环境工程原理课程设计报告
《环境工程原理》课程设计
题 目 厦门理工学院小型污水处理厂的设计 系 别 环境工程 班级08级2班 小 组 第二小组(11-20)
组 员 杨凌杰、张宗星、陈振兴、陈惠萍、薛文龙
吴凡、郭玮欣、杨丽君、庄德强、刘巧
指导教师 叶茜老师
完成日期 2010年12月27日
目 录
一、设计任务
1. 设计目的 2. 设计任务及要求 3. 设计题目 4. 设计背景
5. 工程规模和处理水质要求
二、处理程度的计算
1 .溶解性BOD5的去除率 2 .CODcr的去除率 3. SS的去除率 4. 总氮的去除率 5. 磷酸盐的去除率
三、处理工艺选择
1、处理工艺比较 2、工艺流程图设计
四、主要工艺设计参数
1、粗格栅 2、提升泵房
3、细格栅 4、旋流式沉砂池 5、初沉池 6、生化处理池 7、曝气系统 8、二沉池 9、紫外消毒池 10、污泥泵房 11、浮渣泵房 12、鼓风机房 13、储泥池 14、污泥脱水间 15、除磷加药间 16、辅助建筑物
五、污水处理厂平面布置 六、水力及高程布置 七、参考资料
八、主要建筑物及设备汇总表(附录一、附录二)九、工艺流程和处理厂平面布置图、高程图。
前 言
水是一切生物生存必不可少的物质之一,没有水的世界是无法想象的。虽然我国水资源总量非常丰富,年径流总量2.71×1012m3,居世界第六位,但是由于人口众多,人均占有仅2262m3,约为世界平均的1/4,属世界缺水国家之一。我国幅员辽阔,各地气候迥异,经济发展水平差异也很大。随着我国经济的快速发展和人们生活水平的不断提高,政府、企业、居民的环保意识不断增强,对生活质量和环境质量的要求越来越高,水污染治理也越来越受到人们的关注。目前,各城市都面临着不同的水环境污染。因此,根据城市规模,建立一套与自己经济发展相适应的控制水污染、保护水环境的方针、政策、标准和法规,同时建设与经济发展水平相适应的污水处理厂,就成为防止因水资源短缺而制约城市社会经济发展的必要手段,利用有限资源的必须部分。在人们日常生活中,盥洗、淋浴、生活洗涤等都离不开水,用后便成为污水。在工业企业中,几乎没有一种工业水是人们日常生活中不可或缺的宝贵资源,水的供给与排放处理水亦是合理不用到水。水经生产过程使用后,绝大部分变成废水,生产废水携带着大量污染物质,这些物质多数是有害和有毒的,但也是有用的,必须妥善处理或加以回收利用。
城市的雨水和冰雪融水也需要及时排除,否则将积水为害,妨碍交通,甚至危及人们的生产和日常生活。在人们生产和生活中产生的这些污水中,如不加控制任意排入水体(江、河、湖、海、地下水)或土壤,使水体受到污染,将破坏原有的自然环境,以至引起环境问题,甚至造成公害。为保护环境,避免发生上述问题,现代城市就需要建立一套完整的工程设施来收集、输送、处理和利用污水;此工程设施就称之为排水工程。它的基本任务是保护环境免受污染,以促进工农业生产的发展和保障人民的健康与正常生活。其主要内容包括:(1)收集各种污水并及时的将之输送至适当地点;(2)妥善处理后排放或再利用。
水污染控制技术在我国社会主义建设中有着十分重要的作用。从环境保护方面讲,水污染控制技术有保护和改善环境、消除污水危害的作用,是保障人民健康和造福子孙后代的大事;从卫生上讲,水污染控制技术的兴起对保障人民健康具有深远的意义;对预防和控制各种疾病、癌症或是“公害病”有着重要的作用;从经济上讲,城市污水资源化,可重复利用于城市或工业,这是节约用水和解决淡水资源短缺的重要途径,它将产生巨大的经济效益。
总之,在实现四个现代化过程中,水污染控制技术对环境保护、促进工农业生产和保障人民健康有现实意义和深远影响,并使经济建设、城乡建设与环境建设同步规划,同步实施,同步发展。这样才能实现经济效益、社会效益和环境效益的统一。
由于所学有限,设计中仍存在很多不足之处,望老师批评指正。
厦 门 理 工 学 院 小型污水处理厂的设计
一、 设计任务
1、设计目的
掌握环境工程设计的基本程序和方法,并在查阅技术资料、筛选公式和计算
