某开发区污水处理厂的初步设计.doc

目录摘 要3Abstract4第一章 设计概论61.1 设计依据和任务61.2 设计目的7第二章 工艺流程的确定82.1 工艺流程的比较82.2 工艺流程的选择11第三章 工艺流程设计计算133.1 设计流量的计算133.2 设备设计计算133.2.1 格栅133.2.2 提升泵房143.2.3 沉砂池153.2.4 初沉池163.2.5 A2/O173.2.6 二沉池233.2.7 接触池和加氯间253.2.8 污泥处理构筑物的计算263.3 构建筑物和设备一览表29第四章 平面布置314.1 污水处理厂平面布置314.1.1平面布置原则314.1.2具体平面布置334.2污水处理厂高程布置344.2.1主要任务344.2.2高程布置原则344.2.3高程布置结果35第五章 供电仪表与供热系统设计415.1变配电系统415.2监测仪表的设计41第六章 劳动定员426.1定员原则426.2污水厂人数定员42第七章 参考文献43致谢44英文原文与文献45摘 要以作为某开发区污水处理厂的初步设计和施工图设计。该处理厂处理城市污水，且水质较复杂：五日生化需氧量（BOD5）：140mg/L；悬浮物（SS）：200mg/L；化学需氧量（）：260mg/L；NH3-N：30mg/L；处理后的水质要求； BOD520mg/L；SS20mg/L；60mg/L；NH3-N15mg/L；根据设计要求和求新的思想，该污水处理工程进水中氮含量均偏高，在去除BOD5和SS的同时，还需要进行脱氮处理，故采用当代水处理工艺中较流行的工艺。工艺由于不同环境条件，不同功能的微生物群落的有机配合，加之厌氧、缺氧条件下，部分不可生物降解的有机物能被开环或断链，使得N、P、有机碳被同时去除，并提高对不可降解有机物的去除效果。它可以同时完成有机物的去除，硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NH3N应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮功能。厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。此外该工艺还具有高效、节能的特点，且耐冲击负荷较高，出水水质好。因此,更具有广泛的适应性，完全适合本设计的实际要求。本工艺的主要构筑物包括格栅、污水泵房、平流沉砂池、好氧池、厌氧池、缺氧池、二沉池、接触消毒池、浓缩池、污泥脱水机房等。本设计采用了为主体工艺，工艺流程相对简单，省去了污泥消化系统，节省了基建投资和运行费用，该工艺处理污水运行稳定，易于管理，出水水质达到设计要求，真正做到了污水的综合利用。关键词： 格栅 泵房 新工艺 二沉池Abstract It is a preliminary design and construction drawing for the sewage treatment plant development zone. This plant treats municipal sewage mainly. Its water quality is more complicated: Suspended substance (): 200mg/L; The biochemical oxygen demand of five days (): 140mg/L;The chemical oxygen demand (): 260mg/L; NH3-N: 30mg/L;Treated water quality is required: 20mg/L; SS20mg/L; 60 mg/L; NH3-N15mg/L; According to the designing requirement and thought of looking for novelty: the content of nitrogen in the municipal sewage is on the high side in this project .so while getting rid of and, it should be treated with a proper process. We adopt and use a kind of craft, which is a comparatively popular craft at present named Anaerobic-Anoxic-Oxic.The advantage of this comprehensive craft is extensive adaptability , totally suitable for reality originally designed purpose. Its main structures includes gate well , grid , sewage pumping house , earate and sinking sand pool , oxidizing ditch , the