專業(yè)課程設(shè)計之污水廠設(shè)計項目說明指導(dǎo)書

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第一章總論 31.1 設(shè)計任務(wù)和內(nèi)容 31.2 基礎(chǔ)資料 3第二章污水處理工藝步驟及說明 4第三章各處理構(gòu)筑物設(shè)計 53.1細(xì)格柵 53.2沉砂池 63.3初沉池 83.4曝氣池 103.5二沉池 133.6濃縮池及污泥脫水 16第四章關(guān)鍵設(shè)備說明 19第五章污水廠總體部署 205.1關(guān)鍵構(gòu)(建)筑物和隸屬建筑物 205.2污水廠平面部署 205.3污水廠高程部署 21參考文件 21附圖一、水廠平面部署及高程圖附圖二、曝氣池工藝圖第一章總論設(shè)計任務(wù)和內(nèi)容設(shè)計對象此次設(shè)計一座二級污水處理廠，地點在長沙市。水質(zhì)水量項目規(guī)模：長沙某污水處理廠建設(shè)分二期進(jìn)行，首期服務(wù)人口為7萬人，二期服務(wù)人口增至14萬。進(jìn)水水質(zhì)：pH=6～9;BOD5=100mg/L～150mg/L;COD=180mg/L～300mg/L;SS=100mg/L～150mg/L;NH3-N≤15mg/L，磷酸鹽（以P計）≤1.8mg/L。處理要求及工藝步驟要求出水水質(zhì)滿足GB18918－《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級B排放標(biāo)準(zhǔn)，即：pH=6～9;BOD5≤20mg/L;COD≤60mg/L;SS≤20mg/L;NH3-N≤8mg/L，磷酸鹽（以P計）≤1mg/L。工藝步驟:污水格柵－→泵房－→細(xì)格柵－→沉砂池－→（平流式）沉淀池－→（推流式鼓風(fēng)）曝氣池－→（輻流式）二沉池－→排放廠區(qū)地形考慮潮水位，污水廠選址區(qū)域高程為32～37米（黃海高程）；平均地面標(biāo)高35m。污水經(jīng)過干渠以自流方法到廠邊，廠邊干渠管底標(biāo)高為28米(黃海高程)，出水排入廠址北部北湖，北湖常年水位31m?；A(chǔ)資料地理位置：長沙市在湖南省東部偏北，湘江下游和長瀏盆地西緣。其地域范圍為東經(jīng)111°53′～114°15′，北緯27°51′～28°41′。東鄰江西省宜春地域和萍鄉(xiāng)市，南接株洲、湘潭兩市，西連婁底、益陽兩市，北抵岳陽、益陽兩市。地形、地貌:地形起伏較大，整個地勢為東西南高，北部低。東西長約230公里，南北寬約88公里。全市土地面積11819.5平方公里，其中城區(qū)面積556平方公里。氣候：屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，四季分明，春末夏初多雨，夏末秋季多旱，夏冬季長，春秋季短，夏季約118—127天，冬季117—122天，春季61—64天，秋季59—69天。春溫改變大，夏初雨水多，伏秋高溫久，冬季嚴(yán)寒少。風(fēng)向：冬季主導(dǎo)風(fēng)向為北風(fēng)，夏季主導(dǎo)風(fēng)向為東南風(fēng)。降雨：年降水量約1300毫米。氣溫：市內(nèi)平均氣溫16.8－17.2°C，整年無霜期約275天。年極端最低氣溫僅-2.9℃，極端最高氣溫為38℃。水文：北湖水位二十年一遇洪水位為33米，五十年一遇洪水位為35米，常年水位31米（以上標(biāo)高均為吳淞高程）。地質(zhì)：該區(qū)為平原地帶，地基承載力均在18以上。地震烈度為六級。第二章污水處理工藝步驟及說明工藝步驟：出水二沉池曝氣池初沉池沉砂池格柵進(jìn)水出水二沉池曝氣池初沉池沉砂池格柵進(jìn)水剩下污泥回流污泥剩下污泥回流污泥特點：利用曝氣池中好氧微生物，依靠鼓風(fēng)機曝氣供給氧來分解污水中有機物。混合液進(jìn)行沉淀分離，活性污泥回流到曝氣池中去，原污水從池首端進(jìn)入池內(nèi)，回流污泥也同時注入，廢水在池內(nèi)呈推流形式流動至池末端，流出池外至二沉池。優(yōu)點：a.處理污水效果好，BOD5去除率可達(dá)90%；b.