污水處理廠初步設計說明書

1、設計任務書一、設計項目 某污水廠初步設計二、設計資料1基本資料 設計流量：Q=30000+ nx 1000 m3/d （n 學號，1 30 號） 污水水質(zhì)：COD=380mg/L BOD5=250 mg/L SS=200mg/L pH=69。夏季水溫 25C，冬季水溫 15C, 常年平均水溫20C。 納污河流：位于城市的東側(cè)自南向北， 20 年一遇洪水水位標高，常水位標高。 根據(jù)城市總體規(guī)劃，污水廠擬建于該城市下游河流岸邊，地勢平坦，擬建處的地面標高。 該城市污水主干管終點 （污水廠進水口 ） 的管內(nèi)底標高。氣象資料：該地區(qū)全年主導風向為西南風。 地勢平坦，地質(zhì)情況良好，滿足工程地質(zhì)要求， 平

2、均氣溫 13C， 冬季最低氣溫-12 C,最大冰凍深度，夏季最高氣溫 37 C，年平均降雨量1010mm蒸發(fā)量 1524mm。處理要求：處理水水質(zhì)滿足：BOD5C 20mg/L; CODE 60 mg/L; SS、遼丨柵條工作平臺進 水圖1中格柵計算草圖2. 格柵尺寸計算設計參數(shù)確定：設計流量Q=s (設計2組格柵)，以最高日最高時流量計算; 柵前流速：V1=S,過柵流速：V2=S；渣條寬度：s=,格柵間隙：e=；柵前部分長度：，格柵傾角：a =60;單位柵渣量：w=柵渣/io3m污水。設計中的各參數(shù)均按照規(guī)范規(guī)定的數(shù)值來取的。2(1)確定格柵前水深，根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式 Q1旦上計算得:柵前

3、槽寬B122 0.5511.25 m 則柵前水深 h 旦 1250.63 m0.722(2)柵條間隙數(shù)：n Q1 sin 0551s 36ehv20.02 0.79 0.9(3) 柵槽有效寬度：B0=s (n-1 ) +en=x(36-1 ) +x36= 考慮隔墻：B=2B+=(4) 進水渠道漸寬部分長度：進水渠寬：BQmax0.5511mv1h 0.7 0.63B B 2.54 12.12m2 tan 1 2ta n20（其中a i為進水渠展開角，取a 1=20 ）（5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L12.12L211.06m2 2（6）過柵水頭損失（hj設柵條斷面為銳邊矩形截面，取k

4、=3，則通過格柵的水頭損失：v220.01 30.92h1 kh0 k sin3 2.42 （）3sin60 0.103m2g0.022 9.81其中：（s/e）4/3h 0：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，當為矩形斷面時B=o（7）柵后槽總高度（H）本設計取柵前渠道超高h2=，則柵前槽總高度H=h+h=+=H=h+h+h&=+二（8）柵槽總長度L=L1+L2+ （+） /tan a=+tan60 =（9）每日柵渣量在格柵間隙在20mn!勺情況下，每日柵渣量為：Qmax w 86400Kz 10000.551 0.05 86400

5、1.4 10001.70.2m3/d ,所以宜采用機械清渣第三節(jié)污水提升泵房設計計算1. 提升泵房設計說明本設計采用傳統(tǒng)活性污泥法工藝系統(tǒng)，污水處理系統(tǒng)簡單，只考慮一次提升。污水經(jīng)提 升后入平流沉砂池，然后自流通過初沉池、曝氣池、二沉池及，最后由出水管道排入河流。設計流量：Q=h=551L/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。如電動機容量大于55KW時，則不得小于，作為主要通道寬度不得小于。3） 泵站采用矩形平面鋼筋混凝土結(jié)構半地下式，尺寸為15 mx 12m高12m地下埋深 7no4

6、）水泵為自灌式。2. 泵房設計計算各構筑物的水面標高和池底埋深計算見第五章的高程計算。污水提升前水位（既泵站吸水池最底水位），提升后水位（即細格柵前水面標高）。所以，提升凈揚程乙=水泵水頭損失取2m安全水頭取2 m 從而需水泵揚程H=19m再根據(jù)設計流量s，屬于大流量低揚程的情形，考慮選用選用3臺350QW1200-18-90型潛污泵（流量1200nVh，揚程 20m 轉(zhuǎn)速 990r/min，功率 90kw），兩用一備，流量：Qmax 1.87533Q max0.47m 柵條間隙數(shù)n551血6072ehv20.02 0.64 0.9 柵槽有效寬度 B=s (n-1 ) +en= (72-1 )

