污水处理工程课程设计说明书

污水处理工程课程设计说明书第一章：总论一、设计任务和内容针对一座二级处理的城市污水处理厂，要求对主要污水处理构筑物的工艺尺寸进行设计计算，确定污水厂的平面布置和高程布置。最后完成设计计算说明书和设计图（污水处理厂平面布置图和污水处理厂高程图）。设计深度一般为初步设计的深度。二、基本资料1)污水水量与水质污水处理水量：2万m3/d；污水水质：CODcr450mg/L,BOD5200mg/L,SS250mg/L,氨氮15mg/L。2)处理要求污水经二级处理后应符合以下具体要求：CODcr﹤70mg/L,BOD5﹤20mg/L,SS﹤30mg/L,氨氮﹤5mg/L。3)气象和水文资料风向：多年主导风向为北北东风；气温：最冷月平均为—3.5℃；最热月平均为32.5℃；极端气温，最高为41.9℃，最低为-17.6℃，最大冻土深度为0.18m；水文：降水量多年平均为每年728mm；蒸发量多年平均为每年1210mm；地下水水位，地面下5～6m。4)厂区地形污水厂选址区域海拔标高在64～66m之间，平均地面标高为64.5m。平均地面坡度为0.3‰～0.5‰，地势为西北高，东南低。厂区征地面积由设计确定。第二章：工艺流程说明考虑到现阶段的污水处理厂都需要脱氮除磷的效果所以用传统的脱氮除磷A/A/O法作为此项设计的主要工艺来减少氮、磷在环境中造成的富营养化污染。主要工艺流程如下：外回流内回流进水格栅污水泵房沉砂池初沉池厌氧池缺氧池好氧池消毒池二沉池出水污泥浓缩A/A/O法的主要工艺流程特点：污水进入系统后在好氧池形成硝态氮再经过内回流完成脱氮的目的。而除磷则主要靠嗜磷菌的作用，它在好氧的条件下高强度地吸磷而在厌氧的情况下释磷，由此完成整个系统的运转，而在脱氮的同时也能去除一部分的有机碳。第三章：污水处理工艺流程说明一、粗格栅设计目的：拦截污水中漂浮物，以及不可生化处理的大颗粒物质，防止其进入水泵造成堵塞，影响水泵的正常运行。格栅井污水经过格栅后自流进入集水井中，进水总管上设一电动阀门，控制总进水及出水。设备参数：采用1台机械格栅。栅条间距20mm；总进水管设置电动阀一只。设计参数：过栅流速为1.0m/s,格栅安装倾斜角α=60度，栅条宽度S=10mm,进水渠宽度为b1=0.5m，渐阔角为20度，栅前水深0.4m。Q=20000m3/d=231L/sK2即污水流量总变化系数取1.2Qmax=K2*Q=1.2*0.231=0.2772m3/SQmin=0.5*0.231=0.1155m3/S1．栅条间隙的数量nN=Qmax*(sinα)1/2/dhu=0.344*(sin60)1/2/（0.02*0.4*1.0）=40.02．格栅槽宽度B=（n-1）*s+d*n=0.01*39+0.02*40=1.19m3．渐阔段L1=（B-b）/2tan20o=(1.19-0.5)/(2*tan20)=0.94m取1m4．L2=L1=1m5．水头损失h2h2=K*ζ*u2/2g*sinαK取3h2=3*2.42*(s/b)4/3*u2/2g*sin60=0.127m取0.15m取超高h1=0.3m6．栅槽总高度H=h+h1+h2=0.4+0.15+0.3=0.85m7．栅槽总长度L1+L2+0.5+1+（h+h1）/tanα=3.9m8．栅渣总产量（取平均水量）W1=0.07m3/1000m3W=Q*w1*86400/1000=1.400.5所以：用机械除渣的方式二、集水井设置目的：收集、贮存生活污水，为后续生化处理设施做准备，并作为潜水泵的安装点。生活污水通过潜水泵提升至沉砂池。集水井设置一溢流管道，溢流多余污水。工艺参数：按照平均时流量停留15min设计。设备参数：污水经二沉池处理后排入市政污水管道，出水标高为-0.30m，则相应出水池水面、二沉池、生化池、初沉池、沉砂池水面相对标高为0.00m、0.50m、1.00m、1.50m和2.00m。