污水處理廠初步設(shè)計說明手冊

1、一、設(shè)計項目某污水廠初步設(shè)計二、設(shè)計資料1. 基本資料設(shè)計流量：Q=30000+rX 1000m3/d （n 學(xué)號，1 30 號）污水水質(zhì)：COD=380mg/L BOD5=250mg/L SS=200mg/LpH=9。夏季水溫 25C，冬季水溫 15C，常年平均水 溫 20C。納污河流：位于城市的東側(cè)自南向北，20年一遇洪水水位標高，常水位標高。根據(jù)城市總體規(guī)劃，污水廠擬建于該城市下游河流岸邊，地勢平坦，擬建處的地面標高。該城 市污水主干管終點（污水廠進水口）的管內(nèi)底標高。氣象資料：該地區(qū)全年主導(dǎo)風(fēng)向為西南風(fēng)。地勢平坦，地質(zhì)情況良好，滿足工程地質(zhì)要求，平均氣溫13C,冬季最低氣溫-12 C,

2、最大冰凍深度，夏季最高氣溫 37C，年平均降雨量1010mm蒸發(fā)量 1524mm處理要求：處理水水質(zhì)滿足：BOD$20mg/L; COD 60mg/L; SS=h=s。柵條凈間隙為3-10mm取e=10mm格柵安裝傾角60過柵流速一般為取 V=s,柵條斷面為矩形，選用平面 A型格柵,柵條寬度S=,其漸寬部分展開角度為200設(shè)計流量Q=s=551L/s柵前流速V1=S，過柵流速V2=s；柵條寬度s=，格柵間隙e=10mm柵前部分長度，格柵傾角a =60。； 單位柵渣量1=柵渣/1o3m污水。3. 設(shè)計計算污水由一根污水總管引入廠區(qū)，故細格柵設(shè)計一組，設(shè)計流量為：Q=551L/s=s。(1)確定格

3、柵前水深，根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式Bjw計算得柵前槽寬2Q12 0.551 1.57m，則柵前水深 h 邑 157 0.79m1 片.0.722(2) 柵條間隙數(shù)n Q1 sin 0551 型 72ehv,0.02 0.64 0.9(3) 柵槽有效寬度 B=s (n-1 ) +en= (72-1 ) +x 72=(4) 進水渠道漸寬部分長度L1 B- 1.43 0.79 0.88m2 tan 12 ta n20(其中a 1為進水渠展開角，取a 1=20 )(5) 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2 5 143 0.72 m2 2(6) 過柵水頭損失(h1)因柵條邊為矩形截面，取k=3,則其中：

4、(s/e)4/3h。：計算水頭損失k :系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取k=3阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當為矩形斷面時B=(7) 柵后槽總高度(H)取柵前渠道超高h2=，則柵前槽總高度H=h+h2=+=柵后槽總高度H=h+h+h2=+=(8) 格柵總長度L=Li+L?+HI/ta n a =+1+ (+) /tan60 (9) 每日柵渣量3w QaWi 3.4 10 0.13.4m/dd所以宜采用機械格柵清渣。第五節(jié)沉砂池設(shè)計計算1. 沉砂池的選型：沉砂池主要用于去除污水中粒徑大于，密度 m3勺砂粒，以保護管道、閥門等設(shè)施免受磨損和 阻塞。沉砂池有平流式、豎流式、曝氣式和旋流式

5、四種形式。平流式沉砂池具有構(gòu)造簡單、處理 效果好的優(yōu)點。本設(shè)計采用平流式沉砂池。2設(shè)計資料1) 沉砂池水力停留時間30-60S ;2) 有效水深不大于；3) 水流速，；4) 每格寬度不小于。計算草圖如下頁圖4所示： 設(shè)計參數(shù)確定設(shè)計流量：Qmax=551L/S (設(shè)計1組池子)設(shè)計流速：v=s 水力停留時間：t=40s 池體設(shè)計計算(1) 沉砂池長度：L=vt= x 40=10m(2) 水流斷面面積：(3) 沉砂池總寬度：設(shè)計n=2格，每格寬取b=2m每組池總寬B=2b=(4) 有效水深：h2=A/B=4=(小于)(5) 貯泥區(qū)所需容積：設(shè)計T=2d,即考慮排泥間隔天數(shù)為2天，則每個沉砂斗容積

