水質工程學課程設計18萬噸污水廠設計

1、污水廠課程設計說明書水質工程學（）課程設計污水廠課程設計說明書姓名: 學院：班級：學號：目錄中文摘要3英文摘要3第一章 總論41.1設計任務和內容41.1.1設計題目41.1.2設計要求41.1.3設計內容41.2基本資料5第二章 污水處理工藝流程說明7第三章 處理構筑物設計73.1格柵間73.1.1設計流量的計算73.1.2格柵計算73.2污水提升泵站93.3沉砂池計算103.4卡羅賽爾氧化溝133.5二沉池的設計193.6接觸池設計203.7污泥處理構筑物計算213.7.1污泥產(chǎn)量213.7.2濃縮池計算213.7.3厭氧消化池計算23第四章 污水廠布置244.1污水廠平面布置244.1.

2、1各處理單元構筑物的平面布置244.2水廠高程布置254.2.1構筑物及構筑物間的水頭損失26第五章 設計體會27參考文獻28 中文摘要本設計任務是采用氧化溝法處理城市污水工藝設計。污水的主要來源：絕大多數(shù)為居民生活污水，少量為工業(yè)廢水與其他污水。進水水質指標為：CODcr 350mgL，BOD5 175mgL，SS 250mgL，氨氮15mgL；出水水質要求達到：CODcr70mgL，BOD520mgL，SS30mgL，氨氮5mgL。該工藝污水處理流程為：進水格柵及提升泵房沉砂池氧化溝接觸池及濃縮池厭氧消化池出水排放。污通過此工藝的處理，出水水質將達到設計要求。本設計要求對主要處理構筑物進行

3、選型和設計計算，繪制出污水處理廠平面布置圖和高程圖。關鍵詞：沉砂池、氧化溝、厭氧消化池AbstractThe design task is to use oxidation ditch treatment of municipal wastewater process design. The main sources of wastewater: the vast majority of residents living sewage, industrial waste water and a small amount of other sewage. Water quality indica

4、tors: CODcr 350mg / L, BOD5 175mg / L, SS 250mg / L, ammonia nitrogen 15mg / L; water quality requirements to achieve: CODcr70mg / L, BOD520mg / L, SS30mg / L, ammonia nitrogen5mg / L. The process of sewage treatment process as follows: water grille and pumping station grit chamber oxidation ditch c

5、ontact tank and concentrated tank anaerobic tank effluent emissions. Through this process of sewage treatment, water quality will meet the design requirements. The design requirements mainly deal with structures for selection and design calculations, draw out the sewage treatment plant layout plan a

6、nd elevation map.keywords：grit chamber、oxidation ditch、anaerobic tank 第一章 總論1.1設計任務和內容1.1.1設計題目水質工程學（II）課程設計的題目是“18萬噸污水廠設計”1.1.2設計要求針對一座二級處理的城市污水處理廠，要求對主要污水處理構筑物的工藝尺寸進行設計計算，確定污水廠的平面布置和高程布置。最后完成設計計算說明書和設計圖。1.1.3設計內容對工藝構筑物選型作說明；主要處理設施(格柵、沉砂池、曝氣池、二沉池、消毒池)的工藝計算；污水處理廠平面和高程布置。1.2基本資料(1)污水水量與水質污水處理水量：變化系數(shù)：

7、Kz=1.2(2)污水廠地勢基本平坦，地面標高約為19.8m（采用黃海系標高）。進水管管徑為1.8m，進水管管底標高為14.8m。(3)污水的主要來源：絕大多數(shù)為居民生活污水，少量為工業(yè)廢水與其他污水。(4)接納水體：X江(5)氣象信息：該區(qū)域屬亞熱帶濕潤氣候，氣候溫暖，雨量充沛。年均氣溫為17.1c，全年日照時數(shù)為1853.1小時，歷年無霜期258天。年平均風速為1.5m/s，全年靜風約占25%，年主導風向為主導風為NE(東北)風，出現(xiàn)頻率為20%。a風向：項目所在地全年主導風為N-NNE-NE(北-北北東-北東)風，出現(xiàn)頻率分別為16.39%、12.24%、14.70%，最小頻率的風向出現(xiàn)

