污水處理廠課程設(shè)計

1、污水處理廠課程設(shè)計院 系：建筑工程學(xué)院專 業(yè)：給水排水工程學(xué) 號：姓 名：指導(dǎo)老師：目 錄第一章污水處理廠課程設(shè)計任務(wù)書-1-一 設(shè)計原始資料-1-二 設(shè)計要求-2-第二章水處理工藝方案的選擇-4-一 城市污水處理流程-4-1. 各工藝的比較-4-2. 污水處理流程確定 -8-3 處理構(gòu)筑物的選擇-8-第三章 處理構(gòu)筑物的計算-12-一設(shè)計流量的計算加藥間-12-二處理程度計算-13-三處理構(gòu)筑物尺寸計算 -13-第四章 高程計算 -28-一污水處理構(gòu)筑物高程計算 -28-二 污泥處理構(gòu)筑物高程計算-28-第五章主要參考文獻資料 -29-第一章 污水處理廠課程設(shè)計任務(wù)書一、 設(shè)計原始資料a 設(shè)

2、計題目：某市城市污水處理廠課程設(shè)計b 題目背景1）城市概況：該市在經(jīng)濟發(fā)展的同時，城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)未能與經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展，城市污水處理率僅為5.4%，大量的污水未經(jīng)處理直接排入河流，使該城市的生態(tài)環(huán)境受到嚴重的破壞。為了把該城市建設(shè)成為經(jīng)濟繁榮、環(huán)境優(yōu)美的現(xiàn)代化城市，籌建該市的污水處理廠已迫在眉睫。 該市有人口30萬，規(guī)劃10年后發(fā)展到40萬人。該市是一個以輕工業(yè)、冶金、家電、外貿(mào)為主題的新興現(xiàn)代化城市。2）自然條件：（1）地形地貌：該市具有中低山、丘陵、盆地和平原等多種地貌類型，地勢西北高，東南低。 （2）工程地質(zhì)：該市地質(zhì)巖層出露白堊系地層，該市地層覆蓋層為第四紀(jì)近代沖擊層，厚4060米，上

3、層一般為耕植土、淤土、砂質(zhì)粘土、亞粘土、細中砂和殘積粘土。地基承載力為1.23.5kg/cm2,地震等級為6級以下，電力供應(yīng)良好。 （3）氣象資料：該市歷年最高溫度36，最低溫度-12，年平均溫度20。最大凍土厚度1m,常年主導(dǎo)風(fēng)向為北風(fēng)。 （4）水文資料：該市內(nèi)河流最高洪水位+3.5米，最低水位0.5米，平均水位+1.5米，地下水位為離地面10.0米，廠區(qū)內(nèi)設(shè)計地面標(biāo)高為+6.0米。3>出廠水質(zhì)執(zhí)行GB8978-2002中的一級B標(biāo)準(zhǔn)c工程設(shè)計規(guī)模：（1）污水量：根據(jù)該市總體規(guī)劃和排水現(xiàn)狀，污水量如下：1）生活污水量：該市地處亞熱帶，夏季氣候炎熱，由于氣候和生活習(xí)慣，該市在國內(nèi)一向?qū)儆?/p>

4、排水量高的地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計和預(yù)測，該市近期水量130L/人·d；遠期水量220L/人·d。 2）工業(yè)污水量：市內(nèi)工業(yè)企業(yè)的生活污水和生產(chǎn)污水總量5500m3/d。 3）污水總量：總污水量為生活污水量和工業(yè)污水量的總和。（2）污水水質(zhì)：進水水質(zhì)： 生活污水BOD5為400mg/L,SS為400mg/L。 工業(yè)廢水BOD5為1000mg/L，SS為500mg/L。 加權(quán)平均法得：出水水質(zhì)；BOD520mg/L，SS20mg/L?；旌衔鬯疁囟龋合募?8，冬季10，平均溫度為20。（3）工程設(shè)計規(guī)模：該市排水系統(tǒng)為完全分流制，污水處理廠設(shè)計規(guī)模主要按遠期需要考慮，以便預(yù)留空地以備城市發(fā)

