污水处理厂工程设计说明书

1大庆污水处理厂工程设计说明书2目录1设计内容简述31.1课程设计内容31.2污水与污泥处理流程选择31.3污水厂设计原则41.4平面布置设计原则42设计过程52.1设计原始资料52.2各处理单元的计算52.2.1设计流量52.2.2粗格栅62.2.3细格栅72.2.4曝气沉砂池82.2.5曝气池82.2.6二次沉淀池142.2.7污泥浓缩池152.2.8贮泥池172.2.9污水提升泵房172.2.10污泥提升泵房172.3平面高程布置182.3.1污水高程布置182.3.1污水高程布置182.4活性污泥系统的物料平衡203土建与附属构筑物204谢辞2031设计内容简述1.1课程设计内容1．根据所给的原始资料，计算进厂的设计流量和水质污染浓度；2．根据水质情况，地形和上述计算结果，确定污水处理方法和污水、污泥处理的流量以及有关的处理构筑物；3．对各处理构筑物进行工艺计算，确定其形式、数目与尺寸；4．进行各处理构筑物的总体布置和污水与污泥处理流程的高程设计，绘制平面布置与高程图。1.2污水与污泥处理流程选择目的：达到污水处理厂高效稳定运行、基建投资省、运行费用低。1．加快城区污水管网特别是生活污水管网的建设步伐，以保证污水厂运行时有更多的生活污水收集进来，从而提高污水的可生化性。2．尽可能采用生化处理工艺。3．采用的技术成熟，处理效果稳定，保证出水水质达到排放标准；4．投资低，运行费用省，以尽可能少的投入取得尽可能高的效益；5．选定工艺的技术及设备先进、可靠，国产化程度高；4图1污水处理厂流程图1.3污水厂设计原则1．校核水处理构筑物的处理能力，水处理单体构筑物基本上按最大时流量进行设计；2．污水厂应按近期设计，考虑远期发展；3．污水厂设计时应考虑各构筑物或设备进行检修，清洗及部分停止工作时，仍能满足处理要求，能够达到系统正常70％的处理能力。4．污水厂机械化和自动化程度，应本着提高科学管理水平和增加经济效益的原则，根据实际生产要求，技术经济合理性和设备供应情况，妥善确定，逐步提高。5．设计中必须遵守设计规范的规定。但是对于确实行之有效，经济效益高，技术先进的新工艺，新设备和新材料，应积极采用，不必受现行设计规范的约束。1.4平面布置设计原则1．布置紧凑，以减少水厂占地面积和连接管渠的长度，并便于操作管理。2．充分利用地形，力求挖填土方平衡以减少填，挖土方量和施工费用。3．各构筑物之间连接管渠应简单，短捷，尽量避免立体交叉，并考虑施工，检修方便；粗格栅提升泵细格栅曝气池二沉池进水出水浓缩池污泥外运回流污泥剩余污泥污水处理系统污泥处理系统污泥泵5此外，有时也需设置必要的超越管道，以便于一构筑物停产检修时，为保证必须处理的数量采取应急措施。4．建筑物布置应注意朝向和风向；5．生产区和生活区应尽量分开；6．对于分期建设的项目，既要考虑近期的完整性，又要考虑远期工程建成后整体布局的合理性。7．还应考虑分期施工方便。2设计过程2.1设计原始资料设计水量4万m3/d，进水管管底标高-4.50m，排放水常年洪水标高-2.00m，常年主导风向西南风(由于未设计生活区，可不考虑风向)，进水水质BOD=210mg/L，出水水质30mg/L，所在地区为东北地区。2.2各处理单元的计算2.2.1设计流量平均流量：sLQ/4633600241010434=×××=时变化系数：3745.17.211.0==QKz所以，设计流量：smsLQ/6364.0/4.6363745.1463max3==×=暂时取坡度3=i‰，管径D＝1000mm，充满度52.0=DL污水在管道内留速为smsmv/6.0/57.1=，符合标准。62.2.2粗格栅格栅设在处理构筑物之前，用于拦截水中较大的悬浮物和漂浮物，保证后续处理设施的正常运行。本设计中，粗格栅与明渠连接，提升泵站的来水首先进入稳压井后，进入粗格栅渠道。