小型污水處理站設計.doc

1 小型污水處理站設計計算說明書小型污水處理站設計計算說明書 目目 錄錄 目錄目錄 1 1 1 1 總論總論 2 2 1 1 設計任務和內容 2 1 2 基礎資料 2 2 2 污污水水處理廠工藝流程說明處理廠工藝流程說明 3 3 3 3 處理構筑物的設計計算處理構筑物的設計計算 4 3 1 格柵的設計 4 3 2 集水井和泵房的設計 4 3 3 豎流式初沉池設計計算 4 3 4 接觸氧化池的設計計算 5 3 5 豎流式二沉池設計計算 7 3 6 濃縮池設計計算 9 3 7 帶式壓濾機設計計算 11 4 4 設備的選擇設備的選擇 1212 4 1 鼓風機設備選型 12 4 2 曝氣頭設備的選型 12 4 3 軟性纖維填料設備的選型 12 4 4 提升泵的設備選 型 12 5 5 污水處理廠總體布置污水處理廠總體布置 1313 5 15 1 污水廠平面布 置 13 5 2 污水廠高程布置 13 5 3 高程計 算 14 致謝致謝 16 16 參考資料參考資料 16 16 2 1 1 總論總論 1 11 1 設計任務和內容設計任務和內容 水處理工程課程設計的目的在于加深理解所學專業(yè)知識 培養(yǎng)運用所學專業(yè)知識的 能力 學會城市污水處理廠和水廠工藝設計一般步驟和方法 鍛煉獨立設計 計算 繪 圖工程設計圖紙的能力 針對設計書所給選題 完成設計計算說明書和設計圖 設計深度一般為初步設計的 深度 1 1 11 1 1 污水處理工程設計基礎要求 污水處理工程設計基礎要求 1 工藝流程的選擇確定 水處理工藝流程的選擇應根據(jù)原水水質與處理后排放水要求達到的水質之間的差距 處理規(guī)模 水處理試驗資料 處理廠地區(qū)有關的具體條件等因素綜合分析 進行合理的 工藝組合 要說清楚工藝原理和選擇思路 1 1 21 1 2 說明書中的計算主要包括以下幾個方面說明書中的計算主要包括以下幾個方面 1 污水流量及水質計算 根據(jù)所給原水水質 水量情況 計算污水廠要處理的污水中污染物的平均濃度 最 高濃度 污水平均流量 最大流量 2 處理程度的計算與確定 根據(jù)國家或地方廢水排放標準 污水廠周圍環(huán)境狀況和水體水質要求 排入水體 的自凈能力計算確定污水廠允許排放的廢水最高污染物濃度 3 構筑物的計算 參考課本或查閱相關資料中的各構筑物的設計計算方法 選取合適的池型 設計工 藝參數(shù) 計算確定各構筑物的數(shù)量和結構尺寸 4 連接管 溝 道的水力計算和各構筑物的地面相對高程計算 5 附屬配套設備的選型計算 1 1 31 1 3 設計內容設計內容 1 對工藝構筑物選型作說明 2 主要處理設施 格柵 初沉池 生物接觸氧化池 二沉池 的工藝說明 3 主要設備 初沉池 生物接觸氧化池 過濾池 二沉池 濃縮池 的選擇計算 4 污水處理工藝平面和高程布置及繪制 重要構筑物三視圖的繪制 1 21 2 基礎資料基礎資料 1 2 11 2 1 設計題目設計題目 某小型污水處理站 600m3 d 污水處理工程設計 1 2 21 2 2 基礎資料基礎資料 1 進水水質 3 BOD5 180mg L SS 150mg L PH 7 0 8 5 lmgCODCr 300 2 處理要求 污水經(jīng)二級處理后應符合 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準 一級 B 標準出水 COD 100mg l BOD5 30 mg l SS2h 合格t Q Hnf 24 1320 3124 6 氧化池總高度 h 超高 0 6m h 填料上部穩(wěn)定水層深 0 4m h 填料層間隙高 0 2m 123 h 配水區(qū)高深采用多孔曝氣時 進入檢修者取 1 5m 4 取 6m mhhmhhHH7 55 12 0 12 4 06 031 43210 7 污水在池內實際停留時間 h Q hHnf t7 424 1320 6 00 6124 24 10 8 填料總體積 3 1 1443124mnfHV 9 采用多孔管鼓風曝氣供養(yǎng) 所需空氣量 D D Qmax 151320 19800m d 825m3 h 0 3 10 每格氧化池需氣量 D 1 min 44 3 25 206 4 825 