3万吨污水厂设计t

第1章 总论

1.1给水处理课程设计任务及要求 1.1.1设计题目

某城市日处理水量3万m3污水处理厂工艺设计

1.1.2 基本资料 1、污水水量、水质 （1）设计规模

设计日平均污水流量Q=30000m3/d； 设计最大小时流量Qmax=1500m3/h （2）进水水质

污水水质：CODCr450mg/L，BOD5200mg/L，SS250mg/L，氨氮15mg/L。2、污水处理要求

污水经一级处理后应符合以下具体要求：

CODCr≤260mg/L，BOD5≤150mg/L，SS≤125mg/L，氨氮不变 污水经二级处理后应符合以下具体要求：

CODCr≤70mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤30mg/L，氨氮≤5mg/L。

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3、处理工艺流程

污水拟采用传统活性污泥法工艺处理，具体流程如下：

污水 格栅间 污水泵房 沉沙池 配水井 初沉池 曝气池 二沉池 混合池 配水井

回流泵

辐流接触池 出水

4、气象资料

风向：多年主导风向为东北风；

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。

5、污水排水接纳河流资料：

污水厂选址区域海拔标高在64～66m之间，平均地面标高为64.5m。平均地面坡度0.3‰～0.5‰，地势为西北高，东南低。厂区征地面积为东西长380m，南北长280m。

场地坐标： X 0.00 380.00 0.00 380.00 Y 0.00 0.00 280.00 280.00 来水方位：X：100.00 Y: 50.00

管内底标高：57.21米；管径D＝180mm；充满度h/D=0.7 接纳水体：位于厂区西边，最高水位：56.08m

1.1.3 设计任务

1、 总体要求

（1） 在设计过程中，要发挥独立思考独立工作的能力；

（2） 本课程设计的重点训练，是污水处理主要构筑物的设计计算和总体布置。

（3） 课程设计不要求对设计方案作比较，处理构筑物选型说明，按其技术特征加以说明。 （4） 设计计算说明书，应内容完整（包括计算草图），简明扼要，文句通顺，字迹端正。设计图纸应按标准绘制，内容完整，主次分明。 2、 设计要点

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（1） 污水处理设施设计一般规定

① 该市排水系统为合流制，基本资料里为平均流量，污水流量总变化系数取1.2，截留雨季污水经初沉池可直接排入水体。 ② 处理构筑物流量：曝气池之前，各种构筑物按最大日最大时流量设计；曝气池之后（包括曝气池），构筑物按平均日平均时流量设计。 ③ 处理设备设计流量：各种设备选型计算时，按最大日最大时流量设计。 ④ 管渠设计流量：按最大日最大时流量设计。 ⑤ 各处理构筑物不应小于2组（个或格），且按并开设计。 （2） 格栅

① 型式：平面型，倾斜安装机械格栅。

② 城市排水系统为暗管系统，且有中途泵站，仅在泵前格栅间设计中格栅。 ③ 格栅过栅流速不宜小于0.6m/s，不宜大于1.5 m/s。

④ 格栅水深应与入厂污水管规格（DN1800mm）相适应， 一般取管径0.7倍。 ⑤ 格栅尺寸计算的参数选择宜选中间值。

⑥ 具体参数确定和计算参见《环保设备设计与应用》相关章节。 （3） 沉砂池

① 型式：平流式，建议选用曝气沉淀池。 ② 水力停留时间宜选50s。

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③ 沉砂量可选0.03～0.1L/m，贮砂时间为2d，宜重力排砂。 ④ 贮砂斗不宜太深，应与排砂方法要求、总体高程布置相适应。 ⑤ 最小流量取平均流量的0.75。 （4） 初沉池

① 型式：平流式。

② 除原污水外，还有浓缩池、消化池及脱水机房上清液进入。

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③ 表面负荷可选2.0～3.0m/（m·h），沉淀时间1.5～2.0h，SS去除率50％～60％。 ④ 排泥方式：机械刮泥，静压排泥。

⑤ 沉淀池贮泥时间应与排泥方式适应，静压排泥时贮泥时间为2d。 ⑥ 污泥斗容积参考沉砂池中计算公式 ⑦ 对进出水整流措施作说明。 （5） 曝气池

① 型式：传统活性污泥法采用推流式鼓风曝气。

② 曝气池进水配水点除起端外，沿流长方向距池起点1/2～3/4池长以内可增加2～3个配水点。

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③ 曝气池污泥负荷宜选0.3kgBOD5/（kgMLSS·d），再按计算法校核。

