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及污泥构 筑物进行设计

2、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 adoptedand the traditi onal active sludge process tech no logy is selected out as process for the domestic sewage andin dustrialwastewater aftercomprehe nsivean alysisandcomparison. The design process including the

3、design and calculations for sewage treatment structures and sludge structures and draw ing the floor pla n of the sewage treatme nt 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：1区有完 善的给水排水设施。II区室内有给水排水卫生设备，并有沐浴和集中热水供应。

4、2、自然条件 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。 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。气象资料：该市一年最高气温为39 C，最低温度为3.2 C，年平均气温为16.5 C。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-5.5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 2. 0

5、796万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212.9mg/L ; SS为298.1mg/L ;工业废水B OD5 为 260mg/L; SS为 300mg/L.两者加权平均后得到污水的进水水质：BOD5为228.61mg/L ; SS为298.74mg/L出水水质：按照国家一级 B标准，BOD5<20mg/L，SSW20mg/L。混合污水温度：夏季28 C,冬季10 C,平均温度为20 C。(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 B0D5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：污水一中格栅一提升泵房一细格栅一沉砂池一初沉池一曝气池一二沉池一 消毒池处理水排放o工艺流程方案的比较和选择传统活性污泥法氧化沟优点：缺点：优点：缺点：1.有机物经历了第1曝气池首端有机1.可考虑不设初沉1.占地面积较大一阶段的吸附和污染物负荷高，耗池，有机性悬浮物第二阶段的代谢氧速度也高在氧化化沟内能的完整过程，活性2曝气池溶积大，太到好氧稳定的污泥也历了一个基建费用高。程度从池道端的对数3.供氧与需氧不平2.可考虑不单设二增长，经减速增长衡次沉淀池，使氧化到池末端的内源4.对进水水质，水沟和二

7、沉池合建，呼吸的完全生长量变化的适应性可少去污泥回流周期较低，动行效果易装置。2.在池首端和前段受水质，水量变化3.BOD负荷低混合液中的溶解的影响氧浓度较低3效果好，BOD除率达90%以上两个方案都能达到处理水质的要求，BOD 5, SS去除都能达到出水水质，工艺 都是比较简单的，在技术上都是可行的。考虑到厌氧池 +氧化沟处理工艺占地较 大，投资较多，而且氧化沟属于新型工艺，出于技术成熟的考虑，最终采用传统 活定污泥法。©二沉池的比较和选择类型优点缺点适用条件处理水量可大可少，有效占地面积大，排泥地下水位咼，施工困平流式沉淀区大，沉淀效果好，因难（人工排泥），难地区，适用流动性对水

8、量水质变化适应性工作繁杂，机械刮差比重大的污泥，不强，造价低，平面布置紧 凑泥易锈，配水不均能用静水压力排泥，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 具有较咼的运行管 理水平，施工严格适用处理水量大，地 下水位较咼的地区及 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

9、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=240.7 L/S，生活污水平均流量109.68 L/S，工业废水集中流量54.77 L/S。II区总人口约8.0714万人。则平均日平均时流量 Q=164.45 L/S = 14208 m 3/s接入管的选取：管径 D=800mmh/D=0.56i=0.1%v=0.8 m/s第三章附属构筑物的设计与计算、泵前中格栅泵前中格栅用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

10、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=0.2407m 3/s栅前流速vi=0.8m/s，过栅流速V2=0.9m/s取栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=20mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角a =60 °单位栅渣量3 i=0.05m 3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Qi 孚计算得:栅前槽宽Bi2Ql 2 0.12035 0.55m，则栅前水深 h 邑 055 0.275mv10.822(2) 栅条间隙数nQmax sin /20.2407 sin60 /

11、2n 14条ehv20.02 0.98 0.9(3) 栅槽有效宽度B=s (n-1 ) +en=0.01 x(14-1 ) +0.02 X14=0.41m(4 )进水渠道渐宽部分长度L10.07mB B10.6-0.552 ta n 1 2ta n20其中ai为进水渠展开角为20，进水渠宽Bi = 0.55m(5)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2L2 L1 凹 0.035m2(6)过栅水头损失(hi)因栅条边为矩hi kho2.v k sin2g2.42(0.02)止 sin602 9.810.08m2.420.96ho: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=

12、3阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时B =2.42(7) 栅后槽总高度(H)取栅前渠道超高h2=0.3m栅前槽总高度：比 h h2=0.275+0.3=0.575m栅后槽总高度：H h h1 h2 =0.275+0.08+0.3=0.655m(8) 格栅总长度LL=L 1+L 2+0.5+1.0+H1/tan a=0.07+0.035+0.5+1.0+0.575/ta n60 =1.94mA. 每日栅渣量WQmaxWj 86400K 总 10000.12035 0.05 864001.61 10000.32m3/d0.2m3/d(K 总=1.61)宜采用机械清渣.B. 计算草图如下：

