污水处理厂设计方案

第一章绪论

1．1基础资料

风向:多年主导风向为东南风；

水文：降水量多年平均为每年237０ｍm,蒸发量多年平均为每年1800ｍ

m, 地下水水位为地下６～７m

年平均水温:20摄氏度

1. 2水质水量特点

水质特点：COD≤３50mg/l,ＢOD5≤200mg/l，SS≤２00mg/ｌ，氨氮≤

４5mｇ/l，磷≤6mg/ｌ，PH:6-9

水量特点：每人每天平均用水量:120l／ｄ

总人数:1500０0

每天平均用水量：1．８×107l/ｄ

总变化系数:１.５

每天最大用水量：(1.8×１0７)×1.5 l/d＝2．7×107ｌ/d 1. 3 处理后的出水水质标准:出水水质应符合《城镇污水处理厂污染物排放标

准》

第二章总体设计

2.1设计方案的选择与设计:

污水——粗格栅——集水提升泵房——细格栅——旋流沉沙池—

—CASS——二沉池——消毒池——出水

污泥：污泥浓缩池——脱水

2.２根据原水水质及出水标准：

SS的去处率：(２00-20)／２00×100% =9０%

ＢOD5的去处率:出水的BOＤ５有可生物降解的BOD5和随出水漂走的浮固体所占BＯD5

随出水漂走的浮固体所占BOD５的计算：

悬浮固体中可生物降解部分:２0×0.６5mg／l=13mg／可生物降解悬浮固体最终:BOD L=1３×1.4２mｇ／l=18.46mg/l

可生物降解悬浮固体ＢOＤL换算为::BOD５=１8.46×０．68m

ｇ／ｌ=12.5５mｇ/ｌ

出水中可生物降解的:BOD５=２0-１2.５5mg／l＝7．45mg/l

的去处率:(200-7.4５）／200×１００％=96.3%

则BＯD

５

格栅：用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物

沉砂池：用来去除污水中泥沙，煤渣等相对密度较大的无机颗粒 选择区:释放磷

兼性区:进一步促进磷的释放和反硝化作用 主反应区:主要的生化反应区

消毒池：去除出水中的细菌和病毒 浓缩池：减少污泥体积

第三章 工艺流程的计算

污水的设计流量为:Q m ａx = ２．7×１07ｌ／d ＝0．3１2ｍ3/s １.粗格栅的计算：设栅前水深h=0.4ｍ 过栅流速ｖ=0.8m

栅条间隙b ＝50mm 格栅安装倾角60=α° 栅条间隙数:8

.04.005.060

sin 312.0sin max

???=

?=

bhv

n Q

α

＝18．1

取ｎ=１9 a)栅槽宽度：（取栅条宽度Ｓ=0.0１m)

Ｂ=Ｓ(n －１)＋ｂ×n=0．０1×(19-１)＋0.05×１9=1．1３ｍ

ｂ)栅槽总长度：取进水渠宽度B 1=1.0m 则进水渠的水流速度为v １

=

4

.00.1312

.01

max

?=

h

B Q ｍ／s=０．78m ／s

取渐宽部分展开角

α

1

=20°,则进水渠道渐宽部分长为：

20tan 20

.113.120

tan 211-=

-=

B l B ｍ=０．１8m

栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：

m 09.02

18.0212===l l 取栅前渠道超高ｈ2＝0.3ｍ，则栅前槽高为:H 1=ｈ＋h 2=0.7m

则栅槽总长度为： L=l 1+l 2+１.0+0．5+α

tan H

1

＝0.1８+0.09+1．0+0.5+

60

tan 7

.0m=2.１７ｍ

ｃ)过栅水头损失：

栅条为矩形断面，取=β2．42,g=9．81m/s ２

阻力系数为:）（e s /34β

ε==2.42×）（05

.001.0/3

4=０.1２ 计算水头损失为:h 0

＝=???=60sin 81

.9242.2sin 28.0v 2

2

αβg ｍ

取K=3,则过栅水头损失为：h １＝kh ０=3×0.0３4ｍ＝0.１02m

d)栅槽总高度:

H=h+h 1+h 2＝0．4＋0.3+0.１０2m=0.８02m e)每日栅渣量：粗格栅取W 1＝０.0１ W==???=?1005.18640001.0312.0100

