实例一某城市污水处理厂设计.doc

.工程实例一 某城市污水处理厂设计1、设计资料1.1 工程概况某城市临近北海，以海产养殖、水产品加工、海洋运输为主，工业发展速度较慢。1.2 水质水量资料 该市气候温和，年平均21，最热月平均35，极端最高41，最高月平均15，最低10。常年主导风向为南风和北风。夏季平均风速2.8m/s，冬季1.5 m/s。根据该市中长期发展规划，2005年城市人口20万，2015年城市人口28万。由于临近大海，城市地势平坦，地质条件良好，地表土层厚度一般在10 m以上，主要为亚砂土、亚粘土、砂卵石组成，地基承载力为1/2。此外，地面标高为123.00m，附近河流的最高水位为121.40m。目前城市居民平均用水400L/人.d，日排放工业废水2104m3/d，主要为有机工业废水，具体水质资料如下：1.城市生活污水: COD 400mg/l,BOD5 200mg/l,SS 200mg/l,NH3-N 40mg/l,TP 8mg/l,pH 69.2.工业废水: COD 800mg/l,BOD5 350mg/l,SS 400mg/l,NH3-N 80mg/l,TP 12mg/l,pH 68 1.3 设计排放标准为保护环境，防止海洋污染，污水处理厂出水执行“城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002”的一级标准中的B标准，即：污染物CODBOD5SSTNNH3-NTP色度pH大肠菌群数排放浓度(mg/l)602020208130倍691104个/l2. 污水处理工艺流程的选择2.1计算依据生活污水量：280000400103 =112000 m3/d=1296.30 L/s设计污水量：112000+20000=132000 m3/d，水量较大。设计水质设计平均COD： 461 mg/L；设计平均BOD：223 mg/L；设计平均SS：230mg/L设计平均NH3-N 46 mg/L；设计平均TP9 mg/L。污水可生化性及营养比例可生化性：BOD/COD=223/4610.484，可生化性好，易生化处理。去除BOD：223-20=203 mg/L。根据BOD：N：P=100：5：1，去除203 mg/LBOD需消耗N和P分别为N：10.2 mg/L，P：2.03 mg/L。允许排放的TN：8 mg/L，TP：1 mg/L，故应去除的氨氮N=45-10.2-8=26.8 mg/L，应去除的磷P=8-2.03-1=4.97 mg/L，超标氮磷比例接近5：1，故需同时脱氮除磷。2.2 处理程度计算BOD的去除效率：203/22391 COD的去除效率：401/46187SS的去除效率： 210/23091氨氮的去除效率：38/4683总磷的去除效率：8/989 上述计算表明，BOD、COD、SS、TP、NH3-N去除率高，需要采用二级强化或三级处理工艺。2.3工艺流程选择根据上述计算，该设计水量较大，污染物去除率一般在90左右，且需要同时脱氮除磷。因此，本设计拟采用A2/O脱氮除磷工艺。A2/O工艺特点是通过厌氧缺氧好氧交替进行，使污泥在厌氧条件下释放磷，在缺氧池（段）生物反硝化脱氮，在好氧池（段）进行生物硝化和生物吸磷，并通过排泥实现生物除磷。具体工艺流程如下：进水格栅曝气沉砂池砂厌氧池缺氧池好氧池二沉池混合液回流出水回流泵房浓缩池脱水车间泥饼外运污泥回流2.4主要构筑物说明2.4.1格栅格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，用以截流较大的悬浮物或漂浮物等，保护泵及后续机械。本设计在泵前设粗格栅拦截较大的污染物，泵后设细格栅去除较小的污染物质。