6、 (每格沉砂池設(shè)兩個沉砂斗，兩格共有四個沉砂斗)其中城市污水沉砂量：X=3rr/10 5nn.(6) 沉砂斗各部分尺寸及容積：設(shè)計斗底寬a1=，斗壁與水平面的傾角為60，斗高hd=，則沉砂斗上口寬： 沉砂斗容積：=(大于V1=，符合要求)(7) 沉砂池高度：采用重力排砂，設(shè)計池底坡度為，坡向沉砂斗長度：L2 -10 2 1.65 3.35m2 2則沉泥區(qū)高度為h3=hd+=+x =池總高度H:設(shè)超高h1=，H=h+h2+h3=+=(8) 進水漸寬部分長度：(9) 出水漸窄部分長度：L3=Ll=(10) 校核最小流量時的流速: 最小流量一般采用即為，則Qminmin Amin0.75 1.250

7、.99m/ s 0.15m/s，符合要求.11.882(11) 進水渠道格柵的出水通過DN12oomm管道送入沉砂池的進水渠道，然后向兩 側(cè)配水進入進水渠道，污水在渠道內(nèi)的流速為：式中：B1進水渠道寬度(m，本設(shè)計??；Hi進水渠道水深(m，本設(shè)計取。(12) 出水管道出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保證沉砂池內(nèi)水位標高恒定，堰上水頭為: 式中：m流量系數(shù)，一般采用；本設(shè)計取；(13) 排砂管道本設(shè)計采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管徑 DN=200mm 第六節(jié)輻流式初沉池設(shè)計計算輻流式初沉池擬采用中心進水，沿中心管四周花墻出水，污水由池中心向池四周輻射流動， 流速由大變小，水中懸浮物流動中

8、在重力作用下沉降至沉淀池底部，然后用刮泥機將污泥推至污 泥斗排走，澄清水從池周溢流入出水渠。輻流沉淀池由進水裝置、中心管、穿孔花墻、沉淀區(qū)、 出水裝置、污泥斗及排泥裝置組成。本設(shè)計選擇兩組輻流式沉淀池，每組設(shè)計流量為 s，從沉砂池流出來的污水進入集配水井, 經(jīng)過集配水井分配流量后流入輻流沉淀池。1. 沉淀部分水面面積2o表面負荷采用m /(m h)，本設(shè)計取q =m沉淀部分有效水深設(shè)沉淀時間t=2h,有效水深：h2=qt=2 x 2=4m 沉淀部分有效容積Q=t=6750 1983.6m3/h25. 污泥部分所需的容積由任務(wù)書知進水懸浮物濃度 C0為卅，出水懸浮物濃度C以進水的50%，初沉池污

9、泥含水率 p=97%污泥容重取r=1000kg/m3，取貯泥時間T=4h,污泥部分所需的容積：V=1983.6(0.20 0.10)4 100100 (100 97)則每個沉淀池污泥所需的容積為6. 污泥斗容積設(shè)污泥斗上部半徑r 2m污泥斗下部半徑r2=1m傾角取a =60,則污泥斗高度: h5= (r2-r 1) tg a = (2-1) x tg60 =污泥斗容積：V1= (r 12+“r 1+門2) =x( 22+2X 1+12)= /(m2 h)，沉淀池座數(shù)n=2。2. 池子直徑4 49526.45 m3D=、25.1m( D 取 25m)7. 污泥斗以上圓錐體部分污泥容積池底坡度采用

