污水處理廠畢業(yè)設計-

1、目錄第一篇設計任務及原始資料 (1第一章設計任務 (1第二章設計原始資料 (3第二篇設計說明 (5第一章城市污水廠設計 (5第一節(jié)污水廠選址 (5第二節(jié)污水廠處理規(guī)模、處理程度 (6第三節(jié)工藝流程 (6第四節(jié)工藝總平面布置 (9第二章工藝設計說明 (9第一節(jié)污水處理構筑物 (9 第二節(jié)污泥處理構筑物 (14第三節(jié)輔助建筑物 (16第三章設計計算 (17第一節(jié)一級處理 (17第二節(jié)二級處理活性污泥法 (21第三節(jié)污泥處理構筑物 (31第四節(jié)高程計算 (40第五節(jié)污水泵站計算 (43結論第一篇設計任務及原始資料三.基本要求 1.污水處理廠設計要求(1根據(jù)水體自凈能力以及要求的處理水質并結合當?shù)氐木?/p>

2、體條件,如水資源情況、水體污染情況等來確定污水處理程度與處理工藝流程。無特殊要求時,污水級處理后其水質應達到國家污水綜合排放一級標準,即SS 20mg/l ,COD 60mg/l ,BOD 520mg/l 。 第二篇 設計說明 第二節(jié) 污水廠處理規(guī)模、處理程度設計最大流量:845.35l/s平均流量:678.27l/s第三節(jié) 工藝流程1.污水處理工藝流程處理廠的工藝流程是指在到達所要求的處理程度的前提下,污水處理個單元的有機結合,構筑物的選型則是指處理構筑物形式的選擇,兩者是互有聯(lián)系,互為影響的。水體有一定的自凈能力,可根據(jù)水體自凈能力來確定污水處理程度。設計中既要充分利用水體的自凈能力,又要

3、防止水體遭到污染,破壞水體的正常使用價值,采用何種處理流程還要根據(jù)污水的水質和水量,回收其中有用物質的可能性和經(jīng)濟性,排放水體的具體規(guī)定,并通過調查研究和經(jīng)濟比較后決定,必要時還應當進行科學論證。城市生活污水一般以BOD 物質為其主要去除對象,因此,處理流程的核心是二級生物處理法活性污泥法為主。生活污水和工業(yè)廢水中的污染物質是多種多樣的,不能預期只用一種方法就能把所有的污染物質去除干凈,一種污水往往需要通過由幾種方法組成的處理系統(tǒng),才能達到處理要求的程度。按處理程度分,污水處理可分為一級、二級和三級。一級處理的內容是去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質,經(jīng)過一級處理后,污水中的BOD 只去除30

4、 %左右,仍不能排放,還必須進行二級處理。二級處理的主要任務是大量去除污水中呈膠體和溶解性的有機污染物質(BOD,去除率可達97%以上,去除后的BOD含量可降低到20-30 mg/l.一般,經(jīng)過二級處理后,污水已具備排放水體的標準了。一級和二級處理法是城市污水經(jīng)常采用的,屬于常規(guī)處理方法。當對處理過的污水有特殊的要求時,才繼續(xù)進行三級處理。具體的流程為:污水進入水廠,經(jīng)過格柵至集水間,由水泵提升到平流沉砂池經(jīng),經(jīng)初沉池沉淀后,大約可去初SS 45%,BOD 25%.污水進入曝氣池中曝氣,可從一點進水,采用傳統(tǒng)活性污泥法,也可采用多點進水的階段曝氣法。在二次沉淀池中,活性污泥沉淀后,回流至污泥泵

5、房。二沉池出水經(jīng)加氯處理后,排入水體。2.污泥處理工藝流程污泥是污水處理的副產(chǎn)品,也是必然的產(chǎn)物,如從沉淀池排出的沉淀污泥,從生物處理排出的剩余活性污泥等。這些污泥如果不加以妥善處理,就會造成二次污染。污泥處理的方法是厭氧消化,在厭氧消化過程中產(chǎn)生大量的消化氣(即沼氣是寶貴的能源,消化后的污泥含水率仍然很高,不宜長途輸送和使用,因此,還需要進行脫水和干化等處理。具體過程為:二沉池的剩余污泥由螺旋泵提升至濃縮池,濃縮后的污泥進入貯泥池,再由泥控室投泥泵提升入消化池,進行中溫二級消化。一級消化池的循環(huán)污泥進行套管加熱,并用攪拌。二級消化池不加熱,利用余熱進行消化,消化后污泥送至脫水機房脫水,壓成泥

6、餅,泥餅運至廠外,可用做農(nóng)業(yè)肥料。消化池產(chǎn)生沼氣,一部分用于一級消化池的沼氣攪拌,一部分用于沼氣發(fā)電。本設計采用的工藝流程如下圖所示。水井砂池第四節(jié)工藝總平面布置平面布置在滿足工藝流程的前提下,利用原有地形設置,布置大致分為四個區(qū):生活區(qū)、污水處理區(qū)、污泥處理區(qū)、預留地。要求布置緊湊、進出水流暢、節(jié)省用地。其中,綜合樓、車庫、招待所、化驗室等在入廠正門附近,方便本廠職工辦公和起居生活,同時也有利于來訪。在脫水機房附近設置后門,以減少煤灰、泥餅、柵渣等外運時對環(huán)境的污染。把消化池、沼氣罐和壓縮機房組合在一起,遠離其他構筑物,采取隔離措施,防火防爆以確保安全。第二章處理構筑物工藝設計已知該城市污水

