某城市污水處理廠工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書

某城市污水處理廠工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書學(xué)院：專業(yè)：班級：姓名：學(xué)號：目錄第一章緒論11.設(shè)計(jì)根底資料32.污水水質(zhì)、水量及變化特點(diǎn)33.有關(guān)參考資料：34.廠區(qū)地形4第二章總體設(shè)計(jì)41.設(shè)計(jì)方案的選擇與確定42.工藝流程說明4第三章構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)4一、粗格柵4二．提升泵房8三．細(xì)格柵8四、曝氣沉砂池9五、初沉池10六、曝氣池12七、二沉池13八、消毒15九、計(jì)量槽16十、污泥泵房16十一、污泥濃縮池17十二、污泥消化系統(tǒng)18十三、貯泥池21十四、脫水機(jī)房21十五、附屬建筑物21第一章緒論1.設(shè)計(jì)根底資料風(fēng)向：多年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)；水文：降水量多年平均為每年2370mm；蒸發(fā)量多年平均的每年1800mm；地下水水位，地面下6~7m。年平均水溫：20℃2.污水水質(zhì)、水量及變化特點(diǎn)名稱CODBODSS氨氮磷PH進(jìn)水≤400mg/L≤250mg/L≤200mg/L≤45mg/L≤6mg/L6~9處理后的出水水質(zhì)目標(biāo)：達(dá)城鎮(zhèn)污水處理廠出水排放二級標(biāo)準(zhǔn)名稱CODBODSS氨氮磷PH進(jìn)水≤100mg/L≤30mg/L≤30mg/L25mg/L≤3mg/L6~9設(shè)計(jì)規(guī)模：Q=10-3qWQmax=k1Q=10-3ktqW/24式中：Q—設(shè)計(jì)規(guī)模，m3/d;Qmax—最大設(shè)計(jì)流量，m3/h;kt—總變化系數(shù)；q—人均日排水量，L/〔d.人〕；W—當(dāng)量人口，人。當(dāng)量人口按下式計(jì)算：W=W,+Q,/q；或者W=W,+CQ,/q，。式中：W,—規(guī)劃設(shè)計(jì)當(dāng)量人口，人；Q,—設(shè)計(jì)排水區(qū)域內(nèi)工業(yè)廢水排水流量，m3/d;q—每當(dāng)量人口日排水量；C—設(shè)計(jì)排水區(qū)內(nèi)工業(yè)廢水排水BOD濃度，g/L；q，—每當(dāng)量人口日當(dāng)量負(fù)荷，60gBOD/d。效勞人口15000人，為小城市，總變化系數(shù)查表得1.55，q=150L/(d.人)Q=10-3×150×0.8×15000=18000m3Qmax=k1Q=1.55×18000=27900m33.有關(guān)參考資料：3.1《排水工程》3.2《給水排水設(shè)計(jì)手冊》第5冊。3.3《室外排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50014-2006〕。3.4《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》〔GB18918-2002〕。3.5設(shè)備及產(chǎn)品樣本。3.6期刊雜志：積水排水、中國積水排水等。3.7崔玉川等編，城市污水處理廠處理設(shè)施設(shè)計(jì)計(jì)算，化工出版社，2004。3.8孫力平等編，污水處理新工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例，科學(xué)出版社，2001。