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1、设计说明书1 设计题目北山城市污水处理厂工艺设计2 设计资料2.1 工程简况根据城市总体规划，本工程设计年限按2025年考虑。至2025年，本工程服务范围内规划人口约50000人，人均综合生活用水量指标取380 L/（人 ·d）。工业用水量为30000m3/d ，生活用水按总用量的40%计，污水量按用水量的83%计。2.2 基础资料2.2.1 进出水资料污水厂设计进出水水质对照表单位： mg/LCODcrBOD5SSNH3NTP进水450200250253出水60202050.32.2.2 城市气象资料污水处理厂所处城市气象资料年平均气温17最高气温40.3最低气温-11年平均降雨日
2、132 天无霜期平均264天年平均降雨量1382.6 冰冻线深800主风向东南风3 设计要求3.1 污水厂设计原则1 校核水处理构筑物的处理能力，水处理单体构筑物基本上按最高日最高时流量进行设计；2 污水厂应按近期设计，考虑远期发展；3 污水厂设计时应考虑各构筑物或设备进行检修、清洗及部分停止工作时，仍能满足处理要求，能够达到系统正常 70%的处理能力；4 设计中必须遵守设计规范的规定。但是对于实行之有效，经济效益高，技术先进的新工艺，新设备和新材料，应积极采用不必受先行设计规范的约束。3.2 平面布置设计原则1 布置紧凑，以减少水厂占地面积和连接管渠的长度，便于操作管理；2 充分利用地形，力
3、求挖填土方平衡以减少填挖土方量和施工费用；3 各构筑物之间连接管渠应简单，尽量避免立体交叉，并考虑施工，检修方便；4 建筑物布置应注意朝向和风向；5 生产区和生活区应尽量分开；3.3 污水厂总平面图的布置本污水处理厂平面布置在满足工艺流程的前提下进行布置，大致分为生活区、污水处理区、污泥处理区三区，布置紧凑，进出水流畅；其中，综合办公楼、宿舍楼、食堂、浴室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；隔栅间气味大，锅炉房多烟尘，污泥区设在夏季主导风向的下风向、在脱水机房附近设有后门，以减少煤、灰、泥饼、栅渣外运时对环境的污染。4 污水与污泥处理工艺选择4.1 污水处理工
4、艺处理厂的工艺流程是指在达到所要求处理程度的前提下，污水处理各单元的有机组合；构筑物的选型是指处理构筑物形式的选择。两者是相互联系，互为影响的。城市生活污水一般以BOD 物质为主要去除对象。由于经过一级处理后的污水，BOD 只去除30左右，仍不能排放；二级处理BOD 去除率可达90以上，处理后的BOD 含量可能降到20-30mg/L ，已具备排放水体的标准*4 。又该城市污水处理厂的方案，既要考虑有效去除BOD5 又要适当去除N， P 故本设计采用 A/A/O 法。污水处理工艺流程如图1 所示。该流程包括完整的二级处理系统和污泥处理系统。污水经由一级处理的隔栅、沉沙池和初沉池进入二级处理的厌氧
5、池缺氧池和曝气池，然后在二次沉淀池中进行泥水分离，二沉池出水后直接排放。二沉池中一部分污泥作为回流污泥进入二级处理部分，剩余污泥与初沉池污泥进入污泥浓缩池，经浓缩之后的污泥进入脱水机房加药脱水，最后外运。进水格栅提升泵房沉砂池砂砂水分离消毒剂排放接触池二沉池好氧池缺氧池厌氧池初沉池初泵房沉污泥浓缩池泥饼脱水间贮泥池图 1 污水处理厂设计工艺流程图优点： 该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间，总产占地面积少于其它的工艺 。 在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI 值一般均小于100。 污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。 运行中无需投药，两个A 段只
6、用轻缓搅拌，以保证充足溶解氧浓度，运行费低。缺点： 除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD 值高时更是如此。 脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q 为限，不宜太高，否则增加运行费用。 对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解浓度也不宜过高。以防止循环混合液对缺反应器的干扰。4.2 污泥处理工艺初沉池污泥机二沉重力械泥 饼池污泥浓缩池贮泥池外运脱水5 构筑物的选择5.1 格栅5.2 平流式沉砂池5.3 平流式沉淀池 -初沉池5.4 A2O 曝气池5.5 平流式沉淀池 -二沉池5.6 重力浓缩池设计计算
