城市污水处理厂工艺设计说明书.docx

1、城市污水处理厂工艺设计说明书城市污水处理厂工艺设计说明书一、总述1.1 课程设计题目城市污水处理厂课程设计1.2 原始资料及要求(1)设计人口 ：近期实际人口为：(12+班次)X 10000人+学号X 2000人，排 水量标准180L/人.天；远期发展人口( 15+班次)X 10000人+学号X 2000人，排 水量标准200L/人.天。( 2)工业废水： 该城市工业企业生产废水全部经过厂内废水处理站进行处理后，已经达到城市污水管道的纳污能力；近期排水量 0.2m3/s,远期排水量0.3m3/s；时变化系数 Kh =1.2。(3)污水性质：C0D=400mg/L, BOD5/COD=0.5,

2、SS=180mg/L,夏季平均水温25 C,冬季平均水温15C，常年平均水温22 C。( 4)纳污河流：位于城市南侧自西向东( 01 班)、东侧自北向南( 02 班),流量 保证率为95%,流量Q平=8m3/s，平均水深H平=2m,平均流速V平=0.2m/s, 水温T=15 C,溶解氧 DO=8mg/L , BOD5=2.8mg/L ,河流允许增加悬浮物浓度 1.5mg/L, 20年一遇洪水水位标高 412.5m,常水位标高410.3m，该城市排污口 下游 20km 处有取水水源点。( 5)根据城市总体规划,污水厂拟建于该城市下游河流岸边,地势平坦,拟建 处的地面标高 415.30m。(6)该

3、城市污水主干管终点 (污水厂进水口 )的管内底标高 411.00m, D=1000mm, i=0.002, v=1.15m/s, h/D=0.56。(7)气象条件：主导风向东北(01班)、西南(02班)。平均气温135C，冬季最低气温-10 C,最大冰冻深度 0.65m，夏季最高气温 38 C,年平均降雨量1010mm,蒸发量 1524mm。(8)处理要求：出水水质 B0D5 20mg/L, SS 20mg/L,对污泥进行稳定化处 理、脱水后泥饼外运填埋或作农肥。处理后的污水就近纳入河流。( 9)设计规模：设计应考虑近期和远期城市发展情况,分期建设,说明一期建 设和二期建设各构筑物及建筑物有哪

4、些,并阐明理由。二、设计水质水量计算2.1 厂址选择适当的选址是污水处理厂充分发挥其作用很重要的一环。厂址对周围的环 境、卫生、处理厂基本建设投资及运行费用都有很大的影响。 它与城市的总体规 划、城市排水系统的走向、 布置和处理后污水的出路都密切相关。 当污水处理厂 的厂址有多种方案可供选择时, 应从管道系统、 泵站、 污水处理厂各处理单元为 出发点,进行综合的技术经济比较与最优化分析, 并通过有关专家的反复论证再 进行确定。污水处理厂厂址选择应遵循下列原则：(1)无论采用什么处理工艺,应与选定的污水处理工艺相适应,尽量少占农田和 不占良田。(2)厂址必须位于集中给水水源下游,并设在城镇、工厂

5、厂区及生活区的下游和 夏季主导风向的下风向。为保证卫生要求,厂址应距街区净距大于 500 米。(3)当处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政时,应考虑与用户靠近便于运 输。当处理水排放时,应与受纳水体靠近,但不低于最高洪水位。(4)要充分利用地形以满足处理构筑物高程布置的要求,减少土方工程量。若有 可能,采用重力自流以节省动力费用。降低处理成本。(5)根据城市总体发展规划,处理厂的选择应考虑远期发展的可能性,留有适当 的发展余地。并选择土质好的地方,便于施工。综合所给设计资料考虑, 该市主导风向东北, 纳污河流于城市南面自西向东, 拟将污水处理厂设立在该市东南角2.2污水处理水质水量计算2.2

6、.1设计人口近期人口： 12 1 10000 22 2000 =174000 人远期人口： 15 1 10000 22 2000 二 204000 人2.2.2生活污水设计流量近期排水量：Q =174000 180 =31320000l/天：0.363m/ s = 363L / s远期排水量：Q =204000 200 =408000000L/天:0.472m3 / 472L / s2.2.3生活污水总变化系数近期：K - 2.7 _ 2.7 141KZ 0.11 0.11Qd 363远期：2 7 2 7KZ = 1.37Qd。.11 4720.112.2.3平均流量近期：Q =0.363 0

