10萬m3生活污水處理廠設計解析

1、中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第1頁共 53 頁1 緒論1.1 本課題研究的背景水是一切生物生存必不可少的物質(zhì)之一，沒有水的世界是無法想象的。雖然我國水資源總量非常豐富，居世界第六位，但是由于人口眾多，人均占有僅2300m3,約為世界平均的 1/4,屬世界缺水國家之一。人民生活離不開水，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展 更離不開水，無論是生活污水還是工業(yè)廢水都會帶來不同程度的污染。城市污水處理的滯后，已經(jīng)成為影響我國區(qū)域水污染防治目標實現(xiàn)的一個重要因素，并且嚴重制約了城市社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，所以加快建設城市污水集中處理刻不容緩。近年來，國家在污水處理方面又加大了一些工程建設投入，興建了一批城市污水處理廠

2、，在工業(yè)廢水治理和城市污水處理方面取得了很大進展，克服了與國外一些大城市共同存在的自動化缺乏，管道堵塞、設備過時和工作強度過大等的操作問 題。據(jù)初步估算，近 3 年我國城市污水處理廠規(guī)模的增長相當于建國 50 多年的 建設總量。目前我國新建的城市污水處理廠所采用的工藝中，各種類型的活性污泥法仍為主流，占 90%以上，其余則為一級處理、強化一級處理、生物膜法及與其他 處理工藝相結(jié)合的自然生態(tài)凈化法等污水處理工藝技術(shù)。隨著城市水體富營養(yǎng)化程度加劇，各種具有除磷脫氮的新工藝開始應用， 污水處理工藝技術(shù)由過去只注重去 除有機物發(fā)展為具有除磷脫氮功能。城市污水處理的重點和難點轉(zhuǎn)為氮、磷營養(yǎng)物 質(zhì)的去除。

3、面對淡水資源的寶貴要求，人們重新認識再生水，把再生水利用的渠道 拓寬，因地制宜根據(jù)需要確定利用途徑，充分利用經(jīng)污水處理廠凈化后的再生水30.2m3d1.3匯1000應采用機械除渣及皮帶輸送機或無軸輸送機輸送柵渣，采用機械柵渣打包機將 柵渣打包，汽車運走。10、格柵除渣機的選擇經(jīng)計算本工程采用機械清渣，格柵清污采用 GH 鏈條式回轉(zhuǎn)除渣機，其功能如下:表 4.1 GH-1800 鏈式旋轉(zhuǎn)除污機技術(shù)參數(shù)型號電機功率(kw)格柵寬度(mm)整機重量(kg)柵條間隙(mm)安裝角度GH-10000.752.210003500-55002560 11、進水與出水渠道城市污水通過 DN1200 的管道送入

4、進水渠道，然后，就由提升泵將污水提升至 細格柵。4.2 提升泵站4.2.1 一般規(guī)定(1) 應根據(jù)污水量，確定污水泵站的規(guī)模，泵站設計流量一般與進水管設計流量 相同；(2) 應明確泵站是一次建成還是分期建設，是永久性還是半永久性，以決定其標 準和設施。L = LiL20.5 1.0h2式 4.5中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第18頁共 53 頁(3) 根據(jù)污水經(jīng)泵站抽升后，出口入河道、灌渠還是進處理廠處理來選擇合適的 泵站位置；污水泵站的集水池與機器間在同一構(gòu)筑物內(nèi)時，集水池和機器間須用防水隔 墻隔開，允許滲漏，做法按結(jié)構(gòu)設計規(guī)范要求；分建式，集水井和機器間要 保持的施工距離，其中集水池

5、多為圓形，機器間多為方形；(5)泵站構(gòu)筑物不允許地下水滲入， 應設有高出地下水位0.5 米的防水措施。422 選泵1、污水泵站選泵應考慮因素(1) 選泵機組泵站泵的總抽升能力，應按進水管的最大時污水量計，并應滿足 最大充滿度時的流量要求；(2) 盡量選擇類型相同(最多不超過兩種型號)和口徑相同的水泵，以便維修, 但還須滿足低流量時的需求；(3) 由于生活污水，對水泵有腐蝕作用，故污水泵站盡量采用污水泵，在大的 污水泵站中，無大型污水泵時才選用清水泵。2、具體計算泵站選用集水池與機器間合建式(1)流量的確定本設計擬定選用 4 臺泵(3 用 1 備)，則每臺泵的設計流量為:(2)選泵前揚程估算設計

6、進水管管底高程為4.3m，管徑DN 1300，充滿度0.75;出水管提升后的水面高程為12.80m;原地面高程為0.00m;經(jīng)過格柵的水頭損失取0.5m集水池正常工作水位與所需提升經(jīng)常高水位之間的高差：12.84. 3 1.6 0. 75 -0. 5m1 (集水池有效水深2m，正常按1m計)(3)水泵總揚程：總水力損失為2.80m，考慮安全水頭0.5mH -2.88.80.5 m1 21000003m3. d = 1388 m3h中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第19頁共 53 頁根據(jù)總揚程和水量選用350QW1500 -15 - 90型型潛污泵24表 4.2350QW1500 _15 _

