环境工程污水处理设计.docx
《环境工程污水处理设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《环境工程污水处理设计.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
环境工程污水处理设计
第一章总论
第一节设计任务和内容
1、设计题目
某城市污水处理厂工艺设计
2、设计计算内容
对工艺构筑物选型作说明；
主要处理构筑物（隔栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池）的工艺计算；
传统活性污泥法采用推流式鼓风曝气、沉淀池为竖流式沉淀池；
污水处理厂平面布置。
3、设计成果
设计计算说明书一份；
设计图纸：
污水处理厂平面图，单元设备工艺条件图；
设计图纸用CAD软件在计算机上完成并打印成设计文档
第二节基本资料
、污水水量与水质1污水处理水量：
13万m3/d
污水水质：
COD460mg/L，BOD210mg/L，SS240mg/L，氨氮18mg/L。
5cr
2、处理要求
污水经过二级处理后应符合以下具体要求：
COD<70mg/L，BOD<20mg/L，SS<30mg/L，氨氮<5mg/L5cr3、处理工艺流程
污水处理具体流程如下：
污水→隔栅→污水泵房→沉砂池→初沉池→曝气池（污泥回流）→二沉池→出水
4、厂区地形
污水厂选址区域海拔标高在64~66m之间，平均地面标高为64.5m。
平均地面坡度为0.3‰~0.5‰，地形为西北高，东南低。
厂区征地面积为东西长380m，南北长280m。
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。
水体有一定的自净能力，可根据水体自净能力来确定污水处理程度。
设计中既要充分利用水体的自净能力，又要防止水体遭到污染，破坏水体的正常使用价值，采用何种处理流程还要根据污水的水质和水量，回首其中有用物质的可能性和经济性，排放水体的具体规定，并通过调查研究和经济比较后决定，必要时还应当进行科学论证。
城市生活污水一般以BOD物质为其主要去除对象，活性污泥法为主。
——因此，处理流程的核心是二级生物处理法．
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。
按处理程度分，污水处理可分为一级、二级和三级。
一级处理的内容是去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，经过一级处理后，污水中的BOD只去除30%左右，仍不能排放，还必须进行二级处理。
二级处理的主要任务是大量去除污水中呈胶体和溶解性的有机污染物质（BOD），去除率可达97%以上，去除后的BOD含量可降低到20-30mg/l.一般，经过二级处理后，污水已具备排放水体的标准了。
一级和二级处理法是城市污水经常采用的，属于常规处理方法。
当对处理过的污水有特殊的要求时，才继续进行三级处理。
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SS45%,BOD25%.污水进入曝气池中曝气，可从一点进水，采用传统活性污泥法，也可采用多点进水的阶段曝气法。
在二次沉淀池中，活性污泥沉淀后，回流至污泥泵房。
二沉池出水经加氯处理后，排入水体。
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，在厌氧消化过程中产生大量的消化气（即沼气）是宝贵的能源，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，可用做农业肥料。
消化池产生沼气，一部分用于一级消化池的沼气搅拌，一部分用于沼气发电。
本设计采用的工艺流程如下图所示：
处理构建物设计格栅间和泵房中格栅格栅的选择1.1根据处理量及城市污水的特点，选用两组中格栅。
格栅的设计1.2
，速度10mms为，栅条间隙b是20mm，选条宽
（1）设栅前水深为1.2mQsinamax?
1.2m。
（；B=sn-1）。
v=1.4m/s则+bn=1.1940n?
?
bhv根据以上数据选取型号为NC-1200的中格栅，其参数如下表：
附表1.1中格栅NC-1200参数
型号设备宽度有效栅宽有效栅隙运动速度水流速度b/mmB/mmB?
1?
1/mmsm?
?
min/m/2．
NC-1200120010602031.5?
格栅地面支座长度安装角度格栅槽深电机功率
L/mm高度度H/mm
/mmH10.7550200
3060
650
附图1.1中格栅
（2）进水渠道渐宽部分长度
根据公式Q=vhB,
1maxQmaxvhB=13/s—设计流量,mQmaxv—栅前流速取,v
h—栅前水深,m
则B=1.5/（1.4×1.2）=0.893m
1进水渠宽B=0.893m,其渐宽部分展开角度α=20°11L=（B-B）/（2tg20°）=（1.2-0.893）/（2×tg20°）11=0.42m
（3）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
L=L/2=0.42/2=0.21m
12（4）采用格栅栅条断面为矩形
422vsv?