方法,用简洁文字、图表表示设计结果及环境工程制图等能力方面,得到一次全面的实践锻炼。
2、设计任务及具体要求
(1) 设计任务
a.以“厦门理工学院小型污水处理厂的设计”为题,选择正确处理工艺、流程及所需物理计算公式;
b.对各工艺、设备进行详细设计计算,并绘制基本的工艺、设备图纸; c.根据工艺选择、设计计算完成设计报告,且最后包含平面图及高程图等。 (2) 具体要求:
a.完成主要处理构筑物的设计计算和布置;
b.工艺选择、设备选型、技术参数、性能、详细说明;
c.提交的成品:设计说明书、工艺基本工程图、工艺流程和处理厂平面布置
图、高程图
3、设计题目
厦门理工学院小型污水处理厂的设计,处理规模为11000t/d。
4、设计背景
(1) 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℃ (2) 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。
5、工程规模和处理水质要求
(1) 工程规模
处理规模为11000t/d。
(2) 设计水质
a.进水水质
COD=300mg/L、BOD5=225mg/L、SS=250mg/L NH3-N=35mg/L、TP=3mg/L、Ph=6-9 b.出水水质
COD=60mg/L、BOD5=20mg/L、SS=20mg/L NH3-N=15mg/L、TP=0.1mg/L、Ph=6-9 c.排放标准:GB8978-1996 一级标准 d.接受水体:河流 (标高:-2m)
二、 处理程度的计算
1、溶解性BOD5的去除率
活泩污泥处理系统处理水中的BOD5值是由残存的溶解性BOD5和非溶解性BOD5二者组成,而后者主要是以生物污泥的残屑为主体。活性污泥的净化功能,是去除溶解性BOD5。因此从活性污泥的净化功能来考虑,应将非溶解性的BOD5从处理水的总BOD5值中减去。
处理水中非溶解性BOD5值可用下列公式求得: (此公式仅适用于氧化沟)
BOD
5f
0.7Ce1.42(1e
0.235
)0.7201.42(1e
0.235
)13.6mg/L
可得,处理水中溶解性BOD5为:20-13.6=6.4mg/L
溶解性BOD5的去除率为:
2256.4225
100%97.16%
2、CODcr的去除率
30060300
100%80%
3、SS的去除率
25020250
100%88%
4、总氮的去除率
出水标准中的总氮为15mg/L,处理水中的总氮设计值取15mg/L,总氮的去除率为:
351535
100%57.14%
5、磷酸盐的去除率
进水中磷酸盐的浓度为4.9mg/L计。如磷酸盐以最大可能成Na3PO4计,则磷的含量为3×0.189=0.576mg/L(注意:Na3PO4中P的含量在可能存在的磷酸盐中是含量最大的,这样计算出来的进水水质中的磷含量偏大,对整个设计来说是偏安全的)。 可得,磷的去除率为:
0.5760.10.576
100%82.64%
三、处理工艺选择
1、处理工艺比较
(1) 设计原则
a.选择处理工艺,严格执行环境保护各项规定,确保处理后达到国家有关排放标准;
b.采用较新技术,运行可靠,操作简便,因地制宜; c.成本合理,尽可能降低工程投资和运行费用; d.合理布局,占地面积尽可能小,便于管理。 (2) 考虑因素
污水处理程度、工程造价和运行费用、污水处理量 (3) 处理原理简介
当地条件城市污水处理厂的方案,既要考虑有效去除BOD5,又要适当去除氮、磷,故可采用SBR或氧化沟法,或A2/O法。 A方案——SBR法
SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式,非稳定生化反应替代稳态生化反应,静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。
特点:a.大多数情况下,无设置调节池的必要;