设明渠数N1=2，明渠内有效水深h1=0.6m，水流速度v1=0.6m/s，则明渠宽度B1为mNhvQB88.0)26.06.0(6364.0)(11max1=××=××=取栅前水深h=0.6m，过栅流速V=0.82m/s，栅条间隙宽度b=0.02m，粗格栅倾角α=60º，格栅数N=2，则栅条间隙数n为个3082.06.002.0260sin6364.0sin0max≈×××==NbhVQnα设栅条宽度S=0.01m，则栅槽宽度B为mbnnSB89.03002.0)130(01.0)1(=×+−×=+−=计算水头损失∑h为mgvbSkh1.0081.060sin8.926.002.001.042.23sin20234234≈=×××⎟⎠⎞⎜⎝⎛××=⎟⎠⎞⎜⎝⎛=∑αβ所以，栅槽总高度H为H=h+h2+∑h=4.7+0.3+0.1=5.1m式中h2——栅前渠道超高，一般取0.3m。栅槽总长度L为()()()()mtgtgtgtgHtgBBtgBBL34.4609.45.00.1202288.089.020288.089.05.00.1202220200010101=+++×−+−=+++×−+−=α式中H1——栅前槽高，H1=h+h2=4.7+0.2=4.9m格栅每日产生的栅渣量W为dmKWQW/410003745.1864001.06364.010008640031max=×××=××=总，宜采用机械除污设备。式中W1——栅渣量，本设计取为0.1m3栅渣/103m3污水。总K——生活污水流量总变化系数。72.2.3细格栅设明渠数N1=2，明渠内有效水深h1=1.0m，水流速度v1=0.6m/s，则明渠宽度B1为mNhvQB53.0)20.16.0(6364.0)(11max1=××=××=取栅前水深h=1.0m，栅后水深为1.0m，过栅流速V=0.987m/s，栅条间隙宽度b=0.01m，粗格栅倾角α=60º，格栅数N=2个，则栅条间隙数n为个32987.00.101.0260sin6364.0sin0max≈×××==NbhVQnα设栅条宽度S=0.01m，则栅槽宽度B为mbnnSB59.03001.0)132(01.0)1(=×+−×=+−=计算水头损失∑h为mgvbSkh35.0312.060sin8.92987.001.001.042.23sin20234234≈=×××⎟⎠⎞⎜⎝⎛××=⎟⎠⎞⎜⎝⎛=∑αβ所以，栅槽总高度H为H=h+h2+∑h=1.0+0.3+0.35=1.65m式中h2——栅前渠道超高，一般取0.3m。栅槽总长度L为()()()()mtgtgtgtgHtgBBtgBBL4.2603.15.00.1202253.059.020253.059.05.00.1202220200010101≈+++×−+−=+++×−+−=α式中H1——栅前槽高，H1=h+h2=1.0+0.3=1.3m格栅每日产生的栅渣量W为dmKWQW/410003745.1864001.06364.010008640031max=×××=××=总，宜采用机械除污设备。式中W1——栅渣量，本设计取为0.1m3栅渣/103m3污水。总K——生活污水流量总变化系数。82.2.4曝气沉砂池本设计中选用曝气沉砂池，它是通过曝气作用使水流旋转，产生离心力，去除泥砂，排出的沉砂较为清洁，处理起来比较方便。设污水在曝气沉砂池中的水力停留时间t为2min，则曝气沉砂池的总有效容积V为3max368.7626364.06060mtQV=××==取34.76mV=设污水在曝气沉砂池中的水平流速v为0.08m/s，则水流断面面积A为2max955.708.06364.0mvQA===取20.8mA=设有效水深h为2.0m，则曝气沉砂池总宽度B为mhAB0.420.8===设沉沙池共两座，则每座池宽b为mBb0.22/0.42/===宽深比b:h=1:1，符合要求。曝气沉砂池的池长L为mAVL55.90.8/4.76/===长宽比L:b=9.55:2=4.775，符合要求。曝气沉砂池所需要的曝气量q为)/(2.4586364.02.0360036003maxhmQDq=××=××=，采用穿空管曝气，孔口直径3mm。式中D——1m3污水所需要的曝气量（m3/m3），取0.2m3/m3。