環(huán)境工程專業(yè)課程設(shè)計 某城市50000td污水處理廠設(shè)計

1、第一章 設(shè)計內(nèi)容和任務(wù)1、設(shè)計題目50000t/d的城市污水處理廠設(shè)計。2、設(shè)計目的（1） 溫習(xí)和鞏固所學(xué)知識、原理；（2） 掌握一般水處理構(gòu)筑物的設(shè)計計算。3、設(shè)計要求：（1） 獨立思考，獨立完成；（2） 完成主要處理構(gòu)筑物的設(shè)計布置；（3） 工藝選擇、設(shè)備選型、技術(shù)參數(shù)、性能、詳細(xì)說明；（4） 提交的成品：設(shè)計說明書、工藝流程圖、高程圖、廠區(qū)平面布置圖。4、設(shè)計步驟：（1） 水質(zhì)、水量（發(fā)展需要、豐水期、枯水期、平水期）；（2） 地理位置、地質(zhì)資料調(diào)查（氣象、水文、氣候）；（3） 出水要求、達(dá)到指標(biāo)、污水處理后的出路；（4） 工藝流程選擇，包括：處理構(gòu)筑物的設(shè)計、布置、選型、性能參數(shù)。（5

2、） 評價工藝；（6） 設(shè)計計算；（7） 建設(shè)工程圖（流程圖、高程圖、廠區(qū)布置圖）；（8） 人員編制，經(jīng)費概算；（9） 施工說明。5、設(shè)計任務(wù) （1）、設(shè)計進(jìn)、出水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)項目codcr(mg/l）bod5（mg/l）ss（mg/l）nh3-n(mg/l）tp(mg/l)進(jìn)水水質(zhì)200150200304出水水質(zhì)602020150.1排放標(biāo)準(zhǔn)602020150.1 （2）、排放標(biāo)準(zhǔn)：（gb8978-1996）一級標(biāo)準(zhǔn)； （3）、接受水體：河流（標(biāo)高：2m）第二章 污水處理工藝流程說明一、氣象與水文資料：風(fēng)向：多年主導(dǎo)風(fēng)向為東南風(fēng)；水文：降水量多年平均為每年2370mm； 蒸發(fā)量多年平均為每年

3、1800mm； 地下水水位，地面下67m。年平均水溫：20二、廠區(qū)地形：污水廠選址區(qū)域海拔標(biāo)高在19-21m左右，平均地面標(biāo)高為20m。平均地面坡度為0.30.5 ，地勢為西北高，東南低。廠區(qū)征地面積為東西長224m，南北長276m。三、污水處理工藝流程說明：1、工藝方案分析：本項目污水處理的特點為：污水以有機(jī)污染為主，bod/cod =0.75,可生化性較好，重金屬及其他難以生物降解的有毒有害污染物一般不超標(biāo)；污水中主要污染物指標(biāo)bod、cod、ss值為典型城市污水值。針對以上特點，以及出水要求，現(xiàn)有城市污水處理技術(shù)的特點，以采用生化處理最為經(jīng)濟(jì)。由于將來可能要求出水回用，處理工藝尚應(yīng)硝化，

4、考慮到nh3-n出水濃度排放要求較低，不必完全脫氮。根據(jù)國內(nèi)外已運(yùn)行的中、小型污水處理廠的調(diào)查，要達(dá)到確定的治理目標(biāo)，可采用“a2/o活性污泥法”。2、工藝流程進(jìn)水格柵提升泵房沉砂池砂水分離砂初沉池厭氧池缺氧池好氧池二沉池接觸池排放消毒劑初沉污泥泵房濃縮池貯泥池脫水間泥餅第三章 工藝流程設(shè)計計算設(shè)計流量： 平均流量：qa=50000t/d50000m3/d=2083.3 m3/h=0.579 m3/s 總變化系數(shù)：kz= (qa平均流量，l/s) = =1.34 設(shè)計流量qmax： qmax= kzqa=1.3450000 =67000 m3/d =2791.7 m3/h =0.775 m3/

5、s 設(shè)備設(shè)計計算一、 格柵格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在污水渠道上、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物。一般情況下，分粗細(xì)兩道格柵。格柵型號：鏈條式機(jī)械格柵設(shè)計參數(shù)：柵條寬度s10.0mm 柵條間隙寬度d=20.0mm 柵前水深h0.8m過柵流速u=1.0m/s 柵前渠道流速ub=0.55m/s =60格柵建筑寬度b取b3.2m進(jìn)水渠道漸寬部分的長度(l1)：設(shè)進(jìn)水渠寬b12.5m 其漸寬部分展開角度20柵槽與出水渠道連接處的漸窄部份長度(l2)：通過格柵的水頭損失(h2)：格柵條斷面為矩形斷面, 故k=3, 則：柵后槽總高度(h總)：設(shè)柵前渠道超

