污水廠設(shè)計計算書.docx

污水處理課程設(shè)計說明書姓名：鄧立強班級：給排水11101班學號：201101978序號：03長江大學城建學院給水排水系2014年10月 長江大學污水處理課程設(shè)計任務(wù)書 學院（系） 城建 專業(yè) 給水排水 班級 給排水11101、11102一、設(shè)計原始資料 1、某市擬建一座日處理量35000m3/d的污水處理廠，處理程度為二級處理。其地形圖見附圖。 2、原污水BOD為300mg/L，經(jīng)一級處理后污水BOD除去率為30%。TSS=250mg/L，VSS=175mg/L，TKN=45mg/L，NH4-N=35mg/L，SALK=280mg/L 3、初沉池試驗取去除率為80%。 4、BOD負荷率以及其他參數(shù)均按城市生活污水經(jīng)驗參數(shù)選取。 5、處理水出水BOD為25mg/，TSS=20mg/L，NH4-N=15mg/L，TN=20mg/L二、設(shè)計內(nèi)容1、完成一張平面布置圖，內(nèi)容包括：（1）污水廠主體處理構(gòu)筑物平面位置及大小。（2）污水廠附屬建筑物（如辦公樓等）平面位置及大小。（3）道路位置及寬度。（4）綠化帶2、完成一張平面管線圖，內(nèi)容包括：（1）廠區(qū)內(nèi)給水、排水和雨水管道。（2）各處理構(gòu)筑物的進水、出水管、放空管及超越管。（3）曝氣池的空氣管道。（4）污泥管道、污泥回流管道以及污泥消化產(chǎn)生的沼氣管道。3、工藝流程及高程圖一張。 4、任意繪制一個構(gòu)筑物的詳圖。5、主要水處理構(gòu)筑物的尺寸計算，包括格柵、沉砂池、初次沉淀池、曝氣池、二次沉淀池等。三、要求 1、熟悉給排水CAD工程制圖；2、掌握給排水工程制圖標準；3、熟悉室外排水設(shè)計規(guī)范；4、課設(shè)成果需上交計算書、平面布置圖、管線圖和工藝高程圖和一個構(gòu)筑物的工藝圖。四、參考資料1. 范瑾初主編水質(zhì)工程北京：中國建筑工業(yè)出版社，20092. 嚴煦世主編給水排水工程快速設(shè)計手冊(1-4冊)，北京：中國建筑工業(yè)出版社，19953. 給水排水設(shè)計手冊，第1-5冊北京：中國建筑工業(yè)出版社，20044. 室外排水設(shè)計規(guī)范(GB50014-2006)5. 中華人民共和國建設(shè)部主編給水排水制圖標準(GB/T 501062001)5、 時間安排第五周周一上午：污水廠設(shè)計知識講解；發(fā)設(shè)計任務(wù)書，指導書；具體設(shè)計內(nèi)容和要求講解（地點：課設(shè)教室 ）周一下午：確定污水廠處理工藝過程以及構(gòu)筑物型式選擇。周二周四：計算或估算進水泵房、粗格柵、細格柵、沉砂池、初沉池、曝氣池、二次池、消毒池、濃縮池、脫水車間的主要尺寸。周五周六：進行污水廠的總體平面布置和高程布置，繪制污水廠總平面布置圖第六周周一周三：繪制污水廠工藝平面及給排水平面布置圖和高程布置圖。周四周五：整理計算書和圖紙。打印、上交課設(shè)成果。 污水廠設(shè)計計算書 第一章 污水處理構(gòu)筑物設(shè)計計算一、格柵1、設(shè)計流量Q=35000m3/d，選取流量系數(shù)Kz=1.5則：最大流量Qmax1.535000m3/d=52500m3/d0.608m3/s 2、柵條的間隙數(shù)（n） 設(shè):柵前水深h=0.6m, 過柵流速v=0.9m/s, 格柵條間隙寬度b=0.02m, 格柵傾角=60 則：柵條間隙數(shù)(取n=54)3、柵槽寬度(B) 設(shè)：柵條寬度s=0.01m 則：B=s（n-1）+bn=0.01（54-1）+0.0254=1.61m4、進水渠道漸寬部分長度 設(shè)：進水渠寬B1=1.11m,其漸寬部分展開角1=20（進水渠道前的流速為0.75m/s）則：5、柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度(L2)6、過格柵的水頭損失（h1）設(shè)：柵條斷面為矩形斷面，所以k取3則：其中：=（s/b）4/3 k格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般為3 h0-計算水頭損失，m -阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當為矩形斷面時形狀系數(shù)=2.4 