污水处理厂初步设计说明手册

设 计 任 务 书一、设计工程二、设计资料1．根本资料⑴设计流量：Q=30000+n×1000m3/d〔n1～30〕⑵污水水质：25℃，15℃，常年平均水20℃。⑶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。市污水主干管终点(污水厂进水口)的管内底标高。⑸气象资料：13℃，冬季最低气温-12℃，最大冰冻深度，夏季最高气温37℃，年平均降雨量1010mm，蒸发量1524mm。⑹处理要求：：BOD5≤20mg/L；COD≤60mg/L；SS≤20mg/L。处理后的污水纳入河流，对污泥进展稳定化处理、脱水后泥饼外运填埋或作农肥。⑺其他资料：三、设计内容：1、依据给定的原始资料，确定污水厂的规模和污水设计水量。并用方框图表示。进展工艺流程中各处理单元的处理原理说明。手册选用。设备选型计算。平面和高程布置依据构筑物的尺寸，合理进展平面布置；高程布置应在完成各构筑物计算及平面布置草图后进之间的连接收的水头损失则需计算确定。四、设计成果污水处理厂总平面布置图1张1五、课程设计进度打算序号时间序号时间内容备注1课程设计说明，下达课程设计任务2图书馆借阅资料、生疏设计资料和标准33确定方案、进展设计计算4绘图，整理设计说明书5成果整理并上交六、设计参考资料《水质工程学》教材《排水工程》下册，张自杰等主编，中国建筑工程出版社。《给水排水设计手册》〔第1、5、9、11册〕，中国建筑工业出版社；《污水综合排放标准》〔GB8978-2023〕〔CJ3025-93〕七、附录设计计算说明书第一章城市污水处理厂设计第一节污水厂选址后排入水体。选择厂址应遵循如下原则：小于300米。厂址应设在城市集中供水水源的下游不小于500米的地方。厂址应尽可能设在城市和工厂夏季主导风向的下方。间水头损失的要求，使污水和污泥有自流的可能，以节约动力。厂址假设靠近水体，应考虑汛期不受洪水的威逼。厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区。厂址的选择要考虑远期进展的可能性，有扩建的余地。其次节工艺流程污水处理工艺流程的选型则是指处理构筑物形式的选择，两者是互有联系，互为影响的。城市生活污水一般以BOD物质为其主要去除对象，因此，处理流程的核心是二级生物处理法——活性污泥法为主。物质去除干净，一种污水往往需要通过由几种方法组成的处理系统，才能达处处理要求的程度。SS45%,BOD25%，污水进入曝气池中曝气，从一点进水，承受传统活性污泥法。在二次沉淀池中，活性污泥沉淀后，回流至污泥泵房。污泥处理工艺流程余活性污泥等。这些污泥假设不加以妥当处理，就会造成二次污染。污泥处理的方法是厌氧消化，消化后的污泥含水率仍旧很高，不宜长途输送和使用，因此，还需要进展脱水和干化等处理。控室投泥泵提升入消化池，进展中温二级消化。一级消化池的循环污泥进展套管加热，并用搅至厂外。本设计承受的工艺流程如以下图所示。其次章处理构筑物工艺设计平均日流量Q =万m3/dd最大日流量

2.7 2.7

第一节设计流量确实定KZ

Q0.11d

1.4393.520.11最大日流量Q K Q 1.4393.52551L/s0.551m3/s1983.6m3/hmax z d其次节泵前中格栅设计计算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。格栅的设计要求水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合以下要求：25～40mm16～25mm40mm～s.600格栅前渠道内的水流速度一般承受～s.～。2.格栅尺寸计算设计参数确定：设计流量Q=s〔设计2组格栅〕，以最高日最高时流量计算；1v=s，过栅流速：v=s；1 2渣条宽度：s=，格栅间隙：e=；：α=60°；单位栅渣量：w/103m3污水。1设计中的各参数均依据标准规定的数值来取的。确定格栅前水深，依据最优水力断面公式