7、 +x 72= 進水渠道漸寬部分長度 L1B B- 1.43 0.790.88m2 ta n 12ta n20/s 2520m3/h44集水池容積：考慮不小于一臺泵5min的流量：W Q 55 210m360 60取有效水深h=，則集水池面積為：A W空161.5m2h 1.3泵房采用圓形平面鋼筋混凝土結(jié)構，尺寸為15 mx 12m,泵房為半地下式 地下埋深7m,水泵為自灌式。第四節(jié)泵后細格柵設計計算1. 細格柵設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、 漂浮物。細格柵的設計和中格柵相似。2. 設計參數(shù)確定：已知參數(shù)：QaFh= m3/s。柵條凈間隙為

8、3-10mm取e=10mm格柵安裝傾角600過柵流速一般為,取V=s,柵條斷面為矩形，選用平面A型格柵,柵條寬度S=，其漸寬部分展開角度為200設計流量Q=s=551L/s柵前流速V1=S, 柵條寬度s=，過柵流速V2=S；格柵間隙e=10mm柵前部分長度，格柵傾角a =60。；單位柵渣量1=柵渣/10 3m污水。Q=551 L/s=s。3. 設計計算污水由一根污水總管引入廠區(qū)，故細格柵設計一組，設計流量為:（1）確定格柵前水深，根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式（B 2v】11 1計算得柵前槽寬2B12Q12 0.551 1.57m，則柵前水深 h 旦 1.57 0.79m. V,.0.722(5) 柵槽

9、與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2 b 143 0.72 m2 2(6) 過柵水頭損失(hi)因柵條邊為矩形截面，取k=3,則42h1 kh0k 竺sin3 2.42 (0.01)309 sin600.26m2g0.012 9.81其中： (s/e)4/3ho：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，當為矩形斷面時B=(7) 柵后槽總高度(H)取柵前渠道超高h2=，則柵前槽總高度H=h+b=+=柵后槽總高度H=h+h+hp=+=(8) 格柵總長度L=L1+L2+ H1/ta n a =+1+ (+) /tan60 (9) 每日柵渣量3w

10、QaW13.4 10 0.13.4 m/dd所以宜采用機械格柵清渣。第五節(jié)沉砂池設計計算1.沉砂池的選型：沉砂池主要用于去除污水中粒徑大于，密度 m3的砂粒，以保護管道、閥門等設施免受磨 損和阻塞。沉砂池有平流式、豎流式、曝氣式和旋流式四種形式。平流式沉砂池具有構造簡 單、處理效果好的優(yōu)點。本設計采用平流式沉砂池2設計資料1) 沉砂池水力停留時間30-60s ;2) 有效水深不大于；3) 水流速，；進水圖4平流式沉砂池計算草圖4) 每格寬度不小于。計算草圖如下頁圖4所示：設計參數(shù)確定設計流量：Qmax =551L/s (設計1組池子)設計流速：v=s水力停留時間：t=40s池體設計計算(1)

11、沉砂池長度：L=vt= x 40=10m(2) 水流斷面面積：A Q/v 0.551/0.252.2tf(3)沉砂池總寬度：設計n=2格，每格寬取b=2m 有效水深：h2=A/B=4=貯泥區(qū)所需容積：每組池總寬B=2b=(4)(5)(小于) 設計T=2d,即考慮排泥間隔天數(shù)為2天，則每個沉砂斗容積(6)、，QpTXV152K 103.4 104 252 1.5 1030.68m3(每格沉砂池設兩個沉砂斗，兩格共有四個沉砂斗) 其中城市污水沉砂量：x=3m/105m.沉砂斗各部分尺寸及容積： 設計斗底寬a1=，2ga tan 60沉砂斗容積：V叫a23aiaa1(7)沉砂池高度:斗壁與水平面的傾

12、角為60,斗高2 1.00.501.65mtan 60hd=，則沉砂斗上口寬:aj)1.0 2 2(1.651.65 0.50 0.50 )3(大于V1=，符合要求)采用重力排砂，設計池底坡度為，坡向沉砂斗長度:L2-10 2 1.653.35m則沉泥區(qū)高度為h3=hd+ =+ x =池總高度H :設超高hi=，H=h+h2+h3=+=(8)進水漸寬部分長度：B B13 1.27L112.38m2 tan202 tan 20(9)出水漸窄部分長度：L3=Ll =(10) 校核最小流量時的流速:Qmi nmin Amin最小流量一般采用即為，則minQminniAmin0.75 1.25-1.8