7、.20 = 0.563m3/s=48643.2t/d 取 4.9 万 t/d=0.567m 3/s远期：Q =0.472 0.30 =0.772m3/s = 66700.8t/d 取 7.35 万 t/d=0.850m 3/s2.2.4最大设计秒流量近期最大设计秒流量：Qmax =0.20 1.2 0.363 1.4i 0.752m3 /s =752L /s远期最大设计秒流量：Qmax =0.30 1.2 0.472 1.37 : 1.007m3/s : 1007L/s225最小设计流量计算近期最小设计流量：Q =1 0.563 = 0.282m3/s 2远期最小设计流量：Q 0.772 =

8、0.386m3 / s 22.2.6处理程度计算SS去除率：1.按水体中SS的允许增加量计算(1)计算处理后污水总出水口的 SS浓度式中 二一一处理后污水的SS浓度(mg/L)；P 污水排入河流后混合水体中允许增加的 SS值(mg/L)；Q 河污水排入河流95%证率枯水位时流量(m3/s)；b 河流中原有的SS浓度(mg/L)；. 污水平均流量(m3/s)。(8 、Cess =1.5 +1 +0=22.8mg/L0.563 丿(2)式中E计算处理程度SS的处理程度(% ；进水的SS浓度(mg/L)E1 100%询.3%2.按二级生物处理后的水质排放标准计算要求的总出水口处 SS浓度w 20mg

9、/LSS原 180巳=_SSE 100% 二型 20 100% : 88.9%3.确定SS处理程度从以上两种算法中比较得出，方法（1）得出的处理程度高于方法（2），故本污 水处理厂SS的处理程度为88.9%。B0D5去除率：1.按河流中BOD的最高允许浓度计算（1）计算由污水排放口到下游取水口处的时间X t = -V式中t 污水排放口流到下游取水口处的时间（d）;x污水排放口距下游取水口处的距离（m ；v 河流中水流的流速（m/s）。（2）按河水与污水皆为20T计算处理后污水允许排放的 BOD報度式中丄,熄陆处理后污水允许排放的 BOD浓度（mg/L）;L 5st 20C时河流任一时段最高允许

10、的 BODfi，一般取L5ST=4mg/L ;L 5河20E时河流的BODfi;K 1 20C时的耗氧速率常数，一般取二 -。（3）计算处理程度2.按二级生物处理后的水质排放标准计算 要求的总出口处污水 BODSt度w 20mg/L4.计算BOD5勺处理程度比较之下得出，方法(3)得出的处理程度较高，故本设计采用的 BOD馳理程度为90%2.3污水处理工艺选择污水处理厂的主要任务就是对城市污水进行无害化处理， 使之达到国家规定的污水排放标准，然后排放或利用，达到环境保护的目的。在处理工艺上力求设 备简单，运行方便，处理成本低，处理效果显著。目前国内常用的城市二级生物 处理工艺多为活性污泥法。污

11、泥法是当前污水处理技术领域应用最为广泛的技术之一， 它已成为生活污 水、城市污水以及有机性工业废水的主体处理技术。 目前城市生活污水的活性污 泥法处理工艺有很多种。最开始使用的传统活性污泥法，是较普遍采用且较成熟 的处理工艺。另外，氧化沟、SBR、AB法、A/O法及A2/O法等再国内外都被广 泛应用。城市污水厂的工艺选取通常先考虑污水厂的规模。 根据我国具体情况，总体 上可分为大型、中型、小型污水处理厂。规模大于 10万m3/d的为大型污水处理 厂，中型污水处理厂规模为1 10万m3/d。规模小于1万m3/d的是小型污水处 理厂。本次设计规模为中型污水处理厂，可采用传统活性污泥法，氧化沟、 A

12、B法、A/O法及A2/O法。1 .传统活性污泥法这是以传统活性污泥法处理城市污水的典型工艺。 其特点是好氧微生物在曝气池中以活性污泥的形态出现，并通过鼓风机曝气供给微生物所需的足够氧量， 促使微生物存在于繁殖，以分解污水中的有机物。(1)工艺特点：利用曝气池中的好氧微生物，依靠鼓风曝气供给的氧生存来分 解污水中的有机物质。混合液沉淀分离，或回流到曝气池中去，原污水从池首端 进入池内，回流污泥也同步注入，废水在池内呈推流形势流动至池的末端，流出 池外至二沉池。优点：该工艺对污水的BOD和SS总处理效率均为90%95%,处理效果好；2运行可靠，出水水质稳定；3适宜处理大量污水，所以多用于大中型水厂

