污水處理廠設計計算書

1、設計說明書1設計題目北山城市污水處理廠工藝設計2 設計資料2.1 工程概況根據(jù)城市總體規(guī)劃，本工程設計年限按2025年考慮。至2025年，本工程服務范圍內(nèi)規(guī)劃人口約50000人，人均綜合生活用水量指標取380 L/（人·d）。工業(yè)用水量為30000 m3/d，生活用水按總用量的40%計，污水量按用水量的83%計。2.2 基礎資料2.2.1 進出水資料污水廠設計進出水水質(zhì)對照表單位：mg/LCODcrBOD5SSNH3NTP進水450200250253出水60202050.32.2.2 城市氣象資料污水處理廠所處城市氣象資料年平均氣溫17最高氣溫40.3最低氣溫-11年平均降雨日132

2、天無霜期平均264天年平均降雨量1382.6冰凍線深800主風向東南風3 設計要求3.1污水廠設計原則1校核水處理構筑物的處理能力，水處理單體構筑物基本上按最高日最高時流量進行設計；2污水廠應按近期設計，考慮遠期發(fā)展；3污水廠設計時應考慮各構筑物或設備進行檢修、清洗及部分停止工作時，仍能滿足處理要求，能夠達到系統(tǒng)正常70%的處理能力；4設計中必須遵守設計規(guī)范的規(guī)定。但是對于實行之有效，經(jīng)濟效益高，技術先進的新工藝，新設備和新材料，應積極采用不必受先行設計規(guī)范的約束。3.2平面布置設計原則1布置緊湊，以減少水廠占地面積和連接管渠的長度，便于操作管理；2充分利用地形，力求挖填土方平衡以減少填挖土方

3、量和施工費用；3各構筑物之間連接管渠應簡單，盡量避免立體交叉，并考慮施工，檢修方便；4建筑物布置應注意朝向和風向；5生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)應盡量分開；3.3 污水廠總平面圖的布置本污水處理廠平面布置在滿足工藝流程的前提下進行布置，大致分為生活區(qū)、污水處理區(qū)、污泥處理區(qū)三區(qū)，布置緊湊，進出水流暢；其中，綜合辦公樓、宿舍樓、食堂、浴室等在入廠正門一側附近，方便本廠職工辦公和起居生活，同時也方便外來人員；隔柵間氣味大，鍋爐房多煙塵，污泥區(qū)設在夏季主導風向的下風向、在脫水機房附近設有后門，以減少煤、灰、泥餅、柵渣外運時對環(huán)境的污染。4污水與污泥處理工藝選擇4.1 污水處理工藝處理廠的工藝流程是指在達到所要求處

4、理程度的前提下，污水處理各單元的有機組合；構筑物的選型是指處理構筑物形式的選擇。兩者是相互聯(lián)系，互為影響的。城市生活污水一般以BOD物質(zhì)為主要去除對象。由于經(jīng)過一級處理后的污水，BOD只去除30左右，仍不能排放；二級處理BOD去除率可達90以上，處理后的BOD含量可能降到20-30mg/L，已具備排放水體的標準*4。又該城市污水處理廠的方案，既要考慮有效去除BOD5又要適當去除N，P故本設計采用A/A/O法。污水處理工藝流程如圖1所示。該流程包括完整的二級處理系統(tǒng)和污泥處理系統(tǒng)。污水經(jīng)由一級處理的隔柵、沉沙池和初沉池進入二級處理的厭氧池缺氧池和曝氣池，然后在二次沉淀池中進行泥水分離，二沉池出水

5、后直接排放。二沉池中一部分污泥作為回流污泥進入二級處理部分，剩余污泥與初沉池污泥進入污泥濃縮池，經(jīng)濃縮之后的污泥進入脫水機房加藥脫水，最后外運。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圖1 污水處理廠設計工藝流程圖優(yōu)點：該工藝為最簡單的同步脫氮除磷工藝 ，總的水力停留時間，總產(chǎn)占地面積少于其它的工藝 。在厭氧的好氧交替運行條件下，絲狀菌得不到大量增殖，無污泥膨脹之虞，SVI值一般均小于100。污泥中含磷濃度高，具有很高的肥效。運行中無需投藥，兩個A段只用輕緩攪拌，以保證充足溶解氧濃度，運行費低。缺點：除磷效果難于再行提高，