?
3?
?
?
?
ksinhh?
sin×=k=3取；则=k×=k?
?
10gb2g2?
?
242.14?
?
50./.001002sin2.42=3××39.81?
2=0.22m
（5）栅后槽总高度
设栅前渠道超高h=0.3m,则：
2H=h+h+h=1.2+0.22+0.3=1.72m12
（6）栅槽总长度为：
L=L+L+0.5+1.0+H/tgα121=0.42+0.21+0.5+1.0+（1.2+0.3）/tg60°=3.38m
（7）每日栅渣量
33。
污水产渣50mm的情况下，设栅渣量为每1000m0.07m在格栅间隙Kz=1.2
QW1MAXW?
86.4K
Z
333,mm/10W—栅渣量1k—生活污水流量总变化系数Z
W=1.5×0.07×86400/（1.2×1000）
33/d=7.56m/d>0.2m因此宜采用机械清渣。
（8）泵房设置
由于该泵站为常年运转且连续开泵，故选用自灌式泵房。
又由于该泵站流量较大，故选用矩形泵房。
矩形泵房工艺布置合理，运行管理较方便，现已普遍采用。
集水间计算选择水池与机器间合建式的方形泵站，用7台泵（2台备用）
每台水泵的流量为：
Q0=1500/5=300L/s；
泵型：
12PWL型污水泵每台泵流量：
300L/S扬程：
12M
有效水深：
H=1.5M，
池底做成斜坡
泵房地面有一定坡度，坡向排水沟。
沉砂池
本设计采用采用平流沉砂池，共设两座。
1.长度公式
L=vt
v—最大设计流量时的流速,m/s
t—最大设计流量时的流行时间,s
设v=0.2m/s,t=50s（30～60）
L=vt=0.2×50=10m
2.水流断面面积
2A=Qmax/v=1.5/0.2=7.5m3.池子总宽度
b=1.875m
每格宽格n=4设
A=7.5mB=
h2有效水深4.
1）～h=1m（0.252沉砂室所需容积5.86400XTQmax6
）－6V=×10（5
Kz336X—城市污水沉砂量，一般采用30m/10mdT—清除沉砂的间隔时间，k—生活污水流量总变化系数ZT=2d；则：
设3
V=21.6m每个沉砂斗容积6.个沉砂斗设每一份格有23V=21.6/16=1.35m1沉砂斗各部分尺寸7.，沉沙斗上=1m°；斗高h′b设斗底宽=0.5m斗壁与水平面的倾角为：
5531。
则：
口宽：
=1.9mb2322=1/3h′（）+b+=1.61m沉砂斗容积Vbbb231121沉沙室高度8.），则坡向沙斗（0.01-0.02采用重力排沙，设池底坡度为i=0.02/2=3m）-b=（l-2；其中h=h′+0.06l=1.06mlb23322池总高度9.=0.3m
h设超高1=2.36m+hH=h+h31210.验算最小流速:
在最小流量时）5（－7Vmin=Qmin/nWmin
m3/s—最小流量，Qmin个n—最小流量时沉砂池工作数目，2
mWmin—最小流量时沉砂池中的水流断面面积
＞Vmin=0.33m/s0.15m/s。
因此合理。
附图2-1沉砂池计算图
初沉池
不同沉淀池的比较：
由流入装置、流出装置、沉淀区、缓冲层、污泥区及排泥装等组成平流式沉淀池流入装置由配水槽、挡流板组成，流出装置由流出槽与挡板组成，缓冲层的作用时避免已沉污泥被水流搅起以及缓解冲击负荷，污泥区起贮存、浓缩和排泥作用，排泥方式有静水压力法、机械排泥法。
池型呈圆形或正方形，直径（或边长）6-60m，池周水深辐流式沉淀池1.5-3.0m，用机械排泥，池底坡度不宜小于0.05。
可用作初沉池或二沉池。
竖流沉式淀池池型可用圆形或正方形。
为了池内水流分布均匀，池径不宜太大，一般采用4-7m。
沉淀区呈柱形，污泥斗呈截头倒锥体。
本设计采用平流式沉淀池，选用两座。
1.沉淀池总面积
'32·h），qn=2=2m个，/（m设表面负荷2q3600/?
Qm=2700A=max2m则每座面积A=1350
2.沉淀区总长度
?
?
1.5=32.4m；其中t=1.5（1-2），L=3.6ut=3.66u=6mm/s。
沉淀区有效水深3.