3.9張志剛等編，積水排水工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)，化學(xué)工業(yè)出版社，2004。4.廠區(qū)地形設(shè)計(jì)中地面標(biāo)高為155.00m，進(jìn)水管底標(biāo)高為151.75m，管徑500mm，出水排放水位153.00m。第二章總體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案的選擇與確定設(shè)計(jì)規(guī)模：BOD的去除率：SS的去除率：工藝流程說明處理工藝流程：集水提升泵房集水提升泵房格柵沉砂池初沉池曝氣池二沉池砂水別離濃縮池消化池脫水間粗格柵接觸池泵房貯泥池第三章構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)一、粗格柵1．格柵的作用格柵由一組或數(shù)組平行的金屬柵條、塑料齒鉤或金屬篩網(wǎng)、框架及相關(guān)裝置組成，傾斜安裝在午睡渠道、泵房集水井的進(jìn)口處或者污水處理廠的前端，用來截留污水中較粗大漂浮物和懸浮物，如：纖維、碎皮、毛發(fā)、果皮、蔬菜、木片、布條、塑料制品等，防止堵塞和纏繞水泵機(jī)組、曝氣器、管道閥門、處理構(gòu)筑物配水設(shè)施、進(jìn)出水口，減少后續(xù)處理產(chǎn)生的浮渣，保證污水處理設(shè)施額的正常運(yùn)行。2.格柵的種類按柵條凈間隙，可分為粗格柵〔50~100mm〕、中格柵〔10~40mm〕、細(xì)格柵〔1.5~10mm〕三種，按格柵的形狀可分為平面格柵和曲面格柵。按清渣的方式，可分為人工清渣和機(jī)械清渣兩種，處理流量小或所能截留的污染物量較少時(shí)，可采用人工清渣的格柵，每天的柵渣大于0.2m3時(shí)，為改善勞動(dòng)和衛(wèi)生條件，都應(yīng)采用機(jī)械清渣方法。格柵的設(shè)計(jì)與計(jì)算格柵槽總寬度B：B=S(n-1)+b.n式中：B—格柵槽寬度，m；S—柵條寬度，m；b—柵條凈間隙，m；n—格柵間隙數(shù)。格柵的間隙數(shù)量n可由下式?jīng)Q定：式中：Qmax—最大設(shè)計(jì)流量，m3/s;b—柵條間隙，m；h—柵前水深，m；v—污水流經(jīng)格柵的速度，一般取0.6~1.0m/s；a—格柵安裝傾角，〔?！?；—經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)。格柵的間隙數(shù)量n確定以后，那么格柵框架內(nèi)的柵條數(shù)目為n-1.過柵水頭損失通過格柵的水頭損失h2可以按下式計(jì)算：h2=k.h0式中：h2—過柵水頭損失，m；h0—計(jì)算水頭損失，m；—阻力系數(shù)，其值與柵條的斷面幾何形狀有關(guān)；g—重力加速度，取9.81m/s2；k—系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大倍數(shù)，一般采用k=3柵條斷面形狀計(jì)算公式說明銳邊矩形=〔〕：形狀系數(shù)=2.42迎水面為半圓形的矩形=1.83圓形=1.79迎水、背水面均為半圓形的矩形=1.67正方形3.柵后槽的總高度HH=h+h1+h2式中：H—柵后槽總高度，m；h—柵前水深，m；h1—格柵前渠道超高，一般取h1=0.3m；h2—格柵的水頭損失。格柵的總長度L式中：L1—進(jìn)水渠道漸寬部位的長度，m,，其中，B1為進(jìn)水渠道寬度，m，為進(jìn)水渠道漸寬的展開角度；L2—格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部位的長度，一般取L2=0.5L1；H1—格柵前槽高，m。