7、书1 处理率计算E1LLessLBOD 5 处理率=(200-20)/200=90%GGessE2COD cr 处理率G=(450-60)/450=86.7%CCessE3CSS处理率=(250-20)/250=92%E4N 0NNH3 N处理率N 0=(25-5)/25=80%2 流量计算服务人口数量：50000 人；人均用水量指标：380L/（人 ·d）；生活用水比例：40%；污水量占生活用水量比例：83%；工业集中排水量：30000m3/d ；污水处理量：Q=380L/（人 *d ） *50000 人 *40%*83%/1000+30000m3 /d =36308m3 /d=0
8、.420m3/s；总变化系数：Kz=1.4；最大流量： Qmax=380L/ （人 *d ） *50000 人 *40%*83%/1000 *1.4+30000m3 /d=38831 m3/d=0.449 m3 /s3 构筑物计算3.1 粗格栅：格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物。一般情况下，分粗细两道格栅。设计流量Qmax=38831 m3/d=0.449 m3/s栅前流速 v10.7m / s ，过栅流速 v20.9m / s栅前部分长度0.5m, 格栅倾角60(1) 设栅前水深 0.8m则=0.4m(
9、2) 栅前间隙数 =23.2 取 24 a格栅倾角，取 a=60 °；n设计的格栅组数；e栅条间隙，取e=50mm ；h格栅栅前水深，取h=0.67m；v2 过栅流速，取v=0.9 m/s ；(3) 栅条有效宽度 ms栅条宽度，取s=10mm4v 2(4) 过栅水头损失 h1S 3ksinb2g式中 k 格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般采用3g 重力加速度，取9.81 m / s2b栅条间隙，取b=20mm ；S栅条宽度，取S=10mm；v过栅流速，取v=0.9m/s ；a 格栅倾角，取a=60 °其中栅条断面形状为锐边矩形，根据相关说明取=2.420.0104/3
10、0.92h1 3 2.422sin60。0.07m0.0259.81取栅前渠道超高部分h20.3m栅前槽总高度 m(5) 设水渠渐宽部分展开角20则进水渠渐宽部分长度0.17m格栅与出水渠道渐宽部分长度m(6) 格栅总长度 Ll1l 21.01.235=2.47m0.5tan 603.2 提升泵房本设计采用传统活性污泥法工艺系统，污水处理系统简单，只考虑一次提升。污水经提升后再过细格栅，然后经平流沉砂池，自流通过初沉池、曝气池、二沉池及接触池，最后由出水管道排入纳污河流。（ 1）泵房进水角度不大于 45 度。（ 2）相邻两机组突出部分得间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转
11、子再检修时能够拆卸，并不得小于0.8。如电动机容量大于55KW 时，则不得小于1.0m ，作为主要通道宽度不得小于1.2m。（ 3）泵站采用矩形平面钢筋混凝土结构半地下式，尺寸为15 m×12m，高 12m，地下埋深 7m。（ 4）水泵为自灌式。416.30粗格栅进水总管411.448411.148吸水池最底水位410.678411.00泵房设计计算各构筑物的水面标高和池底埋深计算见高程计算。再 根 据 设 计 流量0.449m3/s，属 于 大 流 量 低 扬 程 的情 形 ， 考 虑 选 用选 用5台350QW1200-18-90 型潜污泵（流量1200m3/h ，扬程18m，转
12、速990r/min ，功率90kw），四用一备，流量：=0112m3/s=404.1 m3/h集水池容积：考虑不小于一台泵5min 的流量： =33.675 m3取有效水深h=1.3m，则集水池面积为: ： =25.903 m2泵房采用圆形平面钢筋混凝土结构,尺寸为 15 m×12m,泵房为半地下式地下埋深 7m ，水泵为自灌式。3.3 细格栅设计参数确定已知参数：Qmax=0.449 m3/s。栅条净间隙为3-10mm ，取 e=10mm，格栅安装倾角600过栅流速一般为0.7m/s,取 v2 =0.9m/s, 栅条断面为矩形，选用平面A 型格栅 ,栅条宽度 S=0.01m，其渐宽
