94水污染控制工程课程设计某城市污水处理厂设计

水污染控制工程课程设计第1页共33页目录第一部分设计说明书2一．概况2二．设计原则、依据、设计要求22.1设计原则：22.2设计依据：22.3设计要求：2三．原始资料2四．污水处理工艺流程的确定34.1工艺的确定34.2二沉池的比较和选择4五．污水处理构筑物的选型及设计要点：55.1格栅55.2沉砂池55.3初次沉淀池55.4曝气池65.5二次沉淀池6六．污水处理厂平面布置及处理流程高程布置：66.1各处理单元构筑物的平面布置：66.2污水处理厂的高程布置：7第二部分设计计算书7一．设计流量的计算7二．污水处理构筑物的工艺计算72.1泵前粗格栅72.2污水提升泵站92.3沉沙池102.4初沉池112.5曝气池132.6二沉池232.7消毒设备的计算：242.8污泥浓缩池252.9厌氧消化池292.10污泥干化（脱水）设备31三、污水处理厂平面设计及处理高程计算323.1污水处理厂的平面布置323.2污水处理厂的高程布置32某城市污水处理厂设计第2页共33页第一部分设计说明书一．概况设计的的污水处理厂的处理规模为11.5万m3/d。本设计是针对我国中部某城市，该城市的全年平均气温21.8℃，最冷平均月气温9.7℃，最热月平均气温32.6℃，最高温度38.7℃，最低温度0.0℃。夏季主风向为：东南风。二．设计原则、依据、设计要求2.1设计原则：1）处理效果稳定，出水水质好；2）工艺先进，工艺流程尽可能简单，构筑物尽可能少，运行管理方便；3）污泥量少，污泥性质稳定；4）基建投资少，占地面积少。2.2设计依据：《给水排水设计手册》第1、5、9、11册；《给排水工程快速设计手册》第2册；《排水工程》。2.3设计要求：城市污水要求处理后水质达到《污水综合排放标准》（GB8978-1998）、一级排放标准，即SS20mg/l；BOD520mg/l；CODcr60mg/l。污泥处理后外运填埋。三．原始资料1．南方某城市污水处理厂处理规模为11.5万m3/d。2．城市污水的水质如下表所示：（除pH外，其余项目单位为mg/L）项目BOD5CODCrSSTNNH4+-NTP（以P计）pH原水水质15030020035253.56～93．城市污水从南面进入污水处理厂，污水处理后排入北面的水体，要求处理后的水质达到《城镇污水处理厂污水排放标准》（GB18918-2002）中的一级标准的B标准，即SS≤20mg/L,BOD5≤20mg/L，CODCr≤60mg/L。污泥处理后外运填埋。4．污水处理厂厂区地形拟为平坦地形，标高为75.00米。厂区的污水进水渠水面标高为72.50米。（进水渠的宽及水深根据流量自行设计确定）。5.受纳水体洪水位标高为73.20米，枯水位标高为65.70米。常年平均水位标高为68.20米。6.全年平均气温21.8℃，最冷平均月气温9.7℃，最热月平均气温32.6℃，最高温度38.7℃，最低温度0.0℃。7.夏季主风向：东南风。水污染控制工程课程设计第3页共33页四．污水处理工艺流程的确定4.1工艺的确定按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2/O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。由于该污水处理只需去除BOD5与SS,不考虑脱氮与除磷方面，所以选择两个比较好的方案：方案一：传统活性污泥法,其流程为:污水→中格栅→提升泵房→细格栅→沉砂池→初沉池→曝气池→二沉池→接触池→处理水排放方案二：厌氧池+氧化沟,其流程为:污水→中格栅→提升泵房→细格栅→沉砂池→厌氧池→氧化沟→二沉池→接触池→处理水排放1.6.1.1工艺流程方案的比较和选择传统活性污泥法氧化沟优点:1.有机物经历了第一阶段的吸附和第二阶段的代谢的完整过程,活性污泥也历了一个从池道端的对数增长,经减速增长到池末端的内源呼吸的完全生长周期2.在池首端和前段混合液中的溶解氧浓度较低3.