second sinking pool, contacting pool , concentration tank , mud to dehydrate in the computer lab etc. Process due to different environmental conditions, different functions of microbial communities in the organic, combined with anaerobic, anoxic condition, some non-biodegradable organic matter can be open or broken chain, making N, P, organic carbon is also removed, and to enhance non-degradable organic removal. It can simultaneously remove organic matter, nitrification and denitrification, excessive intake of phosphorus was removed and other functions, provided that removal of NH3 - N should be fully nitrification, aerobic tank to complete the function, oxygen tank is complete removal function. Anaerobic tank and aerobic phosphorus removal capabilities to complete the joint poolThis design have adopted the practical craft and equipment of good performance, and the procedure is simple, management is convenient, do not need to add the first sinking pool ,digestive system .reducing building and operating expenses, realizing automation totally at the same time, easy to manage, making the treated water reach sewage discharge standard , accomplish the rational utilization of water resource. Keywords: Grid Pumping house New craft The second sinking pool.第一章 设计概论1.1 设计依据和任务(1)原始依据设计题目: 6万m3/d城镇污水推流式曝气池处理工程设计设计基础资料：原始数据: Q=60000m3/d进水水质：BOD5=140mg/l COD=200mg/l SS=200mg/l NH3-N=30mg/l 出水水质：BOD520mg/l COD60mg/l SS20mg/l NH3-N15mg/l(2)设计内容和要求 设计内容主要包括：1) 文献获取：充分利用现有文献资源，获取充分的国内外相关文献。2) 工艺方案比选：对文献认真阅读后，就课题内容进行酝酿和思考，确定设计方案。3) 工艺及主要构筑物计算：对计算确定各构筑物主要尺寸及工艺流程主要运行参数。4) 设计图纸：详见设计要求。5) 设计说明书的编制：包括单元构筑物的设计、附属设备的设计、设备选型与运行费用、投资估算。6) 撰写论文：按照毕业论文的要求与规范完成论文。(3)设计要求1) 根据设计任务书提供的资料及相关标准、规范进行该项目的设计，包括：学会查阅科技文献资料了解城市污水处理技术的国内外现状、发展趋势。2) 对所查阅科技文献资料进行归纳、运用，写出文献综述。3) 弄清设计思路，掌握工艺设计的程序并进行该项目的工艺设计，包括：确定工艺流程、设计计算、编制说明书及绘制工程设计图纸等。实际成果及要求包括： 设计说明书（附400字摘要，4-8个关键词，与中文摘要对应的英文摘要）； 计算书； 设计图纸（68张），即：a. 污水处理站总平面布置设计图1张；b. 污水处理站高程布置图（兼做工艺流程图）1张；c. 单元处理构筑物工艺设计图纸3-5张。d.管道系统图12张。4) 毕业论文撰写要规范。5) 论文期间，同学们要按照学院要求遵守各项规定，听从老师指导。1.2 设计目的伴随着我国城乡经济的快速发展，不可避免的带来了各种各样的环境问题，环境污染，生态破坏。在“三废”污染问题中，水污染问题成为重中之重。水是生命之源，而我国又是一个严重缺水的国家，水资源分布不平衡，南多北少，东多西少，人均水资源占有量不到世界的平均水平。面对我国水资源紧缺的现状，面对我国各大河流、湖泊均不同程度的受到了污染的现状，我国推行了一系列旨在节约用水，保护现有水资源的政策。