某城镇污水处理厂SBR工艺设计.docx

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1、某城镇污水处理厂SBRI艺设计毕业设计课程设计（论文）任务书设计（论文）题目：系： 建筑工程 专业:学号：某城镇污水处理厂SBR工艺设计给排水 班级：指导教师:接受任务时间学生：1课程设计（论文）的主要内容及基本要求（一）项目简介某城镇排水工程设计基础资料：根据城市规划，到 2010年， 镇区城镇人口 4.8万人，到2020年，镇区城镇人口 9.0万人。设 计综合污水定额包括人均居民生活污水定额、人均公建商业污水定 额和工业用水定额。综合用水量定额为：2010年，420升/人/天； 2020年，510升/人/天。城市污水水质如下：BODI50220 mg/L, COD230340 mg/L,

2、SS20O-320mg/L,NHN 1540mg/L,磷酸盐 6.8 9.4mg/L ,pH6.5 8,水温1230C。工业污水水质经城市污水处理厂处理之后要求 出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002一级标准的B标准要求如下：CODci 60 mg/L、BODK 20mg/L、SS 20 mg/L、NH3 N 8mg/L、TP 1.5 mg/L。根据所提供的基础设计资料和图纸，完成某市污水处理厂厂址 的选择、污水处理工艺流程的方案比较，对推荐处理工艺的处理构 筑物和附属建筑物进行设计计算，绘制污水厂平面图、工艺流程图 和主要的处理构筑物工艺图；完成某市污水处理厂设计说

3、明书和计 算书的编制。（二）图纸内容及要求1、污水处理厂主要处理构筑物工艺图各主要处理构筑物的 平面图和剖面图，节点大样图、材料设备一览表、图例明确、尺寸要 标准清楚，准确。2、污水处理厂总平面布置图一一具体要求：根据污水处理厂布 置原则进行污水处理厂总平面的布置，要考虑远期用地及绿化带、办 公室、化验室等的用地。3、 污水处理厂污水处理流程高程布置图 要求作出详细的高 程标注，包括构筑物的控制标高及水位标高。2. 主要参考文献1给水排水设计手册，1册、5册、10册、11册，中国建筑 工业出版社.2给水排水快速设计手册，2册、4册、5册，中国建筑工 业出版社，1998年6月.3. 排水工程，上

4、、下册，第三版，中国建筑工业出版社，1996 年6月.4市政工程定额与预算，建设部标准定额研究所编，中国计划出版社，1993年6月.5.污水脱氮除磷技术，中国建筑工业出版社，1998年11月.6城市污水生物处理新技术开发与应用，化学工业出版社，2001年5月.7.水处理新技术及工程设计，化学工业出版社，2001年5月.8排水管网理论与计算，中国建筑工业出版社，2000年12月9城市中小型污水处理厂的建设与管理，化学工业出版社，2001年5月.10. 期刊给水排水，近几年各期.11. 期刊中国给水排水，近几年各期.污水处理作为排水工程的一个重要组成部分，在一个城市发展进 程中占据不可小觑的地位。

5、本次排水工程课程设计旨在对某城镇污水 处理厂进行一个初步设计，根据该城镇地形图和河流、风向情况，选 定污水处理厂的位置；根据城市污水的水质情况，通过污水处理方法、 工艺流程的比较，以及污水处理构筑物型式的选择， 决定采用间歇式 活性污泥法处理工艺，从而使处理后的出水水质满足国家污水处理排 放一级B标准，并对剩余污泥进行处理。对各处理构筑物、污水处理 厂高程进行计算，画出污水处理厂平面布置图、处理流程高程布置图 以及主要处理构筑物工艺图。关键词：排水工程；污水处理厂；间歇式活性污泥法；处理构筑物1. 前言 72. 设计任务与设计资料 83. 污水处理厂设计规模 94. 污水处理程度的确定 105

