小型污水处理站设计计算任务书.docx

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小型污水处理站设计计算任务书

小型污水处理站设计计算任务书

1总论

1.1设计任务和容

水处理工程课程设计的目的在于加深理解所学专业知识，培养运用所学专业知识的能力，学会城市污水处理厂和水厂工艺设计一般步骤和方法，锻炼独立设计、计算、绘图工程设计图纸的能力。

针对设计书所给选题，完成设计计算说明书和设计图。

设计深度一般为初步设计的深

度。

1.1.1污水处理工程设计根底要求：

1、工艺流程的选择确定

水处理工艺流程的选择应根据原水水质与处理后排放水要求到达的水质之间的差距、处理规模、水处理试验资料、处理厂地区有关的具体条件等因素综合分析，进行合理的工艺组合。

要说清楚工艺原理和选择思路。

1.1.2说明书中的计算主要包括以下几个方面

〔1〕污水流量及水质计算

根据所给原水水质、水量情况，计算污水厂要处理的污水中污染物的平均浓度、最高

浓度，污水平均流量、最大流量。

〔2〕处理程度的计算与确定

根据国家或地方废水排放标准、污水厂周围环境状况和水体水质要求、排入水体的自净能力计算确定污水厂允许排放的废水最高污染物浓度。

〔3〕构筑物的计算

参考课本或查阅相关资料中的各构筑物的设计计算方法，选取适宜的池型、设计工艺参数，计算确定各构筑物的数量和结构尺寸。

（4〕连接管〔沟〕道的水力计算和各构筑物的地面相对高程计算

（5〕附属配套设备的选型计算

1.1.3设计容

〔1〕对工艺构筑物选型作说明；

（2）主要处理设施〔格栅初沉池生物接触氧化池二沉池〕的工艺说明；

（3）主要设备〔初沉池生物接触氧化池过滤池二沉池浓缩池〕的选择计算；

（4〕污水处理工艺平面和高程布置及绘制，重要构筑物三视图的绘制。

1.2根底资料

1.2.1设计题目

3

某小型污水处理站〔600m/d〕污水处理工程设计

1.2.2根底资料

〔1〕进水水质

CODCr300mg/l，BOD5：

180mg/L，SS：

150mg/L,PH：

〔2〕处理要求

污水经二级处理后应符合?

城镇污水处理厂污染物排放标准?

一级B标准出水：

COD<100mg/lBOD5

〔3〕气象与水文资料

1〕气温：

年平均15°，最高39°，最低-9°；

2〕主导风向：

东南风；

3〕平均年降雨量1300-1500mm，四月至七月降雨量占全年40%左右。

〔4〕污水排水接纳河流资料

该污水厂出水直接排入厂北部的河流〔符合3类功能水域〕，最高洪水位，常年水位，枯水位103.8m.

〔5〕、厂址及场地现状

该污水处理厂选址于城郊，场地地势平坦，由东南坡向西北，坡度为5.2%，进入污水厂污水管端点的地面标高为

2.处理工艺以及构筑物确实定

2.1确定污水处理方案的原那么：

1．采用先进的技术，经济，平安,出水水质好

2．处理构筑物布局合理，基建投资少，占地少；运行管理费用低

3.采用成熟工艺流程和处理构筑物

由于本次设计，任务书给出相关参数以及处理工艺，所以需要在根底要求的前提下确定具

体处理工艺流程。

2.2接触氧化法概述

接触氧化法是一种兼有活性污泥法和生物膜法特点的一种新的废水生化处理法。

这种

方法的主要设备是生物接触氧化滤池。

在不透气的曝气池中装有焦炭、砾石、塑料蜂窝等

填料，填料被水浸没，用鼓风机在填料底部曝气充氧,这种方式称谓鼓风曝气装置；空气

能自下而上，夹带待处理的废水，自由通过滤料局部到达地面，空气逸走后，废水那么在滤

料间格自上向下返回池底。

活性污泥附在填料外表，不随水流动，因生物膜直接受到上升

气流的强烈搅动，不断更新，从而提高了净化效果。

生物接触氧化法具有处理时间短、

体积小、净化效果好、出水水质好而稳定、污泥不需回流也不膨胀、耗电小等优点。

特

点

（1〕容积负荷高，耐冲击负荷能力强；

（2〕具有膜法的优点，剩余污泥量少；

（3〕具有活性污泥法的优点，辅以机械设备供氧，生物活性高，泥龄短；

（4〕能分解其它生物处理难分解的物质；

〔5〕容易管理，消除污泥上浮和膨胀等弊端。

缺点:

