某城市污水处理厂工艺设计

1、环境工程课程设计水污染控制工程课程设计课程题目：某城市污水处理厂工艺设计班 级：环 工0501姓 名： 学 号： 指导教师：日 期：2009年10月29日29目录第一章 总论11.1处理水量的设计规模11.2进水水质与处理目标的确定11.3气象与水文资料11.4厂区地形1第二章 污水处理工艺流程说明22.1城市污水处理厂工艺流程方案的提出22.2方案的确定2第三章 污水处理构筑物设计33.1.1设计参数33.2.2设计计算33.2平流沉砂池63.2.1设计参数63.2.2设计计算63.3平流式初沉池83.3.1设计参数93.3.2设计计算93.4曝气池133.4.1设计参数133.4.2设计计

2、算133.5二沉池173.5.1设计说明183.5.2设计参数183.5.3设计计算18第四章 主要设备说明21第五章 污水厂总体布置22第六章 人员编制27第七章 设计总结及体会28参考文献29第一章 总论1.1处理水量的设计规模污水处理厂的日进水量为12万。故最大设计流量 1.2进水水质与处理目标的确定表1-1 进水水质与处理标准进水水质（mg/l）处理标准(mg/l)去除率(%)cod4006085bod1702088ss27030881.3气象与水文资料 风向:多年主导风向为西南风 气温:年平均温度为4.6，最热月平均为26.5；极端气温，最高为33，最低为-40，最大冻土深度为1.9

3、m 水文：降水量多年平均为每年639.9mm,蒸发量多年平均为每年1210mm 地下水位，地面下5-6m 1.4厂区地形 污水厂选址在185-192m之间，平均地面标高为187.5m。平均地面坡度为0.3%-0.5%，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城市污水处理厂工艺流程方案的提出由上述计算，该设计在水质处理中要求达到如下表的处理效果。即要求处理工艺能有效地去除bod5 、cod、ss污水可生化性好，可采用活性污泥法处理。2.2方案的确定传统活性污泥法，又称普通活性污泥法，时早起开始使用并一直沿用至今的运行方式。有机污染物在

4、曝气池内的降解，经历了第一阶段和第二阶段代谢的完整过程，活性污泥也经历了一个从池首端的对数增长，经减速增长到池末端的内源呼吸期的完全生长周期。传统活性污泥法对污水处理的效果极好，bod的去除率可达到90%以上，适于处理净化程度和稳定程度要求较高的污水。2.3工艺流程初沉池沉砂池中格栅泵曝气池二沉池进水出水泵第三章 污水处理构筑物设计3.1格栅3.3.1设计参数过栅流速，栅条间隙宽度格栅安装倾角，栅条宽度，栅前渠道超高进水渠道渐宽部分展开角 3.3.2设计计算1、栅槽宽度b=s(n-1)+enn=46根n:格栅间隙数 s：栅条宽度=0.01b=0.01·(43-1)+0.021

5、3;46=1.42m因此采用栅槽宽度为1.5m的平面格栅2、进水渠道渐宽部分的长度 设进水粱道内的宽b1=0.65m，其渐宽部分开角度1=20,进水渠道内的流速为0.97m/sl1 =b1- b22tg 20。=0.62m b1：进水渠道宽度，m1：进水渠展开角，一般用20度 3、栅槽与出水粱道连接处的渐宽部分长度 l2=l12=0.622=0.31m4、过栅水头损失： h1=kh0h0= =h1=0.149mh1：过栅水头损失，mh0：计算水头损失，mg：重力加速度，9.81m/s2k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k=3:阻力系数，与栅条断面形状有关，本设计采用矩形断面，

6、=2.42。为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降h1作为补偿。5、栅后槽总高度：设栅前廊道超高h2 =0.3mh=h+h1+h2h=0.9+0.0.149+0.3=1.349 mh2:栅前渠道超高,m,一般用0.3m.6、栅槽总长度l=l1+l2+1.0+0.5+h1/tgah1=h+h2=0.9+0.3=1.2l=0.62+0.310.5+1.2/1.732=2.12m若进水渠宽l：栅槽总长度，mh1栅前槽高，ml1：进水渠道渐宽部分长度，ml2：栅槽与出水渠连接渠的渐缩长度，m3、 每日栅渣量计算：w=m3/d0.2 m3/d采用机械清渣。3.2平流沉砂池3.2.1设计参数最大水平流速，最

