城某市污水处理厂二级处理工艺设计-学位论文.doc

第一节 设计任务及要求一、课程设计题目某城市污水处理厂二级处理工艺设计三、课程设计基础资料某城市污水处理厂二级处理工艺设计（附件1）四、课程设计内容和要求（一）设计内容：根据任务书给定资料，完成一个小型污水处理厂的工艺设计。2、设计图纸图纸右下角为设计图签，注明图名、比例、学生班级、姓名等。（1）污水处理厂总平面布置图1张（A3 CAD图）。 要求以计算或选定尺寸按一定比例绘出全部处理构筑物、及附属建筑物、道路、绿化、厂界。厂区内构筑物布置要合理，可按功能划分成几个区域（如：污水处理区、污泥处理区、办公及辅助区等）。标注构筑物外形尺寸、平面位置（可用相对坐标（x, y）表示，以某点的相对坐标为零点）； 绘出各种管渠、阀门、检查井等（例如：污水管、排泥管、回流污泥管、超越管、总事故管、空气管、上清液管、沼气管等）。标注管径、渠道尺寸、长度和坡度； 在右上角绘出指北针； 绘制管线等图例； 列表说明图中构（建）筑物的名称、数量和尺寸； 图纸布局要美观。（3）污水处理厂高程布置图1张（A3 CAD图）。 在污水与污泥处理流程中，要求沿污水、污泥在处理厂中流动的最长路程绘制流程中各处理构筑物、连接管渠的剖面展开图（从污水进厂的粗格栅起，至处理后的排水渠）； 图中要画出设计地面线、构筑物中水面线及标高，标注各构筑物的顶部、底部及水面线标高，标注构筑物名称； 图纸布局要美观。第二章 污水处理工艺流程说明第一节 设计规模的确定1.1 设计题目 某城市污水处理厂二级处理工艺设计1.2 设计资料（1）设计水量：100 000 T/d；（2）水质：表1-1 设计水质表序号项 目平均值(mg/l )序号项 目平均值(mg/l )1CODcr300-3505Norg10-202BOD52006TN30-403NH3-N20-307TP3-44SS200-3008pH6-9（3）处理要求：出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的二级标准。表1-2 排放水质表序号项 目指标值(mg/l)1COD1002BOD5303NH3-N254SS305TP3（4）厂区条件： 地势平坦，为300300一方形厂区； 气象条件：常年平均气温13； 工程地质：厂址周围工程地质良好，适合于修建城市污水处理厂，厂区平均海拔高程450m。（5）进水条件：来水水头为无压；来水管底标高446m。（6）排水条件：受纳水体为距离厂区围墙南侧50m有一河流，最高水位448m（50年一遇）。工艺方案分析：本项目污水处理的特点为：污水以有机污染为主，BOD/COD =0.75,可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值为典型城市污水值。针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。由于将来可能要求出水回用，处理工艺尚应硝化，考虑到NH3-N出水浓度排放要求较低，不必完全脱氮。根据国内外已运行的中、小型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用“A2/O活性污泥法”。一 设计规模设计流量：平均流量： Q平=10104m3/d=4166m3/h=1.16m3/s 总变化系数：Kz= (Qa平均流量，L/s) = =1.24 设计流量Qmax： Qmax= KzQa=1.24100000 =124000m3/d =5167 m3/h =1.44 m3/s 第二节 处理程度确定一水质的确定 1.2 设计资料（1）设计水量：100 000 T/d；（2）水质：表1-1 设计水质表序号项 目平均值(mg/l )序号项 目平均值(mg/l )1CODcr300-3505Norg10-202BOD52006TN30-403NH3-N20-307TP3-44SS200-3008pH6-9（3）处理要求：出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的二级标准。