500td生活污水处理工程设计【含CAD图纸+文档】
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500t/d生活污水处理工程设计摘 要:本文对规模为500t/d的生活污水进行处理工程的设计。生活污水是指人们在日常生活中所产生的废水,包括淋浴、洗衣、排泄、厨余废水等。生活污水的水质较为复杂,浑浊且有恶臭,呈微碱性,但相比工业废水来说,其水质相对稳定。生活污水中N、P含量比较高,所以,在生活污水中除了要去除BOD5、COD和SS,还必须进行脱氮除磷。本文结合生活污水的特征,以SBR工艺为主体处理生活污水。该工艺有运行成本低、出水水质好、脱氮除磷效果好、易于维护管理、占地少等优点。关键词:生活污水;SBR;脱氮除磷500t/d domestic sewage treatment project design Abstract: In this paper, treatment engineering of domestic sewage with the scale of 500t/d is designed. Domestic sewage means the waste water produced by people in daily life, including showers, laundry, drainage, kitchen waste etc. Sewage quality is relatively complex, turbidity and stench and alkaline, but compared with the industrial waste water, the quality is relatively stable. N, P contents are high in the sewage, therefore, While BOD5, COD and SS is removing from the water, the processing of denitrification and phosphorus removal should also be doing. According to the characteristics of the sewage, this design adopts SBR as the main body of the treatment process. The process has some advantages such as low running cost, good effluent quality, good denitrification and phosphorus removal effect, easy to maintenance and management, and less land need. Keywords: domestic sewage; SBR; denitrification and phosphorus removal 目录1引言11.1 设计背景和意义11.1.1 设计背景11.1.2 设计意义11.2 技术现状和分析11.3 设计目标与基本思路21.3.1 设计目标21.3.2 基本思路22 工程概况32.1 设计依据32.2 设计原则32.3 设计水量与排放标准42.3.1 设计水量42.3.2 设计水质42.3.3 排放标准43 处理工艺流程53.1 选择处理工艺流程的依据53.2 工艺比选53.2.1 A2/O工艺53.2.2 氧化沟工艺63.2.3 SBR工艺63.3 主体处理单元的确定83.4 处理工艺流程图83.5 预期处理效果84 处理构筑物及设备94.1 废水处理构筑物及设备设计94.1.1 中格栅94.1.2 进水泵房104.1.3 细格栅104.1.4 平流式沉砂池104.1.5SBR池114.1.6 接触消毒池114.2 污泥处理构筑物及设备设计114.2.1 污泥浓缩池114.2.2 脱水间124.3 配套管理用房设计125 总图125.1总平面布置125.2工艺流程设计125.3高程设计125.4管道布置135.5主要构筑物-沉砂池135.6主要构筑物-SBR池135.7主要构筑物-接触消毒池135.8主要构筑物-污泥浓缩池136 公用工程146.1建筑结构146.1.1建筑设计146.1.2结构设计146.1.3建筑材料和施工条件146.2电气设计146.2.1 总功率计算146.2.2 厂区和电气照明156.2.3 接地166.3 给水排水166.3.1 给水166.3.2 排水166.4 自控及仪表166.4.1 沉砂池166.4.2SBR池176.4.3 接触消毒间176.4.4 排放口出水监测177 工程投资与运行费用187.1工程投资187.1.1土建费187.1.2工艺设备费用197.1.3电气设备估算197.1.4监测设备估算207.1.5工程总投资207.1.6估算工程总投资217.2运行费用分析218 主要技术经济指标23致谢24参考文献25附录(设计计算书)261 水质水量的确定261.1 水量确定261.2 水质确定261.3 处理程度计算262 污水处理构筑物设计计算272.1 中格栅272.2 进水泵房282.3 细格栅292.4 沉砂池312.5SBR池332.6 接触消毒池373 污泥处理部分构筑物计算383.1 污泥浓缩池383.2 污泥脱水401引言1.1 设计背景和意义1.1.1 设计背景杭州市三墩镇位于杭州市西湖区,面积超过三十平方公里,近一千七公顷耕地。