（1〕滤料间水流缓慢，水力冲刷力小；

（2〕生物膜只能自行脱落，剩余污泥不易排走，滞留在滤料之间易引起水质恶化，影响处理效果；

〔3〕滤料更换，构筑物维修困难。

设计参数

（1）

生物接触氧化池的个数或分格数应不少于

2个，并按同时工作设计。

（2）

填料的体积按填料容积负荷和平均日污水量计算。

填料的容积负荷一般应通

过试验确定。

当无试验资料时，对于生活污水或以生活污水为主的城市污水，容积负荷一般采用1000～1500gBODs／（m3·d）。

（3）污水在氧化池的有效接触时间一般为1．5～3．0h。

（4）填料层总高度一般为3m。

当采用蜂窝型填料时，一般应分层装填，每层高为

1m,蜂窝孔径应不小于25ram。

（5）进水BOD5浓度应控制在150～300nlg几围。

（6）接触氧化池中的溶解氧含量一般应维持在2．5～之间，气水比为

15～20：

1。

（7）为保证布水布气均匀，每格氧化池面积一般应不大于

25m2。

2.4主要构筑物确实定

1、格栅

一种截留废水中粗大污物的预处理设备。

格栅条间的空隙宽度可根据去除污物的方式来设定，人工去除格栅间隙一般为

16～25mm。

常用的机械清渣设备有三种，即链条式、移动式及钢丝绳牵引式格栅清

污机。

格栅是一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成,倾斜安装在进水的渠道,或

进水泵站集水井的进口处,以拦截污水中较大的悬浮物及杂质,以保证后续处理构筑

物或设备的正常工作.

