城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計（生物脫氮除磷工藝）水污染課程設(shè)計

1、城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計（生物脫氮除磷工藝）_水污染課程設(shè)計 選題背景 目 錄1設(shè)計任務(wù)書32.設(shè)計說明書52.1 工程概況52.2污水處理廠設(shè)計規(guī)模及污水水質(zhì)52.2.1 設(shè)計規(guī)模52.2.2 污水水質(zhì)及污水處理程度52.3 污水處理廠工藝設(shè)計62.3.1污水處理工藝設(shè)計要求62.3.2污水處理工藝選擇62.3.3污泥處理工藝選擇112.4 污水處理廠工程設(shè)計122.4.1污水處理廠總平面設(shè)計122.4.2污水處理廠總高程設(shè)計152.5 各主要構(gòu)筑物及設(shè)備說明172.5.1粗格柵間172.5.2水提升泵房172.5.3細(xì)格柵間182.5.4曝氣沉砂池192.5.5氧化溝192.5.6二沉池20

2、2.5.7 接觸池202.5.8加氯間212.5.9污泥回流泵房212.5.10污泥濃縮池222.5.11污泥脫水間222.5.12其他建筑物233.設(shè)計計算書233.1 設(shè)計依據(jù)233.2設(shè)計流量243.3格柵設(shè)計243.3.1設(shè)計參數(shù)243.3.2設(shè)計計算243.4曝氣沉砂池293.4.1設(shè)計參數(shù)293.4.2設(shè)計計算293.5氧化溝313.5.1設(shè)計參數(shù)313.5.2設(shè)計計算313.6輻流式二沉池383.6.1設(shè)計參數(shù)383.6.2 設(shè)計計算383.7消毒池403.7.1設(shè)計參數(shù)403.7.2 設(shè)計計算403.8液氯投配系統(tǒng)403.8.1設(shè)計參數(shù)403.8.2設(shè)計計算413.9計量堰41

3、3.10泥回流泵房423.11濃縮池423.12泥脫水間424.污水廠成本概算434.1 水廠工程造價434.1.1 計算依據(jù)434.1.2 單項構(gòu)筑物工程造價計算434.2 污水處理成本計算45參考文獻(xiàn)46 課程設(shè)計任務(wù)書 城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計（生物脫氮除磷工藝）1設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計任務(wù)根據(jù)所給的其他原始資料,設(shè)計污水處理廠,具體內(nèi)容包括:(1)確定污水處理廠的工藝流程,選擇處理構(gòu)筑物并通過計算確定其尺寸；(2)畫出污水廠的工藝流程圖內(nèi)容；(3)編寫設(shè)計說明書、計算書。二、設(shè)計資料1.設(shè)計規(guī)模及水質(zhì)（1）原始資料該城鎮(zhèn)要求設(shè)計城市污水處理廠一座，設(shè)計污水處理規(guī)模6萬m3/d，資料顯示經(jīng)由城

4、鎮(zhèn)下水道系統(tǒng)集中起來的污水，稱為城鎮(zhèn)污水。一般城鎮(zhèn)下水道系統(tǒng)不僅有住宅，醫(yī)院，公共場所等處的生活污水排入，而且還有工業(yè)污水的排入。（2）設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)：bod5 = 250 mg/l，tss = 300 mg/l，vss =240 mg/l，tn=60 mg/l，nh3-n=40 mg/l，tkn=58 mg/l，tp=6 mg/l;（3）設(shè)計出水水質(zhì)：bod5 = 20 mg/l，tss = 20 mg/l，nh3-n=6 mg/l，tp= 3mg/l, no3-n = 10 mg/l。2、城市自然狀況氣候:大陸行季風(fēng)氣候 主導(dǎo)風(fēng)向:西北風(fēng)3、污水處理廠廠區(qū)概況 該污水處理廠為新建污水廠,根據(jù)