B2v

Q 1 11 22Q1v1栅前槽宽B2Q1v11

B 1.2520.5510.7 20.5510.7 sinsin60sinnsin

Q1ehv2

0.551 360.020.790.9〔3〕栅槽有效宽度：B=s〔n-1〕+en=×〔36-1〕+×36=0考虑隔墙：B=2B+=0〔4〕进水渠道渐宽局部长度：

Qmax

0.551

1m〔其中α1

vh 0.70.631为进水渠开放角，取α20〕1栅槽与出水渠道连接处的渐窄局部长度L 2.12L 1 1.06m2 2 2过栅水头损失〔h〕1设栅条断面为锐边矩形截面，取k=3，则通过格栅的水头损失：hkh

k

2v2 2.42(v

0.01

43

0.92

sin600.103m1 0 2g

0.02

29.81(s/e)4/3h0k：k=3；ε：阻力系数，与栅条断面外形有关，当为矩形断面时β=。栅后槽总高度〔H〕hH=h+h2 1 2H=h+h+h=++=1 2栅槽总长度L=L+L+++〔+〕/tanα1 2=+++++tan60°=每日栅渣量在格栅间隙在20mm的状况下，每日栅渣量为：WQ

max

w86400 0.5510.05864001 1.70.2m3/d,所以宜承受机械清渣。K 1000 1.41000z第三节污水提升泵房设计计算提升泵房设计说明入平流沉砂池，然后自流通过初沉池、曝气池、二沉池及，最终由出水管道排入河流。设计流量：Q=h=551L/s相邻两机组突出局部得间距，以及机组突出局部与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机55KW度不得小于。泵站承受矩形平面钢筋混凝土构造半地下式，尺寸为15m×12m，高12m，地下埋深7m。水泵为自灌式。泵房设计计算各构筑物的水面标高和池底埋深计算见第五章的高程计算。〔既泵站吸水池最底水位〕,提升后水位〔即细格栅前水面标高〕。Z=2m，2m从而需水泵扬程H=19m再依据设计流量s，属于大流量低扬程的情形，考虑选用选用3台350QW1200-18-90型潜污泵1200m3/h，20m，990r/min90kw〕，两用一备，流量：Q

Qmax4

1.8754

0.47m3/s2520m3/h

Q 2520集水池容积：考虑不小于一台泵5min的流量：W

60

5210m360h=，AWh

2101.3

161.5m215m×12m,泵房为半地下式7m，水泵为自灌式。第四节泵后细格栅设计计算1.细格栅设计说明物。细格栅的设计和中格栅相像。设计参数确定：Q=h=s3-10mme=10mm，600过栅流速一般为取maxAS=，200Q=s=551L/sv=s，v=s；1 2栅条宽度s=，格栅间隙e=10mm；α=60°；单位栅渣量ω/103m3污水。1设计计算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：Q=551L/s=s。B2v确定格栅前水深，依据最优水力断面公式Q1

1 1计算得栅前槽宽22Q1v1B2Q1v11

B 20.5510.7 20.5510.7 2 2

0.79mQ sin10.551 sin60栅条间隙数Q sin10.551 sin60ehv2

0.020.640.9〔3〕B=s〔n-1〕+en=〔72-1〕+×72=BB” 1.430.79L1

2tan1

0.88m2tan20〔其中α1

为进水渠开放角，取α=20〕1

L 1.43栅槽与出水渠道连接处的渐窄局部长度L2过栅水头损失〔h〕1因栅条边为矩形截面，取k=3，则(s/e)4/3h0

12 2

0.72mk：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3β=栅后槽总高度〔H〕hH=h+h2 1 2H=h+h+h1 2格栅总长度L=L+L+++H/tanα1 2 1=+++1+〔+〕/tan60°=每日栅渣量wQwa 1

3.4100.13.4m3/d>d沉砂池的选型：

第五节沉砂池设计计算m3的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和效果好的优点。本设计承受平流式沉砂池。2设计资料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。计算草图如下页图4设计参数确定Q

