某縣城25000m3 _d城市污水處理廠設計

長沙學院課程設計 課程設計說明書題目某縣城25000 m3/d城市污水處理廠設計學院(部)生物與環(huán)境工程學院專業(yè)(班級)環(huán)境工程目錄第1章 總論31.1 課程設計的目的31.2 課程設計的任務31.3 課程設計的內(nèi)容及要求31.4 設計資料3第2章 污水處理工藝流程說明52.1處理工藝流程圖52.2工藝流程說明5第3章 處理流程工藝63.1粗格柵63.1.1格柵條的間隙數(shù)63.1.2柵槽寬度73.1.3通過格柵的水頭損失73.1.4格柵總長度83.1.5每日柵渣量83.2污水提升泵房93.2.1集水間計算93.2.2水泵總揚程估算93.3細格柵103.3.1柵條的間隙數(shù)103.3.2柵槽寬度113.3.3通過格柵的水頭損失113.3.4格柵總長度113.3.5每日柵渣量123.4曝氣沉砂池133.4.1池子總有效容積133.4.2水流斷面面積133.4.3池總寬度133.4.4每小時所需空氣量133.4.5沉砂室沉砂斗體積143.4.6池總高度143.5 A2/O生化反應池153.5.1設計計算153.5.2校核N.P負荷163.5.3剩余污泥量163.5.4堿度校核163.5.5反應池主要尺寸173.5.6反應池進水、出水系統(tǒng)計算173.5.7曝氣系統(tǒng)設計計算183.5.8厭氧池設備選擇21 3.5.9缺氧池設備選擇3.5.10污泥回流設備21 3.5.11混合液回流設備213.6二次沉淀池223.6.1設計參數(shù)：223.6.2設計計算223.7消毒池273.7.1設計參數(shù)273.7.2設計計算273.8貯泥池283.9污泥濃縮池293.9.1濃縮池面積293.9.2濃縮池直徑293.9.3濃縮池深度293.9.4總高度303.9.5設備選型303.9.6濃縮后污泥體積303.10污泥脫水機房31第4章 廠區(qū)內(nèi)總體布置324.1構筑物平面布置324.2污水管線布置324.3廠區(qū)綠化布置33總 結34參考文獻35第1章 總論1.1 課程設計的目的(1)通過課程設計，掌握水處理工藝選擇、工藝計算的方法，掌握平面布置圖、高程圖及主要構筑物的繪制方法，掌握設計說明書的寫作規(guī)范。 (2)本設計是水污染控制工程教學中的一個重要實踐環(huán)節(jié)，要求綜合運用所學的有關知識，在設計中掌握解決實際工程問題的能力，并進一步鞏固和提高所學理論知識。1.2 課程設計的任務（1）廠區(qū)平面布置圖（2）單體圖（1張）1.3 課程設計的內(nèi)容及要求（1）概況、設計進水水質(zhì)與水量、設計出水水質(zhì)、設計依據(jù)（2）工藝的簡介（3）各個構筑物尺寸的計算過程（4）附屬設備與構件的選取計算（5）綠化道路衛(wèi)生的確定1.4 設計資料(1)設計題目：某縣城25000m3/d城市污水處理廠設計(2)城市概況：本工程廠位于XX縣污水處理廠位于縣城西南方，果利河為受納水體，距縣城3km.場地內(nèi)地勢較為平坦，地面標高451.50-452.50m。廠址西北側有現(xiàn)狀縣級道路，交通便利。 (3)設計進水水質(zhì)與水量結合XX縣城的產(chǎn)業(yè)結構、居民膳食結構及測定的排水性質(zhì)，和已建或在建的污水處理廠設計進水水質(zhì)，并考慮到污水收集采用截留式管網(wǎng)收集系統(tǒng)的特點，確定的本污水處理廠設計進水水量與水質(zhì)為：Q=25000m3/d，CODcr=300mg/L，BOD5150mg/L，NH3N25mg/L，SS=220mg/L， TP3.0mg/L。