表1-2 排放水质表序号项 目指标值(mg/l)1COD1002BOD5303NH3-N254SS305TP3二 处理程度计算BOD5去除率 =100%=85%SS去除率 =100%=90%NH3-N去除率 =100%=16.7%TP去除率 =100%=25%第一节 污水处理厂的工艺流程方案的选择根据进水水质分析，以及出水要求，选择采用A2/O工艺方案：方案 A2O工艺: 污泥回流污水提升泵房细格栅排江接触池二沉池好氧池缺氧池厌氧池沉砂池粗格栅 混合液回流 硝化液回流污水剩余污泥 泥饼外运运脱水机房贮泥池浓缩池据进水水质及处理程度，该污水厂必须进行生物脱氧除磷三级处理。一级处理是由格栅沉砂池组成，其作用是去除污水中的固体污染物。通过一级处理BOD5可去除20%30%。二级处理采用生物处理方法，去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物。三级处理，进一步处理难降解的有机氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性有机物，主要采用生物脱氮除磷法。本设计采用A2/O工艺。 第四节 工艺处理构筑物与设备的设计一、格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，被安装在污水管道上，泵房集水井的进口或污水处理厂的端部，用以截流较大的悬浮物或漂流物，以便减轻后续构筑物的处理负荷，并使之正常运行。被接流的物质为栅渣，清渣的方法有人工清渣和机械清渣。设计数据1过栅流速取1m/s；2. 粗格栅栅条间隙为取b50mm；3. 格栅倾角一般采用4575，取=；4栅前渠道内的水流速度一般采用0.40.9m/s；5通过格栅的水头损失一般采用0.080.15m；6. 格栅间隙为1625mm，栅渣量W1=0.100.05m3/103m3污水；7. 每日栅渣量大于0.2m3，一般采用机械除渣。计算结果1. 粗格栅 栅条宽度B=8.55m；细格栅B=2.8m2栅槽总长度L=3.95m；3. 栅后槽总高H=1.57m；4. 每日粗格栅栅渣量W=1.08 m3/d；细栅渣量W=0.54m3/d；二、 沉砂池沉砂池功能是去除较大的无机颗粒，例如泥砂，煤渣，一般设于泵站，倒虹吸管前以减轻机械，管道的磨损，也可设于初沉池之前,以减轻沉淀池负荷，改善污泥处理构筑物的处理条件。选择曝气沉砂池，该沉砂池是在池子的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向恒速环流。该池的优点是通过调节曝气量，可以控制污水的旋转速度，使沉砂效率较稳定，受流量变化的影响较小。同时还对污水起预曝气作用。曝气沉砂池的设计数据1最大设计流量时的水平流速0.060.12m/s，取V1=0.12m/s。2设计有效水深23m， h=2m。3每立方米污水所需空气量0.10.2m3,取0.2m3。4清除沉砂的间隔时间T=d。5水平流速V=0.12m/s6.有效水深h=2.0m曝气沉砂池的设计计算结果1池子总宽度B=4.30m；2池子长度L=7.5m；3沉砂室高度h3=1.30m；4池总高度H=3.90m；三 方案 A2O工艺：工艺原理：1厌氧池：流入原污泥水及同步进入的从二沉池回流的含磷污泥。该池主要功能为释放磷，使污水中磷的浓度升高，溶解性有机物被生物吸收而使污水中BOD5浓度下降。NH3N因细胞合成而被去除一部分，使污水中浓度下降，但NH3N含量无变化。