3万吨污水厂设计t

第1章总论1.1给水处理课程设计任务及要求1.1.1设计题目某城市日处理水量3万m3污水处理厂工艺设计1.1.2基本资料1、污水水量、水质（1）设计规模设计日平均污水流量Q=30000m3/d；设计最大小时流量Qmax=1500m3/h（2）进水水质污水水质：CODCr450mg/L，BOD5200mg/L，SS250mg/L，氨氮15mg/L。2、污水处理要求污水经一级处理后应符合以下具体要求：CODCr≤260mg/L，BOD5≤150mg/L，SS≤125mg/L，氨氮不变污水经二级处理后应符合以下具体要求：CODCr≤70mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤30mg/L，氨氮≤5mg/L。3、处理工艺流程污水拟采用传统活性污泥法工艺处理，具体流程如下：污水格栅间污水泵房沉沙池配水井初沉池曝气池二沉池混合池配水井回流泵辐流接触池出水4、气象资料风向：多年主导风向为东北风；气温：最冷月平均为-3.5℃；最热月平均为32..5℃；极端气温，最高为41.9℃，最低为-17.6℃，最大冻土深度为0.18m；水文：降水量多年平均为每年728mm；蒸发量多年平均为每年1210mm；地下水水位，地面下5～6m。5、污水排水接纳河流资料：污水厂选址区域海拔标高在64～66m之间，平均地面标高为64.5m。平均地面坡度0.3‰～0.5‰，地势为西北高，东南低。厂区征地面积为东西长380m，南北长280m。场地坐标：X0.00380.000.00380.00Y0.000.00280.00280.00来水方位：X：100.00Y:50.00管内底标高：57.21米；管径D＝180mm；充满度h/D=0.7接纳水体：位于厂区西边，最高水位：56.08m1.1.3设计任务1、总体要求（1）在设计过程中，要发挥独立思考独立工作的能力；（2）本课程设计的重点训练，是污水处理主要构筑物的设计计算和总体布置。（3）课程设计不要求对设计方案作比较，处理构筑物选型说明，按其技术特征加以说明。（4）设计计算说明书，应内容完整（包括计算草图），简明扼要，文句通顺，字迹端正。设计图纸应按标准绘制，内容完整，主次分明。2、设计要点（1）污水处理设施设计一般规定①该市排水系统为合流制，基本资料里为平均流量，污水流量总变化系数取1.2，截留雨季污水经初沉池可直接排入水体。②处理构筑物流量：曝气池之前，各种构筑物按最大日最大时流量设计；曝气池之后（包括曝气池），构筑物按平均日平均时流量设计。③处理设备设计流量：各种设备选型计算时，按最大日最大时流量设计。④管渠设计流量：按最大日最大时流量设计。⑤各处理构筑物不应小于2组（个或格），且按并开设计。（2）格栅①型式：平面型，倾斜安装机械格栅。②城市排水系统为暗管系统，且有中途泵站，仅在泵前格栅间设计中格栅。③格栅过栅流速不宜小于0.6m/s，不宜大于1.5m/s。④格栅水深应与入厂污水管规格（DN1800mm）相适应，一般取管径0.7倍。⑤格栅尺寸计算的参数选择宜选中间值。⑥具体参数确定和计算参见《环保设备设计与应用》相关章节。（3）沉砂池①型式：平流式，建议选用曝气沉淀池。②水力停留时间宜选50s。③沉砂量可选0.03～0.1L/m3，贮砂时间为2d，宜重力排砂。④贮砂斗不宜太深，应与排砂方法要求、总体高程布置相适应。⑤最小流量取平均流量的0.75。（4）初沉池①型式：平流式。②除原污水外，还有浓缩池、消化池及脱水机房上清液进入。③表面负荷可选2.0～3.0m3/（m2·h），沉淀时间1.5～2.0h，SS去除率50％～60％。④排泥方式：机械刮泥，静压排泥。⑤沉淀池贮泥时间应与排泥方式适应，静压排泥时贮泥时间为2d。⑥污泥斗容积参考沉砂池中计算公式⑦对进出水整流措施作说明。（5）曝气池①型式：传统活性污泥法采用推流式鼓风曝气。②曝气池进水配水点除起端外，沿流长方向距池起点1/2～3/4池长以内可增加2～3个配水点。