污水厂设计说明

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1、精品文档水厂课 程设 计 说明书专业班级：给水排水0412 班姓名：李永志学号： 040221223指导教师：徐乐中，张天月完成时间： 2007 年 12 月 22 日1欢迎下载 。精品文档第一章 污水处理厂课程设计任务书第一节 课程设计的目的任务及要求&1.1 课程设计目的1、复习和消化课堂讲授内容；2、理论与实际相结合，培养分析问题和处理问题的能力；3、训练设计与制图的基本技能&1.2 课程设计任务进行某城市污水厂的初步设计 ，其任务包括：1、根据所给的原始资料，计算污水厂的设计流量和水质污染浓度；2、确定污水处理工艺和污泥处理方案；3、对各处理构筑物进行工艺计算，确定其形式、组数；4、进

2、行污水厂平面布置和污水、污泥流程图设计。&1.3 课程设计要求1、设计计算说明书一份；2、总平面布置图一张（1： 200-1 ： 500） ；3、流程图一张（横向 1 ： 200-500，纵向1： 501： 100） ；4、有可能完成单体构筑物工艺图一张。第二节 设计资料62.1 基本资料设计人口： 48000人 设计人均用水量： 240L/ （人 *天）三产污水量：lOOOOriVd 工业废水量：23000由d时变化系数：1.30 PH值：6.9-7.8平均设计温度：15.5 oC62.2 污水进水情况进水 BOD220mg/L 进水 COD:450mg/L 进水 SS:230mg/L进水

3、TN:35mg/L 进水 TP:6.4mg/L62.3 出水水质要求根据中华人民共和国国家标准污水综合排放标准GB8978-1996查得如下表1。表1第二类污染物最高允许排放浓度（1998年1月1日后建设的单位）单位：mg/l序号污染物适用范围一级标准1PH一切排污单位692色度（稀释倍数）一切排污单位503悬浮物（SS）城镇二级污水处理厂204五日生化需氧量（BOD5城镇二级污水处理厂205化学需氧量（COD城镇二级污水处理厂606氨氮其他排污单位157磷酸盐（以P计）一切排污单位0. 58兀素磷一切排污单位0. 19有机磷农药（以P计）一切排污单位不得检出第二章 污水处理厂工艺设计及计算第

4、一节 污水厂规模的确定61.1 污水水量的确定在人类的生活和生产中， 使用着大量的水。 水在使用的过程中受到不同程度的污染， 改变了原有的化学成分和物理性质， 这些水称为污水或废水。污水也包括雨水及冰雪融化水。污水按来源的不同，分为生活污水、 工业废水和降水3 类。 根据设计任务书的设计需要采用分流制， 不考虑雨污合建的情况， 污水厂的设计规模按污水量和工业废水量来确定。1、生活污水量Q1的确定根据设计任务书查得设计地区城市人口数N = 48000人，设计人均用水量q = 240 L/人 d生活污水量的确定以城市人口数，污水量标准或用水标准乘系数，一般取k = 0.8 左右，即生活污水量Q1

5、= k N q = 0.8 x 48000X 240 L/d = 9216000L/d =9216 m3/d2、工业废水量Q2的确定根据设计任务书查得工业废水量Q2 = 23000 m 3/d3、第三产业废水量Q3 的确定根据设计任务书查得工业废水量Q3 = 10000 m 3/d4、设计最高日污水量Qd 的确定设计地区城市最高日污水量Qd为5欢在下载精品文档Qd = Q1+Q2+Q3(= 9216+23000+10000) m3/d = 42216 m 3/d5、设计最高日最高时污水量 Qh的确定根据设计任务书查得设计地区时变化系数Kh = 1.30Qh=Kh0.2 m 3/d宜采用机械格栅

