課程設(shè)計之污水廠設(shè)計說明書

課程設(shè)計之污水廠設(shè)計說明書附圖一、水廠平面布置及高程圖附圖二、曝氣池工藝圖第一章總論1.1設(shè)計任務(wù)和內(nèi)容1.1.1設(shè)計對象本次設(shè)計一座二級污水處理廠，地點在長沙市。1.1.2水質(zhì)水量項目規(guī)模：長沙某污水處理廠的建設(shè)分二期進行，首期服務(wù)人口為7萬人，二期服務(wù)人口增至14萬。進水水質(zhì)：pH=6～9;BOD5=100mg/L～150mg/L;COD=180mg/L～300mg/L;SS=100mg/L～150mg/L;NH3-N≤15mg/L，磷酸鹽（以P計）≤1.8mg/L。1.1.3處理要求及工藝流程要求出水水質(zhì)滿足GB18918－2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》的一級B排放標準，即：pH=6～9;BOD5≤20mg/L;COD≤60mg/L;SS≤20mg/L;NH3-N≤8mg/L，磷酸鹽（以P計）≤1mg/L。工藝流程:污水格柵－→泵房－→細格柵－→沉砂池－→（平流式）沉淀池－→（推流式鼓風(fēng)）曝氣池－→（輻流式）二沉池－→排放1.1.4廠區(qū)地形考慮潮水位，污水廠選址區(qū)域高程為32～37米（黃海高程）；平均地面標高35m。污水通過干渠以自流方式到廠邊，廠邊干渠管底標高為28米(黃海高程)，出水排入廠址北部的北湖，北湖常年水位31m。1.2基本資料1.2.1地理位置：長沙市位于湖南省東部偏北，湘江下游和長瀏盆地西緣。其地域范圍為東經(jīng)111°53′～114°15′，北緯27°51′～28°41′。東鄰江西省宜春地區(qū)和萍鄉(xiāng)市，南接株洲、湘潭兩市，西連婁底、益陽兩市，北抵岳陽、益陽兩市。1.2.2地形、地貌:地形起伏較大，整個地勢為東西南高，北部低。東西長約230公里，南北寬約88公里。全市土地面積11819.5平方公里，其中城區(qū)面積556平方公里。1.2.3氣候：屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，四季分明，春末夏初多雨，夏末秋季多旱，夏冬季長，春秋季短，夏季約118—127天，冬季117—122天，春季61—64天，秋季59—69天。春溫變化大，夏初雨水多，伏秋高溫久，冬季嚴寒少。1.2.4風(fēng)向：冬季主導(dǎo)風(fēng)向為北風(fēng)，夏季主導(dǎo)風(fēng)向為東南風(fēng)。1.2.5降雨：年降水量約1300毫米。1.2.6氣溫：市內(nèi)平均氣溫16.8－17.2°C，全年無霜期約275天。年極端最低氣溫僅-2.9℃，極端最高氣溫為38℃。1.2.7水文：北湖水位二十年一遇洪水位為33米，五十年一遇的洪水位為35米，常年水位31米（以上標高均為吳淞高程）。1.2.8地質(zhì)：該區(qū)為平原地帶，地基承載力均在18以上。地震烈度為六級。第二章污水處理工藝流程及說明工藝流程：特點：利用曝氣池中的好氧微生物，依靠鼓風(fēng)機曝氣供給的氧來分解污水中的有機物。混合液進行沉淀分離，活性污泥回流到曝氣池中去，原污水從池首端進入池內(nèi)，回流污泥也同步注入，廢水在池內(nèi)呈推流形式流動至池的末端，流出池外至二沉池。優(yōu)點：a.處理污水效果好，BOD5的去除率可達90%；b.有豐富的技術(shù)資料和成熟的管理經(jīng)驗；c.適宜處理大量污水，運行可靠，水質(zhì)穩(wěn)定。缺點:a.運行費用好，由于在曝氣池的末端造成的浪費，故提高了運行成本；b.基建費用高，占地面積大；c.對外界條件的適應(yīng)性差；d.由于沉淀時間短和沉淀后碳源不足等情況，對于N、P去除率非常低，TN的去除率僅有20%的效果，NH3-N用于細胞合成只能除12—18%，P的去除率也很低。