新建城市污水处理厂设计（14.4万m3天）毕业设计说明书.doc

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1、 第一章 设计概论1.1设计任务本次毕业设计的主要任务是为新建城市污水处理厂设计（14.4万m3/天）做的设计。工程设计内容包括：1、通过现场实习调研，查阅文献，进行传统、典型和先进方案的比较，分析优缺点，论证可行性，通过所给自然条件、城市特点及经济因素确定最终处理方案。2、据所选方案，正确选择、设计计算污水处理构筑物。3进行污水处理厂各构筑物工艺计算：包括初步设计和图纸设计、设备选型，图中应有设备、材料一览表和工程进程表。4进行辅助建筑物(包括鼓风机房、泵房、脱水机房等)的设计：包括尺寸、面积、层数的确定；完成设备选型。1.2.3 设计水量与水质1、设计水量：平均流量：14.4万m3/天2、

2、进水水质条件：COD=600mg/L；BOD=300mg/L ；SS=300mg/L TN=25mg/L；TP=5mg/L ；水温2030； pH=6.58.53、出水水质要求：BOD20mg/L COD60mg/L SS20mg/LNH3-N15mg/L TP51mg/L pH=68第二章 格栅的计算2.1设计要求1.污水处理系统前格栅条间隙，应该符合以下要求：a：人工清除2540mm；b：机械清除1625mm；c：最大间隙40mm，污水处理厂也可设细粗两格栅.2.若水泵前格栅间隙不大于25mm时，污水处理系统前可不再设置格栅.3.在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2m3

3、），一般采用机械清除.4.机械格栅不宜小于两台，若为若为一台时，应设人工清除格栅备用.5.过栅流速一般采用0.61.0m/s.6.格栅前渠道内的水速一般采用0.40.9m/s.7. 格栅倾角一般采用45 75 ，人工格栅倾角小的时候较为省力但占地多.8.通过格栅水头损失一般采用0.080.15m.9.格栅间必须设置工作台，台面应该高出栅前最高设计水位0.5m.工作台上应有安全和冲洗设施.10. 格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m.2.2中格栅的设计计算 1.栅条间隙数（n）：设计平均流量:Q=188000=144000(m3/d)则最大设计流量Qmax=144000/12-18100=1

4、0200(m3/h)栅条的间隙数n,个 式中Qmax-最大设计流量，m3/s； -格栅倾角，取=60； b -栅条间隙，m，取b=0.030m； n-栅条间隙数，个； h-栅前水深，m，取h=1.2 m； v-过栅流速，m/s,取v=0.9 m/s；则： n =92.59（个） 取 n=93(个) 则每组中格栅的间隙数为93个.2.栅条宽度(B):设栅条宽度 S=0.01m 栅槽宽度一般比格栅宽0.20.3 m,取0.2 m；则栅槽宽度 B2= S(n-1)+bn+0.2 =0.01(93-1)+0.03093+0.2 3.54m两栅间隔墙宽取0.6m，则栅槽总宽度 B=3.54+0.60=4

5、.14m3. 进水渠道渐宽部分的长度L1.设进水渠道B1=2.0 m，其渐宽部分展开角度 1=20 0,进水渠道内的流速为0.6 m/s. 4.格栅与出水总渠道连接处的渐窄部长度L2 m , 5.通过格栅的水头损失 h1，m h1=h0k 式中: h1-设计水头损失，m；h0-计算水头损失，m；g-重力加速度，m/s2 k-系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用 3；-阻力系数，与栅条断面形状有关；设栅条断面为锐边矩形断面=2.42. =0.060(m)6.栅槽总长度L，m L 式中，H1为栅前渠道深， m. =8.14(m)7.栅后槽总高度H，m设栅前渠道超高h2=0.3m H=h

