污水廠課程設(shè)計

1、 污水處理工藝流程：污泥處理工藝流程：初沉池污泥二次沉淀池濃縮池二級消化池貯泥池一級消化池脫水機房污泥外運剩余第二章 設(shè)計流量和水質(zhì)污染2.1 設(shè)計流量的計算Q=學(xué)號后四位1032/23030000=134600m3/d2.1.1 生活污水計算 生活污水平均日流量：Q生活=1346000.8=107680m3/d=1246.3 L/s生活污水總變化系數(shù)：Kh=1.35生活污水設(shè)計最大流量：Q11=KhQ=1.351246.3=1682.5 L/s 2.1.2 工業(yè)廢水計算工業(yè)廢水平均日流量： Q2=1346000.2=26920m3/d=311.6L/s, 工業(yè)廢水設(shè)計最大流量： Q21=Q2

2、=311.61.35=420.7 L/s2.1.3 城市污水流量城市污水平均日流量： Q=Q生活+Q2=1246.3+311.6=1557.9 L/s城市污水設(shè)計最高日流量： Q=Q11+Q21=1682.5+420.7=2103.2 L/s第三章 中格柵設(shè)計計算本設(shè)計中采用機械清泥的除泥方式，依據(jù)規(guī)范可得，污水過柵流速宜采用0.61.0ms。除轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機外，機械清除格柵的安裝角度宜為6090。設(shè)柵前水深0.8m，過柵流速為0.9m/s，用中格柵，柵條間距e=40mm，格柵安裝傾角=60污水由兩根污水總管引入廠區(qū)，故細格柵設(shè)計兩組，每組的設(shè)計流量為：Q=12Qmax=1051.6L/s3

3、.1 柵條的間隙數(shù) 1。0516sin600.040.80.9323.2 柵條寬度取柵條寬度 S=0.01mB=Sn-1+en=0.0132-1+0.0432=1.59m,B取1.6m3.3 進水渠道若進水渠寬度為B=0.6m，其漸寬部分的展開角度為1=20，L1取1.4m出水槽與出水渠連接處的漸窄部分長度：3.4 水頭損失因為柵條的形狀為矩形截面，取k=3，則：，取0.014m3.5 格柵尺寸取柵前渠道超高h2=0.3m，柵前槽高H1=h+h2=0.8+0.3=1.1mH=h+h1+h2=0.8+0.014+0.3=1.114m柵條中長度：+H1tan60=1.4+0.7+0.5+1.0+1

4、.1tan60=4.24m，取4.3m。3.6 每日柵渣量：在格柵間距為40mm的情況下，設(shè)格柵渣量W1=0.04m3/103m3W=QmaxW186400K總1000=2.10320.04864001.3510002=2.692m3/d0.2m3/d采用機械清渣3.7 計算草圖圖3.1 格柵第四章 細格柵設(shè)計計算設(shè)柵前水深0.6m，過柵流速為0.9m/s，用細格柵，柵條間距e=10mm，格柵安裝傾角=60污水由兩根污水總管引入廠區(qū)，故細格柵設(shè)計兩組，每組的設(shè)計流量為：Q=12Qmax=1051.6L/s4.1 柵條的間隙數(shù) 1051.6sin600.010.80.92724.2 柵條寬度取柵

5、條寬度 S=0.01mB=S(n-1)+en=0.005(272-1)+0.01272=4.08m取4.1m4.3 進水渠道若進水渠寬度為B=0.6m，其漸寬部分的展開角度為1=20出水槽與出水渠連接處的漸窄部分長度：4.4 水頭損失因為柵條的形狀為矩形截面，取k=3，則：h1=4.5 格柵尺寸取柵前渠道超高h2=0.3m，柵前槽高H1=h+h2=0.6+0.3=0.9mH=h+h1+h2=0.6+0.10+0.3=1.0m柵條中長度：+H1tan60=4.8+2.4+0.5+1.0+0.9tan60=8.7m,取8.7m4.6 每日柵渣量：在格柵間距為20mm的情況下，設(shè)格柵渣量W1=0.0

6、2m3/103m3W=QmaxW186400K總1000=2.10320.02864001.631000=2.692 m3/d0.2 m3/d4.7格柵機過柵流速核算：按常規(guī)選用渠道有效寬度0.8m，在流速0.8m/s時有效水深已達0.54m，應(yīng)該說渠道寬是合適的，另一方面有助于設(shè)備安裝及檢修。設(shè)計采用渠道水深為0.5m。相應(yīng)的渠道流速為0.435m/s(規(guī)范0.40.9 m/s)。假定柵前水深h= 0.6 m格柵柵條間隙數(shù)目：n=(0.8+0.005)/(0.005+0.005)81個實際過柵有效寬度=81x0.005=0.405m過柵有效面積：A=0.6x0.405=0.24 m2過柵流速