10、，本設(shè)計徑向坡度i=，則圓錐體的高度為：h4=（ R-rJ i= （ 13-2）x =圓錐體部分污泥容積：V2=（氏+Rri+ri2） =3.14 0.55 （132 13 2 22）114.56m33污泥總體積：V=V+V2=+=，滿足要求。8. 沉淀池總高度設(shè)沉淀池超高h1=,緩沖層高h3=,沉淀池總高度：H=h+h2+h3+h4+h5= +4+=9. 沉淀池池邊高度H =h1+h2+h3=+4+=10. 徑深比D/h2=26/4=（符合要求）c輻流沉淀池分為二組，在沉淀池進水端設(shè)集配水井，污水在集配水井中部的配水井平均分配， 然后流進每組沉淀池。配水井中心管徑： 式中：V2配水井內(nèi)中心管

11、上升流速（m/s）, 般采用 s;取s配水井直徑：式中：V3配水井內(nèi)污水流速（m/s）, 般采用V3=；取s.12. 進水管及配水花墻沉淀池分為四組，每組沉淀池采用池中心進水，通過配水花墻和穩(wěn)流罩向池四周流動。進水 管道采用鋼管，管徑DN=600mm進水管道頂部設(shè)穿孔花墻處的管徑為800mm沉淀池中心管配水采用穿孔花墻配水，穿孔花墻位于沉淀池中心管上部，布置6個穿孔花墻,過孔流速：式中：B 孔洞的寬度（m）;h 孔洞的高度（m）；n 孔洞個數(shù)（個）。V4穿孔花墻過孔流速（m/s）, 般采用；13. 集水槽堰負荷校核設(shè)集水槽雙面出水，則集水槽出水堰的堰負荷為：qo=67500.0028 m3/（

12、m s）3600 2 4 3.14 26=L/（m S）vL/（m S）符合要求14出水渠道出水槽設(shè)在沉淀池四周，雙側(cè)收集三角堰出水，距離沉淀池內(nèi)壁，出水槽寬，深，有效水深，水 平速度s，出水槽將三角堰出水匯集送入出水管道，出水管道采用鋼管，管徑DN600mm14. 排泥管沉淀池采用重力排泥，排泥管管徑 DN200排泥管伸入污泥斗底部，排泥靜壓頭采用，連續(xù) 將污泥排出池外貯泥池內(nèi)。第七節(jié)傳統(tǒng)活性污泥法鼓風(fēng)曝氣池設(shè)計計算1. 處理工藝說明傳統(tǒng)活性污泥法，又稱普通活性污泥法，污水從池子首段進入池內(nèi)，二沉池回流的污泥也同 步進入，廢水在池內(nèi)呈推流形式流至池子末端，流出池外進入二次沉淀池，進行泥水分離

13、。污水 在推流過程中，有機物在微生物的作用下得到降解，濃度逐漸降低。傳統(tǒng)活性污泥法對污水處理 效率高，BOD去除率可待90%u以上，是較早開始使用并沿用至今的一種運行方式。 本工藝設(shè)計曝氣池采用廊道式，二沉池為輻流式，采用螺旋泵回流污泥。2. 處理程度計算初沉池對B0D5的去除率按25%+算，進入曝氣池的B0D5濃度(So)為：So=25OX( 1-25%) =( mg/L)處理水中非溶解性BOD5濃度：BOD5=XXX 20=L式中：Kd微生物自身氧化率，一般在之間，??；Xe活性微生物在處理水懸浮物中所占比例，?。?Ce處理水中懸浮物固體濃度，取 20mg/Lo 處理水中溶解性BOD5濃度：

14、BOD5=L去除率：So Se I87.5 1546 0.918 91.8%So187.53. 設(shè)計參數(shù)(1) BOD污泥負荷率式中K2有機物最大比降解速度與飽和常數(shù)的比值，一般采用一之間；本設(shè)計??；f MLVSS/MLSS值，一般采用，本設(shè)計??；Se 處理后出水中BOD5濃度(mg/L)，本設(shè)計應(yīng)為L(2) 曝氣池內(nèi)混合液污泥濃度根據(jù)NS值，查排水工程下冊圖4-7得：SVI=120，取R= 50% r =。4. 平面尺寸計算(1) 曝氣池容積的確定按規(guī)定，曝氣池個數(shù)N不少于2個，本設(shè)計中取N=2，則每組曝氣池有效容積為(2) 曝氣池尺寸的確定本設(shè)計曝氣池深取米，每組曝氣池的面積為：本設(shè)計池寬