属于河海沉积平原,是浙江省首批村镇建设现代化示范镇。三墩镇是“和谐杭州示范区”建设相当重要的组成部分,也是西湖区所有城镇中经济最活跃、最具发展前景的乡镇。为了三墩镇的环境和谐,政府决定投资新建一个小型生活污水集中处理厂,以使收集的生活污水得到有效处理,改善镇内河水水质。本项目为2014年新建,执行新的城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)的一级B标高廷耀.水污染控制工程(第三版)M.北京:高等教育出版社,2007.。根据政府的要求,我们在去现场勘查,了解情况后的基础上,编制了该污水处理工程设计书。1.1.2 设计意义三墩镇污水处理厂的建设,减少了污水中污染物对环境的影响,降低了污水中致病菌对人体健康的危害,同时也有助于三墩镇镇容的改善,利于建设和谐城镇。1.2 技术现状和分析污水处理选择的工艺技术是设计污水处理流程的关键,与进水水质、出水要求、处理流量、成本大小等因素密切相关。从我国第一座采用活性污泥工艺的城市污水处理厂于1921年在上海建成以来冯生华.城市中小型污水处理厂的建设与管理M.北京:化学工业出版社,2001.,污水处理事业在我国得到了迅速的发展,污水处理的工艺层出不穷,由于生活污水的最主要的污染物质是有机物,因此近年来国内外主要采用生物处理技术处理生活污水。生物处理法又可分为活性污泥法和生物膜法两大类。活性污泥法主要包括曝气池和氧化沟等;生物膜法主要包括接触氧化法、生物滤池及生物转盘等。不同污水水量水质需要经过工艺比选才能选取最经济合理的污水处理工艺。1.3 设计目标与基本思路1.3.1 设计目标要求出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)的一级B标,如表1-1所示。表1-1污水排放标准 单位:mg/L(pH除外)pHCODBODSSNH3-NPO43-P6.0-9.06020201511.3.2 基本思路通过对设计水质的分析,可以看出,该生活废水要求在去除污水中有机污染物的同时,还应该具有脱氮除磷的效果。因此,所选择的工艺,不仅要去除污水中的BOD5和COD,还要去除污水中所含有的氮和磷。从进水水质和处理要求、处理的流量规模、占地面积、运行所需费用、操作的简便性、运行的可靠性等因素考虑,本设计采用间歇式SBR工艺来对废水进行处理。首先,生活污水流入中格栅,除去污水中的粗大污物,确保废水的后期处理能够顺利进行。然后,利用提升泵提高水位,污水流入细格栅。细格栅出水流入沉砂池,除去泥砂,再流入SBR池,池中的活性污泥发生作用,使污水初步达到排放要求。滗水器将上层清液滗出,进入消毒池,消毒后出水。而SBR中的沉淀污泥进入污泥浓缩池,经浓缩后的污泥与沉砂池中的污泥一道进入污泥脱水池,脱水干化成泥饼,而后往外运输。其工艺流程如图1-1所示。图1-1 SBR工艺流程图2 工程概况2.1 设计依据(1) 污水综合排放标准(GB8978-1996)(2) 中华人民共和国环境保护法(2014年04月修订)(3) 中华人民共和国水法(2002年10月)(4) 城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)(5) 序批式活性污泥法污水处理工程技术规范(HJ577-2010)(6) 中华人民共和国水污染防治法(2008年02月修订)(7) 室外排水设计规范(GB50014-2006)(8) 给水排水制图(GB/T50106-2001)(9) 给水排水工程构筑物设计规范(GB50069-2002)(10) 建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)(11) 建筑设计防火规范(GB50016-2006)(12) 混凝土结构设计规范(GB50010-2010)(13) 供配电系统设计规范(GB50052-2009)2.2 设计原则(1) 认真贯彻我国环境保护方面国策,按照国家颁布的与环境保护相关联的法规、水污染防治条例和环境方面污水排放标准。(2) 污水处理工艺的选择应该依据进水水质与水量,管线标准和利用情况进行选择。通过经济技术比较,选择低能耗、较少运行费用、较低基建费用、占地不大、操作管理简便成熟的处理工艺。