10000立方天小城镇生活污水处理工程设解析

1/34目录1.设计概述21.1设计依据及设计任务21.2设计排水水质去除率32.城市污水处理方案的确定42.1确定污水处理方式的原则42.2污水处理工艺的简介52.3污水处理工艺流程示意图52.4主要构筑物的选择53.污水处理系统的设计83.1进水观察井83.2格栅93.3曝气沉砂池设计113.4初次沉淀池的设计143.5A/O工艺的设计173.6二沉池的设计223.7紫外线消毒264.污水处理厂的布置284.1污水处理厂平面布置285.2污水处理厂高程布置312/341.设计概述1.1设计依据及设计任务设计题目：10000立方/天小城镇生活污水处理工程设计设计目的掌握基本的设计步骤掌握水污染控制工程设计技巧掌握小城镇生活污水处理的基本工艺流程掌握水污染工程设计计算方法熟悉环境工程制图标准及规范设计（研究）内容和要求：完成一套完整的设计计算说明书。要求如下：各构筑物的尺寸，利于施工各设备的参数，利于选型各管道参数，利于安装各控制节点的排布，利于管理各环节的水头损失，利于节能设计图集平面布置图高程图主要构筑物结构图3/34设备一栏表材料一栏表设计原始资料：小城镇生活污水量是10000立方/天，水量变化系数取1.3。出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002》一级A标准，即：LmgCODCr/50，LmgSS/10，LmgBOD/105LmgTN/15，LmgNNH/84，LmgTP/5.0设计条件日均待处理污水量：dmQv/100003进水水质：LmgCODCr/300，LmgSS/200，LmgBOD/2205LmgNNH/304，LmgTP/101.2设计排水水质去除率城市污水经处理后，就近排入水体。污水处理厂出水水质参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准，并尽量争取提高出水水质，因此确定本污水厂出水水质控制为：LmgCODCr/50，LmgSS/10，LmgBOD/105LmgNNH/84，LmgTP/5.0结合排放水要求和出水水质，计算去除率，如表1所示：00100%eCCEC式中：——进水物质浓度；——出水物质浓度4/34表1水质去除率计算序号基本控制项目一级A标准（Lmg/）进水水质（Lmg/）去除率（%）1COD5030083.3%25BOD1022095.5%3SS1020095.0%4TP0.51095.0%5NNH483073.3%6PH6~97~8~2.城市污水处理方案的确定2.1确定污水处理方式的原则影响物水处理方式与处理的相关状况如;处理水量、排放标准、原水水质、建设投资、运行成本、处理效果及稳定性，工程应用状况、维护管理是否简单方便以及能否与深度处理组合等因素相关。具体污水方式确定的原则，见表2。表2污水处理方式的原则原则序号具体原则内容1出水水质稳定、可靠、卫生安全；2抗水质、水量变化能力强；3污泥处理与处置简单；4建筑管理和维护费低；5维护管理简单方便；6必须时可与深度处理工艺进行组合。5/342.2污水处理工艺的简介根据测量的水量、水质和环境容量降低的结论确定污水及污泥处理应达准，根据以上的分析和综合，并且结合当地的经济状况，故本设计所选择的工艺为A/O工艺。A/O工艺特点：反硝化产生碱度补充硝化反应之需，可以补偿硝化反应碱度的50%左右；可以利用污水中有机碳源；反硝化菌对碳源利用更加广泛，及包括难降解的有机物；可以有效控制污泥膨胀；工艺流程简单，基建费用和运行费用较低，脱氮率在70%左右但出水中仍有部分硝酸盐，在二次沉淀池终会造成反硝化反应污泥上浮。2.3污水处理工艺流程示意图2.4主要构筑物的选择2.4.1污水处理构筑物的选择格栅格栅主要是为了截留较大的悬浮物及漂浮物，减轻后续处理构筑物的处理负荷。