7、小流速；最大流量时水力停留时间；设计有效水深；城市污水沉砂量；清除沉砂周期；斗壁倾角；沉砂池超高；池底坡度为0.013.2.2设计计算 采用4个平流沉砂池 qmax=k2q4×24×36=1.2×1200004×24×3600=0.42m3/s1、 长度l 设v=0.3m/s 水力停留时间为50sl=vt=15mv-最大设计流量时的流速 m/st-最大设计流量是的流行时间 s2、 水流断面积aa=qmaxv=0.420.3=1.4m2qmax-最大设计流量m3/s3、 池总宽度 设n=2格,每格宽度b=0.7mb=nb=2*0.7=1.4m4、

8、 有效水深 h2=ab=1.41.4=1m不大于1.2m5、 沉砂室所需容积设t=2d,沉砂量x=50m3/106m3 v= x-城市污水沉砂量m3/106m3 t-清除沉砂间隔时间d kz-污水流量总变化系数6、 每个沉砂斗容积设每个分格有2个沉砂斗,共有4个沉砂斗,则7、 沉砂斗各部分尺寸设斗底宽a1=0.5m,斗壁与水平面的倾角55。斗宽=0.35,沉砂斗上口宽沉砂斗容积 8、 沉砂室高度 采用重力排砂,设池底坡度为0.01,坡向砂斗,沉砂室含两个部分:一部分为沉砂斗,另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分,沉砂室的宽度为 宽度为2(l2+a)+0.2=2(5.9+1)+0.2=14m 9

9、、 池总高度 设超高h1=0.3m h=h1+h2+h3=0.3+1+0.409=1.709m10、 验算最小流速 在最小流速时，只用1格工作 >3.3平流式初沉池平流式沉淀池见图，由流入装置、流出装置、沉淀区、缓冲层、污泥区及排泥装置等组成。流入装置由设有侧向或槽底潜孔的配水槽、挡流板组成，起均匀布水与消能作用。挡流板入水深不小于0.25m，水面以上0.150.2m，距流入槽0.5m。流出装置由流出槽与挡板组成。流出槽设自由溢流堰，溢流堰严格水平，既可保证水流均匀，又可控制沉淀池水位。为此溢流堰厂采用锯齿形堰，溢流堰最大负荷不宜大于2.9l/(m·s)，为了减少负荷、改善出水

10、水质，溢流堰可采用多槽沿程布置，如需阻挡浮渣随水流走，流出堰可用潜孔出流。出流挡板入水深0.30.4m，距溢流堰0.250.5m。3.3.1设计参数 表面水利负荷q，设计选用2m3/(m2·h), 污水沉淀时间，设计选为1.8h, 每座宽度,一般用510m,最大设计流速选4m/s,静压排泥时贮泥时间为2d,机械排刮泥，静压排泥。3.3.2设计计算1、沉淀区有效水深h2h2=qt=2·1.5=3m式中h2：有效水深2、 池子总面积设表面水利负荷q，设计选用2m3/(m2·h)t：污水沉淀时间，设计选为1.8h 沉淀区有效水深一般用2.04.0m，本设计符合要求，超高

11、为0.3m3、 沉淀部分有效容积v=qmaxt3600=0.691.53600=3726m34、沉淀区池长度ll=3.6vt=3.6·4·1.5=26mv:最大设计流量时的水平流速,mm/s,一般不大于5,本设计采用4。5、沉淀区总宽度bb=a/l=6、沉淀池座数采用10座沉淀池,则每个沉淀池宽度为n：沉淀池座数或分格数b:每座宽度,一般用510m7、校核l/b=26/4.8=5.4 > 4l/h2=26/3=8.7 > 8设计合格8、污泥部分需要的总容积按 设t=2d污泥量为25g/(人d),污泥含水率95% 每人每日污泥量 s:每人每日产生的污泥量,取为0.