效果好,BOD除率达90%以上缺点:1.曝气池首端有机污染物负荷高,耗氧速度也高2.暴气池溶积大,基建费用高.3.供氧与需氧不平衡4.对进水水质,水量变化的适应性较低,动行效果易受水质,水量变化的影响优点:1.可考虑不设初沉池,有机性悬浮物在氧化化沟内能太到好氧稳定的程度2.可考虑不单敲边鼓二次沉淀池,可少去污泥回流装置.3.BOD负荷低缺点:1.占地面积较大两个方案都能达到处理水质的要求,BOD5,SS去除都能达到出水水质,工艺都是比较简单的,在技术上都是可行的.最终选择厌氧池+氧化沟处理工艺是因为:氧化沟是活性污泥系统的新工艺,与传统活性污法比较,期暴气系具有以下各项效益:1.对水温水质,水量的变动有较强的适应性2.污污龄一般可达15-30d,为传统活性污泥系统的3-6倍.可以存活,繁殖世代时间长,增殖速度慢的微生物,如硝化菌,在氧化沟内可能产生硝化反应.如运行得当能够具有反硝化脱氮的效应.3.污泥产率低,且已达到稳定的程度,不需要再进行肖化处理.这一点可以少了硝化池,在运行费用方面又可以省下一部份.在与技术上经济上的造价以及运行费用的综合比较,厌氧池+氧化沟处理工艺是最终的选择.某城市污水处理厂设计第4页共33页4.2二沉池的比较和选择类型优点缺点适用条件平流式处理水量可大可少,有效沉淀区大,沉淀效果好,对水量水质变化适应性强,造价低,平面布置紧凑占地面积大,排泥因难(人工排泥),工作繁杂,机械刮泥易锈,配水不均地下水位高,施工困难地区,适用流动性差比重大的污泥,不能用静水压力排泥,污水量不限辐流式处理水量较为经济,排泥设备己定型系列化,运行稳定,管理方便结构受力条件好排泥设备复杂,需具有较高的运行管理水平,施工严格适用处理水量大,地下水位较高的地区及工程地质条件差的地区经上面的图表,可以看出,平流式与辐流式沉淀池都是可选的.平流式沉淀池对水质冲击变化效果好,但占在面积大,排泥因难,要人工排泥,所以不是太好.虽然辐流式沉淀池排泥设备复杂,需具有较高的运行管理水平,施工严格,但是这些问题对于这个发展型的城市来说,这点问题并不是太大,管理水平可以请技术高的人才来管理,设施工.并且看到了它的优点处理水量较为经济,排泥设备己定型系列化,运行稳定,管理方便结构受力条件好.所以选择辐流式沉淀池作为二沉池是好的选择.五．污水处理构筑物的选型及设计要点：5.1格栅用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。要根据流量选择清渣方式，人工清渣格栅适用于小型污水厂，机械清渣格栅适用于栅渣量大于0.2m3/d。提升泵站前用中格栅，提升泵站后用细格栅。设计参数：a、栅条间隙：人工清除为25～40mm，机械清除为16～25mm；b、格栅栅渣量：格栅间隙为16～25mm时是0.10～0.05m3栅渣/10m3污水，格栅间隙水污染控制工程课程设计第5页共33页为3050mm时是0.03～0.01m3栅渣/10m3污水；栅渣含水率一般为80％，容重约为960kg/m3c、格栅上部必须设置工作台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作台上应安全冲洗设施；d、机械格栅不宜少于2台。e、污水过栅流速宜采用0.6～1.0m/s，格栅前渠道水流速0.4～0.9m/s；f、格栅倾角一般采用45°～75°；g、格栅水头损失0.08～0.15m。5.2沉砂池用于去除比重较大的无机颗粒。本设计采用钟式沉砂池，它利用机械力控制水流流态与流速，加速砂粒的沉淀并使有机物随水流带走。具有沉砂效果好、工作稳定、清洗、排沉砂较方便等优点。设计参数：a、水力表面负荷为200m3/m2.h,停留时间约为20～30s；b、进水渠道直段长度应为宽度的7倍，并且不小于4.5米；c、进水渠道流速，在最大流量的40％～80％情况下为0.6～0.9m/s,在最小流量时大于0.15m/s,但最大流量时不大于1.2m/s；d、出水渠道与进水渠道的夹角大于270。