武汉理工大学水质工程学二毕业课程设计

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新丰市污水处理厂初步设计

摘要

众所周知，中国的国际地位不断提高，对世界的影响力逐渐扩大，所以我们必须提高环保意识，改善中国现有污浊的环境。

根据城市所处的地理位置和污水厂的规模，并结合考虑需脱氮除磷的要求，城市污水处理厂设计采用传统Sequencing Batch Reactor工艺。该工艺污水处理流程为：中格栅→提升泵房→细格栅→沉砂池→SBR反应池→消毒池→出水排放。污泥处理流程为：污泥→集泥井→污泥浓缩池→贮泥池→污泥脱水机房→泥饼外运。通过此工艺的处理，出水水质设计中对整个水处理流程的各主体构筑物如格栅、平流沉砂池、SBR反应池、接触池等进行了系统、详细的设计计算和说明。理论上给出了这个流程中BOD、COD、SS的去除率及脱氮除磷的效率。

1 设计说明书

1.1 工程概况

1.1.1设计依据

1.收纳污水厂出水的河流：Ш类水体，从城市南边西向东流过，河流保证率95%的流量为3m3s，河道最高水位151.03m（黄海高程系，下同）

2.污水厂厂址位于城东河流北岸300m处，地形平坦，地面标高为153.12m，污水厂大门朝北。

3.城市污水干管终点水面标高为150.09m，处理厂污水纳入超越管渠，经3.8km的渠道排入水体，渠道总水头损失为2m。

4厂区地质良好，地下水位标高为146.91m，夏季主导风向为东北风。

1.1.2设计规模

新星市近期（2020年）规划人口为10万人，平均日污水量为25000m3d，远期（2030年）规划人口为15万人，平均日污水量为35000m3d，总变化系数Kz=1.43，Qmin=0.5Qmax。

1.1.3设计水质

BOD5=200mgL，SS=220mgL，夏季水温25℃，冬季水温15℃，平均水温20℃。出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B排放标准。

1.2 污水处理厂工业设计

1.2.1工业流程选择与布置

城市污水处理厂的方案，既要考虑有效去除BOD5又要适当去除N，P故可采用SBR或氧化沟法，或AAO法,以及一体化反应池即三沟式氧化沟得改良设计。

本设计采用传统SBR法为核心工艺： 工作流程：见下图

工作原理：、

SBR是通过其主要反应器---曝气池的运行操作而实现的。曝气池的运行操作，是有流入，反应，沉淀，排放，待机等5个工序所组成。这五个工序都在曝气池这一个反应器内进行实施。

工作特点：

①采用集有机污染物降解与混合液沉淀于一体的反应器。

②无需设污泥回流设备，不设二次沉淀池，曝气池容积也小于连续式。 ③无设置调节池的必要。

④SVI值较低，污泥易于沉淀，一般情况下，不产生污泥膨胀现象。 ⑤在单一的曝气池内能够进行脱氮和除磷反应。

⑥应用电动阀，液位计，自动计时器及可编程序控制器等自控仪表，可能使本工艺过程实现全部自动化，而由中心控制室控制。

⑦运行管理得当，处理水水质优于连续式。

1.2.2处理构筑物设计

1.中格栅和提升泵房（两者合建在一起）

中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。

提升泵房用以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过 ，从而达到污水的净化。 设计参数：

因为格栅与水泵房合建在一起。因此在格栅的设计中，做了一定的修改，特别是在格栅构造和外型上的设计，突破了传统的“两头小，中间大”的设计模式，改建成长方体形状利于均衡水流速度，有效的减少了粗格栅的堵塞。建成一座潜地式格栅，因此在本次得设计中，将不计算栅前高度，格栅高度，直接根据所选择的格栅型号进行设计。

（1）水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求： 1) 人工清除 25～40mm 2) 机械清除 16～25mm 3) 最大间隙 40mm

（2）在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅(每日栅渣量大于0.2m3),一般应采用机械清渣。

（3）格栅倾角一般用450～750。机械格栅倾角一般为600～700， （4）通过格栅的水头损失一般采用0.08～0.15m。 （5）过栅流速一般采用0.6～1.0ms。 运行参数：

栅前流速 0.7ms 过栅流速 0.9ms 栅条宽度 0.01m 栅条净间距 0.02m 栅前槽宽 1.44m 格栅间隙数 42 水头损失 0.103m 每日栅渣量 1.20m3d 设计中的各参数均按照规范规定的数值来取的。 提升泵房说明：