13、820.99m /s 0.15m / s，符合要求.(11) 進水渠道格柵的出水通過DN1200m的管道送入沉砂池的進水渠道，然后向兩側(cè)配水進入進水渠道，污水在渠道內(nèi)的流速為0.936v11.25m / s1.5 0.5式中：B1進水渠道寬度(m，本設計?。?h 1進水渠道水深(m，本設計取。(12) 出水管道出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保證沉砂池內(nèi)水位標高恒定，堰上水頭為:H(0.9362 0.4 1.5；2 9.820.31m式中：m流量系數(shù)，一般采用；本設計??；(13) 排砂管道本設計采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管徑 DN=200mm第六節(jié)輻流式初沉池設計計算輻流式初沉池擬采

14、用中心進水，沿中心管四周花墻出水，污水由池中心向池四周輻射流 動，流速由大變小，水中懸浮物流動中在重力作用下沉降至沉淀池底部，然后用刮泥機將污 泥推至污泥斗排走，澄清水從池周溢流入出水渠。輻流沉淀池由進水裝置、中心管、穿孔花 墻、沉淀區(qū)、出水裝置、污泥斗及排泥裝置組成。本設計選擇兩組輻流式沉淀池，每組設計流量為 s，從沉砂池流出來的污水進入集配水 井，經(jīng)過集配水井分配流量后流入輻流沉淀池。1. 沉淀部分水面面積表面負荷采用m3/(m2 h)，本設計取q =m3/(m2 h)，沉淀池座數(shù)n=2F 口00 迪型495m2nqR-r1i=0.05-r2I圖5輻流式沉淀池計算草圖2. 池子直徑4 49

15、525.1m (D 取 25m)3. 沉淀部分有效水深設沉淀時間t = 2h , 有效水深：h 2 =qt =2 x 2=4m4. 沉淀部分有效容積QH6750Q = t =1983.6m3/hn 25. 污泥部分所需的容積由任務書知進水懸浮物濃度 G為m,出水懸浮物濃度C以進水的50%+,初沉池污泥含水 率po=97%污泥容重取r=1000kg/m(R+Rn+n2) = 3.14 0.55 (132 13 2 22) 114.56m3,取貯泥時間T=4h,污泥部分所需的容積：V=26.45 m3Q(G - Ci)T x 100 = 1983.6 (0.20 0.10) 4 100 丫 (10

16、0- p 0)100 (100 97)則每個沉淀池污泥所需的容積為6. 污泥斗容積設污泥斗上部半徑1= 2m污泥斗下部半徑r2=1m傾角取a =60,則污泥斗高度:h 5 = (2- r 1) tg a = (2-1 ) x tg60 = 污泥斗容積：n h52222V1 =(r 1 +2卄2)=錯誤！ x( 2 +2x 1 +1)=7. 污泥斗以上圓錐體部分污泥容積池底坡度采用，本設計徑向坡度i=，則圓錐體的高度為: h4 = (R- r 1) i= (13-2) x =n h43圓錐體部分污泥容積：污泥總體積：3-V= Vi+ V2 =+ = m ，滿足要求。8. 沉淀池總高度設沉淀池超高

17、hi=,緩沖層高h3=,沉淀池總高度：H = hi+h2 +h3+h4 +h5= +4+= m9. 沉淀池池邊高度H = hi+h2 + h 3 = +4+ = m10. 徑深比D/ h 2 = 26/4 =（ 符合要求）污水在集配水井中部的配水井平均c輻流沉淀池分為二組，在沉淀池進水端設集配水井,分配，然后流進每組沉淀池。配水井中心管徑：4Q4 1.87V20.71.84m式中：V2配水井內(nèi)中心管上升流速（m/s）, 般采用s;取s 配水井直徑：D34 1.87V 031.8423.37m式中：V3 配水井內(nèi)污水流速（m/s）, 般采用V3=；取s.12. 進水管及配水花墻沉淀池分為四組，每

18、組沉淀池采用池中心進水，通過配水花墻和穩(wěn)流罩向池四周流動。 進水管道采用鋼管，管徑DN=600m，進水管道頂部設穿孔花墻處的管徑為 800mm沉淀池中心管配水采用穿孔花墻配水，穿孔花墻位于沉淀池中心管上部，布置6個穿孔花墻，過孔流速：Q0.28WB hn0.26m/s0.3 0.6 6式中： B 孔洞的寬度（m）；h 孔洞的高度（m）; n 孔洞個數(shù)（個）。V4 穿孔花墻過孔流速（m/s），般米用；13. 集水槽堰負荷校核設集水槽雙面出水，則集水槽出水堰的堰負荷為：Qh675035 =0.0028 m/（m s）2nn D 3600 2 4 3.14 26=L/（m S）10(符合設計要求)本

