城镇污水处理厂工艺设计活性污泥法课程设计.docx

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1、学:2010122140课程设计顾日城镇污水处理厂工艺设计曰（活性污泥法）学院环境与生物工程学院专业环境工程班级环境工程一班学生姓名指导教师目录目录141.1 设计任务及要求41.1.1 设计任务4第二章总体设计52.1处理构筑物选择52.2Xlt52.3：I：aI匕62.3.1氧化沟工艺6232A/O62*3.3SBR72.3.4曝气生物滤池（BAF）72*3.5MBR一1724T34,11齐LJJi92.5污水、污泥处理工艺流程图9-93111103. 2设计参数104. 3t103. 3.1中格栅的设计计算104. 3.2细格栅的设计计算12/也.145. 2设计参数154.3设计计算1

2、52lLE/t!l175.1 设计草图175.2 设计计算17第六章曝气池206.1污水处理程度的计算及曝气池的运行方式206.1.1污水处理程度的计算206.1.2曝气池的运行方式206.2曝气池的计算与各部位尺寸的确定216.3曝气系统的计算与设计236.4供气量计算246. 5空气管系统计算267. 627-jt!i277. 1设计草图288. 21*I287.3VI-VI32*28第八章其他构筑物318. 1I：318. 2lj,328.3接触池338. 4液氯投配系统3385VI:力旻348. 6污泥回流泵房348. 7jt!l359. 8Z月兑司35第九章构筑物高程布置计算及水力损

3、失3510. 1I1日|zj3511. 2构筑物水头损失计算369.2.1污泥管道水头损失379.2.2污水管渠水力计算389. 3/5ItijI-工38第十章污水厂运行成本及其构成4010. 1污水处理厂的处理成本构成40102仃成本析4010.2.1人员费4010.2.2动力费4110.2.34210.2.4药剂费4210.3运行成本42参考文献第一章设计任务1.1 设计任务及要求1.1.1 设计任务城市日处理水量5万错误!未找到引用源。污水处理厂工艺设计1 .污水处理工艺选择及各工艺单元的设计，包括工艺流程的确定,各单体构筑物的工艺设计。2 .污泥处理方法选择及污泥处理构筑物的工艺设计计

4、算。包括工艺流程的确定，单体构筑物的工艺设计；3 .污水泵站的工艺设计。可以是终点泵站，也可以是中途提升泵站。包括选泵、泵站工艺设计计算和泵站工艺图的绘制；4 .污水处理厂的平面布置。包括污水处理厂处理构筑物和辅助建筑物的平面布置图及工艺平面图绘制；5 .污水处理厂竖向布置及高程计算。1.1.2 设计要求D对主要构筑物选型作说明。2）主要处理设施（格栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池）的工艺计算（附必要的计算草图）。3）污水处理厂平面和高程布置。4）编写设计说明计算书。第二章总体设计2.1 处理构筑物选择污水处理构筑物形式多样，在选择时,应根据其适应条件和所在城市应用情况选择。选用平流沉砂池，

5、平流式沉淀池，传统的推流式曝气池，平流式消毒接触池，巴土计量槽，采用带式压滤机进行污泥脱水。2.2 污水处理厂选址未经处理的城市污水任意排放，不仅会对水体产生严重污染，而且直接影响城市发展发展和生态环境，危及国计民生。所以，在污水排入水体前，必须对城市污水进行处理。而且工业废水排入城市批水管网时，必须符合一定的排放标准。最后流入管网的城市污水统一送至污水处理厂处理后排入水体。在设计污水处理厂时，选择厂址是一个重要环节。厂址对周围环境、基建投资及运行管理都有很大影响。选择厂址应遵循如下原则：1 .为保证环境卫生的要求，厂址应与规划居住区或公共建筑群保持一定的卫生防护距离，一般不小于300米。2

6、.厂址应设在城市集中供水水源的下游不小于500米的地方。3 .厂址应尽可能设在城市和工厂夏季主导风向的下方。4 .要充分利用地形，把厂址设在地形有适当坡度的城市下游地区，以满足污水处理构筑物之间水头损失的要求，使污水和污泥有自流的可能，以节约动力。5 .厂址如果靠近水体，应考虑汛期不受洪水的威胁。6 .厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区。7 .厂址的选择要考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。1. 3核心工艺比较2. 3.1氧化沟工艺氧化沟主要特点是：进出水装置简单；污水的流态可看成是完全混合式，由于池体狭长,又类似于推流式。优点：BOD负荷低，处理水质良好；污泥产率低，排泥量少；污泥龄