具体设计参数如下：粗格栅栅条间隙e=0.06m 栅条间隙数n=21个 栅条宽度S=0.01m 栅槽宽B=1.46m 栅前水深h=0.73m 格栅安装角 栅后槽总高度H=1.11m 栅槽总长度L=3.44m细格栅栅条间隙e=0.01m 栅条间隙数n=123个 栅条宽度S=0.01m 栅槽宽B=2.45m 栅前水深h=0.73m 格栅安装角 栅后槽总高度H=1.35m 栅槽总长度L=2.6m2.4.2曝气沉砂池沉砂池的作用去除比重较大的无机颗粒，以减轻沉淀池负荷，防止其沉淀于后续物构筑物中。曝气式沉砂池是在池的一侧通入空气，使池内水产生与主流垂直的横向旋流，以降低砂粒中的有机质含量，并对污水起预曝气作用。设计参数：L12m、B6.4m、H4.24m，有效水深h=3m，水力停留时间t=2min，曝气量1380m3/d，排渣时间间隔T=1d。2.4.3厌氧池污水在厌氧反应池与回流污泥混合。在厌氧条件下，聚磷菌释放磷，同时部分有机物发生水解酸化。其设计参数：L70、B20、H5.2m，有效水深：4.7m，超高：0.5m，污泥回流比R=100%，水力停留时间t=1.8h。2.4.4缺氧池 污水在厌氧反应池与污泥混合后再进入缺氧反应池，发生生物反硝化，同时去除部分COD。硝态氮和亚硝态氮在生物作用下与有机物反应。设计参数：L70m、B20m、H5.2m，有效水深：4.7m，超高：0.5m，污泥回流比R=100%，水力停留时间t=1.8h。2.4.5好氧池混合液进入好氧反应器后，在好氧作用下，异养微生物首先降解BOD、同时聚磷菌大量吸收磷，随着有机物浓度不断降低，自养微生物发生硝化反应，把氨氮降解成硝态氮和亚硝态氮。具体反应：设计参数：L70m、B205m、H5.2m，有效水深：4.7m，超高：0.5m；鼓风曝气，水力停留时间t=5.4h，出水口采用跌水。2.4.6二沉池二沉池的作用是泥水分离，使污泥初步浓缩，同时将分离的部分污泥回流到厌氧池，为生物处理提高接种微生物，并通过排放大部分剩余污泥实现生物除磷。本设计采用辐流式沉淀池。其设计参数：D40m、H6.95m，有效水深h=3.75m，沉淀时间t=2.5h。3 设计计算书3.1 粗格栅格栅斜置于泵站集水池进水处，采用栅条型格栅，设三组相同型号的格栅，其中一组为备用,渠内栅前流速v1=0.9 m/s，过栅流速v2=1.0 m/s，格栅间隙为e=60mm，采用人工清渣，格栅安装倾角为60。栅前水深h 设计流量为： 栅前水深 h = 0.73m栅条间隙数n 将数值代入上式： 栅槽宽度B B = S（n-1）+ en将数值代入上式：B = S（n-1）+ en0.01(21-1)+0.0621=1.46m进水渠道渐宽部分的长度L1设进水渠道宽B1=0.8 m，渐宽部分展开角1= 20，此时进水渠道内的流速为： 则进水渠道渐宽部分长度：栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 过栅水头损失h1 其中 采用矩形断面=2.42，=2.42=0.63h1=kh0=k=30.63sin60=0.08m栅后槽总高度H设栅前渠道超高h2=0.3m，栅前槽高H1 = h + h2 =0.73+0.3=1.03 mH= h + h1 + h2 =0.73+0.08+0.3=1.11 m栅槽总长度LL = L1 + L2 + 0.5 + 1.0 + 0.9+0.45+0.5+1.0+ =3.44 m每日栅渣量W 因为是细格栅，所以W1 = 0.01 m3/103m3，代入各值：= 0.83m3/d采用人工清渣。3.2 细格栅设三组相同型号的格栅，其中一组为备用,渠内栅前流速为v1=0.9 m/s，过栅流速为v2=1.0 m/s,格栅间隙为e=10mm,采用机械清渣,格栅安装倾角为60.