15万吨日污水处理厂设计

设计说明书设计任务一，设计题目15万吨/日污水处理厂设计二，课程设计的内容根据所给定的原始资料，设计某城市污水处理厂，该设计属初步设计，设计的内容有：1，设计流量的计算；2，污水处理工艺流程的选择；3，污水处理构筑物及设备型式的选择；4，污水处理构筑物的工艺计算；5，污水处理厂的总平面图布置和高程布置；6，编写设计说明书和计算书；7，绘制污水处理厂的总平面布置图和高程布置图；8，绘制污水处理构筑物工艺图。三，课程设计的要求1.污水处理厂设计要求根据水体自净能力以及要求的处理水质并结合当地的具体条件，如水资源情况、水体污染情况等来确定污水处理程度与处理工艺流程。无特殊要求时，污水级处理后其水质应达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）中的一级标准的B标准，即SS≤20mg/l，COD≤60mg/l，BOD5≤20mg/l。污泥处理后外运填埋。1）根据原始资料、当地具体情况以及污水性质与成分，选择适合的污泥处理工艺方法，进行各单位构筑物的设计计算。2）污水处理厂平面布置要紧凑合理，节省占地面积，同时应保证运行管理方便。3）对污水与污泥处理系统要作出较准确的水力计算与高程计算。2.图纸的具体要求（1）污水处理厂总平面图，A1图1张。（2）污水处理厂，污泥处理工艺高程布置图，A2图1张。设计资料一．地形与城市规划资料1.根据设计任务书，该城市呈西北高，东南低的走势，在北边有一条自西向东的河流。污水处理厂厂区地形平坦，标高为75.00米。厂区的污水进水渠水面标高为72.50米。2.该城市污水的水质如下表所示：（除PH外，其余项目单位为mg/L）项目BOD5CODcrSSTNNH4+NTP(以P计)PH15030020035253.56～93．气象资料（1）气温资料年平均气温21.8℃,最热平均月气温32.6℃,最冷平均月气温9.7℃,年最低气温0.0℃,年最高气温38.7℃.（2）常年主导风向：东南风。4．受纳水体水文资料受纳水体洪水位标高为73.2米，枯水位标高为65.7米。常年平均水位标高为68.20米。污水厂的选址选择厂址应遵循如下原则：1.为保证环境卫生的要求，厂址应与规划居住区或公共建筑群保持一定的卫生防护距离，一般不小于300米。2.厂址应设在城市集中供水水源的下游不小于500米的地方。3.厂址应尽可能设在城市和工厂夏季主导风向的下方。4.要充分利用地形，把厂址设在地形有适当坡度的城市下游地区，以满足污水处理构筑物之间水头损失的要求，使污水和污泥有自流的可能，以节约动力。5.厂址如果靠近水体，应考虑汛期不受洪水的威胁。6.厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区。7.厂址的选择要考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。污水处理工艺流程的确定在选定处理工艺流程的同时，还需要考虑确定各处理技术单元构筑物的型式，两者互为制约，互为影响。处理工艺流程选定，主要以下列各项因素作为依据：（1）污水处理程度；（2）工程造价与运行费用；（3）当地的各项条件；（4）原污水的水量与污水流入工况。工程施工的难易程度和运行管理需要的技术条件也是选定处理工艺流程需要考虑的因素。根据以上考虑因素，结合任务书中原污水的水质资料，选用由完整的二级处理系统和污泥处理系统所组成的城市污水处理厂的典型工艺流程。该流程如下：原污水出水该流程的一级处理是由格珊、沉砂池和初次沉淀池所组成，其作用是去除污水中的固体污染物质，从大块垃圾到颗粒粒径为数mm的悬浮物（非溶解性的和溶解性的）。污水的BOD值，通过一级处理能够去除20%~30%。二级处理系统采用活性污泥法处理系统，该系统是以曝气池作为核心处理设备，此外还有二级沉淀池、污泥回流系统和曝气与空气扩散系统组成。城市污水处理厂的核心，它的主要作用是去除污水中呈胶体和溶解状态的有机物质（以BOD或COD表示）。通过二级处理，污水的BOD值可降至20~30mg/L，一般可达到排放水体。