7、處理廠的最大設計污水量為845.35L/S。第一節(jié)污水處理構筑物1. 格柵:污水廠的污水是由一根直徑為1000 mm的管子從進水閘閥引入格柵間的。柵前水深:h = 0.75 m 過柵流速:v =0.9 m/s柵條間隙寬度:b =20 mm 格柵傾角=600柵槽寬 1.76 m,共設兩組,便于維修和清洗柵渣量為2.93m3 /d,宜采用機械格柵清渣。2.污水泵房由于該泵站為常年運轉且連續(xù)開泵,故選用自灌式泵房。又由于該泵站流量較大,故選用矩形泵房。矩形泵房工藝布置合理,運行管理較方便,現(xiàn)已普遍采用。集水間計算選擇水池與機器間合建式的方形泵站,用6臺泵(2臺備用每臺水泵的流量為:Q0=845.35

8、/4=211.34L/s,取220L/s集水池的容積,采用相當于1臺泵5min的容量。W=66立米泵型:12PWL型污水泵每臺泵流量:250L/S 揚程:12米有效水深:H=2.4米,則集水池面積為:F=66/2.4=27.5 m3池底做成斜坡泵房地面有一定坡度,坡向排水溝。3.平流沉砂池共設兩個,每個平流沉砂池分兩格,每格平面尺寸為7.5 m× 4m有效水深為0.845 m,設池內流速v =0.25 m/s,停留時間為30s沉沙室所需容積設T=2d V=3.52 m3 每個分格有2個沉沙斗V0=3.52/4=0.88 m3沉沙斗各部分尺寸設斗底寬a1=0.6m,斗壁與水平面的傾角為

9、:60度斗高h3=0.4m,沉沙斗上口寬 a=1.06m 沉沙斗容積:V0=0.283 m3沉沙室高度采用重力排沙,設池底坡度為:0.06坡向沙斗h3=h3+0.06l2=0.786m l2=l-a=6.44m池總高度,設超高h1=0.3m H=h1+h2+h3=1.931m驗算最小流速在最小流量時,只用一格工作(n1=1v min=Q min/n1W min=0.25m/s>0.15m/s污水經(jīng)泵房提升后,經(jīng)過進水管道、集水井、配水渠道、均勻的進入沉 砂池。4.初次沉淀池初沉池采用輻流式沉淀池,它具有運行穩(wěn)定、管理簡單、排砂設備已趨定型的優(yōu)點。本設計共設兩座初沉池,采用中間進水、周邊出

10、水的方式。每座池直徑31 m,池邊高度3.2m,有效水深2.4 m,表面負荷q =2m3/m2 h,停留時間T =1.2 h.池直徑與有效水深之比612,池徑不小于16m,坡度一般0.05,取池子半徑1/2處的水流斷面作為計算斷面沉淀部分水面面積,設表面負荷 q=2 m3/m2 h n=2個則:F=Q/nq=760.85 m2沉淀部分有效容積 V=Qmax t/n=634 m3V=SNT/1000n=10.84 m3 N=N實際+N工廠=260224人沉沙斗容積設r1=2m r2=1m =60則h5=(r1-r2tg=1.732m V1=h5/3(r12+r1r1+r22=12.7m3沉沙斗以

11、上圓錐體部分污泥容積,設池底徑向坡度為0.05則 h4=(R-r1×0.05=0.325m V2=h4/3(R2+Rr+r2=31.72 m3污泥總容積 V1+V2=44.42 m3>10.84 m3沉淀池總高度設h1=0.3m,h3=0.5m H=h1+h2+h3+h4+h5=5.257m每座沉淀池配有周邊轉動的刮泥機一座,池底污泥由刮泥機刮至集泥坑,通過排泥管排至集泥井。刮泥機外周刮泥板的線速度為1.5 m/min,刮一周要用75 min.中心管設于池中心處,污水從池底的進水處進入中心管,中心管周圍為入流區(qū),外部設整流板,使污水在池內得以均勻流動。出流區(qū)位于池周,采用三角堰

12、板,且在出流堰前設擋流板和浮渣擋板及排渣斗,以截流池水表面上的漂浮物質。用排渣管將浮渣斗內的浮渣排至設在外面的浮渣井。浮渣井內設格柵,進入井內的污水經(jīng)格柵排走,截流的浮渣由人工定期清除,同時還要人工定期清除三角堰上的沉泥渣、生物膜等。5.曝氣池 采用傳統(tǒng)活性污泥曝氣池,并設多個進水口,以便運行中調整為多點進水。共設兩組曝氣池,每組有五個廊道,在池中部兩廊道間設水渠,使處理水到達池尾,以便對池尾進水口進行配水。曝氣池平面尺寸為27.28 m×25 m,有效水深3 m。采用鼓風曝氣,擴散裝置采用膜片式微孔曝氣器,其具有孔小、氧利用率高的優(yōu)點。且其采用橡膠材料,不宜堵塞。為節(jié)約空氣管道,相