6、，选用ZZG型链条式隔栅除污机。见图3.&3.2 污水提升泵房本设计采用干式巨型半地下合建式泵房， 它具有布置紧凑、 占地少、结构节省的特点。集水池和机器间由隔水墙分开，只有吸水管和叶轮淹没在水中， 机器间经常保持干燥， 以利于泵房的检修和保养业可避免污水对轴承、管件、仪表的腐蚀。泵站地下埋深为7ml水泵采用自灌式。1、设计流量根据规定排水泵站的设计流量一般均按最高日最高时污水流量决定，一般小型排水泵站（最高日污水量在5000m以下），设12套机组；大型排水泵站（最高日流量超过15000m）设34套机组。Q=Qh=640l/s ;采用WL立式潜水混流泵4台（3用1备），每台泵的设计流量Q=78

7、0m3/h 。2、集水间计算选择水池和机器间合建式的方形泵站（ 1）集水间的容积：采用相当于 1 台泵 5 分钟的容量。W=780/60X 5=65m（ 2）集水池面积F有效水深采用 H=2.4mF=W/H=65/2.4=27.08m 22、 水泵扬程（ 1） 出 水管线的水头损失每一台泵单用一根出水管，其流量为Q=780m3/h ，选用的管径为500mm勺铸铁管，查表得 v=1.23m/s,1000i=4.12m,设管总长为40nl局部损失占沿程的 30% ，则总损失为：40 X （1+0.3） X4.12/1000=0.2m（ 2） 泵 站内的管线水头损失假设为 1.5m ，考虑自由水头为

8、0.5m。（ 3） 水 泵总扬程为：H=11.1+0.2+1.5+1.0=13.8m, 取 14m3、泵站内部标高的确定泵站内部标高主要根据进水管渠底标高或管中水位确定。 集水池中最高水位，对于小型泵站即取进水管渠渠底标高；对于大、中型的泵站可取进水管渠计算水位标高。 而集水池的有效水深， 从最高水位到最低水位，一般取为 1.52.0m ，故泵房最高水位为 -3.6m.&3.3 泵后细格栅1、设计参数设计流量： Q=Qh=640l/s栅前流速：V1=0.7m/s;过栅流速：V2=0.8m/s格栅倾角： =60 ;栅条宽度s=0.01m;格栅7间距b=0.016m栅前部分长度0.5m;栅后部分长

9、度1 m;污水栅前高度：h2=0.3m19欢迎下载。精品文档单位栅渣量wi=o.o8mi渣/io3m污水2、设计计算(i)格栅前水深根据最优水力断面公式 Q=(2h)2 V1/2,又Q=Qh=640l/s得：h=0.73m 所以栅前水深为0.73m;栅前11宽为B1=2X h=1.46m(2)栅条间隙数 n = Qh (sin a) 1/2/ (b h v2)=0.64乂 (sin60 ) 1/2+ (0.016 X 0.73 X 0.8)=59.3(取 n=60)设计两组并列的格栅，则每组格栅间隙数 n=30工隔栅计算简图叫I KXJ(3)栅梢宽度B2B2=s (n-1) +bn+0.23=

10、0.01 x (30-1 ) +0.016 x30+0.23=1.00m所以每个格栅梢宽度为1.00m,总梢宽度B=2B2=20.2 m 3/d宜采用机械格栅。采用链条式机械隔栅， 工作台设有冲洗措施， 隔栅由传送带送至栅渣箱。&3.4 沉砂池计算沉砂池的原理是利用物理原理去除污水中密度较大的污迹颗粒污染物，如泥砂，煤渣等。本设计采用平流式沉砂池，具有处理效果好，结构简单的优点。沉砂池按去除相对密度大于 2.65 、粒径大于0.2mm的砂粒设计。污水自流进入，因此按最大设计流量计算。1、 设计参数设计流量：Q=Qh=640l/s （采用2组，每组Qmax=320l/s,按并列系列设计）设计流速

11、：v=0.25m/s流行时间：t=45s城市污水沉砂量：沉砂量 X=3Om/106n3污水，沉砂含水率为60%容重为 1.5t/ m 3砂斗容积按2天的沉砂量计算，斗壁倾角 60。，斗高h3=0.35m,斗底d1=0.5m.池底坡度 i=0.020,超高 0.3m2、 设计计算（ 1）沉砂池长度为：L=v t=0.25 X45=11.25m（ 2）水流断面积为：A=Qmax/v=0.32/0.25=1.28m221欢迎下载。精品文档图5沉砂池计算草图(单位：mm)(3)池总宽度B设n=2格，每格宽b=0.8m,B=2X0.8=1.6m,故池总宽度为2.4m (没有考虑隔墙厚)。(4)有效水深为