(4)設計出水水質(zhì)根據(jù)本項目環(huán)境影響評價報告表及審批意見，污水經(jīng)處理后，必須達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）一級B標準，具體指標:出水水質(zhì)：CODcr=60mg/L，BOD520mg/L，NH3N8mg/L，SS=20mg/L， TN=20 TP1.0mg/L。(5) 廠區(qū)地形：本工程項目場地地勢平整，地形標高為451.50452.50m。考慮果利河50年一遇防洪水位為451.1m，本污水處理廠廠區(qū)設計標高定為453.0453.95m。設計廠區(qū)整體東南低，西北低，豎向布置采用平坡式，雨水經(jīng)由雨水口收集排入廠區(qū)雨水管道，最后排入果利河。排水采用分流制，尾水重力排放以節(jié)約能耗。 第2章 污水處理工藝流程說明2.1處理工藝流程圖因本工程需要脫氮除磷，故本設計擬采用以為生化主體的處理工藝，工藝流程圖如圖2.1所示：圖 2.1 工藝流程圖2.2工藝流程說明本設計工藝流程為污水首先經(jīng)粗格柵間進入提升泵房，再通過細格柵，然后均勻進入曝氣沉砂池，在沉砂池內(nèi)可去除浮渣和易沉降的無機性顆粒，污水經(jīng)過曝氣沉砂池后就進入配水井，使污水均勻進入下一工序生化池，生化池能有效的脫氮除磷和去除有機物。經(jīng)過好氧池的混合液部分內(nèi)回流到缺氧反應器，大部分進入二沉池，二沉池中的底泥回流至污泥泵房，回流污泥則在污泥提升泵的提升下回流至厭氧反應器。經(jīng)二沉池沉淀分離后，底泥進入濃縮池，上清液進入接觸消毒池，進行消毒深度處理，處理后的水可以直接外排，進入濃縮脫水機房的底泥經(jīng)脫水及干燥成濾餅后，由汽車拖運至渣場填埋處置。整個處理過程便完成。第3章 處理流程工藝3.1粗格柵污水處理廠的污水由一根污水管從城區(qū)直接接入格柵間。格柵設置3個，2個同時開啟運行，留下1個備用，防止其出現(xiàn)故障。格柵計算簡圖如圖3.1所示：圖3.1粗格柵計算簡圖已知條件：設計污水量:25000總變化系數(shù):K=1.45設計最大流量取格柵明渠水流速度。3.1.1格柵條的間隙數(shù)設格柵前水深，過格柵流速，格柵條間隙寬度，格柵傾角，則： 個，取26個式中 最大設計流量，； 格柵傾角，??； 柵條間隙，m，?。?柵條間隙數(shù)，個； 柵前水深，m，取； 過柵流速，取。3.1.2柵槽寬度B柵槽寬度一般比格柵寬0.20.3m【1】，取0.2m設柵條寬度：m則柵槽寬度： m3.1.3通過格柵的水頭損失進水渠道漸寬部分的長度：設進水渠寬m,其漸寬部分展開角度，進水渠道內(nèi)的流速為0.799。m格柵與出水渠道連接處的漸窄部分長度：m通過格柵的水頭損失：式中 設計水頭損失，m； 計算水頭損失m； 重力加速度，； 系數(shù)，格柵受污染物堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般采用3； 阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關，可按手冊提供計算公式和相關系數(shù)計算； 設柵條斷面為銳邊矩形斷面，。m為安全起見，取m3.1.4格柵總長度L式中柵前渠道深，m； 超高，m。