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武汉理工大学《水质工程学Ⅱ》课程设计说明书1新丰市污水处理厂初步设计摘要众所周知，中国的国际地位不断提高，对世界的影响力逐渐扩大，所以我们必须提高环保意识，改善中国现有污浊的环境。根据城市所处的地理位置和污水厂的规模，并结合考虑需脱氮除磷的要求，城市污水处理厂设计采用传统SequencingBatchReactor工艺。该工艺污水处理流程为：中格栅→提升泵房→细格栅→沉砂池→SBR反应池→消毒池→出水排放。污泥处理流程为：污泥→集泥井→污泥浓缩池→贮泥池→污泥脱水机房→泥饼外运。通过此工艺的处理，出水水质将达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准。设计中对整个水处理流程的各主体构筑物如格栅、平流沉砂池、SBR反应池、接触池等进行了系统、详细的设计计算和说明。理论上给出了这个流程中BOD、COD、SS的去除率及脱氮除磷的效率。武汉理工大学《水质工程学Ⅱ》课程设计说明书21设计说明书1.1工程概况1.1.1设计依据1.收纳污水厂出水的河流：Ш类水体，从城市南边西向东流过，河流保证率95%的流量为3m3/s，河道最高水位151.03m（黄海高程系，下同）2.污水厂厂址位于城东河流北岸300m处，地形平坦，地面标高为153.12m，污水厂大门朝北。3.城市污水干管终点水面标高为150.09m，处理厂污水纳入超越管渠，经3.8km的渠道排入水体，渠道总水头损失为2m。4厂区地质良好，地下水位标高为146.91m，夏季主导风向为东北风。1.1.2设计规模新星市近期（2020年）规划人口为10万人，平均日污水量为25000m3/d，远期（2030年）规划人口为15万人，平均日污水量为35000m3/d，总变化系数Kz=1.43，Qmin=0.5Qmax。1.1.3设计水质BOD5=200mg/L，SS=220mg/L，夏季水温25℃，冬季水温15℃，平均水温20℃。出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B排放标准。1.2污水处理厂工业设计1.2.1工业流程选择与布置城市污水处理厂的方案，既要考虑有效去除BOD5又要适当去除N，P故可采用SBR或氧化沟法，或A/A/O法,以及一体化反应池即三沟式氧化沟得改良设计。本设计采用传统SBR法为核心工艺：工作流程：见下图武汉理工大学《水质工程学Ⅱ》课程设计说明书3工作原理：、SBR是通过其主要反应器---曝气池的运行操作而实现的。曝气池的运行操作，是有流入，反应，沉淀，排放，待机等5个工序所组成。这五个工序都在曝气池这一个反应器内进行实施。工作特点：①采用集有机污染物降解与混合液沉淀于一体的反应器。②无需设污泥回流设备，不设二次沉淀池，曝气池容积也小于连续式。③无设置调节池的必要。④SVI值较低，污泥易于沉淀，一般情况下，不产生污泥膨胀现象。⑤在单一的曝气池内能够进行脱氮和除磷反应。⑥应用电动阀，液位计，自动计时器及可编程序控制器等自控仪表，可能使本工艺过程实现全部自动化，而由中心控制室控制。⑦运行管理得当，处理水水质优于连续式。1.2.2处理构筑物设计1.中格栅和提升泵房（两者合建在一起）中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。提升泵房用以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过，从而达到污水的净化。设计参数：因为格栅与水泵房合建在一起。因此在格栅的设计中，做了一定的修改，特别是在格栅构造和外型上的设计，突破了传统的“两头小，中间大”的设计模式，改建成长方体形中格栅与提升泵房细格栅沉砂池计量堰SBR生物池消毒间集泥井污泥浓缩池污泥贮柜污泥脱水机房泥饼外运排入河流曝气武汉理工大学《水质工程学Ⅱ》课程设计说明书4状利于均衡水流速度，有效的减少了粗格栅的堵塞。建成一座潜地式格栅，因此在本次得设计中，将不计算栅前高度，格栅高度，直接根据所选择的格栅型号进行设计。（1）水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：1)人工清除25～40mm2)机械清除16～25mm3)最大间隙40mm（2）在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅(每日栅渣量大于0.2m3),一般应采用机械清渣。