污水处理厂工艺设计说明书.pdf
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1、2015-12-1 作者:柏天卿环实 1201 2012011401 指导老师:胡翔 目录 一.设计资料及任务 . 5 1 设计资料 5 1.1 污水处理厂区附近地形与地质资料 . 5 1.2.城市污水资料 . 5 1.3 工业企业及公共建筑的排水量和水质资料 5 1.4 气象资料 6 2.设计任务 6 3 设计原则 7 4 设计规模 7 二 污水及污泥处理工艺总体设计 9 2.1 确定处理方案的原则 . 9 2.2 工艺流程的确定 . 10 2.2.1 A 2 /O 工艺 . 10 2.2.2 氧化沟工艺 . 11 2.2.3 方案比较 12 2.3 污泥处理工艺 . 14 2.3.1 污泥
2、处理工艺概述 14 2.3.2 污泥处理方案 15 2.4 污水、污泥处理工艺流程简述 15 三.处理构筑物设计 . 16 3.1 格栅 . 16 3.1.1 格栅的设计 16 3.1.2 粗格栅运行参数 16 3.1.3 粗格栅工艺尺寸 17 3.1.4 细格栅运行参数 18 3.1.5 细格栅工艺尺寸 18 3.1.6 格栅的附属物 20 3.2.泵房. 20 3.2.1 泵的选择 20 3.2.1 潜水泵计算 21 3.2.2 潜水泵附属物 21 3.3 平流式沉砂池 . 21 3.3.1 沉砂池的选择 21 3.3.2 平流沉砂池设计计算 22 3.4 初沉池 24 3.5 A 2/O
3、 工艺池的设计 . 25 3.5.1 设计参数 26 3.5.2、设计计算,采用A 2/O 生物除磷工艺 . 27 3.5.3 污水处理程度的计算 30 3.5.4 缺氧池 错误!未定义书签。 3.5.5 曝气池的计算与各部位尺寸的确定 30 3.5.6 曝气系统的计算与设计 32 3.6 二沉池 . 35 3.6.1 二沉池的设计计算 35 3.7、接触消毒池 39 3.8、回流污泥泵房 41 四.污泥处理工艺设计计算 . 42 4.1、设计说明及流程图 . 42 4.2、气浮浓缩池 42 4.3、厌氧消化池 44 4.4、污泥脱水间 49 五.污水处理厂高程计算 . 52 5.1 污水厂高
4、程布置原则 52 5.2、高程布置计算方法 . 54 5.3、高程布置结果 55 四投资概算 61 1、土建部分 . 61 2、设备部分 . 62 3、总投资费用 . 63 五感想与体会 64 15 万 m 3/d 污水处理厂设计说明书 一.设计资料及任务 1 设计资料 某城市位于我国南方,是一发展中的城市,人口增长率为每年2.205%。该城市 拟建一城市污水处理厂,该城市现有人口及相关资料如下。 1.1 污水处理厂区附近地形与地质资料 (1) 厂区附近地下水位标高561.00米(地表下 ); (2) 厂区附近土质构造为亚粘土; (3) 城区排水干管进厂处A 管底设计标高为 581.00米;
5、(4) 受纳水体底部设计标高为571.00米; (5) 厂区内地势为西北高,东南低 1.2.城市污水资料 表 1 城市污水资料 区域服务人口(人)污水量标准( L/人 d) 区93500 160 区71500 150 区55000 180 1.3 工业企业及公共建筑的排水量和水质资料 表 2 该市工业企业及公共建筑排水量和水质资料 工业与公 共建筑名 平均排 水量 最大排水 量(m3/h) SS (mg/L) COD (mg/L) BOD (mg/L) 总氮 (mg/L) 总磷 (mg/L) 称(m3/d) A 5500 275 350 1000 500 45 5 B 4400 220 100
6、 500 300 25 3 C 4950 253 130 450 250 30 6 D 6600 330 260 800 420 35 8 该市工业企业及公共建筑的排水量预计每年增加5%。 1.4 气象资料 表 3 该市气象资料 项目温度值项目温度值 年平均气温()21.8 月平均气温() 年最低气温()0.0 月平均最高气温()32.6 年最高气温()38.7 月平均最低气温()9.7 温度在 -10以下的天数0 温度在 0以下的天数0 年降雨量( mm/年)1094.1 年蒸发量( mm/年) 常年主导方向SE 最大风速( m/s) 2.设计任务 污水处理工艺设计(水质、水量统计计算、污水
