某城市日处理水量3万3m污水处理厂工艺设计课程设计.docx

第1章 课程设计任务书
1.1设计题目
某城市日处理水量3万污水处理厂工艺设计
1.2设计资料
1．处理流量：5万
2.进出水要求
1.3设计要求
1.方案确定
按照原始资料数据进行处理方案的确定，拟定处理工艺流程，选择各处理构筑物。
2.设计计算
各构筑物的设计参数应根据同类型污水的实际运行参数或参考有关手册选用；各构筑物的尺寸计算。
3.平面和高程布置
根据构筑物的尺寸合理进行平面布置和高程布置。
4.编写设计说明，计算书
第2章 污水处理工艺流程说明
2.1工艺方案分析
工艺
工艺自被开发以来，就因为某特有的经济技术化优势和环境效益，愈来愈受到人们的广泛重视。在一个处理系统中同时具有厌氧区、缺氧区、和好氧区，能够同时做到脱氧、除磷和有机物的降解。
污水经过第一个厌氧反应器以后进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是进行脱氧。硝态氮通过混合液内循环由好氧反应器传输过来，通常内回流为倍原污水流量，部分有机物在反硝化菌的作用下利用硝酸盐作为电子受体而得到降解去除。混合液从缺氧反应区进入好氧反应区，混合液中的浓度已基本接近排放标准，在好氧反应区出进一步降解有机物外，主要进行氧氮的硝化和磷的吸收，混合液中硝态氮回流至缺氧反应区，污泥中华过量吸收的磷通过剩余污泥排除。
该工艺流程简单，污泥在厌氧、缺氧和好氧环境中交替运行，丝状菌不能大量繁殖，污泥沉降性能好。在同时脱氧除磷的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。
该法需要注意的问题。进入沉淀池的混合液通常需要保持一定的溶解氧浓度，以防沉淀池中反硝化和污泥厌氧释磷，但这会导致回流污泥和回流混合液中存在一定的溶解氧，回流污泥中存在的硝酸盐对厌氧释磷过程也存在一定影响。同时，系统所排放的剩余污泥中，仅有一部分污泥经历了完整的厌氧和好氧的过程，影响了污泥的充分吸磷，系统污泥龄因为兼顾硝化菌的生长而不可能太短，导致除磷效果难于进一步提高。
综上，充分考虑工艺的特点及进出水质的要求，最终确定选择工艺为本厂的污水处理工艺。
2.2工艺流程
处理厂的工艺流程选择是指在达到要求处理程度的前提下，污水处理各单元的有机合；构筑物的选择是指处理构筑物形式的选择。两者是相互联系，相互影响的。
本设计采用法，污水处理工艺如图1所示
出水
进水
沉沙池
至污泥脱水机房
好氧池
污泥浓缩池
厌氧池
初沉池
缺氧池
二沉池

该流程包括完整的二级处理的格栅、沉砂池和初沉池进入二级处理的厌氧池、缺氧池和曝气池，然后在二沉池中进行泥水分离，二沉池出水后直接排放。二沉池中一部分污泥作为回流污泥进入二级处理部分，剩余污泥与初沉池污泥进入污泥浓缩池，经浓缩池之后的污泥进入脱水机房加药脱水，最后外运。
该工艺的优特点：
优点：①该工艺为最简单的同步脱氧除磷工艺，总的水力停留时间和总厂占地面积少于其他工艺。②污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。③在厌氧、缺氧、好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量的增值，无污泥膨胀之虞，的值一般均小于。④运行中无需投药，两个段只用轻缓搅拌，以保证充分溶解氧浓度，运行费低。
缺点：①除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当值高时更是如此。②对沉淀池要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解氧浓度也不宜过高，以防止循环混合液对缺氧反应器的干扰。③脱氧效果也难于进一步提高，内循环量一般以2为限，不宜太高，否则会增加运行费用。
此工艺适用于对氮、磷排放指标均有严格要求的城镇污水处理。
第3章 设计说明书
3.1中格栅
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。
设计参数：
日平均流量
总变化系数
最大设计流量
格栅倾角
格栅间隙
栅条宽度
栅前水深
栅前渠道超高
过栅流速
单位栅渣量
设计计算：
⑴栅条的间隙数

⑵栅槽宽度
栅槽宽度一般比格栅宽取
则栅槽宽度
⑶通过格栅的水头损失

⑷栅后槽总高度

⑸栅槽总长度
①进水渠道渐宽部分的长度
设进水渠宽，其渐宽部分展开角度.

②栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度

③栅前渠道深

则栅槽总长度
⑹每日栅渣量

故采用机械清渣。
⑺计算草图如下
3.2沉砂池
沉砂池的作用是从污水中将比重较大的颗粒去除，其工作原理是以重心分离为基础，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走。
因曝气沉砂池的曝气作用要消耗能量，对生物脱氮除磷系统的厌氧段或缺氧段的运行存在不利影响，故采用平流式沉砂池，具有处理效果好，结构简单等优点。
设计参数
最大设计流量：
设计流速：
水力停留时间：
设计计算
⑴沉砂池长度

⑵水流断面积

⑶池总宽度
设计，梅格宽取，池总宽。
⑷有效水深

⑸贮砂斗所需要容积
设计，即考虑排泥时间间隔为，则贮砂斗的容积
注：--城镇污水的沉砂量，一般采用
每格沉砂池设两个贮砂斗，两格共有四个贮砂斗，则每个贮砂斗所需容积

⑹贮砂斗各部分尺寸计算
设贮砂斗底宽，斗壁与水平面的倾角为，斗高，则贮砂斗的上口宽为：

贮砂斗的容积 （略大于，符合要求）
⑺贮砂室的高度
采用重力排砂设计池底坡度为，坡向沉砂斗长度为：

则贮砂室的高度为：

⑻池总高度
设超高，
⑼校核最小流量时的流速：
最小流量即平均日流量：
则：，符合要求。
⑽计算草图如下：
3.3初沉池
本设计采用平流式沉淀池
设计参数：
表面负荷
水力停留时间（沉淀时间）：
设计计算
⑴池子总面积

⑵沉淀部分有效水深

⑶沉淀部分有效容积

⑷池长
取最大设计流量时的水平流速

⑸池子总宽度

⑹池子个数
设每个池子分格宽度，则
⑺校核长宽比
，（符合要求）
⑻污泥部分需要的总容积
取污泥量，污泥含水率为%，设计人口，两次清除污泥间隔时间，则
每人每日污泥量

⑼每格池污泥所需容积

⑽污泥斗容积（采用污泥斗如图所示）

⑾污泥斗以上梯形部分污泥容积
取污泥斗以上梯形部分下底长度，则

污泥斗以上梯形部分上底长度

⑿污泥斗和梯形污泥容积

⒀池子总高度
设缓冲层高度，则：

二级处理的主体结构物是活性污泥的反应器即厌氧缺氧好氧反应器其独特的结构使其具有脱氮除磷功能，经过曝气池后，水质得到很大的改善。
4.厌氧池
建造一组厌氧池，采用推流式设计。
设计参数：
设计流量：
水力停留时间：
设计计算：
（1）厌氧池容积：
（2）厌氧池尺寸，水深取为：
则厌氧池面积：