(3) 废水处理厂的总平面布置追求紧凑、摆放平衡,减少占地和投资成本。(4) 选取国内外高科技、可依靠、效果好、管理和维修较方便的专用设备和仪表,尽量支持国内。(5) 采用适应我国国情的高科技自动化控制系统,提高工艺自动化程度和厂区管理水平。(6) 设计中尽可能降低污水处理区对于环境的不良影响,以免产生二次污染,有效改善污水处理厂的环境。(7) 积极慎重地采用已鉴定或是已经实践证明了是可行有效的新技术、新工艺、新材料及新设备。(8) 以人为本,尽可能充沛考虑利于污水处理厂运行、管理、控制的措施。(9) 废水处理区域的劳动组织、劳动人员、环境维护及安全卫生均严格按照国家以及地方的有关规定。2.3 设计水量与排放标准2.3.1 设计水量本设计处理能力为日处理生活污水500t/d,约500m3/d,代入公式(1.1), (1.1)式中Qd平均日污水流量,m3/d。得Kz=2.2,最大流量为0.013m3/s。2.3.2 设计水质本项目设计进水水质如表2-1所示。表2-1设计进水水质 单位:mg/L(pH除外)pHCODBODSSNH3-NPO43-P6-95002002005032.3.3 排放标准本项目设计出水水质如表2-2所示。表2-2设计出水水质 单位:mg/L(pH除外)pHCODBODSSNH3-NPO43-P6-96020201513 处理工艺流程3.1 选择处理工艺流程的依据本项目为杭州市三墩镇日常生活污水而建设的污水处理厂,已知污水水量为500t/d,属于小型污水处理。此污水水质参照表3-1。表3-1设计生活污水水质 单位:mg/L(pH除外)pHCODBODSSNH3-NPO43-P6-9500200200503生活污水的水质与工业废水相比较为稳定,但同时也更复杂。除了有机污染物,还有氮磷等易造成水体富营养化的污染物。所以在选择处理工艺时,必须考虑脱氮除磷这个因素。3.2 工艺比选传统的活性污泥法处理在小型生活污水处理中已经较少地被使用。小型污水处理工艺中使用最广泛,并可以实现脱氮除磷的主要有A/O工艺;氧化沟工艺;SBR工艺等杨岳平.废水处理工程及实例分析M.北京:化学工业出版社,2002.。3.2.1 A2/O工艺A2/O工艺即厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺。第一个A就是厌氧段,主要用于脱氮除磷;第二个A是缺氧段,主要用于脱氮;O就是好氧段,主要用于去除水中的有机物。它不仅可以去除污水中的有机污染物,还可以去除氮、磷。对于高浓度有机污水及难降解污水,在好氧段前设置水解酸化段,可显著提高污水可生物降解性。A2/O工艺的优点:(1) COD、BOD5、SS的去除率高,脱氮除磷的去除率高。(2) 运行费用低廉、占地较少,出水水质较好等特点李彦春,王志宏,汪立飞.城市污水处理技术探讨J.四川环境,2001,20(1):40-42.。(3) 不易产生污泥膨胀,且产生的剩余污泥量较少。(4) 工艺构造简单,操作简单。A2/O工艺的缺点:(1)有污泥回流,污泥处置量大。(2)而且工艺复杂,不节能。(3)构筑物较多,建筑成本高。(4)存在污泥回流和混合液回流等多个回流系统,管线长且多,管理难度增加。3.2.2 氧化沟工艺氧化沟是活性污泥法的一种变形,它的池体狭长,所以称为氧化沟。氧化沟为延时曝气法的一种特殊形式,一般采用圆形或椭圆形廊道,池体狭长,池深较浅,沟内设机械曝气和推进装置。通过曝气或搅拌,使得活性污泥呈现悬浮状态。氧化沟有几种构造,主要有:A、卡罗塞式;B、奥巴尔型;C、交替工作式氧化沟;D、曝气沉淀一体化氧化沟周雹,谭振江.中、小型城市污水处理厂的优选工艺J.中国给水排水,2000,16(10):21-24.。氧化沟工艺的优点:(1) 在氧化沟中易形成区域缺氧环境,之后进行硝化与脱氮过程,具有脱氮除磷的效果,脱氮效率一般80%王兴康,李亚新.Carrousel氧化沟理论与设计计算J.科技情报开发与经济.2005.15(17):3-5.,同时又可提高污泥的沉降性能。(2) 由于沟内流动速度快,停留时间也长,池体一般比较大,进入沟内的污水能够立即被稀释,因而具有非常强的抗冲击能力。(3) 由于水力停留时间和污泥龄都较长,悬浮物的去除率高,污泥产量小并较稳定,一般不设初沉池与污泥消化池。若情况允许,可以不设二沉池及污泥回流系统,管理方便,投资及运行费用也较低。(4) 进出水装置简单。(5) BOD负荷低,处理水质良好。 氧化沟工艺的缺点:(1) 存在污泥膨胀。(2) 占地面积大。(3) 在池内容易形成死区,有沉砂。3.2.3 SBR工艺SBR工艺即序批式活性污泥污水处理工艺。SBR法由于具有一系列优于普通活性污泥法的特征,目前已普遍应用于污水处理工程中。SBR法中的曝气池也具备沉淀作用,厌氧、好氧过程也在同一池中进行。其运行操作由进水、反应、沉淀、滗水、闲置五个工序组成。通过调节每个工序的时间,可达到除磷脱氮的效果。