（3）格栅倾角一般用450～750。机械格栅倾角一般为600～700，（4）通过格栅的水头损失一般采用0.08～0.15m。（5）过栅流速一般采用0.6～1.0m/s。运行参数：栅前流速0.7m/s过栅流速0.9m/s栅条宽度0.01m栅条净间距0.02m栅前槽宽1.44m格栅间隙数42水头损失0.103m每日栅渣量1.20m3/d设计中的各参数均按照规范规定的数值来取的。提升泵房说明：1．泵房进水角度不大于45度。2．相邻两机组突出部分得间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于0.8。如电动机容量大于55KW时，则不得小于1.0m，作为主要通道宽度不得小于1.2m。3.泵站为半地下式，长20m，宽10m，高12m，地下埋深6m。4.水泵为自灌式。2.细格栅和沉砂池细格栅的设计和中格栅相似。运行参数：栅前流速0.7m/s过栅流速0.9m/s栅条宽度0.01m栅条净间距0.01m栅前部分长度1.09m格栅倾角60o栅前槽宽1.96m格栅间隙数84（两组）水头损失0.26m每日栅渣量2.40m3/d沉砂池设计：沉砂池的作用是从污水中将比重较大的颗粒去除，其工作原理是以重力分离为基础，故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带起立。沉砂池设计中，必需按照下列原则：1.城市污水厂一般均应设置沉砂池，座数或分格数应不少于2座(格)，并按并联运行原则考虑。2.设计流量应按分期建设考虑：(1)当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；(2)当污水为用提升泵送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流量计算；(3)合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。3.沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为2.65，粒径为0.2以上的颗粒为主。武汉理工大学《水质工程学Ⅱ》课程设计说明书54.城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂量为30m3计算，其含水率为60%，容量为1500kg/m3。5.贮砂斗槔容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于55°排砂管直径应不小于0.3m。6.沉砂池的超高不宜不于0.3m。7.除砂一般宜采用机械方法。当采用重力排砂时，沉砂池和晒砂厂应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。说明：采用平流式沉砂池，具有处理效果好，结构简单的优点，分两格。运行参数：沉砂池长度7.5m池总宽2.0m有效水深085m贮泥区容积0.36m3（每个沉砂斗）沉砂斗底宽0.5m斗壁与水平面倾角为6003.计量堰选择测量范围在0.040-0.500m3/s的巴氏计量槽，其各部分尺寸为：W=0.30m，B=1.350m，A=1.377m，C=0.60m,D=0.84m,2/3A=0.918m。4.SBR反应池SBR池有一座，每座分为4个SBR反应池。SBR反应池共设四座。每座曝气池长45m，宽25m，深5m，超高0.5m，有效体积56253m，4座反应池总有效体积为225003m。单座SBR反应池见草图附表一各池均为独立运行，进水和出水由DN600mm的电动蝶阀控制，进气由DN500mm的电动蝶阀控制。SBR反应池设计运转周期为6小时（进水曝气1.5小时，沉淀1.5小时，曝气2.5h，滗水与闲置1h）。5．接触消毒池城市污水经过一级或二级处理(包活性污泥法和膜法)后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病源菌的可能。因此，污水排入水体前应进行消毒。消毒剂的选择见下表：武汉理工大学《水质工程学Ⅱ》课程设计说明书6经过以下的比较，并根据现在污水处理厂现在常用的消毒方法，决定使用液氯毒。