13、。缺点：运行费用高，在曝气池的末端造成供氧的浪费，故提高了运行成本；2基建费用高，占地面积大；对水质、水量变化适应能力低；由于沉淀时间短和沉淀后碳源不足等情况，对于 N、P的去处率低。(2)工艺流程：进水格栅 沉沙池 初沉池 曝气池 -二沉池 出水1 I: : I回流污泥 剩余污泥图2.1传统活性污泥法工艺流程图2.A-B两段曝气法AB法是吸附生物降解法的简称，是原联邦德国亚琛工业大学 Bohnke教授于70年代中期所开发的一种新工艺。该工艺不设初沉池，有污泥负荷率很高 的A段和污泥负荷率较低的B段两极污泥系统串联组成，并分别有独立的污泥 回流系统。(1)工艺特点：A-B工艺由A，B两端串联的

14、活性污泥法组成，A段在厌氧和 兼氧的条件下，进行高负荷曝气，一般曝气时间为 0.5h,去除BOD5。B段在好 氧条件下，进行低负荷曝气，曝气时间一般为 26h。AB工艺对BOD5和SS的 去处率均为90%95%，对N,P的去除率取决于B段采用的工艺。优点：该工艺对污水的BOD和SS总处理效率均为90%95%,处理效果好；2基建费和运行费用较活性污泥法低 15%左右；3运行稳定，出水水质好。缺点：与传统法相比A-B法多了污泥回流系统，而且产泥量较大；2由于泥量大，故增加了污泥处理处置费用，同时运行管理较复杂；3脱氮效果虽然有所提高，但由于污泥龄太短，仅靠吸附作用远不能达到 脱氮除磷的要求。因此

15、A-B法适合于进水浓度高的城市污水处理厂。(2)工艺流程:进水 格栅 沉沙池吸附池 中沉池一1 回流污泥I出水 二沉池 曝气池VIT 回流污泥 k B段 图2.2 A-B法工艺流程图3.A/O工艺A/O工艺的功能是去处有机物和脱氮。(1)工艺特点：该工艺将曝气池分为前段缺氧和后段好氧段。缺氧段不曝气，采用浸没式搅 拌，DO不大于0.5mg/l。好氧段进行曝气充氧，DO等于2 mg/l左右，在好氧段 污水中的有机碳得到生物氧化降解， 同时有机氮转变成NH3-N，并被硝化，将好 氧段含大量NOX-N的混合液部分回流到前段缺氧段，在反硝化菌的作用下，利 用进水中的BOD5作为碳源，将NOX-N还原成

16、N2从水中溢出，从而实现脱氮， 然后进入好氧段去除污水中的有机物和 NOX-N的硝化。优点：该工艺对污水的 BOD和SS总处理效率为90%95%，总氮的处 理效率为70%以上；流程简单，构筑物少，只有一个污泥回流系统和混合液回流；缺点：主要缺点是对N、P的去除率很低；该工艺一般适合于南方对出水水质要求脱氮的大中型城市污水厂。(2)工艺流程：进水 -格栅 *沉沙池* -初沉池 -缺氧池: III: 好氧池I: III: 二沉池出水1 I回流污泥 T剩余污泥图2.3 A/0法工艺流程图4.氧化沟氧化沟又称“循环曝气池”，是50年代由荷兰的Pasveer开发，属于活性污 泥法的一种变形。其基本特征是

17、曝气池呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥的混合 液在环状渠道中不停的循环流动。(1)工艺特点：氧化沟一般采用延时曝气，并增加了脱氮功能，它采用机械曝气，一般不设 初沉池和污泥消化池。由于氧化沟水深较浅(一般 3m左右)，而流程较长，可以 按照曝气器前作为缺氧与曝气器后作富氧段的方式设计运行。提供兼氧菌与好氧 菌交替作用的条件，再好氧段除碳源需氧量及达到脱氮的目的。(2)氧化沟的技术特性：1主要技术参数表2- 1氧化沟工艺主要设计参数污泥负荷 N s/kgB0D5/(kgMLSSd)0.05 0.15水力停留时间T/h10 24污泥龄9 C/d去除BOD58去除BOD并硝化10 20去除BOD并反硝

