某城市污水处理厂的设计说明书.docx

某都市污水处理厂设计阐明书一、原始资料及设计规定1.污水处理厂区附近地形与地质资料厂区附近地下水位标高561.00m；厂区附近土质构造为亚粘土；城区排水干管进场处A管底设计标高为581.00m；受纳水体底部设计标高为571.00m；厂区内地势为西北高，东南低。2.都市污水资料表一都市污水资料区域服务人口（人）污水量原则（L/人d）一区80000160二区65000150三区60000180表二 该市工业企业及公共建筑排水量和水质资料名称平均排水量m3/d最大排水量m3/hSSmg/LCODmg/LBODmg/L总氮mg/L总磷mg/LA50002603601100550455B4200200100500300253C45003501304802101063.其他表三 该市气象资料项目温度值项目温度值年平均气温218月平均气温年最低气温0月平均最高气温32.6年最高气温38.7月平均最低气温9.7温度在-10度如下天数0温度在0度如下天数0年降雨量1094.1年蒸发量常年主导风向SE最大风速4.设计原则认真贯彻国家有关环境保护方针和政策，符合国家有关法律、规范、原则。规定处理后水质到达都市污水处理厂有关排放原则规定（一级B）。在都市总体规划指导下，采用统一规划，是工程建设与都市发展相协调，既保护环境，有最大程度发挥工程效益。采用高效节能污水处理工艺，因地制宜采用现代化技术，提高管理水平，做到投资省、运行费用低、技术可靠、运行稳定。妥善管理，防止二次污染。选择先进、可靠、高效、运行管理以便、维修简便排水专用设施污水处理厂保证一定程度绿化，到达美化作。二、 水量设计1水质估算根据室外排水设计规范(GB50014-) 3.4.1中规定城镇污水设计水质应根据调查资料确定，或参照邻近城镇、类似工业区和居住区水质确定。无调查资料时，可按下列原则采用：1. 生活污水五日生化需氧量按300 计算；2. 生活污水悬浮固体量按200 计算；3. 生活污水总氮量按30 计算；4. 生活污水总磷量按10 计算；5. 生活污水化学需氧量按500 计算入水水质估算：BOD5:=318 COD=561.58 TN=29.23 TP=8.46 SS=201.42.计算水量由水质估算算出平均流量为：Q=47050m3/d。设计流量：Qmax=k（1.5）*Q=70575m3/d=0.817m3/s=3000 m3/h三、设计计算过程1、污水处理工艺方案选择1.1工艺方案分析 本项目污水处理特点为： 1污水以有机污染为主，可生化性很好，重金属及其他难以生物降解有毒物一般不超标； 2污水中重要污染物指标总氮总磷比较高； 针对以上特点，以及出水规定，既有都市污水处理技术特点，以采用生化处理最为经济。根据国内外已运行中小型污水处理厂调查，要到达确定治理目，可采用“一般活性污泥法”1.2. SBR法(Sequencing Batch Reactor)SBR是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）简称，是一种按间歇曝气方式来运行活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。与老式污水处理工艺不一样，SBR技术采用时间分割操作方式替代空间分割操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代老式动态沉淀。它重要特性是在运行上有序和间歇操作，SBR技术关键是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。长处：1：运行效果稳定，污水在理想静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。