每日柵渣量W式中:W—每日柵渣量，m3/d；W1—單位體積污水柵渣量，m3/〔103K—污水流量總變化系數(shù)。格柵水力計(jì)算簡圖格柵的計(jì)算：凈間隙取50mm，安裝角度a=為60°設(shè)柵前水深0.5m，過柵流速1.0m/s，柵條間隙寬度b=50mm，n=〔1〕柵槽寬度：設(shè)柵條寬度S=0.01mB=S(n-1)+bn=0.01×(15-1)+0.05×15=0.89〔2〕進(jìn)水渠道漸寬局部的長度：設(shè)進(jìn)水渠道寬B1=0.65m其漸寬局部的展開角度為1=20°〔3〕柵槽與出水渠道連接處的漸窄局部長度：(4)通過格柵的水頭損失：設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面(5)柵后槽總高度：設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3mH=h+h1+h2=0.4+0.015+0.3=0.715m(6)柵槽總長度:L=l1+l2+0.5m+1.0m+=0.32+0.16+0.5+1.0+(7)每日柵渣量：在格柵間隙50mm的情況下，設(shè)柵渣量為每1000m3污水產(chǎn)0.02mm3/d＞0.2m3/d,宜采用機(jī)械清渣。二．提升泵房水泵布置宜采用單行排列。泵房一般要符合以下要求：〔1〕水泵機(jī)組根底間的凈距不宜小于1.0m；〔2〕機(jī)組的突出局部與墻壁的凈距不宜小于1.2m；〔3〕主要通道寬度不宜小于1.5m；〔4〕配電箱前面通道寬度，低壓配電時(shí)不宜小于1.5m，高壓配電時(shí)不宜小于2.0m，當(dāng)采用在配電箱后面檢修時(shí)，后面距墻的凈距不宜小于1.0m?！?〕有電動(dòng)起重機(jī)的泵房內(nèi)，應(yīng)有吊運(yùn)設(shè)備的通道。1.水泵的選擇設(shè)計(jì)水量為27900m3/d,選擇3所需的揚(yáng)程為6.0m選擇300QW720-5.5-18.5型潛污泵集水池〔1〕容積按一臺(tái)泵最大流量時(shí)6min的出流量設(shè)計(jì)，那么集水池額有效容積V〔2〕面積取有效水深H=2m,為那么面積保護(hù)水深為1.0m，那么實(shí)際水深位3.0m；集水池平面尺寸：寬度采用4.0m。那么長度為9.0m。三．細(xì)格柵1.主要參數(shù)日平均污水量18000m3/d，總變化系數(shù)為k=1.55，最大設(shè)計(jì)流量27900m3柵條寬度S10mm；柵條間隙寬度b10mm；過柵流速1.0m/s；柵錢渠道流速0.6m/s；柵錢渠道水深0.8m；格柵傾角60°；數(shù)量2座；柵渣量格柵間隙為10mm，柵渣量W1按每10000m3污水產(chǎn)渣0.1m32.工藝尺寸〔1〕格柵尺寸柵條間隙數(shù),取n=39個(gè)。有效柵寬B〔2〕過柵水頭損失格柵斷面為銳邊矩形斷面〔3〕柵后槽的總高度HH=h+h1+h2=0.01+0.3+0.32=0.63m(4)格柵的總長度L采用機(jī)械格柵，柵前和柵后一般各設(shè)置與格柵長度相等的直線段，以保證柵前和柵后水流的均勻性，柵渠總長為3倍格柵長度〔5〕渣量計(jì)算柵渣量四、曝氣沉砂池1.設(shè)計(jì)參數(shù)最大設(shè)計(jì)流量Qmax=k1Q=1.55×18000=27900m3/d=0.32m3停留時(shí)間3min；水平速度0.1m/s；沉沙量30m3/106m3(污水)；曝氣量0.2m3〔空氣〕/m3〔污水〕；主干管空氣流速12m/s；支管空氣流速4.5m/s。2.沉砂池尺寸〔1〕有效容積。