13、臨廊道的擴散裝置沿公共隔墻布置。曝氣池的曝氣量靠空氣干管上的閘門控制,設置消泡水管進行消泡,設放水管用于培養(yǎng)活性污泥時排出上清液用。放空管設于池底,以便維護清理時放空池中水。回流污泥設置螺旋泵提升,曝氣方法采用鼓風曝氣,它由加壓設備,擴散裝置和連接兩者的管道系統(tǒng)三部分組成。擴散裝置均勻布置在池底,這樣布置可以使水流在池中流行時得到均勻曝氣.同時這樣布置方式有利于管道的安裝,及供氣均勻.為了節(jié)約空氣管道,相鄰廊道的擴散裝置沿公共墻布置。擴散裝置采用膜片式微孔空氣擴散器,共設 5條干管,每條干管設5對豎管,共有50根豎管。曝氣頭距池底0.5m。曝氣池的曝氣量依靠空氣干管上的閥門控制,排除上清液管在

14、培養(yǎng)活性污泥時排除上清液用;放空管安裝于曝氣池底部,以便維修清理時放空用?；亓魑勰嗖捎梦勰啾脧奈勰啾梅看蛉?剩余污泥由污泥泵房提升后排入貯泥池。6.二次沉淀池采用輻流式沉淀池,共設四座,且設集配水井一座。采用雙層集配水井形式。來水經(jīng)中心管進入內層配水井,均勻的分配給四座二沉池。二沉池中間進水,周邊出水,設置帶有三角堰板的集水槽集水,通過出水渠流入外層集水井,再由集水井流入下層構筑物。二沉池設出泥井,且出泥管上設閘閥控制出泥量。池底部設放空管。每座沉淀池設刮吸泥機一座。各吸泥管中分別通入空氣以利排泥。7.鼓風機房、加氯間(1鼓風機房主要提供曝氣池、二沉池所需空氣,選用L G型羅茨鼓風機L G80

15、為5臺,空氣量為80m3/min,風壓為50kpa。配電機分別為JS-114-4,功率為115KW。其中一臺備用。鼓風機和電機運行時需要冷卻,設冷卻水泵2臺(一臺備用,冷卻塔一座(冷卻循環(huán)水使用。(2污水的二級處理加氯消毒一般采用季節(jié)性加氯,在夏季污水污染嚴重時加氯消毒。加氯機ZJ-1型2臺,氯庫共存氯量15天,30個氯瓶。另外,設一專用水池為氯瓶降溫和安全之用。8.計量堰設計計算本工程計量堰采用巴式計量槽裝置。測量形式為自由流,通過井中水位反映流量變化,由儀表顯示。這種裝置工作比較穩(wěn)定,精度較高,但是為了防止在堰前積污,一般僅用于處理構筑物之后。Q=1.162H11.542H1為堰頂水深;b

16、為堰寬;Q為流量。流量為Q=845.35l/s 查表得b=0.5 H1=0.82m 則 L1=0.5b+1.2=1.45vm L2=0.6vm L3=0.9mB1=1.2b+0.48=1.08m B2=b+0.3=0.8m選擇H2=0.55m H2/H1=0.67(0.7第二節(jié)污泥處理構筑物1.濃縮池采用重力濃縮。由于剩余污泥含水率極高,單純濃縮效果較差,故將初沉池污泥與剩余污泥混合后共同濃縮。在濃縮池前設一配泥井,將二者混合并均勻分配進入兩個濃縮池。濃縮池設兩座,為圓形輻流式。直徑4.3 m,池總高3.93 m,取濃縮時間16 h.濃縮池設刮泥設備,刮泥機為周邊轉動。2.污泥貯存池污泥經(jīng)濃縮

17、后進入貯泥池,由消化污泥控制室內的污泥泵將其內的污泥抽升后打入消化池。貯泥池尺寸為3752 mm×3635mm。3.消化污泥控制室消化污泥控制室是消化池的控制中心,主要作用有:(1新鮮污泥的投配(2消化池內的污泥循環(huán)攪拌(3消化污泥的加熱(4消化池運行情況的監(jiān)測和控制控制室是半地下式框架結構,分為三層,地下部分為泵工作間,設有污泥加熱循環(huán)泵、新鮮污泥投配泵。地面二層為電器設備及儀表控制室,地面三層為熱交換間。新鮮污泥可采用預熱后投配,即新鮮污泥由污泥貯存池抽出后由旁通管與循環(huán)污泥混合,進入熱交換器,經(jīng)換熱器預熱后再投入消化池也可直接投配,即新鮮污泥由污泥貯存池抽出后,不經(jīng)預熱,經(jīng)泵提

18、升后直接進入消化池。消化池的耗熱量可根據(jù)冬季最大負荷量計算,耗熱量包括三部分:(1每天投配新鮮污泥從原始溫度加熱到所需的溫度的耗熱量(2消化池體本身的熱損耗量,是由池體內污泥的消化溫度與池體外大氣的最低溫度的溫差所引起的耗熱量(3輸泥管道的耗熱量。消化池每天所需的耗熱量是由污泥加熱循環(huán)泵將污泥通過熱交換器加熱提供的,采用套管式換熱器。套管中心走泥,套管間走熱水,熱水從上部向下部流動。4.消化池選用傳統(tǒng)的固定式消化池,分為一級消化池和二級消化池,二者的單池容積結構相同,而停留時間不同。共設二座一級消化池和一座二級消化池。污泥投配按連續(xù)投配方式,污泥加熱亦按連續(xù)加熱方式設計。設計參數(shù)如下:總消化污

