2万吨城市污水处理厂全套设计排水设计说明书要点.docx
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2万吨城市污水处理厂全套设计排水设计说明书要点
第一章原始资料分析
1.1城市概况
该城市地处东南沿海,北回归线横贯市区中部,该市在经济发展的同时,城市基础设施的建设未能与经济协调发展,城市的污水处理率仅仅为30%,大量的污水未经处理直接排入河流,使该城市的生态环境受到严重的破坏。
为了建设良好优美的现代化城市,必须把环境问题处理好,筹建该城市的污水处理厂已经迫在眉睫了。
该市人口17万人,规划10年后发展到24万人。
该市是一个以轻工业、冶金、家电、外贸为主题的新兴现代化城市。
1.2自然条件
该市具有中低山、丘陵、盆地和平原等多种地貌类型,地势西北高,东南低;历年最高气温38oC,最低气温4oC,年平均温度为24oC,常年主导风向为南风;该市内河流最高洪水位+2.5米,最低水位-0.5米,平均水位为+0.5米,地下水位为离地面2.0米,厂区内设计地面标高为+5.0米
1.3污水量
1.3.1生活污水量
该市地处亚热带,夏季气候炎热,由于气候和生活习惯,该市在国内一向排水量较高的,据统计和预测,该市近期水量210L/人﹒d。
远期水量260L/人﹒d。
1.3.2工业污水量
市内工企业的生活污水和生产污水总量2.0万m3/d
1.3.3污水总量
市政公共设施及未预见污水量以4%计,总污水量为生活污水量、工业污水量及市政公共设施与未预见水量的总和。
1.4污水水质
进水水量:
生活污水BOD5为130mg/L;SS为180mg/L;
工业废水BOD5为190mg/L;SS为200mg/L;
出水水质:
BOD5≤20mg/L,SS≤20mg/L。
混合污水温度:
夏季28OC,冬季10OC,平均温度20OC。
1.5工程设计规模
污水处理厂的设计规模主要按远期需要考虑,以便预留空地以备城市的发展。
1.6方案选择
1.6.1工艺的确定
由于该污水处理只需去除BOD5与SS,不考虑脱氮与除磷方面,
所以选择两个比较好的方案.
方案一.传统活性污泥法,其流程为:
污水→中格栅→提升泵房→细格栅→沉砂池→初沉池→曝气池→二沉池→接触池→处理水排放
方案二.厌氧池+氧化沟,其流程为:
污水→中格栅→提升泵房→细格栅→沉砂池→厌氧池→氧化沟→二沉池→接触池→处理水排放
1.6.1.1工艺流程方案的比较和选择
传统活性污泥法
氧化沟
优点:
1.有机物经历了第一阶段的吸附和第二阶段的代谢的完整过程,活性污泥也历了一个从池道端的对数增长,经减速增长到池末端的内源呼吸的完全生长周期
2.在池首端和前段混合液中的溶解氧浓度较低
3.效果好,BOD除率达90%以上
缺点:
1.曝气池首端有机污染物负荷高,耗氧速度也高
2.暴气池溶积大,基建费用高.
3.供氧与需氧不平衡
4.对进水水质,水量变化的适应性较低,动行效果易受水质,水量变化的影响
优点:
1.可考虑不设初沉池,有机性悬浮物在氧化化沟内能太到好氧稳定的程度
2.可考虑不单敲边鼓二次沉淀池,可少去污泥回流装置.
3.BOD负荷低
缺点:
1.占地面积较大
两个方案都能达到处理水质的要求,BOD5,SS去除都能达到出水水质,工艺都是比较简单的,在技术上都是可行的.
最终选择厌氧池+氧化沟处理工艺是因为:
氧化沟是活性污泥系统的新工艺,与传统活性污法比较,期暴气系具有以下各项效益:
1.对水温水质,水量的变动有较强的适应性2.污污龄一般可达15-30d,为传统活性污泥系统的3-6倍.可以存活,繁殖世代时间长,增殖速度慢的微生物,如硝化菌,在氧化沟内可能产生硝化反应.如运行得当能够具有反硝化脱氮的效应.3.污泥产率低,且已达到稳定的程度,不需要再进行肖化处理.这一点可以少了硝化池,在运行费用方面又可以省下一部份。
在与技术上经济上的造价以及运行费用的综合比较,厌氧池+氧化沟处理工艺是最终的选择.
