污水处理厂专业课程设计项目说明指导书.doc

城市污水处理厂课程设计说明书 学 院：河北工程大学城建学院 专业班级：给水排水工程09-4班 姓 名：李鹏辉 学 号： 指导老师：李思敏教授10月1号目录第一章 总论41.1设计任务和内容.41.2设计原始资料.61.3设计水量及水质.71.4设计人口及当量人口计算.101.5 污水处理程度.111.6 处理方法及步骤.12第二章 进水泵站.13 2.1 泵站特点及部署形式.13 2.2 污水泵站设计计算.13第三章 一级处理构筑物.20 3.1 格栅.20 3.2 沉砂池.24 3.3 首次沉淀池29第四章 二级处理构筑物.33 4.1 曝气池.33 4.2 二沉池及污泥回流泵房.45第五章 消毒.49 5.1 消毒方法.49 5.2 液氯消毒设计计算.49 5.3 平流式消毒接触池.50 5.4 计量设施.52第六章 污泥处理系统.56 6.1 污泥处理工艺步骤选择.56 6.2 污泥处理.56 6.2.1 浓缩池.56 6.2.2 消化池.61 6.2.3 污泥控制室69 6.2.4 沼气70 6.2.5 贮气柜.71 6.2.6 污泥脱水机房.73第七章 污水处理厂总体部署.74 7.1 污水处理厂平面部署.74 7.2 污水处理厂77第八章 劳动定员79 8.1 定员标准.79 8.2 确定工作人数.79城市污水厂课程设计说明书第一章 总论1、 设计任务书1.1、 设计任务和内容1.1.1、设计介绍 本设计为给水排水工程专业课程设计，是四年学习一个关键实践性步骤，本设计题目为： 华北某城市某污水处理厂设计 设计任务是在指导老师指导下，在要求时间内进行城市污水处理厂设计。1.1.2、设计任务 依据设计任务书所给定设计资料进行城市污水处理厂设计，完成一份设计说明书，绘制相关图纸，设计内容以下：（1） 污水处理程度计算：依据水体要求处理水质和当地具体条件、气候和地形条件等来计算水处理程度。（2） 污水处理构筑物计算：确定污水处理工艺步骤后选择适宜各处理构筑物类型。对全部单体处理构筑物进行设计计算，包含确定各相关设计参数、负荷、尺寸。（3） 污泥处理构筑物计算依据原始资料、当地具体情况和污水性质和成份，选择适宜污泥处理工艺步骤，进行各单元体处理构筑物设计计算。（4） 平面部署及高程计算：对污水、污泥及水中处理步骤要做出较正确平面部署，进行水力计算和高程计算。（5） 污水泵站工艺计算：对污水处理工程污水泵站进行工艺设计，确定水泵类型扬程和流量，计算水泵管道系统和集水井容积，进行泵站平面尺寸计算和隶属构筑物计算。（6） 绘制1号图23张： 厂区平面部署图1张，百分比1:300500。 污水、污泥处理工艺步骤高程图1张，百分比：横1：500；纵:1:100。 曝气池技术设计工艺图（一平、二剖）百分比：1:50100。1.1.3 设计范围分流制城市二级污水处理厂设计1.2 设计原始资料（1） 排水体制 排水体制采取分流制排水。（2） 污水量 城市在华北地域。 城市设计人口8.5万人，居住建筑内设有室内给水排水卫生设备和淋浴设备。 城市公共建筑污水量按城市生活污水量30%计。 工业污水量为9100m/日，包含厂区生活和淋浴水。 城市混合污水改变系数：日改变系数Kd=1.1，总改变系数Kz=1.4。（3） 工业废水水质：悬浮物SS：178mg/LBOD5:169mg/LPH:77.4有毒物质：微量，对生化处理无不良影响。（4） 气象资料： 年平均气温：14 夏季平均计算气温：27 极端最高气温：40 冬季平均计算温度：-5 极端最低气温：-13 年降水量：600mm 结冰期：30天 主导风向： 夏季：南风 冬季：北方（5） 水体资料： 95%确保率设计流量15m/s 出水口水体资料：最高水位：10.00m 平均水位：8.00m最低水位：6.00m （6） 污水厂厂区资料： 厂区地形平坦，地面标高为：12m; 地下水位：9.00m； 地基承载力特征值120KPa； 设计地震烈度8度； 入场口管底标高：5.00m; 管径：d=0.7m，充满度h/D=0.65。(7)混合污水处理程度 按悬浮物SS为：87%; 按BOD5为：90% 。1.3 设计水量及水质 本设计中设计水量计算包含平均日污水量、最大日污水量、最大时污水量计算；水质计算包含SS、BOD5等浓度计算，在无资料时，通常应依据设计人口数及室外设计规范中污物排放标准来计算。 