城市污水处理厂工艺设计计算书

1、设计说明书 1设计题目 北山城市污水处理厂工艺设计 2 设计资料 2.1 工程简况 根据城市总体规划，本工程设计年限按2025年考虑。至2025年，本工程服务范围内规划人口约50000人，人均综合生活用水量指标取380 L/（人·d）。工业用水量为30000 m3/d，生活用水按总用量的40%计，污水量按用水量的83%计。 2.2 基础资料 2.2.1 进出水资料 污水厂设计进出水水质对照表 TPBOD5CODcrSSN单位：mg/LNH3 345025020025进水 0.32006205出水 城市气象资料2.2.2 污水处理厂所处城市气象资料 1740.3最高气温年平均气温 -1

2、1天年平均降雨日132最低气温 1382.6天264无霜期平均年平均降雨量 东南风主风向800冰冻线深 3 设计要求 3.1污水厂设计原则 1校核水处理构筑物的处理能力，水处理单体构筑物基本上按最高日最高时流量进行设计； 2污水厂应按近期设计，考虑远期发展； 3污水厂设计时应考虑各构筑物或设备进行检修、清洗及部分停止工作时，仍能满足处理要求，能够达到系统正常70%的处理能力； 4设计中必须遵守设计规范的规定。但是对于实行之有效，经济效益高，技术先进的新工艺，新设备和新材料，应积极采用不必受先行设计规范的约束。 3.2平面布置设计原则 1布置紧凑，以减少水厂占地面积和连接管渠的长度，便于操作管理

3、； 2充分利用地形，力求挖填土方平衡以减少填挖土方量和施工费用； 3各构筑物之间连接管渠应简单，尽量避免立体交叉，并考虑施工，检修方便； 4建筑物布置应注意朝向和风向； 5生产区和生活区应尽量分开； 3.3 污水厂总平面图的布置 本污水处理厂平面布置在满足工艺流程的前提下进行布置，大致分为生活区、污水处理区、污泥处理区三区，布置紧凑，进出水流畅；其中，综合办公楼、宿舍楼、食堂、浴室等在入厂正门一侧附近，方便本厂职工办公和起居生活，同时也方便外来人员；隔栅间气味大，锅炉房多烟尘，污泥区设在夏季主导风向的下风向、在脱水机房附近设有后门， 以减少煤、灰、泥饼、栅渣外运时对环境的污染。4污水与污泥处理

4、工艺选择 4.1 污水处理工艺 处理厂的工艺流程是指在达到所要求处理程度的前提下，污水处理各单元的有机组合；构筑物的选型是指处理构筑物形式的选择。两者是相互联系，互为影响的。 城市生活污水一般以BOD物质为主要去除对象。由于经过一级处理后的污水，BOD只去除30左右，仍不能排放；二级处理BOD去除率可达90以上，处理后的BOD含量可能降到20-30mg/L，已具备排放水体的标准*4。 又该城市污水处理厂的方案，既要考虑有效去除BOD5又要适当去除N，P故本设计采用A/A/O法。污水处理工艺流程如图1所示。 该流程包括完整的二级处理系统和污泥处理系统。污水经由一级处理的隔栅、沉沙池和初沉池进入二

5、级处理的厌氧池缺氧池和曝气池，然后在二次沉淀池中进行泥水分离，二沉池出水后直接排放。二沉池中一部分污泥作为回流污泥进入二级处理部分，剩余污泥与初沉池污泥进入污泥浓缩池，经浓缩之后的污泥进入脱水机房加药脱水，最后外运。 进水 提升泵房格栅 沉砂池 砂 砂水分离 消 毒剂 排放初沉池好氧池 缺氧池 厌氧池 接触池 二沉池 初 泵房 沉污 泥 浓缩池 泥饼 贮泥池 脱水间 图1 污水处理厂设计工艺流程图 优点： 该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺 ，总的水力停留时间，总产占地面积少于其它的工艺 。 在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。 污泥中含磷

