水污染控制工程设计说明书

1、水污染控制工程课程设计PC城市污水厂设计说明书目录中英文摘要第一章 原始资料分析第二章 方案选择1、工艺的确定2、设计污水量第三章 附属构筑物的设计与计算1、泵前中格栅2、提升泵房3、细格栅4、沉砂池5、初沉池6、曝气池7、二沉池8、接触消毒池与加氯间第四章 污泥处理构筑物的设计与计算1、浓缩池2、贮泥池3、厌氧消化池第五章 污水高程计算1. 污水处理高程计算表2. 污泥处理高程计算表 第六章、设计体会 参考文献摘要：本次设计采用分流制排水体制，并经优化比较，选择 ASP传统 活性污泥法工艺作为污水处理厂的处理工艺，对 PC城市生活污水、 工业废水等进行处理。 设计过程中对厂内各污水处理构筑物

2、及污泥构 筑物进行设计计算， 并画出该污水处理厂的平面图， 及构筑物的高程 图。Abstract ：In this design, the distributed flow system is adopted and the traditional active sludge process technology is selected out as process for the domestic sewage and industrial wastewater after comprehensive analysis and comparison. The design process i

3、ncluding the design and calculations for sewage treatment structures and sludge structures and drawing the floor plan of the sewage treatment plant and the elevation map of structures.第一章 原始资料分析1、 城市概况PC城市被一条自北向南的河流分为两个区，即 I 区和 II 区。 I 区人口密度 是 600 人/公顷，II 区是 540 人/公顷。该城市居住房中的卫生设备情况：区 有完善的给水排水设施。 II

4、区室内有给水排水卫生设备，并有沐浴和集中热水 供应。2、 自然条件(1) 地形： 该市地形坡度相对不高，地面高度沿着东西两个方向向中间的河岸不断降 低。(2) 工程地质： 该市城市土壤种类为亚粘土， 电力供应正常， 有两个电源可供连接； 城市附近没 有污水灌溉农田的习惯，也没有污水农田灌溉系统。(3) 气象资料：该市一年最高气温为 39，最低温度为，年平均气温为。年平均降雨量 1720mm。常年主导风向为西南风。(4) 水文资料：该市内河流最高洪水位 79 米，最低水位 69 米，常水位 75 米，地下水位为 离地面米，厂区内设计地面标高为 80 米。3、工程设计规模(1) 污水总量本次设计以

5、 II 区污水厂为设计内容。 II 区的市政公共设施及未预见污水量 万m3/d ，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。( 2) 污水水质进水水质：生活污水 BOD5 为 L；SS为 L；工业废水 BOD5为 260mg/L ；SS为 3 00mg/L.两者加权平均后得到污水的进水水质： BOD5为 L； SS为 L 出水水质：按照国家一级 B标准， BOD520mg/L，SS20mg/L。 混合污水温度：夏季 28，冬季 10，平均温度为 20。( 3) 工程设计规模污水处理厂的设计规模主要按当前需要考虑，以满足城市日常污水排放需求。第二章 方案选择1、 工艺的

6、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细格栅沉砂池初沉池曝气池二沉池 消毒池处理水排放1 工艺流程方案的比较和选择两个方案都能达到处理水质的要求， 是比较简单的， 在技术上都是可行的。 投资较多， 而且氧化沟属于新型工艺， 污泥法。BOD5，SS去除都能达到出水水质， 工艺都 考虑到厌氧池 +氧化沟处理工艺占地较大， 出于技术成熟的考虑， 最终采用传统活定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

7、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。负荷低缺点：1. 占地面积较大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

8、效占地面积大，排泥地下水位高，施工困沉淀区大，沉淀效果好， 对水量水质变 化适应 性 强，造价低，平面布置紧 凑因难（人工排泥 ）， 工作繁杂，机械刮 泥易锈，配水不均难地区，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，但在占地面积大，排泥困难，要人工排泥，所以不是 太好。虽然辐流式沉