2.2.5曝气池（1）污水处理程度的计算及曝气池的运行方式a．污水处理程度的计算进水水质BOD=210mg/L，不设初次沉淀池，BOD值没有降低，因此进入曝气池的污水BOD值Sa=210mg/L。为了计算去除率，首先计算处理水中非溶解性BOD值LmgCbXBODea/67.7304.009.01.71.7)(5=×××==ρ9式中b——微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.10之间，此处取0.09。Xa——活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4。Ce——处理水中悬浮固体浓度，取值30mg/L。所以，处理水中溶解性BOD值为（出水水质30mg/L）30－7.67=22.33mg/L则BOD的去除率为%37.89%10021033.22210=×−=ηb．曝气池的运行方式本设计以传统活性污泥法系统作为基础，按阶段曝气系统运行。（2）曝气池的计算和各部位尺寸的确定a．BOD-污泥负荷率的确定拟定采用的BOD-污泥负荷率为0.3kgBOD/(kgMLSS・d)。但为了稳妥，需加以校核，校核公式如下)/(37.08937.075.033.2202.02dkgkgfSeKNs⋅=××=××=η所以，Ns按0.37计算。b．确定混合液污泥浓度（X）根据已经确定的Ns值，查图得到相应的SVI值110。取r=1.2，R=50%，按下面的公式计算X的值，即LmgSVIRrRX/3636110)5.01(102.15.0)1(1066=×+××=+⋅⋅=c．确定曝气池容积37800363637.02102.140000mNsXQSVa=×××==d．确定曝气池各部位尺寸曝气池共设2组，每组容积为7800/2=3900m3。设池深h为4.0m，则每组曝气池的面积F为F=3900/4.0=975m2设池宽B=5m，B/h=6/4.0=1.2，介于1-2之间，符合规定，则池长L为10L=F/B=975/5=195mL/B=195/5=3910，符合规定。设每组曝气池共5廊道，每廊道长L1为L1=L/5=195/5=39m曝气池超高取0.5m，则池子总高H为H=4.0+0.5=4.5m（3）曝气系统的设计与计算本设计采用鼓风曝气系统。a．平均时需氧量的计算2'''rvOaQSbVX=+式中O2——混合液需氧量（kgO2/d）。a’——活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需的氧气（kg）。Q’——污水平均流量（m3/d）。Sr——被降解的有机污染物量（mg/L）。b’——每1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧气（kg）。V——曝气池容积（m3）。Xv——挥发性总悬浮固体浓度（g/L）。查表得：a’=0.5，b’=0.15所以，O2=0.5×40000×1.2×(210-30)/1000+0.15×7800×3636×0.75/1000=7510kg/d=313kg/hb．最大时需氧量的计算O2max=0.5×0.6364×3600×(210-30)/1000+0.15×7800×3636×0.75/(1000×24)=339kg/hc．每日去除的BOD值ρ（BODr）=40000×(210－30)/1000=8600kg/hd．去除1kgBOD的需氧量ΔO2=7510/8640=0.87kgO2/kgBODe．最大时需氧量与平均时需氧量之比O2max/O2=339/313=1.0811（4）供气量的计算采用WM－180型网状膜微孔空气扩散器，每个扩散器的服务面积是0.49m2，敷设于距池底0.2m处，淹没深度3.8m，计算温度定为30℃。查表得20℃和30℃时，水中饱和溶解氧值为Cs(20)=9.17mg/L；Cs(30)=7.63mg/L。a．空气扩散器出口处的绝对压力Pb按下式计算555103854.18.39800100