30万吨城市污水处理厂初步方案设计书.docx

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30万吨城市污水处理厂初步方案设计书

封面

作者：

PanHongliang

仅供个人学习

1设计任务及简况4

1.1设计任务及依据4

1.1.1设计任务4

1.1.2设计依据及原则4

1.1.3设计范围5

1.2设计水量及水质5

1.2.1设计水量5

1.2.2设计水质5

1.3.3设计人口5

2工艺设计方案的确定6

2.1方案确定的原则6

2.2污水处理工艺流程的确定7

2.2.1厂址及地形资料7

2.2.2气象及水文资料7

2.2.3可行性方案的确定7

2.2.4工艺流程方案的确定8

2.2.5污泥处理工艺流程10

2.3主要构筑物的选择10

2.3.1格栅10

2.3.2泵房11

2.3.3沉砂池11

2.3.4初沉池、二沉池12

2.3.5曝气池13

2.3.6接触池14

2.3.7计量槽14

2.3.8浓缩池14

2.3.9消化池15

2.3.10污泥脱水15

3污水处理系统工艺设计16

3.1格栅的计算16

3.1.1粗格栅16

3.1.2格栅的计算16

3.1.3选型19

3.2泵房20

3.2.1泵房的选择20

3.2.2泵的选择及集水池的计算20

3.2.3扬程估算20

3.3细格栅21

3.3.1细格栅的计算：

21

3.3.2格栅的计算21

3.3.3选型24

3.4沉砂池的计算25

3.4.1池体计算25

3.4.2沉砂室尺寸计算26

3.4.3排砂28

3.4.4出水水质28

3.5初沉池29

3.5.1池体尺寸计算29

3.5.2中心管计算32

3.5.3出水堰的计算33

3.5.4集配水井计算33

3.5.5出水水质34

3.5.6选型35

3.6曝气池35

3.6.1池体计算35

3.6.2曝气系统设计与计算38

3.6.3供气量39

3.6.4空气管道系统计算42

3.6.5空压机的选择45

3.6.6污泥回流系统45

3.7二沉池46

3.7.1池体尺寸计算46

3.7.2中心管计算49

3.7.3出水堰的计算50

3.7.4集配水井计算50

3.7.5出水水质52

3.7.6选型52

3.8接触池52

3.8.1接触池尺寸计算52

3.8.2加氯间53

3.9计量槽54

4污泥的处理与处置54

4.1污泥浓缩池54

4.2污泥消化池58

4.2.1一级消化池池体部分计算58

4.2.2一级消化池池体各部分表面积计算60

4.2.3二级消化池61

4.3贮气柜61

4.4污泥控制室62

4.4.1污泥投配泵的选择62

4.4.2污泥循环泵63

4.4.3污泥控制室布局64

4.5脱水机房64

4.5.1采用带式压滤机除水64

4.5.2选型65

4.6事故干化场65

4.7压缩机房66

5污水处理厂总体布置66

5.1平面布置66

5.1.1平面布置的一般原则66

5.1.2平面布置66

5.2污水处理厂高程布置67

5.2.1高程布置原则67

5.2.2污水污泥处理系统高程布置68

总结69

考文献71

附录72

1设计任务及简况

1.1设计任务及依据

1.1.1设计任务

30万吨城市污水处理厂初步设计

1.1.2设计依据及原则

1.1.2.1设计依据

《给水排水工程快速设计手册》1-5，给排水设计规范，《污水处理厂工艺设计手册》，《三废设计手册废水卷》。

1.1.2.2设计原则

（1）执行国家关于环境保护的政策，符合国家地方的有关法规、规范和标准；

（2）采用先进可靠的处理工艺，确保经过处理后的污水能达到排放标准；

（3）采用成熟、高效、优质的设备，并设计较好的自控水平，以方便运行管理；

（4）全面规划、合理布局、整体协调，使污水处理工程与周围环境协调一致；

