A O工艺污水处理工程设计

课程设计A/O工艺污水处理工程设计姓名：***班级：环工0502学号：**********日期：2008·7·1-11目录一、设计任务书 2二、设计依据和原则 3三、处理工艺流程以及说明4四、污水处理厂工艺设计及计算 5（1）中格栅 5 （2）污水提升泵房7 （3）细格栅8 （4）沉砂池10 （5）初沉池12 （6）缺氧池14 （7）好氧池15 （8）二沉池18 （9）剩余污泥泵房20 （10）浓缩池21 （11）贮泥池24 （12）脱水机房24五、污水处理厂的平面布置25六、污水处理厂高程计算25一、设计任务书1 课程设计题目：A/O工艺污水处理工程设计2 课程设计任务：（1）根据污水水质情况，地形等相关资料，确定污水与污水处理流程（2）对污水与污泥处理流程中各处理构筑物进行工艺计算，确定其型式，数目与尺寸，以及主要设备型号和数量等（3）进行各处理构筑物的总体布置和污水，污泥处理流程的高程设计3 课程设计原始资料某厂区污水排放量为Q=15000m³/d，排水人口为20000人，产生的生活污水的水质条件为：COD=800mg/L；BOD5=350mg/L左右；SS=350mg/L；TN=40mg/L；PH=6-9。

污水经处理后的出水水质要求为：COD=100mg/L；BOD5=20mg/L左右；SS=20mg/L；NH3-N=15mg/L；PH=6-9。

厂区地势平坦，地坪标高在±0.00m，地下水位在地面下－1.50m，排放口位于厂区正南方向的河道处，河道常年平均水位－0.50m，最高水位0.00m，最低水位－3.50m，夏季主导风向为东南风，最冷月平均为－6.8℃，最热月平均为25.4℃，土壤冰冻深度为0.70m。

处理厂左下角的定位坐标为：X－0,Y－0二、设计依据和原则1 设计依据主要参考文献及相关资料：[1]《室外排水设计规范》GBJ14-87（1997年版)[2]《给水排水设计手册》（第五册），中国建筑工业出版社[3]《给水排水设计工程结构设计规范》GBJ69-84[4]《给水排水制图标准》GBT50106-2001[5]《水污染控制工程》，高延耀等，高等教育出版社2 设计原则在废水处理工艺方案的选择上应满足以下原则：（1）坚持科学可靠并借鉴同类废水处理的工程实践经验，技术上力求先进，管理方便，操作简单，无二次污染，维护量少，可靠程度高。

（2）废水经处理后达标排放，减轻对受纳水体污染，力求以最少的投入获得最大的社会效益、经济效益和环境效益。

（3）尽量减少污泥的产生量，力求在系统内消化污泥，以减少污泥处理的投资及运行费用。

（4）尽量采用先进可靠的自动化控制系统，提高污水厂管理水平，减少工人的劳动强度。

在废水与污泥处理工艺设计过程应依据以下原则：（1）根据废水水质、水量及其变化规律来确定设计参数，并确保计算过程尽量准确、详细。

（2）在确定工艺设备时，力求做到质优可靠、管理方便、操作容易，并使投资、运行费用较低。

（3）图纸的绘制与计算书的撰写格式应满足各项要求。

通过对本课题中污水处理工艺的选择与设计过程，要求确定污水处理流程，计算各处理构筑物的尺寸，布置污水处理站总平面图和高程图以及部分构筑物详图。

以培养环境工程专业学生利用所学到的水污染控制理论，系统地掌握污水处理方案的比较、优化，以及各主要构筑物结构的设计与参数计算、主要设备造型（包括格栅、提升泵、鼓风机、曝气器、污泥脱水机、刮泥机、水下搅拌器、淹没式循环泵等）。

三、处理工艺流程以及说明该污水处理厂主要是用于处理厂区内生活污水。

由于生活污水中含氮较多，并且水质变化很大，污水厂所处理的废水水量波动都较大，根据这一特征，可见对污水必须进行较好的预处理，活性污泥法中的A/O工艺处理效果较好，所以污水厂的主要工艺流程设计为：生活污水首先经中格栅, 去除水中粗大颗粒物后, 进入泵房, 污水由泵房进入细格栅，进一步去除粗大颗粒物。