86400K 1

max

总

W Q 1.8m 3

/d ＞０.2 m 3

／d

粗格栅水力计算简图

所以采用机械清渣

2.细格栅的计算:设栅前水深h=0.4ｍ 过栅流速v=0.８m

栅条间隙b ＝1０m ｍ 格栅安装倾角60=α°

栅条间隙数：8

.04.001.060

sin 312.0sin max

???=

?=

bhv

n Q

α

=90．１

取n=91

a ）栅槽宽度：(取栅条宽度S ＝0.０１m ）

Ｂ=S(n －１）+b*n=0．01×(9１-1)＋0.01×９1＝１.8１m ｂ)栅槽总长度:取进水渠宽度B 1＝1.2m 则进水渠的水流速度为

v 1=

4

.02.1312

.01

max

?=

h

B Q m ／s=０.65m ／s

取渐宽部分展开角α

1

=2０°，则进水渠道渐宽部分长为：

20

tan 22

.181.120

tan 211-=

-=

B l B =０.84ｍ

栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：

m 42.02

84.0212===l l 取栅前渠道超高h ２＝0.3m ，则栅前槽高为：Ｈ1=h+h 2＝０.7m

则栅槽总长度为:

L=l 1+ｌ2＋1.0+０.５+

α

tan H

1

=0.８

４+0.42+1.0+０.５

+

60

tan 7

.0m=3.16m c)过栅水头损失: 栅条为矩形断面，取=β２.42,g=9．81m/s ２

阻力系数为:）（e s /34βε==2.4２×）（01

.001.0/3

4＝2.４2 计算水头损失为：h ０

==???=60sin 81

.9242.2sin 28.0v 2

2

αβg 0.068ｍ

取K=3，则过栅水头损失为:h 1=ｋｈ0＝３×0.0６8m ＝0.20m

d)栅槽总高度：

H=h ＋h 1＋h ２=0.4+0.3+０．２m=0.９ｍ e)每日栅渣量：细格栅取Ｗ１=0.09

Ｗ==???=?1005.18640009.0312.0100

86400K 1max

总

W Q 16.2m

３

/d ＞0.2 m 3/d

所以采用机械清渣

细格栅水力计算简图

3.格栅集水

设计流量Ｑma ｘ=0.3１２ｍ3/s=18.７２ ｍ3／mi ｎ 集水池有效容积V=１8.72×１5m 3=２8０.８ m 3

设集水池有效水深h ,=3m 则集水池断面面积为Ｓ,=28０.8 m 3÷3m ＝93.6m 2

设集水池断面为正方形，则边长为a ,=6.93m=９.7m

泵房高度ｈ，,=4.2m 则泵房体积V ，，=

S ，×h ，,=93.6×４.2m 3=393.12ｍ3

由资料可知:地面标高为１５５.00m,进水管底标高为151.75m 管径D ＝500ｍm

栅前水深h ＝0.4m ，△Ｈ=1５5.00－15０.8ｍ＝４.2m

△V ＝４.２×9３.6ｍ3=3９3．12m 3

4.沉砂池的计算（旋流沉砂池——钟式沉砂池）

型号 流量（l/ｓ）

A B C D Ｅ F Ｇ Ｈ Ｊ K L 3００ ３1２ 3.０５ 1.0 0.610 1.２00 0.３0 1.55 ０.45 ０.３ 0.４5 0．８

1．35

钟式沉沙池各部分尺寸

5.ＣA ＳS 池计算

B ＯD 5的去处率：(200-７.45）/２00×100%=96.3% 1.S 负荷率N s f ＝0.65 k 2=0．020 ＳS 负荷率N s =

963

.065

.045.702.02

??=

η

fk s e kgBOD 5／(k ｇMLS

Ｓ.d)

=0.10kgBOD 5／（k ｇＭLSS.ｄ）

2.CASS 池容积

设计流量Q max ＝０.3１２m ３/s=２6９56.8 m 3／ｄ 取X=4kg/ｍ3＝4000mg/l

则C ＡSS 池容积为V ：

=??-?=??-?65

.0400010.0)

45.7200(8.26956)(0f X N s s Q S e 1９９6３.6 m 3

式中:s e ——进入CAS Ｓ池有机物的浓度，m ｇ/ｌ ｓ０——ＣA ＳS 池排放有机物的浓度,ｍg ／l X ——混合液污泥的浓度，mg ／l,一般将X 控制在２.５——４.0 k