按格栅栅条间距的大小不同,格栅分为粗格栅、中格栅和细格栅3类。

按格栅的

清渣方法，有人工格栅和机械格栅两种。

格栅设备一般用于污水处理的进水渠道上

或提升泵站集水池的进口处，主要作用是去除污水中较大的悬浮或漂浮物，以减轻

后续水处理工艺的处理负荷，并起到保护水泵、管道、仪表等作用。

当拦截的栅渣

量大于时，一般采用机械清渣方式；栅渣量小于时，可采用人工

清渣方式，也可采用机械清渣方式。

本工艺采用矩形断面细格栅各一道，采用人工清渣，细格栅设在提升泵房之前。

2、调节池

对于有些反响，如厌氧反响对水质、水量和冲击负荷较为敏感，所以对于工业废水适当尺寸的调节池，对水质、水量的调节是厌氧反响稳定运行的保证。

调节池的作

用是均质和均量，一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。

而此次设计由于水量变化较大，所以选用调节池，以稳定水量。

3、接触氧化池

生物接触氧化法的处理流程通常有两种，即一段法〔一次生物接触氧化〕和二段法〔即两次接触生物氧化〕。

实践证明，在不同的条件下，这两种系统各有其特点，其经济性和适用性围简介如下：

1〕一段法

亦称一氧一沉法。

原水先经调节池，再进入生物接触氧化池，此后流

入二次沉淀池进行泥水别离。

处理后的上层水排放或作进一步处理，污泥从二次沉淀池定

期排走。

这种流程虽然在氧化池中有时会引起短路，但全池填料上的生物膜厚度

几乎相等，BOD负荷大体相同，具有完全混合型的特点，营养物〔F〕与活性微生物的重

量〔M〕之比拟低，微生物的生长处于下降阶段。

此时微生物的增殖不再受自身生理机能

的限制，而是由污水中营养物质的量起主导作用。

2〕二段法

亦称二氧二沉法。

采用二段法的目的，是为了增加生物氧化时间，提高

生化处理效率，同时更适应原水水质的变化，使处理水质稳定。

原水经调节池调节后，进

入第一生物接触氧化池，然后流入中间沉淀池进行泥水别离，上层水继续进入第二接触氧

化池，最后流入二次沉淀池，再次泥水别离，出水排放，沉淀池的污泥定期排出。

在二段法流程中，需控制第一段氧化池微生物处于较高的F/M条件，当F/M＞2.1时，微生物生长率可处于上升阶段。

此时营养物远远超过微生物生长所需，微

生物生长不受营养因素的影响，只受自身生理机能的限制。

因而微生物繁殖很快，活力很

强，吸附氧化有机物的能力较高，可以提高处理效率。

为了维持微生物能处于较高的F/M

条件下，BOD负荷随之提高，处理水中有机物浓度也就必然要高一些，这样在第二阶段氧

化池，须根据需要控制适当的F/M条件，一般在0.5左右，此时的微生物处于生长率下降

阶段后的源性呼吸阶段。

由此可见，二段法流程的微生物工作情况与推流式活性污泥法或

活性污泥AB法相似。

上述两法的比拟可以看出，一段法流程简单易行，操作方便，投资较省，但对

BOD的降解能力不如二段法。

二段法流程处理效果好，可以缩短生物氧化所需的总时间，

但增加了处理装置和维护管理工作，投资也比一段法高。

一般来说，当有机负荷较低，水

力负荷较大时，采用一段法为好。

当有机负荷较高时采用二段法或推流式更为恰当，所以

本次所涉及采用一段式。

4、沉淀池〔二沉池〕

由于本设计主要构筑物采用接触氧化法，且设置有调节池，可不设初沉池。

设在生物处理构筑物的后面，用于沉淀去除腐殖污泥〔指生物膜法脱落的生物膜〕

a.平流沉淀池

二沉池

。

优点：

（1）沉淀效果好；

（2）耐冲击负荷和温度的变化适应性强；

（3）施工容易，造价低。

缺点：

（1）池子配水不均匀；

（2）采用多斗排泥时，每个泥斗需要单设排泥管各自排泥，操作量大。

适用条件:

