污水设计说明书

污水处理工程课程设计

计算书

院 系：环境与化学工程学院 专 业： 给水与排水工程 班 级： 学 号： 姓 名：

指导老师：

设计时间： 2015.03.10

目录

第一章 总论.................................................................................................................. 3 1.1概况..................................................................................................................... 3 1.2设计原则、设计要求......................................................................................... 4 1.3原始资料........................................................................... 错误！未定义书签。 第二章 污水处理工艺流程的确定............................................................................ 6 2.1工艺的确定......................................................................................................... 6 2.2格栅..................................................................................................................... 7 2.3沉砂池的选型..................................................................................................... 8 2.4二沉池的选型..................................................................................................... 8 第三章 污水处理构筑物的设计.................................................................................. 9 3.1设计流量的计算................................................................................................. 9 3.2格栅的设计......................................................................................................... 9 3.3沉砂池............................................................................................................... 12 3.4生物接触氧化池............................................................................................... 19 3.5二沉池............................................................................................................... 20 3.6消毒设备的计算：........................................................................................... 22 第四章 污泥处理...................................................................................................... 23 4.1 污泥浓缩池...................................................................................................... 23 4.2污泥消化池....................................................................... 错误！未定义书签。 4.3自然干化........................................................................... 错误！未定义书签。 第五章 污水厂布置.................................................................................................. 25 5.1布置说明………………………………………………………………………22 5.2高程布置…………………………………………………………………...….22 第六章 参考文献........................................................................................................ 27

2

第一章 总论

1.1基本资料

1.污水水量与水质

污水处理水量：15万m/d，变化系数：Kz=1.2。

本设计是针对南方某城市，该城市的全年平均气温14.5℃，最冷平均月气温-3.5℃，最热月平均气温32.5℃，最高温度41.9℃，最低温度-17.6℃。多年主导风向为东北风。

2.污水厂地势基本平坦，地面标高约为19.8m（采用黄海系标高）。进水管管径为1.8m，进水管管底标高为14.8m。

3.污水的主要来源：绝大多数为居民生活污水，少量为工业废水与其他污水。 4.接纳水体：X江

5.气象信息：该区域属亚热带湿润气候，气候温暖，雨量充沛。年均气温为17.1°C，全年日照时数为1853.1小时，历年无霜期258天。年平均风速为1.5m/s，全年静风约占25%，年主导风向为主导风为NE(东北)风，出现频率为20%。

a风向：项目所在地全年主导风为N-NNE-NE(北-北北东-北东)风，出现频率分别为16.39%、12.24%、14.70%，最小频率的风向出现在WNW(西北西)，其出现频率为0.66%，全年静风出现频率为24.92%。

b风速：项目所在地年平均风速为1.5m/s。9月平均风速最大，为2.0m/s，4月平均风速最小，为1.26m/s。

6.污水水质：

项目 污水水质 7.气象与水文资料

风向：多年主导风向为北东风； 气温：最冷月平均为-3.5℃； 最热月平均为32.5℃；

极端气温，最高为41.9℃，最低为-17.6℃，最大冻土深度为0.18m； 水文：降水量多年平均为每年728mm； 蒸发量多年平均为每年1210mm； 地下水水位，地面下5～6m。