7、：V=Q/A=0.174X（sin600）1/2/0.24=0.67m20.6m，每組池總寬B=2b=4.0m（4）有效水深：h2=A/B=3.51/4=0.88m （介于0.251m之間）（5）貯泥區(qū)所需容積：設(shè)計T=2d，即考慮排泥間隔天數(shù)為2天，則每個沉砂斗容積（每格沉砂池設(shè)兩個沉砂斗，四格共有八個沉砂斗）其中城市污水沉砂量：X=3m3/105m3.（6）沉砂斗各部分尺寸及容積： 設(shè)計斗底寬a1=0.50m，斗壁與水平面的傾角為60，斗高hd=1.0m，則沉砂斗上口寬：沉砂斗容積： = 1.27m3 （大于V1=0.56m3，符合要求）（7）沉砂池高度：采用重力排砂，設(shè)計池底坡度為0.0

8、6，坡向沉砂斗長度： 則沉泥區(qū)高度為h3=hd+0.06L2 =1.0+0.063.35=1.20m 池總高度H ：設(shè)超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.88+1.20=2.38m（8）進水漸寬部分長度:（9）出水漸窄部分長度:L3=L1=3.75m（10）校核最小流量時的流速：最小流量一般采用即為0.75Qa，則，符合要求.(11) 進水渠道格柵的出水通過DN1200mm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: 式中： B1進水渠道寬度（m），本設(shè)計取1.5m； H1進水渠道水深（m），本設(shè)計取0.5m。(12) 出水管道出水采用薄壁出

9、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：式中： m流量系數(shù)，一般采用0.4-0.5；本設(shè)計取0.5；（13） 排砂管道本設(shè)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(shè)計計算輻流式初沉池擬采用中心進水，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(shè)計選擇四組輻流式沉淀池，每組設(shè)計流量為0.28m3/s，從沉砂池流出來的污水進入集配水井，

10、經(jīng)過集配水井分配流量后流入輻流沉淀池。計算草圖如圖5：1. 沉淀部分水面面積 表面負荷一般采用1.5-3.0，本設(shè)計取=2.0，沉淀池座數(shù)n=4。2. 池子直徑 D = = （D取35m）3. 沉淀部分有效水深 設(shè)沉淀時間t = 2h ,有效水深： h2 =qt =22=4m4. 沉淀部分有效容積 Q = t =5. 污泥部分所需的容積 設(shè)進水懸浮物濃度C0為0.12kg/m3，出水懸浮物濃度C1以進水的50%計，初沉池污泥含水率p0=97%，污泥容重取r=1000kg/m3，取貯泥時間T=4h，污泥部分所需的容積： V= =則每個沉淀池污泥所需的容積為16m3 6. 污泥斗容積 設(shè)污泥斗上部

11、半徑r12m，污泥斗下部半徑r2=1m，傾角取=60，則 污泥斗高度： h5 = （r2- r1）tg=（2-1）tg60=1.73m 污泥斗容積： V1 = （r12+r2r1+r22）= （22+21 +12）=12.68m3 7. 污泥斗以上圓錐體部分污泥容積 池底坡度采用0.05-0.10，本設(shè)計徑向坡度i=0.05，則圓錐體的高度為：h4 = （R- r1）i=（13-2）0.05 = 0.55m 圓錐體部分污泥容積：V2 = （R2+Rr1+r12）=污泥總體積：V= V1+ V2 =12.68+114.56 =127.24 m316.2m3 ，滿足要求。8. 沉淀池總高度 設(shè)沉淀

12、池超高h1=0.3m，緩沖層高h3 =0.5m，沉淀池總高度： H = h1+h2 +h3+h4 +h50.3+4+0.5+0.55+1.737.08 m 9. 沉淀池池邊高度 H= h1+h2 + h3 = 0.3+4+0.5 = 4.8 m10. 徑深比 D/ h2 = 35/4 = 8.8 (符合要求)11. 進水集配水井 輻流沉淀池分為二組，在沉淀池進水端設(shè)集配水井，污水在集配水井中部的配水井平均分配，然后流進每組沉淀池。 配水井中心管徑： 式中： v2 配水井內(nèi)中心管上升流速（m/s），一般采用v20.6m/s；取0.7m/s配水井直徑： 式中：v3 配水井內(nèi)污水流速（m/s）,一般

