精編城鎮(zhèn)污水處理廠課程設計總設計計算說明書資料

1、佛山科學技術學院水污染控制工程課程設計題 目某新建城鎮(zhèn)污水處理廠（AB）工藝設計學 院：環(huán)建學院 系:資環(huán)系專 業(yè)：環(huán)境工程班 級：1 班學 號：姓 名：指導教師：韋華填表日期：2011 年 07 月日1. 前言 11.1設計概述 11.1.1 設計目的 1設計背景 11.2設計內容 11.2.1 基本資料 1主要內容 2水質去除率計算 22. 城鎮(zhèn)污水處理廠設計方案的確定 32.1污水處理方式的設計原則與設計依據(jù) 3設計原則 32.2污水處理AB工藝的簡介 42.2.1 AB 法的由來 42.2.2 AB法工藝的主要特征 42.2.3 AB法工藝的處理機理和適用范圍 42.2.4 AB 法的

2、除磷脫氮 52.2.5 AB法的優(yōu)缺點 62.3 AB處理工藝流程示意圖 72.4主要構筑物的選擇 8污水處理構筑物的選擇 8污泥處理構筑物的選擇 93.設計計算及說明 103.2格柵的設計計算 11321泵前中格柵 11322泵后細格柵 133.3污水提升泵房 163.3.1 選泵 163.3.2 集水池 17潛污泵的布置 18泵房高度的確定 18泵房附屬設施 18單管出水井的設計 19污水提升泵房設計草圖 193.4曝氣沉砂池的設計計算 19池子的有效容積（V） 20水流斷面積（A） 20池總寬度（B） 20每格池子寬度（b） 20池長（L） 20每小時的需空氣量（q） 20沉砂室所需容積

3、（V/m3） 20每個沉砂斗容積（V0） 21沉砂斗各部分尺寸 213410 曝氣沉砂池設計草圖 223.5 A段曝氣池和B段曝氣池的設計計算 223.5.1 A 段曝氣池的設計計算 223.5.2 B段曝氣池的設計計算 263.6沉淀池的設計計算 29中間沉淀池的設計計算 293.6.2 二次沉淀池的設計計算 313.6.3 沉淀池設計圖 323.7平流式消毒池與加氯間 323.7.1 設計計算 333.7.2 消毒池設計圖 353.8巴氏計量槽 35設計參數(shù) 353.9鼓風機房 37鼓風機的選型 37鼓風機房的設計 37鼓風機房設計圖 394.污泥處理系統(tǒng)的設計 404.1回流污泥泵房 4

4、0設計說明 40回流污泥泵設計選型 404.2剩余污泥泵房 41421設計說明 41422設計選型 414.3濃縮池 41設計參數(shù)及設計要求 41濃縮池的尺寸設計計算 42433污泥濃縮池設計圖 454.4污泥脫水機房 46設計依據(jù) 46設計參數(shù) 46設計計算 46污泥脫水機房設計圖 485. 污水處理廠的布置 495.1污水處理廠平面布置 49平面布置原則 49平面布置 49污水處理廠平面布置尺寸 495.2污水處理廠的高程布置 49高程布置原則 49污水處理構筑物高程計算 49污泥處理構筑物高程計算 496. 參考文獻 497. 心得體會 508. 致謝 509. 附圖 519.1污水處理

5、廠的平面布置圖 519.2污水處理廠的高程分布圖 511.前言1.1設計概述111設計目的通過課程設計，加深理解所學專業(yè)知識，培養(yǎng)學生運用所學專業(yè)知識的能力，在設 計、計算、繪圖方面得到鍛煉，初步學會針對污水處理設計任務如何選擇處理工藝方 法，如何組織工藝流程，如何計算和確定主要的構筑物、如何選擇設備。112設計背景水是人類生活和生產(chǎn)活動不可缺少、不可替代的寶貴資源，是社會可持續(xù)發(fā)展的 重要因素。由于城市化、工業(yè)化和農(nóng)業(yè)集約化的迅速發(fā)展，以及人類對水資源、水污 染認識上存有一些誤區(qū)，使得許多城市原有水資源不敷所用，許多地區(qū)進入水資源的 污染物超過其環(huán)境容量，從而導致水體污染。而我國水環(huán)境污染和