〔2〕水流斷面面積取有效水深為h=2.0m，那么池寬沉砂池可以分2格，那么每格寬0.8m?！?〕平面尺寸池長L平面尺寸〔4〕集砂區(qū)集砂斗傾角60°,高為0.8m沉砂量曝氣系統(tǒng)曝氣量五、初沉池1.池型選擇常用的初沉池有平流式、輻流式和豎流式三種，各自的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍見下池型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件平流式沉淀效果好對沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力強(qiáng)施工簡易造價(jià)較低配水不易均勻采用多斗排泥是每個(gè)泥斗需單獨(dú)設(shè)排泥管排泥，操作量大〔1〕適用于地下水位高及地質(zhì)較差地區(qū)〔2〕適用于大、中、小型污水處理廠豎流式排泥方便，管理簡單占地面積小池子深度大對沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力較差造價(jià)較高池徑不易過大，否那么布水不均適用于中、小型污水處理廠輻流式多為機(jī)械排泥，運(yùn)行效果好，管理較簡單排泥設(shè)備已趨定型機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對施工質(zhì)量要求高〔1〕用于地下水水位較高地區(qū)〔2〕用于大、中型污水處理廠本設(shè)計(jì)采用中心進(jìn)水周邊出水輻流式沉淀池。2.設(shè)計(jì)參數(shù)最大流量；外表負(fù)荷2.0m3/(m2.h)；沉淀時(shí)間1.5h；中心進(jìn)水管下部管內(nèi)流速取1.2m/s；上部管內(nèi)流速取1.0m/s；出管流速取0.8m/s；出水堰負(fù)荷＜2.9L/(s.m)；池底坡度0.05；數(shù)量2座；沉淀池型圓形輻流式。3.初沉池尺寸〔1〕單池面積。〔2〕沉淀池直徑〔3〕有效水深〔4〕有效容積。污泥局部所需的容積：設(shè)S=0.5L/(人.d)，T=4h，污泥斗容積設(shè)，，，那么污泥斗以上圓錐體局部污泥容積：設(shè)池底坡度為0.05，那么〔6〕污泥總?cè)莘e＞6.25m3(7)沉淀池總高度，設(shè)0.3+0.5+3+0.6+1.73=6.13m;(8)沉淀池池邊高度：〔9〕徑深比：，符合要求。六、曝氣池1.設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量〔日平均水量〕18000m3/d；曝氣池4座；池型廊道式；進(jìn)水BOD5濃度S0150mg/L；去除率，那么出水BOD5濃度Se15mg/L；污泥濃度2.7kg/m3；污泥回流比50%；污泥負(fù)荷0.25kgBOD5/(kgMLVSS.d);系數(shù).2.曝氣池〔1〕容積〔2〕尺寸取有效水深H=4.5m,那么每座曝氣池的面積為：取廊道寬B=8m，〔在1~2之間〕，滿足要求。廊道總長L=,(＞10)符合要求。每座曝氣池采用三廊道，那么每個(gè)廊道長，取42m。每座曝氣池實(shí)際面積單座曝氣池的平面尺寸.取曝氣池的超高為1.0m，故曝氣池的總高度水力停留時(shí)間曝氣系統(tǒng)需氧量。日平均需氧量RaRa=最大時(shí)需氧量RamaxRamax=最大時(shí)需氧量與日均需氧量之比為：采用可變微孔曝氣器，氧轉(zhuǎn)移效率〔EA〕設(shè)計(jì)為20%，那么空氣離開曝氣池時(shí)的百分比為18.43%，溫度為20°時(shí)清水的溶解氧飽和濃度為10.17mg/L。取。