15、取B=8米，B/H=8/ =，介于12之間，符合要求。池長：L F 920 115mB 8L/B=115/8 = 10 (符合設(shè)計要求)本設(shè)計設(shè)五廊道式曝氣池，廊道長度為：L1=L/5=115/5=23m本設(shè)計取超高為，則曝氣池總高為：H=+ =(3) 確定曝氣池構(gòu)造形式本設(shè)計設(shè)四組5廊道曝氣池，在曝氣池進水端和出水端設(shè)橫向配水渠道，在兩池中間設(shè)配水渠 道與橫向配水渠相連，污水與二沉池回流污泥從第一廊道進入曝氣池。曝氣池平面圖如圖6所示：5. 需氧量計算本工程設(shè)計中采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)。(1)平均時需氧量計算=(kg/d ) = (kg/h )式中：a每代謝1kgBOD所需氧量(kg)，本設(shè)計??；

16、b 1kg活性污泥(MLVSS每天自身氧化所需氧量(kg)，取.(2)最大時需氧量：=(kg/d ) = (kg/h最大時需氧量與平均時需氧量的比值為：每日去除的B0D5值(4)去除1kgB0D5需養(yǎng)量6.供氣量計算本設(shè)計中采用YHW牡型微孔曝氣器，氧轉(zhuǎn)移效率(E)為20%敷設(shè)在距池底處，淹沒水深為 4m計算溫度定為30C。相關(guān)設(shè)計參數(shù)的選用：溫度為 20C時，a =,B =, P =, Cl=L, CS(20)=L。溫度為 30C時，CS(30)=L。(1) 空氣擴散器出口處絕對壓力：Pb=x 105+X 103H=X 105+X 103X 4=X 105 (Pa)( 2)空氣離開曝氣池水面

17、時氧的百分比：Q=x 100%=X 100%=%(3) 氣池混合液平均氧飽和度：CSb=CS( + )= X ( + )=L換算成20C條件下脫氧清水的充氧量：(R為平均時需氧量)(4) 相應(yīng)的最大時需氧量：(5) 曝氣池平均時供氣量：(6) 曝氣池最大時供氣量：(7) 去除1kgBOD5的供氣量：(8) 1m污水的供氣量：第八節(jié)向心輻流式二沉池設(shè)計計算為了使沉淀池內(nèi)水流更穩(wěn)、進出水配水更均勻、存排泥更方便，常采用圓形輻流式二沉池。 該沉淀池采用周邊進水，中心出水的幅流式沉淀池，采用吸泥機排泥。計算草圖如圖81. 設(shè)計參數(shù)的選取表面負荷：qb范圍為一，取q=,出水堰負荷設(shè)計規(guī)范規(guī)定 取值范圍為

18、一，取；沉淀池個數(shù)n=4;沉 淀時間T=2h2. 沉淀池尺寸設(shè)計(1) 每組池子表面積為：(2) 池子直徑D.4 20816.28m (取 20m)(3) 池子實際表面積 實際的表面負荷(4) 單池設(shè)計流量(5) 校核堰口負荷q1Q0208.32 3.6 D 2 3.6 D0.46L(s.m) 符合設(shè)計要求.2. 二級消化池設(shè)計計算(1)二級消化池容積 式中：Q污泥量(nVd ； P投配率(%，本設(shè)計取8% n消化池個數(shù)，本設(shè)計設(shè)置1座。由于二級消化池單池容積與一級消化池相同，因此二級消化池各部份尺寸同一級消化池。 第六節(jié)機械脫水間設(shè)計計算1. 污泥機械脫水設(shè)計說明：污水處理廠污泥二級消化后從

