某城市污水处理厂毕业设计完整版含图纸.docx
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某城市污水处理厂毕业设计完整版含图纸
设计说明书
一、环境条件
见设计任务书的设计资料一栏。
二、处理工艺的选择
该城镇污水处理厂主要是用于处理城区生活污水和部分工业废水,且对氮磷的去除有一定要求。
按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理,如A2/O工艺,A/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。
故该设计应选取二级强化处理.
鉴于SBR工艺具有以下特点：
（1）工艺流程简单、管理方便、造价低。
SBR工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池,因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资30%以上,而且布置紧凑，节省用地.由于科技进步,目前自动控制已相当成熟、配套。
这就使得运行管理变得十分方便、灵活,很适合小城市采用.
（2）处理效果好。
SBR工艺反应过程是不连续的,是典型的非稳态过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的（尽管是处于完全混合状态中）,随时间的延续而逐渐降低。
反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程之中，因此处理效果好.
（3）有较好的除磷脱氮效果。
SBR工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境,并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率。
（4）污泥沉降性能好。
SBR工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。
同时由于SBR工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的,因此沉淀效果更好。
（5）SBR工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质波动。
均适用于本设计,故选取SBR工艺作为本设计的水处理工艺。
三、污水厂的主要工艺流程
四、
进水
五、设计说明
1、格栅和提升泵房
设置方式:
粗格栅→泵房→细格栅
格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截，以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害。
由于直棒式格栅运行可靠,布局简洁,易于安装维护，本工艺选用选择GH型回转格栅。
粗格栅运行参数：
栅前流速0。
5m/s,过栅流速0.8m/s，栅条宽度0.02m,格栅间隙数27，水头损失0.07m,每日栅渣量0.823m3/d；细格栅运行参数：
栅前流速0。
5m/s，过栅流速0.8m/s，栅条宽度0.01m，栅前渠道水深0.4m，格栅倾角60o，栅间隙数66,水头损失0.2m,每日栅渣量1.18m3/d。
对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。
污水经提升后入曝气沉砂池。
然后自流进入各工艺池,提升泵房采用2台（1用1备）型号为YC300LXL-780—11的水泵，其主要性能参数为：
流量545-900m3/h,扬程9—12m,转速980r/min，效率78％.配套电机及功率为Y250M-37，叶轮名义直径335mm。
其中细格栅计算草图如下：
2、沉砂池
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。
平流式沉砂池具有构造简单、处理效果好的优点。
故本设计采用平流式沉砂池.
污水经立式污水污物泵提升后经细格栅，进入钟式沉砂池,共两组对称与提升泵房中轴线布置，每组分为两格.设计参数为：
沉砂池长度9m，池总宽1。
2m，有效水深0.96m,贮砂斗容积0.178m3（每个沉砂斗），斗壁与水平面倾角为600,斗高0。
68m,斗部上口宽1。
23m。
草图如下:
3、SBR反应池
本设计中为进水时间1h;曝气时间h；有效反应时间4h；沉淀时间1h；滗水时间0。