9、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、 设计污水量最大日最大时流量 Q= L/S ，生活污水平均流量 L/S ，工业废水集中流量 L/S 。 II 区总人口约万人。则平均日平均时流量 Q= L/S 14208 m3/S接入管的选取：管径 D=800mm h/D= i=% v= 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

10、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 ,n=21、设计参数设计流量 Q=3/s栅前流速 v1=s，过栅流速 v2=s取栅条宽度 s=，格栅间隙 e=20mm栅前部分长度，格栅倾角 =60单位栅渣量 1=栅渣/ 103m3污水2、设计计算（1）栅前水深 : 根据最优水力断面公式 Q1 B1 v1 计算得 : 栅前槽宽2B12Q12 0.120350.55m ，则栅前水深h B10.550.275m1v1 0.8 2 2（2）栅条间隙数 nQmax sin /2

11、 0.2407 sin60 /2n14条ehv20.02 0.98 0.9（3）栅槽有效宽度B=s（n-1 ）+en=（ 14-1 ） + 14=（4）进水渠道渐宽部分长度 L1B B1 0.6-0.55L11 0.07m2tan 1 2 tan 20其中 1为进水渠展开角为 20 , 进水渠宽 B1（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2L2L1 0.07220.035m(6)过栅水头损失（ h1）因栅条边为矩形截面，取，则v2h1 kh0 k sin1 0 2g2.424(00.0021)430.82sin60 0.08m2 9.81其中: =( s/e )4/32.420.96h0

12、：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 = （7） 栅后槽总高度（ H）取栅前渠道超高 h 2= 栅前槽总高度 : H1 h h2 =+=栅后槽总高度 : H h h1 h2 =+=(8) 格栅总长度 LL=L1+L2+H1/tan =+tan60Qmaxw1 86400K 总 1000A. 每日栅渣量 W0.2m3 /d0.12035 0.05 86400 0.32m3 /d1.61 1000( K总 = 宜采用机械清渣 .B. 计算草图如下：栅条 工作平台进 水二、污水提升泵房 提升泵房用以提高污水的水位，保证污水

13、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=s，按近期流量设计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（既泵站吸水池最底水位） , 提升后水位（即细格栅前水面 标高）。所以，提升净扬程 Z=水泵水头损失取 2m从而需水泵扬程 H=Z+ h=采用上海市博禹有限公司生产的型号为 200WQ500-10-30的潜水排污泵， 设置 三台，两备一用。该泵提升流量 S，扬程 10m，转速 980r

14、/min ，功率 30Kw。 占地面积为 52，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。泵房草图污水提升泵房计算草图三、泵后细格栅1. 设计参数建 2 座细格栅，每座的设计流量 Q=3/s 栅前流速 v1=s；过栅流速 v2=s； 格栅间隙 e=10mm； 栅前部分长度；格栅倾角 =60；单位栅渣量 1=栅渣/10 3m3污水；2. 设计计算21）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式Q B1 v1 计算得栅前槽宽2B12Q2 0.120.52m ，则栅前水深h B10.520.26m1v1 0.9 22（2）栅条间隙数 n Q sin 0.12 si

15、n6042.95 （取 43）ehv20.01 0.26 1（3）栅槽有效宽度 B=s（n-1 ）+en=（43-1）+43=（取 1m） （4）进水渠道渐宽部分长度 L1 B B1 1 0.52 0.66m2tan 1 2 tan 20（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2 L1 0.33m26）过栅水头损失（ h1），格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数一般取 k=4/33， y 阻力系数与栅条断面形状有关，s ，因栅条边为矩形截面，e4/32.42，2.420.010.01则 h1 kh0k v2 sin 2g3420.01 3122.42 ( ) 3 sin60 0.32m0.0