=551L/s〔1〕max设计流速：v=s：t=40s池体设计计算沉砂池长度：L=vt=×40=10m水流断面面积：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：=A/B=4=〔小于〕2贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积〕其中城市污水沉砂量：X=3m3/105m3.沉砂斗各局部尺寸及容积：a60°，h1 d沉砂斗容积：V〕1沉砂池高度：承受重力排砂，设计池底坡度为，坡向沉砂斗长度：L2

L2a2

1021.652

3.35m则沉泥区高度为h=h+=+×=3 dH：h1H=h+h+h=++=1 2 3进水渐宽局部长度:L=L3 1校核最小流量时的流速：最小流量一般承受即为，则Q Q

0.751.25

0.99m/s0.15m/s，符合要求.min

nA1min

11.882进水渠道DN1200mm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；1H〔m〕，本设计取。1出水管道式中：m——流量系数，一般承受；本设计取；〔13〕排砂管道DN=200mm。第六节辐流式初沉池设计计算流速由大变小，水中悬浮物流淌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。s，从沉砂池流出来的污水进入集配水井，经过集配水井安排流量后流入辐流沉淀池。1.沉淀局部水面面积4495外表负荷承受m3/(m2h)，本设计取qm3/(m24495D==

25.1m〔D25m〕沉淀局部有效水深t=2h,有效水深：hqt=2×2=4m2沉淀局部有效容积Q=t=67501983.6m3/h2污泥局部所需的容积由任务书知进水悬浮物浓度C0

m3C1

以进水的50%计，初沉池污泥含水率p=97%，r=1000kg/m3T=4h，污泥局部所需的容积：0V==198602014100245m31001009〕6.污泥斗容积设污泥斗上部半径r＝2m，污泥斗下部半径r=1m，倾角取α=60°，则污泥斗高度：1 2=〔r-r〕tgα=〔2-1〕×tg60°=5 2 1污泥斗容积：=〔r2+rr+r2〕=×〔22+2×1+12〕=1 1 21 2污泥斗以上圆锥体局部污泥容积则圆锥体的高度为：h〔R-r〕i=〔13-2〕×=4 1圆锥体局部污泥容积：

3.140.55

(13213222)114.56m32 1 1 3污泥总体积：V=V+V1 2沉淀池总高度设沉淀池超高h=，缓冲层高h=，沉淀池总高度：1 3H=h+h+h+h+h＝+4+++＝1 2 3 4 5沉淀池池边高度H‘=h+h+h=+4+=1 2 3径深比=26/4=(符合要求)2c配水井中心管径：：v〔m/s〕，一般承受s；s2配水井直径：式中：v—配水井内污水流速〔m/s〕,一般承受v=；取s.3 3进水管及配水花墙DN=600mm800mm。沉淀池中心管配水承受穿孔花墙配水，穿孔花墙位于沉淀池中心管上部，布置6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)。v〔m/s〕，一般承受；4集水槽堰负荷校核设集水槽双面出水，则集水槽出水堰的堰负荷为：6750q== 0.0028[m3/(m·s)]0 3600243.1426=[L/(m·S)]<[L/(m·S)]符合要求出水渠道s，DN600mm14.排泥管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.处理工艺说明效率高，BOD90%u2.处理程度计算25%BOD5浓度〔S0〕为：S0=250×〔1-25%〕=〔mg/L〕BOD5==×××20=L式中：Kd——微生物自身氧化率，一般在之间，取；20mg/L。BOD5浓度：BOD5==L去除率：S0SeS0

187.515.46187.5

0.91891.8%设计参数〔1〕BODK

5——有机物最大比降解速度与饱和常数的比值，一般承受—2之间；本设计取;f——MLVSS/MLSS值，一般承受，本设计取；5S BOD浓度〔mg/L〕，L5e(2)曝气池内混合液污泥浓度。S平面尺寸计算曝气池容积确实定N=2,则每组曝气池有效容积为(2)曝气池尺寸确实定本设计曝气池深取米，每组曝气池的面积为：B=8，B/H=8/＝，1～2LF920115mB 8L/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6示：需氧量计算本工程设计中承受鼓风曝气系统。〔1〕平均时需氧量计算=〔kg/d〕=〔kg/h〕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.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：BOD5值6.供气量计算YHW-Ⅱ型微孔曝气器，氧转移效率〔E〕为20%。敷设在距池底处，漂浮水深为A4m，30℃。相关设计参数的选用：