6、污泥增長有一定的限度，不易提高，特別是當P/BOD值高時更是如此 。脫氮效果也難于進一步提高，內(nèi)循環(huán)量一般以2Q為限，不宜太高，否則增加運行費用。對沉淀池要保持一定的濃度的溶解氧，減少停留時間，防止產(chǎn)生厭氧狀態(tài)和污泥釋放磷的現(xiàn)象出現(xiàn)，但溶解 濃度也不宜過高。以防止循環(huán)混合液對缺反應器的干擾。4.2 污泥處理工藝初沉池污泥機械脫水二沉池污泥重力濃縮池貯泥池泥餅外運 5 構筑物的選擇5.1格柵5.2平流式沉砂池5.3平流式沉淀池-初沉池5.4 A2O曝氣池5.5平流式沉淀池-二沉池5.6重力濃縮池設計計算書1處理率計算處理率 =(200-20)/200=90%處理率 =(450-60)/450=8

7、6.7%SS處理率 =(250-20)/250=92%處理率 =(25-5)/25=80%2流量計算服務人口數(shù)量：50000人；人均用水量指標：380L/（人·d）；生活用水比例：40%；污水量占生活用水量比例：83%；工業(yè)集中排水量：30000m3/d；污水處理量：Q=380L/（人*d）*50000人*40%*83%/1000+30000m3/d =36308m3/d=0.420m3/s；總變化系數(shù)：Kz=1.4；最大流量：Qmax=380L/（人*d）*50000人*40%*83%/1000 *1.4+30000m3/d=38831 m3/d=0.449 m3/s3構筑物計算3

8、.1粗格柵：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。 設計流量Qmax=38831 m3/d=0.449 m3/s柵前流速，過柵流速柵前部分長度0.5m,格柵傾角(1) 設柵前水深 0.8m則=0.4m(2) 柵前間隙數(shù)=23.2 取24a格柵傾角，取a=60°；n設計的格柵組數(shù)；e柵條間隙，取e=50mm；h格柵柵前水深，取h=0.67m；過柵流速，取v=0.9 m/s；(3) 柵條有效寬度 m s柵條寬度，取s=10mm(4) 過柵水頭損失式中格柵受污物堵塞時的水頭損失

9、增大系數(shù)，一般采用3g重力加速度，取9.81b柵條間隙，取b=20mm； S柵條寬度，取S=10mm；v過柵流速，取v=0.9m/s；a格柵傾角，取a=60°其中柵條斷面形狀為銳邊矩形，根據(jù)相關說明取=2.42取柵前渠道超高部分柵前槽總高度 m(5) 設水渠漸寬部分展開角則進水渠漸寬部分長度0.17m格柵與出水渠道漸寬部分長度m(6) 格柵總長度 =2.47m3.2 提升泵房本設計采用傳統(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)提升后再過細格柵，然后經(jīng)平流沉砂池，自流通過初沉池、曝氣池、二沉池及接觸池，最后由出水管道排入納污河流。（1）泵房進水角度不大于45度。（

10、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構半地下式，尺寸為15 m×12m，高12m，地下埋深7m。（4）水泵為自灌式。3.2.1 泵房設計計算各構筑物的水面標高和池底埋深計算見高程計算。再根據(jù)設計流量0.449m3/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18m，轉(zhuǎn)速990r/min，功率90kw），四用一備，流量：

11、=0112m3/s=404.1 m3/h集水池容積： 考慮不小于一臺泵5min的流量：=33.675 m3取有效水深h=1.3m，則集水池面積為: ：=25.903 m2泵房采用圓形平面鋼筋混凝土結構,尺寸為15 m×12m,泵房為半地下式地下埋深7m，水泵為自灌式。3.3 細格柵3.3.1設計參數(shù)確定已知參數(shù)： Qmax=0.449 m3/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0.7m/s ,取=0.9m/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2003.3.2 設計計算細格柵設計兩組，每組的設計流

