江南某城镇城市污水处理工程初步设计.doc
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1、水处理工程课程设计题目:江南某城镇城市污水处理工程初步设计 院(系) 化工学院 专 业 环境工程 年 级 2009级 学 号 0926411001 姓 名 曹泽成 指导老师 周作明、荆国华 华侨大学教务处印制 2012 年 10 月 江南某城镇城市污水处理工程初步设计设计说明书华侨大学化工学院2012年10月目录第1章 总论(1)1.1 项目概况(1)1.2 设计依据及原则(1)1.3 城市概况及自然条件(1)第2章 建设规模及处理程度(3)2.1 污水处水量(3)2.2 设计进水水质和处理标准(3)第3章 污水处理厂工艺方案(4)3.1 污水及污泥处理工艺的功能要求(4)3.2 污水处理工艺
2、的比选(4)3.3 污泥处理与处置方案(6)3.4 出水消毒方案(6)3.5 总工艺流程的确定(6)第4章 工程设计(8)4.1 工艺说明(8)4.2 主要处理构筑物(10)4.3 污水处理厂平面布置设计及高程布置设计(13)4.4 附属建筑物、道路及园林绿化设计(15)第5章 电气及自控设计(16)5.1 电气设计(16)5.2 自控系统(16)第6章 工程节能、防火防洪及劳动安全(17)6.1 工程节能(17)6.2 防火防洪(17)6.3 劳动安全(17)第7章 技术经济分析(18)7.1 人员编制(18)7.2 投资费用概算(19)7.3 污水处理成本概算(19)第8章 结论、建议及体
3、会(21)8.1 结论(21)8.2 建议(21)8.3 体会(22)参考文献(22)附录一 设计计算书(23)1 格栅间及泵房的设计计算(24)2 沉砂池(旋流沉砂池)的设计计算(25)3 水量调节池的设计计算(26)4 AB活性污泥法工艺的设计计算(26)5 污泥回流系统的设计计算(29)6 污泥浓缩池设计计算(29)7 接触消毒池的计算(30)8 消毒间的设计计算(32)9 管网及提升系统的设计计算(32)10水头损失的设计计算(33)11高程的设计计算(34) 附录二 施工图纸(35)图(1) 江南某城镇城市污水处理总工艺流程图(A2)图(2) 污水处理厂平面布置图(A3)图(3) 污
4、水处理厂高程布置图(A3)图表目录图1 陕西省咸阳市位置图(36)图2 氧化沟工艺流程图(5)图3 AB法污水处理工艺流程图(7)图4 中格栅渠计算草图(25)图5 接触消毒池计算草图(31)表1 AB法经验设计参数估算表(11)表2 处理构筑物的水头损失表(14)表3 构筑物间连接管的水头损失情况计算表(15)表4 污水厂人员编制表(18)表5主要经济指标(19)表6运行成本分析(19)表7构筑物内水头损失情况估算表(33)表8构筑物间连接管的水头损失情况计算表(34)第1章 总论1.1 项目概况江南某城镇位于长江冲积平原,占地约6.3km2,呈椭圆形状,最宽处为2.4km,最长处为2.9k
5、m。 该城镇将建设各种完备的市政设施,其中排水系统采用完全分流制体系。规划人口:近期30000人,2020年发展为60000人,生活污水量标准为日平均200L/人。1.2 设计依据及原则(1)江南某城镇城市污水处理(2)中华人民共和国环境保护法(3)污水综合排放标准(GB89781996)(4)给排水设计手册(5)水处理工程师手册1.3城市概况及自然条件江南某城镇位于长江冲积平原,占地约6.3km2,呈椭圆形状,最宽处为2.4km,最长处2.9km。 该镇地形由南向北略有坡度,平均坡度为0.5,地面平整,海拔高度为黄海绝对标高3.95.0m,地坪平均绝对标高为4.80m。属长江冲击粉质砂土区,
6、承载强度711t/m2,地震裂度6度,处于地震波及区。全年最高气温40,最低-10。夏季主导风向为东南风。极限冻土深度为17cm。污水处理厂出水排入距厂150m的隋塘河中,隋塘河的最高水位约为4.60m,最低水位约为1.80m,常年平均水位约为3.00m。 第2章 建设规模及处理程度2.1 污水处水量生活污水量:近期 30000*200*10-3*1.7 =10200(m3/d); 远期 60000*200*10-3*1.7=20400(m3/d)工业污水量:近期 5000*1.3 =7500(m3/d); 远期 10000*1.3 =13000(m3/d)总污水量:近期 17700(m3/d