有豐富技術(shù)資料和成熟管理經(jīng)驗；c.適宜處理大量污水，運行可靠，水質(zhì)穩(wěn)定。缺點:a.運行費用好，因為在曝氣池末端造成浪費，故提升了運行成本；b.基建費用高，占地面積大；c.對外界條件適應(yīng)性差；d.因為沉淀時間短和沉淀后碳源不足等情況，對于N、P去除率很低，TN去除率僅有20%效果，NH3-N用于細(xì)胞合成只能除12—18%，P去除率也很低。說明：因為遠(yuǎn)期人口翻一倍，故在此均按近期設(shè)計要求設(shè)計處理構(gòu)筑物，遠(yuǎn)期只需再按一樣規(guī)模平行設(shè)置一組處理構(gòu)筑物即可。第三章各處理構(gòu)筑物設(shè)計3.1細(xì)格柵3.1.1設(shè)計污水流量查97年版《室外排水設(shè)計規(guī)范》知，長沙市在7萬人口情況下，綜合生活用水定額設(shè)為:170～280L/cpa·d，取280L/cpa·d。按排污量為用水量80％計，平均生活污水量280×80%=224L/cpa·d，取1.5則生活污水設(shè)計流量為:（按近期設(shè)計要求計算）≈0.3因為工業(yè)情況未知，這里設(shè)生活污水量為設(shè)計流量，則：3.1.2格柵各部分尺寸格柵計算簡圖以下圖所表示：圖1.格柵計算簡圖圖1.格柵計算簡圖1.柵條間隙數(shù)取柵前流速為0.8m/s，則柵前水深，。取過柵流速，柵條間隙寬度，格柵傾角，故：（個）2.柵條寬度設(shè)柵條寬度s=0.01米B=S(n-1)+bn=0.01×(34-1)+0.021×34=1.043.進(jìn)水渠道漸寬部分長度設(shè)進(jìn)水渠寬B1=0.65米，其漸寬部分展開角度為α=20°（進(jìn)水渠道內(nèi)流速為0.77米/秒）4.柵槽和出水渠道連接出漸寬部分長度(米)5.經(jīng)過格柵水頭損失設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面6.柵后槽總高度設(shè)柵前渠道總高度h2=0.3米H=h+h1+h2=0.43+0.097+0.3=0.83米7.柵槽總長度L=++0.5+1.0+H1/tg60=0.25+0.125+0.5+1.0+(0.43+0.3)/tg60°=2.30米8.每日柵楂量在格柵間隙為0.021米情況下，設(shè)柵楂量為每1000立方米污水產(chǎn)0.07立方米，則>0.2宜采取機械清楂。3.2沉砂池3.2.1池型選擇為了達(dá)成很好沉沙效果，同時為了對污水起預(yù)曝氣作用，選擇曝氣沉沙池。池設(shè)兩個，一用一備。3.2.2尺寸計算1.池子總有效容積圖2.曝氣沉沙池計算簡圖設(shè)停留時間為t=2分鐘圖2.曝氣沉沙池計算簡圖V=Qt×60=362.水流斷面積設(shè)v=0.1米/秒A=Q/v=33.池寬度設(shè)h2=2b=A/h2=3/2=14.池長L=V/A=36/3=125.每小時所需空氣量設(shè)（每污水所需空氣量）6.沉沙室所需容積設(shè)t=1d，，，則：設(shè)每一分格有兩個沉沙斗7.沉沙斗各部分尺寸設(shè)斗底寬0.3米，斗壁和水平面傾角為55度，斗高=0.5米，沉沙斗上口寬沉沙斗容積：>（符合要求）8.沉沙室高度采取重力排沙，設(shè)池底坡度為0.06，坡向沙斗，則9.池總高度設(shè)超高，則總高H=0.3+2+0.52=2.83.3初沉池池型選擇平流式沉淀池，其沉淀效果好，對沖擊負(fù)荷和溫度改變適應(yīng)能力較強。施工簡易，造價較低。適適用于地下水位高及地質(zhì)較差地域，適適用于大、中、小型污水處理廠。關(guān)鍵尺寸計算1.池子總表面積設(shè)表面負(fù)荷q=，則2.沉淀部分有效水深設(shè)停留時間，則3.沉淀部分有效容積4.池長設(shè)水平流速為，則5.池子總寬度:B=A/L=540/27=206.池子個數(shù)設(shè)每格池寬5米，則n=20/5=4個7.校核長寬比，長深比長寬比L/B=27/5=5.4>4(符合要求)長深比L/=27/3=9>8(符合要求)污泥部分計算1.