课程设计之污水厂设计说明书.doc
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1、1 目目 录录 第一章第一章 总论总论.3 1.1设计任务和内容.3 1.2基本资料.3 第二章第二章 污水处理工艺流程及说明污水处理工艺流程及说明.4 第三章第三章 各处理构筑物设计各处理构筑物设计.5 3.1 细格栅.5 3.2 沉砂池.6 3.3 初沉池.8 3.4 曝气池.10 3.5 二沉池.13 3.6 浓缩池及污泥脱水.16 第四章第四章 主要设备说明主要设备说明.19 第五章第五章 污水厂总体布置污水厂总体布置.20 5.1 主要构(建)筑物与附属建筑物20 5.2 污水厂平面布置.20 5.3 污水厂高程布置.21 参考文献参考文献.21 附图一、水厂平面布置及高程图附图一、
2、水厂平面布置及高程图 附图二、曝气池工艺图附图二、曝气池工艺图 2 第一章第一章 总论总论 1.1 设计任务和内容 1.1.1 设计对象设计对象 本次设计一座二级污水处理厂,地点在长沙市。 1.1.2 水质水量水质水量 项目规模:长沙某污水处理厂的建设分二期进行,首期服务人口为 7 万人,二期服务 人口增至 14 万。进水水质:pH=69; BOD5=100mg/L150 mg/L; COD=180mg/L300 mg/L; SS=100mg/L150 mg/L; NH3-N15mg/L, 磷酸盐(以 P 计) 1.8mg/L。 1.1.3 处理要求及工艺流程处理要求及工艺流程 要求出水水质满
3、足 GB 189182002城镇污水处理厂污染物排放标准的一级 B 排放 标准,即:pH=69; BOD520mg/L; COD60mg/L; SS20mg/L; NH3-N8mg/L, 磷酸盐 (以 P 计)1mg/L。 工艺流程: 污水格栅泵房细格栅沉砂池(平流式)沉淀池(推 流式鼓风)曝气池(辐流式)二沉池排放 1.1.4 厂区地形厂区地形 考虑潮水位,污水厂选址区域高程为 3237 米(黄海高程) ;平均地面标高 35m。污 水通过干渠以自流方式到厂边,厂边干渠管底标高为 28 米(黄海高程),出水排入厂址北部 的北湖,北湖常年水位 31m。 1.2 基本资料 1.2.1 地理位置:地
4、理位置: 长沙市位于湖南省东部偏北, 湘江下游和长浏盆地西缘。其地域范围为东经 111 5311415,北纬 27512841。东邻江西省宜春地区和萍乡市,南接株洲、 湘潭两市,西连娄底、益阳两市,北抵岳阳、益阳两市。 1.2.2 地形、地貌地形、地貌: 地形起伏较大,整个地势为东西南高,北部低。东西长约 230 公里,南北宽约 88 公里。 全市土地面积 11819.5 平方公里,其中城区面积 556 平方公里。 1.2.3 气候:气候: 属亚热带季风性湿润气候,四季分明,春末夏初多雨,夏末秋季多旱,夏冬季长,春 秋季短,夏季约 118127 天,冬季 117122 天,春季 6164 天,
5、秋季 5969 天。春温 变化大,夏初雨水多,伏秋高温久,冬季严寒少。 1.2.4 风向:风向: 冬季主导风向为北风,夏季主导风向为东南风。 1.2.5 降雨:降雨: 年降水量约 1300 毫米。 1.2.6 气温:气温: 市内平均气温 16.817.2C,全年无霜期约 275 天。年极端最低气温仅-2.9,极 端最高气温为 38。 3 格栅沉砂池初沉池 曝气池二沉池 进水 出水 回流污泥 剩余污泥 1.2.7 水文:水文: 北湖水位二十年一遇洪水位为 33 米,五十年一遇的洪水位为 35 米,常年水位 31 米 (以上标高均为吴淞高程) 。 1.2.8 地质:地质: 该区为平原地带,地基承载
6、力均在 18以上。地震烈度为六级。 2 / t m 第二章第二章 污水处理工艺流程及说明污水处理工艺流程及说明 工艺流程工艺流程: 特点: 利用曝气池中的好氧微生物,依靠鼓风机曝气供给的氧来分解污水中的有机物。混合 液进行沉淀分离,活性污泥回流到曝气池中去,原污水从池首端进入池内,回流污泥也同 步注入,废水在池内呈推流形式流动至池的末端,流出池外至二沉池。 优点: a.处理污水效果好,BOD5 的去除率可达 90%; b.有丰富的技术资料和成熟的管理经验; c.适宜处理大量污水,运行可靠,水质稳定。 缺点: a.运行费用好,由于在曝气池的末端造成的浪费,故提高了运行成本; b.基建费用高,占地
7、面积大; c.对外界条件的适应性差; d.由于沉淀时间短和沉淀后碳源不足等情况,对于 N、P 去除率非常低,TN 的去除率 仅有 20%的效果,NH3-N 用于细胞合成只能除 1218%,P 的去除率也很低。 说说 明:明: 由于远期人口翻一倍,故在此均按近期设计要求设计处理构筑物,远期只需再按同样 规模平行设置一组处理构筑物即可。 4 第三章第三章 各处理构筑物设计各处理构筑物设计 3.1 细格栅 3.1.1 设计污水流量设计污水流量 查 97 年版的室外排水设计规范知,长沙市在 7 万人口的情况下,综合生活用水 定额设为:170280L/cpad,取 280L/cpad。 按排污量为用水量