池宽取，则池长，取。
设双廊道式厌氧池
考虑的超高，故池总高为

5.缺氧池
建造一组缺氧池，池中设搅拌装置。
设计参数：
设计流量：
水力停留时间：
设计计算：
（1）
缺氧池容积：

缺氧池尺寸
水深取，则缺氧池面积：

池宽取，则池长

考虑超高。故池高总高为

6.曝气池
本设计采用传统推统式曝气池，采用鼓风曝气系统。
设计参数：
设计进数量：
BOD污泥负荷率：0.3kgBODs/(kgMLssd)
设计计算：
①污水处理成都的计算
取原污水BODs值为150mg/L，经初沉淀及缺氢池。厌氧段处理，按降低30%考虑，则进入曝气池的污水，其BODs值()为：
=150*（1-30%）=105（mg/L）
出水中BODs由两个部分组成，一是没有被生物降解的溶解性BODs，二是没有沉淀下表随出水漂走的非溶解性BODs，取处理水中悬浮固体浓度=20mg/L，微生物自身氧化率b一般介于0.05-0.1之间，取0.08，活性微生物在处理水中所占的比例，取值=0.4；则处理水中的非溶解性BODs值为：
BODs=5*（1.42b ）=5*(1.42*0.08*0.4*20)=4.5(mg/L)
处理水中溶解性BODs值为：20-4.5=15.5（mg/L）
去除率n==0.852
②曝气池BODs污泥负荷率的确定
拟定采用BOD无敌负荷率为0.3BODs（kgMLSSd）,需加以校核，校核公式：
=
取值0.0200，=15.5mg/L,n=0.852,
代入各值：

计算结果确证，

（3）、确定混合液污泥浓度
根据以确定的值，查得相应的SVI值为120-140，取值135，取
污泥回流比R=80%,则曝气池混合液污泥浓度X(mg/L)为：

（4）、曝气池的容积

根据适性污泥的凝聚性能，混合液污泥浓度不可能高于回流污泥浓度

（5）、确定曝气池各部分尺寸
名义水力停留时间：

实际水力停留时间：

设两组曝气池，每组容积为：
池深，则每组面积
池宽,则,介于1-2之间，符合要求，
池长
设五廊道曝气池，则每廊道长：

取超高0.5，则池总高为：

（６）、计算每天排除的剩余污泥
查阅资料得：取，取，取
①、按表观污泥产率计算

计算系统排除的以挥发性悬浮固体计的干污泥量：

计算总排泥量：

②、计算曝气池的需氧量
（7）、空气量计算
如果采用鼓风曝气，设曝气池有效水深，曝气扩散器安装距池底，则扩散器上静水压。其他相关参数选择：，曝气设备堵塞系数。采用管式微孔扩散设备，,扩散器压力损失为，，扩散器出口处的绝对压力为

空气离开曝气池面时，气泡含氧体积分数计算：

时曝气池混合液中平均氧饱和度计算：

将计算需氧量按计算式换算为标准条件下充氧量（，脱氧清水）

曝气池供气量

（8）、鼓风机出后风压计算
选择一条最不利空气管理计算管的沉程和局部压力损失，如果管路压力损失（计算省略），扩散器压力损失，出口风压：

（9）、双回流污泥泵房
取回流比,设三台回流污泥泵，备用一台，则每台污泥流量为：

选螺旋泵的型号为，据此设计回流污泥泵房。
7、二沉池
本设计中采用中央进水辐流式沉淀池三座，则每座设计进水量：采用周边传动挂泥机。
设计参数：
表面符合的范围为，
水力停留时间（沉淀时间），
设计计算：
⑴沉淀池面积：
⑵沉淀池直径：
⑶沉淀池有效水深：

⑷贮泥斗容积
为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用，二沉池污泥区所需存泥容积：

设池边坡度为，进水头部直径为，则：

⑸椎体部分容积为：

⑹二沉池总高度:
取二沉池缓冲层高度，超高，另需一段主体装泥，
设某高为
则

⑺校核堰负荷：
径深比

均在6-12之间，符合要求
堰负荷
符合要求，单边排水即可。
8、污泥浓缩池
污泥含水率高，体积大，从而对污泥的处理、利用及输送都造成困难，所以对污泥进行浓缩。重力浓缩法是利用自然的重力沉降作用，使固体中的间隙水得以分离。重力浓缩也可以分为间歇式和连续式两种，我们选用间歇式重力浓缩池，如图所示：

