氧化沟课程设计说明书

TOC\o"1-3"\h\u29502第一章绪论 310171设计基础资料 3154191、基础资料 3286732、污水水质、水量及变化特点 3110803、处理后的出水水质目标 4139164、有关设计依据 4236435、厂区地形 523258第二章总体设计 5315762.1设计方案的选择与确定 5157742.1.1污水厂处理规模 5257212.1.2处理程度 5235732.2工艺流程说明 520777第三章工艺流程计算 6155903.1污水处理部分 6155413.1.1粗格栅 7185323.1.2提升泵房 11182973.1.3细格栅 12229173.1.4平流式沉砂池 1421616生物处理（氧化沟处理系统） 16296173.1.5氧化沟 16154443.1.6二沉池 21112393.1.7消毒池 2427363.1.8.接触池 2520433.1.9、计量槽 2673163.2污泥处理 26279163.2.1、污泥浓缩池 26301503.2.2、贮泥池 30159693.2.3、污泥脱水池 3122173.3工艺流程高程的水力计算 326204第四章附属建筑的确定 3220015第五章污水处理厂的总体布置 32119001、平面布置设计 32139742、高程布置 3221751第六章总论 32185附录 3310226参考文献： 33某城市污水处理厂工艺设计绪论设计基础资料1、基础资料：城市基本情况、气象资料、水文地质资料等（1）城市基本情况：城镇人口150000人为小城市（2）气象与水文资料风向：多年主导风向为东南风；水文：降水量多年平均为每年2370mm；蒸发量多年平均为每年1800mm；地下水位，地面下6~7m。年平均水温：20℃污水水质、水量及变化特点(1)、污水水质COD(mg/l)BOD(mg/l)SS(mg/l)氨氮(mg/l)磷(mg/l)pH进水水质≤400≤250≤200≤45≤66~9（2）、污水水量综合生活用水定额（平均每人L/d）城市规模分区特大城市大城市中、小城市一210～340190～310170～280二150～240130～210110～180三140～230120～200100～170注：①生活污水定额对于给排水系统完善的地区可按用水定额的90%计，一般地区可按用水定额的80%计。②特大城市指：市区和近郊区非农业人口100万以上的城市；大城市是指：市区和近郊区非农业人口50万以上不100万的城市；中、小城市指：市区和近郊区非农业人口不满50万的城市。③一区包括：贵州、四川、湖北、湖南、江西、浙江、福建、台湾、广东、广西、香港、澳门、上海、云南、江苏、安徽;二区包括：黑龙江、吉林、辽宁、北京、天津、河北、山西、河南、山东、宁夏、陕西、内蒙古河套以东和甘肃黄河以东的地区；三区包括：新疆、青海、西藏、内蒙古河套以西和甘肃黄河以西的地区。根据要求取综合生活用水定额为平均每人150L/d，则生活污水顶定额为平均每人150×0.8=120L/d；设计水量=综合生活污水水量总变化系数平均日流量/（L/s）5154070100200500≥1000总变化系数2.321.81.71.61.51.41.3根据插入法求得总变化系数为1.48最大设计流量=式中——设计规模，;——最大设计流量，；——总变化系数；——人均日排水量，——当量人口，人。人均日排水量q根据小城市《居民生活用水定额》查得，总变化系数k根据平均日流量确定（3）、变化特点对于一般小城市的居民生活污水而言，总变化系数不是很大3、处理后的出水水质目标COD(mg/l)BOD(mg/l)SS(mg/l)氨氮(mg/l)磷(mg/l)pH出水水质≤60≤20≤20≤8≤16~9污水经二级处理后应符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918--2002）中的相关要求4、有关设计依据：相关设计规范与标准及参考文献综述。《给排水设计手册》第5、11册；《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；《水污染控制工程第三版上、下册》；《城市污水处理厂污染物排放标准》（国标GB18918-2002）。