3

3

CODCr（mg／L） BOD（ SS（mg／L） 氨氮（mg／L） 5mg／L）300 150 200 20

8.厂区地形

污水厂选址区域海拔标高在19.75-19.85m之间，平均地面标高为19.80m。平均地面坡度为0.30‰～0.5‰，地势为西北高，东南低。

1.2设计原则、设计要求

1.2.1设计原则：

1.处理效果稳定，出水水质好；

2.工艺先进，工艺流程尽可能简单，构筑物尽可能少，运行管理方便； 3.污泥量少，污泥性质稳定； 4.基建投资少，占地面积少。

1.2.2设计要求：

污水经二级处理后应符合以下具体要求：

《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级Ｂ标准。

表1 《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）

即出水水质满足：CODcr?60mg/L；BOD5?20mg/L；SS?20mg/L；氨氮?8mg/L。

1.2.3设计处理程度

污水达标排放的最低处理程度如下：

4

①CODcr的去除率：?(CODcr)?C1-C2C 1式中：η(CODcr)———处理程度，%； C1———进水CODcr的浓度；mg/L；

C2———处理后污水中CODcr排放的浓度mg/L。 则: η?CODCr??300?60300?80.0%

②BOD5的去除率：η(BODC1-C25)?C 1式中：η(BOD5)———处理程度，%； C1———进水BOD5的浓度，mg/L；

C2———处理后污水BOD5排放的浓度，mg/L。 则: η?BOD150?205??150?86.7%

③SS的去除率：η(SS)?C1-C2C 1式中：η(SS)———处理程度，%； C1———进水SS的浓度，mg/L；

C2———处理后污水SS排放的浓度，mg/L。 则: η(SS)?200?20200?90.0%

④氨氮的去除率：η(NH1?C23?N)?CC 1式中：η(NH3-N) ———处理程度，%； C1———进水NH3-N的浓度，mg/L；

C2———处理后污水NH3-N排放的浓度，mg/L。 则：η?NH20?83?N??20?60% 5

10.计算草图如下：

h1H1hh2h2hH2

20°B1L1H/tgaB2L2

3.3 提升泵的设计计算

提升泵的水量为Qmax?2.083m/s?7500m/h。格栅水面相对地面标高-2.7m，地面标高为19.8m，则格栅水面标高为17.10m，栅底标高为15.9m。

333.3 1设计参数

(1) 设计流量Qmax?2.083m3s

(2) 污水进水标高：17.10m；经提升后水位标高：23.5m。 (3) 采用自灌式泵房。

(4) 选择集水池与机器间合建式的方形泵站。

3.3.2 集水池

设计中取4个污水潜水泵，3用1备，则每台污水泵的设计流量为： Q?Qmax7500??2500m3/h 332500?5?208.3m3 60集水池容积采用相当于一台泵5min的容量。其有效容积V/m3为：

V?有效水深为2m，则集水池的实际面积S为：

A?V208.3??104.2m2 H2集水池平面尺寸L×B＝13m×8m 集水池池底标高为15.1m。

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3.3.3 泵的选择

取泵的自身水头损失为1.5m，水提升高度为8.4m。泵到平流式沉砂池之间的水头损失取最大值2m，则泵的扬程=1.5+8.4+2=11.9m。

单泵流量为Q?Qmax7500??2500m3/h，扬程为12-15m。选择500QW2600-15-16033表6 潜水泵型号参数 500QW2600-15-160 轴功率N/kW 2600 15 745

效率?/% 出口直径D/mm 重量/kg 潜水泵。所选潜水泵型号的主要技术参数如表6所示。

型号 流量Q/m/s 扬程H/m 转速n/r·min 3160 kW 86.05 500 3214 3.4沉砂池

沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度2.65t/m的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。

平流式沉砂池具有构造简单、处理效果好的优点，故本设计采用平流式沉砂池。

3

3.4.1设计参数

设计流量：Qmax?2.083m/s?7500m/h

设计流速：v=0.2m/s (流速介于0.15m/s～0.3m/s之间) 水力停留时间：t=50s (停留时间介于30s～60s之间)

33 3.4.2设计计算

1.沉砂池长度L：L=vt=0.2×50=10m

2.水流断面积A：A?Qmax2.083??10.42m2 v0.2 3. 池总宽度B：设计n=2格 每格宽取b=7m，则:B=nb=2×7= 14m 4.有效水深h2：h2?

12

A10.42??0.74m （介于0.25～1m之间） B14

5.贮泥区所需容积：

设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则沉砂斗容积

86400?QmaxtX186400?2.083?2?303??9m V1?

K总1051.2?106 式中：X1——城市污水沉砂量,一般采用30m/10m， K总——污水流量总变化系数1.2

每格沉砂池设两个沉砂斗，则每格沉砂斗的体积:

V?3

63

V19??2.25m3 22?2 6.沉砂斗各部分尺寸及容积：

设计斗底宽a1=0.9m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高hd=1m，则沉砂斗上口宽a：

a?沉砂斗容积：

2hd2?1?a1??0.9?2.055m

tan60?tan60?hd122V?(2a?2aa1?2a1)??(2?2.0552?2?2.055?0.9?2?0.92)?2.29m366 （大于V=2.25m，符合要求）。 7.沉砂池高度H：

采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为：

3

L2?L?2a?0.210?2?2.055?0.2??2.85m

22 沉泥区高度为：h3=hd+0.06L2 =1.0+0.06×2.85=1.17m 池总高度H ：设超高h1=0.3m，

H=h1+h2+h3=0.3+0.74+1.17=2.21m 8.校核最小流量时的流速： vmin?