6、高h(yuǎn)1=0.3m柵槽總長度(l):每日柵渣量w：設(shè)每日柵渣量為0.07m3/1000m3，取kz1.34采用機(jī)械清渣。二、 提升泵房1、 水泵選擇設(shè)計水量67000m3/d，選擇用4臺潛污泵(3用1備)揚(yáng)程/m流量/(m3/h)轉(zhuǎn)速/(r/min)軸功率/kw葉輪直徑/mm效率/%7.221210145029.930079.52、 集水池、容積按一臺泵最大流量時6min的出流量設(shè)計，則集水池的有效容積、面積取有效水深，則面積、泵位及安裝潛水電泵直接置于集水池內(nèi)，電泵檢修采用移動吊架。三、 沉砂池沉砂池的作用是從污水中去除砂子、煤渣等比重較大的顆粒，保證后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。選型：平流式沉砂

7、池設(shè)計參數(shù)：設(shè)計流量，設(shè)計水力停留時間水平流速1、 長度：2、 水流斷面面積：3、 池總寬度：有效水深4、 沉砂斗容積：t2d，x30m3/106m35、 每個沉砂斗的容積(v0)設(shè)每一分格有2格沉砂斗，則6、 沉砂斗各部分尺寸：設(shè)貯砂斗底寬b10.5m；斗壁與水平面的傾角60，貯砂斗高h(yuǎn)31.0m7、貯砂斗容積：(v1)8、沉砂室高度：(h3)設(shè)采用重力排砂，池底坡度i6，坡向砂斗，則9、池總高度：(h)10、核算最小流速 (符合要求)四、 初沉池初沉池的作用室對污水仲密度大的固體懸浮物進(jìn)行沉淀分離。選型：平流式沉淀池設(shè)計參數(shù)：1、 池子總面積a，表明負(fù)荷取2、 沉淀部分有效水深h2 取t1

8、.5h3、 沉淀部分有效容積v4、 池長l5、 池子總寬度b6、 池子個數(shù)，寬度取b5 m7、 校核長寬比 (符合要求)8、 污泥部分所需總?cè)莘ev已知進(jìn)水ss濃度=200mg/l初沉池效率設(shè)計50，則出水ss濃度設(shè)污泥含水率97，兩次排泥時間間隔t=2d，污泥容重9、 每格池污泥所需容積v10、污泥斗容積v1，11、 污泥斗以上梯形部分污泥容積v212、 污泥斗和梯形部分容積13、 沉淀池總高度h 取8m五、設(shè)計參數(shù)1、設(shè)計最大流量q=50 000m3/d2、設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)cod=200mg/l；bod5(s0)=150mg/l；ss=200mg/l；nh3-n=30mg/l；tp=4mg/l3

9、、設(shè)計出水水質(zhì)cod=60mg/l；bod5(se)=20mg/l；ss=20mg/l；nh3-n=15mg/l；tp=0.1mg/l4、設(shè)計計算，采用a2/o生物除磷工藝1、 bod5污泥負(fù)荷)n=0.13kgbod5/(kgmlssd2、 回流污泥濃度xr=6 600mg/l3、 污泥回流比r=100%4、 混合液懸浮固體濃度5、 反應(yīng)池容積v6、 反應(yīng)池總水力停留時間7、 各段水力停留時間和容積厭氧：缺氧：好氧1：1：3厭氧池水力停留時間，池容；缺氧池水力停留時間，池容；好氧池水力停留時間，池容8、 厭氧段總磷負(fù)荷9、 反應(yīng)池主要尺寸反應(yīng)池總?cè)莘e設(shè)反應(yīng)池2組，單組池容有效水深單組有效面積

10、采用5廊道式推流式反應(yīng)池，廊道寬單組反應(yīng)池長度校核： (滿足) (滿足)取超高為1.0m，則反應(yīng)池總高10、 反應(yīng)池進(jìn)、出水系統(tǒng)計算 進(jìn)水管單組反應(yīng)池進(jìn)水管設(shè)計流量管道流速管道過水?dāng)嗝婷娣e管徑取出水管管徑dn700mm校核管道流速 回流污泥渠道。單組反應(yīng)池回流污泥渠道設(shè)計流量qr渠道流速取回流污泥管管徑dn700mm 進(jìn)水井反應(yīng)池進(jìn)水孔尺寸：進(jìn)水孔過流量孔口流速孔口過水?dāng)嗝娣e孔口尺寸取進(jìn)水豎井平面尺寸 出水堰及出水豎井。按矩形堰流量公式：式中堰寬，h堰上水頭高，m出水孔過流量孔口流速孔口過水?dāng)嗝娣e孔口尺寸取進(jìn)水豎井平面尺寸 出水管。單組反應(yīng)池出水管設(shè)計流量管道流速管道過水?dāng)嗝娣e管徑取出水管管徑