13、二、污水提升泵房提升泵房用以提高污水的水位，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。1、设计参数设计流量：Q=240.7L/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76.77m （既泵站吸水池最底水位），提升后水位82.66m （即 细格栅前水面标高）。所以，提升净扬程Z=82.66-76.77=5.89m水泵水头损失取2m从而需水泵扬程H=Z+ !h=7.89m采用上海市博禹有限公司生产的型

14、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 138.9L/S，扬程10m，转速980r/mi n ,功率 30Kw。占地面积为n 52 = 78.54m 2，即为圆形泵房 D = 10m,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=0.12m 3/s栅前流速vi=0.9m/s ;过栅流速V2=1.0m/s ;格栅间隙e=10mm ；栅前部分长度0.5m ;格栅倾角a =60 ° ;单位栅渣量3 1=0.10m 3栅渣/10 3m3污水;2.设计

15、计算(1 )确定格栅前水深，根据最优水力断面公式学计算得栅前槽宽Biv1,0.90.52m，则栅前水深hBi竺 0.26m2栅条间隙数nQ sinehv20.12 一 sin600.01 0.26 142.95 (取 43)栅槽有效宽度B=s (n-1 )+en=0.01(43-1 ) +0.01 X43=0.85m (取1m )进水渠道渐宽部分长度L1BB12 tan 1丄卫显0.66m2ta n20栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2牛 0.33m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=3 ,y阻力系数与栅条断面形状有关,4/3-，因栅条边为矩形截e面,2.42

16、，2.424/30.010.01v2kho k -sin2g40.01 33 2.42 ()30.01122 9.81s"60 °32m(7)栅后槽总高度(H)栅后槽总高度 Hi=h+h i+h2=0.26+0.32+0.3=0.88m(8)格栅总长度 L=Li+L 2+0.5+1.0+H i/tan a=0.66+0.33+0.5+1.0+0.88/ta n60°3m(9 )每日栅渣量WQW 86400心 1000总、0.12 0.1 864001.61 10000.64m3/d > 0. 2m3/d所以宜采用机械格栅清渣计算草图见附图3- a I ,I格

17、栅计算草图£11LJ一r f .a-l -栅条工作平台进 水四、沉砂池 本设计采用钟式沉沙池，设 2座，则每座流量 Q=0.12035m 3/s=120.35L/s,根据流量选择型号为200的钟式沉沙池，各部分尺寸为：A=2.43 B=1.0 C=0.450D=0.900 E=0.30 F=1.35 G=0.4 H=0.3 J=0.40 K=0.80 L=1.15设计草图见附图4五、初沉池本设计选用中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，采用机械刮泥1、设计参数设计流量 Q=0.2407m 3/s=866.52m 3/h设 2 座。2、设计计算A .池子总表面积：污水表面负荷 q=1.5m

18、 3/ (m2 Xh) n=2座Qnq866.521.5 2288.84m24A 4* 288.8419.18mB.有效水深：取水力彳停留时间t=1.5hh2=qt=1.5 X1.5=2.25mC. 沉淀池总高度：取 S=0.5L/(p.d)机械刮泥T=4h每池每天污泥量w1SNT1000n0.5 80714 41000 2 243.36m3污泥斗容积人5221.73223£5(几r,r2 r2 )(22 2 1 12) 12.67m333h5(riD)tg (2 1)tg601.73m坡底落差坡度i=0.05H4=(R-r 1)Xi=(9.6-2) X0.05=0.38m因此，池底

19、可储存污泥的体积人4220 38223V2(R2 Rr1 r1 )(9.62 9.6 2 22) 45.88m333V V V212.6745.8858.55m312.5m3，符合要求。沉淀池总高度H=h 1 +h 2+h 3+h 4+h 5=0.3+2.25+0.3+0.38+1.73=4.96mD 沉淀池周边的高度h 1 +h 2+h 3=0.3+2.25+0.3=2.85mE. 长宽比的校核：D/ h2=19.18/2.25=8.52（介于612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=109.68+54.77=164

20、.45L/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228.61mg/L,经初次沉淀池处理 B0D5按降低25%考 虑，则进入曝气池的污水，其 B0D5值为：Sa= 228.61 X（1 25 %）= 171.46 mg/LA. 按BOD 污泥负荷率计算曝气池容积V= QSa 14208 171.462030m3,则每座曝气池的容积为XNs 4000 0.3V0=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：F1015253.75m2H 4廊道宽度B取5米，B/H=5/4=1.25（介于12之间）符合规定池长：L=

