生活污水处理毕业设计优秀毕业设计.doc
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第1章概述
1.1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
BOD=180mg/LCOD=410mg/LSS=200mg/LNH3-N=30mg/L
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》
BOD=20mg/LCOD=70mg/LSS=30mg/LNH3-N=15mg/L
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）。
1.2设计内容、原则
1.2.1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。
1.2.2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
2.1水质分析
本项目污水处理的特点：
污水以有机污染物为主，BOD/COD=0.44，可生化性较好，采用生化处理最为经济。
BOD/TN＞3.0,COD/TN＞7,满足反硝化需求；若BOD/TN＞5，氮去除率大于60%。
2.2工艺选择
按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺,10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB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，A/O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。
2.2.1方案对比
工艺类型
氧化沟
SBR法
A/O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，A/O工艺比较普遍，稳定，且出水水质要求不是很高，本设计选择A/O工艺。
2.2.2工艺流程
第3章污水处理构筑物的设计计算
3.1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。
3.1.1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β=2.42；
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-1800
1.5
1800
2090
40
60°
3.1.2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
2700
725
16
185
82
500
3.2细格栅
3.2.1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β=2.42；
（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-1400
0.75～1.1
1400
1750
1500
4000
60°
3.3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。
3.3.1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，
﹤
（8）每小时所需空气量：
设曝气管浸水深度为。
取。
3.3.2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：
3.3.3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：
75
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。
3.3.4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
3.4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
3.4.1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，
3.4.2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
3.5曝气池（A/O）
3.5.1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1、4.6、1.42；
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
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