某市15万吨污水处理厂初步设计

1、某市16万 m3/d城市污水处理厂工艺设计目 录1 总论 1 1.1 设计任务和内容 2 1.2 基本资料 3 2 污水处理工艺流程说明 43 处理构筑物设计 5 3.1 格栅间和泵房 6 3.2 沉砂他 7 3.3 氧化沟 8 3.4 二沉池 9 4 污水厂总体布置 10 4.1 污水厂平面布置原则 11 4.2 污水厂平面布置 125 主要设备汇总表 13第一章 总论1.1设计任务和内容 某市16万 m3/d城市污水处理厂工艺设计设计内容 （1）工艺流程选择 （2）构筑物工艺设计计算；（3）平面布置；1.2基本资料 （1）污水水量与水质 污水处理水量：16万 m3/d； 污水水质：CODc

2、r 450mgL，BOD5 200 mgL，SS 250 mg/l，氨氮 15mgL。 （2）处理要求 污水经二级处理后应符合以下具体要求： CODcr70mgL， BOD520 mg/l， SS30mgL，氨氮5mgL。 （3）气象与水文资料(可参考对象城市的具体资料) 风向：多年主导风向为北、东北风； 气温：最冷月平均为 -3.5； 最热月平均为32.5； 极端气温，最高为 41. 9，最低为一 17. 6，最大冻土深度为 0.18m； 水文：降水量多年平均为每年728mm； 蒸发量多年平均为每年1210mm； 地下水水位，地面下56m。 （4）厂区地形 污水厂选址区域海拔标高在6466m

3、之间，平均地面标高为64.5m。平均地面坡度为0.30.5，地势为西北高，东南低。厂区征地面积为东西长380m，南北长280m。第二章 污水处理工艺流程说明2.1污水处理流程方案的确定经过分析本设计可选择的工艺流程，有两种：1、 普通A/A/O法处理工艺。2、 厌氧池+氧化沟处理工艺。两种工艺经过比较：氧化沟除了具有A/A/O的效果外，还具有如下特点：1) 具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其工作区分为富氧区，缺氧区，用以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮效果； 2) 不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度；3) BOD负荷低，使氧化沟具有对水温、水质

4、、水量的变动有较强的适应性，污泥产率低，勿需进行硝化处理；4) 脱氮效果还能进一步提高；5) 电耗较小，运行费用低。所以本设计选用厌氧池+氧化沟处理工艺。本设计的工艺流程为：2.2设计污水水量 每天平均污水量：2.3污水的COD处理程度计算 式中 - COD的处理程度，%; C 进水COD浓度，mg/l； - 处理后的污水排放的COD浓度，mg/l。则 2.4污水的处理程度计算式中-的处理程度，%； 进水浓度，mg/l； - 处理后的污水排放的浓度，mg/l。则 2.4污水的SS处理程度计算式中 - SS的处理程度，%； - 进水的SS浓度，mg/l； - 处理后污水排放的SS浓度，mg/l。

5、则 2.4污水的氨氮处理程度计算 式中 - 氨氮的处理程度，%； - 进水的氨氮浓度，mg/l； - 处理后污水排放的氨氮浓度，mg/l。则 第三张 处理构筑物设计3.1格栅间 格栅是由一组或几组平行的金属栅条、塑料齿勾或金属筛网、框架及相关装置组成，倾斜安装在污水渠道、泵房集水井的进口车或污水处理厂的前端，用来截留污水中较粗大的漂浮物和悬浮物，如：纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、木片等，防止堵塞缠绕设备，保证污水处理设施的正常运作。按栅条净间隙，可分为粗格栅（50-100mm）、中格栅（10-40mm）、细格栅（1.5-10mm）格栅设计的主要参数是确定栅条间隙宽度，栅条间隙宽度与处理规模、污

6、水的性质及后继处理设备选择有关，一般以不堵塞水泵和污水处理厂（站）的处理设备，保证整个污水处理系统能正常运行为原则。1、格栅的间隙数量n 由下式决定： 式中： - 最大设计流量，； b - 栅条间隙，m，取b=0.02m； h - 栅前水深，m，取h=1.5m； v - 污水流经格栅的速度，一般取0.61.0 m/s，； - 格栅安装倾角，（）； - 经验修正系数。则 54个2、格栅槽总宽度B： 式中 B 格栅槽宽度，m; S - 栅条宽度，m,取s =0.015m； b - 栅条净间隙，m； n - 格栅间隙数。则3、 进水渠道渐宽部分的长度计算式中=0.8m 取20°4、 进水渐