b.SVI值较低,易于沉淀,一般情况下不会产生污泥膨胀; c.通过运行的调节,进行除磷脱氮反应; d.自动化程度较高,单方投资少; e.得当时,处理效果优于连续式; f.占地规模大,处理水量较小。
B方案——氧化沟法
氧化沟是活性污泥法的一种变型,其曝气池呈封闭的沟渠型,所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法,它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠,污水渗入其中得到净化,氧化沟最早是以序批方式处理污水的技术。
特点:a.在液态上,介于完全混合与推流之间,有利于活性污泥生物凝聚作用;
b.对水量水温的变化有较强的适应性,处理水量较大; c.污泥产量低,且多已达到稳定; d.自动化程度高,便于管理; e.占地面积较大,运行费用低。
C方案——A2/O法
污水经过过滤沉淀后除去部分大颗粒物,并可调节污水PH;然后进入厌氧池,兼性厌氧菌将污水中的易降解有机物转化成VFAs。
回流污泥带入的聚磷菌将体内的聚磷分解,此为释磷,所释放的能量一部分可供好氧的聚磷菌在厌氧环境下维持生存,另一部分供聚磷菌主动吸收VFAs,并在体内储存PHB。进入缺氧区,反硝化细菌就利用混合液回流带入的硝酸盐及进水中的有机物进行反硝化脱氮。接着进入好氧区,聚磷菌除了吸收利用污水中残留的易降解BOD外,主要分解体内储存的PHB产生能量供自身生长繁殖,并主动吸收环境中的溶解磷,此为吸磷,以聚磷的形式在体内储存。
回流好氧池和二沉池的污泥以补充微生物,提供适宜的磷源(污水经厌氧,缺氧区,有机物分别被聚磷菌 和反硝化细菌利用后浓度已很低,有利于自养的硝化菌的生长繁殖)。
最后,混合液进入沉淀池,进行泥水分离,上清液作为处理水排放,沉淀污泥的一部风回流厌氧池,另一部分作为剩余污泥排放。
特点:a.该工艺为最简单的同步脱氧除磷工艺,总的水力停留时间,总厂占地面
积少于其他的工艺,
b.在厌氧、好氧交替运行条件下,丝状菌得不到大量增殖,无污泥膨胀的担忧,SVI值一般均小于100.
c.污泥中含磷浓度高,具有很高的肥效。 d.运行费用低。
方案不足分析: A方案
a.自动化控制要求高,投资不适合该地区;
b.排水时间短(间歇排水时),需要专门的排水设备(滗水器),且对滗水器的要求很高,投资不适合本计划;
c.后处理设备要求大:如消毒设备很大,接触池容积也很大,排水设施如排水管道也很大,不适合该厂区;
d.滗水深度一般为1-2m,对于低处理量的本方案不是合适。 B方案
a.氧化沟曝气设备的多样性,常用的有转刷、转盘和微孔曝气等不适合该厂; b.投资成本过高。
综上所述,任何一种方法,都能达到除磷脱氮的效果,且出水水质良好,但相对而言,SBR法一次性投资较少,占地面积较大,且后期运行费用高于氧化沟,厌氧池——氧化沟虽一次性投资较大,但占地面积也不少,且构筑物多而复杂。而A2/O法投资省,根据进水水质和处理要求、处理规模及其他因素(占地情况、投资运行费用、操作简易性、运行可靠性等)的分析后,选择A2O工艺为主的活性污泥法工艺最合适。 可得:COD/TN=300/35=8.5>8
TP/BOD5=3/225=0.013
2、工艺流程图设计
四、主要工艺设计参数
1、粗格栅
(1) 作用
拦截污水中较大悬浮物,确保水泵正常运行,设计规模按11000m3/d。 (2) 设计参数
最大过栅流量Q=11000*1.5/24 =688m3/h
最大过栅流速vmax=0.6m/s,栅条间隙b=20mm,栅前水深h=0.7m。 设格栅间隙为20mm时,栅渣量W1为每1000m3污水产0.07 m3,则:
W=Qm*W1/Kz=11000*0.07/1000=0.77m3/d
(3) 主要工程内容,
a.主要构筑物
粗格栅间平面尺寸8.0m*4.6m、地下深度5.5m b.主要设备器材
钢丝绳机械格栅一台,栅宽0.8m,栅条间隙20mm、配用功率0.75Kw.
