污水處理廠初步設計說明手冊

設 計 任 務 書一、設計工程二、設計資料1．根本資料⑴設計流量：Q=30000+n×1000m3/d〔n1～30〕⑵污水水質：25℃，15℃，常年平均水20℃。⑶納污河流：位于城市的東側自南向北，20年一遇洪水水位標高，常水位標高。市污水主干管終點(污水廠進水口)的管內底標高。⑸氣象資料：13℃，冬季最低氣溫-12℃，最大冰凍深度，夏季最高氣溫37℃，年平均降雨量1010mm，蒸發(fā)量1524mm。⑹處理要求：：BOD5≤20mg/L；COD≤60mg/L；SS≤20mg/L。處理后的污水納入河流，對污泥進展穩(wěn)定化處理、脫水后泥餅外運填埋或作農肥。⑺其他資料：三、設計內容：1、依據給定的原始資料，確定污水廠的規(guī)模和污水設計水量。并用方框圖表示。進展工藝流程中各處理單元的處理原理說明。手冊選用。設備選型計算。平面和高程布置依據構筑物的尺寸，合理進展平面布置；高程布置應在完成各構筑物計算及平面布置草圖后進之間的連接收的水頭損失則需計算確定。四、設計成果污水處理廠總平面布置圖1張1五、課程設計進度打算序號時間序號時間內容備注1課程設計說明，下達課程設計任務2圖書館借閱資料、生疏設計資料和標準33確定方案、進展設計計算4繪圖，整理設計說明書5成果整理并上交六、設計參考資料《水質工程學》教材《排水工程》下冊，張自杰等主編，中國建筑工程出版社。《給水排水設計手冊》〔第1、5、9、11冊〕，中國建筑工業(yè)出版社；《污水綜合排放標準》〔GB8978-2023〕〔CJ3025-93〕七、附錄設計計算說明書第一章城市污水處理廠設計第一節(jié)污水廠選址后排入水體。選擇廠址應遵循如下原則：小于300米。廠址應設在城市集中供水水源的下游不小于500米的地方。廠址應盡可能設在城市和工廠夏季主導風向的下方。間水頭損失的要求，使污水和污泥有自流的可能，以節(jié)約動力。廠址假設靠近水體，應考慮汛期不受洪水的威逼。廠址應設在地質條件較好、地下水位較低的地區(qū)。廠址的選擇要考慮遠期進展的可能性，有擴建的余地。其次節(jié)工藝流程污水處理工藝流程的選型則是指處理構筑物形式的選擇，兩者是互有聯(lián)系，互為影響的。城市生活污水一般以BOD物質為其主要去除對象，因此，處理流程的核心是二級生物處理法——活性污泥法為主。物質去除干凈，一種污水往往需要通過由幾種方法組成的處理系統(tǒng)，才能達處處理要求的程度。SS45%,BOD25%，污水進入曝氣池中曝氣，從一點進水，承受傳統(tǒng)活性污泥法。在二次沉淀池中，活性污泥沉淀后，回流至污泥泵房。污泥處理工藝流程余活性污泥等。這些污泥假設不加以妥當處理，就會造成二次污染。污泥處理的方法是厭氧消化，消化后的污泥含水率仍舊很高，不宜長途輸送和使用，因此，還需要進展脫水和干化等處理?？厥彝赌啾锰嵘胂?，進展中溫二級消化。一級消化池的循環(huán)污泥進展套管加熱，并用攪至廠外。本設計承受的工藝流程如以下圖所示。其次章處理構筑物工藝設計平均日流量Q =萬m3/dd最大日流量

2.7 2.7

第一節(jié)設計流量確實定KZ

Q0.11d

1.4393.520.11最大日流量Q K Q 1.4393.52551L/s0.551m3/s1983.6m3/hmax z d其次節(jié)泵前中格柵設計計算可能堵塞水泵機組駐管道閥門的較粗大的懸浮物，并保證后續(xù)處理設施能正常運行的裝置。格柵的設計要求水泵處理系統(tǒng)前格柵柵條間隙，應符合以下要求：25～40mm16～25mm40mm～s.600格柵前渠道內的水流速度一般承受～s.～。2.格柵尺寸計算設計參數確定：設計流量Q=s〔設計2組格柵〕，以最高日最高時流量計算；1v=s，過柵流速：v=s；1 2渣條寬度：s=，格柵間隙：e=；：α=60°；單位柵渣量：w/103m3污水。1設計中的各參數均依據標準規(guī)定的數值來取的。確定格柵前水深，依據最優(yōu)水力斷面公式

