15万吨天城市生活污水处理AO工艺毕业设计

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1、第1章概述1.1基本设计资料毕业设计名称某市15万吨/天城市生活污水处理厂初步设计基本资料：设计规模污水设计流量：Q15万m3/天，流量变化系数：Kz1.2原污水水质指标BOD=180mg/LCOD=410mg/LSS=200mg/LNH3-N=30mg/L出水水质指标符合城镇污水处理厂污染物排放国家二级标准BOD=20mg/LCOD=70mg/LSS=30mg/LNH3-N=15mg/L气象资料某地处海河流域下游，河网密布，洼淀众多。历史上某的水量比较丰富。海河上游支流众多，长度在10公里以上的河流达300多条，这些大小河流汇集成中游的永定河、北运河、大清河、子牙河和南运河五大河流。这五大河

2、流的尾闾就是海河，统称海河水系，是某市工农业生产和人民生活的水源河道。某属于暖温半湿润大陆季风型气候，季风显著，四季分明。春季多风沙，干旱少雨；夏季炎热，雨水集中；秋季寒暖适中，气爽宜人；冬季寒冷，干燥少雪。除蓟县山区外，全年平均气温为摄氏11度以上。1月份平均气温在摄氏零下4-6度，极低温值在摄氏零下20度以下，多出现于2月份。7月份平均气温在摄氏26度上下。某年平均降水量约为500-690毫米。在季节分配上，夏季降水量最多，占全年总降水量的75%以上，冬季最少，仅占2%由于降水量年分配不均和年际变化大，造成某在历史上经常出现春旱秋涝现象。某的风向有明显的季节变化。冬季多刮西北风、偏北风；夏

3、季多东南风、南风；春秋两季多西南风，主导风向东南风。1. 厂址与场地状况某以平原为主，污水处理厂拟用场地较为平整，占地面积20公顷。厂区地面标高10米，原污水将通过管网输送到污水厂，来水管管底标高为5米（于地面下5米）。1.2设计容、原则1.2.1设计容污水处理厂工艺设计流程设计说明一般包括以下容：(1) 据城市或企业的总体规划或现状与设计方案选择处理厂厂址；(2) 处理厂工艺流程设计说明；(3) 处理构筑物型式选型说明；(4) 处理构筑物或设施的设计计算；(5) 主要辅助构筑物设计计算；(6) 主要设备设计计算选择；(7) 污水厂总体布置(平面或竖向)与厂区道路、绿化和管线综合布置；(8)

4、处理构筑物、主要辅助构筑物、非标设备设计图绘制；(9) 编制主要设备材料表。1.2.2设计的原则考虑城市经济发展与当地现有条件，确定方案时考虑以下原则：(1) 要符合适用的要求。首先确保污水厂处理后达到排放标准。考虑现实的技术和经济条件，以与当地的具体情况(如施工条件)，在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构(建)筑物型式、主要设备、设计标准和数据等，应最大限度地满足污水厂功能的实现，使处理后污水符合水质要求。(2) 污水厂设计采用的各项设计参数必须可靠。(3) 污水处理厂设计必须符合经济的要求。设计完成后，总体布置、单体设计与药剂选用等要尽可能采取合理措施降低工程造价和运行管理费用。(4)

5、污水处理厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。(5) 污水厂设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如配水井、泵房与加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为以后的发展留有挖潜和扩建的条件。污水厂设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置分流设施、超越管线第2章工艺方案的选择2.1水质分析本项目污水处理的特点：污水以有机污染物为主，BOD/COD=0.4,可生化性较好，采用生化处理最为经济。BOD/TN3.0,COD/TN7,满足反硝化需求；若BOD/TN5,氮去除率大于60%2.2工艺选择按城

6、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、SBRAB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。对脱磷或脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2/O工艺，A/O工艺，SBR与其改良工艺，氧化沟工艺，以与水解好氧工艺，生物滤池工艺等。2.2.1方案对比工艺类型氧化沟SBR法A/O法技术比较1. 污水在氧化沟的停留时间长，污水的混合效果好2. 污泥的BOD负荷低，对水质的变动有较强的适应性1.处理流程短，控制灵活2系统处理构筑物少，紧凑，节省占地1. 低成本，咼效能,能有效去

