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1、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：CODcr 450mg/L,BOD5 200mg/L,SS 250mg/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：CODcr70mg/L,BOD520mg/L,SS30mg/L,氨氮5mg/L。3) 气象和水文资料风向：多年
2、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56m。4) 厂区地形污水厂选址区域海拔标高在6466m之间，平均地面标高为64.5m。平均地面坡度为0.30.5，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
3、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
4、1.0m/s,格栅安装倾斜角=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/s K2即污水流量总变化系数取1.2 Qmax=K2*Q=1.2*0.231=0.2772 m3/S Qmin=0.5*0.231=0.1155 m3/S1 栅条间隙的数量nN=Qmax*(sin)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*
5、tan20)=0.94m 取1m4 L2=L1=1m5 水头损失h2h2=K*u2 /2g*sin K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）/tan=3.9m8 栅渣总产量（取平均水量）W1=0.07 m3/1000 m3W=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
6、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= 。设计流量= 1000 m3/h，采用3台螺旋泵，2用1备，单台提升流量为500 m3/h。V=833.3*0.25=208m3，取210 m3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
7、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=30 m3/1000000污水 ，贮两天的处理量V总=864
8、00*0.231*2*30/1000000=1.20 m36每个砂斗最小需要的容积V2=1.20/4=0.3 m37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*(0.52+1.082+1.08*0.5)=0.330.3 成立8沉砂池的高度假设池坡i=0.06 L2=(L-2b2-b)/2=(9-2*1.08-0.2)/2=3.32mh3= h斗+i*L2=0.5+3.32*0.06=0.7m9H总=h1+h2+h3=0.3+0.96+0.7
9、=1.96m h1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/l Le=20mg/l 进水TN=15mg/l 出水TN=5mg/l Tmax=41.9oC Tmin=-17.6oC MLVSS/MLSS=0.7 x=3000mg/l Ns=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
10、算取厌氧池平均停留时间t=2.0h则V=20000*2/24=1666.67m3 取1670 m3 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=r/(1+r)* r=0.75/(1+0.75)*10000=4285.7mg/l2A/O池的体积及停留时间V=Q*Lo/(Ns*x)=20000*200/（0.15*3000）=8888.89m3 取8890m3 t=V/Q=8890/20000=0.4445d=10.67h按好氧:厌氧=4:1计算则V好=13250*4/5=10600m3 t好=8.54hV缺=13250/5=2650m3 t缺=2.
11、13h3 混合液的回流比(内回流) n=(TNo-TNe)/ TNo=(15-5)/15=66.7%k=n/(1-n)=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=24 kg/db异样菌生成污泥量W2=1.2*20000*(200-20)*0.6/1000=2592 kg/dc内源代谢的污泥量Xv=0.7*3000=2100 mg/lW3=y*V*Xv=0.04*2100*8890/1000=746.76 kg/dd每天产生的挥发性污泥量W=
12、W1+ W2- W3=24+2592-746.76=1869.24 kg/de. 每天产生的剩余污泥量W=1869.24/0.7=2670.34 kg/d=111.3 kg/hf. 污水含水率为99.2%，则剩余污泥体积V=2670.34/(0.8%*1000)=333.8m3/dc=x*V/w=3*(8890+1670)/2670.3415d 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)=7888.2 kg/db. 硝化氨氮的需氧量O2=4.57*1.49*20000*(45-5)/1000=5447.4
13、 kg/dc. 污泥当量O3=4768*1.42=6770.56 kg/dd. 反硝化过程提供化合态氧化量O4=2.86*1.49*20000*(45-5)/1000=3409.12 kg/d共需氧量:V=7888.2+5447.4-6770.56-3409.12=3155.92 kg/d=131 kg/h6. 标准需氧量和用气量(=0.85, =0.95, =0.9)SOR=V*Cs(20)/(*Cs(T)-C)*1.024(T-20)Cs(25)=Cs(25)(Pb/(2.026*100000)+Ot/42) Cs(25)=468/(31.6+25)=8.3 mg/lPb=P+9.8*10
14、00*H H取4m Pb=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)=9.23 mg/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)）=213.8 kg/h 取214 kg/hQ(25)=SOR(25)/(0.3*Ea)=214/(0.3*0.2)=3566.7 m3/d=59.4 m3/
15、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35 m3/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=5300m3 h=4m S=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=1325 m3 h=4m
