污水处理厂初步设计说明手册

1、一、设计项目某污水厂初步设计二、设计资料1 .基本资料设计流量：Q=30000+nK 1000m3/d （n 学号，1 30 号）污水水质：COD=380mg/L BOD5=250mg/L SS=200mg/LpH=9。夏季水温 25C，冬季水温 15C，常年平均水 温 20C。纳污河流：位于城市的东侧自南向北，20年一遇洪水水位标高，常水位标高。根据城市总体规划，污水厂拟建于该城市下游河流岸边，地势平坦，拟建处的地面标高。该城 市污水主干管终点（污水厂进水口）的管内底标高。气象资料：该地区全年主导风向为西南风。地势平坦，地质情况良好，满足工程地质要求，平均气温13C,冬季最低气温-12 C,

2、最大冰冻深度，夏季最高气温 37 r，年平均降雨量1010mm蒸发量 1524mm处理要求：处理水水质满足：BOD 20mg/L; COD 60mg/L; SSFh=s。栅条净间隙为3-10mm取e=10mm格栅安装倾角60过栅流速一般为取 V=s,栅条断面为矩形，选用平面 A型格栅,栅条宽度S=其渐宽部分展开角度为20设计流量Q=s=551L/s栅前流速V1=S，过栅流速V2=s；栅条宽度s=，格栅间隙e=10mm栅前部分长度，格栅倾角a =60。； 单位栅渣量3 1=栅渣/103m污水。3. 设计计算Q=551L/s=So污水由一根污水总管引入厂区，故细格栅设计一组，设计流量为：(6)过栅

3、水头损失（hi）因栅条边为矩形截面，取k=3,则其中:/ 、 4/3(s/e)h。：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=3 阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时P =(7) 栅后槽总高度(H)取栅前渠道超高h2=，则栅前槽总高度H=h+h2=+=栅后槽总高度H=h+h+h2=+二(8) 格栅总长度L=L1+L2+H/ta n a=+1+ (+) /tan60 (9)每日栅渣量w QaWi 3.4 10 0.13.4m/dd所以宜采用机械格栅清渣。第五节沉砂池设计计算1. 沉砂池的选型：沉砂池主要用于去除污水中粒径大于，密度 m3勺砂粒，以保护管道、阀门等

4、设施免受磨损和 阻塞。沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和旋流式四种形式。平流式沉砂池具有构造简单、处理 效果好的优点。本设计采用平流式沉砂池。沉砂池水力停留时间30-60S ； 有效水深不大于； 水流速，；每格宽度不小于。2设计资料1)2)3)4)计算草图如下页图4所示： 设计参数确定设计流量：Qmax=551L/S (设计1组池子)设计流速：v=s水力停留时间：t=40s池体设计计算(1) 沉砂池长度：L=vt= X 40=10m(2) 水流断面面积：(3) 沉砂池总宽度：设计n=2格，每格宽取b=2m每组池总宽B=2b= 有效水深：h2=A/B=4=(小于)贮泥区所需容积：设计 T=2d,即

5、考虑排泥间隔天数为 (每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗) 其中城市污水沉砂量：X=3rr/10 5m.沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽a1=，斗壁与水平面的倾角为60，斗高(5)(6)2天，则每个沉砂斗容积hd=，则沉砂斗上口宽:沉砂斗容积：=(大于V1=，符合要求)(7) 沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为，坡向沉砂斗长度:L 2a 102 1.65L2 3.35m2 2则沉泥区高度为h3=hd+=+x =池总高度H：设超高hi=，H=h+h2+h3=+=(8) 进水渐宽部分长度：(9) 出水渐窄部分长度：L3=L1=Q .mi nmin Amin(10) 校核最小流量时的