12、：h2=A/B=1.28/1.6=0.8m(5)沉砂斗容积为：设计T=2d即考虑排泥间隔天数为2天。V = (QmaxX TX 86400) + ( KzX 106)=(0.32 X30X 2X86400) + ( 1.30 X 106) =1.28m3式中Kz为总变化系数，本设计中取 Kz=Kh=1.30(6)每个沉砂斗容积为：设每一分格设两个沉砂斗，则每个沉砂斗容积为：V=1.28/ (2X 2) =0.32m3( 7)沉砂斗各部分尺寸及容积为：设计斗底宽a1=0.5m,斗壁与水平面的倾角为55 ,斗高h3=0.5m。则沉砂斗上口宽：a= (2Xh3) /tg60+a1= (2X 0.35

13、) /tg55+0.5=0.90m沉砂斗容积：V= h3 0.15m/s符合要求。( 12)砂水分离器的选择沉砂池的沉砂经排砂装置排除的同时， 往往是砂水混合体， 为了进一步分离出砂和水，需配套砂水分离器。清除沉砂的时间间隔为 2d,根据该工程的排砂量，选用一台螺旋砂水分离器。设备的主要性能参数为：进入砂水分离器的流量为1-3L/s ;容积为0.6 m3;进水管直径为100mmtB水管直径为100mm;配套功率为0.25KW&3.5 CASS池的设计1 .设计参数设计流量 Q=640L/s Kz=1.30 水温 T=15.5 oC采用非限制性曝气SB吐艺，鼓风微孔曝气。项目BOD(mg/l)C

14、OD(mg/l )SS(mg/l)TN (mg/l)TP (mg/l)进水220450230356.4出水206020150.52.设计计算(1) 曝气时间ta设混合液污泥浓度X=2500mg/L污泥负荷N=0.1kgBOD/kgMLSS,充水比入=0.25ta=24 入 So/(Ns*X)=24*0.25*250/(2500*0.1)=6 (h)沉淀时间ts设污泥浓度X=2500mg/L,污泥界面沉降速度u=7.4*104*T*X-1.7T=15.5 oC 7=1.92 m/h设曝气池水深为H=5.5米，缓冲层高度为e =0.5米ts=(入 H+e )/u=(0.25*5.5+0.5)/1.

15、92=0.98 h =1 h(3) 运行周期 t设排水时间 (td) 为 1 hT=ta+ts+td=6+1+1=8 h每日周期数n2=24/t=3(4) 曝气池容积V曝气池个数n1=4个 每座曝气池容积V=Q/(入 n1n2) =42216/ (0.25*3*4 )3=14072 m35)复核出水溶解性BOD5根据设计出水水质，出水溶解性 BOD5小于10.55mg/LSe=24S0/(24+Kd*X*f*ta*n2)=24*250/(24+0.05*2500*0375*6*3) =3.51 mg/L573 m3接触池出水设溢流堰。&3.7 加氯间及氯库设计1. 设计资料日处理量Qd=422

16、16 m3/d, 二级处理后采用液氯消毒。投氯量按7mg/L计，仓库储量按15天计算。2. 设计计算（ 1）加氯量 GG=0.001*7*42216/24=12.313 kg/h（2） 储氯量 WW=15*24*G=4432.68 kg（3） 加氯机及氯瓶采用投加量为 0-20kg/h 加氯机 3 台，两用一备，轮换使用。液氯储存选用容量为 1000kg 的钢瓶，共6 只。4）加氯间及氯库加氯间及氯库合建。 加氯间布置3 台加氯机及其配套投加设备。两台水加压泵。 氯库中 6 只氯瓶两排布置。 设 3 台称量氯瓶质量的液压秤。为方便搬运，氯库内设CD12-6D 单轨电动葫芦一个，轨道在氯瓶上方，

