50000td的城市污水處理廠設(shè)計方案

1 50000t/d 的城市污水處理廠設(shè)計方案 第一章 設(shè)計內(nèi)容和任務 1、設(shè)計題目 50000t/d 的城市污水處理廠設(shè)計。 2、設(shè)計目的 （ 1） 溫習和鞏固所學知識、原理； （ 2） 掌握一般水處理構(gòu)筑物的設(shè)計計算。 3、設(shè)計要求： （ 1） 獨立思考，獨立完成； （ 2） 完成主要處理構(gòu)筑物的設(shè)計布置； （ 3） 工藝選擇、設(shè)備選型、技術(shù)參數(shù)、性能、詳細說明； （ 4） 提交的成品：設(shè)計說明書、工藝流程圖、高程圖、廠區(qū)平面布置圖。 4、設(shè)計步驟： （ 1） 水質(zhì)、水量（發(fā)展需要、豐水期、枯水期、平水期）； （ 2） 地理位置、地質(zhì)資料調(diào)查（氣象、水文、氣候）； （ 3） 出水要求、達到指 標、污水處理后的出路； （ 4） 工藝流程選擇，包括：處理構(gòu)筑物的設(shè)計、布置、選型、性能參數(shù)。 （ 5） 評價工藝； （ 6） 設(shè)計計算； （ 7） 建設(shè)工程圖（流程圖、高程圖、廠區(qū)布置圖）； （ 8） 人員編制，經(jīng)費概算； （ 9） 施工說明。 5、設(shè)計任務 （ 1）、 設(shè)計進、出水水質(zhì)及排放標準 項目 ） ） ） ） TP() 進水水質(zhì) 200 150 200 30 4 出水水質(zhì) 60 20 20 15 放標準 60 20 20 15 2）、排放標準：（ 級標準； （ 3）、接受水體：河流（標高： 2m） 2 第二章 污水處理工藝流程說明 一、氣象與水文資料： 風向：多年主導風向為東南風； 水文：降水量多年平均為每年 2370 蒸發(fā)量多年平均為每年 1800 地下水水位，地面下 6 7m。 年平均水溫： 20 二、廠區(qū)地形： 污水廠選址區(qū)域海拔標高在 19均地面標高為 20m。平均地面坡度為 ，地勢為西北高，東南低 。廠區(qū)征地面積為東西長 224m，南北長 276m。 三、 污水處理工藝流程說明： 1、工藝方案分析： 本項目污水處理的特點為：污水以有機污染為主， 生化性較好，重金屬及其他難以生物降解的有毒有害污染物一般不超標；污水中主要污染物指標 為典型城市污水值。 針對以上特點，以及出水要求，現(xiàn)有城市污水處理技術(shù)的特點，以采用生化處理最為經(jīng)濟。由于將來可能要求出水回用，處理工藝尚應硝化，考慮到 度排放要求較低，不必完全脫氮。根據(jù)國內(nèi)外已運行的中、小型污水處理 廠的調(diào)查，要達到確定的治理目 標，可采用“ 活性污泥法”。 2、工藝流程 進水 格柵 提升泵房 沉砂池 砂水分離 砂 初沉池 厭氧池 缺氧池 好氧池 二沉池 接觸池 排放 消毒劑 初沉污泥 泵房 濃縮池 貯泥池 脫水間 泥餅 3 第三章 工藝流程設(shè)計計算 設(shè)計流量： 平均流量： 0000t/d 50000m3/d=2083.3 m3/h=m3/s 總變化系數(shù)： (均流量， L/s) = 設(shè)計流量 50000 =67000 m3/d =2791.7 m3/h =m3/s 設(shè)備設(shè)計計算 一、 格柵 格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在污水渠道上、泵房集水井的進口處或污水處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物。一般情況下，分粗細兩道格柵。 