5h；除磷厌氧时间0.5h，一个周期TN=6h，经过预处理的污水由配水井连续不断地进入反应池,反应区内安照“进水、闲置、曝气、沉淀、滗水"程序运行。
本设计采用SBR反应池4座，并联运行，运行周期为6h。
单座尺寸为55m＊15m＊5.5m.反应池内最小水深2.9m,滗水高度1。
1m,内设微孔曝气头。
采用膜片式微孔曝气器,每个服务面积Af=0。
5m2,曝气头个数为1000个；滗水高度1。
56m，滗水速度为0。
694m3/s
4、污泥泵房
污泥泵选三台（两用一备），单泵流量Q>2Qw/2＝13.07m3/h.选用1PN污泥泵Q7。
2－16m3/h，H:
14—12m，功率为3kW
4、污泥浓缩池
污泥浓缩的目的是使污泥初步脱水、缩小污泥体积。
为后续处理创造条件。
浓缩脱水方法有重力沉降浓缩、上浮浓缩以及其他浓缩方法。
这里使用重力浓缩—辅流式污泥浓缩池。
浓缩后的污泥采用带式压滤机处理污泥，最后产生的干泥运往垃圾焚烧厂处理。
设计参数：
设计流量：
每座1344。
4kg/d,采用2座，进泥浓度10g/L，污泥浓缩时间13h,进泥含水率99。
0％，出泥含水率96。
0%，池底坡度0.08，坡降0.28m，贮泥时间4h,上部直径9.5m，浓缩池总高4。
68m,泥斗容积5.86m3。
5、贮泥池
设贮泥池1座,贮泥时间12h,选用1PN污泥泵两台，一用一备，单台流量Q7.2～16m3/h，扬程H14～12mH2O,功率3kW。
六、处理构筑物平面布置
处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件,确定它们在厂区内的平面布置。
污水处理厂的辅助建筑物有泵房，鼓风机房，办公室等，其建筑面积按具体情况而定,在污水厂内主干道应尽量成环，方便运输，保证30%以上的绿化。
为保证污水处理厂二期扩建工程的实施,在厂区留有一定面积的扩建空间。
七、高程计算
为了降低运行费用和使维护管理，污水在处理构筑物之间的流动以按重力流考虑为宜，厂内高程布置的主要特点是先确定最大构筑物的地面标高，然后根据水头损失，通过水力计算，递推出前后构筑物的各项控制标高。
根据SBR反应池的设计水面标高,推求各污水处理构筑物的水面标高，根据和处理构筑物结构稳定性,确定处理构筑物的设计地面标高.
八、参考资料
《水污染控制工程实践教程》彭党聪主编化学工业出版社；
《水污染控制工程》下册高廷耀、顾国维主编高等教育出版社；
《给水排水工程专业工艺设计》南国英张志刚主编化学工业出版社
《环保设备设计与应用》罗辉主编高等教育出版社
《给水排水设计手册（第九册）专用机械》第三版上海市政工程设计研究院主编中国建筑工业出版社
设计计算书
一、设计流量
生活污水量：
近期30000＊200＊10-3*1.7=10200（m3/d）；
远期60000*200＊10-3＊1。
7=20400（m3/d）
工业污水量：
近期5000＊1.3=7500（m3/d）；
远期10000*1。
3=13000（m3/d）
总污水量：
近期17700（m3/d）；远期33400（m3/d）
取设计污水量Q=20000（m3/d）
二、粗格栅
1、主要设计参数
栅条宽度：
S=10mm
栅条间隙宽度：
b=20mm
过栅流速：
v=0.8m/s
栅前渠道流速：
0。
5m/s
栅前渠道水深:
h=0。
5m
格栅倾角：
α=60°
数量：
1座
单位栅渣量：
W1=0。
07m3/103m3
2、工艺尺寸
（1）格栅尺寸
过栅流量：
Q1=Q=20000m3/d=0。
2314m3/s
栅条间隙数：
取n=27
有效栅宽：
B=S（n+1）+bn=0.01*（27+1）+0.02＊27=0.8m
进水渠道宽度B1：
要求B1*h*v>Qmax
取B1=0.6m
（2）格栅选择
选择GH型回转格栅；
实际过流速度：
m3/s
（3）栅渠尺寸
栅渠过水断面S:
m2
栅槽总长度：
其中
H1=h+h2=0。
5+0。
3=0。
8m
α1指进水渐宽部分的展开角，一般取20°
3、水头损失
格栅断面为锐边矩形断面（β=2。
42）
格栅水头损失：
栅后槽总高度：
H=h+h1+h2=0.5+0.07+0。
3=0。
87m
h2-栅前渠超高，一般取0。
3m
4、栅渣量
对于栅条间距b=20.0mm的中格栅，城市污水中取每单位体积污水拦截污物为W1=0。
07m3/103m3，每日栅渣量为
Kz—生活污水流量的总变化系数
拦截污物量大于0.3m3/d,宜采用机械清栅.
