最终城市污水处理厂设计方案

1、金 华 职 业 技 术 学 院JINHUA COLLEGE OF PROFESSION AND TECHNOLOGY水污染控制技术课程设计题 目 城市污水处理方案设计 学 院 化工与制药学院 专 业 环境监测与治理技术 班 级 环保082 小 组 第五组 2010年 12月30 日目录1 程设计的目的.52、设计要求.53、设计原则54、设计依据55、设计题目66、设计方案确定.67、各处理构筑物及辅助设备的工艺计算 .77.1粗格栅的设计 .77.1.1粗格栅设计参数及其规定 . 7、粗格栅的计算步骤. .7、粗格栅的尺寸及规格.87.2、提升泵站的设计.97.2.1、水泵的设计.97.2.

2、2、集水井的设计.97.3、细格栅的设计.107.3.1、细格栅设计参数及其规定.107.3.2、细格栅的计算步骤.107.3.3、细格栅的尺寸及规格.117.4、沉砂池的设计127.4.1、沉砂池设计参数12、沉砂池选型127.5、初沉池的设计127.5.1、初沉池设计参数127.5.2、初沉池的计算步骤137.5.3、 初沉池的尺寸及规格. 137.6、A2/O工艺的设计137.6.1、A2/O工艺设计说明137.6.2、A2/O设计参数147.6.3、设计计算（污泥负荷法）15、A2/O各部分尺寸的确定16、A2/O需氧量计算及风机选型167.7、二沉池的设计17细格栅设计参数及其规定.

3、 17细格栅的计算步骤. 17细格栅的尺寸及规格.188、高程设计188.1高程布置原则188.2高程设计计算18污水处理部分高程确定18污水处理部分高程计算199、工艺设备的规格尺寸一览表1910、总结2011、致谢20组员分工情况21附件1：平面布置图附件2：高程图1. 课程设计目的1、进一步巩固和加深对水处理工程的基本理论知识的理解与掌握；2、初步锻炼学生综合运用所学知识进行工程设计的能力；3、掌握水处理工艺的选择与确定及处理构筑物的选型；4、基本掌握对污水厂进行平面和高程的布置方法。2. 设计要求 本设计包括设计说明书一份和图纸二张。a)设计说明书内容包括下列各项；(1)概述设计任务和

4、依据；(2)污水处理工艺流程，选择构筑物形式的理由；(3)各处理构筑物及其辅助设备的工艺计算，应列出所采用全部计算公式和计算数据；(4)采用的污水泵、鼓风机等主要设备的形式和主要参数；(5)污水与污泥处理构筑物之间的水力计算及其高程设计(6)处理构筑物总体布置的特点及依据说明b)绘制下列图纸：（1）厂区总平面图（1：500）。图中应表示各构筑物的确切位置、外形尺寸、相互距离；各构筑物之间的连接管道及场区内各种管道的平面位置；其它辅助建筑物的位置、厂区道路、绿化布置等。（2）污水高程图（横向1：500，纵向1：100）。图中标出各种构筑物的设计标高。3. 设计原则（1） 贯彻国家关于环境保护的基

5、本国策，执行国家的有关政策、法规、规范和标准。（2） 结合总体规划、现状设计。（3） 在保证污水处理厂出水水质达标排放的前提下，尽量节省工程投资，节约用电、节约能耗，降低运行成本。（4） 布置紧凑合理，流畅美观，充分利用空间。4. 设计依据（1) 给水排水设计手册（第1、5、6、11等分册）中国建筑工业出版社；（2) 室外排水设计规范（GBJ14-87）（1997年版）中国计划出版社；（3) 污水厂工艺设计手册 化学工业出版社 2003年10月 （4) 废水处理工艺设计计算 水利电力出版社 1994年10月 （5) 污水处理工艺及工程方案设计中国建筑工业出版社，2000年4月；（6) 水处理工

