城市污水處理廠初步設計

1、設計一 城市污水處理廠初步設計第一部分 設計說明書一、設計任務：根據(jù)已知資料，進行城市污水處理廠的初步設計：要求確定污水處理流程，計算各污水處理構筑物的尺寸，布置污水處理廠總平面圖和高程圖；對污泥的處理與處置進行簡單說明，并預留平面布置的場地；對進水泵房進行簡要的說明，并預留平面布置的場地；生物主體工藝要求采用推流式傳統(tǒng)活性污泥法。二、工程規(guī)模處理污水量為20000m3/d。三、設計原始資料某城市設計人口（4+0.025）萬，生活污水量標準為日平均200L/人，每人每天產(chǎn)生BOD530g，每人每天產(chǎn)生SS45g。工業(yè)污水量為5000m3/d，變化系數(shù)為1.3，工業(yè)廢水的污染物濃度為：BOD5=

2、250mg/L，SS=400mg/L。要求排水的BOD5和SS濃度達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）的二級標準。規(guī)劃污水處理廠的面積約25000m2，處理廠四角坐標分別為（0，0）、（0，125）、（200，0）和（200，125）。廠區(qū)設計地坪絕對標高采用5.00m。污水處理廠出水排入距廠150米的河流中，該河流的最高水位約為4.60米，最低水位1.80米，常年平均水位約為3.00米。污水處理廠的污水進水總管管徑為DN800，進水泵房處溝底標高為絕對標高0.315米。四、水量水質(zhì)設計人口（4+0.025）萬，生活污水量標準為日平均200L/人，每人每天產(chǎn)生BOD53

3、0g，每人每天產(chǎn)生SS45g。工業(yè)污水量為5000m3/d，變化系數(shù)為1.3，工業(yè)廢水的污染物濃度為：BOD5=250mg/L，SS=400mg/L。要求排水的BOD5和SS濃度達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）的二級標準。五、工藝流程 污水 中格柵 進水泵房 細格柵 沉砂池 初沉池 排渣 排渣 排砂 排泥 曝氣池 二沉池 排入河流 排泥六、污水處理構筑物的說明1、中格柵為了截流較大的懸浮物或漂浮物，以便減輕后續(xù)構筑物的處理負荷，并使之正常運行，在進水泵房前設置格柵。格柵分為兩個，一個中格柵，一個細格柵。（1）設計流量： Qmax=0.229m3/s,K總=1.5。（

4、2）柵前水深h=0.4m 過柵流速V=0.9m/s 柵條間隙寬度e=0.02m 格柵傾角=60 格柵的選用：機械清渣格柵（3）地下鋼筋混凝土結構。（4）格柵的運行根據(jù)柵前后水位差控制。（5）格柵尺寸：LB =2.29m0.89m2、污水泵房主要設計參數(shù)：（1）設計流量：Qmax=229L/s（2）凈揚程:6.533m3、細格柵主要設計參數(shù)：（1）設計流量： Qmax=0.229m3/s,K總=1.5。（2）柵前水深h=0.4m 過柵流速V=0.9m/s 柵條間隙寬度e=0.005m 格柵傾角=60 格柵的選用：機械清渣格柵（3）地下鋼筋混凝土結構。（4）格柵的運行根據(jù)柵前后水位差控制。（5）格

5、柵尺寸：LB =3.28m1.76m4、平流沉砂池功能是去除比重較大的無機顆粒，以及減輕機械、管道的磨損及改善污泥處理構筑物的處理條件。主要設計參數(shù)：（1）設計流量：Qmax=229L/s（2）尺寸大?。篖BH=18m0.95m1.84m（3）池水總有效容積：V=13.74m3（4）沉砂池水流部分長度：L=18m（5）池總寬度: B=0.95m（6）水流斷面積：A=0.76m2 （7）沉砂斗尺寸及個數(shù)：采用錐形方斗，斗上口寬0.9m，下口寬0.2m，斗高0.61m，沉砂斗容積0.21m3,設6個沉砂斗。（8）沉砂池總高度：H=1.71m5、平流式初次沉淀池用于去除懸浮物質(zhì)（SS）同時可去除約2