6、流速： 最小流量一般采用即为，则0.75 1.250.99m/ s 0.15m /s，符合要求.1-1.88(11)进水渠道格栅的出水通过2DN1200m的管道送入沉砂池的进水渠道，然后向两 侧配水进入进水渠道，污水在渠道内的流速为： 式中：B进水渠道宽度(m，本设计取； Hl进水渠道水深(m，本设计取。(12)出水管道出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头为： 式中：m流量系数，一般采用；本设计取；(13)排砂管道 本设计采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管径 DN=200mm第六节辐流式初沉池设计计算辐流式初沉池拟采用中心进水，沿中心管四周花墙出水，污水由池中

7、心向池四周辐射流动， 流速由大变小，水中悬浮物流动中在重力作用下沉降至沉淀池底部，然后用刮泥机将污泥推至污 泥斗排走，澄清水从池周溢流入出水渠。辐流沉淀池由进水装置、中心管、穿孔花墙、沉淀区、 出水装置、污泥斗及排泥装置组成。本设计选择两组辐流式沉淀池，每组设计流量为s，从沉砂池流出来的污水进入集配水井,经过集配水井分配流量后流入辐流沉淀池。1. 沉淀部分水面面积h)，本设计取q =m3/(m2 h)，沉淀池座数n=2。表面负荷米用32m /(m2. 池子直径D=g25.1m(D 取 25m100 (100 97)则每个沉淀池污泥所需的容积为6.污泥斗容积 设污泥斗上部半径h5= (r2-r

8、1)污泥斗容积：2 2 2 2V1= (1+51+2)=X( 2 +2X 1+1 )=3. 沉淀部分有效水深设沉淀时间t=2h,有效水深：h2=qt=2 X 2=4m4. 沉淀部分有效容积Q=t=6750 1983.6m3/h25. 污泥部分所需的容积由任务书知进水悬浮物浓度 C0为m,出水悬浮物浓度C以进水的50%，初沉池污泥含水率 po=97%污泥容重取r=1000kg/m3，取贮泥时间T=4h,污泥部分所需的容积：、/1983.6 (0.200.10)4 100“ 从V= 26.45 m3ri = 2m污泥斗下部半径r2=1m倾角取a =60,则污泥斗高度: tg a = (2-1 )

9、X tg60 =i=，则圆锥体的高度为:X =7. 污泥斗以上圆锥体部分污泥容积 池底坡度采用，本设计径向坡度h4=（ R-ri） i= （ 13-2）圆锥体部分污泥容积：-55 (132 1 3 222)114.56 m33V2=（ F+Rri+ri2）=空污泥总体积：V=V+V2=+=，满足要求。8. 沉淀池总高度设沉淀池超高h1=，缓冲层高h3=,沉淀池总高度：H=h+h2+h3+h4+h5= +4+=9. 沉淀池池边高度H =h1+h2+h3=+4+=10. 径深比D/h2=26/4=（符合要求）c辐流沉淀池分为二组，在沉淀池进水端设集配水井，污水在集配水井中部的配水井平均分配， 然后

10、流进每组沉淀池。配水井中心管径： 式中：V2配水井内中心管上升流速（m/s），般采用 s;取s配水井直径：式中：V3配水井内污水流速（m/s）, 般采用V3=；取s.12. 进水管及配水花墙沉淀池分为四组，每组沉淀池采用池中心进水，通过配水花墙和稳流罩向池四周流动。进水 管道采用钢管，管径DN=600mm进水管道顶部设穿孔花墙处的管径为 800mm沉淀池中心管配水采用穿孔花墙配水，穿孔花墙位于沉淀池中心管上部，布置6个穿孔花墙,过孔流速： 式中：B 孔洞的宽度（m）；h 孔洞的高度（m）；n 孔洞个数（个）。V4穿孔花墙过孔流速（m/s），般米用；13. 集水槽堰负荷校核设集水槽双面出水，则集