从初沉池、二沉池系统排出的生物污泥应加以妥善处置。对污泥的处理采用了浓缩、机械脱水和最终处置等工艺。污水处理构筑物的选型及设计要点细格栅提升泵站沉砂池初次沉淀池曝气池二次沉淀池消毒混合池污泥提升泵房污泥浓缩池脱水机房1）格栅用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。要根据流量选择清渣方式，机械清渣格栅适用于栅渣量大于0.2m3/d。提升泵站前用细格栅，两套机械清渣设备。设计参数：A、栅条间隙：机械清除为16～25mm；B、格栅栅渣量：格栅间隙为16～25mm时是0.10～0.05m3栅渣/10m3污水，栅渣含水率一般为80％，容重约为960kg/m3C、格栅上部必须设置工作台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作台上应有安全冲洗设施；D、机械格栅不宜少于2台，如为1台，应设人工清除格栅备用。E、污水过栅流速宜采用0.6～1.0m/s，格栅前渠道水流速0.4～0.9m/s；F、格栅倾角一般采用45。～75。；G、格栅水头损失0.08～0.15m。2）沉砂池用于去除比重较大的无机颗粒。本设计采用曝气沉砂池，曝气装置设在集砂槽侧，空气扩散板距池底0.6~0.9m，使池内水流作旋流运动，无机颗粒之间的互相碰撞与摩擦机会增加，把表面附着的有机物磨去。此外，由于旋流产生的离心力，把相对密度较大的无机物颗粒甩向外层并下沉，相对密度较轻的有机物旋至水流的中心部位随水带走。设计参数：A旋流速度控制在0.25~0.30m/s之间；B最大时流量的停留时间为1~3min、水平流速为0.1m/s；C有效水深为2~3m，宽深比为1.0~1.5，长宽比可达5；D曝气装置，可采用压缩空气竖管连接穿孔管（穿孔孔径为2.5~6.0mm）或压缩空气竖管连接空气扩散板，每m3污水所需曝气量为0.1~0.2m3或每m2池表面积3~5m3/h。3）初次沉淀池去除悬浮物质，同时可去除部分BOD5，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。本设计选用中心进水周边出水辐流式沉淀池。它的优点是进水中间进水管进水，然后经过水流向四边扩散，布水均匀；多位机械排泥，运行较好，管理方便，而且排泥设施已趋于稳定型。设计参数：A、沉淀时间为1～1.5h；B、表面水力负荷为1.5～3.0m2/m3*h；校核负荷q1’4.34（m3/m2.h)；C、每人每日污泥量为14～27g/（p·d）或0.36～0.83L/（p·d）；D、池径不宜小于16m，池底坡度一般采用0.05～0.10；E、污泥含水率为95～97%；F、池子直径与有效水深之比为6～12，缓冲层高度,非机械排泥时宜为为0.5m；机械排泥时，缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m。4）曝气池本设计选用推流式传统活性污泥曝气池，采用鼓风曝气系统。所谓推流，就是污水从池的一端流入，在后继水流的推动下，沿池长度流动，并从池的另一端流出。设计参数：A、进水方式不限，出水多用溢流偃，水位较固定；B、推流曝气池池长与池宽之比（L/B），一般大于5～10；C、有效水深最小为3m，最大为9m；超高一般为0.5m，当采用表曝机时，机械平台宜高出水面1m左右。D、曝气池廊道的宽：深，多介于1.0～1.5之间；廊道长宜为50～70m；我国对推流式曝气池采用的深度多为3～5m。E、曝气池一般结构上分为若干单元，每个单元包括一座或几座曝气池，每座曝气池常由1个或2～5个廊道组成；当廊道数为单数时，污水的进、出口分别位于曝气池的两端；而当廊道数为双数时，则位于廊道的同一侧；F、在池底应考虑排空措施，按纵向留2/1000左右的坡度，并设直径为80～100mm的放空管。G、推流式曝气池的进水与进泥口均设于水下，采用淹没出流方式。5）二次沉淀池二次沉淀池是活性污泥系统重要的组成部分，它的作用是泥水分离，使混合液澄清、浓缩和回流活性污泥。大、中型污水处理厂多采用机械吸泥的圆形辐流式沉淀池。