7、90型潛污泵參數(shù)型號流量 m /h轉(zhuǎn)速 r/mi n揚程 m功率 Kw效率%出口直徑 mm350QW1500 -15 -901500990159082.13504.3 細格柵設計細格柵兩組（1 用 1 備）：最大設計流量Qi =Qma =耳05=0.753m3/s2 2設計中取格柵柵條間隙數(shù)b=0.01 m，污水過柵流速 v=1.0m，每根格柵條寬 度S=0.01m，柵前渠道超高h0.3m，每日每 1000m3污水的柵渣量W=0.05m3.103m3則 設計中取污水過柵流速 v =0.9m s柵前槽寬B“2Q2Q= =2 2 0.7530.753二 1.29mXv Y 0.9柵前水深h =-J

8、.29 = 0.65m2 2格柵的間隙數(shù)：n n= =Q Q SiSi n n0.753-Sin60n60107.8 個 取 108 個bhv0.01 x 0.65 沢 1.0格柵柵槽寬度：B=S n-1bn -0.01 108-1 0.01 108 = 2.15m進水渠道漸寬部分的長度：誇“2m進水渠道漸窄部分的長度計算：L2= 5 = 12 = 0.6m2 2通過格柵的水頭損失：442/2h k-(S)3- sin：=3 2.42001口sin60= 0.32mb2g0.01 2g柵后槽總高度：H =h h, h2-0.65 0.32 0.3=1.27m中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說

9、第20頁共 53 頁柵槽總長度：hhL = Lr亠L2亠0.5 T.0-0.650.3= 1.2 0.6 0.5 1.0 -tan 60 tan 60=3.8m每日柵渣量：W/W8640086400嚴4004000.7530=2.5m3d0.2m-dKZx10001.3燈000應采用機械除渣及皮帶輸送機或無軸輸送機輸送柵渣，采用機械柵渣打包機將 柵渣打包，汽車運走。表 4.3 XHG-1400 回轉(zhuǎn)格柵除污機技術(shù)參數(shù)型號電機功率(kw)格柵寬度(mm)總寬度(mm)柵條間隙(mm)安裝角度XHG-14000.75-1.11400150010604.4 沉砂池由于城市污水中含有大量的無機懸浮顆粒

10、，這些物質(zhì)在后面的生物處理過程 中，對活性污泥會產(chǎn)生許多不良的影響。并且這些物質(zhì)沉降下來后，會對污泥的處 理帶來許多得不便，因此這些物質(zhì)在進入生物處理階段前必須去除。采用沉砂池， 用來去除這些無機懸浮顆粒。沉砂池一般分為平流式、豎流式、環(huán)流式和曝氣式。由于曝氣沉砂池和環(huán)流式 沉砂池對流量變化的適應性較強，除砂效果好且穩(wěn)定，條件許可時，建議盡量采用 曝氣式沉砂池和環(huán)流式沉砂池。曝氣沉砂池還可以克服普通平流式沉砂池的缺點： 在其截流的沉砂中夾雜著一些有機物，對被有機物包裹的砂粒，截流效果也不高， 沉砂易于腐化發(fā)臭，難于處置，故本次設計選用曝氣式沉砂池25。4.4.1設計參數(shù)(1) 水平流速宜為 0

11、.1m/s；(2) 最高時流量的停留時間應大于 2min ;(3) 有效水深宜為 2.03.0m,寬深比宜為 11.5;處理每立方米污水的曝氣量宜為 0.10.2m3空氣；(5)進水方向應與池中旋流方向一致，出水方向應與進水方向垂直，并宜 設置擋板；中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第21頁共 53 頁(6) 污水的沉砂量，可按每立方米污水 0.03L 計算；合流制污水的沉砂量應根 實際情況確定；(7) 砂斗容積不應大于 2d 的沉砂量，采用重力排砂時，砂斗斗壁與水平面的 傾角不應小于 55(8) 池底坡度一般取為 0.10.5;(9) 沉砂池除砂宜采用機械方法，并經(jīng)砂水分離后貯存或外運。采

12、用人工排砂 時，排砂管直徑不應小于 200mm，并考慮防堵塞措施。442 曝氣沉砂池的設計計算本設計中選擇一組曝氣沉砂池分為兩格，沉砂池的設計流量Q 二 1.505m：s1、沉砂池有效容積VV -60Qt式中V沉砂池有效容積，m2;t-停留時間，min。本設計中取t =2m i n貝 UV =60 1.5 0 52 =1 8.(6m32、水流斷面面積AA =Q式 4.7V1式中A 水流斷面面積，m2;V1水平流速，ms。設計中取 v1=0.1 m s貝 UA=1505= 15.05m20.13、池總寬度B式 4.6中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第22頁共 53 頁式 4.8式中B沉砂池寬

13、度，m ；中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第23頁共 53 頁h沉砂池有效水深，m設計中取h=3mA 15.05廠 cc則B5.02mh 3B二502=1.6在 1.02.0 之間，符合要求h 3每個池子寬度b，m取n=2格，=502二2.51m n 24、沉砂池長L180.615.05二5、每小時所需的空氣量qq = 3600QdL 122.4B 5.02式 4.9式中q每小時所需的空氣量，m3h ；d 1m3的污水所需要的空氣量，m3m3污水設計中d=0.2m3. m3污水貝 U36001.5 05 0.1 0 86m3h6、沉砂斗設計計算(1) 沉砂室所需容積VT 86400106式