设计参数：设计流量：Q′=35000m3/d=0.5793/ms（设二座）水力停留时间：T=0.5h=30min设计每日投氯量为：ρ＝25.0mg/L平均水深：h=3.0m隔板间隔：b=3m设计中采用ZJ-1型转子加氯机，使得处理污水与消毒液充分接触混合，以处理水中的微生物，尽量避免造成二次污染。采用平流式消毒接触池。消毒剂优点缺点适用条件液氯效果可靠、投配简单、投量准确，价格便宜氯化形成的余氯及某些含氯化合物低浓度时对水生物有毒害，当污水含工业污水比例大时，氯化可能生成致癌化合物。适用于，中规模的污水处理厂漂白粉投加设备简单，价格便宜。同液氯缺点外，沿尚有投量不准确，溶解调制不便，劳动强度大适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂臭氧消毒效率高，并能有效地降解污水中残留的有机物，色，味，等，污水中PH，温度对消毒效果影响小，不产生难处理的或生物积累性残余物投资大成本高，设备管理复杂适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂次氯酸钠用海水或一定浓度的盐水，由处理厂就地自制电解产生，消毒需要特制氯片及专用的消毒器，消毒水量小适用于医院、生物制品所等小型污水处理站武汉理工大学《水质工程学Ⅱ》课程设计说明书71.2.3污泥处理设计1.集泥井设有效泥深为5m，则平面尺寸L*B=4m*3m，集泥井为地下式，池顶加盖，有潜污泵抽送污泥，池底标高为-5.5m，最高泥位为-0.5m。2、污泥浓缩池采用间歇重力式浓缩池，采用静圧排泥。设计规定及参数：①进泥含水率：当为初次污泥时，其含水率一般为95%～97%;当为剩余活性污泥时，其含水率一般为99.2%～99.6%。②污泥固体负荷：负荷当为初次污泥时，污泥固体负荷宜采用80～120kg/(m2.d)当为剩余污泥时，污泥固体负荷宜采用30～60kg/(m2.d)。③浓缩时间不宜小于12h，但也不要超过24h。④有效水深一般宜为4m,最低不小于3m。运行参数：设计流量：每座568.9m3/d，采用2座污泥浓缩时间15h进泥含水率99.2%出泥含水率97.5%池底坡度0.08上部直径9m贮泥时间2h浓缩池总高5m设备选用：直径9m重力浓缩池两座，池深5m，配D9000污泥浓缩机各一台，间歇运行。浓缩机不考虑整机备用，而是备用可能会损坏的关键部件。1.2.4污水处理厂的总体布置1．平面布置各处理单元构筑物的平面布置：处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在对它们进行平面布置时，应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件，确定它们在厂区内的平面布置应考虑：（1）贯通，连接各处理构筑物之间管道应直通，应避免迂回曲折，造成管理不便。（2）土方量做到基本平衡，避免劣质土壤地段（3）在各处理构筑物之间应保持一定产间距，以满足放工要求，一般间距要求5～10m，如有特殊要求构筑物其间距按有关规定执行。（4）各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑，在减少占地面积。2．管线布置（1）应设超越管线，当出现故障时，可直接排入水体。（2）厂区内还应有给水管，生活水管，雨水管，消化气管管线。辅助建筑物：污水处理厂的辅助建筑物有泵房，鼓风机房，办公室，集中控制室，水质分析化验室，变电所，存储间，其建筑面积按具体情况而定，辅助建筑物之间往返距离应短而方便，安全，变电所应设于耗电量大的构筑物附近，化验室应机器间和污泥干化场，以保证良好的工作条件，化验室应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物夏季主风向所在的上风中处。武汉理工大学《水质工程学Ⅱ》课程设计说明书8在污水厂内主干道应尽量成环，方便运输。主干宽6～9m次干道宽3～4m，人行道宽1.5m～2.0m曲率半径9m，有30%以上的绿化。3．高程布置为了降低运行费用和使维护管理，污水在处理构筑物之间的流动以按重力流考虑为宜，厂内高程布置的主要特点是先确定最大构筑物的地面标高，然后根据水头损失，通过水力计算，递推出前后构筑物的各项控制标高。根据SBR反应池的设计水面标高，推求各污水处理构筑物的水面标高，根据和处理构筑物结构稳定性，确定处理构筑物的设计地面标高。武汉理工大学《水质工程学Ⅱ》课程设计说明书92设计计算书2.1