19、設計設五廊道式曝氣池，廊道長度為:Li = L/5=115/5 = 23m本設計取超高為m，則曝氣池總高為：H =+ =(3) 確定曝氣池構造形式本設計設四組5廊道曝氣池，在曝氣池進水端和出水端設橫向配水渠道，在兩池中間設 配水渠道與橫向配水渠相連，污水與二沉池回流污泥從第一廊道進入曝氣池。曝氣池平面圖 如圖6所示：回流污泥圖6曝氣池平面圖5.需氧量計算本工程設計中采用鼓風曝氣系統(tǒng)。(1)平均時需氧量計算。2 aQ(3 Se) bVXv 0.5 34000 (0.1875 0.020) 0.15 7355.84 3.3=(kg/d ) = (kg/h )式中：a每代謝1kgBOD所需氧量(kg

20、)，本設計??；b 1kg活性污泥(MLVSS每天自身氧化所需氧量(2)最大時需氧量：kg)，取.O2max aQ (S0 Se) bVXv 0.5 47606.4 (0.1875 0.020) 0.15 7355.84 3.3=(kg/d ) = (kg/h )最大時需氧量與平均時需氧量的比值為:Q2maxq2317.841.18270.36每日去除的BOD5值34000 (1875 20)BODr5695( kg/d)237.3(kg/h)(4)去除1 kg BOD5需養(yǎng)量O2BODr6488.6456951.14(kgO2/kgBOD5)6.供氣量計算本設計中采用 YHWH型微孔曝氣器，氧

21、轉(zhuǎn)移效率(E)為20%敷設在距池底處，淹沒 水深為4m計算溫度定為30C。相關設計參數(shù)的選用：溫度為 20C時，a =,B =, p =, CL=L, CS(20)= mg/Lo 溫度為 30C時，CS(30) = mg/L。(1) 空氣擴散器出口處絕對壓力：Pb=x 105+x 103H=x 105 +x 103x4= X 105 ( Pa) (2)空氣離開曝氣池水面時氧的百分比：21 X (1 Ea)Qt =- x 100% =錯誤！ x 100% = %79+ 21(1-E -)(3)氣池混合液平均氧飽和度：CSb = Cs(+ 42 )= x (錯誤! + 錯誤!)= mg/L換算成2

22、0C條件下脫氧清水的充氧量:RdRCs(20)270.36 9.17Cs(t)C 1 .024t 200.85 (0.95 8.48 2) 1.02410 380(kg/h)(4)(R為平均時需氧量) 相應的最大時需氧量:Romax 1.18 380 448.4(kg/h)(5)曝氣池平均時供氣量:Gs100380100 6333.3(m3/h)0.3EA0.3 20(6) 曝氣池最大時供氣量：GSmax100448.4100 7473.3(m3/h)0.3EA0.3 20(7) 去除1kg BOD5的供氣量：BOD56333.3 24/569526.69(m3空氣 /kgBOD5)(8) 1

23、m污水的供氣量：6333.3 24/340004.47(m3空氣 /m3污水)第八節(jié)向心輻流式二沉池設計計算為了使沉淀池內(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。該沉淀池采用周邊進水，中心出水的幅流式沉淀池，采用吸泥機排泥。計算草圖如圖81. 設計參數(shù)的選取表面負荷：qb范圍為一m3/ ，取q= m3/，出水堰負荷設計規(guī)范規(guī)定 取值范圍為一，取L/ ; 沉淀池個數(shù)n=4;沉淀時間T=2h2. 沉淀池尺寸設計（1）每組池子表面積為：Qnq1000024 2 1.0208m2（2）池子直徑(3)4 20816.28m(取 20 m)池子實際表面積2 2F -D-20443

24、14m2實際的表面負荷Q 4Qq2nF n D4 10002 2420320.66m /(m h)Dh1圖8二沉池計算草圖h3h4（4）單池設計流量Q 1000033Q05000m /d 208.3m /d2 2(5) 校核堰口負荷Q02 3.6 D208.32 3.6 D0.46L(sm) 符合設計要求2. 二級消化池設計計算（1）二級消化池容積V 737921.25m3np 1 0.08式中：Q污泥量（nVd）；P 投配率（% ,本設計取8% n消化池個數(shù)，本設計設置1座。由于二級消化池單池容積與一級消化池相同，因此二級消化池各部份尺寸同一級消化池。第六節(jié)機械脫水間設計計算1. 污泥機械脫