8、的 80计,平均生活污水量28080%=224L/cpad,取 1.5n z K 则生活污水设计流量为:(按近期设计要求计算) 0.3 1 224 70000 1.5 272( / ) 24 360024 3600 z n N K QL s 3 /ms 由于工业情况未知,这里设生活污水量为设计流量,则: 3 1 Q0.3/Qms 设 3.1.2 格栅的各部分尺寸格栅的各部分尺寸 格栅计算简图如下图所示: 1. 栅条间隙数 取栅前流速为 0.8m/s,则栅前水深,。 1 0.43 2 Q hm v 1 20.86Bhm 取过栅流速,栅条间隙宽度,格栅倾角,故:0.9/vm s0.021bm60
9、1 H h 2 h 1 h H 1 B 1 1 l500 1 H tg 1000 2 l h 1 BB 图 1. 格栅计算简图 5 (个) sin0.3sin60 34 0.021 0.43 0.9 Q n bhv 2. 栅条宽度 设栅条宽度 s=0.01 米 B=S(n-1)+bn=0.01(34-1)+0.02134=1.04m 3. 进水渠道渐宽部分长度 设进水渠宽 B1=0.65 米,其渐宽部分展开角度为 =20(进水渠道内流速为 0.77 米 /秒) 1 1 1 1.040.86 0.25 2220 BB lm tgtg 4. 栅槽与出水渠道连接出的渐宽部分长度(米) 1 2 /20
10、.125llm 5. 通过格栅的水头损失 设栅条断面为锐边矩形断面 2 4/3 1 ( )sin 2 Sv hk bg 2 4/3 0.010.9 2.242 ()3 sin60 0.02119.6 0.097m 6. 栅后槽总高度 设栅前渠道总高度 h2=0.3 米 H=h+h1+h2=0.43 +0.097+0.3=0.83 米 7. 栅槽总长度 L= +0.5+1.0+H1/tg60=0.25+0.125+0.5+1.0+(0.43+0.3)/tg60=2.30 米 1 l 2 l 8. 每日栅楂量 在格栅间隙为 0.021 米的情况下,设栅楂量为每 1000 立方米污水产 0.07 立
11、方米,则 0.2 3 1 8640086400 0.3 0.07 1.2/ 10001000 1.5 z QW Wmd K 3 /md 宜采用机械清楂。 3.2 沉砂池 3.2.1 池型选择池型选择 为了达到较好的沉沙的效果,同时为了对污水起预曝气作用,选用曝气沉沙池。 池设两个,一用一备。 3.2.2 尺寸计算尺寸计算 1. 池子总有效容积 6 设停留时间为 t=2 分钟 V= Qt60=36 m3 2. 水流断面积 设 v=0.1 米/秒 A= Q/v=3 m2 3. 池宽度 设 h2=2m b=A/h2 =3/2=1.5m 4. 池长 L=V/A=36/3=12m 5. 每小时所需空气量
12、 设(每污水所需空气量) 33 0.2/dmm污水 3 m 3 36000.2 0.3 3600216/qd Qmh 6. 沉沙室所需容积 设 t=1d,则: 363 30/10Xmm污水1.5 z K 3 66 Q X T 864000.3 30 1 86400 V=0.52 101.5 10 z m K 设每一分格有两个沉沙斗 3 0 0.52 0.26 1 2 Vm 7. 沉沙斗各部分尺寸 设斗底宽 0.3 米,斗壁与水平面的倾角为 55 度,斗高=0.5 米,沉沙斗上口宽 3 h 3 1 22 0.5 0.31.00 5555 h aam tgtg 沉沙斗容积: 22 3 011 (2
13、22) 6 h Vaaaa 22 0.5 (2 1.002 1.00 0.32 0.3 ) 6 (符合要求) 3 0.29m 3 0.26m 8. 沉沙室高度 采用重力排沙,设池底坡度为 0.06,坡向沙斗,则 332 1.5 1.0 0.060.50.060.52 2 hhlm 9. 池总高度 设超高,则总高 1 0.3hm 图 2. 曝气沉沙池计算简图 a 1 a 1 h 2 h 3 h 3 h b 7 H=0.3+2+0.52=2.82 米 123 hhh 3.3 初沉池 3.3.1 池型池型 选用平流式沉淀池,其沉淀效果好,对冲击负荷和温度变化的适应能力较强。施工简 易,造价较低。适用
