张潘明污水处理厂初步设计说明书(水质工程学课程).doc
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设计计算说明书 第一章 城市污水处理厂设计 第一节 污水厂选址 未经处理的城市污水任意排放,不仅会对水体产生严重污染,而且直接影响城市发展发展和生态环境,危及国计民生。所以,在污水排入水体前,必须对城市污水进行处理。而且工业废水排入城市批水管网时,必须符合一定的排放标准。最后流入管网的城市污水统一送至污水处理厂处理后排入水体。 在设计污水处理厂时,厂址对周围环境、基建投资及运行管理都有很大影响。 选择厂址应遵循如下原则: 1.为保证环境卫生的要求,厂址应与规划居住区或公共建筑群保持一定的卫生防护距离,一般不小于300米。 2.厂址应设在城市集中供水水源的下游不小于500米的地方。 3.厂址应尽可能设在城市和工厂夏季主导风向的下方。 4.要充分利用地形,把厂址设在地形有适当坡度的城市下游地区,以满足污水处理构筑物之间水头损失的要求,使污水和污泥有自流的可能,以节约动力。 5.厂址如果靠近水体,应考虑汛期不受洪水的威胁。 6.厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区。 7.厂址的选择要考虑远期发展的可能性,有扩建的余地。 第二节 工艺流程 1.污水处理工艺流程 处理厂的工艺流程是指在到达所要求的处理程度的前提下,污水处理个单元的有机结合,构筑物的选型则是指处理构筑物形式的选择,两者是互有联系,互为影响的。 城市生活污水一般以BOD物质为其主要去除对象,因此,处理流程的核心是二级生物处理法——活性污泥法为主。 生活污水和工业废水中的污染物质是多种多样的,不能预期只用一种方法就能把所有的污染物质去除干净,一种污水往往需要通过由几种方法组成的处理系统,才能达到处理要求的程度。 具体的流程为:污水进入水厂,经过格栅至集水间,由水泵提升到平流沉砂池经,经初沉池沉淀后,大约可去初SS 45%,BOD 25%,污水进入曝气池中曝气,从一点进水,采用传统活性污泥法。在二次沉淀池中,活性污泥沉淀后,回流至污泥泵房。 2.污泥处理工艺流程 污泥是污水处理的副产品,也是必然的产物,如从沉淀池排出的沉淀污泥,从生物处理排出的剩余活性污泥等。这些污泥如果不加以妥善处理,就会造成二次污染。污泥处理的方法是厌氧消化,消化后的污泥含水率仍然很高,不宜长途输送和使用,因此,还需要进行脱水和干化等处理。 具体过程为:二沉池的剩余污泥由螺旋泵提升至浓缩池,浓缩后的污泥进入贮泥池,再由泥控室投泥泵提升入消化池,进行中温二级消化。一级消化池的循环污泥进行套管加热,并用搅拌。二级消化池不加热,利用余热进行消化,消化后污泥送至脱水机房脱水,压成泥饼,泥饼运至厂外。 本设计采用的工艺流程如下图所示。 第二章 处理构筑物工艺设计 第一节 设计流量的确定 1. 平均日流量 =3.4万 2. 最大日流量 污水日变化系数 最大日流量 第二节 泵前中格栅设计计算 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。 1.格栅的设计要求 (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 25~40mm 2) 机械清除 16~25mm 3) 最大间隙 40mm (2)过栅流速一般采用0.6~1.0m/s. (3)格栅倾角一般取600 (4)格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4~0.9m/s. (5)通过格栅的水头损失一般采用0.08~0.15m。 2. 格栅尺寸计算 设计参数确定: 设计流量Q1=0.551m3/s(设计2组格栅),以最高日最高时流量计算; 栅前流速:v1=0.7m/s, 过栅流速:v2=0.9m/s; 渣条宽度:s=0.01m, 格栅间隙:e=0.02m; 栅前部分长度:0.5m, 格栅倾角:α=60°; 单位栅渣量:w1=0.05m3栅渣/103m3污水。 