2：工艺过程中各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。3：处理设备少，构造简朴，便于操作和维护管理。4：脱氮除磷，合适控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好脱氮除磷效果。5：工艺流程简朴、造价低。主体设备只有一种序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调整池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。由于上述技术特点，SBR系统深入拓宽了活性污泥法使用范围。就近期技术条件，SBR系统适合于非常适合处理小水量，合适于本设计。1.3. SBR法工艺流程图：入水堆泥场沉砂池泵房格栅 回流泥饼外运浓缩脱水排出鼓风机投药室贮泥池消毒室SBR池弄苏2格栅设计计算根据室外排水规范：6.3.1 污水处理系统或水泵前，必须设置格栅。6.3.2 格栅栅条间隙宽度，应符合下列规定：1 粗格栅：机械清除时宜为1625mm，人工清除时宜为2540mm。特殊状况下，最大间隙可为100mm；2 细格栅：宜为1.510mm；3 水泵前，应根据水泵规定确定。6.3.3 污水过栅流速宜采用0.61.0m/s。除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅安装角度宜为6090。人工清除格栅安装角度宜为3060。6.3.4 格栅除污机，底部前端距井壁尺寸，钢丝绳牵引除污机或移动悬吊葫芦抓斗式除污机应不小于1.5m；链动刮板除污机或回转式固液分离机应不小于1.0m。6.3.5 格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作平台上应有安全和冲洗设施。6.3.6 格栅工作平台两侧边道宽度宜采用0.71.0m。工作平台正面过道宽度，采用机械清除时不应不不小于1.5m，采用人工清除时不应不不小于1.2m。6.3.7 粗格栅栅渣宜采用带式输送机输送；细格栅栅渣宜采用螺旋输送机输送。6.3.8 格栅除污机、输送机和压榨脱水机进出料口宜采用密封形式，根据周围环境状况，可设置除臭处理装置。6.3.9 格栅间应设置通风设施和有毒有害气体检测与报警装置。拟设计格栅2个，可以在水量小时候，启动1台，水量大时候，2台都启动。格栅计算见图如图所示。2.1栅条间隙数设栅前水深h=0.5m,过栅流速v=0.6m/s，栅条间隙宽度b=0.025m,格栅倾角=75，格栅数N=2则：2.2栅槽宽度设栅条宽度S=0.01m2.3进水渠道渐宽部分长度设进水渠宽度B1=2.76m，其渐宽部分展开角度1=202.4栅槽与出水渠道连接处渐窄部分宽度2.5通过格栅水头损失设栅条断面为锐边矩形断面=2.42，k=3，则：2.6栅后槽中高度h总，栅前深h=0.4m，设栅前渠道超高h2=0.50m,则：栅槽总长度为：2.7、每日栅渣量在格栅间隙25mm状况下，设栅渣量为每1000m3污水产渣0.05m3。因2.35m3/d0.2m3/d，宜采用机械清渣。污物排除采用机械装置：BLQ-1400格栅清污机两台。3污水提高泵站3.1 设计阐明 采用SBR工艺方案，污水处理系统简朴，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充足优化，故污水只考虑一次提高。提高高度为3m。3.2 设计选型 污水经消毒池处理后排入受纳水体，受纳水体丰水期水位高程为0.00m。设计选用8MCF-18A型干式污水泵5台，备用一台。提高泵房 螺旋泵泵体室外安装，电机、减速机、电控柜、电磁流量计显示屏室内安装，此外考虑一定检修空间。