11、dn900mm校核管道流速11、 曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算 設(shè)計需氧量aor。aor（去除bod5需氧量-剩余污泥中bodu氧當(dāng)量）+（nh3-n硝化需氧量-剩余污泥中nh3-n的氧當(dāng)量）-反硝化脫氮產(chǎn)氧量碳化需氧量d1硝化需要量d2反硝化脫氮產(chǎn)生的氧量總需要量最大需要量與平均需氧量之比為1.4，則去除1kgbod5的需氧量 標(biāo)準(zhǔn)需氧量采用鼓風(fēng)曝氣，微孔曝氣器。曝氣器敷設(shè)于池底，距池底0.2m，淹沒深度3.8m，氧轉(zhuǎn)移效率ea20，計算溫度t=25。相應(yīng)最大時標(biāo)準(zhǔn)需氧量好氧反應(yīng)池平均時供氣量最大時供氣量 所需空氣壓力p式中 曝氣器數(shù)量計算(以單組反應(yīng)池計算)按供氧能力計算所需曝氣器數(shù)量。 供風(fēng)管道計算

12、供風(fēng)干管道采用環(huán)狀布置。流量流速管徑取干管管徑微dn500mm單側(cè)供氣(向單側(cè)廊道供氣)支管流速管徑取支管管徑為dn300mm雙側(cè)供氣流速管徑取支管管徑dn=450mm、厭氧池設(shè)備選擇(以單組反應(yīng)池計算)厭氧池設(shè)導(dǎo)流墻，將厭氧池分成3格。每格內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)1臺，所需功率按池容計算。厭氧池有效容積混合全池污水所需功率為12、 污泥回流設(shè)備污泥回流比污泥回流量設(shè)回流污泥泵房1座，內(nèi)設(shè)3臺潛污泵(2用1備)單泵流量水泵揚(yáng)程根據(jù)豎向流程確定。13、 混合液回流設(shè)備 混合液回流泵混合液回流比混合液回流量設(shè)混合液回流泵房2座，每座泵房內(nèi)設(shè)3臺潛污泵(2用1備)單泵流量 混合液回流管?；旌弦夯亓鞴茉O(shè)計泵房進(jìn)

13、水管設(shè)計流速采用管道過水?dāng)嗝娣e管徑取泵房進(jìn)水管管徑dn900mm校核管道流速泵房壓力出水總管設(shè)計流量設(shè)計流速采用六、 二沉池設(shè)計參數(shù)為了使沉淀池內(nèi)水流更穩(wěn)、進(jìn)出水配水更均勻、存排泥更方便，常采用圓形輻流式二沉池。二沉池為中心進(jìn)水，周邊出水，幅流式沉淀池，共2座。二沉池面積按表面負(fù)荷法計算，水力停留時間t=2.5h，表面負(fù)荷為1.5m3/（m2h-1）。1) 池體設(shè)計計算. 二沉池表面面積二沉池直徑， 取29.8m. 池體有效水深. 混合液濃度 ，回流污泥濃度為為保證污泥回流濃度，二沉池的存泥時間不宜小于2h，二沉池污泥區(qū)所需存泥容積vw采用機(jī)械刮吸泥機(jī)連續(xù)排泥，設(shè)泥斗的高度h2為0.5m。.

14、二沉池緩沖區(qū)高度h3=0.5m，超高為h4=0.3m，沉淀池坡度落差h5=0.63m二沉池邊總高度. 校核徑深比二沉池直徑與水深比為，符合要求2) 進(jìn)水系統(tǒng)計算. 進(jìn)水管計算單池設(shè)計污水流量進(jìn)水管設(shè)計流量選取管徑dn1000mm，流速坡降為 1000i=1.83. 進(jìn)水豎井進(jìn)水豎井采用d2=1.5m，流速為0.10.2m/s出水口尺寸0.451.5m,共6個，沿井壁均勻分布。出水口流速. 穩(wěn)流筒計算取筒中流速穩(wěn)流筒過流面積穩(wěn)流筒直徑 3) 出水部分設(shè)計a 單池設(shè)計流量b 環(huán)形集水槽內(nèi)流量c 環(huán)形集水槽設(shè)計采用周邊集水槽，單側(cè)集水，每池只有一個總出水口，安全系數(shù)k取1.2集水槽寬度取集水槽起點水

