求2万吨污水厂初步设计
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发布时间:2022-05-06 05:22
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50000t/d的城市污水处理厂毕业设计方案
50000t/d的城市污水处理厂毕业设计
第一章 设计内容和任务
1、设计题目
50000t/d的城市污水处理厂设计。
2、设计目的
(1) 温习和巩固所学知识、原理;
(2) 掌握一般水处理构筑物的设计计算。
3、设计要求:
(1) 独立思考,独立完成;
(2) 完成主要处理构筑物的设计布置;
(3) 工艺选择、设备选型、技术参数、性能、详细说明;
(4) 提交的成品:设计说明书、工艺流程图、高程图、厂区平面布置图。
4、设计步骤:
(1) 水质、水量(发展需要、丰水期、枯水期、平水期);
(2) 地理位置、地质资料调查(气象、水文、气候);
(3) 出水要求、达到指标、污水处理后的出路;
(4) 工艺流程选择,包括:处理构筑物的设计、布置、选型、性能参数。
(5) 评价工艺;
(6) 设计计算;
(7) 建设工程图(流程图、高程图、厂区布置图);
(8) 人员编制,经费概算;
(9) 施工说明。
5、设计任务
(1)、设计进、出水水质及排放标准
项目 CODCr(mg/L) BOD5(mg/L) SS(mg/L) NH3-N(mg/L) TP(mg/L)
进水水质 ≤200 ≤150 ≤200 ≤30 ≤4
出水水质 ≤60 ≤20 ≤20 ≤15 ≤0.1
排放标准 60 20 20 15 0.1
(2)、排放标准:(GB8978-1996)一级标准;
(3)、接受水体:河流(标高:-2m)
第二章 污水处理工艺流程说明
一、气象与水文资料: 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1800mm; 地下水水位,地面下6~7m。 年平均水温:20℃
二、厂区地形: 污水厂选址区域海拔标高在19-21m左右,平均地面标高为20m。平均地面坡度为
0.3‰~0.5‰ ,地势为西北高,东南低。厂区征地面积为东西长224m,南北长276m。
三、污水处理工艺流程说明:
1、工艺方案分析:
本项目污水处理的特点为:①污水以有机污染为主,BOD/COD =0.75,可生化性较好,重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标;②污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值为典型城市污水值。
针对以上特点,以及出水要求,现有城市污水处理技术的特点,以采用生化处理最为经济。由于将来可能要求出水回用,处理工艺尚应硝化,考虑到NH3-N出水浓度排放要求较低,不必完全脱氮。根据国内外已运行的中、小型污水处理厂的调查,要达到确定的治理目标,可采用“A2/O活性污泥法”。
2、工艺流程
第三章 工艺流程设计计算
设计流量:
平均流量:Qa=50000t/d≈50000m3/d=2083.3 m3/h=0.579 m3/s
总变化系数:Kz= (Qa-平均流量,L/s)
=
=1.34
∴设计流量Qmax:
Qmax= Kz×Qa=1.34×50000 =67000 m3/d =2791.7 m3/h =0.775 m3/s
设备设计计算
一、 格栅
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。一般情况下,分粗细两道格栅。
格栅型号:链条式机械格栅
设计参数:
栅条宽度s=10.0mm 栅条间隙宽度d=20.0mm 栅前水深h=0.8m
过栅流速u=1.0m/s 栅前渠道流速ub=0.55m/s α=60°
格栅建筑宽度b
取b=3.2m