与传统方法相比,SBR技术采用时间分割的操作方法,主要特征是在时间上的有序和间歇操作。目前SBR工艺的应用正在我国逐步兴起。SBR工艺的优点:(1) 处理设施比较少,构造比较简单,方便操作与维护管理,一般取消污泥回流设备,投资少。(2) 耐冲击负荷高,对污水有稀释、缓冲作用,有效抵抗水量和有机物的冲击李伟,徐国勋.小城镇污水处理设施的特点及对策J.中国给水排水,2012,28(6):29-32.。(3) 运行效果稳定,反应时间短、效率高,出水水质好。(4) 操作灵活,工艺中每个工序可根据水质及水量进行调节,通过改变控制方式,可以实现脱氮除磷功能,并且具有较好效果。(5) 污泥沉降性能好,能有效防止丝状菌膨胀。(6) 流程简单、造价低廉,易于处理设施建筑的扩建和改造。(7) 占地少。SBR工艺的缺点:(1)自动化控制要求高郭茂新,孙培德,楼菊青.水污染控制工程学M.北京:中国环境科学出版社,2005.。 (2)对滗水器的要求很高。 3.2.4 工艺确定根据上述三个处理工艺描述,处理效果均可满足处理要求,但都有其优点和局限性,对工艺技术、经济和环境特性进行比选,结果见表3-2。表3-2污水处理工艺的比较项目比较内容工艺A2/OSBR氧化沟技术应用情况国内外广泛应用,经验多中小型城市广及间接排放的工业废水泛应用国内外应用较多,特别是中小型城市出水水质可满足一级排放标准可满足一级排放标准可满足一级排放标准耐冲击负荷耐水量和浓度变化能力较差耐水量变化能力强、浓度变化能力差耐水量和浓度变化能力好剩余污泥情况量大、稳定性差一般,稳定性好量小,稳定性好污泥膨胀可能性容易发生不易不易对自控要求高高一般运行管理非常复杂复杂简单经济建设投资较大较小较小运行费用一般较小小能源消耗大大较小管理人员多少较少占地面积最大小较小环境状况噪声较大较大小臭味较大一般较大 如表3-2所示,SBR工艺以其占地少、投资低、流程简单、出水水质好等优势,被选为本项目的生活污水主要处理工艺。3.3 主体处理单元的确定(1) 格栅(预处理) 格栅设备一般只置于污水处理之前和提升泵池的入口,主要作用是除掉污水中较大的悬浮固体,来减轻后续水处理过程中的处理负荷,并且起到保护水泵、管道、仪表等的作用。(2) SBR池 SBR法的主要特征是在操作运行上的有序和间歇操作,SBR法的核心设施是SBR反应池,该池集合了均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一体,不设污泥回流系统。(3) 接触消毒池 接触消毒池即是使消毒剂与污水混合,再进行消毒的构筑物。它的主要功能是消灭处理后污水中的致病微生物。污水处理厂中经常使用的消毒试剂有二氧化氯、次氯酸钠、液氯、次氯酸钙等。3.4 处理工艺流程图处理工艺流程如下图1-1所示。3.5 预期处理效果表3-3 设计处理效果预测表(除pH外,单位:mg/L)项目pHCODBOD5SSNH3-NPO43-P原水水质69500200200503中格栅去除率出水69500200200503进水泵房去除率出水69500200200503细格栅去除率5%出水69500200190503沉砂池去除率10%出水69500200171503SBR池去除率90%90%90%70%70%出水69502017.1150.9消毒池去除率出水69502017.1150.9排放标准696020201514 处理构筑物及设备4.1 废水处理构筑物及设备设计4.1.1 中格栅表4-1 中格栅功 能截留水中的较大悬浮固体,以减轻后续处理中构筑物的负荷数 量1座栅条间隙数3格栅尺寸2.4m0.5m0.7m(LBH)栅条断面锐边矩形断面4.1.2 进水泵房表4-2 进水泵房功 能用来提升污水的水位,确保污水能在污水处理全程中顺利通过 ,达到污水的净化数 量1座泵房尺寸3m8m(DH)材质钢筋混凝土构造半地下式设备配置80WQ60-13-5.5型污水提升泵2台(1用1备)4.1.3 细格栅表4-3 细格栅功能截留水中的悬浮固体或漂浮固体,确保后续处理设施能够正常运行数量1座栅条间隙数6格栅尺寸2.4m0. 5m0.8m (LBH)栅条断面锐边矩形断面4.1.4 平流式沉砂池表4-4 平流式沉砂池功 能去除污水中将比重较大的颗粒数 量1座(两格)沉砂池尺寸6m0.6m0.96m (LBH)有效水深0.054m水力停留时间30s贮泥区容积0.03m3(每个沉砂斗)除砂方法重力排砂设备配置ZGSJ-600型链条刮砂机2台(1用1备)4.1.5SBR池表4-5 SBR池功 能脱氮除磷,去除水中的COD、BOD和SS数 量2座尺寸10m7.5m8m(LBH)设备配置L52LD罗茨鼓风机3台(2用1备)QW25-8-22-11型潜污泵3台(2用1备)MRD180型旋转滗水器3台(2用1备)4.1.6 接触消毒池表4-6 接触消毒间功能改善水质,减少细菌含量数量1座尺寸5.1m3m2m(LBH)消毒剂选择二氧化氯停留时间30min加氯量0.18kg/h设备配置JLF-0.5真空加氯机2台(1用1备)QJB0.8518-260/3-740/C/S型潜水搅拌机2台4.2 污泥处理构筑物及设备设计4.2.1 污泥浓缩池表4-7污泥浓缩池功能储存生化污泥,并减少污泥体积数量1 座尺寸2.6m4.9 m(DH)浓缩时间15h配套设施JYWQ50-25-18-1200-3型潜水式污泥泵2台(1用1备)4.2.2 脱水间表4-8 污泥脱水间数量1座尺寸4m4m2m(LBH)备注BMS2/320型板框压滤机2台(1用1备)4.3 配套管理用房设计管理用房见表4-9。