7、窄部分的长度计算5、 通过格栅的水头损失式中格栅条的阻力系数，查表知为2.42；k 格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取K=3。则 6、栅后槽总高度设栅前渠道超高则 栅后槽总高度： 7、栅槽总长度中格栅示意图如图31 图31 中格栅示意草图9、每日栅渣量 式中 每日栅渣量，； 每日每1000污水的栅渣量，污水。设计中取 =0.05污水 细格栅的计算：设计中取格栅栅条间隙数=0.02，格栅栅前水深=1.5，污水过栅流速=1.0，每根格栅条宽度=0.015，进水渠道宽度=0.8，栅前渠道超高，每日每1000污水的栅渣量=0.04则 格栅的间隙数：=54 个 格栅栅槽宽度： 进水渠道渐宽部分的

8、长度： 进水渠道渐窄部分的长度计算： 通过格栅的水头损失： 栅后槽总高度：栅槽总长度： 每日栅渣量：应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。细格栅示意图见图32图32 细格栅示意图3.2 提升泵房提升泵房以提高污水的水位，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。本设计采用矩形半地下合建式泵房,其具有布置紧凑，占地少，结构较省的特点。集水池设在中格栅后，和机器间由隔水墙分开，只有吸水管和叶轮淹没在水中，机器间经常保持干燥,以利于对泵房的检修和保养，也可避免污水对轴承、管件、仪表的腐蚀，本设计水泵启动方式为自灌式，优点：启动及时可

9、靠，不需引水的辅助设备，操作简便；缺点：泵房较深，增加工程造价。水泵叶轮应低于集水池最低水位。3.3 沉砂池沉砂池是借助污水中的颗粒与水的比重不同，使大颗粒的砂粒、石子、煤渣等无机颗粒沉降，以去除相对密度较大的无机颗粒。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、竖流式沉砂池、涡流式沉砂池和多尔沉砂池。这几种沉砂池各有其优点，但是在实际工程中一般多采用曝气沉砂池。本设计中采用曝气(aeration)沉砂池，其优点是：通过调节曝气量可控制污水旋转流速，使之作旋流运动，产生离心力，去除泥砂，排除的泥砂较为清洁，处理起来比较方便；且它受流量变化影响小，除砂率稳定。同时，对污水也起到预曝气作用。3.3.1曝

10、气沉砂池 本设计中选择三组曝气沉砂池，N=3组。每组沉砂池的设计流量为1.85。3.3.2设计参数1、水平流速宜为0.1ms。2、最高时流量的停留时间应大于2min。3、有效水深宜为2.03.Om，宽深比宜为11.5。4、处理每立方米污水的曝气量宜为0.10.2m3空气。5、进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水方向垂直，并宜设置挡板。 6、污水的沉砂量，可按每立方米污水0.03L计算；合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定。 7、 砂斗容积不应大于2d的沉砂量，采用重力排砂时，砂斗斗壁与水平面的倾角不应小于55°。 8、池底坡度一般取为0.10.5。9、沉砂池除砂宜采用机械方

11、法，并经砂水分离后贮存或外运。采用人工排砂时，排砂管直径不应小于200mm。排砂管应考虑防堵塞措施。3.3.3曝气沉砂池的设计计算 1、沉砂池有效容积 式中 沉砂池有效容积，；停留时间，。本设计中取 =3 2、水流断面面积 式中 水流断面面积，；水平流速，。设计中取 =0.1 3、池总宽度 式中 沉砂池宽度，；沉砂池有效水深，。 设计中取 =2 4、池长 5、每小时所需的空气量 式中 每小时所需的空气量，； 1的污水所需要的空气量，。 设计中=0.2污水 6、沉砂室所需容积 式中 城市污水沉砂量，设计中取=30 污水 清除沉砂的间隔时间，设计中取=2。 从而可计算得每个沉砂斗的容积为： 7、沉