5、展所需。二、 設(shè)計要求：a 根據(jù)以上資料，對該城市進行污水處理廠的擴大初步設(shè)計。b 編寫設(shè)計說明計算書，包括確定合理的污水處理工藝流程，污水和污泥構(gòu)筑物的設(shè)計計算，計算正確并附有必要簡圖。進行污水處理廠的平面布置設(shè)計和高程布置，合理安排處理構(gòu)筑物、站內(nèi)管道系統(tǒng)及輔助建筑物的平面位置及標(biāo)高。c 畫出兩張圖：1號圖紙：污水處理廠平面布置圖（1：500）。1號圖紙：污水和污泥處理工藝高程布置圖（橫比1：300；縱比1：500）。1-29號工業(yè)污水量從2500 m3/d每人依次加100 m3/d1-29號現(xiàn)有人口從30萬每人依次加1萬，規(guī)劃10年后發(fā)展從40萬每人依次加1萬第二章 水處理工藝方案的選擇

6、城市污水處理流程：2.1各工藝的比較傳統(tǒng)活性污泥法優(yōu)點：1.有機物在曝氣池內(nèi)的降解經(jīng)歷了第一階段的吸附和第二階段的代謝的完整過程，活性污泥也經(jīng)歷了對數(shù)增長、減速增長、內(nèi)源呼吸的完整生長周期 2.對無水的處理效果好，BOD去除率和達到90%以上3.適合用于處理凈化程度高和穩(wěn)定程度要求較高的污水缺點：1.曝氣池首端有機物負荷高，耗氧速率較高，為了避免由于缺氧而形成厭氧狀態(tài)，進水的有機物濃度不宜過高，則曝氣池的容積大、占用的土地比較多、基建費用較高。 2.耗氧速率沿池長是變化的，而供養(yǎng)速率難于與其相吻合。在池前可能出現(xiàn)好氧速率高于供養(yǎng)速率，在池后又有可能出現(xiàn)溶解氧過剩的現(xiàn)象，從而影響處理效果 3.

7、對進水水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性較低，運行結(jié)果容易受到水質(zhì)、水量變化的影響,脫氮除磷效果不太理想SBR工藝優(yōu)點： 1.工藝簡單，處理構(gòu)筑物少，無二沉池和污泥回流系統(tǒng)，基建費用和運行費用較低；2.此工藝用于工業(yè)廢水處理，不需要設(shè)置調(diào)節(jié)池；3.污泥的SVI較低，污泥易于沉淀，一般不會產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象；4.SBR工藝具有去除BOD和脫氮除磷的功能；5.工藝簡單可靠、運行方式靈活、自動化程度高。缺點： 1.與連續(xù)流污水處理工藝相比,設(shè)備的閑置率較高；2.SBR系統(tǒng)的微生物種群結(jié)構(gòu)與常規(guī)活性污泥法相比較復(fù)雜；3.間歇曝氣、間歇排水的自動化程度要求高。氧化溝工藝優(yōu)點：1.氧化溝特殊的水流狀態(tài)，有利于活性污泥的

8、生物凝聚作用。可以將其分為好氧區(qū)和缺氧區(qū)，用以進行硝化和反硝化，取得脫氮效果；2.可以考慮不設(shè)初沉池。也可以考慮不單獨設(shè)二沉池，從而省去污泥回流系統(tǒng)；3.BOD 負荷低，對水溫、水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性強；4.污泥齡較長，有較好的反硝化脫氮效果；5.污泥的產(chǎn)率低，且多已達到穩(wěn)定狀態(tài)，故不需設(shè)置消化池。缺點：1.氧化溝流速不夠。2.氧化溝供氧不足：氧化溝供氧不足。是造成NH4-N硝化不好、總氮去除效果差的主要原因。3.T-N、T-P去除效果相佐：在出水水質(zhì)上常出現(xiàn)T-N濃度較低時，T-P的濃度相對較高；當(dāng)T-P的濃度較低時，T-N濃度升高的情況，而進水T-P濃度高,出水T-P濃度低；T-N的情況則