ｇ／ｍ3

3.CASS 池各部分容积组成及最高水位)(3211V V V n V ++?= H=321H H H ++

设ＣASS 池的个数为ｎ1=10,池内最高水位H ＝5，一个运行

周期为T c =4h,则一日内循环周期n 2＝6424

=

单池面积Ａ＝

10

56

.199631?=?n H V =３99.３ｍ2 取池宽B=8.5m 则1<

H

B

＝1.7<２ 则池长L=４6.９8m,则4<5

.898

.46=B L =５.５<6满足要求

验证:L ×Ｂ=46.9８ H 1=8．5＝399.3 m 2=A

3.199610

6.199633.199655.898.461===

=??=??n V H B L m 3

则池内水位至滗水器排放最低水位之间的高度为： H １=

m A n n Q 3

.3996108

.2695621??==1．１３m 查生活污水ＢOD ——污泥负荷率与污泥指数（ＳV Ｉ)值的关系图得

知:N s =0.１0kgB ＯD 5／(kgMLSS.d),SV Ｉ为1０0，则滗水结束时泥面高度为：

H 3＝H ×Ｘ×SV Ｉ×1０-3=5×4×100×10－3＝2m

滗水水面和泥面之间的安全距离为：H 2=H-（Ｈ1+H ３）=5-(1.1３＋

2)=1．８７m

CASS 池的总高度：H 0=H ＋0.5＝５+0.５=5.5m(０.5为超高） 变动容积为:V 1=A ×Ｈ１=39９.3×1.13 m 3＝451.２ m ３

安全容积为:V 2=A ×H 2=39９.3×1．87 m ３＝7４６.7 ｍ3 污泥沉淀浓缩容积：V 3＝A ×Ｈ3＝3９９.3×２ ｍ3＝798.6m ３

满足)(3211V V V n V ++?==１0×(451.2+74６.7+７９8.6)=１9663 m 3

式中：V —CASS 总有效容积, ｍ3

V 1—变动容积,即池内最高设计水位至氵笔水后最低水位之间的容积, m 3 V 2—安全容积，即氵笔水水位和泥面之间的容积,m ３

Ｖ3-－污泥沉淀浓缩容积,即活性污泥最高泥面至池底的容积,m 3 H —池内最高液面，一般为3-5ｍ Ｈ0—C ＡSS 总高，ｍ

H 1－-池内最高设计水位至氵笔水后最低水位之间的高度,m Ｈ2--氵笔水水位和泥面之间的高度,m H 3--氵笔水结束时泥面高度,m

ｎ１—C ＡSS 池子的个数，这里为1０ n 2—一日内循环周期数,这里为4次

预反应区计算：Ｌ1==?=98.4623

1

231L ２．0４m

选择器容积计算：污泥回流比为０．2,选择器的容积为主反应区的６%，

则选择器的长度Ｌo ＝０.0６×46.98=2.8２ｍ

隔墙底部连通空口尺寸：

取孔口数ｎ3=4，孔口流速u=30m/h,则隔墙底部连通口尺寸为: 22

11231168.03013.104.25.830

410248.2695624m u H BL u n n Q A =??+???=+=

空口高取０．68m,宽度取１m

曝气时间的确定:

需氧量计算：取a ,＝0．45，b ，=0.15，单位换算１ ｋg/ｍ３=１０00m

ｇ/l,则需氧量为O 2=a ，Q （s ｏ-ｓe )+ b ,V Ｘ=０.45×269５6．8×(100045.7200-)+０．1５×１996３.3×4=14313.８ｋｇ／d ＝５9

６.4kg/h

式中:O 2——混合液需氧量

ａ，——微生物对氧化分解过程的需氧量，即微生物每代谢1kgBOD

所需的氧气量，ｋg,生活污水为0．42—０．５3

ｂ，——活性污泥微生物自身氧化的需氧量,每千克活性污泥每

天自身氧化的需氧量，kg,生活污水为0．11——0.１88 标准条件下脱氧清水充氧计算：

微孔曝气头装在距池底0.3ｍ处,淹没水深H=4.7m ，其绝对压力

为：

Ｐb =P+9.８×103H=1．0１３×103＋9．8×10３×4．7=1．47×1０３ P a 微孔曝气头的氧转移效率E Ａ为2０%,气泡离开水面时的含氧量为:

%5.17)

2.01(2179)

2.01(21)1(2179)1(21=-?+-?=-?+-?=

a a t E E Q

年平均水温为20℃，清水氧饱和度查表得C Ｓ(20）=9.1７mg/Ｌ，则ＣA ＳS 池内的溶解氧饱和度的平均值为：

()L mg O P C C t b s sb /35.10425.1710066.21047.117.94210066.255520=???? ??+???=??? ??

