武汉理工大学水质工程学二课程设计

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1、武汉理工大学水质工程学课程设计说明书1新丰市污水处理厂初步设计摘要众所周知，中国的国际地位不断提高，对世界的影响力逐渐扩大，所以我们必须提高 环保意识，改善中国现有污浊的环境。 根据城市所处的地理位置和污水厂的规模，并结合考虑需脱氮除磷的要求，城市污水 处理厂设计采用传统 Sequencing Batch Reactor 工艺。该工艺污水处理流程为：中格栅 提升泵房细格栅沉砂池SBR 反应池消毒池出水排放。污泥处理流程为：污泥 集泥井污泥浓缩池贮泥池污泥脱水机房泥饼外运。通过此工艺的处理，出水 水质将达到城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002）一级 B 标准。 设计中对整个水

2、处理流程的各主体构筑物如格栅、平流沉砂池、SBR 反应池、接触池等 进行了系统、详细的设计计算和说明。理论上给出了这个流程中 BOD、COD、SS 的去除率 及脱氮除磷的效率。武汉理工大学水质工程学课程设计说明书21 设计说明书1.1 工程概况1.1.1 设计依据1.收纳污水厂出水的河流： 类水体，从城市南边西向东流过，河流保证率 95%的 流量为 3m3/s，河道最高水位 151.03m（黄海高程系，下同） 2.污水厂厂址位于城东河流北岸 300m 处，地形平坦，地面标高为 153.12m，污水厂 大门朝北。 3.城市污水干管终点水面标高为 150.09m，处理厂污水纳入超越管渠，经 3.8

3、km 的渠 道排入水体，渠道总水头损失为 2m。 4 厂区地质良好，地下水位标高为 146.91m，夏季主导风向为东北风。1.1.2 设计规模新星市近期（2020 年）规划人口为 10 万人，平均日污水量为 25000m3/d，远期 （2030 年）规划人口为 15 万人，平均日污水量为 35000m3/d，总变化系数 Kz=1.43，Qmin=0.5Qmax。1.1.3 设计水质BOD5=200mg/L，SS=220mg/L，夏季水温 25，冬季水温 15，平均水温 20。出水 水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准一级 B 排放标准。1.2 污水处理厂工业设计1.2.1 工业流程选择与布置城

4、市污水处理厂的方案，既要考虑有效去除 BOD5又要适当去除 N，P 故可采用 SBR 或 氧化沟法，或 A/A/O 法,以及一体化反应池即三沟式氧化沟得改良设计。 本设计采用传统 SBR 法为核心工艺： 工作流程：见下图武汉理工大学水质工程学课程设计说明书3中格栅与提升泵 房细格栅沉砂池计量堰SBR 生物池消毒间集泥井污泥浓缩池污泥贮柜污泥脱水机房泥饼外运排入河流曝气工作原理：、 SBR 是通过其主要反应器-曝气池的运行操作而实现的。曝气池的运行操作，是有 流入，反应，沉淀，排放，待机等 5 个工序所组成。这五个工序都在曝气池这一个反应 器内进行实施。 工作特点： 采用集有机污染物降解与混合液

5、沉淀于一体的反应器。 无需设污泥回流设备，不设二次沉淀池，曝气池容积也小于连续式。 无设置调节池的必要。 SVI 值较低，污泥易于沉淀，一般情况下，不产生污泥膨胀现象。 在单一的曝气池内能够进行脱氮和除磷反应。 应用电动阀，液位计，自动计时器及可编程序控制器等自控仪表，可能使本工艺 过程实现全部自动化，而由中心控制室控制。 运行管理得当，处理水水质优于连续式。1.2.2 处理构筑物设计1.中格栅和提升泵房（两者合建在一起） 中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来 去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常 运行的装置。 提升泵