2、提升泵房
(1) 作用
将污水提升进入处理构筑物。设计规模按11000m3/d。 (2) 设计参数
取污水总变化系数Kz=1.48 ,最大合流提升流量Q=688 m3/h。 设计扬程 H=10m。、 (3) 主要工程内容
a.主要构筑物
泵房平面尺寸8.0m*6.0m,地下深度7.2m,地上高4.7m。 b.主要设备器材 潜水排污泵2台
规格:Q333m3/h,H10m,N15kW,泵房内设电动葫芦1台,型号
MD118D
,以便潜污泵的安装和维修
3、细格栅
(1) 作用
截除污水中较小漂浮物。设计规模按11000m3/d。
(2) 设计参数
最大过栅流量Q=11000*1.5/24=688 m3/h
最大过栅流速Vmax=0.6m/s,栅条间隙b=6mm,栅前水深h=0.75m. (3) 主要工程内容
a.主要构筑物
细格栅区平面尺寸8.0*8.0m,池深1.8m. b.主要设备器材
采用回旋式机械格栅一道,每道宽1.0m,耙污速度6m/min 配用电机功率0.75kW
细格栅计算图
进水
图3 细格栅计算草图
4、旋流式沉砂池
(1) 作用
去除污水中粒径>=0.2mm的砂粒,使无机砂粒与有机物分离开来,便于后续生化处理。 (2) 设计参数
设计水量为Q=688 m3/h,沉砂池的直径3.05m,水深0.76m。
旋流沉砂池的进水渠水深0.5m,进水渠宽0.80m,出水渠水深0.4m,出水渠的渠宽1.85m。
水力表面负荷:q=Q/A=688/(3.14*3.05*3.05*0.25)=94.2 m3/(m2h) 水力停留时间为31s,污水的沉砂量,可按每立方米污水0.03L计算。 排砂量=688*24*0.03/1000=0.495m3/d含水率60%,密度1500kg/m3 (3) 主要工程内容
a.主要构筑物
旋流沉砂池二座,每座直径2.5m、平面尺寸13.3 m *2.5 m *3.6 m b.主要设备器材
一台可调速的浆叶分离机,最大处理量668m3/h,功率为1.1kW; 吸砂泵2台,吸砂泵功率为0.75Kw,排砂量约0.3m3/d,含水率为60%; 螺旋式砂水分离器1台,按处理25L/s,选功率0.37Kw,型号LSSF-260;DN700闸门及手动启闭机1套。
5、初沉池
平流式、辐流式、竖流式沉淀池比较
池形 平流式
优点
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,造价较低
竖流式
①排泥方便,管理简单②占地面积小
缺点
①配水不易均匀②采用多斗排泥是每个泥斗需单独设排泥管排泥,操作量大 ①池子深度大②对冲击和温度变化的适应能力较差③造价较高④池径不宜过大,否则布水不均
辐流式
①多为机械排泥,运行效果好,管理较简单②排泥设备以趋定型③结构受力条件好
机械排泥设备复杂,对施工质量要求高
①用于地下水位较高地区②用于大、中型污水处理厂
适用条件 ①适用于地下水位高及地质较差地区②适用于大、中、小型污水处理厂
适用于中、小型污水处理厂
采用辐流式,中间进水周边出水的方式,设计流量按水泵的最大组合流量688m3/h。取表面负荷q=3m3/(m2h),n=4个,则: (1) 沉淀部分水面面积 F=Q/nq=688/4*3=57.33m2 (2) 池直径计算
D
8.55m
(3) 沉淀部分有效水深。
设沉淀时间1h,则沉淀部分有效水深 h2=qt=3*1=3m。
(4) 沉淀部分有效容积 V'
Qtn
68814
172m
3
。
设SS的去除率约为40%,污泥含水率为96%,排泥时间T=4h,则: 污泥部分所需的容积 V(5) 污泥斗容积。
设污泥斗上部半径r1=2m,污泥斗下布半径r2=1m,a=60°,则: 污泥斗高度h5=(r1-r2)tana=1.73m 污泥斗容积V1
h5
3
(r1r1r2r2)
2
2
68840.425010
3
3
100
(10096)104
0.0172m
3
3.141.73
3
(221)12.7m
23
(6) 圆锥体部分污泥容积。设池底径向坡度0.05,则:
圆锥体部分高度 h4(
D2
r1)0.050.44m
圆锥体部分污泥容积为:
V2
h3
4
(RRr1r1)
22
3.140.44
3
[(
21.52
)
2
21.52
24)65.0m
3
(7) 污泥总容积=V1+V2=12.7+65.0=77.7m3 (8) 沉淀池总高度。
设池的超高h1=0.3m,采用机械排泥,缓冲层高度:h3=0.3m,则: 沉淀池总高度H=h1+h2+h3+h4+h5=5.77m (9) 沉淀池池边高度H’=h1+h2+h3=3.6m (10) 排泥机械。
根据池径和池边高度,选择刮泥机的主要参数如下:池径20m,池深3.5m,周边速度2.0m/min,电机功率2.2kW。
6、生化处理池
(1) 作用
利用厌氧区、缺氧区和好氧区的不同功能,进行生物脱N除P,同时去除污水中的BOD5和COD。 (2) 设计参数
设计流量Q=11000m3/d,分设两座,单池设计流量为5500m3/d 污泥负荷0.11kgBOD5/(kgMLSS*d),污泥浓度MLSS=3.5kg/m3
初沉池去除BOD5=15%,生物反应池进水BOD5为S0=250*(1-15%)=212.5mg/L a.生物反应池总容积及总停留时间的计算
生物反应池总容积V=11000*(212.5-10)/1000*0.1.*3.0=7425m3 总停留时间T=V/Q=371.25/688=0.54h b.厌氧区计算
厌氧停留时间Ta=2.0h
厌氧区容积Va=TaQ/24=2.0*11000/24=916.67m3 c.缺氧区计算
缺氧区停留时间 Tn=3.0h
缺氧区容积Va=TnQ/24=3.0*11000/24=1375m3 d.好氧区计算
好氧区容积V0=V-Va-Vn=7425-916.67-1375=5133.33m3 停留时间To=Vo/Q=5133.33/(11000/24)=11.20h e.A2/O池的尺寸确定
一个A2/O池的厌氧、缺氧分别为4格和6格,每格10.0m*10.0m,
好氧分4廊道,每个廊道宽度为5.25m。池中的平均水深为4.2m。
f.A2/O搅拌机
厌氧和缺氧的每格中各设置1台潜污搅拌机 主要技术参数如下:功率3.0kW,转速720r/min,
叶轮直径368,推力数448N。
7、曝气系统
(1) 设计参数
设计流量为11000m3/d
a.排出生物反应池系统的微生物量计算
K20
dTKd20TT
式中,K1dT为T时的衰减系数,d;
K1d20
为20℃时的衰减系数,d;
T为设计温度,℃;
T为温度系数,采用1.02~1.06。
代入数据计算得K1520dT0.041.060.0299d1。
b.污水需氧量计算。 实际需氧量:
O20.001aQ(S0Se)cXVSSb[0.001Q(NkNke)0.12XVSS]0.62b[0.001Q(NtNkeNoe)0.12XVSS
式中,O2为污水处理量,kgO2/d;
Q为生物反应池的进水流量,m3/d;
S0、Se分别为生物反应池进出水BOD5XVSSNk
, mg/L;
为生物反应池排出系统的微生物量,kg/d;;
为生物反应池进水TKN,mg/L;;
Nke为生物反应池出水TKN,mg/L;; Nt为生物反应池进水TN, mg/L;;
Noe
为生物反应池出水硝态氮浓度,mg/L;
为排出生物反应池系统的微生物中含氮量,kg/d;
0.12XVSS
a为碳的氧当量,当含碳物质以BOD5计时,取1.47; b为常数,氧化1kg氨氮所需氧量,kgO2/kgN,取4.57; c为常数,细菌细胞的氧当量,取1.42。
计算得:
XVSSY
Q(S0Se)1000
fKdtXaV0.56
11000(25085%20)
1000
0.70.02993.07425719.584kgMLVSS/d
O20.0011.4711000(25085%20)1.42719.5844.57[0.00111000(3515)0.12719.584]0.624.57(0.12719.584)2946.36kgO2/d
去除1㎏BOD5所需的氧量 =