9、不同，進水T-N的濃度高。出水T-N也往往較高。2.2綜上：本設(shè)計采用SBR法流程圖：2.3處理構(gòu)筑物的選擇1.沉砂池的選擇：1.平流式：平面為長方形，采用機械刮砂。因構(gòu)造簡單，除砂效果較好，加之除砂設(shè)備國產(chǎn)化率高，已成為我國建成城市污水廠沉砂池的主要池型；2.豎流式：平面為圓形或方形，水由設(shè)在池中心的進水管自上而下進入池內(nèi)，管下設(shè)傘形擋板使廢水在池中均勻分布后沿整個過水?dāng)嗝婢徛仙鞣较蚺c沉砂方向相反。由于除砂效果差，運行管理不便，因而在國內(nèi)外城市污水廠極少采用；3.曝氣式：曝氣沉砂池與平流式沉砂池一樣也是平面呈長方形，只是在平流沉砂池的側(cè)墻上設(shè)置一排空氣擴散器，使污水產(chǎn)生橫向流動，形成螺

10、旋形的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。曝氣沉砂池可以克服“平流沉砂池中沉砂夾雜15%有機物，使沉砂后續(xù)處理難度增加”的缺點。除砂效率高，有機物與砂分離效果好。大有取代平流式沉砂池之勢；4.旋流式：也稱渦流沉砂池，一般設(shè)計為圓形，池中心設(shè)有1臺可調(diào)速的旋轉(zhuǎn)漿板，進水渠道在圓池的切向位置，出水渠道對應(yīng)圓池中心，中心旋轉(zhuǎn)漿板下設(shè)有砂斗。它可以通過合理地調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)漿板的轉(zhuǎn)速，可以有效地去除其它形式沉砂池難于去除的細砂（0.1mm以下的砂粒）。 其具有占地小、除砂效率高等特點，并且在國外得到廣泛應(yīng)用，但是這種池型及其除砂設(shè)備均為國外專利，其關(guān)鍵設(shè)備為國外產(chǎn)品，因此，渦流式沉砂池在國內(nèi)的普及為時尚早。本方案選擇曝氣沉砂池2.濃縮

11、池的選擇1.重力濃縮法采用污泥濃縮池，有連續(xù)式和間歇式兩種。濃縮池的構(gòu)造類似沉淀池,大多采用直徑為520米的圓池，內(nèi)設(shè)攪拌機械作緩慢攪拌。污泥在濃縮池中的停留時間，一般為12小時左右。濃縮池的表面污泥固體負荷率，視污泥性質(zhì)而不同,初次沉淀池污泥為100150公斤/(米2·日),活性污泥為2040公斤/(米2·日)。在濃縮池中,固體顆粒借重力下降,水分從泥中擠出，濃縮污泥從池底排出，污泥水從池面堰口外溢(連續(xù)式)或從池側(cè)出水口流出。 優(yōu)點：駐泥能力強，操作要求不高，運行費用低，動力消耗小。適合處理初沉池和剩余活性污泥。缺點：構(gòu)筑物占地面積大，污泥易于發(fā)酵，產(chǎn)生惡臭氣體，夏季運

12、行效果不理想。2.氣浮濃縮法和重力濃縮法相反，使污泥顆粒附上微細氣泡而上浮至水面，然后用刮板將濃縮污泥刮入排泥槽，污泥水則從池底流出（見氣?。τ陬w粒比重僅略大于1的污泥，如活性污泥和需氣消化法的污泥,本法尤為適用。氣浮濃縮常用溶氣氣浮法，設(shè)備有氣浮池、加壓泵、溶氣罐和減壓釋氣器（閥）。溶氣壓力一般為0.30.5兆帕。每平方米氣浮池每日處理的固體量，對一般污水污泥為100200公斤,對活性污泥為25100公斤。為提高氣浮濃縮效果，亦可投加混凝劑。優(yōu)點：濃縮效果理想，出泥含水率較低，不受季節(jié)影響，運行效果穩(wěn)定，構(gòu)筑物占地面積小，對于油脂和沙礫去除效果較好。適合處理初沉池和剩余活性污泥。 缺點：

