日处理20万吨城镇污水处理厂设计

设计报告学院：化学化工学院班级：13环境工程姓名：游铭安、张文豪、王冬明、周方坤、李连增第一章总论本课程设计所处理的水质为城镇污水，伴随着经济发展、人口增加、城镇化与工业化进程的步伐加快，大量城镇污水的排放严重污染了水体环境，为此，我们需要加大建设城镇污水处理工程的力度。现拟建一处理规模为200000m3/d的某城市污水厂，排入Ⅲ类水体中，所以设计出水水质执行《城镇污水处理厂综合物排放标准》（GB18918-2002）中1级B标准。本设计采用A2/O工艺，经比选，此工艺具有处理除磷脱氮效果好、流程简单、运行管理方便等优点，适用于当前城镇污水处理厂使用。本设计包含污水处理工艺流程的确定，工艺流程中各单体的计算，施工图纸的绘制等。本污水处理厂的建设将有效改善受纳水体水质，促进环境与经济的的可持续发展。第一节设计任务和内容1、设计任务某小区的生活污水量为200000m3/d，变化系数为1.3，CODCr350mg/L，BOD5160mg/L，SS180mg/L，NH4-N40mg/L，TN45mg/L，TP6mg/L，处理后出水排入Ⅲ类水体中。通过上述参数设计一污水处理厂。未提供的参数按照设计规范自行选取。2、设计内容1、分析设计资料，明确设计任务；2、选择最佳工艺流程；3、构筑物设计计算；4、平面与高程布置。第二节基本资料1、水量水质资料污水设计流量为200000m3/d,污水流量总变化系数取1.97；其进水水质如表1，污水处理后的水质要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）中一级标准的B标准，具体数值如表2。表1污水进水水质表项目BOD5CODCrSSNH4-NTNTP单位mg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/l数值16035018040456表2设计出水水质表项目BOD5CODCrSSNH4-NTNTP单位mg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/l数值20602010201去除率83%88%89%75%56%83%2、城市污水水量的确定处理规模：200000m3/d总变化系数：11.03.1QKz式中Kz—总变化系数Q—平均日平均时污水流量（L/s）已知：Q=200000m3/d=2.31m3/s19.131.23.111.0zK最大时流量（最大设计流量）20000019.1maxQKzQ=238000m3/d=2.75m3/s平均日流量（m3/d）用以表示污水处理厂的公称规模。主要表示处理总水量；计算污水处理厂的年抽升电耗和耗药量；产生并处理的污泥总量设计最大流量(m3/d)污水处理厂进厂水管的设计。当污水处理厂的进水用水泵抽升时，则用组合水泵的工作流量作为设计最大流量，但应与设计流量相吻合。污水处理厂的各处理构筑物以及厂内连接各处理构筑物的灌渠，都应满足设计最大流量的要求当污水处理厂分期建设时，以相应的各期流量为设计流量通常情况下，污水处理厂的使用规模指平均日流量，设计规模指最大流量。第二章污水处理工艺流程说明一、工艺流程说明1、工艺流程图2、工艺流程说明（1）污水进入厂区后经格栅间的格栅截留较大悬浮物和漂浮物，栅渣打包外运。（2）在提升泵的作用下污水流入曝气沉砂池，污水中密度较大的无机颗粒物得到去除。沉砂斗中的沉砂由砂泵吸出，进入砂水分离器进行固液分离。分离后的砂用砂车外运，污水回流入格栅间。（3）从沉砂池流出的水经一段明渠和暗管进入配水井（暗管上设电磁流量计进行水量计量），配水井向生化池进行配水，同时回流污泥液经配水井向反应区分配。（4）污水经氧化沟的生物处理，基本上可以达到去除BOD、COD、磷及氨氮的要求，处理出水自流进入二沉池，进行泥水分离，以达到处理要求。（5）二沉池处理后的清水流入接触消毒池进行消毒处理，经消毒后的水可回用或直接排放。(6)回流污泥在回流污泥泵作用下进入配水井；剩余污泥由地下管道自流入集泥池（剩余污泥泵房），在剩余污泥泵作用下进入污泥浓缩池。经浓缩后的污泥由浓缩污泥提升泵打入贮泥池，再送入污泥脱水机进行脱水处理，使之稳定。