6、浓度高，具有很高的肥效。 运行中无需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以保证充足溶解氧浓度，运行费低。 缺点： 除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此 。 脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。 对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解 浓度也不宜过高。以防止循环混合液对缺反应器的干扰。 4.2 污泥处理工艺 初沉 池污泥 机 械泥饼 二沉 重力 贮泥池 外运脱 池污泥浓缩池 水 5 构筑物的选择 5.1格栅 5.2平流式沉砂池 -初沉池5.3平流式沉淀池 曝

7、气池5.4 A2O 二沉池5.5平流式沉淀池- 重力浓缩池5.6 设计计算书 处理率计算1L?Less?E 1BODL 5200=90% 处理率=(200-20)/GG?ess?E2 CODG cr450=86.7% =(450-60)/处理率CC?ess?E 3C 250=92%SS处理率 =(250-20)/NN?0?E 4NN?NH 325=80%处理率=(25-5)/ 0 流量计算2 人；服务人口数量：50000 ）；d·（人380L/人均用水量指标： ；40%生活用水比例： ；83%污水量占生活用水量比例： ；/d工业集中排水量：30000m3 污水处理量： ；/d=0.4

8、20m3/s*50000人*40%*83%/1000+30000m3/d =36308m3Q=380L/（人*d） ；总变化系数：Kz=1.4 /d=人*40%*83%/1000 *1.4+30000m3*d）*50000最大流量：Qmax=380L/（人 /s38831 m3/d=0.449 m33构筑物计算 3.1粗格栅： 格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水井的进口处 或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物。一般情况下，分粗细两道格栅。设计流量Qmax=38831 m3/d=0.449 m3/s s/0.9mm/sv?v?0.7，过栅流速栅前流速21

9、?60? 格栅倾角栅前部分长度0.5m,(1) 设栅前水深 0.8m =0.4m则 (2) 24取栅前间隙数=23.2 ；a=60°格栅倾角，取a 设计的格栅组数；n ；栅条间隙，取e=50mme ；h=0.67mh格栅栅前水深，取v ；过栅流速，取v=0.9 m/s2 (3) m栅条有效宽度 s=10mm s栅条宽度，取 42vS ?3? (4) sinh?k过栅水头损失? 12gb?k 3格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般采用式中2 sm/9.81重力加速度，取g ；栅条间隙，取b=20mmb ；栅条宽度，取S=10mm S ；过栅流速，取v=0.9m/sv a=60

10、76;格栅倾角，取a? =2.42其中栅条断面形状为锐边矩形，根据相关说明取4/320.90.010?。 0.07msin3?2.4260?h?1 2?0.0259.81? m0.3h?取栅前渠道超高部分2栅前槽总高度 m ?20? (5) 设水渠渐宽部分展开角则进水渠渐宽部分长度0.17m 格栅与出水渠道渐宽部分长度m 1.235 (6)?0.5?1.0?2L?l1?l =2.47m 格栅总长度 tan60?3.2 提升泵房 本设计采用传统活性污泥法工艺系统，污水处理系统简单，只考虑一次提升。污水经提升后再过细格栅，然后经平流沉砂池，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

11、入纳污河流。 度。）泵房进水角度不大于45（1（2）相邻两机组突出部分得间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于0.8。如电动机容量大于55KW时，则不得小于 。，作为主要通道宽度不得小于1.2m1.0m（3）泵站采用矩形平面钢筋混凝土结构半地下式，尺寸为15 m×12m，高12m，地下 。7m埋深 ）水泵为自灌式。（4 416.3粗格进水总411.44411.14吸水池底水位410.678411.00 3.2.1 泵房设计计算 各构筑物的水面标高和池底埋深计算见高程计算。再根据设计流量0.449m3/s ，属于大流量低扬程的情形，考虑