14、于地下水位高及地质较差的地区,适用于大、中、小型污水处理厂。 3.3.2 主要尺寸计算主要尺寸计算 1. 池子总表面积 设表面负荷 q=,则 32 2.0/()mmh 2 36000.3 3600 540 2 Q Am q 2. 沉淀部分有效水深 设停留时间,则1.5th 2 2.0 1.53.0hq tm 3. 沉淀部分有效容积 3 36000.3 1.5 36001620VQtm 4. 池长 设水平流速为,则5/vmm s 3.65 1.5 3.627Lv tm 5. 池子总宽度: B=A/L=540/27=20 米 6. 池子个数 设每格池宽 5 米,则 n=20/5=4 个 7. 校核
15、长宽比,长深比 长宽比 L/B=27/5=5.44(符合要求) 长深比 L/=27/3=98(符合要求) 2 h 3.3.3 污泥部分计算污泥部分计算 1. 污泥部分所需的总容积 设 T=2 日,污泥量为 25 克/人日,污泥含水率为 95%,则 S=25100/(100-95)/1000=0.5/()Ld人 V=SNT/1000=0.5*70000*2/1000=70 3 m 2. 每格池污泥部分所需容积 3 /70/415VV nm 8 500500 图 3. 沉淀池污泥斗计算草图 3. 污泥斗容积 如下图所示,设 2 1.5lm 2 4 0.5 600.87 2 l htgm “ 141
16、212 1 () 3 Vhfff f 1 2.60 (5.0 1.50.5 0.55.0 1.5 0.5 0.5) 3 3 2.6m 4. 污泥泥斗以上梯形部分污泥容积 设池底纵坡0.01i 42 (0.3)(270.3 1.5) 0.010.26hLl im 1 270.30.527.8lm 3 12 242 27.8 1.5 0.26 5.018.90 22 ll Vhlm 5. 总容积 (符合要求) 3 12 2.6 18.9021.5VVm 3 15Vm 9 6. 池子总高度 设缓冲层高度为 3 0.5hm 1234 0.33.00.50.870.264.92Hhhhhm 斗内污泥可用
17、静水压或水射泵排除. 3.4 曝气池 3.4.1 设计参数设计参数: 进水水质:pH=69; =100mg/L150 mg/L; COD=180mg/L300mg/L; 5 BOD SS=100mg/L150 mg/L; 15mg/L, 磷酸盐(以 P 计) 1.8mg/L。 3 NHN 出水水质: pH=69; 20mg/L; COD60mg/L; SS20mg/L; 5 BOD 8mg/L, 磷酸盐(以 P 计)1mg/L 3 NHN 取进水,出水,则 5 150/BODmg L 5 20/BODmg L 15020 100%87% 150 3.4.2 曝气池的计算曝气池的计算 按 BOD
18、污泥负荷法计算. 1. BOD污泥负荷率的确定 拟采用 BOD 污泥负荷率为 0.3,但为稳妥,需加以校核,校 5/( )kgBODkgMLSS d 核公式为: 2 KSe f Ns 其中,。 2 0.0185K 20.0/Semg L0.870.75 MLVSS f MLSS 代入各值 5 0.0185 20 0.75 0.3190.3/() 0.87 NskgBODkgMLSS d 计算结果表明,值取 0.3 是适宜的。Ns 2. 确定混合液污泥浓度(X) 根据以定 Ns 查表得 SVI 值为 100150,取值 120。 ,取 R=0.5,则 66 1010 1.210000/ 120
19、Xrrmg L SVI 0.5 100003333/3300/ 11 0.5 R XXrmg Lmg L R 10 3. 确定曝气池的容积 V=Q243600=3927.27 QSa NsX Sa NsX 0.3 3600 24 150 0.3 3300 3 m 4. 确定曝气池各部位尺寸 设一组曝气池,取池深 h=4.2 米,则曝气池面积为 2 3927.27 935 4.2 Fm 取池宽 6m,B/h=1.43,介于 12 之间,符合规定,扩散装置可设在廊道一侧. 池长: L=F/B=935/6=156m L/B=156/8=25.9710,符合规定。 设三廊道式曝气池.单廊道长 L1=L
20、/3=156/3=52,介于 5070 之间,合理. 取超高 0.5 米,则池总高为 H=0.5+h=4.7m 3.4.3 剩余污泥的计算剩余污泥的计算 干泥量: 0.5 0.3 86400 0.130.07 3927.27 3.3 0.75WaQSrbVXv ()()1000.4/kg d41.85/kg h 湿污泥量: 3 1000.4 133.9/ 0.75 10 W Qsmd fXr 3.4.4 曝气系统的计算曝气系统的计算 采用鼓风曝气系统,曝气池出口处溶解氧浓度,计算水温 30,有关各2/Cmg L 项系数:;。 0.5a 0.15b 0.850.75110% A E 1. 平均需
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