設計任務書工程設計

1、設計任務書（一）河北某市污水處理廠工程設計一工程概況某污水處理廠服務約50萬人，匯水面積為40km2，設計規(guī)模一期為160000m3/d，遠期為320000m3/d，利用國外貸款建設。城市排放的污水中，生活污水占35%，工業(yè)污水占65%，通過管道排放到市郊，再經37km的明渠排入周圍河流。二設計水質水量及排放質量1.設計處理水質水量設計處理能力160000m3/d（最大可處理208000m3/d）。由于受城市排水體系和實際進水量變化的影響，幾年來其污水處理量基本保持在130000m3/d左右。進水水質中生活污水水質比較穩(wěn)定，而工業(yè)廢水水質波動較大，污水廠實際進、出水質見下表。項 目BOD5（m

2、g/L）COD(mg/L)SS(mg/L)pH值有毒物質重金屬進水100-200150-35080-2007-9-微量出水30120306-9-微量設計進水水質為（未考慮有毒物質及重金屬）BOD5 200mg/L COD 400mg/L SS 250mg/L pH值 7-92.排放標準出水水質達到國家二級排放標準，設計出水水質為BOD520mg/L COD 120mg/L SS 25mg/L pH值 6-9三、處理工藝方案的選擇及流程1處理工藝確定原則為了同時達到污水處理廠高效穩(wěn)定運行和基建投資省、運行費用低的目的，依據下列原則進行了污水處理工藝方案選擇： 技術成熟，處理效果穩(wěn)定，保證出水水質

3、達到排放標準； 投資低，運行費用省，低投入高效益； 選定工藝的技術設備先進、可靠，國產化程度高，性能好。2處理工藝的確定采用普通活性污泥法。污水進廠后經自動粗格柵進入集水池，在集水池內設潛水泵，污水提升后經細格柵進入曝氣沉沙池去除沙粒，再經初沉池去除大部分懸浮固體，初沉出水經廠內高架渠道進入曝氣池。曝氣池采用循環(huán)推流反應形式，其出水經平流式二沉池分離后排入周圍河流。初沉污泥與二沉剩余污泥首先進入前濃縮池，經濃縮后進入蛋形消化池中溫消化，使污泥穩(wěn)定。消化后的污泥經后濃縮池進一步濃縮，減少體積，用帶式壓濾機進行脫水，泥餅外運處置。3處理工藝簡介 活性污泥法是一種好氧處理過程。污水在曝氣池中通氣充氧

4、，使各種活性污泥微生物大量生長繁殖，能形成菌膠團的細菌形成絮狀體，原生動物附著其上，絲狀細菌與真菌也交織穿插期間，形成一顆顆懸浮于混合液中的絮體顆粒，每一顆粒就是一個微生物群體。這樣的活性污泥顆粒與進入曝氣池的污水相接觸，即發(fā)生對污水中污染物的吸附、分解、吸收等作用，經過一段時間的通氣后，污水中的有機物質大部分被同化為微生物有機體，然后進入沉淀池。絮狀化的活性污泥顆粒能很好地沉降至池底部，上清液即為處理過的水，可排出系統(tǒng)外。沉淀的污泥一部分補充、回流到曝氣池，與未處理污水混合重復上述作用；另一部分污泥則作為剩余污泥排出。三設計工藝要求 工藝采用普通活性污泥法（或多點進水）。污水進廠前設有總閘門

5、一道，在總閘門前另有直接排放的溢流管道。污水進廠后經自動粗格柵進入集水池，在集水池內設潛水泵，污水提升后經細格柵進入旋流沉沙池去除沙粒，再經初沉池去除大部分懸浮固體，初沉出水經廠內高架渠道進入曝氣池。曝氣池采用循環(huán)推流反應形式，其出水經平流式二沉池分離后排入周圍河流。初沉污泥與二沉剩余污泥首先進入前濃縮池，經濃縮后進入蛋形消化池中溫消化，使污泥穩(wěn)定。消化后的污泥經后濃縮池進一步濃縮，減少體積，用帶式壓濾機進行脫水，泥餅外運處置。四、工程設計1總平面設計（1）平面布置原則總平面布置包括：污水與污泥處理、工藝構筑物及設施的總平面布置，各種管線、管道及渠道的平面布置，各種輔助建筑物與設施的平面布置，