12、5l/(p·d)n:设计人口数t:两次排泥的时间间隔,设计采用机械排泥的方法.9、每格池污泥所需容积 10、污泥斗容积(用棱台体积公式) v1=f1:污泥斗上口面积f2:污泥斗下底面积，设下口长为0.5h4:污泥斗高度本设计的f1=4.8·4.8=23.04 f2=0.5·0.5=0.25,污泥斗倾角为60度,h4=(4.8-0.5)/2·1.732=3.72mv1=11、污泥斗以上梯形部分污泥容积梯形高度 设池子超高h1=0.3m =(26+0.3-4.8)×0.01=0.215mw l1=l+0.3+0.5=26.8m l2=4.8m 12

13、、污泥斗和梯形部分污泥容积 v1+v2=31.8+16.3+58.125m313、沉淀池总高度 h=h1+h2+h3+h4=0.3+3+0.5+2.25=6.05mh:总高度h1:超高,采用0.3mh2:沉淀区高度h3:缓冲区高度,当无刮泥机时取0.5m，又刮泥机时缓冲层的上缘应高出刮板0.3m；一般采用机械排泥，排泥机械的行进速度为0.31.2m/min。h4：污泥区高度，根据污泥量,池底坡度,污泥斗几何高度及是否采用刮泥机决定。机械刮泥时，纵坡为零，污泥斗倾角为60度3.4曝气池3.4.1设计参数 传统活性污泥法采用推流式鼓风曝气。污泥负荷率为0.3kgbod5/(kgmlssd),取超高

14、0.5m3.4.2设计计算 1、水处理程度的计算 原污水的bod值为170mg/l,经初沉池后bod按降25%考虑 bod5值sa=170(1-25%)=127.5mg/l 处理水中溶解性bod5=7.1×b×a×ce 去ce=25mg/l b=0.09 xa=0.4 =7.1×0.09×25×0.4=6.396.4 处理水中溶解性bod5=20-6.4=13.6mg/l 处理效率=90% 2、bod-污泥负荷率的确定设污泥负荷率为0.3kgbod5/（(kgmlssd),为稳妥，加以校核k2 在0.01680.281之间，所以去取k

15、2为0.245计算结果正确，所以ns取0.3是适宜的4、 混合液污泥浓度（x）根据已定的n查表，相应的svi值为100150，取值120计算确定混合液污泥浓度值设，r=50% 5、 确定曝气池容积sa=127.5mg/l q=120000m3/d6、 确定曝气池各部位尺寸设4组曝气池，每组容积为取池深h=4.2m,则每组曝气池的面积为取池宽6m，b/h=1.42 介于1-2之间，符合规定，扩散装置可设在廊道的一侧池长，符合规定l（5-10）b设三廊道式曝气池m，介于50-70之间，合理设超高为0.5m,则池总高h=0.5+h=0.5+4.2=4.7m7、 剩余污泥计算污泥增值系数a=0.5 s

16、r=sa-sb=127.5-13.6=113.9mg/lxv=fx=0.8×3.3=2.64干污泥量湿污泥量 8、 供气量的计算本设计采用鼓风曝气（1）、平均时需氧量的计算 查表得a=0.5,b=0.15 =12570kg/d=523.75kg/h （2）、最大时需氧量的计算 k=1.2（3）每日去除的bod5的需氧量 （4）去除每kgbod的需氧量 在0.81.1之间，符合要求（5）最大时需氧量与平均时需氧量之比 9、 供气量的计算 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4m，计算湿度为30查表得，水中溶解氧饱和度cs20=9.17mg/l cs30=7.

17、63mg/l(1) 空气扩散器出口处的绝对压力pb （2）空气离开曝气池面时，氧的百分比 ea空气扩散器的氧转移效率对网状膜型中微孔空气扩散器取12% （3）曝气池混合液中平均氧饱和度，按最不利温度条件考虑 （4）换算为在20。c条件下，脱氧清水的充氧量 取值=0.82，=0.95 c=2.0，=1.0 相应的最大时需氧量为 （5）曝气池平均时供气量 (6) 曝气池最大时供气量 （7）去除每kgbod5的供气量 （8）每m3污水的供气量 10、 空气管系统计算布置空气管道，在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，共 3跟干管，在每根干管上设5对配气竖管，共10条配气竖管，全曝气池共设30条配气竖管

18、(1) 每根竖管的供气量为 (2) 曝气池平面面积为51.18×6×12=3685m2(3) 每个空气扩散器的服务面积按0.49m2记，则所需空气扩散器的总数为为安全计，本设计采用 7530个空气扩散器，每个竖管上安设的空气扩散器的数目为每个空气扩散器的配气量为 10、空压机的选定 空气扩但装置的安装在距离曝气池底0.2m处，因此，空压机所需压力 为 p=（4.2-0.2+1.0）×9.8=49kp 空压机供气量 平均时：24000+24083=48083m3/h 最大时：24000+21833=45833m3/h3.5二沉池3.5.1设计说明 二次沉淀池是接受配