设计参数：A、沉淀时间为1.5～2.5h；B、表面水力负荷为1.0～1.5m2/m3*h；C、污泥量为10～21g/（p·d）；D、污泥含水率为99.2～99.6%；E、池径不宜小于16m，池底坡度一般采用0.05～0.10；E、池子直径与有效水深之比为6～12，缓冲层高度为0.3m。F、最大允许的水平流速要比初次沉淀池的小一半；G、中心管中的下降流速不应超过0.03m/s；H、其静水头可降至0.9m，污泥底坡与水平夹角不应小于50度。6）污泥浓缩设备本设计选用辐流式浓缩池，设计要求同初沉池，要对污泥浓缩至设计标准7）污泥脱水设备本设计采用机械带式压滤机脱水。8）消毒设备本设计采用两座隔板混合池，设计同隔板絮凝池。各处理单元构筑物的平面布置：（1）贯通、连接各隔离构筑物之间的管、渠便捷、直通，避免迂回曲折；（2）土方量作到基本平衡，并避开劣质土壤地段；（3）在处理构筑物之间，应保持一定的间距，以保证敷设连接管、渠的要求，一般的间距可取值5～10m，某些有特殊要求的构筑物，如污泥消化池、消化气贮罐等，其间距应按有关规定确定；（4）各处理构筑物在平面布置上，应考虑适当紧凑。污水处理厂的高程布置（1）选择一条距离最厂、水头损失最大的流程进行水力计算。并应适当留有余地，以保证任何情况下，处理系统能够运行正常。（2）计算水头损失时，一般应以近期最大流量（或泵的最大出水量）作为构筑物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。（3）还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量，具体见高程详图。计算说明一，格栅的计算：计算草图如下：α1进水工作平台栅条αα平均设计流量：Q平均=150000m3/d=6250m3/h=1.74m3/s取生活污水总变化系数K总=1.2最大设计流量：Qmax=150000×1.2=180000m3/d=7500m3/h=2.08m3/s泵前格栅：采用两台中格栅并排设格栅前水深h=1.5m，过栅流速取0.9m/s，用中格栅，栅条间隙e=20mm，格栅安装倾角α=60°K总=1.20格栅栅条的间隙数：n=ehvasinmaxQ=9.05.102.060sin08.272栅槽宽度：取栅条宽度S=0.01m，B=S(n-1)+en=0.01（72-1）+0.0272=2.15m进水渠道渐宽部分长度：进水渠宽B1=1.8m,渐宽部分展开角α1=20°，此时进水渠道内的流速为0.77m/s，l1=aBBtan2'=48.020tan28.115.2m栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：l2=l1/2=0.48/2=0.24m过栅水头损失：取k=3，h1=097.0360sin81.929.0)02.001.0(42.223/4m栅后槽总高度：取栅前渠道超高h2=0.3m，栅前槽高H1=h+h2=1.3mH=h+h1+h2=1.0+0.097+0.3=1.4m栅前总长度：L=l1+l2+0.5+1.0+60tanH0.48+0.24+0.5+1.0+60tan3.1=2.97m每日栅渣量：取W1=0.0733310/mmW=100086400max总KWQ=10002.18640007.008.2=10.483m/d采用机械清渣。中格栅选型选用GH—800型缝条回转式多耙平面格栅2台，电动机功率0.75kw，格栅本体为不锈钢材，清污机耙由计算机根据时间自动控制，同时设机旁急停及启动按钮，高水位时格栅清污机连续工作，与清污机配套的皮带运输机也连续工作。污水提升泵站按最大时流量计算，Qmax=7500m3/h，采用4台污水泵三用一备，每台泵的流量Q为7500/3=2500m3/h=694.4L/s，取700L/s集水池的容积，采用相当于1台泵5min的容量。W=210立米有效水深：H=3米，则集水池面积为：F=210/3=70m2池底做成斜坡，泵房地面有一定坡度，坡向排水沟。二，平流沉砂池设两个沉砂池进水图4平流式沉砂池计算草图出水长度：设v=0.25m/s,t=30s，L=vt=0.2530=7.5