m3.1.5每日柵渣量W 式中柵渣量，污水，格柵間隙為1625時，污水；格柵間隙為時，本工程格柵間隙為25，取污水。采用機械清渣。3.2污水提升泵房3.2.1集水間計算選擇水池與機器間合建式泵站，采用2臺泵（1用1備）每臺水泵的流量 集水間的容積，采用相當于最大1臺泵5min的容量 有效水深采用，則集水池面積：3.2.2水泵總揚程估算集水池最低工作水位與所需提升最高水位之差為： m其中5.10為集水池最低水位，詳細計算出水管頭損失：每臺水泵單用一根出水管，每臺水泵，每根習慣的管徑為，流速為1.37，設管總長為，局部損失占沿程損失的計，則總損失為： 泵站內(nèi)管線水頭損失假設為，考慮自由水頭為水泵總揚程為：，取。選用350QW1500-15-90潛污泵，其揚程為（符合要求)。3.3細格柵設計流量：單池，以最大時流量計；柵前流速：，過柵流速：；柵條寬度：，柵條凈間距；柵前部分長度：，格柵傾角：，單位柵渣量：。細格柵計算簡圖如圖3.2圖3.2 細格柵計算簡圖3.3.1柵條的間隙數(shù)設柵前水深，過柵前流速，柵條間隙寬度，格柵傾角， 個，取74個式中 最大設計流量，； 格柵傾角，?。?柵條間隙，??； n 柵條間隙數(shù)，個； h 柵前水深，m,取h=0.8m； 過柵流速，,取。3.3.2柵槽寬度柵條寬度一般比格柵寬4，取設柵條寬度：柵槽寬度：3.3.3通過格柵的水頭損失（1）.進水渠道漸寬部分的長度設進水渠寬其漸寬部分展開角度進水渠道內(nèi)的流速為（2）.格柵與出水渠道連接處的漸窄部分長度（3）.通過格柵的水頭損失 式中 設計水頭損失，m； 計算水頭損失m； 重力加速度，； 系數(shù)，格柵受污染物堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般采用3； 阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關，可按手冊提供計算公式和相關系數(shù)計算； 設柵條斷面為銳邊矩形斷面，。m為安全起見，取。3.3.4格柵總長度式中柵前渠道深，m； 超高，m。3.3.5每日柵渣量W 式中柵渣量，污水，格柵間隙為1625時，污水；格柵間隙為時，本工程格柵間隙為10，取污水。采用機械清渣。3.4曝氣沉砂池3.4.1池子總有效容積式中設計流量， 設計流量下的流行時間，則：3.4.2水流斷面面積式中為設計流量時的水平流速，取。3.4.3池總寬度式中 為設計有效水深，取.則： m每個池子寬度b，取n=2格，m，取1.1m池長L,3.4.4每小時所需空氣量式中 為每立方米污水所需空氣量，取污水則： 取曝氣干管管徑,支管管徑。3.4.5沉砂室沉砂斗體積設，則： 式中 城市污水的含沙量，取則： 設每1個分格有一個沉砂斗沉砂斗各部分尺寸設斗底寬，斗高，沉砂斗上口寬沉砂斗容積為：（符合要求）3.4.6池總高度H(m)設超高機械選型：選擇型泵吸砂機1臺功率泵功率，行走功率;選擇型螺旋砂水分離器1臺，功率。3.5 A2/O生化反應池設計進水： 設計出水：采用生化處理工藝，工藝流程簡圖如圖3.3 圖3.3 工藝流程簡圖圖3.4 A2O脫磷除氮工藝圖 A2/O脫氮除磷工藝主要設計參數(shù) 污泥回流比，混合液回流比，污泥負荷：, 回流污泥濃度：生化池的主要設計參數(shù)如下：判斷是否可以采用工藝： 符合要求。3.5.1設計計算反應池容積 水力停留時間各反應池容積為：厭氧：缺氧：好氧=1:1:3=1923.2：1923.2:5769.6各反應池水力停留時間為：厭氧：缺氧：好氧=1:1:3=1.824h：1.824h：5.472h3.5.2校核P負荷 厭氧段P負荷好氧段N負荷符合要求。