B2v

Q 1 11 22Q1v1柵前槽寬B2Q1v11

B 1.2520.5510.7 20.5510.7 sinsin60sinnsin

Q1ehv2

0.551 360.020.790.9〔3〕柵槽有效寬度：B=s〔n-1〕+en=×〔36-1〕+×36=0考慮隔墻：B=2B+=0〔4〕進水渠道漸寬局部長度：

Qmax

0.551

1m〔其中α1

vh 0.70.631為進水渠開放角，取α20〕1柵槽與出水渠道連接處的漸窄局部長度L 2.12L 1 1.06m2 2 2過柵水頭損失〔h〕1設柵條斷面為銳邊矩形截面，取k=3，則通過格柵的水頭損失：hkh

k

2v2 2.42(v

0.01

43

0.92

sin600.103m1 0 2g

0.02

29.81(s/e)4/3h0k：k=3；ε：阻力系數，與柵條斷面外形有關，當為矩形斷面時β=。柵后槽總高度〔H〕hH=h+h2 1 2H=h+h+h=++=1 2柵槽總長度L=L+L+++〔+〕/tanα1 2=+++++tan60°=每日柵渣量在格柵間隙在20mm的狀況下，每日柵渣量為：WQ

max

w86400 0.5510.05864001 1.70.2m3/d,所以宜承受機械清渣。K 1000 1.41000z第三節(jié)污水提升泵房設計計算提升泵房設計說明入平流沉砂池，然后自流通過初沉池、曝氣池、二沉池及，最終由出水管道排入河流。設計流量：Q=h=551L/s相鄰兩機組突出局部得間距，以及機組突出局部與墻壁的間距，應保證水泵軸或電動機55KW度不得小于。泵站承受矩形平面鋼筋混凝土構造半地下式，尺寸為15m×12m，高12m，地下埋深7m。水泵為自灌式。泵房設計計算各構筑物的水面標高和池底埋深計算見第五章的高程計算?！布缺谜疚刈畹姿弧?提升后水位〔即細格柵前水面標高〕。Z=2m，2m從而需水泵揚程H=19m再依據設計流量s，屬于大流量低揚程的情形，考慮選用選用3臺350QW1200-18-90型潛污泵1200m3/h，20m，990r/min90kw〕，兩用一備，流量：Q

Qmax4

1.8754

0.47m3/s2520m3/h

Q 2520集水池容積：考慮不小于一臺泵5min的流量：W

60

5210m360h=，AWh

2101.3

161.5m215m×12m,泵房為半地下式7m，水泵為自灌式。第四節(jié)泵后細格柵設計計算1.細格柵設計說明物。細格柵的設計和中格柵相像。設計參數確定：Q=h=s3-10mme=10mm，600過柵流速一般為取maxAS=，200Q=s=551L/sv=s，v=s；1 2柵條寬度s=，格柵間隙e=10mm；α=60°；單位柵渣量ω/103m3污水。1設計計算污水由一根污水總管引入廠區(qū)，故細格柵設計一組，設計流量為：Q=551L/s=s。B2v確定格柵前水深，依據最優(yōu)水力斷面公式Q1

1 1計算得柵前槽寬22Q1v1B2Q1v11

B 20.5510.7 20.5510.7 2 2

0.79mQ sin10.551 sin60柵條間隙數Q sin10.551 sin60ehv2

0.020.640.9〔3〕B=s〔n-1〕+en=〔72-1〕+×72=BB” 1.430.79L1

2tan1

0.88m2tan20〔其中α1

為進水渠開放角，取α=20〕1

L 1.43柵槽與出水渠道連接處的漸窄局部長度L2過柵水頭損失〔h〕1因柵條邊為矩形截面，取k=3，則(s/e)4/3h0

12 2

0.72mk：系數，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數，取k=3β=柵后槽總高度〔H〕hH=h+h2 1 2H=h+h+h1 2格柵總長度L=L+L+++H/tanα1 2 1=+++1+〔+〕/tan60°=每日柵渣量wQwa 1