6、程典型设计实例 化学工业出版社 2001年5月5. 设计题目城市污水设计流量5400m3/h，CODcr330mg/l，BOD5 200 mg/l，SS 260 mg/l，TN 25 mg/l，TP 5mg/l，要求经二级处理出水达到BOD5 20 mg/l，SS 30 mg/l，NH3-N 8 mg/l，TP 1mg/l。一级处理CODcr去除率20%、BOD5去除率10%、SS去除率50%。厂址及场地现状：污水处理厂拟用场地较为平整。假定平整后厂区的地面标高为±0.00m，原污水将通过管网输送到污水厂，来水管管底标高为-5.50m，充满度为0.5m。6. 设计方案的确定污水拟采用

7、A2/O工艺处理，具体流程如下： 厌氧池，缺氧池及好氧池设计停留时间比为：厌氧：缺氧：好氧=1：2：5）。在沉砂池后加入一沉池，以达到一级处理目标。格栅拟选用回转式机械格栅。考虑到城市污水栅渣量较大，基本全天处于运行状态，若采用人工清渣，则需消耗大量人力资源，因人工作业耗时耗力，所以选择回转式机械格栅。回转式机械格栅也是目前大多数城市污水处理厂所采用的格栅设备。沉砂池拟选用旋流沉砂池。沉砂池主要类型有平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池和旋流沉砂池。平流式和竖流式沉砂池沉降效果较不两项，不适用于大型污水处理厂，所以不予以考虑。曝气沉砂池虽然有较好的沉砂处理效果，但考虑到采用的是A2/O工艺，

8、该工艺首先要进行厌氧反应，如果采用曝气沉砂池则不利于后续厌氧除磷处理。综合考虑后，本设计拟选用旋流沉砂池，即达到很到的处理效果，又没有曝气尘沙池的缺点，并且不需额外提供动力，依靠提升泵的水力即可。旋流式沉砂池也在城市污水处理中广为采用。污水处理工艺拟选用A2/O工艺。该工艺技术较成熟可靠，国内外均广泛应用适于各种规模，具备很好的脱氮除磷功能，且有一定的耐冲击负荷的能力。根据实际经验，A2/O工艺出水水质好，较易于深度处理，出水水质稳定，对外界条件变化有一定的适应性。其中好氧池采用氧化沟工艺。一沉池和二沉池拟选用幅流式沉淀池。幅流式沉淀池多为机械排泥，运行可靠，管理简单。被众多大中型城市污水处理

9、厂采用。7. 各处理构筑物及辅助设备的工艺计算7.1. 粗格栅的设计7.1.1. 粗格栅设计参数及其规定设计流量：设4组格栅，则每组流量Q=0.375。栅前渠道超高：；过栅流速；=1m/s；栅条间隙宽度：=0.02m；栅条宽度：m；格栅倾角：；进水渠渐宽部分展开角度7.1.2. 粗格栅的计算步骤确定格栅前水深根据最优水力断面公式计算得： （1） 栅条的间隙数（n）栅前水深h=0.45m，过栅流速=1m/s，栅条间隙宽度b=0. 02m，格栅倾由于设计了4组格栅，则每组格栅间隙数是10个（2） 栅槽宽度（B）设每个格栅的宽度=S(n-1)十bn所以每个格栅的宽度是0.29m，总栅宽（考虑了中间隔

10、墙宽度0.2m）（3） 进水渠道渐宽部分的长度进水渠宽=0.9m；进水渠渐宽部分展开角度（4） 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（5） 通过格栅的水头损失（）设栅条断面为锐边矩形断面（6） 栅后槽总高度设栅前渠道超高h2=0.3m （7） 栅槽总长度(L)7.1.3. 粗格栅的尺寸及规格设定两栅间距为0.2m，进出水渠各一米，所以粗格栅井总宽1.76,总长3.4m由上数据选择GSHZ-300型粗格栅。其技术参数见表7-1。表7-1 GSHZ-300型粗格栅技术参数有效栅宽140mm有效删隙20mm耙链速度2m/min设备宽度300mm电机功率0.55-1kw7.2. 提升泵站的设计7.2.1

11、. 水泵的设计选取4台水泵，一台备用。流量要求： 高程要求：进水管管低高程-5.5m，充满度为0.5m，提升后达到高度4.5m。选取500QW2600-15-160型潜水泵，技术参数见表7-2。表7-2 500QW2600-15-160型潜水泵技术参数扬程(m)流量(m3/h)转速(r/min)轴功率(kw)出口直径(mm)效率(%)15260074516050086.057.2.2. 集水井的设计污水提升泵房的集水池容积即5min污水流量设集水井有效水深2m，则集水井面积 集水池最低工作水位与所需提升最高水位高度差: 3.5-(-6.5)=10m泵站内的管线水头损失假设为2m，考虑自由水水头