13、采用v3=0.2-0.4m/s；取0.3m/s.12. 進水管及配水花墻沉淀池分為四組，每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=600mm，進水管道頂部設(shè)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： 式中： 孔洞的寬度（m）； 孔洞的高度（m）； 孔洞個數(shù)(個)。v4 穿孔花墻過孔流速（m/s），一般采用0.2-0.4m/s；13. 集水槽堰負荷校核設(shè)集水槽雙面出水，則集水槽出水堰的堰負荷為：q0 = = m3/(ms) = 2.4L/(mS)10 （符合設(shè)計要求）本設(shè)

14、計設(shè)五廊道式曝氣池，廊道長度為： L1 = L/5=110.0/5 = 22m本設(shè)計取超高為0.5 m，則曝氣池總高為： H = 4.30.5 = 4.8m （3） 確定曝氣池構(gòu)造形式 本設(shè)計設(shè)四組5廊道曝氣池，在曝氣池進水端和出水端設(shè)橫向配水渠道，在兩池中間設(shè)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：5. 需氧量計算本工程設(shè)計中采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)。（1）平均時需氧量計算 =12745.01（kg/d）=531.04（kg/h）式中：每代謝1kgBOD所需氧量（kg），本設(shè)計取0.5； 1kg活性污泥(MLVSS)每天自身氧化所需氧量（kg），取

15、0.15.(2) 最大時需氧量： =15697.31（kg/d）=654.05（kg/h）最大時需氧量與平均時需氧量的比值為： (3) 每日去除的BOD5 值 =434.65 (kg/h)（4）去除1 kg BOD5 需養(yǎng)量 6. 供氣量計算本設(shè)計中采用YHW-型微孔曝氣器，氧轉(zhuǎn)移效率（EA）為20%。敷設(shè)在距池底0.20m處，淹沒水深為4m，計算溫度定為30。 相關(guān)設(shè)計參數(shù)的選用：溫度為20時，=0.82，=0.95，=1.0，CL=2.0mg/L，CS（20）=9.17 mg/L。溫度為30時，CS（30） =7.63 mg/L。（1）空氣擴散器出口處絕對壓力： Pb =1.0131059

16、.8103H=1.0131059.81034= 1.405105 （ Pa）（2）空氣離開曝氣池水面時氧的百分比：Qt = 100% = 100% = 17.54%（3） 氣池混合液平均氧飽和度：CSb = CS()= 7.63()= 8.48 mg/L換算成20條件下脫氧清水的充氧量：（R 為平均時需氧量）（4） 相應(yīng)的最大時需氧量： （5） 曝氣池平均時供氣量： （6） 曝氣池最大時供氣量： （7）去除1kg BOD5 的供氣量： （8）1m3污水的供氣量： 第八節(jié) 向心輻流式二沉池設(shè)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

17、，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(shè)計參數(shù)的選取 表面負荷：qb范圍為1.01.5 m3/ m2.h ，取q=1.5 m3/ m2.h，出水堰負荷設(shè)計規(guī)范規(guī)定取值范圍為1.52.9L/s.m，取2.0 L/(s.m)；沉淀池個數(shù)n=4；沉淀時間T=2h2.沉淀池尺寸設(shè)計（1）每組池子表面積為： （2）池子直徑 （取50m）（3） 池子實際表面積 實際的表面負荷 (4) 單池設(shè)計流量 （5） 校核堰口負荷 2982.5m3符合設(shè)計要求.2. 二級消化池設(shè)計計算(1) 二級消化池容積 式中： Q污泥量（m3/d）； P投配率（%），本設(shè)計取16%； n消化池個數(shù)，本設(shè)計設(shè)

18、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(shè)計計算1. 污泥機械脫水設(shè)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%左右，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(yīng)按污泥的脫水性質(zhì)和脫水要求，經(jīng)技術(shù)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(yīng)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(yīng)按規(guī)范有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，并應(yīng)考慮泥餅運輸設(shè)施和通道

19、。 （5 ）脫水后的污泥應(yīng)設(shè)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(yīng)根據(jù)污泥出路和運輸條件等確定。 (6) 污泥機械脫水間應(yīng)設(shè)置通風(fēng)設(shè)施。每小時換氣次數(shù)不應(yīng)小于6次。2.脫水機選擇本設(shè)計采用滾壓脫水方式使污泥脫水 ，脫水設(shè)備選用我國研制的DY-3000型帶式壓濾機，其主要技術(shù)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24.629.4kg / ( 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(shè)計為 LB= 40m12m .第三章 污水處理廠的平面布置1. 總平面布置原則處理構(gòu)筑物有：機械除渣格柵井、污水提升泵房、平