13、運行費用高，操作要求高，污泥貯存能力較小。3. 離心濃縮法在專門制造的離心濃縮器中進行。利用污泥中固、液比重不同，有不同離心傾向，以分離泥水，達到濃縮的目的。優(yōu)點：占地小，不散發(fā)臭氣，適于處理剩余活性污泥。缺點：電耗大，設(shè)備操作人員要求較高。本方案選擇重力濃縮法3.消毒池的選擇1.消毒劑的選擇污水消毒的主要方法是向污水中投加消毒劑，目前用于污水消毒的常用消毒劑有液氯、次氯酸鈉、臭氧、二氧化氯、紫外線。這些常用的消毒劑比較見下表。2.消毒池的選擇由于豎流式消毒池僅適用于小型污水廠，所以本設(shè)計采用平流式消毒池。 第三章 處理構(gòu)筑物的計算3.1設(shè)計流量的計算根據(jù)城市總體規(guī)劃，污水廠擬建于該城市北側(cè)，

14、河流西岸，地勢平坦，擬建地面標(biāo)高為5m。該城市污水主干管終點(污水廠進水口)的管內(nèi)底標(biāo)高411.00m，D=800m，i=0.002，v=1.15m/s，h/D=0.56。3.1.1：生活污水設(shè)計流量： 近期排水量： 遠期排水量： 3.1.2：生活污水總變化系數(shù)： 近期： 遠期：3.1.3：平均流量：平均流量=生活污水流量+工業(yè)廢水流量 近期：遠期：3.1.4：最大設(shè)計流量：最大設(shè)計流量=生活污水×生活污水總變化系數(shù)Kz工業(yè)廢水×工業(yè)廢水時變化系數(shù) 近期最大設(shè)計流量：遠期最大設(shè)計流量：3.1.5：最小設(shè)計流量：最小設(shè)計流量=（生活污水量+工業(yè)廢水量）近期最小設(shè)計流量：遠期最

15、小設(shè)計流量：3.2 處理程度計算3.2.1：SS的去除率:3.2.2:的去除率：出水中總.根據(jù)課本公式將出水中總的計算成活性污泥的。公式中：b微生物自身氧化率。取值范圍為0.050.1；在處理水的懸浮物固體中，在活性的微生物所占的比例。的取值：對高負荷活性污泥處理系統(tǒng)為0.8；延時曝氣系統(tǒng)為0.1；其他活性污泥處理系統(tǒng)，在一般負荷條件下，可取0.4?；钚晕勰嗵幚硐到y(tǒng)的處理水中的懸浮固體濃度mg/L。則出水溶解性為：則：的去除率為 3.3.3：處理構(gòu)筑物尺寸計算：3.3.3.1：粗格柵：a.格柵的設(shè)計，應(yīng)符合下列要求：經(jīng)初步核算每日柵渣量0.2 m3/d。所以采用機械除渣。我國過柵流速一般采用0

16、.6-1.0m/s。此次設(shè)計采用0.7m/s。格柵傾角一般采用45°-75°。機械清除國內(nèi)一般采用60°-70°本設(shè)計采用60°。格柵前渠道內(nèi)水流速度一般取0.4-0.9 m/s。本設(shè)計取0.9 m/s。b.設(shè)計參數(shù)：設(shè)計流量：； 格柵間隙: ；過柵流速: ；格柵傾角：柵條寬度: ；設(shè)計中的各參數(shù)均按照規(guī)范規(guī)定的數(shù)值來取的。（1）確定格柵前水深，根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式計算得:柵前槽寬，則柵前水深（2）柵條間隙數(shù)： (取n=33)（3）柵槽有效寬度：B0=s（n-1）+en=0.01×（33-1）+0.06×33=2.3m 考慮

17、0.5m隔墻：B=B0+0.5=2.8m（4）進水渠道漸寬部分長度：進水渠寬：（其中1為進水渠展開角，取1=）（5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度：（6）過柵水頭損失（h1）設(shè)柵條斷面為銳邊矩形截面，取k=3，則通過格柵的水頭損失： 其中： h0：水頭損失； k：系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取k=3；：阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當(dāng)為矩形斷面時=2.42。（7）柵后槽總高度（H）本設(shè)計取柵前渠道超高h2=0.3m，則柵前槽總高度H1=h+h2=0.83+0.3=1.13mH=h+h1+h2=0.83+0.014+0.3=1.14m（8）柵槽總長度 L=L1+L2+0.5+1

