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工程设计任务书

第一章

概况2

第二章

工艺流程图3

第三章

污水厂工艺设计及计算4

第一节

格栅4

第二节

完全混合式式曝气池6

第三节

沉淀池8

第四节

混凝絮凝池9

第五节

气浮池10

第六节

污泥浓缩池12

第七节

脱水机房13

第八节

其他14

第四章

水头损失14

第五章

总结与参考文献15

环境科学系环境科学专业

姜勤春

学号：

B03174111

第一章．设计任务书

1．概况

我国东南某纺织厂日排放综合污水为250吨/天。

兹拟定在厂区东北角建设综合污水处理站，用地面积为30m×30m。

经过先后三次连续的水质调查，确定两股污水处理设计进水水质如下：

生产废水水质：

BOD5

（mg/L）

CODCR

（mg/L）

TSS

（mg/L）

色度

（倍）

（mg/L）

16．7

250

4500

1100

200

1.8

0.13

生活污水水质：

BOD5

（mg/L）

CODCR

（mg/L）

6－7

200

400

250

综合污水经过处理排放到城市污水管网，出水水质要求打到行业一级标准：

BOD5

（mg/L）

CODCR

（mg/L）

TSS

（mg/L）

色度

（倍）

NH3-N

（mg/L）

6－9

100

－

0.5

2．设计限定

工艺方法：

污水处理：

格栅、调节池、集水井、提升泵房、曝气池、二沉池、氧化脱色。

污泥处理：

气浮或重力浓缩脱水、加药混凝、板框压滤机脱水。

各主要污水处理构筑物的相关设计要求：

格栅：

进水渠底相对标高为－2.00m，设计水面标高－1.00米。

调节池：

设计HRT为24小时，预曝气混合，气源为生化池鼓风机。

曝气池：

机械曝气完全混合式生化池。

二沉池：

采用竖流式沉淀池，静力排泥，出水采用平口堰口溢流。

氧化脱色：

采用加氯对二沉池出水深度脱色，加氯量按照50mg/L计算，选择转子加氯机。

污泥处理和处置：

气浮或重力浓缩脱水：

全加压溶气工艺；辐流式重力浓缩池。

加药混凝：

混凝药剂为8％－10％的液体PAC，投加量为400ppm。

第二章设计说明书

工艺流程设计为：

1.污水处理站的工业废水与生活污水分流进入，由于工业废水不含大的垃圾，进水处不设格栅，格栅只是设在生活污水进水处，对生活污水进行预处理。

2．由于采用的是活性污泥法，水质水量的不稳定都会对活性污泥造成冲击，影响处理能力，所以对于废水的预处理就至关重要，曝气调节池就是这个重要环节。

主要设备：

生化池鼓风机

　3．生化池采用完全混合式活性污泥法（保持DO值在2－4mg/l范围内）。

主要设备：

潜水搅拌器：

1台，功率13KW

表面曝气机：

1台，功率35KW

4．二沉池为竖流式，静力排泥，出水采用平口堰口溢流，沉淀下的污泥先收集在污泥回流井中，剩余的污泥将进入污泥缓存池。

主要设备：

污泥回流泵：

2台（1备1用），能力548m3/h，功率22KW，扬程10m

排污泵：

2台（1备1用），能力25m3/h，功率1.7KW，扬程12m

5．混凝絮凝池添加PAC投加量为400ppm。

主要设备：

搅拌机：

1台，功率分别为0.37KW，1.5KW，5.5KW

6．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。

主要设备：

带式压滤机：

型号：

DY—1000；滤带有效宽：

1000mm；滤带速度：

0.8m/min；

压榨过滤面积：

4.6m2；清洗水压力≥0.5MPa；产泥量：

50kg/h·m

外型：

5750×1856×2683mm；功率3KW

第三章污水处理厂工艺设计及计算

第一节格栅

进水中格栅是污水处理厂第一道预处理设施，可去除大尺寸的漂浮物或悬浮物，以保护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。

拟用回转式固液分离机。

回转式固液分离机运转效果好，该设备由动力装置，机架，清洗机构及电控箱组成，动力装置采用悬挂式涡轮减速机，结构紧凑，调整维修方便，适用于生活污水预处理。

1.1设计说明

栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为0.6～1.0m/s，槽内流速0.5m/s左右。

如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。

此外，在选择格栅断面尺寸时，应注意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的80%，以留有余地。