6、總圖平面布置時應遵從以下幾條原則。1.處理構筑物與設施的布置應順應流程，集中緊湊以便節(jié)約用地和運行管理。2.工藝構筑物不用改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調好與環(huán)境條件的關系（如地形走勢，污水出口方向、風向）。3.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。4.管道（線）與渠道的平面布置應與其高程布置相協調，應順應污水處理廠各種介質輸送的要求，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。5.協調好輔建筑物、道路、綠化與處理構建筑物的關系，做到方便生產運行保證安全暢通美化廠區(qū)環(huán)境。（2）平面布置特點1.布置緊湊，流線清楚。2.生活活

7、動區(qū)，污水區(qū)、污泥區(qū)，界線分明從大門進去為綜合樓，形成入口的生活區(qū)，該區(qū)位于主導風向的上風向，距離格柵、污泥區(qū)很遠，加強綠化，環(huán)境較好。3.污泥區(qū)位于下風向且在廠區(qū)的最下角，消化池距離構建筑物較遠，不影響其它設施。4.生產輔助區(qū)距需檢修用電等較多的構筑較近，方便了工作人員。5.廠區(qū)內道路設計考慮工作人員可以順利到達任何地點。6.設有后門，生產過程中產生的柵渣，沉砂、泥餅等由后門運走，而不走前門，避免了影響大門處生活區(qū)的環(huán)境清潔。廢水處理的工藝流程，是由若干不同功能的單元處理構筑物（設備）和輸配水管渠所組成。隨著廢水處理技術的發(fā)展，一方面同一功能處理設施的類型在不斷增多，另一方面，同一設施的處理

8、功能有的也在擴展。在污水處理廠的工藝流程及構筑物類型確定后，廢水處理的工藝計算任務主要是確定構筑物（設備）及管渠的幾何尺寸和數量，以及輔屬裝置、材料及藥品等的規(guī)格及用量。從而為處理廠的布置等提供依據。青島市李村河污水處理廠設計規(guī)模17×10m3/d，格柵底距地面8.0m。粗格柵間采用半地下形式，內設機械粗格柵3臺，柵條間隙25mm，格柵寬度1.36m，經格柵截留的柵渣由皮帶運輸機收集、螺旋輸送機提升后進入地面的柵渣箱，而且在格柵近水面設置寬度1.0 m的檢修平臺。4臺通風機設在半地下式房間內，取風口設在渠道和房間內，通風機風量8000 m3/h。流經粗格柵的污水由提升泵房提升后進入細

9、格柵間，細格柵間設計3臺階梯式機械格柵，柵條間隙6 mm，格柵寬度1.28 m，細小的柵渣經螺旋壓實機脫水后外運。呼和浩特市辛辛板污水處理廠設計規(guī)模10×10m3/d，格柵底距地面5.4m。粗格柵間采用地面式，設置機械格柵2臺，柵條間隙25mm，格柵寬度2.0m，高度8.4m，設計時在屋頂設2.5m×1.5m的天窗，使格柵間高度由11.5m降低至6.2m。排風機的取風口設在過水渠道內維修人員經常出現的地方，共設2臺排風機，通風量8 250m3/h。工藝流程：三、主要構筑物 序號 名稱 規(guī)格（m） 數量(座) 設計參數