三、细格栅
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。
1、主要设计参数
Q=20000m3/s，S=10mm,b=10mm
过栅速率:
v=0。
8m/s
栅前渠道流速：
0。
5m/s
栅前渠道水深：
0。
4m
倾角:
α=60°
数量：
1座
单位栅渣量：
W1=0.07m3/103m3
2、工艺尺寸
（1）格栅尺寸
栅条间隙数：
取n=66
有效栅宽：
B=S（n+1）+bn=0。
01＊（66+1）+0。
01＊66=1.31m
进水渠道宽度B1：
要求B1*h＊v>Qmax
取B1=0。
8m
（2）格栅选择
选择GH型回转格栅；
实际过流速度:
m3/s
（3）栅渠尺寸
栅渠过水断面S：
m2
栅槽总长度：
其中
H1=h+h2=0.4+0。
3=0。
7m
α1—进水渐宽部分的展开角，一般取20°
3、水头损失
格栅断面为锐边矩形断面（β=2。
42）
格栅水头损失：
栅后槽总高度：
H=h+h1+h2=0。
4+0.2+0。
3=0。
9m
h2-为栅前渠超高，一般取0。
3m
4、栅渣量
对于栅条间距b=10。
0mm的中格栅，城市污水中取每单位体积污水拦截污物为W1=0。
01m3/103m3，每日栅渣量为
m3/d
污物的排出采用机械装置：
Ø300螺旋输送机，选用长度l=6。
0m的一台。
四、平流式沉砂池
1、设计参数
污水在池内的流速：
v=0.3m/s；
最大流量时，污水在池内的停留时间t=45s；
有效水深：
0.25—1.0m，池宽>0.6m；
池底坡度:
0。
02
2、计算公式
（1）长度：
L=vt=0.2＊45=9m
（2）水流断面面积：
（3）池总宽B：
设格数n=2，每格宽0。
6m，则B=1。
2m
（4）有效水深：
（5）贮砂斗所需容积
X—城市污水的沉砂量，一般采用30m3/106m3（污水）；
T—排砂时间间隔，这里T=2d;
设每一个有两个沉砂斗：
（6）贮砂斗各部分尺寸
设斗的截面为正方形,取贮砂斗高h3´=0.5m，底宽b1=0。
5m，斗壁与水平面的倾角为60°，则贮砂斗上口宽b2为
贮砂斗的容积V1为
S1、S2—分别为贮砂斗上口和下口的面积
（7）贮砂室的高度h3:
设采用重力排砂,池底坡度i=6%，坡向砂斗，则
（8）池总高h
h=h1+h2+h3=0.3+0。
96+0。
68=1.94m
（9）核算最小流速vmin
3、沉砂量
五、SBR反应池
1、硝化所需要的最低好氧污泥龄θS，N（d）
µ—硝化细菌比生长速率（d—1），t=15℃时,µ=0.47d—1.
fs—安全系数，取fs=2.0。
T-污水温度，T=15℃。
2、系统所需要的反硝化能力（NO3—ND）/BOD5kgN/kgBOD5
TNi—进水总氮浓度,TNi=30mg/l。
TNe-出水总氮浓度,TNe=25mg/l。
S0-进水BOD5浓度,S0=200mg/l.
3、反硝化所需要的时间比例tan/（tan+ta）
一般认为约有75%的异氧微生物具有反硝化能力，在缺氧阶段微生物的呼吸代谢能力为好氧阶段的80％左右。
tan-缺氧阶段所经历的时间，h。
ta—好氧阶段所经历的时间，h。
4、各部分处理时间的确定
进水时间ti=tan=1h；曝气时间ta=3h；有效反应时间tR=ti+ta=1+3=4h；沉淀时间ts=1h；滗水时间td=0。
5h；除磷厌氧时间tp=0。
5h
一个周期TN=6h
5、硝化反硝化的有效污泥龄θS，R（d）和总污泥龄θS，T（d）
6、日产污泥量Spkg/d（以干污泥计）
其中,S0—进水BOD5浓度，S0=200mg/l=0。
2kg/m3;
SSi—进水SS浓度，SSi=0.25kg/m3;
SSe—出水SS浓度，SSe=0。
03kg/m3;
YH—异养微生物的增殖速率，YH=0。
5kgDS/kgBOD5；
bH—异养微生物的内源呼吸速率，bH=0。
08d-1；
YSS—不能水解的SS的分率，YSS=0.5；
fT,H—异养微生物的生长温度修正，fT，H=1。
072（t—15）。
Sp，chemical—加药产生的污泥量，Sp，chemicall=0