8、在WNW(西北西)，其出現(xiàn)頻率為0.66%，全年靜風出現(xiàn)頻率為24.92%。b風速：項目所在地年平均風速為1.5m/s。9月平均風速最大，為2.0m/s，4月平均風速最小，為1.26m/s。處理水量：18萬/m3d污水水質： CODcr 350mgL，BOD5 175mgL，SS 250mgL，氨氮15mgL。 (6)處理要求污水處理廠設計出水水質達到國家污水經(jīng)二級處理后應符合以下具體要求：CODcr70mgL，BOD520mgL，SS30mgL，氨氮5mgL。(7)處理工藝流程 污水擬采用傳統(tǒng)活性污泥法工藝處理，具體流程按水質、水量選定。(8)氣象與水文資料 風向：多年主導風向為北東風； 氣

9、溫：最冷月平均為-3.5； 最熱月平均為32.5； 極端氣溫，最高為41.9，最低為-17.6，最大凍土深度為0.18m； 水文：降水量多年平均為每年728mm； 蒸發(fā)量多年平均為每年1210mm； 地下水水位，地面下56m。(9)廠區(qū)地形 污水廠選址區(qū)域海拔標高在19.75-19.85m之間，平均地面標高為19.80m。平均地面坡度為0.300.5，地勢為西北高，東南低。第二章 污水處理工藝流程說明污水沉砂池格柵及污水提升泵站氧化溝接觸池及濃縮池二沉池厭氧消化池出水第三章 處理構筑物設計3.1格柵間3.1.1設計流量的計算 污水廠處理水量： 污水處理水量：變化系數(shù)：Kz=1.2，所以設計最大

10、流量： 3.1.2格柵計算1.格柵間隙數(shù)n 設柵前水深h=1.26m，（適應進水管管徑1.8m，通常取0.7倍管徑，即1.26m）。過柵流速v=0.8m/s，柵條間隙寬度b=20mm，柵格傾角60（取45-75）取132條。設計4組格柵，則每組格柵間隙數(shù)為33條。2）柵槽寬度B B=S(n-1)+bn=0.01(33-1)+0.0233=0.98mS-柵條寬度，采用迎水面為半圓形的矩形，取0.01m3）進水渠道漸寬部分的長度 設進水渠道寬度=0.85m， 其漸寬部分展開角度204）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度 5）過柵水頭損失 -助力系數(shù)，銳變矩形取2.42k-系數(shù)，格柵受污染物堵塞時水

11、頭損失增大倍數(shù)，一般采用3。（6）柵后槽總高度H 取柵前渠道超高 柵前槽總高度： 柵后槽總高度: （7）格柵總長度L: （8）每日柵渣量W -單位柵渣量，一般采用0.04-0.06，設計中取0.05。因為W0.2 ，所以采用機械除渣。3.2污水提升泵站1）設計說明污水處理工藝采用傳統(tǒng)曝氣活性污泥處理，污水處理系統(tǒng)簡單，對于新建污水處理廠，工藝管線可以充分優(yōu)化，故污水只考慮一次提升。污水經(jīng)提升后入平流沉砂池，然后自流通過初沉池、曝氣池、二沉池及接觸池，最后由出水管道排入河道。設計流量Qmax=7500m3/h。2）污水提升前水位-2.7m（即泵站吸水池最底水位）,提升后水位4.06m（即泵沉砂池

12、的水面標高）。所以，提升凈揚程Z=4.06+5=9.06m水泵水頭損失取2m所需水泵揚程H=Z+h=11.06m設計流量7500m3/h3）污水泵選型采用4臺500QW2600-15-160型污水潛水泵，三用一備。該泵各性能參數(shù)如下表：型號流量Q(m3/h)揚程H(m)轉速n(r/min)電動機功率(kw)效率(%)重量 （kg）500QW2600-15-16026001574516086.0532143.3沉砂池計算本設計采用平流沉砂池，平流式沉砂池是常用的形式，污水在池內沿水平方向流動，具有構造簡單、截留無機顆粒效果好的優(yōu)點。1）長度：設v=0.25m/s，t=50s， 2）水流斷面面積A

13、： 3）池總寬度B：設計n=2格，每格寬取b=6m,則 4）有效水深： （介于0.25-1之間）（5）貯泥區(qū)所需容積：設計T=2d（考慮排泥的間隔天數(shù)為2天）所以沉砂斗容積： 式中： 為城市污水沉砂量30 :污水流量總變化系數(shù)1.2（6）每格沉砂池設兩個沉砂斗，則每個沉砂斗的體積（7）沉砂斗每部分尺寸及容積：設計斗底寬 ，斗壁與水平面的傾角為60（取55-60），斗高 =1m，則沉砂斗上口寬: 沉砂斗容積： （結果V大于2.7 ，符合要求）。8）沉砂池高度H：坡向沉砂斗長度為： 沉砂室高度：采用重力排砂，設池底坡度為0.06，坡向砂斗， 9）池總高度：設超高 =0.3m。 所以沉砂池水面標高=

