广州大学污水厂毕业设计

1、第一章 原始资料分析1、 城市概况该城市地处东南沿海，北回归线横贯市区中部，该市在经济发展的同时，城市基础设施的建设未能与经济协调发展，城市的污水处理率仅仅为3.4%，大量的污水未经处理直接排入河流，使该城市的生态环境受到严重的破坏。为了把该城市建设成为经济繁荣、环境优美的现代化城市，筹建该城市的污水处理厂已经迫在眉睫了。该市人口30万人，规划10年后发展到60万人。该市是一个以轻工业、冶金、家电、外贸为主题的新兴现代化城市。2、 自然条件(1) 地形、地貌：该市具有中低山、丘陵、盆地和平原等多种地貌类型，地势西北高，东南低。(2) 工程地质：该市地质岩层出露白垩系地层，市区地层覆盖层为第四纪

2、近代冲击层，厚4060米，上层一般为耕植土，淤土、砂质粘土、亚粘土、细中砂和残积粘土，地基承载力为1.23.5kg/cm2，地震等级为6级以下，电力供应良好。(3) 气象资料：该市地处亚热带，面临东海，海洋性气候特征明显，冬季暖和有阵寒，夏季高温无酷暑，历年最高气温38oC，最低气温4 oC，年平均温度为24 oC，常年主导风向为南风；(4)水文资料：该市内河流最高洪水位49米，最低水位47米，平均水位为48米，地下水位为离地面-2.0米，厂区内设计地面标高为51米3、工程设计规模（1）污水总量市政公共设施及未预见污水量9万，总污水量为生活污水量、工业污水量及市政公共设施与未预见水量的总和。（

3、2） 污水水质进水水质：生活污水BOD5为140mg/L；SS为120mg/L；出水水质：BOD520mg/L，SS20mg/L。混合污水温度：夏季28OC，冬季10 OC，平均温度20 OC。（3） 工程设计规模污水处理厂的设计规模主要按远期需要考虑，以便预留空地以备城市的发展。六、 方案选择 1、 工艺的确定 由于该污水处理只需去除BOD5与SS，不考虑脱氮与除磷方面，采用传统活性污泥法，其流程为：污水中格栅提升泵房沉砂池初沉池曝气池二沉池消毒处理水排放 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

4、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.曝气池溶积大，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.可考虑不单设二次沉淀池，使氧化沟和二沉池合建，可少去污泥回流装置。3.BOD负荷低缺点： 1.占地面积较大 两个方案都能太到处理水质的要求，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。考

5、虑到厌氧池+氧化沟处理工艺占地较大，投资较多，采用传统活定污泥法。 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

6、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，管理方面可以请高技术人才。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。2、 设计污水量Q=9104103/（243600）=1041.67 L/S 由于居民生活用水总变化系数 所以QmaxKzQ1041.671.26=1309.61 L/S 接入管的选取：管径D=1400mm h/D=0.7 i=0.08% v=

7、1.14 m/s 第三章 附属构筑物的设计与计算一、泵前中格栅泵前中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。设2座格栅1、设计参数设计流量Q=9m3/d 栅前流速v1=0.8/s，过栅流速v2=0.9m/s栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=20mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角=60单位栅渣量1=0.05m3栅渣/污水2、设计计算A. 确定格栅前水深h=(h/D)*D=0.7*1.4=0.98mB. 栅条间隙数nC. 栅槽有效宽度B=s（n-1）+en=0.01（26-1）+

8、0.0226=0.77mD. 进水渠道渐宽部分长度其中1为进水渠展开角为,进水渠宽B10.65mE. 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度F. 过栅水头损失（h1）因栅条边为矩形截面，取k=3，则 其中:=（s/e）4/3 h0：计算水头损失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=2.42G. 栅后槽总高度（H）取栅前渠道超高 h2=0.3m栅前槽总高度:=0.98+0.3=1.28m栅后槽总高度:=0.98+0.103+0.3=1.383mH. 格栅总长度LL=L1+L2+0.5+1.0+H1/tan=0.17+0.08+0.5+1

9、.0+1.28/tan60=2.49mI. 每日栅渣量W(=1.26)宜采用机械清渣.J. 计算草图如下：二、污水提升泵房提升泵房用以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过 ，从而达到污水的净化。1、设计参数设计流量：Q=1309.61L/s，按远期流量设计2、泵房设计计算该污水处理工艺采用传统曝气活性污泥处理，污水处理系统简单，所以污水只需一次提升。污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过初沉池、曝气池、二沉池及接触池，最后由出水管道排入河道。污水提升前水位46.5m（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位56m（即细格栅前水面标高）。所以，提升净扬程Z=56-46.5=9.5m水

