专业课程设计之污水厂设计项目说明指导书

目录TOC\o"1-2"\h\z\u第一章总论 31.1 设计任务和内容 31.2 基础资料 3第二章污水处理工艺步骤及说明 4第三章各处理构筑物设计 53.1细格栅 53.2沉砂池 63.3初沉池 83.4曝气池 103.5二沉池 133.6浓缩池及污泥脱水 16第四章关键设备说明 19第五章污水厂总体部署 205.1关键构(建)筑物和隶属建筑物 205.2污水厂平面部署 205.3污水厂高程部署 21参考文件 21附图一、水厂平面部署及高程图附图二、曝气池工艺图第一章总论设计任务和内容设计对象此次设计一座二级污水处理厂，地点在长沙市。水质水量项目规模：长沙某污水处理厂建设分二期进行，首期服务人口为7万人，二期服务人口增至14万。进水水质：pH=6～9;BOD5=100mg/L～150mg/L;COD=180mg/L～300mg/L;SS=100mg/L～150mg/L;NH3-N≤15mg/L，磷酸盐（以P计）≤1.8mg/L。处理要求及工艺步骤要求出水水质满足GB18918－《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B排放标准，即：pH=6～9;BOD5≤20mg/L;COD≤60mg/L;SS≤20mg/L;NH3-N≤8mg/L，磷酸盐（以P计）≤1mg/L。工艺步骤:污水格栅－→泵房－→细格栅－→沉砂池－→（平流式）沉淀池－→（推流式鼓风）曝气池－→（辐流式）二沉池－→排放厂区地形考虑潮水位，污水厂选址区域高程为32～37米（黄海高程）；平均地面标高35m。污水经过干渠以自流方法到厂边，厂边干渠管底标高为28米(黄海高程)，出水排入厂址北部北湖，北湖常年水位31m。基础资料地理位置：长沙市在湖南省东部偏北，湘江下游和长浏盆地西缘。其地域范围为东经111°53′～114°15′，北纬27°51′～28°41′。东邻江西省宜春地域和萍乡市，南接株洲、湘潭两市，西连娄底、益阳两市，北抵岳阳、益阳两市。地形、地貌:地形起伏较大，整个地势为东西南高，北部低。东西长约230公里，南北宽约88公里。全市土地面积11819.5平方公里，其中城区面积556平方公里。气候：属亚热带季风性湿润气候，四季分明，春末夏初多雨，夏末秋季多旱，夏冬季长，春秋季短，夏季约118—127天，冬季117—122天，春季61—64天，秋季59—69天。春温改变大，夏初雨水多，伏秋高温久，冬季严寒少。风向：冬季主导风向为北风，夏季主导风向为东南风。降雨：年降水量约1300毫米。气温：市内平均气温16.8－17.2°C，整年无霜期约275天。年极端最低气温仅-2.9℃，极端最高气温为38℃。水文：北湖水位二十年一遇洪水位为33米，五十年一遇洪水位为35米，常年水位31米（以上标高均为吴淞高程）。地质：该区为平原地带，地基承载力均在18以上。地震烈度为六级。第二章污水处理工艺步骤及说明工艺步骤：出水二沉池曝气池初沉池沉砂池格栅进水出水二沉池曝气池初沉池沉砂池格栅进水剩下污泥回流污泥剩下污泥回流污泥特点：利用曝气池中好氧微生物，依靠鼓风机曝气供给氧来分解污水中有机物。混合液进行沉淀分离，活性污泥回流到曝气池中去，原污水从池首端进入池内，回流污泥也同时注入，废水在池内呈推流形式流动至池末端，流出池外至二沉池。优点：a.处理污水效果好，BOD5去除率可达90%；b.有丰富技术资料和成熟管理经验；c.适宜处理大量污水，运行可靠，水质稳定。缺点:a.运行费用好，因为在曝气池末端造成浪费，故提升了运行成本；b.基建费用高，占地面积大；c.