6、房用以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过 ，从而 达到污水的净化。 设计参数： 因为格栅与水泵房合建在一起。因此在格栅的设计中，做了一定的修改，特别是在 格栅构造和外型上的设计，突破了传统的“两头小，中间大”的设计模式，改建成长方武汉理工大学水质工程学课程设计说明书4体形状利于均衡水流速度，有效的减少了粗格栅的堵塞。建成一座潜地式格栅，因此在 本次得设计中，将不计算栅前高度，格栅高度，直接根据所选择的格栅型号进行设计。 （1）水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求： 1) 人工清除 2540mm 2) 机械清除 1625mm 3) 最大间隙 40mm （2）在大型污水处

7、理厂或泵站前原大型格栅(每日栅渣量大于 0.2m3),一般应采用机 械清渣。 （3）格栅倾角一般用 450750。机械格栅倾角一般为 600700， （4）通过格栅的水头损失一般采用 0.080.15m。 （5）过栅流速一般采用 0.61.0m/s。 运行参数： 栅前流速 0.7m/s 过栅流速 0.9m/s 栅条宽度 0.01m 栅条净间距 0.02m 栅前槽宽 1.44m 格栅间隙数 42 水头损失 0.103m 每日栅渣量 1.20m3/d 设计中的各参数均按照规范规定的数值来取的。 提升泵房说明： 1泵房进水角度不大于 45 度。 2相邻两机组突出部分得间距，以及机组突出部分与墙壁的间

8、距，应保证水泵轴 或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于 0.8。如电动机容量大于 55KW 时，则不得 小于 1.0m，作为主要通道宽度不得小于 1.2m。 3.泵站为半地下式，长 20m，宽 10m，高 12m，地下埋深 6m。 4.水泵为自灌式。 2.细格栅和沉砂池 细格栅的设计和中格栅相似。 运行参数： 栅前流速 0.7m/s 过栅流速 0.9m/s 栅条宽度 0.01m 栅条净间距 0.01m 栅前部分长度 1.09m 格栅倾角 60o 栅前槽宽 1.96m 格栅间隙数 84（两组） 水头损失 0.26m 每日栅渣量 2.40m3/d 沉砂池设计： 沉砂池的作用是从污水中将比重较大

9、的颗粒去除，其工作原理是以重力分离为基础， 故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水 流带起立。 沉砂池设计中，必需按照下列原则： 1. 城市污水厂一般均应设置沉砂池，座数或分格数应不少于 2 座(格)，并按并联运 行原则考虑。 2 .设计流量应按分期建设考虑： (1)当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算； (2)当污水为用提升泵送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流量计算； (3)合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。 3 .沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为 2.65，粒径为 0.2 以上的颗粒为主。武汉理工大学水质工程学课程设计说明书54 .

10、城市污水的沉砂量可按每 106m3污水沉砂量为 30m3计算，其含水率为 60%，容量 为 1500kg/m3。 5.贮砂斗槔容积应按 2 日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于 55排 砂管直径应不小于 0.3m。 6.沉砂池的超高不宜不于 0.3m 。 7 .除砂一般宜采用机械方法。当采用重力排砂时，沉砂池和晒砂厂应尽量靠近，以 缩短排砂管的长度。 说明： 采用平流式沉砂池，具有处理效果好，结构简单的优点，分两格。 运行参数： 沉砂池长度 7.5m 池总宽 2.0m 有效水深 085m 贮泥区容积 0.36m3（每个沉砂斗） 沉砂斗底宽 0.5m 斗壁与水平面倾角为 600 3.计

11、量堰 选择测量范围在 0.040-0.500m3/s 的巴氏计量槽，其各部分尺寸 为：W=0.30m，B=1.350m，A=1.377m，C=0.60m, D=0.84m, 2/3A=0.918m。 4.SBR 反应池 SBR 池有一座，每座分为 4 个 SBR 反应池。SBR 反应池共设四座。每座曝气池长45m，宽 25m，深 5m，超高 0.5m，有效体积 56253m，4 座反应池总有效体积为225003m。单座 SBR 反应池见草图附表一各池均为独立运行，进水和出水由 DN600mm 的电动蝶阀控制，进气由 DN500mm 的电动 蝶阀控制。SBR 反应池设计运转周期为 6 小时（进水