12、为1m，则总扬程H总=10+2+1=13m考虑到500QW2600-15-160型潜水泵的安装最小池口尺寸为19501600mm，2台水泵之间留1m的检修维护空间。选择集水井的尺寸为实际尺寸：有效容积： 7.3. 细格栅的设计7.3.1. 细格栅的设计参数设计流量：设4组格栅，则每组流量Q=0.375。栅前渠道超高：；过栅流速；=0.8m/s；栅条间隙宽度：=0.015m；栅条宽度：m；格栅倾角：；进水渠渐宽部分展开角度7.3.2. 细格栅的计算步骤确定格栅前水深根据最优水力断面公式计算得： （1） 栅条的间隙数（n）栅前水深h=0.45m，过栅流速=0.8m/s，栅条间隙宽度b=0.015m

13、，格栅倾由于设计了4组格栅，则没组格栅间隙数是17个（2） 栅槽宽度（B）设每个格栅的宽度=S(n1)十bn所以每个格栅的宽度是0.415m，总栅宽（考虑了中间隔墙宽度0.2m）（3） 进水渠道渐宽部分的长度进水渠宽=0.9m；进水渠渐宽部分展开角度（4） 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（5） 通过格栅的水头损失（）设栅条断面为锐边矩形断面（6） 栅后槽总高度设栅前渠道超高0.3m（7） 栅槽总长度(L) 7.3.3. 细格栅的尺寸及规格设定两栅间距为0.2m，所以细格栅井总宽2.26,总长4.43。由上数据选择GSHZ-400型细格栅。其技术参数见表7-1。表7-3 GSHZ-300型细

14、格栅技术参数有效栅宽240mm有效删隙15mm耙链速度2m/min设备宽度400mm电机功率0.55-1kw7.4. 沉砂池的设计7.4.1. 沉砂池设计参数本方案拟采用旋流沉砂池。设计流量5400 m3/h 即1.5 m3/s=1500 L/s;Qmax=n×qmax n取1.5 所以Qmax=2250 L/s;污水在中心管内流速V1取0.3 m/s; 池内水流上升速度V2取0.05 m/s;7.4.2. 沉砂池选型由于流量过大，超出现有旋流沉砂池型号范围，采用2个沉砂池，所以每个沉砂池的流量是1125L/s;污水在中心管内流速V1取0.3 m/s; 池内水流上升速度V2取0.05

15、 m/s;沉淀池直径 : =5.78m选择I1750型旋流沉砂池。其技术参数见表7-4。表7-4 I1750型旋流沉砂池参数表型号涡流半径(mm)流量(L/s)I1750580017507.5. 初沉池的设计7.5.1. 初沉池设计参数已知流量：Q=5400m³/h；水力表面负荷q=3停留时间T=1.5h；池子个数n=2。池子形式：幅流式沉淀池7.5.2. 初沉池计算步骤（1） 池表面积：A=Q/q= m2=1800m2（2） 单池面积：A单=m2=900 m2（3） 池直径：D=33.859959m(取D=34m)（4） 沉淀部分有效水深：h2=q×T=3×1.

16、5=4.5m（5） 沉淀部分有效容积：V=×h2=4083.57 m³（6） 沉淀池底坡落差：取池底坡度为i=0.05，则h4=i×(D/22)=0.75m（7） 沉淀池周边(有效)水深:H0=h2+h3+h5=4.5+0.5+0.5=5.5m (h3缓冲层高度，取0.5m，h5刮泥板高度，取0.5m)(D/H0=6.182,D/H0=612)（8） 沉淀池总高度：H=H0+h4+h1=5.5+0.75+0.3=6.55m (h1沉淀池超高，取0.3m)7.5.3. 初沉池的尺寸和规格池子形式：幅流式沉淀池 数量：2座直径D：34m 总高：6.55m7.6. A2