栅前水深h 设计流量为： 栅前水深 h = 0.73m栅条间隙数n 将数值代入上式： 栅槽宽度B B = S（n-1）+ en 将数值代入上式：B = S（n-1）+ en0.01(123-1)+0.01123=2.45m进水渠道渐宽部分的长度L1设进水渠道宽B1=2.2m，渐宽部分展开角1= 20，此时进水渠道内的流速为： 则进水渠道渐宽部分长度：栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 过栅水头损失h1 式中 采用矩形断面=2.42，=2.42=2.42h1=kh0=k=32.42sin60=0.32m栅后槽总高度H设栅前渠道超高h2=0.3m，栅前槽高H1 = h + h2 =0.73+0.3=1.03 mH= h + h1 + h2 =0.73+0.32+0.3=1.35 m栅槽总长度LL = L1 + L2 + 0.5 + 1.0 + 0.34+0.17+0.5+1.0+ =2.6 m每日栅渣量W ，因为是细格栅，所以W1 = 0.1 m3/103m3，代入各值：= 8.3m3/d采用机械清渣。3.3 曝气沉砂池总有效容积V ，式中取t =2min，将数值代入上式：池断面积A ，将数值代入上式： 池总宽度B ，将数值代入上式： 每个池子宽度b取n=2格， 宽深比：，符合要求。池长L ，将数值代入上式： 所需曝气量q ，将数值代入上式： 沉砂斗所需溶积V 每个沉砂斗的容积Vo 设每一格有2个砂斗，共4个砂斗 沉砂斗各部分尺寸 设斗底宽a1=1.2m，斗壁与水平的倾角为55o ，斗高h3=0.6m沉砂斗上口宽：沉砂斗容积: 沉砂室高度H 采用重力排砂，设池底坡度为 0.3。坡向砂斗，超高h1=0.3m 池总高度: 空气管的计算 在沉砂池上设一根干管，每根干管上设4对配气管，共8条配气竖管。则： 每根竖管上的供气量为： 沉砂池总平面面积为： 选用YBM-2型号的膜式扩散器，每个扩散器的服务面积为2m2个，直径为200mm，则需空气扩散器总数为： 个。3.4主体反应池的设计3.4.1设计参数表1 设计参数项目数值BOD5污泥负荷 kgBOD5/（kgMLSS.d）0.150.2TN负荷 kgTN/（kgMLSS.d）0.05(好氧段)TP负荷 kgTP/（kgMLSS.d） 5.83 m3，足够。沉淀池总高度H = h1 + h2 + h3 + h4 + h5 =0.3+3.75+0.3+0.9+1.7= 6.95 m沉淀池周边处的高度为：h1 + h2 + h3 =0.3+3.75+0.3= 4.35 m3.6 浓缩池的设计 本次设计采用重力浓缩池，在前面已经算出日产剩余污泥量为： 设含水率po=99.2%，（即固体浓度Co =8kg/m3），浓缩池面积A根据查固体通量经验值，污泥固体通量选用40kg/(m2.d)。浓缩池面积浓缩池直径D设计采用n=2个圆形辐流池。单池面积浓缩池直径，取D=23m浓缩池深度H浓缩池工作部分的有效水深，式中，T为浓缩时间，h，取T=15h。 超高h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.3m，浓缩池设机械刮泥，池底坡度i=1/20,污泥斗下底直径D1=1.0m，上底直径D2=2.4m。 池底坡度造成的深度 污泥斗高度 浓缩池深度H = h1 + h2 + h3 + h4 + h5 = 0.3+3.125+0.3+0.515+1.2 = 5.44 m3.7 污泥贮泥池的设计进泥量：两座，每座设计进泥量为QW=40062=2003m3/d贮泥时间：T=12h单个池容为：V=QWT=20031224=1001.5m3贮泥池尺寸：将贮泥池设计为正方形，其LBH=16.2m12.5m5m3.8 构筑物计算结果及说明表2 构筑物计算结果一览表序号类型尺寸选型及备注1粗格栅栅前水深 h = 0.73m栅槽宽度B=1.46m栅后总高H=1.11m栅槽总长L=2.42m1. 每日栅渣量W=0.83m3/d。2. 共3组格栅，一组备用。3. 选用三台GH2500型链条回转式多耙格栅除污机，功率为1.52.2KW。2提升泵房10 m5 m1. 采用5台（4用1备），每台水泵的设计流量Q=1725m3/h2. 选用400QW180032型排水泵，处理流量1800m3/h ，扬程32m，出水口径400mm，功率为186.71KW。