14、 4.10式中X城市污水沉砂量 m3106m3污水；T清除沉砂的間隔時間，d。設計中X=30m3. 106m3污水T=2d中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第24頁共 53 頁(2) 每個沉砂斗的容積V設每個分格有 2 個沉砂斗，共有 4 個沉砂斗則V0=V 6= 1.5m3N 4(3) 沉砂斗各部分尺寸設計中取沉砂斗底寬為 a1=0.5m，沉砂斗壁與水平面的傾角為:-60，沉砂斗咼度 0 =1.2 m則 沉砂斗的上口寬度為：aa12 1.20.5 =1.9mtan 60ta n60沉砂斗的有效容積：V=匹a2aa1a,=121.921.9 0.5 0.5 1.9m21.5m2符合要求337

15、、沉砂室高度 h2設池底坡度為 0.06,坡向沉砂斗；由沉砂池長度 212a 0.21,得, L -2a -0.212 -2 1.9 - 0.2,l24m2 2則h2= h20.064 =1.44m8 沉砂池總高H設超高 h3= 0.3m則 H = h h2h3= 3 1.44 0.3 = 4.74m9、驗算流速Q(mào)minmin一式 4.11n 聲式中：Qmin-最小流量，m3.S , Qmin =QmaX；Kz最小流量時沉砂池的水流斷面面積(m2)，=hb;厲- 最小流量時工作的沉砂池數(shù)目，最小流量時，只有一格工作n =1。V10 10430 2106二6m3中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計

16、說第25頁共 53 頁10、砂水分離器沉砂池的沉砂經(jīng)排砂裝置排除的同時， 往往是砂水混合體，為進一步分離出砂 和水，需配套砂水分離器。選用螺旋式砂水分離器兩臺，一用一備，螺旋式砂水分離器由砂斗、溢流堰、 出水管、無軸螺旋帶及驅(qū)動裝置等組成。11、風機選擇根據(jù)設計流量，選用兩臺 RE-250 型羅茨鼓風機(一用一備)，鼓風機性能見表4.4。表 4.4 RE-250 型羅茨鼓風機性能型號轉(zhuǎn)速(r/min-1)口徑(mm)3_1流量 Qs(m min )軸功率 La(kW)電機功率 Po(kW)RE-2501170250A76.718224.5 初沉池4.5.1 設計概述本設計中采用中央進水幅流式沉

17、淀池 4 座，采用周邊傳動刮泥機。每座沉淀池 設計流量為0.376m3/s；表面負荷 qb取 2.0m3/(m2 h), 般為 1.53.0m3/(m2 h); 水力停留時間(沉淀時間)為 2h。4.5.2 設計計算1、沉淀池面積按表面負荷計算：A二Q Q 3636J J 376376 3636叭676.8m2qb2.0二 0.20m s 0.06m sQmaxKZ1 3 2.51中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第26頁共 53 頁=29m3、貯泥斗容積有效水深為： h =qbT =2.0 2 =4m徑深比二2、沉淀池直徑 D =4 匯676.83.14D29第27頁共 53 頁中北大學

18、2012 屆本科畢業(yè)設計說本污水處理廠設計服務人口數(shù)為 50 萬人。貯泥時間采用 Tw=4h,初沉池污泥區(qū)所需存泥容積：4、，SNT0.5疋50漢103Vw10.42m1000 n1000 4 24設池邊坡度為 0.05,進水頭部直徑為 2m，貝 U:h|= 0.05 R - r = 0.05，14.5 -1 = 0.68m錐體部分容積為：11V h R2Rr r20.6814.5214.5 11 = 51.17m310.42m3334、初沉池總高度取初沉池池緩沖層高度 h2二 0.4m，超高為 h3二 0.3m則初沉池總高度： H =h h1h2h3= 4 0.68 0.4 0.3 二 5.

19、38m5、吸泥機選擇采用周邊傳動吸泥機，為了符合型號規(guī)格，取直徑為D =29m，由給水排水 設計手冊(第2 版)第 11 冊 P593 查知，選取周邊傳動吸泥機ZBX -30，其性能 參數(shù)如下表 4.5 所示：表 4.5ZBX -30性能參數(shù)規(guī)格型號池徑 D(m)周邊線速(m/min)電機功率(kW)壓縮空氣壓力(MPa)ZBX -30301.571.520.14.6A2/O 生化反應池生化池由三段組成，既厭氧段、缺氧段、好氧段。在厭氧段，回流的好氧微生 物因缺氧而釋放出磷酸鹽，同時得到一定的去除。缺氧段雖不供氧，但有好氧池混 合液回流供給 NO-N作電子受體，以進行反化硝脫氮。在最后的好氧段

20、中，好氧 微生物進行硝化和去除剩余 BOD 的同時，還能大量吸收溶解性磷酸鹽，并將其轉(zhuǎn) 化為不溶性多聚正磷酸鹽而在菌體內(nèi)貯藏起來，通過沉淀池排放剩余污泥而達到除 磷的目的。4.6.1 設計進水水質(zhì)和出水水質(zhì)設計進水水質(zhì)：COD =300mg. L ； BOD200mg L ； SS=150mg L ；中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說V第28頁共 53 頁TN = 35mg L ; NH3- N = 30 mg L ; TP = 4mg L ;堿度 SALK= 280mg L。設計出水水質(zhì)：COD =50mg L；BOD5=10mgL；SS = 10mgL；TN=15mgL；NH3-N =8