10、0; 主要設備1格柵L×B=3.16×1.652計流量Q=165600m3/d柵條間隙b=15mm過柵流速v=1.0m/s機械除渣機兩套2提升泵房L×B×H=10×8×51計流量Q=165600m3/d單泵流量Q=2400m3/h潛污泵4臺手動起閉機3沉砂池L×B=18×3.222計流量Q=165600m3/d水平流速v=0.3m/s有效水深h=1.0m砂水分離器4初沉池L×B=×27×62計流量Q=165600m3/dq=2.0m3/(m2·h)停留時間t=1.5

11、h刮泥機 貯渣斗5 曝氣池L×BH=71.5×7.552計流量Q=120000m3/d BOD=200,去處效率90%鼓風機 微孔曝氣器6二沉池D×H=46.1×6.152計流量Q=120000m3/dq=1.5m3/(m2·h)停留時間t=2.5h刮泥機 出水堰板       （1）粗格柵（兩組，一用一備）功能：去除污水中的較大漂浮雜物以保證污水提升泵的正常運行，采用機械格柵，正常情況下兩條渠道同時運行，事故時一條運行。主要參數：設計最大流量Qmax =20800

12、0m3/d =2.4 m3/s柵條間隙寬度b=25.0mm柵前水深h=1.0m過柵流速v=0.8m/s格柵傾角=60° 柵條寬度S=0.01m（柵條斷面為銳邊矩形） 柵條間隙數： n=112 柵槽寬度： B=S（n-1）+bn=3.91m 進水渠道漸寬部分的長度：設進水渠寬B1=2.3m，漸寬部分展開角1=20°L1=(BB1)/2tg1=2.21m 漸窄部分長：L2= L1/2=1.10m 過柵水頭損失:h1=4/3 ()k=0.061m 柵后總高度：設柵前渠道保護高度h2=0.3mH=h+ h1+ h2=1.36m1.4m 柵槽總長度：L= L1+ L2+0.5+1.0

13、+H1/tg=5.56m 每日柵渣量：在格柵間隙為25mm的情況下，設柵渣量為0.03m3/103m3污水，Kz設為1.2。W=86400Qmaxw1/1000Kz=5.2 m3/d>0.2m3/d因此需要采用機械清渣。（2）集水池和提升泵房 使用矩形合建自灌干式泵房，集水池與機器間由隔墻分開，只有吸水管和葉輪淹沒在水中，機器間可經常保持干燥，以利于對水泵的檢修和保養(yǎng)，又可避免污水對軸承、管件、儀表的腐蝕。 設計流量Qmax =208000m3/d =2.4 m3/s 采用流量為0.6m3/s的潛水泵，4用一備。 集水池分成2格，總有效容積為一臺水泵8分鐘的出水量： V=qt=288m3

14、 設集水池有效水深為2.0m 集水池面積F=144m2，寬度采用10m,長度為14.4米，取15米 水泵所需揚程：H=3.3+0.1+0.2+0.6+0.2+0.6+0.5+0.4+1.5=7.4m（3）細格柵功能：去除污水中較為細小的漂浮雜物，以保證后續(xù)處理流程的正常運行。建兩組，設計流量為Q=Qmax/3=0.8m3/s 柵條間隙e=6mm柵前水深h=0.8m過柵流速v=1.0m/s 格柵傾角=60°同粗格柵計算得： 柵條間隙數n=155 柵槽寬度B=2.47m進水渠道漸寬部分的長度L1=1.33m漸窄部分長L2=0.66m水頭損失h1=0.633m柵后總高度H=1.73m 柵槽

