污水廠課程設計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　目錄…………………………………………………………………1</p><p>　　一、工程概況………………………………………………………2</p><p>　　1、水量水質資料………………………………………………..…2</p><p>　　2、氣象、水文資料…

2、…………………………………………..…2</p><p>　　3、廠區(qū)地形…………………………………………………..……2</p><p>　　二、設計依據與參考資料………………………………………… 3</p><p>　　三、設計方案……………………………………………………… 3</p><p>　　1、 處理工藝流程選定…………………….

3、.…………………………3</p><p>　　2、處理工藝流程說明……………………………….………………3</p><p>　　3、處理工藝流程特點……………………………………………… 4</p><p>　　四、單位處理構筑物的設計………………………………4 1、格 柵………………………………………………...………… 4</p><

4、p>　　2、提升泵……………………………………………….………… 6</p><p>　　3、沉砂池…………………………………………….…………… 7</p><p>　　4、生物池………………………………………………..…………9</p><p>　　5、沉淀池………………………………………………………… 12</p><p>　　6

5、、消毒池………………………………………………………… 14</p><p>　　五、污水廠平面布置……………………………………..……… 15</p><p>　　六、主要設備說明…………………………………………………16</p><p><b>　　一、工程概況</b></p><p>　　隨著人口的增加，G市原有污水

6、廠處理能力不足，因此擬新建一市政污水廠。污水來源為市區(qū)城市污水（包括生活污水和部分工業(yè)廢水），水質為典型城市污水水質，處理后水質要求滿足GB18918-2002標準，納污河段水質標準為《地面水環(huán)境質量標準》（GB3838-88）中“IV”標準。該市地面較平坦，廠區(qū)面積足夠。水處理工程設計一般按照初步設計、擴大初步設計和施工組織與設計三階段進行。本設計深度為初步設計水平。初步設計的任務包括確定工程規(guī)模、建設目的、設計原則和標準、單元處理構

7、筑物設計、平面圖布置等。由于時間所限，本次不包括布置及繪圖任務。</p><p><b>　　1、水量水質資料</b></p><p>　　污水設計流量為8萬t/d，污水流量總變化系數取1.2；其進水水質如表1。</p><p>　　污水處理后的水質要求達到GB18918-2002中一級標準的B標準，具體數值如表</p><

8、p><b>　　2、氣象、水文資料</b></p><p>　　風向：多年主導風向為東北風；</p><p>　　氣溫：最冷月平均氣溫為； 最冷月平均氣溫為；</p><p>　　極端氣溫：最高為，最低為，最大凍土深度為。</p><p>　　水文：多年平均降雨量為；</p><p&

9、gt;<b>　　多年平均蒸發(fā)量為；</b></p><p>　　地下水平均埋深為（以地面標高計）。</p><p><b>　　3、廠區(qū)地形</b></p><p>　　污水廠選址區(qū)域平均海拔為之間，平均地面標高為。地面平均坡度為‰，地勢走向為西北高東南低。廠區(qū)建設面積足夠。</p><p>　　

10、二、設計依據與參考資料</p><p>　　1、《水處理工程》（張奎，中國建筑工業(yè)出版社）；</p><p>　　2、《水處理工程師手冊》（唐受印　戴友芝等，化學工業(yè)出版社）</p><p>　　3、室外排水工程設計規(guī)范；</p><p>　　4、給水排水設計手冊1、6；</p><p>　　5、《污水處理廠工藝設計手

11、冊》（高俊發(fā)　王社平，化學工業(yè)出版社）。</p><p><b>　　三、設計方案</b></p><p>　　1、 處理工藝流程 </p><p>　　本工程以傳統(tǒng)活性污泥法污水處理工藝為推薦方案。具體流程如下：</p><p>　　2、處理工藝流程說明</p><p>　　(1)、污水由市政管

