15万吨天城市生活污水处理厂AO工艺毕业设计毕业设计说明书已处理.docx
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15万吨天城市生活污水处理厂AO工艺毕业设计毕业设计说明书已处理
15万吨天城市生活污水处理厂
第1章概述
11基本设计资料
毕业设计名称
某市15万吨天城市生活污水处理厂初步设计
基本资料
1设计规模
污水设计流量流量变化系数
2原污水水质指标
BOD180mgLCOD410mgLSS200mgLNH3-N30mgL
3出水水质指标
符合《城镇污水处理厂污染物排放国家二级标准》
BOD20mgLCOD70mgLSS30mgLNH3-N15mgL
4气象资料
某地处海河流域下游河网密布洼淀众多历史上某的水量比较丰富海河上游支流众多长度在10公里以上的河流达300多条这些大小河流汇集成中游的永定河北运河大清河子牙河和南运河五大河流这五大河流的尾闾就是海河统称海河水系是某市工农业生产和人民生活的水源河道
某属于暖温半湿润大陆季风型气候季风显著四季分明春季多风沙干旱少雨夏季炎热雨水集中秋季寒暖适中气爽宜人冬季寒冷干燥少雪除蓟县山区外全年平均气温为摄氏11度以上1月份平均气温在摄氏零下4-6度极低温值在摄氏零下20度以下多出现于2月份7月份平均气温在摄氏26度上下
某年平均降水量约为500-690毫米在季节分配上夏季降水量最多占全年总降水量的75以上冬季最少仅占2由于降水量年内分配不均和年际变化大造成某在历史上经常出现春旱秋涝现象
某的风向有明显的季节变化冬季多刮西北风偏北风夏季多东南风南风春秋两季多西南风主导风向东南风
5厂址及场地状况
某以平原为主污水处理厂拟用场地较为平整占地面积20公顷厂区地面标高10米原污水将通过管网输送到污水厂来水管管底标高为5米于地面下5米
12设计内容原则
121设计内容
污水处理厂工艺设计流程设计说明一般包括以下内容
1据城市或企业的总体规划或现状与设计方案选择处理厂厂址
2处理厂工艺流程设计说明
3处理构筑物型式选型说明
4处理构筑物或设施的设计计算
5主要辅助构筑物设计计算
6主要设备设计计算选择
7污水厂总体布置平面或竖向及厂区道路绿化和管线综合布置
8处理构筑物主要辅助构筑物非标设备设计图绘制
9编制主要设备材料表
122设计的原则
考虑城市经济发展及当地现有条件确定方案时考虑以下原则
1要符合适用的要求首先确保污水厂处理后达到排放标准考虑现实的技术和经济条件以及当地的具体情况如施工条件在可能的基础上选择的处理工艺流程构建筑物型式主要设备设计标准和数据等应最大限度地满足污水厂功能的实现使处理后污水符合水质要求
2污水厂设计采用的各项设计参数必须可靠
3污水处理厂设计必须符合经济的要求设计完成后总体布置单体设计及药剂选用等要尽可能采取合理措施降低工程造价和运行管理费用
4污水处理厂设计应当力求技术合理在经济合理的原则下必须根据需要尽可能采用先进的工艺机械和自控技术但要确保安全可靠
5污水厂设计必须注意近远期的结合不宜分期建设的部分如配水井泵房及加药间等其土建部分应一次建成在无远期规划的情况下设计时应为以后的发展留有挖潜和扩建的条件
6污水厂设计必须考虑安全运行的条件如适当设置分流设施超越管线等
第2章工艺方案的选择
21水质分析
本项目污水处理的特点污水以有机污染物为主BODCOD044可生化性较好采用生化处理最为经济BODTN>>>td规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺10-20万td污水厂可以采用常规活性污泥法氧化沟SBRAB法等工艺小型污水厂还可以采用生物滤池水解好氧法工艺等对脱磷或脱氮有要求的城市应采用二级强化处理如工艺AO工艺SBR及其改良工艺氧化沟工艺以及水解好氧工艺生物滤池工艺等
221方案对比
工艺类型氧化沟SBR法AO法技术比较1污水在氧化沟内的停留时间长污水的混合效果好
2污泥的BOD负荷低对水质的变动有较强的适应性1处理流程短控制灵活
2系统处理构筑物少紧凑节省占地1低成本高效能能有效去除有机物
