污水厂设计参数

设计参数书一、 概况1、 设计的任务本设计的任务是涉及某南方城市污水处理厂2、 设计内容:（1） 主要确定处理工艺流程和污水处理构筑物的选型和数量；（2） 主要的污水处理构筑物工艺计算，构筑物的计算应附相应计算草图；（3） 污水厂的总平面图布置和高程布置，应对污水厂的总平面图布置和高程图布置作深入的阐述。二、 设计原则、依据、设计要求1、 设计原则：（1） 处理效果稳定，出水水质好；（2） 工艺先进，工艺流程尽可能简单，构筑物尽可能少，运行管理方便;（3） 污泥量少，污泥性质稳定；（4） 基建投资少，占地面积少。2、 设计依据：《给水排水设计手册》第1、4、11册；《给排水工程快速设计手册》第2册；《排水工程》3、 设计要求：城市污水要求处理后水质达到《污水综合排放标准》（GB8978-1998）、一级排放标准，即SS<20mg/l；BOD5<20mg/l；CODcr<60mg/l。污泥处理后外运填埋。三、原始资料1、南方某城市污水处理厂处理规模为 20.5万m3/d。2、 城市污水的水质指标如下表所示：指标pHSS(mg/l)BOD5(mg/l)CODcr(mg/l)6〜9200150300TNNH+—N4TP(以p计)35253.53、 城市污水从南面进入污水处理厂，污水处理后排入北面的水体，要求处理后水质达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准，即SS<20mg/l，BOD5<20mg/l，CODcr<60mg/l。污泥处理后外运填埋。4、 污水处理厂厂区地形拟为平坦地形，标高为75.00米。厂区的污水进水渠水面标高为72.50米。(进水渠的宽及水深根据流量自行设计确定)。5、 受纳水体洪水位标高为73.20米，枯水位标高为65.70米。常年平均水位标高为68.20米。6、 全年平均气温21.8°C，最冷平均月气温9.7°C，最热平均气温32.6°C，最高温度38.7C，最低温度0.0C。7、 夏季主风向：东南风。

四、污水处理工艺流程的确定处理工艺流程选定，主要以下列各项因素作为依据:（1）污水处理程度;（2）工程造价与运行费用;（3）当地的各项条件;（4）原污水的水量与污水流入工况。根据以上考虑因素，结合任务书中原污水的水质资料，选用由完整的二级处理系统和污泥处理系统所组成的城市污水处理厂的典型工艺流程。该流程如下:原污水细格栅原污水细格栅 ►提升泵站 ►沉砂池V出水污泥浓缩池污泥提升泵房脱水机房出水污泥浓缩池污泥提升泵房脱水机房消毒混合池, 二次沉淀池. 曝气池 初次沉淀池该流程的一级处理是由格珊、沉砂池和初次沉淀池所组成，其作用是去除污水中的固体污染物质，从大块垃圾到颗粒粒径为数mm的悬浮物（非溶解性的和溶解性的）。污水的BOD值，通过一级处理能够去除20%〜30%。二级处理系统采用活性污泥法处理系统，该系统是以曝气池作为核心处理设备，此外还有二级沉淀池、污泥回流系统和曝气与空气扩散系统组成。城市污水处理厂的核心，它的主要作用是去除污水中呈胶体和溶解状态的有机物质（以BOD或COD表示）。通过二级处理，污水的BOD值可降至20〜30mg/L,一般可达到排放水体。从初沉池、二沉池系统排出的生物污泥应加以妥善处置。对污泥的处理我采用了浓缩、机械脱水和最终处置等工艺。五、污水处理构筑物的选型及设计要点1、格栅用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。要根据流量选择清渣方式，机械清渣格栅适用于栅渣量大于0.2m3/d。提升泵站前用细格栅，两套机械清渣设备。设计参数：A、栅条间隙：机械清除为16~25mm；B、 格栅栅渣量：格栅间隙为16~25mm时是0.10〜0.05m3栅渣/10m3污水，栅渣含水率一般为80%，容重约为960kg/m3C、 格栅上部必须设置工作台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作台上应有安全冲洗设施；D、 机械格栅不宜少于2台，如为1台，应设人工清除格栅备用。E、 污水过栅流速宜采用0.6〜1.0m/s，格栅前渠道水流速0.4〜0.9m/s；F、 格栅倾角一般采用45。〜75。；G、 格栅水头损失0.08〜0.15m。2、沉砂池用于去除比重较大的无机颗粒。本设计采用曝气沉砂池，曝气装置设在集砂槽侧，空气扩散板距池底0.6〜0.9m，使池内水流作旋流运动，无机颗粒之间的互相碰撞与摩擦机会增加，把表面附着的有机物磨去。此外，由于旋流产生的离心力，把相对密度较大的无机物颗粒甩向外层并下沉，相对密度较轻的有机物旋至水流的中心部位随水带走。