12、網進入廠區(qū)，在提升泵的作用下經格柵間的格柵去除較大懸浮物之后，流入采用重力排砂的平流式沉砂池。</p><p>　　(2)、沉砂斗中的沉砂由砂泵吸出，進入砂水分離器進行固液分離。分離后的砂用砂車外運，水流入格柵間。</p><p>　　(3)、從沉砂池流出的水經一段明渠和暗管進入配水井（暗管上設電磁流量計進行水量計量），而從二沉池中流出的回流污泥也進入分配井中，同時向曝氣池進行配水，使各組

13、曝氣池得到均勻的水量。</p><p>　　(4)、經曝氣池的生物處理后，基本上達到去除BOD及氨氮的要求，處理出水自流進入二沉池，進行沉淀作用去除SS，以達到處理要求。</p><p>　　(5)、二沉池處理后的清水回到集配水井外圈后，在流向接觸消毒池進行消毒處理，經消毒后的水可回用或直接排放至河內。由于污泥增殖過多，需將多出來的會影響處理出水水質的污泥排出污水處理系統(tǒng)。將此污泥用泵吸出

14、流入集泥池，自流進入污泥濃縮池。</p><p>　　(6)、經濃縮后的污泥用泵打入貯泥池，再送入污泥脫水裝置進行脫水處理，使之穩(wěn)定。泥餅外運，濃縮池出來的上清液和污泥脫水裝置所脫下來的水送至格柵前進行再處理。</p><p>　　3、處理工藝流程特點</p><p>　　曝氣池為推流式，廢水與回流污泥從同一端進入，有機物與污泥充分接觸，且沿操作方向下降；污泥經理了

15、以對數期到平衡期，甚至到衰老期，完成了吸附和代謝的過程。</p><p><b>　　優(yōu)點：</b></p><p>　　(1) 去除效果很好η≥90%（適用于處理水要求高而穩(wěn)定的水質）</p><p>　　(2) 由曝氣池，沉淀池，污泥回流和剩余污泥排除系統(tǒng)組成，程序簡單，設備要求不高，污水中的可溶性有機污染物為活性污泥所吸附，并為存活在活性

16、污泥上的微生物群體所分解，使污水得到凈化。</p><p><b>　　缺點：</b></p><p>　　(1) 池容大，占地多，基建費用高</p><p>　　四、單位處理構筑物的設計</p><p><b>　　1、格 柵</b></p><p>　　型式：平面型，傾斜

17、安裝機械格柵。</p><p>　　設2個格柵，可以在水量小的時候，開啟1個；水量大的時候，2個都開啟。城市排水系統(tǒng)為暗管系統(tǒng)，且有中途泵站，僅在泵前格柵間設計中格柵；進廠管道管底標高為（相對污水處理廠平整后地面標高）。</p><p><b>　　格柵計算簡圖：</b></p><p><b>　　格柵計算簡圖</b>&

18、lt;/p><p><b>　　柵條的間隔數</b></p><p>　　設柵前水深h=1.0m，過柵流速v=0.8m/s，柵條間隙寬度b=0.25m，格柵傾角a=60°，則：</p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　（2）柵槽寬度</b>&

19、lt;/p><p>　　設柵條寬度S=0.01m</p><p>　　B=S（n-1）+bn=0.01×（52-1）+0.025×52=1.81</p><p>　　根據柵槽寬度可選取格柵寬度為。查《給水排水設計手冊》，選用型格柵，相關參數列于下表：</p><p>　　阻力系數值與柵條斷面形狀有關，查《簡明排水設計手冊》39

20、6頁表7-1選擇迎水、背水面均為半圓形的矩形，一般采用尺寸為, ,</p><p>　　（3）通過格柵的水頭損失(h2):</p><p>　　格柵條斷面為矩形斷面, 故k=3, 則：</p><p>　　式中：h1——過柵水頭損失，1.00m</p><p>　　h0——計算水頭損失，0.02m</p><p>