格柵型號：鏈條式機械格柵 設(shè)計參數(shù)： 柵條寬度 s 柵條間隙寬度 d= 柵前水深 h 柵流速 u=s 柵前渠道流速 s =60 )(1 0 0s i i nm d 格柵建筑寬度 b 106( 取 b 水渠道漸寬部分的長度 ( 設(shè)進水渠寬 其漸寬部分展開角度 20 2111 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部份長度 ( 2 通過格柵的水頭損失 ( 4 格柵條 斷面為矩形斷面 , 故 k=3, 則： 0 9 i i s i 202 柵后槽總高度 (h 總 )： 設(shè)柵前渠道超高 總 柵槽總長度 (L): 每日柵渣量 W： 設(shè)每日柵渣量為 000 ( 0 4 0 01 0 0 08 6 4 0 0 331m a x 采用機械清渣。 二、 提升泵房 1、 水泵選擇 設(shè)計水量 67000m3/d，選擇用 4 臺潛污泵 (3 用 1 備 ) 03 9 13 3m a x 單 程 /m 流量 /(m3/h) 轉(zhuǎn)速 /(r/軸功率 /輪直徑 /率 /% 210 1450 00 、 集水池 、容積 按一臺泵最大流量時 6出流量設(shè)計，則集水池的有效容積 31216601210 、面積 取有效水深 ，則面積 21 際水深為保護水深為集水池平面尺寸，取，則寬度集水池長度取、泵位及安裝 潛水電泵直接置于集水池內(nèi)，電泵檢修采用移動吊架。 5 三、 沉砂池 沉砂池的作用是從污水中去除砂子、煤渣等比重較大的顆粒，保證后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運行。 選型：平流式沉砂池 設(shè)計參數(shù)： 設(shè)計流量 7 7 9 3m a x 33 ，設(shè)計水力停留時間 0 水平流速 1、 長度： 2、 水流斷面面積： 2m a x 3、 池總寬度： 7 2 有效水深 2 4、 沉砂斗容積：366m a x 6 4 0 02307 7 6 4 0 0 T 2d， X 3006、 每個沉砂斗的容積 (設(shè)每一分格有 2 格沉砂斗，則 30 6、 沉砂斗各部分尺寸： 設(shè)貯砂斗底寬 壁與水平面的傾角 60，貯砂斗高 h3 132 7、貯砂斗容積： (322212131 31 8、沉砂室高度： (設(shè)采用重力排砂，池底坡度 i 6，坡向砂斗，則 2(23233 9、池總高度： (H) 10、核算最小流速 (符合要求 ) 四、 初沉池 初沉池的作用室對污水仲密度大的固體懸浮物進行沉淀分離。 6 選型：平流式沉淀池 設(shè)計參數(shù)： 1、 池子總面積 A，表明負荷取 )/(3 2m a x 9 62 3 6 0 07 7 0 0 2、 沉淀部分有效水深 h2 取 t 、 沉淀部分有效容積 V 3m a x 9 03 6 0 0 0 4、 池長 L 5、 池子總寬度 B 1/ 9 6/ 6、 池子個數(shù)，寬度取 b 5 m 135/ 7、 校核長寬比 (符合要求 ) 8、 污泥部分所需總?cè)莘e V 已知進水 度0c=200 初沉池效率設(shè)計 50，則出水 度 100)00) 7，兩次排泥時間間隔 T=2d，污泥容重 3/1 36600m a x 1 6 710)971 0 0( 0 028 6 4 0 0)501 0 0(7 7 0 0( 1 0 08 6 4 0 0)( 9、 每格池污泥所需容積 V 66 10、污泥斗容積 14 3211241 31 11、 污泥斗以上梯形部分污泥容積 V2 7 2 4 34212 )2( 12、 污泥斗和梯形部分容積 3321 13、 沉淀池總高度 H 5 44321 取 8m 五、 工藝2 設(shè)計參數(shù) 1、設(shè)計最大流量 Q=50 000m3/d 2、設(shè)計進水水質(zhì) 00 ； 0)=150 ； 00 ；0； 3、設(shè)計出水水質(zhì) 0 ； e)=20 ； 0 ；5； 4、設(shè)計計算，采用 生物除磷工藝 、 泥負荷 N=d) 、 回流污泥濃度 600 、 污泥回流比 R=100% 、 混合液懸浮固體濃度 33 0066 0011 11 、 反應池容積 V 30 4 8 23 3 0 00 . 