2缺氧池：反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源，将回流液带入的大量NO 3N和NO2N还原为N2释放至空气中。BOD5浓度下降，NO 3N的浓度大幅度下降，而磷的变化很小。3好氧池：有机物被微生物生化降解而继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使NH3N浓度显著下降，但该过程使NO 3N浓度增加，磷随着聚磷菌的过量摄取，也以较快速度下降。 好氧池将NH3N完全硝化，缺氧池完成脱氮功能；缺氧池和好氧池联合完成除磷的功能。工艺特点：(1)厌氧、缺氧，好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时除有机物，脱氮，除磷的功能。(2)工艺流程简单，总的水力停留时间少于其他同类工艺。(3)在厌，缺，好氧交替运行下，丝状菌不会大量产生，不会发生污泥膨胀。(4)脱氮效果受混合液回流比大小的影响，以2Q为限，除磷效果受回流污泥中夹带DO和NO 3N的影响，因而脱氮除磷效率不可能很高。、A2/O工艺设计：1中进周出初沉池2座D=24.10m2. 好氧池2座，BL=6043m, 五廊道推流式。厌氧池D=22m，缺氧池D=31.6m。3. 曝气采用鼓风系统，先用网状模型微孔空气扩散器，服务面积0.49 m2, 所需空气扩散器总数为5265个.4. 污泥回流50%.回流污泥泵提升设备采用螺旋泵LXB-1000型三台.两用一备.提升高度为2.5 m,功率11 kw,低扬程,低转速,流量范围广,且不破坏污泥活性.5. 剩余污泥量为3782.09kg/d, 采用21/2NWL型污泥泵三台,两用一备.提升高度5.83.6 m,转速1440r/min.配套电动机功率1.5 kw.6. 硝化液回流231%五 二沉池工艺设计二沉池采用周进周出辐流式二沉池 工艺原理：二沉池设在曝气池之后，是以沉淀去除生物处理过程中产生的污 泥，获得澄清的处理水为主要目的。、二沉池设计：设置2座，沉淀时间1.5h ，单池直径36 m，沉淀池总高5.35m.六 污泥处理、浓缩室：污泥浓缩用于降低污泥空隙水。浓缩后含水率为97%。采用重力浓缩池处理污泥量472.76m3/d. 浓缩池2座,池径D=12m，池高3.36 m,处理后的上清液回到反应池.、 脱水间：采用YDP1000带式压滤机，一用一备。滤带宽1000 m m。传动机采用YGT4，功率3.0 kw,转速为1001250r/min的滤带清洗水泵，清洗水压1.5 kg/cm2.污泥经浓缩后含水96%,再经机械脱水及过滤介质形成滤液,而固体颗粒被截留在介质上,形成滤饼而脱水,脱水后含水率为7080%，再经干化外运。第二篇 污水厂设计计算说明书第一章 一级处理第一节 粗格栅一 设计参数设计流量 Qmax=124000m3/d=1.44m3/s.格栅倾角格栅间隙净宽 b=50mm单位栅渣量 0.03m3栅渣/103m3污水二 设计计算1. 栅条间隙数：2. 设栅前水深h=1m n=35个3. 栅槽宽度： B=S（n-1）+bn = =8.55m4. 每日渣量W=QW=3.61040.0310-3 =1.08m3/d0.2m3/d 宜采用机械清渣5. 栅前槽高度工作台台面高出栅前最高设计水位0.5m故 H1=1+0.5=1.5m5. 过栅水头损失 因栅条断面为圆形，形状系数为 h1=4/3 ()k =1.794/3()()3 =0.05m6. 栅后槽高度 H2=1+0.5+0.05=1.55m7. 采用钢筋混凝土管8. 采用两组格栅一用一备第二节 细格栅一. 设计参数设计流量 ，建两组Q设=Qmax/2=1.44/2=0.72m3/s栅前流速 V1=1m/s 过栅流速 V2=1m/s格栅倾角 ，栅条采用断面形状为圆形的钢条。直径S=20mm格栅间隙 b=10mm设单位栅渣 0.03m3栅渣/103m3污水二. 设计计算1. 