大规模建设污水处理厂，从源头治理，无疑是保护河流、湖泊不被污染的最好的办法。同时，经过污水处理厂处理的污水，其中BOD5、COD等主要污染物指标都得到了大幅下降，排水符合国家规定，不会对生态环境造成污染。 通过对城市污水处理厂处理工艺的选择、设计，可以培养环境工程专业学生利用所学到的水污染控制理论，系统的掌握污水处理方案比较、优化，各主要构筑物的尺寸、运行参数等。为他们进一步深造和学习打下基础。第二章 工艺流程的确定2.1 工艺流程的比较城市污水处理厂的方案，既要考虑有效去除BOD5又要适当去除N，P故可采用SBR或氧化沟法，或A/A/O法,以及一体化反应池即三沟式氧化沟得改良设计.ASBR法工艺流程：污水 一级处理 曝气池 处理水工作原理：1）流入工序：废水注入，注满后进行反应，方式有单纯注水，曝气，缓速搅拌三种，2）曝气反应工序：当污水注满后即开始曝气操作，这是最重要的工序，根据污水处理的目的，除P脱N应进行相应的处理工作。3）沉淀工艺：使混合液泥水分离，相当于二沉池，4）排放工序：排除曝气沉淀后产生的上清液，作为处理水排放，一直到最低水位，在反应器残留一部分活性污泥作为种泥。5）待机工序：工处理水排放后，反应器处于停滞状态等待一个周期。特点：大多数情况下，无设置调节池的心要。SVI值较低，易于沉淀，一般情况下不会产生污泥膨胀。通过对运行方式的调节，进行除磷脱氮反应。自动化程度较高。得当时，处理效果优于连续式。单方投资较少。占地规模大，处理水量较小。B厌氧池氧化沟工作流程：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工作原理：氧化沟一般呈环形沟渠状，污水在沟渠内作环形流动，利用独特的水力流动特点，在沟渠转弯处设曝气装置，在曝气池上方为厌氧池，下方则为好氧段，从而产生富氧区和缺氧区，可以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮的效应，同时氧化沟法污泥龄较长，可以存活世代时间较长的微生物进行特别的反应，如除磷脱氮。工作特点：在液态上，介于完全混合与推流之间，有利于活性污泥的适于生物凝聚作用。对水量水温的变化有较强的适应性，处理水量较大。污泥龄较长，一般长达1530天，到以存活时间较长的微生物，如果运行得当，可进行除磷脱氮反应。污泥产量低，且多已达到稳定。自动化程度较高，使于管理。占地面积较大，运行费用低。脱氮效果还可以进一步提高，因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环，要提高脱氮效果势必要增加内循环量，而氧化沟的内循环量从政论上说可以不受限制，因而具有更大的脱氮能力。氧化沟法自问世以来，应用普遍，技术资料丰富。C A/A/O法优点：该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺 ，总的水力停留时间，总产占地面积少于其它的工艺 。在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不啬溶解氧浓度，运行费低。 缺点：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P/BOD值高时更是如此 。脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，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 浓度也不宜过高。以防止循环混合液对缺反应器的干扰。D 一体化反应池（一体化氧化沟又称合建式氧化沟）一体化氧化沟集曝气，沉淀，泥水分离和污泥回流功能为一体，无需建造单独得二沉池。基本运行方式大体分六个阶段（包括两个过程）。阶段A：污水通过配水闸门进入第一沟，沟内出水堰能自动调节向上关闭，沟内转刷以低转速运转，仅维持沟内污泥悬浮状态下环流，所供氧量不足，此系统处于缺氧状态，反硝化菌将上阶段产生的硝态氮还原成氮气逸出。在这过程中，原生污水作为碳源进入第一沟，污泥污水混合液环流后进入第二沟。第二沟内转刷在整个阶段均以高速运行，污水污泥混合液在沟内保持恒定环流，转刷所供氧量足以氧化有机物并使氨氮转化成硝态氮，处理后的污水与活性污泥一起进入第三沟。第三沟沟内转刷处于闲置状态，此时，第三沟仅用作沉淀池，使泥水分离，处理后的出水通过已降低的出水堰从第三沟排出。阶段B：污水入流从第一沟调入第二沟，第一沟内的转刷开始高速运转。开始，沟内处于缺氧状态，随着供氧量增加，将逐步成为富氧状态。第二沟内处理过的污水与活性污泥一起进入第三沟，第三沟仍作为沉淀池，沉淀后的污水通过第三沟出水堰排出。阶段C：第一沟转刷停止运转，开始泥水分离，需要设过渡段，约一小时，至该阶段末，分离过程结束。在C阶段，入流污水仍然进入第二沟，处理后污水仍然通过第三沟出水堰排出。阶段D：污水入流从第二沟调至第三沟，第一沟出水堰开， 第三沟出水堰关停止出水。同时， 第三沟内转刷开始以低转速运转，污水污泥一起流入第二沟，在第二沟曝气后再流入第一沟。