7、长，具有脱氮的功能。缺点：氧化沟工艺与SBR和普通活性污泥工艺比较，能耗高，且占地面积较大。3. 3.2A/0法即厌氧一好氧污水处理工艺，生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。优点：1）生物活性高；2）较高的微生物浓度；3）泥产量低；4）出水水质好且稳定；5）动力消耗低；6）不产生污泥膨胀；7）挂膜方便，可间歇运行；8）工艺运行简单，操作方便，抗冲击负荷能力强；9）积负荷高，停留时间短，节约占地面积。缺点：池内

8、填料间的生物膜有时会出现堵塞现象，尚待改进。研究的方向是针对不同的进水负荷控制曝气强度，以消除堵塞；其次是研究合理的氧化池池型和形状、尺寸和材质合适的填料。2.3.3SBR法SBR运行特点是各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。优点：出水水质较好；不产生污泥膨胀；除磷脱氮效果好。缺点：池容和设备利用率低，占地面积较大、运行管理复杂，自控水平要求高。2.3.4曝气生物滤池（BAF）曝气生物滤池是集生物氧化和截留悬浮固体与一体，节省了后续沉淀池（二沉池）0优点：1）总体投资省，包括机械设备、自控电气系统、土建和

9、征地费；2）占地面积小，通常为常规处理工艺占地面积的80%,厂区布置紧凑，美观；3）处理出水质量好，可达到中水水质标准或生活杂用水水质标准；4）工艺流程短，氧的传输效率高，供氧动力消耗低，处理单位污水的电耗低5）过滤速度高，处理负荷大大高于常规处理工艺；缺点：曝气生物滤池运行维护较复杂，尤其是填料的反洗与更换，从而导致运行费用也较高。2.3.5MBR工艺膜-生物反应器工艺是利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住，省掉二沉池。优点：1）出水水质好2）工艺参数易于控制，能实现HRT与SRT的完全分离3）设备紧凑，省掉二沉池，占地少4）剩余污泥产量少5）有利于增殖缓慢的硝化细菌

10、的截留、生长和繁殖6）克服了常规活性污泥法中容易发生污泥膨胀的弊端7）系统可采用PLC控制，易于实现全程自动化缺点：MBR工艺造价相对较高，为普通污水处理工艺的1.5-2.0倍。国产膜片质量较差、使用时间较短，进口膜片价格过高，运行维护及更换费用较高。以下为各种好氧生物处理工艺方法的技术经济指标比较各,的好氧生物处理工艺方法的技术经济指标比较方案技术指标（B0D5去除率%）经济指标*运行情况基建费能耗占地运行稳定管理情况适应负荷波动备注传统活性污泥法8595100100100一般一般不适应适用于中等浓度的生活污水和工业废水，对冲击敏感渐减曝气法8595100100100一般一般一般空气供应逐渐

11、减小以酉己合有机负荷的需要分段曝气法8595100100100一般一般一般处理污水的范围较广完全混合法8590100100稳定简便适应一般都能使用，能抗冲击负荷浅层曝气法8591100100稳定简便一般适用于中小型规模的污水厂深层曝气法859510()100100100100稳定一般适应施工难度大，一般不用吸附再生法8090100100100100一般麻烦适应一般应用于空间较小，有经济氧源的地方氧化沟9095100100稳定简便适应适用于中小型污水厂、需要脱氮除磷地区SBR9099100100100稳定简便适应适用于中、小型污水处理厂AB法8595100100100100一般一般一般需脱氮除磷

12、的大型污水厂生物膜法=90100100约100稳定简便适应适用于小型污水厂为了降低投资和运行成本，因地制宜地进行工艺方案（主要是生物处理方案）比较是必要的。进行多种工艺方案的比较，包括投资费用、运行费用、占地面积、出水水质、后期管理等各方面进行工艺方案的优化抉择，本设计采用传统活性污泥法。2. 4设计流量平均日流量错误!未找到引用源。变化系数错误!未找到引用源。最大日流量错误!未找到引用源。2.5污水、污泥处理工艺流程图第三章格栅格栅由一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。3. 2设计参

13、数(1)栅前水深错误!未找到引用源。；错误!未找到引用源。(2)过栅流速错误!未找到引用源。；错误!未找到引用源。(过栅流速一般为O.61.0ms)(3)格栅间隙错误!未找到引用源。；错误!未找到引用源。(4)格栅安装倾角错误!未找到引用源。3. 3设计计算4. 3.1中格栅的设计计算1)栅条间隙数：错误!未找到引用源。式中：n中一中格栅间隙数；错误!未找到引用源。一最大设计流量，错误!未找到引用源。:弓一栅条间隙，取30mm；%一栅前水深，取Lon1；V一过栅流速，取0.8m/s；a一格栅倾角度；0.7S3dn60aFoo3oai2）栅槽宽度:B=S（n1-l）e1n1式中：B栅槽宽度，m；