3.4100.13.4m3/d>d沉砂池的選型：

第五節(jié)沉砂池設計計算m3的砂粒，以保護管道、閥門等設施免受磨損和效果好的優(yōu)點。本設計承受平流式沉砂池。2設計資料沉砂池水力停留時間30-60s；有效水深不大于；水流速，；每格寬度不小于。計算草圖如下頁圖4設計參數確定Q

=551L/s〔1〕max設計流速：v=s：t=40s池體設計計算沉砂池長度：L=vt=×40=10m水流斷面面積：沉砂池總寬度：設計n=2格，每格寬取b=2m>，每組池總寬B=2b=有效水深：=A/B=4=〔小于〕2貯泥區(qū)所需容積：設計T=2d，即考慮排泥間隔天數為2天，則每個沉砂斗容積〕其中城市污水沉砂量：X=3m3/105m3.沉砂斗各局部尺寸及容積：a60°，h1 d沉砂斗容積：V〕1沉砂池高度：承受重力排砂，設計池底坡度為，坡向沉砂斗長度：L2

L2a2

1021.652

3.35m則沉泥區(qū)高度為h=h+=+×=3 dH：h1H=h+h+h=++=1 2 3進水漸寬局部長度:L=L3 1校核最小流量時的流速：最小流量一般承受即為，則Q Q

0.751.25

0.99m/s0.15m/s，符合要求.min

nA1min

11.882進水渠道DN1200mm的管道送入沉砂池的進水渠道，然后向兩側配水進入進水渠道,污水在渠道內的流速為:式中：B——進水渠道寬度〔m〕，本設計??；1H〔m〕，本設計取。1出水管道式中：m——流量系數，一般承受；本設計?。弧?3〕排砂管道DN=200mm。第六節(jié)輻流式初沉池設計計算流速由大變小，水中懸浮物流淌中在重力作用下沉降至沉淀池底部，然后用刮泥機將污泥推至污泥斗排走，澄清水從池周溢流入出水渠。輻流沉淀池由進水裝置、中心管、穿孔花墻、沉淀區(qū)、出水裝置、污泥斗及排泥裝置組成。s，從沉砂池流出來的污水進入集配水井，經過集配水井安排流量后流入輻流沉淀池。1.沉淀局部水面面積4495外表負荷承受m3/(m2h)，本設計取qm3/(m24495D==

25.1m〔D25m〕沉淀局部有效水深t=2h,有效水深：hqt=2×2=4m2沉淀局部有效容積Q=t=67501983.6m3/h2污泥局部所需的容積由任務書知進水懸浮物濃度C0

m3C1

以進水的50%計，初沉池污泥含水率p=97%，r=1000kg/m3T=4h，污泥局部所需的容積：0V==198602014100245m31001009〕6.污泥斗容積設污泥斗上部半徑r＝2m，污泥斗下部半徑r=1m，傾角取α=60°，則污泥斗高度：1 2=〔r-r〕tgα=〔2-1〕×tg60°=5 2 1污泥斗容積：=〔r2+rr+r2〕=×〔22+2×1+12〕=1 1 21 2污泥斗以上圓錐體局部污泥容積則圓錐體的高度為：h〔R-r〕i=〔13-2〕×=4 1圓錐體局部污泥容積：