6、生態(tài)破壞相當嚴重，并呈發(fā)展趨勢，這都是長期以來城市排 水工程欠賬太多之故，每年有近 300億立方米污水未經(jīng)處理而直接排放，使水環(huán)境的 污染量大大超過了自凈能力所能承受的程度，從而破壞了水的良性循環(huán)，導致水資源 危機的加劇，進而影響城市的可持續(xù)發(fā)展。水資源的短缺和水污染的加重，使人們已 警覺到污水再生處理已直接關系到人民的健康安全和社會、經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展、關系 到子孫后代的可持續(xù)生存。1.2設計內容基本資料1.污水處理量：10萬m3/d （污水廠主要處理構筑物擬分為二組，每組處理規(guī)模 為5萬噸/天。）2 .進水水質（表1-1 ）:指標BOD5 (mg/L)CODcr( mg/L)SS (mg/L

7、)氨氮（mg/L）數(shù)值200450250503 出水水質（表1-2 ）:指標BOD5 (mg/L)CODc( mg/L)SS (mg/L)氨氮（mg/L）數(shù)值K 20K 60K 20K 154 處理工藝：二級處理，擬采用活性污泥法5設計內容：1）處理流程確定；2）主要污水處理構筑物的工藝尺寸進行設計計算；3）確定污水處理廠的平面布置和高程布置。主要內容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，確定污水處理廠的平面布置和高程布置； 最后完成計算說明書和設計圖（污 水處理廠平面布置圖和高程布置圖）。該新鎮(zhèn)將建設成完備的各種市政設施。規(guī)劃人口，近期50000

8、人，2015年發(fā)展為120000人，生活污水標準為160L/人天，其總變化系數(shù)為1.4，工業(yè)最大日污水量為 10800米3/日，排水采用分流制。污水水質按一般的生活污水性質考慮。生活污水與 工業(yè)廢水混合后其水質平均值為：B0D=200mg/L, SS=250mg/L COD=450mg/L, TP=4.9mg/L, NHPN=49mg/L,要求經(jīng)過處理后水質達到以下標準（BODK 20mg/L， SS0.2m/d式中：Kz-總變化系數(shù)，取1.4 ；W每日柵渣量，m 3/d ；W1柵渣量m3/103m3污水一般為每1000m3污水產(chǎn)0.810m3;所以采用機械清渣計算草圖二七早臺Ji S -T-

9、1-g50圖3-1中格柵設計圖100泵后細格柵322.1 設計參數(shù)設計流量：Q=7.0 x 104m1/d=0.810m3/s ;柵前流速：v i=0.7m/s，過柵流速V2=0.9m/s ;柵條寬度：s=0.01m，格柵間隙b=10mgn柵前部分長度：0.5m，格柵傾角a =60; 單位柵渣量： 3 i=0.10m3柵渣/103m污水。3.222設計計算（1）確定格柵前水深（h）2根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式Q!=邑y計算得:2柵前槽寬Bi =2Qi _20.810:vi0.7=1.521m柵前水深 h = B1 二152! =0.761m2 2（2）柵條間隙數(shù)（n）bhv20.810、sin600

10、.01 0.761 0.9102.4（取 n=104）設計兩組格柵，每組格柵間隙數(shù) n=52條式中：n 中格柵間隙數(shù)；Q max 最大設計流量，0.810 m3/s ；b 柵條間隙，取20mm即0.02m ；h 柵前水深，取 0.761m；V2過柵流速，取 0.9 m/s ；-格柵傾角，取60 。（3）總槽寬（L）柵槽有效寬度 B=s （n-1 ） +bn=0.01 （52-1 ） +0.01 x 52=1.03m；所以總槽寬為L=1.03 x 2+0.2 = 2.26m （考慮中間隔墻厚0.2m）。式中:B柵槽寬度，m ；S 柵條寬度，取0.01m。（4）進水渠道漸寬部分長度（L1）Li 安