4.平流沉砂池4.1 设计阐明 根据室外排水规范：拟设计污水经提高泵提高后进入平流曝气沉砂池，共两组对称于提高泵房中轴线布置。沉砂池池底采用多斗集砂，沉砂由螺旋离心泵自斗底抽送至高架砂水分离器，砂水分离通入压缩空气洗砂，污水回至提高泵前，净砂直接卸入自卸汽车外运。设计流量为Qmax=0.817m3/s 3000 m3/h，设计沉砂池数N=2设计水力停留时间t=40s，流速0.25m/s。4.2池体设计计算4.2.1沉砂池长度（L）：L=vt=0.25*40=10m4.2.2水流断面面积（A） 4.2.3池子总宽度（B），设每池格数n=2，每格宽 b=0.6m,B=n*b=1.2m4.2.4贮沙斗所需容积（V）： V= Q总/2X*T*86400/(KZ*106)=1.412m2X：都市污水沉沙量，采用30m3/106 污水T：排沙时间间隔，按2d内沉沙总量计算4.2.5贮沙斗各部分尺寸：设贮沙斗底宽 a1=0.6m，斗高=0.5m斗壁与水平面夹角60则尘沙斗上口宽为：尘沙斗容积为;4.2.6沉砂池高度，设池底坡度为0.06，坡向沙斗，l则：4.2.7池总高度有效水深 h2=A/B=1.634/1.2=1.362m设超高h1=0.3m，4.3堆泥场堆泥场设计面积为9m*18m，接纳沉沙池部分污泥。5.SBR反应池5.1设计阐明：周期数，n=4，周期长T=6h，反应时间 2.5h，沉淀时间1.1h，出水0.7h，排泥 0.5h，池数 n=12 ，m=2.5.2设计参数：有效池容积（V）： V=m*Q/（n*N）=2083 m3最大流量变动比：r =1.2V设计=V*（1+（r-1）/m）=2291.3 m3取反应池水深 H=6m，所需面积 A=2291.3/6=381.9 m2取反应池长 l = 20m ，宽b =20m，排水结束水位：h2=H*（m-1）/m=2.73 m基准水位：h3=H* =5.455 m高峰水位：h4=5m，h5= h4+0.5 =5.5 m污泥界面：h1= h2-0.5=2.23m5.3曝气机设计选型需氧量（DO）为O1O2：=0.12*3.5*2083*12总需氧量 ：O1+ O2=17203.32 曝气装置：设混合液 DO=1.5 mg/L，池内水深 6m原则需氧量为：取氧运用率EA=0.15Gs=Ro/0.3EA=54048.9（m3/h）选用DY325倒伞型表面曝气机，直径3.5，N=55kW，单台每小时最大充氧量能力125（KgO2/h）。曝气机所需数量为n，则6.接触消毒池与加氯设计6.1消毒池设计阐明据规范：6.13.1 都市污水处理应设置消毒设施。6.13.2 污水消毒程度应根据污水性质、排放原则或再生水规定确定。6.13.3 污水宜采用紫外线或二氧化氯消毒，也可用液氯消毒。6.13.4 消毒设施和有关建筑物设计，应符合现行国标室外给水设计规范GB50013 有关规定。6.13.8 二级处理出水加氯量应根据试验资料或类似运行经验确定。无试验资料时，二级处理出水可采用615mg/L，再生水加氯量按卫生学指标和余氯量确定。6.13.9 二氧化氯或氯消毒后应进行混合和接触，接触时间不应不不小于30min。设计流量 Q= =3000 m3/h；水力停留时间 T=0.5h；设计投氯量为 C=3.05.0mg/L。设置消毒池（接触式）一座。池体容积消毒池池长L=21m，接触消毒池总宽15m消毒池有效水深设计为H1=5.0m。考虑0.3m超高，接触消毒池总高为5.3m。实际消毒池容积V为满足有效停留时间规定。6.2 加氯量计算 设计最大投氯量为则每日投氯量为： 选用贮氯量为1000Kg液氯钢瓶，每日加氯量为0.7瓶，共贮用12瓶。每日加氯机两台，单台投氯量为1020Kg/h。 配置注水泵两台，一用一备，规定注水量Q=36m3/h，扬程不不不小于20mH2O。