设计中的各参数均按照规范规定的数值来取的。 (1)确定格栅前水深,根据最优水力断面公式计算得: 栅前槽宽= m,则栅前水深m (2)栅条间隙数: (3)栅槽有效宽度:B0=s(n-1)+en=0.01×(36-1)+0.02×36=1.07m 考虑0.4m隔墙:B=2B0+0.4=2.54m (4)进水渠道渐宽部分长度: 进水渠宽:m (其中α1为进水渠展开角,取α1=) (5)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 m (6)过栅水头损失(h1) 设栅条断面为锐边矩形截面,取k=3,则通过格栅的水头损失: 其中: h0:水头损失; k:系数,格栅受污物堵塞后,水头损失增加倍数,取k=3; ε:阻力系数,与栅条断面形状有关,当为矩形断面时β=2.42。 (7)栅后槽总高度(H) 本设计取栅前渠道超高h2=0.3m,则栅前槽总高度H1=h+h2=0.79+0.3=1.09m H=h+h1+h2=0.79+0.103+0.3=1.193m (8)栅槽总长度 L=L1+L2+0.5+1.0+(0.79+0.30)/tanα =2.12 +1.06+0.5+1.0+(0.79+0.3/tan60°=5.3m (9)每日栅渣量 在格栅间隙在20mm的情况下,每日栅渣量为: ,所以宜采用机械清渣。 第三节 污水提升泵房设计计算 1. 提升泵房设计说明 本设计采用传统活性污泥法工艺系统,污水处理系统简单,只考虑一次提升。污水经提升后入平流沉砂池,然后自流通过初沉池、曝气池、二沉池及,最后由出水管道排入河流。 设计流量:Q=1983.6m3/h=551L/s 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)泵站采用矩形平面钢筋混凝土结构半地下式,尺寸为15 m×12m,高12m,地下埋深7m。 4)水泵为自灌式。 2. 泵房设计计算 各构筑物的水面标高和池底埋深计算见第五章的高程计算。 污水提升前水位320.80m(既泵站吸水池最底水位),提升后水位335.80m(即细格栅前水面标高)。 所以,提升净扬程Z=335.80-320.80=15.00m 水泵水头损失取2m,安全水头取2 m 从而需水泵扬程H=19m 再根据设计流量0.551m3/s,属于大流量低扬程的情形,考虑选用选用3台350QW1200-18-90型潜污泵(流量1200m3/h,扬程20m,转速990r/min,功率90kw),两用一备,流量: 集水池容积: 考虑不小于一台泵5min的流量: 取有效水深h=1.3m,则集水池面积为: 泵房采用圆形平面钢筋混凝土结构,尺寸为15 m×12m,泵房为半地下式 地下埋深7m,水泵为自灌式。 第四节 泵后细格栅设计计算 1.细格栅设计说明 污水由进水泵房提升至细格栅沉砂池,细格栅用于进一步去除污水中较小的颗粒悬浮、漂浮物。细格栅的设计和中格栅相似。 2.设计参数确定: 已知参数:Qmax=1983.6m3/h=0.551 m3/s。栅条净间隙为3-10mm,取e=10mm,格栅安装倾角600 过栅流速一般为0.6-1.0m/s ,取V=0.9m/s,栅条断面为矩形,选用平面A型格栅,栅条宽度S=0.01m,其渐宽部分展开角度为200 设计流量Q=1983.6m3/s=551L/s 栅前流速v1=0.7m/s, 过栅流速v2=0.9m/s; 栅条宽度s=0.01m, 格栅间隙e=10mm; 栅前部分长度0.5m, 格栅倾角α=60°; 单位栅渣量ω1=0.10m3栅渣/103m3污水。 3. 设计计算 污水由一根污水总管引入厂区,故细格栅设计一组,设计流量为:Q=551 L/s=0.551m3/s。 (1) 确定格栅前水深,根据最优水力断面公式计算得栅前槽宽 =m,则栅前水深m (2)栅条间隙数 (3)栅槽有效宽度B=s(n-1)+en=0.01(72-1)+0.01×72=1.43m (4)进水渠道渐宽部分长度 (其中α1为进水渠展开角,取α1=) (5)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度m (6)过栅水头损失(h1) 因栅条边为矩形截面,取k=3,则 其中: h0:计算水头损失 k:系数,格栅受污物堵塞后,水头损失增加倍数,取k=3 ε:阻力系数,与栅条断面形状有关,当为矩形断面时β=2.42 (7)栅后槽总高度(H) 取栅前渠道超高h2=0.3m,则栅前槽总高度H1=h+h2=0.79+0.3=1.09m 栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.64+0.26+0.3=1.20m (8)格栅总长度 L=L1+L2+0.5+1.0+ H1/tanα =1.43+0.72+0.5+1+(0.79+0.3)/tan60° =4.3m (9)每日栅渣量 m3/d>0.2m3/d 所以宜采用机械格栅清渣。 第五节 沉砂池设计计算 1. 沉砂池的选型: 沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm,密度2.65t/m3的砂粒,以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和旋流式四种形式。平流式沉砂池具有构造简单、处理效果好的优点。本设计采用平流式沉砂池。 2 设计资料 1)沉砂池水力停留时间30-60s; 2)有效水深不大于1.2m; 3)水流速,0.15-0.3m/s; 4)每格宽度不小于0.6m。 计算草图如下页图4所示: 2.1 设计参数确定 设计流量:=551L/s(设计1组池子) 设计流速:v=0.25m/s 水力停留时间:t=40s 2.2 池体设计计算 (1)沉砂池长度:L=vt=0.25×40=10m (2)水流断面面积: (3)沉砂池总宽度: 设计n=2格,每格宽取b=2m>0.6m,每组池总宽B=2b=4.0m (4)有效水深: h2=A/B=2.2/4=0.55m (小于1.2m) (5)贮泥区所需容积:设计T=2d,即考虑排泥间隔天数为2天,则每个沉砂斗容积 (每格沉砂池设两个沉砂斗,两格共有四个沉砂斗) 其中城市污水沉砂量:X=3m3/105m3. (6)沉砂斗各部分尺寸及容积: 设计斗底宽a1=0.50m,斗壁与水平面的倾角为60°,斗高hd=1.0m,则沉砂斗上口宽: 沉砂斗容积: = 1.27m3 (大于V1=0.56m3,符合要求) (7)沉砂池高度: 采用重力排砂,设计池底坡度为0.06,坡向沉砂斗长度: 则沉泥区高度为 h3=hd+0.06L2 =1.0+0.06×3.35=1.20m 池总高度H :设超高h1=0.3m, H=h1+h2+h3=0.3+0.63+1.20=2.13m (8)进水渐宽部分长度: (9)出水渐窄部分长度: L3=L1=2.38m (10)校核最小流量时的流速: 最小流量一般采用即为0.75Qa,则 ,符合要求. (11) 进水渠道 格栅的出水通过DN1200mm的管道送入沉砂池的进水渠道,然后向两 侧配水进入进水渠道,污水在渠道内的流速为: 式中: B1——进水渠道宽度(m),本设计取1.5m; H1——进水渠道水深(m),本设计取0.5m。 (12) 出水管道 出水采用薄壁出水堰跌落出水,出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定,堰上水头为: 式中: m——流量系数,一般采用0.4-0.5;本设计取0.4; (13) 排砂管道 本设计采用沉砂池底部管道排砂,排砂管道管径DN=200mm。 第六节 辐流式初沉池设计计算 辐流式初沉池拟采用中心进水,沿中心管四周花墙出水,污水由池中心向池四周辐射流动,流速由大变小,水中悬浮物流动中在重力作用下沉降至沉淀池底部,然后用刮泥机将污泥推至污泥斗排走,澄清水从池周溢流入出水渠。