进水渠道渐宽部分的长度(l1):
设进水渠宽b1=2.5m 其渐宽部分展开角度α=20°
栅槽与出水渠道连接处的渐窄部份长度(l2):
通过格栅的水头损失(h2):
格栅条断面为矩形断面, 故k=3, 则:
栅后槽总高度(h总):
设栅前渠道超高h1=0.3m
栅槽总长度(L):
每日栅渣量W:
设每日栅渣量为0.07m3/1000m3,取KZ=1.34
采用机械清渣。
二、 提升泵房
1、 水泵选择
设计水量67000m3/d,选择用4台潜污泵(3用1备)
扬程/m 流量/(m3/h) 转速/(r/min) 轴功率/kw 叶轮直径/mm 效率/%
7.22 1210 1450 29.9 300 79.5
2、 集水池
⑴、容积 按一台泵最大流量时6min的出流量设计,则集水池的有效容积
⑵、面积 取有效水深 ,则面积
⑶、泵位及安装
潜水电泵直接置于集水池内,电泵检修采用移动吊架。
三、 沉砂池
沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒,保证后续处理构筑物的正常运行。
选型:平流式沉砂池
设计参数:
设计流量 ,设计水力停留时间
水平流速
1、 长度:
2、 水流断面面积:
3、 池总宽度: 有效水深
4、 沉砂斗容积:
T=2d,X=30m3/106m3
5、 每个沉砂斗的容积(V0)
设每一分格有2格沉砂斗,则
6、 沉砂斗各部分尺寸:
设贮砂斗底宽b1=0.5m;斗壁与水平面的倾角60°,贮砂斗高h’3=1.0m
7、贮砂斗容积:(V1)
8、沉砂室高度:(h3)
设采用重力排砂,池底坡度i=6%,坡向砂斗,则
9、池总高度:(H)
10、核算最小流速
(符合要求)
四、 初沉池
初沉池的作用室对污水仲密度大的固体悬浮物进行沉淀分离。
选型:平流式沉淀池
设计参数:
1、 池子总面积A,表明负荷取
2、 沉淀部分有效水深h2
取t=1.5h
3、 沉淀部分有效容积V’
4、 池长L
5、 池子总宽度B
6、 池子个数,宽度取b=5 m
7、 校核长宽比
(符合要求)
8、 污泥部分所需总容积V
已知进水SS浓度 =200mg/L
初沉池效率设计50%,则出水SS浓度
设污泥含水率97%,两次排泥时间间隔T=2d,污泥容重
9、 每格池污泥所需容积V’
10、污泥斗容积V1,
11、 污泥斗以上梯形部分污泥容积V2
12、 污泥斗和梯形部分容积
13、 沉淀池总高度H
取8m
五、
设计参数
1、设计最大流量 Q=50 000m3/d
2、设计进水水质 COD=200mg/L;BOD5(S0)=150mg/L;SS=200mg/L;NH3-N=30mg/L;TP=4mg/L
3、设计出水水质 COD=60mg/L;BOD5(Se)=20mg/L;SS=20mg/L;NH3-N=15mg/L;TP=0.1mg/L
4、设计计算,采用A2/O生物除磷工艺
⑴、 BOD5污泥负荷N=0.13kgBOD5/(kgMLSS•d)
⑵、 回流污泥浓度XR=6 600mg/L
⑶、 污泥回流比R=100%
⑷、 混合液悬浮固体浓度
⑸、 反应池容积V
⑹、 反应池总水力停留时间
⑺、 各段水力停留时间和容积
厌氧:缺氧:好氧=1:1:3
厌氧池水力停留时间 ,池容 ;
缺氧池水力停留时间 ,池容 ;
好氧池水力停留时间 ,池容
⑻、 厌氧段总磷负荷
⑼、 反应池主要尺寸
反应池总容积
设反应池2组,单组池容
有效水深
单组有效面积
采用5廊道式推流式反应池,廊道宽
单组反应池长度
校核: (满足 )
(满足 )
取超高为1.0m,则反应池总高
⑽、 反应池进、出水系统计算
① 进水管
单组反应池进水管设计流量
管道流速
管道过水断面面积
管径
取出水管管径DN700mm
校核管道流速
② 回流污泥渠道。单组反应池回流污泥渠道设计流量QR
渠道流速
取回流污泥管管径DN700mm
③ 进水井
反应池进水孔尺寸:
进水孔过流量