7、);远期 33400(m3/d)2.2.1 设计进水水质CODCr:500mg/L BOD5:200mg/L SS:300mg/L NH4+-N:35mg/L PO4-P:3.0mg/L pH:7.08.52.2.2 污水处理要求1)二级处理 CODCr120mg/L BOD530mg/L SS30mg/L NH4+-N25mg/L PO4-P 1.0 mg/L pH:69 2)三级处理 CODCr50mg/L BOD510mg/L SS5mg/L NH4+-N15mg/L PO4-P 1.0 mg/L pH:7.08.0 第3章 污水处理厂工艺方案3.1 污水及污泥处理工艺的功能要求该城镇污
8、水处理厂主要是用于处理城区生活污水和部分工业废水,且对氮磷的去除有一定要求。按城市污水处理和污染防治技术政策要求推荐,对脱磷脱氮有要求的城市,应采用二级强化处理,如A2 /O 工艺,A/O工艺,SBR 及其改良工艺,氧化沟工艺,以及水解好氧工艺,生物滤池工艺等。故该设计应选取二级强化处理。3.2 污水处理工艺的比选按城市污水处理和污染防治技术政策要求推荐,20万吨/天规模的大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺,1020万吨/天污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺,对脱磷脱氮有要求的城市,应采用二级强化处理,如A2 /O工艺,A/O工艺,SBR及其改良工艺,氧化沟工艺,以及
9、水解好氧工艺,生物滤池工艺等。3.2.1 SBR 工艺鉴于SBR 工艺具有以下特点:(1) 工艺流程简单、管理方便、造价低。SBR 工艺只有一个反应器,不需要二沉池,不需要污泥回流设备,一般情况下也不需要调节池,因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资 30%以上,而且布置紧凑,节省用地。由于科技进步,目前自动控制已相当成熟、配套。这就使得运行管理变得十分方便、灵活,很适合小城市采用。(2) 处理效果好。SBR 工艺反应过程是不连续的,是典型的非稳态过程,但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的(尽管是处于完全混合状态中),随时间的延续而逐渐降低。反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降
10、解和活化的变化过程之中,因此处理效果好。(3) 有较好的除磷脱氮效果。SBR 工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境,并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率。(4) 污泥沉降性能好。SBR 工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长,减少了污泥膨胀的可能。同时由于SBR 工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的,因此沉淀效果更好。(5) SBR 工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质波动。均适用于本设计,故选取SBR工艺作为本设计的水处理工艺。3.3 污泥处理与处置方案综合考虑,确定污泥处置方案为经重力浓缩池浓缩后压滤脱水,最终外运。此法具有处理能