辐流沉淀池由进水装置、中心管、穿孔花墙、沉淀区、出水装置、污泥斗及排泥装置组成。 本设计选择两组辐流式沉淀池,每组设计流量为0.28m3/s,从沉砂池流出来的污水进入集配水井,经过集配水井分配流量后流入辐流沉淀池。 1. 沉淀部分水面面积 表面负荷采用1.2-2.0,本设计取=2.0,沉淀池座数n=2。 2. 池子直径 D = = (D取25m) 3. 沉淀部分有效水深 设沉淀时间t = 2h ,有效水深: h2 =qt =2×2=4m 4. 沉淀部分有效容积 Q = t =m³/h 5. 污泥部分所需的容积 由任务书知进水悬浮物浓度C0为0.20kg/m3,出水悬浮物浓度C1以进水的50%计,初沉池污泥含水率p0=97%,污泥容重取r=1000kg/m3,取贮泥时间T=4h,污泥部分所需的容积: V= =m³ 则每个沉淀池污泥所需的容积为13.2m3 6. 污泥斗容积 设污泥斗上部半径r1=2m,污泥斗下部半径r2=1m,倾角取α=60°,则 污泥斗高度: h5 = (r2- r1)tgα=(2-1)×tg60°=1.73m 污泥斗容积: V1 = (r12+r2r1+r22)= ×(22+2×1 +12)=12.68m3 7. 污泥斗以上圆锥体部分污泥容积 池底坡度采用0.05-0.10,本设计径向坡度i=0.05,则圆锥体的高度为: h4 = (R- r1)i=(13-2)×0.05 = 0.55m 圆锥体部分污泥容积: V2 = (R2+Rr1+r12)= 污泥总体积: V= V1+ V2 =12.68+114.56 =127.24 m3>16.2m3 ,满足要求。 8. 沉淀池总高度 设沉淀池超高h1=0.3m,缓冲层高h3 =0.5m,沉淀池总高度: H = h1+h2 +h3+h4 +h5=0.3+4+0.5+0.55+1.73=7.08 m 9. 沉淀池池边高度 H‘= h1+h2 + h3 = 0.3+4+0.5 = 4.8 m 10. 径深比 D/ h2 = 26/4 = 6.5 (符合要求) 11. 进水集配水井 辐流沉淀池分为二组,在沉淀池进水端设集配水井,污水在集配水井中部的配水井平均分配,然后流进每组沉淀池。 配水井中心管径: 式中: v2— 配水井内中心管上升流速(m/s),一般采用v20.6m/s;取0.7m/s 配水井直径: 式中:v3— 配水井内污水流速(m/s),一般采用v3=0.2-0.4m/s;取0.3m/s. 12. 进水管及配水花墙 沉淀池分为四组,每组沉淀池采用池中心进水,通过配水花墙和稳流罩向池四周流动。进水管道采用钢管,管径DN=600mm,进水管道顶部设穿孔花墙处的管径为800mm。 沉淀池中心管配水采用穿孔花墙配水,穿孔花墙位于沉淀池中心管上部,布置6个穿孔花墙,过孔流速: 式中: — 孔洞的宽度(m); — 孔洞的高度(m); —孔洞个数(个)。 v4— 穿孔花墙过孔流速(m/s),一般采用0.2-0.4m/s; 13. 集水槽堰负荷校核 设集水槽双面出水,则集水槽出水堰的堰负荷为: q0 = = [m3/(m·s)] = 2.8[L/(m·S)]< 2.9 [L/(m·S)] 符合要求 14.出水渠道 出水槽设在沉淀池四周,双侧收集三角堰出水,距离沉淀池内壁0.4m,出水槽宽0.5m,深0.6m,有效水深0.5m,水平速度0.8m/s,出水槽将三角堰出水汇集送入出水管道,出水管道采用钢管,管径DN600mm 14. 排泥管 沉淀池采用重力排泥,排泥管管径DN200,排泥管伸入污泥斗底部,排泥静压头采用1.0m,连续将污泥排出池外贮泥池内。 第七节 传统活性污泥法鼓风曝气池设计计算 1. 处理工艺说明 传统活性污泥法,又称普通活性污泥法,污水从池子首段进入池内,二沉池回流的污泥也同步进入,废水在池内呈推流形式流至池子末端,流出池外进入二次沉淀池,进行泥水分离。污水在推流过程中,有机物在微生物的作用下得到降解,浓度逐渐降低。