15、深為集水槽終點水深為槽深取0.7m，采用雙側(cè)集水環(huán)形集水槽計算，取槽寬b=0.8m，槽中流速槽內(nèi)終點水深槽內(nèi)起點水深校核：當(dāng)水流增加一倍時，q=0.2896 m/s，v=0.8m/s設(shè)計取環(huán)形槽內(nèi)水深為0.6m，集水槽總高為0.6+0.3（超高）=0.9m，采用90三角堰。d 出水溢流堰的設(shè)計采用出水三角堰（90），堰上水頭（三角口底部至上游水面的高度）h1=0.05m(h2o).每個三角堰的流量三角堰個數(shù)三角堰中心距（單側(cè)出水）4) 排泥部分設(shè)計 單池污泥量總污泥量為回流污泥量加剩余污泥量回流污泥量剩余污泥量 集泥槽沿整個池徑為兩邊集泥七、 消毒接觸池4、加氯間、加氯量按每立方米投加5g計，

16、則、加氯設(shè)備選用3臺regal-2100型負(fù)壓加氯機(jī)（2用1備），單臺加氯量為10kg/h八、 污泥泵房設(shè)計污泥回流泵房2座1、設(shè)計參數(shù)污泥回流比100設(shè)計回流污泥流量50000m3/d剩余污泥量2130m3/d2、 污泥泵回流污泥泵6臺（4用2備），型號200qw350-20-37潛水排污泵剩余污泥泵4臺（2用2備），型號200qw350-20-37潛水排污泵3、 集泥池、容積按1臺泵最大流量時6min的出流量設(shè)計取集泥池容積50m3、面積有效水深，面積集泥池長度取5m，寬度4、 泵位及安裝排污泵直接置于集水池內(nèi)，排污泵檢修采用移動吊架。九、 污泥濃縮池初沉池污泥含水率大約95設(shè)計參數(shù)1、

17、濃縮池尺寸2、 濃縮后污泥體積3、采用周邊驅(qū)動單臂旋轉(zhuǎn)式刮泥機(jī)。十、 貯泥池1、 污泥量2、 貯泥池容積設(shè)計貯泥池周期1d，則貯泥池容積3、 貯泥池尺寸4、 攪拌設(shè)備為防止污泥在貯泥池終沉淀，貯泥池內(nèi)設(shè)置攪拌設(shè)備。設(shè)置液下攪拌機(jī)1臺，功率10kw。十一、 脫水間1、 壓濾機(jī)2、加藥量計算投加量 以干固體的0.4%計.十二、構(gòu)建筑物和設(shè)備一覽表：序號名稱規(guī)格數(shù)量設(shè)計參數(shù)主要設(shè)備1格柵lb =3.58m3.2m1座設(shè)計流量qd=50000m3/d柵條間隙柵前水深過柵流速hg-1200回旋式機(jī)械格柵1套超聲波水位計2套螺旋壓榨機(jī)（300）1臺螺紋輸送機(jī)（300）1臺鋼閘門（2.0x1.7m）4扇手動

18、啟閉機(jī)（5t）4臺2進(jìn)水泵房l b =20m 13m1座設(shè)計流量q=2793.6 m3/h單泵流量q= 350m3/h設(shè)計揚(yáng)程h=6mh2o選泵揚(yáng)程h= 7.22mh2o1mh2o=9800 pa螺旋泵（1500mm,n60kw）5臺，4用1備鋼閘門（2.0mx2.0m）5扇手動啟閉機(jī)（5t）5臺手動單梁懸掛式起重機(jī)（2t，lk4m）1臺3平流沉砂池lbh=12.5m3.1m2.57m1座設(shè)計流量q2793.6 m3/h水平流速v= 0.25 m/s有效水深h1= 1 m停留時間t= 50 s砂水分離器（0.5m）2臺4平流式初沉池lbh=21.6m5m8m13座設(shè)計流量q= 2793.3 m

19、3/h表面負(fù)荷q= 2.0m3/(m2h)停留時間t= 2.0 d全橋式刮吸泥機(jī)(橋長40m,線速度3m/min, n0.55x2kw) 2臺撇渣斗4個5曝氣池lbh =70m55m4.5m1座bod為150，經(jīng)初沉池處理，降低25%羅茨鼓風(fēng)機(jī)（tso-150，qa15.9m3/min, p19.6kpa,n11kw）3臺消聲器6個6輻流式二沉池dh=29.8m3m2座設(shè)計流量q= 2084.4m3/h表面負(fù)荷q= 1.5m3/(m2h)固體負(fù)荷qs= 144192 kgss/(m2d)停留時間t= 2.5 h池邊水深h1=2 m全橋式刮吸泥機(jī)(橋長40m,線速度3m/min, n0.55x2