此时，第一沟作为沉淀池。阶段D与阶段A相类似，所不同的是反硝化作用发生在第三沟，处理后的污水通过第一沟已降低的出水堰排出。阶段E：污水入流从第三沟转向第二沟，第三沟转刷开始高速运转，以保证该段末在沟内为硝化阶段，第一沟作为沉淀池，处理后污水通过该沟出水堰排出。阶段E与阶段B类似，所不同的是两个外沟功能相反。阶段F：该阶段基本与C阶段相同，第三沟内的转刷停止运转，开始泥水分离，入流污水仍然进入第二沟，处理后的污水经第一沟出水堰排出。其主要特点：工艺流程短，构筑物和设备少，不设初沉池，调节池和单独的二沉池，污泥自动回流，投资省，能耗低，占地少，管理简便。处理效果稳定可靠，其BOD5和SS去除率均在90-95或更高。COD得去除率也在85以上，并且硝化和脱氮作用明显。产生得剩余污泥量少，污泥不需小孩，性质稳定，易脱水，不会带来二次污染。造价低，建造快，设备事故率低，运行管理费用少。固液分离效率比一般二沉池高，池容小，能使整个系统再较大得流量和浓度范围内稳定运行。污泥回流及时，减少污泥膨胀的可能。以下为各种好氧生物处理工艺方法的技术经济指标比较 各种好氧生物处理工艺方法的技术经济指标比较方案技术指标（BOD5去除率）经济指标*运行情况基建费能耗占地运行稳定管理情况适应负荷波动备注传统活性污泥法8595 100100100一般一般不适应适用于中等浓度的生活污水和工业废水，对冲击敏感渐减曝气法8595 100100100一般一般一般空气供应逐渐减小以配合有机负荷的需要分段曝气法8595100100100一般一般一般处理污水的范围较广完全混合法8590100100稳定简便适应一般都能使用，能抗冲击负荷浅层曝气法8591100100稳定简便一般适用于中小型规模的污水厂深层曝气法8595100100100100100稳定一般适应施工难度大，一般不用吸附再生法8090100100100100一般麻烦适应一般应用于空间较小，有经济氧源的地方氧化沟9095100100稳定简便适应适用于中小型污水厂、需要脱氮除磷地区SBR9099100100100稳定简便适应适用于中、小型污水处理厂AB 法8595100100100100一般一般一般需脱氮除磷的大型污水厂生物膜法=90100 符合要求(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) 设超高，(10) 核算最小流速3.2.4 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 (3) 沉淀部分有效容积 (4) 池长L (5) 池子总宽度B (6) 池子个数，宽度取5m (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=200mg/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 (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 3.2.5 A2/O 设计参数1、设计最大流量Q=60000m3/d2、设计进水水质COD=260mg/L；BOD5(S0)=140mg/L；SS=200mg/L；NH3-N=30mg/L3、设计出水水质COD=60mg/L；BOD5(Se)=20mg/L；SS=20mg/L；NH3-N=15mg/L4、设计计算，采用A2/O生物除磷工艺(1) BOD5污泥负荷(2) 回流污泥浓度XR=6 000mg/L(3) 污泥回流比R=100%(4) 混合液悬浮固体浓度(5) 反应池容积V (6) 反应池总水力停留时间 (7) 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(8) 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h=5.0m 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(9) 反应池进、出水系统计算 (1)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(2)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(3)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(4)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 (5)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DN1100mm 校核管道流速(10) 曝气系统设计计算 (1)设计需氧量 其中：第一项为合成污泥需要量，第二项为活性污泥内源呼吸需要量，第三项为消化污泥需氧量，第四项为反硝化污泥需氧量 (2)的氨氮中被氧化后有90%参与了反硝化过程，有10%氮仍以存在 (3)用于还原的 仍以存在的= (4)取 =+ =4809.6+5502+1620-414=11517.6 所以总需氧量为11517.6=479.9 最大需要量与平均需氧量之比为1.4，则 去除1kgBOD5的需氧量 (5)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。 