14、S一格条宽度，取0.0Im；错误!未找到引用源。，取1.2m；3）中格栅珊前进水渠道渐宽部分长度：若进水渠宽错误!未找到引用源。，减宽部分展开角错误!未找到引用源。，则此进水渠道内的流速_ Qe - 0.753Bthi 03 1=0,941msB-B12tan20* IJ-OB7=OSGm2Un204）格栅栅槽后与出水渠道连接处渐窄部分长度:I10361.2=-=0.28m2225）过栅水头损失:()3sta式中：h中一中格栅水头损失，m；夕一系数，当栅条断面为矩形时取2.42；k一系数，一般取k=3；=3224X(竺8sin60*=0.044mk.O3296）栅前槽总高度：取栅前渠道超高错误

15、!未找到引用源。栅前槽高错误!未找到引用源。7）栅后槽总高度栅槽总长度：错误!未找到引用源。.取错误!未找到引用源。.8）栅槽总高度：H21.=L1+05+1X）L2tana式中：L一栅槽总长度；0.5中格栅距格栅前进水渠减宽部分长度；1.0中格栅距格栅后出水渠减窄部分长度；1.一格栅距出水渠连接处减宽部分长度；1.?一格栅距出水渠连接处减窄部分长度；1.41.=0.56+05+；+1.0+028=3.15mtan609）每日栅渣量：_Qmtm86400Wk1000式中：W-每日栅渣量,m7d；WO-栅渣量QioW污水，一般为0.10.Olm3103,中栅取0.03m3103;错误!未找到引用

16、源。.故用机械清渣。3.3.2细格栅的设计计算1）栅条间隙数：错误!未找到引用源。式中：n中一中格栅间隙数；错误!未找到引用源。一最大设计流量，错误!未找到引用源。；el栅条间隙，取30mm；一栅前水深，取1.2m；v一过栅流速,取LOn）/s;。一格栅倾角度；0.7536Q73F0.008XlNXIq2）栅槽宽度:B=S(n1-l)+e1n1式中：B栅槽宽度，m；S一栅条宽度,取0.01m；错误!未找到引用源。，mi.4m3）中格栅珊前进水渠道渐宽部分长度：若进水渠宽错误!未找到引用源。，减宽部分展开角错误!未找到引用源。，则此进水渠道内的流速=0628msB-Bx4-l2 tan 20 2

17、 tan 20*=056E4）格栅栅槽后与出水渠道连接处渐窄部分长度：I10361.9=-0.28m2225）过栅水头损失：/sV2h=kJWina式中：h细一细格栅水头损失，m；一系数，当栅条断面为矩形时取2.42；k一系数，一般取k=3；/0.01,tI2.ha=3X2.24XII-sin60=0.40mFk0.0082X966）栅前槽总高度：取栅前渠道超高错误!未找到引用源。栅前槽高错误!未找到引用源。7）栅后槽总高度栅槽总长度：错误!未找到引用源。.取错误!未找到引用源。.8）栅槽总高度：1.=Li+0.5+-+1.0,4L.tana式中：L一栅槽总长度，0.5中格栅距格栅前进水渠减宽

18、部分长度；1.0中格栅距格栅后出水渠减窄部分长度；1.一格栅距出水渠连接处减宽部分长度；1.,一格栅距出水渠连接处减窄部分长度。错误!未找到引用源。.取错误!未找到引用源。9）每日栅渣量：QeW。86400W=k1000式中：W-每日栅渣量,m7d；WO-栅渣量11310）3污水，一般为0.10.Olm7103m3,细栅取0.08m3103o错误!未找到引用源。.故用机械清渣。10）格栅间尺寸的确定工作平台设在格栅上部，高出格栅前最高设计水位0.5m,工作台上设有安全和冲洗措施，工作台正面过道宽度与栅槽宽度相同。11）格栅选型根据所计算的格栅宽度和长度，考查平面格栅的基本尺寸选择格栅为PGA-