表4-9 管理用房房间名称数量构造平面面积配电室1砖混结构5.0m4.5m脱水机房15.0m4.0m综合办公楼15.00m4.00m车库110.00m3.00m值班宿舍110.00m5.00m传达室12.00m2.00m5 总图5.1总平面布置总平面布置图见附录2总平面布置图。5.2工艺流程设计流程设计图见附录3工艺流程设计图。5.3高程设计高程设计图见附录4工艺流程高程设计图。5.4管道布置管道布置图见附录5平面布置管道图。5.5主要构筑物-沉砂池主要构筑物平剖面图见附录6沉砂池平面及剖面图。5.6主要构筑物-SBR池主要构筑物平剖面图见附录7 SBR池平面及剖面图。5.7主要构筑物-接触消毒池主要构筑物平剖面图见附录8 接触消毒池平面及剖面图。5.8主要构筑物-污泥浓缩池主要构筑物平剖面图见附录9 污泥浓缩池平面及剖面图。6 公用工程6.1建筑结构6.1.1建筑设计根据废水处理工艺设计,废水处理工程建设可分为处理构筑物和辅助生产建筑物两部分,并以水处理构筑物为主体,房屋建筑、配电房及其他用房。以废水处理主要工艺构筑物为主区布置,使值班室、办公室、脱水机房、配电房按功能区划分,分配于处理构筑物的附近。不仅节约土地,还便于管理。构筑物的设计在达到工艺要求的前提下,达到功能分区明显,平面布置紧凑、合理地确定各建、构筑物之间的间距,满足消防、日照、通风等要求。6.1.2结构设计所有水池均采取钢筋混凝土结构。混凝土标号为C25,抗渗标号为S6。建筑基础采取C20混凝土,砖砌体采用Mu7.5机制砖和M5混合砂浆砌筑。根据各构筑物的体积以及不同埋深采用填加抗渗剂,必须要注意的是,池体较大的池子设置伸缩缝处理。6.1.3建筑材料和施工条件砖、水泥等主要建筑材料均可按要求标号供应。将一般结构施工承包给适合的建筑公司,严格按照现行工程施工规范和图纸施工,同时必须在质检部门的质量监督下施工尹士君,李亚峰.水处理构筑物设计与计算M.北京:化学工业出版社,2006.。公路汽车作为主要交通工具。6.2电气设计6.2.1 总功率计算表6-1设备用电量计算设备装机功率(kw)实际功率(kw)用电时间(h)实际用电量(kwh)80WQ60-13-5.5型污水提升泵(1用1备)115.524132ZGSJ-600型链条刮砂机(1用1备)1.50.752418L52LD罗茨鼓风机(2用1备)4.531854QW25-8-22-11型潜污泵(2用1备)3.32.21252.8MRD180型旋转滗水器(2用1备)1.651.11213.2JLF-0.5真空加氯机(1用1备)2.01.01515.0QJB0.85/8-260/3-740/C/S型潜水搅拌机(2用1备)2.551.72440.8JYWQ50-18-1200-3型潜水式污泥泵(1用1备)31.5812G25-1型单螺杆泵(1用1备)31.51218BMS2/320型板框压滤机(1用1备)1051260空调用电1.51.5824总计439.8整个废水处理工程每日耗电439.8kwh。6.2.2 厂区和电气照明照明电源确定为220V单相带中性线,来自附近的照明配电箱。照明配电箱所用电源来自于低压配电室内的开关柜馈线回路崔玉川. 城市污水厂处理设施设计计算M.北京:化学工业出版社, 2008.。室内照明灯具采用一般灯具,光源采用白炽灯或荧光灯,室外照明灯具采用防水防尘灯,防护等级IP-55。道路照明采用路灯灯具,电光源采用高压汞灯或高压钠灯,采用光电管控制,配线采用聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装铜芯电缆直埋。应急照明采用自带蓄电池的照明灯具。6.2.3 接地在0.4KV电源进线处安装电气中性点重复接地装置,并且接地电阻10。所有用电设备的金属外壳,以及所有配电间的低压配电的外壳,必须能够可靠接地。6.3 给水排水6.3.1 给水污水处理厂生活用水主要由厂区自来水供给。接入的自来水管径为DN100,在接入口设置水表箱。压滤机冲洗水每日耗损量较大,所以采取处理水循环回用方式,是水的损耗降到最低。6.3.2 排水压滤机冲洗过的水、滤出来的水和污泥浓缩池上层汲取的清液等均被收集进入废水处理系统。下雨天,污水处理厂通过道路边的雨水口收集雨水,再顺着路边管道接到雨水道排到外面。另外,处理后水需要根据实际情况确定排放方式。