5、規(guī)劃位于城市下游,城市海拔高度340.0m,規(guī)劃用地長寬分別為:350mx200m,場地平整.污水廠進(jìn)水口位于廠區(qū)西南角,進(jìn)水污水管的標(biāo)高為336.0m;出水靠重力排入廠區(qū)東側(cè)500m處某河,該河符合中的iii類標(biāo)準(zhǔn).河水最高水位336.0m.地下水位深度:3-4m.4、通過在設(shè)計過程中的思考，主要有一下幾點看法：（a） 城市污水處理目前已經(jīng)形成了一定的模式，污水處理方法比起其他行業(yè)污水處理，也相對比較固定。目前用于處理城市污水的主要工藝有a2/o工藝、cass工藝、氧化溝工藝，這幾年來，隨著對出水水質(zhì)要求的不斷提高，處理工藝也在原有基本工藝的基礎(chǔ)上有了進(jìn)一步的發(fā)展，改革，使工藝更完善、高效。

6、在設(shè)計的過程中，除考慮工藝本身的處理效率和經(jīng)濟(jì)價值外，主要應(yīng)該考慮的，應(yīng)該是工藝在當(dāng)?shù)氐目蓪崿F(xiàn)性問題，即環(huán)境因素和人文因素。（b） 污水處理工藝選擇的關(guān)鍵是各個工藝階段之間、各個工藝及其配套的輔助設(shè)備的協(xié)調(diào)性問題，設(shè)備的發(fā)展推動了工藝的進(jìn)步，工藝的進(jìn)步又反過來帶動了設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展。正如一個有凝聚力的團(tuán)隊才是無堅不摧的團(tuán)隊。（c）目前，我國的城市污水處理已經(jīng)初具規(guī)模，但對剩余污泥的處置一直停留在填埋的階段。據(jù)統(tǒng)計，我國城市污水處理廠每年排放的干污泥約20萬噸，以濕污泥計約為380萬550萬噸，并以每年20的速度遞增。剩余污泥中含有大量的水分，豐富的有機(jī)物及n，p，k等營養(yǎng)元素，同時還可能含有重

7、金屬元素及病原菌等有害物質(zhì)。如果不加處理，任意排放，不僅對環(huán)境可能引起二次污染，同時也是資源的浪費。目前，由于對污泥的處理并沒有做到無害化，僅是簡單填埋，這對當(dāng)?shù)氐耐寥拉h(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞。（d） 污水處理的資源化問題是我們一直都在關(guān)注的問題，特別是在北方缺水城市，更成了一條解決缺水問題的途徑，通過對城市污水處理廠出水進(jìn)行深度再處理，出水達(dá)到市政用水指標(biāo)、農(nóng)業(yè)用水指標(biāo)、及某些工業(yè)用水指標(biāo)，可以用于市政綠化、清掃街道、農(nóng)業(yè)灌溉、某些工業(yè)原水、冷卻水、循環(huán)水等。大大減輕了城市水資源利用的壓力。目前在中水回用方面，主要存在的問題是中水管道系統(tǒng)的不完善問題。根據(jù)可持續(xù)發(fā)展理論和生態(tài)平衡關(guān)系，處于系統(tǒng)循

8、環(huán)中的東西才是不滅的，所以不論是污泥處理，還是污水回用，讓其回到原有的系統(tǒng)中是最佳的終極處理辦法。城市污水處理產(chǎn)生的污泥經(jīng)過無害化處理后，在應(yīng)用于農(nóng)業(yè)時污泥最為可行和現(xiàn)實的處置方案。2.設(shè)計說明書2.1 工程概況 設(shè)計名稱：某城鎮(zhèn)6萬m3/d污水處理廠設(shè)計設(shè)計規(guī)模：日處理城鎮(zhèn)污水6萬m3，包括生活污水和城市工業(yè)廢水處理工藝：主要處理工藝為奧貝爾氧化溝設(shè)計內(nèi)容：污水處理廠一座，及其他附屬建筑物，包括綜合樓、配電室、鍋爐房、傳達(dá)室、食堂、浴室、籃球廠等。本設(shè)計污水處理廠出水要求達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（gb18918-2002）中的一級標(biāo)準(zhǔn)(b標(biāo)準(zhǔn))，排入廠區(qū)東側(cè)500m處某河,該河符合中