10、泵水头损失取2m从而需水泵扬程H=Z+h=11.5m采用广州市博三泵机有限公司生产的型号为500WQ2000-15-110的ZWB系列自吸污水泵，该泵提升流量666.7L/s，扬程12m，转速730r/min，功率110Kw,效率81%。占地面积为5278.54m2，即为圆形泵房D10m,高12m,泵房为半地下式，地下埋深7m，水泵为自灌式。泵房草图三、沉砂池沉砂池的作用是从污水中将比重较大的颗粒去除，其工作原理是以重力分离为基础，故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带起立。本设计采用平流式沉砂池1、设计参数设计流量：QQmax/2654.81L/s(

11、远期)设计流速：v=0.30m/s水力停留时间：t=60s2、设计计算A沉砂池长度：L=vt=0.360=18mB水流断面积：A=Q/v=654.8110-3/0.3=2.18m2C池总宽度：BA/h22.18/12.18m其中有效水深h2一般为0.25-1.0m,取1.0m.E贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积其中X1：城市污水沉砂量3m3/105m3，K：污水流量总变化系数1.26每格沉砂池设两个沉砂斗，则每格沉砂斗的体积: F沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为55，斗高hd=0.35m，则沉砂斗上口宽：沉砂斗容积：

12、 （大于V=0.135m3，符合要求）G沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为 则沉泥区高度为h3=hd+0.06L2 =0.35+0.067.9=0.824m 池总高度H ：设超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+1+0.824=2.124mH计算草图如下：四、初沉池本设计选用中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，采用机械刮泥。1、设计参数 设计流量Q=4725m3/h 人口总量N=60万(远期考虑) 设4座。2、设计计算A池子总表面积：污水表面负荷q=2.0m3/（m2h） n=4座 ,取28m.B有效水深：取水力停留时间t=1.5hh2=qt=21.5

13、=3mC沉淀池总高度: 取S=0.5L/(p.d) 机械刮泥 T=4h 每池每天污泥量 污泥斗容积 坡底落差 坡度i=0.05 H4=(R-r1)i=(14-2)0.05=0.6m因此,池底可储存污泥的体积，足够沉淀池总高度H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3+0.3+0.6+1.73 =5.93mD沉淀池周边的高度 h1+h2+h3=0.3+3+0.3=3.6mE长宽比的校核：D/ h2=28/3=9.3 (介于612之间) 合格F计算草图：五、曝气池 采用传统曝气法 曝气池为廊道式1、设计参数 远期考虑,设计流量Q=9万m3/d 设4座。2、曝气池各部分尺寸的计算原污水的BOD值为

14、140mg/L,经初次沉淀池处理BOD5按降低25%考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值为：Sa140（125）105 mg/LA.按BOD污泥负荷率计算曝气池容积V=,则每座曝气池的容积为V0=9545.45/42386.36m3B.曝气池各部分尺寸的确定 近期设4座曝气池 取池高4.2m 每组面积： 廊道取4.5米，B/H=4.5/4.2=1.07 (介于12之间) 符合规定 池长：L=F/B=568.18/4.5=126.26mL/B=126.26/4.5=28.0110 符合规定 设五廊道式曝气池，廊道长：取26m 取超高为0.5米，则池总高度为：4.2+0.5=4.7mE曝气时间(

15、tm) 符合要求F计算草图如下: 4、曝气系统的计算与设计采用鼓风曝气A平均需氧量的计算查表得=0.53,=0.188；XV取2.5kg/m3；经初次沉淀池处理BOD5按降低25%考虑。B最大需氧量的计算： 时变化系数K=1.26,则C最大时需氧量与平均时需氧量之比：D每天去除的BOD5的值: BODr=90000(0.140.75-0.02)=7650kg/dE.去除每kgBOD的需氧量O2=/kgBOD5.需氧量和充氧量的设计计算采用网状膜型中微孔空气扩散器，敷设与距池底0.2m处，淹没水深4.0m,计算水温28，查表知Cs（20）=9.17mg/L，Cs（28）=7.92mg/L，A.

16、空气扩散器出口处的绝对压力Pb值：Pb=P+9.8*103H=1.01*105+9.8*103*4=B. 氧的转移效率EA取12%，则空气离开曝气池时氧的百分比为Ot=18.96%C. 曝气池混合液中平均饱和度D.换算为在20条件下，脱氧清水的充氧量，即 修正系数，取0.82 修正系数，取0.95C混合液溶解氧浓度，取2.0mg/L 压力修正系数，取1.0相应的最大需氧量： F.曝气池平均时供气量 G.曝气池最大时供气量 H.去除每kgBOD5的供气量 I.每m3污水的供气量 J本系统的空气总用量：6、空气管系统计算在相邻的两个廊道之间的隔墙上设一根干管，共10根干管。在每段干管上设5对配气竖