每组栅条的间隙数：设栅前水深h=0.4mn=（Q设）/bhV =94个2. 栅槽宽度 B=S（n-1）+bn = =2.8m3. 进水渠道渐宽部分长度设进水渠道宽B1=0.8m，其渐宽部分展开角度 1=L1= =2.83m4. 栅槽与出水渠道连接处渐宽部分长度 L2=L1/2=1.415M5. 过栅水头损失h1因为栅条为圆形截面，取形状系数 H1=4/3(V2/2g)()k =1.794/3 =0.7m6. 栅前槽总高度H1取超高h2=0.5m H1=h+h2=0.4+0.5=0.9m7. 栅后槽总高H2 H2=h+h1+h2 =0.4+0.67+0.5=1.57m8. 栅槽总长度 L=l1+l2+0.5+1.0+H1/tg =1.43+0.72+0.5+1.0+ =3.95m9. 一台格栅渣量 W=（3.6104/2）0.0310-3 =0.54m3/d0.2m3/d宜采用机械清渣第二节 曝气沉沙池一 设计参数设计流量Qmax=1.44m3/s 设计停留时间 t=2min水平流速 V=0.2m/s 有效水深 h=2.0m二 设计计算1. 池体设计计算(1)池子总有效体积V=Qmaxt60=1.44260=172.8m3(2) 池子平面面积 A1=86.4m2(3) 水流断面积: A2=7.2m2(4) 池总宽B=3.6m 取B=3.8m 沉沙池分两个如图所示: 池宽1.9m,池底坡度0.5,超高0.6m 全池总高(5) 每格沉沙池实际进水断面面积A=1.9 A=4.57m(6) 池长 L= =24m(7) 每格沉沙池沉沙容量V。 V。=10.8m32. 曝气系统设计计算每立方米污水每小时曝气量q=0.2m3/(m3污水h)空气用量Qa=qQmax=0.2 Qa=1036.8m3/h空气管布置:在两格曝气沉沙池的公共隔墙上布置空气干管,再通过支管与干管连接. 曝气管在水下1.8m3. 排沙量计算: 设含砂量为 20m3/106m3污水 .每两天排砂一次 V。=2010-63600242 V。=2.84m310.8m3采用机械清渣。第三节 提升泵房1、 水泵选择设计水量124000m3/d，选择用6台潜污泵(4用2备)扬程/m流量/(m3/h)转速/(r/min)轴功率/kw叶轮直径/mm效率/%7.221210145029.930079.52、 集水池、容积按一台泵最大流量时6min的出流量设计，则集水池的有效容积、面积取有效水深，则面积、泵位及安装:潜水电泵直接置于集水池内，电泵检修采用移动吊架。第四节 沉砂池沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒，保证后续处理构筑物的正常运行。选型：平流式沉砂池设计参数：设计流量，设计水力停留时间水平流速1、 长度：2、 水流断面面积：3、 池总宽度：有效水深4、 沉砂斗容积：T2d，X30m3/106m35、 每个沉砂斗的容积(V0) 设每一分格有2格沉砂斗，则6、 沉砂斗各部分尺寸：设贮砂斗底宽b10.5m；斗壁与水平面的倾角60，贮砂斗高h31.0m7、贮砂斗容积：(V1)8、沉砂室高度：(h3)设采用重力排砂，池底坡度i6，坡向砂斗，则9、池总高度：(H)10、核算最小流速 (符合要求)第五节 初沉池初沉池的作用室对污水仲密度大的固体悬浮物进行沉淀分离。