16、S=V1/h=1325/4=331.25 m2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=1250 m3h=4m S=V1/h=1250/4=312.5 m2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=1.0 m3/(m2*h) 水力停留时间t=2.0h x=5000 mg/l K(回)=75% Q=0.231 m3/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
17、/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 650m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Xr R=x/(Xr-x) R=0.75Xr=x/R+x=5000/0.75+5000=11666.7 mg/lVw=2*2*(1+0.75)*833.3*5000/(5000+11666.7)=1750 m34. 存泥高度H2H2=Vw/A=1750/833.3=2.1m5. 二沉池总高度取缓冲层的高度H3=0.4m 保护层（超高）=0.5
18、m池边高度H=H1+H2+H3+H4=2.0+2.1+0.4+0.5=5m6. 沉淀池中心泥斗处的高度i=0.01 污泥斗直径取2.5m H5=(D-2.5)/2*0.01=(33-2.5)/2*0.01=0.305m设计泥斗深度H6=1m 则H=5+0.305+1=6.305m7. 校核D/（H1+H2+H3）=33/（2+2.1+0.4）=7.33 符合8. 二沉池固体负荷GG=(1+R)Qx/A=(1+0.75)*20000*5/833.3=210 kgVSS/(m2*d)9. 设计进水配水槽工艺计算a. 配水流量Q=（1+R）*Qh=（1+0.75）*20000/24=1458.3 m
19、3/h=0.405 m3/sb. 配水槽流速设水槽的宽1m，深1.2mu=0.405/1*1.2=0.3375m/s1m/sc. 配水孔数量=100mm 孔间距s=1.1mn=(D-1)*3.14/s=(33-1)*3.14/1.1=91.35 取92个d配水孔眼流速U2=Q/(n*A)0.405/(92*0.25*3.14*0.12)=0.56m/sf. 槽底环形配水槽区平均流速U3=Q/（D-1.0）*3.14*1.0）=0.00403m/s10出水槽工艺设计距池边2.5m设溢流渠一条，出水总渠宽1.0m,水深1.2m出水总渠流速U1=Q/(h*b)=0.231/(1.2*1)=0.192
20、5m/s出水堰堰流负荷q=2L/(m*S)堰总长度L=Q/q=0.231*1000/2=115.5m(33-4)*3.14+2*(33-2.5*2)*3.14=1800个堰每堰口水头h=(Q/1.4)0.4=(0.231*10(-4)/1.4)0.4=0.0122m六消毒池设置目的：杀除水中细菌，极可能存在的病原菌工艺说明：在池中投加消毒剂，经一段时间接触消毒，水中细菌得以杀除。1池高度H=4.5+0.3=4.8m2表面积A=q*t/H=0.278*3600/4.8=208.5 m2 取210 m2 t =1h3池形设计L=25m 则B=210/25=8.4m采用三廊道折流式则b=8.4/3=
21、2.8m4消毒加氯量选用液氯消毒，设计投加量C=3.0-5.0 mg/l ，取4mg/lW=4*20000*10-3=80kg/d七辐流式污泥浓缩池设计参数：日产污泥450 m3/d含水率为99.2%，浓缩后含水率97%即8kg/ m3浓缩后pu=97% G=30kg/ m31面积A=Q*Co/G=450*8/30=120 m22. 设一组二沉池D=(4*120)/3.14)0.5=12.36m 取13m取污泥停留时间为15h 则有效水深为h=(450*15)/(24*120)=2.34mi=0.05 h4=(13/2-2.4/2)*0.05=0.265m污泥斗高度h5=(2.4/2-1.0/
22、2)tan55=1.0mH=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+2.34+0.365+1.0=4mDN=200mm管径抽吸D=1.0mD=2.4m第四章：主要设备说明序号名称数量设计参数主要设备1格栅1座设计流量Qmax =24000m3/d栅条间距d=20mm栅前水深h=0.4m过栅流速v=1.0m/s链式格栅除污机2台，螺旋压榨机1台，螺旋输送机1台2进水泵房1座设计流量Qmax=1000m3/h设计扬程H=9.0mH2O螺旋泵2备1用3沉砂池2座设计流量Qmax=1000m3/h最大水平流速v=0.3m/s除污机4厌氧池2座设计流量Q=20000m3/d有效水深h2=4.0m停留时间t
23、=2.0h外回流比R=75%5A/O池2座设计流量Q=20000m3/d污泥负荷NS=0.15KgBOD5/KgMLVSSd污泥龄ts=15dMLSS=3000mg/l污泥内回流比r=200%实际需氧量59.4m3/min剩余污泥量333.8 m3/d有效水深h2=4.0m停留时间t=10.67ht缺=2.13ht好=8.54h微孔曝气器鼓风机6二沉池2座表面负荷q=1.0 m3/(m2*h)停留时间t=2.0h设计流量Q=20000m3/d二沉池直径为33m总深度为H=5.0m进水配水槽尺寸：宽1m，深1.2m配水孔=100mm 孔间距s=1.1m配水孔数量n=92个出水堰堰流负荷q=2L/
24、(m*S)中心传动单管吸刮泥机撇渣机出水堰板7消毒池1座停留时间t=1.0h加氯量80kg/d第五章污水处理厂总体布置一污水厂平面布置1.总平面布置原则本项目为新建的城市污水处理厂，根据该城市地势走向、排水系统现状及城市总体规划选择厂址，对于接纳污水进厂和处理水排放十分方便。总平面布置遵从以下原则：（1） 处理构筑物与设施的布置应顺应流程，集中紧凑，以便于节约用地和运行管理。（2） 工艺构筑物与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境的关系。（3） 构筑物之间的间距应满足交通、管道敷设、施工和运行管理等方面的要求。（4） 管道线与渠道的平面布置应与高程布置相协调，顺
25、应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节约降耗和运行维护。（5） 协调好辅建筑物、道路、绿化与处理构筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅通，美化长区环境。2.总平面布置结果 该工艺方案总平面布置见附图1。第二节 污水厂高程布置1.高程布置原则（1）充分利用地形地势及城市排水系统，使污水经一次提升便能顺利自流通过污水处理构筑物。（2）协调好高程布置与平面布置的关系，做到既减少占地又利于污水污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本。（3）做好污水高程布置与污泥高程布置的配合，尽量减少两者的提升次数和高度。（4）协调好污水处理厂总体高程布置与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。2.高程布置结果：见图2参考文献1 杨岳平，徐新华，刘传福主编.废水处理工程及实例.化学工业出版社，2002.2 阮文权主编.废水处理工程设计实例详解.化学工业出版社，2006.3 徐新阳，于锋主编.污水处理工程设计.化学工业出版社，2003.4 曾科，卜秋平，陆少鸣主编.污水处理厂设计与运行.化学工业出版社，2006.