），满足要求。
1.5=3m（2-4m=qt=2?
?
h2．沉淀区有效容积43V=A=4050hm2．沉淀池宽度542mB=A/L=41.67m?
沉淀池分格数6.8.），取，长深比一般取（8-12n=B/b；n=12，，约为338则每格长为24m，每格体积为337.5b=4.7m因此．污泥区设计7）每日产生的污泥量（1W=SNT/1000
/d）L/S—每人每天污泥量，（人,个N—设计人口数,d
T—两次清除污泥时间32/1000=700W=0.7500000dm/?
?
3=700/24=29.2则每格的污泥量为：
wdm/1）污泥斗容积（213f?
f?
）?
h（ffv，因此合理。
=29.3>29.2dm/
2412113（3）沉淀池总高度
设h=0.3m
1H=h+h+h+h=6.4m4231
曝气池
类别主要工艺特征
普通曝气推流式，长方折流廊道形，污泥增长曲线上某一段，曝气池与二沉池分建，鼓风曝气；
阶段曝气推流式，长方折流廊道形，多点进水或渐减曝气，改善传统活性污泥法存在的负荷不均和需氧—供氧失调的弊端；
吸附再生推流式，长方折流廊道形，进水口在曝气池中部某一点，充分利用活性污泥的初期吸附能力，提高效率，减少体积；
延时曝气推流式，长方折流廊道形，污泥增长曲线末端，污泥负荷低，停留时间长，出水水质好，剩余污泥量少且稳定；
完全混合完全混合，圆或方形，污泥增长曲线上某一点，曝气池与二沉池和建，表面曝气；
深井曝气圆形深井构造，暴气提升循环流动，氧利用率高，高效高负荷；
纯氧曝气多室串联，密闭纯氧曝气，气体循环，氧利用率高，混合液浓度高，容积负荷高，污泥沉降性能好，剩余污泥量少。
．
本设计选择推流式普通曝气池。
1．污水处理程度的计算
原污水的BOD（s）为210mg/L，经沉淀池处理，BOD按降低25%考虑，则进550入曝气池的污水：
s=210（1-25%）=157.5mg/L
a则非溶解性BOD=7.1xc=7.1×0.09×0.4×25=6.39mg/L,ke5ad其中x=0.4,c=25mg/L,（0.05-0.1）取0.09。
kead处理中溶解性BOD=25-6.39=18.61mg/L
5157.5-18.61所以，去除率==88.2%
157.52.曝气池的计算与各部分尺寸的确定
（1）曝气池的体积
按污泥负荷计算：
BOD污泥负荷率的确定
k值取0.0185；f=0.75
Ns＝kSef/η=0.0185×18.61×0.75/88.2=0.3㎏BOD/㎏MLSS·d5确定混合液污泥浓度
已知Ns得相应的SVI值为120～150取120按式r＝1.2，R＝0.5混合污泥浓度值
Rr
RSVI1?
610＝×XR—污泥回流比
X—曝气池混合液污泥浓度，mg/L
SVI—污泥容积指数
X=3300mg/l
曝气池的体积计算公式为：
QSa
XNsV=3/d
—污水设计流量mQ3值kg/mSa—原污水的BOD5X—曝气池内混合液悬浮固体浓度
Ns—BOD－污泥负荷率
3V=17235m则
（2）曝气池容积
3组曝气池，每组容积为：
V=17235/4=4309m设4（3）每组曝气池面积
2m，则：
A=4309/4=1077.3池深取4m（4）曝气池长度
之间，满足要求。
1-2，介于b/h=6/4=1.5，即6m单个池宽取．
池长L=A/B=35.9m
设5个廊道，则每个廊道长为:
l/5=35.9m>10,符合要求。
取超高为0.5m，则曝气池的总高度为4.5m。
3.曝气系统设计
采用鼓风曝气系统
（1）平均时需氧量的计算
由公式O=a′QS+b′VXr2rX＝Xf=3300×0.75=2475r查表得a′=0.5,b′=0.15
代入各值，则：
O=13985.7kg/d=582.7kg/h2
（2）最大时需氧量的计算
根据原始数据，K=1.2z代入各值：
O=15490.3kg/d=645.4kg/h2（max）（3）每日去除的BOD值5BOD=108333×（157.5-18.6）/1000=15047.5kg/d5（4）去除每kgBOD的需氧量5⊿O=13985.7/15047.5=0.93kgO/kgBOD224.供气量的计算
采用YHW-II型微孔曝气器，敷设距池底2m处，淹没水深2m,计算温度为30℃，氧的转移效率为EA=20﹪得水中溶解氧饱和度
C=9.17mg/L,C=7.63mg/L
s（30）s（20）⑴空气扩散器出口处的绝对压力（P）按公式计算，即：
b
3H×10P=P+9.8b5
101.013×P—大气压力，取H—空气扩散装置的安装深度，m
代入各值，得
535P×2××1010P=1.013×10=1.21+9.8ab⑵空气离开曝气池面时氧的百分比
?