曝氣器曝氣器形式采用華北市政院江都水處理設(shè)備廠生產(chǎn)的型號為HWB-3微孔曝氣器，性能如下；工程指標(biāo)工程指標(biāo)效勞面積/(m2/個(gè))通氣量/阻力損失0.3~0.633.0m氧利用率/%動(dòng)力效率18.7~21.75.92~6.723.剩余污泥量七、二沉池1.設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量0.3125m3/s；(日平均流量+污泥回流量)外表負(fù)荷1.25；沉淀時(shí)間2.5h；中心進(jìn)水管下部管內(nèi)流速；出水堰負(fù)荷1.5L/〔s.m〕；池底坡度0.05；沉淀池?cái)?shù)量4座；沉淀池型圓形輻流式。2.尺寸〔1〕單池直徑單池面積。單池直徑。〔2〕有效水深。有效容積.(4)集泥斗設(shè)，，，那么。(5)沉淀池池邊高度：.(6)沉淀池中心高度〔7〕中心進(jìn)水管下部管徑上部管徑出流面積A(8)導(dǎo)流筒導(dǎo)流筒的深度h0為池深的一半，即1.5m，導(dǎo)流筒的面積為沉淀池面積的3%，導(dǎo)流筒直徑2.9m(9)出水堰采用正三角形出水堰。設(shè)計(jì)堰上水頭由三角堰堰上水頭〔水深〕和過流堰寬B之間的關(guān)系，可得出水流過堰寬度B為5.77cm。設(shè)計(jì)堰寬為10cm，流量系數(shù)Cd=0.62,那么單堰過堰流量八、消毒1.消毒的方法的選擇消毒方法分為兩類：物理方法和化學(xué)方法。物理方法主要有加熱、冷凍、輻射、紫外線和微波消毒等方法?；瘜W(xué)方法是利用各種化學(xué)藥劑進(jìn)行消毒，常用的化學(xué)消毒劑有氯及其化合物、各種鹵素、臭氧、重金屬離子等。氯價(jià)格廉價(jià)，消毒可靠且經(jīng)驗(yàn)成熟，是應(yīng)用最廣的消毒劑，所以本次設(shè)計(jì)選擇液氯消毒。2.接觸池設(shè)計(jì)廊道式接觸反響池1座，水力停留時(shí)間t為30min,廊道水流速度為0.1m/s。接觸池容積接觸池外表積接觸池平均水深設(shè)計(jì)為2.0m，那么接觸池面積〔3〕廊道寬〔4〕接觸池寬〔采用12個(gè)隔板，那么有13個(gè)廊道〕接觸池長度3.加氯間〔1〕加氯量氯量按每立方米污水投加5g計(jì)，那么每天需要氯量〔2〕加氯設(shè)備選用3臺(tái)ZJ-2型轉(zhuǎn)子加氯機(jī)，二用一備。單臺(tái)加氯量為4kg/h，加氯機(jī)尺寸550mm×310mm×770mm。九、計(jì)量槽接觸池末端設(shè)咽喉式巴式計(jì)量槽一座，以便對污水處理廠的流量進(jìn)行監(jiān)控。依據(jù)設(shè)計(jì)手冊，當(dāng)測量范圍為0.3~2.1m3/s時(shí)，喉寬W取1m，那么喉管長度巴氏計(jì)量槽接觸池末端設(shè)咽喉式巴氏計(jì)量槽一座，以便對污水處理廠的流量進(jìn)行監(jiān)控。本水廠的設(shè)計(jì)流量為：0.32m3/s，那么個(gè)局部尺寸為W(m)B(m)A(m)2/3A(m)C(m)D(m)0.251.3251.3520.9010.550.78 上游水深的計(jì)算： 由公式：當(dāng)W=0.25m時(shí)，流量為：,那么上游水深為： 下游水深計(jì)算： 當(dāng)W≤0.25m時(shí)，為自由流，大于此數(shù)為潛沒流；當(dāng)W=0.3~2.5m時(shí)，為自由流，超過此數(shù)為潛沒流。 本設(shè)計(jì)將其設(shè)計(jì)為自由流，那么取H2=0.40m，此時(shí)：十、污泥泵房設(shè)計(jì)污泥回流泵房兩座，分別位于兩座沉淀池之間，每個(gè)泵房承當(dāng)兩座沉淀池的污泥回流和剩余污泥排放。設(shè)計(jì)參數(shù)污泥回流比正?