5、厂区地形：设计中地面标高为155.00mm，进水管底标高151.75mm，管径500mm，出水排放水位153.00mm。总体设计设计方案的选择与确定根据原水水质及处理后的目标水质，确定污水厂处理规模、处理程度（BOD5和SS的去除率），合理工艺流程，说明理由。污水厂处理规模日平均处理污水量：=根据《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（GJJ31—89）（附属建筑面积）查得。污水厂的总用房面积为158m2。处理程度BOD5的去除率：(250-20）／250×100%=92%SS的去除率：(200-20)／200×100%=90%工艺流程：氧化沟工艺流程图1氧化沟工艺流程工艺流程说明作工艺流程简图，并对工艺流程中各构筑物单元的功能进行详细说明。粗格栅粗格栅提升泵房细格栅沉砂池初沉池消化池二沉池消毒池氧化沟各构筑物单元的功能：=1\*GB3①提升泵房：水位高时自管，水位低时引水灌泵；=2\*GB3②格栅：安装在提升泵房集水井的进口处，用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物。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，保证污水处理设施的正常运行。=3\*GB3③沉砂池：去除污水中泥沙、煤渣等相对密度较大的额无机颗粒，以免影响后续处理构筑物的正常运行。=4\*GB3④初沉池：是一级污水处理系统的主要处理构筑物，或作为生物处理法中预处理的构筑物，主要去除悬浮固体，可以去除SS约40%~55%，同时可以去除20%~30%的BOD5,可降低后续生物处理构筑物的有机负荷。=5\*GB3⑤生物处理：利用个体微小、代谢营养类型多样、适应力强的微生物的新陈代谢作用，对污水进行净化的处理方法。=6\*GB3⑥接触池：杀死处理后污水中的病原性微生物。=7\*GB3⑦浓缩池：可是污泥初步减容，使其体积减小为原来的几分之一，从而为后续处理或处置带来方便。=8\*GB3⑧消化池：在无氧条件下，由兼性厌氧细菌及专性厌氧细菌降解有机物使污泥得到稳定，其最终产物是二氧化碳和甲烷等。=9\*GB3⑨脱水间：将污泥脱水使得可以得到干燥的泥饼。工艺流程计算3.1污水处理部分对流程中所有单元构筑物进行设计计算：粗格栅、进水提升泵站、细格栅、沉砂池、生物处理单元、鼓风曝气系统、污泥回流系统、二沉池。列出计算参数、过程、画出计算草图、设备选型。3.1.1粗格栅泵前设置粗格栅的作用是保护水泵格栅计算公式表3-1名称公式符号说明1栅槽宽度—格栅槽宽度，—栅条宽度，—格栅净间隙，—格栅间隙数，个—最大设计流量，—栅前水深，—格栅安装倾角，；—污水流经格栅速度，一般取0.6-1.02.通过格栅的水头损失—通过格栅的水头损失—计算水头损失—重力加速度—系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3—阻力系数，其值与棚条断面形状有关，可按表3-3计算3.栅后槽总高度—栅前渠道超高，一般采用0.3m—通过格栅的水头损失4.栅槽总长度—进水渠道间宽部分的长度—进水渠宽—进水渠道间宽部分的展开角度,一般可采用，则—栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分的长度（m）—栅前渠道深5.每日栅渣量—栅渣量，，格栅间隙为16-25mm时，=0.10-0.05格栅间隙为40mm左右时，=0.03-0.01—生活污水流量总变化系数，1.48(1)、主要设计参数设计流量日平均污水量：==；总变化系数：；则设计流量（最大流量）：=1.48×18000=26640=0.31栅条宽度：10；栅条间隙宽度：20；过栅流速：0.9栅前渠道流速：0.77栅前渠道水深：0.4格栅倾角：格栅台数：3（2用1备）栅渣截留量：格栅间隙为20，栅渣量按1000污水产渣0.07（机械清渣）。