20、kw) 2臺撇渣斗4個出水堰板1520mx2.0m導(dǎo)流群板560mx0.6m7接觸消毒池lbh=32.4m3.6m3m1座設(shè)計流量q=2187.5 m3/h停留時間t= 0.5 h有效水深h1=2 m注水泵（q36 m3/h ）2臺9加氯間lb=12m9m1座投氯量 250 kg/d氯庫貯氯量按15d計負(fù)壓加氯機(jī)(gegal-2100)3臺電動單梁懸掛起重機(jī)(2.0t)1臺10回流及剩余污泥泵房（合建式）lb=10m5m1座無堵塞潛水式回流污泥泵2臺鋼閘門(2.0x2.0m)2扇手動單梁懸掛式起重機(jī)(2t)1臺套筒閥dn800mm, 1500mm 2個電動啟閉機(jī)（1.0t）2臺手動啟閉機(jī)（5.

21、0t）2臺無堵塞潛水式剩余污泥泵3臺第四章 平面布置（1）總平面布置原則該污水處理廠為新建工程，總平面布置包括：污水與污泥處理工藝構(gòu)筑物及設(shè)施的總平面布置，各種管線、管道及渠道的平面布置，各種輔助建筑物與設(shè)施的平面布置。總圖平面布置時應(yīng)遵從以下幾條原則。 處理構(gòu)筑物與設(shè)施的布置應(yīng)順應(yīng)流程、集中緊湊，以便于節(jié)約用地和運(yùn)行管理。 工藝構(gòu)筑物（或設(shè)施）與不同功能的輔助建筑物應(yīng)按功能的差異，分別相對獨立布置，并協(xié)調(diào)好與環(huán)境條件的關(guān)系（如地形走勢、污水出口方向、風(fēng)向、周圍的重要或敏感建筑物等）。 構(gòu)（建）之間的間距應(yīng)滿足交通、管道（渠）敷設(shè)、施工和運(yùn)行管理等方面的要求。 管道（線）與渠道的平面布置，應(yīng)與

22、其高程布置相協(xié)調(diào)，應(yīng)順應(yīng)污水處理廠各種介質(zhì)輸送的要求，盡量避免多次提升和迂回曲折，便于節(jié)能降耗和運(yùn)行維護(hù)。 協(xié)調(diào)好輔建筑物，道路，綠化與處理構(gòu)（建）筑物的關(guān)系，做到方便生產(chǎn)運(yùn)行，保證安全暢道，美化廠區(qū)環(huán)境。（2）總平面布置結(jié)果污水由北邊排水總干管截流進(jìn)入，經(jīng)處理后由該排水總干管和泵站排入河流。污水處理廠呈長方形，東西長380米，南北長280米。綜合樓、職工宿舍及其他主要輔助建筑位于廠區(qū)東部，占地較大的水處理構(gòu)筑物在廠區(qū)東部，沿流程自北向南排開，污泥處理系統(tǒng)在廠區(qū)的東南部。廠區(qū)主干道寬8米，兩側(cè)構(gòu)（建）筑物間距不小于15米，次干道寬4米，兩側(cè)構(gòu)（建）筑物間距不小于10米?？偲矫娌贾脜⒁姼綀D1（平

23、面布置圖）。第五章 高程布置及計算（1）高程布置原則 充分利用地形地勢及城市排水系統(tǒng)，使污水經(jīng)一次提升便能順利自流通過污水處理構(gòu)筑物，排出廠外。 協(xié)調(diào)好高程布置與平面布置的關(guān)系，做到既減少占地，又利于污水、污泥輸送，并有利于減少工程投資和運(yùn)行成本。 做好污水高程布置與污泥高程布置的配合，盡量同時減少兩者的提升次數(shù)和高度。 協(xié)調(diào)好污水處理廠總體高程布置與單體豎向設(shè)計，既便于正常排放，又有利于檢修排空。（2）高程布置結(jié)果由于該污水處理廠出水排入市政排水總干管后，經(jīng)終點泵站提升才排入河流，故污水處理廠高程布置由自身因素決定。采用普通活性污泥法，輻流式二沉池、曝氣池、初沉池占地面積較大，如果埋深設(shè)計過大，一方面不利于施工，也不利于土方平衡，故按盡量減少埋深。從降低土建工程投資考慮，出水口水面高程定