17、管，共10条配气竖管，全曝气池共10*10100条竖管。A.每根竖管供气量为：16659.44/100166.59。B.曝气池平面面积为：264.5202340m2C.每个空气扩散器的服务面积按2m2计，则所需空气扩散器的总数为： 2340/21170（个），取1200个D.每根竖管上安设的空气扩散器数为： 1200/10012（个）计算草图如下： 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，采用机械刮泥。1、设计参数 设计进水量：Q=90000m3/d 表面负荷：qb范围为1.01.5 m3/ m2.h ，取q=1.0 m3/ m2.h； 水力停留时间：T=1.5h设4座 2、设

18、计计算A每座沉淀池面积:按表面负荷算：直径： 取35mB有效水深为 h1=qoT=11.5=1.5mC污泥斗容积取回流比污泥回流浓度污泥区所需存泥容积： D污泥区高度为 池底坡度为0.05 池底进口处4m 池底坡度降E二沉池总高度： 缓冲层高度h3=0.5m, 取超高为h4=0. 3则池边总高度为 1=h1+h2+h3+h4=1.5+1.75+0.5+0.3=4.05m池中总高度为：H=1+h5=5.03+0.8=4.85m F辐流式二沉池计算草图如下：八、接触消毒池与加氯间采用隔板式接触反映池，设4座。1、设计参数设计流量：Q=1041.67L/s水力停留时间：T=30min=0.5h平均水

19、深：h=2.0m隔板间隔：b=3.5m设计投氯量为6.0mg/L(对二级处理水排放时，投氯量为510 mg/L，这里取6.0 mg/L)2、接触池计算A接触池容积 分4座 B. 表面积 C. 廊道总宽隔板数采用4个,则廊道总宽为，取18m。D. 接触池长度 F计算草图进 3.加氯量计算每日投氯量：W=Q=69100001000=540kg/d =22.5kg/h第四章 污泥处理构筑物设计计算一、污泥浓缩池采用幅流式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥1 、设计参数 进泥浓度：5g/L进泥含水率P199.4， 出泥含水率P2=97.0 浓缩后污泥浓度：qs=30g/L 污泥浓缩时间：T

20、=20h 贮泥时间：t=6h固体通量M=1kg/(m2.h)2、污泥浓缩池设计计算A、初沉池污泥量m3/dB二沉池污泥量 Qs=Se204.315.7mg/L，Xv取2.5kg/m3=Y(SaSe)QKdVXv=0.5（10515.7）90000/10000.072.5 =2348.05kg/df0.75R回流比0.6则Qs=335.56m3/d3.浓缩池池体计算：设2座每座浓缩池所需表面积 m2 每个池的面积A1130.45/265.23 m2 浓缩池直径： 取10mC. 浓缩池有效水深 h1=D. 校核水力停留时间浓缩池有效体积：污泥在池中停留时间 符合要求E. 确定污泥斗尺寸每个泥斗浓缩

21、后的污泥体积每个贮泥区所需容积 泥斗容积 = m3 式中：h4泥斗的垂直高度，h4=( r1 -r2)tg60=0.87m r1泥斗的上口半径，取1.5m r2泥斗的下口半径，取1.0m 设池底坡度为0.05，池底坡降为： h5= 故池底可贮泥容积： = 因此，总贮泥容积为（满足要求）F浓缩池总高度： 浓缩池的超高h2取0.30m，缓冲层高度h3取0.50m则浓缩池的总高度H为 =4.29+0.30+0.50+0.87+0.175=6.14mG浓缩池计算草图：二、贮泥池1、设计参数进泥量:初沉池污泥量m3/d经浓缩排出含水率的污泥流量总泥量 贮泥时间:T=20h2、贮泥池的设计计算 贮泥池容积

22、 贮泥池尺寸(设为正方形)，取边长为5.5m 则池的有效容积为V1=5.55.55.5=166.38143.43(符合要求)三、厌氧消化池两相消化中，第一相消化池容积用投配率100，第二相消化池用投配率用1517，在此采用16。1、第一相消化池（设2座）A.有效容积进入总污泥量：有效容积：V=172.12/100%=172.12m3/d则每座容积V0V/2=172.12/2=86.06m3/d B.消化池各部分尺寸的确定:消化池直径取4m集气罩直径d1取2m池底下锥底直径d2取2m集气罩高度h1取1m上锥体高度h2取2m消化池柱体高度h3应大于D/22m,取7m小锥体高度h4取1m则消化池总高度为 Hh1+h2+h3+h4=1+2+4+1=8mC. 消化池各部分容积的计算 集气罩容积为 V1 弓形部分容积为 V2= 圆柱部分容积为 V3=下锥体部分容积为 则消化池的有效容积为