相应的最大标准需氧量 最大时的供气量 (6)所需空气压力p式中 (7)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 取干管管径为DN600mm，单侧供气(向单侧廊道供气)支管流速 管径 取支管管径为DN400mm 双侧供气 流速 管径 取支管管径DN500mm(11) 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3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回流污泥量设混合液回流泵房2座，每座泵房内设3台潜污泵(2用1备)单泵流量水泵扬程根据竖向流程确定。(12) 混合液回流设备 (1)混合液回流比 混合液回流量 设混合液回流泵房2座，每座泵房内设3台潜污泵(2用1备) 单泵流量(2)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 取泵房进水管管径DN1000mm 校核管道流速： (3)泵房压力出水总管设计流量 设计流速采用 管道过水断面积 管径 取泵房压力出水管管径DN900mm3.2.6 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2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) 池体实际计算(1)二沉池表面面积 (2)池体有效水深(3)混合液的浓度,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 采用机械刮吸泥机连续排泥，设泥斗的高度H2为0.5m。(4)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(5) 校核径深比 二沉池直径与水深比为 (2) 进水系统计算(1)进水管计算单池设计污水流量进水管设计流量 选取管径DN1200mm (2)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0.51.5m,共6个，沿井壁均匀分布。出水口流速(3)稳流筒计算 取筒中流速稳流筒过流面积稳流筒直径 (4)出水部分设计 单池设计流量环形集水槽内流量采用周边集水槽，单侧进水，每池只有一个总出水口，安全系数k取1.2集水槽宽度，取b=0.5米集水槽起点水深集水槽终点水深槽深取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。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（单侧进水）(4) 排泥部分设计(1)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 (2)集泥槽沿整个池径为两边集泥 设计泥量为 集泥槽宽，取b=0.5m 起点泥深 终点泥深 3.2.7 接触池和加氯间采用隔板式接触反应池1. 设计参数设计流量：水力停留时间：设计投氯量：平均水深：隔板间隔：2. 设计计算(1)每座接触池容积：表面积隔板数采用2个则廊道总宽为接触池长度长宽比实际消毒池容积实际水深径校核均满足有效停留时间(2)加氯量的计算：设计最大加氯量为 选用3台REGAL-2100型负压加氯机（2用1备），单台加氯量10kg/h3.2.8 污泥处理构筑物的计算 (1)回流污泥泵房二沉池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒阀井中，然后由管道输送至回流泵房，其他污泥由刮泥板刮入污泥井中，再由排泥管排入剩余污泥泵房集泥井中。设计回流污泥量为QR=RQ,污泥回流比R=50100。按最大考虑。 回流污泥泵设计选型：(1)扬程：设二沉池水面相对地面标高0.5m.套筒阀井泥面相对标高0.3m,回流污泥泵房泥面相对标高-0.6m,生物处理构筑物水面相对标高1.5m,则污泥回流泵所需提升高度2.1m(2)流量：泵房回流污泥量(3)选泵：选用LXB-900螺旋泵6台（5用1备），单台提升能力为480m3/h，提升高度为2.0m2.5m,电动机转速n=48r/min,功率N=55kW(2)剩余污泥泵房(1)设计说明 二沉池产生的剩余活性污泥及其它处理构筑物排出污泥由地下管道自流入集泥井，剩余污泥泵（地下式）将其提升至污泥浓缩池中。(2)选泵：选用1PN污泥泵Q7.2-16 ,H=12-14m,N3kW(3)污泥浓缩池 采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。1. 设计参数设计流量进泥浓度：6g/L初层池污泥含水率9