小型污水处理站设计计算任务书

1、小型污水处理站设计计算任务书1 总论1.1 设计任务和内容水处理工程课程设计的目的在于加深理解所学专业知识， 培养运用所学专业知识的能力，学会城市污水处理厂和水厂工艺设计一般步骤和方法，锻炼独立设计、计算、绘图工程设计图纸的能力。针对设计书所给选题， 完成设计计算说明书和设计图。设计深度一般为初步设计的深度。污水处理工程设计基础要求：1、工艺流程的选择确定水处理工艺流程的选择应根据原水水质与处理后排放水要求达到的水质之间的差距、处理规模、水处理试验资料、处理厂地区有关的具体条件等因素综合分析，进行合理的工艺组合。要说清楚工艺原理和选择思路。说明书中的计算主要包括以下几个方面（1）污水流量及水质

2、计算根据所给原水水质、水量情况，计算污水厂要处理的污水中污染物的平均浓度、最高浓度，污水平均流量、最大流量。（2）处理程度的计算与确定根据国家或地方废水排放标准、 污水厂周围环境状况和水体水质要求、 排入水体的自净能力计算确定污水厂允许排放的废水最高污染物浓度。（3）构筑物的计算参考课本或查阅相关资料中的各构筑物的设计计算方法， 选取合适的池型、 设计工艺参数，计算确定各构筑物的数量和结构尺寸。（ 4）连接管（沟）道的水力计算和各构筑物的地面相对高程计算（ 5）附属配套设备的选型计算设计内容（1）对工艺构筑物选型作说明；(2) 主要处理设施（格栅 初沉池 生物接触氧化池 二沉池）的工艺说明；（

3、 3) 主要设备（初沉池 生物接触氧化池 过滤池 二沉池 浓缩池）的选择计算；（ 4）污水处理工艺平面和高程布置及绘制，重要构筑物三视图的绘制。1.2 基础资料设计题目3某小型污水处理站（ 600m/d ）污水处理工程设计基础资料（1）进水水质COD Cr300mg / l，BOD5：180mg/L ，SS： 150mg/L , PH ：7.0-8.5（2）处理要求污水经二级处理后应符合城镇污水处理厂污染物排放标准一级B 标准出水：COD100mg/lBOD530 mg/lSS2h 合格Q1320（6）氧化池总高度h1 超高 0.6mh2 填料上部稳定水层深0.4mh3 填料层间隙高 0.2m

4、h4 配水区高深采用多孔曝气时，进入检修者取1.5mH 0Hh1h2m1 h3h430.60.4(21)0.21.55.7m 取 6m（7）污水在池内实际停留时间nf H 0h1244 12 6.0 0.6t24 4.7hQ1320（8）填料总体积V1nfH4123144m3（9）、采用多孔管鼓风曝气供养，所需空气量33D=D0 Qmax=15 1320=19800m /d=825m /h（10）每格氧化池需气量D1= D825206.25m3 / h 3.44m3 / minn4图 3-2 生物接触氧化池示意图3.5竖流式二沉池设计计算设 中 心 管 内 流 速 v00.03m / s ，

5、采 用 池 数 n2，总设计最大流量Qmax=QKz=600*2.2=1320m3 /d, 即 qmax0.0150.008m 3 / sfqmax0.0080.27m2 设2v00.03水力停留时间时间 40s,(1)中心管直径d4qmax =4 0.0080.58m 取 600 mmv03.140.03(2) 中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度：设v1 0.02m / s, d11.35,d 01.3511.35mqmax0.0080.09m0.1mh3d10.021.35v1(3) 沉 淀 部 分 有 效 断 面 面 积 ： 设 表 面 负 荷 q 1.5m3 / m2h， 则v1.50

6、.0004 m / s10003600qmax0.0089.1mF2.2 0.0004K zv4 F f4 9.1 0.27取 D=3.5m(4) 沉淀池直径： D3.45m3.14(5) 沉淀部分有效水深：设沉淀时间 t=2hh2vt36000.0004236002.9m 取 h23m(6) 沉淀部分所需总容积：设T=2， S=0.5L/( 人.d), 人口 =20000VSNT0.5 20000 220m3100010003每个池子所需污泥室容积为：20/2=10m(7) 圆截部分容积：设圆截锥体下底直径为0.4m，则h5Rr tg 55 01.750.2 tg 5501.8mV1h522