11、旦 =2.2-1.521 = 1.015m （其中a 1為進水渠展開角） 2ta n%2 ta n20 =（5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度（L2）L2 丄二 0.5075m2（6）過柵水頭損失（E）設柵條斷面為銳邊矩形斷面形狀42.20.01 w0.920 二磯 二 k -sin： =3 2.42 ()3sin60 = 0.26m2g0.012 9.81其中& =B(s/b )4/3h o：計算水頭損失k:系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取k=3阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關，當為矩形斷面時B=2.42（7）柵后槽總高度（H）取柵前渠道超高h2=0.3m,則柵前槽總高度 H=h

12、+h2=0.761+0.3=1.061m柵后槽總高度 H=h+h+h2=0.761+0.26+0.3=1.321m(8) 格柵總長度(L)L=L1+L2+0.5+1.0+1.061/ta n a=1.015+0.5075+0.5+1.0+1.061/ta n60 =3.635m（9）每日柵渣量（W）污水流量總變化系數(shù)k2為1.486400Qmax W11000k286400 0.810 0.11000 1.43=4.999m / d 0.2m/d式中：Kz -總變化系數(shù)，取1.4 ;W每日柵渣量,m 3/d ;W1柵渣量m3/103m3污水一般為每1000m3污水產(chǎn)0.810m故采用機械清渣。

13、由計算數(shù)據(jù)參考比較，選用回轉式機械格柵除污機型號 HG-1300（兩臺）。3.223計算草圖圖3-2細格柵設計圖3.3污水提升泵房選泵1. 流量計算設計水量為70000n3/d2916.7m3/h,本工程設計擬定選用4臺潛污泵（3用1備）則單臺流量為：Q=Qa/3=2916.7/3=972.2m 3/h2.揚程的估算H=Ht+2.0+（1.5 2.0）式中：2.0污水泵及泵站管道的水頭損失，m1.52.0 自由水頭的估算值， m 取1.5m；H靜一水泵吸水井設計水面雨水塔最高水位之間的測管高差;污水提升前水位-5m,提升后水位4m所以，提升靜揚程:H 靜=4- (-5 ) =9m則水泵揚程為：

14、H=H靜+2.0+1.5=9+2.0+1.5=12.5m (取 13m)3. 選泵由 Q=972.2n3/h,H=13m,故選用 300QW1000-25-110型潛水排污泵；各項性能參數(shù)如下：表3-1 350QW1500-15-90型潛水排污泵性能表型號口徑(mm流量Q ( m /h)揚程h( m轉速 n(r/min)軸功率W( kw)效率(%300QW1000-25-11030010002598011082332集水池1. 集水池形式泵站的污水集水池一般采用敞開式，本設計的集水池與泵房共建，屬封閉式。2. 集水池清潔及排空措施集水池設有污泥斗，池底作成不小于0.01的坡度，坡向污泥井。從平

15、臺到池底應設下的扶梯，臺上應有吊泥用的梁鉤滑車。3. 集水池的通氣設備集水池內設通氣管，并配備風機將臭氣排出泵房。4. 集水池容積計算(1) 一般按最大流量時5分鐘的出水流量設計，則集水池的有效容積V：V=1000/60*5=83.3m3(2) 取有效水深 H為2.5m, 則面積 F為：F=Q/H=83.3/2.5=33.32m 30 50 5集水池設為半圓形，則其半徑為： R=(2*F/ n ) . = (2*33.32/3.14 )、4.6m(取 5m)保護水深為1.5m,貝U實際水深為4m。333潛污泵的布置本設計中共有4臺潛污泵，四臺泵并排布置，潛污泵直接置于集水池內，經(jīng)核算集 水池面