6、0%-30%的BOD5，可改善生物處理構筑物的運行條件，降低BOD濃度。 主要設計參數(shù)：（1）設計流量：Qmax=229L/s（2）尺寸大?。篖BH=27m5.07m8.36m（3）沉淀區(qū)有效水深：h2=2.25m（4）沉淀區(qū)有效容積：V1= 7387.2m3（5）沉淀區(qū)長度：L=27m（6）沉淀區(qū)總寬度：B=5.07m（7）污泥斗尺寸：采用錐形方斗，斗上口寬5m，下底寬1m，斗高3.46m，污泥斗容積35.75m3。 （8）沉淀池總高度：H=8.36m（9）設4座沉淀池，每座沉淀池設1個污泥斗。6、推流式曝氣池曝氣池是活性污泥系統(tǒng)的核心設備,活性污泥系統(tǒng)的凈化效果在很大程度上取決于曝氣池的功

7、能是否能夠正常發(fā)揮。（1）設計流量：Qmax=229L/s（2）尺寸大?。篖BH=131.3m3.5m3.0m（3）原污水物質(zhì)濃度：CSS=283mg/L,CBOD5=183mg/L（4）要求處理程度：CSS=30mg/L,CBOD5=30mg/L（5）去除率：=0.83（6）BOD5-污泥負荷率：Ns=0.40 kgBOD5/(kgMLSSd)（7）混合液污泥濃度：X=3300mg/L（8）平均時需氧量：O2=87.3kg/h（9）最大時需氧量：O2(max)=109.4kg/h（10）曝氣池容積：V= 2758(m3)（11）五廊道式設計：廊道長L1= 26m（12）池總高度：H=3.5(

8、m)（13）曝氣池座數(shù)：2座（14）鼓風機的選擇：選取三臺型號為LG60的鼓風機,兩用一備。7、普通輻流式二次沉淀池設在生物處理構筑物之后，用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥，使泥水分離，從而使混合液澄清，濃縮和回流活性污泥，其工作效果能夠直接影響活性污泥系統(tǒng)的出水水質(zhì)和回流污泥濃度，采用機械刮泥。（1）設計流量：Qmax=229L/s（2）池尺寸大小：DH=19m4.87m（3）池有效水深：h2= 3m（4）污泥斗尺寸：斗上口半徑1.5m，下底半徑1.0m，斗高0.87m，污泥斗容積4.33m3。 （5）沉淀池總高度：H=4.87m（6）沉淀池周邊處高度：h1+h2+h3=3.6m七、平面布置情

9、況該污水處理廠面積約25000m2，處理廠四角坐標分別為（0，0）、（0，125）、（200，0）和（200，125）。根據(jù)城市污水處理工藝流程的設計，各構筑物從東往西布置，兩側集水井與市區(qū)排水總管銜接，達標排水沿管道排入河流。從初沉池和二沉池排除的污泥排入污泥投配池，再經(jīng)污泥消化池處理，置于污泥貯存池貯存，以便于外運。八、高程布置情況污水處理廠處理流程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和標高，通過計算確定各部位的水面標高，從而能夠使污水沿處理構筑物之間通暢地流動，保證污水處理廠的正常運行。污水水流依靠重力流動，以減少運行費用。為此，必須精確計

10、算其水頭損失，包括從進池到出池的所有水頭損失在內(nèi)；水流通過連接前后兩構筑物的管渠的水頭損失，包括沿程與局部水頭損失。具體高程布置見污水處理廠高程布置圖。第二部分 設計計算書一、 廠設計流量平均流量：生活污水:Q1=qvN/（243600）=2004.1104/(243600)=94.91(L/s)工業(yè)污水:Q2=qv/(243600)=5000103/(243600)=57.87(L/s)Q總=Q1+Q2=94.91+57.87=151.78152(L/s)最大污水量: 已知K2=1.3,查表得K1=1.62Qmax= Q1K1+Q2K2=94.911.62+57.871.3=229(L/s)

11、二、中格柵設柵前水深h=0.4m，過柵流速取v=0.9m/s，柵條間隙e=20mm，格柵安裝傾角=60(1)柵條的間隙數(shù)： n=Qmax(sin)1/2/ehv=22910-3(sin60) 1/2/(0.020.40.9)=29.630(2)柵槽寬度：取柵條寬度S=0.01m B=S(n-1)+en=0.01(30-1)+0.0230=0.89（m） (3)進水渠道漸寬部分長度：若進水渠寬B1=0.70m，漸寬部分展開角1=20，此時進水渠道內(nèi)的流速為0.78m/s。L1=(B1-B2)/2tg1=(0.89-0.70)/2tg20=0.26(m)(4)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度:L

