污水处理厂的设计

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1、第 1 页共 15 页环境工程课程设计说明书题目：污水处理厂的设计组别：第四组日期：2010 年 01月第 2 页共 15 页目录一、总论：1、组员说明2、设计任务3、设计题目4、设计内容5、基本资料二、污水处理工艺流程说明1、污水处理工艺流程2、污水处理构筑物及设备说明（1）格栅和泵房（2）曝气沉砂池（3）初沉池；（4）曝气池（5）二沉池三、污水厂总体布臵（见图纸）第 3 页共 15 页总论一、2007 级环境科学第四组组员名单及各自所负责部分明细：姓名学号负责部分 高航40704060107 格栅有关计算樊 巍 巍40704060108 格栅选定汪 家 家40704060109 曝气池刘博

2、40704060110 曝气沉砂池二沉池陈 荣 波40704060111 污水处理厂平面布臵图的绘制陈涛40704060112 设计说明书的编写张慧芬40704060124 曝气池张 晓 夏40704060129 格栅曝气沉砂池昂 国 卫40704060206 初沉池设计图二、设计任务针对一座执行二级排放标准的城市污水处理厂，对主要污水处理工艺的相关 构筑物的选型和尺寸进行设计确定和计算，确定污水厂的平面布臵和高程布臵， 完成设计说明书（包含计算说明书）和污水处理厂平面布臵图。三、设计题目 ：处理污水量为 14 万 m3/d 的污水处理厂的工艺设计四、设计内容1. 污水处理厂工艺构筑物的选型；

3、 2. 主要处理设施（格栅，沉沙池，初沉池，曝气池，二沉池）的尺寸比例的计 算； 3. 污水处理厂的平面布臵（见CAD 平面布臵图）五、基本资料初始水质：要求设计完成后的城市污水处理厂日处理污水量为14 万 m3/d ，污水的水质指标： COD=450mg/L ，BOD=200mg/L ，SS=250mg/L ，氨氮 15mg/L。处理要求：要求处理后水质标准为：COD70mg/L,BOD20mg/L,SS30mg/L, 氨氮5mg/L。气象与水文资料： （1）风向：多年主导风向为北北西风。第 4 页共 15 页（2）水文：降水量多年平均为每年728mm ；蒸发量多年平均为每年1210mm ；

4、地 下水位，地面下5-6m。 （3）气温：最冷月平均气温-3.5 （4）厂区地形：厂区征地面积为东西长380m ，南北宽 280m 。工艺流程及相关构筑物的计算一、 污水处理工艺流程：所给污水处理课题没有给污水脱氮除磷的要求，所有此次设计的污处 理水厂其主要目标是去除污水中的5BOD和 SS 。 此设计方案中我们采用二 级生物处理的活性污泥法来处理，曝气池采用传统的推流曝气池。 具体流程如下：说明： 城市污水进入处理厂的集水井后，经格栅的截留作用， 水中的粗大物 质被截留，可以保护处理厂的机械设备（后面的泵）并防止管道的堵塞， 随后污水流入泵房， 为后面工序做提高水位或增大流量等之用。经泵作用

5、 后的污水随即进入曝气沉沙池经曝气沉砂池，而后进入初沉池， 最终进入 关键阶段，即曝气池和二沉池的处理阶段。 从初沉池进来的污水， 进入曝气池和二沉池组成的体系时，活性污泥 与水实现泥水分离， 部分活性污泥回流到曝气池，继续进行净化过程，另 一部分从系统中排出，澄清水则作为最终出水被排出。二、 污水处理构筑物及设备说明（一） . 集水井由于城市生活污水量大而且性质稳定，这样在废水提升泵前加上一积 水井，按照要求池的容量不小于泵5 分钟的流量泵流量 7700 (3/mh),64260536007700V(m3) 由于地下水位，地面下5-6m，取井深 4 m ，宽为 10 m ，长为 17 m容量