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Qmax2.083??0.17m/s?0.15m/s，符合要求。 K总A1.2?10.42

9.计算草图如下：

3.5 卡罗塞尔氧化沟的设计计算

3.5.1 设计原则

(1) 有效水深5m以上。

(2) 污泥龄在25-30d，水力停留时间在18-28d，沟深一般为表面曝气机叶轮直径的1.2倍，沟宽是沟深的0.5倍。

(3) 氧化沟出水处应设置可调堰，控制调节沟内水位，调节曝气叶轮浸没深度，改变曝气机功率在充氧、搅拌和推流几方面的分配，从而达到最佳水力条件和充氧效率。

(4) 未设表曝机的转弯处需设置导流墙，改善流态，提高内侧流速，防止污泥沉淀。 (5) 主要设备：厌氧池和缺氧池内采用机械搅拌。

3.5.2 已知条件

3(1)设计流量：Qd?15万m3/d? 6250m/h?1.736m3/s

(2)进水水质： CODcr300mg／L，BOD5 150mg／L，SS 200mg／L，氨氮20mg／L (3)出水水质：CODcr≤60mg／L，BOD5≤20mg／L，SS≤20mg／L，氨氮≤8mg／L (4)设计参数：取f?MLVSS?0.7，污泥产率系数Y=0.5,混合液悬浮固体浓度（MLSS）

MLSSX=4000mg/L，混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）Xv=2800mg/L

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3.5.3 设计计算

（1）去除BOD5

①氧化沟出水溶解性BOD5的浓度S

S?Se?0.7?Se?1.42?1?e?0.23?5?

其中 Se—出水中BOD5的浓度，mg/L

即：S?20?0.7?20?1.42?1?e?0.23?5?=20-13.58=6.41mg/L

②好氧区的容积VY?cQ?S0?S?1 V1?XK

V?1?d?C? 其中 ?c—污泥龄，取30天

So—进水BOD5的浓度，mg/L K?1d—自身氧化系数，取0.05d

即：V0.5?30?150000?(150?6.41)1?2800?(1?0.05?30)?46154m3

③好氧区水利停留时间tV11 t1?Q 即:t=46154/150000=0.308d=7.4h ④日产污泥量Xc

X?Y?c?Q?S??1?K? d?C?Y—污泥产率系数，取0.5

即：X150000?(0.150?0.00641)?0.5c?1?0.05?30?4307.7kg/d（2）脱氮区（缺氧区）

①需氧化的氨氮量：

氧化沟产生的剩余污泥中含氮率为12.4%，则用于生物合成的总氮量为

N12.4%?XC?10000?Q

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13846.153V??3461.54m 每个污泥斗的容积 st

4 4.污泥区高度为

设污泥斗底部半径D2＝1.2m,上部半径D1＝3m，倾角为60度，则圆锥体高度为

h4?? V1??h4?12D1?D2?tan60?1.56m 22(D12?D1D2?D2)?3.14?1.562（3?1.2?3?1.22）?5.73m3 12 圆锥体高度：h4??D?D137-3?0.05??0.05?0.85m 22 V2??h4?12(D2?DD1?D12)?3.14?0.852（37?37?3?32）?331.18m3 12竖直段污泥部分高度：

???? h4V?V1?V23461.54?5.73?331.18??3.0m A1041.67 综合得污泥区高度：

??h4???h4????1.56?0.85?3.0?5.41m h4?h4 5.二沉池总高度：

设超高h1为0.3m，缓冲层高度h3为0.5m 则：H=h1+h2+h3+h4=0.3+3.75+0.5+5.41=9.96m 6.辐流式二沉池计算草图如下：

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3.7消毒设备的计算：

经二次沉淀池后出水流经消毒池与氯接触达到消毒效果。采用2座隔板式接触消毒池。

3.7.1设计参数

设计流量：Qmax?2.083m/s?7500m/h 水力停留时间：T=30min=0.5h

设计投氯量为?＝6.0mg/L(对二级处理水排放时，投氯量为5～10 mg/L，这里取6.0 mg/L)

33 3.7.2接触池的计算

1.接触池污水停留时间：t = 30min

则接触池容积：V = Qmax×30×60 = 2.083×30×60=3749.4m 分4座，则每座的容积为V1=V/4=937.35m 取938m 2.取池内流速v = 0.6m/s