3细格栅栅前水深 h = 0.73m栅槽宽度B=2.45m栅后总高H=1.35m栅槽总长L=2.6m1. 每日栅渣量W=8.3m3/d。2. 共3组格栅，一组备用。3. 选用三台GH2500型链条回转式多耙格栅除污机，功率为1.52.2KW。4曝气沉砂池总宽B=6.4m每格宽b=3.2m池长L=12m曝气量q=1382.4m3/h1. 采用曝气沉砂池，不增加沉砂的后续处理难度，兼扶氧。2. 分为两格 。3. 选用PXS6000型行车式泵吸砂机，功率5.15 KW。4. 采用YBM-2型号的膜式扩散器。5. 钢筋砼结构，矩形池。5厌氧池厌氧池有效容积V 厌=70204.7=6580m31. 设导流墙，将厌氧池分成3格，每格内设SM7.5潜水搅拌机1台，功率5 KW。 2. 钢筋砼结构，矩形池。6缺氧池缺氧池有效容积V 缺=70204.7=6580m31. 设导流墙，将缺氧池分成3格，每格内设SM7.5潜水搅拌机1台，功率5 KW。 2. 钢筋砼结构，矩形池。7好氧池好氧池有效容积V 缺=702034.7m31. 好氧池分为3个沟段。2. 选用YBP1400-A8型转盘曝气机，充氧能力56kg/h，功率22KW。3. 钢筋砼结构，矩形池。8混合液回流泵房6 m7 m1. 混合液回流泵房2座，内设5台600QW35007型潜污泵（4用1备），功率110 KW。2. 砖混结构。9配水井堰上水头H=0.36m堰顶厚度B=1.2m1. 采用堰式配水。2. 钢筋砼结构。10二沉池每池直径D=40m有效水深h2= 3.75m沉淀池总高H=6.95m1. 采用中心进水周边出水的辐流式沉淀池。2. 池数为4座。3. 选用CG40B型支墩式双周边传动刮泥机，功率1.1 KW。4. 钢筋砼结构11回流污泥泵房8 m6 m1. 设回流污泥泵房2座，内设4台600QW350012系列潜污泵（2用2备），功率128.41 KW。2. 砖混结构。12污泥浓缩池浓缩池直径D=23m有效水深h2=3.125m浓缩池深度H=5.44m1. 采用连续式重力浓缩池。2. 选用NG2235C型浓缩池刮泥机，功率0.550.75KW。3. 池数2座。4. 钢筋砼结构。13污泥贮泥池16.2m12.5m5m1. 池数2座。2. 钢筋砼结构。14脱水车间20 m15 m1. 选用DYL2000型带式压滤机，功率1.5KW。2. 砖混结构。4 污水厂平面布置和高程计算4.1污水厂平面布置（略）4.2水头损失表4 水头损失计算表名称参数沿程损失(m)局部损失(m)总损失(m)格栅至曝气沉砂池Q=958.4L/s，I=0.9V=1.1m/s，DN=1200mm，L=10m 0.010.060.07曝气沉砂池至A2/OQ=1916.7L/s，I=2.5V=1.8m/s，DN=1200mm，L=8m0.020.20.22A2/O至配水井Q=958.4L/s，I=1.25V=1.1m/s，DN=1000mm，L=50m0.060.50.56配水井至沉淀池Q=479.1L/s，I=2.6V=1.35m/s，DN=800mm，L=12m0.030.070.1沉淀池至浓缩池Q=23.2L/s，I=2.2V=0.65m/s，DN=400mm，L=80m0.180.010.19浓缩池至贮泥池Q=23.2L/s，I=2.7V=0.7m/s，DN=400mm，L=7m0.020.020.044.2 标高计算地面标高为123.00m，附近河流的最高水位为121.40m。