策勒县污水处理厂设计计算书.doc

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1、 给水排水工程技术 毕业课程设计 策勒县污水处理厂工艺设计 计算说明书学年学期 班 级 指导教师 姓 名 学 号 新疆XX学院 设备工程系目录一、内容摘要二、设计任务书三、设计原始资料四、格栅五、提升泵房六、沉砂池七、初沉池的设计八、氧化塘的设计九、污泥浓缩池的设计十、干化厂的设计十一、高程布置十二、参考文献内容摘要本设计为策勒县污水处理厂工程工艺设计，污水处理厂规模为38880 m3/d,污水主要来源为生活污水和工业污水，主要采用氧化塘处理方法。污水处理厂处理后的出水达到污水综合排放标准 （GB8978-96） 设计任务书1、设计的任务和目的毕业设计是一项重要的实践性教学环节，是培养学生应用

2、所学专业理论知识解决工程实际问题、提高设计制图水平及使用各种技能资料能力的重要手段，通过毕业设计，使学生了解和熟悉排水工程设计的一般原则、步骤和方法；掌握污水处理厂的设计计算方法及设计说明、计算书的编制方法、施工图的绘制方法。2、设计简介本设计为给水排水工程技术专业专科毕业设计，是大学三年教学计划规定的最后一个实践性环节。本设计题目为策勒县污水处理厂工艺设计。在指导老师的指导下，在规定的时间内进行城市污水处理厂的设计。3、设计内容（1）、处理工艺流程选择（2）、污水处理构筑物的设计（3）、污水处理工艺施工图初步设计的绘制4、设计依据本设计根据给水排水工程技术专业毕业设计任务指导书、给水排水设计

3、手册（第五册）、水处理手册水处理设计手册给水排水设计手册（第二版）第1册给水排水常用数据手册（第二版）水处理工程技术给水排水设计手册（第11册）排水工程（第二版）（下册）等进行设计。设计原始资料策勒县位于新疆最南端，南接昆仑山，北连塔克拉玛干大沙漠，东与于田相邻，西与洛浦相连，全县辖七乡一镇，最远的乡距县城150公里，127个村，382个村民小组，总人口14.01万人，其中农牧业人口12.15万人，劳动力4.68万人,牧业人口0.47万人，总面积3.13万平方公里，绿洲面积35万亩，现有耕地24.43万亩，人均2.01亩。策勒县属极端干旱型大陆荒漠气候，气候干燥，昼夜温差大，日照长，降水量少，

4、蒸发量大，年均气温11.9，年均降水33毫米。策勒县日照长，年平均风速1.9米/秒，春季气温回升快，春季平原区各月气温在9-21之间，冷空气活动频繁。极端最低气温-23.9，无霜期209天。1、污水处理厂的设计规模（1）污水处理厂的设计规模污水处理厂规模已处理水量的平均时流量，据此，该市污水处理厂规模定位=0.15+0.13=0.45 m3/s，总变化系数为1.52。（2）污水处理厂处理构筑物规模污水处理厂的主要构筑物拟分为两组，近期建一组远期再建一组。2、污水处理程度的要求进水水质根据原始资料，污水处理厂实测污水水质及进水水质见下表，设计出水水质要求符合GB89TB-96污水综合排放标准，见

5、下表：水质指标实测水质 （mg/L）设计进水水质（mg/L）出水水质标准（mg/L）BOD5150-250220BOD520CODcr230-370340CODcr60SS200-350320SS20 3、处理方案的确定一般对于小型污水处理工艺，常用的方法有：对于活性污泥法有低负荷的氧化沟法、氧化塘法、延时曝气法、SBR法、CAST法；对于生物膜法有生物曝气滤池法、接触氧化法及生物转盘。4、氧化塘工艺流程污水提升泵房平流式沉砂池初沉池氧化塘浓缩池污泥干化场泥饼外运进水泵前中格栅排 水5、氧化塘技术和经济合理性 （1）能充分利用地形，结构简单，建设费用低。 采用污水处理稳定塘系统，可以利用荒废的

6、河道、沼泽地、峡谷、废弃的水库等地段建设结构简单，大都以土石结构为主，在建设土地具有施工周期短，易于施工和基建费低等优点。（2）可实现污水资源化和污水回收及再用，实现水循环，既节省了水资源，又获得了经济收益。稳定塘处理后的污水，可用于农业灌溉，也可在处理后的污水中进行水生植物和水产的养殖。将污水中的有机物转化为水生作物、鱼、水禽等物质，提供给人们使用或其他用途。 （3）处理能耗低，运行维护方便，成本低。 风能是稳定塘的重要辅助能源之一，经过适当的设计，可在稳定塘中实现风能的自然曝气充氧，从而达到节省电能降低处理能耗的目的。此外，在稳定塘中无需复杂的机械设备和装置，这使稳定塘的运行更能稳定并保持