1 3 1 5 05 0 0 0 0 、 反應池 總水力停留時間 0 0 01 7 4 8 2 、 各段水力停留時間和容積 厭氧：缺氧：好氧 1： 1： 3 厭氧池水力停留時間 厭 ，池容 9 4 8 22.0 厭 ； 缺氧池水力停留時間 缺 ，池容 9 4 8 22.0 缺 ； 好氧池水力停留時間 好 ，池容 好 8 、 厭氧段總磷負荷 dk /厭 、 反應池主要尺寸 反應池總?cè)莘e 設(shè)反應池 2 組，單組池容 單有效水深 單組有效面積 8 54 4 1hV 單單采用 5 廊道式推流式反應池，廊道寬 單組反應池長度 5 8 5 單校核： (滿足 21/ (滿足 105/ 取超高為 反應池總高 、 反應池進、出水系統(tǒng)計算 進水管 單組反應池進水管設(shè)計流量 2 9 4 0 02/5 0 0 0 02/ 31 管道流速 管道過水斷面面積 21 9 管徑 取出水管管徑 核管道流速 回流污泥渠道 。單組反應池回流污泥渠道設(shè)計流量 QR /00001 3 渠道流速 取回流污泥管管徑 進水井 反應池進水孔尺寸： 進水孔過流量 02 500 0 0)11(2)1( 32 孔口流速 9 孔口過水斷面積 .0 孔口尺寸取 進水豎井平面尺寸 出水堰及出水豎井 。按矩形堰流量公式： 23233 8 6 ( 33 內(nèi) 式中 堰寬， H 堰上水頭高， m 1 5 3 23 23 出水孔過流量 34 孔口流速 孔口過水斷面積 孔口尺寸取 進水豎井平面尺寸 出水管 。單組反應池出水管設(shè)計流量 35 管道流速 管道過水斷面積 25 管徑 取出水管管徑 核管道流速 7 、 曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算 設(shè)計需氧量 去除 氧量 當量） +（ 化需氧量 氧當量） 碳化需氧量 10 dk g /( 硝化需要量 D2 dk e/ 530(500 0 反硝化脫氮產(chǎn)生的氧量 dk g / 0 3 總需要量 hk g g R / 6/ 5 0 7 8 8 22321 最大需要量與平均需氧量之比為 hk g g R / 9/ 9 8 5 a x 22 去除 1需氧量520 / 0 0 0 5 7)( k g B O Dk g O R 標準需氧量 采用鼓風曝氣，微孔曝氣器。曝氣器敷設(shè)于池底，距池底 沒深度 轉(zhuǎn)移效率 20，計算溫度 T=25。 hk g g 225)20()()20( 相應最大時標準需氧量 hk g g R / 2 6 2m a x 好氧反應池平均時供氣量 0 0 5 最大時供氣量 m a x 所需空氣壓力 p 式中 阻力之和供鳳管到沿程與局部 曝氣器淹沒水頭 氣器阻力 11 富裕水頭 曝氣器數(shù)量計算 (以單組反應池計算 ) 按供氧能力計算所需曝氣器數(shù)量。 )(3 0 1 42 m a 供風管道計算 供風干管道采用環(huán)狀布置。 流量 40 7 52121 33m a x 流速 10 管徑 取干管管徑微 側(cè)供氣 (向單側(cè)廊道供氣 )支管 / 7 0 5231 33m a x 單 流速 10 管徑 單 取支管管徑為 側(cè)供氣 單雙流速 10 管徑 雙 取支管管徑 50、厭氧池設(shè)備選擇 (以單組反應池計算 ) 厭氧池設(shè)導流墻，將 厭氧池分成 3格。每格內(nèi)設(shè)潛水攪拌機 1 臺，所需功率按 3/5 容計算。 