3.5.3剩余污泥量式中，污泥增值系數(shù);污泥自身氧化系數(shù)；揮發(fā)性懸浮固體濃度，揮發(fā)百分。所以：3.5.4堿度校核每氧化需堿度,每還原產(chǎn)生堿度，去除產(chǎn)生堿度。剩余堿度進水堿度-硝化消耗堿度+反硝化產(chǎn)生堿度+去除產(chǎn)生堿度生物污泥中的含氮量以計，則每日用于合成的總氮，總氮用于合成。被氧化的進水 被氧化的所需脫硝量需還原的硝酸鹽氮量：所以，剩余堿度：綜上，未能維持，需加入一定的石灰來提高堿度。3.5. 5反應池主要尺寸反應池設一組，單池容積：有效水深單組有效面積：采用六格廊道推流反應器，廊道寬為。單組反應池長度 取校核：； 。超高取，則反應池總高3.5.6反應池進水、出水系統(tǒng)計算（1）進水管反應池進水管設計流量：管道流速，管道過水斷面面積：管徑計算：（2）回流污泥管及回流污泥泵房反應池回流污泥設計進水量，管道流速，取回流管管徑?；亓魑勰啾玫倪x擇：選擇2臺（1用1備）潛污泵，流量，揚程?；旌弦夯亓鞅玫倪x擇：選擇2臺（1用1備）潛污泵，流量，揚程。（3）進水井反應池進水空尺寸如下。進水孔流量：孔口流速，孔口過水斷面面積：孔口尺寸取為，進水井平面尺寸為（4）出水堰及出水井按矩形堰流量公式計算：式中，堰寬；所以，堰上水頭：出孔流量，孔口流速，孔口過水斷面面積，取孔口尺寸為，出水井平面尺寸取為。（5）出水管反應池出水管設計流量，管道流速，過水斷面面積，管徑，取出水管管徑。根據(jù)給水排水手冊9，取曝氣池水頭損失3.5.7曝氣系統(tǒng)設計計算設計需氧量時，考慮最不利情況，按夏季時高水溫計算設計需氧量。實際需氧量： （1）碳化需氧量（2）硝化需氧量（3）脫氮產(chǎn)氧量每還原總需氧量：最大需氧量與平均需氧量之比為1.4，則去除的需氧量（4）標準狀態(tài)下需氧量采用鼓風機曝氣，微孔曝氣器。曝氣器敷設與池底，距池底，淹沒深度,氧轉移效率,計算溫度。將實際需氧量AOR換算成標準狀態(tài)下的需氧量。式中 ； ； ； 。求定空氣擴散裝置出口處的絕對壓力值 ，按下式計算：求定氣泡離開池表面時，氧的百分比值，按下式計算：確定計算水溫條件下的氧的飽和度：相應最大時標準需氧量：去除每的標準需氧量：單池小時供氧量：所需空氣壓力：式中 為安全起見取，詳細計算見 所以，選擇剛玉微孔曝氣板，選擇型剛玉曝氣器，曝氣器氧利用率，服務面積，充氧能力。曝氣器數(shù)量計算： 個（按單組曝氣計算）取2312 個以微孔曝氣器的服務面積校核： 符合條件（5）空壓機的選定空壓機供氣量最大時為：平均時： 其中，為曝氣沉砂池的需氧量。故選取型鼓風機3臺（2用1備），每臺鼓風機供氣量，即，鼓風機風壓。3.5.8厭氧池設備選擇以單組反應池計算，厭氧池設導流墻，將厭氧池分為3格，每格設潛水攪拌機1臺，所需功率按計算，厭氧池有效容積所需功率為。3.5.9缺氧池設備選擇以單組反應池計算，缺氧池設導流墻，將缺氧池分為3格，每格設潛水攪拌機1臺，所需功率按計算，厭氧池有效容積所需功率為。3.5.10污泥回流設備回流比,污泥回流量設污泥回流泵房，2臺泵（1用1備），型號，單泵流量。3.5.11混合液回流設備混合液回流泵：混合液回流比,混合液回流量：設混合液回流泵房，2臺泵（1用1備），型號,單泵流量。混合液回流管：回流混合液由出水井重力流至混合液回流泵房，經(jīng)潛污泵提升后送至缺氧段首段，混合管設計流量泵房進水管流速，過水斷面面積管徑：。泵房壓力出水管流速管徑m. 