20、流沉砂池、輻流初次沉淀池、鼓風(fēng)曝氣池與二次沉淀池、污泥回流泵房、濃縮池、消化池、計量設(shè)施等及若干輔助建筑物。總圖平面布置時應(yīng)遵從以下幾條原則。 處理構(gòu)筑物與設(shè)施的布置應(yīng)順應(yīng)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(yīng)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(fēng)向、周圍的重要或敏感建筑物等）。 構(gòu)（建）之間的間距應(yīng)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(yīng)與其高程布置相協(xié)調(diào)，應(yīng)順應(yīng)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)

21、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)果污水由南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(gòu)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(gòu)筑物的西部。廠區(qū)主干道寬7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米該廠平面布置特點為：流線清楚，布置緊湊。鼓風(fēng)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(gòu)筑物靠近四氯化碳制造廠（

22、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(gòu)筑物、鼓風(fēng)機房、泵房、消化池等保持一定距離，位于常年主風(fēng)向的上風(fēng)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(gòu)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(yù)留地設(shè)在一期工程右側(cè)。 具體布置見附圖1第五節(jié) 污水廠的高程布置污水處理廠高程布置的任務(wù)是：確定各處理構(gòu)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(gòu)筑物之間通暢地流動，保證污水處理廠的正常運行。第

23、一節(jié) 控制點高程的確定1.進廠管有兩根，每根流量為0.565m3/S，選用800mm的鋼筋混凝土圓管，進廠端設(shè)計管內(nèi)底標高為-5.50m。2.考慮該污水廠的出水直接排入廠區(qū)外部的河流，其50年一遇的洪水位為-2.0m。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。第二節(jié) 各處理構(gòu)筑物及連接管渠的水頭損失計算 污水處理廠的水流常依靠重力流動，以減少運行費用。為此，必須精確計算其水頭損失（初步設(shè)計或擴初設(shè)計時，精度要求可較低）。水頭損失包括： （1）水流流過各處理構(gòu)筑物的水頭損失，包括從進池到出池的所有水頭損失在內(nèi)；在作初步設(shè)計時可按下表估算。 (2)水流流過連接前后

24、兩構(gòu)筑物的管道(包括配水設(shè)備)的水頭損失，包括沿程與局部水頭損失。 (3)水流流過量水設(shè)備的水頭損失。表1 構(gòu)筑物水頭損失表 表2 污水管渠水力計算表名稱設(shè)計流量（L/s)管段設(shè)計參數(shù)水頭損失管徑(mm)I()V(m/s)管長（m）沿程局部合計出水口至計量堰2103120010.8000.1760.176計量堰至二沉池10529001.50.8400.060.267 0.33二沉池至集配水井5266001.80.9200.040.1680.2配水井至曝氣池5266002.71.2750.20.3060.51曝氣池至初沉池5266001.80.9250.050.0770.12初沉池至配水井526

25、6001.80.9450.080.1680.25配水井至沉砂池10529001.60.8750.120.3080.43第三節(jié) 污水系統(tǒng)高程計算污水處理廠設(shè)置了終點泵站，水力計算以接受處理后污水水體的最高水位作為起點，沿污水處理流程向上倒推計算，以使處理后的污水在洪水季節(jié)也能自流排出。由于河流最高水位較低，污水廠出水能夠在洪水時自流排出。因此，在污水高程布置上主要考慮土方平衡，設(shè)計中以曝氣池為基準，確定曝氣池水面標高70.00m，由此向兩邊推算其他構(gòu)筑物高程。計算結(jié)果見下表2 表3 構(gòu)筑物及管渠水面標高計算表 名稱水頭損失構(gòu)筑物高度水面上游標高（m）水面下游標高（m）超高構(gòu)筑物水面標高（m）構(gòu)筑物底面標高（m）出水口至計量堰0.1766.17660.35計量堰0.96.5266.1767.4265.626計量堰至二沉池0.336.8566.5260.5二沉池6.057.3566.8567.1661.306二沉池至集配水井0.27.5567.356配水井至曝氣池0.518.0667.556曝氣池4.88.5668.0660.58.2663.766曝氣池至初沉池0.128.6868.566初沉池7.088.9868.6860.38.9761.906初沉池至沉砂池0.259.2368.986沉砂池2.139.5369.2360.39.2767.