12、2=L1/2=0.26/2=0.13(m)(5)過柵水頭損失：因柵條為矩形截面，取k=3，并將已知數(shù)據(jù)代入公式，得h1=(S/e)4/3v2sink/2g=2.42(0.01/0.02) 4/30.92sin603/(29.81)=0.103(m)(6)柵后槽總高度：取柵前渠道超高h2=0.3m，柵前槽高H1=h+h2=0.4+0.3=0.7(m)H=h+h1+h2=0.4+0.103+0.3=0.80(m)(7)柵槽總長度：L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tg=0.26+0.13+0.5+1.0+0.7/tg60=2.29(m)(8)每日柵渣量：取W1=0.07m3/103m3 K總=

13、（K1Q1+Q2K2）/（Q1+Q2）=（1.6294.91+57.871.3）/(94.91+57.87)=1.50W=QmaxW186400/(K總1000)=0.2290.0786400/(1.501000)=0.92(m3/d)0.2m3/d宜采用機械清渣。三、細格柵設柵前水深h=0.4m，過柵流速取v=0.9m/s，柵條間隙e=5mm，格柵安裝傾角=60（1）柵條的間隙數(shù)： n=Qmax(sin)1/2/ehv=22910-3(sin60) 1/2/(0.0050.40.9)=118.39118（2）柵槽寬度：取柵條寬度S=0.01m B=S(n-1)+en=0.01(118-1)+

14、0.005118=1.76（m） （3）進水渠道漸寬部分長度：若進水渠寬B1=1.09m，漸寬部分展開角1=20，此時進水渠道內(nèi)的流速為0.5m/s。L1=(B1-B2)/2tg1=(1.76-1.09)/2tg20=0.92 (m)（4）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度:L2=L1/2=0.92/2=0.46(m)（5）過柵水頭損失：因柵條為矩形截面，取k=3，并將已知數(shù)據(jù)代入公式，得h1=(S/e)4/3v2sink/2g=2.42(0.01/0.005) 4/30.92sin603/(29.81)=0.65(m)（6）柵后槽總高度: 取柵前渠道超高h2=0.3m，柵前槽高H1=h+h2

15、=0.4+0.3=0.7(m)H=h+h1+h2=0.4+0.65+0.3=1.35(m)（7）柵槽總長度：L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tg=0.92+0.46+0.5+1.0+0.7/tg60=3.28(m)（8）每日柵渣量：取W1=0.09m3/103m3 W=QmaxW186400/(K總1000)=0.2290.0986400/(1.501000)=1.19(m3/d)0.2m3/d宜采用機械清渣。四、沉砂池采用平流式沉砂池(1) 池子總有效容積：設最大設計流量時的停留時間t=60sV=Qmaxt=0.22960=13.74(m3)(2)沉砂池水流部分長度：取v=0.2m/s

16、,t=60sL=vt=0.360=18(m)(3)水流斷面積：A=Qmax/v=0.229/0.3=0.76(m2)(4)池總寬度：取有效水深h2=0.8mB=A/h2=0.76/0.8=0.95(m)(5)沉砂斗容積：設每個沉砂池設有六個沉砂斗，每個沉砂斗的容積應大于：V=86400Qmaxtx1/(105K總)/2=864000.22923/(1051.5)/6=0.14(m3)(6)沉砂斗尺寸：設為方形沉砂斗，=60,沉砂斗上口面積為f1=0.90.9=0.81(m)沉砂斗下底面積為f1=0.20.2=0.04(m)沉砂斗高度h3=0.351.732=0.61(m)V=1/3h3f1+f

17、2+(f1f2)1/2=1/30.610.81+0.04+(0.810.04)1/2=0.21(m3)(7)沉砂池高度：取h1=0.3m,H=h1+h2+h3=0.3+0.8+0.61=1.71(m)五、初沉池采用平流式沉淀池,設四座沉淀池。1、沉淀區(qū)（1）沉淀區(qū)有效水深：取q=1.5m3/( m2h),t=1.5hh2=qt=1.51.5=2.25(m)（2）有效容積：V1=Qmaxt=0.057864001.5=7387.2(m3)（3）沉淀區(qū)長度：取v=5mm/sL=3.6vt=3.651.5=27(m) （4）總寬度：B=A/L=Qmax/(qL)=0.057/(1.5/360027)