2能迅速准确地检测污水处理厂进出水质的变化经济比较可不单独设二沉池使氧化沟二沉池合建节省了二沉池合污泥回流系统投资省运行费用低比传统活性污泥法基建费用低30能耗低运营费用较低规模越大优势越明显使用范围中小流量的生活污水和工业废水中小型处理厂居多大中型污水处理厂稳定性一般一般稳定考虑该设计是中型污水处理厂AO工艺比较普遍稳定且出水水质要求不是很高本设计选择AO工艺
222工艺流程
第3章污水处理构筑物的设计计算
31中格栅及泵房
格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成安装在污水渠道上泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部用以截留较大的悬浮物或漂浮物本设计采用中细两道格栅
311中格栅设计计算
1设计参数
最大流量
栅前水深
栅前流速
过栅流速
栅条宽度格栅间隙宽度
格栅倾角
2设计计算
1栅条间隙数根
设四座中格栅根
2栅槽宽度设栅条宽度
3进水渠道渐宽部分长度设进水渠道宽渐宽部分展开角度
根据最优水力断面公式
4栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度
5通过格栅的水头损失
h0—————计算水头损失
g—————重力加速度
K—————格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数一般取3
ξ—————阻力系数其数值与格栅栅条的断面几何形状有关对于锐边矩形断面形状系数β242
m
6栅槽总高度设栅前渠道超高
7栅槽总长度
8每日栅渣量格栅间隙情况下每污水产
所以宜采用机械清渣
9格栅选择
选择XHG-1400回转格栅除污机共4台其技术参数见下表
表3-1-1GH-1800链式旋转除污机技术参数
型号电机功
率kw设备宽度mm设备总宽度mm栅条间隙mm安装角度HG-180015180020904060°
312污水提升泵房
泵房形式取决于泵站性质建设规模选用的泵型与台数进出水管渠的深度与方位出水压力与接纳泵站出水的条件施工方法管理水平以及地形水文地质情况等诸多因素
泵房形式选择的条件
1由于污水泵站一般为常年运转大型泵站多为连续开泵故选用自灌式泵房
2流量小于时常选用下圆上方形泵房
3大流量的永久性污水泵站选用矩形泵房
4一般自灌启动时应采用合建式泵房
综上本设计采用半地下自灌式合建泵房
自灌式泵房的优点是不需要设置引水的辅助设备操作简便启动及时便于自控自灌式泵房在排水泵站应用广泛特别是在要求开启频繁的污水泵站要求及时启动的立交泵站应尽量采用自灌式泵房并按集水池的液位变化自动控制运行
集水池集水池与进水闸井格栅井合建时宜采用半封闭式闸门及格栅处敞开其余部分尽量加顶板封闭以减少污染敞开部分设栏杆及活盖板确保安全
1选泵
1城市人口为1000000人生活污水量定额为
2进水管管底高程为管径充满度
3出水管提升后的水面高程为
4泵房选定位置不受附近河道洪水淹没和冲刷原地面高程为
2设计计算
1污水平均秒流量
2污水最大秒流量
选择集水池与机器间合建式泵站考虑4台水泵1台备用每台水泵的容量为
3集水池容积采用相当于一台泵的容量
有效水深采用则集水池面积为
4选泵前扬程估算经过格栅的水头损失取
集水池正常工作水位与所需提升经常高水位之间的高差
集水池有效水深正常按计
5水泵总扬程总水力损失为考虑安全水头
一台水泵的流量为
根据总扬程和水量选用型潜污泵
表3-1-2500WQ2700-16-185型潜污泵参数
型号流量
转速
扬程
功率
效率
出水口
直径2700725161858250032细格栅
321细格栅设计计算
1设计参数
最大流量
栅前水深
栅前流速
过栅流速
栅条宽度格栅间隙宽度
格栅倾角
2设计计算
1栅条间隙数根
设四座细格栅根
2栅槽宽度设栅条宽度
3进水渠道渐宽部分长度
设进水渠道宽渐宽部分展开角度
根据最优水力断面公式
4栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度
5通过格栅的水头损失
h0计算水头损失
g重力加速度
K格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数一般取3