21、　　k——污物堵塞引起的格柵阻力增大系數，取3</p><p>　?。?）柵后槽總高度(H總)：</p><p>　　設柵前渠道超高h2=0.5m</p><p><b>　　則：</b></p><p>　　式中：h——柵前水深，1m</p><p>　　h2——柵前渠道超高，取0.5m<

22、/p><p>　　（5）柵槽總長度(L):</p><p>　　設進水渠寬B1＝1m 其漸寬部分展開角度α＝20°</p><p>　　柵槽與出水渠道連接處的漸縮長度()：</p><p><b>　　H1=1.5則：</b></p><p>　?。?）每日柵渣量（W）：</p>

23、;<p>　　設每日柵渣量為0.05m3/1000m3，取KZ＝1.2</p><p><b>　　采用機械清渣。</b></p><p><b>　　2、提升泵</b></p><p>　　污水經過一次提升進入沉砂池，然后通過自流進入后續(xù)水處理構筑物。</p><p>　　計算順序：

24、提升泵流量——揚程——泵房主體尺寸（可采用半地下式，12m×10m）——選泵</p><p>　　揚程＝靜揚程＋提升泵吸、壓水管路水頭損失和各構筑物連接管路水頭損失之和。</p><p>　　靜揚程H0＝提升后最高水位－泵站吸水池最低水位</p><p>　　經后面高程設計可以得到沉砂池水面標高，污水廠地面平均標高按151.5m計。水泵水頭損失h取<

25、/p><p><b>　?。?）集水間計算</b></p><p>　　選擇水池與機器間合建式的方形泵站，選5臺泵（2備用），每臺泵流量：Q=1100/3=366.6L/S，取Q=380L/S</p><p>　　集水間的容積，采用相當于1臺泵5min的容量。</p><p>　　W=0.38×5×60=

26、114 m3</p><p>　　有效水深采用H=2.4m，則集水面積F=114/2.4=47.5 m2</p><p><b>　　水泵總揚程估算</b></p><p>　　集水池最低工作水位與所需提升最高水位之間的高差，取h1=6m</p><p>　　出水管線的水頭損失。每一臺泵單用一根出水管，其流量為Q=380

27、L/S，選用的管徑為600mm的鑄鐵管，差表得V=1.34m/s，1000i=3.67；設管總長為40m，局部損失占沿程損失的30%，則總損失：</p><p>　　30×（1+0.3）×3.76/1000=0.15m</p><p>　　考慮自由水頭為1m，則水頭總揚程為：</p><p>　　H=6.0+0.15+3.0+1.0=10.15m

28、，取H=10m</p><p>　　選用5臺型臥式離心泵，每臺Q=380L/S，H=10m。</p><p><b>　　3、沉砂池：</b></p><p>　　沉砂池的作用是對污水密度大的固體懸浮物進行沉淀分離，主要包括無機物性的沙礫、礫石和少量較重的有機物質，其比重約為2.65。</p><p><b>

29、　　選型：平流式沉砂池</b></p><p>　?。?）沉砂池水流部分長度(L):</p><p>　　設v=0.3 m/s，t=45s. 則：</p><p>　　（2）水流斷面面積（A）：</p><p>　　最大設計流量Qmax=1.1 m3/s。</p><p>　　（3）池總寬度(B)：<

30、;/p><p>　　設計有效水深為1m。</p><p>　?。?）貯砂斗所需容積(V)：</p><p>　　設T=2d, 污水的沉沙量x1為3.0（3 m3/105m3）</p><p>　?。?）每個沉砂斗容積（V0）：</p><p>　　設有2格沉砂池，每個分格有2個沉砂池，共有四個沉砂池，則：</p>

31、;<p>　　V0=4.75/4=1.2m3</p><p>　?。?）沉砂斗各部分尺寸：</p><p>　　設沉砂池底寬為b=0.5m，上口寬為a=1.5m斗壁與水平面的傾角為600。</p><p>　　h3=0.50×tan60°=0.8m</p><p>　　經計算得斗高為h=h3=0.8m