混合装置在接触消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机2台（立式）。混合搅拌机功率N0为 式中：QT混合池容积，m3； 水力粘度，20时，=1.0610-4Kgs/m2； G搅拌速度梯度，对于机械混合G=500s-1。拟选用TJB可调式搅拌机两台台，功率0.75kw。接触消毒池设计为纵向折流反应池。在第一格，每隔9m设纵向垂直折流板，第二格每隔9m设垂直折流板，第三格不设。6.3计量堰设计为提高污水厂工作效率和运转管理水平，并积累技术资料，以总结运转经验，为处理厂改、扩建提供可靠数据，必须设计量设备，对掌握污水量、污泥量、空气量，以及动力消耗等。污水计量设备选择和布置，应遵照如下一般原则：1、 计量设备应水头损失小、精度高、操作简便，且不易沉积杂物。2、 分流制污水处理厂计量设备一般设在沉砂池后，初次沉淀池前渠道上，或设在污水厂总出水管上。如有条件，应对各重要构筑物进水分别计量。3、 二级处理出水计量设备，可采用咽喉式计量槽、电磁流量计、文氏管、超声流量计等，也可采用多种形式流量堰进行测量。本设计中为节省投资，运行以便，仅在污水厂总出水管上（总出水管与消毒室位于同一建筑物）设置计量设备，对二级处理水进行计量。计量设备采用电磁流量计。7.污泥处理系统：采用重力浓缩池，回流泵房与污泥脱水压缩一体机合建方式。7.1重力浓缩池重力浓缩池采用持续式污泥浓缩池，有效水深4米，固体负荷率60 kg/（m3*d）采用辐流式刮泥机，坡度为0.01，刮泥机回转速率为2r/h污泥固体浓度为 8kg/m3（含水率99.2%）总污泥量为 1210.625 m3/d所需面积1210.625*8/60=161.42m2设计半径为4米，设计高度5米，则设计容积为V=3.14*16*5=250m3（符合规定）核算停留时间 161.42*4*24/1210.625=12.8h（符合设计规定）7.2回流污泥设计阐明重力浓缩池污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒阀井中，然后由管道输送至回流污泥泵站。其他污泥由刮泥板刮入污泥斗中，再由排泥管排入剩余污泥泵站集泥井中。设计回流污泥量为QR=31256250m3/h污泥回流比R=50%100%。7.1.1 扬程 污泥回流泵所需提高高度为0.7m。考虑阻力损失，选用扬程为2m污泥泵。7.1.2 流量设一座回流污泥泵房，泵房回流污泥量为15003000 m3/h。7.1.3 选泵 选用500ZQB-70D轴流潜水泵3台，二用一备，单台提高能力1310m3/h，提高高度为3.9m，电动机转数730r/min，电动机功率N=30KW。7.3剩余污泥量计算：剩余污泥计算污泥产率系数 Y=k*（0.75+0.6*X0/S0-=0.65 kg ssBOD产泥量：XF=Qd*cF*Y(S0-Se)1000=24225kg每日产泥量 XW=XFCF=9685 kgd设污泥含水率为 99.2%折算为湿污泥量QW则SBR池工作周期为6小时，每周期产泥302.66 m3，每个池子25.22 m3周期，由泵在30min内排出，污泥流量为 25.22/30*60=50.44 m3/h7.4贮泥池7.3.1设计参数进泥量：贮泥时间：T=8h池子个数：N=27.3.2设计计算池容为：采用形圆形贮泥池，半径为6m。有效水深超高设计容积：不小于201，因此合格。贮泥池高度：7.3.3 污泥浓缩脱水间本设计采用污泥浓缩脱水一体机对污泥进行浓缩脱水。选用3DP型带式浓缩脱水一体化设备，单台固体负荷为360-560kg/（hm），带宽为一米，总功率6kw，尺寸长乘宽乘高为6.882.033.00m。 四、污水处理厂总体布置1.