取DN300.3.6二次沉淀池二次沉淀池計算簡圖如圖3.4 圖3.5 二次沉淀池計算簡圖3.6.1設計參數(shù)：（1）設計流量：；（2）生化池中懸浮物固體濃度：；（3）二沉池底流生物固體濃度：；（4）污泥回流比：。3.6.2設計計算 （1）沉淀部分水面面積根據(jù)生物處理段的特性，選取輻流式二沉池的表面負荷，設沉淀池數(shù)目n=1。 （2）池子直徑 （3）校核堰口負荷 （4）校核固體負荷 （5）澄清區(qū)高度，設沉淀時間 （6）污泥區(qū)高度，設污泥停留時間 （7）池邊水深（8）污泥斗高設污泥斗底部直徑。則 （9）池總高二次沉淀池擬采用單管吸泥排泥，池底坡度，池中心與池邊落差：超高： （10）進出水系統(tǒng)計算1）進水槽計算采用環(huán)形平底配水槽，等距設布水孔，孔徑短 管。配水槽底配水區(qū)設擋水裙板，高。配水槽流量：設配水槽寬，配水槽流速。槽中水深布水孔平均流速：式中； ；污水的運動粘度，與水溫有關；。，故：布水孔數(shù)：，取400個?？拙啵盒：耍?； ； 。設導流絮凝區(qū)環(huán)形面積的寬度與配水槽同款，則在之間，合格。取進水管管徑，校核進水速度。2）出水槽計算采用雙邊三角堰出水槽集水，出水槽沿池壁環(huán)形布置，環(huán)形槽中水流由左右兩側匯入出水口。集水槽中流速：設集水槽寬：槽內(nèi)重點水深：槽內(nèi)起點 水深： 式中 ； ； 。設計中取出水堰后自由跌落，集水槽高度：，取。集水槽斷面尺寸為。出水堰計算： 式中； ； ； ； ； ； ； ； 。設計中取，水槽距池壁根據(jù)規(guī)定二沉池出水堰上負荷在之間【8】，計算結果符合要求。出水管管徑m/s3）排泥裝置沉淀池采用周邊傳動刮吸泥機，周邊傳動刮吸泥機的線速度為，刮吸泥機底部設有刮泥板和吸泥管，利用靜水壓力將污泥吸入污泥槽，沿進水豎井中的排泥管將污泥排除池外。排泥管管徑，回流污泥量，流速為。3.7消毒池城市污水經(jīng)處理后，水質(zhì)已經(jīng)改善，細菌含量也大幅度減少，但其絕對值仍很可觀，并有存在病原菌的可能。因此，污水排放水體前應進行消毒。本設計用紫外線消毒，消毒效率高，占地面積小。3.7.1設計參數(shù)依據(jù)加拿大（特潔安）公司生產(chǎn)的紫外線消毒系統(tǒng)的主要參數(shù)，選用設備型號【7】；輻射時間：。3.7.2設計計算（1）燈管數(shù)紫外線消毒設備每需根燈管，每根燈管的功率為。采用單組布設的形式。則平均日流量需：擬選用9根燈管為一個模塊，則模塊數(shù)（2）消毒渠設計按設備要求深度為，設渠中水流速度為。渠道過水斷面積：渠道寬度：若燈管間距為，沿渠道寬度可安裝13個模塊，則選取系統(tǒng)，兩個燈組，一個燈組模塊。渠道長度：每個模塊長度為，渠道出水設堰板調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)堰到燈組間距，進水口到燈組間距，則渠道總長校核輻射時間：根據(jù)給水排水設計手冊，取紫外線消毒池水頭損失。圖3.6紫外消毒渠道布置圖3.8貯泥池單座二沉池污泥量： 總泥量：貯泥周期：則貯泥池的容積：取貯泥池尺深池總面積：。為防止污泥在池內(nèi)沉降，采用液下攪拌機。3.9污泥濃縮池3.9.1濃縮池面積 設計草圖如圖3.5 圖3.5污泥濃縮池計算示意式中 ； ； 。 3.9.2濃縮池直徑單池面積：濃縮池直徑：，設計采用2組圓形輻流池3.9.3濃縮池深度濃縮池工作部分有效水深：式中 ；超高，緩沖區(qū)高度,濃縮池設機械刮泥，坡地坡度，污泥斗下底直徑，上底直徑。