某市15万吨天城市生活污水处理厂初步设计.doc

1、1 第 1 章 概述 1.1 基本设计资料 毕业设计名称 某 市 15 万吨 /天城市生活污水处理厂初步设计 基本资料： 1.设计规模 污水设计流量： 315 /Qm 万 天 ，流量变化系数： 1.2ZK 2.原污水水质指标 BOD=180mg/L COD=410mg/L SS=200mg/L NH3-N=30mg/L 3.出水水质指标 符合 城镇污水处理厂污 染物排放国家二级标准 BOD=20mg/L COD=70mg/L SS=30mg/L NH3-N=15mg/L 4.气象资料 某 地处海河流域下游，河网密布，洼淀众多。历史上 某 的水量比较丰富。海河上游支流众多，长度在 10 公里以上

2、的河流达 300 多条，这些大小河流汇集成中游的永定河、北运河、大清河、子牙河和南运河五大河流。这五大河流的尾闾就是海河，统称海河水系，是 某 市工农业生产和人民生活的水源河道。 某 属于暖温半湿润大陆季风型气候，季风显著，四季分明。春季多风沙，干旱少雨；夏季 炎热，雨水集中；秋季寒暖适中，气爽宜人；冬季寒冷，干燥少雪。除蓟县山区外，全年平均气温为摄氏 11 度以上。 1 月份平均气温在摄氏零下 4-6 度，极低温值在摄氏零下 20 度以下，多出现于 2月份。 7 月份平均气温在摄氏 26 度上下。 某 年平均降水量约为 500-690 毫米。在季节分配上，夏季降水量最多，占全年总降水量的 7

3、5%以上，冬季最少，仅占 2%。由于降水量年内分配不均和年际变化大，造成 某 在历史上经常出现春旱秋涝现象。 某 的风向有明显的季节变化。冬季多刮西北风、偏北风；夏季多东南风 、南风；春秋两季多西南风，主导风向东南风。 5.厂址及场地状况 某 以平原为主， 污水处理厂拟用场地较为平整，占地面积 20 公顷。厂区地面标高 10 米，原污水将通过管网输送到污水厂，来水管管底标高为 5 米 (于地面下 5米 )。 2 1.2 设计内容、原则 1.2.1 设计内容 污水处理厂工艺设计流程设计说明一般包括以下内容 : (1)据城市或企业的总体规划或现状与设计方案选择处理厂厂址； (2)处理厂工艺流程设计

4、说明； (3)处理构筑物型式选型说明； (4)处理构筑物或设施的设计计算； (5)主要辅助构筑物设计计算； (6)主要设备设计计算选择； (7)污水厂 总体布置 (平面或竖向 )及厂区道路、绿化和管线综合布置； (8)处理构筑物、主要辅助构筑物、非标设备设计图绘制； (9)编制主要设备材料表。 1.2.2 设计的原则 考虑城市经济发展及当地现有条件，确定方案时考虑以下原则： (1)要符合适用的要求。首先确保污水厂处理后达到排放标准。考虑现实的技术和经济条件，以及当地的具体情况 (如施工条件 )，在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构 (建 )筑物型式、主要设备、设计标准和数据等，应最大限度地满

5、足污水厂功能的实现，使处理后污水符合水质要求。 (2)污水厂设计采用 的各项设计参数必须可靠。 (3)污水处理厂设计必须符合经济的要求。设计完成后，总体布置、单体设计及药剂选用等要尽可能采取合理措施降低工程造价和运行管理费用。 (4)污水处理厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。 (5)污水厂设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如配水井、泵房及加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为以后的发展留有挖潜和扩建的条件。 (6)污水厂设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置分 流设施、超越管线