3.140.55

(13213222)114.56m32 1 1 3污泥總體積：V=V+V1 2沉淀池總高度設沉淀池超高h=，緩沖層高h=，沉淀池總高度：1 3H=h+h+h+h+h＝+4+++＝1 2 3 4 5沉淀池池邊高度H‘=h+h+h=+4+=1 2 3徑深比=26/4=(符合要求)2c配水井中心管徑：：v〔m/s〕，一般承受s；s2配水井直徑：式中：v—配水井內污水流速〔m/s〕,一般承受v=；取s.3 3進水管及配水花墻DN=600mm800mm。沉淀池中心管配水承受穿孔花墻配水，穿孔花墻位于沉淀池中心管上部，布置6過孔流速：式中：B—孔洞的寬度〔m〕；h—孔洞的高度〔m〕；n—孔洞個數(個)。v〔m/s〕，一般承受；4集水槽堰負荷校核設集水槽雙面出水，則集水槽出水堰的堰負荷為：6750q== 0.0028[m3/(m·s)]0 3600243.1426=[L/(m·S)]<[L/(m·S)]符合要求出水渠道s，DN600mm14.排泥管將污泥排出池外貯泥池內。第七節(jié)傳統(tǒng)活性污泥法鼓風曝氣池設計計算1.處理工藝說明效率高，BOD90%u2.處理程度計算25%BOD5濃度〔S0〕為：S0=250×〔1-25%〕=〔mg/L〕BOD5==×××20=L式中：Kd——微生物自身氧化率，一般在之間，??；20mg/L。BOD5濃度：BOD5==L去除率：S0SeS0

187.515.46187.5

0.91891.8%設計參數〔1〕BODK

5——有機物最大比降解速度與飽和常數的比值，一般承受—2之間；本設計取;f——MLVSS/MLSS值，一般承受，本設計??；5S BOD濃度〔mg/L〕，L5e(2)曝氣池內混合液污泥濃度。S平面尺寸計算曝氣池容積確實定N=2,則每組曝氣池有效容積為(2)曝氣池尺寸確實定本設計曝氣池深取米，每組曝氣池的面積為：B=8，B/H=8/＝，1～2LF920115mB 8L/B=115/8＝>10〔符合設計要求〕本設計設五廊道式曝氣池，廊道長度為：L1=L/5=115/5=23m本設計取超高為，則曝氣池總高為：H=＋=〔3〕確定曝氣池構造形式本設計設四組5廊道曝氣池，在曝氣池進水端和出水端設橫向配水渠道，在兩池中間設配水渠6示：需氧量計算本工程設計中承受鼓風曝氣系統(tǒng)?！?〕平均時需氧量計算=〔kg/d〕=〔kg/h〕a——每代謝1kgBOD所需氧量〔kg〕，本設計??；b——1kg活性污泥(MLVSS)每天自身氧化所需氧量〔kg〕，取.最大時需氧量：=〔kg/d〕=〔kg/h〕最大時需氧量與平均時需氧量的比值為：BOD5值6.供氣量計算YHW-Ⅱ型微孔曝氣器，氧轉移效率〔E〕為20%。敷設在距池底處，漂浮水深為A4m，30℃。相關設計參數的選用：

=L。L〔1〕空氣集中器出口處確定壓力：

S〔20〕

S〔30〕=×105＋×103H=×105＋×103×4=×105〔P〕〔2〕空氣離開曝氣池水面時氧的百分比：b a=×100%=×100%=%t〔3〕氣池混合液平均氧飽和度：=C(＋)=×(＋)=LSb S換算成20℃條件下脫氧清水的充氧量：〔R〕相應的最大時需氧量：曝氣池平均時供氣量：曝氣池最大時供氣量：的供氣量：〔8〕1m3污水的供氣量：第八節(jié)向心輻流式二沉池設計計算8設計參數的選取qb范圍為—，取q=，出水堰負荷設計標準規(guī)定取值范圍為—，??；沉淀池個數n=4；沉淀時間T=2h沉淀池尺寸設計每組池子外表積為：池子直徑4F4208D 4F4208實際的外表負荷單池設計流量校核堰口負荷Qq 0 208.3 0.46L(s.m)<Q1 23.6D校核固體負荷150kg/，符合要求沉淀局部有效水深流影響，沉淀時間承受，本設計取t=。(7)澄清區(qū)高度t=，則污泥區(qū)高度本設計設t=，則污泥容積V 506.25則污泥區(qū)高度h4

wF 314

1.61m沉淀池高度:本設計設計池底坡度為,污泥斗直徑取2m,則池中心與池邊落差h為3h取，污泥斗高度h為，則有：1 4集配水井設計計算1〕配水井中心管直徑4Qv241.874Qv241.870.72s。2〕配水井直徑v4Qv4QD22341.871.820.33