（2）、工艺尺寸格栅计算草图如图2=1\*GB3①格栅尺寸过栅流量栅条间隙数：，取为21。有效栅宽：格栅选择栅条断面：采用锐边矩形阻力系数计算公式表3-3栅条断面形状公式说明锐边矩形迎水面为半圆形的矩形圆形迎水、背水面均为半圆形的矩形形状系数正方形格栅阻力系数：计算水头损失：通过格栅的水头损失：栅后槽总高度：栅前渠道深：进水渠道间宽部分的长度：设进水渠道宽，其渐宽部分展开角（进水渠道内的流速为0.77），栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分的长度：栅槽总长度：每日栅渣量：∵=0.54>0.2∴宜采用机械清渣,格栅台数至少为2台，选用3台，其中一台备用。提升泵房（1）水泵选择设计水量为26640，选择用2台潜污泵（1用1备），则流量为所需总扬程：11计算见下图选择350QW1200-18-90型潜污泵，泵的参数见表3-3，见下图。则泵的基座尺寸L×B=888mm×440mm。表3-3350QW1200-18-90型潜污泵参数出水口径/mm流量/转速/重量电动机功率/效率/350120099020009082.53.1.3细格栅1、组要设计参数设计流量0.31m³/s;栅条宽度S10mm;栅条间隙宽度b10mm;过栅流速1.0m/s;栅前渠道流速0.6m/s；栅前渠道水深0.8m;格栅倾角60°；数量1座；栅渣量栅条间隙10mm，栅渣量W1按1000m³污水产渣0.1m³（机械清渣）。2设计与计算(1)格栅槽总宽度B：（2）过栅水头损失h(栅条断面形状为正方形)：m（3）栅后槽的总高度：格栅的总长度：（5）每日栅渣量：3.1.4平流式沉砂池1、设计参数设计流量；停留时间；流速；有效水深；沉砂量；排砂时间间隔；贮砂口高度；贮砂口底宽；坡度；2、设计与计算（1）沉砂部分的长度：m（2）水流断面面积：㎡（3）池总宽度B：m(取有效水深为1m)（4）贮砂斗所需容积V：（设）（5）贮砂斗各部分尺寸计算：贮砂斗上口宽b：m砂斗容积V：(6)贮砂室的高度h：（7）池总高度H：m（8）核算最小流速v：生物处理（氧化沟处理系统）3.1.5氧化沟（一）基本原理氧化沟中的活性污泥以污水中的有机物作为食料，使其之后无机化。在氧化沟系统中，通过转刷（或转盘和其他机械曝气设备），使污水和混合液在环状的渠内循环流动，依靠转刷推动污水和混合液流动以及进行曝气，典型氧化沟工艺的示意图，见图5.图5氧化沟工艺流程图混合液通过转刷后，溶解氧浓度被提高，随后，在渠内流动过程中又逐渐降低。因此以延时曝气的方式运行。（二）、氧化沟类型（T型氧化沟）T型氧化沟系统组成T型交替式氧化沟的主要工艺特征处理对象系统中沟的数量各沟的功能分工设置单独的沉淀池3氧化、沉淀不需要沟并排布置，利用沟壁上的连通孔相互连接，以三条相互联系的氧化沟作为一个整体，每条沟都装有用于曝气和推动循环的转刷。三条沟以交替交换工作方式，其中两条沟用于工艺反应（曝气和混合），另一条用作沉淀。在氧化沟运行时，污水由进水配水井进行三条沟的进水配水切换，进水在氧化沟内，根据已设定的程序进行工艺反应。设计参数设计流量；进水；出水；最低、最高水温15℃、25℃；出水；氧的半速常数；；；；；；；；速率常数；设计流量（日平均水量）18000m3/d；为考虑小型处理污水厂污泥不进行厌氧或好氧消化稳定，以延时曝气方式运行，因此设计污泥泥龄为30d，使其部分稳定。为提高系统抗负荷变化的能力，选择混液污泥浓度MLSS为4000mg/L，f=MLVSS/MLSS=0.7，溶解氧浓度C=2.0mg/L。设计一组氧化沟，设计流量18000m3/d.三条沟污泥浓度分布为4300、3400、4300mg/L。考虑对污泥进行部分稳定，实际设计泥龄为=30d。氧化沟的渠道内的水流速度为0.30m/s。三沟交替氧化沟是将沉淀工艺结合进氧化沟系统，三条沟在不同的时段功能进行切换，如硝反硝化、沉淀等，其中一条边沟总处于沉淀状态。（1）计算硝化菌的生长速率硝化所需最小污泥平均停留时间，取平均温度20，氧的半速率常数取2.0mg/L，pH按7.2考虑。因此，满足硝化最小污泥停留时间为。选择安全系数来计算氧化沟设计污泥停留时间。