17、并通至大门外。（ 5）加氯间和氯库通风设备根据加氯间及氯库工艺设计，加氯间总容积V1=4.5*9.0*3.6=145.8 m 3氯库容积 V2=9.6*9*4.5=388.8 m 3为保证安全每小时换气8-12 次加氯间每小时换气量G1=145.8*12=1749.6 m 3氯库每小时换气量G2=388.8*12=4665.6 m 3加氯间选用一台T30-3 通风轴流风机，配电功率0.25KW氯库选用两台T30-3 通风轴流风机，配电功率0.40KW并各安装一台漏氯探测仪，位置在地面以上0.2m。第四节 污泥处理工艺构筑物的设计计算污水处理构成中产生的污泥， 除无机惰性物质外， 还还有较多的有

18、机物，有机物颗粒较细，含有病原菌和寄生虫卵，易腐化发臭，若不处理，直接排入自然环境中，将造成二次污染，故必须进行污泥处理。污泥处理的主要目的有：（ 1）减少有机物，使污泥稳定化（ 2）减少污泥体积，降低污泥后续处置费用（ 3）减少污泥中有毒物质（ 4）利用污泥中可用物质，化害为利（ 5）选用可以除磷的工艺，尽量避免磷的二次污染本设计主要进行污泥的减量处理。&4.1 污泥浓缩池的设计1. 计算资料剩余污泥量V含水率 99.2%V=AX/ （1-0.992 ） *1000=813.4 m 3/d水温 15.5oC, 采用气浮浓缩不投加混凝剂，使污泥浓缩到 4%2. 设计计算采用无回流加压气浮流程。

19、（ 1）确定溶气比。用全部污泥加压溶气。Ac/S=Sa（fp-1）/Co式中：Sa 在 1atm 下，水中空气饱和溶解度， mg/LSa= 空气在水中溶解度* 空气容重在15.5oC下，空气在水中溶解度为 0.02075 L/L ,空气容重为 1185mg/L.Sa=24.60 mg/L;f 溶气效率即回流加压水中， 已达到的空气饱和系数， 一般取 50%-80%，此取60%；Co一入流污泥固体浓度 ，mg/L,取4000 mg/L;p 所加压力，一般取2-4 kgf/cm 2由于Co较低，取Ac/S=0.0080.008=24.6( 0.6p-1 ) /4000P=3.83 kgf/cm 2

20、 符合要求。( 2)气浮池面积A以表面水力负荷计算，取表面水力负荷q=0.5m3/(m2*h)2A=Qo/q=815/(24*0.5)=68 m 23. ) 用表面固体负荷校核QoCo/A=815*4000/(24*1000*68)=2.0 kg/(m2*h)符合设计规定。( 4)气浮池池形尺寸采用矩形池，长：宽 =( 3-4 ) ： 1 ， A=68 m2. 长度L=14m宽度B=5m表面积 A=14*5=70 m2( 5)气浮池有效水深取决于气浮停留时间35欢迎下载。精品文档当气浮污泥浓度要求达到4%寸，气浮彳f留时间T=60min考虑1.5的安全系数，设计停留时间 T=1.5HH=(1+

21、R)QoT/(24A)=0.73m(6)气浮池总高度H超高采用0.3m,刮泥机高0.3mH=0.73+0.6+0.3=1.33m(7)溶气罐容积一般加压水停留时间为1-3min,设计采用3min回流水量 2.5Qo=2.5*815=2037.5 m 3/d=84.90 m 3/h溶气罐容积 V=84.90*3/60=4.24 m 3溶气罐直径：高度=1: (2-4)直径1.4m ,高度3.5m将渔排除漕清水水 hF 期&4.2 污泥消化池的设计1. 设计资料经浓缩后，含水率96%，污泥量163 m3/d挥发性固体VSS含量为65%采用中温消化，消化后VSS去除率50%2. 设计计算（ 1）消化