14、1.23+0.83=2.06m10）驗算最小流速：在最小流量時，只有一格工作（n=1,設 =2.5/2=1.25） 所以符合要求。3.4卡羅賽爾氧化溝因為氧化溝工藝流程簡單，構筑物少，運行管理方便，可不設初沉池，也可與二次沉淀池合建，省去污泥回流裝置，目前卡羅賽爾氧化溝在國內外得到了廣泛應用。進水水質：CODcr 350mgL，BOD5 175mgL，SS 250mgL，氨氮15mgL出水水質：CODcr70mgL，BOD520mgL，SS30mgL，氨氮5mgL設計參數(shù)：取，混合液懸浮固體濃度（MLSS）X=4000mg，混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS） （1） 去除 1.氧化溝出水溶

15、解性的濃度S 為出水中的濃度，mg/L2.好氧區(qū)的容積 ：污泥齡，取30天：進水的濃度，mg/L ：自氧化系數(shù)，取0.05 污泥產(chǎn)率系數(shù)Y取0.5kgVSS/kg去除。3好氧區(qū)水利停留時間 t=65024/180000=0.361d=8.66h4.日產(chǎn)污泥量 2）缺氧區(qū)1.需氧化的氨氮量：氧化溝產(chǎn)生的剩余污泥中含氮率為12.4%，則用于生物合成的總氮量為 需氧化的氨氮=進水氨氮-出水氨氮-生物所需氮：即：15-5-4.18=5.82mg/L2.脫氮所需容積 假設反硝化條件時溶解氧的濃度DO=0.2mg/L，處理時溫度取當?shù)仄骄鶞囟?4.5度，20度時反硝化速率 取0.07mg 則： 則每日所需

16、脫氮量： 則反硝化所要增加的氧化溝體積為： 3）總體積及停留時間氧化溝總體積 氧化溝設計水力停留時間HRT=V/Q=0.42d=10.1h核算：污泥負荷 4）需氧量AOR計算AOR=碳化需氧量+硝化需氧量-反硝化脫氮產(chǎn)氧量碳化需氧量（去除需氧量剩余污泥中當量） 硝化需氧量（硝化需氧量剩余污泥中的氧當量） 反硝化脫氮產(chǎn)氧量設計需氧量考慮安全系數(shù)1.4，得轉化為標準狀態(tài)下SOR：取水質修正系數(shù)=0.85，=0.95，壓力修正系數(shù)=0.909，水中溶解氧飽和度： ，曝氣池內平均溶解氧：，計算溫度T=25度，則： 5）氧化溝尺寸計算1.設氧化溝4座，單座有效容積： 取氧化溝有效水深H=L 5m，超高1

17、m，則深度h=5+1=6m，中間分隔厚度為0.25m，則氧化溝面積：2.設計單溝道寬度b=10m大彎道為一半圓：共兩個小彎道，每個為一半圓：所以彎道總面積：3.直線段部分面積：4.單溝道直線段長度L: 取71m。6）進水管和出水管計算污泥回流比：R=80% 進出水管流量：管道流速V取1m/s，則進出水管直徑： 取1.1m 校核進出水管流速： (合格)7）出水堰及出水豎井為了能夠調節(jié)氧化溝的運行及出水，氧化溝出水處設置出水豎井，豎井內安裝電動可調節(jié)堰，初步估計，因此按照薄壁堰來計算，流量：Q=1.86H 取堰上水頭高H=0.3m 則堰:考慮可調節(jié)堰的安裝要求：每邊留0.3m則出水豎井長度：出水豎

18、井寬度B取1.5m(考慮安裝需要)則出水豎井平面尺寸為：8）曝氣系統(tǒng)的計算與設計 總需氧量為：SOR=96343.77kgO/h，4個氧化溝，則單座氧化溝需要量SOR選取電機功率160kw的HDS375C表面曝氣機，單臺每小時充氧能力為340kg，則每座氧化溝所需曝氣機數(shù)目為： 取3臺。3.5二沉池的設計本設計中二沉池采用中心進水周邊出水的輻流式沉淀池，機械刮泥，設置4座。設計草圖如下：1） 每座沉淀池的面積設計進水量：Q=180000/24=7500 q表面負荷：一般取1.0-1.5，本設計取1.52）二沉池的直徑取40m3）沉淀部分有效水深（取水利停留時間t=2.5h）4）污泥斗容積取回流