6.4 自控及仪表6.4.1 沉砂池(1)液位在线测控仪,设置停泵水位、开泵水位、报警水位;(2)pH在线测控仪;6.4.2SBR池(1)液位在线测控仪;(2)pH在线测控仪;(3)PLC(4)温度在线测控仪;6.4.3 接触消毒间(1)液位在线测控仪;(2)pH在线测控仪;6.4.4 排放口出水监测根据环保要求,排放出口需同时监测流量和COD等。7 工程投资与运行费用7.1工程投资此项目工程投资包括土建费用、工艺设备费用、电气设备费用、监测设备费用及间接费用。7.1.1土建费土建费用是指污水处理厂构筑物和房屋的建筑费用,表7-1所示为构筑额土建费用,表7-2所示为房屋土建费用,均为预算。其中,构筑物的单价依照每立方米600元计算。表7-1 构筑物土建费用预算序号名称尺寸费用(万元)1中格栅2.4m0.5m0.7m0.05042提升泵房3m8m3.39293细格栅2.4m0.5m0.8m0.05764平流沉砂池(两格)6m0.6m0.96m0.20745SBR池(两池)10m7.5m8m366接触消毒池5.1m3m2m1.8367污泥浓缩池2.6m4.9m1.568污泥脱水间4m4m2m1.920合计45.02表7-2 房屋土建费用预算房间名称数量单价(元/m2)平面面积费用(万元)配电室14505.00m4.50m1.13脱水机房15.00m4.00m0.9综合办公楼15.00m4.00m0.9车库110.00m3.00m1.35值班宿舍110.00m5.00m2.25传达室12.00m2.00m0.18合计6.71土建费用合计为E1=45.02+6.71=51.73万元。7.1.2工艺设备费用表7-3工艺设备费用序号名称型号单价(万元)数量费用(万元)1污水提升泵80WQ60-13-5.5型0.12台0.22链条刮砂机ZGSJ-600型1.02台2.03罗茨鼓风机L52LD型1.03台3.04潜污泵QW25-8-22-11型0.73台2.15旋转滗水器MRD180型0.83台2.46真空加氯机JLF-0.5型0.72台1.47潜水搅拌机QJB0.85/8-260/3-740/C/S型0.33台0.98潜水式污泥泵JYWQ50-18-1200-3型0.22台0.49单螺杆泵G25-1型0.32台0.610板框压滤机BMS2/320型0.62台1.211管路阀门及配件若干2.0合计16.27.1.3电气设备估算表7-4电气设备费用名称数量单价(万元)总价(万元)位置低压配电屏2套0.250.5低压配电间低压起动柜2套1.02.0风机电控动力配电柜1套0.070.07提升泵房照明系统2标配电线电缆2标配合计6.577.1.4监测设备估算表7-5监测设备费用名称数量单价(万元)总价(万元)位置液位计LDZ型6套1.06.0沉砂池、SBR池压力表19套0.20.38泵溶解氧仪62.012.0SBR池温度计20.050.1SBR池PLC25.010.0SBR池pH计60.53.0沉砂池、SBR池在线COD监测仪13.03.0排放口合计34.487.1.5工程总投资工程总投资等于工程直接费用加工程间接费用,表7-6为工程直接费用,表7-7为工程间接费用。表7-6工程直接费用直接费用价格(万元)土建构筑物/建筑物51.73工艺设备16.2电气设备6.57监测设备34.48合计108.98表7-7工程间接费用间接费用费率()价格(万元)基数(万元)工艺设计费52.58651.73工艺调试费42.069设备运杂费30.48616.2设备安装费81.296税金55.449108. 98合计11.8867.1.6估算工程总投资工程总投资为:108.98+11.886=120.866万元7.2运行费用分析电费见表6-1。表7-8运行费用表项目数量单价价格(元)电费439.8kwh0.7元/kwh307.86人工费3(三班制,每班1人)100元/天.人300药剂费7kg(二氧化氯)26元/kg182维修费200总计989.86每天处理水量为500t,所以1.98元/吨污水。8 主要技术经济指标主要技术经济指标见下表8-1所示。表8-1主要经济技术指标序号项目数量1处理规模500t/d2工程投资125.811万元3电耗439.8kwh/d4劳动定员3人5运行费用989.86元6处理成本1.98元/t7占地面积271.2m2致谢对于这次的毕业设计,我投入了十二分的精力。我希望将我在大学四年所学的知识充分发挥出来。通过对设计题目的理解、污水处理工艺的选择、处理流程的确定、各个构筑的的确定与计算、工程费用的计算,设计中的各个环节,我将之前学到的东西一一串联起来,做到融会贯通。在本次设计之中,感谢沈东升老师在百忙之中,抽出时间来对我悉心教导,为我解惑,指点出我的设计中所存在的问题,并帮助我修改其中的错误,使我做出合理的设计。我明白要为自己做的设计负责,就如同我们在生活中要为我们说过的话,做过的事负责。最后感谢所有在我大学期间教育、指导过我的老师们。同时也感谢母校给予我这四年五彩斑斓的大学生活。