19、二級消化池排出污泥的含水率約 95%左右，體積很大。因此為了 便于綜合利用和最終處置，需對污泥做脫水處理，使其含水率降至 60%-80%，從而大大縮小污泥 的體積。(1) 污泥脫水機械的類型，應(yīng)按污泥的脫水性質(zhì)和脫水要求，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后選用。(2) 污泥進入脫水機前的含水率一般不應(yīng)大于 98%。(3) 經(jīng)消化后的污泥，可根據(jù)污水性質(zhì)和經(jīng)濟效益，考慮在脫水前淘洗。(4) 機械脫水間的布置，應(yīng)按規(guī)范有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，并應(yīng)考慮泥餅運輸設(shè)施和通道。(5) 脫水后的污泥應(yīng)設(shè)置污泥堆場或污泥料倉貯存，污泥堆場或污泥料 倉的容量應(yīng)根據(jù)污泥出路和運輸條件等確定。(6) 污泥機械脫水間應(yīng)設(shè)置通風(fēng)設(shè)施。每小時換氣次

20、數(shù)不應(yīng)小于6次。2. 脫水機選擇本設(shè)計采用滾壓脫水方式使污泥脫水，脫水設(shè)備選用我國研制的DY-3000型帶式壓濾機，其主要技術(shù)指標為：干污泥產(chǎn)量600kg/L，泥餅含水率可以達到75%-78%單臺過濾機的產(chǎn)率為(m2h),選用3臺，2用1備。工作周期定為12小時。機械脫水 間平面尺寸設(shè)計為 LX B=40m 12m.第四章污水處理廠的平面布置1.總平面布置原則該污水處理廠主要處理構(gòu)筑物有：機械除渣格柵井、污水提升泵房、平流沉砂池、輻流初次 沉淀池、鼓風(fēng)曝氣池與二次沉淀池、污泥回流泵房、濃縮池、消化池、計量設(shè)施等及若干輔助建 筑物?？倛D平面布置時應(yīng)遵從以下幾條原則。 處理構(gòu)筑物與設(shè)施的布置應(yīng)順應(yīng)

21、流程、集中緊湊，以便于節(jié)約用地和運行管理。 工藝構(gòu)筑物（或設(shè)施）與不同功能的輔助建筑物應(yīng)按功能的差異，分別相對獨立布置，并協(xié) 調(diào)好與環(huán)境條件的關(guān)系（如地形走勢、污水出口方向、風(fēng)向、周圍的重要或敏感建筑物等）。 構(gòu)（建）之間的間距應(yīng)滿足交通、管道（渠）敷設(shè)、施工和運行管理等方面的要求。 管道（線）與渠道的平面布置，應(yīng)與其高程布置相協(xié)調(diào)，應(yīng)順應(yīng)污水處理廠各種介質(zhì)輸送的要求，盡量避免多次提升和迂回曲折，便于節(jié)能降耗和運行維護。 協(xié)調(diào)好輔建筑物，道路，綠化與處理構(gòu) （建）筑物的關(guān)系，做到方便生產(chǎn)運行，保證安全暢 道，美化廠區(qū)環(huán)境。（2）總平面布置結(jié)果污水由南邊排水總干管截流進入，經(jīng)處理后由該排水總干管

22、排入河流。污水處理廠呈長方形。綜合樓、職工宿舍及其他主要輔助建筑位于廠區(qū)東北部，占地較大的污水 處理構(gòu)筑物在廠區(qū)西部，沿流程自南向北排開，污泥處理系統(tǒng)在污水處理構(gòu)筑物的西部。廠區(qū)主 干道寬7米，兩側(cè)構(gòu)（建）筑物間距不小于 15米，次干道寬4米，兩側(cè)構(gòu)（建）筑物間距不小于 10米該廠平面布置特點為：流線清楚，布置緊湊。鼓風(fēng)機房和回流污泥泵房位于曝氣池和二次沉淀池一側(cè)，節(jié)約了管道與動力費用，便于操作管理。污泥消化系統(tǒng)構(gòu)筑物靠近四氯化碳制造廠（即在處理廠西側(cè)），使消化氣、蒸氣輸送管較短。節(jié)約了基建投資。辦公室。生活住房與處理構(gòu)筑物、鼓風(fēng)機房、泵房、消化池等保 持一定距離，位于常年主風(fēng)向的上風(fēng)向，衛(wèi)生

