60万td城市污水的处理设计.docx
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60万td城市污水的处理设计
目录
一、粗格栅。
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二、提升泵房。
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三、曝气沉砂池。
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四、初次沉淀池。
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五、A²O工艺。
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六、二沉池。
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七、接触池。
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八、污泥浓缩池。
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1.设计参数。
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2.计算过程。
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3.排泥泵房。
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九、脱水设备。
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十、费用计算。
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十一、平面图
十二、高程计算及高程图。
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十三、参考文献。
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一、粗格栅
取674取10个格栅
采用机械格栅清渣
选GL-3000型高链式格栅:
格栅间隙40mm,安装角度60°-70°,运动速度2.8m/min,有效宽度3430mm
二、提升泵房
根据高程图选FS型泵:
80FS-24,转速2900r/min,扬程24m,流量54m³/h,效率70%,进口管直径80mm,出口管直径65mm,允许吸上高度6m
三、曝气沉砂池
1池子总有效容积
V=Qmaxxtx60=10.417x2x60=1250.04m³
2水池断面面积
A=Qmax/v1=10.417/0.1=104.17
3池子总宽度
B=A/h2=104.17/3=34.72m
取n=8,每个池子宽度b=34.72/8=4.34,宽深比b/h2=1.45,满足要求
4池长
L=V/A=1250.04/104.17=12m
5每小时所需空气量
q=dQmax=0.2x10.417x3600=7500.24
6沉砂斗容积
V=10.417x2x30x86400/1.5x1000000=36m³设每一分格有2个沉砂斗,共有16个沉砂斗,每个沉砂斗容积v0=36/16=2.3
7沉砂斗上口宽
a=2h3/tan55°+a1,a=1,h3=0.9,a=1+2x0.9/tan55°=2.26
8沉砂斗容积核算
v0=h3(2a²+2aa1+2a1²)=2.51(略大于2.3,符合要求)
9沉砂室高度
本设计采用重力排砂,设池底坡度为0.05,坡向砂斗
L2=(L-2a-0.2)/2=3.64m
10沉砂池总高度
H=h1+h2+h3,h1=0.3mH=0.3+3+1.12=4.42m
⑾砂水分离器的选择
清除沉砂的间隔时间为2d,根据该工程的排砂量,选用一台螺旋砂水分离器,该设备的主要技术性能参数为①进入砂水分离器的流量为1-3L/S②容积为0.6m3③进水管直径为100mm④出水管直径为100mm⑤配套功率为0.25kw
四、初次沉淀池
1沉淀池表面积
A=Qmax/24nq=900000/24x15x25=1000m²D=√4X1000/π=35.68≈35.7
2每天污泥量
V=SNT/1000N=0.5X3.0X1000000X4/1000X15X24=16.7m³
3污泥斗容积
h5=(r1-r2)tanα=(1.8-0.8)tan60°=1.73m
v1=πh5(r1²+r1r2+r2²)/3=9.64m³
h4=(R-r1)i=(17.85-1.8)x0.05=0.8025m
4池底可贮存污泥体积
V2=πh4(R²+r1R+r1²)/3=297.5m³
共可贮存体积为v1+v2=9.64+297.5=307.14>16.7(可见池内有足够容积)
5沉淀池总高度
H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3+0.5+0.8025+1.73=6.33m
6沉淀池周边高度
h1+h2+h3=3.8m
7径深比校核
D/h2=35.7/3=11.9(合格)
⑧选型
进水管:
螺旋缝自动埋弧焊接钢管外径813mm,壁厚6.3mm
出水管:
热轧无缝钢管外径159mm,壁厚4.5mm
排泥管:
热轧无缝钢管外径325mm,壁厚12mm
鼓风机:
三叶型罗茨型鼓风机,型号为3L13XD,转速2950r/min,进口流量3.16m³/min,轴功率2.37kw,整机质量126kg
五、A2O工艺
1.设计参数
水质
含量(mg/L)
COD
BOD5
TSS
TP
TN
NH3-N
进水水质
300
150
200
3
35
25
出水水质(国标)
≤60
≤20
≤20
≤1
≤20
≤15