1.3.1 设计水量 （1）计算平均日生活污水量Qp Qp1=qsN 式中： qs-居民区生活用水定额，取120L/（人.天）； -排放系数，通常为80%-90%，本设计取85%； N-设计人口； Q1=8.5100001200.85=8670m/d。（2）公共建筑污水量Qp2计算Qp2=30%Qp1=30%8670=2601 m/d。（3）工业污水量Qp3计算依据原始资料Qp3=9100 m/d。（4）平均污水总量Qp计算 Qp= Qp1+ Qp2+ Qp3=8670+2601+9100=20371 m/d.（5） 设计最大日污水量Qmr计算 Qmr=KdQp=1.120371=22408.1 m/d。（6）设计最大时污水量Qmax计算 Qmax=KzQp=1.422408.1=31371.34 m/d.（7） 各设计水量汇入表1中。项目水量m/dm/hm/sL/s平均日污水量Qp30371848.790.236235.78最大日污水量Qmr22408.1933.670.259259.78最大时污水量Qmax31371.341307.140.363363.09表1.各设计水量汇总1.3.2设计进水水质计算（1）混合污水中悬浮物SS计算Cs浓度计算 Cs=1000.as/Qs. =1000.as/Qs 式中：as每人天天排放SS克数，规范要求为4065g/(人.d),本设计取50g/(人.d) Qs每人天天排放水量，以L计； Qs每人天天用水量，以L计； 排放系数，取0.85；生活污水中SS浓度计算Cs1=100050/1500.85=392.16mg/L;工业废水(原始资料可知) Cs2=178mg/L; 混合污水中SS浓度计算 Cs=(Q生Cs1+Q工Cs2)/Q生+Q工式中：Q生-生活污水量，即8670+2601=11271m/d;Q工工业废水量，即9100 m/d;Css= (8670+2601) 392.16+1789100/20371 =296.49mg/L.(2)混合污水中BOD5浓度计算CBOD5=1000.as/Qs. =1000.as/Qs 式中：as每人天天排放BOD5 克数，规范要求为2550g/(人.d),本设计取40g/(人.d) Qs每人天天排放水量，以L计； Qs每人天天用水量，以L计； 排放系数，取0.85；生活污水中BOD5计算Cs1=100040/1500.85=313.73mg/L;工业废水中BOD5计算（可由原始资料取得） Cs2=169mg/L;混合污水中BOD5浓度计算CBOD5=(Q生Cs1+Q工Cs2)/Q生+Q工式中：Q生-生活污水量，即8670+2601=11271m/d;Q工工业废水量，即9100 m/d;CBOD5= (8670+2601) 313.73+1699100/20371 =249.08mg/L.1.4、设计人口及当量人口计算 N=N1+N2式中：N包含人口数（人）； N1居住区人口数（人）； N2工业废水这算当量人口数。N2可按下式计算：N2=CiQi/as式中：Ci工业废水中BOD5或SS浓度；Qi工业废水平均日流量；asBOD5、SS污染物排放标准。 工业废水按SS计算（as取50g/人.d）N2=Cs2Qp2/as=1789100/50=32396人=3.24万人；N=N1+N2=8.5+3.24=11.74万人； 工业废水按BOD5计算（as取40g/人.d）N2=CBOD5Qp2/as=1699100/40=384475人=3.84万人；N=N1+N2=8.5+3.84=12.34万人。1.5 污水处理程度1.5.1 混合污水处理程度指标（1）按SS为87%（2）按BOD5为90%1.5.2 出水浓度计算 去除率E=(Co-Ce/Co)100%得 Ce=Co(1-E)式中：Co、Ce进出水BOD5、SS浓度。则出水BOD5浓度Ce=296.49(1-0.87)=38.5437mg/L； 出水SS浓度Ce=249.08（1-0.9）=24.908mg/L。1.6 处理方法及处理步骤1.6.1 处理方法本设计采取一般活性污泥法1.6.2 处理工艺步骤进水泵房格栅贮砂池初沉池沉砂池污水外运图1：一般活性污泥法处理步骤图剩下污泥污泥泵站回流污泥外运消化池浓缩池接触池二沉池曝气池第二章 进水泵站2.1.1 污水泵站特点及形式 合建式矩形泵站 本设计流量较大，使用4台水泵，三用一备，这使得泵站规模较大，所以采取合建式矩形泵站，地下部分采取矩形或梯形，上部为矩形。组合形式更含有水力条件很好特点，矩形及组合泵房多为开槽施工。