ξ阻力系数其数值与格栅栅条的断面几何形状有关对于锐边矩形断面形状系数β242
6栅槽总高度设栅前渠道超高
7栅槽总长度
8每日栅渣量格栅间隙情况下每污水产
所以宜采用机械清渣
9格栅选择
选择XHG-1400回转格栅除污机共2台
其技术参数见下表
表3-2XHG-1400回转格栅除污机技术参数
型号电机功率
kw设备宽度
mm设备总宽度
mm沟宽度
mm沟深
mm安装
角度XHG-1400075~11140017501500400060°33曝气沉砂池
沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒设于初沉池前以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件
该厂共设两座曝气沉砂池为钢筋混凝土矩形双格池池上设移动桥一台桥式吸砂机2格用一台共2台安装吸砂泵2台吸出的砂水经排砂渠通过排砂管进入砂水分离器进行脱水
桥上还安装浮渣刮板池末端建一浮渣坑收集浮渣
331曝气沉砂池主体设计
1设计参数
最大设计流量
最大设计流量时的流行时间
最大设计流量时的水平流速
2设计计算
1曝气沉砂池总有效容积
设
则一座沉砂池的容积
2水流断面积
设
3沉砂池断面尺寸
设有效水深池总宽
每格宽
池底坡度超高
4每格沉砂池实际进水断面面积
5池长
6每格沉砂池沉砂斗容量
7每格沉砂池实际沉砂量设含沙量为污水每两天排沙一次
<
取
332曝气沉砂池进出水设计
1沉砂池进水
曝气沉砂池采用配水槽来水由提升泵房和细格栅后水渠直接进入沉砂池配水槽配水槽尺寸为其中槽宽取与池体同宽取
为避免异重流影响采用潜孔入水过孔流速控制在之间本设计取则单格池子配水孔面积为
设计孔口尺寸为查给排水手册1第671页表得水流径口的局部阻力系数则水头损失
2沉砂池出水
出水采用非淹没式矩形薄壁跌水堰堰宽同池体宽
过堰口流量
—————堰宽
—————堰顶水深
—————流量系数通常采用
则
设堰上跌水高度为则沉砂池出水水头损失
出水流入水渠中渠底接DN1600管接入初沉池
故沉砂池总水头损失
333空气管路计算
曝气装置穿孔管设在沉砂池的两格中央距池底距池壁空气管高出水面以免产生回水现象
穿孔管淹没水深配气管上设对空气竖管则其最大供气量
每根空气竖管上设有两根支管每根支管最大供气量
池长设支管长竖管间距选择从鼓风机泵房开始的最远管路作为计算管路
列表计算
管段编号管段长度空气流量
空气流速管径
配件
各1个管当
长度管段计
算长度
压力损失
三异弯三异四异四异四异四异四异四异四异弯三异合计
注释管段当量长度
三三通异异型管弯弯头
334设备选型
1鼓风机的选定
穿孔管淹没水深因此鼓风机所需压力为取
风机供气量
根据所需压力及空气量决定采用型罗茨鼓风机台
该型风机风压风量正常条件下1台工作1台备用
表3-3-1型罗茨鼓风机性能参数
风机型号口径
转速
进口流量
所需轴
功率所配电机功率2行车泵吸式吸砂机的选定
由于池宽则选型行车泵吸式吸砂机两台
表3-3-2型行车泵吸式吸砂机性能
型号轨道预埋件间距行驶速度
池宽
驱动功率
提耙装置
功率3砂水分离器选用型砂水分离器
表3-3-3型砂水分离器的性能
型号电动机功率机体最大宽度
34平流式初沉池
沉淀池一般分平流式竖流式和辐流式本设计初沉池采用平流式沉淀池下表为各种池型优缺点和适用条件
池型优点缺点适用条件平流式1沉淀效果好
2对冲击负荷和温度变化的适应能力强
3施工简易
4平面布置紧凑
5排泥设备已趋于稳定1配水不易均匀
2采用机械排泥时设备复杂对施工质量要求高适用于大中小型污水厂竖流式1排泥方便
2占地面积小1池子深度大施工困难
2对冲击负荷和温度变化的适应能力差适用于小型污水厂辐流式1多为机械排泥运行可靠管理简单
2排泥设备已定型化机械排泥设备复杂对施工质量要求高适用于大中型污水处理厂341初沉池主体设计
1设计参数
表面负荷
池子个数个
沉淀时间
污泥含水率为
1池子总表面积日平均流量
2沉淀部分有效水深
3沉淀部分有效容积
4池长设水平流速
5池子总宽
6池子个数设每格池宽
个
7校核长宽比长深比
长宽比符合要求
长深比符合要求