7、良好的处理效果，而且其运行费用仅为常规污水处理厂的1/5-1/3。 （4）美化环境，形成生态景观。 将净化后的污水引入人工湖中，用作景观和游览的水源。由此形成的处理与利用生态系统不仅将成为有效的污水处理设施，而且将成为现代化生态农业基地和游览的胜地。 （5）污泥产量少。 稳定塘污水处理技术的另一个优点就是产生污泥量小，仅为活性污泥法所产生污泥量的1/10，前端处理系统中产生的污泥可以送至该生态系统中的藕塘或芦苇塘或附近的农田，作为有机肥加以使用和消耗。 （6）能承受污水水量大范围的波动，其适应能力和抗冲击和能力强。 我国许多城市其污水BOD浓度很小，低于100mg/L，是活性污泥法尤其时候氧化

8、沟无法正常运行，而稳定塘不仅能够有效的处理高浓度有机物水，也可以处理低浓度污水。 6、氧化塘的合理应用和发展根据氧化塘的技术经济性和社会环境影响严重性看，氧化塘可应用气候温和和干热地区，有废弃土地可利用地带，土壤密实，地下水位较低的地方，污水量较少的中、小型城乡村的污水处理。对于工业废水可适用于机械加工、轻工、食品等工业废水处理，特别对水质中的重金属盐类和有毒有害物质要比人工生物处理效果好得多。格栅1、格栅的作用及种类格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属网、框架及相关装置组成，倾斜安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的前端，用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物，如纤维、碎皮、

9、毛发、果皮、蔬菜、木片、布条、塑料制品等，防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门、处理构筑物配水设施、进出水口，减少后续处理产生的浮渣，保证污水处理设施的正常运行。 按照格栅形状，可分为平面格栅和曲面格栅；按照格栅净间距，可分为粗格栅（50-100mm）、中格栅（10-40mm）、细格栅（1.5-10mm）三种，平面格栅和曲面格栅都可以做成粗、中、细三种。本工艺采用矩形断面中格栅一道，采用机械清渣，中格栅设在污水提升泵房之前。2、格栅的设计原则本设计中格栅的设计原则主要有：过栅流速（1） 格栅的清渣方式有人工清渣和机械清渣，一般采用机械清渣；（2） 过栅流速一般采用0.6-1.0m/s；（3

10、） 格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4-0.9 m/s；（4） 格栅倾角一般采用；设计参数取值：总流量栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/s栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=20mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角=60单位栅渣量W1=0.05m3栅渣/103m3污水3设计计算（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得:栅前槽宽栅前水深（2）栅条间隙数： (取n=42)设计两组格栅，每组格栅数n=21条（3）栅槽有效宽度总水槽宽（考虑中间隔墙厚0.2m）（4）进水渠道渐宽部分长度（其中1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（6）过栅水头损失h1因栅条

11、边为矩形截面，取k=3,=2.42则 （7）栅后槽总高度H 取栅前渠道超高h2=0.3m则栅前槽总高度H1=h+h2=0.57+0.3=0.87m 栅后槽总高度H= H1+h1=0.87+0.1030.973m（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+H/tan=1.2+0.6+0.5+1.0+0.973/tan60=3.86m（9）每日栅渣量： 所以宜采用机械格栅清渣（10）计算草图如下： 泵房的设计计算1、 集水池的设计最大设计流量38880，采用4台污水泵（3用1备），则：每台污水泵的设计流量为：取=540，按一台泵最大流量时6min的出水量设计，集水池容积：取有效水深h=1.1m

12、，集水池面积：集水池平面尺寸：保护水深0.71米，实际水深1.81米水泵总扬程为：H=构筑水头损失+沿程水头损失+局部水头损失=2+0.025+0.14=2.165m2、 计算草图：平流式沉砂池1、沉砂池的作用及类型污水中的无机颗粒不仅会磨损设备和管道，降低活性污泥性，而且会板积在反应池底部减小反应池有效容积，甚至在脱水时扎破率带损坏脱水设备。沉砂池的设计目的就是去除污水中泥沙、煤渣等相对密度较大的无机颗粒，以免影沉砂池的响后续处理的构筑物的正常运行。常用沉砂池的形式主要有平流式沉砂池、曝气沉砂池、旋流式沉砂池。旋流式沉砂池是利用机械力控制水流流态与流速、加速砂粒的沉淀并使有机物随水流带走的沉