21、mg L；TP =0.5mg L。4.6.2 設計計算1、判斷是否可以采用符合要求。2、有關(guān)設計參數(shù)(1) BOD5污泥負荷，Ns=0.18kgBOD5. kgMLSS d ；(2) 回流污泥濃度，X10500mg L ；(3) 污泥回流比，R=50%；(4) 曝氣池混合液濃度XR0.5.XXR10500 =3500mg LR+10.5+1(5) 內(nèi)回流比 RTN1 -TNi57%則甩二芒m?%m?%3 3%取甩二200200%3、設計計算(1) 反應池容積VQSQNsX2A /O 工藝COD型=10830TNTP=0.020.06BOD5200式中:TN35-1535式 4.12中北大學 2

22、012 屆本科畢業(yè)設計說V第29頁共 53 頁式中：SQ進水 BOD5的濃度，S。二 200mg L ；中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第30頁共 53 頁NsB0D5污泥負荷，Ns=0.18kgBOD5kgMLSS d ；X曝氣池混合液濃度，X 二 3500mg L ;Q 設計流量，Q = 100000 m3d(2) 反應池總水力停留時間 t=3174632d=7.86hQ 100000各段水力停留時間和容積厭氧：缺氧：好氧=1: 1: 411厭氧池水力停留時間t厭工7.86=1.31h，池容V厭工31746 =5291m3；6611缺氧池水力停留時間t厭=-7.86=1.31h，池容V

23、厭二-3174 5291m3；66好氧池水力停留時間t厭二-7.86 = 5.24h，池容V厭二-31746 = 21164m3。664、校核氮磷負荷，kgTN. kgMLSS dQ TN 100000 35 好氧段總氮負何：0.047kg 0.05kg符合要求XV 好 3500 漢 21164厭氧段總磷負荷：？100000 4二 0.022kg 51 -e硝化需氧量D=Q（S-Se）=1-0.23 5w1 -e中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第39頁共 53 頁D2=4.6Q N0-Ne-4.6 12.4% Xw= 8931kgO2d反硝化脫氮產(chǎn)生的氧量D3=2.86NT=2.86 12

24、42 = 3552.12kgO2d總需氧量AOR 二 D1D2-D3=11801.18 8931 -3552.12 = 1718O.O6kgO2,d= 715.8kgO2d最大需氧量與平均需氧量之比為 1.4,則AORmax=1.4AOR =24O52.O8kgO2, d =1OO2.12kgO2h(2) 標準需氧量 SOR采用鼓風曝氣，微孔曝氣器，曝氣敷設于池底，距池底 0.2m，淹沒深度 4.8m， 氧轉(zhuǎn)移效率 EA=20%，計算溫度 T=25 攝氏度。將實際需氧量 AOR 轉(zhuǎn)換成標準狀態(tài) 下的需氧量 SOR。_AOR C（20）_JCsmT-oj 1.024 2所在地區(qū)實際氣壓54.6

25、100000 35 - 81000-4.6 0.124 6116.71去除每 1kgBOD5的需氧量AOR17180.06QS0-Se100000 0.2 -0.01=0.9kgO2. kgBOD5氣壓調(diào)整系數(shù),式 4.15，工程所在地區(qū)實際大氣壓為中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第40頁共 53 頁1.013 10所以p =0.24.80.40.5 = 5.9m第41頁共 53 頁中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說 空氣擴散器出口處絕對壓為:Pb= 1.013 1059.8 103H= 1.013 1059.8 1034.8-1.483 105Pa空氣離開好氧反應池時氧的百分比：。爲琵

26、100100%5454%好氧反應池中平均溶解氧飽和度:Sm 25Cs(25 J.Pb52.066 10=8.3851.483 10l2.06605=9.51mg LQt+ J4217.5442標準需氧量為:17180.06漢9.17-0.820.95 0.96 9.51 -21.024心=25571.2 kgO2. d 1065kgO2. h相應最大時標準需氧量：SORmax=1.4SOR = 1.4 25571.2 =35799.68kgO2d =1491.7kgO2h好氧反應池平均時供氣量：GSSOR0.3EA1001065100 =17750m3. h0.3匯20最大供氣量:GSmax=

27、1.4GS=1.4 17750 = 24850m3h(3)所需空氣壓力p(相對壓力)p = 0 h2h3h4二 h式中：h1h2供風管道沿程與局部阻力之和，取 h h 0.2m ；h3曝氣器淹沒水頭，0 二 4.8m ；式 4.16h4曝氣器阻力，取 h4-0.4m ；h富余水頭，=0.5m。中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第42頁共 53 頁（4）曝氣器數(shù)量計算（以單組反應池計算）按供氧能力計算所需曝氣器數(shù)量式中：Ni按供氧能力所需曝氣器個數(shù)，個；qc曝氣器標準狀態(tài)下，與好氧反應池工作條件接近時的供氧能力，kgO2h 個。采用微孔曝氣器，工作水深 4.8m,在供氣量 13m3/ （h個）