适用于大、中、小型污水处理厂；

适用于地下水位较高和地质条件较差的地区。

b.辐流沉淀池优点：

（1）多为机械排泥，运行较好，管理较简单；

（2）排泥设备已趋定型。

缺点：

（1）池水速不稳定，沉淀效果较差；

（2）机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。

适用条件：

适用于大、中型污水处理厂；适用于地下水位较高的地区。

c.竖流沉淀池优点：

（1）排泥方便，管理简单；

（2）占地面积较小。

缺点：

（1）池子深度大，施工困难；

（2）对冲击负荷和温度变化的适应性能力较差；

（3）造价较高；

（4）池径不宜过大，否那么布水不均匀。

适用条件：

适用于处理水量不大的小型污水处理厂。

d.斜板〔管〕沉淀池优点：

（1）沉淀效率高，停留时间短；

（2）占地面积小。

缺点：

用于二沉池时，当固体负荷较大时其处理效果不太稳定，耐冲击负荷的能力较

差。

综上所述，四种沉淀池的优缺点比拟，并结合设计任务书规定，本次设计处理量较

小，且不需要冲击负荷较强的沉淀池，所以初步选用竖流式沉淀池。

5．消毒

污水处理厂常用的消毒方法有液氯消毒、漂白粉消毒、臭氧消毒和紫外线消毒等四种，他们的优缺点和使用条件如下。

a.液氯消毒

优点：

价格廉价，效果可靠，投配设备简单。

缺点：

对生生物有毒害作用，并且可能产生致癌物质适用于大、中型规模的污水处理厂。

b.漂白粉消毒

优点：

投加设备简单，价格廉价。

缺点：

除用液氯缺点外，尚有投配量不准确，溶解剂调制不便，劳动强度大。

适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂。

c.臭氧消毒

优点：

消毒效率高，能有效的降解水中残留有机物、色味等，污水温度、PH

值对消毒效果影响小，不产生难处理或生物积累性剩余物。

缺点：

投资大，本钱高，设备管理复杂。

d.紫外线消毒

优点：

是紫外线照射和氯化共同作用的物理化学方法，消毒效率高，占地面

积小。

缺点：

紫外线照射灯具货源缺乏，电耗能量较多，没有持续消毒能力。

由于本次设计流量较小，且属于生活污水，所需选用较为经济廉价的漂白粉消毒。

2污水处理厂工艺流程说明

由于污水量小，最终出水对水质要求一般。

因此拟采用的工艺流程如图2-1：

图2-1工艺流程图

流程说明：

该流程为物理，化学，生物化学的组合工艺。

首先，污水进行预处理，中格栅用来截

留较大颗粒悬浮物，如：

纤维，果皮等制品，而后进入初沉池，初沉池可以改善生物处理

构筑物运行条件并降低有机物运行负荷，去除大局部悬浮物。

预处理后的污水进入二级处

理，在生物接触氧化池中进行生物氧化，降解去除大局部有机物，同时对N,P也可以有效去除。

经生物氧化污水进入二沉池，二沉池用以澄清混合液和浓缩活性污泥，从而使污水

得以净化。

污泥经浓缩池，机械脱水后的上清液可回流到初沉池来循环使用，污泥饼外运填埋。

3处理构筑物的设计计算

中格栅的设计由于处理水量比拟小，因此用人工中格栅，本设计采用的格栅按设计手册找能满足污水的预处理即可。

本设计用的格栅性能为

3.2格栅的设计

本设计采用中一道细个细格栅，细格栅与调节池合建。

细格栅计算图如图3-1。

图3-1格栅

设计要求

（1）中格栅间隙一般采用10—40mm，细格栅采用3—10mm；

（2）格栅不宜少于两台，如为一台时，应设人工去除格栅备用；

（3）过栅流速一般采用0.4—；

（4）格栅倾角一般采用30。

-45。

；

（5）通过格栅的水头损失一般采用0.08—；

（6）格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位0.5m，工作台有平安和冲洗设施；

（7）格栅间工作台两侧过道宽度不应小于，工作台正面过道宽度：

1）人工去除，不小于1.2m；

2）机械去除，不小于1.5m；

（8）机械格栅的动力装置一般宜设在室或采取其它保护设备的措施；

（9）设置格栅装置的构筑物必须考虑设有良好的检修、栅渣的日常去除。

〔1〕格栅间隙数

n

Qmaxsina

bhv

式中各项字母代表的意义同前，取细格栅栅前水深为h，格栅栅条间隙b=8mm，过

栅流速v，格栅安装倾角a=30°，设置一台机械格栅，那么每台格栅间隙数为：

Qmax

sina

sin60

n

v

12

bh

〔2〕栅槽宽度[6

BS（n-1〕bn

式中：

B—栅槽宽度，m；

S—栅条宽度，取；

b—栅条间隙，取；

n—栅条间隙数，n=12个；

BS（n-1〕bn〔12

1〕

〔3〕进水渠道渐局部长度[6]