18、.0+H1/tan=1.61+0.805+0.5+1.0+1.13/tan60°=4.57m（9）每日柵渣量在格柵間隙在60mm的情況下，每日柵渣量為：所以宜采用機械清渣。3.3.3.2 污水提升泵房設(shè)計計算a提升泵房設(shè)計說明設(shè)計流量：Q=1.22m3/s1）泵房進水角度不大于45度。2）相鄰兩機組突出部分得間距，以及機組突出部分與墻壁的間距，應(yīng)保證水泵軸或電動機轉(zhuǎn)子再檢修時能夠拆卸，并不得小于0.8。如電動機容量大于55KW時，則不得小于1.0m，作為主要通道寬度不得小于1.2m。3）.泵站采用矩形平面鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)半地下式，尺寸為15 m×12m，高8m，地下埋深3m。

19、4）.水泵為自灌式。b.泵房設(shè)計計算各構(gòu)筑物的水面標(biāo)高和池底埋深計算見高程計算。再根據(jù)設(shè)計流量1.22m3/s，屬于大流量低揚程的情形，考慮選用選用5臺350QW1200-18-90型潛污泵（流量1200m3/h，揚程8m，轉(zhuǎn)速990r/min，功率90kw），四用一備，流量：集水池容積： 考慮不小于一臺泵5min的流量：取有效水深h=1.3m，則集水池面積為:泵房采用圓形平面鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),尺寸為15 m×12m,泵房為半地下式地下埋深3m，水泵為自灌式。3.3.3.3 泵后細格柵設(shè)計計算1.細格柵設(shè)計說明污水由進水泵房提升至細格柵沉砂池，細格柵用于進一步去除污水中較小的顆粒懸浮、

20、漂浮物。細格柵的設(shè)計和中格柵相似。2.設(shè)計參數(shù)確定：已知參數(shù)：Qa=26352m3/d，Kp=1.3，Qmax=1.22m3/s。柵條凈間隙為3-10mm，取e=10mm，格柵安裝傾角600 過柵流速一般為0.6-1.0m/s ,取=0.7m/s,柵條斷面為矩形，選用平面A型格柵,柵條寬度S=0.01m，其漸寬部分展開角度為200設(shè)計流量：過柵流速: ； 柵條寬度: ； 格柵傾角：格柵間隙: ； 柵前流速：3. 設(shè)計計算 細格柵設(shè)計兩組，每組的設(shè)計流量為：。（1）確定格柵前水深，根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式計算得柵前槽寬，則柵前水深（2）柵條間隙數(shù) (取n=140）（3）柵槽有效寬度B0=s（n-1）

21、+en=0.01（140-1）+0.01×140=2.79m（4）進水渠道漸寬部分長度（其中1為進水渠展開角，取1=）（5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度（6）過柵水頭損失（h1） 因柵條邊為矩形截面，取k=3，則 其中： h0：計算水頭損失 k：系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取k=3：阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當(dāng)為矩形斷面時=2.42（7）柵后槽總高度（H） 取柵前渠道超高h2=0.3m，則柵前槽總高度H1=h+h2=0.58+0.3=0.88m 柵后槽總高度H=h+h1+h2=0.58+0.16+0.3=1.04m（8）格柵總長度 L=L1+L2+0.5+1.