选型：平流式沉淀池设计参数：1、 池子总面积A，表明负荷取2、 沉淀部分有效水深h2 取t1.5h3、 沉淀部分有效容积V 4、 池长L 5、 池子总宽度B 6、 池子个数，宽度取b5m 7、 校核长宽比 (符合要求)8、 污泥部分所需总容积V已知进水SS浓度=300mg/L初沉池效率设计50，则出水SS浓度设污泥含水率97，两次排泥时间间隔T=2d，污泥容重9、 每格池污泥所需容积V 10、污泥斗容积V1，11、 污泥斗以上梯形部分污泥容积V2 12、 污泥斗和梯形部分容积 13、 沉淀池总高度H 取8m第二章 A/A/O工艺第一节 设计参数设计参数1、设计最大流量Q=100 000m3/d2、设计进水水质COD=300mg/L；BOD5(S0)=200mg/L；SS=300mg/L；NH3-N=30mg/L；TP=4mg/L3、设计出水水质COD=100mg/L；BOD5(Se)=30mg/L；SS=30mg/L；NH3-N=25mg/L；TP=3mg/L4、设计计算，采用A2/O生物除磷工艺、 BOD5污泥负荷N=0.25kgBOD5/(kgMLSSd)、 回流污泥浓度XR=8000mg/L、 污泥回流比R=100%、 混合液悬浮固体浓度、 反应池容积V、 反应池总水力停留时间、 各段水力停留时间和容积厌氧：缺氧：好氧1：1：3厌氧池水力停留时间，池容；缺氧池水力停留时间，池容；好氧池水力停留时间，池容、 厌氧段总磷负荷、 反应池主要尺寸反应池总容积设反应池2组，单组池容有效水深单组有效面积采用5廊道式推流式反应池，廊道宽单组反应池长度校核： (满足) (满足)取超高为1.0m，则反应池总高、 反应池进、出水系统计算 进水管单组反应池进水管设计流量管道流速管道过水断面面积管径取出水管管径DN800mm校核管道流速 回流污泥渠道。单组反应池回流污泥渠道设计流量QR渠道流速取回流污泥管管径DN800mm 进水井反应池进水孔尺寸：进水孔过流量孔口流速孔口过水断面积孔口尺寸取进水竖井平面尺寸 出水堰及出水竖井。按矩形堰流量公式：式中堰宽，H堰上水头高，m出水孔过流量孔口流速孔口过水断面积孔口尺寸取进水竖井平面尺寸 出水管。单组反应池出水管设计流量管道流速管道过水断面积管径取出水管管径DN1200mm校核管道流速、 曝气系统设计计算 设计需氧量AOR。AOR（去除BOD5需氧量-剩余污泥中BODu氧当量）+（NH3-N硝化需氧量-剩余污泥中NH3-N的氧当量）-反硝化脱氮产氧量碳化需氧量D1硝化需要量D2反硝化脱氮产生的氧量总需要量最大需要量与平均需氧量之比为1.4，则去除1kgBOD5的需氧量 标准需氧量采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度3.8m，氧转移效率EA20，计算温度T=25。相应最大时标准需氧量好氧反应池平均时供气量最大时供气量 所需空气压力p式中 曝气器数量计算(以单组反应池计算)按供氧能力计算所需曝气器数量。 供风管道计算供风干管道采用环状布置。流量流速管径取干管管径微DN800mm单侧供气(向单侧廊道供气)支管流速管径取支管管径为DN500mm双侧供气流速管径取支管管径DN=700mm、厌氧池设备选择(以单组反应池计算)厌氧池设导流墙，将厌氧池分成5格。每格内设潜水搅拌机1台，所需功率按池容计算。厌氧池有效容积混合全池污水所需功率为、 污泥回流设备污泥回流比污泥回流量设回流污泥泵房1座，内设6台潜污泵(4用2备)单泵流量水泵扬程根据竖向流程确定。、 混合液回流设备 混合液回流泵混合液回流比混合液回流量设混合液回流泵房4座，每座泵房内设6台潜污泵(4用2备)单泵流量 混合液回流管。混合液回流管设计泵房进水管设计流速采用管道过水断面积管径取泵房进水管管径DN1200mm校核管道流速泵房压力出水总管设计流量设计流速采用第二节 二沉池设计参数为了使沉淀池内水流更稳、进出水配水更均匀、存排泥更方便，常采用圆形辐流式二沉池。二沉池为中心进水，周边出水，幅流式沉淀池，共4座。二沉池面积按表面负荷法计算，水力停留时间t=2.5h，表面负荷为1.5m3/（m2h-1）。1) 池体设计计算. 二沉池表面面积二沉池直径， 取29.8m. 池体有效水深. 混合液浓度 ，回流污泥浓度为为保证污泥回流浓度，二沉池的存泥时间不宜小于2h，二沉池污泥区所需存泥容积Vw采用机械刮吸泥机连续排泥，设泥斗的高度H2为0.5m。. 