某城市污水处理厂工艺设计设计说明书

某城市污水处理厂工艺设计设计说明书学院：专业：班级：姓名：学号：目录第一章绪论11.设计根底资料32.污水水质、水量及变化特点33.有关参考资料：34.厂区地形4第二章总体设计41.设计方案的选择与确定42.工艺流程说明4第三章构筑物的设计4一、粗格栅4二．提升泵房8三．细格栅8四、曝气沉砂池9五、初沉池10六、曝气池12七、二沉池13八、消毒15九、计量槽16十、污泥泵房16十一、污泥浓缩池17十二、污泥消化系统18十三、贮泥池21十四、脱水机房21十五、附属建筑物21第一章绪论1.设计根底资料风向：多年主导风向为东南风；水文：降水量多年平均为每年2370mm；蒸发量多年平均的每年1800mm；地下水水位，地面下6~7m。年平均水温：20℃2.污水水质、水量及变化特点名称CODBODSS氨氮磷PH进水≤400mg/L≤250mg/L≤200mg/L≤45mg/L≤6mg/L6~9处理后的出水水质目标：达城镇污水处理厂出水排放二级标准名称CODBODSS氨氮磷PH进水≤100mg/L≤30mg/L≤30mg/L25mg/L≤3mg/L6~9设计规模：Q=10-3qWQmax=k1Q=10-3ktqW/24式中：Q—设计规模，m3/d;Qmax—最大设计流量，m3/h;kt—总变化系数；q—人均日排水量，L/〔d.人〕；W—当量人口，人。当量人口按下式计算：W=W,+Q,/q；或者W=W,+CQ,/q，。式中：W,—规划设计当量人口，人；Q,—设计排水区域内工业废水排水流量，m3/d;q—每当量人口日排水量；C—设计排水区内工业废水排水BOD浓度，g/L；q，—每当量人口日当量负荷，60gBOD/d。效劳人口15000人，为小城市，总变化系数查表得1.55，q=150L/(d.人)Q=10-3×150×0.8×15000=18000m3Qmax=k1Q=1.55×18000=27900m33.有关参考资料：3.1《排水工程》3.2《给水排水设计手册》第5册。3.3《室外排水设计标准》〔GB50014-2006〕。3.4《城镇污水处理厂污染物排放标准》〔GB18918-2002〕。3.5设备及产品样本。3.6期刊杂志：积水排水、中国积水排水等。3.7崔玉川等编，城市污水处理厂处理设施设计计算，化工出版社，2004。3.8孙力平等编，污水处理新工艺与设计计算实例，科学出版社，2001。3.9张志刚等编，积水排水工程专业课程设计，化学工业出版社，2004。4.厂区地形设计中地面标高为155.00m，进水管底标高为151.75m，管径500mm，出水排放水位153.00m。第二章总体设计设计方案的选择与确定设计规模：BOD的去除率：SS的去除率：工艺流程说明处理工艺流程：集水提升泵房集水提升泵房格栅沉砂池初沉池曝气池二沉池砂水别离浓缩池消化池脱水间粗格栅接触池泵房贮泥池第三章构筑物的设计一、粗格栅1．格栅的作用格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属筛网、框架及相关装置组成，倾斜安装在午睡渠道、泵房集水井的进口处或者污水处理厂的前端，用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物，如：纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、木片、布条、塑料制品等，防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门、处理构筑物配水设施、进出水口，减少后续处理产生的浮渣，保证污水处理设施额的正常运行。2.格栅的种类按栅条净间隙，可分为粗格栅〔50~100mm〕、中格栅〔10~40mm〕、细格栅〔1.5~10mm〕三种，按格栅的形状可分为平面格栅和曲面格栅。按清渣的方式，可分为人工清渣和机械清渣两种，处理流量小或所能截留的污染物量较少时，可采用人工清渣的格栅，每天的栅渣大于0.2m3时，为改善劳动和卫生条件，都应采用机械清渣方法。格栅的设计与计算格栅槽总宽度B：B=S(n-1)+b.n式中：B—格栅槽宽度，m；S—栅条宽度，m；b—栅条净间隙，m；n—格栅间隙数。格栅的间隙数量n可由下式决定：式中：Qmax—最大设计流量，m3/s;b—栅条间隙，m；h—栅前水深，m；v—污水流经格栅的速度，一般取0.6~1.0m/s；a—格栅安装倾角，〔。