1．泵房进水角度不大于45度。

2．相邻两机组突出部分得间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于0.8。如电动机容量大于55KW时，则不得小于1.0m，作为主要通道宽度不得小于1.2m。

3.泵站为半地下式，长20m，宽10m，高12m，地下埋深6m。 4.水泵为自灌式。 2.细格栅和沉砂池

细格栅的设计和中格栅相似。 运行参数：

栅前流速 0.7ms 过栅流速 0.9ms 栅条宽度 0.01m 栅条净间距 0.01m 栅前部分长度 1.09m 格栅倾角 60o

栅前槽宽 1.96m 格栅间隙数 84（两组） 水头损失 0.26m 每日栅渣量 2.40m3d 沉砂池设计：

沉砂池的作用是从污水中将比重较大的颗粒去除，其工作原理是以重力分离为基础，故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带起立。

沉砂池设计中，必需按照下列原则：

1. 城市污水厂一般均应设置沉砂池，座数或分格数应不少于2座(格)，并按并联运行原则考虑。

2 .设计流量应按分期建设考虑：

(1)当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；

(2)当污水为用提升泵送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流量计算； (3)合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。

3 .沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为2.65，粒径为0.2以上的颗粒为主。

4 .城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂量为30m3计算，其含水率为60%，容量为1500kgm3。

5.贮砂斗槔容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于55°排砂管直径应不小于0.3m。

6.沉砂池的超高不宜不于0.3m 。

7 .除砂一般宜采用机械方法。当采用重力排砂时，沉砂池和晒砂厂应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。 说明：

采用平流式沉砂池，具有处理效果好，结构简单的优点，分两格。 运行参数：

沉砂池长度 7.5m 池总宽 2.0m

有效水深 085m 贮泥区容积 0.36m3（每个沉砂斗） 沉砂斗底宽 0.5m 斗壁与水平面倾角为 600 3.计量堰

选择测量范围在0.040-0.500m3s的巴氏计量槽，其各部分尺寸为：W=0.30m，B=1.350m，A=1.377m，C=0.60m, D=0.84m, 23A=0.918m。 4.SBR反应池

SBR池有一座，每座分为4个SBR反应池。SBR反应池共设四座。每座曝气池长45m，宽25m，深5m，超高0.5m，有效体积5625，4座反应池总有效体积为22500。单座SBR反应池见草图附表一

各池均为独立运行，进水和出水由DN600mm的电动蝶阀控制，进气由DN500mm的电动蝶阀控制。SBR反应池设计运转周期为6小时（进水曝气1.5小时，沉淀1.5小时，曝气2.5h，滗水与闲置1h）。 5．接触消毒池

城市污水经过一级或二级处理(包活性污泥法和膜法)后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病源菌的可能。因此，污水排入水体前应进行消毒。消毒剂的选择见下表：

经过以下的比较，并根据现在污水处理厂现在常用的消毒方法，决定使用液氯毒。 设计参数：

消 毒 剂 液 氯 优 点 缺 点 适 用 条 件 效果可靠、投配简氯化形成的余氯及适用于，中规模的污单、投量准确，价格某些含氯化合物低水处理厂 便宜 浓度时对水生物有毒害，当污水含工业污水比例大时，氯化可能生成致癌化合物 。 投加设备简单，价格同液氯缺点外，沿尚适用于出水水质较便宜。 有投量不准确，溶解好，排入水体卫生条调制不便，劳动强度件要求高的污水处大 理厂 臭 氧 消毒效率高，并能有投资大成本高，设备适用于出水水质较效地降解污水中残管理复杂 好，排入水体卫生条留的有机物，色，味，件要求高的污水处等，污水中PH，温度理厂 对消毒效果影响小，不产生难处理的或生物积累性残余物 次 氯 酸 钠 用海水或一定浓度需要特制氯片及专适用于医院、生物制的盐水，由处理厂就用的消毒器，消毒水品所等小型污水处地自制电解产生，消量小 理站 毒 设计流量：Q′=35000m3d=0.579（设二座） 水力停留时间：T=0.5h=30min 设计每日投氯量为：ρ＝25.0mgL 平均水深：=40)

设计两组格栅，每组格栅数n=20条

（3）栅槽有效宽度B2?s(n?1)?en?0.01(20?1)?0.02?20?0.59m 总水槽宽B?2B2?0.2?2?0.59?0.2?1.38m（考虑中间隔墙厚0.2m）

漂 白 粉

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