=L。L〔1〕空气集中器出口处确定压力：

S〔20〕

S〔30〕=×105＋×103H=×105＋×103×4=×105〔P〕〔2〕空气离开曝气池水面时氧的百分比：b a=×100%=×100%=%t〔3〕气池混合液平均氧饱和度：=C(＋)=×(＋)=LSb S换算成20℃条件下脱氧清水的充氧量：〔R〕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：的供气量：〔8〕1m3污水的供气量：第八节向心辐流式二沉池设计计算8设计参数的选取qb范围为—，取q=，出水堰负荷设计标准规定取值范围为—，取；沉淀池个数n=4；沉淀时间T=2h沉淀池尺寸设计每组池子外表积为：池子直径4F4208D 4F4208实际的外表负荷单池设计流量校核堰口负荷Qq 0 208.3 0.46L(s.m)<Q1 23.6D校核固体负荷150kg/，符合要求沉淀局部有效水深流影响，沉淀时间承受，本设计取t=。(7)澄清区高度t=，则污泥区高度本设计设t=，则污泥容积V 506.25则污泥区高度h4

wF 314

1.61m沉淀池高度:本设计设计池底坡度为,污泥斗直径取2m,则池中心与池边落差h为3h取，污泥斗高度h为，则有：1 4集配水井设计计算1〕配水井中心管直径4Qv241.874Qv241.870.72s。2〕配水井直径v4Qv4QD22341.871.820.33

3.34m，本设计取。式中v——配水井内污水流速〔m/s〕，本设计取s。3集水井直径v4Qv4QD2310.2541.873.421

4.59m，本设计取。式中v——配水井内污水流速〔m/s〕，本设计取s。1进水管管径。校核流速：4Qv2D2

40.2820.42

1.110.7m/s，符合要求。出水管管径，DN=1000m，v=s.(13)排泥装置2-3m/min，刮吸泥机底部设有刮泥板和吸泥管，利用静水压力将污泥吸入污泥槽，沿进水竖井中的排泥管将污泥排至安排井中。排DN200mm.第九节计量槽设计计算的计量设备有巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡流流量计。其中巴氏计量槽应用最为广泛且具备以上特点。9出水排放渠的设计考虑最正确水利断面：2Qv121250000.82Qv121250000.82436001的巴氏槽。1.主要局部尺寸设计为：A1A2渐扩局部长度：A=3上游渠道宽度：B1下游渠道宽度：B=b+=＋=22.计量槽总长度8-102-33；4-55；计量槽上游直线段长为：L1