由于考虑对污泥进行部分的稳定，实际设计泥龄为=30d,对应的生长速率为计算去除有机物及硝化所需的氧化沟体积：除非特殊说明，以下均按每组进行计算。污泥内源呼吸系数=0.05，污泥产率系数=0.5去除。氧化沟设计水力停留时间为（3）、每日产生的生物污泥量为：（4）、确定氧化沟的的总体积。参与生物降解的氧化沟总体积为14194.3。考虑沟中用于沉淀需要的体积，氧化沟的总体积为式中—设计氧化沟的总体积（）；—工艺反应系数（考虑运行条件、污泥分布等因素），对于运行周期为8，工艺模式为图6所示时，=0.55。图6、确定氧化沟的工艺尺寸：氧化沟有效深度为3.5，超高为0.5。如采用转刷曝气机，有效长度为9。则每组沟中的每条沟宽为18，沟总长为106。（6）、每组沟需氧量的确定：如取水质修正系数，压力修正系数，温度为时的饱和溶解氧浓度分别为标准状态需氧量；选用直径10000的转刷（），动力效率1.8，因此需要的设备功率为200。如每台转刷的功率为45，这样同时用于曝气的转刷数4.4台。三沟式氧化沟中的每条沟在不同的时间段内进行功能的切换（氧化、沉淀等），因此上面求出的转刷数应该设置在一个周期内处于好样状态的沟中。一个周期内在时间的分布上处于好氧状态的沟数与不同的运行模式相关，采用图的模式，一个周期内在时间分布上处于好氧状态的沟数为因此，每条沟上配备的转刷数为。每组沟共需要12台转刷，沿流线等距离设置。(7)回流污泥量计算：根据物料平衡：进水：式中—回流污泥量—回流污泥浓度，根据公式：（取100，取1,其他符号同前。）（8）、每组沟剩余污泥量计算：=1362.9kg/d3.1.6二沉池1.设计参数最大设计流量设计流量（平均水量+回流污泥量）；表面负荷；沉淀时间2.3；出水堰负荷1.5L/()；污泥区容积:沉淀池数量8座；沉淀池型竖流式沉淀池，见图8。图82.设计与计算（1）、计算示意，见图9：图9竖流式沉淀池计算示意1—中心管2—反射板3—集水槽4—排泥管、中心管面积：设，采用8个竖流式沉淀池，每池设计流量：（2）、中心管直径：取直径(3)、中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度：设，，则，、沉淀部分有效断面积：设表面负荷，则，（5）、沉淀池直径：取直径（6）、沉淀部分有效水深：，，取。（符合要求）。（7）、校核集水槽出水堰负荷：集水槽每米出水堰负荷为，（符合要求）。（8）、沉淀部分所需总容积：设，每个池子所需污泥室容积为（9）、圆截锥部分容积：设圆截锥体下底直径为0.6，则(10)、沉淀池总高度:设超高及缓冲层各为0.3，3.1.7消毒池1、消毒方法的选择：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、辐照、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。氯价格便宜，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。3.1.8.接触池设计廊道式接触反应池1座，水力停留时间t为30min，廊道水流速度为，设计流量为。（1）接触池容积（2）接触池表面积：接触池平均水深设计为3m，则接触面积（3）廊道宽取0.25m.实际流速0.28m/s。（4）接触池宽（采用12个隔板，则有13个廊道），取（5）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，则每天需要氯量。（2）加氯设备选用3台ZJ-2型转子加氯机，两用一备，单台加氯机为10kg/h，加氯机尺寸。机器净重为30kg。3.1.9、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。