13、部分展开角度为200设计计算细格栅设计两组，每组的设计流量为：Q=0.224 m3/s=224 L/s（ 1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式Q1B 2 vB1=0.80m，则1 1 计算得栅前槽宽2栅前水深 =0.4m（ 2）栅条间隙数=57.9 n 取 60（ 3）栅槽有效宽度 B=s（ n-1） +en=0.01（ 60-1） +0.01 ×60=1.19m（ 4）进水渠道渐宽部分长度 =0.53m（其中 1为进水渠展开角，取1=20 ）（ 5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度=0.268m（ 6）过栅水头损失（ h1 ）因栅条边为矩形截面，取 k=3，则h1 kh0v2
14、sin0.0140.92k3 2.42 () 32sin 60 0.26m 其 中 ：2g0.019.814 / 3(s /e )h0：计算水头损失k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时 =2.42（ 7）栅后槽总高度（H）取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.4+0.3=0.7m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.4+0.26+0.3=0.96m（ 8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+ H1/tan =0.53+0.268+0.5+1.0+0.7/tan60°=2.20m3.4 平流式
15、沉砂池（ 1）平流沉砂池长度：L设： v0.25m / s （流速要求在0.15 0.3m/s ）；t 40s （停留时间要求为 30s 60s）。则： Lvt0.254010.0m 。（ 2）水流断面积AA=1.796 m2（ 3）池总宽度：设2 格，取格宽 b1.5m ；则： B2b21.53.0m（ 4）有效水深：h2h2=1.796/3=0.598<1.2m 满足要求（5）沉砂池室所需容积：V设计 T=2d，即考虑排泥间隔天数为2 天，则每个沉砂斗容积为：v=2.216 m3（ 6）每个沉砂斗容积：设取一个分格有两个沉砂斗,则V0=0.554 m3（7）沉砂斗各部分尺寸 h1闸阀
16、H1h2h3hdB1DN200出水BL 1L2aL 2L3L图4平流式沉砂池计算草图设计斗底宽a1=0.50m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高 hd=1.0m ，则沉砂斗上口宽：a2 hda121.00.501.65mtan 601.732沉砂斗容积：Vhda2aa1a21.01.6521.650.50 0.5021.27m3O313（8）沉砂室高度：采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗，则：L2L2a102 1.65m223.35则沉泥区高度为：h3 hd 0.06L21.00.063.351.20m池总高度 H:设超高 h10.3m，则总高为Hh1h2h30.30.52
17、1.202.02m（ 9）进水渐宽部分长度：3L142.06m0.3609（ 10）出水渐窄部分长度：L3L12.06m（ 11）排砂管道本设计采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管径DN200mm3.5 平流式沉淀池设计参数：（ 1）沉淀时间选取 1.5h ；（ 2）沉淀池数量 3；（ 3）各沉淀池分格数 2；（ 4）超高选取 h1=0.3m；（ 5）缓冲层高度选取 h3=0.5m ；（ 6）表面负荷选取 q=2.0m3/(m2*h) ；（ 7）采用机械排泥；（ 8）长宽比不小于 4；（ 9）长深比在 8-12 之间；（ 10）池底纵坡在 0.01-0.02 之间选取 0.01 ；（ 11）水平
18、流速 6mm/s ；设计计算：平流式沉淀池总表面积：总表面积 A =756m2沉淀部分有效水深：有效水深h2=3m；沉淀部分有效容积：有效容积V =Qt*3600=2268m3池长：池长 L =vt*3.6=32.4m平流式沉淀池宽度：总宽度 B =22.90m每格宽度B 6=4m=B/；污泥部分所需总容积：每人每日污泥量S取 0.5L/（人 *d ）；两次清除污泥时间间隔T 取 0.4d；总容积 V=10m3；污泥高度h4=V/A=0.013m 取 0.02m；平流式沉淀池总高度：总高度 H=3.82m；3.6 AAO 曝气池：根据原始数据与基本参数，首先判断是否可采用A2/O 法。COD/