2.污泥负荷Ns=0.13kgBOD5(kg/MLSS*d),回流比R=1
Xr=106/SVI,SVI∈(100,150),取SVI=150,则Xr=100000/150=6666.7mg/L
混合液悬浮固体浓度X=R/(1+R)×Xr =1/(1+1)×6666.7=3333.3mg/L
TN去除率ηTN=(TNo-TNe)/TNo=(35-15)/35=57.11%
混合液回流比R内=ηTN/(1-ηTN)=0.5711/(1-0.5711)=133.15%∈(100,300)
3.反应池容积
取变化系数1.5,则Qmax=600000×1.5=900000t/d
反应池容积V=(Q×So)/(N×X)=(900000×150)/(0.13×3333.3)=311541.6m3
停留时间t=V/Q=311541.6/900000=0.346d=0.346×24=8.304h∈(8,11)
取厌氧池:
缺氧池:
好氧池=1:
1:
4
(1)则各段水力停留时间tR厌=tR缺=1/6×8.304=1.384h
tR好=4/6×8.304=5.536h
(2)各段面积V厌=V缺=1/6×311541.6=51923.6m3
V好=4/6×311541.6m3=207694.4m3
(3)校核N-P
①好氧段=(Q×TNo)/(X×V好)=(900000×35)/(3333.3×207694.4)=0.0455<0.05,符合要求。
②厌氧段=(Q×Tp)/(X×V厌)=(900000×3)/(3333.3×51923.6)=0.0156<0.06,符合要求。
(4)反应池面积
①取15组反应池,则单池反应体积V=311541.6/15=20769.4m3
②取水深6m,则单池反应面积S=20769.4/6=3461.57m2
每组反应池采用6组廊道,第一廊道为厌氧段,第二廊道为缺氧段,后四道廊道为好氧段,每道廊道宽取8m,
则廊道长L=S/bn=3461.57/(6×8)=72.11m,取L=72.2m
*校核:
b/h=8/6=1.33∈(1,2)L/b=72.2/8=9.025∈(5,10)
取超高为0.5m,则反应池总高H=6+0.5=6.5m
(5)剩余污泥量
W=aQ平Sr-bVXv+LrQ平×50%,a∈﹙0.5,0.7﹚,取a=0.6
b∈(0.05,0.1),取b=0.05,Sr=150-20=130mg/L=0.13kg/L
Lr=200-20=180mg/L=0.18kg/L代入公式得:
W=0.6×900000×0.13-0.05×311541.6×6.6667+0.18×900000×50%
=47352kg/d
六、二沉池
1.沉淀池表面积
Qmax=600000×1.5=900000t/d=10.42m³/s,q∈(0.5,1.5),取q=1.5沉淀池表面积F=(Qmax×3600)/q=(10.42×3600)/1.5=25008㎡
2.池径
设10座二沉池,采用辐流式沉淀池,则有
单池沉淀池面积F′=25008/10=2500.8㎡
池径D=(4F′/π)½=[(4×2500.8)/π]½=50.01m,
取D=50.1m
3.有效水深h2=q×t=1.5×3=4.5mt∈(1.5,3),取t=3
4.有效容积V=¼πD²×h=3.14×50.1²/4×4.5=8866.6m³
5.设坡落差i=0.05,h4=i[(D/2)-2]=0.05×[(50.1/2)-2]=1.175m
Ho=h2+h3+h5=4.5+0.5+0.5=5m
D/Ho=50.1/5≈10∈(6,12),符合要求。
七、接触池
1.接触池单池体积(消毒时间一般采用30min)
V=Qt=10.42/15×30×60=1249.2m³
2.单池表面积F=V/h2,取h2=2.5m
则F=1249.2/2.5=499.68m
3.廊道池长
设采用3廊道的池子,廊道单宽5m,廊道总长L′=499.68/5=99.936m
4.池长
接触池采用3廊道,则接触池池长L=99.936/3=33.312m,取34m
5.校核
L′/B=99.936/5=19.987>10,符合要求。
6.消毒剂的选择:
液氯,一般投加量为5~10mg/L,设取为8mg/L,
每日加氯量q=q0×Q×86400/1000=8×10.42/15×86400/1000=480.1536kg/d
八、污泥浓缩池
本设计采用四座带有刮泥机及搅动栅的圆形辐流式的重力浓缩池
1.设计参数
混合污泥含水率一般为98~99.5%
P1=99%
混合污泥固体负荷宜采用25~80kg/(m2·d)
M=27kg/(m2·d)
浓缩后污泥含水率宜为97~98%
P2=97%
浓缩停留时间不宜小于12h,不超过24h
T=16h
有效水深
H1>3m
定期排泥间隔
8h
污泥固体浓度
C=6kg/m3
2.计算过程
1)浓缩池面积:
初沉池污泥量16.7×15=250.5m3/d
二沉池697.9m3/d
总泥量Q总=250.5+697.9=948.4m3/d
则单池泥量Q=Q总/4=237.1m3/d
浓缩池面积A=QC/M=237.1×6/27=52.7m2
采用4个污泥浓缩池
浓缩池直径D=√(4A/Π)=8.1m
2)浓缩池的工作部分高度
h1=TQ/24A=3.0m
3)超高h2取0.3m
4)缓冲层高度h3取.3m
5)有效水深H1=h1+h2+h3=3.6m>3m
6)浓缩后污泥体积V2=Q(1-P1)/(1-P2)
7)污泥斗上底直径2200mm,下底直径1200mm
污泥斗高度h5=(D1/2-D2/2)tan55°=0.72m
8)池底坡度造成的深度
辐流浓缩池采用中心驱动刮泥机,池底需做成5%的坡度,刮泥机连续转动将污泥推入污泥斗。
h4=D×i/2=8.1×0.05/2=0.20m
9)污泥池总深度H=H1+h4+h5=3.6+0.72+0.20=4.52m
3)排泥泵房
1.设计说明
二沉池产生的剩余活性污泥及其它处理构筑物排出污泥由地下管道自流入集泥井,污泥浓缩池中,剩余污泥泵(地下式)将其提升至脱水间.