6、等。 3 第 2 章 工艺方案的选择 2.1 水质分析 本项目污水处理的特点：污水以有机污染物为主， BOD/COD=0.44，可生化性较好，采用生化处理最为经济。 BOD/TN 3.0,COD/TN 7,满足反硝化需求；若 BOD/TN 5，氮去除率大于 60%。 2.2 工艺选择 按城市污水处理和污染防治技术政策要求推荐， 20 万 t/d 规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺 ,10-20 万 t/d 污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、 SBR、 AB 法等工艺，小 型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷或脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如 2/AO工艺， A

7、/O 工艺， SBR 及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。 2.2.1 方案对比 工艺类型 氧化沟 SBR 法 A/O 法 技术比较 1.污水在氧化沟内的停留时间长，污水的混合效果好 2.污泥的 BOD 负荷低，对水质的变动有较强的适应性 1.处理流程短，控制灵活 2 系统处理构筑物少，紧凑，节省占地 1.低成本，高效能，能有效去除有机物 2.能迅速准确地检测污水处理厂进出水质的变化。 经济比较 可不单独设二沉池，使氧化沟二沉池合建，节省了二沉池合污泥回流系统 投资省，运行费用低，比传统活性污泥法基建费用低30% 能耗低，运营费用较低，规模越大优势越明显 使用范围 中小

8、流量的生活污水和工业废水 中小型处理厂居多 大中型污水处理厂 稳定性 一般 一般 稳定 考虑该设计是中型污水处理厂， A/O 工艺比较普遍，稳定，且出水水质要求不是很高，本设计选择 A/O 工艺。 4 2.2.2 工艺流程 细格栅曝气沉砂池砂水分离机房初沉池 二沉池混合污泥泵房接触池出水回流污泥A / O 池 进水污水处理流程图污 泥 污泥浓缩池 脱水机房 污泥外运污泥处理流程图泵房中格栅5 第 3 章 污水处理构筑物的设计计算 3.1 中 格栅 及泵房 格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物。本设计采用中细两

9、道格栅。 3.1.1 中格栅设计计算 1.设计参数： 最大流量： 3m a x 1 5 0 0 0 0 1 . 2 2 . 1 /3 6 0 0 2 4ZQ Q K m s 栅前水深： 0.4hm ， 栅前流速： 1 0.9 /v m s （ 0.4 / 0.9 /m s m s） 过栅流速 2 0.9 /v m s （ 0.6 / 1.0ms /ms） 栅条宽度 0.01Sm ，格栅间隙宽度 0.04bm 格栅倾角 060 2.设计计算： (1)栅条间隙数： m a x sin 6 0 2 .1 sin 6 0 1360 .0 4 0 .4 0 .9Qn bhv 根 设四座中格栅：1 136

10、 344n 根 (2)栅槽宽度：设栅条宽度 0.01Sm 111 0 . 0 1 3 4 1 0 . 0 4 3 4 1 . 6 9B S n b n m (3)进水渠道渐宽部分长度：设进水渠道宽 1 1.46Bm ，渐宽部分展开角度20 11 01 1 .6 9 1 .4 6 0 .8 72 ta n 2 ta n 2 0BBlm 根据最优水力断面公式 m a x1 2 . 1 1 . 4 64 4 0 . 9 0 . 4QBmvh 6 (4)栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度： 12 0 .8 7 0 .4 322llm (5)通过格栅的水头损失： 02 hKh 220 sin2vh g，

11、 43sb h0 计算水头损失； g 重力加速度； K 格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般 取 3； 阻力系数，其数值与格栅栅条的 断面几何形状有关，对于锐边矩形断面，形状系数 = 2.42； 43 22 0 . 0 1 0 . 93 2 . 4 2 s in 6 0 0 . 0 4 10 . 0 4 2 9 . 8 1h m (6)栅槽总高度：设栅前渠道超高 2 0.3hm 12 0 . 4 0 . 0 4 1 0 . 3 0 . 7 4 1H h h h m (7)栅槽总长度： 112 0 .5 1 .0 t a nHL L L 0 . 4 0 . 30 . 8 7 0 . 4 3