19、1500X3000-20,清渣采用固定式清渣机清渣。格栅设三座，两用一备。第四章沉砂池目前，应用较多的沉砂池池型有平流沉砂池、曝气沉砂池和钟式沉砂池。本设计中选用平流沉砂池，它具有颗粒效果较好、工作稳定、构造简单、排沙较方便等优点。4.1 设计草图4.2 设计参数设计流量错误!未找到引用源。设计流速错误!未找到引用源。（一般为O.15ms-0.30ms）水力停留时间错误!未找到引用源。（一般为30s-60s）4.3 设计计算D沉砂池长度错误!未找到引用源。2）水流断面面积错误!未找到引用源。3）池总宽度：设计错误!未找到引用源。格，每格宽取错误!未找到引用源。，池总宽错误!未找到引用源。4）有

20、效水深错误!未找到引用源。（介于0.25Tm之间）5）贮泥区所需容积设计错误!未找到引用源。，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积86400QeT-X86400X0.75320.03Q%=-=0.75wsIoooM4100OX13X4（每格沉砂池设两个沉砂斗，2格共4个沉砂斗）其中X一城镇污水的沉砂量，一般采用O.03L/错误!未找到引用源。K-污水流量总变化系数1.3.6）沉砂斗各部分尺寸及容积设计斗底宽错误!未找到引用源。，斗壁与水平面的倾角6()错误!未找到引用源。，贮砂斗高错误!未找到引用源。，则沉砂斗上口宽理.2X1b=5-r+b1=j+05=L65tan60tan60沉砂斗容

21、积错误!未找到引用源。S1S2分别为贮砂都下口和上口的面积，m2V=-XlX(052+L652+0.5L65)=127m337)沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06,坡向沉砂斗长度为1.-2b9-21.6S1.2=2JBSm222则沉泥区高度为%=%+0.06G=10+0.06X235=L171n池总高度H；设超高错误!未找到引用源。H=fc1+h2+s=03+033+1.17=2.3E8)核算最小流速错误!未找到引用源。最小流量错误!未找到引用源。，最小流量是的有效水深取0.3m,则错误!未找到引用源。，符合要求沉砂池底部的沉砂通过吸砂泵，送至砂水分离器，脱水后的清洁砂砾外运，分

22、离出来的水回流至泵房吸水井。沉砂池的出水通过管道送往初沉池集配水井，输水管道的管径为40OnInb管内最大流速为0.99ms0集配水井为内外套筒式结构，外径4.Om,内经2.Onu由沉砂池过来的输水管道直接进入内层套筒，进行流量分配，通过10根管径为200mm的管道送往10个初次沉淀池，管道内最大水流速度为0.80ms第五章初级沉淀池本设计采用了成本较低，运行较好的平流式沉淀池，该池施工简易，对冲击负荷和温度变化的适应能力较强。5.1设计草图5.2设计计算1）沉淀区表面积A沉淀池表面负荷取错误!未找到引用源。，则3600Qbq3600 X 0.7532，=1355.4m22）有效水深错误!未找

23、到引用源。沉淀时间取错误!未找到引用源。尼=qt=2.0XIS=3.0m沉淀区有效容积VV=M=13SS.43=4066.2m33）沉淀池长度L错误!未找到引用源。（其中V为最大设计流量时的水平流速，取5mms）代入式中得错误!未找到引用源。4）沉淀池总宽度BA135S.4B=-=S02n1.275）沉淀池的数量n设每个沉淀池的宽度错误!未找到引用源。则错误!未找到引用源。.取错误!未找到引用源。6）校核长宽比:错误!未找到引用源。.（符合要求）长深比:错误!未找到引用源。.（符合要求）7）污泥区容积容积VW设污泥清除间隔天数T=2d,污泥含水率为95%,每人每日产生的污泥量S=O.5L（人d

24、）,设计人口数错误!未找到引用源。人。则错误!未找到引用源。每池污泥区容积错误!未找到引用源。8）沉淀池的总长度流入口至挡板距离取0.5m,流出口至挡板距离取0.3mLr=0.50.3+27=27.8m9）沉淀池超高h取0.3叱缓冲层高度Ih取0.5m（采用静水压排泥）；由前面计算可得h2=311;泥斗倾角采用55,泥斗斗底尺寸为800mm800mm,上口为2000mm2000mm.则泥斗高度错误!未找到引用源。污泥斗以上梯形部分：梯形上底边长错误!未找到引用源。；梯形下底边长错误!未找到引用源。，梯形的坡度取0OL则梯形的高度h：=（L1-L2）ODl=（27B-2）0.01=0.258m沉