设计参数：顷流速度控制在0.25〜0.30m/s之间；⑵最大时流量的停留时间为1〜3min、水平流速为0.1m/s；③有效水深为2〜3m，宽深比为1.0〜1.5，长宽比可达5；④曝气装置，可采用压缩空气竖管连接穿孔管(穿孔孔径为2.5〜6.0mm)或压缩空气竖管连接空气扩散板，每m3污水所需曝气量为0.1〜0.2m3或每m2池表面积3〜5m3/h。3、初次沉淀池去除悬浮物质，同时可去除部分BOD5，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。本设计选用中心进水周边出水辐流式沉淀池。它的优点是进水中间进水管进水，然后经过水流向四边扩散，布水均匀；多位机械排泥，运行较好，管理方便，而且排泥设施已趋于稳定型。设计参数：A、沉淀时间为1〜1.5h；B、表面水力负荷为1.5〜3.0m2/m3*h；校核负荷q1’<4.34(m3/m2.h)；C、 每人每日污泥量为14〜27g/(p・d)或0.36〜0.83L/(p・d)；D、 池径不宜小于16m，池底坡度一般采用0.05〜0.10；E、 污泥含水率为95〜97%；F、池子直径与有效水深之比为6〜12，缓冲层高度,非机械排泥时宜为为0.5m；机械排泥时，缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m。4、曝气池本设计选用推流式传统活性污泥曝气池，采用鼓风曝气系统。所谓推流，就是污水从池的一端流入，在后继水流的推动下，沿池长度流动，并从池的另一端流出。设计参数：A、进水方式不限，出水多用溢流偃，水位较固定；B、 推流曝气池池长与池宽之比（L/B），一般大于5〜10；C、 有效水深最小为3m，最大为9m；超高一般为0.5m，当采用表曝机时，机械平台宜高出水面1m左右。D、 曝气池廊道的宽：深，多介于1.0〜1.5之间；廊道长宜为50〜70m；我国对推流式曝气池采用的深度多为3〜5m。E、 曝气池一般结构上分为若干单元，每个单元包括一座或几座曝气池，每座曝气池常由1个或2〜5个廊道组成；当廊道数为单数时，污水的进、出口分别位于曝气池的两端；而当廊道数为双数时，则位于廊道的同一侧；F、 在池底应考虑排空措施，按纵向留2/1000左右的坡度，并设直径为80〜100mm的放空管。G、推流式曝气池的进水与进泥口均设于水下，采用淹没出流方式。5、二次沉淀池二次沉淀池是活性污泥系统重要的组成部分，它的作用是泥水分离，使混合液澄清、浓缩和回流活性污泥。大、中型污水处理厂多采用机械吸泥的圆形辐流式沉淀池。设计参数：A、沉淀时间为1.5〜2.5h；B、 表面水力负荷为1.0〜1.5m2/m3*h；C、 污泥量为10〜21g/(p・d)；D、 污泥含水率为99.2〜99.6%；E、 池径不宜小于16m，池底坡度一般采用0.05〜0.10；E、 池子直径与有效水深之比为6〜12，缓冲层高度为0.3m。F、 最大允许的水平流速要比初次沉淀池的小一半；6、中心管中的下降流速不应超过0.03m/s；H、其静水头可降至0.9m，污泥底坡与水平夹角不应小于50度。6、 污泥浓缩设备本设计选用辐流式浓缩池，设计要求同初沉池，要对污泥浓缩至设计标准7、 污泥脱水设备本设计采用机械带式压滤机脱水。8、消毒设备本设计采用两座隔板混合池，设计同隔板絮凝池。六、污水处理厂平面布置及处理流程高程布置1、 各处理单元构筑物的平面布置：（1） 贯通、连接各隔离构筑物之间的管、渠便捷、直通，避免迂回曲折；（2） 土方量作到基本平衡，并避开劣质土壤地段；（3） 在处理构筑物之间，应保持一定的间距，以保证敷设连接管、渠的要求，一般的间距可取值5〜10m，某些有特殊要求的构筑物，如污泥消化池、消化气贮罐等，其间距应按有关规定确定；（4） 各处理构筑物在平面布置上，应考虑适当紧凑。2、 污水处理厂的高程布置（1） 选择一条距离最厂、水头损失最大的流程进行水力计算。并应适当留有余地，以保证任何情况下，处理系统能够运行正常。（2） 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；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。（3） 还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。设计计算书设计流量的计算平均设计流量：Q=205000m3/d=8542m3/h=2.37m3/s取生活污水总变化系数K总=1.3最大设计流量：Q =205000x1.3=26650m3/d=11105m3/h=3.08m3/s接入管的选取：选用两条钢筋混凝土管，每条管径 D=1500mm，h/D=0.7i=0.0008v=1.18m/s污水处理构筑物的工艺计算一、格栅泵前格栅：采用两道细格栅设栅前水深h=2m，过栅流速取v=0.9m/s，栅条间隙e=20mm，格栅安装倾角a=60°。