进入沉砂池后去除污水中的泥沙，煤炭等相对密度较大的无机颗粒。

接着进入初沉池，去除悬浮固体，降低后续设备的有机负荷。

而后进入缺氧池，在缺氧池内进行反硝化作用，去除N，同时还接受好氧池回流的硝化液。

接着进入好氧池，主要去除有机碳以及硝化反应。

进水量由流量计控制, 经过充分缺氧和好氧处理后, 出水进入二沉池进行活性污泥、水分离, 二沉池出水达标排放。

初沉池形成的初沉泥进入初沉泥，二沉池剩余污泥进行浓缩后到脱水机房脱水，泵房形成干泥饼外运填埋。

四、污水处理厂工艺设计及计算（1）中格栅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25～40mm；b：机械清除16～25mm；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），一般采用机械清除.4.机械格栅不宜小于两台，若为一台时，应设人工清除格栅备用.5.过栅流速一般采用0.6～1.0m/s.6.格栅前渠道内的水速一般采用0.4～0.9m/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0.08～0.15m.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．设计参数：设计流量Q=15000/(24×3600)=0.174(m3/s)=174(L/s)总变化系数则最大设计流量Q max=0.174×1.53=0.266(m3/s)栅前流速v1=0.6m/s，过栅流速v2=0.8m/s栅条宽度s=0.01m，格栅间隙b=20mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°单位栅渣量ω1=0.05m3栅渣/103m3污水（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式2Qmax 121vB =计算得:栅前槽宽m v B 94.06.0266.02Qmax 211=⨯=，则栅前水深m B h 47.0294.021=== （2）栅条间隙数（n ）：栅条的间隙数bhvQ n αsin max ==)(339.328.047.002.060sin 266.0条≈=⨯⨯︒⨯（3）栅槽有效宽度B=s （n-1）+bn=0.01（33-1）+0.02×33=0.98m （4）进水渠道渐宽部分长度m B B L 05.020tan 294.098.0tan 2111=︒-=-=α（其中α1为进水渠展开角）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度m L L 025.0212== （6）过栅水头损失（h 1）因栅条边为矩形截面，取k =3，则m g v k kh h 08.060sin 81.928.0)02.001.0(42.23sin 2234201=︒⨯⨯⨯⨯===αε其中ε=β（s/b ）4/3h 0：计算水头损失k ：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3 ε：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42 （7）栅后槽总高度（H ）取栅前渠道超高h 2=0.3m ，则栅前槽总高度H 1=h+h 2=0.47+0.3=0.77m 栅后槽总高度H=h+h 1+h 2=0.47+0.08+0.3=0.85 （8）格栅总长度L=L 1+L 2+0.5+1.0+0.85/tan α=0.05+0.025+0.5+1.0+0.85/tan60° =1.57m（9）每日栅渣量ω=Q 平均日ω1=05.01053.12663⨯⨯=0.87m 3/d>0.2m 3/d 所以宜采用机械格栅清渣（10）计算草图如下：进水工作平台栅条（2）污水提升泵房1.设计参数设计流量：Q=174L/s ，泵房工程结构按远期流量设计 2.泵房设计计算采用氧化沟工艺方案，污水处理系统简单，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。

污水经提升后进入细格栅，再进入平流沉砂池，然后自流通过缺氧池、氧化沟、二沉池及接触池。

污水提升前水位-4.30m （既泵站吸水池最底水位）,提升后水位3.97m （即细格栅前水面标高）。

所以，提升净扬程Z=3.97-（-4.30）=8.27m 水泵水头损失取2m从而需水泵扬程H=Z+h=10.27m再根据设计流量174L/s=483m3/h，采用2台MF系列污水泵，单台提升流量542m3/s。