污水提升前水位为－2.7m，污水总提升流程为4.70m，采用螺旋泵，其设计提升高度为H=mhmf900.250.4。设计流量maxQ=1000m3/h，采用3台螺旋泵，2用1备，单台提升流量为500m3/h。V=833.3*0.25=208m3，取210m3集水井高度为10米。三．平流式沉砂池设置目的：去除污水中比重较大的无机颗粒，以改善污泥处理构筑物的处理条件、减轻沉淀池沉淀负荷。利用重力作用，比重较大的无机颗粒在水流经沉砂过程中得以沉降，沉砂池出水由出水渠流出，进入初沉池，沉砂进入贮砂池。工艺参数：最大水平流速：0.3m/s水利停留时间：30s设备参数：两沉砂池排沙管各设电动阀一只，共两只。1．沉砂池池子的长度L=u*t=0.3*30=9m2．池子的过水表面积A=Qmax/u=0.2772/0.3=0.924m3．池子的总高度（每组宽0.6m，混凝土墙0.2m）B=0.6*2=1.2m4．有效水深h2=A/B=0.924/1.2=0.77m5．沉砂斗所需容积W1=30m3/1000000污水，贮两天的处理量V总=86400*0.231*2*30/1000000=1.20m36．每个砂斗最小需要的容积V2=1.20/4=0.3m37．斗底宽度取b1=0.5m，斗倾角为60度，泥斗高度为0.5m砂口的上口宽度b2=2h斗/tan60+b1=2*0.5/1.73+0.5=1.08V0=h斗(b12+b22+b1b2)=0.5/3*(0.5^2+1.08^2+1.08*0.5)=0.330.3成立8．沉砂池的高度假设池坡i=0.06L2=(L-2b2-b)/2=(9-2*1.08-0.2)/2=3.32mh3=h斗+i*L2=0.5+3.32*0.06=0.7m9．H总=h1+h2+h3=0.3+0.96+0.7=1.96mh1为超高0.3m10．验证最小流速Umin=Qmin/bh2=0.1155/(0.6*0.96)=0.2m/sQmin四．A2/0法设置目的：生化处理工艺主体，降解水中有机物，脱氮除鳞设计参数：Lo=200mg/lLe=20mg/l进水TN=15mg/l出水TN=5mg/lTmax=41.9oCTmin=-17.6oCMLVSS/MLSS=0.7x=3000mg/lNs=0.15kgBOD5/(MLVSS*d)污泥产率系数y=0.6kgVSS/(kgBOD5*d)内源呼吸速率Kd=0.04d-1剩余污泥含水率99.2%曝气池氧气浓度2mg/l1．厌氧池的计算取厌氧池平均停留时间t=2.0h则V=20000*2/24=1666.67m3取1670m3回流污泥浓度10000mg/l相当于SVI=100污泥回流比取r=75%则混合液的浓度ρ=r/(1+r)*ρr=0.75/(1+0.75)*10000=4285.7mg/l2．A/O池的体积及停留时间V=Q*Lo/(Ns*x)=20000*200/（0.15*3000）=8888.89m3取8890m3t=V/Q=8890/20000=0.4445d=10.67h按好氧:厌氧=4:1计算则V好=13250*4/5=10600m3t好=8.54hV缺=13250/5=2650m3t缺=2.13h3．混合液的回流比(内回流)ηn=(TNo-TNe)/TNo=(15-5)/15=66.7%k=ηn/(1-ηn)=0.667/(1-0.667)=200%4．剩余污泥量a.硝化菌生成污泥量（取硝化菌产率系数0.1kgVSS/(kgNH3-N*d)）W1=1.2*20000*(15-5)*0.1/1000=24kg/db．异样菌生成污泥量W2=1.2*20000*(200-20)*0.6/1000=2592kg/dc．内源代谢的污泥量Xv=0.7*3000=2100mg/lW3=y*V*Xv=0.04*2100*8890/1000=746.76kg/dd．每天产生的挥发性污泥量W=W1+W2-W3=24+2592-746.76=1869.24kg/de.