3.34m，本設計取。式中v——配水井內污水流速〔m/s〕，本設計取s。3集水井直徑v4Qv4QD2310.2541.873.421

4.59m，本設計取。式中v——配水井內污水流速〔m/s〕，本設計取s。1進水管管徑。校核流速：4Qv2D2

40.2820.42

1.110.7m/s，符合要求。出水管管徑，DN=1000m，v=s.(13)排泥裝置2-3m/min，刮吸泥機底部設有刮泥板和吸泥管，利用靜水壓力將污泥吸入污泥槽，沿進水豎井中的排泥管將污泥排至安排井中。排DN200mm.第九節(jié)計量槽設計計算的計量設備有巴氏計量槽、薄壁堰、電磁流量計、超聲波流量計、渦流流量計。其中巴氏計量槽應用最為廣泛且具備以上特點。9出水排放渠的設計考慮最正確水利斷面：2Qv121250000.82Qv121250000.82436001的巴氏槽。1.主要局部尺寸設計為：A1A2漸擴局部長度：A=3上游渠道寬度：B1下游渠道寬度：B=b+=＋=22.計量槽總長度8-102-33；4-55；計量槽上游直線段長為：L1

3B1

31.564.68m計量槽下游直線段長為：L2

5B2

51.206.0mLL1

AA1

AL3

4.681.650.60.96.013.83m第三章泥處理構筑物設計與計算第一節(jié)污泥量計算1.曝氣池內每日增加的活性污泥量：XY(S0

S)QKVXe d

0.5(0.18750.02)340000.080.757355.843.3

=2.曝氣池每日排1238.04kg/d

其次節(jié)污泥泵房設計計算污泥泵房設計說明輸送至回污泥泵房。.回流污泥泵設計選型揚程：曝氣池水面相對標高為，則污泥回流泵所需提上升度為：〔〕＝流量：Q=RQR=50％，Q=50%Q=d=R R10．48L/s2選泵：1〕，300m3/h，提上升度為－,電動機轉n=63r/min,N=30kW.剩余污泥泵設計選型1〕，300m3/h，提上升度為－,電動機轉n=63r/min,N=30kW側污泥泵房占地面積設計為10m×8m第三節(jié)污泥重力濃縮池設計計算10設計參數污泥總量計算及污泥濃度計算Q=d，本設計含水P97%，污泥濃度C8g/L，M30kg/(m2·d)。承受中溫二級消化處理，消化池停留天數為30d20d10d。消化池掌握溫度為33~35oC，計算溫度為35oC。濃縮池面積〔kg/s〕，10kg/m3Q——二沉池流入剩余污泥流量〔m3/h〕，G——固體通量kg/(m2h)，一般承受kg/(m2h)；取.本設計承受兩個污泥濃縮池，一用一備。濃縮池的直徑4F473.83D 4F473.83濃縮池的容積式中：T——濃縮池濃縮時間〔h〕，一般承受10-16h，本設計取16h。沉淀池有效水深7.池底高度1%的坡度，刮泥機連續(xù)轉動將污泥推入泥斗。池底高度：8.污泥斗容積550a—污泥斗上口半徑〔m〕；本設計?。籦—污泥斗底部半徑(m)，本設計取。9.濃縮池總高度h=，緩沖層高度h=，1 3濃縮后的污泥體積PP97%，濃縮后的污泥體積為：1 2排泥管第四節(jié)貯泥池設計計算11.污泥量的計算d12h,即。2.貯泥池容貯泥池容積：Va2h1h(a2abb2)82316.06(8281)339.46m3214.08m3符合設計要求。2 33 3式中：h—貯泥池有效深度，本設計?。?h〔m〕；3a—污泥貯池邊長，本設計取；b—污泥斗底邊長，；3.貯泥池的高度：Hhhh1 2