23、條件與工作條件均較好。在管線布置上，盡量一管 多用，如超越管、處理水出廠管都借道雨水管泄入附近水體，而剩余污泥、污泥水、各構(gòu)筑物放 空管等，又都與廠內(nèi)污水管合并流人泵房集水井。第二期工程預(yù)留地設(shè)在一期工程右側(cè)。具體布置見附圖1 第五章污水廠的高程布置污水處理廠高程布置的任務(wù)是：確定各處理構(gòu)筑物和泵房等的標高，選定各連接管渠的尺寸 并決定其標高。計算決定各部分的水面標高，以使污水能按處理流程在處理構(gòu)筑物之間通暢地流 動，保證污水處理廠的正常運行。第一節(jié)控制點高程的確定1. 進廠管有一根，流量為S,選用800mm勺鋼筋混凝土圓管，進廠端設(shè)計管內(nèi)底標高為。2. 考慮將出廠水水通過重力自流排入附近的涪

24、江。河流 20年一遇的洪水位為。因而可以確定 出廠管的管內(nèi)底標高，出廠管選用 1200mn的鋼筋混凝土圓管一根，出廠水排放點河流 3km,總水 頭損失為，出廠水排放點的水位標高應(yīng)不低于 +=，擬取。第二節(jié)各處理構(gòu)筑物及連接管渠的水頭損失計算污水處理廠的水流常依靠重力流動，以減少運行費用。為此，必須精確計算其水頭損失（初步設(shè)計或擴初設(shè)計時，精度要求可較低）。水頭損失包括：（1）水流流過各處理構(gòu)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)；在作初步設(shè)計 時可按下表估算。（2）水流流過連接前后兩構(gòu)筑物的管道（包括配水設(shè)備）的水頭損失，包括沿程與局部水頭損失。（3）水流流過量水設(shè)備的水頭損失。表

25、1構(gòu)筑物水頭損失表表2污水管渠水力計算表第 水系 程計名稱設(shè)計流管段設(shè)計參數(shù)水頭損失量（L/s）管徑(mm)1( %。)V(m/s)管長（m）沿程局部合計出水口至計量 堰55110003000計量堰至二沉 池27880040二沉池至集配 水井27880020配水井至曝氣 池27880075曝氣池至初沉 池27880025初沉池至配水 井27880045配水井至沉砂 池27880075節(jié)污 統(tǒng)高 算名稱水面上游標咼（m水面下游標咼 （m構(gòu)筑物水面 標咼（m）地面標咼（m出水口至計量堰計量堰計量堰至二沉池二沉池二沉池至集配水井配水井至曝氣池曝氣池曝氣池至初沉池初沉池初沉池至沉砂池沉砂池細格柵污水處

26、理廠設(shè)置了終點泵站，水力計算以接受處理后污水水體的最高水位作為起點，沿污水 處理流程向上倒推計算，以使處理后的污水在洪水季節(jié)也能自流排出。由于河流最高水位較低，污水廠出水能夠在洪水時自流排出。因此，在污水高程布置上主要 考慮土方平衡，設(shè)計中以曝氣池為基準，確定曝氣池水面標高，由此向兩邊推算其他構(gòu)筑物高 程。計算結(jié)果見下表3表3構(gòu)筑物及管渠水面標高計算表計算結(jié)果是出水口水面標高，滿足排放要求。污水高程布置圖見附圖2第四節(jié)污泥系統(tǒng)高程計算1.初沉池排泥系統(tǒng)的管道長度為 L=250m管徑選用D=200mn污泥在管內(nèi)呈重力流，流速為v=s，水頭損失為：0.8 1.85(71)L v 1.85250hf 2.49（）（）2.49 仿DCh0.2式中：ch污泥濃度系數(shù)，本設(shè)計CH=71。2. 污泥處理構(gòu)筑物的水頭損失當污泥以重力流排出池體外時，污泥處理構(gòu)筑物的水托損失以各構(gòu)筑物出流水頭計算，初沉 池，濃縮池，消化池取，二沉池取。3. 污泥高程布置消化池高度較