12、砂斗几何尺寸计算设计中取沉砂斗底宽为0.5，沉砂斗壁与水平面的倾角为，沉砂斗高度则 沉砂斗的上口宽度为：沉砂斗的有效容积： 8、池子总高 设池底坡度为0.4，破向沉砂斗，池子超高则 池底斜坡部分的高度： 池子总高： 9、验算流速 当有一格池子出故障，仅有两格池子工作时：当有两格池子出故障，仅有一格池子工作时： 图 曝气沉砂池剖面图示意图3.3厌氧池+DE型氧化沟工艺计算氧化沟是活性污泥法的改良和发展，曝气池呈封闭渠道形，污水和活性污泥在循环水流的作用下混合接触，完成有机物的净化过程，又称循环曝气池。氧化沟在流态上介于推流式和完全混合式之间，局部流态为推流式，整体为完全混合状态，同时具有这两种混

13、合方式的某些特点。在氧化沟中，污水和活性污泥的混合液在外加动力的作用下，不停的循环流动，有机物在微生物的作用下得到降解。该工艺对水温、水质和水量的变化有较强的适应性，污泥龄长、剩余污泥少、而且具有脱氮的功能。氧化沟有多种不同的类型，如Carrousel式、Orbal式、一体化氧化沟、交替式氧化沟等。若在氧化沟前加一厌氧池，也具有良好的除磷效果。本设计中选用厌氧池+DE型氧化沟工艺。取三组厌氧池+DE型氧化沟，则每组的设计流量为0.502。3.3.1设计参数 1、厌氧池的水力停留时间为；2、氧化沟的处理能力取决于污水温度和沟内活性生物固体（MLVSS）的浓度。工艺设计通常是依据进水中污染物负荷、

14、污泥龄、污泥负荷F/M和污水温度等。设计污泥龄、F/M和水温者之间有一定的函数关系：表4-2 污泥龄、F/M和水温者之间有一定的函数关系温度（）5101520污泥龄（）2012840.060.100.150.20DE型氧化沟设计，相应的污泥龄为，而浓度通常设计为，其取值是依据污泥的沉淀性能和污泥在沟中的贮存量。3、延时曝气氧化沟的主要设计参数，宜根据试验资料确定，无试验资料时可按下表4-3的规定取值。 表4-3 延时曝气氧化沟的主要设计参数项目单位参数值污泥浓度污泥负荷容积负荷污泥龄污泥产率需氧量水力停留时间污泥回流比总处理效率4、进水和回流污泥点宜设在缺氧区首端，出水点宜设在充氧器后的好氧区

15、。氧化沟的超高与选用的曝气设备类型有关，当采用转刷、转碟时，宜为0.5m；当采用竖轴表曝机时，宜为0.60.8m，其设备平台宜高出设计水面0.81.2m。 5、氧化沟的有效水深与曝气、混合和推流设备的性能有关，宜采用3.54.5m。 6、根据氧化沟渠宽度，弯道处可设置一道或多道导流墙；氧化沟的隔流墙和导流墙宜高出设计水位0.20.3m。 7、氧化沟内的平均流速宜大于0.25 ，混合液在渠内流4.1.2厌氧池计算 1、厌氧池容积式中 厌氧池容积，； 厌氧池水力停留时间。 设计中取 =0.75=45min 2、厌氧池尺寸计算 厌氧池面积：设计中取厌氧池有效水深为 厌氧池尺寸为：长宽=22.620厌

16、氧池实际面积为：设计中取厌氧池的超高为0.3 则 池总高为 3、污泥回流量计算： 设计中取污泥回流比为则 4、搅拌机的选择 查给水排水设计手册第11册常用设备知选用BQT075型低速潜水推流器。3.3.2 DE型氧化沟计算 1、内源呼吸系数 式中 内源呼吸系数，； 时，内源呼吸系数，一般取0.040.075； 温度系数，一般取1.021.06。 设计中取=0.06，=1.04当时 2、出水计算设计中取的去除率为，氨氮的去除率为，磷的去除率为则 去除的的浓度为： 去除的氨氮的浓度为： 去除的磷的浓度为：3、污泥龄计算 设计中取， 取34天4、好氧区有效容积 5、缺氧区有效容积 反消化区脱氮量：