对外界条件适应性差；d.因为沉淀时间短和沉淀后碳源不足等情况，对于N、P去除率很低，TN去除率仅有20%效果，NH3-N用于细胞合成只能除12—18%，P去除率也很低。说明：因为远期人口翻一倍，故在此均按近期设计要求设计处理构筑物，远期只需再按一样规模平行设置一组处理构筑物即可。第三章各处理构筑物设计3.1细格栅3.1.1设计污水流量查97年版《室外排水设计规范》知，长沙市在7万人口情况下，综合生活用水定额设为:170～280L/cpa·d，取280L/cpa·d。按排污量为用水量80％计，平均生活污水量280×80%=224L/cpa·d，取1.5则生活污水设计流量为:（按近期设计要求计算）≈0.3因为工业情况未知，这里设生活污水量为设计流量，则：3.1.2格栅各部分尺寸格栅计算简图以下图所表示：图1.格栅计算简图图1.格栅计算简图1.栅条间隙数取栅前流速为0.8m/s，则栅前水深，。取过栅流速，栅条间隙宽度，格栅倾角，故：（个）2.栅条宽度设栅条宽度s=0.01米B=S(n-1)+bn=0.01×(34-1)+0.021×34=1.043.进水渠道渐宽部分长度设进水渠宽B1=0.65米，其渐宽部分展开角度为α=20°（进水渠道内流速为0.77米/秒）4.栅槽和出水渠道连接出渐宽部分长度(米)5.经过格栅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总高度h2=0.3米H=h+h1+h2=0.43+0.097+0.3=0.83米7.栅槽总长度L=++0.5+1.0+H1/tg60=0.25+0.125+0.5+1.0+(0.43+0.3)/tg60°=2.30米8.每日栅楂量在格栅间隙为0.021米情况下，设栅楂量为每1000立方米污水产0.07立方米，则>0.2宜采取机械清楂。3.2沉砂池3.2.1池型选择为了达成很好沉沙效果，同时为了对污水起预曝气作用，选择曝气沉沙池。池设两个，一用一备。3.2.2尺寸计算1.池子总有效容积图2.曝气沉沙池计算简图设停留时间为t=2分钟图2.曝气沉沙池计算简图V=Qt×60=362.水流断面积设v=0.1米/秒A=Q/v=33.池宽度设h2=2b=A/h2=3/2=14.池长L=V/A=36/3=125.每小时所需空气量设（每污水所需空气量）6.沉沙室所需容积设t=1d，，，则：设每一分格有两个沉沙斗7.沉沙斗各部分尺寸设斗底宽0.3米，斗壁和水平面倾角为55度，斗高=0.5米，沉沙斗上口宽沉沙斗容积：>（符合要求）8.沉沙室高度采取重力排沙，设池底坡度为0.06，坡向沙斗，则9.池总高度设超高，则总高H=0.3+2+0.52=2.83.3初沉池池型选择平流式沉淀池，其沉淀效果好，对冲击负荷和温度改变适应能力较强。施工简易，造价较低。适适用于地下水位高及地质较差地域，适适用于大、中、小型污水处理厂。关键尺寸计算1.池子总表面积设表面负荷q=，则2.沉淀部分有效水深设停留时间，则3.沉淀部分有效容积4.池长设水平流速为，则5.池子总宽度:B=A/L=540/27=206.池子个数设每格池宽5米，则n=20/5=4个7.校核长宽比，长深比长宽比L/B=27/5=5.4>4(符合要求)长深比L/=27/3=9>8(符合要求)污泥部分计算1.污泥部分所需总容积设T=2日，污泥量为25克/人·日，污泥含水率为95%，则S=25×100/(100-95)/1000=0.5V=SNT/1000=0.5*70000*2/1000=702.每格池污泥部分所需容积3.污泥斗容积以下图所表示，设4.