；亓鞅?0%，泵房回流能力按100%計(jì)；設(shè)計(jì)回流污泥流量18000m3/d；剩余污泥流量766.8m3/d。污泥泵污泥回流和剩余污泥排放分別獨(dú)立運(yùn)行，便于操作?；亓魑勰啾?臺(tái)〔4用2備〕，型號150QW-210-7型潛污泵。剩余污泥泵4臺(tái)〔2用2備〕，型號100QW-100-7型潛污泵。集泥池容積按一臺(tái)泵最大流量時(shí)6min的出流量設(shè)計(jì)，那么集泥池的有效容積V考慮到每個(gè)集泥池安裝4臺(tái)泵〔2臺(tái)回流泵，2臺(tái)污泥泵〕，取集泥池容積為100m3?！?〕面積有效水深H取2.5m，那么集泥池面積集泥池長度取10m，那么寬為4m。集泥池底部保護(hù)水深為1.2m，那么是積水深為3.7m。泵位及安裝潛污泵直接置于集水池內(nèi)，經(jīng)核算集水池面積遠(yuǎn)大于潛污泵的安裝要求。潛污泵檢修采用移動(dòng)吊架。十一、污泥濃縮池由于初沉池污泥含水率大約為95%，可以不經(jīng)過濃縮直接進(jìn)行消化處理，因此，污泥濃縮僅處理剩余活性污泥。設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量污泥濃度濃縮后含水率97%；濃縮時(shí)間T=18h；濃縮池固體通量M=30kg/(m2.d);濃縮池?cái)?shù)量1座；濃縮池池型圓形輻流式。濃縮池尺寸〔1〕面積〔2〕直徑(3)總高度工作高度取超高h(yuǎn)2=0.3m,緩沖層高度h3=0.3m,那么總高度為濃縮后污泥體積污泥濃縮前含水率P1=99.4%，濃縮后含水率P2=97%，那么濃縮后每天產(chǎn)生的污泥體積濃縮設(shè)備采用周邊驅(qū)動(dòng)單臂旋轉(zhuǎn)式刮泥機(jī)，并配置柵條以利于污泥的濃縮。十二、污泥消化系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)污泥量初沉污泥為200m3/d，剩余污泥量經(jīng)濃縮后為153.4m3/d，總計(jì)353.4m3/d；污泥投配率5%；停留時(shí)間20d；消化溫度33~35°C〔計(jì)算溫度為35°C；新鮮污泥年平均溫度17.3°C；全年平均氣溫11.6°C；冬季室外計(jì)算氣溫，采用歷年平均的日平均溫度-9°C；消化池各局部傳熱系數(shù)2.消化池有效容積采用2座消化池，那么單池容積。消化池尺寸采用圓柱形消化池形狀見圖部體局部直徑D取20m,集氣罩直徑d1取3m，池低下錐底直徑d2采用3m。集氣罩高度h1取1.5m，上錐體高度h2取2m，消化池柱體高度h3取15m，下錐體高度h4取2m，那么消化池總高度消化池容積集氣罩容積弓形局部容積圓柱局部容積下錐體局部容積那么消化池有效容積(4)消化池外表積集氣罩外表積池頂外表積那么池蓋總面積消化池全部在地面以上，那么池壁外表積池底外表積，其中，那么熱工計(jì)算新鮮污泥加熱耗熱量中溫消化溫度；新鮮污泥年平均溫度17.3°C；日平均最低氣溫；每座消化池投配的最大污泥量平均耗熱量最大耗熱量消化池體的耗熱量池蓋平均耗熱量最大耗熱量池壁平均耗熱量最大耗熱量池底平均耗熱量最大耗熱量消化池池體平均耗熱量最大耗熱量(3)每座消化池的總耗熱量平均耗熱量最大耗熱量攪拌設(shè)備攪拌功率按5W/(m3池容)，每池設(shè)置20KW的攪拌機(jī)3臺(tái)。十三、貯泥池消化污泥量剩余污泥量153.4m3/d，含水率為97%；初沉污泥量200m3/d,含水率為95%；消化前污泥總量Q=353.4〔m3/d〕消化后污泥的含水率為92%，那么消化后污泥量為貯泥池容積設(shè)計(jì)貯泥池周期1d，那么貯泥池容積貯泥池尺寸取池深H為2m，那么貯泥池面積為,設(shè)計(jì)圓形貯泥池1座，直徑D=10.8m。攪拌