（5）妥善处理污水净化过程中产生的污泥固体物，以免造成二次污染；

（6）综合考虑环境、经济和社会效益，在保证出水达标的前提下，尽量减少工程投资和运行费用。

1.1.3设计范围

设计二级污水处理厂，进行工艺初步设计。

1.2设计水量及水质

1.2.1设计水量

污水的平均处理量为=30=12500=3.47；污水的最大处理量为=15125=4.2；污水的最小处理量为。

日变化系数取为1.1，时变化系数取K为1.1，总变化系数取为1.21。

1.2.2设计水质

设计水质如表1.1所示。

表1.1设计水质情况

项目

入水（）

200

200

出水（）

≤25

≤30

去除率（%）

87.5

85

1.3.3设计人口

（1）按SS浓度折算：

式中：

Css——废水中SS浓度为200mg/L

Q——平均日污水量为30万m3/d

ass——每人每日SS量，一般在35-55/人g.d，

则：

（2）按浓度折算

式中：

——废水中浓度为200mg/L

Q——平均日污水量为30万m3/d

——每人每日BOD量，一般在20-35/人gd，取30/人g.d，

则：

2工艺设计方案的确定

2.1方案确定的原则

（1）采用先进、稳妥的处理工艺，经济合理，安全可靠。

（2）合理布局，投资低，占地少。

（3）降低能耗和处理成本。

（4）综合利用，无二次污染。

（5）综合国情，提高自动化管理水平。

2.2污水处理工艺流程的确定

2.2.1厂址及地形资料

该污水处理厂厂址位于某市西北部。

厂址所在地区地势比较平坦。

污水处理厂所在地区地面平均标高为40.50M。

地震基本烈度为7度。

2.2.2气象及水文资料

某市位于东经，北纬。

属温带半湿润季风型大陆性气候，多年平均温度7.4，冬季长，气候寒冷，多偏北风，最冷月（一月）平均气温-12.7；夏季多偏南风，非采暖季节主导风向为东南风，最热月（七月）平均气温24.6。

降雨集中在7-8月，约占全年降雨的50%，多年平均降雨量75毫M。

地面冻结深度1.2-1.4M。

2.2.3可行性方案的确定

城市污水的生物处理技术是以污水中含有的污染物作为营养源，利用微生物的代谢作用使污染物降解，它是城市污水处理的主要手段，是水资源可持续发展的重要保证。

城市二级污水处理厂常用的方法有：

传统活性污泥法、AB法、氧化沟法、SBR法等等。

下面对传统活性污泥法和SBR法两种方案进行比较（工艺流程见图2.1,2.2），以便确定污水的处理工艺。

传统活性污泥法的方案特点：

（1）工艺成熟，管理运行经验丰富；

（2）曝气时间长,吸附量大,去除效率高90～95%；

（3）运行可靠，出水水质稳定；

（4）污泥颗粒大，易沉降。

（5）不适于水质变化大的水质；

（6对氮、磷的处理程度不高；

（7）污泥需进行厌氧消化，可以回收部分能源；

SBR法的方案特点：

（1）处理流程简单，构筑物少，可不设沉淀池；

（2）处理效果好，不仅能去除有机物，还能有效地进行生物脱氮；

（3）占地面积小，造价低；

（4）污泥沉降效果好；

（5）自动化程度高，基建投资大；

（6）适合于中小水量的污水处理工艺

从上面的对比中我们可以得到如下结论：

从工艺技术角度考虑，普通曝气法和SBR法出水指标均能满足设计要求。

但是，SBR法对自动化控制程度要求较高且处理规模一般小于10万立方M/天，这与实际情况不符（污水厂自动化水平不高且本设计规模属大型污水处理厂）。

故普通曝气法更适合于本设计对污水进、出水水质的要求（对P、N去除要求不高，水质变化小），故可行性研究推荐采用普通曝气法为污水处理厂的工艺方案。

2.2.4工艺流程方案的确定

SBR法是间歇式活性污泥法或序批式活性污泥法的简称，相对于传统活性污泥法，SBR法工艺是一种正处于发展、完善阶段的技术，因为从SBR法的再次兴起直至应用到今天只不过十几年的历史，许多研究工作刚刚起步，缺乏科学的设计依据和方法以及成熟的运行管理经验。