孔口流速
孔口过水断面积
孔口尺寸取
进水竖井平面尺寸
④ 出水堰及出水竖井。按矩形堰流量公式:
式中 ——堰宽,
H——堰上水头高,m
出水孔过流量
孔口流速
孔口过水断面积
孔口尺寸取
进水竖井平面尺寸
⑤ 出水管。单组反应池出水管设计流量
管道流速
管道过水断面积
管径
取出水管管径DN900mm
校核管道流速
⑾、 曝气系统设计计算
① 设计需氧量AOR。
AOR=(去除BOD5需氧量-剩余污泥中BODu氧当量)+(NH3-N硝化需氧量-剩余污泥中NH3-N的氧当量)-反硝化脱氮产氧量
碳化需氧量D1
硝化需要量D2
反硝化脱氮产生的氧量
总需要量
最大需要量与平均需氧量之比为1.4,则
去除1kgBOD5的需氧量
② 标准需氧量
采用鼓风曝气,微孔曝气器。曝气器敷设于池底,距池底0.2m,淹没深度3.8m,氧转移效率EA=20%,计算温度T=25℃。
相应最大时标准需氧量
好氧反应池平均时供气量
最大时供气量
③ 所需空气压力p
式中
④ 曝气器数量计算(以单组反应池计算)
按供氧能力计算所需曝气器数量。
⑤ 供风管道计算
供风干管道采用环状布置。
流量
流速
管径
取干管管径微DN500mm
单侧供气(向单侧廊道供气)支管
流速
管径
取支管管径为DN300mm
双侧供气
流速
管径
取支管管径DN=450mm
⑿、厌氧池设备选择(以单组反应池计算) 厌氧池设导流墙,将厌氧池分成3格。每格内设潜水搅拌机1台,所需功率按 池容计算。
厌氧池有效容积
混合全池污水所需功率为
⑿、 污泥回流设备
污泥回流比
污泥回流量
设回流污泥泵房1座,内设3台潜污泵(2用1备)
单泵流量
水泵扬程根据竖向流程确定。
⒀、 混合液回流设备
① 混合液回流泵
混合液回流比
混合液回流量
设混合液回流泵房2座,每座泵房内设3台潜污泵(2用1备)
单泵流量
② 混合液回流管。
混合液回流管设计
泵房进水管设计流速采用
管道过水断面积
管径
取泵房进水管管径DN900mm
校核管道流速
③ 泵房压力出水总管设计流量
设计流速采用
六、 二沉池
设计参数
为了使沉淀池内水流更稳、进出水配水更均匀、存排泥更方便,常采用圆形辐流式二沉池。二沉池为中心进水,周边出水,幅流式沉淀池,共2座。二沉池面积按表面负荷法计算,水力停留时间t=2.5h,表面负荷为1.5m3/(m2•h-1)。
1) 池体设计计算
①. 二沉池表面面积
二沉池直径 , 取29.8m
②. 池体有效水深 混合液浓度 ,回流污泥浓度为
为保证污泥回流浓度,二沉池的存泥时间不宜小于2h,
二沉池污泥区所需存泥容积Vw
采用机械刮吸泥机连续排泥,设泥斗的高度H2为0.5m。
③. 二沉池缓冲区高度H3=0.5m,超高为H4=0.3m,沉淀池坡度落差H5=0.63m
二沉池边总高度
④. 校核径深比
二沉池直径与水深比为 ,符合要求
2) 进水系统计算
①. 进水管计算
单池设计污水流量
进水管设计流量
选取管径DN1000mm,
流速
坡降为 1000i=1.83
②. 进水竖井
进水竖井采用D2=1.5m,流速为0.1~0.2m/s
出水口尺寸0.45×1.5m²,共6个,沿井壁均匀分布。
出水口流速
③. 稳流筒计算
取筒中流速
稳流筒过流面积
稳流筒直径
3) 出水部分设计
a. 单池设计流量
b. 环形集水槽内流量
c. 环形集水槽设计
采用周边集水槽,单侧集水,每池只有一个总出水口,安全系数k取1.2
集水槽宽度 取
集水槽起点水深为
集水槽终点水深为
槽深取0.7m,采用双侧集水环形集水槽计算,取槽宽b=0.8m,槽中流速
槽内终点水深
槽内起点水深
校核:当水流增加一倍时,q=0.2896 m³/s,v´=0.8m/s
设计取环形槽内水深为0.6m,集水槽总高为0.6+0.3(超高)=0.9m,采用90°三角堰。
d. 出水溢流堰的设计
采用出水三角堰(90°),堰上水头(三角口底部至上游水面的高度)H1=0.05m(H2O).