厭氧池有效容積 31 5 0 厭 混合全池污水所需功率為 、 污泥回流設(shè)備 污泥回流比 %100R 污泥回流量 / 8 3/5 0 0 0 05 0 0 0 01 33 設(shè)回流污泥泵房 1 座，內(nèi)設(shè) 3 臺潛污泵 (2 用 1 備 ) 12 單泵流量 單 水泵揚程根據(jù)豎向流程確定。 、 混合液回 流設(shè)備 混合液回流泵 混合液回流比 內(nèi) 20000000500002 33 內(nèi)設(shè)混合液回流泵房 2 座，每座泵房內(nèi)設(shè) 3 臺潛污泵 (2 用 1 備 ) 單泵流量 R /單 混合液回流管。 混合液回流管設(shè)計 57 6 內(nèi) 泵房進水管設(shè)計流速采用 管道過水斷面積 26 管徑 取泵房進水管管徑 核管道流速 泵房壓力出水總管設(shè)計流量 67 設(shè)計流速采用 7取泵房壓力出水管管徑管徑管道過水斷面積 六、 二沉池 設(shè)計參數(shù) 為了使沉淀池內(nèi)水流更穩(wěn)、進出水配水更均勻、存排泥更方便，常采用圓形輻流式二沉池。二沉池為中心進水，周邊出水，幅流式沉淀池，共 2 座。二沉池面積按表面負荷法計算，水力停 留時間 t=面負荷為 m2 1) 池體設(shè)計計算 13 6 0 0579.0 A 二沉池直徑 取 3000 ，回流污泥濃度為 600 0 為保證污泥回流濃度，二沉池的存泥時間不宜小于 2h， 二沉池污泥區(qū)所需存 泥容積 1(4)1( 采用機械刮吸泥機連續(xù)排泥，設(shè)泥斗的高度 3=高為 淀池坡度落差 沉池邊總高度 二沉池直徑與水深比為 合要求 2) 進水系統(tǒng)計算 單池設(shè)計污水流量 3單進水管設(shè)計流量 1( 3單進 選取管 徑 流速 單 坡降為 1000i= 進水豎井采用 速為 s 出水口尺寸 共 6個，沿井壁均勻分布。 出水口流速 取筒中流速 流筒過流面積 7 進穩(wěn)流筒直徑 223 14 3) 出水部分設(shè)計 a 單池設(shè)計流量 2 8 9 7 3單b 環(huán)形集水槽內(nèi)流量 1 4 4 8 9 3單集 c 環(huán)形集水槽設(shè)計 采用周邊集水槽，單側(cè)集水，每池只有一個總出水口，安全系數(shù) 水槽寬度 集取 集水槽起點水深為 起集水槽終點水深為 終槽深取 用雙側(cè)集水環(huán)形集水槽計算，取槽寬 b=中流速 槽內(nèi)終點水深 槽內(nèi)起點水深 3 24433 /2 k (3 223 22 k 3 323 43243 校核：當水流增加一倍時， q=m/s， v=s k (3 23 22 k 3 323 43243 設(shè)計取環(huán)形槽內(nèi)水深為 水槽總高為 高） =用90 三角堰。 d 出水溢流堰的設(shè)計 采用出水三角堰（ 90 ），堰上水頭（三角口底部至上游水面的高度）2O). 每個三角堰的流量 0 0 0 8 2 1 三角堰個數(shù) )(1 7 60 0 0 8 2 1 4 4 1 個單 側(cè)出水） 2(/ 111 4) 排泥部分設(shè)計 15 單池污泥量 總污泥量為回流污泥量加剩余污泥量 回流污泥量 / 8 8 4 3 剩余污泥量 2 0 33 R / 2 8 4 3總 6 32/ 3總單 集泥槽沿整個池徑為兩邊集泥 終點泥深起點泥深集泥槽寬其設(shè)計泥量為 單七、 消毒接觸池 觸池容積寸，設(shè)計接觸池各部分尺接觸時間1m i 3m a x 0 0 4 31 0 2222 ，每座池容積座池、采用矩形隔板式接觸 3 ，單格寬、接觸池水深 72 ，水流長度則池長 )(每座接觸池的分格數(shù) 4、加氯間 、加 氯量 按每立方米投加 5g 計，則 5 