某城市污水处理厂的设计说明书.docx
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某城市污水处理厂的设计说明书
某城市污水处理厂的设计说明书
一、原始资料及设计要求
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。
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度以下天数
0
温度在0度以下天数
0
年降雨量
1094.1
年蒸发量
常年主导风向
SE
最大风速
名称
平均排水量
3
m /d
最大排水量
3
m /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
区域
服务人口(人)
污水量标准(L/人d)
一区
80000
160
二区
65000
150
三区
60000
180
2.城市污水资料
表一城市污水资料
表二 该市工业企业及公共建筑的排水量和水质资料
3.其他
表三 该市气象资料
4.设计原则
认真贯彻国家有关环境保护的方针和政策,符合国家有关法律、规范、标准。
要求处理后
水质达到城市污水处理厂相关排放标准的要求(一级B)。
在城市总体规划指导下,采取统一规划,是工程建设与城市发展相协调,既保护环境,有
最大限度的发挥工程效益。
采用高效节能的污水处理工艺,因地制宜的采用现代化技术,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,避免二次污染。
选择先进、可靠、高效、运行管理方便、维修简便的排水专用设施
污水处理厂保证一定程度的绿化,达到美化作。
二、 水量设计
1.水质估算
根据室外排水设计规范(GB50014-2006)
3.4.1中规定城镇污水的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
住区的水质确定。
无调查资料时,可按下列标准采用:
1. 生活污水的五日生化需氧量按300 计算;
2. 生活污水的悬浮固体量按200 计算;
3. 生活污水的总氮量按30 计算;
4. 生活污水的总磷量按10 计算;
5. 生活污水的化学需氧量按500 计算
入水水质估算:
BOD5:
=318COD=561.58TN=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
本项目污水处理的特点为:
1污水以有机污染为主,可生化性较好,重金属及其他难以生物降解的有毒物一般不超标;
2污水中主要污染物指标总氮总磷比较高;
针对以上特点,以及出水要求,现有城市污水处理技术的特点,以采用生化处理最为经济。
根据国内外已运行的中小型污水处理厂的调查,要达到确定的治理目标,可采用“普通活
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)的简称,是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术,又称序批式活性
污泥法。
与传统污水处理工艺不同,SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方
式,非稳定生化反应替代稳态生化反应,静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。
它的主要特
征是在运行上的有序和间歇操作,SBR技术的核心是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。
优点:
1:
运行效果稳定,污水在理想的静止状态下沉淀,需要时间短、效率高,出水水质好
。
2:
工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整,运行灵活。
3:
处理设备少,构造简单,便于操作和维护管理。
4:
脱氮除磷,适当控制运行方式,实现好氧、缺氧、厌氧状态交替,具有良好的脱氮
除磷效果。
5:
工艺流程简单、造价低。
主体设备只有一个序批式间歇反应器,无二沉池、污泥回
流系统,调节池、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系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围。
就近期的技术条
件,SBR系统适合于非常适合处理小水量,适宜于本设计。
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,应符合下列要求:
1
粗格栅:
机械清除时宜为16~25mm,人工清除时宜为25~40mm。
特殊情况下,最大间隙可
为100mm;2 细格栅:
宜为1.5~10mm;
3 水泵前,应根据水泵要求确定。
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,机械清除格栅的安装角度宜为60°
~90°。
人工清除格栅的安装角度宜为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大于1.