SBR法现阶段在基础研究方面、实践应用方面、工程设计方面仍存在问题。

例如：

SBR的适宜规模、合理的设计和运行参数的选择，建立完整的运行维护和管理方法，运行模式的选择于设计方法脱节等等。

污水工艺流程的确定主要依据污水水量、水质及变化规律，以及对出水水质和对污泥的处理要求来确定。

本着上述原则，本设计选

传统活性污泥法作为污水处理工艺。

图2.1传统活性污泥法

图2.2SBR法

2.2.5污泥处理工艺流程

目前，污泥的最终处置有污泥填埋，污泥焚烧，污泥堆肥和污泥工业利用四种途径。

该厂的污泥主要来源于城市污水，完全可以再利用。

只需在厂内进行预处理将重金属去除，该厂的污泥用于农业是完全可能的。

目前暂时有困难，也可将污泥用于园林绿化，使污泥中的肥分得以充分利用，污泥也可得以妥善处置。

根据上述原则，决定污泥采用中温厌氧二级消化，再经机械脱水后运出厂外处置，这时的污泥已基本实现了无害化，不会对环境造成二次污染。

污泥消化产生的沼气用于烧锅炉和发电，热量可满足消化池污泥加热需要，电能供本厂使用。

2.3主要构筑物的选择

2.3.1格栅

格栅用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的负荷，防止阻塞排泥管道。

本设计中在泵前和泵后各设置一道格栅。

泵前为粗格栅，泵后为弧形细格栅。

由于污水量大，相应的栅渣量也较大，故采用机械格栅。

栅前栅后各设闸板供格栅检修时用，每个格栅的渠道内设液位计，控制格栅的运行。

格栅间配有一台螺旋输送机输送栅渣。

螺旋格栅压榨输送出的栅渣经螺旋运输机送入渣斗，打包外运。

粗格栅共有三座，两座使用，一台备用。

栅前水深为1.4m，过栅流速0.9m/s,栅条间隙为50mm,格栅倾角为60°。

细格栅有四座，三台使用，一台备用。

栅前水深为1.05m，过栅流速0.9m/s,栅条间隙为20mm,格栅倾角为60°。

2.3.2泵房

考虑到水力条件、工程造价和布局的合理性，采用长方形泵房。

为充分利用时间，选择集水池与机械间合建的半地下式泵房，这种泵房布置紧凑，占地少，机构省，操作方便。

水泵及吸水管的充水采用自灌式，其优点是启动及时可靠，不需引水的辅助设备，操作简便。

泵房地下部分高6.2m，地上部分6.3m，共高12.5m。

2.3.3沉砂池

沉砂池的形式有平流式、竖流式、辐流式沉砂池。

其中，平流式矩形沉砂池是常用的形式，具有结构简单，处理效果好的优点。

其缺点是沉砂中含有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度加大。

竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内，无机物颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差。

曝气沉砂池是在池体的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向环流。

其优点：

通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效果较稳定；受流量变化的影响较小；同时还对污水起预曝气作用，而且能克服平流式沉砂池的缺点。

综上所述，采用曝气沉砂池。

池子共有六座；

尺寸：

12m×16.8m×4.59m；

有效水深为2.5m。

2.3.4初沉池、二沉池

沉淀池主要去除依附于污水中的可以沉淀的固体悬浮物，按在污水流程中的位置，可以分为初次沉淀池和二次沉淀池。

初次沉淀池是对污水中的以无机物为主体的比重大的固体悬浮物进行沉淀分离。

二次沉淀池是对污水中的以微生物为主体的、比重小的、因水流作用易发生上浮的固体悬浮物进行分离。

沉淀池按水流方向可分为平流式的、竖流式的和辐流式的三种。

竖流式沉淀池适用于处理水量不大的小型污水处理厂。

而平流式沉淀池具有池子配水不易均匀，排泥操作量大的缺点。

辐流式沉淀池不仅适用于大型污水处理厂，而且具有运行简便，管理简单，污泥处理技术稳定的优点。

所以，本设计在初沉池和二沉池都选用了辐流式沉淀池。

初沉池共有六座，直径为40m，高为6.83m，有效水深