传统活性污泥法对污水处理效率高,BOD去除率可待90%u以上,是较早开始使用并沿用至今的一种运行方式。 本工艺设计曝气池采用廊道式,二沉池为辐流式,采用螺旋泵回流污泥。 2. 处理程度计算 初沉池对BOD5的去除率按25%计算,进入曝气池的BOD5浓度(S0)为: S0 = 250 ×(1-25%)= 187.5(mg/L) 处理水中非溶解性BOD5 浓度: BOD5 = 7.1Kd Xe Ce = 7.1×0.08×0.4×20 = 4.54 mg/L 式中: Kd —— 微生物自身氧化率,一般在0.05-0.1之间,取0.08; Xe —— 活性微生物在处理水悬浮物中所占比例,取0.4; Ce —— 处理水中悬浮物固体浓度,取20mg/L。 处理水中溶解性BOD5 浓度: BOD5 = 20-4.54 = 15.46mg/L 去除率: 3. 设计参数 (1)BOD5污泥负荷率 式中 ——有机物最大比降解速度与饱和常数的比值,一般采用0.0168— 0.0281之间;本设计取0.02; ——MLVSS/MLSS值,一般采用0.7-0.8,本设计取0.77; ——处理后出水中BOD5浓度(mg/L),本设计应为15.46mg/L (2) 曝气池内混合液污泥浓度 根据NS值,查排水工程下册图4-7得:SVI=120,取R=50%,r=1.2。 4.平面尺寸计算 (1) 曝气池容积的确定 按规定,曝气池个数N不少于2个,本设计中取N=2,则每组曝气池有效容积为 (2) 曝气池尺寸的确定 本设计曝气池深取4.0米,每组曝气池的面积为: 本设计池宽取B=8米,B/H=8/4.0=2.0,介于1~2之间,符合要求。 池长: L/B =115/8=14.38 >10 (符合设计要求) 本设计设五廊道式曝气池,廊道长度为: L1 = L/5=115/5 = 23m 本设计取超高为0.5 m,则曝气池总高为: H = 4.0+0.5 = 4.5m (3) 确定曝气池构造形式 本设计设四组5廊道曝气池,在曝气池进水端和出水端设横向配水渠道,在两池中间设配水渠道与横向配水渠相连,污水与二沉池回流污泥从第一廊道进入曝气池。曝气池平面图如图6所示: 5. 需氧量计算 本工程设计中采用鼓风曝气系统。 (1)平均时需氧量计算 =6488.64(kg/d)=270.36(kg/h) 式中:——每代谢1kgBOD所需氧量(kg),本设计取0.5; ——1kg活性污泥(MLVSS)每天自身氧化所需氧量(kg),取0.15. (2) 最大时需氧量: =7628.18(kg/d)=317.84(kg/h) 最大时需氧量与平均时需氧量的比值为: (3) 每日去除的BOD5 值 (4)去除1 kg BOD5 需养量 6. 供气量计算 本设计中采用YHW-Ⅱ型微孔曝气器,氧转移效率(EA)为20%。敷设在距池底0.20m处,淹没水深为4m,计算温度定为30℃。 相关设计参数的选用: 温度为20℃时,α=0.85,β=0.95,ρ=1.0,CL=2.0mg/L,CS(20)=9.17 mg/L。温度为30℃时,CS(30) =7.63 mg/L。 (1)空气扩散器出口处绝对压力: Pb =1.013×105+9.8×103H=1.013×105+9.8×103×4= 1.405×105 ( Pa)(2)空气离开曝气池水面时氧的百分比: Qt = ×100% = ×100% = 17.54% (3) 气池混合液平均氧饱和度: CSb = CS(+)= 7.63×(+)= 8.48 mg/L 换算成20℃条件下脱氧清水的充氧量: (R 为平均时需氧量) (4) 相应的最大时需氧量: (5) 曝气池平均时供气量: (6) 曝气池最大时供气量: (7)去除1kg BOD5 的供气量: (8)1m3污水的供气量: 第八节 向心辐流式二沉池设计计算 为了使沉淀池内水流更稳、进出水配水更均匀、存排泥更方便,常采用圆形辐流式二沉池。该沉淀池采用周边进水,中心出水的幅流式沉淀池,采用吸泥机排泥。计算草图如图8 1.