设池子数n=4，则每个池子的污泥总量ST,Pkg/池（以干污泥计）：
kg/池
7、每个池子的贮水容积V0水m3。
V0水
设V0水占池子总体积V0的31。
25%，则,
V0=V0水/31。
25%=4000m3
8、滗水高度ΔHm3。
沉淀时间t一般是从曝气结束后10min开始，至滗水结束时止，所以t=ts+td10/60h。
为了保证出水水质，滗水水位与污泥面之间要求有一个最小安全高度Hs,一般为0.6—0。
9m,取Hs=0.7m。
污泥浓度MLSS=3200mg/l。
取污泥沉降指数SVI=120ml/g
污泥沉降速度Vs=650/（MLSS＊SVI）
因为ΔH+Hs=Vs＊t，则，
9、确定单个池子表面积A0（m2），尺寸L*B,总高H总（m），最低水位HL（m）。
A0=V0水/ΔH=1250/1.56=801。
3m2。
L＊B=55＊15m
B总=4*15=60m
池子有效水深，设超高h’=0。
5m，则
H总（m）=H0+h’=5+0。
5=5.5m
HL（m）=5。
0—ΔH=3.44m
10、所需空气量R0m3/d
（1）活性污泥代谢需氧量RO2kgO2/d
V有效=V0*ta/tN=4000＊3/4=3000m3
=0.42*20000＊（0.2-0.03）+0.11＊3。
0＊4*3000
=9348kgO2/d
a’—异养需氧率0。
42—0。
53kgO2/kgBOD5.d
b’—自养需氧率0。
11-0.188kgO2/kgMLSS.d
（2）反硝化所需要氧量Ro2,NkgO2/d
d—反硝化需氧率d=4.6kgO2/kgNH4—N
TNH4-Ni—进水氨氮浓度，TNH4-Ni=0.03kg/m3
TNH4—Ne—出水氨氮浓度，TNH4-Ne=0.025kg/m3
（3）硝化产生的氧量R’kgO2/d
d'—硝化产氧率,d’=2。
6kgO2/kgNO3—N
TNO3—N=0。
02kg/m3
R'=d’*Qmax*TNO3—N=2。
6*20000＊0。
02=1040kgO2/d
（4）标准状况下的所需空气量R0m3/d
采用微孔曝气，氧转移效率EA=25％
氧气质量比MO2=0.23
空气密度ρ=1。
29kg/m3
=
=141914.8m3/d
=1。
64m3/s
11、风机选型
风压P=5.0m
12、曝气装置
采用膜片式微孔曝气器，每个服务面积Af=0.5m2
曝气头个数个
13、滗水器选型
滗水高度ΔH=1。
56m
滗水速度Qd=V0水/td=1250/30=41.66m3/min=0.694m3/s
六、污泥泵房
1、污泥量
以体积计：
2、污泥泵房
SBR反应池产生的剩余污泥由地下管道自流入集泥井，剩余污泥泵（地下式）将其提升至污泥浓缩池中。
处理厂设一座剩余污泥泵房,污水处理系统每日排出污泥干重为6276kg/d，即为按含水率为99%计的污泥流量Qw＝627.6m3/d＝26.15m3/h
（1）污泥泵选型:
选三台（两用一备）,单泵流量Q〉2Qw/2＝13。
07m3/h。
选用1PN污泥泵Q7.2－16m3/h,H：
14—12m，功率为3kW
（2）剩余污泥泵房：
占地面积L×B=5m×4m，集泥井占地面积
七、污泥浓缩池
采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥,剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。
1、设计参数
进泥浓度：
10g/L
污泥含水率P1＝99.0％，每座污泥总流量：
Qω＝6276/2kg/d=313.8m3/d=13。
8m3/h
设计浓缩后含水率P2=96.0％
污泥固体负荷：
qs=45kgSS/（m2。
d）
污泥浓缩时间：
T=13h
贮泥时间：
t=4h
2、设计计算
（1）浓缩池池体计算：
每座浓缩池所需表面积
m2
浓缩池直径
取D=9.5m
水力负荷
有效水深
h1=uT=0.18413=2。
39m取h1=2.4m
浓缩池有效容积
V1=Ah1=29。
652.4=170。
0m3
（2）排泥量与存泥容积:
浓缩后排出含水率P2＝96.0％的污泥,则
Qw′=
按4h贮泥时间计泥量，则贮泥区所需容积