0.0011.4711000(2500.8520)1.42719.584
11000(25085%20)
1000
0.99kgO2/BOD5>0.45 ,
符合要求。 去除1㎏氨氮所需的氧量 =
4.57[0.00111000(3515)0.12719.584]
11000(3515)
1000
2.78kg
/氨氮>4.7,符合要求。
c.曝气池逸出气体中含氧计算
Ot
21(1EA)7921(1EA)
100%
式中,EA为氧利用率%,取18% 代入数据计算得Q0.18)t
21(17921(10.18)
17.9%
d.曝气装置在水面下4.2m,则扩散器出口处的绝对压力pb为
pb1.03105
103
9.84.20.144MP
e.清水平均溶解氧Csm(mg/L)计算。
CsmCsw(
Qt10pb42
2.068
式中Csw为清水表面处饱和溶解氧,mg/L。 取水温15℃,取Csw=10.3mg/L,则
C100.144sm10.3(
17.942
2.068
)11.5mg/L
主要工程内容
主要构筑物:生物处理池两座,单座平面净尺寸31.5m14.0m
池子总高度
5.0m
(2)
8、二沉池
(1) 作用
进行混合液固液分离,确保污水厂出水SS和BOD5达到所需的排放标准,是生化处理不可缺少的组成部分。 (2) 设计参数
采用辐流式,中心进水周边出水的方式,流量按66842672m3/h计算。 a.沉淀部分水面面积计算
设表面负荷q0.8m3/(m2h),n=8个,则
F
26720.88
417.5m
2
b.
池子直径D
23.06m,取D24m
2
c.实际水面面积FD2
4
452.2m
d.实际表面负荷q'
QnF
26723
4452.2
1.48m/(m2
h)
e.沉淀部分有效水深。设t4h,则 沉淀部分有效水深h2qt1.4845.92m f.污泥区高度计算
h"
(1R)Q0Xat'0.5(X
aCu)F
式中,h"为污泥区高度,m;
C(1R)Xa
u为底物浓度,kg/m
3
,即回流污泥浓度,Cu
R
;t'为污泥在二沉池中的浓缩时间,h。
又C(1R)Xa
u
R
10.750.75
3.07.0gMLSS/L
设污泥在二沉池中的浓缩时间t'0.5h,那么
h"
(1R)Q0Xat'(10.75)5503.00.50.5(XaCu)F
0.5(3.07)452.2
0.64m
g.池边深度h'2h2h"20.35.920.640.36.86m,取h27m h.沉淀池高度
设池边坡度为0.05,污泥斗直径为d2m,则:
池中心与池边落差h30.05
Dd2
0.05
2422
0.55m
超高h10.5m,污泥斗高度h41.0m,则:
Hh1h2h3h40.570.551.09.05m
(3) 主要工内容
a.主要构筑物
辐流式沉淀池,池径D24m,池深6m,超高0.5m。 b.主要设备器材
传动刮泥机,周边线速度2.0m/min,驱动功率0.75kW2。
9、紫外消毒池
消毒方法分为两类:物理方法和化学方法。物理方法主要有加热、冷冻、
辐照、紫外线和微波消毒等方法。化学方法是利用各种化学药剂进行消毒,常用的化学消毒剂有氯及其化合物、各种卤素、臭氧、重金属离子等。
本设计采用紫外消毒法。 (1) 作用
对处理水进行消毒、杀菌,设计规模11000m3/d。 (2) 设计参数
采用渠道式紫外消毒池,最大处理量688 m3/h. (3)主要工程内容
a.主要构筑物
渠道式紫外消毒池1座,尺寸8.0m2.0m3.0m。 b.主要设备器材
配置260W紫外灯管20支及附属器材(系统控制中心,镇流器柜), 机械清洗系统1套,0.55kW,0.25t电动葫芦1台,1.0kW。
10、污泥泵房
(1) 作用
回流活性污泥至生物处理池,提升剩余污泥至浓缩脱水车间前的储泥池,规模11000 m3/d。 (2) 设计参数
最大污泥回流比为100%,设计水量Qmax11000m3/d458m3/h,剩余污泥总量1 t/d,污泥含水率为99%,污泥体积流量140 m3/d.