12、量為：Q=0.224 m3/s=224 L/s（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B1=0.80m，則柵前水深=0.4m（2）柵條間隙數(shù) =57.9 n取60（3）柵槽有效寬度B=s（n-1）+en=0.01（60-1）+0.01×60=1.19m（4）進水渠道漸寬部分長度=0.53m（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=0.268m（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，當為矩形斷面時=2.

13、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=0.4+0.3=0.7m 柵后槽總高度H=h+h1+h2=0.4+0.26+0.3=0.96m（8）格柵總長度 L=L1+L2+0.5+1.0+ H1/tan=0.53+0.268+0.5+1.0+0.7/tan60°=2.20m3.4 平流式沉砂池（1）平流沉砂池長度：L設： （流速要求在0.150.3m/s）；（停留時間要求為30s60s）。則： 。（2）水流斷面積 A=1.796 m2（3）池總寬度：設2格，取格寬； 則：（4）有效水深：h2=1.796/3=0.598<1.2m 滿

14、足要求 （5）沉砂池室所需容積： 設計T=2d，即考慮排泥間隔天數(shù)為2天，則每個沉砂斗容積為： v=2.216 m3（6）每個沉砂斗容積：設取一個分格有兩個沉砂斗,則V0=0.554 m3 （7）沉砂斗各部分尺寸設計斗底寬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：（8）沉砂室高度：采用重力排砂，設池底坡度為0.06，坡向砂斗，則 ： 則沉泥區(qū)高度為： 池總高度H:設超高，則總高為（9）進水漸寬部分長度： （10）出水漸窄部分長度： （11）排砂管道 本設計采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管徑3.5平流式沉淀池3.5.1設計參數(shù)：（1

15、）沉淀時間選取1.5h；（2）沉淀池數(shù)量3；（3）各沉淀池分格數(shù)2；（4）超高選取h1=0.3m；（5）緩沖層高度選取h3=0.5m； （6）表面負荷選取q=2.0m3/(m2*h)；（7）采用機械排泥；（8）長寬比不小于4；（9）長深比在8-12之間；（10）池底縱坡在0.01-0.02之間選取0.01；（11）水平流速6mm/s；3.5.2設計計算：平流式沉淀池總表面積：總表面積A=756m2 沉淀部分有效水深：有效水深h2=3m；沉淀部分有效容積：有效容積V=Qt*3600=2268m3 池長：池長L=vt*3.6=32.4m 平流式沉淀池寬度：總寬度B=22.90m 每格寬度B=B/6

16、=4m；污泥部分所需總容積：每人每日污泥量S取0.5L/（人*d）；兩次清除污泥時間間隔T取0.4d；總容積V=10m3；污泥高度h4=V/A=0.013m取0.02m ；平流式沉淀池總高度：總高度H=3.82m；3.6 AAO曝氣池：根據(jù)原始數(shù)據(jù)與基本參數(shù)，首先判斷是否可采用A²/O法。COD/TN=450/35=12.88,BOD5/TP=200/3=66.720，符合條件。3.6.1 設計參數(shù)計算（1）水力停留時間HRT為t=8h。（2）BOD污泥負荷為Ns=0.18BOD5/(MLSS*d)。（3）回流污泥濃度為Xr=10000/L。（4）污泥回流比為50%。（5）曝氣池混合

17、液濃度 X=×Xr=×10000=3333/L3.3/m³3.6.2 求內(nèi)回流比RTN去除率為 3.6.3 A²/O曝氣池容積計算（1）有效容積 V=Qt=1512×8=12096m³（2）池有效深度 H1=1.5m（3）曝氣池有效面積³（4）分兩組，每組有效面積 = =4000m³（5）設5廊道曝氣池，廊道寬8m。 單組曝氣池長度 （6）各段停留時間 A1A2O=1143.6.4 剩余污泥量W 降解BOD產(chǎn)生的污泥量為 =0.55××(0.18-0.02)=3200/d內(nèi)源呼吸分解泥量 =0.

