大耗热量为：Q5max=FK（TD-T2）1.2=20505 kj/h每座消化池池体全年平均耗热量为： QX=Q2 +Q3 +Q4 +Q5 =51779 kcal/h最大耗热量为： QXmax= Q2max +Q3max +Q4max +Q5max =89476kcal/h 每座消化池总耗热量全年平均耗热量为：Q=455445+51779=507224 kj/h Qmax=706173+89476=795649 kj/hC热交换器的计算消化池每天所需的热量，是由污泥加热循环泵将污泥通过热交换器加热提供的，本设计采用池外套管式泥水交换器，套管中心走泥，套管间走热水，热水从上部向下流。生污泥在进入一级消化池之前，与回流的一级消化池污泥泥先混合，再进入一级消化池，其比例为1：2，全天均匀投配。进入消化池的生污泥量为：Qs1=160/24=6.67 m3/h回流消化污泥量为：Qs2=6.672=13.4 m3/h进入消化池的总污泥量为：Qs= Qs1 +Qs2=20.1 m3/h内管管径选用DN60mm，外管管径选用100mm，则污泥在内管中的流速为：（符合要求1.52.0） 热交换器的入口热水温度采用：Tw=85（60-90）Tw采用10 ，则循环水量为： 校核内外管之间热水的流速为：（符合要求1.01.5） 生污泥与消化污泥混合后的温度为：Ts=（112+235）/3=27.33热交换器的套管长度接下式计算：L=Qmax1.2/DKTm其中，Tm=（T1T2）/（T1/T2）因为 T1=（TwTw）Tb= -46.67 Ts=Ts+Qmax/Qs1000=36.35所以 Tm=（T1T2）/（T1/T2）=48.19 设每根长4m，其根数为：n=41.8/4=10.5根，选用11根2.10污泥干化（脱水）设备根据实际的的情况，选用3台WL200离心脱水机，2用1备。三、 污水处理厂平面设计及处理高程计算3.1 污水处理厂的平面布置污水处理厂的平面布置包括处理构筑物、办公楼、化验室及其他辅助建筑物以及各种管道、渠道、道路、绿化带等的布置。3.2 污水处理厂的高程布置3.2.1 布置原则 污水处理工程的污水处理流程高程布置的主要任务是确定各处理构筑物和泵房的标高,确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高;通过计算确定各部位的水面标高,从而使污水能够在处理构筑物之间通畅的流动,保证污水处理工程的正常运行。3.2.2 污水水头损失计算构筑物高程图： 本设计以洪水位73.2m为控制点，排水口的管道底部距离洪水位0.5