污泥泥斗以上梯形部分污泥容积设池底纵坡5.总容积>（符合要求）6.池子总高度设缓冲层高度为斗内污泥可用静水压或水射泵排除.3.4曝气池设计参数:进水水质：pH=6～9;=100mg/L～150mg/L;COD=180mg/L～300mg/L;SS=100mg/L～150mg/L;≤15mg/L，磷酸盐（以P计）≤1.8mg/L。出水水质:pH=6～9;≤20mg/L;COD≤60mg/L;SS≤20mg/L;≤8mg/L，磷酸盐（以P计）≤1mg/L取进水，出水，则曝气池计算按BOD——污泥负荷法计算.1.BOD—污泥负荷率确实定拟采取BOD污泥负荷率为0.3，但为稳妥，需加以校核，校核公式为：其中，，，。代入各值计算结果表明，值取0.3是适宜。2.确定混合液污泥浓度(X)依据以定Ns查表得SVI值为100～150，取值120。，取R=0.5，则3.确定曝气池容积V==Q×24×3600·==3927.274.确定曝气池各部位尺寸设一组曝气池，取池深h=4.2米，则曝气池面积为取池宽6m，B/h=1.43，介于1～2之间，符合要求，扩散装置可设在廊道一侧.池长:L=F/B=935/6=1L/B=156/8=25.97>10，符合要求。设三廊道式曝气池.单廊道长L1=L/3=156/3=52，介于50～70之间，合理.取超高0.5米，则池总高为H=0.5+h=4.7剩下污泥计算干泥量：（）（）湿污泥量：曝气系统计算采取鼓风曝气系统，曝气池出口处溶解氧浓度，计算水温30℃，相关各项系数：；；；；；。1.平均需氧量（1）将各值代入（1）式，得2.最大时需氧量每日去除值式中去除每千克需氧量最大需氧量和平均需氧量之比3.计算曝气池内平均溶解氧饱和度采取网状膜型中微孔空气扩散器，敷设于池底，距池底0.2m，淹没深4.0m，计算温度定为30℃。在运行正常曝气池中，当混合液在15～30℃范围内时，混合液溶解氧浓度C能够保持在1.5～2.0mg/L左右，最不利情况将出现在温度为30～35℃盛夏，故计算水温采取30℃。①②③查表知20℃和30℃（计算水温）氧饱和度：，4.计算鼓风曝气池20℃5.求供气量（）＝98.983.5二沉池3.5.1池型选择本设计采取周围进水、周围出水幅流式二沉池。每座沉淀池配有刮泥机一座，刮泥机线速度为。3.5.2关键尺寸1.沉淀部分水面面积：设池数个，表面负荷，则2.单池直径:图4.二沉池计算草图D=，取22m图4.二沉池计算草图3.实际水面面积4.实际表面负荷5.单池设计流量6.校核堰口负荷7.校核固体负荷（符合要求）8.澄清区高度设，按在沉淀池澄清区最小许可深度1.5m考虑，取9.污泥区高度设，10.池边深度,取3m11．沉淀池高度设池底坡度为0.06，污泥斗直径，池中心和池边落差：超高，污泥斗高度12.校核径深比，故符合要求3.5.31.单池配水槽设计污水量设回流比,则2.槽宽,取0.4m3.水深槽中流速取,则进水端水深:出水端水深:4.校核当水流增加一倍时,取,设3.5.41.单池设计流量2.环形集水槽内水量3.集水周围单侧集水,安全系数槽宽4.集水槽水深起端终端3.5.51.堰上水头H1取0.05m2.每个三角堰流量3.三角堰个数个4.每个堰长L13.6浓缩池及污泥脱水3.6.1本设计污泥处理采取以下方案：浓缩池浓缩池消化池机械脱水外运生污泥3.6.2污泥浓缩池采取圆形辐流式浓缩池,设有刮泥设备,采取周围传动,周围线速度为.1.浓缩池污泥量：依据前面计算,,含水率取99.4%,污泥浓度为6;浓缩后污泥浓度为30,含水率.2.浓缩池直径：采取带有竖向栅条污泥浓机辐流式重力浓缩池,浓缩池污泥固体通量M取.