吨小区污水处理厂初步设计计算书.docx

1、吨小区污水处理厂初步设计计算书课程设计课程设计摘要人类每天都产生大量生活污水。它有几种主要的有害成分：BOD、悬浮固体、N和P等。最近几年中，人们越来越多地采用一些先进技术,进行污水处理，尤其是处理大量的生活污水以及大量的洗涤剂废水。但目前日益严格的环境法规使得企业不得不通过循环和深度处理等方法减少废水的产生。随着经济的发展和人民生活水平的提高，人们对水资源的需求量越来越大。我国为水资源贫乏的国家，人均占有量不到世界平均水平的四分之一，再加上时空分布不均，致使部分地区供求矛盾加剧。为节约用水，充分发挥现有水资源的利用率，有些城市相继出台了中水回收利用的有关规定，将淋浴、洗涤、盥洗等轻度污染的污

2、水，经处理后用于冲洗厕所、洗车、绿化等。为了把所学的东西与实际想结合，在此我将对生活污水处理中可能遇到的有关问题做一个较为简单的介绍。关键词: 水头损失 生物接触氧化法 中水回用课程设计1 总论1.1 设计任务和内容（3）工艺设计和计算 确定设计规模，选择适宜的设计参数，对工艺流程中各构筑物进行工艺计算；确定构筑物的型式、工艺尺寸和主要构造，选择主要设备的规格、型号及配置。（4）平面和高程布置 进行污水处理厂的总平面布置设计。平面布置应按工艺流程和功能的要求合理安排处理构筑物、厂内管道系统和辅助建筑物的平面位置。进行污水处理构筑物的高程布置。在必要的水力计算的基础上，确定流程中的处理构筑物，泵

3、房等的标高；选定各连接管渠的尺寸并决定其标高，计算定出各部分的水面标高，保证水流通畅。（5）主要构筑物的工艺施工图设计（选34个） 综合工艺、水力、施工、结构和使用要求，对构筑物进行完整的工艺设计，确定各部分的几何尺寸，构造方式，各种管渠的空间布局，施工要求，用图纸清楚准确地表达出来，并给出该构筑物所需设备、材料明细表。 （6）工程的投资概算和运行成本概算。（7）其它主要设备的型号、配置、污水处理启动，调试方法、运行方式及控制参数，日常分析监测项目和取样点；劳动定员和其它必要的统计数据。设计要求： （1） 设计方案选择合理，工艺流程具有一定灵活性，达到设计任务要求；课程设计（2） 设计计算概念

4、清楚，参数选择恰当，计算正确；说明书简明扼要，文字流畅，论点明确，书写工整；（3） 图纸表达正确，符合制图规范；图面整洁，布局合理，图中线型和尺寸标注符合要求，字体应为工程字。 1.1.2设计任务：某生活小区污水处理及中水回用工程工艺流程的确定，以及各个构筑物的计算，设备选型，图纸绘制等。 1.1.3设计内容（1）.对工艺构筑物选型作说明；(2).主要处理设施（格栅 初沉池 生物接触氧化池 过滤池 二沉池）的工艺说明； （3).主要设备（初沉池 生物接触氧化池 过滤池 二沉池 浓缩池）的选择计算； （4）.污水处理工艺平面和高程布置及绘制，重要构筑物三视图的绘制。1.2.1设计题目（1）、污水

5、水量与水质污水处理水量：2000m3/d ，查表得中小城市综合生活用水定额为250L/（cap.d） 污水水质：COD：480mg/L，BOD5：270mg/L，SS：250mg/L，NH4-N：35mg/L （2）、处理要求出水标准执行GB189182002的一级标准B标准：1）气温：年平均20，夏季平均35，冬季平均-3。 2）主导风向：冬季西北风为主，夏季东南风为主 3）冰冻期120天 （4）、厂区地形厂区地形平坦，污水厂地面标高55.5m，污水厂坐标定位：西南A=0.00m，B=0.00m,东北A=260.00m，B=180.00m管内底标高51.00m，管径300mm ，充满度0.6

6、课程设计2 污水处理厂工艺流程说明由于污水量不大，最终出水对水质要求较高，且最终出水作为中水回用。因此拟采用的工艺流程如图2-1：鼓风机污水接触氧化池二沉池反冲洗泵过滤池消毒池回用水污泥浓缩池机械脱水运污泥上清液图2-1 工艺流程图 流程说明：该流程为物理，化学，生物化学的组合工艺。首先，污水进行预处理，中格栅用来截留较大颗粒悬浮物，如：纤维，果皮等制品，而后进入初沉池，初沉池可以改善生物处理构筑物运行条件并降低有机物运行负荷，去除大部分悬浮物。预处理后的污水进入二级处理，在生物接触氧化池中进行生物氧化，降解去除大部分有机物，同时对N,P也可以有效去除。经生物氧化污水进入二沉池，二沉池用以澄清