V2＝4Qw′＝43。
27＝13.08m3
泥斗容积
=m3
h4—-泥斗的垂直高度，取1。
4m
r1—-泥斗的上口半径，取1.2m
r2——泥斗的下口半径，取0.8m
设池底坡度为0。
08,池底坡降为：
h5=
故池底可贮泥容积：
=
因此，总贮泥容积为
（满足要求）
（3）浓缩池总高度：
浓缩池的超高h2取0。
30m，缓冲层高度h3取0。
30m，则浓缩池的总高度H为
=2.4+0。
30+0.30+1。
4+0。
28=4.68m
（4）浓缩池排水量：
Q=Qw—Qw′=13。
8-2。
27=11.53m3/h
八、贮泥池
1、设计参数
进泥量：
经浓缩排出含水率P2＝96％的污泥2Qw′=278。
45=156.9m3/d，设贮泥池1座，贮泥时间T＝0。
5d=12h
2、设计计算
池容为
V=2Q′wT=156。
90。
5=78.45m3
贮泥池尺寸（将贮泥池截面设计为正方形）
LBH=5＊5＊3。
2m有效容积V=80m3
浓缩污泥输送至泵房
剩余污泥经浓缩处理后用泵输送至处理厂的绿地作肥料之用
污泥提升泵
泥量Q=156。
9m3/d=6。
54m3/h
扬程H=2。
3-（—1.5）+4+1=7.8m
选用1PN污泥泵两台，一用一备，单台流量Q7。
2～16m3/h,扬程H14～12mH2O,功率N3kW
九、高程计算
1、污水的高程计算
水力高程计算表表4
构筑物
构筑物间距，m
构筑物水头损失，m
连接管道水头损失,m
总损失m
水面标高m
水深m
底部标高m
地面标高m
流量m3/s
管径mm
流速m/s
坡度‰
沿程损失m
局部损失m
水头损失m
受纳水体
250
-
0。
1
500
0.87
2。
2
0.55
0。
25
0。
8
0.8
4.6
—
-
—
SBR反应池
60
0.4
0.23
800
0.8
2
0.012
0.06
0。
072
0。
472
5。
4
5
0。
4
5
配水井
6
0.4
0。
23
800
0.8
2
0.012
0.006
0。
018
0.418
5.872
3。
5
2.372
5
沉砂池
6
0.4
0。
23
800
0。
8
2
0。
012
0。
006
0。
018
0。
418
6。
29
0。
96
5。
33
5
细格栅
—
0。
2
0.23
—
0.8
—
0
0
0
0。
2
4.4
0。
4
4
5
提升泵房
—
0.2
0。
23
—
0.8
—
0
0
0
0。
2
0。
815
0。
5
0。
315
5
粗格栅
-
0。
07
0.23
-
0。
8
-
0
0
0
0。
07
1。
015
0.5
0.515
5
进水井
—
0.2
0.23
—
0.8
-
0
0
0
0。
2
1。
085
0.4
0。
685
5
进水管
—
—
0。
23
800
0.8
1
0
0
0
0
1.285
0。
52
0.765
5
污水泵的选择：
由水力高程计算表知，提升泵房水面标高为0。
815m,它之后的构筑物细格栅的水面标高为6.29m,则泵所需扬程ΔH为6。
49—0.815=5。
47m,提升泵房采用2台（1用1备）型号为YC300LXL—780—11的水泵，其主要性能参数为：
流量545-900m3/h,扬程9—12m，转速980r/min，效率78％。
配套电机及功率为Y250M—37,叶轮名义直径335mm.
污泥处理构筑物高程表表5
构筑物
底部标高，m
水深，m
水面标高，m
顶部标高，m
地面标高，m
集泥井泵房
1。
49
1.5
2.99
5
5
浓缩池
3.8
2.4
6。
2
8。
8
5
贮泥池
3。
8
3.2
7.0
8。
0
5
脱水机房
5.0
—
-
10
5
污泥泵的选择
由污泥处理构筑物高程表知，集泥井泵房的水面标高为2。
99m，它之后的构筑物浓缩池的水面标高为8。
8m，则污泥泵所需扬程为8。
8-2。
99=5.81m,根据污泥流量为626m3/d，选择型号为IS65—50—160的泵三台（两用一备），单泵流量为15m3/h，扬程7。
2m，电机功率0。
75kw。
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