32、</p><p>　?。?）沉砂池總高度(H)：</p><p>　　設超高h1=0.5m， 則：</p><p>　?。?）核算最小流速（Vmin）</p><p>　　最小流速時的斷面面積： </p><p>　　Vmin= 0.74/2x0.62 m3/d =0.59 m3/s>0.15m3/s 設計合

33、格。</p><p><b>　　4.生物池</b></p><p>　　采用推流式曝氣池，曝氣器曝氣。</p><p>　　包括曝氣池有效容積、尺寸、需氧量等計算及曝氣裝置的選型與布置。</p><p>　?。?） 曝氣池各主要部位尺寸的計算與確定</p><p>　　1) 污水處理程度的計算&

34、lt;/p><p>　　原污水的BOD5為150mg/L,經初次沉淀處理。</p><p>　　S0=150（mg/L) Se=20 （mg/L) </p><p><b>　　2) 去除率</b></p><p>　　η=（150-20）/150=86.7%</p><p>　　由于該去除率較高，出

35、水水質好，宜選用推流式曝氣池，可按吸附-再生法運行。</p><p>　?。?） 曝氣池主要部位的尺寸計算</p><p>　　1) 確定BOD-污泥負荷率</p><p>　　擬定采用的BOD-污泥負荷率為 : 0.3kgBOD5/(kgMLSS×d)</p><p>　　2) 確定混合液污泥濃度</p><p

36、>　　根據已取的Ns值，查表9-4得X=3000mg/L</p><p>　　3）確定曝氣池的容積</p><p>　　V=Q（S0-Se)/Ns×X=80000× (150-20)/0.3×3000=11555.5m3</p><p>　　4) 確定曝氣池各部位尺寸</p><p>　　一般地，推流式曝氣

37、池的有效水深為4~6m,取水深為5m,設四組曝氣池，則每組池面積為：</p><p>　　A=V/n×h=11555.5/4×5=578(m3)</p><p>　　取廊道寬為8m,則B/H=8/5=1.6m.介于1~2m之間，符合規(guī)定</p><p>　　則池長L=A/B=578/8=72m</p><p>　　設曝氣池

38、為3廊道式，每廊道長為L1=72/8=9m</p><p>　　取超高為0.5m,則總高H=4.0+0.5=4.5m</p><p>　　（3） 曝氣系統(tǒng)的計算和設計</p><p>　　一般推流式曝氣池，選擇采用鼓風曝氣系統(tǒng)</p><p>　　1）平均需氧量：O2=a’QSr+b’XvV</p><p>　　查表9

39、.2 得a’=0.5 b’=0.15 代入</p><p>　　O2=0.5×80000×(150-20)/1000+0.15×11555.5×3000×0.75/1000=5200+</p><p>　　3900=9100(kg/d)=379(kg/h)</p><p>　　每日去除的BOD5:BOD5=QSr

40、=80000× (150-20)/1000=10400(kg/d)</p><p>　　去除每千克BOD5的需氧量：△O2=9100/10400=87.5%（kgO2/m3）</p><p><b>　　2) 最大需氧量：</b></p><p>　　O2(max)=0.5×80000×(150-20)/1000&

41、#215;1.2+0.15×11555.5×3000×0.75/1000=6240+3900=10140(kg/d)=423(kg/h)</p><p>　　最大需氧量與平均需氧量之比：423/379=1.11</p><p><b>　　3) 供氣量：</b></p><p>　　采用網狀膜型微孔空氣擴散器，安裝

42、在距池底0.2m處，故淹沒深度為30℃</p><p>　　查附錄2得水中溶解氧飽和度：Cs(20)=9.17mg/L;Cs(30)=7.63mg/L</p><p>　　空氣擴散器出口處的絕對壓力:Pb=1.013×105+9.8×103×4.2</p><p>　　=1.4246×105pa</p><