18、化30污泥回流比R%50 60污泥浓度X mg/l200060003容积负荷kgBOD 5/( m d)0.2 0.4出水水 质mg/lBOD10 15SS10 20NH3-N13TPV 12氧化沟内的循环流量很大，进入沟内的原污水立即被大量的循环水所混合和稀释，因此具有很强的承受冲击负荷能力，对不易降解的有机物也具有较好 的处理效果；3处理效果稳定可靠，不仅可满足 BOD SS的排放标准，还可以达到脱氮 除磷的效果；4由于氧化过的水力停留时间和污泥龄都很长，悬浮物、有机物在沟内可 获得彻底的降解，活性污泥产量少且趋于稳定，一般不设初沉池和污泥消化池， 有的甚至取消二沉池和污泥回流系统， 简化

19、了处理流程，减小了处理构筑物，使 其基建费用都低于一般活性污泥法。5承受水质、水温、水量能力强，出水质好。缺点：对于中、大型污水厂，基建费和运行费比普通活性污泥法高，同时 无法得到生物能源；氧化沟沟体占地面积较大。(3)工艺流程：进水 格栅 沉沙池 _ 氧化沟 _ 二沉池 出水I |I 1I 1 厂 ”/till HHI III1 IITUTrT.hLf 1 hhh iX .L 500 1000 h图3.1格栅设计草图3.2污水泵房设计污水泵站选泵应考虑因素1） 选泵机组泵的总抽升能力，应按进水管的最大时污水量计，并应满足最 大充满度时的流量要求；2） 尽量选择类型相同和相同口径的水泵，以便维

20、修，但还须满足低流量时 的需求；3） 由于生活污水，对水泵有腐蚀作用，故污水泵站尽量采用污水泵，在大 的污水泵站中，无大型污水泵时才选用清水泵 选泵具体计算泵站选用集水池与机器间合建式的矩形泵站。考虑到近期和远期最大设计秒 流量，本设计拟订选用6台泵（4用2备），则每台泵的设计流量为：Q= Qmax /3=1007/4=252L/s2） 集水池容积V1泵站集水池容积一般取最大一台泵 56分钟的流量设计V=252 60 6/1000=90.72m32有效水深h为3.5米，则水池面积 F为：F=V/h=90.72/3.5=25.92m 23） 扬程的估算HH=H st+2.0+1.0式中：2.0水

21、泵吸水喇叭口到沉砂池的水头损失；1.0自由水头；H ST 水泵集水池的最低水位 H1与水泵出水管提升后的水位 H2之差；水泵集水池的最低水位 H1按吸水井有效水深2.0m计算，贝H1=进水管底标高-集水池有效水深-过栅水头损失=411 - 2-0.2=408.8mH2=厂区地面标高+ （4m-5m自由水头）=415.30+5=420.3mHst= H2 - H1=420.3-408.8=11.5m则：水泵扬程为:H= H st +2.0+1.0=11.5+2+1.0=14.5m 取 15m4）选泵 由 Q=362.88ni/h ，H=15 m 可查手册 11-298 页得：选用 200QW35

22、0-15-30型潜水排污泵，其各项性能见下表 3-4所示。表3-4 400QW1500-15-90型潜水排污泵性能参数型号流量m3/h扬程m转速r/min轴功率kw效率%出口直径（mm）重量(kg)200QW360-15-30360159803077.9200900生产厂家：江苏亚太泵业集团公司3.3曝气沉砂池曝气沉砂池分两组，N=2组，分别与格栅连接，考虑远期水量，预留一组空 地可加一组系统满足需要。每组沉砂池设计流量为 Q=0.284mVs。1.沉砂池有效容积V=60Qt式中v沉砂池有效容积（；Q 设计流量（m/s）;t 停留时间（min）, 般采用一二硕i本设计中取t=2min3V =6

23、0 2 0.284 =34.08m32.水流过水断面面积Vi式中a水流过水断面面积（m。V 1水平流速（m/s）, 般采用 0 06-0.12m/s本设计中取vi=0.07m/s式中b沉砂池宽度（m；h 2沉砂池有效水深（m，一般采用本设计中取h2=2mB = 406 = 2.03m B: h2 =1.01 满足要求（1 1.5 ） 23.沉砂池长度Vl=a式中l沉砂池长度（m。,34.08 “L 8.40m4.064.每小时所需空气量q 二 360QQd式中q 每小时所需空气量（n3/h ）;每立方米污水所需空气量（n3/m3污水），一般采用0.10.2m3/m3本设计中取d=0.2 m3/m3污水3q =3600 0.2 0.284 =204.48m /h 6.沉砂室所需容积V10fi式中.平均流量（m/s）城市污水沉砂量（n3/106n3污水），一般采用30 m3/106m3污水。清除沉砂的时间间隔（d）, 般取二。本设计中取T=2d, X=30 m3/106n3污水1067.每个沉砂斗容积V567 30