13、砂装置。曝气沉砂池通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定受流量的影响较小。平流式沉砂池是早期污水处理系统常用的一种形式，它具有截留无机颗粒效果较好、结构简单等特点。本设计中选用平流沉砂池。2、设计参数设计流量：Q=0.45 m3/s 设计流速：v=0.25m/s水力停留时间：t=30s I=0.00153、 设计计算（1）沉砂池长度：L=vt=0.2530=7.5m（2）水流断面积：A=Q/v=0.45/0.25=1.8m2(3）池总宽度：设计n=2格，每格宽b=0.6B=nb=20.6=1.2m（4）有效水深：（5）沉砂室所需容积：式中：T清除沉砂的间隔时间，一般采用12d

14、，本设计取d；X1城市污水沉砂量，一般采用30m3/（106m3污水）；Kz污水流量总变化系数，本设计中Kz =1.31.35=1.755代入各数据得，（6）每个沉砂斗容积每格沉砂池设两个沉砂斗，则每个沉砂斗容积：V1=1.53/4=0.38 m3（7）贮砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平面倾角为550，斗高则沉砂斗上口宽：贮砂斗容积：（8）沉砂斗高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为（两个沉砂斗之间隔壁厚取0.2m）沉砂斗高度 （9）池总高度 ：取超高h1=0.3m，池总高度H=h1+h2+h3=0.3+1.5+0.08=1.88m（10）校核最

15、小流量时的流速：式中：Vmin最小流速（m/s），一般0.15m/sQmin最小流量（m3/s），一般取Qmin=0.15 Qmaxn1沉砂池格数，最小流量时为1个Amin最小流量时的过水断面面积代入各数据得：，满足要求（11）计算草图如下初沉池1、沉淀池常按池内水流方向不同分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池、和辐流式沉淀池三种。本设计中二沉池采用中心进水，周边出水的辐流式沉淀池，设两座。辐流式沉淀池多呈圆形，池的进水在中心为止，出口在周围。水流在池中呈水平方向向四周辐射，由于过水断面面积不断变大，故池中的水流速度从池中心向池四周逐渐减慢。泥斗设在池中央，池底向中心倾斜，污泥常用刮泥机（或吸泥机）

16、机械排除。其主要特点是采用机械排泥，运行较好；排泥设备有定性产品。2设计参数（1）池子直径（或者正方形的一边）与有效水深的比值大于6；（2）池子直径不宜小于16m;（3）池底坡度一般采用0.05-0.1m;（4）一般采用机械刮泥，也可附有空气提升或净水头排泥设施；（5）当池径（或正方形的一边）较小（小于20m）时，也可采用多斗排泥；（6）停留时间2.5-3h；（7）表面负荷：0.6-1.5 m3/（ m2.h ）3、设计参数取值 ：设计进水量：=0.45m3/s=1620 m3/h 则每座流量为=810 m3/h 表面负荷： q=2.0m3/ m2.h 水力停留时间（沉淀时间）：t=1.5h

17、设计人口 N=14万人4、设计计算（1）沉淀池面积:按表面负荷算： （2）沉淀池直径：取D=18m （3）沉淀部分有效水深为 h=qt=21.5=3m （4）沉淀部分有效容积 （5）污泥部分所需容积： 取每人每日污泥量s=0.5L/人d， 两次清除污泥间隔时间T=4h （6）污泥斗的容积 设， 则 （7）污泥斗以上圆锥体部分污泥容积 设池底径向坡度为0.05， 则 （8）污泥总容积 （9）沉淀池总高度 （10）沉淀池池边高度 （11）径深比 D/=18/3=6(符合要求)（12）辐流式二沉池计算草图如下：氧化塘设计1、氧化塘的作用及优点能充分利用地形，结构简单，建设费用低。采用污水处理稳定塘系