21、F/B=253.75/5=50.75mL/B=50.75/5=10.15> 10 符合规定设五廊道式曝气池，廊道长:L 50.755510.15m取超高为0.5米，则池总高度为：4+0.5=4.5mC. 曝气时间（tm）V2030tm V 24 亘30 24 3.43h符合要求Q14208D. 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。2 a'QSr bVXv1989.47kg/d 83kg / h;经初次沉淀171.46 200.5 14208 () 0.15 2030 3000/10001000查表得 a=0.5, b'=0.15 ; X

22、v=f*X=0.75*4000=3000mg/L池处理BOD 5按降低25%考虑。B. 最大需氧量的计算:最大设计流量 Qmax=0.2407m 3/s=20796m 3/d,则Q2(max)0.5 20796 严615 20) 0.15 2030 310002488.38kg /d 104kg/hO2(max)OT104"831.25C 最大时需氧量与平均时需氧量之比:D .每天去除的B0D5的值:BODr=14208 x(0.22861 X0.75-0.02)=2152kg/dE去除每kgBOD的需氧量4=辔 1.156kgO2/kgBOD5. 需氧量和充氧量的设计计算采用网状膜

23、型中微孔空气扩散器，敷设与距池底0.2m处，淹没水深3.8m,计算水温 20 C,夏季水温 28 C,查表知 Cs（20）=9.17mg/L , Cs（ 28）=7.92mg/L ,A.空气扩散器出口处的绝对压力 Pb值:Pb=P+9.8*10 3H=1.01*10 5+9.8*10 3*3.8= 1.3824 105PaB.氧的转移效率Ea取10%，则空气离开曝气池时氧的百分比为Ot=21(1 Ea)7921(1 Ea)100%=21(1 啦 100% =19.3%79 21(10.1)C.曝气池混合液中平均饱和度，按高温来考虑,Csb(28) Cs(5 Ot)5.44mg/L2.026 1

24、042D. 换算为在20 C条件下，脱氧清水的充氧量，即RoRCS(20)Cs(t)C1.024t 20修正系数，取0.82修正系数，取0.95C混合液溶解氧浓度，取2.0mg/L p压力修正系数，取1.86 9.170.82 0.95 1.0 5.44 2.01.024(28 20)251.11kg/h相应的最大需氧量:R。(max)107.5 9.170.82 0.95 1.0 5.442.01.024(28 20)313.89kg/hF曝气池平均时供气量GsRo251.118370.3m3/h0.3 EA0.3 0.1G.曝气池最大时供气量R o(max)s (max)0.3 E-313

25、.8910463m3/hA 0.3 0.1H.去除每kgBOD 5的供气量8370.3 24215293m3 空气 /kgBODI. 每m3污水的供气量8370.3 2414.化口3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139.5m Emin，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 m 3/min升压：80kpa功率：60kW转速：1450 r/mi n设计鼓风机房占地面积：L B=1510=150 m2七、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

26、设计进水量：Q=14208m 3/d =592m 3/h表面负荷：qb 范围为 1.0 1.5 m3/ m2.h，取 q=1.2 m3/ m2.h ；水力停留时间：T=2.5h2、设计计算A每座沉淀池面积：按表面负荷算：A 壬9乙246.5m22qb 2 1.2B. 沉淀池直径：D : 4A 4 32：517.72m 取 18m有效水深为h1=q oT=1.2 2.5=3m<4m径深比校核D/ h 1=6合格。校核堰负荷 q1= Q 0.73L/(s.m)<2.5L/(s.m)( 符合) 2 3.6 DC. 二沉池总高度：取二沉池缓冲层高度 h2=0.4m，超高为h3=0.3m则池

27、边总高度为h=h i+h 2+h 3=3+0.4+0.3=3.7m设池底度为i=0.05，则池底坡度降为D d 18 2 h4i0.050.4m2 2则池中心总深度为H=h+h 4=3.7+0.4=4.1m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=164.45L/s=14208m3/d水力停留时间：T=30mi n=0.5h平均水深：h=2.0m隔板间隔：b=3m设计投氯量为=8.0mg/L（对二级处理水排放时，投氯量为 510 mg/L ,这里取8.0 mg/L）2、接触池计算A .每座接触池容积V1 Qt/ n 0.16445 30 60/2148m3B