6、. 污水处理工艺流程方案的确定 116. 污水处理构筑物及设计运行参数 147. 污泥处理构筑物及设计运行参数 298. 污水处理厂的平面布置及高程布置 309. 结束语 34参考文献 36致谢 38附录 39第6页共31页1. 刖言课程设计是实现高等工科院校培养目标所不可缺少的教学环节， 是教学计划中一个重要组成部分。通过排水工程下课程设计训练学生 综合应用所学理论知识，在老师指导下，培养学生独立完成一个小型 城镇污水处理厂设计的能力；让学生熟练掌握污水处理厂设计的相关 的内容、方法步骤，以及设计说明书的编写。污水处理厂是城市生活、工业用水后必不可少的一个环节， 污水 处理厂的设计是根据城镇

7、所在地形地势、 风向河流以及城镇的整体规 划等综合因素考虑后进行，按照基本建设程序及有关的设计规定、规 程确定的。包括其中最重要的污水处理工艺构筑物、污泥处理工艺构 筑物以及办公楼等其他附属构筑物，同时满足近期和远期的发展要 求。其主要内容包括：设计基本资料、污水处理厂厂址的选择、污水 处理工艺流程方案的选择、各处理构筑物的选择及其设计计算、 污水 处理厂的平面布置等。通过本次设计，加强学生对排水工程理论知识的理解， 培养学生 的设计思路，并且引导同学深入思考问题，提高学生分析问题和解决 问题的能力。2. 设计任务与设计资料2.1设计题目某城镇污水处理工艺设计2.2设计任务根据所提供的基础设计

8、资料和图纸以及运用所学的排水工程的 相关知识，进行某市污水处理厂的初步设计。2.3设计资料根据城市规划，到2010年，镇区城镇人口 4.8万人，到2020年， 镇区城镇人口 9.0万人。设计综合污水定额包括人均居民生活污水定 额、人均公建商业污水定额和工业用水定额。 综合用水量定额为：2010 年，420升/人/天；2020年510升/人/天。城市污水水质如下：BOD150220 mg/L , COD230340 mg/L , SS20A320mg/L, NhJ-N 1540mg/L,磷酸盐 6.8 9.4mg/L, pH6.5 8,水温1230C。工业污水水质经城市污水处理厂处理之后要求出

9、水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002 一级标准的 B标准要求如下：CODcfC 60 mg/L、BODM 20mg/L、SSC 20 mg/L、 NH NK 8mg/L、TP7344m,满足要求，远期再增加一座。6.2.2污水提升泵房的设计根据污水处理厂总体建设规划，确定采用湿式矩形半地下合建式 泵房，其具有布置紧凑、占地少、结构较省的特点。泵站的土建部分 按远期进行考虑设计，提升泵站的设计流量采用近期流量Q=255L/s=918mfh 进行设计。污水提升泵的扬程：调节池调节容量二近期流量x 30min=255X 10-3 x 30 X 60=459昭调节池调节水位=

10、459/ (50X 25) =0.37m净扬程Z=提升最咼水位-泵站吸水最低水位=437.89-432.17+0.37=6.09m水泵水头损失hi取2.0m,自由水头h2取1.0m,故提升泵扬程为:H=Z+h+h2=6.09+2.0+1.0=9.09m。查给排水设计手册第11册可选择潜污泵，近期配置3台， 两用一备，单台提升流量为400nVh，扬程为10m远期设计流量 Q=1836mh，考虑到远期发展，应留有 2台400nVh，扬程为10m潜 污泵的位置。由于泵房一旦建成不易扩建，所以泵房采取远期发展设 计。根据泵房设备布置尺寸的一般要求，以及考虑一定检修空间，每台泵工作面积为15m2，确定提

