2万吨城市污水处理厂全套设计排水设计说明书.doc

.第一章 原始资料分析1.1 城市概况该城市地处东南沿海，北回归线横贯市区中部，该市在经济发展的同时，城市基础设施的建设未能与经济协调发展，城市的污水处理率仅仅为30%，大量的污水未经处理直接排入河流，使该城市的生态环境受到严重的破坏。为了建设良好优美的现代化城市，必须把环境问题处理好，筹建该城市的污水处理厂已经迫在眉睫了。该市人口17万人，规划年后发展到24万人。该市是一个以轻工业、冶金、家电、外贸为主题的新兴现代化城市。1.2 自然条件该市具有中低山、丘陵、盆地和平原等多种地貌类型，地势西北高，东南低；历年最高气温38oC，最低气温4 oC，年平均温度为24 oC，常年主导风向为南风；该市内河流最高洪水位+2.5米，最低水位-0.5米，平均水位为+0.5米，地下水位为离地面2.0米，厂区内设计地面标高为+5.0米1.3 污水量1.3.1 生活污水量该市地处亚热带，夏季气候炎热，由于气候和生活习惯，该市在国内一向排水量较高的，据统计和预测，该市近期水量210L/人d。远期水量260L/人d。1.3.2 工业污水量市内工企业的生活污水和生产污水总量2.0万m3/d1.3.3 污水总量市政公共设施及未预见污水量以4%计，总污水量为生活污水量、工业污水量及市政公共设施与未预见水量的总和。1.4 污水水质进水水量:生活污水BOD5为130mg/L；SS为180mg/L；工业废水BOD5为190mg/L；SS为200mg/L；出水水质：BOD520mg/L，SS20mg/L。混合污水温度：夏季28OC，冬季10 OC，平均温度20 OC。1.5 工程设计规模污水处理厂的设计规模主要按远期需要考虑，以便预留空地以备城市的发展。1.6 方案选择 1.6.1 工艺的确定 由于该污水处理只需去除BOD5与SS,不考虑脱氮与除磷方面,所以选择两个比较好的方案.方案一. 传统活性污泥法,其流程为:污水中格栅提升泵房细格栅沉砂池初沉池曝气池二沉池接触池处理水排放方案二. 厌氧池+氧化沟,其流程为: 污水中格栅提升泵房细格栅沉砂池厌氧池氧化沟二沉池接触池处理水排放1.6.1.1 工艺流程方案的比较和选择传统活性污泥法氧化沟优点: 1.有机物经历了第一阶段的吸附和第二阶段的代谢的完整过程,活性污泥也历了一个从池道端的对数增长,经减速增长到池末端的内源呼吸的完全生长周期2.在池首端和前段混合液中的溶解氧浓度较低3.效果好,BOD除率达90%以上缺点: 1.曝气池首端有机污染物负荷高,耗氧速度也高2.暴气池溶积大,基建费用高.3.供氧与需氧不平衡4.对进水水质,水量变化的适应性较低,动行效果易受水质,水量变化的影响优点: 1.可考虑不设初沉池,有机性悬浮物在氧化化沟内能太到好氧稳定的程度2.可考虑不单敲边鼓二次沉淀池,可少去污泥回流装置.3.BOD负荷低缺点: 1.占地面积较大 两个方案都能达到处理水质的要求,BOD5,SS去除都能达到出水水质,工艺都是比较简单的,在技术上都是可行的. 最终选择厌氧池+氧化沟处理工艺是因为:氧化沟是活性污泥系统的新工艺,与传统活性污法比较,期暴气系具有以下各项效益:1.对水温水质,水量的变动有较强的适应性2.污污龄一般可达15-30d,为传统活性污泥系统的3-6倍. 可以存活,繁殖世代时间长,增殖速度慢的微生物,如硝化菌,在氧化沟内可能产生硝化反应.如运行得当能够具有反硝化脱氮的效应.3.污泥产率低,且已达到稳定的程度,不需要再进行肖化处理.这一点可以少了硝化池,在运行费用方面又可以省下一部份。 在与技术上经济上的造价以及运行费用的综合比较, 厌氧池+氧化沟处理工艺是最终的选择.1.6.1.2 二沉池的比较和选择类型优点缺点适用条件平流式处理水量可大可少,有效沉淀区大,沉淀效果好,对水量水质变化适应性强,造价低,平面布置紧凑占地面积大,排泥因难(人工排泥),工作繁杂,机械刮泥易锈,配水不均地下水位高,施工困难地区,适用流动性差比重大的污泥,不能用静水压力排泥,污水量不限辐流式处理水量较为经济,排泥设备己定型系列化,运行稳定,管理方便结构受力条件好排泥设备复杂,需具有较高的运行管理水平,施工严格适用处理水量大,地下水位较高的地区及工程地质条件差的地区 经上面的图表,可以看出,平流式与辐流式沉淀池都是可选的.平流式沉淀池对水质冲击变化效果好,但占在面积大,排泥因难,要人工排泥,所以不是太好. 