19、泥量128.2 m3 /d;消化周期一級為20天,二級周期為10天,總停留天數(shù)為30天。一級消化池采用沼氣攪拌,有利于消化池中的消化氣的釋放,對消化污泥的濃縮脫水有促進作用。用空壓機將貯氣罐中部分消化氣抽出,經(jīng)穩(wěn)壓罐送入消化池。攪拌系統(tǒng)采用防爆電動機,以保證運行安全。污泥投配按連續(xù)投配,加熱也按連續(xù)加熱方式設計。消化池直徑為16m,柱體高度取9m。5.脫水機房設置自動板柜壓濾機,其構造簡單,過濾推動力大,適合于各種性質的污泥,且自動化程度高,效率高,勞動強度低。設兩臺板柜壓濾機,配備兩臺污泥泵,將污泥壓入過濾機,濾布用清水清洗。污泥經(jīng)脫水后形成的泥餅,暫存于泥場,以便再利用。6.沼氣罐采用單級

20、濕式沼氣罐,為防止腐蝕,其內部需進行防腐處理,一般涂以防腐涂料。為減少太陽輻射、氣體受熱引起容積的增加,沼氣罐外應涂反射性色彩。沼氣罐采用單極溫式沼氣罐一座,直徑取12m,高度為9m.第三節(jié)輔助建筑物污水處理廠的輔助建筑物有綜合樓、試驗綜合樓、食堂、倉庫、車庫、職工宿舍、招待所、機修間、總控制室、堆煤廠、堆渣廠、配電室、鍋爐房、值班室、預留地等。主要集中于入廠門口的生活區(qū)內,便于設備儀表的運輸和維護管理。污水廠所設總控制室,便于對廠區(qū)內儀器,儀表的運行進行自動控制。 第三章設計計算 第一節(jié)一級處理一.格柵污水廠的污水是由一根直徑為1000 mm的管子從進水閘閥引入格柵間的。柵前水深:h = 0

21、.75 m 過柵流速:v =0.9 m/s柵條間隙寬度:e =0.02m 格柵傾角=600n=Qmax×(sin601/2/(ehv=58.2759個B=S*(n-1+en=0.01*58+0.02*59=1.76(m柵槽寬 1.76 m,共設兩組,便于維修和清洗設進水渠寬:B1=1.2m其漸寬部分展開角度:1=20o進水渠道漸寬部分的長度 l1=(B-B1/2tg20=0.769m柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度:l2=l1/2=0.7693/2=0.385m 通過格柵的水頭損失設柵條斷面為銳角矩形斷面:=2.42 k=3 h1=k*(s/e4/3v2/2g* sin h1取0.

22、09m柵后槽總高度設柵前渠道超高:h2=0.3m則H=h1+h2+h=0.09+0.3+0.75=1.14m 取1.2m柵槽總長度 L=l1+l2+0.5+1.0+H1/tg=3.26m在柵槽間隙20mm的情況下設柵渣量為每1000立米污水產(chǎn)0.05 m3則每日柵渣量為2.93m3 /d,宜采用機械格柵清渣。二. 沉砂池本設計采用采用平流沉砂池,共設兩座。1.長度設v=0.25m/s, t=30sL=vt=7.5m2.水流斷面面積 A=Qmax/v=3.38m2 3. 池子總寬度設n=2格每格寬b=2mB=nb=4m4. 有效水深h2=A/B=0.845m (0.251m5.沉砂斗所需容積設T

23、=2dV=Qmax*T*86400*x1/(kz*106=3.52m36.每個沉砂斗容積設每一份格有二個沉砂斗V0=3.52/4=0.88m37.沉砂斗各部分尺寸設斗底寬a1=0.6m 斗壁與水平面的傾角為:60°斗高h3=0.4m,沉沙斗上口寬:a=1.06m沉砂斗容積V1= h3(2a2+aa+2a12=0.283m38.沉沙室高度采用重力排沙,設池底坡度為0.06,坡向沙斗 h3= h3+0.06l2=0.786m l2=l-a=6.44m9.池總高度,設超高h1=0.3mH= h1+ h2+ h3=1.931m10.驗算最小流速在最小流量時,只用一格工作(n1=1Vmin=Q

24、min/nWmin=0.25m/s>0.15m/s 沉砂池計算圖(3三. 初次沉淀池(幅流1.沉淀部分水面面積設表面負荷q=2m3/m2.h,n=2個F=Q/nq=760.85m22.池子直徑D=F4=31.13m 取31m 3.沉淀部分有效水深設t=1.2hh2=qt=2.4m4.沉淀部分有效容積V=nQ max t=634m35.污泥部分所需的容積設S=0.5L/cap.d T=4h V=SNT/1000n=10.84 m3(N=2602246.污泥斗容積設r1=2m,r2=1m,=60o, 則h5=(r1-r2tg=1.732mV1=35 h(r12+r1r2+r22=12.7m3