11、升泵房的尺寸20mK 10m故提升泵房的面积为200吊，其中工作间的面积为15X 5=75吊6.3沉砂池的设计沉砂池只要用于去除污水中粒径大于 0.2mm比重为2.65的砂 粒，以减轻对水泵、管道的磨损，改善污泥处理构筑物的处理条件。631沉砂池的选择常用的有平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池。平流沉砂池截留效果较好、构造简单、工作稳定；曝气沉砂池在池的 一侧通入空气，砂粒间产生摩擦，使砂粒上的悬浮有机物分离，不能 使细小悬浮物沉淀；多尔沉砂池将刮砂机刮下的沉砂清洗后有机物再 回流，运行较复杂；钟式沉砂池具有占地小、能耗低、土建费用低等 优点。经过比较，本次设计可选择钟式沉淀池，且

12、分为两组，远期再增加两组。6.3.2沉砂池的设计计算每组设计流量为Q=128L/s，根据设计流量确定钟式沉砂池型号 及尺寸，进行沉砂池的计算。祥见表 6-1和图6-2。表6-1钟式沉砂池型号及尺寸表型号流量（L/s）ABCDEF1.00.301.352.430.4500.900200180GHJKL0.400.300.400.801.15图6-2钟式沉砂池计算草图取进水渠道流速v=0.6m/s ,有效水深0.6m,则进水渠道宽度已:Q= 0.36m (取 0.5m)hv 0.6 0.6进水渠道直段长度为渠宽的7倍，渠宽B=0.5m,故进水渠道长L3=3.5m。渠道超高为 0.3m，贝卩渠高 H

13、=0.6+0.3=0.9m。有效容积：22.43 23VKRh=3.14 ()1.15=5.33m2水力停留时间:5.330.128= 42s产砂量取xi=3.0m砂量/10 m污水，则每日产砂量 Q:Qs =Qx 0.128 86400 3.0 10，=0.33m3/d （含水率 P=60%砂斗容积：V砂=：r2h =3.14 0.52 1.35 = 1.06m3每组沉砂池配备一台提砂机、 一台砂水分离器，沉砂经提砂机进 入砂水分离器，分离后的污水回流到沉砂池，砂粒外运。6.4 ICEAS反应池的设计ICEAS工艺是SBR勺一种改良工艺，不仅具有 SBF全部的优点， 还能很好的脱氮除磷，且在

14、SBF基础上进行了两项改变。一是在运行 方式上，采用连续进水、间歇排水的运行方式，即使在沉淀期和排水 期也仍保持进水，使反应池没有进水阶段和闲置阶段； 二是在反应池 的构造上，在反应区前端用隔墙增加了一个预反应区， 将反应区分成 了小体积的预反应区和大体积的主反应区两段。 反应池水量按近期流 量设计，以保证处理效果，且设置相同的两座，远期再增加两座。6.4.1 设计参数反应池进水BOD=176mg/L （考虑一级去除20% ,CODr=272 （考虑一级去除20% ,SS=192mg/L （考虑一级去除40% ,NHN=40mg/L,TP=9.4mg/L。二级处理出水要求： CODcK 60

15、mg/L、BODK 20mg/L、SS 20mg/L、NH NK 8mg/L、TP5曝气时间为2.0h，则每小时需氧量为” o1114.40O557.20kgO2/h(10) 曝气池内平均溶解氧饱和度曝气装置采用网状膜型微孔空气扩散器，敷设于池底，据池底0.30m,淹没深度H=5.40m计算温度为30 C，氧转移效率20%Csb=Cs(5 Ok)2.066 10542式中Csb鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度平均值；在大气压力条件下，氧的饱和度；空气扩散装置出口处的绝对压力;O t气泡离开池面时氧的百分比。空气扩散装置出口处的绝对压力P =P 9.8 103 H =1.013 105 9.8 1