33 mhm n D 16 圖 3 2 生物接觸氧化池示意圖 3 53 5 豎流式二沉池設計計算豎流式二沉池設計計算 設中心管內流速 采用池數(shù) 總設計最大流量smv 03 0 0 2 n Qmax QKz 600 2 2 1320 m d 即 3 smq 008 0 2 015 0 3 max 設水力停留時間時間 40s 2 0 max 27 0 03 0 008 0 m v q f 1 中心管直徑 取 600 mm 0 max 4 v q d m58 0 03 0 14 3 008 0 4 2 中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度 設 mddsmv35 1 135 1 35 1 02 0 011 mm dv q h1 009 0 35 1 02 0 008 0 11 max 3 3 沉淀部分有效斷面面積 設表面負荷 則 hmmq 23 5 1 smv 0004 0 1000 3600 5 1 m vK q F z 1 9 0004 0 2 2 008 0 max 17 4 沉淀池直徑 取 D 3 5m m fF D45 3 14 3 27 0 1 944 5 沉淀部分有效水深 設沉淀時間 t 2h 取mvth9 2360020004 0 3600 2 mh3 2 6 沉淀部分所需總容積 設 T 2 S 0 5L 人 d 人口 20000 3 20 1000 2200005 0 1000 m SNT V 每個池子所需污泥室容積為 20 2 10m3 7 圓截部分容積 設圓截錐體下底直徑為 0 4m 則 mtgtgrRh8 1552 075 1 55 00 5 322225 1 5 62 02 075 1 75 1 3 8 1 3 mrRrR h V 8 沉淀高度 設超高為 0 3 m 緩沖層為 0 3 mhhhhhH5 58 13 01 033 0 54321 圖 3 4 豎流式二沉池示意圖 18 3 63 6 濃縮池設計計算濃縮池設計計算 3 6 13 6 1 設計說明設計說明 本設計采用的是圓形間歇式濃縮池 圓形間歇式濃縮池主要用于濃縮初次污泥及初次 污泥和剩余污泥的混合污泥 設計數(shù)據(jù) 1 進泥含水率 當為實次污泥時 其含水率一般為 95 97 污泥固體負荷采用 濃縮后的污泥含水率可到 90 92 當為活性活性污泥時 其含水率dmkg 120 80 2 一般為 污泥固體負荷采用 濃縮后的污泥可到 97 5 左 6 99 2 99dmkg 30 20 2 右 2 濃縮時間不宜小于 12 小時 但也不超過 16 小時 3 有效水深一般宜為 4m 最低不小于 3m 污泥室容積和排泥時間 應根據(jù)排泥方法和 兩次排泥間隙時間而定 當采用間歇式排泥時 兩次排泥間隔一般采用 8 小時 3 6 23 6 2 設計計算設計計算 1 計算初沉池 接觸氧化池 二沉池排泥量 1 初沉池 按 SS 去除率計算 0 21 X yCCQ V ss 平 C1 C2 SS 進出水濃度 t m3 去除率 40 60 ss y X0 0 02 0 05 t m3 初沉污泥濃度 dmV 84 0 05 0 105 0 70150 600 3 6 2 接觸氧化池 按 BOD5去除率計算 設每去除 1kg BOD5產(chǎn)生 0 3 0 4kg 污泥 Lr為 BOD5進出水濃度差值 y 為 BOD5去除 率 80 污泥容量 以 1000計 3 mkg dkgQ YL W r 8 284 0600 1000 80 30180 4 0 1000 設污泥含水率 P 99 則 dm P W V 88 2 1000 99 0 1 8 28 1000 1 3 3 二沉池污泥量 按 B0D5去除率計算 污泥含水率為 99 2 99 6 Lr BOD5進出水差值 Yob 污泥產(chǎn)率系數(shù) 8 0 4 0 經(jīng)生物接解氧化池后的二沉池 BOD5進水濃度為 lmg 36 801 180 19 dkgQLYW rob 16 2 10 3036 6006 0 3 污泥干重 36 0 1000 994 0 1 16 2 1000 1 3 dm P W V 濃縮池總處理污泥量 dmQ 72 3 36 0 88 2 48 0 3 2 