25、7.污泥斗以上圓錐體部分污泥容積設池底徑向坡度為0.05,則h4=(R-r1×0.05=0.325mV2=44 h(R2+Rr1+r12=31.72 m38.污泥總容積V1+V2=44.42m3>10.84m39.沉淀池總高度設h1=0.3m,h3=0.5mH=h1+h2+h3+h4+h5=5.257m10.沉淀池池邊高度H=h1+h2+h3=3.2m11.徑深比 D/h2=10.9(符合要求612 12.堰口負荷q=845.35/4D=2.17<2.9(L/s.m 第二節(jié)二級處理活性污泥法一.傳統(tǒng)推流式曝氣池設計計算1.污水處理程度的計算及曝氣池的運行方式污水處理程度的

26、計算原污水BOD(S0=128g/ m3經(jīng)初次沉淀處理,BOD按降低25%考慮S a=128(1-25%=96g/ m3計算去除率首先計算處理水中非溶解性BOD5值即 BOD5=7.1bXACe取 b=0.09 XA=0.4mg/l Ce=25mg/l則 BOD5=6.39mg/l處理水中的溶解性BOD5值為:25-6.39=18.61mg/l去除率為:=(96-18.61/96=80.6曝氣池的運行方式性污泥法系統(tǒng)作為基礎,又可按階段曝氣系統(tǒng)和再生曝氣系統(tǒng)運行。2. 曝氣池的計算與各部分尺寸的確定 曝氣池的體積按污泥負荷計算,曝氣池的體積計算公式為: V=Q (Sa-Se /XNs= 取Ns

27、=0.3kgBOD 5/kgMLSS ·dQ=5.86×104 m 3/d ,X=2500mg/l , 則 V=QSa/XNs=7500.8 m 3 設2組曝氣池,則其體積為: V 0=7500.8/2=3750.4確定池體 有效水深 h=3m 每組曝氣池面積F=3750.4/3=1250.1 m 2每個廊道單寬B 1=6m B 1/h=6/3=1.67在12間 符合要求 總長LZ =F/B 1=208.35m 設5個廊道則每個廊道長 L Z /5=43.654m池寬 B=B 1×5=30m 且L Z /B=7.28 在510間符合要求 取超高0.5m ,則池總高

28、度為:H=3.5m 3.曝氣系統(tǒng)的計算 曝氣池采用鼓風曝氣系統(tǒng) 平均時需氧量的計算 由公式O 2=a QS r +b VX r 查表得a =0.5, b =0.15 代入各值O 2=117.7kg/h=2824kg/d 最大時需氧量的計算 根據(jù)原始數(shù)據(jù),K z =1.33 代入各值:O 2(max= 3202.1kg/d=133.4kg/h 每日去除的BOD 5值 BOD 5=3825.7kg/d 去除每kgBOD 5的需氧量O 2=2824/3825.7=0.74kgO 2/kgBOD 最大時需氧量與平均時需氧量之比 O 2(max /O 2=3202.1/2824=1.134 4.供氣量的

29、計算采用固定式網(wǎng)狀微孔空氣擴散器,敷設距池底0.5m 處,淹沒水深4.3m,計算溫度為30,氧的轉移效率為 E A =10查排水工程下冊附錄1,得水中溶解氧飽和度C s(20=9.17mg/L,C s(30=7.63mg/L空氣擴散器出口處的絕對壓力(P b 按公式計算,即:P b =1.013×105+9.8×103H P a 代入各值,得P b =1.013×105+9.8×4.3×103=1.4344×105P a 空氣離開曝氣池面時,氧的百分比,按公式計算,即:O t =1(21791(21A A E E -+-×1

30、00%其中E A 取值10%,代入上式,得O t =19.3%曝氣池混合液中平均氧飽和度(按最不利的溫度條件考慮按公式計算,即:C sb(T=C s (510026.2bP +42t O 最不利溫度條件,按30考慮,代入各值,得 C sb(30=7.63(1.4344/2.026+19.3/42 =8.91mg/L換算為在20條件下,脫氧清水的充氧量,按式計算,即:R 0=20(20(024.1-T T sb s C C RC取值=0.84;=0.95;C=2.0;=1.0 代入各值,得:R 0=156.8kg/h相應的最大時需氧量為: R 0(max=177.7 kg/h 曝氣池平均時供氣量

31、,按公式計算,即G s =AE R 3.00×100代入各值,得G s =5230m 3/h 曝氣池最大時供氣量 G s(max=6860m 3去除每kgBOD 5的供氣量5230×24/3825.7=32.8m 3空氣/kgBOD 每m 3污水的供氣量為5230×24/58602.5=2.14m 3空氣/m 3污水本系統(tǒng)不采用空氣在回流污泥井提升污泥,空氣總用量最大為:6860 m 3/h5.空氣管系統(tǒng)計算選擇一條從鼓風機房開始最長的管路作為計算管路,在空氣流量變化處設計算節(jié)點,統(tǒng)一編號列表計算。一個廊道的平面積27.28×5=136.4m 2,采用固