虽然辐流式沉淀池排泥设备复杂,需具有较高的运行管理水平,施工严格,但是这些问题对于这个发展型的城市来说,这点问题并不是太大,管理水平可以请技术高的人才来管理,设施工.并且看到了它的优点处理水量较为经济,排泥设备己定型系列化,运行稳定,管理方便结构受力条件好.所以选择辐流式沉淀池作为二沉池是好的选择.第二章 污水水量与水质计算2.1 设计参数 =20-35(人.d) 近期水量:210 g/(人.d)SS=35-50 g/(人.d) 远期水量:260 g/(人.d)近期人数:17万人 远期人数:2420万人进水水质:生活污水 工业废水出水水质: 2.2 远近期污水总量的设计计算每天的生活污水量 近期: 远期: 工业污水量=市内工企业的生活污水+生产污水=1.5公共设施及未预见的污水量占总量的4%污水总量=生活污水量+工业污水量+市政公共设施几未预见污水总量近期Q远期设计污水量 2.3 水质的确定生活污水的水质近期 远期 综合上面远近期的浓度.近期比远期高,所以取近期浓度考虑去除。故取 2.4平均与平均(按近期算)2.4.1 、：分别为生活污水量与工业废水量,L/d、：分别为生活污水与工业废水的，mg/L2.4.2 、：分别为生活污水量与工业废水量,L/d、：分别为生活污水与工业废水的SS,mg/L2.5和SS的去除率2.5.1 去除率 2.5.2SS去除率 第三章 附属构筑物的设计与计算3.1 泵前中格栅泵前中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。3.1.1设计参数设计流量Q=10.59m3/d (用远期的考虑)栅前流速v1=0.8/s，过栅流速v2=0.9m/s栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=30mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角=60单位栅渣量1=0.05m3栅渣/污水3.1.2设计计算确定格栅前水深根据最优水力断面公式得栅前槽宽栅前水深栅条间隙数n 栅槽有效宽度 B=s（n-1）+en=0.01（49-1）+0.0349=1.95m进水渠道渐宽部分长度 其中1为进水渠展开角为栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 过栅水头损失（h1）因栅条边为矩形截面，取k=3，则 其中:=（s/e）4/3 h0：计算水头损失k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时=2.42栅后槽总高度（H）取栅前渠道超高 h2=0.3m栅前槽总高度:=0.88+0.3=1.18m栅后槽总高度:=0.88+0.06+0.3=1.24m格栅总长度LL=L1+L2+0.5+1.0+H1/tan=0.27+0.14+0.5+1.0+1.18/tan60=2.59m每日栅渣量W(取=1.25)宜采用机械清渣.计算草图如下：（中格栅计算草图）3.2 污水提升泵房提升泵房用以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过 ，从而达到污水的净化。2.2.1 设计参数设计流量：Q=1226L/s，按远期流量设计2.2.2.泵房设计计算该市人口20几万,属于中小城市,污水量适中。而且污水处理工艺采用传统曝气活性污泥处理，污水处理系统简单，所以污水只需一次提升。污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过初沉池、曝气池、二沉池及接触池，最后由出水管道排入河道。污水提升前水位-5.9m（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位2.69m（即细格栅前水面标高）。所以，提升净扬程Z=2.69-（-5.9）=8.59m水泵水头损失取2m从而需水泵扬程H=Z+h=10.59m采用MN系列污水泵（30MN-33B） 该泵提升流量4800m3/h，扬程10.6m，转速415r/min，功率153.96Kw,效率90%。占地面积为5278.54m2，即为圆形泵房D10m,高12m,泵房为半地下式，地下埋深7m，水泵为自灌式。泵房草图3.3泵后细格栅细格栅用以截留水中的较小的悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，保证后续处理设施能正常运行的装置。