11、力强、动力消耗小、运行费用低、操作简便等特点。污泥处理流程:浓缩+ 带式脱水机。3.4 出水消毒方案生活污水、医院污水和某些工业废水中不但存在大量细菌,而且含有较多病毒、阿米巴孢囊等,它们通过一般的废水处理都不能被灭绝,为了防止疾病的传播,这类废水必须进行消毒处理。生活污水中的病原菌主要来自粪便,以肠道传染病菌为主。污水消毒的方法有化学法和物理法,如加热法、紫外线法、臭氧法和液氯法等,其中液氯法价格最为便宜具有消毒效果可靠、应用广泛、操作简单等特点,所以出水的消毒方案确定为液氯消毒。3.5 总工艺流程的确定综合污水处理、污泥处理和出水消毒所选定的方案,确定江南某城镇城市污水处理厂的工艺流程。
12、提升泵房细格栅沉砂池SBR反应池污泥浓缩池泥饼填埋粗格栅贮泥池第4章 工程设计4.1 工艺说明4.1.1格栅 格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截,以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害。由于直棒式格栅运行可靠,布局简洁,易于安装维护,本工艺选用选择GH型回转格栅。4.1.2平流式沉砂池 沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm,密度2.65t/m3的砂粒,以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。平流式沉砂池具有构造简单、处理效果好的优点。故本设计采用平流式沉砂池。4.1.3 SBR反应池 本设计中为进水时间1 h ;曝气时间h ;有效反应时间4 h ;沉淀时间1 h ;滗水时间0.5
13、 h ;除磷厌氧时间0.5 h ,一个周期TN=6 h ,经过预处理的污水由配水井连续不断地进入反应池,反应区内安照“进水、闲置、曝气、沉淀、滗水”程序运行。4.1.4污泥泵房污泥泵选三台(两用一备),单泵流量Q2Qw/213.07m3/h。选用1PN污泥泵Q 7.216m3/h,H:14-12m,功率为3kW4.1.5污泥浓缩池污泥浓缩的目的是使污泥初步脱水、缩小污泥体积。为后续处理创造条件。浓缩脱水方法有重力沉降浓缩、上浮浓缩以及其他浓缩方法。这里使用重力浓缩辅流式污泥浓缩池。浓缩后的污泥采用带式压滤机处理污泥,最后产生的干泥运往垃圾焚烧厂处理。4.1.6接触消毒池消毒池是污水外排之前必须
14、进行的操作,因为城市污水经过处理后仍有大量细菌和病毒存活于污水中,不经过消毒而直接外排将会极大地污染下游环境。接触消毒池采用廊道式平流池,保证污水与消毒剂的充分接触。4.1.7巴氏计量槽测量污水处理厂处理的全部污水量,是全厂唯一的计量装置。4.1.8浓缩脱水一体机浓缩脱水一体机采用带式浓缩机和带式压滤机组合在一起,应用于各种不同污泥性质的连续浓缩、脱水,从而得到高含固率的泥饼。在浓缩段将污泥含固率从2%左右的污泥浓缩到适合压滤的5%以上,然后在压滤段脱水到含固20%以上。 污泥浓缩脱水一体机包括不锈钢机架、重力脱水段、压榨段、泥耙、驱动装置、滤带清洗装置、滤带张紧装置、滤带跟踪及纠偏系统、滤液
15、收集盘及排水盘、内部电线及管道等,全部使用耐磨耐腐蚀材料,确保设备长时间稳定运行。 浓缩脱水一体机有完善的自动控制和保护功能,一旦出现污泥量不足、聚合物缺少、滤带跑偏、冲洗水压过低、压缩空气压力过低,外部信号指令等均报警或停机。4.2 主要处理构筑物4.2.1格栅间及泵房设置方式:粗格栅泵房细格栅格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截,以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害。由于直棒式格栅运行可靠,布局简洁,易于安装维护,本工艺选用选择GH型回转格栅。粗格栅运行参数:栅前流速 0.5m/s,过栅流速 0.8m/s,栅条宽度0.02m,格栅间隙数27,水头损失0.07m,每日栅渣量 0.8