7、混合液和浓缩活性污泥，从而使污水得以净化。由于生活小区对水质要求高需进行深度处理，出水由过滤池进行过滤但水质仍未达到标准，因此须进一步消毒，消毒可用来杀灭各种方法处理后残留的细菌，病毒等微生物，经消毒后的部分水可用作反冲洗水来节省水源，剩余最终出水可用作中水进行回用。经浓缩池，机械脱水后的上清液可回流到初沉池来循环使用。经初沉池，生物接触氧化池，二沉池处理后的污泥和脱落生物膜一起排入污泥浓缩池，经浓缩脱水后的污泥可用作肥料。3 处理构筑物的设计计算3.1 格栅间的设计计算3.1.1 设计说明（1）、格栅的作用和位置格栅有一组平行的金属栅条，或筛网制成，安装在污水渠道，泵房等的进口处或污水处理厂

8、的端部。用以截留较大悬浮物或漂浮物，如纤维，碎皮，毛发，木屑等，以便减轻课程设计后续处理的处理负荷，并使之正常运行，被截留物质为栅渣。 （2）、格栅的选型及设计参数1）型式：平面型 倾斜安装机械格栅2）格栅的栅前流速一般为0.4m/s0.9m/s3）格栅过栅流速不宜小于0.6m/s，不宜大于1.0m/s4）山前渠道宽度和渠道中的水深应与入厂污水管规格相适应5）格栅尺寸B，H参见设备说明书，在本次设计中可采用中间值的方法 （3）、格栅的设计数据1）污水处理系统前格栅的栅条间隙，应符合下列要求：2）人工清除2540mm 2）机械清除1625mm 3）最大间隙40mm 3）如水泵前格栅间隙不大于25

9、mm时，污水处理系统前可不在设置格栅5）格栅间隙1625mm 0.100.05m3栅渣/103污水 6）格栅间隙3050mm 0.030.01m3栅渣/103污水 （4）机械格栅不宜少于2台，如为1台时，应设人工清除格栅备用 （5）格栅倾角一般采用450750（6）通过格栅的水头损失一般采用0.080.15m（7）栅间必须设置工作台，台面应高出栅渣前最高设计水位0.5，工作台上应有安全冲洗设备（8）设置格栅装置的构筑物，必须考虑有良好的通风设施（9）格栅间内应安装调运设备，以便运行格栅及其他设备的检修，栅渣的日常清除。 3.1.2 设计计算（1）、设栅前深h=0.4m，过栅流速v=0.9m/s

10、，用中格栅，栅条间隙e 25mm，格栅倾角=60（2）、栅条间隙数Qmaxsin0.028 sin604个 n=evh0.025 0.9 0.4（3）、栅槽宽度：取栅条宽度s=0.01mB=s(n 1) en =0.01 (4 1) 0.025 4 0.13m(4）、进水渠道渐宽部分长度若进水渠道B1=0.10m，渐宽部分展开角 1 20l1B B10.13 0.100.044m 2tg 12 tg20栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度课程设计l2l10.044 0.022m 22(5)、过栅水头损失 因栅条为矩形截面k 3,为矩形断面时，B 2.42, (se)v20.012h1 2gsin

11、 k 2.42 (0.025)0.92 9.81sin60 3 0.097m(6)、栅后槽总长度 取栅前渠道超高h2 0.3m 栅前槽高H1 h h2 0.4 0.3 0.7mH h1 h2 h 0.097 0.3 0.4 0.797m(7)、格栅总长度l l1 l2 0.5 1.0H10.tg600.044 0.022 0.5 1.0 71.732 1.966m (8)、每日栅渣量在格栅间隙为25mm情况下，设栅渣量w 0.07m3/103m3wQmaxw 86400k 0.028 0.07 864000.089m3/d2h 24=2000Qh1超高0.51m h2填料上部稳定水层深0.40

12、.5 h3填料层间隙高0.20.3mh4配水区高深采用多孔曝气时，进入检修者取1.5mH0=H+h1+h2+（m-1）h3+h4=3+0.7+0.4+0.2+1.5=5.8m（7）、填料总体积V=nfH=7 16 3=336m3（8）、污水在池内实际停留时间t=（9）、所需空气量D0为供气量气水比（1520）：1 设D0=15m3/dD=D0Q=15 2000=30000m3/d（10）、每格需气量D1=（11）、接触池需气量设气水比为6：1Q气=6 2000=12000m3/d=500m3/dq气Q气A5004.5m3/m2.h 2m3/m2.h 111.1D30000 4285.7m3/d