18、=5.07(m) （5）長寬比核算：27/5.07=5.334/1 合格（6）長深比核算: 27/2.25=128/1 合格2、污泥區(qū)（1）每日產(chǎn)生的污泥量：取s=0.5L/(pd),t=2dW=sNt/1000=0.54.11042/1000=41(m3/d)每座沉淀池的污泥量為41/4=10.25（m3/d)（2）污泥斗容積:設每個沉淀池設有1個污泥斗，污泥斗的容積：V1=1/3h4f1+f2+（f1f2）1/2 f1=55=25（m2），f2=11=1(m2),污泥斗為方斗, =60h4=(5-1)/2tg60=3.46(m)V1=1/3h4f1+f2+（f1f2）1/2=1/33.46

19、25+1+(251) 1/2=35.75(m3)10.25m3,可儲存2天的污泥量，滿足要求。3、沉淀池總高度:H=h1+h2+h3+h4=0.3+4.0+0.6+3.46=8.36(m)總長度: L=0.5+0.3+27=27.8(m)4、出水堰長度復核：每池出水堰長度為5m+7.5m+7.5m=20m,出水堰負荷57.25L/s57.25/20=2.8610,符合規(guī)定。設五廊道式曝氣池，廊道長：L1=L/5=131.3/5=26.326(m)取超高0.5m,則池總高度:3.0+0.5=3.5(m)3、曝氣系統(tǒng)的計算與設計本設計采用鼓風曝氣系統(tǒng)。(1)平均時需氧量的計算查表得:a=0.5,b

20、=0.15O2= aQSr+ bVXv=0.50.22986400(137.25-30)/1000+0.1527582500/1000=2095.25(kg/d)=87.3(kg/h)(2)最大時需氧量：O2(max)=0.50.229864001.50(137.25-30)/1000+0.1527582500/1000=2625.75(kg/d)=109.4(kg/h)(3)每日去除的BOD5值：BODr=0.22986400(137.25-30)/1000=2122(kg/d)(4)去除每BOD的需氧量：O2=2095.25/2122=0.9870.99(kgO2/kgBOD)(5)最大時

21、需氧量與平均時需氧量比：O2(max)/O2=109.4/87.3=1.25(6)排泥量的計算:取產(chǎn)率系數(shù)Y=0.45,衰減系數(shù)取0.07活性污泥微生物每日在曝氣池內(nèi)的凈增殖量為X=YQ(Sa-Se)-KdVXv=YQ(Sa-Se)-KdVfx=0.450.22986400(137.25-23.6)/ 103-0.0727580.753300/103=534.1(kg/d).所以,排泥量為: X/Xv=534.1/(0.753300) 1000=215.8 (m3/d).4、鼓風機的選擇在標準條件下，即水溫20，氣壓為1.013105Pa時,最大需氧量為：O20=O2(max) 1.45=10

22、9.41.45=158.63(kg/h)供氣量為：Gs=O20/(0.3EA)100=158.63/(0.310)100=5287.7(m3/h)=88.13(m3/min)選取三臺型號為LG60的鼓風機,兩用一備.七、二沉池采用普通輻流式沉淀池。（1）沉淀池表面積取qo=1.5m3/(m2h)，n=2座A1=Qmax/(nqo)=824.4/(21.5)=274.8(m2)池徑: D=(4A1/)1/2=(4274.8/)1/2=18.71(m), 取D= 19m（2）有效水深取沉淀時間t=2h， h2=qot=1.52=3(m)（3）沉淀池總高度每池每天污泥量:取S=0.5L/(pd),由

23、于采用機械排泥,取t=4h。W1=SNt/(1000n)=0.5410004/(1000224)=1.71(m3)污泥斗容積:h5=(r1-r2)tg=(1.5-1.0)tg60=0.87(m)V1=h5(r12+r1r2+r22)/3=0.87(1.52+1.51.0+1.02)/3=4.33(m3)底坡落差:h4=(R-r1) 0.05=(9.5-1.5) 0.05=0.4(m)因此,池底可儲存污泥體積為V2=h4(R2+Rr1+r12)/4=0.4(9.52+9.51.5+1.52)/4=33.54(m3)共可儲存污泥體積為:V1+V2=4.33+33.54=37.87(m3)1.71m