將值代入與關(guān)系式即可得到阻力系數(shù)的值 7、柵后槽總高度(H) 設(shè)：柵前渠道超高h2=0.3m 則：柵前槽總高度H1=h+h2=0.4+0.3=0.7m 柵后槽總高度H=h+h1+h2=0.4+0.102+0.3=0.802m8、格柵總長度(L) L=L1+L2+0.5+1.0+ H1/tan=0.69+0.35+0.5+1.0+0.7/tan60=2.9m 9、每日柵渣量(W) 設(shè)：單位柵渣量W1=0.05m3柵渣/103m3污水則：W=Q W1=1.75m3/d因為W0.2 m3/d,所以宜采用機械格柵清渣 10、計算草圖：二、污水提升泵站水泵選擇：設(shè)計水量35000m3/d，選擇用3臺潛污泵(2用1備)采用LXB1400型螺旋泵3臺，2用1備。該提升泵流量為14001700m3/h。泵房設(shè)計：螺旋泵泵體室外安裝，電機、減速機、電控機、電磁流量計顯示器室內(nèi)安裝，另外考慮一定檢修時間。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，設(shè)計水力停留時間，水平流速1、 長度：2、 水流斷面面積：3、 池總寬度：設(shè)n=2格，每格寬b=1m，故B=nb=2m,4、 有效水深為：h2=A/B=2.4/2=1.25、 沉砂斗容積：其中：T2d，X30m3/106m36、 每個沉砂斗的容積(V0)設(shè)每一分格有2格沉砂斗，則7、 沉砂斗各部分尺寸：設(shè)貯砂斗底寬b10.5m；斗壁與水平面的傾角60，貯砂斗高h30.5m則，沉砂斗上口寬：8、貯砂斗容積：(V1)：V1= h3（b1+）b/2=0.4m3（0.36m3）9、沉砂室高度：(h3)設(shè)采用重力排砂，池底坡度i6，坡向砂斗，則坡底長度l2為l2=（L-2a-0.2）/2=（12.5-21.1-0.2）/2=5.1mh3= h3+6l2=0.5+0.065.1=0.81m10、池總高度(H)：設(shè)超高h1=0.3m11、核算最小流速，只用1格工作 (符合要求)四、初沉池初沉池的作用是對污水中密度大的固體懸浮物進行沉淀分離。 選型：平流式沉淀池，采用行車式刮泥機刮泥。設(shè)計參數(shù)：1、 池子總面積A，表明負荷取2、 沉淀部分有效水深h2、： 取t1.5h3、 沉淀部分有效容積V： 4、 池長L：設(shè)最大設(shè)計流量時的水平流速v=7mm/s5、 池子總寬度B：6、 池子個數(shù)，寬度取b8mn=B/b=32.3/8=47、 校核長寬比： (符合要求)8、 污泥部分所需總?cè)莘eV已知進水SS濃度=250mg/L初沉池效率設(shè)計80，則出水SS濃度設(shè)污泥含水率97，兩次排泥時間間隔T=2d，污泥容重9、 每格池污泥所需容積V10、污泥斗容積V1，：污泥斗上口尺寸為88m，下口尺寸為0.50.5m，傾角為60011、 污泥斗以上梯形部分污泥容積V2；12、 污泥斗和梯形部分容積13、 沉淀池總高度H，設(shè)緩沖層高度為h3=0.5m 取11m五、曝氣池1污水處理程度的計算進入曝氣池污水的BOD值（S）為300mg/L，計算去除率，首先按下式計算處理水中非溶解性BOD值，即BOD=7.1bXC式中 ：C處理水中懸浮固體濃度，取值為25mg/L；b微生物自身氧化率，一般介于0.050.1之間，取值0.08；X活性微生物在處理水中所占比例，取值0.4；代入各值：BOD=7.10.080.425=5.685.7處理水中溶解性BOD值為：25-5.7=19.3mg/L去除率：=(300-19.7)/300=0.9340.932曝氣池的計算與各部位尺寸的確定曝氣池按BOD-污泥負荷法計算(1) BOD-污泥負荷率的確定擬定采用的BOD-污泥負荷率為0.4kgBOD/(kgMLSSd)。但為穩(wěn)妥計，按下式加以較核：N=KSf/K值取0.0280 S=19.3mg/L =0.93 f=MLVSS/MLSS=0.75 代入各值：N=0.028019.30.75/0.93=0.44 kgBOD/(kgMLSSd)計算結(jié)果確證，取值0.4是適宜的。(2) 確定混合液污泥濃度（X）根據(jù)已確定的N值，查表得相應(yīng)的SVI值為100-120，取值120。按下式確定混合液污泥濃度值X。