③曝气池污泥负荷宜选0.3kgBOD5/（kgMLSS·d），再按计算法校核。④污泥回流比R30%~80%，在计算污泥回流设施及二沉池贮泥量时，R取最大值。⑤SVI值选120～150mi/g，污泥浓度可计算确定，但不宜大于3500mg/L。⑥曝气池深度应结合总体高程、选用的曝气扩散器及鼓风机、地质条件确定。多点进水时可稍长些，一般控制L≤5～8B。⑦曝气池应布置并计算空气管，并确定所需供风的风量和风压。（6）二沉池①型式：中心进水，周边出水，辐流式二沉池。②二沉池面积按表面负荷法计算。选用表面负荷时，注意活性污泥在二沉池中沉淀的特点，q应小于初沉池。③计算中心进水管，应考虑回流污泥，且R取大值。中心进水管水流速度可选0.2～0.5m/s，配水窗水流流速可选0.5～0.8m/s。④贮泥所需容积按《排水工程》（下）相关公式计算。⑤说明进出水配水设施。（7）平面布置①平面布置原则参考《水污染控制工程》第二十一章，课程设计时重点考虑厂区功能区划、处理构筑物布置、构筑物之间及构筑物与管渠之间的关系。②厂区平面布置时，除处理工艺管道之外，还应有空气管，自来水管与超越管，管道之间及其与构筑物，道路之间应有适当间距。③污水厂厂区主要车行道宽6～8m，次要车行道3～4m，一般人行道1～3m，道路两旁应留出绿化带及适当间距。④污泥处理按污泥来源及性质确定，本课程设计选用浓缩－厌氧消化－机械脱水工艺处理，但不做设计。污泥处理部分场地面积预留，可相当于污水处理部分占地面积的20％～30％。⑤污水厂厂区适当规划设计机房（水泵、风机、剩余污泥、回流污泥、变配电用房）、办公（行政、技术、中控用房）、机修及仓库等辅助建筑。⑥厂区总面积控制在（280×380）m2以内，比例1：1000。图面参考《给水排水制图标准》GBJ106－87，重点表达构（建）筑物外形及其连接管渠，内部构造及管渠不表达。（8）高程布置高程布置的主要任务是通过计算水头损失确定主要控制点的标高，使污水能够沿流程在各处理构筑物之间通畅地流动。水头损失主要由三部分组成，即构筑物本身、连接管和计量设备的水头损失。①高程布置原则及计算过程示意图参考《水污染控制工程》第二十一章。②构筑物本身水头损失参考《水污染控制工程》表21-4。③连接管水头损失根据以下公式或参见《排水工程》（下）。gviLhhh2221h1——沿程水头损失，m；h2——局部水头损失，m；i——单位管长的水头损失，根据流量、管径和流速等查阅《水污染控制工程》（上）L——连接管段长度，m；ξ——局部阻力系数，查《给水排水设计手册1）；g——重力加速度，m/s2；v——连接管中流速，m/s。④i的参考选取值：入水干管0.001；管到初沉池0.0035；管到曝气池0.008；管到二沉池0.002；出水干沟0.007。⑤局部损失取沿程损失的10～20％。⑥计量设备的水头损失按0.2m计算。高程布置图横向和纵向比例一般不相等，横向比例可选1：1000左右，纵向1：500左右1、确定污水处理厂的工艺流程，对处理构筑物选型做说明；2、对主要处理设施（格栅、沉砂池、初沉池、污泥浓缩池）进行工艺计算（附必要的计算草图）；3、按扩初标准，画出平面布置图，内容包括表示出处理厂的范围，全部处理构筑物及辅助建筑物、主要管线的布置、主干道及处理构筑物发展的可能性；4、按扩初标准，画出高程布置图，表示出原污水、各处理构筑物的高程关系、水位高度以及处理出水的出厂方式；5、按扩初标准，画出主要处理构筑物的平面剖面构造图；6、编写设计说明书、计算书。1.1.4设计成果1、设计计算说明书一份；2、设计图纸：平面和高程布置图、构筑物平剖面。第2章总体设计2.1污水处理工艺流程的选择由于河流的水质较好，污水处理工程没有脱氮除磷的特殊要求，主要的去除目的是BOD5和SS，本设计采用活性污泥法二级生物处理，曝气池采用传统的推流式曝气池。污水及污泥的处理工艺流程如图所示。