每个三角堰的流量
三角堰个数
三角堰中心距(单侧出水)
4) 排泥部分设计
①. 单池污泥量
总污泥量为回流污泥量加剩余污泥量
回流污泥量
剩余污泥量
②. 集泥槽沿整个池径为两边集泥
七、 消毒接触池
4、加氯间
⑴、加氯量 按每立方米投加5g计,则
⑵、加氯设备 选用3台REGAL-2100型负压加氯机(2用1备),单台加氯量为10kg/h
八、 污泥泵房
设计污泥回流泵房2座
1、设计参数
污泥回流比100%
设计回流污泥流量50000m3/d
剩余污泥量2130m3/d
2、 污泥泵
回流污泥泵6台(4用2备),型号 200QW350-20-37潜水排污泵
剩余污泥泵4台(2用2备),型号 200QW350-20-37潜水排污泵
3、 集泥池
⑴、容积 按1台泵最大流量时6min的出流量设计
取集泥池容积50m3
⑵、面积 有效水深 ,面积
集泥池长度取5m,宽度
4、 泵位及安装
排污泵直接置于集水池内,排污泵检修采用移动吊架。
九、 污泥浓缩池
初沉池污泥含水率大约95%
设计参数
1、 浓缩池尺寸
2、 浓缩后污泥体积
3、
采用周边驱动单臂旋转式刮泥机。
十、 贮泥池
1、 污泥量
2、 贮泥池容积
设计贮泥池周期1d,则贮泥池容积
3、 泥池尺寸
4、 搅拌设备
为防止污泥在贮泥池终沉淀,贮泥池内设置搅拌设备。设置液下搅拌机1台,功率10kw。
十一、 脱水间
1、 压滤机
2、加药量计算
投加量 以干固体的0.4%计
.
十二、构建筑物和设备一览表:
序号 名称 规格 数量 设计参数 主要设备
1
格栅
L×B =
3.58m×3.2m
1座 设计流量
Qd=50000m3/d
栅条间隙
栅前水深
过栅流速
HG-1200回旋式机械格栅1套
超声波水位计2套
螺旋压榨机(Φ300)1台
螺纹输送机(Φ300)1台
钢闸门(2.0X1.7m)4扇
手动启闭机(5t)4台
2
进水泵房
L × B =
20m× 13m
1座 设计流量Q=2793.6 m3/h
单泵流量Q= 350m3/h
设计扬程H=6mH2O
选泵扬程H= 7.22mH2O
1mH2O=9800 Pa 螺旋泵(Φ1500mm,N60kw)5台,4用1备
钢闸门(2.0mX2.0m)5扇
手动启闭机(5t)5台
手动单梁悬挂式起重机(2t,Lk4m)1台
3
平流沉砂池
L×B×H=
12.5m×3.1m×2.57m
1座 设计流量
Q=2793.6 m3/h
水平流速v= 0.25 m/s
有效水深H1= 1 m
停留时间T= 50 S
砂水分离器(Φ0.5m)2台
4
平流式初沉池
L×B×H=
21.6m×5m×8m
13座
设计流量Q= 2793.3 m3/h
表面负荷q= 2.0m3/(m2•h)
停留时间T= 2.0 d
全桥式刮吸泥机(桥长40m,线速度3m/min, N0.55X2kW) 2台
撇渣斗4个
5
曝气池
L×B×H =
70m×55m×4.5m
1座
BOD为150,经初沉池处理,降低25% 罗茨鼓风机(TSO-150,Qa15.9m3/min, P19.6kPa,N11kw)3台
消声器6个
6
辐流式二沉池
D×H=
Φ29.8m×3m
2座 设计流量Q= 2084.4m3/h
表面负荷q= 1.5m3/(m2•h)
固体负荷qs= 144~192 kgSS/(m2•d)
停留时间T= 2.5 h
池边水深H1=2 m
全桥式刮吸泥机(桥长40m,线速度3m/min, N0.55X2kW) 2台
撇渣斗4个
出水堰板1520mX2.0m
导流群板560mX0.6m
7 接触消毒池 L×B×H=
32.4m×3.6m×3m
1座 设计流量Q=2187.5 m3/h
停留时间T= 0.5 h
有效水深H1=2 m
注水泵(Q3~6 m3/h )2台
9
加氯间
L×B=
12m×9m
1座
投氯量 250 kg/d
氯库贮氯量按15d计
负压加氯机(GEGAL-2100)3台
电动单梁悬挂起重机(2.0t)1台
10
回流及剩
余污泥泵房(合建式)
L×B=
10m×5m
1座 无堵塞潜水式回流污泥泵2台
钢闸门(2.0X2.0m)2扇
手动单梁悬挂式起重机(2t)1台
套筒阀DN800mm, Φ1500mm 2个
电动启闭机(1.0t)2台
手动启闭机(5.0t)2台
无堵塞潜水式剩余污泥泵3台
第四章 平面布置
(1)总平面布置原则
