万吨污水处理厂设计计算

万吨污水处理厂设计计

算

TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08-

目录

第一章．设计概述 (4)

1.1工程概述 (4)

1.2原始资料 (4)

1.2.1气象资料 (4)

1.2.2排水现状 (5)

1.3设计要求 (5)

1.4设计成果 (5)

第二章．处理工艺方案选择 (6)

2.1工艺方案选择原则 (6)

2.2工艺比较 (6)

2.3工艺流程 (7)

2.4 主要构筑物的选择 (8)

2.4.1 格栅 (8)

2.4.2沉砂池 (8)

2.4.3初沉池 (8)

2.4.4生物化反应池 (9)

2.4.5二沉池 (10)

2.4.6浓缩池 (11)

第三章.污水构筑物设计计算 (12)

3.1进水管道设计 (12)

3.2粗格栅 (12)

3.2.1设计说明 (12)

3.2.2设计计算 (13)

3.3细格栅 (15)

3.3.1设计说明 (15)

3.3.2设计计算 (16)

3.4污水提升泵房 (18)

3.4.1设计计算 (18)

3.5平流式沉砂池 (19)

3.5.1 沉砂池的长度 (19)

3.5.2 过水断面的面积 (19)

3.5.3 沉砂池宽度 (19)

3.5.4沉砂池所需容积 (20)

3.5.5每个沉砂斗所需的容积 (20)

3.5.6沉砂斗的各部分尺寸 (20)

3.5.7沉砂斗的实际容积 (21)

3.5.8沉砂室高度 (21)

3.5.9 验算最小流速 (21)

3.5.10 进水渠道 (22)

3.5.11 出水管道 (22)

3.5.12 排砂管道 (23)

3.6 辐流式初沉池 (23)

3.6.1设计说明 (23)

3.6.2设计计算 (24)

3.7生化池 (29)

3.7.1设计说明 (29)

3.7.2反应池容积 (31)

3.7.3 进出水系统 (32)

3.7.4其他管道设计 (34)

3.7.5剩余污泥量 (34)

3.7.6曝气系统工艺计算 (35)

3.8辐流式二沉池 (38)

3.8.1设计说明 (38)

3.8.2设计计算 (39)

3.9液氯消毒 (43)

3.9.1设计说明 (43)

3.9.2加氯设计计算 (43)

3.9.3平流式消毒接触池 (43)

3.10 计量堰 (45)

3.10.1计量设备选择 (45)

3.10.2巴氏计量槽设计 (45)

第四章污泥构筑物设计计算 (49)

4.1 污泥浓缩池设计 (49)

4.1.1 污泥量计算 (49)

4.1.2污泥浓缩池设计 (51)

4.1.3浓缩污泥提升泵房 (55)

4.2 贮泥池设计 (56)

4.2.1 贮泥池设计进泥量 (56)

4.2.2 贮泥池容积 (56)

4.2.3 贮泥池高度 (57)

4.2.4管道部分 (58)

4.3 消化池设计 (58)

4.4污泥脱水 (58)

4.4.1脱水污泥量计算 (58)

4.4.2脱水机的选择 (59)

4.5污泥脱水间 (60)

4.5.1设计说明 (60)

4.6鼓风机房 (60)

第五章污水处理厂总体布置 (61)

5.1 平面布置及总平面图 (61)

5.1.1 平面布置的一般原则 (61)

5.1.2 厂区平面布置形式 (62)

5.1.3污水厂平面布置的具体内容 (62)

5.1.4各构筑物单元的平面布置 (62)

5.1.5管渠和渠道的平面布置 (62)

5.2高程布置 (64)

5.2.1高程布置原则 (64)

5.2.2污水处理构筑物高程布置 (64)

5.2.3污泥处理构筑物高程布置 (65)

第一章．设计概述

1.1工程概述

某城镇位于青海西宁地区，是青海省东北部以日月山以东同仁县以北的黄河、湟水流域，总面积35000平方公里，占全省总面积的4.8%。

本区人口占全省总人口73%。该镇规划期为十年（2012-2022），设计水量近期为33万吨/日，拟建一城镇污水处理厂，处理全城镇污水。现规划建设一城市污水处理厂，设计规模为429000吨/ 日，设计人口为230万人口，污水处理厂排放标准为中华人民共和国国家标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）中一级标准的A标准,主要原水水质与排放控制指标如

