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
80000
160
二区
65000
150
三区
60000
180

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/h
SS
mg/L
COD
mg/L
BOD
mg/L
总氮
mg/L
总磷
mg/L
A
5000
260
360
1100
550
45
5
B
4200
200
100
500
300
25
3
C
4500
350
130
480
210
10
6
3.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
21．8
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=201.4
2.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16～25mm，人工清除时宜为25～40mm。特殊状况下，最大间隙可为100mm；2 细格栅：宜为1.5～10mm；
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0.6～1.0m/s。除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅安装角度宜为60°～90°。人工清除格栅安装角度宜为30°～60°。
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0.7～1.0m。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α=75°，格栅数N=2则：

2.2栅槽宽度
设栅条宽度S=0.01m

2.3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α1=20°

2.4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β=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/d>0.2m3/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=10m
4.2.2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=1.2m
4.2.4贮沙斗所需容积（V）：
V= Q总/2X*T*86400/(KZ*106)=1.412m2
X：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 =1.2
V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=2.23m
5.3曝气机设计选型

需氧量（DO）为O1

O2：
=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=0.15
Gs=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6～15mg/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=3.0～5.0mg/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10～20Kg/h。
配置注水泵两台，一用一备，规定注水量Q=3～6m3/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；
μ——水力粘度，20℃时，=1.06×10-4Kg·s/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=3125～6250m3/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1500～3000 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=2
7.3.2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/（h×m），带宽为一米，总功率6kw，尺寸长乘宽乘高为6.88×2.03×3.00m。

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3.5～4.0m，双车道为6.0～7.0m，并应有回车
道；
2 车行道转弯半径宜为6.0～10.0m；
3 人行道宽度宜为1.5～2.0m；
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
10720
32.7
2
道路及铺装地面
2620
8
3
池塘绿化用地
19430
59.3
4
总占地面积
32760
100.0
2.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