16、積遠大于潛污泵的安裝要求。潛污泵檢修采用移動吊架。具體的安裝尺寸為：泵軸間的間距為：2000mm泵軸與半圓直徑墻的直線間距為：3000mm具體其他安裝數(shù)據(jù)，參考設備廠家所提供的數(shù)據(jù)。334泵房高度的確定1. 地下部分：取高度為Hi=10m;2. 地上部分：I4=n+a+c+d+e+h=0.1+0.5+1.2+1+2+0.2=5.2m，取6m式中：n般采用不小于0.1，取為0.1m；a 行車梁高度，取為0.5m；c行車梁底至起吊鉤中心距離，取為1.2m；d起重繩的垂直長度；取1me 最大一臺水泵或電動機的高度；取為 2mh 吊起物低部與泵房進口處室內地坪的距離，取為0.2m。3. 泵房的高度為：

17、H= Hi+ H2=10+6=16m335泵房附屬設施1、水位控制：為適應污水泵房開停頻率的特點，采用自動控制機組運行，自動控制 機組啟動停車的信號，通常是由水位繼電器發(fā)出的。2、 門：泵房與粗格柵合建，至少應有滿足設備的最大部件搬遷出入的門，取寬3.5m、咼 3.0m。3、 窗：泵房于陰陽兩側開窗，便于通風采光，開窗面積不小于泵房的1/5,于兩側各設5扇窗，其尺寸為1000X 1200mm4、 衛(wèi)生設備：為了管理人員清刷地面和個人衛(wèi)生，應就近設洗手池，接25mm的給水 管，并備有供沖洗的橡膠管。336單管出水井的設計單個300QW1000-25-110型潛水排污泵 出口直徑為：300mm每個

18、潛水泵都采用出水方井，尺寸為，并在與曝氣沉砂池相連一側設置寬1.5m的出水堰。出水堰的堰上水頭為：F,2/3H= 1.86bH=0.261m(0.3718 )丿337污水提升泵房設計草圖I in I進水總管中格柵圖3-3污水提升泵房設計圖3.4曝氣沉砂池的設計計算預處理階段的沉砂池采用曝氣沉砂池。曝氣沉砂池的優(yōu)點是通過調節(jié)曝氣量，可以 控制污水的旋流速度，使除砂效率較穩(wěn)定，受流量影響較小，同時還對污水起預曝氣 作用，它還可克服普通平流沉砂池的主要缺點：沉砂池中含有15%勺有機物，減少沉砂的后續(xù)處理。(1) 污水設計流量的水量確定：Q=50000m3/d;(2) 污水水量變化系數(shù)的確定：總變化系

19、數(shù)Kz=1.4;(3) 污水設計最大流量：Qmax =QX Kz=50000X 1.4 =70000 m3/d=0.810 m3/s 。池子的有效容積（V）由三廢處理工程設計手冊知曝氣沉砂池的最大流量的停留時間為13mi n,取t=2min。V=QmaXX t x 60=0.810 x2X60=97.22m3水流斷面積（A）A =弘二整=8.10m20.1Vivi最大設計流量時的水平流速，水平流速為0.06 0.12m/s,取V1=0.1m/s。池總寬度（B）BA 二810 = 3.24mh22.5h2設計有效水深，有效水深為2 3m,寬深比一般米用1 2m。3.4.5 池長(L)畢=12m8

20、.10每格池子寬度（b）b=設n=2格:每小時的需空氣量（q）2q=dx QaxX 3600=0.2 X 0.810 X 3600=583.2m/h ; d 1m污水所需空氣量(m3/m3), 般采用0.2。沉砂室所需容積（V/m3）設 T=2d,Qmx86400 = 0.810 30 2 86400 “68m3V k2 1062.5 106式中:x城市污水沉沙量，m3/106m3（污水），一般采用30;T清除沉砂間隔時間，d;k2生活污水流量總變化系數(shù)。每個沉砂斗容積（V0）設每一分隔有4個沉砂斗必=但=0.42m34沉砂斗各部分尺寸設斗底寬ai=0.5m。斗壁與水平面的傾角為 55，斗高h