依据设计手册，流量为0.21m³/s时测量范围(m³/s)W(m)B(m)A(m)2/3A(m)C(m)D(m)0.018-02500.201.3001.3260.8840.500.72喉宽取0.20m，则喉管长度计量槽总长喉宽取0.20m,按以下公式求出流量而当流量为210L/s，W=0.20m时，H1=0.61m；则使计量槽为自由流，则，算出H2≤0.3904m3.2污泥处理3.2.1、污泥浓缩池采用气浮浓缩法进行浓缩，气浮浓缩系统流程如图12图12气浮浓缩系统流程1—清夜池2—加压泵3—空压机4—溶气罐5—减压阀6—气浮池7—刮泥机8—脱气池1、设计规定及参数采用矩形平流式气浮浓缩池如图13图13矩形浮选浓缩池1—刮渣机2—刮泥机3—进泥室设计流量；污泥密度；进泥浓度；固体表面负荷；压力溶气罐表压pa；浓缩后含水率97.5%；浓缩时间T=14h；气固比0.02；浓缩池数量1座；浓缩池池型矩形平流式。2、浓缩池尺寸（1）面积（2）回流比R：据经验，气固比取0.02，采用装设填料的压力罐，f=0.8；20℃时，空气饱和溶解度；流入的污泥浓度；因为得所以回流水量：；则；（3）设长宽比为3，则气浮池高度式中—分离区高度（由过水断面算出）；—浓缩区高度，一般最小值为1.2；—死水区高度，一般采用0.1；水平流速采用则过水断面为；按水力负荷校核：；按停留时间进行校核：；以上均接近设计一般要求。溶气罐净体积（不包括填料）按溶气水停留3min计算，则：；以水力负荷校核气浮池面积：；符合要求。（5）若浓缩池每天运行14h，则流量：；污泥负荷仍取2.5，则；回流比仍为270％，回流水量：；溶气罐净体积：；以水力负荷校核气浮池面积：；符合要求；3、浓缩池后污泥体积污泥浓缩前含水率P为99.51%，浓缩后含水率P取97.5%，则浓缩后每天产污泥体积3.2.2、贮泥池1.一般说明贮泥池得作用是调节消化池排泥和污泥脱水两个单元得污泥平衡。贮泥池体积越大，贮泥时间越长，脱水间工作灵活性越大。贮泥池一般设计为圆形，内置搅拌机，防止污泥结块和沉淀影响污泥从贮泥池到脱水机间的输运。2.主要设计参数设计流量,含水率为停留时间有效水深贮泥池容积:设计贮泥池周期为，则贮泥池容积4.贮泥池尺寸：取池深为，则贮泥池面积设计圆形贮泥池1座，直径4.搅拌设备为防止污泥在贮泥池中沉淀，贮泥池内设置搅拌设备。设置液下搅拌机一台，功率10kW。3.2.3、污泥脱水池1、一般说明污泥脱水是将污泥的含水率降至85%以下的操作。污泥经脱水后，一般形成泥饼，体积大大减小，以便于最终的处置。在脱水前要对污泥进行调理，改善污泥的脱水性能。工程上调理的主要方法为投加絮凝剂。絮凝剂一般采用高分子絮凝剂。污泥脱水方法有自然干化和机械脱水。城市污水处理厂一般由与场地的限制，污泥脱水主要采用机械脱水。机械脱水的方式有真空过滤、板框压滤、带式压滤和离心过滤等。板框压滤为间歇操作，一般适中、小型污水处理厂；大中型污水处理厂目前普遍采用带式压滤和离心过滤。2、主要设计参数：设计流量；絮凝剂PAM（或改性产品）；投加量以剩余污泥干固体的0.4%计，即。3、设计与计算：（1）溶药池计算溶药池数量不少于2个溶药池容积V：（2）、溶药池形式：大型污水处理厂的溶药池可采用混凝土结构，而中小型污水处理厂一般采用成套的加药设备，有关的设计和选型可参考有关手册。（3）加药间加药间的设计应满足加药设备的安装、运行和维修要求。4、工艺设备加药间的工艺设备包括加药池搅拌机、加药泵、计量设备以及起吊设备等。搅拌机的搅拌功率按0.1kW/m³进行选择。加药泵壳采取普通离心泵后专用加药泵（柱塞泵），泵的选择按所需的流量和扬程进行。3.3工艺流程高程的水力计算3.3.1见水力及高程计算Excel表附属建筑的确定除了污水处理和污泥处理必需的构筑物外，还包括诸如办公楼、维修间、仓库、锅炉房以及其他附属设施和生活服务设施。有关附属建筑物的设计按建设部《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标注》（CJJ31—90）进行。污水处理厂的总体布置平面布置设计见污水处理厂平面布置图高程布置见污水处理厂高程布置图总论通过2周的课程设计，总的来说受益匪浅。练习了Word文档、Excel、CAD软件功能的使用。从陌生到基本能够运用，从不知道到通过向老师询问后解决问题的小小喜悦，从不知所措、按部就班到能够自己置疑，解决问题的工作能力。深刻的体会到熟能生巧的含义。相信这十多天的练习能够为以后的工作、学习打下良好