2.1.2 泵站部署 应用绿化带或建筑物进行隔离，而且宽度不应小于30m，还应考虑泵房内排水和通风。2.2 污水泵站设计2.2.1 设计依据 （1）设计流量应按最高日设计，并满足最大充满度流量要求。 （2）选泵时候，应该尽可能选择同一型号水泵，方便于检修，同时还应满足低流量时候调整要求。 （3）泵站构筑物不许可地下水渗透，设计时应该考虑地下水高度，设置有高于地下水位0.5m防水方法。 （4）泵站形式选择关键取决于水力条件及工程造价。2.2.2 泵站设计和计算 （1）流量Q确实定 最大时流量Qmax：Qmax=31371.34m/d=1307.14 m/h=0.363 m/s=363.09L/s.(2)泵站按最大时流量Qmax选泵，工4台（3用1备），每台水泵设计流量Q=Qmax/3=1307.14/3=435.7 m/h，查给水排水设计手册第册，选择200WLI-480-13型立式水泵，参数以下列表格所表示：型号流量m/h扬程m轴功率KW效率%转速r/min重量Kg200WLI480-134801322.5769801200水泵参数型号JmmBmmCmmDmmEmmFmmGmmHmm出口法兰mm进口法兰mm200WLI480-13DND1D2DND1D2410955795483500640750840200295340250335375水泵安装参数表（3）集水池容积计算 泵站集水池容积以最大一台泵56min流量计算，则 V=480660=48m有效水深取3.0m，则集水池面积为 A=V/H=483=16集水池长取4m，则宽B=A/L=164=4m.集水井最高水位和最低水位差值为1.5m2m，取1.55m,则取最低水位为 H1=5+h/D-0.1-1.55查给水排水管道系统机械工业出版社，得最大流量为363L/s时，DN=700mm,h/D=0.65，流速V=1.35m/s，则最低水位H1=5+0.65-0.1-1.55=4m 最高水位H2=4+1.55=5.55m. 水泵扬程校核各构筑物水头损失及构筑物之间水头损失h1如表2所表示：构筑物水头损失（m）出场管0.2巴氏计量槽0.3接触池0.2二沉池集水井0.2二沉池0.6二沉池配水井0.2曝气池0.4初沉池集水井0.3初沉池0.5初沉池配水井0.2沉砂池0.2管路水头损失h2，如表3所表示：各个管路水头损失（m）出水管 沉砂池0.3沉砂池 初沉池配水井0.4初沉池配水井 初沉池0.2初沉池 初沉池集水井0.2初沉池集水井 曝气池0.4曝气池 二沉池配水井0.4二沉池配水井 二沉池0.3二沉池 二沉池集水井0.3二沉池集水井 接触池0.3则h1=0.2+0.3+0.2+0.2+0.6+0.2+0.4+0.3+0.5+0.2+0.2=3.3m；h2=0.3+0.4+0.2+0.2+0.4+0.4+0.3+0.3+0.3=2.8m；所以总水头损失h=h1+h2=6.1m.出水口最高水位为10m，则集水井最高水位为10+6.1=16.1m.泵站管路系统损失以1.5m计，泵内损失以2.0m计，自由水头以1.0m计，则所需扬程：10+6.1-4+4.5=11.1m0.15m/s;(11) 进水渠道 格栅出水经过DN500管道进入沉砂池进水渠道，然后向两侧配水进入渠道，污水在渠道内流速为： V1=Q/B1H1 式中： V1进水管道水流流速（m/s）; B1进水渠道宽度（m）,取0.8m; H1进水渠道水深（m）;取0.8m. V1=0.363/0.80.8=0.567m/s.（12）排砂管道 采取沉砂池底部管道排砂，排砂管道管径DN200.（13）沉砂池部署图图53.3 首次沉淀池 33.1 首次沉淀池类型选择 沉淀池是应用沉淀作用去除水中悬浮物一个构筑物。沉淀池在废水处理中广为使用。它 型式很多，按池内水流方向可分为平流式、竖流式和辐流式三种。此次设计采取一般辐流式沉淀池。辐流式沉淀池，池体平面圆形为多，也有方形。废水自池中心进水管进入池，沿半径方向向池周缓缓流动。悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，澄清水从池周溢流出水渠。辐流式沉淀池多采取回转式刮泥机搜集污泥，刮泥机刮板将沉至池底污泥刮至池中心污泥斗，再借重力或污泥泵排走。为了刮泥机排泥要求，辐流式沉淀池池底坡度平缓。 辐流式沉淀池半桥式周围传动刮泥活性污泥法处理污水工艺过程中沉淀池理想配套设备适适用于一沉池或二沉池，关键功效是为去除沉淀池中沉淀污泥和水面表层漂浮物。