17、缺氧区有效容积： 式中 反消化速率，设计中取 =。 。6、氧化沟总有效容积式中 具有活性作用的污泥占总污泥量的比例，一般采用0.55左右。设计中取 =0.587、氧化沟平面尺寸设计中取氧化沟的有效水深为氧化沟的面积为： 有 可解得 。3.3.3设计参数的较核1、水力停留时间较核 大于16，符合要求。2、 污泥负荷率 介于0.030.08之间，符合要求。3.3.4 进出水系统计算1、厌氧池+DE型氧化沟的进水设计沉砂池的出水通过3根的管道进入集配水井，然后，用3条管道送入每组的厌氧池+DE型氧化沟，送水的管径为，管内的流速为。回流污泥也同步流入。2、氧化沟的出水设计氧化沟的出水采用矩形堰跌落出水

18、，则堰上水头 式中 堰上水头，； 每组氧化沟的出水量，指污水的最大流量与回流污泥量之和，； 流量系数，一般取0.40.5； 堰宽，。 设计中取 =0.4 =5.0 出水总管管径采用3根管道把水送入配水井，管内的污水流速为。回流污泥管管径为，管内的污泥流速为。厌氧池+DE型氧化沟示意图如图 图3-1 厌氧池+DE型3.4辐流式沉淀池辐流式沉淀池一般采用对称布置，有圆形和正方形。主要由进水管、出水管、沉淀区、污泥区及排泥装置组成。按进出水的形式可分为中心进水周边出水、周边进水中心出水和周边进水周边出水三种类型，其中，中心进水周边出水辐流式沉淀池应用最广。周边进水可以降低进水时的流速，避免进水冲击池

19、底沉泥，提高池的容积利用系数。这类沉淀池多用于二次沉淀池。本设计中采用机械吸泥的向心式圆形辐流沉淀池，进水采用中心进水周边出水。3.4.1设计原则设计参数1、沉淀池的设计数据宜按下表的规定取值4-4 沉淀池的设计数据沉淀池类型沉淀时间表面水力负荷每人每日污泥量污泥含水率固体负荷初次沉淀池二次沉淀池生膜法后活性污泥法后2、沉淀池的超高不应小于0.3m。 3、沉淀池的有效水深宜采用2.04.Om。 4、当采用污泥斗排泥时，每个污泥斗均应设单独的闸阀和排泥管。污泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗宜为60°，圆斗宜为55°。 5、活性污泥法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按不大于2h的

20、污泥量计算，并应有连续排泥措施；生物膜法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按4h的污泥量计算。 6、排泥管的直径不应小于200mm。 7、当采用静水压力排泥时，二次沉淀池的静水头，生物膜法处理后不应小于1.2m，活性污泥法处理池后不应小于0.9m。 8、二次沉淀池的出水堰最大负荷不宜大于1.7L(s·m)。 9、沉淀池应设置浮渣的撇除、输送和处置设施。 10、水池直径(或正方形的一边)与有效水深之比宜为612，水池直径不宜大于50m。11、宜采用机械排泥，排泥机械旋转速度宜为13rh，刮泥板的外缘线速度不宜大于3mmin。当水池直径(或正方形的一边)较小时也可采用多斗排泥。12、缓冲层

21、高度，非机械排泥时宜为0.5m；机械排泥时，应根据刮泥板高度确定，且缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m。13、坡向泥斗的底坡不宜小于0.05。 3.4.2设计计算设计中选择四组辐流沉淀池，每组设计流量为0.376。1、沉淀池表面积式中 污水最大时流量，； 表面负荷，取； 沉淀池个数，取4组。池子直径： 取34。2、实际水面面积实际负荷 ，符合要求。3、沉淀池有效水深式中 沉淀时间，取。 径深比为： 在6至12之间。4、污泥部分所需容积则 采用间歇排泥，设计中取两次排泥的时间间隔为5、污泥斗计算 式中 污泥斗上部半径，； 污泥斗下部半径，； 倾角，一般为。设计中取 =，=。 污泥斗体积计算：6、污泥斗以上圆锥体部分污泥容积设计中采用机械刮吸泥机连续排泥，池底坡度为0.05 污泥斗以上圆锥体部分体积：则还需要的圆柱部分的体积： 高度为：7、沉淀池总高度 设计中取 超高，缓冲层高度 辐流沉淀池示意图见图4-2图4-2 二沉池高度示意图第四章 污水厂