〕；—经验修正系数。格栅的间隙数量n确定以后，那么格栅框架内的栅条数目为n-1.过栅水头损失通过格栅的水头损失h2可以按下式计算：h2=k.h0式中：h2—过栅水头损失，m；h0—计算水头损失，m；—阻力系数，其值与栅条的断面几何形状有关；g—重力加速度，取9.81m/s2；k—系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，一般采用k=3栅条断面形状计算公式说明锐边矩形=〔〕：形状系数=2.42迎水面为半圆形的矩形=1.83圆形=1.79迎水、背水面均为半圆形的矩形=1.67正方形3.栅后槽的总高度HH=h+h1+h2式中：H—栅后槽总高度，m；h—栅前水深，m；h1—格栅前渠道超高，一般取h1=0.3m；h2—格栅的水头损失。格栅的总长度L式中：L1—进水渠道渐宽部位的长度，m,，其中，B1为进水渠道宽度，m，为进水渠道渐宽的展开角度；L2—格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度，一般取L2=0.5L1；H1—格栅前槽高，m。每日栅渣量W式中:W—每日栅渣量，m3/d；W1—单位体积污水栅渣量，m3/〔103K—污水流量总变化系数。格栅水力计算简图格栅的计算：净间隙取50mm，安装角度a=为60°设栅前水深0.5m，过栅流速1.0m/s，栅条间隙宽度b=50mm，n=〔1〕栅槽宽度：设栅条宽度S=0.01mB=S(n-1)+bn=0.01×(15-1)+0.05×15=0.89〔2〕进水渠道渐宽局部的长度：设进水渠道宽B1=0.65m其渐宽局部的展开角度为1=20°〔3〕栅槽与出水渠道连接处的渐窄局部长度：(4)通过格栅的水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面(5)栅后槽总高度：设栅前渠道超高h2=0.3mH=h+h1+h2=0.4+0.015+0.3=0.715m(6)栅槽总长度:L=l1+l2+0.5m+1.0m+=0.32+0.16+0.5+1.0+(7)每日栅渣量：在格栅间隙50mm的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产0.02mm3/d＞0.2m3/d,宜采用机械清渣。二．提升泵房水泵布置宜采用单行排列。泵房一般要符合以下要求：〔1〕水泵机组根底间的净距不宜小于1.0m；〔2〕机组的突出局部与墙壁的净距不宜小于1.2m；〔3〕主要通道宽度不宜小于1.5m；〔4〕配电箱前面通道宽度，低压配电时不宜小于1.5m，高压配电时不宜小于2.0m，当采用在配电箱后面检修时，后面距墙的净距不宜小于1.0m。〔5〕有电动起重机的泵房内，应有吊运设备的通道。1.水泵的选择设计水量为27900m3/d,选择3所需的扬程为6.0m选择300QW720-5.5-18.5型潜污泵集水池〔1〕容积按一台泵最大流量时6min的出流量设计，那么集水池额有效容积V〔2〕面积取有效水深H=2m,为那么面积保护水深为1.0m，那么实际水深位3.0m；集水池平面尺寸：宽度采用4.0m。那么长度为9.0m。三．细格栅1.主要参数日平均污水量18000m3/d，总变化系数为k=1.55，最大设计流量27900m3栅条宽度S10mm；栅条间隙宽度b10mm；过栅流速1.0m/s；栅钱渠道流速0.6m/s；栅钱渠道水深0.8m；格栅倾角60°；数量2座；栅渣量格栅间隙为10mm，栅渣量W1按每10000m3污水产渣0.1m32.工艺尺寸〔1〕格栅尺寸栅条间隙数,取n=39个。有效栅宽B〔2〕过栅水头损失格栅断面为锐边矩形断面〔3〕栅后槽的总高度HH=h+h1+h2=0.01+0.3+0.32=0.63m(4)格栅的总长度L采用机械格栅，栅前和栅后一般各设置与格栅长度相等的直线段，以保证栅前和栅后水流的均匀性，栅渠总长为3倍格栅长度〔5〕渣量计算栅渣量四、曝气沉砂池1.设计参数最大设计流量Qmax=k1Q=1.55×18000=27900m3/d=0.32m3停留时间3min；水平速度0.1m/s；沉沙量30m3/106m3(污水)；曝气量0.2m3〔空气〕/m3〔污水〕；主干管空气流速12m/s；支管空气流速4.5m/s。