18、75×3300=2475=2.48/m³ 0.05×12096×2.48=1500/d不可生物降解和惰性懸浮物（NVSS）該部分占TSS約50%，則=（0.15-0.03）××50%=2200/d剩余污泥量W=W1-W2+W3=3200-1500+2200=3900/d3.7平流式二沉池3.7.1設計參數(shù)：（1）沉淀時間選取1.5h；（2）沉淀池數(shù)量3；（3）各沉淀池分格數(shù)2；（4）超高選取h1=0.3m；（5）緩沖層高度選取h3=0.5m； （6）表面負荷選取q=2.0m3/(m2*h)；（7）采用機械排泥；（8）長寬比不小于4；（

19、9）長深比在8-12之間；（10）池底縱坡在0.01-0.02之間選取0.01；（11）水平流速6mm/s；3.7.2設計計算：平流式沉淀池總表面積：總表面積A=756m2 沉淀部分有效水深：有效水深h2=3m；沉淀部分有效容積：有效容積V=Qt*3600=2268m3 池長：池長L=vt*3.6=30m 平流式沉淀池寬度：總寬度B=24m 每格寬度B=B/6=4m；污泥部分所需總容積：每人每日污泥量S取0.5L/（人*d）；兩次清除污泥時間間隔T取0.4d；總容積V=10m3；污泥高度h4=V/A=0.013m取0.02m ；平流式沉淀池總高度：總高度H=3.82m；3.8計量堰設計計算本設

20、計采用巴氏計量槽,主要部分尺寸：L2=0.6mL3=0.9mB1=1.2b+0.48(m);B2=b+0.3(m)應設計在渠道直線段上，直線段長度不小于渠道寬度的8-10倍，計量槽上游直線段不小于渠寬2-3倍，下游不小于4-5倍，喉寬b一般采用上游渠道水面寬的1/2-1/3。當W0.25-0.3時，為自由流，大于為潛沒流，矩形堰流量公式為其中m0取0.45，H為渠頂水深，b為堰寬，Q為流量。得；Q1389L/s則 H1=0.70m,b=1m則 =0.5×1+1.2=1.7mL2=0.6mL3=0.9mB1=1.2b+0.48(m)=1.2×1+0.48=1.68mB2=b+

21、0.3(m)=1.3m取H2=0.45m，則為自由流。計算簡圖如圖：巴氏計量堰設計計算簡圖3.9重力濃縮池污泥含水率高，體積大，從而對污泥的處理、利用及輸送都造成困難，所以對污泥進行濃縮。重力濃縮法是利用自然的重力沉降作用，使固體中的間隙水得以分離。重力濃縮池可分為間歇式和連續(xù)式兩種，我們選用間歇式重力濃縮池。如圖所示：污泥濃縮池設計簡圖3.9.1濃縮污泥量的計算其中， 每日增長（排放）的揮發(fā)性污泥量（VSS），/d；Q(Sa-Se) 每日的有機污染物降解量，/d；Y 污泥產(chǎn)率，生活污水0.5-0.65，城市污水0.4-0.5；VXV-曝氣池內(nèi)，混合液中揮發(fā)性懸浮固體總量，XV=MLVSS；K

22、d衰減系數(shù)，生活污水0.05-0.1，城市污水0.07左右取Y0.5，Kd0.07，Sa200mg/L，Se20mg/L,Q=36288m3/d，V=12000m3,則:XV=f×MLSS=0.75×4300/1000=3.225/L剩余污泥量：采用間歇式排泥，剩余污泥量為150m3/d，含水率P199.2，污泥濃度為12/ m3,含水率P297。3.9.2濃縮池各部分尺寸計算（1）濃縮池的直徑采用兩個圓形間歇式污泥濃縮池。有效水深h2取2m，濃縮時間取16h。則濃縮池面積則其污泥固體負荷為：濃縮池污泥負荷取20-30之間，故以上設計符合要求。采用兩個污泥濃縮池，則每個濃縮

