污水处理厂课程设计说明书(附计算书)(32页).doc
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1、-污水处理厂课程设计说明书(附计算书)-第 29 页目 录1工程概述1.1 设计任务与设计依据1.2 城市概况及自然条件1.3 主要设计资料2 污水处理厂设计污水量与水质确定2.2 污水处理程度的确定2.3 污水与污泥处理工艺选择处理构筑物的设计按流程顺序说明各处理构筑物设计参数的选择,介绍各处理构筑物的数量、尺寸、构造、材料及其特点,说明主要设备的型号、规格、技术性能与数量等。污水处理厂平面与高程布置泵站工艺设计3 结论与建议4 参考文献附录(设计计算书)第一部分 设计说明书第一章 工程概述设计任务、设计依据及原则设计任务 某城镇污水处理厂处理工艺设计。 排水工程 (下) (第四版),中国建
2、筑工业出版社,2000年 排水工程 (上) (第四版),中国建筑工业出版社,2000年给水排水设计手册(第二版),中国建筑工业出版社,2004年2月(第 一、五、十一册)室外排水设计规范(GB 500142006)本工程的编制原则是: a.执行国家关于环境保护的政策,符合国家的有关法规、规范及标准。 b.根据招标文件和设计进出水水质要求,选定污水处理工艺,力求技术先进成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、高效节能、经济合理,确保污水处理效果,减少工程投资及日常运行费用。 c.在污水厂征地范围内,厂区总平面布置力求在便于施工、便于安装和便于维修的前提下,使各处理构筑物尽量集中,节约用地,扩大绿化面积,
3、并留有发展余地。使厂区环境和周围环境协调一致。 d.污水处理厂的竖向布置力求工艺流程顺畅、合理,污水、污泥处理设施经一次提升后达到工艺流程要求,处理后污水自流排入排放水体。 e.单项工艺构、建筑物设计力求可靠、运行方便、实用、节能、省地、经济合理,尽量减少工程投资,降低运行成本。 f.妥善处理、处置污水处理过程中产生的栅渣、污泥,避免产生二次污染。 g.为确保工程的可靠性及有效性,提高自动化水平,降低运行费用,减少日常维护检修工作量,改善工人操作条件,本工程设备选型考虑采用国内先进、可靠、高效、运行维护管理简便的污水处理专用设备,同时,积极稳妥地引进国外先进设备。h.采用现代化技术手段,实现自
4、动化控制和管理,做到技术可靠、经济合理。i.为保证污水处理系统正常运转,供电系统需有较高的可靠性,采用双回路电源,且污水厂运行设备有足够的备用率。j.厂区建筑风格力求统一,简洁明快、美观大方,并与厂区周围景观相协调。k.积极创造一个良好的生产和生活环境,把滨湖新城污水处理厂设计成为现代化的园林式工厂。城市概况及自然条件 1该城镇范围内将建设独立、完善的污水管网收集系统,居民生活污水、单位生活污水、工矿企业的污、废水通过污水管网收集输送至污水处理厂进行集中处理。该系统服务范围内近期(2015年)规划总人口为:8+班号(1或2班) * 1.5+(本人学号最后两位/50)万人,远期(2020年)规划
5、总人口为16.8万人。 2工业废水全部经过局部处理后,在水质达到污水排入城镇下水道水质标准(CJ343-2010)后排入城市污水管网与城市生活污水合并,由污水处理厂统一处理。近期规划城镇一类工业用地面积为22。 3污水厂位于城东600m处,河流的北岸,地形平坦,地面标高为903.62m。 4城市污水处理厂的污水进水总管管径为DN1200,坡度为0.002,充满度h/D=0.60,v=1.2m/s。污水干管终点管内底标高为900.52m。5污水经处理后直接排入位于城市南边自西向东流过的河流。此河流属地表水环境质量标准(GB3838-2002)中类水域,且河流保证率95时的流量为3m3/s。河流2
6、0年一遇洪水位900.12m。6气象资料:全年平均气温8.6,极端最高气温 40。多年平均最大降雨量522.5mm,夏季主导风向:东南风。 7水文、工程地质资料:污水厂厂址区地质条件良好,地下水位标高897.40m,最大冻土深度1. 0m,地震裂度7度。 8污水处理要求根据受纳水体的使用功能确定。初沉污泥和二沉池剩余污泥经浓缩脱水后外运填埋处置。第二章 污水处理厂设计污水量与水质确定设计人口: 该系统服务范围内近期(2015年)规划总人口为:8+班号(1或2班) * 1.5+(本人学号最后两位/50)万人,远期(2020年)规划总人口为16.8万人。 近期人口:(人) 2.1.2生活污水:给水
7、排水设计手册(第二版),中国建筑工业出版社,2004年2月(第五册)中对污水量的规定如下:该城市属于二区、中小城市。 规定的综合生活用水定额为110180L/d,本工程中取180L/d。由于本地区的建筑内部给排水设施完善,因此取用水量的90%。 BOD5的范围在 2035g/(人d),此处取BOD5=30g/(人d);SS的范围在3550g/(人d), 此处取SS取40g/(人d);污水水量取给水水量的90%。 故近期生活废水总量: 远期生活废水总量: (或者在室外排水设计规范(GB50014-2006)中查表,值相同) 由水质工程学(二)典型生活污水水质参数查得:CODCr=400mg/L
