实例一某城污水处理厂设计

1、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

2、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,NH 3-N 40mg/l,TP 8mg/l,pH 6 9.2. 工 业 废 水 : COD 800mg/l,BOD5 350mg/l,SS 400mg/l,NH3-N 80mg/l,TP 12mg/l,pH 6 81.3 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

3、：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=223/461 0.484

4、 ，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需精选 word 范本！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： 203/223 91 COD的去除效率： 401/461 87 SS的去除效率： 210/230 9

5、1 氨氮的去除效率： 38/46 83 总磷的去除效率： 8/9 89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：砂进水混合液回流污泥回流2.4 主要构筑物说明精选 word 范本！2.4.1 格栅 格栅是

6、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 60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 60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

7、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.

8、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、B 20m、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：2NH 4 3O2 亚硝酸菌 2NO2 2H 2O 4H2NO2 O2硝酸菌2NO3设计参数： L70m、B20 5m

9、、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 二沉池精选 word 范本！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 ，

10、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 h16560024 36001.92m3 / s设计流量为：3Q Qmax 2 1.92 2 0.96m3/ sQmax栅前水深 h = 0.73m栅条间隙数 nQ sinehv将数值代入上式：Q sinehv0.96 sin 6000.06 0.73 1.020.4 21（个 ）栅槽宽度 BB = S （ n-1） + en 将数值代入上式：B = S（n-1）+ en0.01（21-1）+0.06 21=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

11、流速为：QB1h0.960.8 0.731.6m/ s则进水渠道渐宽部分长度： L1 B2tg B1 12.46tg200.o8 0.9m栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度精选 word 范本！L1 0.9L2 0.45m2 2 2 过栅水头损失 h12h1 kh0 其中 h0v sin10 02g采用矩形断面 =2.42，(S)4/3 =2.42(0.01)4/3=0.63e 0.062 h1=kh0=k v sin =3 0.63 2g1.022 9.81sin60=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 + h 2 =0.73+0.3=1.03 m

12、H= h + h 1 + h 2 =0.73+0.08+0.3=1.11 m 栅槽总长度 LL = L 1 + L 2 + 0.5 + 1.0 +H 1 0.9+0.45+0.5+1.0+ 1.03 =3.44 m tg60 tg60每日栅渣量 WW QW1 86400W 1000因为是细格栅，所以 W1 = 0.01 m 3/10 3m3，代入各值：0.96 0.01 8640010003= 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

13、, 格栅安装倾角为 60. 栅前水深 hQmax16560024 36001.92m3 / s3 设计流量为： Q Qmax 2 1.92 2 0.96m3/ s栅前水深 h = 0.73m 栅条间隙数精选 word 范本！Q sin nehv将数值代入上式：n Q sin 0.96 sin 60 0 122.4 123(个)0.01 0.73 1.0ehv栅槽宽度 BB = S（n-1）+ en将数值代入上式：B = S（n-1）+ en0.01（123-1）+0.01 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Q 0.96v10.6m/ s1 B1h 2.2

14、0.73123=2.45m1= 20，此时进水渠道内的流速为：则进水渠道渐宽部分长度：L1B B12tg 12.45 2.2 0.34m2 tg20 o栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L1 0.34 0.17mL2 2 2 过栅水头损失h1h1 kh0 式中h02vsin2g采用矩形断面=2.42 ，(S)4/3=2.42e(0.01) 4 / 3 =2.420.0122h1=kh0=k v sin =32.42 1.0 sin60 =0.32m 2g 2 9.81栅后槽总高度 H设栅前渠道超高 h2=0.3m，栅前槽高H1 = h + h 2 =0.73+0.3=1.03 mH= h +

15、h 1 + h 2 =0.73+0.32+0.3=1.35 m 栅槽总长度 LH 1 1.03L = L 1 + L 2 + 0.5 + 1.0 +H 1 0.34+0.17+0.5+1.0+ 1.03 =2.6 mtg60tg60精选 word 范本！每日栅渣量 WW QW1 86400 ，因为是细格栅，所以 W1 = 0.1 m 3/10 3m3，代入各值： 10000.96 0.1 86400 3W = 8.3m /d1000采用机械清渣。3.3 曝气沉砂池总有效容积 VV 60Qmaxt ，式中取 t =2min，将数值代入上式：V 60Q max t 60 1.92 2 230.4m

16、3 池断面积 AA Qmax ，将数值代入上式：VQmaxAV1.92 19.2m20.1池总宽度AB HA ， BAH3每个池子宽度将数值代入上式：19.26.4m取 n=2 格， b6.4 3.2m2宽深比：n3.23.2 1.07 ，符合要求。3池长 LL VA ，LV将数值代入上式：230.4 12mA 19.2所需曝气量 qq 3600DQ max ，将数值代入上式：精选 word 范本！q 3600 0.2 1.92 1382.4m3 /h沉砂斗所需溶积 V86400 Q max x1T86400 1.917 3 1 3105105V 4.97m每个沉砂斗的容积 Vo设每一格有 2

17、个砂斗，共 4 个砂斗4.97 3Vo 1.25m34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：2h32 0.6a 3 0 a11.2 2mtg5501.428沉砂斗容积 :V0 h3 (2a2 2aa1 2a12 )60.6 2 2 (2 22 2 2 1.2 2 1.22 )6 1.57m3 1.25m3 符合要求。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=0.3mh3 h3 0.3l2 0.4 0.3 (3 2 1.2) 0.34m 池总高度 :H h1 h2 h3 h3 0.3 3 0.3