18、统，可以利用荒废的河道、沼泽地、峡谷、废弃的水库等地段建设结构简单，大都以土石结构为主，在建设土地具有施工周期短，易于施工和基建费低等优点。可实现污水资源化和污水回收及再用，实现水循环，既节省了水资源，又获得了经济收益。 2、氧化塘的流程污水提升泵房平流式沉砂池初沉池氧化塘浓缩池污泥干化场泥饼外运进水泵前中格栅排 水 3、在15摄氏度是BOD降解常数为 设， 进入氧化塘的污水分两组，则每组流量为19440 4、停留时间： 5、生物塘有效容积 V=Qt=1944015.2=295488 6、生物塘面积 设有效水深h=3m 公顷 7、设计负荷 8、生物塘的长宽 设长为L，宽为B 解得：L=271m

19、 B=90.4m 9、坝底宽 （1）一边内坡一边外坡 取坝顶为2米，坝高为3米 取内坡为3：1 外坡为4：1 （横竖比） 则a=43=12m b=2m c=33=9m 坝底宽为 12+2+9=23米 （2）两边都为内坡 则 则坝底宽为 9+2+9=20米（10）计算草图：图 氧化塘工艺出水进水 污泥浓缩池设计1、 污泥浓缩池的用途及种类重力浓缩池主要用于浓缩初沉污泥及初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥，只用于剩余活性污泥的情况则较少。重力浓缩池按其运转方式分为连续流和间歇流，按其池行分为圆形及矩形。2、设计参数设计污泥量污泥含水率为（即固体浓度）浓缩后使污泥含水率降到，使固体的质量浓度为污泥浓缩

20、时间T=18h ,贮泥时间12小时3、设计计算 （1） （浓缩池面积） （2）浓缩池直径，设计一座圆形辐流浓缩池，直径为: 取D=6.9米 （3）浓缩池工作部分的高度：（4）校核水力停留时间 浓缩池有效容积： 污泥在池中停留时间，符合要求。（5）确定泥斗尺寸 浓缩后的污泥体积： 贮泥区所需容积，按储泥时间12小时泥量计，则：取污泥斗上底直径 ，下底直径，斗壁与水平面倾角55度池底坡度造成的深度：污泥斗高度： 因此，排泥斗体积为：（6）浓缩池总高度，超高取 ，缓冲层高度取 。浓缩池总高度（7）计算草图：干化场的设计1、污泥的脱水污水处理过程中所产生的污泥，一般是带水的粒状或絮状物质的疏松结构，体

21、积庞大，因此在污泥处理和处置中都需要降低其含水率。污泥脱水的方法，一般有自然干化，机械脱水，及污泥烘干，焚烧等方法。利用污泥干化场使污泥自然干化，是污泥脱水中最经济的一种方法，它适用于气候比较干燥，占地不紧张，以及环境卫生条件允许的地区。2、设计参数固体浓度为6%干化后泥饼固体浓度为30%，即污泥的含水率为70%当地降雨量为35mm/a，全年分布不均匀蒸发量为2959mm/a。每次排放到干化场的污泥层厚度按250mm考虑3、设计计算因排入干化场后的最初23天内固体浓度约可提高到20%，此时污泥层总厚度（包括水与固体物的厚度）应为由于渗透脱除的水分为：250-62.5=187.5mm。此后依靠蒸

22、发脱水至固体浓度为30%（即含水率为70%），则污泥层总高度为：，可见由于蒸发脱除的水分为：68.5-41.7=20.8mm，因水分从污泥中蒸发量为从清水中蒸发量的75%，所以污泥水分的蒸发量为：0.752959=2219mm/a另一方面污泥吸收的雨水量等于年降雨量的57%左右，则被污泥吸收的雨水量为0.5735=19.95mm/a。因此净蒸发量为：2219-19.95=2199.05mm/a。因每次依靠蒸发脱除的水分为20.8mm，理论上干化场每年可充满与铲除污泥的次数约为：次。所以干化场的面积负荷应为：106250=26500mm/a=26.5m/a。从初沉淀池排出的年污泥总量为：干化场的

23、有效面积：干化场的总面积：每块区格的面积：污泥干化场块数：块冬季冻节期堆泥高度：m围堤高度H=+0.1m=0.22m 2、 计算草图：图1-5 污泥干化场1- 砂 2- 砾石 3-排水管 4- 护板 5-闸板31425高程布置1、 布置原则污水处理工程的污水流程高程布置的主要任务是确定各处理构筑物和泵房的标高；通过计算确定各部位的水面标高，从而使污水能够处理构筑物之间畅通地流动，保证污水处理工程的正常运行：（1）认真计算管道沿程损失，局部损失，各处理构筑物，计量设备及联络管渠的水头损失；考虑最大时流量，雨天流量和事故时流量的增加，并留有一定的余量；还应考虑当某座构筑物停止运行时，与其并联运行的