清除截留污物的方法有两种：人工清除和机械清除。大型污水处理厂，一般用机械清除截留物。本设计确定采用两道格栅，50mm的粗格栅和10mm的细格栅。进水观察井进水观察井于厂区进水管和粗格栅间之间。污水泵房6/34根据污水处理规模及相关情况选泵；污水泵站建设根据泵站规模大小、地质水文条件、地形及施工方案、管理水平、环境要求等。本工程设计确定采用与粗格栅合建的潜水泵房。沉砂池沉砂池的功能的去除比重较大的无机颗粒。按水流方向的不同可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池和旋流沉砂池四类。A.竖流沉砂池排砂方便，效果好，构造简单工作稳定。池深大，施工困难，造价较高，对耐冲击负荷和温度的适应性较差，池径受到限制，过大的池径会使布水不均匀。B.平流沉砂池沉淀效果好，耐冲击负荷，适应温度变化。工作稳定，构造简单，易于施工，便于管理。占地大，配水不均匀，易出现短流和偏流，排泥间距较多，池中约夹杂有15%左右的有机物使沉砂池的后续处理增加难度。C.曝气沉砂池克服了平流沉砂池的缺点，使砂粒与外裹的有机物较好的分离，通过调节布气量可控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化影响小，同时起预曝气作用，其沉砂量大，且其上含有机物少。由于需要曝气，所以池内应考虑设消泡装置，其他型易产生偏流或死角，并且由于多了曝气装置而使费用增加，并对污水进行预曝气，提高水中溶解氧。D.旋流沉砂池（钟式沉砂池）占地面积小，可以通过调节转速，使得沉砂效果最好，同时由于采用离心力沉砂，不会破坏水中的溶解氧水平（厌氧环境）。气提或泵提排砂，增加设备，水厂的电气容量，维护较复杂。基于以上四种沉砂池的比较，本工程设计确定采用曝气沉砂池。沉淀池由于本设计主要构筑物采用A/O工艺，可设初次和二次沉淀池，初沉池设在沉砂池后7/34面，生物处理构筑物前面；二沉池设在生物处理构筑物的后面，用于去除活性污泥或腐殖污泥。沉淀池有平流沉淀池、辐流沉淀池、竖流沉淀池、斜板（管）沉淀池。综合比较，四种沉淀池的优缺点，结合本设计的具体资料要求，本设计二沉池采用中心进水、周边出水的辐流式沉淀池。A/O池本设计结合设计初始数据和经济情况及污水厂所在地气候条件，采用A/O型工艺。消毒污水处理厂一般消毒方法有液氯消毒、漂白粉消毒、紫外线消毒和臭氧消毒等四种，比较其优缺点本设计采用紫外线消毒。化学除磷加药本设计考虑到初始数据中，除磷效率高达95%，为达到稳定的符合标准的出水水质，在初沉池采用化学药剂进行除磷。8/343.污水处理系统的设计3.1进水观察井污水处理若出现故障时，为了维修故障构筑物，保护所有构筑物，在进入格栅井前设置进水观察井。a)进水观察井的作用：汇集各种来水并改变进水方向，确保进水的稳定性。b)进水观察井前设跨越管，跨越管的作用：当污水厂出现故障或维修时，可使污水直接排入水体，跨越管的管径比进水管要略大，取为mm1400c)进水观察井设计要求如下:设在污水处理前，在具体构筑物粗格栅、集水池前；形式为圆形、矩形或梯形；井底高程不得高于最低来水管管底，水面不得淹没来水官管顶。d)考虑施工方便以及水力条件具体设计要求：进水观察井尺寸取m42、井深m4、井内水深m2.1；进水观察井井底标高为m000.4（设地面高标为m000.0），进水观察井水面标高为m000.2，超越管位于进水管顶m5.0处，即超越管管底标高为m000.2。采用ZMQF型明杆式铸铁方井门：尺寸为mDL42，重量为kg225。启闭机的选择根据启闭力在《给水排水手册》第11册P705-706上查得采用XLQ-5型启闭机。型号型式启闭能力t启闭高度m功率kwXLQ-5手、电两用51~41.19/34e)污水厂进水管设计设计依据：进水流速在sm/1.1~9.0；进水管管材为钢筋混凝土管；进水管按非满流设计，014.0n。