参考文献40附录(设计计算书)1 水质水量的确定1.1 水量确定本设计处理能力为日处理生活污水500t/d,约500m3/d,查表得变化系数Kz=2.2,最大时流量为46.37m3/h。1.2 水质确定设计进水水质如下表1所示。表1设计进水水质 单位:mg/L(pH除外)pHCODBODSSNH3-NPO43-P6-9500200200503设计出水水质如下表2所示。表2设计出水水质 单位:mg/L(pH除外)pHCODBODSSNH3-NPO43-P6-96020201511.3 处理程度计算COD的去除效率BOD的去除效率SS的去除效率NH3-N的去除效率PO43-P的去除效率2 污水处理构筑物设计计算2.1 中格栅2.1.1设计说明中格栅的主要作用是截留污水中较大的悬浮物,对水泵起保护作用,使后续工艺得以顺利进行。2.1.2设计参数设计流量QMax=0.013m3/s过栅流速v=0.7m/s栅条宽度s=0.01m,格栅间距d=20mm格栅倾角=60栅前水深h=0.3m采用锐边矩形栅条形状系数=1.792.1.3 设计计算(1)栅条间隙数n(2)格栅的建筑宽度b由于水量小,计算出来的结果偏小,为了设计的需要、施工的方便和设备选型的准确,决定取栅槽宽度B=0.50m。(3)水力计算A. 圆形栅条阻力系数B. 过栅水头损失h2式中:h2通过格栅的水头损失,m; g重力加速度,m/s2; k格栅被污染物堵塞导致阻力增大的系数,取k=3;(4)栅后槽的总高度H式中:h栅前水深,m; h1格栅前的渠道超高,取0.3m; h2格栅的水头损失。(5) 格栅的总建筑长度L式中:l2格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度,一般L2=0.5L1; H1格栅前的渠道深度,H1=h+h1=0.6m; l1进水渠道渐宽部位的长度,;其中:B1进水渠道宽度,取0.25m;1进水渠道渐宽部分的展开角度,一般1=20。(6)每日栅渣量W式中:W1栅渣量,m3/103m3(污水),这里取0.10;Kz生活污水流量总变化系数,取值为2.2。所以宜采用人工清渣。格栅尺寸:L(m)B(m)H(m) =2.40.50.7 m3结构:采用格栅间隙20mm,栅条断面为锐边矩形,清除方式为人工清除。格栅间设置工作台,台面高出栅前最高设计水位0.5m,工作台上设有安全措施和冲洗措施。工作台两侧过道宽度取1m,工作台正面宽度取1.5m。数量:1座。2.2 进水泵房2.2.1 设计说明污水经过一次提升后,自流通过细格栅、沉砂池、SBR池等后续工艺,最后通过排水管道排出。2.2.2 设计参数设计流量QMax=0.013m3/s2.2.3 设计计算集水池容积(用一台水泵工作6分钟的水量计算)。QMax=0.013m3/s,采用2台水泵(1用1备),则水泵容量为13L/s。进水渠宽B1=0.25m,进水渠道内的流速为0.55m/s。每台泵的设计流量 Q=0.0133600=46.8m3/h,选择泵的流量为50m3/h。由于污水处理厂规模小,考虑平时可不设值班人员,定期开泵;夜间流量也很小,集水池的容积必须能容纳夜间的流量。所以取集水池直径为3m,容积10m3,有效深度1.5m,比规范一般规定较大。为满足水泵吸程,集水池自最低水位至水泵轴不超过5.5m。池内设置通风孔,通至室外,上下设人孔、爬梯。结构:圆形泵房,钢筋混凝土。2.2.4 配套设施根据最大流量设计,选用2台80WQ60-13-5.5型污水提升泵(1用1备)通过液位计来实现自动控制;出水管上设置管式流量计,对出水流量进行监测和控制。污水提升泵的性能参数如表3所示:表3 80WQ60-13-5.5型污水提升泵性能参数功率(kw)扬程(m)转速(r/min)流量(m3/h)口径(mm)5.513290060802.3 细格栅2.3.1设计说明细格栅的主要作用是截留污水中较大的悬浮物,对水泵起保护作用,使后续工艺得以顺利进行。2.3.2设计参数设计流量QMax=0.013m3/s过栅流速v=0.7m/s栅条宽度s=0.01m,格栅间距d=10mm格栅倾角=60栅前水深h=0.3m采用锐边矩形栅条形状系数=1.792.3.3 设计计算(1)栅条间隙数n(2)格栅的建筑宽度b由于水量小的缘故,计算数据偏小,为了设计的需要、施工的方便以及设备选型的准确,取栅槽宽度B=0.50m。(3)水力计算A. 圆形栅条阻力系数B. 过栅水头损失h2式中:h2通过格栅的水头损失,m; g重力加速度,m/s2; k考虑到由于格栅收到污染物堵塞后格栅阻力增大的系数,取k=3;(4)栅后槽的总高度H式中:h栅前水深,m; h1格栅前的渠道超高,取0.3m; h2格栅的水头损失。(5)格栅的总长度L式中:L2格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度,一般L2=0.5L1; H1格栅前的渠道深度,H1=h+h1=0.6m; L1进水渠道渐宽部位的长度,;其中:B1进水渠道宽度,取0.25m;1进水渠道渐宽部分的展开角度,一般1=20。