12、选用选用5台350QW1200-18-90型潜污泵（流量1200m3/h，扬程18m，转速990r/min，功率90kw）， /h =0112m3/s=404.1 m3四用一备，流量： =33.675 m35min的流量：集水池容积： 考虑不小于一台泵 =25.903 m2：: 取有效水深h=1.3m，则集水池面积为 泵房为半地下式15 m×12m,泵房采用圆形平面钢筋混凝土结构,尺寸为 ，水泵为自灌式。7m地下埋深3.3 细格栅 3.3.1设计参数确定 已知参数： Qmax=0.449 m3/s。栅条净间隙为3-10mm，取e=10mm，格栅安装倾角v=0.9m/s,栅条断面为矩形

13、，选用平面A型格栅,栅条,过栅流速一般为600 0.7m/s 取2 200，其渐宽部分展开角度为S=0.01m宽度3.3.2 设计计算 /s=224 L/s细格栅设计两组，每组的设计流量为：Q=0.224 m32vB11计算得栅前槽宽B1=0.80m，则（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式?Q 12 =0.4m栅前水深 602）栅条间隙数取 =57.9 n（ +0.01×60=1.19m）（60-1（3）栅槽有效宽度B=s（n-1）+en=0.01 =0.53m4）进水渠道渐宽部分长度（?20 ）（其中1为进水渠展开角，取1= =0.268m5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长

14、度（ ）h1（6）过栅水头损失（ ，则k=3 因栅条边为矩形截面，取42v9010.0. ?2m260.sin60?3?2.42?(khh?k)sin?3：其中 01819.012?2g0 43/?)s/?e( ：计算水头损失 h0 k=3 k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取 =2.42：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时 ）H（7）栅后槽总高度（ H1=h+h2=0.4+0.3=0.7m，则栅前槽总高度 取栅前渠道超高h2=0.3m H=h+h1+h2=0.4+0.26+0.3=0.96m栅后槽总高度 ）格栅总长度（8 /tanL=L1+L2+0.5+1.0+ H1

15、/tan60°=0.53+0.268+0.5+1.0+0.7 =2.20m3.4 平流式沉砂池 L1）平流沉砂池长度：（v?0.25m/s ）；0.3m/s（流速要求在0.15设： t?40s ）。60s（停留时间要求为30sL?vt?0.25?40?10.0m 。则： A 2（）水流断面积 A=1.796 m2m51.b? ；（3）池总宽度：设2格，取格宽m.301.5?B?2?b?2? 则： h ）有效水深：（42 满足要求3=0.598<1.2m h2=1.796/V ）沉砂池室所需容积： （5 天，则每个沉砂斗容积为：2 设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为 v=2.21

16、6 m3 则,（6）每个沉砂斗容积：设取一个分格有两个沉砂斗 V0=0.554 m3 ）沉砂斗各部分尺寸7 （1h闸阀 H12h 3hdh DN200 出水 BB 1 LLaLL3212 L 图4 平流式沉砂池计算草图 设计斗底宽a1=0.50m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高hd=1.0m，则沉砂斗上口 宽：2h2?1.0d m1.650.50?a?a? 1tan60?1.732 沉砂斗容积：?h0.1?23222d ?Vm1.01?.65?0.50?.5027?.a?aaa?165 O1133 ，坡向砂斗，）沉砂室高度：采用重力排砂，设池底坡度为0.06（8L?2a10?2?1

17、.65 Lm?3.35?：则 222 则沉泥区高度为： h?h?0.06L?1.0?0.06?3.35?1.20m 2d3h?0.3m ，则总高为池总高度 H:设超高1m.021.20?2h?0.3?0.52?H?h?h 321 ）进水渐宽部分长度：9（ 34 ?m2.06L?136090. ）出水渐窄部分长度：10（ m2.06?L?L13 （11）排砂管道mm200DN? 本设计采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管径 平流式沉淀池3.5 设计参数：3.5.1 ；1）沉淀时间选取1.5h（ ；）沉淀池数量3（2 ；）各沉淀池分格数2（3 ；）超高选取h1=0.3m（4 ；（5）缓冲层高度选取h

