城镇生活污水厂处理工艺设计方案毕业设计

城镇生活污水厂处理工艺设计方案毕业设计内容摘要：

艺在构筑物和运行费用上均胜出。 CASS 工艺技术上先进，费用上合理，是 合乎要求的工艺。 第 10 页 共 50 页 污泥处理方案的比选 2. 1 污泥的处理要求 在污水处理过程中，要产生污泥，污泥来源于污水处理厂的初沉池和二沉池，前者称为初沉污泥，后者称为剩余污泥。 污水处理中产生的污泥，由于含有大量的有机污染物，易腐化变臭，并含有寄生虫卵 ,如不进行处理或妥善的处置，将对环境产生不良影响，造成二次污染， 因此，必须对污泥进行必要的处理与处置。 污泥处理要求如下： （ 1）减少有机物，使污泥稳定化。 （ 2）减少污泥体积，降低污泥后续处置费用。 （ 3）减少污泥中有毒物质。 （ 4）利用污泥中有用物质，化害为利。 （ 5）因选用生物脱氮除磷工艺，故应避免磷的二次污染。 常用污泥处理的工艺流程 由于污水处理中采用了生物除磷的工艺，所产生的剩余污泥富含无机磷，进行重力浓缩时，浓缩池内呈厌氧状态，会促使磷的释放，因此选择第二种污泥处理工艺。 其中污泥浓缩，脱水有两种方式选择，污泥含水率均能达到 80%以 下 ： （ 1） 方案一 :污泥机械浓缩、机械脱水； （ 2） 方案二 :污泥重力浓缩、机械脱水。 表 4 污泥浓缩脱水技术比较 项目 方案一 方案二 主要构筑物 1. 污泥贮泥池 2. 浓缩、脱水机房 3. 污泥堆棚 1. 污泥浓缩池 2. 脱水机房 3. 污泥堆棚 主要设备 1. 污泥浓缩设备 2. 加药设备 1. 浓缩池刮泥机 2. 脱水机 3. 加药设备 占地面积 小 大 图 3 城镇污水二级处理厂污泥处理典型流程 图 4 带有生物除磷的城镇污水处理厂 污泥处理典型流程 第 11 页 共 50 页 对环境的影响 无大的污泥敞开式构筑物，对周围环 境影响小 污泥浓缩池露天布置，气味难闻，对 周围环境影响大 总土建费用 小 大 总设备费用 一般 稍大 剩余污泥中磷的释放 无 有 由表 4 可见方案一优于方案二，因此本工程污泥处理工艺选用污泥机械浓缩，机械脱水。 本次工程设计确定将 CASS工艺中产生的污泥由 CASS反应池提升至贮泥池，贮泥池内设置水下搅拌器搅拌，再进入污泥脱水机房，经浓缩脱水一体机脱水，含水率由 ％左右降至 80％以下后外运。 最终确定的 CASS 工艺流 程如图 5 所 图 5 CASS 工艺流程图 第 12 页 共 50 页 四、污水处理构筑物的设计说明 粗格栅的设计 粗格栅用以截留污水中的较大悬浮物或者漂浮物，以减轻后续处理物的负荷，用以去除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的正 常运行的装置。 设计参数： 栅条宽度 b=440mm bnnSB  )1( 、 bhv aQn sin 过栅水头损 失 h1= 格栅 安装角度 α=60 176。 . 栅前水深 h= 每台过栅流量 Qmax= 过栅流速 v =栅条的间隙数 n=15. 格栅宽度 B= 栅后槽总高度 H=1m 栅槽总长度 L= 每日栅渣量 W= 3md 设计中的各参数均按规范规定的数值来取。 提升泵房 功能 ：将污水提升后重力自流至后续处理构筑物。 设计 参数 设计流量： Qmax= m3/h 泵后构筑物总水损 = 潜污泵每台流量为 500m3/h 扬程 H=8m，管径。 3. 细格栅 第 13 页 共 50 页 功能 ：用于去除污水中较小的漂浮物，减轻后续处理构筑的负荷。 设计 参数： 设计流量 maxQ =过栅流速 v =栅条间隙 b=5mm 栅前水深 h= 安装角度 70176。 设计原理同粗格栅一样 平流式沉砂池 功能 ：对污水中的以无机物为主体、比重大的（如砂子、煤渣等）固体悬浮物进行沉淀分离 ,减轻 CASS 生化池的负荷。 沉砂池的作用是去除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较大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。 沉砂池设计中，必须按照下列原则： （ 1）城市污水厂一般设置沉砂池，座数或分隔数应不小于 2 座，并按并联运行原则考虑。 （ 2）设计流量应该按分期建设考虑： * 当污水自流进入时，应该按照每期的最大设计流量计算 * 当污水用提升泵送入时，应该按照每期工作水泵的最大组合流量 * 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 ，粒径为 以上的颗粒为主 （ 4）城镇污水的沉砂量可按每 105m3 污水沉砂量为 30 m3 计算，其含水率为 60%，容量为 1500kg/ m3 （ 5）贮砂斗容积应按两日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于 55176。 ，排砂管直径 不应小于 （ 6）沉砂斗的超高不宜小于 （ 7）除砂一般采用机械方法，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。 第 14 页 共 50 页 设计 参数： 流速 V=流 动 时间 t=40s 沉砂量 X=30 3m / 610 3m 污水 沉砂池长度 (L)， L =8m 水流断面积 A= 池总宽 B= 有效水深 h2=（介 于 ~ ,符合要求） 贮砂斗所需容积 V= 3m 每个污泥沉砂斗容积 V0= 3m 沉砂斗容积 V= 3m 沉砂池高度 H= 进出水渐宽部位长度为： L1= 验算最小流量时的流速： vmin= CASS 生化池 CASS 的功能：根据设定的运行时间程序周期运行，实现有 机物的降解，氮、磷营养盐和 SS 去除，使处理后的污水达到设计排放标准。 设计 参数 设计流量 Q=1000m3/h 曝气时间 TA= 沉淀时间 TS= 周期数 n=4 次 CASS 的总高 H0= 剩余污泥量 0Q = m3/d 曝气头数量 n=6614 个 接触消毒池与加氯间 第 15 页 共 50 页 设计说明 ：因为纳污水体河段水质标准按《地面水环境质量标准》 (GB383888)Ⅲ 类标准考虑，故需消毒后才能排放。 采用隔板式接触反应池 设计 参数 设计流量 Q=1000m3/h（设一座） 水力停留时间： T= 平均水深： h= 隔板间隔： b= 接触池容积 V= 500m3 接触池 表面积 500 2502VA h  m2 接触池长度 L= 24m 接触池 长宽比 24  消毒池容积为 V′=528m3 加氯量为 ρmax=,每日投氯量为 ω=6kg/h 五、污泥附属构筑物的设计计算 集水井 1 集水井功能 ：集水 井 位于泵房下部，具有调节水质水量的作用，避免负荷冲击对生化处理系统造成不良影响。 泵站集水 井 容积一般按不小于最大一台泵 5分钟的出水量计算，有效水深取 ~ 米。 设计计算 本次设计集水 井 容积按最大一台泵 6分钟的出水量计算，有效水深取 3500 6 50 m60V  则集水 井 的面积为 50/=,取。 贮泥池 贮泥池功能 ：对剩余活性污泥起存储调理的作用。 设计计算 第 16 页 共 50 页 采用 1d 的停留时间。 贮泥池污泥流量： Q0=（由曝气 池的剩余污泥量得知）； 设贮泥池平面为圆形，有效水深： h1=；超高 h2=。 则的直径： 014 h 污泥浓缩 脱水 机房 脱水机房尺寸 (10 10)m2,泥饼外运填埋。 六、污水厂平面、高程布置 平面布置 各处理构筑物是污水处理厂的主体构筑物，在对它们进行平面布置时，应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件，确定它们在厂区的平面布置应考虑： （ 1）将污水处理区、污泥处理区及生产管理和生活设施分区集中进行布置，并保持必要的间距，使污水 处理厂各构建筑物之间既有机结合，又相对独立。 （ 2）将生产管理和生活设施布置在污水厂上风向，从而避免了污水、污泥气味的影响。 形成良好的生活、办公环境。 （ 3）将用电负荷较大的鼓风机房与变配电所靠近布置，便于电缆敷设。 （ 4）将办公室、控制室、化验等集中布置在综合楼，便于管理，提高办公效率。 （ 5）厂区平面设计充分考虑环境的美化，充分利用道路两侧的空地进行绿化，栽种灌木草坪，尽量少栽种乔木，避免落叶飘入池中。 厂区道路主干道 ，次干道 ，人行道 ，道路转弯半径分别为 、 ，车行道 采用混凝土路面，人行道采用预制混凝土块铺砌。 管道布置 管道定线应遵循的主要原则是：一般按照主干管、干管、支管的顺序依次进行。 