厂址选择及总平面布置1.1原则1.1.1 污水厂位置选择，应符合城镇总体规划和排水工程专业规划规定， 并应根据下列原因综合确定：1 在城镇水体下游。2 便于处理后出水回用和安全排放。3 便于污泥集中处理和处置。4 在城镇夏季主导风向下风侧。5 有良好工程地质条件。6 少拆迁，少占地，根据环境评价规定，有一定卫生防护距离。7 有扩建也许。8 厂区地形不应受洪涝灾害影响，防洪原则不应低于城镇防洪原则，有良好排水条件。9 有以便交通、运送和水电条件。1.1.2 污水厂厂区面积，应按项目总规模控制，并作出分期建设安排，合理确定近期规模，近期工程投入运行一年内水量宜到达近期设计规模60。1.1.3 污水厂总体布置应根据厂内各建筑物和构筑物功能和流程规定，结合厂址地形、气候和地质条件，优化运行成本，便于施工、维护和管理等原因，经技术经济比较确定。1.1.4 污水厂厂区内各建筑物造型应简洁美观，节省材料，选材合适，并应使建筑物和构筑物群体效果与周围环境协调。1.1.5 生产管理建筑物和生活设施宜集中布置，其位置和朝向应力争合理，并应与处理构筑物保持一定距离。1.1.6 污水和污泥处理构筑物宜根据状况尽量分别集中布置。处理构筑物间距应紧凑、合理，符合国家现行防火规范规定，并应满足各构筑物施工、设备安装和埋设多种管道以及养护、维修和管理规定。1.1.7 污水厂工艺流程、竖向设计宜充足运用地形，符合排水畅通、减少能耗、平衡土方规定。1.1.8 厂区消防设计和消化池、贮气罐、污泥气压缩机房、污泥气发电机房、污泥气燃烧装置、污泥气管道、污泥干化妆置、污泥焚烧装置及其他危险品仓库等位置和设计，应符合国家现行有关防火规范规定。1.1.9 污水厂内可根据需要，在合适地点设置堆放材料、备件、燃料和废渣等物料及停车场地。1.1.10 污水厂应设置通向各构筑物和附属建筑物必要通道，通道设计应符合下列规定：1 重要车行道宽度：单车道为3.54.0m，双车道为6.07.0m，并应有回车道；2 车行道转弯半径宜为6.010.0m；3 人行道宽度宜为1.52.0m；4 通向高架构筑物扶梯倾角一般宜采用30，不适宜不小于45；5 天桥宽度不适宜不不小于1.0m；6 车道、通道布置应符合国家现行有关防火规范规定，并应符合当地有关部门规定。1.1.11 污水厂周围根据现场条件应设置围墙，其高度不适宜不不小于2.0m。1.1.12 污水厂大门尺寸应能容运送最大设备或部件车辆出入，并应另设运送废渣侧门。1.1.13 污水厂并联运行处理构筑物间应设均匀配水装置，各处理构筑物系统间宜设可切换连通管渠。1.1.14 污水厂内多种管渠应全面安排，防止互相干扰。管道复杂时宜设置管廊。处理构筑物间输水、输泥和输气管线布置应使管渠长度短、损失小、流行畅通、不易堵塞和便于清通。各污水处理构筑物间管渠连通，在条件合适时，应采用明渠。管廊内宜敷设仪表电缆、电信电缆、电力电缆、给水管、污水管、污泥管、再生水管、压缩空气管等，并设置色标。管廊内应设通风、照明、广播、电话、火警及可燃气体报警系统、独立排水系统、吊物孔、人行通道出入口和维护需要设施等，并应符合国家现行有关防火规范规定。1.1.15 污水厂应合理布置处理构筑物超越管渠。1.1.16 处理构筑物应设排空设施，排出水应回流处理。1.1.17 污水厂宜设置再生水处理系统。1.1.18 厂区给水系统、再生水系统严禁与处理装置直接连接。1.1.19 污水厂供电系统，应按二级负荷设计，重要污水厂宜按一级负荷设计。当不能满足上述规定期，应设置备用动力设施。1.1.20 污水厂附属建筑物构成及其面积，应根据污水厂规模，工艺流程，计算机监控系统水平和管理体制等，结合当地实际状况，本着节省原则确定，并应符合现行有关规定。1.1.21 位于寒冷地区污水处理构筑物，应有保温防冻措施。