24、3,足夠。沉淀池總高度:H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3+0.3+0.4+0.87=4.87(m)(4)沉淀池周邊處的高度為:h1+h2+h3=0.3+3+0.3=3.6(m)(5)徑深比校核D/h2=19/3=6.3 合格八、污水處理廠高程計算污水處理廠的水流依靠重力流動，以減少運行費用。為此，必須精確計算其水頭損失。水頭損失包括：水流通過各處理構筑物的水頭損失，包括從進池到出池的所有水頭損失在內(nèi)；水流通過連接前后兩構筑物的管渠（包括配水設備）的水頭損失 ，包括沿程與局部水頭損失；水流流過量水設備的水頭損失。選擇一條距離最長、水頭損失最大的流程水利計算，并適當留有余地，使實際運行

25、時能有一定的靈活性。以近期最大流量作為構筑物和管渠的設計流量，計算水頭損失。廠內(nèi)地面絕對標高為5.00m,河流最高水位為4.60m, 最低水位1.80米，常年平均水位約為3.00米。污水處理廠的污水進水總管管徑為DN800，進水泵房處溝底標高為絕對標高0.315米。高程計算如下: 高程m灌溉渠道(點8)水位 4.600排水總管(點7)水位 跌水 5.080出廠管水位沿程損失 0.0010180 5.260二次沉淀池出水井水位 沿程損失 0.001032 5.292二沉池中水位 0.5點7水位 5.792曝氣池出水井水位沿程損失 0.001032 5.824曝氣池中水位 0.30點6水位 6.1

26、24初沉池出水井水位沿程損失 0.001094 6.218初沉池中水位 0.30點5水位 6.518沉砂池出水水位沿程損失 0.001024 6.542沉砂池中水位 0.15點4水位 6.692細格柵出水水位沿程損失 0.00106 6.698細格柵中水位 0.15點3水位 6.848序號管渠及構筑物名稱設計流量Q/(L/s)管渠設計參數(shù)水頭損失/m水面標高/m管徑D/(mm)長度L/m坡度i沿程構筑物上游下游構筑物灌溉渠至河流2297005.0804.600出廠管至灌溉渠2297001800.00100.185.2605.080出廠管229700320.00100.0325.2925.260

27、7二沉池2290.55.7925.2925.542曝氣池至二沉池229700320.00100.0325.8245.7926曝氣池2290.36.1245.8245.974初沉池至曝氣池229700940.00100.0946.2186.1245初沉池2290.36.5186.2186.368沉砂池至初沉池229700240.00100.0246.5426.5184沉砂池2290.156.6926.5426.617細格柵至沉砂池22970060.00100.0066.6986.6923細格柵2290.156.8486.6986.773九、設計圖圖一 污水處理廠總平面布置圖圖二 污水處理廠高程布

28、置圖設計二 城市污水管道系統(tǒng)設計第一部分 設計計算說明書一、設計任務根據(jù)所給的圖紙和資料，要求做出城市污水溝道系統(tǒng)的總平面布置圖、主干溝剖面圖，進行近期規(guī)劃區(qū)污水溝道的流量計算與水力計算，并將計算成果表達于總平面圖和主干溝剖面圖上。二、排水體制該排水系統(tǒng)為分流制排水系統(tǒng)中的污水排水系統(tǒng)，該設計區(qū)域的污水來源為生活污水，管道沿線無集中流量。三、設計原則為了保證溝道能正常運行，以順利地收集和輸送生活污水，溝道的水力學計算要滿足：不溢流、不淤積、不沖刷溝壁及要注意通風的要求。四、設計原始資料該小區(qū)的人口密度為每公頃約500人，生活污水量標準為日平均200L/人。五、溝道的流量計算及水力學計算1、 溝

29、道的流量計算表1 某小區(qū)污水干溝設計流量計算表溝段編號沿線流量總設計流量qv/（L.s-1）本段流量轉輸流量/（L.s-1）累計平均流量qoS/（L.s-1）總變化系數(shù)K總累計設計流量q1/（L.s-1）街坊編號S/haqo/（L.s-1.ha-1）qoS/（L.s-1）7-68.21.169.529.522.1620.56216-53.91.164.529.5214.042.0328.50299-87.61.168.828.822.1819.231913-87.61.168.828.822.1819.23198-56.71.167.7717.6425.411.9248.794910-419.91.1623.0823.081.9444.78455-42.91.163.3639.4542.811.7976.637711-35.51.166.386.382.2614.42144-32.21.162.5565.8968.441.71117.0311712-213.21.1615.3115.312.0030.62313-22.21.162.5574.8277.371.68129.981302-192.6892.681.62150.141502、 溝道水力計算表2 污水干溝水力學計算表溝段編號長度L/m設計流量qv/（L