21、s =0.35m,沉砂斗上口寬a：aitan55ai2 0.35tan55 0.5= 1.0m1）沉砂斗容積：Ih3220.35223V 3（2a 2aa1 2a1 ）（2 12 1.0 0.5 2 0.5 ） = 0.20m6 62）沉砂池高度：采用重力排砂，設計池底坡度為 0.1，坡向沉砂斗，則沉泥區(qū)高度為h3= h3 + 0.1 廠 0.35 + 0.1（12 - 2） = 1.35m3）池總高度H :設超高h1=0.3m,H=h1+h2+h3=0.3+2.5+1.35=4.15m曝氣沉砂池設計草圖jv.r ,r T-yfr / ff- f riprm圖3-4曝氣沉砂池平面圖圖3-5曝氣

22、沉砂池剖面圖3.5 A段曝氣池和B段曝氣池的設計計算段曝氣池的設計計算(1 )設計參數(shù)確定污泥負荷：N=4kgB0D(kgMLSS d);污泥回流比：R=60%混合污泥濃度：XB=1800mg/L;去除率：E= 200-80 工：=.-:；200SVI=75 。(2)曝氣池的運行方式在本設計中應考慮曝氣池運行方式的靈活性與多樣性。即：以傳統(tǒng)活性污泥法作為基礎，又可按階段曝氣法和再生曝氣系統(tǒng)等運行方式調試運行。(3 )曝氣池的計算與各部位尺寸的確定QSa70000 2003確疋曝氣池谷積： V -1944 mNSX0.2S800確定曝氣池各部位尺寸2組曝氣池，每組容積：V二I944二972m3F

23、972 二 348 m2.8符合規(guī)定。池深取2.8米，則每組曝氣池的面積:2池寬為5.4米，B/H=1.9介于1 2間，池長：L = = 348 = 64m ; = 11.810，符合規(guī)定。B 5.4B 5.464設4廊道式曝氣池，廊道長：L=16m4(4)污泥齡計算污泥齡：設a=0.4aNs(5 )回流污泥量10.625d0.4 410610。Xr= r 二乂 0.5 二 6666.7 mg/L SVI 75(6 )需氧量QA 二 aQSrA =0.6 70000 0.12 ： =210kgO2/h，設 a=0.6(7)曝氣時間計算T a二二空 7648hQ 70000取超高為0.5米，則池

24、總高度為：2.8+0.5=3.3m(8 )出水設計A段曝氣池的出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水頭=(0.9701184.624*40.4 42 9.80.5)=0.28m(9) A段曝氣池曝氣系統(tǒng)設計與計算1) 最大需氧量為OA= 210kg/h2) 平均時需氧量為O2 =：Q LrA =0.6 50000 0.2 / 24 = 150kg / h3) 每日去除的BOD5值為BODrA 二 50000 0.12/2 250kg /h(10) A段供氣量計算利用網(wǎng)狀模型空氣擴散器，鋪設距池底0.2m，淹沒水深1.8m，計算溫度30C,查表得20和30時水中的飽和溶解氧值分別是CS (20C)

25、 =9.17mg/LCS (30 C) =7.63 mg/L1) 空氣擴散出口處的絕對壓力Pb=1.013X 10A5+9800HPb=1.013X 10A5+9800X 1.8=1.19X 10八5pa空氣離開曝氣池池面時，氧的百分比為Ot =21 (1 EA) 100/7921 (1 一 EA)EA空氣擴散器的氧轉移率取12%Ot =21 (1-0.12) 100 /7921 (1 -0.12) =18.96%2) 曝氣池混合液中平均氧飽和濃度(按最不利的溫度條件考慮)為Csb(T)二 CS(T) Pb/(2.206 10八5)Ot/42Csb(30 C) =7.63 1.19 10八5/

26、(2.206 10 a 5) 18.96/42 7.56mg / L換算為在20C條件下脫氧清水的充氧量RO =R *CS(20 C)/：Csb(T) -c 1.0240其中 a=0.82; ?=0.95; c=2.0; ?=1.0。RO =150 9.17/0.820.95 1.0 7.562.0 1.0243如 = 254.7mg / hROmax=210 9.17 /0.82 0.95 1.0 7.562.0 1.02430-0 356.6mg /h3) 曝氣池的平均時供氧量GS=RO 100/(0.3 EA)EA 氧的利用率 取12%GS =254.7 100/(0.3 *12 707