28、.表面积V 14874m2C. 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 8.2mE. 池深取2+0.3=2.3m 取超高0.3m3. 加氯量计算每日投氯量： W= Q=8 xi4.208=113.6kg/d=4.7kg/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 = 99.4 %,出泥含水率P2=97.0 %浓缩后污泥浓度：qs=30g/L污泥浓缩时间：T=20h贮泥时间：t=6h固体通量 M=1kg/(m 2.h)2、污泥浓缩池

29、设计计算A、初沉池污泥量lOOCo QQwi 310 (100 97)100 228.61 25% 14208610 (100 97)27 m3/dB二沉池污泥量Qs=fXSe = 20 4.3 = 15.7mg/L , Xv 取 3kg/m 3X =Y(S a Se)Q Kd VXv=432kg/df 0.75R回流比0.5取 Xr=8则 Qs= =432= 72m 3/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 824 m21 24每个池的面积A1 = 24/2 = 12 m2浓缩池直径:3.9m取4mC.浓缩池有效水深“=肌 fHI 5m，D. 校

30、核水力停留时间浓缩池有效体积：V Ah,12 560m3污泥在池中停留时间T Qs等O83d符合要求E. 确定污泥斗尺寸每个泥斗浓缩后的污泥体积Vi0( 72 (1 0.994) 7.2m3/dn(1 P2)2 (1 0.97)每个贮泥区所需容积31.8mx/6Vi6 7.2V22424泥斗容积h±(r/亿 J)3=3.14 0.87(120.5 1 0.52) 1.59 m3式中:h4泥斗的垂直高度，h4=( r1 -r2)tg60 °0.87mr1泥斗的上口半径，取 1.0mr2泥斗的下口半径，取 0.5m设池底坡度为0.05，池底坡降为:h5= 0.05(42)20

31、.05 m故池底可贮泥容积:V4 型(R2 Rr1 r12)3=3.14 0.05(222 1 12)0.37m3因此，总贮泥容积为Vw V3 V4 1.59 0.37 1.96m3 1.8m3 (满足要求)F 浓缩池总高度:浓缩池的超高h2取0.30m，缓冲层高度h3取0.50m则浓缩池的总高度H为Hh1h2h3h4h5=5+0.3+0.5+0.87+0.05=6.72mG. 浓缩池计算草图：浓缩池计算草图二、贮泥池1、设计参数进泥量：初沉池污泥量27 m 3/d100Co QQwi310 (10097)经浓缩排出含水率P297%的污泥流量Q' 2V12 7.214.4m3/d总泥量

32、 Q Qw1 Q'27 14.441.4m3/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 20/2434.5m3贮泥池尺寸（设为正方形），取边长为3.5m则池的有效容积为 V1=3.5 X3.5 X3.5=42.87>34.5（符合要求）三、厌氧消化池第二相消化池用投配率用两相消化中，第一相消化池容积用投配率100%,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=41.4/16%=258.75m3/dP则每座容积 Vo = V/2=129.375m3/d,取 1

33、30mB. 消化池各部分尺寸的确定：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/2 = 4m,取4m小锥体高度h4取1m则消化池总高度为H = h 1+h 2+h 3+h 4=2+2+4+ 1=9mC. 消化池各部分容积的计算集气罩容积为V1 = -1 h-i2226.28m3弓形部分容积为2V2=24h2(3D 4h2)24 2 (3 82 4 22) 5443m3圆柱部分容积为V3=h34824200.96m3下锥体部分容积为:(号)221.99m3则消化池的有效容积为Vo V3 V4200.96 21.9

34、93222.95130m2.第二相消化池用两级消化，容积比一级：二级=2:1，则二级消化池容积为130m 3， 采用1座二级消化池与一级消化池串联，尺寸同一级一样即可。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：地飾高m喩物名称證I）血I1L(b)30NILto就Eh(m)水囹标高池丽裸i髙D出电1.46516.280.023850.00?L55231005750.20和.30,郴2-76.吃極至二風60059L909Oi 08515$025風&0.6120二尬0.5080.即师&am

35、p;SI. ZT3063H.17二沉池水井潮2.1233Ol 00536910019110.2082E0配朮井0.281.18C3481.480343射并至曝气地1.4123".做Cl 0535 腮0i016C7&k孵650.5081.7592.254TT.75皿31.0160LM4391Ol 01328T0.25757B配朮井0.2032.0075832.30T533nil配水井至椭仇血13.1033.20.009930.002?79Cl 2129080.2Q£ 22W32.液牡2.25T7.56硕池至涮地600 I1.42320.76：您矽50. Q0B894L

36、23353CSi*0.20戏聽如3S3.眄 903279.34沉砂品鶴0.20.20S2.6590382.95903o.qT9 別£001.42SG.0?Oi 0086腮0. ：026?. O11268082.E7C2982.9T029"6.7?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