8污泥部分所需的总容积设污泥量为污泥含水率为服务人口
9每格池污泥部分所需容积
10污泥斗容积
11污泥斗以上梯形部分污泥容积
12污泥斗和梯形部分污泥容积
13池子总高度设缓冲层高度
342进出水设计
1进水部分
平流初沉池采用配水槽10个沉淀池合建为一组共用一个配水槽共两组配水槽尺寸为其中槽宽取与池体同宽取进水矩形孔的开孔面积为池断面积的取方孔面积即
2出水部分
1出水堰
取出水堰负荷
每个沉淀池进出水流量
则堰长
采用三角堰每米堰板设5个堰口每个堰出口流量
堰上水头损失
2集水槽
槽宽
安全系数取
集水槽临界水深
集水槽起端水深
设出水槽自由跌落高度
集水槽总高度
平流初沉池的刮泥机选用型行车提板刮泥机共二十个
表3-4型行车提板刮泥机的安装尺寸
型号轮距刮板长度池宽池深撇渣板中线高35曝气池AO
351池体设计
1设计参数计算
1污泥负荷
2污泥指数
3回流污泥浓度
4污泥回流比
5曝气池内混合液污泥浓度
6去除率
7内回流比
2池主要尺寸计算
超高经初沉池处理后按降低25考虑
1有效容积
2有效水深
3曝气池总面积
4分两组每组面积
5设5廊道式曝气池廊道宽则每组曝气池长度
6污水停留时间
核算符合设计要求
7采用则段停留时间为段停留时间为
3剩余污泥量
1降解生成污泥量
2内源呼吸分解泥量
3不可生物降解和惰性悬浮物量
该部分占总约50经初沉池降低40则
4剩余污泥量为
每日生成活性污泥量
5湿污泥体积
污泥含水率则
6污泥龄
4最大需氧量
式中分别为146142
同样方法得知最大需氧量为流量为最大流量时的需氧量则此时的
则
则得
5供气量
1空气扩散器出口的绝对压力为
2空气离开曝气池时氧的百分比
为氧利用率取21
3查表得确定和计算水温的氧的饱和度
曝气池中溶解氧平均饱和浓度为以最不利条件计算
6曝气装置
1标准需氧量采用鼓风曝气微孔曝气器敷设于池底距池底淹没深度将实际需氧量转换成标准状态下的需氧量
式中水温时清水中溶解氧的饱和度
设计水温时好氧反应池中平均溶解氧的饱和度
设计污水温度
好氧反应池中溶解氧浓度取
污水传氧速率与清水传氧速率之比取
压力修正系数该工程所在地区大气压为故此处
污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧之比取
则标准需氧量为
相应最大时标准需氧量为
2好氧反应池平均时供气量为
则好氧反应池最大时供气量为
3曝气器个数
好氧部分总面积
每个微孔曝气器的服务面积为则总曝气器数量为
个
为安全计本设计采用16800个微孔曝气器
7空气管系统计算及管路图布置
每个曝气池一个廊道微孔曝气器数量
个
如下图所示的曝气池平面图布置空气管道在相邻的2个廊道的隔墙上设1根干管共4根干管在每根干管上设7对配气竖管共14条配气竖管全曝气池共设56条配气竖管
每个竖管上安设的微孔扩散器数目为
个
每个微孔扩散器的配气量为
将已布置的空气管路及布设的微孔扩散器绘制成空气管路图
管段
编号管长空气流量空气
流速
管径
配件
各1个管段当
量长度管段计算长度压力损失
弯三三三三三三三三三异三异四异四异四异四异四异四异三闸四异四异四异四异四异四异四异三异三异合计
得空气管道系统的总压力损失为
微孔空气扩散器的压力损失为则总压力为
为安全计设计取值
表3-5-1HWB-2型微孔曝气器
直径
微孔平均
孔径孔隙率曝气量
服务面积
氧利用率
阻力
200150405013030520251503508鼓风机的选定
风机供气量最大时
平均时
根据所需压力及空气量决定采用RF245型罗茨鼓风机8台该型风机风压882KPa风量646
正常条件下6台工作2台备用高负荷时7台工作1台备用
表3-5-2RF245型罗茨鼓风机
风机型号口径
转速
进口流量
所需轴
功率所配电机
功率RF245800646135160352进出水设计
1AO池进水
AO池采用配水渠来水由初沉池直接进入AO池配水渠配水渠尺寸为其中槽宽取与池体同宽取为避免异重流影响采用潜孔入水过孔流速控制在之间本设计取则单个池子配水孔面积为
设计孔口尺寸为查给排水手册1第671页表得水流径口的局部阻力系数则水头损失
2AO池出水
出水采用出水井尺寸
出水口面积