8、NH3-N=30mg/L 2.1.3: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,已经达到城市污水排入下水道排放标准;工业废水中,近期规划城镇一类工业用地面积为22。单位工业用地用水量指标(万m3/(km2d))【4】工业用地类型用水量指标工业用地类型用水量指标一类工业用地三类工业用地二类工业用地近期排放量: 远期排放量: 时变化系数,取1.5 CODCr=500mg/L, SS=400mg/L, BOD5=350mg/L NH3-N=45mg/L TP=8mg/L TN=70mg/L近期规模1.7505+0.64=2.3905万m3/d,取2.4万m3/d。远期规模:
9、2.688+1.024=3.712万m3/d,取3.8万m3/d。1.5=5.3959万m3/d,取5.4万m3/d,即625L/s 2.1.4:进入污水处理厂的污水性质 根据生活污水和工业废水所占比重进行核算混合液的水质参数: 水质参数如下: CODCr=425mg/L, SS=290mg/L, BOD5=230mg/L NH3-N=34mg/L TP=mg/L TN=20mg/L。污水处理程度的确定2.2.1:纳污河流: 污水经处理后直接排入位于城市南边自西向东流过的河流。此河流属地表水环境质量标准(GB3838-2002)中类水域,且河流保证率95时的流量为3m3/s。河流20年一遇洪水
10、位900.12m。2.2.2:气象资料: 气象资料:,极端最高气温 40。多年平均最大降雨量522.5mm,夏季主导风向:东南风。 2.2.3:出水水质: 按照污水综合排放标准,城镇二级污水处理厂排入到三类水体的处理水出水水质应满足一级B排放标准,所以处理水中各物质的浓度为COD60mg/L,BOD520mg/L,SS20mg/L,NH3-N8(15)mg/L,TN20mg/L(括号外数值为水温12 时的控制指标,括号内数值为水温12时的控制指标) TP=1mg/L。2.2.4:污泥污水处理方式: 污水:根据受纳水体的使用功能确定,排入三类水体; 污泥:浓缩脱水后外运填埋处置。2.2.5:分期
11、建设: 考虑近期和远期城市发展的情况。 人口数:近期:10.94万人,远期:16.8万人。 工业用地面积:近期规划22。 2.2.6:进水水质 根据原始资料,污水处理厂进水水质见表二。表二、污水设计进水水质、出水水质标准水质指标设计进水水质(mg/L)出水水质标准(mg/L)BOD523020CODcr42560SS29020NH3-N348(15)TP1TN5520括号外数值为水温12 时的控制指标,括号内数值为水温12时的控制指标。 2.2.7、设计出水水质 出水水质要求符合: 城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002 地表水环境质量标准GB3838-2002 根据设计资料说明
12、,本设计出水排入水体为类水体,要求执行一级B标准,出水水质标准如表二所示。根据出水水质要求,污水处理厂既要求有效地去除BOD5,又要求对污水的氮、磷进行适当处理,防止河流的富营养化。 2.2.8、处理程度计算表三、各水质参数的去除率序号水质指标去除率1BOD5 2CODcr 3SS 4NH3-N 5TP6TN污水与污泥处理工艺选择、工艺流程方案的提出 由上述计算,该设计在水质处理中要求达到表三的处理效果。即要求处理工艺既能有效地去除BOD5、CODcr、SS等,又能达到脱氮除磷的效果。为达到该处理要求,现提出两种可供选择的处理工艺: 、厌氧池+氧化沟处理工艺 、CASS处理工艺 4.2、方案比
13、较 两个方案见图一和图二。两个方案的技术比较见表四。图一 厌氧池+氧化沟处理工艺流程图二 CASS处理工艺流程表四 工艺流程方案技术比较表方案一(厌氧池+氧化沟工艺)方案二(CASS处理工艺)优点: (1)、氧化沟具有独特的水力流动特点,有利于活性污泥的生物絮凝作用,而且可以将其工作区分为富氧区、缺氧区,用以进行消化和反消化作用,取得脱氮的效果。 (2)、不使用初沉池,有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度。 (3)、氧化沟只有曝气器和池中的推进器维持沟内的正常运行,电耗较小,运行费用低。 (4)、脱氮效果还能进一步提高。因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环量,要提高脱氮效果势必要增加
14、内循环量。而氧化沟的内循环量从理论上说可以是不受限制的,从而氧化沟具有较大的脱氮能力。缺点: (1)、污泥膨胀问题。当废水中的碳水化合物较多,N、P量不平衡,pH值偏低,氧化沟中的污泥负荷过高,溶解氧浓度不足,排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀。 (2)、泡沫问题 (3)、污泥上浮问题 (4)、流速不均及污泥沉积问题 (5)、氧化沟占地面积很大优点: (1)、工艺流程简单、管理方便、造价低。CASS工艺只有一个反应器,不需要二沉池,不需要污泥汇流设备,一般情况下也不需要调节池,因此要比活性污泥工艺节省基建投资30%以上,而且布置紧凑,节省用地。 (2)、处理效果好。反应器内活性污泥处于一种交替的