6、+h1+h2=1.0+0.06+0.3=1.36(m)8. 每日栅渣量W，m3/d 式中，W1为栅渣量，m3/103m3污水，格栅间隙3050mm时，W1=0.030.01m3/103m3污水；本工程格栅间隙为30mm，取W1=0.03.W=864002.830.031000=7.34(m3/d)0.2(m3/d)采用机械清渣.2.3细格栅的设计计算1.栅条间隙数（n）： 式中Qmax-最大设计流量，3.15m3/s； -格栅倾角，(o)，取=60； b -栅条隙间，m，取b=0.01 m； n-栅条间隙数，个； h-栅前水深，m，取h=1.0m； v-过栅流速，m/s,取v=0.7 m/s；

7、隔栅设两组，按两组同时工作设计，一格停用，一格工作校核则 取n=61个2.栅条宽度(B):设栅条宽度 S=0.01m 栅槽宽度一般比格栅宽0.20.3 m,取0.2 m；则栅槽宽度 B2= S(n-1)+bn+0.2 =0.01(61-1)+0.0161+0.2 =2.02m 单个格栅宽2.02m，两栅间隔墙宽取0.60m，则栅槽总宽度 B=2.02+0.60=4.64m3 . 进水渠道渐宽部分的长度L1，设进水渠道B1=2.0 m，其渐宽部分展开角度1=20,进水渠道内的流速为0.6 m/s. L14.格栅与出水总渠道连接处的渐窄部分长度L2 .L25.通过格栅的水头损失 h1，m h1=h

8、0k 式中 h1 -设计水头损失，m； h0 -计算水头损失，m； g -重力加速度，m/s2 k -系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用 3； -阻力系数，与栅条断面形状有关；设栅条断面为锐边矩形断面，=1.79. =0.12(m)（符合0.080.15m范围）.6.栅槽总长度L，m L 式中，H1为栅前渠道深， m. 9.87m7.栅后槽总高度H，m 设栅前渠道超高h2=0.3m H=h+h1+h2=1.2+0.12+0.3=1.42(m)8.每日栅渣量W，m3/d 式中，W1为栅渣量，m3/103m3污水，格栅间隙615mm时，W1=0.100.05m3/103m3污水；本工

9、程格栅间隙为20mm，取W1=0.08污水.W=864002.830.081000=19.56(m3/d)0.2(m3/d)采用机械清渣.第三章 沉砂池的设计计算1.长度 v=0.25m/s t=30s L=vt=0.25*30=7.5m2.水流截面积 3.池总高度 设 n=6 每格高1.8m4.有效水深5.沉砂室所需容积 设T=2d 6.每个沉砂斗容积 设每二分格有两沉砂斗 7.沉砂斗各部分尺寸 设斗底宽a=0.5m 斗壁与水平面的倾角，斗高h=0.35m沉砂斗上口宽：8.沉砂教室高度，采用重力排沙，设池底坡度高0.06 坡向砂斗 =（7.5-2*0.9-0.2）/2 =2.759.池总高度

10、 设起高 =0.3+1.05+0.515 =1.87m第四章 初次沉淀池的设计计算4.1设计要点1.沉淀池的沉淀时间不小于1小时，有效水深多采用24m，对辐流式指池边水深.2.池子的超高至少采用0.3m.3.初次沉淀池的污泥区容积，一般按不大于2日的污泥量计算，采用机械排泥时，可按4小时污泥量计算.4.排泥管直径不应小于200mm.5.池子直径（或正方形的一边）与有效水深的比值一般采用612m.6.池径不宜小于16m，池底坡度一般取0.05.7.一般采用机械刮泥，亦可附有气力提升或净水头排泥设施.8.当池径（或正方形的一边）较小（小于20m）时，也可采用多斗排泥.9.进出水的布置方式为周边出水