6、为 680(m3)达到要求（二） . 格栅与泵房格栅：格栅由一组平行的金属栅条制成，栅条间形成缝隙。格栅用于拦 截水中较大的悬浮物和漂浮物，保证后续处理设施的正常进行。截留效率取决于 缝隙宽度。格栅通常倾斜50 60安臵，这增加了有效的栅除面积，也使 清捞省力和防止过多的水头损失，但占地较多。集水井曝气沉砂池污 水出 水二沉池曝气池初沉池格栅间泵房第 5 页共 15 页（1）格栅的相关计算： 栅槽宽度：(1)BS nnb()m式中： S栅条宽度 ( 根据所给参考书例题，定为0.01m); n栅条间隙数 （个） ； b 栅条间隙（ m ） 其中栅条间隙数n 可由下式求得：n=Qmax *(sin

7、a)0.5/bhv, 其中Qmax =Q *1.2 =140000/（24*3600）=1.94m3/s,=60，b=0.02m,h=0.4m,v=0.7m/s 所以 n=1.94*0.93/(0.02*0.4*0.7)=323(个) 将 n=323,S=0.01,b=0.02 代入B=S(n- 1) + bn中得 B=9.68(m) 通过栅的水头损失： h1=h0K，K为格栅受阻使水头损失增大的倍数，取3. 其中 h0为计算水头损失（ m ）, 由 h0=v2sin/ 2g 求出。为阻力系数，由下表确定格栅形状后计算得到。( 此处我们选栅条断面形状为矩形) 栅条断面形状公式说明（形状系数）

8、矩形 逆水面带半圆的矩形 圆形 逆水、 背水面都为半圆的矩形4 3S/ b（）=2.42 =1.83 =1.79 =1.67 正方形2() /()1bSb为收缩系数一般 0.64 由表中信息得，选栅条断面为矩形时，=1.83，43S/ b（）=0.73代入 h0=v2sin/ 2g中得 h0=0.73*0.49*0.866/ （2*9.8 ）=6.07（m ）, 故 h1=h0K=6.07*3=18.21 （m ） 3、栅后槽的总高： H=h+h1+h2, 其中 h 为栅前水深，取 0.4m,h2为栅前渠超高，取 0.3m。 故 H=h+h1+h2=0.4+18.21+0.3=18.91 （m

9、 ） 4、栅槽总长度 :L=L1+L2+1.0+0.5+ H1 / tan(m)。 其中， L1（进水渠渐宽部分长度）=(B-B1) / (2tan)=2.59m(B1为进水渠宽，选 0.7m) L2（栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度）=L1/ 2=1.295(m),H1=h+h2=0.7（m ） ， 则 L=L1+L2+1.0+0.5+ H1/ tan=2.59+0.7+1.5+0.404=5.194 （m ）5、每日栅渣量： W=QmaxW186400/ (K2*1000)(m3/ d) 其中 W1为栅渣量，当栅条间距为16-25mm 时，其值为 0.05-0.1,此处选 0.75 。 K2

10、为生活污水量总变化系数， 由下表确定：第 6 页共 15 页平均日流量4 6 10 15 25 40 70 120 200 400 750 1600 2K2.3 22 2.1 2.0 1.89 1.80 1.69 1.59 1.51 1.4 1.3 1.2 此处取2K =1.2，则 W=QmaxW186400/ (K2*1000)=104.76(m3/ d) 泵房：沉砂池底部的泥沙通过吸砂泵送至砂水分离器，脱水后的清洁砂粒外 运 ， 分 离 出 来的 水回 流 至 泵 房 吸水 井 。 根 据 流量 和扬 程 等 因 素 选用 700WL7700-16.84 下表为泵的相关性能参数：型号流量(

11、3/mh) 扬程 （m ）转速 r/min 功率 /kw 效率oo气蚀余量 /m 700WL7700-16.8 7700 16.8 590 429.7 82 9.2 一般需选两台泵，一台使用，一台备用。根据实际需要，选用HZ2200-3000型回转式格栅除污机，其具体性能如下：型号电动 机功 率 （KW ）栅条有效 宽度（ mm ）栅条间 隙 （mm ）框总宽 度 （mm ）格栅井宽 （mm ）格栅倾角 （度）HZ2200-3000 2.2 2000-3000 20-70 B+230 B1+100 70-80 ( 三) 、曝气沉砂池 （1）作用：除具有一般沉砂池的去除无机颗粒物的功能外，还可去