泥饼外运，浓缩池的上清液和污泥脱水装置所脱下来的水送至格栅前进行再处理。二、工艺特点本工艺采用A2/O，去除BOD与COD之外，还具备消化和一定的脱氮除磷作用，以使出水3NHN、总磷、总氮低于排放标准。污格栅间提升泵站沉砂池流量计出水消毒池配水井剩余污泥二沉池回流污泥砂砂水分离器砂外运集泥池浓缩池贮泥池污泥脱水机污泥外运氧化沟法污水处理及污泥处置工艺流程水路污泥及砂路氧化沟A2/O性能特点：1、处理效率高、出水水质好，不但能去除溶解性的有机污染物，还可以去除较多地悬浮性的有机污染物以及部分无机物质；2、适合于各种规模的污水处理厂（站）；3、运行工艺灵活在运行中可有多种工艺可供选择，可脱氮除磷，使出水水质进一步提高；4、好氧生物处理的反应速度较快；5、所需的反应时间较短故处理构筑物容积较小，污染物处理彻底，最终产物为CO2和H20；6、运行费用高，节能降耗压力大；7、对水质水量地变化适应性较差；8、不适合处理高浓度有机废水；9、污泥较容易发生膨胀，影响处理效果；10、泥龄较短，产泥量较大；11、污泥尚需进一步稳定处理。第三章处理构筑物设计第一节格栅间和提升泵房一、粗格栅设计计算1、粗格栅设计计算（1）、栅条的间隙数bhvQnsinmax式中Qmax最大设计流量，Qmax=2.75m3/s格栅倾角，取＝60b栅条间隙，m，根据一般经验公式取b＝0.07mn栅条间隙数，30个h栅前水深，m，取h＝1.24mv过栅流速，m/s，取v＝1m/s。则0.124.107.06075.2sinmaxSinbhvQn＝30取30个(2)、栅槽宽度设栅条宽度S＝10㎜（0.01m）则栅槽宽度B＝S(n+1)+bn＝0.01×(30+1)+0.07×30＝2.41m(3)、进水渠道渐宽部分的长度设进水渠宽B1=2m，其渐宽部分开角度a1=20º。1112tgBBL=0.56m(4)、栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度212LL=0.284m(5)、过栅水头损失01khhsin2g20h式中h1—过栅水头损失，m；h0—计算水头损失，m；g—重力加速度，9.81m/.s2；k—系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k=3；—阻力系数，与栅条断面形状有关，3/4bS，设计选取栅条断面形状为迎水面为半圆形的矩形，＝1.83。为了避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降h1作为补偿见图4。kShsin2gb23/41360sin9.1820.10.0701.042.223/41h＝0.024m（6)、栅后槽总高度设栅前渠道超高h2=0.3mH=h+h1+h2=0.024+0.3+1.24=1.57m式中H—栅后槽总高度，mh—栅前水深，m（7）、栅前渠道深H1=h+h2=0.3+1.24=1.54m（8）、栅槽总长度tg0.15.0121HLLL=3.23m（9）、每日栅渣量计算W在格栅间隙25mm的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产0.05m3。W=1000864001maxzKWQ=11.98m3/dW0.2m3/d，所以宜采用机械格栅清渣三、细格栅设计计算1、设计说明功能：去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的处理负荷，防止堵塞排泥管道。数量:一座,渠道数两条2、细格栅设计计算（1）、栅条的间隙数bhvQnsinmax式中Qmax最大设计流量，Qmax=2.75m3/s格栅倾角，取＝60b栅条间隙，m，根据一般经验公式取b＝0.01mn栅条间隙数，h栅前水深，m，取h＝6mv过栅流速，m/s，取v＝1m/s。