濃縮池直徑 濃縮污泥固體通量 M 取 污泥濃度 C 取 則濃縮池面積dmkg 27 2 lg 6 2 83 0 27 672 3 m M Qc A 采用 1 個污泥濃縮池 則濃縮池直徑 取 D 1 5mmD03 1 14 3 83 04 3 濃縮池工作部分高度 取污泥濃縮時間 則hT15 m A TQ h80 2 83 0 24 72 3 15 24 1 4 超高 h 取 m3 0 5 緩沖層高 mh3 0 3取 6 污泥升容積 設池底坡度 污泥斗下底直徑 上底直徑05 0 imD4 0 1 池底坡度造成的深度mD8 0 2 mi DD h06 0 05 0 2 8 0 2 5 1 22 2 4 污泥斗高度 mtgtg DD h23 0 55 2 4 0 2 8 0 55 22 0012 5 7 濃縮池總高度 取 3 7mmhhhhhH69 3 23 0 06 0 3 03 080 2 54321 8 濃縮后污泥體積 為經(jīng)二沉池進入濃縮池污泥含水率 1 P 6 99 2 99 98 97 2污泥濃縮后污泥含水率 P 20 3 2 1 2 744 0 97 0 1 994 0 1 72 3 1 1 m P PQ V 圖 3 6 重力濃縮池示意圖 3 73 7 帶式壓榨壓濾機設計計算帶式壓榨壓濾機設計計算 3 7 13 7 1 設計說明設計說明 由重力濃縮后的污泥含水量水率比較高 需將污泥進行脫水之后外運 本設計選用的 是帶式壓榨壓濾機 設計數(shù)據(jù) 1 通過試驗確定或參考類似的壓濾運行數(shù)據(jù) 壓濾機產(chǎn)率一般為 hmkg 4 2 2 2 壓濾脫水周期 h4 5 1 3 7 23 7 2 設計計算設計計算 1 壓濾機過濾面積 L QP A 1 1000 P 污泥含水率 Q 污泥量 hm 3 L 污泥產(chǎn)率 2 23 0 424 744 0 971 1000 mA 2 根據(jù)壓濾機面積選擇性能如下 型號濾帶 寬度 mm 重力 濾面 m2 壓榨 濾面 m2 電動機 功率 kW 濾帶速度 m min 有效 容積 L 洗滌 水壓 MPa 外形尺寸 mm 高寬長 DY500 N5001 952 51 1 0 7 5 0 2570 52980 850 1980 21 表 3 6 1 3 由于從濃縮池流出污泥需靠污泥泵將其提升到壓濾機 因此污泥泵選型 型號額定流量 min 3 m 額定揚 程 m 轉速 r min 出口直徑 mm 額定功率 kw 外形尺寸 長 寬 高 mm CVD 31 100B 0 092 487010011499 30 7 00 表 3 6 2 設計數(shù)據(jù) 1 凈距 A1 等于最大設備寬加 1 米 但不得小于 2 米 取 2 米 2 凈距 B1 應按管件安裝需要確定 但水泵出水側為操縱主通道 不宜小于 3 米 取 3 5 米 3 凈距 C1 原則上為電機軸長加 0 3 米 對低壓配電設備 米 取 2 0 米 4 凈距 D1 應根據(jù)安裝需要確定 但不小于 1 米 取 1 0 米 E1 為兩相鄰機組間 距不宜小于 1 2 米 取 1 2 米 4 4 設備的選擇設備的選擇 4 14 1 鼓風機設備選型鼓風機設備選型 鼓風機設備的尺寸如表 4 2 1 型號口徑 min 轉速 min r Q s min 3 mL kwP0 kwP a KP 外形尺寸 mm RD 100100A200014 44 55 59 8表 4 2 1 4 24 2 曝氣頭設備的選型曝氣頭設備的選型 曝氣頭設備的尺寸如表 4 3 1 型號 曝氣量 min 3 m氧利用率 E A HA80 50416 30 表 4 3 1 4 34 3 軟性纖維填料設備的選型軟性纖維填料設備的選型 軟性纖維填料設備的尺寸如表 4 4 1 型號纖維束絲量 根 單位質量 3 mkg 成膜質量 3 mkg 理論比表面 積 32 mm 正常負荷 kgCOD 3 m 沖 擊 負 荷 22 R 120 60 8100 2 5 2 6 58024742 3 5 表 4 4 1 4 44 4 提升泵的設備選型提升泵的設備選型 反沖洗泵設備的尺寸如表 4 5 1 配帶電動機型號流量 hm 3 揚程 m 轉速 min r 功率 kw 型號 外形尺寸 mm BJ IS2503250 5 