④ 污泥回流比R30%~80%，在计算污泥回流设施及二沉池贮泥量时，R取最大值。 ⑤ SVI值选120～150mi/g，污泥浓度可计算确定，但不宜大于3500mg/L。

⑥ 曝气池深度应结合总体高程、选用的曝气扩散器及鼓风机、地质条件确定。多点进水时可稍长些，一般控制L≤5～8B。 ⑦ 曝气池应布置并计算空气管，并确定所需供风的风量和风压。 （6） 二沉池

① 型式：中心进水，周边出水，辐流式二沉池。

② 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。

③ 计算中心进水管，应考虑回流污泥，且R取大值。中心进水管水流速度可选0.2～0.5m/s，配水窗水流流速可选0.5～0.8m/s。 ④ 贮泥所需容积按《排水工程》（下）相关公式计算。 ⑤ 说明进出水配水设施。 （7） 平面布置

① 平面布置原则参考《水污染控制工程》第二十一章，课程设计时重点考虑厂区功能区划、处理构筑物布置、构筑物之间及构筑物与管渠之间的

关系。

② 厂区平面布置时，除处理工艺管道之外，还应有空气管，自来水管与超越管，管道之间及其与构筑物，道路之间应有适当间距。 ③ 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。

④ 污泥处理按污泥来源及性质确定，本课程设计选用浓缩－厌氧消化－机械脱水工艺处理，但不做设计。污泥处理部分场地面积预留，可相当于

污水处理部分占地面积的20％～30％。

⑤ 污水厂厂区适当规划设计机房（水泵、风机、剩余污泥、回流污泥、变配电用房）、办公（行政、技术、中控用房）、机修及仓库等辅助建筑。

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⑥ 厂区总面积控制在（280×380）m以内，比例1：1000。图面参考《给水排水制图标准》GBJ106－87，重点表达构（建）筑物外形及其连接

管渠，内部构造及管渠不表达。 （8） 高程布置

高程布置的主要任务是通过计算水头损失确定主要控制点的标高，使污水能够沿流程在各处理构筑物之间通畅地流动。 水头损失主要由三部分组成，即构筑物本身、连接管和计量设备的水头损失。 ① 高程布置原则及计算过程示意图参考《水污染控制工程》第二十一章。 ② 构筑物本身水头损失参考《水污染控制工程》表21-4。 ③ 连接管水头损失根据以下公式或参见《排水工程》（下）。 h?h1?h2??iL???v22g

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h1—— 沿程水头损失，m； h2—— 局部水头损失，m；

i —— 单位管长的水头损失，根据流量、管径和流速等查阅《水污染控制工程》（上） L —— 连接管段长度，m；

ξ —— 局部阻力系数，查《给水排水设计手册1）；

g ——重力加速度，m/s2

； v —— 连接管中流速，m/s。

④ i的参考选取值：入水干管 0.001；管到初沉池 0.0035；管到曝气池 0.008；管到二沉池 0.002；出水干沟⑤ 局部损失取沿程损失的10～20％。 ⑥ 计量设备的水头损失按0.2m计算。

高程布置图横向和纵向比例一般不相等，横向比例可选1：1000左右，纵向1：500左右

1、确定污水处理厂的工艺流程，对处理构筑物选型做说明；

2、对主要处理设施（格栅、沉砂池、初沉池、污泥浓缩池）进行工艺计算（附必要的计算草图）； 3、按扩初标准，画出平面布置图，内容包括表示出处理厂的范围，全部处理构筑物及辅助建筑物、主要 管线的布置、主干道及处理构筑物发展的可能性；

4、按扩初标准，画出高程布置图，表示出原污水、各处理构筑物的高程关系、水位高度以及处理出水的 出厂方式；

5、按扩初标准，画出主要处理构筑物的平面剖面构造图； 6、编写设计说明书、计算书。 1.1.4 设计成果

1、设计计算说明书一份；

2、设计图纸：平面和高程布置图、构筑物平剖面。

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0.007。

式中：W1---栅渣量(m3/103m3污水) ,格栅间隙为20mm时 W1=0.05-0.10取0.07

Kz---生活污水流量变化系数1.2

代入数值W=

86400?0.41667?0.071000?1.2=2.10m3/d

W〉0.2 m3/d，所以宜采用机械清渣 9、选型

根据所计算的格栅宽度和长度，参考平面格栅的基本尺寸选择格栅为PGA-1500?3000-20，清渣采用固定式清渣机清渣。机械格栅不易少于2台，如为1台，应设人工清除格栅备用，为防止格栅事故，一般要设旁通管，设计中取1台机械格栅。