13、 n7nf(H0 h1)24 Q7 16(5.8 0.7)24=6.85h2000由于采用半软性纤维填料不会堵塞，曝气强度4.5m3/m2.h，远大于2m3/m2.h，所以选用可变孔曝气软管，单个曝气量为4m3/h，曝气头个数为：课程设计nQ气Q气500125个 4空气管进水管污泥管图3-3生物接触氧化池示意图3.4 竖流式二沉池设计计算3.4.1设计说明（1）、二沉池面积按表面负荷法计算，选用表面负荷时，注意活性污泥在二沉池中沉淀的特点，q应小于初沉池一般为1.52.0m3/m2.h（2）、设计中心进水管，应考虑回流污泥，且只取大值。中心进水管水流速度可选0.20.5m/s（3）、二沉池污水

14、停留时间一般为1.01.5h （4）、池径水深比宜为612（5）、利泥板外缘线速度不宜大于3m/min，一般采用1.5m/min。二次沉淀池是活性污泥系统重要组成部分，它的作用是泥水分离，是混凝土合液澄清，浓缩和回流活性污泥。其工作效果能够直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。本次毕业设计选用的是圆形竖流式二沉池，它适用于小型污水处理厂。 3.4.2设计计算（1）、设中心管内流速v0 0.03m/s，采用池数n 2，则每池最大设计流量Qmax Q kz 2000 1.9 0.044m3/s课程设计qmax=Qmax0.044=0.022m3/s2nA0=（2）、沉淀部分有效断面积qma

15、x0.022=0.73m2 0.03v0设表面负荷q 2m3/m2.h，则向上流速v 2m3/m2.h 0.0005m/sA=（3）、二沉池直径D=4 (A A0)qmax0.022=44m2 0.0005v=4 (28 0.73)=6.05m 8m（4）、二沉池有效水深 设沉淀时间t 1.5hh2 vt 3600 0.0005 1.5 3600 2.7m(5)、校核当径水深比D/h2 6.05/2.7 2.24 3 符合要求(6)、污泥体积d 设污泥清除间隔时间T 4h,每人每日产生湿污泥量S 0.5L/人VSNT0.5 8000 40.68m3 10001000 24(7)、每池污泥体积V

16、1 V/n 0.68/2 0.34m3(8)、池子圆载锥部分实有容积设圆锥底部直径d为0.4m，载锥高度为h5，载锥侧壁倾角a 550h5 (D/2 d,/2)tg (6.050.4)tg55o 3.81m 22(9)、中心管直径d04A04 0.730.54m(10)、中心管嗽叭下缘至反射板的垂直距离h3，设流过该缝隙的污水流速v1 0.02m/s 喇叭口直径d1 1.35d0 1.35 0.54 0.729m课程设计h3qmax0.0220.48m v1 d10.02 0.729（11）、二沉池总高度设池子保护高度h1 0.5m，缓冲层高h4 0（因泥面很低）则H h1 h2 h3 h4

17、h5 0.5 2.7 0.48 0 3.81 7.49m集水槽中心管反射板图3-4竖流式二沉池示意图3.5 双层滤料过滤池设计计算3.5.1设计说明双层滤料滤池可使二级处理水在去除悬浮物质的同时，降解溶解性的有机物，大幅度提高出水水质，满足用户需求。过滤池在污水深度处理中应用较多。此池型不含污能力强而且在好氧状态下，易于生物膜生长。 设计参数如下：（1）、 从过滤开始到结束所延续的时间称滤池的工作周期，一般应大于8h，最长可达48h以上。（2）、常用的石英砂和无烟煤的容隙率分别为0.4和0.5。（3）、双层滤料的滤速一般采用1216m/h，反冲洗强度采用1316L/(m2.s), 历时68mi

18、n。 3.5.2 设计计算（1）、设计废水量Q 1.05 2000 2100m3/d 考虑了5%水厂自用水（包括反冲洗水）课程设计（2）、设计数据滤速v 5m/h，冲洗强度q 1316L/(s.m2)，冲洗时间6min（3）、滤池面积及尺寸滤料工作时间24h，每次冲洗6min，停留40min，滤料实际工作时间为：406T T0 t0 t1 24 23.62h60 260 2Q2100F 17.78m2vT5 23.62T0：滤池工作周期时间h t0：滤池停运后停留时间ht1: 滤池反冲洗时间h采用2个滤池，每个滤池面积fF8.89m2 N设计滤池长宽比L1 B滤池尺寸为L B=.89=2.98