11、中心进水.10.池径小于20m时，一般采用中心传动的刮泥机.4.2初次沉淀池的设计（为辐流式）1.沉淀部分的水面面积：设表面负荷 q=2.0m3/m2h，设池子的个数为4，则（其中q=1.02.0 m3/m2h）F= /nq=144000/24/4/2.0=750m2 2.池子直径：,D取31m.3.沉淀部分有效水深：设t=1.5h，则h2=qt=2.01.5=3.0m.（其中h2=24m）4.沉淀部分有效容积：V=Qmax/ht=144000/3/1.5320000m35.污泥部分所需的容积：V1c1进水悬浮物浓度（t/m3）c2出水悬浮物浓度r污泥密度，其值约为1污泥含水率6.污泥斗容积：

12、设r1=2m,r2=1m,=60，则h5=(r1-r2)tg=(2-1)tg60=1.73mV1= hs/3(r12+r2r1+r22)=3.141.73/3(22+21+12)=12.7m37.污泥斗以上部分圆锥体部分污泥体积设池底径向坡度为0.05，则h4=（R-r1）0.05=（16-2）0.05=0.7mV2= h4/3(R2+Rr1+r12)=3.140.7/3(162+162+22)=213.94m38.污泥总容积：V=V1+V2=12.7+213.94=226.64184.89m39.沉淀池总高度：设h1=0.3m,h3=0.5m,则H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.

13、75+0.5+0.7+1.73=6.98m10.沉淀池池边高度：H= h1+h2+h3 =0.3+3.75+0.5=4.55m11. 径深比D/h2=32/3.75=8.53（符合612范围）第五章 A2/O反应池的设计计算5.1设计要点1. 在满足曝气池设计流量时生化反应的需氧量以外，还应使混合液含有一定的剩余DO值，一般按2mg/L计.2.使混合液始终保持混合状态，不致产生沉淀，一般应该使池中平均流速在0.25m/s左右.3. 设施的充氧能力应该便于调节，与适应需氧变化的灵活性.4. 在设计时结合了循环流式生物池的特点，采用了类似氧化沟循环流式水力特征的池型，省去了混合液回流以降低能耗，同

14、时在该池中独辟厌氧区除磷及设置前置反硝化区脱氮等有别于常规氧化沟的池体结构，充氧方式采用高效的鼓风微孔曝气、智能化的控制管理，这大大提高了氧的利用率，在确保常规二级生物处理效果的同时，经济有效地去除了氮和磷.5.2设计计算1.判断是否可采用A2/O法： COD/TN=600/25=248 TP/BOD5=15/300=0.0545 m3符合要求.10.沉淀池高度：设超高h1=0.5m，h3=0.5m，则H=h1+ h2+ h3+ h4+ h5=0.5+3.75+0.5+0.75+1.73=7.23m11.沉淀池池边高度：H=h1+ h2+ h3=0.5+3.75+0.5=4.75m12.径流比

15、：D/ h2=41.2/4.75=8.675777 m3所以符合要求.3.消化池表面积计算：a：池盖表面积为：F=F1+F2=(1/4d12+d1h1)+ /4（4h22+D） =（1/43.14+22+3.1422）+1/43.14（433+30） =15.7+51.81=67.51m2b：池壁表面积： F3=Dh5=3.14306=565.2m2（地面以上部分） F4=Dh6=3.14304=376.8 m2（地面以下部分）c：池底表面积：F5=l（D/2+d2/2）=3.148.6（15+1）=432.06m24.消化池热工计算：提高新鲜污泥的温度的耗热量：中温消化温度：TD =35 （

16、3335）新鲜污泥年平均温度为：TS= 17日平均最低温度： 16.范围为（1618）每座消化池投配的最大生污泥量为：V=57775%=288.85m3/d则全年平均耗热量为：最大耗热量为：b：消化池池体的耗热量：消化池各部传热系数：池盖：K=0.7千卡/米2时池壁在地面以上的部分：K=0.6千卡/米2时池外介质为大气时，全年平均气温为 TA=12，冬季室外计算温度TA=-8池外介质为大气时，全年平均气温为 TB=12，冬季室外计算温度TB=4则池盖部分全年平均耗热量为：Q2=FK（TD- TA）1.2=61.320.7（35-12）1.2=1184.70池壁在地面以上部分，全年平均耗热量，最