该污水处理厂为新建工程,总平面布置包括:污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置,各种管线、管道及渠道的平面布置,各种辅助建筑物与设施的平面布置。总图平面布置时应遵从以下几条原则。
① 处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑,以便于节约用地和运行管理。
② 工艺构筑物(或设施)与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异,分别相对独立布置,并协调好与环境条件的关系(如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等)。
③ 构(建)之间的间距应满足交通、管道(渠)敷设、施工和运行管理等方面的要求。
④ 管道(线)与渠道的平面布置,应与其高程布置相协调,应顺应污水处理厂各种介质输送的要求,尽量避免多次提升和迂回曲折,便于节能降耗和运行维护。
⑤ 协调好辅建筑物,道路,绿化与处理构(建)筑物的关系,做到方便生产运行,保证安全畅道,美化厂区环境。
(2)总平面布置结果
污水由北边排水总干管截流进入,经处理后由该排水总干管和泵站排入河流。
污水处理厂呈长方形,东西长380米,南北长280米。综合楼、职工宿舍及其他主要辅助建筑位于厂区东部,占地较大的水处理构筑物在厂区东部,沿流程自北向南排开,污泥处理系统在厂区的东南部。
厂区主干道宽8米,两侧构(建)筑物间距不小于15米,次干道宽4米,两侧构(建)筑物间距不小于10米。
总平面布置参见附图1(平面布置图)。
第五章 高程布置及计算
(1)高程布置原则
① 充分利用地形地势及城市排水系统,使污水经一次提升便能顺利自流通过污水处理构筑物,排出厂外。
② 协调好高程布置与平面布置的关系,做到既减少占地,又利于污水、污泥输送,并有利于减少工程投资和运行成本。
③ 做好污水高程布置与污泥高程布置的配合,尽量同时减少两者的提升次数和高度。
④ 协调好污水处理厂总体高程布置与单体竖向设计,既便于正常排放,又有利于检修排空。
(2)高程布置结果
由于该污水处理厂出水排入市政排水总干管后,经终点泵站提升才排入河流,故污水处理厂高程布置由自身因素决定。
采用普通活性污泥法,辐流式二沉池、曝气池、初沉池占地面积较大,如果埋深设计过大,一方面不利于施工,也不利于土方平衡,故按尽量减少埋深。从降低土建工程投资考虑,出水口水面高程定为64m,则相应的构筑物和设施的高程可以从出水口逆流计算出其水头损失,从而算出来。
总高程布置参见附图2高程图。
(3)高程计算
h1—沿程水头损失 h1=il, i—坡度 i=0.005
h2—局部水头损失 h2=h1×50%
h3—构筑物水头损失
a、 巴氏计量槽
H=0.3m
巴氏计量槽标高 -1.7000m
b、 消毒池的相对标高
排水口的相对标地面标高: 0.00m
消毒池的水头损失: 0.30m
消毒池相对地面标高: -1.4000m
c、 沉淀池高程损失计算
l=40m
h1=il=0.005×40=0.20m
h2= h1×50%=0.10m
h3=0.45m
H2=h1+h2+h3=0.20+0.10+0.45=0.75m
沉淀池相对地面标高 -0.6000m
d、 A2/O反应池高程损失计算
l=55m
h1=il=0.005×55=0.275m
h2= h1×50%=0.1375m
h3=0.60m
H3=h1+h2+h3=0.275+0.1375+0.60=1.0125m
A2/O反应池池相对地面标高 0.4625m
e、 平流式沉砂池高程损失计算
l=12m
h1= il=0.005×12=0.06m
h2= h1×50%=0.03m
h3=0.3m
H4=h1+h2+h3=0.06+0.03+0.30=0.39m
平流式沉砂池相对地面标高 0.8525m
f、 细格栅高程损失计算
h1= 0.30m
h2= h1×50%=0.15m
h3=0.30m
H5=h1+h2+h3=0.30+0.15+0.30=0.75m
细格栅相对地面标高 1.6025m
g、 污水提升泵高程损失计算
l=5m
h1= il=0.005×5=0.025m
h2= h1×50%=0.0125m
h3=0.20m
H6=h1+h2+h3=0.025+0.0125+0.20=0.2375m
污水提升泵相对地面标高 -4.1600m
热心网友
时间:2022-06-29 15:33
用cass工艺吧 ,具体的设计图 ,网上多的很