說明：由于遠期人口翻一倍，故在此均按近期設(shè)計要求設(shè)計處理構(gòu)筑物，遠期只需再按同樣規(guī)模平行設(shè)置一組處理構(gòu)筑物即可。第三章各處理構(gòu)筑物設(shè)計3.1細格柵3.1.1設(shè)計污水流量查97年版的《室外排水設(shè)計規(guī)范》知，長沙市在7萬人口的情況下，綜合生活用水定額設(shè)為:170～280L/cpa·d，取280L/cpa·d。按排污量為用水量的80％計，平均生活污水量則生活污水設(shè)計流量為:（按近期設(shè)計要求計算）280×80%=224L/cpa·d，取1.5≈0.3由于工業(yè)情況未知，這里設(shè)生活污水量為設(shè)計流量，則：3.1.2格柵的各部分尺寸格柵計算簡圖如下圖所示：圖1.格柵計算簡圖1.柵條間隙數(shù)取柵前流速為0.8m/s，則柵前水深，。取過柵流速，柵條間隙寬度，格柵傾角，故：（個）2.柵條寬度設(shè)柵條寬度s=0.01米B=S(n-1)+bn=0.01×(34-1)+0.021×34=1.043.進水渠道漸寬部分長度設(shè)進水渠寬B1=0.65米，其漸寬部分展開角度為α=20°（進水渠道內(nèi)流速為0.77米/秒）4.柵槽與出水渠道連接出的漸寬部分長度(米)5.通過格柵的水頭損失設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面6.柵后槽總高度設(shè)柵前渠道總高度h2=0.3米H=h+h1+h2=0.43+0.097+0.3=0.83米7.柵槽總長度L=++0.5+1.0+H1/tg60=0.25+0.125+0.5+1.0+(0.43+0.3)/tg60°=2.30米8.每日柵楂量在格柵間隙為0.021米的情況下，設(shè)柵楂量為每1000立方米污水產(chǎn)0.07立方米，則>0.2宜采用機械清楂。3.2沉砂池3.2.1池型選擇為了達到較好的沉沙的效果，同時為了對污水起預(yù)曝氣作用，選用曝氣沉沙池。池設(shè)兩個，一用一備。3.2.2尺寸計算1.池子總有效容積設(shè)停留時間為t=2分鐘V=Qt×60=36m32.水流斷面積設(shè)v=0.1米/秒A=Q/v=3m23.池寬度設(shè)h2=2mb=A/h2=3/2=1.5m4.池長L=V/A=36/3=12m5.每小時所需空氣量設(shè)（每污水所需空氣量）6.沉沙室所需容積設(shè)t=1d，，，則：設(shè)每一分格有兩個沉沙斗7.沉沙斗各部分尺寸設(shè)斗底寬0.3米，斗壁與水平面的傾角為55度，斗高=0.5米，沉沙斗上口寬沉沙斗容積：>（符合要求）8.沉沙室高度采用重力排沙，設(shè)池底坡度為0.06，坡向沙斗，則9.池總高度設(shè)超高，則總高H=0.3+2+0.52=2.82米3.3初沉池3.3.1池型選用平流式沉淀池，其沉淀效果好，對沖擊負荷和溫度變化的適應(yīng)能力較強。施工簡易，造價較低。適用于地下水位高及地質(zhì)較差的地區(qū)，適用于大、中、小型污水處理廠。3.3.2主要尺寸計算1.池子總表面積設(shè)表面負荷q=，則2.沉淀部分有效水深設(shè)停留時間，則3.沉淀部分有效容積4.池長設(shè)水平流速為，則5.池子總寬度:B=A/L=540/27=20米6.池子個數(shù)設(shè)每格池寬5米，則n=20/5=4個7.校核長寬比，長深比長寬比L/B=27/5=5.4>4(符合要求)長深比L/=27/3=9>8(符合要求)3.3.3污泥部分計算1.污泥部分所需的總?cè)莘e設(shè)T=2日，污泥量為25克/人·日，污泥含水率為95%，則S=25×100/(100-95)/1000=0.5V=SNT/1000=0.5*70000*2/1000=702.每格池污泥部分所需容積3.污泥斗容積如下圖所示，設(shè)4.污泥泥斗以上梯形部分污泥容積設(shè)池底縱坡5.總?cè)莘e>（符合要求）6.