27、5m3/h曝氣池最大供氣量GSmax = ROmax 100/(0.3 EA)GSmax =356.6 100/(0.3 12) = 9905m3/h去除1kg BOD5供氣量厶空氣=7075/170 =41.62m3 空氣 /kg BOD1m3污水的供氣量：空氣=9905 24/50000=4.75m 3空氣 / m3水4) A段回流污泥所需空氣量8 0.6 104/24=20000m3/h5) 空氣管路設計共搭設16條配氣管，每條氣量為9905/16=619m3/h總曝氣池面積為5.4 16 2=172.8每個空氣擴散器面積的服務范圍按0.49m2算，則所需所需空氣擴散器的數(shù)量為172.8

28、/0.49=353個 每條配氣管有22個擴散6)曝氣系統(tǒng)設計草圖圖3-6 A段曝氣池平面圖352 B段曝氣池的設計計算B段接收A段的處理水，水質、水量比較穩(wěn)定，沖擊負荷已不在影響B(tài)段，B段的凈 化功能得以充分發(fā)揮。B段屬傳統(tǒng)活性污泥法，溶解氧一般為 23mg/L,水力停留時 間為24h。(1 )設計參數(shù)確定污泥負荷：N=0.2kgBOD5/(kgMLSS d)污泥回流比：R=100%混合污泥濃度：X3500mg/L去除率：丘二 80 一20 100% =75%80SVI=100(2) 曝氣池的運行方式在本設計中應考慮曝氣池運行方式的靈活性與多樣性。即：以傳統(tǒng)活性污泥法作 為基礎，又可按階段曝氣

29、法和再生曝氣系統(tǒng)等運行方式調試運行。(3 )曝氣池的計算與各部位尺寸的確定 確定曝氣池容積：V二盔二70000 80 = 8000m3NsX0.2 匯 3500 確定曝氣池各部位尺寸設3組曝氣池，每組容積：V二8000二2667 m33池深取4米，則每組曝氣池的面積：F266 .666.75 m24池寬為4米，B/H=1.5介于1 2間，符合規(guī)定。池長：L = F = 666.75 =166.7m ； - 166 41.7，符合規(guī)定B 4B 4設5廊道式曝氣池，廊道長：L二空 = 33.3m5(4) 污泥齡計算污泥齡：設a=0.41 1 -c12.5daNs 0.4 0.2(5 )回流污泥量S

30、VI106 X1001 =10000mg/L(6 )需氧量QB 二 aQSrB bQNr =1.23 0.827 3600 0.06 4.57 0.827 3600 0.03 = 627.89m3 / h設 a =1.23，b =4.57(7) 曝氣時間計算T A=Va _ 8000Q35002.3h取超高為0.5米，則池總高度為：4+0.5=4.5m出水設計段曝氣池的出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水頭2初 f 0.827+0.118=0.2m=I = I 丿(0.4匯6漢丁2況9.8丿)B段曝氣池曝氣系統(tǒng)設計與計算最大需氧量為OA= 627.89kg/h每日去除的BOD5值為BODa =50000 0.173/24 =360kg/h B段供氣量計算利用網(wǎng)狀模型空氣擴散器，鋪設距池底0.2m,淹沒水深1.8m，計算溫度30C,查表得20和30時水中的飽和溶解氧值分別是CS(20C) =9.17mg/LCS(30 C) =7.63 mg/L 空氣擴散出口處的絕對壓力Pb=1.013 X 10A5+9800HPb=1.013 X 10A5+9800X 1.8=1.19 X 10八5 pa空氣離開曝氣池池面時，氧的百分比為Ot =21 (1 EA) 100 /7921 (1 EA)EA空氣擴散器的氧轉移率取12%Ot =21x(10.12)x10