通常适适用于大中池径沉淀池。周围传动，传动力矩大，而且相对节能；中心支座和旋转桁架以铰接形式连接，刮泥时产生扭矩作用于中心支座时即转化为中心旋转轴承圆周摩擦力，所以受力条件很好；中心进水、排泥，周围出水，对水体搅动力小，有利于污泥去除。 优点：采取机械排泥，运行很好，设备较简单，排泥设备已经有定型产品，沉淀性效果好，日处理量大，对水体搅动小，有利于悬浮物去除。缺点：池水水流速度不稳定，受进水影响较大；底部刮泥、排泥设备复杂，对施工单位要求高，占地面积较其它沉淀池大，通常适适用于大、中型污水处理厂。3.3.2 设计参数 一般辐流式沉淀池是圆形或正方形，直径或边长60m，最大可达100m，池水深1.5-3m,采取机械排泥，池底坡度不宜小于0.05，进水穿孔墙，孔穿率10%-20%。3.3.3 设计计算 （1）沉淀池表面积 取q0=2m/(m.h) , n=2座 A1=Qmax/n.q0=1306.8/4=326.7m （2）沉淀池直径D D=4A1/=4326.7/3.14=20.4m。 （3）有效水深h2 取沉淀时间为t=1.5h,则 h2=q0t=21.5=3m.（4）沉淀池总高度 每池天天污泥量W1（s取0.5L/人.d） W1=SNT/1000n=0.511.74100002/10002=58.7m 污泥斗容积V1用几何计算 V1=h5/3(r1+r1.r2+r2) 式中：r1取2m，r2取1m，h5=(r1-r2)tan=1.73m,则计算得， V1=12.7m. 池坡落差h4=(R-r1) 0.05=0.425m 所以，池底可贮存污泥体积为 V2=h4/3（R +Rr1+r1 ）=60.16m 总共能够贮存污泥体积V为： V=V1+V2=60.16+12.7=72.86m 58.7 m ，足够。沉淀池总高度H=1.73+0.425+0.5+3+0.3=5.955m （5）沉淀池周围外高度 h1+h2+h3=0.3+3+0.5=3.8m （6）径深比校核 D/h2=21/3=7,在6到10之间，合格。（7）设计计算草图图6所表示：第四章 二级处理构筑物4.1 曝气池4.1.1 污水处理程度计算及曝气池运行方法（1）污水处理程度计算 原污水BOD5=249.08mg/L，经初沉池处理，BOD5按降低25%考虑，则进入曝气池污水，其BOD5值Sa为： Sa=249.08（1-25%）=186.81mg/L 计算去除率，对此，首先计算处理水中非溶解性BOD5值， BOD5=7.1b.Xa.Ce 式中：Ce处理水中悬浮固体浓度，取值为24.908mg/L; b微生物本身氧化率，通常在0.005-1之间，取0.058； Xa活性微生物在处理水中所占百分比，取0.4. BOD5=7.10.0580.424.908=6.366mg/L 处理水中溶解性BOD5值为24.908-6.366=18.542mg/L 去除率=186.81-18.542/186.81=0.9（2）曝气池运行方法 以传统活性污泥法运行4.1.2 曝气池计算和各部分尺寸确实定 曝气池按BOD-污泥负荷法计算 （1）BOD-污泥负荷率确实定 拟采取BOD-污泥负荷率为0.3Kg/(KgMLSS.d),但为了稳妥，需加以校核：Kz取0.0188，Se=18.542mg/L, f=MLVSS/MLSS=0.75, =0.9,代入各值，得： Ns=Kz.Se.f/=0.290.3KgBOD5/(KgMLSS.d) 计算结果确定，则Ns取0.3.（2）确定混合液污泥浓度（X） 依据已经确定Ns值，查排水工程图4-7得对应SVI值为100-120，则取SVI为120，取r=1.2,R=50%,得： X=Rr.1000000/(1+R)SVI=3333.33300mg/L（3）确定曝气池容积V V=Q.Sa/Ns.X Sa=186.81mg/L,取近似值187mg/L,代入各值得： V=20371187/0.33300=3848m（4）确定曝气池各部分尺寸 设置2组曝气池，每组容积为3848/2=1924m; 池深取4.2m，则每组曝气池面积为： F=1924/4.2=458m 池宽B取4.5m，B/H=4.5/4.2=1.07，介于1-2之间，符合要求。 池长：F/B=458/4.5=101.8m L/B=101.8/4.5=22.6210，符合要求。 设五廊道式曝气池，廊道长： L1=L/5=101.8/5=20.3620m 取超高0.5m，则池总高