表 1-1 （mg/L）

1.2原始资料

1.2.1气象资料

1、气温：气温全年平均气温为5.7o C,最高气温为33.5o C，最低气温为-26.6o C，冬季平均气温-15.1 o C。

2、降雨量：河湟地区中部年降水量可达300～600毫米，夏季降雨占全年的70%。而西、北、南三面的山地区因受地形的影响，年降水量高达500～700毫米。

3、冰冻线134cm。

4、主要风向：常年主导风向为西北风和东南风,夏季为西北风。

1.2.2排水现状

1、城镇主干道下均敷设排污管、雨水管，雨污分流。

2、排放水体：

污水处理厂厂址位于城镇西北角，厂区地面标高以零为基准。该水体为全镇生活与灌溉水源，镇规划确保其水质不低于一级A类水标准。

1.3设计要求

1、工艺选择要求技术先进，在处理出水达到排放要求的基础上，鼓励采用新技术。

2、充分考虑污水处理与中水回用相结合，

3、除磷脱氮是工艺选择中关键之一，方案设计中必须全面考虑。

4、工程造价是工程经济比较的基础，控制工程总造价是中小城镇生活污水处理的关键技术之一。

5、工程运行管理方便，处理成本低。

1.4设计成果

1、完整方案说明书一份

2、工艺计算书一份

3、工艺图纸若干：

（1）、平面图一张。

（2）、高程图一张。

第二章．处理工艺方案选择

2.1工艺方案选择原则

作为乡镇基础设施的重要组成部分和水污染控制的关键环节，乡镇污水处理厂工程的建设和运行意义重大。由于乡镇污水处理厂的建设和运行不但耗资较大，而且受多种因素的制约和影响，其中处理工艺方案的优化选择对确保处理厂的运行性能和降低费用最为关键，因此有必要根据确定的标准和一般原则，从整体优化的观念出发，结合设计规模、污水水质特性以及当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的处理工艺方案，经全面技术经济比较后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。在污水处理厂工艺方案确定中，将遵循以下原则：

（1）技术成熟，处理效果稳定，保证出水水质达到国家规定的排放要求。

（2）基建投资和运行费用低，以尽可能少的投入取得尽可能多的效

益。

（3）运行管理方便，运转灵活，并可根据不同的进水水质和出水水质要求调整运行方式和工艺参数，最大限度的发挥处理装置和处埋构筑物的处理能力。

（4）选定工艺的技术及设备先进、可靠。

（5）便于实现工艺过程的自动控制，提高管理水平，降低劳动强度和人工费用。

本工程要求的污水处理程度较高，对污水处理工艺选择应十分慎重。本方案设计的污水处理工艺选择针对该城镇污水量和污水水质以及经济条件考虑适应力强、调节灵活、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟先进工艺。下面将对各种工艺的特点进行论述，以便选择切实可行的方案。

2.2工艺比较

1、根据西宁城市本身气候特点，即位于西北方，故不适宜用氧化沟方案，因为氧化沟一般建于室外，西宁地区冬季平均气温-15.1 o C，易结冰，难于操作。

2、根据西宁城市水质特点，其总氮和总磷的含量较高，且水量较大，故考虑选择A2/O工艺。它是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。该工艺处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%~95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。

根据《厌氧-缺氧-好氧活性污泥法污水处理工程技术规范》（HJ576-2010）

表 2-1

综上，在不考虑经济基础上，选择A2/O工艺。

2.3工艺流程

二沉池污泥

图2-3 工艺流程图

2.4 主要构筑物的选择

2.4.1 格栅

格栅是一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留雨水、生活污水和工业废水中较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮等，起净化水质，保护水泵的作用，同时也减轻后续处理构筑物的处理负荷，使之正常运行。

格栅可以根据格栅条的净间隙不同而分为粗格栅、中格栅以及细格栅，分别用于截留不同粒径的杂物而设计，也可以根据栅渣量的大小二选择不同的清渣方式，可采用人工清渣或机械清渣。

本设计采用粗格栅和细隔栅进行隔渣，分别设置在污水泵房前后,以去除不同大小的废渣,由于栅渣量较大，采用机械清渣方式。

2.4.2沉砂池

沉沙池的功能是去除相对密度较大的无机颗粒（如泥沙、煤渣等，他们的相对密度约为 2.65），沉沙池一般设置于泵站、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可以设置于沉淀池前，以减轻沉淀池负

荷及消除颗粒对污泥厌氧消化处理的影响。常用的沉沙池有平流沉沙池、曝气沉沙池等。

由于本设计中西宁城市靠近黄河、湟水流域，其含沙量较高，且污水流量较高，为了便于清砂，沉沙池设于泵站后。为了达到较好的除磷效果，不采用曝气沉沙池。本设计沉砂池采用平流式沉砂池(分两组设2池)，采用气提排砂，在排砂之前有一气洗过程，这使得排出的砂含有机物较少，有利于污水的后续生物处理及泥砂的处置。

2.4.3初沉池

初沉池是作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面。处理的对象是悬浮物质（SS约可去除40%～60％），同时也可去除

部分BOD

5（约占总BOD

5

的20％～30％，主要是非溶解性BOD），以改善生

物处理构筑物的运行条件并降低其BOD负荷。初沉池按池内水流方向的不同，可分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池。

由于本设计中水流量较大，水厂为中型规模水厂，采用运行可靠，管理简单的辐流式沉淀池，该池排泥设备已定型化。

2.4.4生物化反应池

A2/O工艺是Anaorobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧－缺氧－

好氧生物脱氮除磷工艺的简称，A2/O工艺于70年代由美国专家在厌氧－好氧除磷工艺（A/O）的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能，可以针对现今污水特点（水体富营养化）进行有效处理。

该工艺在厌氧－好氧除磷工艺（A/O）中加入缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以达到硝化脱氮的目的。

A2/O工艺流程图如图2-4所示：

图2-4 A2/O工艺流程图

在厌氧池中，原污水及同步进入的从二沉池的混合液回流的含磷污泥的注入，本段主要功能为释放磷，使污水中P的浓度升高，溶解性有机物

被微生物细胞吸收而使污水中BOD浓度下降；另外，NH

3

-－N，因细胞的合

成而被去除一部分，使污水中NH

3-－N浓度下降，但NO

3

-－N含量没有变

化。

在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液带

入的大量NO

3-－N和NO

2

-－N还原为N

2

释放至空气，因此BOD

5

浓度下降，