43、p>　　空氣離開曝氣池時，氧的質量分數為：</p><p>　　Ot=21×(1-EA)/79+21×(1-EA)=21×(1-0.12)/79+21×(1-0.12)×100%</p><p><b>　　=18.43%</b></p><p>　　式中：EA——空氣擴散器的氧轉移效率，

44、取12%</p><p>　　則曝氣池中平均氧飽和度（按最不利的溫度條件考慮）為：</p><p>　　Csb(30)=Cs×(Pb/2.026×105+Ot/42)=7.63×(1.4246×105/2.026×105+18.43/42)</p><p>　　=8.69(mg/L)</p><p

45、>　　水溫為20℃時，曝氣池中溶解氧飽和度為： Csb(20)=9.17×1.14=10.44（mg/L)</p><p>　　取α=0.8 β=0.9 ρ=1 c=2.0mg/L 得20℃時脫氧清水的充氧量為：</p><p>　　Ro=R Csb(20)/ α[β× ρ× Csb(π)×1.024（T-20）=379×10.7

46、4/0.8×（0.9×8.69 -2.0） ×1.024（30-20）=671（mg/h）</p><p>　　相應最大時需氧量的充氧量為：Ro（mas）=423×9.72/ 0.8（0.9×8.69 -2.0） ×1.024（30-20）=697 （mg/h）</p><p>　　曝氣池平均時供氧量為：Gs=Ro/0.3EA&#

47、215;100=671×100/0.3×12=18638.9（m3/h）</p><p>　　去除每千克BOD5的供氣量為：18638.9×24/10400=43（m3）</p><p>　　每立方污水的供氣量為：18638.9×24/80000=5.6（M3）相應最大時需氧量的供氣量為：Gs（mas）= Ro（mas）×100/0.3EA

48、=697×100/0.3×12=19361.1（m3/h）</p><p>　　則提升污泥所需泥量的5倍考慮污泥回流比R=75%，則提升污泥所需空氣量為：5×80000×75%/24=12500 （m3/h）</p><p>　　總需氣量：GST=19361.1+12500=31861.1 （m3/h）</p><p><

49、;b>　　（4）空氣量計算：</b></p><p>　　按圖設一條根干管，共3根干管。每條干管設12對配氣豎管，共24條配氣豎管，全曝氣池共設72條配氣豎管.每根豎管的供氣量：</p><p>　　19361.1/72≈269 （m3/h）</p><p>　　曝氣池平面面積為：24×24×4=2304M3</p>

50、<p>　　每個空氣擴散的服務面積按0.5m2，則所需空氣擴散總個數：2304/0.5=4608（個）</p><p>　　本設計采用4680個空氣擴散，每根豎管上安裝擴散器數目：4680/72=65（個）</p><p>　　每個空氣擴散的配氣量：19361.1/4680=4.14 （m3/h）</p><p>　?。?） 鼓風機選擇：</p&

51、gt;<p><b>　　鼓風機所需供氣量：</b></p><p>　　最大時：GSTmax=31861.1（M3/h）</p><p>　　平均時：GSTavg=18638.9+12500=31138.9 （M3/h）</p><p>　　最小時：GSTmin=0.5×GSTmax=15931 （M3/h）</

52、p><p>　　壓力:p=（5-0.2+h）×9800=（4-0.2+1.0）×9800=47.04Mpa</p><p>　　h——空氣管網壓力損失加擴散器壓力損失，取1.0m</p><p>　　因此， 選LG80，7臺，P＝7KPa，Q＝80m3/min。 5用2備</p><p><b>　　5、沉淀池<

53、;/b></p><p>　　為了使得沉淀池內水流更穩(wěn)（如避免橫向錯流、異重流、出水束流等）、進出水配水更均勻、存排泥更方便，常采用輻流式二沉池。</p><p>　　型式：中心進水，周邊出水輻流式二沉池；</p><p>　　表面負荷q=0.8~1.5m3/(m2.h)可取1；水力停留時間，取T=2.5h；設計污泥回流比。包括池徑、容積、污泥斗容積、進水管計