15、吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程中,因此处理效果好。 (3)、有较好的脱氮除磷效果。CASS工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境,并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高脱氮除磷效果。 (4)、污泥沉降性能好。CASS工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长,减少了污泥膨胀的可能。同时由于CASS工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的,因此沉淀效果更好。 (5)、CASS工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质的波动。缺点: 由于进水贯穿于整个运行周期,沉淀阶段进水在主流区底部,造成水力紊动,影响泥水分离时间,进水量受到一定限制,水力停留时间较长。 总的
16、说来,这两个方案都比较好,不仅电耗较小,而且运行费用低,都能达到要求相应的处理效果,但方案一工艺有较大的脱氮能力,电耗较小,运行费用低。所以,本设计采用方案一作为污水厂处理工艺。 第三章 污水厂构筑物设计说明污水处理构筑物的设计1、中格栅为了确保污水处理厂进水泵房及后续处理工段的正常运行,需设置粗、细格栅。进水粗格栅的栅条间隙为20mm。通常污水处理厂细格栅间隙为8一10mm,由于本工程采用改良卡罗赛的污水处理工艺,为减少进入后续生物处理构筑物的浮渣,需强化细格栅作用,因此本工程细格栅间隙为10mm。中格栅与提升泵站合建。中格栅主要用于拦截较大的颗粒悬浮物,保护水泵。运行参数:栅前槽宽 2.0
17、0m 格栅间隙数 49水头损失 0.10m 单位栅渣量13栅渣/103m3污水格栅倾角=60平面尺寸LB=mm,共分两格,每格净宽0.73m。本设计选择回转式格栅除污机,有效宽度900mm,整机功率1.5kW,安装角度60,选两台。选择螺旋压榨机,功率7.87kW。处理水经明渠进入提升泵站。2、提升泵站提升泵站用以提高污水的水位,保证污水能在整个污水处理流程过程中流过 ,从而达到污水的净化。本工程污水只经一次提升。泵站按远期规模设计,水泵机组按近期规模配置。泵站选用集水池与机器间合建式泵站。泵站尺寸LBH =10m7m 10m本设计中,查污水处理厂工艺设计手册354页可以选出适合该泵房的QW系
18、列潜污泵。所选泵的型号及参数如下: 型号:300QW900-8-37 排出口径:350mm 流量:900 m3/h 扬程:8m 转速:980 r/min 功率:37KW 效率:84.5% 重量:1150kg3、细格栅细格栅和沉砂池合建。细格栅的作用是进一步去除污水中的污染物,以免其对后续处理单元特别是氧化沟造成损害。运行参数: 栅前部分长度 0.88m 格栅倾角 60o 栅前槽宽 1.26m 格栅间隙数 49(两组) 水头损失 0.26m 每日栅渣量 3.86m3/d 平面尺寸LB=3.71m1.94m,共分两格,每格净宽0.97m。 本设计选择杭州杭氧环保设备有限公司生产的HG-700型回转
19、式格栅除污机,有效宽度700mm,整机功率1.5kW,安装角度60,选四台。选择江苏宜兴市博高环保设备有限公司的LY-400型螺旋压榨机,转速55.2rpm,输送量4m3/h,功率4kW。4、平流式沉砂池沉砂池的主要作用是去除污水中相对密度2.65、粒径0.2mm以上的砂粒,以使后面的管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。 运行参数: 沉砂池长度 12m 池总宽 3m 有效水深 0.7m 贮泥区容积 0.69m3(每个沉砂斗) 沉砂斗底宽 0.7m 斗壁与水平面倾角为 600 斗高为 0.6m 斗部上口宽 1.4m 设计2组,每组2格,每格2个沉砂斗。 平面尺寸LB=12 mm,共分两格,每格净宽1
20、.5m。 水力停留时间t=30s,清砂间隔时间T=2d。 选择南京武威康流体设备有限公司生产的型号为LSSF-355螺旋砂水分离器,功率为 。5、配水井配水井的作用是均衡的发挥各个处理构筑物运行的能力,保证各处理构筑物经济有效的运行。进水从配水井底部中心进入,经过等宽度 三角堰流入2个水斗,再由管道流入两座厌氧池和氧化沟。配水井的设计流量Q=625 。进水管管径 =1000mm,出水管管径 =600mm。配水井直径D=2000mm。6、厌氧池和氧化沟本设计采用的是卡罗塞(Carrousel)氧化沟。二级处理的主体构筑物,是活性污泥的反应器,其独特的结构使其具有脱氮除磷功能,经过氧化沟后,水质得
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