(3) 主要工程内容
a.主要构筑物
建污泥泵房一座,平面尺寸7.0m3.0m5.3m。 b.主要设备器材
回流污水泵2台,剩余污泥泵1台、
回流污水泵:Q208m3/h,H7.0m,N5.5kW; 剩余污泥泵Q15m3/h,H10.0m,N0.75kW。
11、浮渣泵房
(1) 作用
提升二沉池上的浮渣至污泥脱水间前的储泥池。设计规模11000m3/d。(2) 主要工程参数
a.主要构筑物
建浮渣泵房1座,尺寸为2.5m1.2m3.0m。 b.主要设备器材
浮渣泵房内设浮渣泵1台,
水泵参数:Q10m3/h,H10.0m,N0.75kW; 为减少臭气的影响,浮渣泵起吊孔平时用活动盖板封闭。
12、鼓风机房
(1) 作用
为生物好氧区充氧及储泥池搅拌提供气源,设计规模11000m3/d。 (2) 设计参数
设计总供氧量3360m3/h,供气压力为0.05MPa (3)主要工程内容
a.主要构筑物
鼓风机平面尺寸20.0m6.0m6.0m,建筑面积161.6m2 b.主要设备器材
选用2台高性能鼓风机,每台风量为14m3/min, 风压0.05Mpa,配套电功率18.5kW.
13、储泥池
(1) 作用
为污泥浓缩脱水机调蓄部分剩余污泥。设计规模11000m3/d。 (2) 设计参数
剩余污泥量140m3/d,停留时间1.0h。 (3) 主要工程内容
a.主要构筑物
储泥池1座,平面尺寸2.0m2.0m3.3m。 b.主要设备器材
池上加盖,池内设潜水搅拌机1台,0.37 kW.
14、污泥脱水间
(1) 作用
将污水处理过程中产生的污泥进行浓缩、脱水,降低含水率,便于污泥运输和最后处理。设计规模按11000m3/d。 (2) 设计参数
剩余污泥最大量1078kg/d,需浓缩的污泥量140m3/d,含水率99%,浓缩后污泥量22m3/d,含水率95%。脱水后污泥量5.5t/d,含水率85%。 (3) 主要工程内容
a.主要构筑物
污泥脱水间尺寸20.0m7.5m8.5m,建筑面积160m2 b.安装设备
安装带宽为1m的带式浓缩脱水一体化机1台,
弄缩段处理能力为12m3/h,脱水段处理能力为90kg/h, 运行时间每天12h,配用电机功率3.0 kW.