原水→提升泵房→格栅→沉砂池→初沉池→曝气池→二沉池→消毒接触池→计量设备→出水↑↓回流污泥↓↓污泥脱水外运←污泥消化池←贮泥池←污泥浓缩池2.2处理构筑物选择污水处理构筑物形式多样，在选择时，应根据其适应条件和所在城市应用情况选择。选用曝气平流沉砂池，普通辅流式沉淀池，传统的推流式曝气池，平刘式消毒接触池，巴士计量槽，竖流式污泥浓缩池，矩形贮泥池，固定盖式消化池，采用带式压滤机进行污泥脱水。2.3设计水量的计算设计日平均污水流量Q=30000m3/d；设计最大小时流量Qmax=1500m3/h=416.67L/s第3章格栅格栅射在处理构筑物之前，用于拦截水中较大的悬浮物和漂浮物，保重后续处理设施的正常运行。3.1中格栅的设计计算已知参数：Q’=30000m3/d，Kz=1.2，Qmax=1500m3/h=0.41667m3/s。栅条净间隙为b=20mm，格栅安装倾角α=600，格栅数为N=1个，过栅流速一般为0.6-1.5m/s,取V=0.8m/s,栅条断面为矩形，选用平面A型格栅,栅条宽度S=0.01m,栅前水深h=1800*0.7mm=1.26m，其渐宽部分展开角度为20゜。计算草图如下：h21α11、栅条的间隙数由公式n=bhvQNsinmax式中Qmax---最大设计流量m3/sα---格栅倾角(℃)h---栅前水深mv----过栅流速m/sN----格栅数个带入数据n=8.026.102.0160sin41667.0=20个2、栅槽宽度B=S(n-1)+bn式中:B---栅槽宽mS---栅条宽度mb-----栅条间隙mn---栅条间隙数个B=S(n-1)+bn=0.01(20-1)+0.0220=0.59m3、进水渠道渐宽部分的长度设进水渠宽B1=0.50m，其渐宽部分展开角度为20゜进水渠内流速为v进=hBQ1max=26.150.041667.0=0.66m/s（0.4-0.9）l1=αtgBB2-1=20250.0-0.1tg=0.69m4、栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l2l2=21l=m35.0269.05、通过格栅的水头损失h1由公式h1=kh0式中：h0---计算水头损失，h0=αgvξsin22ξ---阻力系数，其值与栅条断面形状有关,当为矩形时3/4)(=bSβξ3/4)02.001.0(42.2=ξ=0.96k---系数,一般采用3故h0=0.96°60sin81.9×28.0×2=0.027mh1=0.0273=0.08(0.08—0.15)符合要求。设计中取0.10m。6、栅槽总高度H=h+h1+h2式中h2---栅前渠道超高，一般采用0.3mH=1.26+0.10+0.30=1.66m7、栅槽总长度L=l1+l2+1.0+0.5+αtgH1式中l1---进水渠道渐宽部分的长度mB1---进水渠宽1α---进水渠道渐宽部分的展开角度，一般可取20ºl2---栅槽与出水渠道连接处渐窄部分长度mH1---栅前渠道深m，H1=h+h2故L=0.69+0.35+1.0+0.5+603.026.1tg=3.4m8、每日栅渣量W=zKWQ1000864001max式中：W1---栅渣量(m3/103m3污水),格栅间隙为20mm时W1=0.05-0.10取0.07Kz---生活污水流量变化系数1.2代入数值W=2.1100007.041667.086400=2.10m3/dW〉0.2m3/d，所以宜采用机械清渣9、选型根据所计算的格栅宽度和长度，参考平面格栅的基本尺寸选择格栅为PGA-15003000-20，清渣采用固定式清渣机清渣。机械格栅不易少于2台，如为1台，应设人工清除格栅备用，为防止格栅事故，一般要设旁通管，设计中取1台机械格栅。第4章沉砂池目前，应用较多的陈沙迟池型有平流沉砂池、曝气沉砂池和钟式沉砂池。本设计中选用平流沉砂池，它具有颗粒效果较好、工作稳定、构造简单、排沙较方便等优点。4.1平流沉砂池的设计计算已知参数Qmax=0.41667m3/s停留时间t取50s。1、长度设v=0.