3.3.1设计参数设计流量Q=1.226 m3/s (用远期的考虑)栅前流速v1=0.8m/s，过栅流速v2=0.9m/s栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=10mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角=60单位栅渣量1=0.10m3栅渣/污水3.3.2设计计算确定格栅前水深根据最优水力断面公式得栅前槽宽栅前水深栅条间隙数n 设计三组格栅，每组格栅间隙数n=48条栅槽总宽度B = s（n-1）+en=0.01（48-1）+0.0148=0.96m则栅槽总宽度(考虑栅槽隔壁厚0.2m) B=3+0.22=30.96+0.22=3.28m进水渠道渐宽部分长度 （其中1为进水渠展开角为）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 过栅水头损失（h1）因栅条边为矩形截面，取k=3，则 其中:=（s/e）4/3 h0：计算水头损失k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时=2.42栅后槽总高度（H）取栅前渠道超高 h2=0.3m栅前槽总高度:=0.88+0.3=1.18m栅后槽总高度:=0.88+0.26+0.3=1.44m格栅总长度L L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tan=2.10+1.05+0.5+1.0+1.175/tan60=5.33m每日栅渣量W (取=1.25) 采用机械清渣.计算草图如下：（细格栅计算草图）3.4沉砂池沉砂池的作用是从污水中将比重较大的颗粒去除，其工作原理是以重力分离为基础，故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带起立。本设计采用平流式沉砂池3.4.1设计参数设计流量：Q=1226L/s(远期) Q=840L/s(近期) (近期2组,远期增加1组)设计流速：v=0.30m/s 水力停留时间：t=30s3.4.2设计计算3.4.2.1 沉砂池长度：L=vt=0.330=9m3.4.2.2 水流断面积：A=Q/v=0.42/0.3=1.4m23.4.2.3 池总宽度：B=nb=21.2=2.4m 设计n=2格 每格宽取b=1.2m0.6m3.4.2.4 有效水深：设h2=A/B=1.4/2.4=0.58m （介于0.251m之间）3.4.2.5 贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积其中X1：城市污水沉砂量3m3/105m3，K：污水流量总变化系数1.34每格沉砂池设两个沉砂斗，则每格沉砂斗的体积: (取V=0.77)3.4.2.6 沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽a1=0.6m，斗壁与水平面的倾角为60，斗高hd=0.6m，则沉砂斗上口宽：沉砂斗容积： （大于V1=0.43m3，符合要求）3.4.2.7 沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为 则沉泥区高度为h3=hd+0.06L2 =0.6+0.063.2=0.792m 池总高度H ：设超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.58+0.792=1.762m3.4.2.8 进水渐宽部分长度: 3.4.2.9 出水渐窄部分长度: L3=L1=1.79m3.4.2.10 校核最小流量时的流速：，符合要求3.4.2.11 计算草图如下：3.5 初沉池本设计选用中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，采用机械刮泥。3.5.1 设计参数 设计流量Q=3025m3/h 人口总量N=24万(远期考虑) 近期设2座,远期增加1座。