l1

BB1

2tana1

式中：

l1—进水渠道渐宽局部长度，m；

B1—进水渠道宽度，取B1；

a1—渐宽局部展开角度，取a120；

B

B1

l1

2tan20o

2tan

1

〔4〕出水渠道渐窄局部长度l2

l2

1

l1

1

2

2

〔5〕过栅水头损失

通过格栅的水头损失

h1可以按下式计算：

h

kh

1

0

h0

v

2

sina

2g

式中：

h1—设计水头损失，m

h0—计算水头损失，m

g—重力加速度，m/s

2

k—系数，格栅受污堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3

—阻力系数，其值与栅条锻炼形状有关

设格栅断面形状为锐边矩形

〔s）34

（

）34

b

h0

v2

sina

2

sin30o

g

2

h1

kh0

〔6〕栅后槽总高度H

设栅前渠道超高h2

0.3m，栅前水深，那么

Hhh1h2

0.10.0780.30.478m，取

〔7〕栅前槽高度H1

H1hh2

〔8〕栅槽总长度L

Ll1l2

H1

tan30o

tan30o

〔9〕每日产生的栅渣量

W

式中：

86400QmaxW1

Kz1000

W—每日栅渣量，m3/d

W1—单位体积污水栅渣量，m3/（103污水〕，细格栅间隙为

8mm，取W=0.1m3/（103污水〕

Kz—生活污水总变化系数，Kz

W

0.035m3/d

1000

W

0.035m3/d＜m3/d，宜采用人工清渣

机型

池深

删条间距

格栅宽度

0

备注

（mm）

（mm）

安装角度〔〕

ZZG型链条式

中等深度

20

1000

45

由齿耙组成格

格栅除污机

栅

3.2集水井及泵房的设计

本设计采用集水井和泵房一起建造。

长、宽、高分别为8m、2m、3m。

竖流式初沉池的设计计算

设计参数：

最大流速，最小；最大流量停留时间不小于20s一般采用

30-60s；进水中心管最大流速

设中心管流速

v0

0.3m/s

，采用池数

n

2，总设计最大流量Qmax=QK=600*2.2=1320m3/d,

即qmax=0.015/2=0,008m3/s设水力停留时间时间30s,

（1）中心管直径：

4qmax

取200mm

d

v1

（2）池子直径:

D

4qmaxv1v2

4

取

v1v2

（3）水流局部高度：

h2v2

（4）

沉沙局部所需容积：

V

QmaxXT86400

0.01530

3086400

3

KZ106

106

（5）

每个沉沙斗容积：

V0

3

2

（6）沉沙局部高度：

设沉沙室锥底直径为

h4Rrtg550

0.750.2tg550

（7）圆锥局部实际容积：

V1

h4R2

Rr

r2

2

0.22

3

3

3

3

（8）池总高度：

H

h1

h2

h3h4

图3-1竖流式初沉池示意图

接触氧化池的设计计算

3.4.1设计说明

该池是污水处理系统的重要组成局部，具有脱氮除磷的功能，不用污泥回流，也不存在污泥膨胀的问题，管理方便。

本设计选用鼓风曝气式生物接触氧化池。

〔1〕生物接触氧化池填料体积按填料容积计算容积负荷应通过试验确定，一般城市污水为1.0～1.8kgBOD5/m3.d

〔2〕污水在池停留时间一般约为3.0～8.0h，但也需要根据实际情况而定。

〔3〕曝气装置供气量按气水比〔15～20〕：

1考虑。

〔4〕填料总高度一般为

3m，每格生物接触池面积不宜大于

2

25m。

保证布水、布气平均。

3.4.2设计计算

3

3

流量变化系数K=2.2,那么最大流量Q

等于Q

/s

K=600×

max

max

3

=180mg/L，出水L

=30mg/L，

Q=600m/d，BOD进水L

a

5

t

BOD去除率：

y=

LaLt

=

18030

=83.3%

La

180

3

3

容积负荷m=1400gBOD/m5

3.d

接触时间t=3h

设气水比D0=15m/m

〔1〕滤池体积

V

Qmax（la

lt）=1320（180

30）

3

M

1350

〔2〕滤池总面积

F

V

48.9m2

H

3

〔3〕格滤池面积因为f25m2取f=12m2设LB=43

〔4〕池格数

F

n===4格

〔5〕校核有效接触时间

t=nfH

24=4123

24=2.6h>2h合格

Q

1320

〔6〕氧化池总高度

h1—超高0.6mh2—填料上部稳定水层深0.4mh3—填料层间隙高

h4—配水区高深采用多孔曝气时，进入检修者取

H0Hh1h2m1h3h430.60.4（21）0.21.55.7m取6m

〔7〕污水在池实际停留时间

nfH0

h1

24

t

Q

1320

〔8〕填料总体积

V1nfH4123144m3

〔9〕、采用多孔管鼓风曝气供养，所需空气量

33

D=D0Qmax=151320=19800m/d=825m/h

〔10〕每格氧化池需气量

D1

=D

825

33/min

n

4

图3-2生物接触氧化池示意图

竖流式二沉池设计计算

设中心管流速v0

0.03m/s

，采用池数n

2

，总设计最大流量

Qmax=QKz=600*2.2=1320m3/d,即qmax

0.008m3/s

f

qmax

2设

2

v0

水力停留时间时间40s,

（1）

中心管直径

d

4qmax

=

0.58m取600mm

v0

（2）中