+?= 标准条件下,转移到曝气池内混合液的总氧量为：

()

()[]()

()h

kg C pC RC R sb S /46.8211

235.10195.085.017

.94.596024.1202020200=?-????=

-=

-βα

式中：R ０—水温2０℃,气压1.01３*105P a 时,转移到曝气池内混合液的总需氧量,k ｇ/ｈ;

R —在实际条件下，转移到曝气池内混合液的总需氧量,ｋg/h; C S(20)-- 2０℃时,氧在清水中的饱和度，查表得9．１7mg/Ｌ; α—污水中杂质影响修正系数，取0.8５ β—污水含盐影响修正系数,取0.9５; p —气压修正系数,这里为1

C —混合液溶解氧浓度,取２mg/L; Ｔ—设计水温,本设计水温为2０℃

Ｃｓb （T)—设计水温条件下C ＡSS 池内曝气时溶解氧饱和度的平均值,mg/Ｌ

C s （Ｔ)-- 设计水温条件下氧在清水中的饱和溶解度,mg/Ｌ P b —空气扩散装置出口处的绝对压力，P a H--空气扩散装置的安装深度,m O t —气泡离开水面时的含氧率,%

E A -－空气扩散装置的氧转移效率,%,可由设备本身查得。 供气量计算:

min /18.228/04.136912

.03.046

.8213.0330m h m E R G A ==?=?=

最大气水比=1３69１.04*24/2６956.8=12.１9 鼓风机及鼓风机室的设置

选用RD －150罗茨鼓风机3台，二用一备,其转速为１450r/min,长度为1.５m ，宽度为0．５８m ，三台鼓风机并排排放,鼓风机之间的距离取0．8m,鼓风机距墙面的距离取1.2m,则鼓风机室的平面尺寸为： 长度:Ｌ＝０.5８*3+0.8*２＋1．2*2=5.7４m 宽度:B ＝1.5+1．２*２=3．9ｍ a) 曝气器的布置:

曝气器均匀布置在主反应区,布置10列，5５排,则1０座池子共布置5500个。

每个曝气器的服务面积＝A/(10*55)=39９.3/550=0.73m 2／个 满足曝气器服务面积０.３－0.７５ m ２/个 b) 污泥产量计算:

剩余生物污泥量为:Y 取0.6,K d =0.06

△X V f VX k Q s s Y v d e --=)(0＝ ０．6×(200-7．４５）÷１０00×269５6.8－0．06×19963.６×0.65＝2３３5.74k ｇ/d 剩余非生物污泥为： △Ｘs =Q （１-ff ｂ)×

=-??-?=-1000

20

200)7.065.01(8.2695610000e C C 26４４．４6k ｇ／ｄ

剩余污泥总量:△Ｘ=△ＸV ＋△X s =2335．74+2644.46＝49８0.2k ｇ/ｄ 污泥回流量的计算:

污泥回流比R=20%,则污泥回流量为Q R =Q Ｒ=26９５6．８×0．2 ｍ３

＝5391.36 m

３

采用污泥泵使污泥回流到选择器 单个ＣA ＳS 池如下

6.污泥浓缩池的计算（气浮浓缩池）:

剩余污泥总量为： △X=4980.2kg/ｄ=4.980t/d ，取剩余污泥含水率为９

9．5％，则剩余污泥含泥浓度为0．5%,则剩余污泥流量为:

Q=04.9961005.0980

.41005.0=?=??X m 3/d

设计两座气浮池，则每座流量Ｑ=9９6.04/2ｍ3/d =49８.0２m 3/d=20.75m ３

/h<100m 3／h

采用矩形气浮池，以下均按每座气浮池进行计算。 a)?气浮浓缩池的面积： 污泥负荷取80ｋg/（m2·d)，污泥密度为1００0kg ／ｍ3，含水率为９9．５%，

()213.3180

%5.991100002.498m A =-??=

设L/B=4