采用ME系列污水泵（8MF-13B）2台，一用一备。

该泵提升流量540～560m3/h，扬程11.9m，转速970r/min，功率30kW。

占地面积为π52＝78.54m2，即为圆形泵房D＝10m,高12m,泵房为半地下式，地下埋深7 m，水泵为自灌式。

计算草图如下：图2 污水提升泵房计算草图（3）细格栅1．设计参数：设计流量Q=174L/s栅前流速v1=0.6m/s，过栅流速v2=0.8m/s栅条宽度s=0.01m，格栅间隙b=10mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°单位栅渣量ω1=0.10m3栅渣/103m3污水2．设计计算（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式21211vB Q =计算得栅前槽宽m v B 94.06.0266.02Qmax 211=⨯=，则栅前水深m B h 47.0294.021=== （2）栅条间隙数668.658.047.001.060sin 266.0sin Q_max 2≈=⨯⨯︒==bhv n α设计两组格栅，每组格栅间隙数n=33条（3）栅槽有效宽度B 2=s （n-1）+bn=0.01（33-1）+0.01×33=0.65m所以总槽宽为0.65×2+0.2＝1.5m （考虑中间隔墙厚0.2m ） （4）进水渠道渐宽部分长度m B B L 77.020tan 294.05.1tan 2111=︒-=-=α（其中α1为进水渠展开角）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度m L L 385.0212== （6）过栅水头损失（h 1）因栅条边为矩形截面，取k=3，则m g v k kh h 205.060sin 81.928.0)01.001.0(42.23sin 2234201=︒⨯⨯⨯⨯===αε其中ε=β（s/e ）4/3h 0：计算水头损失k ：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3 ε：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42 （7）栅后槽总高度（H ）取栅前渠道超高h 2=0.3m ，则栅前槽总高度H 1=h+h 2=0.47+0.3=0.77m 栅后槽总高度H=h+h 1+h 2=0.47+0.205+0.3=0.975m （8）格栅总长度L=L 1+L 2+0.5+1.0+0.77/tan α=0.77+0.385+0.5+1.0+0.77/tan60°=3.1m（9）每日栅渣量ω=Q 平均日ω1=1.01053.12663⨯⨯ =1.74m 3/d>0.2m 3/d所以宜采用机械格栅清渣 （10）计算草图如下：图3 细格栅计算草图进水（4）沉砂池采用平流式沉砂池 1. 设计参数设计流量：Q=266L/s （按2010年算，设计1组，分为2格） 设计流速：v=0.3m/s 水力停留时间：t=30s 2. 设计计算（1）沉砂池长度：L=vt=0.3×30=9.0m （2）水流断面积：A=Q/v=0.266/0.25=1.06m 2（3）池总宽度：设计n=2格，每格宽取b=1.2m>0.6m ，池总宽B=2b=2.4m （4）有效水深：h 2=A/B=1.06/2.4=0.44m （介于0.25～1m 之间）（5）贮泥区所需容积：设计T=2d ，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积：354511115.01053.12321075.0102m K TX Q V =⨯⨯⨯⨯⨯== （每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗）其中X 1：城市污水沉砂量3m 3/105m 3，K ：污水流量总变化系数1.53（6）沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽a 1=0.5m ，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高h d =0.5m ， 则沉砂斗上口宽：m a h a d 1.15.060tan 5.0260tan 21=+︒⨯=+︒=沉砂斗容积：322211234.0)5.025.01.121.12(65.0)222(6m a aa a h V d =⨯+⨯⨯+⨯=++=（略大于，符合要求）（7）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为m a L L 4.321.120.9222=⨯-=-=则沉泥区高度为h 3=h d +0.06L 2 =0.5+0.06×3.4=0.704m池总高度H ：设超高h 1=0.3m ，H=h 1+h 2+h 3=0.3+0.44+0.704=1.44m （8）进水渐宽部分长度:m B B L 43.120tan 94.024.220tan 211=︒⨯-=︒-=（9）出水渐窄部分长度:L 3=L 1=1.43m （10）校核最小流量时的流速：最小流量即平均日流量Q 平均日=Q/K=266/1.53=174.4L/s 则v min =Q 平均日/A=0.1744/1.06=0.165>0.15m/s ，符合要求 （11）计算草图如下：进水图4 平流式沉砂池计算草图出水（5）初沉池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2～4m ，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6～12m.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中心进水. 10.池径小于20m 时，一般采用中心传动的刮泥机. 2初沉池的计算（辐流式） 1.沉淀部分的水面面积：设表面负荷 q ′=1.0m 3/m 2h ，设池子的个数为2，则（其中q ′=1.0～2.0 m 3/m 2h ）F=2.池子直径：)(4.1714.347824m FD =⨯=⨯=π,D 取18m.3.沉淀部分有效水深：设t=1.5h ，则h 2=q ′t=2.0×1.5=3.0m.（其中h 2=2～4m ） 4.沉淀部分有效容积： V ′=Qmax/ht=150001.53/(3×1.5)≈5100m35.污泥部分所需的容积：V 1′3621114.112242)97100(110410024)20350(5100)100(10024)(max V m n r T c c Q o =⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯-⨯=⋅⋅-⋅⋅-⋅='ρc 1—进水悬浮物浓度（t/m 3） c 2—出水悬浮物浓度 r —污泥密度，其值约为1o ρ—污泥含水率6.污泥斗容积：设r 1=2m,r 2=1m,α=60，则 h 5=(r 1-r 2)tg α=(2-1)tg60=1.73m V 1= πh s /3(r 12+r 2r 1+r 22)=3.14×1.73/3×(22+2×1+12) =12.7m 37.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h 4=（R-r 1）×0.05=（16-2）×0.05=0.7m V 2= πh 4/3(R 2+Rr 1+r 12)=3.14×0.7/3×(162+16×2+22)=213.94m 38.污泥总容积：V=V 1+V 2=12.7+213.94=226.64>129m 39.沉淀池总高度：设h 1=0.3m,h 3=0.5m,则H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.75+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6～12范围）第四节缺氧池1．设计参数：池深h=4.5m,方形池设计流量：=173.6L/s生物脱氮系统进水总凯氏氮浓度：=40g/生物脱氮系统出水总氮浓度：=15g/在20℃时，取值0.04g,对于温度的影响可用式修正,温度设为10℃。