16、23m3/d;细格栅运行参数:栅前流速0.5m/s,过栅流速0.8m/s,栅条宽度0.01m,栅前渠道水深 0.4m,格栅倾角60o,栅间隙数66,水头损失 0.2m,每日栅渣量1.18m3/d。对于新建污水处理厂,工艺管线可以充分优化,故污水只考虑一次提升。污水经提升后入曝气沉砂池。然后自流进入各工艺池,提升泵房采用2台(1用1备)型号为YC300LXL-780-11的水泵,其主要性能参数为:流量545-900m3/h,扬程9-12m,转速980r/min,效率78%。配套电机及功率为Y250M-37,叶轮名义直径335mm。其中细格栅计算草图如下:4.2.2、沉砂池沉砂池主要用于去除污水中
17、粒径大于0.2mm,密度2.65t/m3的砂粒,以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。平流式沉砂池具有构造简单、处理效果好的优点。故本设计采用平流式沉砂池。污水经立式污水污物泵提升后经细格栅,进入钟式沉砂池,共两组对称与提升泵房中轴线布置,每组分为两格。设计参数为:沉砂池长度9m,池总宽1.2m,有效水深0.96m,贮砂斗容积0.178m3(每个沉砂斗),斗壁与水平面倾角为600,斗高0.68m,斗部上口宽1.23m。草图如下:4.2.3、SBR反应池本设计中为进水时间1 h ;曝气时间h ;有效反应时间4 h ;沉淀时间1 h ;滗水时间0.5 h ;除磷厌氧时间0.5 h ,一个周期TN=
18、6 h ,经过预处理的污水由配水井连续不断地进入反应池,反应区内安照“进水、闲置、曝气、沉淀、滗水”程序运行。 本设计采用SBR反应池4座,并联运行,运行周期为6h。单座尺寸为55m*15m*5.5m.反应池内最小水深2.9m,滗水高度1.1m,内设微孔曝气头。采用膜片式微孔曝气器,每个服务面积Af=0.5m2,曝气头个数为1000个;滗水高度1.56m,滗水速度为0.694 m3/s4.2.4、污泥泵房污泥泵选三台(两用一备),单泵流量Q2Qw/213.07m3/h。选用1PN污泥泵Q 7.216m3/h,H:14-12m,功率为3kW4.2.5、污泥浓缩池污泥浓缩的目的是使污泥初步脱水、缩
19、小污泥体积。为后续处理创造条件。浓缩脱水方法有重力沉降浓缩、上浮浓缩以及其他浓缩方法。这里使用重力浓缩辅流式污泥浓缩池。浓缩后的污泥采用带式压滤机处理污泥,最后产生的干泥运往垃圾焚烧厂处理。设计参数:设计流量:每座1344.4kg/d,采用2座,进泥浓度10g/L,污泥浓缩时间13h,进泥含水率99.0%,出泥含水率96.0%,池底坡度0.08,坡降0.28m,贮泥时间4h,上部直径9.5m,浓缩池总高4.68m,泥斗容积5.86m3。4.2.6、贮泥池设贮泥池1座,贮泥时间12h,选用1PN污泥泵两台,一用一备,单台流量Q7.216m3/h,扬程H1412mH2O,功率3kW。4.2.7消毒
20、间设计消毒的目的主要是利用物理或化学的方法杀灭废水中的病原微生物以防止其对人类及禽畜的健康产生危害和对生态环境造成污染。氯价格便宜,消毒可靠又有成熟的经验,故本设计采用液氯消毒。加氯间应靠近加氯点,间距不宜大于30m,且应与其它工作间隔开,房屋建筑应坚固、防火、保湿、通风,并远离火源及电源,排气孔应设在墙脚,应有必要的检修工具和防爆灯具及防毒面具,最好设置喷水消防系统(Cl2易溶于水)。4.2.8接触消毒池氧化沟的出水进入接触池进行消毒处理,采用液氯消毒法消毒。接触池采用廊道式平流池,使污水处于湍流的状态,从而与液氯充分混合。加氯量为5mg/L,每天的加氯量为252kg。加氯间内设有2台真空加
21、氯机及其他附属设备。接触池池长60m,每格宽2.5m,共14格,有效水深为2m,廊道中平均流速为0.17m/s。4.2.9管网及提升系统设计管网设计基本规定:a:排水管道的平面布置应根据厂区统一规划,并按远期水量设计。b:管道最小覆土深度在车行道下不小于0.7m,有保护加固可小于0.7m,其它应大于冻土层深度。c:最大设计流速:金属管10 m/s,非金属管5 m/s;最小设计流速:管径500mm时,最小设计流速0.7 m/s;管径600mm时,最小设计流速0.8 m/s。d:充满度,一般在管道设计中应留有余地,不宜用到最大充满度。e:设计压力管道时,高点应设排气设施,低点应设泄气设施。泵站设计
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