处理厂设一座剩余污泥泵房。
-
2.设计选型
(1)污泥泵扬程:
辐流式浓缩池最高泥位(相对地面为)-0.98m,剩余污泥泵房最低泥位为2m,则污泥泵静扬程为H0=2-(-0.98)=2.98m,污泥输送管道压力损失为
4.0m,自由水头为1.0m,则污泥泵所需扬程为H=H0+4+1=7.98m。
(2)污泥泵选型:
选两台,1用1备,单泵流量Q>9.88m3/h。
选用1PN污泥泵,
Q=7.2-16m3/h,H=12-14m,N=3kw
(3)剩余污泥泵房:
占地面积L×B=4m×3.5m,集泥井占地面积
浓缩污泥输送至泵房
剩余污泥经浓缩处理后用泵输送至脱水间处理.
泵房平面尺寸L×B=4m×3.5m
九、污泥脱水设备
污水经浓缩池处理后污泥的含水率为97%左右,体积很大。
因此为了便于综合利用和最终处置,需对污泥作脱水处理,使其含水率降至60~80%,从而大大缩小污泥的体积。
脱水后污泥量
Q=Q0(100-P1)/(100-P2)
M=Q(1-P2)×1000
式中Q-脱水后污泥量(m3/d)
Q0-脱水前污泥量
P1-脱水前污泥含水率(%)
P2-脱水后污泥含水率(%)
M-脱水后污泥重量(kg/d)
设计中取=77.9×4=311.6m3/d
Q=311.6×(100-97)/(100-75)=37.4m3/d
M=37.4×(1-75%)×1000=9350kg/d
污泥脱水后形成泥饼用小车运走,分离液返回处理系统前端进行处理。
污泥脱水机房设一屋,工作周期定位8h。
设计中共采用2台带式压滤机,其中1用1备,型号为DYQ-1000B型,处理污泥能力为3-5m3/h。
十、费用计算
城市污水处理工程(60万m3/d),总估算见表。
总估算表(万元)
序号
工程或费用名称
估算价值
技术经济指标
建筑工程费
安装工程费
设备购置费
其他费用
合计
1
格栅间及提升泵房
856.6
337.5
1615.3
2809.5
2
沉砂池
721.3
287.2
1296.9
2305.4
3
初沉池配水井
78.1
8.3
86.4
4
初沉池
5404.5
302.4
1746.6
7453.5
5
生物处理池
12804.6
7863.0
1001.9
21669.5
6
二沉池配水井
78.1
8.3
86.4
7
二沉池
7536.7
498.4
2240.8
10275.9
8
污泥回流泵房
360.5
169.2
488.4
1018.1
9
消毒间
383.1
312.2
1326.0
2021.3
10
接触池
1211.3
169.0
114.0
1494.3
11
鼓风机房
838.1
475.9
1649.6
2963.5
12
污泥浓缩池
371.4
147.4
574.2
1093.0
13
污泥储池
151.1
12.5
48.0
211.6
14
污泥消化池
5539.8
233.1
896.5
6669.4
15
污泥脱水间
521.3
358.6
2240.8
3120.7
16
处理厂电气
450.3
2416.9
2867.2
17
处理厂仪表及自控
672.2
5170.6
5842.8
18
综合楼
1152.0
1152.0
19
检测中心
737.0
737.0
20
变电所
132.0
132.0
21
职工宿舍
535.5
535.5
22
活动中心
513.0
513.0
23
食堂
237.5
237.5
24
机修间
212.5
212.5
25
仓库
504.0
504.0
26
车库
598.5
598.5
27
锅炉房
285.0
78.4
593.8
957.2
28
门卫
36.0
36.0
29
化验设备
1600.0
1600.0
30
机修设备
850.0
850.0
31
汽车
730.0
730.0
32
电力外线
1664.5
1664.5
33
通讯工程
91.2
62.2
153.4
34
厂区平面
6329.4
8831.9
15161.3
第一部分费用小计
97762.9
1
建设单位管理费
1075.4
2
职工培训费
122.4
3
办公及家具购置费
68.0
4
征地费
4769.5
5
联合试运转
228.3
6
施工监理费
1173.2
7
招标工作费用
488.8
8
工程保险费
439.9
9
勘测费
488.8
10
设计费
5433.9
11
预算费
543.4
12
前期工作费用
416.3
第二部分费用小计
15247.9
1
预备费
11301.1
2
建设期贷款利息
3887.5
3
铺底流动资金
591.5
合计
128790.9
十二、高程计算
各处理构筑物高程表
构筑物名称
水面标高(m)
池底标高(m)
进水管
-3.93
-4.41
厌氧池
2.02
-1.98
溢流堰
6.00
-1.85
二沉池
0.60
-4.53
接触池
-0.67
-2.97
沉砂池
3.26
2.10
十三、参考文献
1、崔玉川,《城市污水厂处理设施设计计算》,化学工业出版社,2011
2、韩洪军,杜茂安《水处理工程设计及计算实例》,中国建筑工业出版社,2006
3、杜茂安,《水处理工程设计计算》,中国建筑工业出版社,2006
4、宋业林,《水处理设备实用手册》,中国石化出版社,2004
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