7、1.82233R Rrr1.751.75 0.2 0.26.5m3(8) 沉淀高度：设超高为 0.3 m 。缓冲层为 0.3Hh1h2h3h4h50.330.10.31.85.5m图 3-4 竖流式二沉池示意图3.6浓缩池设计计算设计说明本设计采用的是 圆形 间歇式浓缩池 ，圆形 间歇式浓缩池 主要用于浓缩初次污泥及初次污泥和剩余污泥的混合污泥。设计数据（ 1）进泥含水率：当为实次污泥时，其含水率一般为95% 97%，污泥固体负荷采用80 120kg / m 2 d ，浓缩后的污泥含水率可到90% 92%；当为活性活性污泥时，其含水率一般为99.2% 99.6% ，污泥固体负荷采用20 30k

8、g / m 2 d ，浓缩后的污泥可到97.5%左右。（2）浓缩时间不宜小于12 小时，但也不超过16 小时；（3）有效水深一般宜为 4m，最低不小于 3m;污泥室容积和排泥时间：应根据排泥方法和两次排泥间隙时间而定，当采用间歇 式排泥时，两次排泥间隔一般采用 8 小时。设计计算(1) 计算初沉池、接触氧化池，二沉池排泥量1）初沉池按 SS去除率计算VQ平（C1C 2 ) yssX 0123, yss去除率 40 60%C ，C : SS 进出水浓度 t/mX0 : 0.02 0.05 t/m3 ( 初沉污泥浓度 )V600(15070)0.510 63/ d0.050.48m2) 接触氧化池

9、按 BOD去除率计算5，y 为 BOD去除率设每去除 1kg BOD产生 0.3 0.4kg 污泥 L 为 BOD进出水浓度差值5r5580%，污泥容量，以 1000kg / m3 计Lr Y(18030)80%WQ 0.41000600 0.4 28.8kg / d1000设污泥含水率 P=99%，则VW28.82.88m3 / d(1P) 1000(1 0.99)10003) 二沉池污泥量按 B0D5 去除率计算污泥含水率为 99.2%99.6%,Lr ：BOD5进出水差值 Yob：污泥产率系数（ 0.4 0.8 ）经生物接解氧化池后的二沉池BOD5进水浓度为： 180(180%)36mg

10、 / lWYob QL r0.6600(3630)10 32.16kg / d污泥干重VW2.160.36m3 / d(1P) 1000(1 0.994)1000浓缩池总处理污泥量：Q0.482.880.363.72m3 / d（2）浓缩池直径浓缩污泥固体通量M取 27kg / m2 .d , 污泥浓度 C取 6g / l ，则浓缩池面积AQc3.7260.83m 2M27采用 1 个污泥浓缩池 , 则浓缩池直径40.83取 D=1.5mD3.141.03m(3) 浓缩池工作部分高度取污泥浓缩时间 T15h , 则h1TQ153.722.80m240.8324 A(4) 、超高 h 取 0.3

11、m(5) 、缓冲层高 h3 取 0.3m(6) 、污泥升容积设池底坡度 i0.05，污泥斗下底直径 D10.4m ，上底直径 D 20.8m ，池底坡度造成的深度h4( DD 2 )i(1.50.8) 0.05 0.06m2222污泥斗高度：h5D 2D1)tg 5500.80.400.23m(2()tg 55222(7) 、浓缩池总高度Hh1h2h3h4h52.800.30.30.060.233.69m 取 3.7m(8) 、浓缩后污泥体积P1 为经二沉池进入浓缩池污泥含水率99.2% 99.6%P2 污泥浓缩后污泥含水率97% 98%Q(1 P1)3.72(1 0.994)3V210.97

12、0.744m(1 P2)图 3-6重力浓缩池示意图3.7带式压榨压滤机设计计算设计说明由重力浓缩后的污泥含水量水率比较高，需将污泥进行脱水之后外运。本设计选用的是带式压榨压滤机设计数据：（ 1）通过试验确定或参考类似的压滤运行数据，压滤机产率一般为2 4kg / m 2 .h 。（ 2）压滤脱水周期 1.5 4h 。设计计算（1）、压滤机过滤面积1000(1P)QALP污泥含水率Q污泥量 m3 / hL 污泥产率A1000(197%)0.7440.23m 224 4（2）、根据压滤机面积选择性能如下：型号滤 带重力压榨电 动 机滤带速度有效洗 涤外形尺寸宽 度滤面滤面功率(m/min)容积水