22、池有效容积V=Q* 6）c=163*34.5=5623.5 m 3e）c一污泥龄（ 2）池体设计采用中温两极消化，容积比一级：二级=2： 1则一级3749 m3,设两座一级消化池，每座 1874.5 m3二级消化池一座， 1874.5 m3一二级采用相同池形采用圆柱型消化池，柱体高与直径只比为 1： 2则柱体高度H=8.5m直径D=17.0m37欢迎下载。精品文档#迎下载%is2(rD集气罩直径D3=2m高h4=2.0m 池底锥形直径d2=2m,锥角采用15 消化池各部分容积:集气罩容积 V4=(nd32/4)*h4=兀 *2 2/4*2.0=6.28 m上盖容积 V3=1/3 兀 h3(D2

23、/4+D*d3/4+d32/4)= 1/3兀 *2.0*(17 2/4+17*2/4+2 2/4)3=171.2 m下锥体容积等于上盖容积，即 V2=171.2 m3柱体容积 V1 = 1/4兀D2*h精品文档= 1/4兀 172*8.53 =1679.4 m3消化池有效容积V=V1+V2+V3+V4=2021.75 m31874.5 m3&4.3 沼气收集系统的设计1. 设计资料污泥量 163 m3/d, 该消化池甲烷产量0.50m2/kgVSS2. 设计计算( 1)沼气产量污泥含固率4%，含 VSS 65%故 VSS=163*4%*65%=4.238 t/d=4238 kg/d.VSSW角

24、军率50%被降解的 VSS=2119 kg/d甲烷产量 0.60*2119=1271.4 m 3/d(2) 集气管径的确定污泥一级消化，二级消化产量分别为总气量的 80%， 20%故 一级消化池产气量=1271.4*0.8=1017.12 m 3/d每个一级消化池的产气量=1017.2/2=508.56 m 3/d=0.0059 m3/s二级消化池产气量=1271.4*0.2=254.28 m 3/d=0.0029 m3/s由于一级消化池中设沼气搅拌，搅拌气量0.2 m3/s ，集气管内平均流速以 5 m/s 计。集气管管径di=(4qi/ 兀 vi)2=(4 x (0.0059+0.2)/5

25、 兀)1/2 = 0.228m 取集气管DN250mmd2=(4q2/ 兀 V2)1/2=(4 x 0.0029/5 兀)1/2 = 0.027m 取集气管最小DN50mm按最大产气量进行校核，最大产气量为平均日产气量的1.53.0倍,取 2.2 倍。v1=2.2q 1/(兀 d12/4)=2.2*0.2059/(兀 0.25 2/4)=7.23m/s符合要求V2=2.2q 2/(兀 d22/4)=2.2*0.0029/(兀 0.05 2/4)=1.36m/s符合要求(3) 贮气柜容积计算沼气贮气柜的容积应按产气量与用气量的时变化曲线来确定， 当无资料时，按平均日产气量的25%40%,即610

26、h的平均产气量计算。故：贮气柜的容积 V= 1271.4*35%= 445 m3选择 1 座 500 m3 的单级低压浮盖式沼气柜，沼气系统的压力一般为11761960pa。&4.4 脱水机房的设计1. 设计资料( 1)消化污泥产量的确定污泥可消化程度Rd生污泥中有机物含量为p*65%无机物含量m=35%熟污泥中有机物含量为p2=50%,有机物含量pt2=50%贝U R=(1 (pv2 pti/ p vi pt2)*100%=46.2%消化污泥体积Vd污泥经消化处理后，被消化的有机物分解为CO2、 H2O、 CH4, 因此，污泥的体积被减小，含水率增加。设消化后污泥含水率为 97Vd= (i-

27、p vRd/i0000) * (i00-p)V/(i00-p)=i52 m3/d( 2)消化污泥产量i52 m3/d ，含水率97%，经絮凝剂调质后，污泥比阻r=3*1011m/kg,选用真空转鼓过滤机，要求脱水泥饼含水率达到80%过滤压力p=4.5*10 4N/m2,过滤周期T=120s,泥饼形成时间t=36s , 滤液动力黏度w =0.001N*S/m22. 设计计算(1)计算过滤产率L kg/(m 2*s)i/2L=2p*w*m/( l rt)式中：m 过滤机浸液比， m=t/T=0.3w 滤过单位体积的滤液在过滤介质上截留的干固体质量w=CgCo/i00( Cg-Co)=20*3/i0