15、總長L=4.12m 每日柵渣量W=5.2m3/d>0.2m3/d所以需要機械清渣（4）旋流沉砂池功能：污水從沉砂池的切向進入，具有一定的流速，砂粒產生離心力，密度較大的砂粒沿池壁及沉砂池獨特的結構沉降到池底集砂斗。沖洗系統(tǒng)將避免集砂斗中沉砂板結，而且將附著在砂粒上的有機物顆粒與砂粒分離，使有機物顆粒從集砂斗中返還到污水中。槳葉的旋轉使水流呈復雜的渦旋狀態(tài)，生成輕微的上升流速，從而帶動有機物顆粒隨水流流入下一道工序進行處理。通過改變槳葉的轉速與集砂斗的間隙使沉砂池的沉砂效果、有機物顆粒的分離效果達到最佳。集砂斗內的沉砂通過先進的空氣提升系統(tǒng)(或砂漿泵)提升到無軸螺旋砂水分離器，實現砂粒與污

16、水的徹底分離。旋流沉砂池系統(tǒng)在運行中，進出口水流速度較高，處理量較大，除砂效果好，占地面積小，設備結構簡單，節(jié)約能源，運行可靠，整個系統(tǒng)PLC控制，實現中控、連續(xù)自動運行，操作及維護方便，適合大、中、小型污水處理廠使用，對于國內的污水處理中平流式沉砂池是一種很好的替代產品 主要參數：設計流量Qmax =20.8萬m3/d =2.4 m3/s設計停留時間 t=60s 進水管流速 v1=0.3m/s池內水流上升速度 v2=0.06m/s沉砂池錐底部分高度 h4= 1.5m超高 h1= 0.5m中心管底至沉沙面得距離 h3 = 0.3m宜分作三池進水沉沙n=3。進水管直徑：d=1.84m沉砂池直徑：

17、 D=4.52m 水流部分高度：h2= v2t = 0.0660 = 3.6m 沉沙部分所需容積：V=10.37 m3圓截錐部分實際容積: V1=池總高度：H = h1+h2+h3+h4= 0.5+3.6+0.3+1.5 = 5.9m(5)初沉池（輻流式）輻流沉淀池的池型呈圓形，采用中心進水周邊出水形式。水流在池中呈水平方向向四周輻流，泥斗設在池中央，池底向中心傾斜，污泥通常用刮泥（或吸泥）機械排除。輻流沉淀池采用機械排泥，運行較好，設備較簡單，排泥設備已有定型產品的優(yōu)點。主要參數：設計流量Qmax=20.8萬m3/d =2.4 m3/s 表面負荷q=2.0m3/(m2h) 池數n=3 沉淀時

18、間t=2h 沉淀部分水面積： F=Qmax/nq=1440m2 池子直徑：D=42.8m 沉淀部分有效水深：h2=qt=4m 沉淀部分有效容積：V=6480m3 污泥部分所需容積:V=SNT/1000n=20.83m3 污泥斗容積:設污泥斗上部分半徑r1=2m,污泥斗下部半徑r2=1m,傾角=,h5=(r1-r2)tg=1.73m污泥斗容積 :V1=h5(r12+r1r2+r22)=12.7m3污泥斗以上圓錐體部分污泥容積: 設池底徑向坡度0.05,則圓錐體高度 h4=(R-1)0.05=0.97m圓錐體部分污泥容積: V2=h4(R2+Rr1+r12)=504.8m3污泥斗總容積: V=V1

19、+V2=517.5m3>20.83m3沉淀池總高度:設h1=0.3m， h3=0.5mH=h1+h2+h3+h4+h5=7.5m沉淀池池邊高度: H=h1+h2+h3=4.8m徑深比： =10.7 符合要求（6）曝氣池曝氣池采用氧化溝池形，分2組，每組布置成4個廊道，每個廊道長8288 m，寬9.5 m，水深7 m，每組容積22 284 m3，總容積44 568m3。平均水力停留時間5.1h。在曝氣池中，污水被強制形成循環(huán)流，其流態(tài)具有推流型和完全混合型的雙重特點。因此，不但具有較強的抗沖擊能力，而且也不易發(fā)生短流。 