?
E121?
A%Q?
?
100
t79?
21（1?
E）A—空气扩散装置的氧的转移效率，取20%
EA则Qt=17.54％
⑶曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑）即：
PQ?
?
tb?
CC?
?
?
ssb5422.026?
10?
?
C—鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值,mg/L
sbmg/L
—在大气压力条件下，氧的饱和度，Cs
Qt—氧的百分比
最不利温度条件，按30℃考虑，代入各值，得
C=7.63（1.209/2.026+17.54/42）=7.74mg/L
sb⑷换算为在20℃条件下，脱氧清水的充氧量，即：
RCs（20）?
R?
?
020?
T?
?
?
024?
.C?
C1?
）sb（T取系数α=0.82；β=0.95；C=2.0；ρ=1.0
T—水温，30°C
代入各值，得：
R=1008.6kg/h
0相应的最大时需氧量为：
R=1117.1kg/h
0（max）⑸曝气池平均时供气量，即
R0×100EA—氧转移效率G=s0.3EA3/hG=16810m代入各值，得s⑹曝气池最大时供气量
3G=18618.3ms（max）⑺去除每kgBOD的供气量53空气24/15047.5=26.8m/kgBOD16810×3污水的供气量为⑻每m33污水空气/m16810×24×1.2/130000=3.72m
二沉池
采用辅流式沉淀池。
1.沉淀部分水面面积
3232.h），～2m设表面负荷q′=2m/m/m（.h0.82A=Q/q=2708m2.池子直径
共设4个沉淀池
2A=A/4=677.08m11/2A=29.37m取）D=（430m/3.1413.沉淀部分有效水深
设t=1.5小时
h=q't=3.0m
则24.沉淀部分有效容积
130000Q31.5=2031.3mt==V'×n4．
污泥部分所需的容积：
设S=0.5L（人·d）,T=4h,
SNT3V==10.4m
1000n，则=0.5,=1.0,rα=60污泥斗容积：
设r21=0.87m）tgα=（1.0-0.5）tg60h=（r-r251?
h2235r+rV=（r）=1.6m+r21211
35.污泥斗以上圆锥体部分污泥容积：
设池底径向坡度为0.05，则
h=（R-r）×0.05=（15-1）×0.05=0.7m14?
h223
4）=176.6m+Rr（RV=+r112
333>10.4m污泥总容积：
V+V=1.6+176.6=178.2m6.217.沉淀池总高度：
设h=0.3m,h=0.5m,
21H=h+h+h+h+h=0.3+0.5+3+0.7+0.87=5.37m531428.沉淀池池边高度：
H'=h+h+h=0.3+0.5+3=3.8m3129.径深比：
D/h=30/3=10（符合要求）2主要设备说明
第一节拦污设备
1.1格栅除污机
格栅除污机在污水处理中起拦截污物的作用。
此设备由于工作环境恶劣，对设备运行的可靠性必须严格要求，应做到耐潮湿、耐水浸、耐腐蚀、耐磨损、耐油粘、不堵塞、不卡机，部件运转灵活，运行无故障，使用寿命长。
主要技术参数：
设备宽度：
1000mm-3000mm；
格栅间隙：
5mm-70mm；
渠道深度：
1000mm-6000mm；
电机功率：
0.37kw-2.2kw；
00。
-85安装倾角：
601.2栅渣处理装置
螺旋栅渣压渣机：
螺旋栅渣压榨机利用螺旋挤压原理，榨去栅渣中的水份。
主要技术参数：
螺杆速率：
5r/min；
排出干渣量：
1.5m3-4.0m3；
栅渣含水率：
50%~55%；
电机功率：
2.2kw-7.5kw。
无轴螺旋栅渣输送机：
用钢条加工成螺旋状，在传动装置的带动下使无轴螺旋缓慢转动，并带动栅渣将其移动到栅渣堆放处。
无轴螺旋栅渣输送机是替代传．