7、处理方案及处理程度、各建 筑物的尺寸计算、污水处理流程、处理厂区平面布置图等); 污泥处理工艺设计 (污泥处理方案及处理程度、各建筑尺寸计算、 污泥处理 流程等); 污水处理厂工程概算; 辅助设施设计; 处理构筑物之间的灌渠设计(选择) 3 设计原则 认真贯彻国家有关环境保护的方针和政策,符合国家有关法律、规范、 标准。 要求处理后水质达到城市污水处理厂相关排放标准的(一级 B)要求。 在城市总体规划指导下, 采取统一规划, 使工程建设与城市发展小协调,既 保护环境,又最大限度发挥工程效益。 采用高效节能的污水处理工艺, 因地制宜地采用现代化技术, 提高管理水平, 做到投资省、运行费用低、技术
8、可靠、运行稳定。 妥善管理,避免二次污染。 选择先进、可靠、高效、运行管理方便、维修简便的排水专用设施。 污水处理厂保证一定程度的绿化、达到美化作用。 4 设计规模 处理规模为 15 万 m 3/d 的污水处理厂,污水厂运行上限按照 20 年计算 污水处理水量: 15 万 m3/d 污水水质: COD,BODmg/L,SS262mg/L,总氮 42mg/L,总磷 5.55mg/L。 (1)水量计算如下 城市污水水量: =600L/s, 根据室外排水设计规范, 取总变化系数为 1.35. 取 4 个地方的最大排水量为基准,工业企业及公共建筑排水量: 。 总水量为: 平均排水量:51841+ (5
9、000+4000+4500+6000 ) (2)水质计算如下: 由于无生活污水水质调查资料,故查阅国标,按下列标准采用: 1.生活污水的五日生化需氧量可按每人每天25g50g计算,取为 30g/人 d。 2 生活污水的悬浮固体量可按每人每天40g65g计算,取为 50g/人 d。 3 生活污水的总氮量可按每人每天5g11g计算,取为 8g/人 d。 4 生活污水的总磷量可按每人每天0.7g1.4g计算,取为 1.0g/人 d。 套用模型 BOD5 =0.57COD,取 COD 为 53g/人 d。 SS:( ()( ) COD:( ()( ) BOD:( ()( ) 总氮:( ()( ) 总磷
10、: 5 处理要求 污水经过二级处理后应符合以下具体要求: CODcrQ,即: B1 0.6 10.3472,取 B1=0.5787m (2)格栅选择:选择GH 型链条式回转格栅除污机。 实际过流速度: 0 max sin0.3472sin60 0.997 0.02 0.6 27 Qa v bhn m 3/s 格栅总长度: m H LLL 58.2 60tan 8.0 0.15.02061.04121.0 tan 0.15.0 0 1 21 其中: 1 1 0 1 0.8-0.5787 2tan2tan20 BB L0.3040m(一般取1为 0 20 ),125.0LL 0.1520m, 11
11、 hhH0.6+0.3=0.9m(一般取 1 h 为 0.3m) (4)过栅水头损失 h2: 格栅断面为锐边矩形断面( 2.42) 75. 075. 0 ) 02. 0 01. 0 (42. 2)( b S 1.439 22 0 0 0.997 sin1.439sin 600.0631m 229.81 v h g 20 30.06310.189hk hm(一般 k 取 3) 栅槽总高度: H=h+h1+h2=0.6+0.3+0.189=1.089m (5)栅渣量 对于栅条间距 b=20.0mm的格栅,城市污水中取每单位体积污水拦截污物为 W1=0.04m3103m3,每日栅渣量为 3max1
12、864001.7361 0.01 86400 1.11m /d 10001.35 1000 Z QW W K 0.2m 3/d, 因此宜采用机械清渣。 3.1.4 细格栅运行参数 污水由进水泵房提升至细格栅沉砂池,细格栅用于进一步去除污水中较小的 颗粒悬浮、漂浮物。栅前流速0.5m/s,过栅流速 0.8m/s,栅格倾角 60,数量 5 座, 栅条间隙宽度 0.01m, 格栅间隙数 85, 水头损失 0.204m, 每日栅渣量 0.78m3/d, 栅条宽度 0.01m,栅前渠道水深 0.4m。 3.1.5 细格栅工艺尺寸 (1)设栅前水深 h 为 0.5m,栅条间隙 b 为 0.01m,栅条宽度