16、1 2 9.817）栅后槽总高度（ H） 栅后槽总高度 H1=h+h1+h2=+=8）格栅总长度 L=L1+L2+H1/tan =+tan60=3m9）每日栅渣量 W QKW12 0.1 864001.61 10000.64m3 /d m3 /d所以宜采用机械格栅清渣计算草图见附图 3栅条工作平台格栅计算草图四、沉砂池本设计采用钟式沉沙池， 设 2 座，则每座流量 Q=3/s=s, 根据流量选择型号为 200 的钟式沉沙池，各部分尺寸为： A= B= C= D= E= F= G= H= J= K= L= 设计草图见附图 4五、初沉池本设计选用中心进水，周边出水的幅流式

17、沉淀池，采用机械刮泥1、设计参数设计流量 Q=3/s=h设 2 座。2、设计计算A池子总表面积：污水表面负荷 q=（m2h） n=2 座Q nqD4* 288.84866.521.5 22288.84m 219.18mB有效水深：取水力停留时间 t= h2=qt= =C沉淀池总高度 :取 S= 机械刮泥 T=4h每池每天污泥量 w1污泥斗容积SNT 0.5 80714 4 3.36m31000n 1000 2 24h53(r12r22)1.73(22 2 1 12) 12.67m33h5 (r1 r2 )tg(2 1)tg60 1.73m坡底落差 坡度 i=H 4=(R-r 1) i= = 因

18、此, 池底可储存污泥的体积h4 4 2 2 0.38 2 2 3 V24 (R2 Rr1 r12 )(9.62 9.6 2 22 ) 45.88m333V V1 V2 12.67 45.88 58.55m 3 12.5m3 ，符合要求。 沉淀池总高度H=h1+h2+h3+h4+h5=+=D沉淀池周边的高度 h1+h2+h3=+=E长宽比的校核： D/ h2= （介于 6 12之间） 合格 F计算草图：辐流式沉淀池六、曝气池采用传统曝气法 , 曝气池为廊道式1、设计参数按平均流量来考虑， Q=+=S=14208m3/d，设 2 座。2、曝气池各部分尺寸的计算原污水的 BOD值为 L, 经初次沉淀

19、池处理 BOD5按降低 25%考虑，则进入曝气 池的污水，其 BOD5值为： Sa（ 125） mg/LA. 按 BOD污泥负荷率计算曝气池容积V=QXNSas 142400800 1701.3.46 2030m3,则每座曝气池的容积为V0=2030/2=1015m3B. 曝气池各部分尺寸的确定近期设 2 座曝气池 取池高 4m每组面积： F VH0 10415 253.75m2廊道宽度 B取5米， B/H=5/4= （ 介于 12之间） 符合规定 池长： L=F/B=5=L/B=5= 10 符合规定 设五廊道式曝气池，廊道长：L150.75510.15m取超高为米，则池总高度为：4+=C.

20、曝气时间 （t m）V 203014208tm V 24 2030 24 3.43h 符合要求 mQD. 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O2 aQSr bVX v171.46 200.5 14208 ( ) 0.15 2030 3000/1000 1989.47kg / d 83kg / h查表得 a=, b =；XV=f*X=*4000=3000mg/L；经初次沉淀池处理 BOD5 按降 低 25%考虑。B最大需氧量的计算： 最大设计流量 Qmax=3/s=20796m3/d,则228.61 0.75 20Q2(max) 0.5 20796 ( )

21、0.15 2030 31000 2488.38kg /d 104kg /hC最大时需氧量与平均时需氧量之比：O2(max)104 1.25O283 1.25D每天去除的 BOD5的值 :BODr=14208 去除每 kgBOD的需氧量2488.38O2= 2488.38 1.156kgO2 /kgBOD, 计算水5. 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，敷设与距池底处，淹没水深温 20，夏季水温 28，查表知 Cs (20)=L，Cs(28)=L，A.空气扩散器出口处的绝对压力 Pb 值：Pb=P+*103H=*105+*103*=1.3824 105 PaB.氧的转移效率

