1、污水厂设计说明书(一)数据计算一原始资料1.城市位于我国华北地区2.城市设计人口14万人3.工业废水（1）该城市工业废水平均日流量为2.1万m3（2）当地环保局监测工业废水的水质为：COD=380mg/LpH=78BOD=180 mg/LSS=330 mg/L4.混合污水：K总=1.4，K日=1.15.设计要求的污水排放水质标准处理后污水达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中关于BOD与SS的二级出水标准。6.气象资料主导风向：夏季：东南风 冬季：西北风7.地形地貌和水文资料该污水处理厂厂区地面平坦，设计地面标高为2.0m。地质状况良好。污水管进厂管底标高为-4.5m，
2、管径1000mm，充满度为：0.6。处理后污水排入厂外排水渠。排水渠平均水深2m。渠水平均水位是2.0m，河底标高为-2.0m。8.污水厂需要的面积由设计确定。二设计计算水量：1.生活污水：平均日生活污水量=人口数排水定额=140000120L/人80%=13440000L=13440m32.工业废水：平均日流量21000m33.平均日混合污水量=13440+21000=34440m3；设计规模，成本计算（电耗、耗药量），产生并处理的污泥总量4.高日高时流量=3 K总=344401.4=48216m3；管渠、物理处理构筑物5.高日均时流量=3 K日=344401.1=37884m3；生物处理构
3、筑物的计算水质：1、生活污水水质： 查手册：人均排放污染物定额（设计人口当量as）： BOD5=20-35g/人.d； SS=35-50 g/人.d 故 BOD5 （mg/L） =1000（20-35）/人均污水定额=100030/（14080%）=312.5mg/L SS（mg/L）= 1000（35-50）/人均污水定额=100040/（14080%）=416.25 mg/L 2、工业废水水质：COD=380mg/L pH=78BOD=180mg/L SS=330 mg/L3、混合污水（进入污水厂）水质：1和2的加权平均值：总污染物量/总水量BOD总量=（312.5*13440+180*2
4、1000）/（13440+21000）=231.71 mg/LSS总量=（416.25*13440+250*21000）/（13440+21000）=314.88mg/LCOD总量=300*15000/(13440+15000)=158.23 mg/L城市污水处理厂出水水质根据要求的去除率计算出水水质 国家污水综合排放标准（GB18918-2002）规定： 城市污水厂排放 BOD5 SS COD 一级B标准： 20 20 60 （mg/L） 二级标准： 30 30 120（二）厂址选择1.城市污水处理厂厂址选择的考虑因素：位于城镇水体和夏季主导风向的下游；有良好的工程地质条件；少拆迁，少占农田
5、，有一定的卫生防护措施；便于污水、污泥的排放和利用，有扩建的可能；厂区地形不受水淹，有良好的排水条件；有方便的交通运输和水电条件。2.城市污水处理厂的占地指标（表9-2）3.选定处理工艺流程应考虑的因素：污水处理程度（排放标准，回用目标）；工程造价、运行费用及占地面积；当地的自然与工程条件；污水的水量规模与污水量日变化程度；工程施工和运行管理需要的技术条件。4.典型的城市污水处理厂工艺流程（三）方案选择一污水处理方案1.方案比较传统活性污泥法：原污水从曝气池首端进入池内，由二次沉淀池回流的污泥夜同步注入，污水与回流污泥形成的混合液在池内呈推流式流动至池的末端，流出池外进入二次沉淀池，在这里处理
6、后的污水与活性污泥分离，部分污泥回流曝气池，部分污泥则作为剩余污泥排出系统。微生物生长一般处于生长曲线的对数生长期后期或稳定期。由于传统活性污泥法曝气时间比较长，当活性污泥继续向前推进到曝气池末端时，废水中有机物已几乎被耗尽，污泥微生物进入内源代谢期，它的活动能力也相应减弱，因此在沉淀池中容易沉淀，出水中残剩的有机物数量少。处于饥饿状态的污泥回流入曝气池后又能够强烈吸附和氧化有机物，所以普通活性污泥法的BOD和悬浮物去除率都很高，达到9095%左右。目前，它已成为有机废水生物处理的主体，但是仍存在一些不容忽视的缺点：对冲击负荷适应能力差，易发生污泥膨胀，处理构筑物占地面积大，基建投资和运行费用