28、時，曝氣器 氧利用率 EA=20%,服務面積 0.30.75m2，充氧能力 qc=0.14kgO2 h 個。2 3 3600NiSORmax24qc式 4.17N11491.72 0.14-5327.5個第43頁共 53 頁以微孔曝氣器服務面積進行校核:（5）供風管道計算供風干管采用環(huán)狀布置流量“穿二號25宀45八取干管管徑為 DN700mm單側(cè)供氣（向單廊道供氣）支管24850=1.15 m3s流速v =10m s=0.38m取支管管徑為 DN400mm亠50 37.5 “21符合要求風速管徑v = 10m sd y3 34545 nV片兀漢 10=0.66m管徑4 1.15V 兀漢 10中

29、北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第44頁共 53 頁中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說 雙側(cè)供氣（向兩側(cè)廊道供氣）流速v = 10m s取支管管徑為 DN550mm10、厭氧池設備選擇以單組反應池計算，厭氧池設導流墻，將厭氧池分為3 格，每格內(nèi)設潛水攪拌機一臺，所需功率按 5W/m3計算。厭氧池有效容積 V 厭=50 8 4 = 1 6 0n6f混合全池污水所需功率5 1 6 0 & 8 0 0V011、缺氧池設備選擇以單組反應池計算，所需功率按 5W/m3 池容計算缺氧池有效容積V缺二40 7 5 =1400m3混合全部污水所需功率為5 1400 =7000W12、污泥回流設備污

30、泥回流比R=50%污泥回流量 QR二 RQ=0.5 100000 = 50000m3d = 2083.3m3h設回流污泥泵房 1 座，內(nèi)設 3 臺潛污泵（2 用 1 備），則單泵流量QR單QR2083.3 = 1041.7 m : h2 2水泵揚程根據(jù)豎向流程確定。12、混合液回流設備（1）混合液回流泵混合液回流比 R 內(nèi)二 200%混合液回流量 QR=R 內(nèi) Q=2 100000= 200000m3d = 8333.3m3. h設混合液回流泵房 1 座，內(nèi)設 3 臺潛污泵（2 用 1 備）QS雙2GSmaxX32248503 36003 t=2.3m . s管徑J 竺空=0.54m1 兀 x

31、10第45頁共 53 頁、1 Q 1單泵流量QR單R8333.3 = 2083.3m3h2 24(2)混合液回流管回流混合液由出水井中自流至混合液回流泵房，經(jīng)潛污泵提升后送至缺氧段首端。混合液回流管設計流量QR內(nèi)Q1000001.157 m3. s224 x 3600泵房設計管設計流速采用 v = 0.8 m s管道過水斷面面積取泵房進水管管徑 DN1400mm泵房壓力出水總管設計流量 Q7= Q5= 0.43m s設計流速采用 v =1.2m s管道過水斷面面積A號二詈“如2取泵房壓力出水管管徑 DN650mm4.7 二沉池沉淀池是分離懸浮固體的一種常用構(gòu)筑物，二沉池是活性污泥處理系統(tǒng)的重要

32、 組成部分，其作用是泥水分離，使混合液澄清，濃縮和回流活性污泥。沉淀池常按 池內(nèi)水流方向不同分為平流式沉淀池、豎流式沉淀池和輻流式沉淀池三種。本設計 中二沉池采用校核管道流速Q(mào)61.1577:d21.42=0.75 m s二0.62m管徑 d 二=1.36m管徑 d 二4 0.36JI中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第46頁共 53 頁中心進水，周邊出水的輻流式沉淀池。輻流式沉淀池多呈圓形，池的進水在中心為止，出口在周圍。水流在池中呈水中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第47頁共 53 頁平方向向四周輻射，由于過水斷面面積不斷變大，故池中的水流速度從池中心向池 四周逐漸減慢。泥斗設在池中

33、央，池底向中心傾斜，污泥常用刮泥機(或吸泥機) 機械排除。其主要的特點是采用機械排泥，運行較好。4.7.1 輻流式二沉池的設計參數(shù)(1) 池子直徑(或者正方形的一邊)與有效水深的比值大于6；(2) 池徑不宜小于 16m；池底坡度一般采用 0.050.1m；(4) 一般采用機械刮泥，也可附有空氣提升或凈水頭排泥設施；(5) 當池徑(或正方形的一邊)較小(小于 20m)時，也可采用多斗排泥；(6) 停留時間 2.53h;表面負荷 0.61.5m3/ (m2h)。4.7.2 設計計算21設計中選擇四組輻流沉淀池，N =4，每組設計流量為 0.376m3；s。1、沉淀池表面面積FF式 4.18nq式中

34、：Q設計日平均流量，m3/h;n沉淀池個數(shù)，本設計設置 4 座沉淀池；q-表面負荷，m3/(m2h)，本設計取 1.0m3/(m2h)。池子直徑 D =產(chǎn) J354. .2=4 仙V JI V Tt采用周邊傳動吸泥機，為了符合型號規(guī)格，取直徑為D =45m，由給水排水 設計手冊(第 2 版)第 11 冊 P593 查知，選取周邊傳動吸泥機ZBX -45,其性能 參數(shù)如下表4.6Fnq1.50463 36004 1.0=1354.2m2取 42m中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說集泥斗上部直徑為 5m，下部直徑為 3m，傾角為 60 度。第48頁共 53 頁實際負荷3、沉淀區(qū)有效水深 h1h1