18、3=0.5m ；/(m2*h)6）表面负荷选取q'=2.0m3（ ）采用机械排泥；（7 ；8）长宽比不小于4（ 之间；）长深比在8-12（9 ；0.0110）池底纵坡在0.01-0.02之间选取（ ；11）水平流速6mm/s（ 设计计算：3.5.2 平流式沉淀池总表面积： A'=756m2总表面积 沉淀部分有效水深： ；有效水深 h2=3m 沉淀部分有效容积： V'=Qt*3600=2268m3有效容积 池长： L'=vt*3.6=32.4m池长 平流式沉淀池宽度： B'=22.90m总宽度 ； B''=B'/每格宽度6=4m 污

19、泥部分所需总容积： ）；（人*d每人每日污泥量S取0.5L/ ；取0.4d 两次清除污泥时间间隔T ；总容积V=10m3 ；取0.02m 污泥高度h4=V/A'=0.013m 平流式沉淀池总高度： ；H=3.82m 总高度3.6 AAO曝气池： 法。/O根据原始数据与基本参数，首先判断是否可采用A2 ，符合条件。203=66.7COD/TN=450/35=12.88,BOD5/TP=200/3.6.1 设计参数计算 。为t=8h）水力停留时间（1HRT 。MLSS*d)BOD5/(）（2BOD污泥负荷为Ns=0.18 。/L）回流污泥浓度为Xr=10000（3 。50%4）污泥回流比为

20、（ ）曝气池混合液浓度（5R0.5 R?11?0.5 /m3 X=×10000=3333×Xr=/L3.33.6.2 求内回流比R 去除率为TNTNTN35?5?e0TN? %7?85.?100?%? TN350?TN0.85?R %600%?100n ?TN1?0.8513.6.3 A2/O曝气池容积计算 ）有效容积（1 =Qt=1512×8=12096m3V ）池有效深度（2 H1=1.5m ）曝气池有效面积（3V12096?S 8064m2?3总 H1.51 ）分两组，每组有效面积4（S总? S2 =4000m3= 。廊道曝气池，廊道宽8m（5）设5 单组曝

21、气池长度 S4000?m100?L? 1 b40?5 ）各段停留时间6（ 4O=11 A1A23.6.4 剩余污泥量W 产生的污泥量为降解BOD1512?24 /d =0.55××(0.18-0.02)=3200 1 内源呼吸分解泥量 /m3 =0.75×3300=2475=2.48 /d 0.05×12096×2.48=1500 ）不可生物降解和惰性悬浮物（NVSS ，则约50%该部分占TSS1512?24 /d×50%=22000.15-0.03=（）× 1 剩余污泥量 /dW=W1-W2+W3=3200-1500+22

22、00=39003.7平流式二沉池 3.7.1设计参数： ；1.5h（1）沉淀时间选取 ；32）沉淀池数量（ ；23）各沉淀池分格数（ ；h1=0.3m4）超高选取（ h3=0.5m；（5）缓冲层高度选取 ；q'=2.0m3/(m2*h)（6）表面负荷选取 ）采用机械排泥；7（ ；4（8）长宽比不小于 之间；8-129）长深比在（ ；之间选取0.01（10）池底纵坡在0.01-0.02 ；6mm/s（11）水平流速3.7.2设计计算： 平流式沉淀池总表面积： A'=756m2总表面积 沉淀部分有效水深： ；h2=3m 有效水深 沉淀部分有效容积： V'=Qt*3600=2