19、水井的混合液使其达到泥水分离，主要是维持前面生化处理所产生的废水水质，排除剩余污泥和回流污泥,对于大规模的城市污水处理厂，一般在设计沉淀池时，选用平流式和辐流式沉淀池。为了使沉淀池内水流更稳（如避免横向错流、异重流对沉淀的影响、出水束流等）、进出水配水更均匀、存排泥更方便，常采用辐流式二沉池。该污水处理厂设计采用中心进水、周边出水的辐流式沉淀池，采用机械刮泥机。3.5.2设计参数设计2组二沉池，每组设计流量；水力表面负荷；沉淀时间保护高；缓冲层高；3.5.3设计计算（一）二沉池主要尺寸1、 沉淀池表面积和池径 2、 单池面积 3、 池直径 ，取4、实际水面面积 5、 沉淀部分有效水深，设停留时

20、间t=3h 6、 沉淀部分有效容积 7、 沉淀池底坡落差取池底坡度i=0.058、 沉淀池周边有效水深 -缓冲层高度取0.5 -刮泥板高度取0.59、沉淀池总高度 11、沉淀池池边高度 12、径深比 （符合要求） 第四章 主要设备说明 4.1格栅采用平面型、倾斜安装机械格栅。因为城市排水系统为暗管系统，且有中途泵站，仅在泵前格栅间设计中格栅，共设计2个格栅，格栅过栅流速为0.9m/s,栅条宽度为0.01m,进水渠道渐宽部分的长度为0.62m，槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度0.31m，栅后槽总高1.394m，栅槽总长度为2.12m,每日栅渣量3.47m3/d,采用机械除渣。4.2沉砂池 采用平

21、流式沉砂池，水力停留时间为50s,贮砂时间为2d，采用重力排砂，设计4个平流沉砂池，有效水深为1m，每个有两个砂斗，贮砂斗不宜过深，沉砂斗容积为0.204m3，池总高度为1.79m。4.3初沉池 采用平流式沉砂池，除原污水外，还有浓缩池、消化池及脱水房上清液流入，表面水利负荷q，设计选用2m3/(m2·h), 污水沉淀时间，设计选为1.8h, 沉淀部分有效水深为3m，池子个数为10个,静压排泥时贮泥时间为2d,污泥量为25g/(人d)，污泥含水率为95%，每个污泥池所需容积为25m3，污泥斗容积为31.8m3,污泥斗以上梯形部分容积为16.3m3，池子总高为7.735m3机械排刮泥，

22、静压排泥。4.4曝气池 传统活性污泥法采用推流式鼓风曝气。污泥负荷率为0.3kgbod5/（(kgmlssd),池深4.2m，每组曝气池面积为919.92m2，三廊道式，每组廊道51.58m，采用推流式鼓风曝气，平均时需氧量523.75kg/h，最大时需氧量577.5kg/h，每日去除bod值为12900，去除每千克bod的需氧量，空气扩散器出口处的绝对压力为1.405×105pa，曝气池平均时供气量21833m3/h,曝气池最大时供气量24083m3/h，去除每千克bod5的供气量为40.62m3空气/kgbod，每m3污水的供气量4.37m3空气/m3污水，本系统采用的空气总量为

23、48083m3/h,全曝气池共设30条配气竖管，每根竖管的供气量为802.77m3/h，所需空气扩散器的总数为7530个，每个竖管上安设的空气扩散器个数为251个，每个空气扩散器的配气量为3.20m3/h,空压机所需压力为49kpa,空压机最大时供气量为48083m3/h，空压机平均时供气量为45833m3/h。4.5二沉池选用中心进水，周边出水的 辅流式二沉池，设计2组二沉池，每组设计流量；水力表面负荷；沉淀时间保护高；缓冲层高；池直径48m，沉淀部分有效水深4.2m，沉淀池底坡落差1.1m沉淀池周边有效水深为5.2m沉淀池总高度为6.6m。第五章污水厂总体布置5.1.主要建筑物与附属建筑物