22、EA 取 10%，则空气离开曝气池时氧的百分比为Ot= 21(1 EA)79 21(1 E A)100%= 21(1 0.1)100% =%79 21(1 0.1)C.曝气池混合液中平均饱和度，按高温来考虑，Csb(28) Cs( Pb 5 Ot) 5.44mg/ L2.026 105 42D. 换算为在 20条件下，脱氧清水的充氧量，即RoRCS(20)CS(T)C 1.024T 20修正系数，取修正系数，取C混合液溶解氧浓度，取 L 压力修正系数，取86 9.17Ro 0.82 0.95 1.0 5.44 2.0 1.024(28 20) 251.11kg / h相应的最大需氧量：107.

23、5 9.17Ro (max)(28 20) 313.89kg / h0.82 0.95 1.0 5.44 2.0 1.024(28 20)F. 曝气池平均时供气量RoGs 0.3 oEA 02.351.101.1 8370.3m3 /hG.曝气池最大时供气量Gs(max)Ro(max)313.89 10463m3 /h0.3 EA 0.3 0.1H.去除每 kgBOD5 的供气量8370.3 24 93m3空气 / kgBOD 2152I.每 m3 污水的供气量8370.3 24 14.14m3空气 / m3污水 142086. 鼓风机房的设计鼓风机房用于给曝气池供氧，曝气池平均需氧量 3/m

24、in ，选用罗茨鼓风机系 列。本次设计选用 GRB-250鼓风机三台，两台工作，一台备用。设备参数：流量：73 m3/min升压：80kpa功率：60kW转速：1450 r/min设计鼓风机房占地面积： L B=15 10=150七、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=14208m3/d =592m3/h表面负荷： qb 范围为 m3/ ，取 q= m3/ ； 水力停留时间： T=设2座2、设计计算A每座沉淀池面积 :按表面负荷算：AQ2qb5922 1.22246.5m2B沉淀池直径： D4A4 246.53.1417.72m 取

25、18m有效水深为 h 1=qoT= 径深比校核 D/ h 1=6 合格校核堰负荷 q 1= Q 0.73L/（ 符合 ）2 3.6 DC. 二沉池总高度： 取二沉池缓冲层高度 h2=，超高为 h3= 则池边总高度为h=h1+h2+h3=3+=设池底度为 i= ，则池底坡度降为D d 18 2 h4 i 0.05 0.4m 22则池中心总深度为H=h+h4=+=八、接触消毒池与加氯间 采用隔板式接触反映池，设 2 座。1、设计参数 设计流量： Q=s=14208m3/d 水力停留时间： T=30min= 平均水深： h= 隔板间隔： b=3m 设计投氯量为 L（对二级处理水排放时，投氯量为 51

26、0 mg/L ，这里取 mg/L）2、接触池计算A每座接触池容积V1 Qt /n 0.16445 30 60/2 148m3B. 表面积V1 148 2F 74mh2C. 廊道总宽隔板数采用 2个, 则廊道总宽为 B (2 1) 3 9m ，D. 接触池长度L F / B 74/9 8.2m E池深取 2+= 取超高3. 加氯量计算 每日投氯量： W= Q=8=d=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 P1，出泥含水率 P2= 浓缩后污泥浓度： qs=30g/L 污泥浓缩时间： T

27、=20h 贮泥时间： t=6h 固体通量 M=1kg/2、污泥浓缩池设计计算100 228.61 25% 14208 27 m3/dA、初沉池污泥量 100C0 Q6106 (100 97)QW13103 (100 97)B二沉池污泥量Qs=fXSe20L，Xv 取 3kg/m3X =Y（Sa Se）Q KdVXv=432kg/dR回流比取 Xr=8则 Qs= X 432 72m3/dfXr 0.75 83. 浓缩池池体计算 ：设 2座 每座浓缩池所需表面积QsCM72 81 2424m2每个池的面积 A124/212 m2 浓缩池直径：D4A143.1142 3.9m取 4mTQ 20 72