池子總高度設(shè)緩沖層高度為斗內(nèi)污泥可用靜水壓或水射泵排除.3.4曝氣池3.4.1設(shè)計參數(shù):進水水質(zhì)：pH=6～9;=100mg/L～150mg/L;COD=180mg/L～300mg/L;SS=100mg/L～150mg/L;≤15mg/L，磷酸鹽（以P計）≤1.8mg/L。出水水質(zhì):pH=6～9;≤20mg/L;COD≤60mg/L;SS≤20mg/L;≤8mg/L，磷酸鹽（以P計）≤1mg/L取進水，出水，則3.4.2曝氣池的計算按BOD——污泥負荷法計算.1.BOD—污泥負荷率的確定擬采用BOD污泥負荷率為0.3，但為穩(wěn)妥，需加以校核，校核公式為：其中，，，。代入各值計算結(jié)果表明，值取0.3是適宜的。2.確定混合液污泥濃度(X)根據(jù)以定Ns查表得SVI值為100～150，取值120。，取R=0.5，則3.確定曝氣池的容積V==Q×24×3600·==3927.274.確定曝氣池各部位尺寸設(shè)一組曝氣池，取池深h=4.2米，則曝氣池面積為取池寬6m，B/h=1.43，介于1～2之間，符合規(guī)定，擴散裝置可設(shè)在廊道一側(cè).池長:L=F/B=935/6=156mL/B=156/8=25.97>10，符合規(guī)定。設(shè)三廊道式曝氣池.單廊道長L1=L/3=156/3=52，介于50～70之間，合理.取超高0.5米，則池總高為H=0.5+h=4.7m3.4.3剩余污泥的計算干泥量：（）（）濕污泥量：3.4.4曝氣系統(tǒng)的計算采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)，曝氣池出口處溶解氧濃度，計算水溫30℃，有關(guān)各項系數(shù)：；；；；；。1.平均需氧量（1）將各值代入（1）式，得2.最大時需氧量每日去除的值式中去除每千克的需氧量最大需氧量與平均需氧量之比3.計算曝氣池內(nèi)平均溶解氧飽和度采用網(wǎng)狀膜型中微孔空氣擴散器，敷設(shè)于池底，距池底0.2m，淹沒深4.0m，計算溫度定為30℃。在運行正常的曝氣池中，當混合液在15～30℃范圍內(nèi)時，混合液溶解氧濃度C能夠保持在1.5～2.0mg/L左右，最不利情況將出現(xiàn)在溫度為30～35℃的盛夏，故計算水溫采用30℃。查表知20℃和30℃（計算水溫）的氧的飽和度：，4.計算鼓風(fēng)曝氣池20℃時脫氧清水的需氧量5.求供氣量（）＝98.983.5二沉池3.5.1池型選擇本設(shè)計采用周邊進水、周邊出水的幅流式二沉池。每座沉淀池配有刮泥機一座，刮泥機線速度為3.5.2主要尺寸。1.沉淀部分水面面積：設(shè)池數(shù)個，表面負荷，則2.單池直徑:D=，取22m3.實際水面面積4.實際表面負荷5.單池設(shè)計流量6.校核堰口負荷7.校核固體負荷（符合要求）8.澄清區(qū)高度設(shè)，按在沉淀池澄清區(qū)最小允許深度1.5m考慮，取9.污泥區(qū)高度設(shè)，10.池邊深度,取3m11．沉淀池高度設(shè)池底坡度為0.06，污泥斗直徑池中心與池邊落差：，超高，污泥斗高度12.校核徑深比，故符合要求3.5.3進水槽設(shè)計1.單池配水槽設(shè)計污水量設(shè)回流比,則2.槽寬,取0.4m3.水深槽中流速取,則進水端水深:出水端水深:4.校核當水流增加一倍時,取,設(shè)3.5.4出水部分計算1.單池設(shè)計流量2.環(huán)形集水槽內(nèi)水量3.集水周邊單側(cè)集水,安全系數(shù)槽寬4.集水槽水深起端終端3.5.5出流溢流堰計算1.堰上水頭H1取0.05m2.每個三角堰流量3.三角堰個數(shù)個4.每個堰長L13.6濃縮池及污泥脫水3.6.1污泥處理方案本設(shè)計污泥處理采用如下方案：3.6.2濃縮池設(shè)計污泥濃縮池采用圓形輻流式濃縮池,設(shè)有刮泥設(shè)備,采用周邊傳動,周邊線速度為1.濃縮池污泥量：.