池底坡度造成的深度：污泥斗高度：污泥斗容積：3.9.4總高度 3.9.5設備選型選擇ZXG型中心傳動刮泥機，規(guī)格7m，周邊速度2.0m/min，電動機功率0.55kW10。3.9.6濃縮后污泥體積3.10污泥脫水機房經(jīng)過濃縮后，污泥濃縮池產(chǎn)生的污泥體積為16.95m3/d，含水率96%，采用化學法調(diào)節(jié)預處理，加石灰10%，鐵鹽7%（均以占污泥干重計），擬采用BAS8/450型板框壓濾機進行污泥脫水，要求泥餅含水率達65%。污泥的增加系數(shù)： 若每天工作兩班，即16小時，則每小時污泥量為： 污泥量選用壓濾面積為的箱式壓濾機，壓濾機取2臺，其中1臺備用11。第4章 廠區(qū)內(nèi)總體布置4.1構筑物平面布置 按照功能，將污水處理廠布置分成四個區(qū)域：(1) 污水處理區(qū)，由各項污水處理設施組成，呈直線型布置。包括：污水總泵站、氧化溝、輻流沉淀池。位于廠區(qū)主導風下風向。(2) 污泥處理區(qū)，位于廠區(qū)主導風向的下風向偏西，由污泥處理構筑物組成，呈直線型布置。包括：污泥濃縮池、貯泥池、曬泥場等。(3) 生活區(qū)，該區(qū)是將辦公樓、宿舍等建筑物組合的一個區(qū)，位于主導風向的上風向。（4）污水預處理及配電區(qū)，該區(qū)包括配電間與污水預處理格柵沉砂池等裝置，另外包括停車場與食堂。位于主導風上風向偏西處。4.2污水管線布置污水廠管線布置主要有以下管線的布置：(1) 污水廠工藝管道污水經(jīng)總泵站提升后，按照處理工藝經(jīng)處理構筑物后排入水體。(2) 污泥工藝管道污泥主要是剩余污泥，按照工藝處理后運出廠外。(3) 廠區(qū)排水管道廠區(qū)排水管道系統(tǒng)包括構筑物上清液和溢流管、構筑物放空管、各建筑物的排水管、廠區(qū)雨水管。對于雨水管，水質(zhì)能達到排放標準，可以直接排放，而構筑物上清液和溢流管與構筑物放空管及各建筑物的排水管，這些污水的污染物濃度很高，水質(zhì)達不到排放標準，不能直接排放，設計中把它們收集后接入泵前集水池繼續(xù)進行處理。(4) 空氣管道(5) 超越管道(6) 廠區(qū)該水管道和消火栓布置由廠外接入送至各建筑物用水點。廠區(qū)內(nèi)每隔120.0 m的檢間距設置1個室外消火栓。4.3廠區(qū)綠化布置（1）在廠區(qū)的一些地方進行綠化。（2）廠區(qū)平面布置見污水處理平面圖附圖污水廠。 （3）具體結果見附錄中平面布置圖。總 結本設計采用A2/O工藝，本工藝應為厭氧-缺氧-好氧法，生物脫氮除磷工藝的簡稱。該工藝對能使有機物得到降解，還對氮.磷的處理效率較高，出水水質(zhì)也達相關的出水要求，而且操作簡單造價低，所以本設計采用A2/O工藝。該工藝各反應器單元功能及工藝特征如下：厭氧反應器：原污水及從沉淀池排出的含磷回流污泥同步進入該反應器，其主要功能是釋放磷，同時對部分有機物進行氨化；缺氧反應器：污水經(jīng)厭氧反應器進入該反應器，其首要功能是脫氮，硝態(tài)氮是通過內(nèi)循環(huán)由好氧反應器送來的，循環(huán)的混合液量較大，一般為2Q（Q原污水量）；好氧反應器曝氣池：混合液由缺氧反應器進入該反應器，其功能是多重的，去除BOD、硝化和吸收磷都是在該反應器內(nèi)進行的，這三項反應都是重要的，混合液中含有污泥中含有過剩的磷，而污水中的BOD(或COD)則得到去除，流量為2Q的混合液從這里回流到缺氧反應器；沉淀池：其功能是泥水分離，污泥的一部分回流厭氧