5m;链动刮板除污机或回转式固液分离机应大于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
小于1.5m,采用人工清除时不应小于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的进出料口宜采用密封形式,根据周围环境情况,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的检测与报警装置。
拟设计格栅2个,可以在水量小的时候,开启1台,水量大的时候,2台都开启。
格栅计算
见图如图所示。
2.1栅条的间隙数
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进水渠道渐宽部分的长度
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的渐窄部分宽度
2.5通过格栅的水头损失
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的情况下,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。
污物的排除采用机械装置:
BLQ-1400格栅清污机两台。
3.污水提升泵站
3.1 设计说明
采用SBR工艺方案,污水处理系统简单,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。
提升高度为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。
提升泵房
螺旋泵泵体室外安装,电机、减速机、电控柜、电磁流量计显示器室内安装,另外考虑一定检
修空间。
4.平流沉砂池
4.1 设计说明
根据室外排水规范:
拟设计污水经提升泵提升后进入平流曝气沉砂池,共两组对称于提升泵房中轴线布置。
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,污水回至提升泵前,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:
城市污水沉沙量,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沉砂池的高度,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,接纳沉沙池的部分污泥。
5.SBR反应池
5.1设计说明:
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
标准需氧量为:
取氧利用率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消毒池设计说明
据规范:
6.13.1 城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、排放标准或再生水要求确定。
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的设计,应符合现行国家标准《室外给水设计规范》GB50013
的有关规定。
6.13.8
二级处理出水的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,再生水的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的超高,接触消毒池总高为5.3m。
实际消毒池容积V‘为
满足有效停留时间的要求。
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的液氯钢瓶,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,要求注水量Q=3~6m3/h,扬程不小于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9
m设垂直折流板,第三格不设。
6.3计量堰的设计
为提高污水厂的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
的改、扩建提供可靠的数据,必须设计量设备,正确掌握污水量、污泥量、空气量,以及动力
消耗等。
污水计量设备的选择和布置,应遵循以下一般原则:
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,初次沉淀池前的渠道上,或设在污水厂的总出
水管上。
如有条件,应对各主要构筑物的进水分别计量。
3、
二级处理出水的计量设备,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
采用各种形式的流量堰进行测量。
本设计中为节约投资,运行方便,仅在污水厂的总出水管上(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的方式。
7.1重力浓缩池
重力浓缩池
采用连续式污泥浓缩池,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(符合要求)
核算停留时间 161.42*4*24/1210.625=12.8h(符合设计规定)
7.2回流污泥设计说明
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
污泥回流泵所需提升高度为0.7m。
考虑阻力损失,选取扬程为2m的污泥泵。
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,单台提升能力1310m3/h,提升高度为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
wop94C8.tmpoleObject3.bin
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:
大于201,所以合格。
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污水厂位置的选择,应符合城镇总体规划和排水工程专业规划的要求,