格栅栅条间隙拟定为25.00mm。

1.2设计流量：

a.日平均流量

Qd=80m3/d≈3.33m3/h=9.3x10-4m3/s=0.93L/s

b.最大日流量

Qmax=Kz·Qd=2.72×3.33m3/h=9.0576m3/h=2.5×10-3m3/s

1.3设计参数：

栅条净间隙为b=25.0mm栅前流速ν1=0.7m/s

过栅流速0.6m/s栅前部分长度：

0.5m

格栅倾角δ=60°单位栅渣量：

ω1=0.05m3栅渣/103m3污水

1.4设计计算：

1.4.1确定栅前水深

根据最优水力断面公式

计算得：

所以栅前槽宽约0.08m。

栅前水深h≈0.04m

1.4.2格栅计算

说明：

Qmax—最大设计流量，m3/s；α—格栅倾角，度（°）；

h—栅前水深，m；ν—污水的过栅流速，m/s。

栅条间隙数（n）为

栅槽有效宽度（

）

设计采用ø10圆钢为栅条，即S=0.01m。

=0.13（m）

通过格栅的水头损失h2

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；

ξ—阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于圆形断面，

所以：

栅后槽总高度H

H=h+h1+h2=0.04+0.3+0.025=0.365（m）（h1—栅前渠超高，一般取0.3m）

栅槽总长度L

＝0.3+0.04＝0.34

L1—进水渠长，m；L2—栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m；

B1—进水渠宽，；α1—进水渐宽部分的展开角，一般取20°。

1.4.3栅渣量计算

对于栅条间距b=25.0mm的中格栅，对于城市污水，每单位体积污水烂截污物为W1=0.05m3/103m3，每日栅渣量为

=0.04m3/d

拦截污物量大于0.03m3/d，宜采用机械清渣。

第二节完全混合式曝气池

设计参数

容积负荷Nv＝1.35kgBOD5/（m3.d）

曝气池进水BOD5浓度S0＝250mg/LSS浓度C0=200mg/L

出水水质要求达到BOD5浓度Se=30mg/LSS浓度Ce=70mg/L

VSS与SS比值f=0.75

有机物氧化需氧系数a’=0.5kg（O2）/kg（BOD5）

活性污泥需氧系数b’=0.12kg（O2）/kg（MLVSS）

20摄氏度时在清水中饱和溶解度Cs（20）=9.17mg/L

氧总转移系数α＝0.85

氧在污水中饱和溶解度修正系数β＝0.95

因海拔高度不同而引起的压力系数ρ＝0.94

设计污水温度T＝27摄氏度

设计水温条件下水中溶解氧饱和度Cs（T）=8.07mg/L

曝气池内平均溶解氧浓度C=2mg/L

曝气池超高H6=0.6m

曝气池直壁高度h2=0.7m

曝气池深度H＝1.5m

计算

曝气池容积V1=

曝气区水力停留T

T＝24V1/Q＝24×46.3/250=4.44（h）

估算出水溶解性BOD5污泥龄θc取4.2d，异样菌半速常熟Ks=60,产率系数Y＝0.6,异样菌最大比增长速度μmax=5,异样菌自身氧化系数Kd=0.06。

S0＝

剩余污泥产量ΔX

ΔX=ΔXv+ΔXs=

ΔXv为生物剩余污泥；ΔXs为非生物剩余污泥。

设计需氧量AOR

AOR=a’Q

标准需氧量SOR

SOR=

曝气设备选型选用1台泵型叶轮，直径d＝0.75m,标准充氧量为13.9kg/h,叶轮周边线速度为：

=4.4（m/s）

曝气机轴功率N

N=0.0804K2v3d2.08=3.79（kw）

曝气机最低转速n

=112.3（r/min）

曝气机充氧动力效率η

η＝

=3.7[kgO2/（kW.h）]