32、定式微孔空氣擴散器,一個曝氣頭的服務面積為0.50.75,通過嘗試計算得:每2個廊道設1根曝氣干管,每根干管設10根支干管,每根支干管設有5根支管,每根支管設有10個曝氣頭,則1個廊道共有曝氣頭:10×5×10/2=250個每個曝氣頭的服務面積為:27.28×5/250=0.5456,符合要求將已布設的空器擴散器繪制成空氣管路計算圖,用以進行計算 (一 1500 1200 900 600 300三通通、彎頭6.175 3.513 1.32由表計算得總損失H=1706.45mmH2O,取0.2mH2O,固定式網(wǎng)狀微孔擴散器的水頭損失為:1.50 mH2O,則總損失為

33、:1.50 mH2O +0.3 mH2O=1.8 mH2O擴散器距池底為0.5m,因此鼓風機所需的壓力為:P=(1.8+4.5-0.29800=59780Pa 取60k Pa。 最大時供氣量:6860m3/h,平均時供氣量:5230m3/h根據(jù)以上的壓力和空氣量,選擇合適的鼓風機。二.輻流式二次沉淀池1.沉淀部分水面面積設表面負荷q=1m3/m2.h(1.01.5 m3/m2.h,A=Q/q=845.35×3600/1000=3043.26m22.池子直徑共設4個沉淀池A1=A/4=760.82 m2D=(4A1/3.141/2=31.13m取D=31m3.沉淀部分有效水深設t=2小

34、時(1.52.5h則 H=qt=2m4.出水堰負荷q=845.35/(4×3.14×31=2.17L/sm<2.9 L/sm(1.52.95.沉淀部分有效容積采用機械吸泥機,二沉池容積按2h計算,則 V=4(1+RQR/8(1+2R=741.8 m36.污泥斗容積設池邊坡度0.05,進水頭部直徑為2.0m,則錐體部分的容積為:V=(1/3h(R2+Rr+r2-hr2=59.8 m3則還需要一段柱體裝泥,設其高為h4,則h4=(741.8-59.8/15.52=0.9m 三.計量堰Q=1.162H11.542H1為堰頂水深;b為堰寬;Q為流量。流量為Q=845.35l/

35、s 查表得b=0.5 H1=0.82m 則L1=0.5b+1.2=1.45m L2=0.6m L3=0.9mB1=1.2b+0.48=1.08m B2=b+0.3=0.8m選擇H2=0.55m H2/H1=0.67(0.7第三節(jié)污泥處理構筑物一.濃縮池設計計算本設計污泥濃縮池采用兩座圓形輻流式濃縮池,設有刮泥設備,采用周邊傳動,周邊線速度為2.0m/min(12濃縮污泥量的計算X=Y(Sa-SeQ-KdVXv取Y=0.5 Kd=0.06 Se=20mg/l Q=845.35l/s=73038.24 m3/dV=0.4737×104則 Xv=f·MLSS=0.75×

36、2800/1000=2.1g/lX=0.5×(Sa-Se/1000×Q-0.06×V×Xv=1316 m3/dQs=X/fXrXr=(1+RX/R=12133.3mg/lQs=1316/0.75·12.1333=145 m3/d濃縮池的直徑采用帶有豎向柵條污泥機的輻流式重力濃縮池,濃縮池污泥固體通量M 取25kg/m2d (當為活性污泥時,污泥固體通量負荷采用20-30公斤/米2日濃縮池的面積:A=Qs·C/M=29 m2采用兩個濃縮池,每個濃縮池的面積為 A0=A/2=14.5 m2則濃縮池的直徑 D=(4A/3.141/2=4.3

37、m濃縮池的高度計算取污泥濃縮時間為T=16h 則濃縮池工作部分高度H1為H1=TQs/24A=3.33m濃縮池的超高H2取0.3m緩沖層高度H3為0.3m濃縮池的高度為H=H1+H2+H3=3.93m濃縮后污泥體積的計算 V2=Qs(1-P1/(1- P2=24.2 m3排泥斗體積的計算(D1=2.5m,D2=2.0mV1=1/3H4S0+(S0S11/2+S1 H4=(D-D10.1/D2=0.09m S=(D/2 2則 V1=0.84 m3 V2=1/3H5S1+(S1S21/2+S2 H5=(1.25-131/2/2 3則 V 各種管道的確定(D取300-400 mm,V取0.8-0.9

38、m/s進泥管采用 D=300mm,排泥管采用D=300mm,排上清液采用 D=300mm進水頭部結構尺寸及刮泥機攪拌的確定見排水手冊二.消化池設計計算消化池為傳統(tǒng)的固定式消化池,采用中溫兩極消化處理方式消化池污泥量初沉池泥量計算由排水手冊第231頁取污泥量(干物質為16(g/人d,污泥含水率為96%(95%97%當量人口 N=260224人干物質/天=260224×16/1000=4163.58kg/d取初沉池污泥濃度為1000kg/m3d Q初=4163.58/1000(1-96%=104 m3/d 濃縮后的污泥量為:Q濃=24.2 m3/d總消化池污泥量為:Q=Q初+Q濃=128

39、.2 m3/d混合污泥含水率為:(96%×104+24.2×92%/(104+24.2=96.2%消化池各部分尺寸1.一級消化池容積總容積為:V=128.2/(5/100=2564 m3采用兩座一級消化池,則每座池子的有效容積為:V0=2564/2=1282 m3池底下錐直徑采用d2=2m,集氣罩高度采用h1=2m消化池直徑采用D=16m,集氣罩高度采用d1=2m消化池的柱體高度h3應大于D/2=8m(635采用9m上錐體高度h2=3m 下錐體的高度采用h4=1m則消化池總高度為:H=h1+h2+h3+h4=15m 集氣罩容積為:V1=d12h1/4=6.28 m3弓形部分