定线时通常应考虑的几个因素是：地形和用地布局；排水体制和线路数目；污水厂和出水口数目；水文地质条件；道路宽度；地下管线及构筑物的位置；工业企业和产生大量污水的建筑物的分布情况。 厂区给水由市自来水公司提供，来自于周边供水干管。 厂区给水主要用于生活、构筑第 17 页 共 50 页 物及设备冲洗、绿化及消防等。 给水干管厂区内呈环网状，利于消防和安全供水。 厂区排水为雨污分流制，厂区雨水由道路雨水口收集后汇入厂区 雨水管道，并自流排入附近河流。 厂区生活污水、生产污水、上清夜等经厂区污水管道收集后汇入集水池与进厂污水一同处理。 高程布置 高程布置任务及原则 本次设计中，污水全部自流进入污水处理厂。 进入粗格栅间的进水管管底标高约为，污水提升泵房集水池水位 ，污水经提升后至细格栅间，水位标高为，接触池水面标高为。 对污水处理流程进行高程布置的主要任务是，确定各处理构筑物的标高，确定处理构筑物之间连接管距的尺寸及其标高，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通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。 高程布置结果见附图。 设计原则如下 [1,9]: (1) 选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算。 并应适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统都能构运行正常。 (2) 计算水头损失时，一般应以近期最大流量（或泵的最大出水量）作为构筑物和灌渠的设计流量。 计算涉及远期流量的灌 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) 设置终点泵站的污水处理厂，水力计算常以接纳处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水处 理流程向上倒推计算，以使处理后污水在洪水季节也能自流排出，而水泵需要的扬程则较小，运行费用也较低。 但同时应考虑到构筑物的挖土深度不易过大，以免土建投资过大和增加施工上 的困难。 还应考虑到因维修等原因需将池水放空而在高程上提出的要求。 (4) 在作高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需抽升污泥量。 水头损失估算 计算厂区内污水在处理流程中水头损失，选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水利计算，并适当地留有余地，以保证在任何情况下，处理系统都能够运行正常。 污水流动中的水头损失包括：污水流经各处理构筑物的水头损失；污水流经连接前后两处理构筑物管渠（包括配水设备）的水头损失。 在做初步设计时， 可按表所列数据估第 18 页 共 50 页 算。 表 5 污水流经各处理构筑物的水头损失 构筑物名称 水头损失（ cm） 构筑物名称 水头损失（ cm） 格栅 10～ 25 沉砂池 10～ 25 沉淀池：平流 20～ 40 CASS 池 150～ 250 竖流 40～ 50 接触接消毒池 10～ 30 辐流 50～ 60 完全混合曝气池 20～ 30 推流曝气池 50～ 150 构筑物的高程 布置 在初步设计中，各构筑物的水头损失与设计提升泵时的取值一样。 第 19 页 共 50 页 第二篇 污水厂设计计算书 七、污水处理构筑物设计 粗格栅的设计 粗格栅 粗格栅功能 ：截留污水中较粗大的漂浮物和悬浮物，保证后续处理设施的正常运行。 设计计算 流量采用最高日最高时流量计算。 设过栅流速 V=[12]，选 2 台格栅，则 则每台过栅流量 Qmax=15000第 20 页 共 50 页 图 6 格栅设计计算图 （ 1）格栅槽总宽度（ B） ( 1)B S n bn   max sinQn bhv  式中 ： S………… 栅条宽度，取 10mm； n………… 栅条间隙数； b………… 栅条间距，取 20mm； Qmax………… 处理量，取 20200m3/d； h………… 栅前水深，取 ； v………… 过栅流速，取 ； 第 21 页 共 50 页 α………… 格栅倾角，取 70176。 代入。