23、268m3有效容积 池长： L'=vt*3.6=30m池长 平流式沉淀池宽度： B'=24m总宽度 ；6=4m 每格宽度B''=B'/ 污泥部分所需总容积： ）；*d0.5L/（人每人每日污泥量 S取 ；0.4d T取两次清除污泥时间间隔 ；V=10m3 总容积 ；0.02m h4=V/A'=0.013m取污泥高度 平流式沉淀池总高度： ；H=3.82m 总高度3.8计量堰设计计算 主要部分尺寸：本设计采用巴氏计量槽,L?0.5b?1.2(m) 1 L2=0.6m L3=0.9m 。B1=1.2b+0.48(m)' B2=b+0.3(m)

24、应设计在渠道直线段上，直线段长度不小于渠道宽度的8-10倍，计量槽上游直线段不小 。3/2-1/倍，下游不小于4-5倍，喉宽b一般采用上游渠道水面宽的1于渠宽2-3H?0.70 H为自由流，大于为潜没流，矩时当W0.25-0.3形，堰流量公式为11/2)(2gHQ?MbH 0 为流量。得；为堰宽，Q，H为渠顶水深，b0.45其中m0取 1389L/sQ H1=0.70m,b=1m则L?0.5b?1.2(m) =0.5×1+1.2=1.7m则 1 L2=0.6m L3=0.9m B1=1.2b+0.48(m)=1.2×1+0.48=1.68m B2=b+0.3(m)=1.3m

25、H0.45?0.64?0.7 0.7H 为自由流。H2=0.45m取，则1 计算简图如图： 巴氏计量堰设计计算简图 3.9重力浓缩池 污泥含水率高，体积大，从而对污泥的处理、利用及输送都造成困难，所以对污泥进行浓缩。重力浓缩法是利用自然的重力沉降作用，使固体中的间隙水得以分离。重力浓缩池 可分为间歇式和连续式两种，我们选用间歇式重力浓缩池。如图所示： 污泥浓缩池设计简图3.9.1浓缩污泥量的计算 ?X?Y(S?S)Q?KVX Vade?X ；/d每日增长（排放）的挥发性污泥量（其中，VSS）， ；/d 每日的有机污染物降解量，Q(Sa-Se) ；0.4-0.50.5-0.65，城市污水Y 污泥

26、产率，生活污水 ；XV=MLVSSVXV-曝气池内，混合液中挥发性悬浮固体总量， 左右0.070.05-0.1，城市污水Kd衰减系数，生活污水 :V=12000m3,则20mg/L,Q=36288m3/d，0.07，Sa200mg/L，Se取Y0.5，Kd /LXV=f×MLSS=0.75×4300/1000=3.225?X?Y(S?S)Q?KVXVead200?20?36288?0.07?12000?3.225?0.5? 10003d641m/?X?Q SfX 剩余污泥量：r1?R1?1X?4300?X?8600mg/L rR1 ?X6413/?Q150md? SfX6.

27、8?75.0rm3,/ ，污泥浓度为12采用间歇式排泥，剩余污泥量为150m3/d，含水率P199.2 。P297含水率 3.9.2浓缩池各部分尺寸计算 ）浓缩池的直径（1 。，浓缩时间取16h采用两个圆形间歇式污泥浓缩池。有效水深h2取2m 则浓缩池面积150TQ16?3 50m?A? 224H24? 则其污泥固体负荷为：8600150?QC3d?M?25.8kg/m 50A 之间，故以上设计符合要求。20-30浓缩池污泥负荷取 采用两个污泥浓缩池，则每个浓缩池面积为： 50/225A0 则污泥池直径：4A4?250 5.66m?D?3.14 D=6m取 ）、浓缩污泥体积的计算（2QP)?(

28、1150?(1?99.2%)3dmV1 /?40? P1?97%1?2 26.67m324则排泥斗所需体积为40×16/D?1.5m?r ）、排泥斗计算，如图，其上口半径（3 22 。h1=1m45度，则其高0.5其下口半径为，污泥斗倾角取 则污泥斗容积1223?132.7m?rr?r)?(V?hr >107.5m3 221113 ）、浓缩池高度计算：4（ H=h1+h2+h3=1+2+0.3=3.3m铸铁管。浓缩池后设100mm排泥管、进泥管采用D=300mm，排上清液管采用三跟D储泥罐一座，贮存来自除尘池的新污泥和浓缩池浓缩后的剩余活性污泥。贮存来自初沉池。设计污泥停留时间