16、03 5.4=1.542 105Pa气泡离开池面时氧的百分比21(仁 Ea)79 21(1 -Ea)100%21 (1-0.20)79 21(1 -0.20)100% =17.54%确定 20C和 30C 的氧饱和度：Cs（2o）=9.17mg/L, Cs（30）=7.63mg/L；则鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度平均值分别为Csb(20)-Cs(20)Pb52.066 10纟)=9.17 (1.542 105 17H10.68mg / L422.066 1042C sb(30)=Cs(30)Pb52.0661057.63 (51.542 102.066 1051748.88mg/L42鼓风曝

17、气池20 C时脱氧清水需氧量为OCsb(20)557.20汉 10.68亠R)(T20)(30二 858.0kgO2 / h：(CsbE-C)1.024(2)0.85 (0.95 1 8.88-2) 1.024(300)曝气池供气量Gs 乩 100858.0100 =14300m3/h =283.34m3/min0.3Ea0.3 20根据附录表1,每池采用5台流量为80nVmin的鼓风机，4用1备，每台电机功率为115KW（11）曝气系统设计 所需空气压力P （相对压力）： h h1 h2-0.2 5.4 0.4 0.5 = 6.5m式中a h供风管道沿程与局部阻力之和，取0.2m;h i曝气

18、器淹没水头；h2曝气器阻力，去0.4m;lh 富余水头，取0.5m 曝气器数量计算（以单组反应器计算）。按供氧能力计算所需曝气器个数，参照有关手册，工作水深5.7m,在供风量13侖5 个）时，曝气池氧利用率 吕=20%服务面积0.30.75m2，充氧能力qc=0.36kg/（h 个），则微孔曝气器个数x=R858.00.36=2384个以微孔曝气器服务面积进行校核:f =匚=64 26 = 0.70m2 ： 0.75m2 x 2384满足要求。（12）供风管道计算供风管道。供风管道采用枝状布置，流量Q=G=14300riVh=3.97m3/s，流速 v=15m/s,则管径取干管管径为DN600

19、mm 支管（布气横管）。每组曝气池设 8根布气横管，流量为0.496m3/s，则每根管径为DN250mm（13）滗水器污水进水量Q=22118.4m/d，反应池数n=2,周期数N=5,滗水时间T=1.0h，则每池的排除负荷为Q 22118.433Qp2211.84m / h=36.87m /minp NnT 5 2 1.0故每池配置2台自浮式滗水器。(14) 剩余污泥排除设备33每池每天剩余污泥 320.00/2=160.00m /d=6.67m /h，若每 4.8h排一次泥，每次排泥时间30mi n,则4.83Qn =6.67浜-64.03m /h0.5查给排水设计手册第11册，确定每池配备

20、1台流量为70nVh，扬程为10m的潜污泵。6.5接触池的设计根据卫生防疫的要求，城市污水经过一级或者二级处理后， 水质 改善，细菌含量大幅度减少，但其绝对值仍然可观，并有存在病原 菌的可能，因此污水排入水体前应进行消毒。本次设计采用液氯消毒，并保持排出水体有一定的余氯量，采用加氯量为10mg/L。则需氯量m总=总、10 22118.41000= 221.18kg/d本次设计采用隔板式接触反应池， 近期设置两组，远期再增加两组。计算草图见图6-3出水进水DC图6-3接触池计算草图取水力停留时间t=30min，平均水深h=2.0m,超高0.3m,隔板间隔b=1.5m,隔板数采用5个，池底坡度取2

21、%则每座接触池容积V 二 Qt =128 30 60/1000 = 230.4m3水流速度接触池表面积一卫叫 0.043m/s hb 2.0 1.52二 100.18ml V 230.4r =h 2.3每座接触池宽度B=6b=6X 1.5=9.0m，则每座接触池长度为100.189.0=11.2m7. 污泥处理构筑物及设计运行参数7.1贮泥池的设计剩余污泥从ICEAS反应池经潜污泵提升至贮泥池，贮存一段时间 后再进行污泥浓缩脱水。按照要求近期设置一座，再预留远期一座。 设计贮泥时间T=12h,每座设计进泥量 Q=320nVd=13.34m3/h。贮泥池容积V =QsT =13.34 12=16