每天产生的剩余污泥量W=1869.24/0.7=2670.34kg/d=111.3kg/hf.污水含水率为99.2%，则剩余污泥体积V=2670.34/(0.8%*1000)=333.8m3/dΘc=x*V/w=3*(8890+1670)/2670.34≈15d符合(15-20d)的要求5．需氧量的计算a.降解有机物需氧量O1=1.49*20000*(200-20)/(0.68*1000)=7888.2kg/db.硝化氨氮的需氧量O2=4.57*1.49*20000*(45-5)/1000=5447.4kg/dc.污泥当量O3=4768*1.42=6770.56kg/dd.反硝化过程提供化合态氧化量O4=2.86*1.49*20000*(45-5)/1000=3409.12kg/d共需氧量:V=7888.2+5447.4-6770.56-3409.12=3155.92kg/d=131kg/h6.标准需氧量和用气量(α=0.85,β=0.95,ρ=0.9)SOR=V*Cs(20)/(α(β*ρCs(T)-C)*1.024^(T-20))Cs(25)=Cs(25)(Pb/(2.026*100000)+Ot/42)Cs(25)=468/(31.6+25)=8.3mg/lPb=P+9.8*1000*HH取4mPb=1.01325*100000+9.8*1000*4=1.41*105paOt=21(1-Ea)/(79+(1-Ea)*21)=21(1-0.2)/(79+(1-0.2)*21))=17.5%Csb(25)=8.3*(1.41*100000/(2.026*100000)+17.5/42)=9.23mg/l以25摄氏度计算：SOR=V*9.17/（0.85*(0.95*0.9*9.23-2)*1.024^(25-20)）=213.8kg/h取214kg/hQ(25)=SOR(25)/(0.3*Ea)=214/(0.3*0.2)=3566.7m3/d=59.4m3/min选泵：采用直径为300mm的圆盘式微孔曝气释放器，安装在距离曝气池底200mm处,压力损失为5kp，鼓风机房至最不利点的压力损失为2kp，释放头所需3kp则：P=(4-0.2)*9.8+5+2+3=47kp所以：采用风量为35m3/min的风机罗茨风机三台，2用1备。6．反应池工艺主要尺寸a.好氧池(设计两组并联运行)V1=V/2=10600/2=5300m3h=4mS=V1/h=5300/4=1325m2采用三根廊道式b=6mL1=1325/(3*6)=73.6m保护层高度取1m,H=4+1=5mb.缺氧池(2组并联运行)V1=V/2=2650/2=1325m3h=4mS=V1/h=1325/4=331.25m2采用三根廊道式b=6mL1=331.25/(3*6)=18.4mc.厌氧池(2组并联运行)V1=V/2=2500/2=1250m3h=4mS=V1/h=1250/4=312.5m2采用三根廊道式b=6mL1=312.5/(3*6)=17.36m五．辐流式二沉池（采用周边进水，周边出水）设计目的：进行泥水分离，沉淀去除活性污泥。设计参数：表面负荷q=1.0m3/(m2*h)水力停留时间t=2.0hx=5000mg/lK(回)=75%Q=0.231m3/s设备参数：设置刮泥机1台，DXZ-45型，中心传动。1.沉淀池的表面积A=Q/q=20000/(24*1)=833.3m22.设计一组二沉池D=（4*A/3.14）^0.5=(4*833.3/3.14)^0.5=32.58m取33m规范6—50m二沉池有效水深H1=q*t=1.0*2=2m3.贮泥区所需容积（存泥2h）回流污泥XrR=x/(Xr-x)R=0.75Xr=x/R+x=5000/0.75+5000=11666.7mg/lVw=2*2*(1+0.75)*833.3*5000/(5000+11666.7)=1750m34.存泥高度H2H2=Vw/A=1750/833