25、水設計說明：污水處理廠污泥二級消化后從二級消化池排出污泥的含水率約 95%x右，體積很大。因此 為了便于綜合利用和最終處置，需對污泥做脫水處理，使其含水率降至 60%-80%從而大大 縮小污泥的體積。（1）污泥脫水機械的類型，應按污泥的脫水性質(zhì)和脫水要求，經(jīng)技術經(jīng)濟比較后選用。（2）污泥進入脫水機前的含水率一般不應大于 98%。（3）經(jīng)消化后的污泥，可根據(jù)污水性質(zhì)和經(jīng)濟效益，考慮在脫水前淘洗。（4）機械脫水間的布置，應按規(guī)范有關規(guī)定執(zhí)行，并應考慮泥餅運輸設施和通道。（5 ）脫水后的污泥應設置污泥堆場或污泥料倉貯存，污泥堆場或污泥料 倉的容量應根據(jù)污泥出路和運輸條件等確定。（6）污泥機械脫水間應

26、設置通風設施。每小時換氣次數(shù)不應小于6次。2. 脫水機選擇本設計采用滾壓脫水方式使污泥脫水 ，脫水設備選用我國研制的DY-3000型帶式壓濾機，其主要技術指標為：干污泥產(chǎn)量 600kg/L，泥餅含水率可以達到 75%-78%單臺過濾機的產(chǎn)率為/ （ m2 h）,選用3臺，2用1備。工作周期定為12小時 機械脫水間平面尺寸設計為 L x B= 40mX 12m .第四章 污水處理廠的平面布置1.總平面布置原則該污水處理廠主要處理構筑物有：機械除渣格柵井、污水提升泵房、平流沉砂池、輻流 初次沉淀池、鼓風曝氣池與二次沉淀池、污泥回流泵房、濃縮池、消化池、計量設施等及若 干輔助建筑物?？倛D平面布置時應

27、遵從以下幾條原則。 處理構筑物與設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。 工藝構筑物（或設施）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（建）之間的間距應滿足交通、管道（渠）敷設、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（建）筑物的關系，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)果污水由南

28、邊排水總干管截流進入，經(jīng)處理后由該排水總干管排入河流。 污水處理廠呈長方形。綜合樓、職工宿舍及其他主要輔助建筑位于廠區(qū)東北部，占地較大的 污水處理構筑物在廠區(qū)西部，沿流程自南向北排開，污泥處理系統(tǒng)在污水處理構筑物的西部。 廠區(qū)主干道寬7米，兩側(cè)構（建）筑物間距不小于15米，次干道寬4米，兩側(cè)構（建）筑物 間距不小于10米該廠平面布置特點為：流線清楚，布置緊湊。鼓風機房和回流污泥泵房位于曝氣池和二 次沉淀池一側(cè)，節(jié)約了管道與動力費用，便于操作管理。污泥消化系統(tǒng)構筑物靠近四氯化碳 制造廠（即在處理廠西側(cè)），使消化氣、蒸氣輸送管較短。節(jié)約了基建投資。辦公室。生活住房與處理構筑物、鼓風機房、泵房、消化

29、池 等保持一定距離，位于常年主風向的上風向，衛(wèi)生條件與工作條件均較好。在管線布置上， 盡量一管多用，如超越管、處理水出廠管都借道雨水管泄入附近水體，而剩余污泥、污泥水、 各構筑物放空管等，又都與廠內(nèi)污水管合并流人泵房集水井。第二期工程預留地設在一期工 程右側(cè)。具體布置見附圖1第五章污水廠的高程布置污水處理廠高程布置的任務是：確定各處理構筑物和泵房等的標高，選定各連接管渠的 尺寸并決定其標高。計算決定各部分的水面標高，以使污水能按處理流程在處理構筑物之間 通暢地流動，保證污水處理廠的正常運行。第一節(jié) 控制點高程的確定1. 進廠管有一根，流量為S,選用800mm勺鋼筋混凝土圓管，進廠端設計管內(nèi)底標高為。2. 考慮將出廠水水通過重力自流排入附近的涪江。河流 20年一遇的洪水位為。因而可以 確定出廠管的管內(nèi)底標高，出廠管選用 1200mm的鋼筋混凝土圓管一根，出廠水排放點河流