设计计算：
（1） 剩余污泥量的计算
剩余污泥量：
故采用间歇式排泥，剩余污泥量为
（2） 浓缩池的直径
采用两个圆形间歇式污泥浓缩池，有效水深，浓缩时间取。
则浓缩池面积

则其污泥固体负荷为：

浓缩池污泥负荷取20-30之间，故以上设计符合要求。
采用两个污泥浓缩池，则每个浓缩池面积为
浓缩池直径 。
（3） 污泥斗容积
污泥斗上口半径，其下口半径，污泥斗倾角取，则其高
污泥斗容积：

（4） 浓缩池高度

计算结果确证，

（3）、确定混合液污泥浓度
根据以确定的值，查得相应的SVI值为120-140，取值135，取
污泥回流比R=80%,则曝气池混合液污泥浓度X(mg/L)为：

（4）、曝气池的容积

根据适性污泥的凝聚性能，混合液污泥浓度不可能高于回流污泥浓度

（5）、确定曝气池各部分尺寸
名义水力停留时间：

实际水力停留时间：

设两组曝气池，每组容积为：
池深，则每组面积
池宽,则,介于1-2之间，符合要求，
池长
设五廊道曝气池，则每廊道长：

取超高0.5，则池总高为：

（６）、计算每天排除的剩余污泥
查阅资料得：取，取，取
①、按表观污泥产率计算

计算系统排除的以挥发性悬浮固体计的干污泥量：

计算总排泥量：

②、计算曝气池的需氧量
（7）、空气量计算
如果采用鼓风曝气，设曝气池有效水深，曝气扩散器安装距池底，则扩散器上静水压。其他相关参数选择：，曝气设备堵塞系数。采用管式微孔扩散设备，,扩散器压力损失为，，扩散器出口处的绝对压力为

空气离开曝气池面时，气泡含氧体积分数计算：

时曝气池混合液中平均氧饱和度计算：

将计算需氧量按计算式换算为标准条件下充氧量（，脱氧清水）

曝气池供气量

（8）、鼓风机出后风压计算
选择一条最不利空气管理计算管的沉程和局部压力损失，如果管路压力损失（计算省略），扩散器压力损失，出口风压：

（9）、双回流污泥泵房
取回流比,设三台回流污泥泵，备用一台，则每台污泥流量为：

选螺旋泵的型号为，据此设计回流污泥泵房。
7、二沉池
本设计中采用中央进水辐流式沉淀池三座，则每座设计进水量：采用周边传动挂泥机。
设计参数：
表面符合的范围为，
水力停留时间（沉淀时间），
设计计算：
⑴沉淀池面积：
⑵沉淀池直径：
⑶沉淀池有效水深：

⑷贮泥斗容积
为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用，二沉池污泥区所需存泥容积：

设池边坡度为，进水头部直径为，则：

⑸椎体部分容积为：

⑹二沉池总高度:
取二沉池缓冲层高度，超高，另需一段主体装泥，
设某高为
则

⑺校核堰负荷：
径深比

均在6-12之间，符合要求
堰负荷
符合要求，单边排水即可。
8、污泥浓缩池
污泥含水率高，体积大，从而对污泥的处理、利用及输送都造成困难，所以对污泥进行浓缩。重力浓缩法是利用自然的重力沉降作用，使固体中的间隙水得以分离。重力浓缩也可以分为间歇式和连续式两种，我们选用间歇式重力浓缩池，如图所示：

设计计算：
（5） 剩余污泥量的计算
剩余污泥量：
故采用间歇式排泥，剩余污泥量为
（6） 浓缩池的直径
采用两个圆形间歇式污泥浓缩池，有效水深，浓缩时间取。
则浓缩池面积

则其污泥固体负荷为：

浓缩池污泥负荷取20-30之间，故以上设计符合要求。
采用两个污泥浓缩池，则每个浓缩池面积为
浓缩池直径 。
（7） 污泥斗容积
污泥斗上口半径，其下口半径，污泥斗倾角取，则其高
污泥斗容积：

（8） 浓缩池高度