统皮带传送机的新型栅渣输送装置。
技术关键是无轴螺旋的加工技术及驱动系统的设计。
第二节沉砂设备
2.1行车式刮砂机
刮砂机为水下机械，应保证高可靠性和无故障运行。
链、索应与导轨保证配合，应设置张紧机构，调整链、索的张紧度。
应设置过力矩自动保护装置和超负荷报警系统。
刮板线速：
1m/min-3m/min，具有自动控制功能。
2.2旋流沉砂器
旋流沉砂器是替代传统沉砂池及其刮砂设备的新型装置。
旋流沉砂器通过水力旋流作用，并依靠机械搅拌辅助加强旋流而产生离心力，达到离心分离污水中固体颗粒的作用。
主要技术参数：
处理量：
180m3/d；
池径：
1830mm；
池深：
2600mm；
搅拌功率：
1.1kw；
砂去除率：
80%-85%；
停留时间：
30s；
空气提升压力：
58.8kPa。
沉淀池排泥机械
平流式沉砂池（一沉、二沉）专用排泥机械：
牵引式吸泥机：
虹吸式吸泥机：
利用真空泵、引射器以抽吸法将泥排除。
泵吸式吸泥机：
利用泥浆泵的抽吸将泥排除。
第四节充氧曝气设备
橡胶膜微孔曝气器
橡胶膜微孔曝气器是污水处理厂生化反应充氧曝气的基本器材。
产品分为：
盘式和管式两种。
其原理是利用特殊橡胶材料的弹性，形成可张可闭的微小孔径。
技术关键是橡胶膜材料的质量与性能和可张微孔的激光加工技术。
主要技术参数：
氧利用率：
≥25%；
充氧效率：
≥4.5kg0/kw.h
2第五节水处理曝气专用风机
罗茨鼓风机
罗茨鼓风机是污水处理厂生化反应过程中鼓风传氧曝气的基本设备。
该设备适用于各种规模城市污水处理厂曝气沉砂工艺过程的应用，也适用于小城市污水处理厂生化反应过程的鼓风曝气。
第六节污泥处理设备
：
带式压榨过滤机
带式压榨过滤机是城市污水处理厂污泥脱水中使用的机械，该设备适用于大、中型污水处理厂使用。
关键技术：
滤带自动纠偏的可靠性；滤带的选用及清洗效率，机架及零部件的防腐措施；整机工作的PLC自动控制。
主要技术参数：
滤带有效宽度：
300mm-3000mm；
滤带运行速度：
0.7m/min-5.0m/min；
重力过滤面积：
1.95m2-10.7m2；
压榨过滤面积：
0.5m2-15m2；
电机功率：
1.1kw-3.0kw；
清洗水压力：
≥0.5MPa；
第七节污水、污泥泵
潜污泵
潜污泵是城市污水处理污水提升、排进与排出的基本设备。
主要技术参数：
流量：
7m3/h-10000m3/h；
扬程：
5m-96m；
电机功率：
0.55kw-300kw；
口径：
50mm-600mm；
泵功率：
78%-80%；
首次无故障时间：
≥6000h，并实现群机自控。
第八节污水处理专用设备
8.1污水系列闸门
闸门是污水处理厂控制进水的专用设备。
主要技术参数：
闸门规格：
300×300mm-5000×5000mm；
压力（PN）：
0.01MPa-0.15MPa；
正面金属密封：
1.2L/min.m；
橡胶密封：
0.1L/min.n；
反面金属密封：
2.5L/min.m，橡胶密封：
0.5L/min.m。
8.2潜水搅拌器
潜水搅拌机主要用于活性污泥法（主要是氧化沟法和SBR法）污水生物处理的池底污泥的混合并兼有推流作用。
技术关键：
潜水电机密封可靠并有渗漏保护装置，搅拌叶轮的最佳水力设计和流场最大化。
主要技术参数：
叶轮直径：
300mm-800mm；
电机功率：
0.75kw-1.0kw；
转速：
200r/min-980r/min；
最大混合量：
9800m3。
8.3明渠污水流量计
超声波明渠污水流量计主要用于处理出水的计量。
该产品对于污水流量、流速的测量，属成熟技术。
主要技术参数：
测量范围：
1m3/h-6000m3/h；
流量误差：
≤5%；
时间误差：
5min/30d。
污水厂总体布置
主要构（建）筑物与附属建筑物
1.1格栅
污水厂的污水是由一根直径为1800mm的管子从进水闸阀引入格
升级会员 