19、比R為0.8污泥回流濃度 污泥斗容積： 5）二沉池高度 取二沉池緩沖層高度超高取 則：二沉池總高： 3.6接觸池設計采用氯消毒，矩形隔板式設計流量：Q=180000 /24 /3600=2.08 混合接觸時間t=0.5h，1）接觸池容積 ，取4座每座936 。取接觸池水深h=2.0m，單格寬b=3.0m。根據(jù)最佳比例，池長L=153=45m，分4格復核池容積：B=4b=12m，V=12452=10809363.7污泥處理構筑物計算選用濃縮厭氧消化機械脫水工藝處理3.7.1污泥產(chǎn)量1）初沉池污泥量： 原污水中懸浮物濃度，mg/L初次沉淀池沉淀效率，%（一般取40-55%）污泥含水率，%，（一般取

20、95-97%）初沉污泥重， ，以1000計2） 二沉池污泥量 所以，總剩余污泥量 3.7.2濃縮池計算本設計中采用幅流式圓形重力連續(xù)式污泥濃縮池，用帶柵條的刮泥機刮泥，采用靜壓排泥，污泥泵房將污泥送至濃縮池。取進泥含水率P1=99.4%（即固體濃度），出泥含水率P2=97.0%（即固體濃度），固體通量：G=30 1）濃縮池面積，共2座 2）直徑計算 取11m3）深度計算濃縮池有效水深： T-濃縮時間，取15h超高 ，緩沖層高度，濃縮池設機械刮泥，池底坡度i=0.05，污泥斗下底直徑，上底直徑。池底坡度造成的深度： 污泥斗高度： 濃縮池深度 3.7.3厭氧消化池計算 該污泥為混合污泥，取含水率為

21、97%，揮發(fā)性固體（VSS）含量70%，采用中溫消化，去除VSS為50%。1） 消化池有效容積取污泥齡 為20d則 2） 池體設計采用中溫兩級消化圓柱體型，容積比 一級：二級=2:1，則一級消化池用2座，每座5927 ，二級消化池1座，容積5926直徑取D=19m，集氣罩直徑，高，池底椎體直徑 ，錐角采用15下錐形高度 上錐形高度 消化柱體高度設 體積驗算：集氣罩容積 上蓋容積 下蓋容積柱體容積 所以消化池的有效容積 第四章 污水廠布置4.1污水廠平面布置4.1.1各處理單元構筑物的平面布置1）生產(chǎn)性構筑物生產(chǎn)性構筑物分為污水、污泥處理設施，污水處理設施包括格柵間、污水提升泵房、沉砂池、曝氣池

22、、二沉池、消毒接觸池、鼓風機房、污泥回流泵房；污泥處理設施包括濃縮池、污泥提升泵房、貯泥池、消化池、脫 水機房。污泥處理部分場地面積預留，可相當于污水處理部分占地面積的2030。各種處理設施的布置和尺寸詳見污水處理廠平面布置圖。2）輔助設施輔助設施包括生產(chǎn)和生活輔助設施，生產(chǎn)輔助設施包括綜合辦公樓、檢測中心、倉庫、機修間、堆泥場、配電間；生活輔助設施包括食堂、員工宿舍、車庫、門衛(wèi)室。各輔助設施布置和面積詳見污水處理廠平面布置圖。3）各類管道的平面布置在各處理構筑物之間，設有貫通連接的管渠，還應設有能使各處理構筑物獨立運行的管道，當一處構筑物因故停止工作時，其后接處理構筑物仍能夠保持正常運行。2. 廠區(qū)平面布置時，除處理工藝管道之外，還應有空氣管，自來水管與超越管，管道之間及其與構筑物，道路之間應有適當間距。對它們的安裝既要便于施工又要便于運行維護和管理。4）其他設施其他設施有道路，綠化，圍墻大門等。對于道路：污水廠廠區(qū)主要車行道寬68m，次要車行道34m，一般人行道13m，道路兩旁應留出綠化帶及適當間距。4.2水廠高程布置污水處理工程的污水流程高程布置的主要任務是確定各處理構筑物和泵房的標高，確定處理構筑物之間連接管渠的尺寸及標高；通過計算確定各部位的水面標高，從而使污水能夠在處理構