栅条的间隙数：n="和=3.08XE=39.81.40ehv2x0.02x2x0.9取栅条宽度S=0.01m，两道格栅之间的墙厚取0.7m，则栅槽宽度：B'=S(n-1)+en=0.01x(40-1)+0.02x40=1.19m栅槽总宽B=2x1.19+0.7=3.08m设栅前渐宽部分展开角al=20°，取进水渠道内的流速为0.60m/s，进水渠截面积A==^^=5.13m2v0.6nA5.13进水渠宽B=——=一厂=2.57m1h2栅前进水渠道渐宽部分长度:,B-进水渠道渐宽部分长度:,B-Bl= 11 2tana13.08-2.57

2tan20。=0.701m4.栅条为圆形截面，取k=3,片1.79。4.栅条为圆形截面，取k=3,片1.79。过栅水头损失：4V2 4 092h=kp(s/e)3 sina=3x1.79x(0.01/0.02)3x xsin60o=0.076m1 2g 2x9.81取栅前渠道超高h2=°・3m栅前总槽高：H1=0.3+2=2.3m栅后槽总高度:H2=h+q+h2=2+0.076+0.3=2.528m5.栅槽总长度:L=l+0.5+1+H1=0.701+0.5+1+2.3=3.04m1 tan60° tan60°6.栅渣量取w1=0.08m3/103m3每日栅渣量：W_Q*x86400 3.08x0.08x86400=16.38m3/d=16.38m3/d>0.2m3/d1.3x1000采用机械清渣进水栅条工作平台进水栅条工作平台二、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=3080L/s2、 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。污水经提升后入曝气沉砂池，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72.3m（既泵站吸水池最底水位），提升后水位79.59m（即细格栅前水面标高）。所以，提2升净扬程Z=72.3-79.59=7.29m水泵水头损失取2m从而需水泵扬程H=Z+£h=9.29m采用型号为32sh-19型泵三台（两工作，一备用），该泵提升流量5000m3/s，扬程32.5m，功率625Kw,效率81%。占地面积为752=78.54m2，即为圆形泵房D=11m,高12m,泵房为半地下式，地下埋深7m，水泵为自灌式。三、沉砂池采用两座曝气沉砂池，水平流速取。=°.1m/S，池有效水深H取2.5m，最大设计流量时的停留时间t取2min。池子总有效容积u=6°Qmaxt=6°X3.°8/2X2=184.8m32,Q3.°8 …水流断面积A=二严= =15.4m22v 2x°.1池总宽度B=£===6.16m，宽深比为1.232,在1〜1.5范围内H2.5每格池子宽度，设n=2格，b=—=6.16/2=3.°8mn池长L=V/A=184.8/15.4=12m每小时所需空气量，设D=。.2澎/m3，贝0q=36°°DQ =36°°x°.2x3.°8/2=11°8.8m3/h沉砂斗所需容积：设T=2d，则V_864°°QgXT_864°°x3.°8x3°x2_3°^31°6JT 1°6X1.3X4 .沉砂槽的尺寸确定沉砂槽底宽为°.4m，底夹角a=6°°，h3=°.4m上口宽b1=2X°.4ctan6°+°.4=°.86mV1=(°.4+°.86)X°.4X12/2=3.264>3.°7m8.池总高度(超高部分°.3m)H总_%+h2+h3+H_°.3+°.2+°.4+2.5_3.4m四、初次沉淀池：采用四座普通辐流式沉淀池，中心进水，周边出水。⑴取表面负荷q°_2m3/(m"h)，池子n=4座。沉淀池表面积A=Qmax_ —_1388.13m2，1nq4x2池径32取沉淀时间t=1.5h，有效水深h2_q°t_2x1.5_3m沉淀池总高度：则每池每天污泥量eSNt °.5x13°x1°4x4W_ _ _27.°8m311°°°n 1°°°x4x24用机械乱泥，污泥在斗内贮存时间4h。取污泥斗上直径1=2m，下直径r2=1m，h=(2-1)tg60o=1.732m则污泥斗深度5污泥斗容积用几何公式计算=""5(r2+rr+r2)=''^ (22+2x1+12)=12.7m331 12 2 3h=(D-r)x0.05=(18-2)x0.05=0.8m池底落差4 2 1 ，因此，池底可贮存污泥的体积为=也(R2+Rr+r2)=3」4x0.8(182+2x18+22)=304.9m3，共可贮存污泥的体3 1 1 3积为匕+V2=12.7+304.9=317.6>27.08m3，足够。