4.2.1二沉池采用半地下结构，挖深5m，则：池底标高=123.00-5=118.00m池顶标高=118.00+6.95=124.95m水面标高=124.95-0.3=124.65m4.2.2配水井采用半地下结构，挖深0.5，则：池底标高=123.00-0.5=122.50m池顶标高=122.50+3=125.50m水面标高=125.50-0.5=125.00m4.2.3A2/O池采用地上结构，则：池底标高=123.00m池顶标高=123.00+5.2=128.20m水面标高=128.20-1=127.20m4.2.4沉砂池采用地上结构，加高3.5m，则：池底标高=123.00+3.5=126.50m池顶标高=126.50+4.24=130.74m水面标高=130.74-0.3=130.44m4.2.5格栅采用地上结构，加高6.5m，则：池底标高=123.00+6.5=129.50m池顶标高=129.50+1.35=130.85m水面标高=130.85-0.3=130.55m4.2.6浓缩池采用半地下结构，挖深5m，则：池底标高=123.00-5=118.00m池顶标高=118.00+5.44=123.44m水面标高=123.44-0.3=123.14m4.2.7贮泥池采用地下结构，挖深5m，则：池底标高=123.00-5=118.00m池顶标高=118.00+5=123.00m泥面标高=123.00-0.3=122.70m5 投资估算5.1 投资估算5.2.1直接费土建计算钢筋混凝土结构，墙体宽度取250mm，底部取300mm。1 曝气沉砂池钢筋混凝土体积：124.240.252+6.44.240.252+126.40.3+26.40.253=71.65 m32 A2/O生化池钢筋混凝土体积：(6060.252+42.560.252+6060.254+6042.50.3)2=2865 m33 二沉池钢筋混凝土体积：403.140.251.954=244.92 m3挖方量计算：(20203.142.85+326.15)4=7811.5 m34 浓缩池钢筋混凝土体积：233.140.250.442=15.9 m3 挖方量计算：(233.143.825+64.2)2=680.9 m35 贮泥池钢筋混凝土体积：(16.212.50.252+12.550.252+16.512.50.3)2=392.5 m3 挖方量计算：(16.212.55)2=2062.5 m3综合以上数据得下表：表5 各构筑物土建面积曝气沉砂池A2/O反应池二沉池浓缩池贮泥池合计（m3）砼71.652865244.9215.9392.53589.97挖方007811.5680.92062.510554.9钢筋混凝土按每立方300元计，挖方按每立方40元计，则：钢筋混凝土费用：3589.97300=107.7万元挖方费用：10554.940=42.22万元 地面建筑为砖混结构，其造价按每平米200元计。 表6 建筑面积面积名称建筑面积（m2 ）提升泵房50混合液回流泵房84回流污泥泵房96污泥脱水车间300机修间160综合楼1000食堂56宿舍750仓库、车库500传达室40合计3036建筑面积费用：3036200=60.72万元 土地费用：按每平方米1000元计，600001000=6000万元土建工程总费用：107.7+42.22+60.72+6000=6210.64万元设备费用表7 设备费用名称型号数量单位单价（万元）总价（万元）格栅除污机GH25006台212污水提升泵400QW1800325台0.84.0行车式泵吸砂机PXS60004台1560扩散器YMB2型40个0.052潜水搅拌机SM7.512台1.518转盘式曝气机YBP1400-A812台12144潜污泵600QW350075台0.63.0支墩式双周边传动刮泥机CG40B4台25100污泥回流泵600QW3500124台0.52浓缩池刮泥机NG2235C2台816带式压滤机DYL20002台100200管道及附件60合计621另外还要计算机修车间设备费和化验室设备费：估计：机修设备：8万元，化验设备：10万元所以，直接费=6210.64+621+8+10=6849.64万元5.2.2间接费间接费=直接费30%=6849.6430%=2054.89万元5.2.3第二部分费用第二部分费用=直接费用10%=6849.6410%=684.96万元5.2.4工程预备费工程预备费=（第一部分费用+第二部分费用）10%=（6849.64+2054.89+684.96