0105 0 0 0 05 3 、加氯設(shè)備 選用 3 臺 負壓加氯機（ 2 用 1 備），單臺加氯量為 10kg/h 八、 污泥泵房 設(shè)計污泥回流泵房 2 座 1、設(shè)計參數(shù) 污泥回流比 100 設(shè)計回流污泥流量 50000m3/d 剩余污泥量 2130m3/d 2、 污泥泵 回流污泥泵 6 臺（ 4 用 2 備），型號 200水排污泵 剩余污泥泵 4 臺（ 2 用 2 備），型號 200水排污泵 16 3、 集泥池 、容積 按 1 臺泵最大流量時 6出流量 設(shè)計 335660350 取集泥池容積 50、面積 有效水深 ，面積 21 集泥池長度取 5m，寬度 際水深為集泥池底部保護水深為集泥池平面尺寸 4、 泵位及安裝 排污泵直接置于集水池內(nèi)，排污泵檢修采用移動吊架。 九、 污泥濃縮池 初沉池污泥含水率大約 95 設(shè)計參數(shù) 式濃縮池池型：圓形輻流座濃縮池數(shù)量濃縮池固體通量濃縮時間濃縮后含水率污泥濃度設(shè)計流量1)/(301897/6/2 1 3 0231、 濃縮池尺寸 ，則總高度，緩沖層高度取超高工作高度、總高度、直徑、212 2、 濃縮后污泥體積 3、321 4 2 61 )1( 采用周邊驅(qū)動單臂旋轉(zhuǎn)式刮泥機。 17 十、 貯泥池 1、 污泥量 21%951()300%)971(426%95/300%97/426333污泥總量，含水率初沉污泥量，含水率剩余污泥量2、 貯泥池容積 設(shè)計貯泥池周期 1d，則貯泥池容積 3、 貯泥池尺寸 2座，直徑設(shè)計圓形貯泥池，則貯泥池面積取池深 4、 攪拌設(shè)備 為防止污泥在貯泥池終沉淀，貯泥池內(nèi)設(shè)置攪拌設(shè)備。設(shè)置液下攪拌機 1 臺，功率 10 十一、 脫水間 1、 壓濾機 型帶式壓濾脫水機選擇，則每臺壓濾機處理量作臺壓濾機，每臺每天工設(shè)置過濾流量15/82/(2、加藥量計算 投加量 以干固體的 0%)5300%3426(% . 十二、構(gòu)建筑物和設(shè)備一覽表： 序號 名稱 規(guī)格 數(shù)量 設(shè)計參數(shù) 主要設(shè)備 1 格柵 L B = 座 設(shè)計流量 0000m3/d 柵條間隙 柵前水深 過柵流速 旋式機械格柵 1 套 超聲波水位計 2 套 螺旋壓榨機（ 300） 1 臺 螺紋輸送機（ 300） 1 臺 鋼閘門（ 4 扇 手動啟閉機（ 5t） 4 臺 2 進水泵房 L B = 20m 13m 1 座 設(shè)計流量 Q=2793.6 m3/h 單泵流量 Q= 350m3/h 設(shè)計揚程 H=6旋泵（ 1500605 臺， 4用 1 備 鋼閘門（ 5 扇 18 選泵揚程 H= 800 動啟閉機（ 5t） 5 臺 手 動單梁懸掛式起重機（ 2t， 臺 3 平流 沉砂池 L B H= 座 設(shè)計流量 Q 2793.6 m3/h 水平流速 v= m/s 有效水深 1 m 停留時間 T= 50 S 砂水分離器（ 2 臺 4 平流式初沉池 L B H= 5m8m 13 座 設(shè)計流量 Q= 2793.3 m3/h 表面負荷 q= m2h) 停留時間 T= 2.0 d 全橋式刮吸泥機 (橋長 40m,線速度3m/2 臺 撇渣斗 4 個 5 曝氣池 L B H = 70m 55m 座 150，經(jīng)初沉池處理，降低 25% 羅茨鼓風機（ 113臺 消聲器 6 個 6 輻流式二沉池 D H= 3m 2 座 設(shè)計流量 Q= h 表面負荷 q= m2h) 固體負荷 144 192 m2d) 停留時間 T= 2.5 h 池邊水深 m 全橋式刮吸泥機 (橋長 40m,線速度3m/2 臺 撇渣斗 4 個 出水堰板 流群板 接觸消毒池 