2.沉砂池尺寸〔1〕有效容积。〔2〕水流断面面积取有效水深为h=2.0m，那么池宽沉砂池可以分2格，那么每格宽0.8m。〔3〕平面尺寸池长L平面尺寸〔4〕集砂区集砂斗倾角60°,高为0.8m沉砂量曝气系统曝气量五、初沉池1.池型选择常用的初沉池有平流式、辐流式和竖流式三种，各自的优缺点及适用范围见下池型优点缺点适用条件平流式沉淀效果好对冲击负荷和温度变化的适应能力强施工简易造价较低配水不易均匀采用多斗排泥是每个泥斗需单独设排泥管排泥，操作量大〔1〕适用于地下水位高及地质较差地区〔2〕适用于大、中、小型污水处理厂竖流式排泥方便，管理简单占地面积小池子深度大对冲击负荷和温度变化的适应能力较差造价较高池径不易过大，否那么布水不均适用于中、小型污水处理厂辐流式多为机械排泥，运行效果好，管理较简单排泥设备已趋定型机械排泥设备复杂，对施工质量要求高〔1〕用于地下水水位较高地区〔2〕用于大、中型污水处理厂本设计采用中心进水周边出水辐流式沉淀池。2.设计参数最大流量；外表负荷2.0m3/(m2.h)；沉淀时间1.5h；中心进水管下部管内流速取1.2m/s；上部管内流速取1.0m/s；出管流速取0.8m/s；出水堰负荷＜2.9L/(s.m)；池底坡度0.05；数量2座；沉淀池型圆形辐流式。3.初沉池尺寸〔1〕单池面积。〔2〕沉淀池直径〔3〕有效水深〔4〕有效容积。污泥局部所需的容积：设S=0.5L/(人.d)，T=4h，污泥斗容积设，，，那么污泥斗以上圆锥体局部污泥容积：设池底坡度为0.05，那么〔6〕污泥总容积＞6.25m3(7)沉淀池总高度，设0.3+0.5+3+0.6+1.73=6.13m;(8)沉淀池池边高度：〔9〕径深比：，符合要求。六、曝气池1.设计参数设计流量〔日平均水量〕18000m3/d；曝气池4座；池型廊道式；进水BOD5浓度S0150mg/L；去除率，那么出水BOD5浓度Se15mg/L；污泥浓度2.7kg/m3；污泥回流比50%；污泥负荷0.25kgBOD5/(kgMLVSS.d);系数.2.曝气池〔1〕容积〔2〕尺寸取有效水深H=4.5m,那么每座曝气池的面积为：取廊道宽B=8m，〔在1~2之间〕，满足要求。廊道总长L=,(＞10)符合要求。每座曝气池采用三廊道，那么每个廊道长，取42m。每座曝气池实际面积单座曝气池的平面尺寸.取曝气池的超高为1.0m，故曝气池的总高度水力停留时间曝气系统需氧量。日平均需氧量RaRa=最大时需氧量RamaxRamax=最大时需氧量与日均需氧量之比为：采用可变微孔曝气器，氧转移效率〔EA〕设计为20%，那么空气离开曝气池时的百分比为18.43%，温度为20°时清水的溶解氧饱和浓度为10.17mg/L。取。曝气器曝气器形式采用华北市政院江都水处理设备厂生产的型号为HWB-3微孔曝气器，性能如下；工程指标工程指标效劳面积/(m2/个)通气量/阻力损失0.3~0.633.0m氧利用率/%动力效率18.7~21.75.92~6.723.剩余污泥量七、二沉池1.设计参数设计流量0.3125m3/s；(日平均流量+污泥回流量)外表负荷1.25；沉淀时间2.5h；中心进水管下部管内流速；出水堰负荷1.5L/〔s.m〕；池底坡度0.05；沉淀池数量4座；沉淀池型圆形辐流式。2.尺寸〔1〕单池直径单池面积。单池直径。〔2〕有效水深。有效容积.(4)集泥斗设，，，那么。(5)沉淀池池边高度：.(6)沉淀池中心高度〔7〕中心进水管下部管径上部管径出流面积A(8)导流筒导流筒的深度h0为池深的一半，即1.5m，导流筒的面积为沉淀池面积的3%，导流筒直径2.9m(9)出水堰采用正三角形出水堰。设计堰上水头由三角堰堰上水头〔水深〕和过流堰宽B之间的关系，可得出水流过堰宽度B为5.77cm。设计堰宽为10cm，流量系数Cd=0.62,那么单堰过堰流量八、消毒1.消毒的方法的选择消毒方法分为两类：物理方法和化学方法。物理方法主要有加热、冷冻、辐射、紫外线和微波消毒等方法。化学方法是利用各种化学药剂进行消毒，常用的化学消毒剂有氯及其化合物、各种卤素、臭氧、重金属离子等。氯价格廉价，消毒可靠且经验成熟，是应用最广的消毒剂，所以本次设计选择液氯消毒。2.接触池设计廊道式接触反响池1座，水力停留时间t为30min,廊道水流速度为0.1m/s。接触池容积接触池外表积接触池平均水深设计为2.0m，那么接触池面积〔3〕廊道宽〔4〕接触池宽〔采用12个隔板，那么有13个廊道〕接触池长度3.