12、除沉渣中夹 杂的有机物，防止有机杂质的腐败发臭。 （2）原理：曝气沉砂池是一个长形渠道，沉砂池的出水通过管道送往除尘池集 配水井，集水井为内外套筒式结构， 有沉砂池过来的输水管道直接进入内层套筒， 进行流量分配，通过两根管道送到初沉池。 (3) 计算 设计数据： 旋转速度： 0.25-0.30m / s； 水平流速： 0.1 m/ s； 最大流量时停留时间：1-3min； 有效水深： 2-3m； 宽深比： 1-1.5 ； 长宽比可达 5； 供气量： 0.2m3/ m3; 空气扩散装臵安在池子一侧，距池底0.6-0.9m 池子进出口布臵注意防止断流，进水与旋转方向一致。 计算池子有效容积的计算：

13、V=Qmax*t*60（m3） ，t为Qmax时的停留时间，此处选1.5min 。故V=Qmax*t*60=1.94*1.5*60=174.6 （m3）第 7 页共 15 页 水流断面面积： A= Qmax / V=16.2(m2) 池的总长度： L=V/ A=12m 池的总宽度： B=A / h2 =5.4m , h2为设计有效水深，选为3m 。 需氧量： q=d* Qmax*3600=1396.8(3/mh), 其中 d 为每m3污水用气量，取 0.2 。曝气沉砂池配用吸砂机根据池宽等因素选PXS型行车式泵吸吸砂机，其性能如 下: 型 号池宽（ mm ）轨距（ mm ）功率（ kW ） 行

14、 车 速度 （m / min） PXS8400 4400-8400 B+b 7.5 1.3 ( 四) 初沉池 ：采用辐流式， 出水方式是中心进水， 周边出水，沉淀池 2 座圆形。 相关计算： 1、沉淀部分水面面积A= Qmax / nq (F为沉淀部分面积,q 为表面负荷 ) 代入A=1746(2m) 2、 池子直径4AD=47.16 m3、沉淀部分有效水深 2Hqt式中：2H - 沉淀部分有效水深t -沉淀时间( )h， 【一般取 1-2】取2th2224( )Hm4 、沉淀部分有效容积V= Qmax*t/n6984（m3）5、污泥部分所需容积3max120()2400()(100)ZQCC

15、TVmK rpn第 8 页共 15 页代入数据： V=72（m3）式中： T俩次排泥时间间隔（ d） ；C1进水 SS浓度（ t/m3） ；C2 出水 SS浓度（t/m3） ；Kz生活污水量总变化系数；r_污泥容重（ t/m3） ，约为 1；p0_污泥含水 r 率；6、泥斗容积2235 12 12()()3hVrr rrm式中：512() tanhrr，5h - 泥斗高度()m; 1r - 泥斗上部半径()m; 2r - 泥斗下部半径()m; - 污泥斗倾角 ; 2r 取 2m ，1r 取 1m ，代入数据： V12.68( m3 ) 。7、泥斗以上圆锥体部分容积2234 211()()3hV

16、RRrrm式中：41()hRr i,4h - 圆锥体高度()m; R- 池子半径()m; i- 坡度，取 0.05; 代入数据： V2546.20( m3 ) 。8、沉淀池总高度12345( )Hhhhhh m其中：1h - 超高()m，取 0.5()m；第 9 页共 15 页3h - 缓冲层高度()m，取0.4()m；代入数据 : H7.62(m) ； 径深比校核对： D/h2= 47.16/4=11.79 符合 6-12 沉淀池的出水采用锯齿堰，堰前设挡板，拦截浮渣。沉在底部的沉泥 通过刮泥机刮至污泥斗， 依靠静水压力排除。 出水槽采用双侧集水，出水 槽宽度为0.6m，水深 0.5m ，槽内水流速度为 0.7m/s ，堰上负荷为 1.66L