29、为m3/dm3/d。总污泥量取600 污泥400m3/d，来自浓缩池污泥161.24 。，缓冲层高度0.3m。直径6.5m0.3m16小时，池深取3m，超高 厌氧消化池3.10 ）消化池的计算草图如下： （1 厌氧消化池计算草图 W ）初沉池污泥量计算：（2 100?C)Q.24(C10maxt?W? ?)?P100( 使用公式： 03PCC,mKg/0 ；污泥含水率：-；-分别是进水与沉淀池水的悬浮物浓度01003?m1000?Kg/t 两次排泥时间间隔。；-污泥容重： 则可得：38831(200?200?65)1000W0? 1000(100?97)3dm/713.06?、W ）剩余活性污

30、泥量经浓缩后量：3（ 969900 ，则：设活性污泥量经浓缩后含水率由 变为0026138496?00 10003、d/253.W46?m?990 0，其中一级消化为厌氧消化采用中温两级厌氧消化处理，消化池停留天数为30d 00CC353533新鲜污泥平均温，二级消化为10d，消化池控制温度为,计算温度为,20d000C.50.3C15C1317，日平均最低温度为度为。池外介质为空气时，全年平均温度为,00C50?9C14.。池外介质为土壤时，全年平均温度为冬季室外计算气温为，冬季室外计0C5.2 。算气温为 则：消化池容积为： 253.46?713.063m419330V?.?5100 V

31、座一级消化池，则每座池子的有效容积为：采用4 0113m.6.4?4832?V?V?19330 0044 经计算可得： d取2md取2mm 16；集气罩直径；池子下锥底直径 池子直径采用21h采用3mh取1m ；上锥体高度；下锥体高度 42D采用13mh 2 应 消化池柱体高度3 则消化池总高度为：H?h?h?h?h4312?2?1?3?13?19m 消化池各部分容积计算： 2214.?1323?m.28?V?dh?26 11144 集气罩之积： V 弓形部分容积：2 ?22)h?4V?h(3D 1222414.322)?4?22?3?3(3 243m.05?584 V 圆形部分容积为：312

32、?hD?V? 334222.14?33.?1 43m4939.22? V 下锥体部分容积为：422?dd1DD?22?hV? 4422232?122)1?1?1(11?11?3.14 33m104.41? V 则消化池有效容积为：063.?5043?104.4122VV?V?4939.3m64832. ，合格。403 V 二级消化池总容积：、253.46?713.V063m29665.V? 10p100 采用两座二级消化池，且两座一级消化池串联一座二级消化池，则两座二级消化池有效13m6?4832.?VVV 02 为：容积0 二级消化池各部分尺寸同一级消化池。本设计近期使用4座消化池，远期使用

33、6座消化池。各部分尺寸均相同，经校核负荷规 定。3.11储泥灌与污泥脱水机房设计计算 采用带式压滤机将污泥脱水。选用两台机房按照污泥流程分为前后两部分，前部分为投配池，用泵将絮凝剂加入污泥。后面部分选用7D75型皮带运输机两台，带宽800毫M。采用带式压滤机将污泥脱水，设计选 用两台带式压滤机，则每台处理污泥流量为：1503h /Q?3.2m? 24?2 型带式压滤机两台，工作参数如下：2000DY选用 ；毫M滤带有效宽度2000 0.4-4m/min滤带运行速度 ，滤饼含水率70-80进料污泥含水率95-98 50-500kg/h·产泥量 2.2kW用电功率 吨5.5重量 10×6×2 m×宽高）：外形尺