1.6.1.2二沉池的比较和选择
类型
优点
缺点
适用条件
平流式
处理水量可大可少,有效沉淀区大,沉淀效果好,对水量水质变化适应性强,造价低,平面布置紧凑
占地面积大,排泥因难(人工排泥),工作繁杂,机械刮泥易锈,配水不均
地下水位高,施工困难地区,适用流动性差比重大的污泥,不能用静水压力排泥,污水量不限
辐流式
处理水量较为经济,排泥设备己定型系列化,运行稳定,管理方便结构受力条件好
排泥设备复杂,需具有较高的运行管理水平,施工严格
适用处理水量大,地下水位较高的地区及工程地质条件差的地区
经上面的图表,可以看出,平流式与辐流式沉淀池都是可选的.平流式沉淀池对水质冲击变化效果好,但占在面积大,排泥因难,要人工排泥,所以不是太好.虽然辐流式沉淀池排泥设备复杂,需具有较高的运行管理水平,施工严格,但是这些问题对于这个发展型的城市来说,这点问题并不是太大,管理水平可以请技术高的人才来管理,设施工.并且看到了它的优点处理水量较为经济,排泥设备己定型系列化,运行稳定,管理方便结构受力条件好.所以选择辐流式沉淀池作为二沉池是好的选择.
第二章污水水量与水质计算
2.1设计参数
=20-35(人.d)近期水量:
210g/(人.d)
SS=35-50g/(人.d)远期水量:
260g/(人.d)
近期人数:
17万人远期人数:
2420万人
进水水质:
生活污水
工业废水
出水水质:
2.2远近期污水总量的设计计算
每天的生活污水量
近期:
远期:
工业污水量=市内工企业的生活污水+生产污水=1.5
公共设施及未预见的污水量占总量的4%
污水总量=生活污水量+工业污水量+市政公共设施几未预见污水总量
近期Q
远期
设计污水量
2.3水质的确定
生活污水的水质
近期
远期
综合上面远近期的浓度.近期比远期高,所以取近期浓度考虑去除。
故取
2.4平均与平均(按近期算)
2.4.1
、:
分别为生活污水量与工业废水量,L/d
、:
分别为生活污水与工业废水的,mg/L
2.4.2
、:
分别为生活污水量与工业废水量,L/d
、 :
分别为生活污水与工业废水的SS,mg/L
2.5和SS的去除率
2.5.1去除率
2.5.2SS去除率
第三章附属构筑物的设计与计算
3.1泵前中格栅
泵前中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物,以减轻后续处理构筑物的负荷,用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物,并保证后续处理设施能正常运行的装置。
3.1.1设计参数
设计流量Q=10.59m3/d(用远期的考虑)
栅前流速v1=0.8/s,过栅流速v2=0.9m/s
栅条宽度s=0.01m,格栅间隙e=30mm
栅前部分长度0.5m,格栅倾角α=60°
单位栅渣量ω1=0.05m3栅渣/污水
3.1.2设计计算
确定格栅前水深
根据最优水力断面公式得
栅前槽宽
栅前水深
栅条间隙数n
栅槽有效宽度B=s(n-1)+en=0.01(49-1)+0.03×49=1.95m
进水渠道渐宽部分长度其中α1为进水渠展开角为
栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
过栅水头损失(h1)
因栅条边为矩形截面,取k=3,则
其中:
=β(s/e)4/3
h0:
计算水头损失
k:
系数,格栅受污物堵塞后,水头损失增加倍数,取k=3
ε:
阻力系数,与栅条断面形状有关,当为矩形断面时β=2.42
栅后槽总高度(H)
取栅前渠道超高h2=0.3m
栅前槽总高度:
=0.88+0.3=1.18m
栅后槽总高度:
=0.88+0.06+0.3=1.24m
格栅总长度L
L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tanα
=0.27+0.14+0.5+1.0+1.18/tan60
=2.59m
每日栅渣量W
(取=1.25)
宜采用机械清渣.