设计孔口尺寸为查给排水手册1第671页表得水流径口的局部阻力系数则水头损失
36集配水井
设集配水井内径5000mm外径10000mm墙厚250mm配水井中心管管径为DN1600的铸铁管当回流比R100时设计流量查手册水力计算表得水井进口ξ10则局部水头损失为
设沉淀池进水管管径为DN1000的铸铁管当回流比R100时设计流量查手册水力计算表得则局部水头损失为
二沉池出水管管径为DN1000的铸铁管设计流量查手册水力计算表得则局部水头损失为
设总出水管管径为DN1600的铸铁管设计流量查手册水力计算表得则局部水头损失为
37二沉池
二沉池是活性污泥处理系统的重要组成部分其作用是泥水分离使得混合液澄清浓缩和回流活性污泥其运行效果将直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度
在本次设计中为了提高沉淀效率节约土地资源降低筹建成本采用机械刮泥吸泥迹的辐流沉淀池进出水采用中心进水周边出水以获得较高的容积利用率和较好的沉淀效果
371二沉池的主体设计
设计参数
表面负荷设计流量设计人口万池数个
1单池面积
2直径
取
3沉淀部分有效水深
4有效容积
5沉淀池坡底落差取
6沉淀池周边水深
设缓冲层刮泥机高
有效水深的高度
7污泥斗容积
集泥斗上部直径为5m下部直径为3m倾角为600
则有污泥斗高度
污泥斗有效容积为
8沉淀池的高度设超高
372进出水系统计算
1进水部分设计
辐流式沉淀池中心处设中心管污水从池底的进水管进入中心管通过中心管壁的开孔流入池中央中心管处用穿孔整流板围成流入区使污水均匀流动污水曝气池出水并接DN1600的铸铁管进入配水井从配水井接DN1000的铸铁管在二沉池前接阀门后接DN1000的二沉池入流管
采用中心进水中心管采用铸铁管出水端用渐扩管为了配水均匀沿套管周围设一系列潜孔并在套管外设稳流罩
设计流量6250则单池设计污水流量
当回流比为100%时单池进水管设计流量为
取中心管流速为则过水断面积为
设10个导流孔则单孔面积为
设孔宽为02m则孔高为
孔断面尺寸为
设孔间距为025m则中心管内径为
设管壁厚为015m则中心管外径为
进水管与中心孔水头损失均按回流比为100%的最不利情况计算进水管水头损失为
查《给水排水设计手册》第一册673408页得1051000
0558
则
中心孔头水头损失查第一册678页得则
则进水部分水头损失为
稳流罩设计
筒中流速一般为取
稳流筒过流面积
稳流筒直径为
并设置罩高为
2出水部分设计
①每池所需堰长
且有>45
故采用双侧集水
②出水溢流堰的设计采用出水三角堰90°
堰宽016堰上水头即三角口底部至上游水面的高度004堰上水宽为008
每池出水堰长
实际堰负荷
实际堰个数为
个取为1692个共需6768个
每个三角堰的流量为
出水堰水头损失
过堰水深
溢流堰简图
考虑自由跌水水头损失015m则出水堰总水头损失为
出水槽的接管与二沉池集水井相连
③环形集水槽设计
采用双侧集水环形集水槽计算设出水槽外壁距离池壁04槽08集水槽总高度为0404超高08m每池都双侧集水则出水堰流量
取安全系数为则集水槽设计流量
取槽内流速为v06ms则槽内终点水深
槽内起点水深为其中
则取
设过水断面积
湿周
集水槽水力计算
水力半径
水力坡度‰
过堰水深为
考虑跌水水头损失015m则二沉池出水水头损失为
‰
综合得出二沉池进出水总损失为
373排泥量计算
1单池污泥量计算
总回流污泥量
总剩余污泥
因为
其中
———衰减系数一般取
———污泥龄
所以
为回流污泥浓度
总污泥量
2集泥槽延整个池径为两边集泥故其设计泥量为
集泥槽宽
取
起点泥深
取
终点泥深
取
辐流二沉池的刮泥机选用型周边传动刮泥机共4台
表3-7型周边传动刮泥机的性能及规格
型号池直径
周边线速
推荐池深功率周边轮中心38接触池
城市污水经二级处理后水质已经改善细菌含量也大幅度减少但细菌的绝对值仍相当可观并有存在病原菌的可能因此污水排放水体前应进行消毒本设计采用液氯消毒剂其优点为效果可观投配量准确价格便宜适用于大中型污水厂
381消毒方法的
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