23、池面積為：A050/225則污泥池直徑：取D=6m（2）、濃縮污泥體積的計算則排泥斗所需體積為40×16/2426.67m3（3）、排泥斗計算，如圖，其上口半徑其下口半徑為0.5，污泥斗傾角取45度，則其高h1=1m。則污泥斗容積>107.5m3（4）、濃縮池高度計算：H=h1+h2+h3=1+2+0.3=3.3m排泥管、進泥管采用D=300mm，排上清液管采用三跟D100mm鑄鐵管。濃縮池后設儲泥罐一座，貯存來自除塵池的新污泥和濃縮池濃縮后的剩余活性污泥。貯存來自初沉池污泥400m3/d，來自濃縮池污泥161.24 m3/d?？偽勰嗔咳?00 m3/d。設計污泥停留時間為16

24、小時，池深取3m，超高0.3m，緩沖層高度0.3m。直徑6.5m。3.10 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 （2）初沉池污泥量計算： 使用公式： -分別是進水與沉淀池水的懸浮物濃度；-污泥含水率：；-污泥容重：；-兩次排泥時間間隔。則可得： （3）剩余活性污泥量經(jīng)濃縮后量： 設活性污泥量經(jīng)濃縮后含水率由變?yōu)椋瑒t： 厭氧消化采用中溫兩級厭氧消化處理，消化池停留天數(shù)為30d，其中一級消化為20d，二級消化為10d，消化池控制溫度為,計算溫度為,新鮮污泥平均溫度為,日平均最低溫度為。池外介質(zhì)為空氣時，全年平均溫度為，冬季室外計算氣溫為。池外介質(zhì)為土壤時，全年平均溫度為，

25、冬季室外計算氣溫為。 則：消化池容積為： 采用4座一級消化池，則每座池子的有效容積為： 經(jīng)計算可得： 池子直徑采用；集氣罩直徑；池子下錐底直徑； 上錐體高度；下錐體高度； 消化池柱體高度應則消化池總高度為： 消化池各部分容積計算： 集氣罩之積：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。二級消化池總容積： 采用兩座二級消化池，且兩座一級消化池串聯(lián)一座二級消化池，則兩座二級消化池有效容積為：二級消化池各部分尺寸同一級消化池。本設計近期使用4座消化池，遠期使用6座消化池。各部分尺寸均相同，經(jīng)校核負荷規(guī)定。3.11儲泥灌與污泥脫水機房設計計算采用帶式壓濾機將污泥脫

26、水。選用兩臺機房按照污泥流程分為前后兩部分，前部分為投配池，用泵將絮凝劑加入污泥。后面部分選用7D75型皮帶運輸機兩臺，帶寬800毫米。采用帶式壓濾機將污泥脫水，設計選用兩臺帶式壓濾機，則每臺處理污泥流量為：選用DY2000型帶式壓濾機兩臺，工作參數(shù)如下：濾帶有效寬度2000毫米；濾帶運行速度0.4-4m/min進料污泥含水率95-98，濾餅含水率70-80產(chǎn)泥量50-500kg/h·用電功率2.2kW重量5.5噸外形尺寸（長×寬×高）：10×6×2 m根據(jù)以上數(shù)據(jù)設計污泥脫水機房。4高程布置原則1、保證污水在各構筑物之間順利自流。2、計算管道沿程損失、局部損失，各處理構筑物、計量設備及聯(lián)絡管渠的水頭損失；考慮最大時流量、雨天流量和事故時流量的增加，并留有一定的余地；還應考慮當某座構筑物停止運行時，與其并聯(lián)運行的其余構筑物及有關的連接管渠能通過全部流量。3、考慮遠期發(fā)展，水量增加的預留水頭。4、選擇一條距離最長，水頭損失最大的流程進