35、= qt式 4.19式中：h1沉淀區(qū)有效水深，m；t 沉淀時間，1.54.0h;取 2.0h。所以0 = qt = 0.9 4.0 = 3.6m 取 4mD 45徑深比蘭二竺=11.25在 612 之間，符合要求hi44、 沉淀部分有效容積VV =F h =1589.636358.5m35、 污泥部分所需容積V采用間歇排泥，設計中取兩次排泥的時間間隔為T =2h2(1+RQXT(1+0.5$ 100000漢3500匯2匯23V11562.5mX XRN3500105004 246、沉淀池周邊水深設緩沖層 h2二 0.5m，刮泥機高 0 = 0.5m有效水深的高度：H0二 h, h2h3= 4

36、0.5 0.5 = 5m規(guī)格型號池徑 D(m)周邊線速(m/min)電機功率(kW)壓縮空氣壓力(MPa)ZBX-45452.202.220.12、實際水面面積F：451589.63m4Q q =nF1.50463 36004 1589.63=0.9m2. m2符合要求表 4.6ZBX -45性能參數(shù)22中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第49頁共 53 頁7、污泥斗容積則有污泥斗高度：h4 =ri-a tan：= 2.5-1.5tan60 = 1.73m污泥斗有效容積為：oo3 14x1 73oooV44r12r1r2r；22.522.5 1.5 1.5 U22.18m33亠污泥斗以上圓錐

37、體部分污泥容積設計中采用機械刮吸泥機連續(xù)排泥，池底坡度為0.05uD -2r 45 -2 2.5 “ .h50.050.05 = 152 28 沉淀池的咼度：設超咼 h6= 0.3mH 二 H0h4hsh6= 5 1.73 1 0.3 二 8.03m9、二沉池進水部分計算輻流式沉淀池中心處設中心管，污水從池底的進水管進入中心管，通過中心管壁的開孔流入池中央，中心管處用穿孔整流板圍成流入?yún)^(qū)，使污水均勻流動，污水 曝氣池出水并接 DN1600 的鑄鐵管進入配水井，從配水井接 DN1000 的鑄鐵管，在 二沉池前接閥門，后接 DN1000 的二沉池入流管。二沉池進水部分采用中心進水，中心管采用鑄鐵管

38、，出水端用漸擴管。為了配 水均勻，巖套管周圍設一系列潛孔，并在套管外設穩(wěn)流罩。(1)進水管計算當回流比R =50%時，單池進水管設計流量為Q1= 1 RQ= 1 0.50.376 二 0.564 m3s進水管管徑取為 U = 1000mm貝 U流速-0.56420.89m sA 3.14漢1.0當為非滿流時，查給水排水設計手冊常用資料知：流速為 1.43m s二h4中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第50頁共 53 頁(2)進水豎井計算進水豎孔直徑為 D2= 2000mm中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第51頁共 53 頁進水豎井采用多孔配水，配水口尺寸為0.5m 1.5m，共設 8 個

39、沿井壁均勻分布;流速為：八；匕.50鳥613心0.150.2，符合要求孔距為：丨亠0.56/0 3.14-0.5 6 = 0.285m6 6設管壁厚為 0.15m，則D 外=2.0 0.152 -2.3m(3) 穩(wěn)流罩計算穩(wěn)流筒過流面積式 4.20式中 v穩(wěn)流筒筒中流速，一般采用 0.03 0.02m并設置罩高為3.2m(4) 集配水井的設計計算1配水井中心管直徑式 4.21式中D2配水井中心直徑， m；V2中心管內(nèi)污水流速，一般采用V- 0.6m s；設計中取v2=0.8m. s設計中取 v = 0.03m s穩(wěn)流筒直徑0.5640.03=18.8m24fD2218S2.02=9.79m 3

40、.14D3中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第52頁共 53 頁4*1.505= 1.56m設計中取D2= 1600mm3.14 0.8故采用雙側(cè)集水出水溢流堰的設計（采用出水三角堰 90采用等腰直角三角形薄壁堰，取堰高 0.8m，堰寬 0.16m，堰上水頭（即三 角口底部至上游水面的高度）0.4m，堰上水寬為 0.8m。每池出水堰長：配水井直徑:D34Qmax丄廠r + D2式 4.22式中D3配水井直徑，m；V3配水井內(nèi)污水流速，一般米用v3= 0.2 0.4 m s設計中取v3=0.35m sD34551.6 2.84m3.14 0.352集水井直式中D,V14QD3式 4.23集水井

41、直徑，m;集水井內(nèi)污水流速，一般采用Vi=0.2 0.4ms設計中取w = 0.3m s4QD3_Vi處1.505+2.842= 3$m3.14 0.311、二沉池出水部分設計每池所需堰長L11000Qnq1000 1.5054 1.0= 376m，且D = “二型119.742m兀3.14D2二v2中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第53頁共 53 頁L = D -0.4 2 j 亠 | D - 0.42 -0.8 0.15 22 二42 -0.83.1442-0.8-2.23.14 =251.8m實際堰負荷：Q1.505 1000,q1.49 L s m4 L4 251.8實際堰個數(shù)：k