11、水槽出水堰的堰负荷为：qo=6750 0.0028 m3/（m s）3600 2 4 3.14 26=L/（m S）vL/（m S）符合要求14. 出水渠道出水槽设在沉淀池四周，双侧收集三角堰出水，距离沉淀池内壁，出水槽宽，深，有效水深，水 平速度s，出水槽将三角堰出水汇集送入出水管道，出水管道采用钢管，管径DN600mm14.排泥管沉淀池采用重力排泥，排泥管管径 DN200排泥管伸入污泥斗底部，排泥静压头采用，连续 将污泥排出池外贮泥池内。第七节传统活性污泥法鼓风曝气池设计计算1. 处理工艺说明传统活性污泥法，又称普通活性污泥法，污水从池子首段进入池内，二沉池回流的污泥也同 步进入，废水在池

12、内呈推流形式流至池子末端，流出池外进入二次沉淀池，进行泥水分离。污水 在推流过程中，有机物在微生物的作用下得到降解，浓度逐渐降低。传统活性污泥法对污水处理 效率高，BOD去除率可待90%u以上，是较早开始使用并沿用至今的一种运行方式。 本工艺设计曝气池采用廊道式，二沉池为辐流式，采用螺旋泵回流污泥。2. 处理程度计算初沉池对BOD5的去除率按25%+算，进入曝气池的BOD5浓度(S。)为: S0=250X( 1-25%) = (mg/L)处理水中非溶解性BOD5浓度：BOD5=XXX 20=L式中：Kd微生物自身氧化率，一般在之间，取；Xe活性微生物在处理水悬浮物中所占比例，取；Ce处理水中悬

13、浮物固体浓度，取 20mg/Lo 处理水中溶解性BOD5浓度：BOD5=L去除率:SoSo Se 187.5 伍460.91891.8%187.53. 设计参数(1) BOD污泥负荷率式中K2有机物最大比降解速度与饱和常数的比值，一般采用一 之间；本设计取；f MLVSS/MLSS值，一般采用，本设计取;Se 处理后出水中BOD5浓度(mg/L)，本设计应为L(2) 曝气池内混合液污泥浓度根据NS值，查排水工程下册图4-7得：SVI=120，取R= 50% r =。4. 平面尺寸计算(1) 曝气池容积的确定 按规定，曝气池个数N不少于2个，本设计中取N=2，则每组曝气池有效容积为(2) 曝气池

14、尺寸的确定920 115m8本设计曝气池深取米，每组曝气池的面积为： 本设计池宽取B=8米，B/H=8/ =，介于12之间，符合要求。 池长：L FBL/B=115/8 = 10 (符合设计要求)本设计设五廊道式曝气池，廊道长度为：L1=L/5=115/5=23m本设计取超高为，则曝气池总高为：H=+ =(3) 确定曝气池构造形式本设计设四组5廊道曝气池，在曝气池进水端和出水端设横向配水渠道，在两池中间设配水渠道与横向配水渠相连，污水与二沉池回流污泥从第一廊道进入曝气池。曝气池平面图如图6所示：5. 需氧量计算本工程设计中采用鼓风曝气系统。(1) 平均时需氧量计算=(kg/d ) = (kg/

15、h )式中：a 每代谢1kgBOD所需氧量(kg)，本设计取；b 1kg活性污泥(MLVSS每天自身氧化所需氧量(kg)，取.(2) 最大时需氧量：=(kg/d ) = (kg/h )最大时需氧量与平均时需氧量的比值为：每日去除的BOD5值(4)去除1kgBOD5需养量6. 供气量计算本设计中采用YHW牡型微孔曝气器，氧转移效率(E0为20%敷设在距池底处，淹没水深为 4m计算温度定为30C。相关设计参数的选用：温度为 20r时，a =,p =，p =，Cl=l，cS(20) =l。温度为 30r时，cs(30)=l。(1) 空气扩散器出口处绝对压力：Pb=x 105+X 103H=X 105