41514501 1Y90S 4 1010405450 表 4 5 1 提升泵的設備尺寸如表 4 8 1 型號額定流量 hm 3 額定揚 程 m 轉速 r min 出口直徑 mm 額定功率 kw 外形尺寸 長 寬 高 mm IP80 50 200 2581450502 2881 340 3 41 表 4 8 1 5 5污水處理廠總體布置污水處理廠總體布置 5 15 1 污水廠平面布置污水廠平面布置 在污水處理廠廠區(qū)有 各處理單元構筑物 連同個處理構筑物之間的管及其他管線 輔助性建筑物 道路 及綠地等 5 1 15 1 1 關于污水廠總體布置規(guī)定關于污水廠總體布置規(guī)定 根據(jù)污水廠的處理級別 一級處理或二級處理 生物膜法 和污泥處理流程 各種 構筑物的形狀 大小及組合 結合廠址地形 氣候和地質條件等 綜合確定布置形式 總體布置恰當 可為今后施工 維護和管理等提供良好條件 5 1 25 1 2 污水廠平面布置的具體要求 污水廠平面布置的具體要求 1 平面布置重點考慮廠區(qū)功能區(qū)劃 處理構筑物布置 構筑物與管渠之間關系 2 廠區(qū)平面布置時 除處理工藝管道外 還應有空氣管 反沖洗管及污泥管 管道之間及其與構筑物 道路之間應有適當間距 3 污水廠廠區(qū)主要車行道路 6 8 米 次要車行道 3 4 米 道路兩旁留有綠化 帶及適當空間 4 水廠廠區(qū)適當規(guī)劃設計機房 水泵 風機 剩余活性污泥 配電用房 辦公用 房 機修及倉庫等輔助建筑 5 廠區(qū)總面積要求選擇 比例 1 500 圖面參考 給水排水制圖標準 GBJ106 87 重點表達建筑物外形及其連接管渠 內部構造及管渠不表達 5 25 2 污水廠高程布置污水廠高程布置 5 2 1 污水處理廠污水處理流程高程布置的主要任務 確定各構筑物和泵房的標高 確定處理構筑物之間連接管渠的尺寸及標高 通過計 算各部分的水面標高 從而能夠使污水沿處理流程在處理構筑物之間通暢的流動 保證 污水處理廠的正常運行 5 2 2 污水處理工程高程布置的一般原則 23 選擇一條距離最長 水頭損失最大的流程進行水力計算 并應適當留有余地 以保 證在任何情況下處理系統(tǒng)都能夠正常運行 計算水頭損失時 一般應以近期最大流量 或泵的最大出水量 作為構筑物和管渠的設計流量 污水處理工程高程布置的具體要 求 1 構筑物水頭損失參考相關資料 2 水頭損失計算及高程布置參見 給水排水手冊 3 高程布置圖橫向比為 1 200 縱向比 1 100 5 35 3 高程計算高程計算 Q 1320 d 則 q 0 0153m s 取 v 0 1m s max 3 m 求管徑 求得 d 0 44mA v q max 4 2 d A 溫度 t 15 度 利用運動粘度公式 求得 故為湍流運動 2 4 000221 0 0337 0 1 1001775 0 tt 6 1012 0 利用雷諾公式 得 vd d R d R 6 10027 0 利用巴爾公式 求得 Re 1286 5 7 3 lg 2 1 89 0 d 4068 0 ml6 1 ml1 1 利用水頭損失公式 1 升泵管水損 取為 1m 2 水至初沉池的水損 求得mhf00047 0 1 直角進水水頭損失 取5 0 求得 g v hj 2 2 1 mhj00025 0 1 求得 2 1 2 2 2 1 2 1 d d A A md31 0 2 ml7 2 初沉池至氧化池 沿程水損 求得 g v d l hf 2 2 2 2 2 mhf0046 0 2 局部彎頭水損 求得 g v hj 2 2 2 mhj00025 0 2 3 個直角彎頭則為 0 00025 2 0 0005m 初沉池至氧化池總水損 0 0046 0 0005 0 0032m 24 0 44mml3 3 1 d 4 氧化池至二沉池水損求得 mhf0014 0 3 注 由于流量小 經(jīng)計算得到的各種管的水損比較小 在本設計中管道的水損取 0 1m 管渠設計參數(shù)水頭損失 m水面標高 管渠及 構筑物 名稱 流量 Q L S 1 B H D H m i v m s 1 L m沿程局部 構 筑 物 合計上游下游構筑物 二沉池1540005 50 1 0 4 0 4112 0 二沉池 至接觸 池 管 154