28、C. 浓缩池有效水深 h 1= TQs 20 72 5m ，24 A1 24 12D. 校核水力停留时间浓缩池有效体积： V Ah1 12 5 60m3符合要求污泥在池中停留时间 T V 60 0.83d Qs 72E. 确定污泥斗尺寸每个泥斗浓缩后的污泥体积V1 Qs(1 P1) 72 (1 0.994) 7.2m3 /d1 n(1 P2) 2 (1 0.97)每个贮泥区所需容积V26V1246 7.2241.8m3泥斗容积h43(r123.14 0.873(120.5 1 0.52) 1.59 m3式中：h4泥斗的垂直高度， h4=( r 1 -r 2)tg60 = r1泥斗的上口半径，取

29、r2泥斗的下口半径，取设池底坡度为，池底坡降为：5=0.05 (4 2)20.05 m3.14 0.053(2222 1 12)0.37m3故池底可贮泥容积：h52 2V45 (R2 Rr1 r12 )因此，总贮泥容积为Vw V3 V4 1.59 0.37 1.96m 1.8m3 (满足要求)F浓缩池总高度：浓缩池的超高 h2 取，缓冲层高度 h3取 则浓缩池的总高度 H 为H h1 h2 h3 h4 h5=5+=G浓缩池计算草图：进泥出泥浓缩池计算草图上清液、贮泥池1、设计参数 进泥量 : 初沉池污泥量100C0 QQW13W1 103(100 97)27 m3/d经浓缩排出含水率 p297

30、%的污泥流量Q 2V1 2 7.2 14.4m3 /d 总泥量 Q QW1 Q 27 14.4 41.4m3 / d贮泥时间 :T=20h2、贮泥池的设计计算贮泥池容积 V Q T 41.4 20/24 34.5m3 贮泥池尺寸 （设为正方形 ） ，取边长为 则池的有效容积为 V1= =（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 15 17，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： Q 41.4m3 /d 有效容积： V=Q =16%=dP则每座容积 V0V/2=d, 取 130m3。B. 消化池各部分尺

31、寸的确定 :消化池直径取 8m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 2m上锥体高度 h2 取 2m消化池柱体高度 h3 应大于 D/24m,取 4m小锥体高度 h4 取 1m则消化池总高度为Hh1+h2+h3+h4=2+2+4+1=9mC. 消化池各部分容积的计算集气罩容积为1 d1 h1422 246.28m3弓形部分容积为2=24h2(3D2圆柱部分容积为4h22)242 (3 82 4 22 )54.43m33=DD4 h382443200.96m3下锥体部分容积为：D2V4 3h4 (D2)2 21.99m3 则消化池的有效容积为D d222(d2

32、2)2823 1 (82)222 (22)2V0 V3 V4 200.96 21.99222.95130m3第五章 污水高程计算一、污水处理高程计算 计算厂区内污水在处理流程中的水头损失以及各构筑物的水面标高及底部 高程，沿程损失选最长的流程计算，结果见下表：本次设计污水厂厂区地面标高为 80m，出水口以淹没于常水位下为准，常水位为 75m，与地面标高相差太多。因此在计算高程时考虑土方平衡，以曝气池水面标高为基准，往两边推算各构筑物高程，使污水在各构筑物中依靠重力流动。2. 污泥处理构筑物高程计算 污泥处理构筑物高程计算包括浓缩池、厌氧消化池、贮泥池、脱水车间。脱 水车间处理完的剩余污泥采用车辆外运的方式。 高程计算以浓缩池水面标高为基 准，推算到脱水车间的污泥标高。 由于二沉池的水面标高太低， 故二沉池排出的 污泥必须先经过污泥提升泵房， 输送到浓缩池， 根据估算， 为使最后脱水车间的 污泥标高基本等于地面标高，方便外运，故提升扬程为 6m。下面是污泥构筑物高程计算表：构筑物名称管径 D （mm）I （）管长L(m)h(m)水面标