7、除有机物2. 能迅速准确地检测污水处理厂进出水质的变化。经济比较可不单独设二沉池，使氧化沟二沉池合建，节省了二沉池合污泥回流系统投资省，运行费用低，比传统活性污泥法基建费用低30%能耗低，运营费用较低，规模越大优势越明显使用围中小流量的生活污水和工业废水中小型处理厂居多大中型污水处理厂稳定性一般一般稳定考虑该设计是中型污水处理厂，A/O工艺比较普遍，稳定，且出水水质要求不是很高，本设计选择A/O工艺。2.2.2工艺流程污水处理流程图污泥浓缩池脱水机房污泥外运污泥处理流程图第3章污水处理构筑物的设计计算3.1中格栅与泵房格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水井的进口处或

8、污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物。本设计采用中细两道格栅。3.1.1中格栅设计计算15000022.1m3/s3600241.设计参数：最大流量：QmaxQ?Kz栅前水深：h0.4m，栅前流速：v10.9m/s(0.4m/s0.9m/s)过栅流速v20.9m/s(0.6m/s1.0m/s)栅条宽度S0.01m，格栅间隙宽度b0.04m格栅倾角6002.设计计算：栅条间隙数：nQmax?sin602.1sin60136根bhv0.040.40.9136设四座中格栅：m竺34根4栅槽宽度：设栅条宽度S0.01mBSn11bn,0.013410.04341.69m(3) 进水渠道渐宽部

9、分长度：设进水渠道宽B11.46m，渐宽部分展开角度201.691.462tan2000.87mBB12tan1根据最优水力断面公式B1根据最优水力断面公式B14vh2.140.90.41.46m栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度：12人0.870.43m22(5)通过格栅的水头损失：h2Khohoho2V2.sin，2g43sbho计算水头损失；g重力加速度；K格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3;E阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于锐边矩形断面，形状系数B=2.42;h232.42h232.420.01430.040.9229.81sin600.041m(6)栅槽总

10、高度：设栅前渠道超高h20.3m0.40.0410.30.741m(7)栅槽总长度:LL1(7)栅槽总长度:LL1L20.51.0H1tan0.870.430.51.00.40.3tan603m(8)每日栅渣量：格栅间隙40mm情况下，每1000m3污水产0.03m386400QmaxW1000KZ864002.10.0310001.234.54m/d30.2m/d所以宜采用机械清渣。(9)格栅选择选择XHG-1400回转格栅除污机，共4台。其技术参数见下表。表3-1-1GH-1800链式旋转除污机技术参数型号电机功率/kw设备宽度/mm设备总宽度/mm栅条间隙/mm安装角度HG-18001.

11、51800209040603.1.2污水提升泵房泵房形式取决于泵站性质，建设规模、选用的泵型与台数、进出水管渠的深度与方位、出水压力与接纳泵站出水的条件、施工方法、管理水平，以与地形、水文地质情况等诸多因素。泵房形式选择的条件：(1) 由于污水泵站一般为常年运转，大型泵站多为连续开泵，故选用自灌式泵房。(2) 流量小于2m/s时，常选用下圆上方形泵房。(3) 大流量的永久性污水泵站，选用矩形泵房。(4) 一般自灌启动时应采用合建式泵房。综上本设计采用半地下自灌式合建泵房。自灌式泵房的优点是不需要设置引水的辅助设备，操作简便，启动与时，便于自控。自灌式泵房在排水泵站应用广泛，特别是在要求开启频繁

12、的污水泵站、要求与时启动的立交泵站，应尽量采用自灌式泵房，并按集水池的液位变化自动控制运行。集水池：集水池与进水闸井、格栅井合建时，宜采用半封闭式。闸门与格栅处敞开，其余部分尽量加顶板封闭，以减少污染，敞开部分设栏杆与活盖板，确保安全。1. 选泵(1) 城市人口为1000000人，生活污水量定额为135L/人d。进水管管底高程为5m，管径DN500，充满度0.75。(3) 出水管提升后的水面高程为12.80m。(4) 泵房选定位置不受附近河道洪水淹没和冲刷，原地面高程为10.0m2. 设计计算(1)污水平均秒流量：QQ11351000000864001562.5L/S(2)污水最大秒流量:KZ