7、高，管理复杂等。氧化沟：氧化沟利用连续环式反应池作生物反应池，混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环，氧化沟通常在延时曝气条件下使用。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈环形，也可以是长方形、L形、圆形或其他形状，沟端面形状多为矩形和梯形。氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化控制等优点。但是，在实际的运行过程中，仍存在一系列的问题，如污泥膨胀、上浮、沉积，流速不均等。2.方案选定：考虑
8、到技术经济条件等综合因素，由于进水量不大，不需要脱氮除磷，所以选择传统活性污泥法。二污泥处理方案污泥经浓缩、机械脱水，再进行最终处置。（四）一级（物理）处理构筑物设计和计算一格栅1.设计要点：1)为了充分发挥格栅作用，应设两道格栅；2)选用2台以上运行可靠、易于维修的机械格栅；3)合理设计格栅间，考虑接管、切换、维修、清渣的要求；4)合理选择设计参数，正确计算（确定）格栅断面尺寸；5)正确计算栅渣量，合理确定清渣方式。2.设计步骤：1）选择栅条间隙: （粗：e=50-100，中：1040，细：310mm）2）选择栅条的断面形式（矩形、圆形等）3）确定格栅间的平面和竖向布置（根据来水管道）4）计
9、算格栅间隙数目（n）、格栅条数 (n-1)5）校核过栅流速(v) （Vmax=0.8-1.0 m/s; V平均=0.3m/s) 6）计算过栅水头损失（h1）: (150-300mm)7）每日栅渣量的计算3数据及计算 栅条间隙e=20mm，栅条断面为矩形，饼采用竖向布置，安装倾角60度，栅条宽度S=15mm，栅条间隙数n=72，格栅条数（n-1）=71，设计流量Qmax=0.56 m/s栅槽宽度：B=s(n-1)+en=0.01*71+0.02*72=2.15m过栅流速校核： =0. 9 m/s过栅水头损失：=0.155mmh0计算水头损失，k受污堵塞系数=3，-阻力系数，当栅条为矩形断面时,=
10、2.42栅槽总高度：H = h + h1 + h2=0.855mH栅槽总高度，h 栅前水深，h1- 过栅水头损失，h2 栅前超高,0.3m栅槽总长度： =5.93m 每日栅渣量计算： =2.42m3/dW 每日栅渣量，m3/d；W1 栅渣量（m3/103m3污水），取0.10.01；K总 生活污水流量总变化系数 二沉砂池1 .池体构造：入流渠、出流渠、闸板、沉砂区（水流部分）、沉砂2）设计要点平流沉砂池的设计参数是按比重为2.65，粒径大于0.2mm的砂粒确定的。设计流量：污水自流入池时按最大日最大时流量设计；水泵抽升时按污水泵站工作水泵的最大组合流量设计；合流制系统按降雨时的设计流量设计。分
11、格数：不应少于2格3) 设计参数规定0.15 m/s v水平流速 0.3 m/s：保证无机颗粒沉降，而有机物不能下沉（附着在无机颗粒上除外）30s t停留时间 60sh有效水深 1.2 m （0.25-1.0m)b单格宽度0.6 m沉砂量：生活污水按0.010.02L/人/天；城市污水按0.3 m3/万m3城市污水，含水率 60%；容重1.5t/m3；贮砂斗设计容积：按2d的沉砂量计算，斗壁55-600 超高：不小于0.3m4）设计计算公式：沉砂池长度：L= vt=0.240=8m断面：A= Qmax/v=2.8m2池总宽度：B= A/h有效=3m砂斗总容积：V=310-5Q均日污水量2（d）
12、or V=(0.010.02)10-3 x N服务人口数 2(d) V=1.94 m3沉砂池总高度=各部分高度之和 超高 + 设计有效水深 + 坡高 + 贮砂斗高度=1.58m最小流速核算：vmin=Qmin/nA=0.2143 m/s 0.15m/s（n沉砂池工作个数） 5）排砂方式：重力排砂：1）砂斗加底闸 D200mm2）砂斗加贮砂罐或底闸机械排砂：吸砂+漩流分离三初沉池辐流式沉淀池的设计计算1.确定沉淀池个数（不少于2个）；2.确定设计流量和表面负荷，计算单池面积；3.确定沉淀时间，计算有效水深并校核径深比（612）；4.计算沉淀池总高度（保护高有效水深缓冲层高坡底落差污泥斗高）；5.