12、0 . 5 1 . 0 t a n 6 0 3m (8)每日栅渣量：格栅间隙 40mm 情况下，每 31000m 污水产 30.03m 。 m a x 186400 8 6 4 0 0 2 .1 0 .0 3 4 .5 41 0 0 0 1 0 0 0 1 .2ZQWW K 3/dm 30.2 /md 所以 宜采用机械清渣。 (9)格栅选 择 选择 XHG-1400 回转格栅除污机，共 4台。其技术参数见下表。 表 3-1-1 GH-1800 链式旋转除污机技术参数 型号 电机功 率 /kw 设备宽度/mm 设备总宽度/mm 栅条间隙/mm 安装角度 HG-1800 1.5 1800 2090

13、 40 60 7 3.1.2 污水提升泵房 泵房形式取决于泵站性质，建设规模、选用的泵型与台数、进出水管渠的深度与方位、出水压力与接纳泵站出水的条件、施工方法、管理水平，以及地形、水文地质情况等诸多因素。 泵房形式选择的条件： (1)由于 污水泵站一般为常年运转，大型泵站多为连续开泵，故选用自灌式泵房。 (2)流量小于 32/ms时，常选用下圆上方形泵房。 (3)大流量的永久性污水泵站，选用矩形泵房。 (4)一般自灌启动时应采用合建式泵房。 综上本设计采用半地下自灌式合建泵房。 自灌式泵房的优点是不需要设置引水的辅助设备，操作简便，启动及时，便于自控。自灌式泵房在排水泵站应用广泛，特别是在要求

14、开启频繁的污水泵站、要求及时启动的立交泵站，应尽量采用自灌式泵房，并按 集水池的液位变化自动控制运行。 集水池 ： 集水池与进水闸井、格栅井合建时，宜采用半封闭式。闸门及格栅处敞开，其余部分尽量加顶板封闭，以减少污染，敞开部分设栏杆及活盖板，确保安全。 1.选泵 (1)城市人口为 1000000 人，生活污水量定额为 135 /Ld人 。 (2)进水管管底高程为 5m ，管径 500DN ，充满度 0.75 。 (3)出水管 提升后的水面高程为 12.80m 。 (4)泵房选定位置不受附近河道洪水淹没和冲刷，原地面高程为 10.0m 。 2.设计计算 (1)污水平均秒流量： 1 3 5 1 0

15、 0 0 0 0 01 5 6 2 . 5 /86400Q L s (2)污水最大秒流量： 1 1 5 6 2 . 5 1 . 2 1 8 7 5 /ZQ K Q L s 选择集水池与机器间合建式泵站，考虑 4 台水泵（ 1 台备用）每台水泵的容量为 1875 625 /3 Ls 。 (3)集水池容积：采用相当于一台泵 6min 的容量。 8 36 2 5 6 0 62251000Wm 有效水深采用 2Hm ，则集水池面积为 2112.5Fm (4)选泵前扬程估算：经过格栅的水头损失取 0.1m 集水池正常工作水位与所 需提升经常高水位之间的高差： 1 2 . 8 5 0 . 5 0 . 7

16、5 0 . 1 1 8 . 5 3m （集水池有效水深 2m ，正常按 1m 计） (5)水泵总扬程：总水力损失为 2.80m ，考虑安全水头 0.5m 2 . 8 8 . 5 3 0 . 5 1 1 . 8 3Hm 一台水泵的流量为 31 1 5 0 0 0 0 1 . 2 2 5 0 0 /3 2 4 3 2 4ZQKQ m h 根据总扬程和水量选用 5 0 0 2 7 0 0 1 6 1 8 5WQ 型潜污泵 表 3-1-2 500WQ2700-16-185 型 潜污泵参数 型号 流量 3/mh 转速 /minr 扬程 m 功率 kW 效率 % 出水口 直径 mm 500 2700 16