25、淀池总高度H=h1+h2+8h4=fc1+h2+8+=0.3+3+0.5+0.87S+0258=4.915m10）容积校核贮泥斗的容积VlVx=i（s+52S1）=XO3S7（2“+OJ2+22O221=127m,33贮泥斗以上梯形部分污泥容积V2V1=（，：S）.RJ-b=X0.2S85=19J21m三错误!未找到引用源。，符合要求。11)出水渠道沉淀池的出水采用锯齿堰，堰前设挡板，拦截浮渣。出水槽采用双侧集水，出水槽宽度为04m,水深0.4m,槽内水流速度0.57ms,堰上负荷为1.66L(m.s)r)a47(4)换算为在20C条件下，脱氧清水的充氧量1.=.(2)0pCr)-cX124-

26、20式中。一修正系数,错误!未找到引用源。，产J0.80.85)取。=0.82夕一修正系数，错误!未找到引用源。，Be(0.90.97)取=0.95C一取值2.0错误!未找到引用源。一取值1.0代入数值得错误!未找到引用源。532.015 X 9.17相应的最大时需氧量为Ro一032X0.95XlX47-21X1.02410-ao-776.23kg*曝气池平均时供氧量6663003 0.18=12348.15ms/h(6)曝气池最大时供氧量错误!未找到引用源。去除每kgB0D5的供气量为GeMBODJ12348.15 X 2412000=2470苻空气kgBOD(8)每污水的供气量为12348

27、.15 X 2450000=593m1空气s污水本系统的空气总用量除采用鼓风曝气外，本系统还采用空气在回流污泥井提升污泥，空气量按回流污泥量的8倍计算，污泥回流比R取值50%,这样，提升回流污泥所需空气量为8 0.5 5000024=833333m3/h总需气量为错误!未找到引用源。6.5空气管系统计算BR气池叶面图按图所示的曝气池平面图，布置空气管道，在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管,共3根干管，在每根干管上设4对配器竖管共8条，全曝气池共设24条配气竖管，每1437463=599,取600P/h根竖管的供气量为24曝气池平面面积为错误!未找到引用源。43=25643=18002每个空气扩

28、散器的服务面积按0.5m3if,需孔器扩散器的总数为1800/0.5=3600个每个竖管上安设的空器扩散器的数目为3600/24=1501、每个空气扩散器的配气量为14374.63/(24150)=3.99/?3/h,4?3/h将已布置的空气管路及布设的空气扩散器绘制成空气管路计算图，用以进行计算。计算得总压力损失为7.678kPa,为安全计，设计取值9.8kPa6.6空压机的选定空气扩散装置安装在距曝气池底0.2m处，因此，空压机所需压力为P=(3.8-0.2+1.0)9.8=45.08kPa空压机供气量：最大时：14374.63+8333.33=22707.96m3h=378.46nmin

29、平均时：12348.15+8333.33=20681.48rfh=344.69m3min根据所需压力及空气量，决定采用LG60型空压机7台。该型空压挤风压50kPa,风量60m3mino正常条件下，7台工作，2台备用；高负荷时，8台工作，1台备用。第七章二次沉淀池辐流式沉淀池半桥式周边传动刮泥活性污泥法处理污水工艺主要功能是为去除沉淀池中沉淀的污泥以及水面表层的漂浮物。进水排泥图6辐流式沉淀池7.1设计草图福流式沉淀池计算草图7.2设计参数采用普通辅流式沉淀池，中心进水，周边出水，共4座，沉淀池表面负荷q取13(7.2),一般为错误!未找到引用源。7.3设计计算(1)每座沉淀池的表面积A和池径

30、D；21.9Qa 0.753 X 3600,A = = 3765m2(2)沉淀池的有效水深错误!未找到引用源。设污水在沉淀池内的沉淀时间错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。符合要求径深比错误!未找到引用源。符合要求(3)污泥部分所需容积按2h计算二沉池污泥部分所需容积V为6093.94m3_6(1+R)QX_6X15X2708.42X3700v-XX3700+11100其中错误!未找到引用源。每个沉淀池污泥区的容积错误!未找到引用源。(4)沉淀池高度H=A1+2+04+式中,?1-保护高度，取0.3InA2-有效水深,2.16m%-一缓冲层高，取0.3m%-沉淀池底坡落差m,由0.05坡度计算为0.39？刀5污泥斗高度取0.5m代入数值得错误!未找到引用源。进水系统计算：D进水管的计算：单池设计流量：Qn=0.1255m7s进水管设计流量：Q进二Q单x(1+R)=O1255X(1+0.75)=0.22m3sWS=100Omnz。进022八/V.=0.28?/s71人2冗.2-D-4142)进水竖井：进水井采用2=L5m,出水口尺寸：0.4521.5m2共六个，沿井壁均匀分布：出水口流速：V2=O.22/0.456=0.08ms0.2ms,所以合格3)稳流筒计算：筒中流速匕=0.02-0.03m