沉淀池总高度H=0.3+3+0.3+0.2+0.8+1.732=6.33m⑹沉淀池周边处的高度"1+h+h3=°.3+3.0+°.3+°.2=3.8m⑺径深比校核D/h2=36/3=12，合格出水辐流式沉淀池出水辐流式沉淀池计算草图五、曝气池采用四座推流式曝气池合建。1.污水处理程度的计算：原污水BOD5值(S0)为150mg/L,经初沉池处理后，BOD5降低25%,曝气池的污水进水BOD5为Sa=150X(1—25%)=112.5mg/L处理水中非溶解性BOD5：处理水中悬浮固体浓度取Ce=20mg/L，微生物自身氧化率取b=0.09，活性微生物在水处理中所占比例取Xa=0.4

BOD5=7.1bXC=7.1x0.09x0.4x20=5.112«5.1处理水中溶解性BOD5:BOD5‘=20—5.1=14.9mg/L去除率:112.5-14.9H25=0.868牝0.87BOD—污泥负荷取Ns=0.3kgBOD5/去除率:112.5-14.9H25=0.868牝0.87BOD—污泥负荷取Ns=0.3kgBOD5/(kgMLSS-d)N_根据s查图得SVI=120,R=50%,r=1.2混合液污泥浓度：Rxrx106X=Nw= (1+R)SVI05x1.2x106=3333mg/l"3300mg/L(1+0.5)x120 ' =3.3kg/L回流污泥浓度：Cu=Xr1+R 1+0.5=X-一=3300x1 =9900mg/L=9.9kg/LR 0.52.曝气区容积的确定QS aNX20.5x104x112.5

0.3x3300=23295m3则每个曝气池的容积V=V/4=23295/4=5824m30近期设4座曝气池取池高4.2m_V5824每组面积：F=―^= =1386.67m2H4.2廊道取6.0米，B/H=6.0/4.2=1.43(介于1〜2之间)符合规定池长：L=F/B=1386.67/6=231.12,L/B=231.12/6=38.52>10,符合规定设五廊道式曝气池，廊道长:231.125=46.22m取46m取超高为0.5米，则池总高度为：4.2+0.5=4.7m曝气系统的计算和设计本设计采用鼓风曝气系统。A、查表得，a'=°.5,b'=0.15平均时需氧量：q=aQS+b'VX=0.5x205000x(112.5—20)+0.15x23295x2500/10001000=18216.88kg/d=759.04kg/h

最大时需氧量：K=1.3O2 =0.5x205000x1.3x“二源20)+0.15x23295x2500/1000=21061.25kg/d=877.55kg/hB、每日去除BOD5值:BODr=18962.5kg/d205000xBODr=18962.5kg/d1000C、去除每千克BOD的需氧量:AO2AO218216.8818962.5=0.96kgO2/kgBODD、最大时需氧与平均时需氧之比J=竺5=1.35O2 759.04供气量的计算采用网状膜型中微孔空气扩散器，敷设于距池底0.2m处，淹没水深4m,计算温度为300。查附录1得，水中溶解氧饱和度：Cs(20)=9.17mg/L；Cs(30)=7.63mg/LA、空气扩散器出口处的绝对压力：Pb=1.013x105+9.8x103x4=1.405x105PaB、空气离开曝气池面时，氧的百分比Ot1=18.96%O= 21(1一砌=21(1-0.12) =18.43%-79+21x(1—EA) 79+21(1—0.12)C、曝气池混合液中平均氧饱和度：, PbOt_Csb(30)=Cs( +-)=8.54mg/L2.026x105 42D、换算为20oC条件下，脱氧清水的充氧量:RC】I S(20]a^pC —C1.024t-20口——修正系数，取0.82 P——修正系数，取0.95C——混合液溶解氧浓度，取2.0mg/Lp——压力修正系数，取1.0=1169.6kg/h=1169.6kg/h0.8210.95x1.0x8.54-2.0]x1.024(30—20)相应的最大需氧量:

R(max)==1356.7kgR(max)==1356.7kg/h0.82lo.95x1.0x8.54-2.0〕x1.024(30-20)E、曝气池平均时供氧量：G= —=1169.6=32489m3/hs 0.3xEa 0.3x12曝气池最大时供氧量：RG= o(max)-=42235.7m3/hs(max) 0.3xEAF、去除每千克BODF、去除每千克BOD的供氧量:26157x2416275=38.57m3空气/kgBOD每m3污水供氧量:每m3污水供氧量:=3.54m3空气/m3污水220000G、本系统的空气总用量：本系统采用空气在回流污泥井提升污泥。空气量按回流污泥的8倍考虑，污泥回流比R取值60%，提升回流污泥所需空气量为：总需气量：42235.7+41000=83235.7m3/h空气管系统计算共设20条廊道，在相邻两个廊道的隔墙上设一根干管，共10根计算。在每根干管上设542235.7对配气竖管，共10条配气竖管，全池共100条竖管。每根竖管供气量：100=422m3/h曝气池平面面积：50x4.5x20=4500m2每个空气扩散器服务面积按0.5m2计算，则所需空气扩散总数：4500=9000个9000=90个每个竖管上安设的空气扩散器的数目：100每个空气扩散器的配气量为：42235.7 =4.69m3/h9000空气管路计算图（1）空气管路计算图（2）管段编号管段长度空气流量空气流速管径配件管段当量长度管段计算长度压力损失LvDL0L0+Lh1+h2

mm3/hm3/minm/smmm(m)9.8(Pa/m)9.8(Pa)1234568910111224-230.5442.920.05-32三通一个1.191.730.160.2823-220.5445.840.10-32三通一个1.191.730.160.2822-210.5448.760.15-32三通一个1.191.730.220.3821-200.54411.680.19-32三通一个1.191.730.280.4820-190.54414.60.24-32三通一个1.191.730.290.5019-180.54417.520.29-32三通一个1.191.730.621.0718-170.54420.440.34-32三通一个1.191.7311.7317-160.54423.360.39-32三通一个1.191.731.52.6016-150.27226.280.44-32三通一个1.191.462.23.2115-140.952.560.884.580三通一个，异型管一个3.834.730.170.8014-130.9105.121.755100四通一个，异型管一个6.307.200.130.9413-126.35262.84.385150三通一个，弯头三个，异型管一个，闸门一个21.5327.880.113.0712-119.8525.68.7610200三通一个异型管一个11.5021.300.12.1311-109.81051.217.5213200四通一个13.6823.480.214.9310-99.81576.826.2814200四通一个13.6823.480.6515.269-89.82102.435.0415250四通一个，异型管一个18.9328.730.339.488-79262843.8013300四通一个异型32.7241.720.2410.01管一个，弯头一个7-6918128302.1313700弯头一个25.3234.320.134.466-5920756345.9311900三通一个65.0574.050.17.405-4923384389.7311900三通一个65.0574.050.118.154-3926012433.5314900三通一个65.0574.050.1712.593-2928640477.3314900三通一个65.0574.050.17.402-16757242954.03151200三通一个91.87158.870.115.89113.04空气管道系统的总压力损失：Z(hl+h2)=113.04x9.8=1.107kPa；空气网状膜压力损失为5.88kPa；总压力损失：5.88+1.107=6.987kPa,为安全计，取9.8kPa。空压机的选择空气扩散装置安装在距曝气池池底0.2m处，因此，空压机所需压力为：P=(4.2-0.2+1.0)X9.8=49kPa空压机供气量：最大时：42235.7+41000=83235.7m3/h=1387.26m3/min平均时：32489+41000=73489m3/h=1224.82m3/min根据所需压力及空气量，决定采用LG60型空压机5台。该型空压机风压50kPa,风量60m3/min。正常条件下，3台工作，两台备用，高负荷时，4台工作，1台备用。六、二次沉淀池：采用四座向心辐流式沉淀池。用平均日流量计算。污泥回流比为0.5(1)设表面负荷q’=2m3/(m2.h)，