加氯间〔1〕加氯量氯量按每立方米污水投加5g计，那么每天需要氯量〔2〕加氯设备选用3台ZJ-2型转子加氯机，二用一备。单台加氯量为4kg/h，加氯机尺寸550mm×310mm×770mm。九、计量槽接触池末端设咽喉式巴式计量槽一座，以便对污水处理厂的流量进行监控。依据设计手册，当测量范围为0.3~2.1m3/s时，喉宽W取1m，那么喉管长度巴氏计量槽接触池末端设咽喉式巴氏计量槽一座，以便对污水处理厂的流量进行监控。本水厂的设计流量为：0.32m3/s，那么个局部尺寸为W(m)B(m)A(m)2/3A(m)C(m)D(m)0.251.3251.3520.9010.550.78 上游水深的计算： 由公式：当W=0.25m时，流量为：,那么上游水深为： 下游水深计算： 当W≤0.25m时，为自由流，大于此数为潜没流；当W=0.3~2.5m时，为自由流，超过此数为潜没流。 本设计将其设计为自由流，那么取H2=0.40m，此时：十、污泥泵房设计污泥回流泵房两座，分别位于两座沉淀池之间，每个泵房承当两座沉淀池的污泥回流和剩余污泥排放。设计参数污泥回流比正常回流比50%，泵房回流能力按100%计；设计回流污泥流量18000m3/d；剩余污泥流量766.8m3/d。污泥泵污泥回流和剩余污泥排放分别独立运行，便于操作。回流污泥泵4台〔4用2备〕，型号150QW-210-7型潜污泵。剩余污泥泵4台〔2用2备〕，型号100QW-100-7型潜污泵。集泥池容积按一台泵最大流量时6min的出流量设计，那么集泥池的有效容积V考虑到每个集泥池安装4台泵〔2台回流泵，2台污泥泵〕，取集泥池容积为100m3。〔2〕面积有效水深H取2.5m，那么集泥池面积集泥池长度取10m，那么宽为4m。集泥池底部保护水深为1.2m，那么是积水深为3.7m。泵位及安装潜污泵直接置于集水池内，经核算集水池面积远大于潜污泵的安装要求。潜污泵检修采用移动吊架。十一、污泥浓缩池由于初沉池污泥含水率大约为95%，可以不经过浓缩直接进行消化处理，因此，污泥浓缩仅处理剩余活性污泥。设计参数设计流量污泥浓度浓缩后含水率97%；浓缩时间T=18h；浓缩池固体通量M=30kg/(m2.d);浓缩池数量1座；浓缩池池型圆形辐流式。浓缩池尺寸〔1〕面积〔2〕直径(3)总高度工作高度取超高h2=0.3m,缓冲层高度h3=0.3m,那么总高度为浓缩后污泥体积污泥浓缩前含水率P1=99.4%，浓缩后含水率P2=97%，那么浓缩后每天产生的污泥体积浓缩设备采用周边驱动单臂旋转式刮泥机，并配置栅条以利于污泥的浓缩。十二、污泥消化系统设计参数污泥量初沉污泥为200m3/d，剩余污泥量经浓缩后为153.4m3/d，总计353.4m3/d；污泥投配率5%；停留时间20d；消化温度33~35°C〔计算温度为35°C；新鲜污泥年平均温度17.3°C；全年平均气温11.6°C；冬季室外计算气温，采用历年平均的日平均温度-9°C；消化池各局部传热系数2.消化池有效容积采用2座消化池，那么单池容积。消化池尺寸采用圆柱形消化池形状见图部体局部直径D取20m,集气罩直径d1取3m，池低下锥底直径d2采用3m。集气罩高度h1取1.5m，上锥体高度h2取2m，消化池柱体高度h3取15m，下锥体高度h4取2m，那么消化池总高度消化池容积集气罩容积弓形局部容积圆柱局部容积下锥体局部容积那么消化池有效容积(4)消化池外表积集气罩外表积池顶外表积那么池盖总面积消化池全部在地面以上，那么池壁外表积池底外表积，其中，那么热工计算新鲜污泥加热耗热量中温消化温度；新鲜污泥年平均温度17.3°C；日平均最低气温；每座消化池投配的最大污泥量平均耗热量最大耗热量消化池体的耗热量池盖平均耗热量最大耗热量池壁平均耗热量最大耗热量池底平均耗热量最大耗热量消化池池体平均耗热量最大耗热量(3)每座消化池的总耗热量平均耗热量最大耗热量搅拌设备搅拌功率按5W/(m3池容)，每池设置20KW的搅拌机3台。十三、贮泥池消化污泥量剩余污泥量153.4m3/d，含水率为97%；初沉污泥量200m3/d,含水率为95%；消化前污泥总量Q=353.4〔m3/d〕消化后污泥的含水率为92%，那么消化后污泥量为贮泥池容积设计贮泥池周期1d，那么贮泥池容积贮泥池尺寸取池深H为2m，那么贮泥池面积为,设计圆形贮泥池1座，直径D=10.8m。搅拌