3B1

31.564.68m计量槽下游直线段长为：L2

5B2

51.206.0mLL1

AA1

AL3

4.681.650.60.96.013.83m第三章泥处理构筑物设计与计算第一节污泥量计算1.曝气池内每日增加的活性污泥量：XY(S0

S)QKVXe d

0.5(0.18750.02)340000.080.757355.843.3

=2.曝气池每日排1238.04kg/d

其次节污泥泵房设计计算污泥泵房设计说明输送至回污泥泵房。.回流污泥泵设计选型扬程：曝气池水面相对标高为，则污泥回流泵所需提上升度为：〔〕＝流量：Q=RQR=50％，Q=50%Q=d=R R10．48L/s2选泵：1〕，300m3/h，提上升度为－,电动机转n=63r/min,N=30kW.剩余污泥泵设计选型1〕，300m3/h，提上升度为－,电动机转n=63r/min,N=30kW侧污泥泵房占地面积设计为10m×8m第三节污泥重力浓缩池设计计算10设计参数污泥总量计算及污泥浓度计算Q=d，本设计含水P97%，污泥浓度C8g/L，M30kg/(m2·d)。承受中温二级消化处理，消化池停留天数为30d20d10d。消化池掌握温度为33~35oC，计算温度为35oC。浓缩池面积〔kg/s〕，10kg/m3Q——二沉池流入剩余污泥流量〔m3/h〕，G——固体通量kg/(m2h)，一般承受kg/(m2h)；取.本设计承受两个污泥浓缩池，一用一备。浓缩池的直径4F473.83D 4F473.83浓缩池的容积式中：T——浓缩池浓缩时间〔h〕，一般承受10-16h，本设计取16h。沉淀池有效水深7.池底高度1%的坡度，刮泥机连续转动将污泥推入泥斗。池底高度：8.污泥斗容积550a—污泥斗上口半径〔m〕；本设计取；b—污泥斗底部半径(m)，本设计取。9.浓缩池总高度h=，缓冲层高度h=，1 3浓缩后的污泥体积PP97%，浓缩后的污泥体积为：1 2排泥管第四节贮泥池设计计算11.污泥量的计算d12h,即。2.贮泥池容贮泥池容积：Va2h1h(a2abb2)82316.06(8281)339.46m3214.08m3符合设计要求。2 33 3式中：h—贮泥池有效深度，本设计取；2h〔m〕；3a—污泥贮池边长，本设计取；b—污泥斗底边长，；3.贮泥池的高度：Hhhh1 2

0.336.069.36m〔本设计取〕：h〔m〕，本设计取；1管道局部2，1DN200,1DN200mm。第五节污泥厌氧消化池设计计算1.一级消化池设计计算(1〕.11〔2〕消化池容积式中：Q——污泥量〔m3/d〕5%-8%,8%。n——1(3).各局部尺寸确定：D13md1=,h1=d2=,上锥体倾角1=200， Dd

60.6上锥体高h2

tan 1

1)tan20( )0.98m，本设计取，2 2h3应大D/2=3m4m。下锥体高h

tan

(Dd

0.62tan10( 0.26m，〔本设计取〕4 2 2 2消化池总高度为：H=h1+h2+h3+h4=+1+4+=柱体容积下锥体容积上盖容积：消化池有效容积V V0 2

VV3

9.42113.042.83125.29m3>符合设计要求.(1)二级消化池容积式中：Q——污泥量〔m3/d〕；P——投配率〔%〕，本设计取8%；第六节机械脱水间设计计算污泥机械脱水设计说明：95%左右，体积很大。因此为了60%-80%，从而大大缩小污泥的体积。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，可依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，应按标准有关规定执行，并应考虑泥饼运输设施和通道。仓的容量应依据污泥出路和运输条件等确定。6次。脱水机选择本设计承受滚压脱水方式使污泥脱水，脱水设备选用我国研制的DY-3000600kg/L，泥饼含水率可以到达～(m2h),3，2112L×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、辐流初次筑物。总图平面布置时应遵从以下几条原则。①处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行治理。〔或设施与不同功能的关心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、四周的重要或敏感建筑物等〕。③构〔建〕之间的间距应满足交通、管道〔渠〕敷设、施工和运行治理等方面的要求。④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，尽量避开屡次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护。〔建筑物的关系，做到便利生产运行，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。污水处理厂呈长方形。综合楼、职工宿舍及其他主要关心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154〔建〕筑物间距不小于10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〔即在处理厂西侧〕，使消化气、蒸气空管等，又都与厂内污水管合并流人泵房集水井。其次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，保证污水处理厂的正常运行。第一节掌握点高程确实定S，800mm203km，总水头损失为，出厂水排放点的水位标高应不低于+=，拟取。其次节各处理构筑物及连接收渠的水头损失计算〔初步设计或扩初设计时，精度要求可较低〕。水头损失包括：时可按下表估算。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。12程计 名称堰池水井池池井池

节污设计流管段设计参数〔L/s)设计流管段设计参数〔L/s)管径I(‰)V(m/s)管长551(mm)1000551(mm)1000〔