13、压长 宽 高 （mm）(mm)22(kW)(L)(MPa)(m )(m ）DY500-N5001.952.51.10.7 5.02570.52980 8501980表 3-6-1（3）、由于从浓缩池流出污泥需靠污泥泵将其提升到压滤机，因此污泥泵选型：型号额定流量额 定 扬转速出口直径额定功率外形尺寸（ m3 / min ）程（ m）（ r/min（mm）（kw）长宽高）（mm）CVD-31-100 0.092.487010011499 30 B700表 3-6-2设计数据：（ 1）、净距 A1 等于最大设备宽加1 米，但不得小于 2 米，取 2 米；（ 2）、净距 B1 应按管件安装需要确定，

14、但水泵出水侧为操纵主通道，不宜小于3 米，取 3.5 米；（ 3）净距 C1原则上为电机轴长加 0.3 米，对低压配电设备 米，取 2.0 米;（ 4）净距 D1 应根据安装需要确定，但不小于 1 米，取 1.0 米； E1 为两相邻机组间距不宜小于 1.2 米，取 1.2 米。4. 设备的选择4.1鼓风机设备选型鼓风机设备的尺寸如表 4-2-1：型号口径转速Qs ( m 3 / min )L (kw)P0 (kw)(min( r / min)RD-100100A200014.44.55.5表 4-2-14.2曝气头设备的选型外形尺寸P(KPa )（ mm ）9.81500 6502200曝气

15、头设备的尺寸如表4-3-1 ：型号曝气量（ m 3 / min ）氧利用率 EA （%）HA80-50416.30表 4-3-14.3软性纤维填料设备的选型软性纤维填料设备的尺寸如表 4-4-1 ：型号纤维束丝量单位质量成膜质量理论比表面正常负荷冲（根）（ kg / m3）（ kg / m 3）积（ m2 / m3） (kgCOD/m 3)击负8100荷R-120-602.52.658024743 52表 4-4-14.4 提升泵的设备选型4-5-1反冲洗泵设备的尺寸如表：型号流量扬程转速配带电动机外形尺寸（ mm ）( m3 / h )( m )( r / min )功率型号（kw）IS50

16、 32J5.41514501.1Y90S-41010 450 405250B表 4-5-1提升泵的设备尺寸如表 4-8-1：型号额定流量额 定 扬转速出口直径额定功率外形尺寸（ m3 / h ）程（ m ） （ r/min（ mm ）(kw)长宽高）（ mm）IP80-50-202581450502.2881 340 0341表 4-8-15 污水处理厂总体布置5.1污水厂平面布置在污水处理厂厂区有：各处理单元构筑物，连同个处理构筑物之间的管及其他管线，辅助性建筑物，道路，及绿地等。关于污水厂总体布置规定根据污水厂的处理级别，一级处理或二级处理（生物膜法）和污泥处理流程，各种构筑物的形状，大小

17、及组合，结合厂址地形，气候和地质条件等，综合确定布置形式。总体布置恰当，可为今后施工，维护和管理等提供良好条件。污水厂平面布置的具体要求：（1）、平面布置重点考虑厂区功能区划；处理构筑物布置，构筑物与管渠之间关系。（2）、厂区平面布置时，除处理工艺管道外，还应有空气管，反冲洗管及污泥管，管道之间及其与构筑物，道路之间应有适当间距。（3）、污水厂厂区主要车行道路 6 8 米。次要车行道 34 米，道路两旁留有绿化带及适当空间。（4）、水厂厂区适当规划设计机房 （水泵 风机 剩余活性污泥 配电用房）办公用房，机修及仓库等辅助建筑（5）、厂区总面积要求选择， 比例 1：500，图面参考给水排水制图标

18、准 GBJ106-87，重点表达建筑物外形及其连接管渠，内部构造及管渠不表达。5.2污水厂高程布置污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务确定各构筑物和泵房的标高， 确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及标高， 通过计算各部分的水面标高， 从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅的流动， 保证污水处理厂的正常运行。污水处理工程高程布置的一般原则：选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算。并应适当留有余地。以保证在任何情况下处理系统都能够正常运行。计算水头损失时，一般应以近期最大流量（或泵的最大出水量）作为构筑物和管渠的设计流量。污水处理工程高程布置的具体要求：（ 1) 构筑物水头损失参考相关资料。（ 2) 水头损失计算及高程布置参见给水排水手册。(3) 高程布置图横向比为 1：200，纵向比 1： 100。 5.3 高程计算Qm ax =1320m3 /d则 q=0.0153m/s取 v=0.1m/s求管径： qmaxAAd 2求得 : d=0.44mv4温度 t=15 度利用运动粘度公式：10.0177510 4求得0.12 10 6 故为湍流运动0.0337t0.000221t 2利用雷诺公式： vdR d 得： R d =0.027 106利用巴尔公式：12 lg(5.1286 )求得0.40683.7dRe0.89l 1 6ml11m