對此r=1.2，R=50%，代入各值，得：X=Rr10/(1+R)SVI=0.51.210/(1+0.5)120=3333mg/L3300mg/L(3) 確定曝氣池容積，按下式計算，即：V=QS/(NX)代入各值：V=35000300/(0.43300)=7954.57955m(4) 確定曝氣池各部位尺寸設(shè)4組曝氣池，每組容積為：7955/4=1989m池深H取4m，則每組曝氣池的面積為：F=1989/4=497.3m池寬B取4.5m，B/H=4.5/4=1.125，介于1-2之間，符合規(guī)定。池長L：F/B=497.3/4.5=110.5L/B=110.5/4.5=24.610，符合規(guī)定。設(shè)三廊道式曝氣池，廊道長：L1=L/3=110.5/3=36.837m取超高0.5m，則池總高度為：4+0.5=4.5m在曝氣池面對初次沉淀池和二次沉淀池的一側(cè)，各設(shè)橫向配水渠道，并在兩池中部設(shè)縱向中間配水渠道與橫向配水渠道相連接，在兩側(cè)橫向配水渠道上設(shè)進水口，每組曝氣池共有三個進水口。在面對初次沉淀池的一側(cè)（前側(cè)），在每組曝氣池的一端，廊道進水口處設(shè)回流污泥井，井內(nèi)設(shè)污泥提升器，回流污泥由污泥泵站送入井內(nèi)，由此通過空氣提升器回流曝氣池。3曝氣系統(tǒng)的設(shè)計與計算本設(shè)計采用鼓風曝氣系統(tǒng)。(1) 平均時需氧量的計算：O2=aQS+bVX其中a=0.5；b=0.15 代入各值O =0.535000(300-25)/1000+0.1579552500/1000=7795.625kg/d=324.8kg/h(2) 最大時需氧量的計算根據(jù)原始數(shù)據(jù) k=1.5代入各值：O=0.5350001.5(300-25)/1000+0.1579552500/1000=10201.875kg/d=425.08kg/h(3) 每日去除的BOD值BOD=35000(300-25)/1000=9625kg/d(4) 去除每kgBOD的需氧量O=7795.625/9625=0.81kgO/kgBOD(5) 最大時需氧量與平均時需氧量之比O/ O=425.08/324.8=1.314供氣量的計算采用網(wǎng)狀膜型中微孔空氣擴散器，敷設(shè)于距池底0.2m處，淹沒水深3.8m，計算溫度定為30。水中溶解氧飽和度：C=9.17mg/L; C=7.63mg/L(1) 空氣擴散器出口處的絕對壓力（P）計算如下：P=1.01310+9.810H =1.01310+9.8103.8 =1.38510P(2) 空氣離開曝氣池面時，氧的百分比按下式計算：O=21(1-E)/79+21(1-E)100%E空氣擴散器的氧轉(zhuǎn)移效率，對網(wǎng)狀膜型中微孔空氣擴散器，取值12%。代入E值，得：O=21(1-0.12)/79+21(1-0.12)100%=18.96%(3) 曝氣池混合液中平均氧飽和度（按最不利的溫度條件考慮）按下式計算，即：C=C(P/2.02610+O/42)最不利溫度條件按30考慮，代入各值，得：C=7.63(1.385/2.026+18.96/42)=8.66mg/L(4) 換算為在20條件下，脫氧清水的充氧量，按下式計算，即：R=RC/(C)1.024取值=0.82；=0.95；=1.0代入各值，得： R=324.89.17/0.82(0.951.08.66)1.024 =348.3kg/h相應(yīng)的最大時需氧量為： R=425.089.17/0.82(0.951.08.66)1.024 =455.8kg/h(5) 曝氣池平均時供氣量按下式計算，即：G=R/(0.28E)100代入各值，得：G=348.3/(0.280.12)=10366.1m/h(6) 曝氣池最大時供氣量：G=455.8/(0.280.12)=13565.5m/h(7) 去除每kgBOD的供氣量：10366.1/962524=25.85m空氣/kgBOD(8) 每m污水的供氣量：10366.1/3500024=7.11m空氣/ m污水(9) 本系統(tǒng)的空氣總用量：除采用鼓風曝氣外，本系統(tǒng)還采用空氣在回流污泥井提升污泥，空氣量按回流污泥量的8倍考慮，污泥回流比R取值50%，這樣提升污泥所需空氣量為： 80.535000/24=5833.3m/h總需氣量：13565.5+5833.3=19398.8m/h5空氣管系統(tǒng)計算按附圖所示曝氣池平面圖布置空氣管道，在相鄰的兩個廊道的隔墻上設(shè)一根干管，共6根干管。