18、4 0.6 4.24m空气管的计算在沉砂池上设一根干管，每根干管上设 每根竖管上的供气量为：4 对配气管，共 8 条配气竖管。则：1382.48172.8m3 /h沉砂池总平面面积为：2L B 12 6.4 76.82m2选用 YBM-2型号的膜式扩散器，每个扩散器的服务面积为2m 个，精选 word 范本！直径为 200mm，则需空气扩散器总数为： 76.8 38.4 39 个23.4 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） 0.15 0.2TN负荷 kgTN/ （kgMLSS.d）0.05（ 好氧段 ）TP负荷

19、kgTP/ （kgMLSS.d） 5.83 m 3，足够 沉淀池总高度 H = h 1 + h 2 + h 3 + h 4 + h 5 =0.3+3.75+0.3+0.9+1.7= 6.95 m 沉淀池周边处的高度为： h1 + h 2 + h 3 =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：32051.880.8%4006m3 /d精选 word 范本！设含水率 po=99.2%，(即固体浓度 Co =8kg/m 3)， 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/(m 2.d) 浓缩池面积 A Q

20、CoGA QCoG4006 8402801.2m2浓缩池直径 D设计采用 n=2 个圆形辐流池单池面积 A1 A 801.2 400.6m21 n 2浓缩池直径 D 4A14 400.6 22.59m ，取 D=23m浓缩池深度 H浓缩池工作部分的有效水深 h2 QT ，式中， T为浓缩时间， h，取T=15h。2 24Ah2QT24A4006 1524 801.23.125m池底坡度 i=1/20,污泥超高 h1=0.3m，缓冲层高度 h3=0.3m，浓缩池设机械刮泥， 斗下底直径 D1=1.0m，上底直径 D2=2.4m。池底坡度造成的深度 h4 (D2 D22 ) i (223 22.4

21、) 210 0.515mD2 D10 2.4 1.0 0污泥斗高度 h5 ( 2 1) tan 600 ( ) tan600 1.2m2 2 2 2浓缩池深度 H = h1 + h 2 + h 3 + h 4 + h 5 = 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=4006 2=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=16.2m12.5m5m精选 word 范本！3.8 构筑物计算结果及说明表 2 构筑物计算

22、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 1.5 2.2KW 。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 400QW1800 32 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 =

23、 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 1.5 2.2KW 。4曝气沉砂池总宽 B=6.4m 每格宽 b=3.2m 池长 L=12m 曝气量3 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

24、氧池有效容积 V 厌=70 20 34.7=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 =70 20 34.7=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3=702034.7m31. 好氧池分为 3 个沟段。2. 选用 YBP1400-A8型转盘曝气机，充精选 word 范本！氧能力 56kg/h ，功率 22KW 。3. 钢筋砼结构，矩形池。8混合

25、液回流 泵房6 m 7 m1. 混合液回流泵房 2 座，内设 5 台 600QW3500 7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 m 6 m1. 设回流污泥泵房 2 座，内设 4 台600QW3500 12 系列潜污

26、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 NG22 35C型浓缩池刮泥机， 功 率 0.55 0.75 KW 。3. 池数 2 座。4. 钢筋砼结构。13污泥贮泥池16.2m 12.5m 5m1. 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 水头损失计算表精选 wo

27、rd 范本！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=0.9 V=1.1m/s，DN=1200m，mL=10m0.010.060.07曝气沉砂池至A2/OQ=1916.7L/s ，I=2.5 V=1.8m/s，DN=1200m，mL=8m0.020.20.22A2/O 至配水井Q=958.4L/s ，I=1.25 V=1.1m/s，DN=1000m，mL=50m0.060.50.56配水井至沉淀池Q=479.1L/s ，I=2.6 V=1.35m/s，DN=800m，mL=12m0.030.070.1沉淀池至浓缩池Q=23.2L/s ，I=

28、2.2 V=0.65m/s，DN=400m，mL=80m0.180.010.19浓缩池至贮泥池Q=23.2L/s ，I=2.7 V=0.7m/s， DN=400m，mL=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 =1

29、22.50+3=125.50m 水面标高 =125.50-0.5=125.00m 4.2.3A 2/O 池精选 word 范本！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.

30、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。 曝气沉砂池钢筋混凝

31、土体积： 124.24 0.25 2+6.4 4.24 0.25 2+126.4 0.3+2 6.4 0.25 3=71.65 m3精选 word 范本！ A2/O 生化池钢筋混凝土体积： (60 6 0.25 2+42.560.25 2+6060.25 4+60 342.5 0.3) 2=2865 m3 二沉池钢筋混凝土体积： 403.140.251.954=244.92 m3 挖方量计算： (20 203.14 2.85+326.15) 4=7811.5 m3 浓缩池钢筋混凝土体积： 233.140.250.442=15.9 m3 挖方量计算： (23 3.14 3.825+64.2) 2

32、=680.9 m3 贮泥池钢筋混凝土体积： (16.212.5 0.252+12.550.252+16.512.5 0.3)32=392.5 m3 挖方量计算： (16.2 12.55)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

33、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 万元精选 word 范本！ 土地费用：按每平方米 1000 元计， 60000 1000=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400QW1800 325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600QW3500 75台0.63.0支墩式双周边传 动刮泥机CG40B4台25100污泥回流泵600QW3500 124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.