二沉池缓冲区高度H3=0.5m，超高为H4=0.3m，沉淀池坡度落差H5=0.63m二沉池边总高度m. 校核径深比二沉池直径与水深比为，符合要求2) 进水系统计算. 进水管计算单池设计污水流量进水管设计流量选取管径DN1000mm，流速坡降为 1000i=1.83. 进水竖井进水竖井采用D2=1.5m，流速为0.10.2m/s出水口尺寸0.451.5m,共6个，沿井壁均匀分布。出水口流速. 稳流筒计算取筒中流速稳流筒过流面积稳流筒直径 3) 出水部分设计a 单池设计流量b 环形集水槽内流量c 环形集水槽设计采用周边集水槽，单侧集水，每池只有一个总出水口，安全系数k取1.2集水槽宽度取集水槽起点水深为集水槽终点水深为槽深取0.7m，采用双侧集水环形集水槽计算，取槽宽b=0.8m，槽中流速槽内终点水深槽内起点水深校核：当水流增加一倍时，q=0.2896 m/s，v=0.8m/s设计取环形槽内水深为0.6m，集水槽总高为0.6+0.3（超高）=0.9m，采用90三角堰。d 出水溢流堰的设计采用出水三角堰（90），堰上水头（三角口底部至上游水面的高度）H1=0.05m(H2O).每个三角堰的流量三角堰个数三角堰中心距（单侧出水）4) 排泥部分设计 单池污泥量总污泥量为回流污泥量加剩余污泥量回流污泥量剩余污泥量 集泥槽沿整个池径为两边集泥第三节 消毒接触池4、加氯间、加氯量按每立方米投加5g计，则、加氯设备选用6台REGAL-2100型负压加氯机（4用2备），单台加氯量为10kg/h6、 污泥泵房设计污泥回流泵房2座1、设计参数污泥回流比100设计回流污泥流量100000m3/d剩余污泥量42600m3/d2、 污泥泵回流污泥泵8台（6用2备），型号200QW350-20-37潜水排污泵剩余污泥泵6台（4用2备），型号200QW350-20-37潜水排污泵3、 集泥池、容积按1台泵最大流量时6min的出流量设计取集泥池容积60m3、面积有效水深，面积集泥池长度取5m，宽度4、 泵位及安装排污泵直接置于集水池内，排污泵检修采用移动吊架。7、 污泥浓缩池初沉池污泥含水率大约95设计参数1、 单浓缩池尺寸2、 浓缩后污泥体积3、采用周边驱动单臂旋转式刮泥机。8、 贮泥池1、 污泥量2、 贮泥池容积设计贮泥池周期1d，则贮泥池容积3、 贮泥池尺寸4、 搅拌设备为防止污泥在贮泥池终沉淀，贮泥池内设置搅拌设备。设置液下搅拌机2台，功率10kw。9、 脱水间1、 压滤机2、加药量计算投加量 以干固体的0.4%计. 污水厂平面布置（见布置图）1.布置紧凑，流线清楚。2.生活活动区，污水区、污泥区，界线分明从大门进去为综合楼宿舍，食堂等，形成入口的生活区，该区位于主导风向的上风向，距离格栅、污泥区很远，加强绿化，环境较好。3.污泥区位于下风向且在厂区的最下角，消化池距离构建筑物较远，不影响其它设施。4.生产辅助区距需检修用电等较多的构筑较近，方便了工作人员。5.厂区内道路设计考虑工作人员可以顺利到达任何处。6.设有后门，生产过程中产生的栅渣，沉砂、泥饼等由后门运走，而不走前门，避免了影响大门处生活区的环境清洁。7采用A20法，对溶解氧的控制要求高，所以处理构筑物用暗管连接。8绿化率较高。第六节 高程布置 高程布置结果 为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动以按重力流考虑为宜。高程布置时，使接触池的水面与地面相平，然后根据水头损失通过水力计算推前构筑物各控制标高。计算结果如下：池顶标高水面标高池底标高沉砂池450.5450448初沉池449.64449.3444.63厌氧池449.202448.802443.802缺氧池448.527447.12442.127好氧池447.051446.551441.551二沉池447.25445.75440.90接触池446.50446.50444.501、- 25 -