根據(jù)前面計算,,含水率,含水率取99.4%,污泥濃度為6;濃縮后污泥濃度為30.2.濃縮池的直徑：采用帶有豎向柵條污泥濃機的輻流式重力濃縮池,濃縮池污泥固體通量M取.濃縮池的面積采用兩個濃縮池,每個濃縮池面積為則濃縮池的直徑,取5m。3.濃縮池的高度計算：取污泥濃縮時間為,則濃縮池工作部分高度為:濃縮池的超高緩沖層高度取0.30m。取0.30m。濃縮池的高度為：，取為3.5m。4.濃縮后污泥體積的計算3.6.3消化池設(shè)計消化池為傳統(tǒng)的固定式消化池，采用中溫兩級消化處理方式。初沉池泥量為：濃縮后的污泥量為：總消化池污泥量為：消化池計算簡圖如圖5所示。1.一級消化池總?cè)莘e為:采用兩座一級消化池，則每座池子的有效容積為：消化池直徑采用集氣罩直徑采用池底下錐直徑采用集氣罩高度采用；；；；消化池的柱體高度下錐體的高度采用應(yīng)大于，采用9m；，則消化池總高度為：集氣罩容積為：弓形部分容積為：圓柱體部分的容積為：下錐體部分的容積為：則：>2.二級消化池總?cè)莘e為：采用一座二級消化池，其各部分尺寸同一級消化池。第四章主要設(shè)備說明1.格柵除污機經(jīng)前面計算，本設(shè)計采用機械清渣，格柵清污采用GH鏈條式回轉(zhuǎn)除污機，其功能如下：格柵寬度（mm）格柵凈距（mm）電動機功率整機重量（kw）（kg）型號安裝角生產(chǎn)廠家無錫通用設(shè)備機械廠GH-100010002560o—80o0.75—2.23500-55002.污水泵本設(shè)計擬定選用3臺8PWL型立式污水泵（2用1備），以用作污水泵房的提升泵，其性能如下：流量Q（L/s）揚程H（m）（r/min）轉(zhuǎn)速n軸功率W（kw）23—33氣蝕余量（m）5.1重量（kg）750型號8PWL97.2—180.515.5—9.57303.鼓風(fēng)機采用3臺型羅茨鼓風(fēng)機（兩用一備），其性能如下：風(fēng)量（m3/min）凈壓力（mm水柱）型號型號電動機生產(chǎn)廠家功率（kw）JO292-4（JO292-6）武漢鼓風(fēng)機廠605000754.刮泥機根據(jù)二沉池個數(shù)，采用兩臺ZBG-22型周邊傳動刮泥機，其性能如下：池徑功率周邊線速（m）(KW)(m/min)推薦池深(mm)周邊輪壓周邊輪中(kN)型號生產(chǎn)廠心(m)揚州天雨ZBG-22221.51.53000-50005022.4給排水公司5.壓慮機選用3臺BAJZ型自動板框壓濾機，2用1備，其性能參數(shù)如下：裝料容積m3過濾面積框內(nèi)尺寸濾板厚度型號外形尺寸mm重量kgBAJZ301000×1000600.755615×1580×195510第五章污水廠總體布置5.1主要構(gòu)(建)筑物與附屬建筑物規(guī)格序號名稱結(jié)構(gòu)形式單位套數(shù)量備注L×B×H（m）2.30×1.04×0.83D20.0×13.012×1.5×2.8227×20×4.9252×6.0×4.7D22×4.912345678細格柵泵房11211212鋼混鋼混鋼混鋼混鋼混鋼混鋼混座座座座座座座半地下式一用一備分四格沉沙池初沉池曝氣池二沉池消毒池濃縮池三廊道20×6.0×1.5D5.0×3.5一級兩個，二級一個，尺寸相同。9消化池D12.0×15.0鋼混座310111213141516171819貯泥池脫水機房污泥泵房管配件房鼓風(fēng)機房總變電間倉庫車庫食堂宿舍3.2×3.2×3.224.0×10.0×5.016.0×8.0×6.524.0×12.0×5.436.0×12.0×5.436.0×12.0×5.424.0×12.0×5.425.0×10.0×3.936.0×12.0×5.428.0×10.0×8.0鋼混鋼混鋼混鋼混鋼混鋼混鋼混鋼混鋼混鋼混座座座座座座座座座座1111111111兩層四層20綜合樓50.0×18.0×32.0鋼混座15.2污水廠平面布置5.2.1布置形式“一”字型布置：該種布置流程管線短，水頭損失小；