42、L251.8=1574 個0.16 0.16二 0.03m考慮自由跌水水頭損失 0.15 m,貝 U出水堰總水頭損失為:h 0.15 =0.03 0.15 =0.18m出水槽的接管與二沉池集水井相連。3環(huán)形集水槽設計采用雙側(cè)集水環(huán)形集水槽計算。設出水槽外壁距離池壁0.4m，槽 0.8m,集水槽總高度為 0.4+0.4 （超高）=0.8 m,每池都雙側(cè)集水。則出水堰流量：=2設二！505=0.376 m3. s44取安全系數(shù)為=1.5,則集水槽設計流量Q 1.5 Q 單=1.5 0.376 = 0.564 m3. s取槽內(nèi)流速為 v =0.6m s，則槽內(nèi)終點水深:槽內(nèi)起點水深為式 4.24每個

43、三角堰的流量 Qi:QiI .505432.39 10一m . s1574 4h4q_Q單vb 2 0.6 0.8=0.59m過堰水深:2*2.39如 0h3h22中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第54頁共 53 頁式中 hk槽內(nèi)臨界水深，m；:-系數(shù)，一般采用 1.0。中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第55頁共 53 頁設過水斷面積：A=B 0.72=0.9 0.72 = 0.6m2濕周：f =B 2h =0.9 2 0.8 = 2.5m集水槽水力計算兀314L2D -0.4 2 -0.15 2-0.6542 - 0.8 - 0.3 - 0.65 = 63.2m2 24.8 深度處理

44、二級處理后到澄清池，進行混凝和沉淀；再通過消毒和過濾后再出水，處理后的中水可用于沖廁、洗車、道路清掃、綠化景觀用水等。4.8.1 混凝混凝包括混合和絮凝兩部分?；旌显O備采用的是管式靜態(tài)混合器，由一根進水總管通過混合器進入四座對稱布置的折板絮凝池內(nèi)?；炷捎玫氖歉咝д郯逍跄兀郯宄叽鐬殚L 寬 厚=1500 500 60mm，折板夾角 90 度。4.8.2 沉淀沉淀部分采用的是正六邊形的斜管沉淀池。斜管內(nèi)徑30mm，長度 1000mm，水平傾角 60 度，管內(nèi)上升設計流速 3.5mm/s。清水區(qū)上升速度v = sin 60 v = 3.03 m s清水區(qū)表面積c Q100000 10002S95

45、.5mv 4 24 3600 3.03斜管占據(jù)面積為3%,清水區(qū)總面積 S = 1 3% S 二 1 3%95.5 二98.3m2-a：21.0尹、20.376、2g 0.8二0.2mh3二2hkV h2h22 0.220.590.59-0.72m則斜管區(qū)高度中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第56頁共 53 頁4.8.3 過濾采用轉(zhuǎn)盤式微過濾器，它設備水頭損失小，不需用水泵單獨提升，可直接利用h =Lsin 60 = 886mm中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第57頁共 53 頁式中：h2接觸池的有效水深，取為3.0mVF二h21354.52二451.5m3.0(3)接觸池池長LF L

46、二B式中：L接觸池廊道總長,式 4.26B接觸池廊道單寬,m；取為 5m。水位差進行過濾，運行費用省。采用網(wǎng)絲作為機械過濾介質(zhì)，可以有效降低懸浮固體 SS 濃度，同時在轉(zhuǎn)盤前投加鐵鹽(或鋁鹽)后也可降低SS、COD、BOD5和總磷的濃度。轉(zhuǎn)盤過濾面積大、通過流量大、占地小、可以全封閉結(jié)構(gòu)。過濾后的水 直接用于沖洗濾網(wǎng)的懸浮物，可以連續(xù)運行，反洗過程通過液位進行自動控制?？?以最優(yōu)方式安裝在混凝土池中或不銹鋼箱體內(nèi)，構(gòu)造簡單。4.8.4 接觸消毒池城市污水經(jīng)一級或二級處理后，改善水質(zhì)，細菌含量也大幅度減少，但仍存在 有病原菌的可能，因此污水排放水體前應進行消毒。本設計中采用液氯為消毒劑，其優(yōu)點是

47、效果可靠，投配設備簡單、投量準確、價格便宜。1、 接觸池的設計參數(shù)加氯量：510mg/L，本設計中取 8mg/L;氯與污水的接觸時間為 T=30min ；(3) 設計流量是 Qmax =1.219m3s；(4) 本設計設 2 座 3 廊道式平流接觸池。2、 接觸池的設計計算(1) 池體容積V1 5053V=QT30 60 = 1354.5m32(2) 接觸池表面積FV F =h2式 4.25中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第58頁共 53 頁則L =451.5= 90.3m5接觸池采用 3 廊道，所以接觸池長為：L:L=30.im3校核長寬比：L二90.3二18.06m _ 10符合要求B

48、 5(4)接觸池高度H = h| h2h3式 4.27式中：h 池底坡降，坡度i為 0.05,坡底在進水端；h2-接觸池有效水深，3m ；hs-接觸池超高，0.3m。則H = g h2h3= L i 3 0.3 二 30.1 0.05 3.3m 二 4.8m3、加氯間設計本設計中加氯間的設計計算過程如下：(1) 投氯量計算m -Qmax式 4.28式中：投氯量，取為 8mg/L;3Qmax-1.505m /s。中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第59頁共 53 頁(2) 加氯設備選用 4 臺 ZJ-2 型轉(zhuǎn)子加氯機，三用一備，單臺加氯量為 14kg/h，加氯機外型尺寸為 550mmx310m