19、m （4）、滤池高度承托层高计H1 0.45m,，滤料层高度：无烟煤层450mm，砂层为300mm，总高度H2 750mm，滤料上水深为H3 1.5m，超高H4 0.6m，滤板高度H5 0.12m，滤池总高 H H1 H2 H3 H4 H5 3.42m （5）、滤池反冲洗水头损失A、管式大阻力配水系水头损失b壁厚 5mm，孔眼d为9mm，孔口流量=0.68，配水系统开孔比a 0.25% q 14L/s.m2q21141h2 () ()2 3.5m10au2g10 0.25% 0.682 9.81B、经砾石支随层水头损失计算（H1为层厚）h3 0.022H1q 0.022 0.45 14 0.1

20、4mC、滤料层水头损失及写作水头为：h4 2m课程设计D、反冲水泵和扬程H 滤池高计+清水池深度+管道、滤层水头损失H 4.42 3 (3.5 0.14 2.0) 13.06m根据冲洗流量和扬程选择反冲洗水泵进水管图3-5双层滤料过滤池示意图3.6 浓缩池设计计算3.6.1设计说明本设计采用的是重力，浓缩池中的圆形浓缩池主要用于浓缩初次污泥及初次污泥和剩余污泥的混合污泥。 设计数据（1）、进泥含水率：当为实次污泥时，其含水率一般为95%97%；当为剩余活性污泥时，其含水率一般为99.2%99.6%（2）、污泥固体负荷：当为初次污泥时，污泥固体负荷采用80120kg/m2d；当为剩余活性污泥时，

21、污泥固体负荷采用3060kg/m2d（3）、浓缩后污泥含水率：由二沉池进入污泥浓缩池的污泥含水率，当采用99.2%99.6%时，浓缩后污泥含水率为97%98%1）浓缩时间不宜小于12小时，但也不超过24小时；2）有效水深一般宜为4m，最低不小于3m;污泥室容积和排泥时间：应根据排泥方法和两次排泥间隙时间而定，当彩间歇排泥时，两次排泥间隔一般采用8小时。课程设计3.6.2设计计算（1）、计算初沉池、接触氧化池，二沉池排泥量 1）初沉池 按SS去除率计算VQ平（C1 C2)yssX0C1，C2: SS进出水浓度t/m3 ,yss去除率4060% X0 : 0.020.05 t/m3 (初沉污泥浓度

22、)2000 (250 10) 0.5 10 6V 4.8m3/d0.052)接触氧化池 按BOD5去除率计算设每去除1kg BOD5产生0.30.4kg污泥Lr为BOD5进出水浓度差值 ，y为BOD5去除率80%， 污泥容量，以1000kg/m3计WLrY(250 10) 80%Q 0.4 2000 0.4 153.6kg/d 10001000设污泥含水率P=99%，则VW153.615.36m3/d(1 P) 1000(1 0.99) 10003)二沉池污泥量 按B0D5去除率计算污泥含水率为99.2%99.6%,Lr：BOD5进出水差值Yob：污泥产率系数（0.40.8） 经生物接解氧化池

23、后的二沉池BOD5进水浓度为：250 (1 80%) 50mg/lW YobQLr 0.6 2000 (50 20) 10 3 36kg/d污泥干重VW366m3/d(1 P) 1000(1 0.994) 1000浓缩池总处理污泥量：Q 4.8 15.36 6 26.16m3/d（2）、浓缩池直径浓缩污泥固体通量M取27kg/m2.d,污泥浓度C取6g/l，则浓缩池面积课程设计Qc26.16 65.81m2 M27采用1个污泥浓缩池,则浓缩池直径AD(3)、浓缩池工作部分高度 取污泥浓缩时间T 15h,则h14 5.812.72m 3m 3.14TQ15 26.162.81m 24A24 5.

24、81(4)、超高h取0.3m (5)、缓冲层高h3取0.3m(6)、污泥升容积 设池底坡度i 0.05，污泥斗下底直径D1 1.0m，上底直径D2 2.0m，池底坡度造成的深度h4 (DD232 )i ( ) 0.05 0.025m 2222污泥斗高度：h5 (D2D121)tg550 ( )tg550 0.714m 2222(7)、浓缩池总高度H h1 h2 h3 h4 h5 2.81 0.3 0.3 0.025 0.714 4.149m(8)、浓缩后污泥体积P1为经二沉池进入浓缩池污泥含水率99.2%99.6%P2污泥浓缩后污泥含水率97%98%V2Q(1 P1)26.16 (1 0.994)5.23m3(1 P2)1 0.97课程设计图 3-6 重力浓缩池示意图3.7 板框压滤机设计计算3.7.1设计说明由重力浓缩后的污泥含水量水率比较高，需将污泥进行脱水之后外运。本设计选用的是水平自动板杠压滤机。 设计数据： （1）、通过试验确定或参考类似的压滤运行数据，压滤机产率一般为24kg/m2.h。 （2）、压滤脱水周期1.54h。 3.7.2设计计算（1）、压滤机过滤面积A10