13、 s 为 0.01m, 速度 v=0.8m/s。过栅流量: Q=150000m 3/d=1.7361m3/s,故每一个格栅过水量为 0.3472m3/s 格栅间隙数: 0 max sin0.3472sin60 80.77 0.010.50.8 Qa n bhv ,取 n=81。 格栅条总宽度: B=s(n-1)+bn=0.01(81-1)+0.01 81=1.617.1m。 进水渠道宽度 B1:要求 B1hvQ,即: B1 0.5 0.80.3472,取 B1=0.8689.0m (2)格栅选择:选择TGS-1100 型回转式格栅除污机。 实际过流速度: 0 max sin0.3472sin
14、60 0.798 0.010.5 81 Qa v bhn m3/s 格栅总长度: m H LLL 42.5 90tan 8.0 0.15.031.161.2 tan 0.15.0 0 1 21 其中: 0 1 1 1 20tan2 9. 0-7.1 tan2 BB L2.32m (一般取 1为 0 20) , 12 5.0LL 1.16m,11 hhH0.5+0.3=0.8m(一般取 1 h 为 0.3m) (4)过栅水头损失h2: 格栅断面为锐边矩形断面( 2.42) 75. 075. 0 ) 01. 0 01. 0 (42. 2)( b S 2.42 22 0 0 0.798 sin2.4
15、2sin600.068m 229.81 v h g mhkh204.0068.03 02(一般 k 取 3) 栅槽总高度: H=h+h1+h2=0.5+0.3+0.204=1.004m (5)栅渣量 对于栅条间距 b=10.0mm的格栅,城市污水中取每单位体积污水拦截污物为 W1=0.1m3103m3,每日栅渣量为 3 max1 864001.7361 0.07 86400 12.72m /d 10001.35 1000 Z QW W K 0.2m 3/d, 因此宜采用机械清渣。 3.1.6 格栅的附属物 格栅间需要根据设定的时间由PLC自动控制清污动作,同时设定手动控制。 另需安装与机械格栅
16、相配套的栅渣无轴螺旋输送机,与格栅联锁由PLC 自动控 制开停和渠道闸门,构筑物主要材质为不锈钢,渠道材质为钢筋混凝土。 3.2.泵房 由于该泵站为常年运转且连续开泵,故选用自灌式泵房。 又由于该泵站流量 较大,故选用矩形泵房。矩形泵房工艺布置合理,运行管理较方便,现已普遍采 用。 3.2.1 泵的选择 潜水排污泵是一种泵与电机连体,并同时潜入液下工作的泵类产品,与一般 卧式泵或立式污水泵相比,潜水排污泵明显具有以下几个方面的优点: (1)结构紧凑、占地面积小。潜水排污泵由于潜入液下工作,因此可直接安 装于污水池内 ,无需建造专门的泵房用来安装泵及机,可以节省大量的土地及基建 费用。 (2)安
17、装维修方便。小型的排污泵可以自由安装,大型的排污泵一般都配有 自动藕合装置可以进行自动安装,安装及维修相当方便。 (3)连续运转时间长。排污泵由于泵和电机同轴,轴短,转动部件重量轻 ,因 此轴承上承受的载荷 (径向)相对较小 ,寿命比一般泵要长得多。 (4)不存在汽蚀破坏及灌引水等问题。特别是后一点给操作人员带来了很 大的方便。 正是由于上述优点 ,潜水排污泵已越来越受到人们的重视,使用的范围也越来 越广,QW 型离心式潜污泵是在吸收国外先进技术的基础上,研制而成的新型潜 水排污泵。供输送水温不起过40,pH 值 4-10,海拔高度不超过 1000m,适用 于市政污水处理厂、泵站、工厂、医院、
18、建筑排水。因此,本项目采用QW 型 离心式潜污泵。 3.2.1 潜水泵计算 选择水池与机器间合建式的方形泵站,用10 台泵(2 台备用),预留远期 6 台泵的位置。 总水流量: Q=150000m3/d=6250m 3/h 每台水泵的流量为: Q0=6250/8=781.25m 3/h 泵型: 300QW800-15-55型潜污排水泵 水泵流量: Q=800m 3/h 扬程:水泵扬程 H=15m 电机功率 N=55kW 3.2.2 潜水泵附属物 QW 型潜污排水泵自动耦合底座等配套设备,根据集水池水位由PLC 自动 控制水泵的开停,根据累计运行时间水泵顺序轮换运行,同时设手动控制措施。 3.3