设计计算取进水管径为mmD1200，流速smv/00.1，设计坡度%5.0I。已知最大日污水量smdmQ/150.03.1/1000033max；初定充满度75.0Dh，则有效水深mmh90075.01200；已知管内底标高为m700.3，则水面标高为：m800.2；管顶标高为：m500.22.17.3；进水管水面距地面距离：m800.2。3.2格栅设计要求a)污水处理系统前格栅条间隙应符合：人工清除mm40~25;机械清除mm25-16;最大间隙mm40。b)水泵前格栅间隙不大于mm25,污水处理前可不再设置格栅；c)粗格栅间隙一般采用mm150~50,细格栅采用mm10~3;d)过栅流速一般采用sm/0.1~6.0；格栅前渠道水流速度一般采用sm/9.0~4.0；e)格栅倾角一般采用75~45；f)通过格栅的水头损失一般采用sm/15.0~08.0；g)格栅间工作台两侧过道宽度不应小于m7.0；10/34h)工作台正面过道宽度：人工清除，不小于m2.1；机械清除，不小于m5.1；i)机械格栅的动力装置一般宜设在室内或采取其它保护设备的措施；j)格栅间应安设调运设备，以进行检修、栅渣的日常清除。3.2.1格栅的设计格栅设计参数：栅前流速：smv/9.0栅前过栅流速：smv/0.1；格栅间隙：mmb20；栅条宽度:mmmS01.010；格栅安装倾角:60；每1000立方污水的单位栅渣量：3103.0mW格栅的设计计算栅前水深：mvQh29.0221max栅前；栅条间隙数n：个24129.002.0)60(sin150.0sin2/12/1maxvhbQn栅槽宽度BmnbnnSB7.02402.0)1(01.0)1(格栅的栅前进水渠道渐宽部分长度1L设进水渠宽mB55.01，渐宽部分展开角201，则此进水渠道内的流速为11/34smv/91.01，即：mBBL23.020tan211格栅与提升泵房连接处渐窄部分长度：mLL12.0212格栅的过栅水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面，则42.2,3k：mkgvbSh127.0360sin81.921201042.2sin22342341栅前槽总高度：设栅前渠道超高mh3.02，则栅前槽高：mhhH59.03.029.021栅后槽总高度：设栅前渠道超高mh3.02，则栅前槽高：mhhhH72.03.0127.029.021栅槽总长度mHLLL19.260tan59.00.15.012.023.0tan0.15.0121每日栅渣量dmKWQW/0.23.010003.18640003.0150.010008640031max总故采用机械清渣。3.3曝气沉砂池设计3.3.1曝气沉砂池参数设计流量的确定：12/34当污水自流入池时，应按最大设计流量计算；当污水用水泵抽升入池时，按工作水泵的最大组合流量计算；合流制处理系统，按降雨时的设计流量计算；设计流量时的水平流速：最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s。这样的流速范围，可基本保证无机颗粒能沉掉，而有机物不能下沉；最大设计流量时，污水在池内的停留时间一般为1-3min；设计有效水深一般采用2-3m，宽深比为1-2；1m3污水曝气量为0.2m3空气，长宽比可达5，大于5要设挡板。沉砂池超高不宜小于0.3m。3.3.2曝气沉砂池计算池子总有效容积V（设min3t）：3max27603150.060mtQV水流断面积A(设06.01v)：21max5.206.0150.0mvQA池总宽度B（设mh12）：mhAB5.215.22每格池子宽度b（设2n格）：25.125.2nBb25.11:25.12hb：宽深比介于1.0～1.5之间，符合规定。池长L：13/34mAVL8.105.227每小时所需空气量q（设