(6)每日栅渣量W式中:W1栅渣量,m3/103m3(污水),这里取0.05;Kz生活污水流量总变化系数,取值为2.2。所以宜采用人工清渣格栅尺寸:L(m)B(m)H(m) =2.40.50.8m3结构:采用格栅间隙10mm,栅条断面为锐边矩形,清除方式为人工清除。格栅间设置工作台,台面高出栅前最高设计水位0.5m,工作台上设有安全措施和冲洗措施。工作台两侧过道宽度取1m,工作台正面宽度取1.5m。数量:1座。2.4 沉砂池2.4.1设计说明沉砂池是从废水中分离密度较大的颗粒,设在生化处理前,保护管道免受磨损,缩小污泥处理构筑物容积,提高污泥有机组分含量。本设计选用平流式沉砂池,设计一组,分为2格独立运行,并按并联设计。污水量较小时,可考虑一格工作,一格备用。考虑到故障等因素,每格均按照最大进水流量进行计算。2.4.2 设计参数设计流量:QMax=0.013m3/s设计流速:v=0.20m/s水力停留时间:t=30s2.4.3设计计算(1)沉砂池长度LL=vt=0.230=6m(2)水流断面积AA=QMax/v=0.013/0.2=0.065m2(3)池总宽度B设计n=2格,每格宽取b=0.6m沉砂池总宽B=2b=20.6=1.2m(没有考虑隔墙壁宽)(4)有效水深h2h2=A/B=0.065/1.2=0.054m 式中:A水流断面面积,m2 B池总宽度,m(5)沉砂斗所需容积V V=式中:X城市污水沉砂量,m3/(106m3),一般采用30;T清除沉砂的间隔时间,d,取T=2d;水流量变化系数,取2.2;每一个分格设置2个沉砂斗,则每个沉砂斗的容积为:V1=0.03/4=7.510-3m3(6)沉砂斗各部分尺寸及容积:设斗底宽a1=0.5m,斗壁与水平面之间的倾角为60,斗高度hd=0.5m,则沉砂斗上口宽:沉砂斗容积:(大于V1=7.510-3m3,符合要求)(7)沉砂池高度:采用重力排砂,设计池底坡度为0.06,坡向沉砂斗长度为沉泥区高度:h3=hd+0.06L2 =0.5+0.061.9=0.614m(8)池总高度H :设超高h1=0.3m,H=h1+h2+h3=0.3+0.06+0.6=0.96m沉砂池结构尺寸:LBH=6m0.6m0.96m,有效水深0.054m。结构:平流式沉砂池,采用重力排砂,钢筋混凝土。2.4.4配套设备根据最大流量设计,采用ZGSJ-600型链条刮砂机2台(1用1备)。其性能参数如表4所示:表4 ZGSJ-600型链条刮砂机性能参数功率(kW)集砂槽净宽(mm)刮板线速(m/min)排沙能力(m3/h)0.75600322.5SBR池2.5.1 设计说明去除废水中的有机物,脱氮除磷。SBR法的处理效果为进水CODCr=500mg/L、BOD5=200mg/L、SS=200mg/L,出水标准:CODCr=60mg/L、BOD5=20mg/L、SS=20mg/L。2.5.2 设计参数最大流量:QMax=0.013m3/s平均流量:Q=500t/d设计混合液MLSS浓度:X=4500mg/LBOD-SS负荷:LS=0.05kgBOD/(kgSSd)每日周期:n=3反应池有效水深:H=5m排出比:1/m=1/4反应池超高:3m安全水深:=0.5m2.5.3设计计算(1) 各工序所需时间曝气时间TA式中:S0进水BOD浓度,200mg/L;沉淀时间TS排水时间一个周期所需时间:周期次数为:取n=3,则每个周期为8h。进水时间TF(2)反应器容积V根据进水时间4h和进水流量的变化规律,求出1个周期最大流量变化比r=1.5,由公式考虑到流量的变动,反应器修正的容积为:反应器水深为5m,则所需面积为:池宽与池长之比为0.51,设池宽7.5m,则池长=,池宽与池长比为0.75。(3)需氧量、供氧量及供气量需氧量:按去除1kgBOD5需氧2kg计算,周期数n=3,反应器数为2池,则一个周期的需氧量是:以曝气时间TA=2.7h为周期的需氧量为:供氧量设计水温为20,淹没水深为4.8m,EA=15%,空气离开反应器的时刻,氧的百分浓度为:则:供氧能力:供风量根据供氧能力,求得鼓风机供气量GS为:(4)空气管道系统计算曝气器个数按供氧能力计算曝气器个数。采用微孔曝气器,服务面积0.30.75m2,充氧能力qc=0.07kgO2/(h个),空气扩散器布置间距=0.60m。供风管道计算供风干管:流量,流速v=10m/s,管径取干管直径为DN150mm。支管:采用双侧供气,流量,流速v=10m/s,管径取支管直径为DN100mm。(5)污泥量计算污泥干固体量(kg/d)=设计水平均流量(m3/d)进水SS浓度(mg/L)污泥干固体产率系数/1000各工艺的污泥干固体产率系数为:标准活性污泥法0.85;延迟曝气法0.75;纯氧曝气法0.85;氧化沟法0.75;SBR高负荷S
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