13、91562.51.21875L/S选择集水池与机器间合建式泵站，考虑4台水泵(1台备用)每台水泵的容量为18753625L/S。(3)集水池容积：采用相当于一台泵6min的容量。6256061000225m3有效水深采用H2m，则集水池面积为F112.5m2(4)选泵前扬程估算：经过格栅的水头损失取0.1m集水池正常工作水位与所需提升经常高水位之间的高差:12.8 50.50.750.118.53m(集水池有效水深2m，正常按1m计)水泵总扬程：总水力损失为2.80m，考虑安全水头0.5m8.530.511.83m一台水泵的流量为QKz3241500001.23242500m3/h根据总扬程和

14、水量选用500WQ270016185型潜污泵表3-1-2500WQ2700-16-185型潜污泵参数型号流量转速扬程功率效率出水口3m/hr/minmkW%直径mm50WC270016185270072516185825003.2细格栅3.2.1细格栅设计计算1.设计参数：取大流量：1200001.23,QmaxQKz1.67m/s360024栅前水深：h0.4m，栅前流速：v10.9m/s(0.4m/s0.9m/s)过栅流速：v20.9m/s(0.6m/s1.0m/s)栅条宽度：S0.01m，格栅间隙宽度b0.01m格栅倾角:2.设计计算60栅条间隙数：nQmasin61.67_sin6_4

15、32根bhv0.010.40.9432设四座细格栅：n1兰2144根3栅槽宽度：设栅条宽度S0.01mSn11bn,0.0114410.011442.87m(3)进水渠道渐宽部分长度：设进水渠道宽B11.55m，渐宽部分展开角度20BB12.871.55lili11.83m2tan12tan20根据最优水力断面公式B1Qmax旦1.55m3vh30.90.4(4)栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度:(4)栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度:l21.8320.915m通过格栅的水头损失：Kho2坐sin，2g通过格栅的水头损失：Kho2坐sin，2gh。43sbh计算水头损失；g重力加速度；K格

16、栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，E阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关,形断面，形状系数B=2.42;0.01430.92:.sin600.26m0.0129.81h计算水头损失；g重力加速度；K格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，E阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关,形断面，形状系数B=2.42;0.01430.92:.sin600.26m0.0129.81般取对于锐边矩h232.42(6) 栅槽总高度：设栅前渠道超高h20.3mHhh,0.40.260.30.96m(7) 栅槽总长度:LLiL20.51.0Hitan1.830.9150.51.0h034.6mtan60

17、每日栅渣量：格栅间隙10mm情况下，每1000m3污水产0.1m386400QmaxW1000Kz86400QmaxW1000Kz864001.670.110001.2312.02m3/d30.2m3/d所以宜采用机械清渣。(8) 格栅选择选择XHG-1400回转格栅除污机，共2台其技术参数见下表：表3-2XHG-1400回转格栅除污机技术参数3.3曝气沉砂池型号电机功率kw设备宽度mm设备总宽度mm沟宽度mm沟深mm安装角度XHG-14000.751.1140017501500400060沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒，设于初沉池前以减轻沉淀池负荷与改善污泥处理构筑物的处理条件。该厂共

18、设两座曝气沉砂池，为钢筋混凝土矩形双格池。池上设移动桥一台,(桥式吸砂机2格用一台，共2台)安装吸砂泵2台，吸出的砂水经排砂渠通过排砂管进入砂水分离器进行脱水。桥上还安装浮渣刮板，池末端建一浮渣坑，收集浮渣。3.3.1曝气沉砂池主体设计1.设计参数：最大设计流量Q2.1m3/s最大设计流量时的流行时间t2min最大设计流量时的水平流速比0.1m/s0.06m/s0.12m/s2.设计计算：(1)曝气沉砂池总有效容积：设t=2min,V=Qmax*t602.1260252m32523则一座沉砂池的容积V252126m3(1) 水流断面积：设v10.1m/s,AQmax2121m2v10.1A21