19、TN=450/35=12.8 8,BOD5/TP=200/3=66.7 20，符合条件。设计参数计算（ 1）水力停留时间 HRT 为 t=8h。（ 2） BOD 污泥负荷为 Ns=0.18 BOD5/( MLSS*d)。（ 3）回流污泥浓度为Xr=10000 /L。（ 4）污泥回流比为50%。（ 5）曝气池混合液浓度R0.5X=1 R1 0.5× Xr=× 10000=3333 /L 3.3 /m3求内回流比 RTN 去除率为TN0TN355TNe100%85. 7%TN035TN0. 85600%Rn1 0.100%1TN85曝气池容积计算（ 1）有效容积 V =Qt=1
20、512 × 8=12096m3（ 2）池有效深度H1=1.5m（ 3）曝气池有效面积V12096S总8064m23H11.5（ 4）分两组，每组有效面积S总S = 2 =4000m3（ 5）设 5 廊道曝气池，廊道宽 8m 。单组曝气池长度S4000L1100m5 b40（ 6）各段停留时间A1 A2 O=11 4剩余污泥量 W降解 BOD 产生的污泥量为151224=0.55×1× (0.18-0.02)=3200 /d内源呼吸分解泥量=0.75× 3300=2475=2./m3480.05× 12096 × 2.48=1500/d
21、不可生物降解和惰性悬浮物（NVSS）该部分占TSS约 50%，则151224=（ 0.15-0.03 ）×× 50%=2200/d1剩余污泥量 W =W1-W2+W3=3200-1500+2200=3900 /d3.7 平流式二沉池设计参数：（ 1）沉淀时间选取 1.5h ；（ 2）沉淀池数量 3；（ 3）各沉淀池分格数 2；（ 4）超高选取 h1=0.3m；（ 5）缓冲层高度选取 h3=0.5m ；（ 6）表面负荷选取 q=2.0m3/(m2*h) ；（ 7）采用机械排泥；（ 8）长宽比不小于 4；（ 9）长深比在 8-12 之间；（ 10）池底纵坡在 0.01-0.02
22、 之间选取 0.01 ；（ 11）水平流速 6mm/s ；设计计算：平流式沉淀池总表面积：总表面积 A =756m2沉淀部分有效水深：有效水深h2=3m；沉淀部分有效容积：有效容积V =Qt*3600=2268m3池长：池长 L =vt*3.6=30m平流式沉淀池宽度：总宽度 B =24m每格宽度B 6=4m=B/；污泥部分所需总容积：每人每日污泥量S取 0.5L/（人 *d ）；两次清除污泥时间间隔T 取 0.4d；总容积 V=10m3；污泥高度h4=V/A=0.013m取 0.02m；平流式沉淀池总高度：总高度 H=3.82m；3.8 计量堰设计计算本设计采用巴氏计量槽,主要部分尺寸：L1
23、0.5b1.2(m)L2=0.6mL3=0.9mB1=1.2b+0.48(m)。B2=b+0.3(m)应设计在渠道直线段上，直线段长度不小于渠道宽度的 8-10 倍，计量槽上游直线段不小于渠宽 2-3 倍，下游不小于 4-5 倍，喉宽 b 一般采用上游渠道水面宽的 1/2-1/3。H当 W 0.25-0.3 时， H10.70为自由流，大于为潜没流，矩形堰流量公式为Q M 0 bH(2gH)1/ 2其中 m0 取 0.45， H 为渠顶水深， b 为堰宽， Q 为流量。得；Q 1389L/s则 H1=0.70m,b=1m则L 1 0.5b 1.2(m) =0.5 × 1+1.2=1.
24、7mL2=0.6mL3=0.9mB1=1.2b+0.48(m)=1.2× 1+0.48=1.68mB2=b+0.3(m)=1.3mH0.450.7取 H2=0.45m，则 H10.640.7为自由流。计算简图如图：巴氏计量堰设计计算简图3.9 重力浓缩池污泥含水率高，体积大，从而对污泥的处理、利用及输送都造成困难，所以对污泥进行浓缩。重力浓缩法是利用自然的重力沉降作用，使固体中的间隙水得以分离。重力浓缩池可分为间歇式和连续式两种，我们选用间歇式重力浓缩池。如图所示：污泥浓缩池设计简图浓缩污泥量的计算XY (SaSe )QK d VX V其中， X 每日增长（排放）的挥发性污泥量（VS
25、S）， /d ；Q(Sa-Se) 每日的有机污染物降解量，/d ；Y 污泥产率，生活污水 0.5-0.65 ，城市污水 0.4-0.5；VXV-曝气池内，混合液中挥发性悬浮固体总量，XV=MLVSS；Kd衰减系数，生活污水0.05-0.1 ，城市污水0.07 左右取 Y 0.5，Kd 0.07， Sa 200mg/L ， Se 20mg/L,Q=36288m3/d ， V=12000m3, 则 : XV=f × MLSS=0.75 × 4300/1000=3.225/LX Y (SaSe ) Q K d VX V20020362880. 07120003 .2250 .51