40、容積為:V2=h2(3D2+4h22 m3圓柱體部分的容積為:V3=D2h3/4=1808.64 m3下錐體部分的容積為:V 4=h4(D/22+Dd2/4+(d2/22/3=76.4 m3 V0=V3+V4=1885.04 m3>1282 m32.二級消化池總容積為:V= V/P=128.2/0.1=1282 m3采用一座二級消化池,串聯(lián)兩座一級消化池,則二級消化池的有效容積: V 0=1282 m3二級消化池的各部分的尺寸同一級消化池3.消化池各部分的表面積的計算集氣罩表面積為:F1=d12/4+d1h1=15.7 m 2池頂表面積為:F2=(4h22+D/4=40.82 m 2則池

41、蓋總面積為:F1+ F2=56.62 h5+h6=h3=9m池壁表面積為:F3=Dh5=251.2 m 2F4=Dh6=200.96 m 2池底表面積為:F5=l(D/2+d2/2=282.6 m 2F6=d22/4=3.14 m 2F總= F5 +F6=285.74 m 2消化池熱工計算消化池的耗熱量可根據(jù)冬季最大負荷來計算,耗熱量包括下列三部分:每天投配新鮮污泥從原始溫度加熱到所需的耗熱量;消化池池體的熱量損失,是由池體內污泥的消化溫度與池體外大氣的最低溫度的溫差所引起的耗熱量;污泥管道的耗熱量。1.提高新鮮污泥溫度的耗熱量污泥投配率為5%則每座一級消化池投配的最大污泥量為V=1282&#

42、215;5%=64.1 m3/d采用中溫消化,消化溫度TD=35,新鮮污泥年平均溫度TA=17.3日平均最底氣溫TS=12,則日平均耗熱量為:Q1= V(T D-T A1000/24=47273.76kcal/h最大耗熱量為:Q1= V(T D-T S1000/24=61429kcal/h2.消化池池體的耗熱量池蓋傳熱系數(shù):k=0.81w/(m2k即0.7kcal/m2h2,池外介質為大氣全年平均氣溫為11,則全年平均熱耗量為:(熱損失系數(shù)為1.2Q2=FK(T D-T11.2=1141.46 kcal/h冬季室外計算溫度為:T2=-9,則最大耗熱量為:Q2max=FK(T D-T21.2=2

43、092.68 kcal/h池壁在地面以下部分傳熱系數(shù):k=0.7 w/(m 2k即0.6 kcal/m2h2池外介質為大氣,全年平均氣溫為:T1=11,則全年平均耗熱量為:Q3=FK(T D-T11.2=4340.74 kcal/h冬季室外計算溫度為:T2=-9,則最大耗熱量為:Q3max=FK(T D-T21.2=7958 kcal/h池壁在地面以下部分傳熱系數(shù):k=0.52 w/(m2k即0.45 kcal/m2h2,池外介質為土壤,全年平均氣溫為:T 則全年平均耗熱量為:Q4=FK(T D-T11.2=2430.8 kcal/h冬季室外計算溫度為:T2=4.2,則最大耗熱量為:Q4max

44、=FK(T D-T21.2=3342.37 kcal/h池底部分傳熱系數(shù):k=0.52 w/(m 2k即0.45 kcal/m2h2池外介質為土壤,全年平均氣溫為:T1=12.6,則全年平均耗熱量為:Q5=FK(T D-T11.2=3456.3 kcal/h冬季室外計算溫度為:T2=4.2,則最大耗熱量為: Q5max=FK(T D-T21.2=4752.4 kcal/h每座消化池池體全年平均耗熱量為:Q X=Q2 +Q3 +Q4 +Q5 =11369.3 kcal/h最大耗熱量為:Q Xmax= Q2max +Q3max +Q4max +Q5max =18145.45kcal/h3.每座消化

45、池總耗熱量全年平均耗熱量為:Q=47273.76+11369.3=58643.06 kcal/hQ max=61429+18145.45=79574.45 kcal/h4.熱交換器的計算消化池每天所需的熱量,是由污泥加熱循環(huán)泵將污泥通過熱交換器加熱提供的,本設計采用池外套管式泥水交換器,套管中心走泥,套管間走熱水,熱水從上部向下流。生污泥在進入一級消化池之前,與回流的一級消化池污泥泥先混合,再進入一級消化池,其比例為1:2,全天均勻投配。進入消化池的生污泥量為:Q s1=64.1/24=2.68 m3/h回流消化污泥量為:Q s2=2.68×2=5.36 m3/h進入消化池的總污泥量

46、為:Q s= Q s1 +Q s2=8.04 m3/h內管管徑選用DN40mm,外管管徑選用60mm,則污泥在內管中的流速為:v=8.04/(/4×0.042×3600=1.78m/s(符合要求1.52.0熱交換器按最大總耗熱量:Q max=79574.45 kcal/h熱交換器的入口熱水溫度采用:T w=70(60-90T w采用10 ,則循環(huán)水量為:Q w=7.957 m3/h內外管之間熱水的流速為:v=7.957×3600/(/40.05-(/40.04=1.04m/s(符合要求1.01.5生污泥與消化污泥混合后的溫度為:T s=(1×12+2&#