22、0+ H1/tan=6.76+3.38+0.5+1.0+0.88/tan60°=12.15m（9）每日柵渣量 所以宜采用機械格柵清渣。3.3.3.5 曝氣式沉砂池最大時流量的停留時間取2min，水平流速取0.1m/s，有效水深為2m,所需曝氣量取0.15。 （1） 有效容積 (2）池斷面積 （3）池總寬度（4）池長 L=（5）所需曝氣量 q=3600D=658.8寬度i 9.923.3.3.6 曝氣池（1）曝氣池按-污泥負荷法計算原水=439.5mg/l。; 帶入值，有：（2）混合液污泥濃度： 查圖4-7得到相應(yīng)的值為120.且取. 則： （3）曝氣時間 設(shè)計中取7 h （4）沉淀時

23、間停止曝氣后，初期沉降速度當(dāng)水溫為10時：當(dāng)水溫為28時：沉淀時間設(shè)計中取，H=6m水溫為10時：水溫為28時:（5）排出時間：（6）進水時間：設(shè)計中取反應(yīng)池進水時間（7）一個周期所需時間：（8）曝氣池個數(shù)： 曝氣池取8個（9）每天周期次數(shù)：每天周期次數(shù)兩次2.平面尺寸計算1.每組曝氣池的容積：2.曝氣池的平面尺寸：設(shè)計中取為2200設(shè)每組曝氣池的池寬為22m，則尺長取為100m3.曝氣池的總高度：曝氣池的水深為6m，超高取0.5m,則曝氣池的總高度為消毒池1.消毒劑的投加1. 加氯量的計算2. 二級處理采用液氯消毒時，液氯投加量一般取5-10mg/L,本設(shè)計中液氯投加量采用8.0mg/L。每

24、日加氯量為：3. 加氯設(shè)備4. 液氯由真空轉(zhuǎn)子加氯機加入，加氯機設(shè)計兩臺，采用一用一備。每小時加氯量：設(shè)計中采用ZJ-1型轉(zhuǎn)子加氯機。2平流式消毒接觸池1. 消毒接觸池容積V=Qt=(Q為單池設(shè)計流量，t取30min)2. 消毒接觸池表面積F=（為消毒池有效接觸水深，設(shè)計中?。?.消毒接觸池池長L=（本設(shè)計中取B=6m）消毒接觸池采用3廊道，消毒接觸池長：設(shè)計中取25m.校核長寬比：>10m,合乎要求。4.池高H=（為超高，一般取0.3m）5.進水部分每個消毒接觸池的進水管管徑D=800mm,v=1.0m/s.6.混合采用管道混合的方式，加氯管線直接接入消毒接觸池進水管，為增強混合效果，

25、加氯點接D=800mm的靜態(tài)混合器。7.出水部分H=.8 濃縮池濃縮池計算草圖（1）曝氣池系統(tǒng)每日增加的活性污泥量：（2） 曝氣池每日排出的剩余污泥量為： 設(shè)經(jīng)曝氣池后污泥的含水率為，則：濕泥量為： （3）濃縮池平面面積： 使用公式為： 此設(shè)計中：,則： （5）本設(shè)計采用1個污泥濃縮池。 （6）濃縮池的直徑： （7）濃縮池的容積： 式中：-濃縮池濃縮時間（h），一般采用1016h，本設(shè)計取12h。 （8）沉淀池有效水深：本設(shè)計最后確定濃縮池的總高度為。濃縮后剩余污泥量3.3.3.9 厭氧消化池 （1）消化池的計算草圖如下： 厭氧消化池計算草圖 1.一級消化池容積 Q:污泥量（） P：投配率（%

26、）一般采用5%-8%n :消化池個數(shù)2.消化池各部分尺寸 消化池直徑D=19m 集氣罩直徑 池底錐底直徑 集氣罩高度 上錐體高度 取3 m 消化池主體高度 下錐體高度 消化池總高度m3.消化池各部分容積計算：集氣罩容積：弓形部分容積：圓形部分容積為：下錐體部分容積為：則消化池有效容積為：，合格。 4.二級消化池容積 Q:污泥量（） P：投配率（%）一般采用10% n :消化池個數(shù) 由于一級消化池和二級消化池容積相同，因此二級消化池與一級消化池各部分尺寸相同。5.平面尺寸本設(shè)計近期使用6座消化池，遠期使用1座消化池。各部分尺寸均相同，經(jīng)校核負荷規(guī)定。離心機械脫水經(jīng)過濃縮處理后，產(chǎn)生含水量為96%的干污泥422.4m3/d。（1） 污泥脫水機據(jù)給排水設(shè)計手冊 材料