则0.1601.06075.2sinmaxSinbhvQn＝42.6取43个(2)、栅槽宽度设栅条宽度S＝10㎜（0.01m）则栅槽宽度B＝S(n+1)+bn＝0.01×(43+1)+0.01×43＝0.87m(3)、过栅水头损失01khhsin2g20h式中h1—过栅水头损失，m；h0—计算水头损失，m；g—重力加速度，9.81m/.s2；k—系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k=3；—阻力系数，与栅条断面形状有关，3/4bS，设计选取栅条断面形状为迎水面为半圆形的矩形，＝1.83。为了避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降h1作为补偿见图4。kShsin2gb23/41360sin9.1820.10.0101.042.223/41h＝0.342m（6)、栅后槽总高度设栅前渠道超高h2=0.3mH=h+h1+h2=0.342+0.3+6=6.642m式中H—栅后槽总高度，mh—栅前水深，m（7）、栅前渠道深H1=h+h2=0.3+6=6.3m（8）、栅槽总长度tg0.15.0tg1121HHLLL=5.14m（9）、每日栅渣量计算W在格栅间隙10mm的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产0.10m3。W=1000864001maxzKWQ=19.97m3/dW0.2m3/d，所以宜采用机械格栅清渣第二节沉砂池设计一、设计说明平流式沉砂池沉砂池设计计算一般规定1、沉砂池按去除相对密度2.65、粒径0.2mm以上的砂粒设计。2、当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算，在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。3、沉砂池个数或分格数不应少于2，并宜按并联系列设计。当污水量较小时，可考虑一格工作，一格备用。4、城市污水的沉砂量可按106m3污水沉砂30m3计算，其中含水率为60%，容重为1500kg/m3，合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定。5、砂斗容积应按不大于2d的沉砂量计算，砂斗斗壁与水平面的倾角不应小于55°。6、沉砂池除砂宜采用机械方法，并经砂水分离后贮存或外运。采用人工排砂时，排砂管直径不应小于200mm。7、沉砂池的超高不宜小于0.3m。二、设计参数1、流速为v=0.2m/s；周期T=2d2、停留时间t=40s，kz=1.193、有效水深宜为h21.0m，X=0.03L/m34、超高h1=0.3m三、设计计算（1）沉砂池长度L=vt=0.2×40=8m其中：v——设计流量，m/st——沉淀时间，s（2）水断流面积75.132.075.2maxvQAm2其中：Qmax——最大设计流量，m3/h（3）池总宽度m75.13175.132hAB其中:A——沉淀区表面积，m2（4）设计n=4格，每格宽度m3414（5）贮沙池所需容积1219.1100003.0275.2864001000864002maxkXTQVm3其中：T——周期，dX——城市污水沉沙量，L/m3Kz——总变化系数每个沉砂池设两个沉砂斗，四格共8个沉砂斗（6）沉砂斗各部分尺寸及容积设计斗底宽b1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为60º，斗高为h3’=1m则贮砂斗上宽mbh65.15.0732.11260tan2b1'32贮砂斗容积32121'326.1)82.072.225.0(131)(6hV'mSSSS（7）沉沙池高度，采用重力排砂，设计池底坡度0.06，坡向沉沙斗长度为mbL35.2265.12822L22则沉泥区高度为mLhh14.135.206.0106.0233池总高度H，设超高h1=0.3mH=h1+h2+h3=0.3+1+1.14=2.44m(9)验算最小流量时的流速smA/168.075.1331.2nQ=Vmin1minmin＞0.15m/s,符合要求第三节氧化沟1.设计参数拟用卡罗塞尔(Carrousel)2000型氧化沟,去除BOD5与COD之外,还具备硝化和一定的脱氮除磷作用,