24、5.1.1构筑物的布置各处理单元构筑物的平面布置。处理构筑物是污水处理厂的主体建筑，在作平面布置时应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件确定它们在厂区内平面的位置，应作如下考虑：1 .贯通连接各处理构筑物之间的管渠，应便捷，直通，避免迂回曲折；2 .土方量作到基本平衡，并避开劣质土壤；3 .在处理构筑物之间，应保持一定的间距，以保证敷设连接管、渠的要求，一般间距可取5 -1 0米；4，各处理构筑物在平面布置上，应考虑尽量紧凑；5，污泥处理系统在下风向、生活区在上风向。5.1.2附属构筑物的平面布置辅助构筑物的位置应根据方便、安全等原则确定变电间设在泵房附近；化验室远离污泥堆场，

25、以保证良好的工作环境；办公室、会议室与处理构筑物保持合适距离， 并位于主导风向的上风向。厂区内道路的规划。 厂区内设置环状道路，方便运输，路边种植树木，美化环境。设有使工作人员方便的巡视各处理构筑物的道路。主干道8m；次干道4m；人行道2m。5.2污水厂平面布置在该污水厂的设计中，将各构筑物按一字型排列，布置紧凑，流线清楚。1）从大门进去为车库、食堂、办公楼，形成入口的生活活动区，该区位于主导风向的上风向，距离格栅、厌氧池较远并且加强绿化，所以该区为生活区环境较好。2）污泥区和污水区之间由一条主要道路分开。3）设有后门，生产过程中产生的栅渣、泥饼等由后门运走，避免影响大门处生活区的环境清洁。4

26、）在近远期构筑物之间有一条八米宽的道路。5）厂区内道路设计考虑工作人员可以顺利地到达任一处。5.3污水厂高程布置5.3.1处理构筑物的水头损失 表15.3.2该厂设计流量如下：近期 远期 5.3.3水头损失计算表管渠水力计算表见表2 表2水管渠水力计算表管渠及构筑物名称设计流量(l/s)管渠设计参数水头损失(m)尺寸d(mm)或b*h(m)h/d水深h(m)i/1000流速v(m/s)长度l(m)沿程局部合计出水口至计量槽333415000.81.20.6412.0830001.92 0.061.98 计量槽至集水井162515000.81.20.6411.071900.12 0.120.24

27、 集水井至二沉池166710000.80.81.3942.7514.10.02 0.060.08 二沉池至集水井166710000.80.81.3942.7546.50.06 0.10.16 集水井至曝气池166713500.81.081.1251.8738.20.04 0.20.24 曝气池至初沉池83310000.80.81.3942.0853.20.07 0.20.27 初沉池至集水井83310000.80.81.3942.7526.50.04 0.060.10 集水井至沉砂池83315000.81.20.6412.0853.80.03 0.160.19 5.3.4污水处理厂的设计地面高

28、程为187.8m 5.3.5 构筑物及管渠水面标高计算表 构筑物及管渠水面标高计算表见表3表3序号管渠及构筑物名称水面上游标高(m)地面标高(m)1加氯消毒间188.44187.52集水井至二沉池189.31187.53二沉池189.65187.54二沉池至集水井189.86187.55集水井至曝气池190.32187.56曝气池190.87187.57曝气池至初沉池190.65187.58初沉池191.32187.59初沉池至集水井192.64187.510集水井至沉砂池192.98187.511沉砂池193.07187.512格栅195.38187.5 第六章 人员编制在保证污水处理厂的正

29、常运行， 该污水处理厂采用三班制工作。同时本着节约成本和高效人员的的原则，使人员的安排合理化，现将人员在不同工作岗位的数量定位如下，参照设计规划并结合实际，污水处理厂全厂定员35人，其中生产人员17人，组织机构及人员编制，占51.4，辅助生产人员10人，占28.6 ，生产管理人员7人，占20。人员编制情况见表表4-1 人员编制表分类部门及岗位人数生产管理厂长室1总工程师室1办公室及行政财务科1技术科及档案室1人事劳资保卫科1合计5生产班组中格栅、泵房2沉砂池及沉淀池1曝气池1中控室1化验室1脱水机房1配电室1合计8辅助维修班2环卫绿化1生产车队2合计5合计18第七章 设计总结及体会此次设计，虽然还有很多不足之处但相对以前的设计是大大的提高。此次设计用时两周，综合利用了我们前三年所学