17、大耗热量为：Q3max=FK（TD- TA）1.2=414.480.6（35-18）1.2=5073.24全年平均耗热量：Q3=FK（TD- TA）1.2=414.480.6（35-12）1.2=6863.79池壁在地面以下部分，全年平均耗热量：Q4=FK（TD- TB）1.2=276.320.45（35-12）1.2=3320.11最大耗热量为：Q4max= 276.320.45（35-4）1.2=4625.60池底部分全年平均耗热量为：Q5=FK（TD- TA）1.2=324.050.45（35-12）1.2=4024.70最大耗热量为：Q5max= 324.050.45（35-4）1.2

18、=5424.60每座消化池池体，全年平均耗热量为：Qx= Q2+ Q3+ Q4+ Q5 =1184.70+6863.79+3320.11+4024.70=15393.3最大耗热量为：Qmax= Q2max+ Q3max+ Q4max+ Q5max=2214.88+5073.24+4625.60+5424.60=17338.32c：每座消化池总耗热量，全年平均耗热量为：Q=Q1+Qx=216637.5+15393.3=232030.8最大耗热量为：Q=Q1max+Qmax=22867.72+17338.32=246011.24d：热交换器的计算：消化池的加热，采用池外套管式泥水热交换器.全天均匀

19、投配，生污泥在进入消化池之前与回流的消化池污泥先进行混合，再进入热交换器，其比例为1：2，则生污泥量为：QS1=288.85/24=12.03m3/h回流的消化污泥量为：QS2=12.032=24.06m3/h进入热交换池的总污泥量为：Qs=QS1+QS2=12.03+24.06=36.09m3/h生污泥的日平均最低温度为：TS=12生污泥与消化污泥混合后的温度为：热交换器的套管长度按下式计算：热交换器按最大总耗热量计算：Qmax=246011.24污泥在管中的流速为：（1.52.0m/s）内管管径Dg=60mm，外管管径 Dg=100mmT1热交换器入口的污泥温度（）和出口的热水温度Tw之差

20、 T2热交换器出口的污泥温度（Ts）和入口热水温度（Tw）污泥循环量：Qs =12.03+24.06=36.09 m3/h，则Ts= Tw+ Qmax/Qs1000=27.33+246011.24/36.091000=34.39热交换器的加热水温度采用：Tw=85，（一般采用6090）Tw- Tw=85-75=10则热水循环量为：Qw=Qmax/1000（Tw-Tw）=246011.24/101000=24.6m3/h核算内外管之间热水的流速：V=24.6/（0.120.062）3600=1.48（符合1.01.5m/s范围）平均温差的对数:2.94 /0.05985=49.12其中T1= T

21、w- =75-27.33=47.67 T2= Tw - Ts=85-34.39=50.61热交换器的传热系数选用K=600，则每座消化池的套管式泥水热交换器的总长度为：设每根长4m，则其根数为：n=L/4=53.16/4=13.3根，选14根.e：消化池保温结构厚度计算：消化池各部传热系数：池盖：K=0.7千卡/米2时池壁在地面以上的部分：K=0.6千卡/米2时池壁在地面以下（及池底）部分：K=0.45千卡/米2时池盖保温材料厚度的计算：设消化池池盖砼机构厚度为：G=250mm，砼的导热系数为：G=1.33千卡/米时采用聚氨酯硬质泡沫塑料为保温材料，导热系数为：B=0.02千卡/米时则保温材料的厚度为：B盖=池壁在地面以上部分保温材料厚度的计算：设消化池池壁砼结构厚度为：G=400mm，采用聚氨酯硬质泡沫塑料为保温材料，则保温材料的厚度为：B壁=池壁在地面以上的保温材料延伸到地面以下的部分为冻深加0.5m，池壁在地面以下部分以土壤作为保温层时，其最小厚度的核算为：突然导热系数为：B=1.0千卡/米时设消化