12、曝气 1.5 小时，沉淀 1.5 小时，曝气 2.5h，滗水与闲置 1h） 。 5接触消毒池 城市污水经过一级或二级处理(包活性污泥法和膜法)后，水质改善，细菌含量也大 幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病源菌的可能。因此，污水排入水体前应进 行消毒。消毒剂的选择见下表：武汉理工大学水质工程学课程设计说明书6经过以下的比较，并根据现在污水处理厂现在常用的消毒方法，决定使用液氯毒。 设计参数：设计流量：Q=35000m3/d=0.579（设二座）3/ms水力停留时间：T=0.5h=30min 设计每日投氯量为：25.0mg/L 平均水深：h=3.0m隔板间隔：b=3m 设计中采用 ZJ-1

13、型转子加氯机，使得处理污水与消毒液充分接触混合，以处理水中 的微生物，尽量避免造成二次污染。采用平流式消毒接触池。消 毒 剂优 点缺 点适 用 条 件液 氯效果可靠、投配简单、 投量准确，价格便宜氯化形成的余氯及某 些含氯化合物低浓度 时对水生物有毒害， 当污水含工业污水比 例大时，氯化可能生 成致癌化合物 。适用于，中规模的污 水处理厂漂 白 粉投加设备简单，价格 便宜。同液氯缺点外，沿尚 有投量不准确，溶解 调制不便，劳动强度 大适用于出水水质较好， 排入水体卫生条件要 求高的污水处理厂臭 氧消毒效率高，并能有 效地降解污水中残留 的有机物，色，味， 等，污水中 PH，温度 对消毒效果影响

14、小， 不产生难处理的或生 物积累性残余物投资大成本高，设备 管理复杂适用于出水水质较好， 排入水体卫生条件要 求高的污水处理厂次 氯 酸 钠用海水或一定浓度的 盐水，由处理厂就地 自制电解产生，消毒需要特制氯片及专用 的消毒器，消毒水量 小适用于医院、生物制 品所等小型污水处理 站武汉理工大学水质工程学课程设计说明书71.2.3 污泥处理设计1.集泥井 设有效泥深为 5m，则平面尺寸 L*B=4m*3m，集泥井为地下式，池顶加盖，有潜污泵抽送 污泥，池底标高为-5.5m，最高泥位为-0.5m。 2、污泥浓缩池 采用间歇重力式浓缩池，采用静圧排泥。 设计规定及参数： 进泥含水率：当为初次污泥时，

15、其含水率一般为 95%97%;当为剩余活性污泥时， 其含水率一般为 99.2%99.6%。 污泥固体负荷：负荷当为初次污泥时，污泥固体负荷宜采用 80120kg/(m2.d)当 为剩余污泥时，污泥固体负荷宜采用 3060kg/(m2.d)。 浓缩时间不宜小于 12h，但也不要超过 24h。 有效水深一般宜为 4m,最低不小于 3m。 运行参数： 设计流量：每座 568.9 m3/d ，采用 2 座 污泥浓缩时间 15h 进泥含水率 99.2% 出泥含水率 97.5% 池底坡度 0.08 上部直径 9m 贮泥时间 2h 浓缩池总高 5m设备选用： 直径 9m 重力浓缩池两座，池深 5 m，配 D9000 污泥浓缩机各一台，间歇运行。浓 缩机不考虑整机备用，而是备用可能会损坏的关键部件。1.2.4 污水处理厂的总体布置1平面布置 各处理单元构筑物的平面布置： 处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在对它们进行平面布置时，应根据各构筑 物 的功能和水力要求结合当地地形地质条件