22、0.08m3贮泥池设计为正方形，其尺寸为 6mx 6mx 6m7.2污泥浓缩脱水间的设计由于处理污泥较少，且经过综合评比，可确定本次采用浓缩脱水 一体机。其特点是污泥不需要预处理，脱水效率高，噪音小；运费费 用低、附属设备较少，投资较低；维修方便，操作管理工作量少。近 期选用1台处理量15.0m3/h的浓缩脱水一体机，远期再增加1台。 浓缩脱水间占地面积LX B=12mK 8m=96m故浓缩脱水间尺寸为12mx 8nX 6m8. 污水处理厂的平面布置及高程布置8.1污水处理厂的平面布置按照不同的功能分区将整个厂区分为生活及辅助生产区（厂前 区）、污水处理区和污泥处理区（生产区）。将厂前区布置在

23、风向东北风上风向区， 厂前区和生产区之间由道 路绿化隔离带分开，保证厂前区优美的环境。厂前区集中设有辅助建 筑物，如综合楼、传达室、机修间、仓库、配电室等，各建筑物呈一 字型排列，采光通风条件良好，且不影响厂区环境。厂区主入口位于 东北侧进场的道路上，主要供厂内工作人员进出、机械设备的检修运 输。处理构筑物是污水处理厂的主体建筑， 应根据各构筑物的功能要 求和水力要求，结合地形和地质条件确定它们在厂区内的平面位置。应尽量考虑以下方面: 贯通连接各处理构筑物之间的管、渠，应便捷、直通，避免 迂回曲折。 根据工艺流程进行布置，尽量利用地形高差，要符合排水通 畅、降低能耗的要求。 各处理构筑物之间，

24、应保持一定的间距，以保证敷设连接管 的要求，一般间距5mr 10n,本次设计采用5m 各处理构筑物平面布置应尽量考虑紧凑。 污泥处理构筑物应在下风向，生活区在上风向。 附属构筑物应根据其用途靠近其服务构筑物， 变电间设在泵 房附近；化验室设在综合楼内，以保证良好的工作环境；综合楼与处 理构筑物保持适当的距离，且处于上风向。厂区内设置环状道路，方便运输。主要车行道的宽度：单车道3.5m，双车道7.0m,并设回车道，人行道采取 2.0m。鉴于污水处理 厂本身就是净化污染物的场所，因此必须要有相当数量的绿化面积， 本次设计取绿化面积不小于厂区总面积的 30%以速生的密植的乔木 作为全厂绿化的基本方式

25、。普遍绿化与适当美化相结合，常绿树与落 叶树相结合，速生树与慢生树相结合，骨干树种与其他树种相结合的 原则，力争达到春季景色好，夏季能遮阳，秋季挡风尘，冬季更宜人, 四季环境美的绿化目标。8.2污水处理厂的高程布置为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，以按重力流为宜。高程布置时留有一定的富余水头，水力计算以 主要构筑物的水位作为起点，同时向上向下进行计算，且保证处理后 污水在洪水季节也能自流排出，考虑构筑物的挖土深度不宜过大，以 及因检修等原因需将池水放空而在高程上的要求。根据各处理构筑物 的结构稳定性，确定处理构筑物的设计地面标高。根据该城镇地形规划图、污水处理厂的位置以及各构筑物的平面 布置图可知，接触池附近的地面高程约为 434.50m,推算出与河流最 高水位相差较大，所以污水处理厂高程以最大构筑物高程开始，进行上下推求各处理构筑物的水面标高。 本次设计以ICEAS反应池的起端 水位高出地面0.5m作为起点（该处设计地面标高 434.50m），同时 向上游、下游推算各处理构筑物的标高。计算结果见表8-1。表8-1污水处理厂水头损失和高程计算表序管渠及设计流尺寸D长度水头损构筑物