过水面积： S?Qmax?2.083?1.74m2

4v2?0.63.消毒池面积

设水深h = 2m，则每个消毒池面积： A?3

3

3

V938??469m2 h24.廊道总宽

隔板数采用4个，则廊道总宽为：B=（4+1）b=5*8=40m

5.接触池长度L?A469??11.73m ，取12m. B403

6.复核池容：V=40×12×2=960m7.取超高1m，总高H=2+1=3m

大于938m3 满足要求

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第四章 污泥处理

4.1污泥处理构筑物设计

选用浓缩—厌氧消化—机械脱水工艺处理

4.1.1污泥产量

（1）初沉池污泥量:

QW1?100C0?Q100?250?50%?150000??625m3/d 6610(100?p)?10(100?97)C0—原污水中悬浮物浓度，mg/L

?—初次沉淀池沉淀效率，%，40%-55%

p—污泥含水率，%，一般取95%-97%

?—初沉污泥容重，kg/m3以1000kg/m3计

②二沉池污泥量 Qs?Xc fXr式中：Xc—每日增长的污泥量，kg/d；

Xr—污泥固体浓度，30kg/m（即污泥含水率97%） 则每日从二沉池中排除的剩余污泥量：

3QS?XC4307.7??205.13m3/d fXy0.7?30所以，总剩余污泥 Q?QW1?Qs?625?205.13?830.13m3/d

4.2浓缩池计算

本设计中采用辐流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，污泥泵房将污泥送至浓缩池。

取进泥含水率P1＝99.4％（即固体浓度C0=6kg/m），出泥含水率P2=97.0％（即固体浓度C0=30kg/m），

固体通量：G＝30kg/(m*d)； （1）浓缩池面积

23

2

33

A?（2）直径计算

QC0830.13?6??166.03m2 G30D?（3）深度计算 浓缩池有效水深：h1?4A??4?166.03?14.54m，取15m

3.14QT830.13?15??3.125m 24A24?166.03 T—浓缩实际，取15h

超高h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.3m，浓缩池设机械刮泥，池底坡度i=0.05，污泥斗下底直径D1=1.0m，上底直径D2=2.4m。 池底坡度造成的深度

h4?(污泥斗高度

DD2152.4?)?i?(?)?0.05?0.315m 2222h5?(浓缩池深度

D2D12.41?)?tan55?(?)?tan55?1.0m 2222H=0.3+3.125+0.3+0.315+1=5.04m

4.3厌氧消化池计算

该污泥为混合污泥，取含水率为97%，挥发性固体（VSS）含量70%，采用中温消化，去除VSS为50%。 （1）消化池有效容积

取污泥龄vc为25d

V?Qvc?830.13?25?20753.25m3 取20754m3

（2）池体设计

采用中温两级消化圆柱体型，容积比为一级：二级=2:1，则一级消化池用2座，每座6918m，二级消化池一座，容积6918m。

消化池直径取D=20m，集气罩直径D3=4m，高h4=2m，池底锥体直径D2=2m，锥角采用15o。

24

33

D?D220?3?tan15??tan15?2.28m 22D?D320?4?tan15??tan15?2.14m 上锥形高度 h3?22下锥形高度 h2?消化池柱体高度设h1=21m 体积验算： 集气罩容积 V4=上盖容积

?D324?h4=?424?2=25.13m3

V3??h3122(D2?DD3?D3)?3.14?2.14(202?20?4?42)?277.74m3

12下盖容积

V2??h2122(D2?DD2?D2)?3.14?2.28(202?20?3?32)?279.81m3

12?21?6597.34m3

33柱体容积 V1??D24?h1???2024故消化池有效容积V=25.13+277.74+279.81+6597.34=7180m 大于6918m

第五章 污水厂布置

5.1污水厂平面布置

处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在作平面布置时，应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区内平面的位置.

本设计本着按照功能，分区集中，因地制宜，节约用地的原则，同时考虑物料运输、施工要求以及远期扩建等因素来安排布置的。将办公楼、宿舍楼、食堂等建筑物组合为一区，即生活区，靠近大门，以方便出入；考虑到安全因素，生活区布置在生产区的上风向，且尽量不穿越生产区。

污水厂厂区主要车行道宽6～8m，次要车行道3～4m，一般人行道1～3m，道路两旁应留出绿化带及适当间距。

绿地由草地、绿篱、花坛、树木配合构成，面积大的可以在中间设建筑小品和人行走道形成小型花园。在建筑物的前坪，道路交出口的附近都设绿地。在建筑物或构筑物与道路之

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