47、215;35/3=27.33熱交換器的套管長度接下式計算:L=Q max×1.2/DKT m其中,T m=(T1T2/(T1/T2因為T1=(T wT wT b=32.67Ts=Ts+Qmax/Qs×1000=47.12所以Tm=(T1T2/(T1/T2=27.49熱交換器的傳熱系數(shù)選用k=697.8W/m2k即 k=600 kcal/h m2,則每座消化池的套管是泥水熱交換器的總長度為: L=Qmax×1.2/DKTm=61.46m設每根長4m,其根數(shù)為:n=61.46/4=15.365根,選用16根5.消化池保溫結構厚度計算設消化池池蓋混凝土結構厚度:G=25

48、0mm,鋼筋混凝土的導熱系數(shù)G=1.55W/mk,即G=1.33kcal/mh,采用聚氨脂硬質泡沫塑料作為保溫材料導入系數(shù)B=0.02 kcal/mh,則池蓋保溫材料的厚度B1為:B1=(G/k-G/(G /B=0.025m=25mm設消化池在地面以上部分池壁的混凝土結構厚度為:G=400mm,采用聚氨脂硬質泡沫塑料作為保溫材料則池壁在地上部分保溫材料的厚度(B2為:B2=(G/k-G/(G /B=0.027m=27mm池壁在地面以上的保溫材料延伸到地面以下的深度為冰凍線凍深加上0.5m設消化池在地面以下部分池壁的混凝土結構厚度為:G=400mm,土壤導熱系數(shù)的計算為:B=1.0 kcal/h

49、m則池壁在地面以下的保溫材料的厚度為:B2=(G/k-G/(G /B=1.92m=1920mm設消化池池底混凝土厚度為:G=700mm,則池底部分保溫材料的厚度為:B3=(G/k-G/(G /B=1.7m=1700mm地下水位在池底混凝土結構厚度以下,大于 1.7m,故不加其他保溫措施池蓋、池壁的保溫材料采用聚氨脂硬質泡沫塑料,其厚度經(jīng)計算分別為25mm、27mm,均按27mm計,乘以1.5的修正系數(shù),故采用50mm,二級消化池的保溫材料與一般消化池相同。6.沼氣混合攪拌計算消化池的混合攪拌采用多路曝氣管,單位攪拌用氣量采用6m3/(min1000 m3池容,則用氣量為:q=6×64

50、1/1000=3.846 m3/min=0.0641 m3/s曝氣立管的流速采用12m/s,則所需立管的總面積為:F=0.064/12=0.0053 m2選用直徑為DN60mm的立管,每根斷面A=0.00283 m2則所需立管的總數(shù)為:0.0053/0.00283=1.87根,取2根。核算立管的實際流速為:V=0.0641/(2×0.00283=11.33(符合要求715產(chǎn)沼氣量按8倍的泥量計算,則:V沼=128.2×8=1025.6m3/d 三.沼氣罐設計計算沼氣罐內部的體積應按需要的最大調節(jié)容量決定,無資料可按平均日產(chǎn)量的2540,即610h的平均產(chǎn)氣量計算。采用的沼氣

51、罐為低壓浮蓋式濕式儲氣柜,浮動罩直徑與高度之比一般為1.5:1。沼氣系統(tǒng)的壓力一般為11761960Pa,本系統(tǒng)采用1960 Pa。儲氣柜的容積為:V=1025.6×30=307.68 m3采用單極溫式沼氣罐1個,則:V0= 307.68m3設D=12m,H=8,則:V=D2h/4=904 m3>m3上加1個球冠R=6m,容積忽略不計。第四節(jié)高層計算污水處理廠污水處理高程布置的主要任務是:確定各處理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其標高,通過計算確定各部分的水面標高,從而能夠使污水沿處理流程在處理構筑物之間通暢地流動,保證污水處理廠的正常運行。為了降低運行

52、費用和便于維護管理,污水在處理構筑物之間的流動,以按重力流考慮為宜(污泥流動不在此例。為此,必須精確的計算污水流動中的水頭損失,水頭損失包括:污水流經(jīng)各處理構筑物的水頭損失。污水流經(jīng)連接前后兩處理構筑物管渠(包括配水設備的水頭損失。包括沿程與局部水頭損失。污水流經(jīng)量水設備的水頭損失。該水廠設計流量為:Q max=845.35L/s以河水的最低水位作為控制水位,有水頭損失計算表中各部分損失可得:河岸73m河邊水位68.00m跌水為 3.28m跌水井水位71.28m出水廠管總損失0.39m計量堰下游水位71.67m計量堰上水頭0.24m自由跌水0.10m合計0.34m計量堰上游水位72.01一號配水井水位72.72m 一號配水井外井進水口的損失0.10m 二沉池出水總渠的損失:0.121m 二沉池出水總渠起端水位與其集水槽出口水位相同,水位:72.841m 二沉池集水槽堰上水頭0.30m 自由跌水0.15m 合計0.45m二沉