28、0(20-3)=0.0353 g/ml =35.3 kg/ mCo 污泥干固体浓度Cg 泥饼干固体浓度i/2L=2p*w*m/( l rt)=2*4.5*i04*35.3*0.3/0.00i*3*i0 ii*i20) i/2=0.00515 kg/(m 2*s)=18.5 kg/(m 2*h)(2) 过滤面积 A所需真空过滤机过滤面积A：A=a*f*(1-Po)Q*103/L式中：a 安全系数，取a=1.15;f 考虑加混凝剂污泥干重增加系数，取f=1.15 ；Q 污泥量；Po 污泥含水率，%；已知日产污泥量152 m3/d ，脱水机每天工作两班，每班8h，每小时污泥量为： 152/8/2=9

29、.5 m 3/hA=a*f*(1-Po)Q*10 3/L =1.15*1.15*(1-0.97)*9.5*103/18.52 =20.37 m2选用 3 台 GT15-2.0 型转鼓真空过滤机，一台备用。每台脱水机性能： 过滤面积 15 m2， 转鼓直径 2.0 m2， 配电功率1.8KW。3. 脱水机房的布置污泥脱水机房包括机械间、药剂贮存间、值班控制室。机械间包括脱水机、皮带输送机、泥浆泵、污泥搅拌机、储泥罐等。药剂贮存间存污泥脱水前预处理所需要的药剂。机房设有 6 台泵，其中三台加泥泵，将污泥从贮泥池抽到压滤机，另三台泵为投药泵，以改善污泥的脱水性能，提高压滤机的生产能力。污泥经脱水干化

30、后，变为泥饼由卡车运送至填埋厂进行填埋。到此污水厂污泥处理结束。脱水机房的尺寸为35m 15m 4.5m,房内包括值班室，加药间和污泥外运存车处。第三掌 污水处理厂平面布置与高程布置第一节 污水处理厂的平面布置在污水处理厂厂区内有： 各种处理单元构筑物； 连通各处处理构筑物之间的管、渠及其他管线；辅助性建筑物；道路及绿地等。现就在进行处理厂厂区平面规划，布置时，应考虑的一般原则阐述于下：61.1 各种单元构筑物的平面布置处理构筑物是污水厂的主体建筑物， 在作平面布置时， 应根据各构筑物的功能要求和水力要求， 结合地形和地质条件， 确定它们在厂区内平面的位置，对此，应考虑：（ 1）污水厂的总平面

31、图一般都分区布置，主要有生活区、污水处理区、污泥处理区、动力区和远期预留地等。各区之间以道路相隔，生活区一般布置夏季主风向的上风向， 在北方地区， 并应考虑建筑物的朝阳，污泥区一般布置在夏季主风的下风向。（ 2）处理构筑物的布置应紧凑，节约用地并便于管理。一般小型处理厂采用圆形池较为经济， 而大型处理厂则采用矩形池较为经济。 除了占地、构造和造价等因素已为，还应考虑水利条件、浮渣清除以及设备维护等因素。（ 3）在处理构筑物之间，应保持一定的距离，以保证敷设连接管、渠的要求，一般的间距可取570ml某些有特殊要求的构筑物，如污 泥消化池、消化贮气罐等，其间距应按有关规定确定。61.2 管（渠）道

32、的平面布置（ 1）连接各处理构筑物的管线（渠）要通畅，尽可能地按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用地形，以减少土方量。远景设施的安排应在原始设计中仔细考虑， 除了满足远景处理能力的需要而增加的处理池外，还应为改进出水水质的设施预留场地。（ 2）污水厂内管线种类很多，应综合考虑才布置，以免发生矛盾。管（渠）道布置应该紧凑、整齐，也应该考虑才施工、安装及维护的要求，保持适当的距离。（ 3）在厂区内还设有承压管如给水管、空气管、消化气管、蒸气管以及输配电线路。 这些管线可考虑平行架空布置， 以节省用地和便于维护，地下埋设的管道可尽量集中并设管廊或管沟。（ 4）污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流。自流管道应绘制纵断面图。各种管道的敷设应按工业管道安装要求规定进行。（ 5）污水厂内应设超越管（全厂超