L B H= 3m 1 座 設(shè)計流量 Q=2187.5 m3/h 停留時間 T= 0.5 h 有效水深 m 注水泵（ 6 m3/h ） 2 臺 9 加氯間 L B= 12m 9m 1 座 投氯量 250 kg/d 氯庫貯氯量按 15d 計 負壓 加氯機 ( 臺 電 動單梁懸掛起重機 ( 臺 10 回流及剩 余污泥泵房（合建式） L B= 10m 5m 1 座 無堵塞潛水式回流污泥泵 2 臺 鋼閘門 ( 扇 手動單梁懸掛式起重機 (2t)1 臺 套筒閥 1500個 電動啟閉機（ 2 臺 手動啟閉機（ 2 臺 無堵塞潛水式剩余污泥泵 3 臺 第四章 平面布置 （ 1）總平面布置原則 該污水處理廠為新建工程，總平面布置包括：污水與污泥處理工藝構(gòu)筑物及設(shè)施的總平面布置，各種管線、管道及渠道的平面布 置，各種輔助建筑物與設(shè)施的平面布置。總圖平面布置時應遵從以下幾條原則。 19 處理構(gòu)筑物與設(shè)施的布置應順應流程、集中緊湊，以便于節(jié)約用地和運行管理。 工藝構(gòu)筑物（或設(shè)施）與不同功能的輔助建筑物應按功能的差異，分別相對獨立布置，并協(xié)調(diào)好與環(huán)境條件的關(guān)系（如地形走勢、污水出口方向、風向、周圍的重要或敏感建筑物等）。 構(gòu)（建）之間的間距應滿足交通、管道（渠）敷設(shè)、施工和運行管理等方面的要求。 管道（線）與渠道的平面布置，應與其高程布置相協(xié)調(diào)，應順應污水處理廠各種介質(zhì)輸送的要求，盡量避免多次提升和迂回曲折 ，便于節(jié)能降耗和運行維護。 協(xié)調(diào)好輔建筑物，道路，綠化與處理構(gòu)（建）筑物的關(guān)系，做到方便生產(chǎn)運行，保證安全暢道，美化廠區(qū)環(huán)境。 （ 2）總平面布置結(jié)果 污水由北邊排水總干管截流進入，經(jīng)處理后由該排水總干管和泵站排入河流。 污水處理廠呈長方形，東西長 380 米，南北長 280 米。綜合樓、職工宿舍及其他主要輔助建筑位于廠區(qū)東部，占地較大的水處理構(gòu)筑物在廠區(qū)東部，沿流程自北向南排開，污泥處理系統(tǒng)在廠區(qū)的東南部。 廠區(qū)主干道寬 8 米，兩側(cè)構(gòu)（建）筑物間距不小于 15 米，次干道寬 4 米，兩側(cè)構(gòu)（建）筑物間距不小于 10 米。 總 平面布置參見 附圖 1（平面布置圖） 。 第五章 高程布置及計算 （ 1）高程布置原則 充分利用地形地勢及城市排水系統(tǒng)，使污水經(jīng)一次提升便能順利自流通過污水處理構(gòu)筑物，排出廠外。 協(xié)調(diào)好高程布置與平面布置的關(guān)系，做到既減少占地，又利于污水、污泥輸送，并有利于減少工程投資和運行成本。 做好污水高程布置與污泥高程布置的配合，盡量同時減少兩者的提升次數(shù)和高度。 協(xié)調(diào)好污水處理廠總體高程布置與單體豎向設(shè)計，既便于正常排放，又有利于檢修排空。 （ 2）高程布置結(jié)果 由于該污水處理廠出水排入市政排水總干管 后，經(jīng)終點泵站提升才排入河流，故污水處理廠高程布置由自身因素決定。 采用普通活性污泥法，輻流式二沉池、曝氣池、初沉池占地面積較大，如果埋深設(shè)計過大，一方面不利于施工，也不利于土方平衡，故按盡量減少埋深。從降低土建工程投資考慮，出水口水面高程定為 64m，則相應的構(gòu)筑物和設(shè)施的高程可以從出水口逆流計算出其水頭損失 ,從而算出來。 總高程布置參見 附圖 2 高程圖 。 （ 3） 高程計算 321 沿程水頭損失 h1= i 坡度 i=20 局部水 頭損失 h2=50% 構(gòu)筑物水頭損失 a、 巴氏計量槽 H=氏計量