24、其余构筑物及有关的连接管渠能通过全部流量。（2）考虑远期发展，水量增加的预留水头。（3）避免处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。（4）在认真计算并留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的扬程，以降低运行费用。（5）需要排放的处理水，在常年大多数时间里能够自流排放水体。注意排放水位不一定选取水体多年最高水位，因为其出现时间较短，易造成常年水头浪费，而应选取经常出现的高水位作为排放水位，当水体水位高于设计排放水位时，可进行短时间的提升排放。本设计中最高潮水位为6.48m，高潮常水位为5.28m，低潮常水位为2.72m，而污水处理厂平整后地面标高为6.85m。进

25、水管水面标高为2.30m，管顶标高为3.02m。（6）应尽可能使污水处理工程的出水管渠高程不受水体顶托，并能自流。 2.构筑物的水头损失为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以按力流考虑为宜，为此，必须精确地计算污水流动中的水头损失。污水流经各处理构筑物的水头损失，按照下表进行估算：构筑物名称水头损失/m构筑物名称水头损失/m格栅0.10.29生物滤池（工作高度为两米时）沉砂池0.10.25（1）装有旋转式布水器2.72.8沉砂池：平流0.20.4（2）装有固定喷洒布水器4.54.75 竖流0.40.5混合池或接触池0.10.3 辐流0.50.6污泥干化场23.5双层沉淀

26、池0.10.2曝气池：污水潜流入池0.250.5污水跌入水池0.51.53、注意事项（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，处理系统都能够正常运行。（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，出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宜过大，

27、以免土建投资过大和增加施工上的困难。（4）做高程布置时还应注意污水流程和污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。在决定污泥干化厂，污泥浓缩池，消化池等构筑物的高程时，应注意它们的污水能自动排入干管或其它构筑物的可能。4、计算表设计流量管径mm坡降流速管厂构筑物水头损失（m）局部阻力系数（m）（m）格栅间0.450.10.1提升泵房0.450.202提升泵房到沉砂池0.458001.20.94.00.00483.200.130.14沉砂池0.450.30.3沉砂池到配水井0.458001.20.918.00.02164.250.170.19配水井0.450.20.2配水井到初沉池0.225600

28、1.420.83.00.0046.700.220.23初沉池0.2250.30.3初沉池到配水0.2256001.420.810.00.01426.200.20.22设计流量管径mm坡降流速管厂构筑物水头损失（m）局部阻力系数（m）（m）配水井0.450.20.2配水井道氧化塘0.2256001.420.850.00.0716.700.220.291氧化塘0.2250.20.2氧化塘到明渠0.2256001.420.810.00.01426.200.20.022初沉池到污泥浓缩池0.453004.260.915.00.0642.530.10.17污泥浓缩池4.171.51.5污泥浓缩池到干化厂

29、2.53004.260.94.00.0174.090.170.19干化厂2.50.20.2参考文献1、中国市政工程西南设计院主编，给水排水设计手册，第一册（常用资料）;北京，中国建筑工业出版社，2000年10月。2、北京市政设计院主，编给排水设计手册，第五册（城市排水）；北京中国建筑工业出版社，1986年12月。3、上海市政工程设计院主编，给水排水设计手册，第九册（专用机械）；北京，中国建筑工业出版社，1986年1月。4、中国市政工程西北设计院主编，给谁排水设计手册，第十一册（常用设备）;北京建筑工业出版社，1986年12月。5、法德格雷蒙公司编著，水处理手册；北京，中国建筑工业出版社，198

30、3年12月。6、北京市市政设计院研究院主编，简明排水设计手册，第五册；北京，中国建筑工业出版社，1990年9月。7、建筑工程常用数据系列手册编写组编，给水排水常用数据手册，（第二版）；北京，中国建筑工业出版社，2002年4月。8、邰生霞，乔庆云主编，给水排水工程设计实践教程，北京，中国机械工业出版社，2007年7月。9、全国高职高专教育土建类专业教学指导委员会编写；水处理工程技术，北京，中国建筑工业出版社，2005年6月。10、全国高职高专教育土建类专业教学指导委员会编写；给水排水管道工程技术；北京，中国建筑工业出版社，2005年6月。11、哈尔滨建筑工程学院主编，排水工程第二版（下册）；北京，中国建筑工业出版社，1987年7月。12、百度百科策勒县 （http./13、策勒县基概况（http：）