在每根干管上設(shè)10對配氣豎管，共20條配氣豎管。全曝氣池共設(shè)120條配氣豎管。每根豎管的供氣量為：13565.5/120=113.04m/h曝氣池平面面積為：374.534=1998m每個空氣擴散器的服務(wù)面積按0.50 m計，則所需空氣擴散器的總數(shù)為：1998/0.50=3996個為安全計，本設(shè)計采用4100個空氣擴散器，每個豎管上安設(shè)的空氣擴散器的數(shù)目為：4100/120= 34.2個,取35個。每個空氣擴散器的配氣量為： 13565.5/4100=3.3m/h6空壓機的選定空氣擴散器安裝在距曝氣池池底0.2 m處，因此，空壓機所需壓力為P=(4-0.2+1.5)9.8=51.94kPa空壓機供氣量：最大時：13565.5+5833.3=19398.8m/h=323.3m/min平均時：10366.1+5833.3=16199.4m/h=269.9m/min根據(jù)所需壓力及空氣量，決定采用LG60型空壓機6臺。該型空壓機風壓70kPa，風量60 m/min。正常條件下4臺工作，2臺備用，高負荷時5臺工作，1臺備用。六、二沉池1已知條件本設(shè)計采用普通輻流式沉淀池。設(shè)計流量Q=35000 m/d=1458.33 m/h，污水的時變化系數(shù)為1.5，即最大設(shè)計流量為1458.331.5=2187.5 m/h，曝氣池中懸浮固體濃度X=3300mg/L，二沉池底微生物固體濃度X=10/SVIr=10/1201.2=10mg/L，污泥回流比R=50%。2設(shè)計計算(1) 沉淀池部分水面面積F根據(jù)活性污泥法處理特性，選取表面負荷q=1.5m/(mh)，設(shè)2座沉淀池n=2，則 單池面積為：F=Q/(nq)=2187.5/(21.5)=729.17m(2)池子直徑：D=(4F/)=(4729.17/) =30.47m(3) 校核固體負荷GG=24(1+R)QX/F=24(1+0.5)2187.53.3/(729.172)=178.2kg/(md)，符合要求。(4) 沉淀部分有效水深h，設(shè)沉淀時間t=2h，則：h=qt=1.52=3m徑深比：D/h2=30.47/3=10.2，符合要求(5) 污泥區(qū)的容積V設(shè)計采用周邊傳動的刮吸泥機排泥，污泥區(qū)容積按2h貯泥時間確定：V=2T(1+R)QX/24(X+X)=221.5350003300/24/(3300+10000)=2171.05 m每個沉淀池污泥區(qū)的容積為V=2171.05/2=1085.5 m(6) 污泥區(qū)高度ha 污泥斗高度設(shè)池底的徑向坡度為0.05，污泥斗底部直徑D=1.5m，上部直徑D=3.0m，傾角60，則h=(D- D)tan60/2=(3.0-1.5) tan60/2=1.3mV=h(D+ DD+ D)/12=1.3(9+31.5+1.51.5)/12=5.36 mb 圓錐體高度h=(D- D)0.05/2=(30.47-3.0)0.05/2=0.69mV=h (D+ D D+ D)/12=0.69(30.4730.47+30.473.0+9)/12=185.8mc 豎直段污泥部分的高度h=(V-V-V)/F=(1085.5-5.36-185.8)/729.17=1.18m污泥區(qū)總高度h=h+h+h=1.3+0.69+1.18=3.17m(7) 沉淀池的總高度H設(shè)超高h=0.3m，緩沖層高度h=0.5m，則H= h+h+h+h=0.3+3+0.5+3.17=6.97七、消毒接觸池接觸時間t=30min，設(shè)計接觸池各部分尺寸1、接觸池容積V：2、采用矩形隔板式接觸池2座，每座池容積V1=1093.75/2=546.88m33、接觸池水深h=2.0m，單格寬b=2m，取每座接觸池的分隔數(shù)為4格，則：池長L=546.88/2/（24）=34.2m加氯間：（1）加氯量：按每立方米投加5g計，則W=53500010-3=175kg（2）加氯設(shè)備選用3臺REGAL-2100型負壓加氯機（2用1備），單臺加氯量為10kg/h八、污泥計算污泥泵房：設(shè)計污泥回流泵房1座1、設(shè)計參數(shù)污泥回流比50設(shè)計回流污泥流量：2187.50.524=26250m3/d剩余污泥量1065m3/d2、污泥泵回流污泥泵6臺（4用2備），型號2