15、除磷加药间
(1) 作用
除磷药剂的配制及投加。 (2) 设计参数
设计水量Q=11000*1.5/24 =688m3/h (3) 主要工程内容
a.主要构筑物
除磷加药间尺寸7.5m4.0m3.5m,建筑面积30 m2
b.主要设备器材
计量泵2台,Q0~110l/h,H0.5MPa,电机功率0.37 Kw
配药罐结构形式
16、辅助建筑物设计
(1)综合楼
32
按规模11000m/d设计,二层,建筑面积约400m,内设生产管理、行政
管理、中心控制室、化验室、值班室等。 (2)变配电间
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按规模11000m/d设计,建筑面积120m
(3)仓库及检修车间
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按规模11000m/d设计,建筑面积48m
(4)门卫
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按规模11000m/d设计,建筑面积20m
五、污水处理厂平面布置
污水处理厂厂区平面布置遵循国家有关标准和规范进行。
本设计将污水处理厂厂区平面按功能区划分,并进行相关布置。厂区分为办公生活服务区、污水处理区、污泥处理区三大部分,各区既相互独立,又有机联系,既能最大限度地减小占地和管道连接,又便于管理。
污水处理厂的平面布置包括:处理构筑物的布置;办公、化验及其他辅助建筑物的布置;以及各种管道、道路、绿化等的布置。
1、平面布置的一般原则
(1) 处理构筑物的布置应紧凑,节约土地并便于管理;
(2) 处理构筑物的布置应尽可能按流程顺序布置,一避免管线迂回,同时应充分利用地形以减少土方量;
(3) 经常有人工作的地方如办公、化验等用房应布置在夏季主导风的上风向,在北方地区也应该考虑朝阳,设绿化带与工作区隔开;
(4) 构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的位置,运转管理的需要和施工的要求,一般采用5~10m;
(5) 污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合,以备安全,并便于管理; (6) 变电所位置应设在耗电量大的构筑物附近,高压线应避免在厂内架空敷设; (7) 污水厂应设置超越管以便在事故发生时,使污水能超越一部分或全部构筑物,进入下一级构筑物或事故溢流管; (8) 污水和污泥管道经尽可能考虑重力自流;
(9) 在布置总图时,应考虑安排充分的绿化地带,为污水处理厂的工作人员提供一个优美舒适的环境;
(10) 总图布置应考虑远近期结合,有条件时可按远景规划水量布置,将处理构筑物分为若干系列分期建设。
2、 污水厂平面布置的具体内容
(1) 处理构筑物的平面布置; (2) 附属构筑物的平面布置; (3) 管道、道路及绿化带的布置。
六、水力及高程布置
1、污水厂的总体高程布置
污水处理厂高程布置的主要任务是:确定各构筑物和泵房的标高,确定各处理构筑物之间连接管(渠)的尺寸及其标高,通过计算确定各部位的水面标高,从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间畅通的流动,保证污水处理厂的正常运行。
2、污水处理厂高程布置应考虑事项
(1) 选择一条最长、水头损失最大的流程进行水力计算,并应适当留有余地,以保证任何情况下,处理系统都能够运行正常;
(2) 计算水头损失时一般以近期最大的流程作为构筑物和管渠的设计流量,计算
涉及远期流量的管渠和设备时,应以远期最大流量为设计流量,并酌加扩建时的备用水头;
(3) 在做高程布置时应注意污水流程和污泥流程配合,尽量减少需抽升污泥量。
3、污水厂的高程布置
为了降低运行费用和便于管理,污水在处理构筑物之间的流动按重力流考虑为宜(污泥流动不在c此例)。为此,必须精确地计算污水流动中的水头损失。 水头损失包括:a.污水经各处理构筑物的内部水头损失;
b.污水经连接前后两构筑物管渠的水头损失,包括沿程水头
损失和局部水头损失。
七、参考资料
【1】高廷耀,顾国维,周琪.水污染控制工程 上、下册.北京:高等教育出版社,2007
【2】 曾科,卜秋平,陆少明.污水处理厂设计与运行 .北京:化学工业出版社,2001
【3】 徐新阳,余蜂.污水处理工程设计[M].北京:化学工业出版社,2003.4. 【4】崔玉川,刘振江,张绍怡.城市污水处理厂处理设施设计计算(第一版)[M]. 北京:化学工业出版社,2004.8.
【5】胡洪营,张旭,黄霞,王伟.环境工程原理 高等教育出版社,2010 【6】童华.环境工程设计 化学工业出版社
【7】柴晓利,冯沧,党小庆.环境工程专业毕业设计指南 化学工业出版社
八、主要建筑物及设备汇总表(附录一、附录二)
附录一
主要建筑物一览表
附录二
主要建设备一览表
九、工艺流程和处理厂平面布置图、高程图
如下图所示