16、+X 103X 4=X 105 (Pa)( 2)空气离开曝气池水面时氧的百分比：Q=x 100%=X 100%=%(3) 气池混合液平均氧饱和度：CSb=CS( + )= X ( + )=L换算成20r条件下脱氧清水的充氧量：(R为平均时需氧量)(4)(5)(6)(7)(8)相应的最大时需氧量：曝气池平均时供气量：曝气池最大时供气量：去除1kgBOD5的供气量：1m污水的供气量：第八节向心辐流式二沉池设计计算为了使沉淀池内水流更稳、进出水配水更均匀、存排泥更方便，常采用圆形辐流式二沉池。该沉淀池采用周边进水，中心出水的幅流式沉淀池，采用吸泥机排泥。计算草图如图81. 设计参数的选取表面负荷：q

17、b范围为一，取q=,出水堰负荷设计规范规定 取值范围为一，取；沉淀池个数n=4；沉 淀时间T=2h每组池子表面积为: 池子直径2. 沉淀池尺寸设计(1)(2)4 20816.28m (取 20m(3) 池子实际表面积 实际的表面负荷(4) 单池设计流量(5) 校核堰口负荷0.46L(s.m) 符合设计要求.2. 二级消化池设计计算8%1座。(1)二级消化池容积 式中：Q污泥量(m/d ); P投配率(%，本设计取 n消化池个数，本设计设置由于二级消化池单池容积与一级消化池相同，因此二级消化池各部份尺寸同一级消化池。 第六节机械脱水间设计计算1. 污泥机械脱水设计说明：95%左右，体积很大。因此

18、为了60%-80%，从而大大缩小污泥污泥脱水机械的类型，应按污泥的脱水性质和脱水要求，经技术经济比较后选用。 污泥进入脱水机前的含水率一般不应大于 98 %。经消化后的污泥，可根据污水性质和经济效益，考虑在脱水前淘洗。 机械脱水间的布置，应按规范有关规定执行，并应考虑泥饼运输设施和通道。 脱水后的污泥应设置污泥堆场或污泥料仓贮存，污泥堆场或污泥料污水处理厂污泥二级消化后从二级消化池排出污泥的含水率约 便于综合利用和最终处置，需对污泥做脱水处理，使其含水率降至 的体积。(1)(2)(3)(4)(5) 仓的容量应根据污泥出路和运输条件等确定。(6)污泥机械脱水间应设置通风设施。每小时换气次数不应小

19、于6次。2. 脱水机选择本设计采用滚压脱水方式使污泥脱水，脱水设备选用我国研制的DY-3000型带式压滤机，其主要技术指标为：干污泥产量600kg/L，泥饼含水率可以达到75%-78%单台过滤机的产率为(m2h),选用3台，2用1备。工作周期定为12小时。机械脱水 间平面尺寸设计为 LX B=40m 12m.第四章污水处理厂的平面布置1.总平面布置原则该污水处理厂主要处理构筑物有：机械除渣格栅井、污水提升泵房、平流沉砂池、辐流初次 沉淀池、鼓风曝气池与二次沉淀池、污泥回流泵房、浓缩池、消化池、计量设施等及若干辅助建 筑物。总图平面布置时应遵从以下几条原则。 处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集

20、中紧凑，以便于节约用地和运行管理。 工艺构筑物（或设施）与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协 调好与环境条件的关系（如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等）。 构（建）之间的间距应满足交通、管道（渠）敷设、施工和运行管理等方面的要求。 管道（线）与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护。 协调好辅建筑物，道路，绿化与处理构 （建）筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅 道，美化厂区环境。（2）总平面布置结果污水由南边排水总干管截流进入，经处理后由该排水总干管排入河流

21、。污水处理厂呈长方形。综合楼、职工宿舍及其他主要辅助建筑位于厂区东北部，占地较大的污水 处理构筑物在厂区西部，沿流程自南向北排开，污泥处理系统在污水处理构筑物的西部。厂区主 干道宽7米，两侧构（建）筑物间距不小于 15米，次干道宽4米，两侧构（建）筑物间距不小于 10米该厂平面布置特点为：流线清楚，布置紧凑。鼓风机房和回流污泥泵房位于曝气池和二次沉淀池一侧，节约了管道与动力费用，便于操作管理。污泥消化系统构筑物靠近四氯化碳制造厂（即在处理厂西侧），使消化气、蒸气输送管较短。节约了基建投资。办公室。生活住房与处理构筑物、鼓风机房、泵房、消化池等保 持一定距离，位于常年主风向的上风向，卫生条件与工