污泥部分所需總?cè)莘e設(shè)T=2日，污泥量為25克/人·日，污泥含水率為95%，則S=25×100/(100-95)/1000=0.5V=SNT/1000=0.5*70000*2/1000=702.每格池污泥部分所需容積3.污泥斗容積以下圖所表示，設(shè)4.污泥泥斗以上梯形部分污泥容積設(shè)池底縱坡5.總?cè)莘e>（符合要求）6.池子總高度設(shè)緩沖層高度為斗內(nèi)污泥可用靜水壓或水射泵排除.3.4曝氣池設(shè)計參數(shù):進(jìn)水水質(zhì)：pH=6～9;=100mg/L～150mg/L;COD=180mg/L～300mg/L;SS=100mg/L～150mg/L;≤15mg/L，磷酸鹽（以P計）≤1.8mg/L。出水水質(zhì):pH=6～9;≤20mg/L;COD≤60mg/L;SS≤20mg/L;≤8mg/L，磷酸鹽（以P計）≤1mg/L取進(jìn)水，出水，則曝氣池計算按BOD——污泥負(fù)荷法計算.1.BOD—污泥負(fù)荷率確實定擬采取BOD污泥負(fù)荷率為0.3，但為穩(wěn)妥，需加以校核，校核公式為：其中，，，。代入各值計算結(jié)果表明，值取0.3是適宜。2.確定混合液污泥濃度(X)依據(jù)以定Ns查表得SVI值為100～150，取值120。，取R=0.5，則3.確定曝氣池容積V==Q×24×3600·==3927.274.確定曝氣池各部位尺寸設(shè)一組曝氣池，取池深h=4.2米，則曝氣池面積為取池寬6m，B/h=1.43，介于1～2之間，符合要求，擴(kuò)散裝置可設(shè)在廊道一側(cè).池長:L=F/B=935/6=1L/B=156/8=25.97>10，符合要求。設(shè)三廊道式曝氣池.單廊道長L1=L/3=156/3=52，介于50～70之間，合理.取超高0.5米，則池總高為H=0.5+h=4.7剩下污泥計算干泥量：（）（）濕污泥量：曝氣系統(tǒng)計算采取鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)，曝氣池出口處溶解氧濃度，計算水溫30℃，相關(guān)各項系數(shù)：；；；；；。1.平均需氧量（1）將各值代入（1）式，得2.最大時需氧量每日去除值式中去除每千克需氧量最大需氧量和平均需氧量之比3.計算曝氣池內(nèi)平均溶解氧飽和度采取網(wǎng)狀膜型中微孔空氣擴(kuò)散器，敷設(shè)于池底，距池底0.2m，淹沒深4.0m，計算溫度定為30℃。在運行正常曝氣池中，當(dāng)混合液在15～30℃范圍內(nèi)時，混合液溶解氧濃度C能夠保持在1.5～2.0mg/L左右，最不利情況將出現(xiàn)在溫度為30～35℃盛夏，故計算水溫采取30℃。①②③查表知20℃和30℃（計算水溫）氧飽和度：，4.計算鼓風(fēng)曝氣池20℃5.求供氣量（）＝98.983.5二沉池3.5.1池型選擇本設(shè)計采取周圍進(jìn)水、周圍出水幅流式二沉池。每座沉淀池配有刮泥機一座，刮泥機線速度為。3.5.2關(guān)鍵尺寸1.沉淀部分水面面積：設(shè)池數(shù)個，表面負(fù)荷，則2.單池直徑:圖4.二沉池計算草圖D=，取22m圖4.二沉池計算草圖3.實際水面面積4.實際表面負(fù)荷5.單池設(shè)計流量6.校核堰口負(fù)荷7.校核固體負(fù)荷（符合要求）8.澄清區(qū)高度設(shè)，按在沉淀池澄清區(qū)最小許可深度1.5m考慮，取9.污泥區(qū)高度設(shè)，10.池邊深度,取3m11．沉淀池高度設(shè)池底坡度為0.06，污泥斗直徑，池中心和池邊落差：超高，污泥斗高度12.校核徑深比，故符合要求3.5.31.單池配水槽設(shè)計污水量設(shè)回流比,則2.槽寬,取0.4m3.水深槽中流速取,則進(jìn)水端水深:出水端水深:4.校核當(dāng)水流增加一倍時,取,設(shè)3.5.41.單池設(shè)計流量2.環(huán)形集水槽內(nèi)水量3.集水周圍單側(cè)集水,安全系數(shù)槽寬4.集水槽水深起端終端3.5.51.堰上水頭H1取0.05m2.每個三角堰流量3.三角堰個數(shù)個4.