3.5.2 设计计算3.5.2.1 池子总表面积：污水表面负荷q=2.0m3/（m2h） n=2座 3.5.2.2 有效水深：取水力停留时间t=1.5h h2=qt=21.5=3m3.5.2.3 沉淀池总高度: 取S=0.5L/(p.d) 机械刮泥 t=4h 每池每天污泥量 污泥斗容积坡底落差 坡度i=0.05 h4=(R-r1)i=(19-2)0.05=0.85m因此,池底可储存污泥的体积，足够沉淀池总高度 3.5.2.4 沉淀池周边的高度 h1+h2+h3=0.3+3+0.3=3.6m3.5.2.5 长宽比的校核：D/ h2=31/3=10.3 (介于612之间) 合格3.5.2.6 计算草图：3.6 曝气池 采用传统曝气法 曝气池为廊道式3.6.1 设计参数 远期考虑,设计流量Q=10.59万m3/d 近 期设4座,远期增2座3.6.2 污水处理程度3.6.2.1 原污水的BOD5（Sa）为141，经过一级处理后，BOD5降低25%考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5（So）：So=141（1-25%）=106mg/L3.6.2.2 处理水中非溶解性BOD5(Sr) 3.6.3 曝气池及曝气系统的计算与设计3.6.2.1 BOD5污泥负荷率的确定： 取BOD5污泥负荷率(NS)为0.35kg BOD5/（kgMLSSd），为稳妥起见，加以校核式中K2介于0.01680.0281之间，取0.018Se=20 ，结果证明NS值取0.35是适宜的。3.6.2.2 混合液污泥浓度（X）的确定根据Ns=0.35可知SVI在100120间，取SVI=120(满足要求)另取r=1.2 R=50% 3.6.2.3 曝气池容积的确定 3.6.2.4 确定曝气池各部分尺寸的确定 近期设4座曝气池 取池高4.2m 每组面积： 池宽取5米，B/H=5/4.2=1.19 (介于12之间) 符合规定 池长：L=F/B=1084.2/5=216.8mL/B=216.8/5=43.410 符合规定 设五廊道式曝气池，廊道长： 取44m 取超高为0.5米，则池总高度为： 4.2+0.5=4.7m3.6.2.5 曝气时间(tm) 符合要求3.6.2.6 计算草图如下:（曝气池草图）3.6.3 曝气系统的计算与设计 采用表面机械曝气3.6.3.1 平均需氧量的计算 0.420.53之间，查表得=0.50.1880.11之间，查表得=0.153.6.3.2 最大需氧量的计算：取时变化系数K=1.3 3.6.3.3 最大时需氧量与平均时需氧量之比：需氧量和充氧量的设计计算氧的转移效率EA取15%，则空气离开曝气池时氧的百分比为18.43%因为该地区的平均气温为20 oC 查表得氧气在水中的溶解度为Cs（20）=9.17mg/L，20 oC时脱氧清水的需氧量 修正系数，取0.95 修正系数，取0.95C混合液溶解氧浓度，取2.0mg/L 压力修正系数，取1.0 曝气池平均供气量3.7 二沉池 该沉淀池采用中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，采用机械刮泥。3.7.1 设计参数 设计进水量：Q=76200m3/d (近期) 表面负荷：qb范围为1.01.5 m3/ m2.h ，取q=1.5 m3/ m2.h 水力停留时间：T=2 h 近期设2座 远期增加1座3.7.2 设计计算3.7.2.1 每座沉淀池面积:按表面负荷算：直径： 取35m3.7.2.2 有效水深为 h=qoT=1.52=3m3.7.2.3 污泥斗容积取回流比污泥回流浓度污泥区所需存泥容积： 每个污泥斗的容积 3.7.2.4 污泥区高度为 池底坡度为0.05 池底进口处4m 池底坡度降3.7.2.5 二沉池总高度：取超高为0.4m 则池边总高度为=h1+h2+h3+h4=0.3+3+0.55+0.8=4.65m3.7.2.6 径深校核 合格3.7.2.7 辐流式二沉池计算草图如下：接触池采用隔板式接触反映池设计参数 设计流量：Q=840L/s 水力停留时间：T=30min平均水深：h=2.4m 隔板间隔：b=1.4m 池底坡度2%3%设计计算3.8.2.1 接触池容积 分两座 水流速度表面积廊道总宽隔板数采用10个,则廊道总宽为接触池长度3.8.2.6 计算草图进第四章 污泥处理构筑物设计计算4.1 污泥浓缩池采用幅流式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥4.1.1 设计参数 