22、作条件均较好。在管线布置上，尽量一管 多用，如超越管、处理水出厂管都借道雨水管泄入附近水体，而剩余污泥、污泥水、各构筑物放 空管等，又都与厂内污水管合并流人泵房集水井。第二期工程预留地设在一期工程右侧。具体布置见附图1 第五章污水厂的高程布置污水处理厂高程布置的任务是：确定各处理构筑物和泵房等的标高，选定各连接管渠的尺寸 并决定其标高。计算决定各部分的水面标高，以使污水能按处理流程在处理构筑物之间通畅地流 动，保证污水处理厂的正常运行。第一节控制点高程的确定1. 进厂管有一根，流量为S,选用800mm勺钢筋混凝土圆管，进厂端设计管内底标高为。2. 考虑将出厂水水通过重力自流排入附近的涪江。河流

23、 20年一遇的洪水位为。因而可以确定 出厂管的管内底标高，出厂管选用 1200mn的钢筋混凝土圆管一根，出厂水排放点河流 3km总水 头损失为，出厂水排放点的水位标高应不低于 +=，拟取。第二节各处理构筑物及连接管渠的水头损失计算污水处理厂的水流常依靠重力流动，以减少运行费用。为此，必须精确计算其水头损失（初步设计或扩初设计时，精度要求可较低）。水头损失包括：（1）水流流过各处理构筑物的水头损失，包括从进池到出池的所有水头损失在内；在作初步设计 时可按下表估算。（2）水流流过连接前后两构筑物的管道（包括配水设备）的水头损失，包括沿程与局部水头损失。（3）水流流过量水设备的水头损失。表1构筑物水

24、头损失表表2污水管渠水力计算表第三 水系 程计名称设计流 量(L/s)管段设计参数水头损失管径(mm)1( %0)V(m/s)管长(m)沿程局部合计岀水口至计量 堰55110003000计量堰至二沉 池27880040二沉池至集配 水井27880020配水井至曝气 池27880075曝气池至初沉 池27880025初沉池至配水 井27880045配水井至沉砂 池27880075节污 统高 算名称水面上游标高(m水面下游标咼(m)构筑物水面标高(m)地面标高(m出水口至计量堰计量堰计量堰至二沉池二沉池二沉池至集配水井配水井至曝气池曝气池曝气池至初沉池初沉池初沉池至沉砂池沉砂池细格栅污水处理厂设置

25、了终点泵站，水力计算以接受处理后污水水体的最高水位作为起点，沿污水 处理流程向上倒推计算，以使处理后的污水在洪水季节也能自流排出。由于河流最高水位较低，污水厂出水能够在洪水时自流排出。因此，在污水高程布置上主要 考虑土方平衡，设计中以曝气池为基准，确定曝气池水面标高，由此向两边推算其他构筑物高 程。计算结果见下表3表3构筑物及管渠水面标高计算表 计算结果是出水口水面标高，满足排放要求。污水高程布置图见附图2第四节污泥系统高程计算1.初沉池排泥系统的管道长度为 L=250m管径选用D=200mn污 泥在管内呈重力流，流速为v=s，水头损失为：hf 2.49（占）（丄严 2.49 理（竺）1.85 盯八 Ch0.27?式中：ch污泥浓度系数，本设计 CH=71o2. 污泥处理构筑物的水头损失当污泥以重力流排出池体外时，污泥处理构筑物的水托损失以各构筑物出流水头计算，初沉 池，浓缩池，消化池取，二沉池取。3. 污泥高程布置消化池高度较高，可以满足后续脱水机房的需要，考虑土方平衡，确定一级消化池泥面为地 上，即。从污水咼程可知初沉池液面标咼和二沉池液面标