并应根据下列因素综合确定:
1 在城镇水体的下游。
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的下风侧。
5 有良好的工程地质条件。
6 少拆迁,少占地,根据环境评价要求,有一定的卫生防护距离。
7 有扩建的可能。
8 厂区地形不应受洪涝灾害影响,防洪标准不应低于城镇防洪标准,有良好的排水条件。
9 有方便的交通、运输和水电条件。
1.1.2
污水厂的厂区面积,应按项目总规模控制,并作出分期建设的安排,合理确定近期规模,近期
工程投入运行一年内水量宜达到近期设计规模的60%。
1.1.3
污水厂的总体布置应根据厂内各建筑物和构筑物的功能和流程要求,结合厂址地形、气候和地
质条件,优化运行成本,便于施工、维护和管理等因素,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,选材适当,并应使建筑物和构筑物群体的
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,其位置和朝向应力求合理,并应与处理构筑物保持一
定距离。
1.1.6
污水和污泥的处理构筑物宜根据情况尽可能分别集中布置。
处理构筑物的间距应紧凑、合理,
符合国家现行的防火规范的要求,并应满足各构筑物的施工、设备安装和埋设各种管道以及养
护、维修和管理的要求。
1.1.7
污水厂的工艺流程、竖向设计宜充分利用地形,符合排水通畅、降低能耗、平衡土方的要求。
1.1.8
厂区消防的设计和消化池、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、污泥干化装置、污泥焚烧装置及其他危险品仓库等的位置和设计,应符合国家现行
有关防火规范的要求。
1.1.9
污水厂内可根据需要,在适当地点设置堆放材料、备件、燃料和废渣等物料及停车的场地。
1.1.10
污水厂应设置通向各构筑物和附属建筑物的必要通道,通道的设计应符合下列要求:
1 主要车行道的宽度:
单车道为3.5~4.0m,双车道为6.0~7.0m,并应有回车
道;
2 车行道的转弯半径宜为6.0~10.0m;
3 人行道的宽度宜为1.5~2.0m;
4 通向高架构筑物的扶梯倾角一般宜采用30°,不宜大于45°;
5 天桥宽度不宜小于1.0m;
6 车道、通道的布置应符合国家现行有关防火规范要求,并应符合当地有关部门的规定。
1.1.11 污水厂周围根据现场条件应设置围墙,其高度不宜小于2.0m。
1.1.12
污水厂的大门尺寸应能容运输最大设备或部件的车辆出入,并应另设运输废渣的侧门。
1.1.13
污水厂并联运行的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的连通管
渠。
1.1.14
污水厂内各种管渠应全面安排,避免相互干扰。
管道复杂时宜设置管廊。
处理构筑物间输水、
输泥和输气管线的布置应使管渠长度短、损失小、流行通畅、不易堵塞和便于清通。
各污水处
理构筑物间的管渠连通,在条件适宜时,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、独立的排水系统、吊物
孔、人行通道出入口和维护需要的设施等,并应符合国家现行有关防火规范要求。
1.1.15 污水厂应合理布置处理构筑物的超越管渠。
1.1.16 处理构筑物应设排空设施,排出水应回流处理。
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
厂区用地一览表
1.1.17 污水厂宜设置再生水处理系统。
1.1.18 厂区的给水系统、再生水系统严禁与处理装置直接连接。
1.1.19
污水厂的供电系统,应按二级负荷设计,重要的污水厂宜按一级负荷设计。
当不能满足上述要
求时,应设置备用动力设施。
1.1.20
污水厂附属建筑物的组成及其面积,应根据污水厂的规模,工艺流程,计算机监控系统的水平
和管理体制等,结合当地实际情况,本着节约的原则确定,并应符合现行的有关规定。
1.1.21 位于寒冷地区的污水处理构筑物,应有保温防冻措施。
1.1.22
根据维护管理的需要,宜在厂区适当地点设置配电箱、照明、联络电话、冲洗水栓、浴室、厕
所等设施。
1.1.23
处理构筑物应设置适用的栏杆,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总平面布置结果
本污水处理厂平面布置在满足工艺流程的前提下,利用原有的地形布置,大致分为生活区
、污水处理区,布置紧凑,充分利用了该地地形特点,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,方便本厂职工办公和起居生活,同时也方便外来
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的下风向。
在污泥处理
系统设有后门,以减少煤、灰、污泥、栅渣外运时对环境的污染。
厂区主干道宽9m,,次干道宽3m,充分考虑了城市的发展空间,绿化面积超过40%。
SBR法工艺方案总平面布置参见附录图1。
厂区土地使用情况见表:
2.高程布置
2.1高程布置原则
2.1.1
充分利用地形地势及城市排水系统,使污水经一次提升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的关系,做到既减少占地,又利于污水、污泥输送,并有利于减少
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的配合,尽量同时减少两者的提升次数和高度。
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,又有利于检修排
空。
2.2高程布置结果
由于该市污水处理厂出水排入市政排水总干管后,经终点泵站提升才排入河中,故污水处
理厂高程布置由河水丰水期水位决定。
采用推荐的SBR方案,
SBR池占地面积很大,如果埋深设计过大,一方面不利于施工,也不利于土方平衡,故按尽量
减少埋深。
从降低土建工程投资考虑,河水丰水期水面相对高程定为±0.00m,算出相应接触
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、学科的理解
通过污水处理课程设计,我掌握了室外