17、/O工艺的设计7.6.1. A2/O工艺说明根据处理要求，我们需计算二级处理进水碳氮比值和总磷与生化需氧量的比值，来判断A2/O工艺是否适合本污水处理方案。设计流量：Q5400m³/h 原污水水质：COD330mg/L BOD200 mg/L SS260 mg/L TN25 mg/L TP5 mg/L一级处理出水水质：COD330×（120%）264mg/L BOD200×（110%）180mg/L SS260×（150%）130 mg/L二级处理出水水质：BOD20mg/L SS30 mg/L NH3-N10 mg/L TP1 mg/L TN8 mg/

18、L其中：8 0.06 符合A2/O工艺要求，故可用此法。7.6.2. A2/O工艺设计参数 BOD5污泥负荷N0.15KgBOD5/(KgMLSSd)好氧段DO2 缺氧段DO0.5 厌氧段DO0.2回流污泥浓度Xrmg/L 污泥回流比R50% 混合液悬浮固体浓度 X3333mg/L混合液回流比R内：TN去除率yTN68%R内×100%212.5% 取R内200%7.6.3. 设计计算（污泥负荷法）反应池计算（1) 反应池容积V46660.67m³（2) 反应池总水力停留时间 t8.64(h)（3) 各段水力停留时间和容积厌氧：缺氧：好氧1:2:5 厌氧池水力停留时间：t1&

19、#215;8.641.08 h厌氧池容积：V1×46660.675832.60m³ 缺氧池水力停留时间：t2×8.642.16h 缺氧池容积：V2×46660.6711665.2m³好氧池水力停留时间：t3×8.645.4h好氧池容积：V3×46660.6729163.0m³（4) 校核氮磷负荷 KgTN（Kg·MLSS·d）好氧段总氮负荷0.03（符合要求）厌氧段总磷负荷0.03KgTP/(Kg·MLSSd) （符合要求）（5) 剩余污泥（取污泥增长系数Y0.5，污泥自身氧化率Kd0

20、.05） 降解BOD5生成污泥量W1a（Sa-Se）Q 0.5(180-20)××24×5400 10368gKg/d 内源呼吸分解污泥量 W2b×V 0.05×3333××29163.0 4860 Kg/d 不可生物降解和惰性悬浮物量 W3（130-30）××24×5400×0.56480Kg/d 剩余污泥WW1-W2+W311988 Kg/d（6) 反应池主要尺寸反应池总容积V46660.67m³设反应池四组，单组池容积V11665.2m³采用五廊道式推流式曝气

21、池，有效水深5m，廊道宽b10m。单个曝气池长度L29.2m校核：2 （满足12）14.610 （符合要求）取超高0.7m，则反应池总高H50.75.7m厌氧池宽取17m，缺氧池宽取33m厌氧池尺寸长L1/（5×17）17.1m 缺氧池尺寸长L2/（5×5×10）17.6m好氧池尺寸为29.2×50×57.6.4. A2/O工艺的各部分尺寸确定根据厂区整体布置规范有序，整齐简洁的原则，在保证每个池子的有效容积情况下，来确定厌氧池，缺氧池和好氧池的实际尺寸，具体尺寸如下所示。厌氧池：17.6×17×5.7m，有效容积：1496

22、m3，停留时间：1.08h 缺氧池：17.6×33×5.7m，有效容积：2904m3，停留时间：2.16h 好氧池：29.2×50×5.7m，有效容积：7300m3，停留时间：5.4h7.6.5. 需氧量计算及风机选型BOD5去除量24×2250×（180-50）×20736Kg/dNH4-N氧化量24×2250×（25-10-2.5）×1620 Kg/d生物硝化系统含碳有机物氧化需氧量与泥龄和水温有关，每去除1KgBOD5需氧量1 .01.3kg。本例中设氧化1KgBOD5需氧1.2Kg，则碳

23、氧化硝化需氧量为： 1.2×20736+4.6×162024883.2+745232335.2 Kg/d每还原1KgNO3-N需2.9gBOD5，由于利用污水中的BOD5作为碳源反硝化减少氧需要量为：2.9×（25-10-2.5-10）×24×5400×939.6 Kg/d实际需氧量：32335.2-939.631395.6 Kg/d1308.15Kg/h实际需空气量：1308.15×（7) 风机的选择根据实际空气需求量，选择WHR高压型鼓风机2台，1开1备。WHR高压型鼓风机技术参数口径(m)风量(m³/min)