曝气池直径D1

D1=2d=1.5m

第三节沉淀池

3.1采用竖流式沉淀池

3.2设计参数：

沉淀池个数n=2；水力表面负荷q’=1m3/（m2h）；出水堰负荷1.7L/s·m（146.88m3/m·d）；沉淀时间T=2h；

污泥斗下半径r2=1m，上半径r1=2m；剩余污泥含水率P1=99.2%

3.2.1设计计算：

3.2.1.1中心管面积

（取V0＝0.03m/s）

3.2.1.2沉淀部分有效断面积

取表面负荷q’=1m3/（m2h），则上升流速为：

v=1（m/h）=0.00027（m/s）

3.2.1.3池直径

3.2.1.4沉淀部分有效水深（h2）

h2=vt×3600

试中，t为沉淀时间，h，取t=2

h2=0.00027×2×3600＝1.944m

3.2.1.5校对池径水深比

（符合要求）

3.2.1.6池子圆截锥维部分有效容积V1

取圆锥底部直径d’为0.4m，截锥高度为h5，截锥侧壁倾角α＝55。

3.2.1.7中心管直径d0，m

3.2.1.8中心管喇叭口下缘至反射板的垂直距离h3

v1为污水由中心管喇叭口与反射板之间的缝隙流出流速，取0.02m/s

池底可储存污泥的体积为：

3.2.1.9沉淀池总高度H

H=h1+h2+h3+h4+h5=4.947m（取5m）

第四节混凝絮凝池

4.1设计参数：

4.1.1混凝池：

（池数：

1个）

池流量Q=10.42m3/h

停留时间HRT=1min，水深H=3.9m，超高h=0.42m

（取0.2m3）

S=0.2/3.9=0.05m2

设计池为方形，L=W=0.22m

4.1.2絮凝池：

（池数：

1个）

单池流量Q=10.42m3/h

停留时间HRT=15min，水深H=4.5m，超高h=0.72m

S=2.56/4.5=0.57m2

设计池长W=L=0.75m

第五节气浮池

5.1设计参数：

水力负荷q`=3.73m3/（m2h），分离区原水悬浮物浓度Sa=600mg/L=0.6kg/m3

溶气压力P=

Pa，水温

（溶解度系数KT=0.0206，105Pa时空气饱和量Ca=7.63mg/L）

溶气效率：

f=0.9，过流密度：

I=2500

，污泥含水率P2=96%

单池流量Q=10.42/2=5.21m3/h，气固比：

Aa/S=0.018

5.2每天产生污泥量：

干泥量：

WA=Q×Sa=5.21×0.6=3.126kg/m3

湿污泥量：

W2=

（取0.08m3/h）

5.3回流水量：

5.4空压机的额定气量：

5.5气浮池：

（辐流式底部进水，池数：

2个）

5.5.1面积计算：

设计上浮速度vc=10mm/S，下沉速度vs=1.8mm/S

接触区面积：

（取0.2

）

分离区面积：

（取1.10

）

总面积：

A=0.20+1.10=1.30

直径：

D=1.3m

5.5.2体积计算：

分离部分有效水深：

h2=q`T=3.73

0.64=2.4m

分离部分有效容积：

5.5.3周边有效水深：

H0=h2+h3=2.4+0.5=2.9m（

）

5.5.5池底计算

取池底坡度i=0.15

池底体积：

5.5.6污泥斗：

上部边长为：

l=1.5m，下部边长为：

l`=0.8m，倾角

斗高：

5.5.7总体积：

总高H=h1+H0+h4+h5=0.29+2.9+0.0225+0.96=4.1725m

5.5.8浮渣斗计算：

第六节污泥浓缩池

6.1总泥量：

W=W1+W2=4.196+1.92=6.116m3/d=0.25m3/h

脱水后污泥的含水率P3=95%

6.2沉淀池剩余污泥浓缩后体积：

6.3气浮池污泥浓缩后体积：

6.4总产泥量：

6.5浓缩池设计计算：

（悬挂式中心传动）

设两座辐流式浓缩池，池内设一台带搅动栅的中心传动刮泥机，并带工作桥。

，进泥管采用上部进泥，每池进泥管上设手、电动闸阀一个，可控制两池进泥状态。

6.5.1参数：

污泥量Q污泥=6.116m3/d=0.25m3/h，表面水力负荷q`=0.66m3/m2。

h，停留时间7h

池底倾角

；底部泥斗：

上直径d1=3m，下直径d2=2m，

6.5.2池体计算：

单池面积：

，直径D=0.5m

有效水深：

h2=4m，有效体积：

池底落差：

池底体积：

泥斗高：

泥斗体积：

单池总有效体积：

总高：

H=h1+h2+h3+h4=6.03m（h1为超高，取0.3m）

双池总体积：

26.03m3

校核：

合乎要求

第七节脱水机房

脱水机房由污泥混合池、脱水机房及泥饼堆放间合建而成。

污泥混合池平面尺寸为2m×1.5m，有效水深2m。

为了避免剩余污泥在混合贮池内沉淀，设有搅拌机一台。

　　脱水间平面尺寸为2m×1.2m，安装有制药液装置一套，最大制备能力10kg/hr聚合物粉末，采用PAC作为混凝剂，药液浓度0.5%，投药泵2台（1用1备），选用计量泵，Q=0.5～1.5m3/hr，H=20m。

另外设螺杆泵两台（一用一备），从混合池抽吸污泥到脱水机。

设带式压滤机2台（一用一备，与螺杆泵和投药泵对应），处理能力为30m3/hr，脱水后污泥通过无轴螺旋输送机，输送至污泥堆放间，运到污水厂附近的垃圾焚烧场进行处理。

污泥堆放间与脱水机房合建。

带式压滤机：

脱水后污泥含水率P4=80%，成泥饼状

脱水后泥饼体积：

泥饼运输采用TD—75型皮带运输机。

第八节其他

8.1生活污水泵房：

半地下式结构，房底标高为-2.30m，集水池液面标高为0.90m，进水管直径DN500，通过DN300管道输送到污水处理流程。

8.2出水调节池：

通过DN1200的管道与出水连接井相连，出水连接井的出水管DN2000（标高-0.60m），与排海泵站相连，当涨潮时，电动蝶阀将关闭，退潮时阀们打开排放污水。

8.3加药间：

备有硫酸储液罐一个，20m3

氢氧化钠储液罐一个，20m3

氯化铁储液罐一个，20m3

加药设备如图：

第四章水头损失

构筑物

液位（m）

自身水头损失（m）

沿程水头损失（m）

总水头损失（m）

调节池

8.82

0.25

0.21

0.46

生化池

8.36

0.39

0.19

0.58

沉淀池

7.76

0.14

0.54

0.68

混凝池

7.08

0.26

0.04

0.30

絮凝池

6.78

0.20

0.04

0.24

气浮池

6.54

0.12

0.42

0.54

参考资料：

《水处理工程CAD技术应用及事例》杨松林主编化学工业出版社

《水污染控制工程》胡享魁主编武汉理工大学出版社

《给排水工程专业毕业设计指南》李亚峰尹士君主编化学工业出版社

《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

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