设计参数的选取 表面负荷:qb范围为0.6—1.0 m3/ m2.h ,取q=1.0 m3/ m2.h,出水堰负荷设计规范规定取值范围为1.5—2.9L/s.m,取2.0 L/(s.m);沉淀池个数n=4;沉淀时间T=2h 2.沉淀池尺寸设计 (1)每组池子表面积为: (2)池子直径 (取20 m) (3) 池子实际表面积 实际的表面负荷 (4) 单池设计流量 (5) 校核堰口负荷 <2.0L/(s.m) 校核固体负荷 小于150 kg/( m2.d) ,符合要求 (6)沉淀部分有效水深 混合液在分离区泥水分离,该区存在絮凝和沉淀两个过程,分离区的沉淀过程会受进水的紊流影响,沉淀时间采用1.5-3.0h,本设计取t=2.5h。 (7)澄清区高度 本设计设t=1.5h,则 (8)污泥区高度 本设计设=1.5h,则污泥容积 则污泥区高度 (9)沉淀池高度: 本设计设计池底坡度为0.05,污泥斗直径取2m,则池中心与池边落差h3为 超高h1取0.5 m,污泥斗高度h4为1.0m,则有: (11) 集配水井设计计算 1) 配水井中心管直径 ,本设计取1.8m。 式中 v——中心管内污水流速(m/s),本设计取0.7m/s。 2)配水井直径 ,本设计取3.4m。 式中 v3——配水井内污水流速(m/s),本设计取0.3m/s。 3)集水井直径 ,本设计取4.6m。 式中 v1——配水井内污水流速(m/s),本设计取0.25m/s。 4)进水管管径 取进入二沉池的管径DN400mm。 校核流速: ,符合要求。 5)出水管管径 由前面可知,DN=1000m,v=0.75m/s. (13)排泥装置 沉淀池采用周边传动刮吸泥机,周边传动刮吸泥机的线速度为2-3m/min,刮吸泥机底部设有刮泥板和吸泥管,利用静水压力将污泥吸入污泥槽,沿进水竖井中的排泥管将污泥排至分配井中。排泥管采用DN200mm. 第九节 计量槽设计计算 污水测量装置的选择原则是精密度高、操作简单,水头损失小,不宜沉积杂物,污水厂常用的计量设备有巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡流流量计。其中巴氏计量槽应用最为广泛且具备以上特点。 本设计的计量设备选用巴氏计量槽,选用的测量范围为:0.2-1.5m3/s 计算草图如图9所示 出水排放渠的设计考虑最佳水利断面: ==1.9m ,H1 = = 0.95 m,因此计量槽上游水深为0.95m。流量取125000 m3/ d =1.45 m3/ s 。在自由流条件下,根据公式试算选取喉宽b = 0.90 m的巴氏槽。 1.主要部分尺寸设计为: 渐缩部分长度:A1 = 0.5b+1.2 =0.5×0.9+1.2= 1.65m 喉部宽度: A2 = 0.6m 渐扩部分长度:A3 = 0.9m 上游渠道宽度: B1 = 1.2b+0.48= 1.2×0.9+0.48 = 1.56m 下游渠道宽度: B2 = b+0.3= 0.9+0.30 = 1.20m 2.计量槽总长度 计量槽应设在渠道的直线段上,直线段的长度不应小于渠道宽度的8-10倍,在计量槽上游,直线段不小于渠宽的2-3倍,本设计取3;下游不小于4-5倍,本设计取5; 计量槽上游直线段长为: 计量槽下游直线段长为: 计量槽总长: 第三章 泥处理构筑物设计与计算 第一节 污泥量计算 1.曝气池内每日增加的活性污泥量: =2.曝气池每日排出的剩余污泥量为 第二节 污泥泵房设计计算 1. 污泥泵房设计说明 二沉池活性污泥由吸泥管吸入,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污泥泵房。 1.2.回流污泥泵设计选型 (1)扬程: 二沉池水面相对地面标高为0.7m,套筒阀井泥面相对标高为0.2m,回流污泥泵房泥面相对标高为-0.2-0.2=-0.4m,曝气池水面相对标高为1.8m,则污泥回流泵所需提升高度为:1.8-(-0.4)=2.2m (2)流量: 设计回流污泥量为QR=RQ,污泥回流比R=50%,即QR=50%Q=905.8m3/d= 10.48L/s本设计两座曝气池设2台回流污泥泵。 (3)选泵: 选用LXB-700螺旋泵2台(1用1备),单台提升能力为300m3/h,提升高度为2.0m-3.0m,电动机转速n=63r/min,功率N=30kW 1.3.剩余污泥泵设计选型 选用LXB-700螺旋泵2台(1用1备),单台提升能力为300m3/h,提升高度为2.0m-3.0m,电动机转速n=63r/min,功率N=30kW 侧污泥泵房占地面积设计为10m×8m 第三节 污泥重力浓缩池设计计算 采用带有竖向栅条污泥浓缩机的辐流式重力浓缩池,用带有栅条的刮泥机刮泥,采用静压排泥。计算草图如图10所示: 1. 设计参数 污泥总量计算及污泥浓度计算 二沉池排放的剩余污泥量: =165.07m3 /d ,本设计含水P率取为99.2%,浓缩后污泥含水率97% ,污泥浓度C为8g/L,二沉池污泥固体通量M采用30kg/(m2·d)。 采用中温二级消化处理,消化池停留天数为30,其中一级消化20,二级消化10。消化池控制温度为,计算温度为。 2. 浓缩池面积 式中: C——流入浓缩池的剩余污泥浓度(kg/s),本设计取10kg/m3 Q——二沉池流入剩余污泥流量(m3/h), G——固体通量,一般采用0.8-1.2;取1.0. 本设计采用两个污泥浓缩池,一用一备。 3. 浓缩池的直径 ,本设计取10.0m 4. 浓缩池的容积 式中:T——浓缩池浓缩时间(h),一般采用10-16h,本设计取16h。 5. 沉淀池有效水深 6.浓缩后剩余污泥量 7. 池底高度 辐流沉淀池采用中心驱动刮泥机,池底需做成1%的坡度,刮泥机连续转 动将污泥推入泥斗。池底高度: 8. 污泥斗容积 式中: — 泥斗倾角,为保证排泥顺畅,圆形污泥斗倾角本设计取550 a — 污泥斗上口半径(m);本设计取1.25m; b — 污泥斗底部半径(m),本设计取0.25m。 污泥斗的容积: 9. 浓缩池总高度 本设计取浓缩池超高h1 = 0.30 m,缓冲层高度h3 = 0.30 m, 10. 浓缩后的污泥体积 剩余含水率P1为99.2%,浓缩后的污泥含水率P2为97%,浓缩后的污泥体积为: 11.排泥管 采用污泥管道最小管径DN150mm,间歇将污泥排出贮泥池。 第四节 贮泥池设计计算 浓缩后的剩余污泥和初沉池污泥进入贮泥池,然后经投污泥泵进入消化池处理系统。本设计采用1座贮泥池,贮泥池采用竖流沉淀池构造。 1. 污泥量的计算 初沉池污泥量为26.45 m3 /d,浓缩后的二沉池污泥为 47.25m3 /d。贮泥时间为12h,即0.5d。 每日产生污泥量: 2. 贮泥池容 贮泥池容积: 贮泥池设计容积: 符合设计要求。 式中: h2 — 贮泥池有效深度,本设计取3.0m; h3 — 污泥斗高度(m); a — 污泥贮池边长,本设计取8.0m; b — 污泥斗底边长,1.0m; n — 污泥贮泥池个数,本设计采用1个; — 污泥斗倾角,本设计取600. 3. 贮泥池的高度: (本设计取9.5m) 式中: h1 — 贮泥池超高(m),本设计取0.3m; 1. 管道部分 贮泥池中设DN=200mm的吸泥管一根,共设有2根进泥管,1根来自初沉池,管径DN200,另1根来自污泥浓缩池,管径为DN200mm。 第五节 污泥厌氧消化池设计计算 1.一级消化池设计计算 (1). 一级消化池计算草图如下页图11 (2)消化池容积 式中: Q——污泥量(m3/d) P——投配率(%),中温消化时一级消化池采用5%-8%,本设计取8%。 n——消化池个数,本设计设置1座。 (3).各部分尺寸确定: 消化池直径D采用13m,集气罩直径d1=0.6m,高h1=0.6m,池底锥底直径d2=0.6m,上锥体倾角=200, 上锥体高,本设计取1.0m, 消化池柱体高度h3应大D/2=3m,本设计采用4m。 下锥体高,(本设计取0.3m) 消化池总高度为: H= h1+ h2+ h3+ h4=0.6+1+4+0.3=5.9m 柱体容积 下锥体容积 上盖容积: 消化池有效容积 >3211.25m3 符合设计要求. 