24、压力(Kpa)功率(kw/h)17511-557.7. 二沉池的设计7.7.1. 二沉池设计参数已知流量：Q=5400m³/h；水力表面负荷q=1.2停留时间T=4h；池子个数n=4。池子形式：幅流式沉淀池7.7.2. 二沉池的计算步骤（1） 池表面积：A=Q/q=4500m2（2） 单池面积：A单=m2=1125m2（3） 池直径：D=37.856585m(取D=38m)（4） 沉淀部分有效水深：h2=q×T=1.2×4=4.8m（5） 沉淀部分有效容积：V=×h2=5441 m³(5440.992)（6） 沉淀池底坡落差：取池底坡度为i=0

25、.05，则h4=i×(D/22)=0.85m（7） 沉淀池周边(有效)水深:H0=h2+h3+h5=4.8+0.5+0.5=5.8m4.3m。 (D/H0=6.55,规范D/H0=612) h3取0.5 ，h5取0.5（8） 沉淀池总高度：H=H0+h4+h1=5.8+0.85+0.3=6.95m (h1二沉淀池超高，取0.3m) 7.7.3. 二沉池的尺寸确定池子形式：幅流式沉淀池 数量：2座直径D：38m 总高：6.958. 高程设计8.1. 高程布置原则1） 尽量使用污水在各构筑物之间以重力流流动，避免不必要的跌水，减少提升泵数。还应考虑污水厂扩建时预留的储备水头。2） 在进行

26、高程布置时，应考虑土方平衡。3） 污水厂出水管不受洪水顶托。8.2. 高程设计计算污水处理站的水流常依靠重力自流，以减少运行费用。为此必须精确计算其水头损失。水头损失包括：水流通过个处理构筑物的水头损失；水流通过连接前后两构筑物的管渠的水头损失，包括沿程与局部水头损失。选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并适当留有余地，使实际运行有一定的灵活性。以近期最大流量作为构筑物和灌渠的设计流量，计算水头损失。本方案处理后的污水排入河流水位低于水厂的地面呢标高，而且洪水位时也不会发生倒灌。考虑构筑物的挖土深度不宜过大，综合各方面条件，以出水管底标高为起点，推算各水面标高。8.2.1. 污水

27、处理部分高程计算为了确定各构筑物的相对高程，保证污水的重力流动，首先必须精确计算各沟渠及处理构筑物的水头损失。一般选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算。计算时还应考虑因某一构筑物检修，而是同类型的其他构筑物在超负荷的情况下也能正常工作的可能性。水头损失计算见表9-1。表9-1 水头损失计算表构筑物及管路设计流量Q(L/s)管径DN(mm)地面坡度i (%。)流速V(m/s)管长L(m)沿程损失iL(m)局部损失(m)总损失(m)出厂管150010003.61.982000.720.06250.7825二沉池0.5二沉池到好氧池7508800.81.4500.040.01650.05

28、65好氧池0.3好氧池到缺氧池3757200.40.84200.0080.00350.0115缺氧池0.2缺氧池到厌氧池3757200.40.84200.0080.00350.0115厌氧池0.2厌氧池到初沉池3757200.80.84600.0480.02060.0686初沉池0.5初沉池到沉砂池7508803.60.84800.2640.0160.280沉砂池0.2沉砂池到细格栅7508803.60.84150.0540.02690.0809细格栅0.38.2.2. 污水处理部分高程确定高程设计图采用绝对标高，以黄海海平面为基准，厂区地面标高0.0m,污水管底高-5.5m，最高水位-5.0m。河道最高水位-0.5m,为保证重力能顺利完成污水排放，要求到达和流出的污水水面标高大于-1.5m，考虑到经济问题和施工问题，可确定排污管口的污水水面标高为0m。但为了减少施工费用，构筑物应在地面以上。个构筑物的标高见表9-2。表9-2 构筑物的设计标高构筑物设计水面标高出水进水出厂管1.52.29二沉池2.292.79好氧池2.793.10缺氧池3.103.30厌氧池3.303.50一沉池3.504.00沉砂池4.004.20细格栅