浓缩池面积采取两个浓缩池,每个浓缩池面积为则浓缩池直径,取5m。3.浓缩池高度计算：①取污泥浓缩时间为,则浓缩池工作部分高度为:②浓缩池超高取0.30m。③缓冲层高度取0.30m。④浓缩池高度为：，取为3.5m。4.浓缩后污泥体积计算3.6.3图5.消化池计算简图消化池为传统固定式消化池，采取中温两级消化处理方法。图5.消化池计算简图初沉池泥量为：浓缩后污泥量为：总消化池污泥量为：消化池计算简图图5所表示。1.一级消化池总容积为:采取两座一级消化池，则每座池子有效容积为：消化池直径采取；集气罩直径采取；池底下锥直径采取；集气罩高度采取；消化池柱体高度应大于，采取9m；下锥体高度采取，则消化池总高度为：集气罩容积为：弓形部分容积为：圆柱体部分容积为：下锥体部分容积为：则：>2.二级消化池总容积为：采取一座二级消化池，其各部分尺寸同一级消化池。第四章关键设备说明1.格栅除污机经前面计算，本设计采取机械清渣，格栅清污采取GH链条式回转除污机，其功效以下：型号格栅宽度（mm）格栅净距（mm）安装角电动机功率（kw）整机重量（kg）生产厂家GH-100010002560º—80º0.75—2.23500-5500无锡通用设备机械厂2.污水泵本设计确定选择3台8PWL型立式污水泵（2用1备），以用作污水泵房提升泵，其性能以下：型号流量Q（L/s）扬程H（m）转速n（r/min）轴功率W（kw）气蚀余量（m）重量（kg）8PWL97.2—180.515.5—9.573023—335.17503.鼓风机采取3台型罗茨鼓风机（两用一备），其性能以下：型号风量（m3/min）净压力（mm水柱）电动机生产厂家型号功率（kw）605000JO292-4（JO292-6）75武汉鼓风机厂4.刮泥机依据二沉池个数，采取两台ZBG-22型周围传动刮泥机，其性能以下：型号池径（m）功率(KW)周围线速(m/min)推荐池深(mm)周围轮压(kN)周围轮中心(m)生产厂ZBG-22221.51.53000-50005022.4扬州天雨给排水企业5.压虑机选择3台BAJZ型自动板框压滤机，2用1备，其性能参数以下：型号过滤面积㎡框内尺寸㎜滤板厚度㎜装料容积m3外形尺寸mm重量kgBAJZ301000×1000600.755615×1580×195510第五章污水厂总体部署5.1关键构(建)筑物和隶属建筑物序号名称规格L×B×H（m）结构形式单位数量备注1细格栅2.30×1.04×0.83套12泵房D20.0×13.0钢混座1半地下式3沉沙池12×1.5×2.82钢混座2一用一备4初沉池27×20×4.92钢混座1分四格5曝气池52×6.0×4.7钢混座1三廊道6二沉池D22×4.9钢混座27消毒池20×6.0×1.5钢混座18浓缩池D5.0×3.5钢混座29消化池D12.0×15.0钢混座3一级两个，二级一个，尺寸相同。10贮泥池3.2×3.2×3.2钢混座111脱水机房24.0×10.0×5.0钢混座112污泥泵房16.0×8.0×6.5钢混座113管配件房24.0×12.0×5.4钢混座114鼓风机房36.0×12.0×5.4钢混座115总变电间36.0×12.0×5.4钢混座116仓库24.0×12.0×5.4钢混座117车库25.0×10.0×3.9钢混座118食堂36.0×12.0×5.4钢混座119宿舍28.0×10.0×8.0钢混座1两层20综合楼50.0×18.0×32.0钢混座1四层5.2污水厂平面部署5.2.1“一”字型部署：该种部署步骤管线短，水头损失小；“L”型部署：该种部署适宜