26、000641m 3 / dQ SX剩余污泥量：fX rX r1 R X1 143008600mg / LR1QSX641150m3 / dfX r0. 758. 6采用间歇式排泥，剩余污泥量为150m3/d ，含水率P199.2 ，污泥浓度为12 / m3,含水率 P2 97。浓缩池各部分尺寸计算（ 1）浓缩池的直径采用两个圆形间歇式污泥浓缩池。有效水深h2 取 2m，浓缩时间取16h。则浓缩池面积ATQ1615050m324H242则其污泥固体负荷为：MQC150 860025.8kg / m3dA50浓缩池污泥负荷取20-30 之间，故以上设计符合要求。采用两个污泥浓缩池，则每个浓缩池面积
27、为：A0 50/2 25 则污泥池直径：4A0425D5.66m3. 14取 D=6m（ 2）、浓缩污泥体积的计算VQ( 1P1 )150 (199. 2%)40m3 / d1P2197%则排泥斗所需体积为40×16/24 26.67m3（ 3）、排泥斗计算，如图，其上口半径r2D1.5m2其下口半径为0.5，污泥斗倾角取45 度，则其高h1=1m 。则污泥斗容积V1h (r2r1r2r2 )132.7m 3 >107.5m33112（ 4）、浓缩池高度计算：H=h1+h2+h3=1+2+0.3=3.3m排泥管、进泥管采用D=300mm，排上清液管采用三跟D 100mm铸铁管。
28、浓缩池后设储泥罐一座，贮存来自除尘池的新污泥和浓缩池浓缩后的剩余活性污泥。贮存来自初沉池污泥400m3/d ，来自浓缩池污泥161.24 m3/d 。总污泥量取600 m3/d 。设计污泥停留时间为16 小时，池深取3m，超高 0.3m ，缓冲层高度0.3m。直径 6.5m。3.10 厌氧消化池（ 1）消化池的计算草图如下：厌氧消化池计算草图（ 2）初沉池污泥量计算：WQmax .24(C0C1 )100tWP0 )使用公式：(100C0 ,C1 -分别是进水与沉淀池水的悬浮物浓度30Kg / m ； P0 -污泥含水率：0 ；-污泥容重：1000Kg / m3； t -两次排泥时间间隔。则可
29、得：38831( 20020065 0 0 )100W1000( 10097)713. 06m3 / d（ 3）剩余活性污泥量经浓缩后量：W 、设活性污泥量经浓缩后含水率由99 00变为9600，则：、26138496003W100099 0253.46m/ d0厌氧消化采用中温两级厌氧消化处理，消化池停留天数为30d ，其中一级消化为20d，二级消化为10d，消化池控制温度为33 350 C ,计算温度为350 C , 新鲜污泥平均温度为 17.30 C ,日平均最低温度为150 C 。池外介质为空气时，全年平均温度为13.500 C ，冬季室外计算气温为90 C 。池外介质为土壤时，全年平
30、均温度为14.500 C ，冬季室外计算气温为 5.20 C 。则：消化池容积为：V253.46713.0619330.4m35100采用 4 座一级消化池，则每座池子的有效容积为：V0V01 V0119330.4 4832.6m344经计算可得：池子直径采用 16m；集气罩直径 d1取 2m ；池子下锥底直径 d 2取2m ；上锥体高度 h2 采用3m ；下锥体高度 h4取1m ；D 采用13m消化池柱体高度h3 应 2则消化池总高度为：Hh1h2h3h42131319m消化池各部分容积计算：V11d12 h13.14 222 6.28m3集气罩之积：44弓形部分容积：V2V2h2 (3D
31、24h12 )243.143(3222432 )24584.05m3圆形部分容积为：V3V31 D 2h343.1422 21.344939.22m3下锥体部分容积为：V412Dd 22V4Dd 2h42222313.141(11211112 )3104.41m3则消化池有效容积为：V0V0V3 V44939.22104.41 5043.63 4832.6m3，合格。二级消化池总容积：VVV 、253.46713.069665 .2m 3p10100采用两座二级消化池，且两座一级消化池串联一座二级消化池，则两座二级消化池有效V01 V 4832.6m3容积 V0 为：2二级消化池各部分尺寸同一级消化池。本设计近期使用4 座消化池，远期使用6 座消化池。各部分尺寸均相同，经校核负荷规定。3.11 储泥灌与污泥脱水机房设计计算采用带式压滤机将污泥脱水。选用两台机房按照污泥流程分为前后两部分，前部分为投配池，用泵将絮凝剂加入污泥。后面部分选用7D75 型皮带运输机两台，带宽800 毫 M。采用带式压滤机将污泥脱水，设计选用两台带式压滤机，则每台处理污泥流量为：Q1503.2m 3/