计算草图如下:
(中格栅计算草图)
3.2污水提升泵房
提升泵房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。
2.2.1设计参数
设计流量:
Q=1226L/s,按远期流量设计
2.2.2.泵房设计计算
该市人口20几万,属于中小城市,污水量适中。
而且污水处理工艺采用传统曝气活性污泥处理,污水处理系统简单,所以污水只需一次提升。
污水经提升后入平流沉砂池,然后自流通过初沉池、曝气池、二沉池及接触池,最后由出水管道排入河道。
污水提升前水位-5.9m(既泵站吸水池最底水位),提升后水位2.69m(即细格栅前水面标高)。
所以,提升净扬程Z=2.69-(-5.9)=8.59m
水泵水头损失取2m
从而需水泵扬程H=Z+h=10.59m
采用MN系列污水泵(30MN-33B)该泵提升流量4800m3/h,扬程10.6m,转速415r/min,功率153.96Kw,效率90%。
占地面积为π52=78.54m2,即为圆形泵房D=10m,高12m,泵房为半地下式,地下埋深7m,水泵为自灌式。
泵房草图
3.3泵后细格栅
细格栅用以截留水中的较小的悬浮物或漂浮物,以减轻后续处理构筑物的负荷,保证后续处理设施能正常运行的装置。
3.3.1设计参数
设计流量Q=1.226m3/s(用远期的考虑)
栅前流速v1=0.8m/s,过栅流速v2=0.9m/s
栅条宽度s=0.01m,格栅间隙e=10mm
栅前部分长度0.5m,格栅倾角α=60°
单位栅渣量ω1=0.10m3栅渣/污水
3.3.2设计计算
确定格栅前水深
根据最优水力断面公式得
栅前槽宽
栅前水深
栅条间隙数n
设计三组格栅,每组格栅间隙数n=48条
栅槽总宽度B=s(n-1)+en=0.01×(48-1)+0.01×48=0.96m
则栅槽总宽度(考虑栅槽隔壁厚0.2m)B=3+0.2×2=3×0.96+0.2×2=3.28m
进水渠道渐宽部分长度(其中α1为进水渠展开角为)
栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
过栅水头损失(h1)
因栅条边为矩形截面,取k=3,则
其中:
=β(s/e)4/3
h0:
计算水头损失
k:
系数,格栅受污物堵塞后,水头损失增加倍数,取k=3
ε:
阻力系数,与栅条断面形状有关,当为矩形断面时β=2.42
栅后槽总高度(H)
取栅前渠道超高h2=0.3m
栅前槽总高度:
=0.88+0.3=1.18m
栅后槽总高度:
=0.88+0.26+0.3=1.44m
格栅总长度LL=L1+L2+0.5+1.0+H1/tanα=2.10+1.05+0.5+1.0+1.175/tan60°=5.33m
每日栅渣量W(取=1.25)采用机械清渣.
计算草图如下:
(细格栅计算草图)
3.4沉砂池
沉砂池的作用是从污水中将比重较大的颗粒去除,其工作原理是以重力分离为基础,故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉,而有机悬浮颗粒则随水流带起立。
本设计采用平流式沉砂池
3.4.1设计参数
设计流量:
Q=1226L/s(远期)Q=840L/s(近期)(近期2组,远期增加1组)
设计流速:
v=0.30m/s水力停留时间:
t=30s
3.4.2设计计算
3.4.2.1沉砂池长度:
L=vt=0.3×30=9m
3.4.2.2水流断面积:
A=Q/v=0.42/0.3=1.4m2
3.4.2.3池总宽度:
B=nb=2×1.2=2.4m设计n=2格每格宽取b=1.2m>0.6m
3.4.2.4有效水深:
设h2=A/B=1.4/2.4=0.58m(介于0.25~1m之间)
3.4.2.5贮泥区所需容积
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