49、mX710mm。4.9 污泥濃縮池采用重力濃縮池，污泥濃縮池僅處理剩余活性污泥4.9.1設計參數(shù)m =Qmax8 1.505 864001000=1040 kg d設計流量3Qw= 1665.38m ;濃縮后含水率97%;中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說2第60頁共 53 頁h40.1 21 -50.8m(1) 濃縮池所需表面面積A(2) 濃縮池直徑DD = 4A =仁333333, , = = 20.5m，取 21m(3) 濃縮池工作高度 h1TQw_ 16 1665.38 24A一24 333.1(4) 濃縮后污泥體積Qw污泥濃縮前含水率 P1為 99.2%，濃縮后含水率 P2為 97

50、%，則濃縮后每天產(chǎn)生污泥體積Qw(5) 濃縮池泥斗容積集泥斗上部直徑為 D1=5.0m，下部直徑為 D2=2.0m，傾角為 60D1_ D2ta門60 =(5一2).3=2.17m 2 2集泥斗的有效容積 V。設池底坡度為 0.1,池底坡降為:污泥濃度濃縮時間濃縮池固體通量濃縮池數(shù)量4.9.2 設計計算C=6g/L ；T =16h；M = 30 kg. m2d ；1 座。QwCM1665.38 6302=333.1mh1Qw(1-R)1 -P21665.381 -0.99210.97=444.1m3V。=328.2m第61頁共 53 頁中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說 故池底可貯泥容積 V

51、4:3.14；0.8223(10.5210.5 2.52.52) =119.5m33因此，總貯泥容積為：33Vw二 V。V4二 328.2 119.5 二 447.7m 444.1m(滿足要求)(6) 濃縮池總高度取超高h h2為 0.3m，緩沖層高度 h3=0.3m，則總高度為H = h1h2h3h4h0= 3.33 0.3 0.3 0.8 2.17二6.9m濃縮設備26采用 NG24 型單周邊傳動中心支墩式刮泥機，并且配置柵條以利于污泥的濃 縮。其性能參數(shù)見表 4.7。表 4.7 NG24 型濃縮池刮泥機池徑(m)池深(m)沉淀面積(m2)驅(qū)動功率(kW)243.54520.754.10

52、脫水機房污泥脫水在污泥處理工藝中非常關(guān)鍵，其脫水效果將直接影響污泥后處置。設計采用帶式壓濾機，在污泥脫水時投加聚丙烯酰胺(PAM)有機高分子絮凝劑，將污 泥濃縮池濃縮后的污泥進行脫水，進一步降低含水率，便于污泥運輸和最終處置。 主要設備為帶式壓濾機、污泥泵、加藥泵、加藥罐、反沖洗泵及空壓機等27。機械脫水需要控制泥量增加，采用高分子絮凝劑時，通過絮凝劑吸附污泥顆粒 使小顆粒污泥凝聚成團，釋放水分，泥量基本不發(fā)生變化，其肥效和熱值都不降低， 如果采用無機藥劑，泥量會明顯增加，使脫水機的處理能力大大降低28。4.10.1 污泥設計計算(1) 脫水后污泥量式中 P 濃縮后含水率，為 97%;v2h(

53、D. _D322R1R1-122q =Qw100-P100-P2式 4.29中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第62頁共 53 頁B 脫水后污泥含水率設計中 F2=75%100 - 973I所以q =444.153.29 m d100-75脫水后干污泥重量為：M 二 q1-F21000 =53.29 1 -75% 1000 = 13322.5kg d = 555.1kg h(2) 加藥量計算本設計中用帶式壓濾機脫水的污泥， 采用聚丙烯酰胺絮凝劑，對于混合污水污泥投加量按干污泥重的0.15% 0.5%計算，設計中取0.4%計算。則 W =0.4%M =0.004 13322.5 = 53.29

54、kg d4.10.2 脫水機型號的選擇設計中選用 3 臺 DY-3000 型帶式壓濾機，2 用 1 備，帶式壓濾機的主要技術(shù)指 標為800kg h，泥餅含水率75%。工作周期定為 18 小時29。則每次處理的泥量為： m = 800 12 2 = 19200kg V中北大學 2012 屆本科畢業(yè)設計說第63頁共 53 頁5 污水處理廠總體布置5.1 總平面布置1、工藝流程布置工藝流程布置根據(jù)設計任務書提供的面積和地形，采用直線型布置。這種布置 方式生產(chǎn)聯(lián)絡管線短，水頭損失小，管理方便，且有利于日后擴建。2、筑物平面布置30按照功能，將污水處理廠布置分成三個區(qū)域：(1) 污水處理區(qū)，由各項污水處理設施組成，呈直線型布置。包括：污水總泵站、 格柵間、曝氣沉砂池、A2/0、輻流沉淀池、消毒池、鼓風機房。(2) 污泥處理區(qū)，位于廠區(qū)主導風向的下風向，由污泥處理構(gòu)筑物組成，呈直線