进泥浓度：5g/L 进泥含水率P199.5， 出泥含水率P2=97.0 污泥固体负荷：qs=45kgSS/(m2.d) 污泥浓缩时间：T=6h 贮泥时间：t=4h4.1.2 设计计算4.1.2.1 污泥量4.1.2.2 浓缩池池体计算：近期设2座，远期增加1座每座浓缩池所需表面积m2 浓缩池直径 取10m 浓缩池有效水深 取校核水力停留时间浓缩池有效面积污泥在池中停留时间 符合要求确定污泥斗尺寸每个泥斗浓缩后的污泥体积每个贮泥区所需容积 泥斗容积 = 式中：h4泥斗的垂直高度，取1.6m r1泥斗的上口半径，取1.5m r2泥斗的下口半径，取0.8m 设池底坡度为0.08，池底坡降为：h5= 故池底可贮泥容积： = 因此，总贮泥容积为 （满足要求）4.1.2.6 浓缩池总高度： 浓缩池的超高h2取0.30m，缓冲层高度h3取0.30m则浓缩池的总高度H为=3+0.30+0.30+1.6+0.21=4.41m4.1.2.7浓缩池排水量：Q=Qw-Q w=25.8-2.12=6.31m3/h4.1.2.8浓缩池计算草图：4.2 贮泥池4.2.1 设计参数进泥量:初沉池污泥量经浓缩排出含水率的污泥流量总泥量 贮泥时间:T=0.5d=12h4.2.2 贮泥池的设计计算 贮泥池容积 贮泥池尺寸(设为正方形) 则池的有效容积为(符合要求)4.3 好氧消化池4.3.1 设计参数进入总污泥量： 污泥挥发固体浓度因为是初沉池污泥有活性污泥的混合，故有机负荷为4.3.2 好氧消化池的设计计算4.3.2.1 好氧消化池的容积计算 好氧消化池的容积 取三个池每个池容积为4.3.2.2 好氧消化池的尺寸计算 取消化池深度为H=3.5m则池子直径为（取D=12m）4.3.2.3 好氧消化池所需空气量计算 空气需氧量取0.06 每池空气量为348.10.06=20.886 共需空气量为 采用机械曝气，机械曝气所需功率取0.03池， 所需供气功率为 取32KW4.3.2.4 计算草图如下（好氧消化工艺图）第五章 污水高程计算5.1 水头损失计算计算厂区内污水在处理流程中的水头损失，选最长的流程计算，结果见下表：污水厂水头损失计算表名 称设 计流 量（L/s）管 径（mm）I（）V(m/s)管 长（m）IL（m）（m）h（m）出厂管122612001.91.531000.190.19接触池0.2接触池至分配堰84011001.51.2947.50.0716.98590.66分配堰至二沉池4208501.91.195.50.0112.180.1580.17二沉池0.5二沉池至分配堰4208501.91.1950.0102.840.210.22分配堰至曝气池2807001.91.07100.0196.00.350.37曝气池0.3曝气池至分配堰2807001.91.07300.0575.80.3390.34分配堰至初沉池4208501.91.1950.0102.350.170.18初沉池0.5初沉池至分配堰4208501.91.19280.0536.480.4670.52分配堰至沉沙池84011001.51.29520.0782.530.2150.29沉沙池0.2沉沙池至细格栅122612001.91.5320.0042.420.2890.29细格栅0.25提升泵房2.07.09中格栅0.17.195.2 高程确定5.2.1计算污水厂排水的设计水面标高根据设计资料，该市地势是西北高,东南低。常年主导风向为南风；河流最高洪水位+2.5米，最低水位-0.5米，平均水位为+0.5米，地下水位为离地面2.0米，污水厂厂址处的地坪标高为+5米,大于排水沟最高水位。因此污水直接排出即可，5.2.2各处理构筑物的高程确定设计曝气池处的地坪标高为5m（并作为相对标高0.00），按结构稳定的原则确定池底埋深-2.0m，再计算出设计水面标高为4.2-2.02.2m，然后根据各处理构筑物的之间的水头损失，推求其它构筑物的设计水面标高。经过计算各污水处理构筑物的设计水面标高见下表。再根据各处理构筑物的水面标高、结构稳定的原理推求各构筑物地面标高及池底标高。如下表所示：各污水处理构筑物的设计水面标高及池底标高构筑物名称水面标高(m)池底标高(m)构筑物名称水面标高(m)池底标高(m)细格栅前4.783.90曝气池2.202.00细格栅后4.523.64二沉池1.312.84沉沙池4.232.86接触池0.28-2.12初沉池3.222.96精选范本