第4章 沉砂池

目前，应用较多的陈沙迟池型有平流沉砂池、曝气沉砂池和钟式沉砂池。本设计中选用平流沉砂池，它具有颗粒效果较好、工作稳定、构造简单、排沙较方便等优点。 4.1平流沉砂池的设计计算

已知参数 Qmax=0.41667m3/s 停留时间t取50s。 1、长度 设v=0.23m/s

则L?vt?0.23?50?11.5m 2、水流断面积

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A?Qmaxv?0.416670.23?1.812m2

3、池总宽度

设n=2格，每格宽b=1.2m

B?nb?2?1.2?2.4m

4、有效水深

h2?AB?1.8122.4?0.76m

5、沉砂斗所需容积

设T=2d，沉沙量X取0.06L/m3

V?QmaxTX?86400KZ?103?3.60m3

6、每个沉砂斗容积 设每一分格有2个沉砂斗 V?3.602?2?0.90m3

7、沉砂斗各部分尺寸

设斗底宽a1=0.5m,斗壁与水平面的倾角为55o，斗高h3’=0.50m

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沉砂斗上口宽：a? 沉砂斗容积：

V0?h36'2h3tg55'??a1?2?0.50tg55??0.5?1.2m

(2a2?2aa1?2a1)?20.506(2?1.2?2?1.2?0.5?2?0.5)?0.38m

2238、沉砂室高度

采用重力排砂，设池底坡度为0.02，坡向砂斗。 l2?L?2a?0.22'?11.5?2?1.2?0.22

?4.45m

h3?h3?0.02?4.45?0.59m9、池总高度 设超高h1=0.3m

H?h1?h2?h3?0.3?0.76?0.59?1.65m

10、核算最小流速vmin,最小流量取平均流量的0.75，则Amin=1.13㎡。

vmin?0.3472?1.13＝0.154m/s?0.15m/s (符合要求)

沉砂池底部的沉砂通过吸砂泵，送至砂水分力气，脱水后的清洁砂砾外运，分离出来的水回流至泵房吸水井。

第5章 初次沉淀池

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初沉池的作用室对污水仲密度大的固体悬浮物进行沉淀分离。 选型：平流式沉淀池

排泥方式：机械刮泥，静压排泥。

设计参数：

321、池子总面积A，表明负荷取q?2.5m/(m?h)

A?Qmax?3600q?0.41667?36002.5?600.0m2

2、沉淀部分有效水深h2，沉淀时间取t=1.6h

h2?qt?2.5?1.6＝4m

3、沉淀部分有效容积V’

V'?Qmax?t?3600?0.41667?1.6?3600?2400.0m3

4、池长L

L?vt?3.6?4?1.6?3.6?23.0m

5、池子总宽度B

B?A/L?600.0/23.0?26.1m

6、池子个数，宽度取b＝5 m

n?B/b?26.1/5?5

7、校核长宽比

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Lb?235?4.6?4 (符合要求)

8、污泥部分所需总容积V 已知进水SS浓度c0=250mg/L

出水SS的去除率50%~60%，取出水SS浓度c=125mg/L

设污泥含水率97％，两次排泥时间间隔T=2d，污泥容重r?1t/m3

V?Qmax(c0?c)?24?T?1001000r(100??0)＝0.41667?(250?125)?86400?2?100(100?97)?106?300.0m3

9、每格池污泥所需容积V’

V'?300/5?60m3

10、污泥斗容积V1，

h''4?b?b12?tg60?5?0.52?1.73?3.89m3

3V1?13?h''4?(b?bb1?b1)?223.893?(25?5?0.5?0.25)?33.2m

11、 污泥斗以上梯形部分污泥容积V2

L1?23?0.5?0.3?23.8m

L2?5m

h4'?(23?5)?0.01?0.18m

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/qaud.html