9、的iii類標(biāo)準(zhǔn)。、 2.2污水處理廠設(shè)計規(guī)模及污水水質(zhì)2.2.1 設(shè)計規(guī)模某城市污水處理廠設(shè)計規(guī)模為6萬m3/d。為城市生活污水和工業(yè)廢水的混合污水。2.2.2 污水水質(zhì)及污水處理程度進(jìn)水水質(zhì)：bod5 = 250 mg/l，tss = 300 mg/l，vss =240 mg/l，tn=60 mg/l，nh3-n=40 mg/l，tkn=58 mg/l，tp=6 mg/l;出水水質(zhì)：bod5 = 20 mg/l，tss = 20 mg/l，nh3-n=6 mg/l，tp= 3mg/l, no3-n = 10 mg/l。2.3 污水處理廠工藝設(shè)計2.3.1污水處理工藝設(shè)計要求污水處理工藝流程設(shè)

10、計應(yīng)按照以下要求進(jìn)行。（1）污水處理后必須達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。（2）要盡量采用成熟的、先進(jìn)的、可靠的、效率高的處理技術(shù)。（3）防止處理污染物過程中產(chǎn)生二次污染或污染轉(zhuǎn)移。（4）要充分利用和回收能源。污水處理高程安排應(yīng)盡量考慮利用自然地勢。（5）設(shè)計中應(yīng)考慮節(jié)能、節(jié)水。盡量選擇能耗底的處理工藝和設(shè)備。設(shè)計中應(yīng)盡量較少用水，并考慮經(jīng)過處理后重復(fù)循環(huán)利用。（6）在滿足處理要求的前提下，減化流程，節(jié)約資金。2.3.2污水處理工藝選擇（1）此廢水具有如下特點：廢水n、p含量較高，出水n、p應(yīng)符合要求。有機(jī)物含量較少。（2）針對以上特點，要求污水處理系統(tǒng)應(yīng)該具有以下功能：（a）具備一定的脫n除p功能，使出水n、

11、p達(dá)標(biāo)；（b）使污水處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥基本達(dá)到穩(wěn)定。（3）生化處理工藝選擇目前處理城市污水應(yīng)用較多的生化工藝有氧化溝，a2/o法，a-b法，sbr法等。為了使本工程選擇最合理的處理工藝，有必要按使用條件，排除不適用的處理工藝后，再對可以采取的處理工藝方案進(jìn)行對比和選擇。氧化溝工藝，a2/o工藝和cass工藝三種工藝均能達(dá)到處理要求。在設(shè)計可行性分析階段，對氧化溝工藝，a2/o工藝和cass工藝的比較分析：（a） a2/o工藝一般在a2/o工藝中，為同時實現(xiàn)脫n除p的要求，必須滿足如下條件：bod5/tkn=5-8 實際進(jìn)水中：bod5/tkn=170/60=2.80.2m3/d故采用機(jī)械

12、清渣。(2)細(xì)格柵的設(shè)計計算：1)柵條間隙數(shù)的計算n細(xì)= 式中：n細(xì)格柵間隙數(shù)；qmax最大設(shè)計流量，m3/s；柵條間隙，取8mm；柵前水深，取1.2m；v過柵流速，取1.0m/s；格柵安裝傾角度；87.5,取n=88。2)柵槽寬度：b=s(n細(xì)1)e n式中：b柵槽寬度，m；s格條寬度，取0.01m。 b=0.01(881)0.00888=1.574m。取b=1.6m。 3) 細(xì)格柵柵前進(jìn)水渠道減寬部分長度：若進(jìn)水渠寬b1=1.2m，減寬部分展開角1=20。，則此進(jìn)水渠道內(nèi)的流速v1=0.627m/sl1=0.55m4)細(xì)格柵柵槽后與出水渠道連接處漸窄部分長度：l2=0.275m5)過柵水頭