54、算</p><p>　　進水管徑D1=600mm，進水管設計流量為考慮回流量的設計流量，據此可確定進水管流速。</p><p><b>　　計算簡圖</b></p><p>　　（1）沉淀部分水面面積</p><p>　　表面負荷q=0.8~1..5m3(m2.h)可取1 m3/（m2?h），則：</p>

55、<p>　　A=Q/q=1100×3600/（1000×1）=3960 m2</p><p><b>　?。?） 池子直徑</b></p><p>　　共設4個沉淀池，則：</p><p>　　A1=3960/4=990 m2 </p><p><b>　　，取36m</

56、b></p><p>　?。?） 沉淀池有效深度</p><p>　　停留時間的取值，取T=2.5h；則：</p><p>　　H=q×T=1×2.5=2.5m</p><p><b>　?。?）出水堰負荷</b></p><p>　　q=1100/（4×3.1

57、4×36）=2.43L/（s.m）＜2.9 L/（s.m）</p><p><b>　　設單邊出水就行</b></p><p>　　(5)沉淀部分有效容積：</p><p>　　污泥部分所需的容積：</p><p>　　每座二沉池存泥區(qū)容積</p><p><b>　　污泥斗容

58、積： 設</b></p><p>　　(6)污泥斗以上圓錐體部分污泥容積：</p><p><b>　　設池底徑向坡度為</b></p><p><b>　　則 </b></p><p>　　(7)污泥斗總容積：</p><p>　?。?）沉淀池的總高度<

59、/p><p>　　H總=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+2.5+0.5+0.74+0.16=4.2m</p><p>　　式中：h1——保護高度，取0.3m</p><p>　　h3——緩沖層高度，取0.5m</p><p>　　h4——沉淀池底坡度落差 </p><p>　　h5——污泥斗高度，取1m</p&

60、gt;<p><b>　　6、消毒池</b></p><p><b>　　（1） 加氯量確定</b></p><p>　　采用液氯消毒，因為納污河段水質標準為《地面水環(huán)境質量標準》（GB3838-88）中“IV”標準，故需要消毒后處理出水才能排放。</p><p>　　接觸消毒池設置2座并聯(lián)運行。</p

61、><p>　　水力停留時間可??；設計投氯量C=3.0~5.0mg/L，取C=4mg/L，則：</p><p><b>　?。?）混合池計算</b></p><p>　　接觸時間取30min，接觸池的容積：</p><p>　　1100×30×60/1000=60×16×2m</p

62、><p><b>　?。?）加氯消毒設備</b></p><p>　　污水的二級處理加氯消毒一般采用季節(jié)性加氯，在夏季污水污染嚴重時加氯量多消毒。本設計選用加氯機2臺。</p><p><b>　　五、污水廠平面布置</b></p><p><b>　　布置原則：</b></

63、p><p>　?。?）各處理單元構筑物的平面布置：處理構筑物是污水處理廠的主體建筑，在作平面布置時，根據各構筑物的功能要求，結合地形和地質條件確定它們在廠區(qū)內平面的位置，作如下考慮：貫通連接各處理構筑物之間的管、渠，應便捷、直通，避免迂回曲折；基本在處理構筑物之間應保持一定的間距，以保證敷設連接管、渠的要求，一般的間距可取值。</p><p>　?。?）附屬構筑物的平面布置：輔助構筑物的位置應

64、根據方便、安全等原則確定。并位于主導風向的上風向。</p><p>　?。?）廠區(qū)內道路規(guī)劃：在廠區(qū)內設置環(huán)狀道路，方便運輸，踟邊種植樹木美化廠區(qū)。設有使工作人員方便的巡視各處理構筑物的道路。主干道；次干道；人行道。</p><p>　?。?） 管線布置：除了連接管各個處理構筑物還要有獨立運行的超越管道，當事故或故障發(fā)生時能應急處理。</p><p>　?。?）廠區(qū)