每個堰長L13.6濃縮池及污泥脫水3.6.1本設(shè)計污泥處理采取以下方案：濃縮池濃縮池消化池機械脫水外運生污泥3.6.2污泥濃縮池采取圓形輻流式濃縮池,設(shè)有刮泥設(shè)備,采取周圍傳動,周圍線速度為.1.濃縮池污泥量：依據(jù)前面計算,,含水率取99.4%,污泥濃度為6;濃縮后污泥濃度為30,含水率.2.濃縮池直徑：采取帶有豎向柵條污泥濃機輻流式重力濃縮池,濃縮池污泥固體通量M取.濃縮池面積采取兩個濃縮池,每個濃縮池面積為則濃縮池直徑,取5m。3.濃縮池高度計算：①取污泥濃縮時間為,則濃縮池工作部分高度為:②濃縮池超高取0.30m。③緩沖層高度取0.30m。④濃縮池高度為：，取為3.5m。4.濃縮后污泥體積計算3.6.3圖5.消化池計算簡圖消化池為傳統(tǒng)固定式消化池，采取中溫兩級消化處理方法。圖5.消化池計算簡圖初沉池泥量為：濃縮后污泥量為：總消化池污泥量為：消化池計算簡圖圖5所表示。1.一級消化池總?cè)莘e為:采取兩座一級消化池，則每座池子有效容積為：消化池直徑采取；集氣罩直徑采取；池底下錐直徑采?。患瘹庹指叨炔扇?；消化池柱體高度應(yīng)大于，采取9m；下錐體高度采取，則消化池總高度為：集氣罩容積為：弓形部分容積為：圓柱體部分容積為：下錐體部分容積為：則：>2.二級消化池總?cè)莘e為：采取一座二級消化池，其各部分尺寸同一級消化池。第四章關(guān)鍵設(shè)備說明1.格柵除污機經(jīng)前面計算，本設(shè)計采取機械清渣，格柵清污采取GH鏈條式回轉(zhuǎn)除污機，其功效以下：型號格柵寬度（mm）格柵凈距（mm）安裝角電動機功率（kw）整機重量（kg）生產(chǎn)廠家GH-100010002560o—80o0.75—2.23500-5500無錫通用設(shè)備機械廠2.污水泵本設(shè)計確定選擇3臺8PWL型立式污水泵（2用1備），以用作污水泵房提升泵，其性能以下：型號流量Q（L/s）揚程H（m）轉(zhuǎn)速n（r/min）軸功率W（kw）氣蝕余量（m）重量（kg）8PWL97.2—180.515.5—9.573023—335.17503.鼓風(fēng)機采取3臺型羅茨鼓風(fēng)機（兩用一備），其性能以下：型號風(fēng)量（m3/min）凈壓力（mm水柱）電動機生產(chǎn)廠家型號功率（kw）605000JO292-4（JO292-6）75武漢鼓風(fēng)機廠4.刮泥機依據(jù)二沉池個數(shù)，采取兩臺ZBG-22型周圍傳動刮泥機，其性能以下：型號池徑（m）功率(KW)周圍線速(m/min)推薦池深(mm)周圍輪壓(kN)周圍輪中心(m)生產(chǎn)廠ZBG-22221.51.53000-50005022.4揚州天雨給排水企業(yè)5.壓慮機選擇3臺BAJZ型自動板框壓濾機，2用1備，其性能參數(shù)以下：型號過濾面積㎡框內(nèi)尺寸㎜濾板厚度㎜裝料容積m3外形尺寸mm重量kgBAJZ301000×1000600.755615×1580×195510第五章污水廠總體部署5.1關(guān)鍵構(gòu)(建)筑物和隸屬建筑物序號名稱規(guī)格L×B×H（m）結(jié)構(gòu)形式單位數(shù)量備注1細(xì)格柵2.30×1.04×0.83套12泵房D20.0×13.0鋼混座1半地下式3沉沙池12×1.5×2.82鋼混座2一用一備4初沉池27×20×4.92鋼混座1分四格5曝氣池52×6.0×4.7鋼混座1三廊道6二沉池D22×4.9鋼混座27消毒池20×6.0×1.5鋼混座18濃縮池D5.0×3.5鋼混座29消化池D12.0×15.0鋼混座3一級兩個，二級一個，尺寸相同。10貯泥池3.2×3.2×3.2鋼混座111脫水機房24.0×10.0×5.0鋼混座112污泥泵房16.0×8.0×6.5鋼混座113管配件房24.0×12.0×5.4鋼混座114鼓風(fēng)機房36.0×12.0×5.4鋼混座115總變電間36.0×12.0×5.4鋼混座116倉庫24.0×12.0×5.4鋼混座117車庫25.0×10.0×3.9鋼混座118食堂36.0×12.0×5.4鋼混座119宿舍28.0×10.0×8.0鋼混座1兩層20綜合樓50.0×18.0×32.0鋼混座1四層5.2污水廠平面部署5.2.1“一”字型部署：該種部署步驟管線短，水頭損失??；“L”型部署：該種部署適宜