13、損失：h細(xì)=k式中：h細(xì)細(xì)格柵水頭損失，m；系數(shù)，當(dāng)柵條斷面為矩形時取2.42；k系數(shù)，一般取k=3。h細(xì)=0.43m6)柵前槽總高度：取柵前渠道超高h(yuǎn)0=0.3m柵前槽高h(yuǎn)1=h0+h1=0.31.2=1.5m7)柵后槽總高度：h2=h0+h1+h細(xì)=0.3+1.2+0.43=1.93m，取h2=2.0m。8)柵槽總長度：l=l1+0.5+1.0+l2式中：l柵槽總長度，0.5細(xì)格柵距格柵前進(jìn)水渠減寬部分長度；1.0細(xì)格柵距格柵后出水渠減窄部分長度；l1格柵距出水渠連接處減寬部分長度；l2細(xì)格柵距出水渠連接處減窄部分長度。l=0.55+0.50+ +1.0+0.275=3.48m 取3.5m

14、9)每日柵渣量：w=式中：w每日柵渣量，m3/d； w0 柵渣量m3/103m3污水，一般為0.10.01 m3/103m3，細(xì)格柵取0.08 m3/103m3。w細(xì)=4.8m3/d0.2m3/d故采用機(jī)械清渣。(3).格柵間尺寸的確定工作平臺設(shè)在格柵上部，高出格柵前最高設(shè)計水位0.5m，工作臺上設(shè)有安全和沖洗措施，工作臺正面過道寬度與柵槽寬度相同。 中格柵間的尺寸為：1200010000mm； 細(xì)格柵間的尺寸為：1200010000mm；選擇型號lxg-1.4-1.0-35粗格柵 lxg-1.6-1.2-8 細(xì)格柵3.4曝氣沉砂池3.4.1設(shè)計參數(shù)污水設(shè)計流量q=0.903m3/s3.4.2

15、設(shè)計計算（1）池子總有效容積v 設(shè)計污水停留時間t=3min , 則 v=qt60=0.903360=163m3 （2）水流斷面積a 設(shè)v1=0.1m/s, 則 a=q/v1=0.903/0.1=9.0m2 （3）池總寬度b 設(shè)有效水深h2=2.0m b=a/h2=9.0/2.0=4.5m （4）每格池子寬度b 設(shè)每組池子為兩格，則b=b/n=4.5/2=2.25m b/h2=2.25/2.0=1.125介于1.01.5之間(符合規(guī)定)（5）池長 l=v/a=163/9=18m（6）每小時所需空氣量q 設(shè)每立方污水所需空氣量d=0.2m3/m3污水 , 則q=dq3600=0.20.90336

16、00=650.16m3/h曝氣沉沙池計算圖（7）沉砂室沉砂斗體積vo 設(shè)沉砂斗為沿池長方向的梯形斷面渠道， 則沉砂斗體積 其中：a為沉砂斗上頂寬，a1為沉砂斗下頂寬 （a）沉砂斗上口寬a 取斗高h(yuǎn)4=0.42m，斗底寬a1=0.55m，斗壁于水平面的傾角a=60 （b）沉砂斗體積vo vo=（1.180.55）/20.42124.36m3（8）沉砂室高度h3 設(shè)沉砂室頗向沉砂斗的坡度為i=0.2 有 計算得h3=0.48m （9）沉砂池總高度 取超高h(yuǎn)1=0.6m h=h1h2h3h4=0.62.00.480.42=3.5m（10）排砂量計算城市污水沉砂量按照3m3/10104m3污水計算，沉砂含水率為60%，容重1.5t/m3，則總沉砂量為362/10=3.6m3/(6104m3污水2d)（11）砂水分離器的選擇沉砂池的沉砂經(jīng)排砂泵裝置排除的同時，往往是砂水混合體，為進(jìn)一步分離砂和水，需配套砂水分離器。清除沉沙時間間隔為2d，根據(jù)該工程排砂量3.6 m3/次，選用無軸螺旋砂水分離器。3.5氧化溝3