19、2A10.5m2(2) 沉砂池断面尺寸：A105设有效水深h22m，池总宽B5.25mh22每格宽b52.625m2池底坡度0.5,超高0.5m(3) 每格沉砂池实际进水断面面积：/2.62512A/2.62520.76.53m22(4) 池长：V126L12mA10.5(5) 每格沉砂池沉砂斗容量：V00.40.8123.84m3每格沉砂池实际沉砂量：设含沙量为20m3/106m3污水，每两天排沙一次,V0/200.68640022.1m345m,3.14故采用双侧集水。出水溢流堰的设计（采用出水三角堰90）采用等腰直角三角形薄壁堰，取堰高0.08m,堰宽0.16m，堰上水头（即三角口底部至

20、上游水面的高度）0.04m，堰上水宽为0.08m。每池出水堰长：LD0.42D0.420.80.1522450.8450.82.2270.67mQ1.741000头际堰负何：q1.6L/sm4L4270.67实际堰个数为：mL2701691.69个，取为1692个，共需6768个0.160.16每个三角堰的流量Q1为：出水堰水头损失:过堰水深：h1.42.57101.40.03mh0.150.030.150.18m出水槽的接管与二沉池集水井相连。环形集水槽设计采用双侧集水环形集水槽计算。设出水槽外壁距离池壁0.4m，槽0.8m，集水槽总高度为0.4+0.4（超高）=0.8m,每池都双侧集水，则

21、出水堰流量：Q设1.743Q单0.435m/s44取安全系数为Q1.5取槽流速为qvbh41.5,则集水槽设计流量Q单1.50.4350.65m3/sv=0.6m/s，则槽终点水深：Q单槽起点水深为：h320.45m0.60.8_3頑h4h：,其中,叵3阿空叮0.2mgb9.810.82023贝Uh330.4520.62m，取h30.65m、0.45设过水断面积：hkABh30.90.650.59m215000013520100010.0756.63476.4kg/d所以c己Xf*Xr污泥龄，d33702.3m/d29.3m/h0.756.6h2h0.15卜L0.0290.150.41%o59

22、.80.21m湿周：fB2h0.920.82.5m集水槽水力计算LD0.420.1520.652450.80.30.65267.9mA水力半径：R0.590.24mf2.52Kdc其中22水力坡度：ivnRkd衰减系数，一般取0.05-0.10.60.0130.2430.41%过堰水深为：h2q52.57102450.029m1.741.74考虑跌水水头损失0.15m，则二沉池出水水头损失为：综合得出二沉池进出水总损失为：hhh20.03340.210.24m3.7.3排泥量计算(1)单池污泥量计算总回流污泥量QrQR11.510247500m3/h总剩余污泥己XfXr因为(Xr为回流污泥浓度

23、；f0.75)Xr106rSVI106316.6kg/m3150总污泥量Q总QrQs750029.37529.3m3/hQ总3Q单1882.3m/h4(2)集泥槽延整个池径为两边集泥，故其设计泥量为qQ单1882.33941.2m/h30.26m/s22集泥槽宽b0.9cT0.9起点泥深。皤0.53m取0.6m；h10.75b0.75终点泥深0.60.45m取0.5m；1.25b1.250.60.75m取0.8m；辐流二沉池的刮泥机选用ZBG型周边传动刮泥机。共4台表3-7ZBG型周边传动刮泥机的性能与规格型号池直径m周边线速m推荐池深m功率kW周边轮中心mZBG45452.103000500

24、03.045.53.8接触池城市污水经二级处理后，水质已经改善。细菌含量也大幅度减少，但细菌的绝对值仍相当可观。并有存在病原菌的可能。因此，污水排放水体前应进行消毒本设计采用液氯消毒剂。其优点为：效果可观，投配量准确，价格便宜，适用于大、中型污水厂。3.8.1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与其化合物、各种卤素、臭氧、重金属离子等。3.8.2消毒接触池的主体设计1.设计参数加氯量：5mg/L10mg/L接触时间：t30min池底坡度：0.02常用消毒剂比较消毒剂名

25、称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。氯化形成的余氯与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。臭氧消毒效率咼，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。需要特制氯片与专用的消毒器，消毒水量小。适用于医院、生物制品所等小型污水处理站。2.主体设计本设计采用四组3廊道推流式消毒接触