2. 二级消化池设计计算 (1) 二级消化池容积 式中: Q——污泥量(m3/d); P——投配率(%),本设计取8%; n——消化池个数,本设计设置1座。 由于二级消化池单池容积与一级消化池相同,因此二级消化池各部份尺寸同一级消化池。 第六节 机械脱水间设计计算 1. 污泥机械脱水设计说明: 污水处理厂污泥二级消化后从二级消化池排出污泥的含水率约95%左右,体积很大。因此为了便于综合利用和最终处置,需对污泥做脱水处理,使其含水率降至60%-80%,从而大大缩小污泥的体积。 (1) 污泥脱水机械的类型,应按污泥的脱水性质和脱水要求,经技术经济比较后选用。 (2) 污泥进入脱水机前的含水率一般不应大于98%。 (3) 经消化后的污泥,可根据污水性质和经济效益,考虑在脱水前淘洗。 (4) 机械脱水间的布置,应按规范有关规定执行,并应考虑泥饼运输设施和通道。 (5 )脱水后的污泥应设置污泥堆场或污泥料仓贮存,污泥堆场或污泥料 仓的容量应根据污泥出路和运输条件等确定。 (6) 污泥机械脱水间应设置通风设施。每小时换气次数不应小于6次。 2.脱水机选择 本设计采用滚压脱水方式使污泥脱水 ,脱水设备选用我国研制的 DY-3000型带式压滤机,其主要技术指标为:干污泥产量600kg/L,泥饼含水率可以达到75%~78%,单台过滤机的产率为24.6~29.4kg / ( m2 h),选用3台,2用1备。工作周期定为12小时。机械脱水间平面尺寸设计为 L×B= 40m×12m . 第四章 污水处理厂的平面布置 1. 总平面布置原则 该污水处理厂主要处理构筑物有:机械除渣格栅井、污水提升泵房、平流沉砂池、辐流初次沉淀池、鼓风曝气池与二次沉淀池、污泥回流泵房、浓缩池、消化池、计量设施等及若干辅助建筑物。 总图平面布置时应遵从以下几条原则。 ① 处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑,以便于节约用地和运行管理。 ② 工艺构筑物(或设施)与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异,分别相对独立布置,并协调好与环境条件的关系(如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等)。 ③ 构(建)之间的间距应满足交通、管道(渠)敷设、施工和运行管理等方面的要求。 ④ 管道(线)与渠道的平面布置,应与其高程布置相协调,应顺应污水 处理厂各种介质输送的要求,尽量避免多次提升和迂回曲折,便于节能降耗和运行维护。 ⑤ 协调好辅建筑物,道路,绿化与处理构(建)筑物的关系,做到方便生产运行,保证安全畅道,美化厂区环境。 (2)总平面布置结果 污水由南边排水总干管截流进入,经处理后由该排水总干管排入河流。 污水处理厂呈长方形。综合楼、职工宿舍及其他主要辅助建筑位于厂区东北部,占地较大的污水处理构筑物在厂区西部,沿流程自南向北排开,污泥处理系统在污水处理构筑物的西部。厂区主干道宽7米,两侧构(建)筑物间距不小于15米,次干道宽4米,两侧构(建)筑物间距不小于10米 该厂平面布置特点为:流线清楚,布置紧凑。鼓风机房和回流污泥泵房位于曝气池和二次沉淀池一侧,节约了管道与动力费用,便于操作管理。污泥消化系统构筑物靠近四氯化碳制造厂(即在处理厂西侧),使消化气、蒸气 输送管较短。节约了基建投资。办公室。生活住房与处理构筑物、鼓风机房、泵房、消化池等保持一定距离,位于常年主风向的上风向,卫生条件与工作条件均较好。在管线布置上,尽量一管多用,如超越管、处理水出厂管都借道雨水管泄入附近水体,而剩余污泥、污泥水、各构筑物放空管等,又都与厂内污水管合并流人泵房集水井。第二期工程预留地设在一期工程右侧。 具体布置见附图1- 配套讲稿:
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