17、 185WQ 2700 725 16 185 82 500 3.2 细格栅 3.2.1 细格栅设计计算 1.设计参数： 最大流量： 3m a x 1 2 0 0 0 0 1 . 2 1 . 6 7 /3 6 0 0 2 4ZQ Q K m s 栅前水深： 0.4hm ， 栅前流速： 1 0.9 /v m s （ 0.4 / 0.9 /m s m s） 过栅流速 ： 2 0.9 /v m s （ 0.6 / 1.0ms /ms） 栅条宽度 ： 0.01Sm ，格栅间隙宽度 0.01bm 9 格栅倾角 ： 60 2.设计计算 (1)栅条间隙数： m a x s i n 6 0 1 . 6 7 s

18、i n 6 0 4320 . 0 1 0 . 4 0 . 9Qn bhv 根 设四座细格栅：1 432 1443n 根 (2)栅槽宽度：设栅条宽度 0.01Sm 111 0 . 0 1 1 4 4 1 0 . 0 1 1 4 4 2 . 8 7B S n b n m (3)进水渠道渐宽部分长度： 设进水渠道宽 1 1.55Bm ，渐宽部分展开角度 20 11 1 2 .8 7 1 .5 5 1 .8 32 ta n 2 ta n 2 0BBlm 根据最优水力断面公式 m a x1 1 . 6 7 1 . 5 53 3 0 . 9 0 . 4QBmvh (4)栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度：

19、 12 1 .8 3 0 .9 1 522llm (5)通过格栅的水头损失： 02 hKh 220 sin2vh g， 43sbh0 计算水头损失； g 重力加速度； K 格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取 3； 阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于锐边矩形断面，形状系数 = 2.42； 43 22 0 . 0 1 0 . 93 2 . 4 2 s in 6 0 0 . 2 60 . 0 1 2 9 . 8 1h m(6)栅槽总高度：设栅前渠道超高 2 0.3hm 12 0 . 4 0 . 2 6 0 . 3 0 . 9 6H h h h m (7)栅槽总长度： 10 1

20、12 0 .5 1 .0 t a nHL L L 0 . 4 0 . 31 . 8 3 0 . 9 1 5 0 . 5 1 . 0 t a n 6 0 4.6m (8)每日栅渣量：格栅间隙 10mm 情况下，每 31000m 污水产 30.1m 。 m a x 186400 8 6 4 0 0 1 .6 7 0 .1 1 2 .0 21 0 0 0 1 0 0 0 1 .2ZQWW K 3/md 30.2 /md 所以 宜采用机械清渣。 (9)格栅选择 选择 XHG-1400 回转格栅除污机，共 2台。 其技术参数见下表 ： 表 3-2 XHG-1400 回转格栅除污机技术参数 型号 电 机功

21、率 kw 设备宽度 mm 设备总宽度 mm 沟宽度 mm 沟深 mm 安装 角度 XHG-1400 0.75 1.1 1400 1750 1500 4000 60 3.3 曝气沉砂池 沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒，设于初沉池前以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。 该厂共设两座 曝气沉砂池，为钢筋混凝土矩形双格池。池上设移动桥一台，（桥式吸砂机 2格用一台，共 2台）安装吸砂泵 2 台，吸出的砂水经排砂渠通过排砂管进入砂水分离器进行脱水。 桥上还安装浮渣刮板，池末端建一浮渣坑，收集浮渣。 3.3.1 曝气沉砂池主体设计 1.设计参数： 最大设计流量 32.1 /Q m s 最大设计流量时的流行时间 2mint 最大设计流量时的水平流速 1 0.1 /v m s 0 .0 6 / 0 .1 2 /m s m s 2.设计计算： (1)曝气沉砂池总有效容积： 设 3m a xt = 2 m i n , V = Q 6 0 2 . 1 2 6 0 2 5 2tm 则一座沉砂池的容积 31 252 1262Vm