1.1.22 根据维护管理需要，宜在厂区合适地点设置配电箱、照明、联络电话、冲洗水栓、浴室、厕所等设施。1.1.23 处理构筑物应设置合用栏杆，防滑梯等安全措施，高架处理构筑物还应设置避雷设施。1.2总平面布置成果本污水处理厂平面布置在满足工艺流程前提下，运用原有地形布置，大体分为生活区、污水处理区，布置紧凑，充足运用了该地地形特点，进出水流畅，节省投资及占地，其中，宿舍、食堂、办公楼等在入厂正门一侧附近，以便本厂职工办公和起居生活，同步也以便外来人员；格栅间气味比较大，锅炉房烟尘多，故设在该地区常年主导方向下风向。在污泥处理系统设有后门，以减少煤、灰、污泥、栅渣外运时对环境污染。厂区主干道宽9m，次干道宽3m，充足考虑了都市发展空间，绿化面积超过40%。 SBR法工艺方案总平面布置参见附录图1。厂区土地使用状况见表：厂区用地一览表序号项目占地面积/占地比例/%1构（建）筑物1072032.72道路及铺装地面262083池塘绿化用地1943059.34总占地面积32760100.02.高程布置2.1高程布置原则2.1.1 充足运用地形地势及都市排水系统，使污水经一次提高便能顺利自流通过污水处理构筑物，排出厂外。2.1.2 协调好高程布置与平面布置关系，做到既减少占地，又利于污水、污泥输送，并有助于减少工程投资和运行成本。2.1.3 做好污水高程布置与污泥高程布置配合，尽量同步减少两者提高次数和高度。2.1.4协调好污水处理厂总体高程布置与单体竖向设计，既便于正常排放，又有助于检修排空。2.2高程布置成果由于该市污水处理厂出水排入市政排水总干管后，经终点泵站提高才排入河中，故污水处理厂高程布置由河水丰水期水位决定。采用推荐SBR方案， SBR池占地面积很大，假如埋深设计过大，首先不利于施工，也不利于土方平衡，故按尽量减少埋深。从减少土建工程投资考虑，河水丰水期水面相对高程定为0.00m，算出对应接触消毒池、沉砂池、SBR反应池、污泥浓缩池水面相对标高。(详见附录2)这样布置亦利于排泥及排空检修。氧化沟法工艺方案高程图布置参见附录图2。设计总结通过这次污水处理课程设计，我个人感觉收获颇多。 一、 学科理解 通过污水处理课程设计，我掌握了室外排水设计基本过程及其各阶段基本任务，熟悉了水处理工程各个环节，对水处理技术有了更深认识。 二、 实践与应用 通过本次毕业设计，我深刻理解了理论联络实际真正含义。以往基础知识学习都是停留在试题解答程度，算出成果是什么，就是一种数字概念。而这次我们则是把这个数字真正放到脑子里，放到实际生活中。从一种全新角度，有了一种更详细印象。这是第一次，我们开始对数字负责了。看着一种个公式得出数字，再由数字变成图形，自己也有了一种成就感。感觉自己所学变成所用，变成一件作品，这种感觉，我觉得才是学习乐趣。 三、 学习途径 通过这次综合大作业，我更深入认识到，学习途径是多种多样。搜集资料也是一种能力。图书馆，互联网，向老师请教以及同学之间讨论，都使我受益匪浅。学习措施多种多样，获得知识途径各不相似。这也是后来工作与学习方向四、 学科融合 我们学科环境工程正是一门综合性很强学科。本次课程设计重要部分是污水处理工程，波及软件应用、土木工程、流体力学，它把各个学科之间知识融合起来 ，把各门课程知识联络起来，使我加深了对环境工程这门学科理解。无论是手绘图纸，还是CAD制图，都是我们设计工具。掌握越多技能，就能做出更好设计。参照资料1 张自杰等. 排水工程（下册）.北京：中国建筑工业出版社2 三废处理工程技术手册（废水卷），化学工业出版社3 室外排水设计规范GB50014-4 李亚峰等. 给水排水工程专业毕业设计指南，化学工业出版社5 张大群 给水排水常用设备手册，机械工业出版社6 给水排水设计手册 7 排水工程毕业设计指南，化学工业出版社附录附图1：平面布置图附图2：高程布置图附图3：SBR池附图4：沉砂池