，两种渠道均设在沉砂池的上部；e、出水渠宽度为进水渠道的2倍，出水渠道直线段长度要相当于出水渠的宽度；5.3初次沉淀池去除悬浮物质，同时可去除部分BOD5，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。本设计选用中心进水周边出水辐流式沉淀池。它的优点是进水中间进水管进水，然后经过水流向四边扩散，布水均匀；多位机械排泥，运行较好，管理方便，而且排泥设施已趋于稳定型。设计参数：a、沉淀时间为1～1.5h；b、表面水力负荷为1.5～3.0m2/m3*h；校核负荷q1’4.34（m3/m2.h)；c、每人每日污泥量为14～27g/（p•d）或0.36～0.83L/（p•d）；d、池径不宜小于16m，池底坡度一般采用0.05～0.10；e、污泥含水率为95～97%；f、池子直径与有效水深之比为6～12，缓冲层高度,非机械排泥时宜为为0.5m；机械排泥时，缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m。5.4曝气池本设计选用传统活性污泥曝气池，采用鼓风曝气系统。所谓推流，就是污水从池的一端流入，在后继水流的推动下，沿池长度流动，并从池的另一端流出。设计参数：a、进水方式不限，出水多用溢流偃，水位较固定；某城市污水处理厂设计第6页共33页b、曝气池池长与池宽之比（L/B），一般大于5～10；c、有效水深最小为3m，最大为9m；超高一般为0.5m，当采用表曝机时，机械平宜高出水面1m左右。d、曝气池廊道的宽：深，多介于1.0～1.5之间；廊道长宜为50～70m；e、曝气池一般结构上分为若干单元，每个单元包括一座或几座曝气池，每座曝气池常由1个或2～5个廊道组成；当廊道数为单数时，污水的进、出口分别位于曝气池的两端；而当廊道数为双数时，则位于廊道的同一侧；f、在池底应考虑排空措施，按纵向留2/1000左右的坡度，并设直径为80～100mm的放空管。g、曝气池的进水与进泥口均设于水下，采用淹没出流方式。5.5二次沉淀池设计参数：a、沉淀时间为1.5～2.5h；b、表面水力负荷为1.0～1.5m2/m3*h；c、污泥量为10～21g/（p•d）；d、污泥含水率为99.2～99.6%；e、池径不宜小于16m，池底坡度一般采用0.05～0.10；f、池子直径与有效水深之比为6～12，缓冲层高度为0.5m。g、最大允许的水平流速要比初次沉淀池的小一半；h、中心管中的下降流速不应超过0.03m/s；I、其静水头可降至0.9m，污泥底坡与水平夹角不应小于50度。六．污水处理厂平面布置及处理流程高程布置：6.1各处理单元构筑物的平面布置：a、贯通、连接各隔离构筑物之间的管、渠便捷、直通，避免迂回曲折；b、土方量作到基本平衡，并避开劣质土壤地段；c、在处理构筑物之间，应保持一定的间距，以保证敷设连接管、渠的要求，一般的间距可取值5～10m，某些有特殊要求的构筑物，如污泥消化池、消化气贮罐等，其间距应按有关规定确定；d、各处理构筑物在平面布置上，应考虑适当紧凑。6.2污水处理厂的高程布置：a、选择一条距离最厂、水头损失最大的流程进行水力计算。并应适当留有余地，以保证任何情况下，处理系统能够运行正常。b、计算水头损失时，一般应以近期最大流量（或泵的最大出水量）作为构筑物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。c、还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。水污染控制工程课程设计第7页共33页第二部分设计计算书一．设计流量的计算污水平均流量：/sm33.1360024105.11/dm5.11343万dQ查资料可得，生活污水量总变化系数2.1oK，由公式ddQKQmax可得：smQKQdd/60.133.12.13max二．污水处理构筑物的工艺计算2.1泵前粗格栅泵前粗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