0.336.069.36m〔本設計取〕：h〔m〕，本設計?。?管道局部2，1DN200,1DN200mm。第五節(jié)污泥厭氧消化池設計計算1.一級消化池設計計算(1〕.11〔2〕消化池容積式中：Q——污泥量〔m3/d〕5%-8%,8%。n——1(3).各局部尺寸確定：D13md1=,h1=d2=,上錐體傾角1=200， Dd

60.6上錐體高h2

tan 1

1)tan20( )0.98m，本設計取，2 2h3應大D/2=3m4m。下錐體高h

tan

(Dd

0.62tan10( 0.26m，〔本設計取〕4 2 2 2消化池總高度為：H=h1+h2+h3+h4=+1+4+=柱體容積下錐體容積上蓋容積：消化池有效容積V V0 2

VV3

9.42113.042.83125.29m3>符合設計要求.(1)二級消化池容積式中：Q——污泥量〔m3/d〕；P——投配率〔%〕，本設計取8%；第六節(jié)機械脫水間設計計算污泥機械脫水設計說明：95%左右，體積很大。因此為了60%-80%，從而大大縮小污泥的體積。污泥脫水機械的類型，應按污泥的脫水性質和脫水要求，經技術經濟比較后選用。污泥進入脫水機前的含水率一般不應大于98％。經消化后的污泥，可依據污水性質和經濟效益，考慮在脫水前淘洗。機械脫水間的布置，應按標準有關規(guī)定執(zhí)行，并應考慮泥餅運輸設施和通道。倉的容量應依據污泥出路和運輸條件等確定。6次。脫水機選擇本設計承受滾壓脫水方式使污泥脫水，脫水設備選用我國研制的DY-3000600kg/L，泥餅含水率可以到達～(m2h),3，2112L×B=40m×12m.第四章污水處理廠的平面布置1.總平面布置原則該污水處理廠主要處理構筑物有：機械除渣格柵井、污水提升泵房、平流沉砂池、輻流初次筑物?？倛D平面布置時應遵從以下幾條原則。①處理構筑物與設施的布置應順應流程、集中緊湊，以便于節(jié)約用地和運行治理。〔或設施與不同功能的關心建筑物應按功能的差異，分別相對獨立布置，并協(xié)調好與環(huán)境條件的關系〔如地形走勢、污水出口方向、風向、四周的重要或敏感建筑物等〕。③構〔建〕之間的間距應滿足交通、管道〔渠〕敷設、施工和運行治理等方面的要求。④管道〔線〕與渠道的平面布置，應與其高程布置相協(xié)調，應順應污水處理廠各種介質輸送的要求，盡量避開屢次提升和迂回曲折，便于節(jié)能降耗和運行維護?！步ㄖ锏年P系，做到便利生產運行，保證安全暢道，美化廠區(qū)環(huán)境。〔2〕總平面布置結果污水由南邊排水總干管截流進入，經處理后由該排水總干管排入河流。污水處理廠呈長方形。綜合樓、職工宿舍及其他主要關心建筑位于廠區(qū)東北部，占地較大的污水處理構筑物在廠區(qū)西部，沿流程自南向北排開，污泥處理系統(tǒng)在污水處理構筑物的西部。廠區(qū)主154〔建〕筑物間距不小于10該廠平面布置特點為：流線清楚，布置緊湊。鼓風機房和回流污泥泵房位于曝氣池和二次沉〔即在處理廠西側〕，使消化氣、蒸氣空管等，又都與廠內污水管合并流人泵房集水井。其次期工程預留地設在一期工程右側。具體布置見附圖1第五章污水廠的高程布置，保證污水處理廠的正常運行。第一節(jié)掌握點高程確實定S，800mm203km，總水頭損失為，出廠水排放點的水位標高應不低于+=，擬取。其次節(jié)各處理構筑物及連接收渠的水頭損失計算〔初步設計或擴初設計時，精度要求可較低〕。水頭損失包括：時可按下表估算。水流流過連接前后兩構筑物的管道(包括配水設備)的水頭損失，包括沿程與局部水頭損失。(3)水流流過量水設備的水頭損失。12程計 名稱堰池水井池池井池

節(jié)污設計流管段設計參數〔L/s)設計流管段設計參數〔L/s)管徑I(‰)V(m/s)管長551(mm)1000551(mm)1000〔