20、曝氣充氧系統(tǒng)采用鼓風射流曝氣器，射流器共638個，分成8組，在每個廊道的池底內布設 1組。每組由1臺水泵提供工作介質，其中6臺工作介質采用回流污泥，2臺使用曝氣池內混合液。該曝氣系統(tǒng)屬中微孔曝氣，鼓風機送入空氣在射流器內與活性污泥充分混合后擴散至池面，因而具有較高的氧利用率，在標準工況下，曝氣系統(tǒng)的動力效率可達2.2 kg O2/(kWh)。射流器的工作介質推動池內水流循環(huán)，并使全池污泥保持懸浮狀態(tài)。主要參數：設計流量Qmax =20.8104m3/d =2.4 m3/s 進水水質：BOD5 200mg/L COD 400mg/L SS 250mg/L 出水水質：

21、BOD520mg/L COD 120mg/L SS 25mg/L 污泥回流比：R=0.5 處理效率： E=La-Lt/La*100%=90% 曝氣池容積：設混合液懸浮物濃度為3g/L，系數f=0.7,則Nw=0.73=2.1kg/m3,取污泥負荷Fw=0.4曝氣池容積V=QLr/NwFw=44568m3 名義停留時間：Tm=V/Q=0.214d=5.1hTs=V/(1+R)Q=3.4h 污泥產量：設污泥增殖系數a=0.6,污泥自身氧化率b=0.08 Y=aFw-bVNw=14977kg/d 泥齡：Tw=1/(aFw-b)=6.25d 曝氣池需氧量： 設氧化每千克BOD需氧a1=0.5kg，污泥

22、自身氧化需氧率b1=0.16kg/kgMLSS*d O=a1QLr+b1VNw=33695kg/d（7）二沉池 采用平流式沉淀池，沉淀效果好，施工簡易，造價較低。 主要參數：設計水量：Qmax =20.8104m3/d =2.4 m3/s 表面負荷：q=1.5（m3/m2h）水力停留時間：t=2h污泥濃度：x=3500mg/L污泥回流液濃度：x1=10000mg/L 池數n=4 沉淀部分有效面積： A=Qmax/nq=1445m2沉淀部分有效水深：h2=qt=3m沉淀部分有效容積：V=4333m3 池長： 設水平流速0.004m/s L=vt*3.6=28.8米 池寬：B=A/L=50.2m

23、污泥部分所需總容積： 設T=2日，每人每日污泥量取S=0.5升/人*日 V=SNT/1000=500m3 污泥斗容積：設污泥斗上部分半徑r1=2m,污泥斗下部半徑r2=1m,傾角=,hs=(r1-r2)tg=1.73m污泥斗容積 :V1= hs(r12+r1r2+r22)=43.5m3污泥斗以上圓錐體部分污泥容積: 設池底徑向坡度0.05,則圓錐體高度 h4=(R-1)0.05=0.97m圓錐體部分污泥容積: V2=h4(R2+Rr1+r12)=527.6m3污泥斗總容積: V=V1+V2=571.1 m3>500 m3 沉淀池總高度：設緩沖層高度h3=0.5米H=h1+h2+h3+h4

24、+h5=6.5m沉淀池邊高度H=h1+h2+h3=3.8m(8)污泥濃縮池 采用連續(xù)流重力濃縮池，池型為圓形，豎流式。主要參數： 產泥總量14977kg/d含水率=99.2% ，濃度=40Kg/m3縮后：污泥濃度40g/L，含水率=96% 濃縮池有效水深h=4m 濃縮時間10h 污泥混合后的濃度： C=（127368.5+224140）/14977=13.2Kg/m3濃縮池面積:設固體通量為 M = 55Kg/m2dA=847m2濃縮池直徑: D=19.5m濃縮池工作部分高度:h1=3.7m濃縮池總高度:設濃縮池超高h2=0.3m，緩沖高度h3=0.3m，濃縮池高度H=h1+h2+h3=3.7+0.3+0.3=4.3 m(9)消化池污泥消化池采用定容式蛋型，共3座，每座尺寸為：最大直