19、平流式沉砂池 3.3.1 沉砂池的选择 沉砂池的作用是去除水中密度较大的无机颗粒物,如泥沙,煤渣等。一般设 置在泵站、倒虹管、沉淀池之前,以减轻水泵和管道的磨损,防止后续处理构筑 物管道的堵塞, 缩小污泥处理构筑物的容量,提高污泥有机组分的含量, 提高污 泥作为肥料的价值。 沉砂池的形式, 按池型可以分为有平流式沉砂池、竖流沉砂 池、曝气沉砂池等。 平流式沉砂池是常用的形式, 具有截留无机可理效果较好、工作稳定、 构筑 简单、运行费用低廉和排砂方便等优点。其缺点是沉砂中含有15%的有机物,使 沉砂的后续处理难度加大。 竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内,无机物颗粒借重力沉于池 底,处理
20、效果一般较差。 曝气沉砂池是在池体的一侧通入空气,使污水沿池旋转前进, 从而产生与主 流垂直的横向环流。其优点是,通过调节曝气量,可以控制污水的旋流速度,使 除砂效果较稳定, 受流量变化的影响较小。 缺点就是构造成本相对较高,维修和 运行费用也较高。 按生物除磷设计的污水处理厂,为了保证除磷效果, 一般不采 用曝气沉砂池。 涡流式沉砂池(也称旋流沉砂池、钟式沉砂池)是利用水力涡流,泥砂和有 机物分开,加速砂粒的沉淀,有机物则被留在污水中,具有基建、运行费用低和 除砂效果好等优点。 本设计采用 2 座平流沉砂池,可以克服其他沉砂、 池的缺点分别与格栅连接, 沉砂池采用钢筋砼结构沉砂池池底采用多斗
21、集砂,沉砂由砂泵自斗底抽送到砂水 分离器,砂水分离器通入压缩空气洗砂,污水回至提升泵前, 净砂直接卸入汽车 外运。 3.3.2 平流沉砂池设计计算 沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒, 保证后续处理 构筑物的正常运行。 选型:平流式沉砂池 设计参数: 设计流量 33 max 150000/1.7361/ sQmdm,故每座沉砂池的最大流量为0.8681 3 / sm设计水力停留时间 t=40s 水平流速 v=0.25m/s (1) 长度:0.254010lvtm (2) 水流断面面积: 2max 1.7361 6.94 0.25 Q Am v (3) 池总宽度: 6.94 8
22、.68 0.8 Bm,设计有效水深为 2 0.8hm (4)沉砂斗容积: 3max 55 864001.73613286400 6.66 101.35 10 v Z QXT Vm K T2d,X3m 3/105m3 (5) 每个沉砂斗的容积( 0 V) 设每一分格有 2 个沉砂斗,则 3 0 3 . 3 3 1 . 6 6 2 Vm (6) 沉砂斗各部分尺寸: 设贮砂斗底宽 b10.6m;斗壁与水平面的倾角60,贮砂斗高 h 31.2m 3 21 2 1.99 60 h bbm tg (7) 贮砂斗容积: (V1) 223 131212 11 ()1.2 (1.990.61.99 0.6) 3
23、3 VhSSSSm2.21 3 1.66m 符合要求 (8) 沉砂室高度: (h3) 设采用重力排砂,池底坡度i6,坡向砂斗,则 33232 0.060.06(2) / 21.20.06(102 1.99) / 21.38hhlhLbbm (9) 池总高度: (H) 设超高 1 0.3hm, 123 0.30.81.382.48Hhhhm (10) 核算最小流速 0.15m/s 所以设计合理 min v 3.4 初沉池 初沉池的作用室对污水仲密度大的固体悬浮物进行沉淀分离。 选型:平流式沉淀池 设计参数: (1) 池子总面积 A,表明负荷取 2m a x 3600 1.73613600 A=3
24、125 2 Q m q (2) 沉淀部分有效水深h2 2 2 1.53 ,1.5hqtmth取 (3) 沉淀部分有效容积V 3 m a x 3 6 0 01 . 7 3 6 11 . 53 6 0 09 3 7 5VQtm (4) 池长 L 3. 651. 53. 62Lv tmv=5mm/s (5) 池子总宽度 B 3125 /115.7 27 BA Lm (6) 池子个数,宽度取6m /1 1 5. 7 / 62 0nBb个 (7) 校核长宽比 L/B=27/6=4.54 (符合要求) 长深比 =27/3=98 (符合要求) (8) 污泥部分所需总容积V )/(0 .2 23 hmmq 已
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