13、计算污泥量，校核污泥斗容积；6.设计进水系统，排水系统，排泥系统，排渣系统1）=669.67m2=29.21m2）沉淀池有效水深： h2 = qot=3m3）沉淀池总高度： H = 超高+沉淀区高度+缓冲层高度+坡底落差+污泥斗高度=6.55m辐流式沉淀池的设计，应符合下列要求： 池子直径（或正方形的一边）与有效水深的比值宜为612 一般采用机械排泥，当池子直径（或正方形的一边）较小时也可采用多斗排泥，排泥机械旋转速度宜为13r/h，刮泥板的外缘线速度不宜大于3m/min； 缓冲层高度，非机械排泥时宜为0.5m；机械排泥时，缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m；坡向泥斗的底坡不宜小于0.05。 城市
14、污水厂沉淀池设计数据四曝气池1.设计要点（1）池体部分：池容：按污泥负荷设计，用停留时间校核设计流量：最大日平均时流量水力停留时间：6-8h进水浓度；混合污水的平均浓度污泥负荷：0.25-0.4kg/kg.dMLSS=1500-3000mg/L进口：淹没式，出口：溢流堰 （2）曝气系统设计1）选择曝气设备：穿孔管或微孔曝气器2）计算空气量： 需氧量（动力学公式，O2=aQLr+bVX） 鼓气量3）布置和计算空气管路（注意管道风速控制）4）选择鼓风机： 风压=空气管道总阻力+扩散装置淹没水深+扩散器水头损失（3）回流污泥系统R=30-50%，计算回流污泥量，选择回流泵，大流量，低扬程2.数据及计
15、算需氧量计算：（1）平均时需氧量的计算O2=aQLr+bVX a=0.5 b=0.15代入数值得：O2=3831kg/d=159.6kg/h（2）最大时需氧量的计算代入数值得：O2（max）=4588kg/d=191.2kg/h（3）每日去除的BOD5值BODr=34440*（135-25）/1000=3788.4kg/d（4）去除每kgBOD的需氧量O2=3831/3788=1kg O2/kgBOD（5）最大时需氧量与平均时需氧量之比=191.2/159.6=1.2供气量计算：差附录1得，水中溶解氧饱和度：Cs（20）=9.17mg/L；Cs（30）=7.63mg/L（1）空气扩散器出口处的
16、绝对压力（Pb）按Pb=P+9.8 * H计算，即：Pb=1.013*+9.8 *4.0=1.405*Pa（2）空气离开曝气池面时，氧的百分比，即：*100 =12代入数值得：*100=18.34（3）曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑），即： 最不利温度条件，按30考虑，带入各值，得： （4）换算为在20条件下，脱氧清水的充氧量，即： 带入各值得： =246.3kg/h 相应的最大时需氧量为： =297.3 kg/h（5）曝气池平均时供气量，即：带入各值得：=6841m3/h（6）曝气池最大时供气量8258m3/h（7）去除每kgBOD5的供气量： 6841/4167*24=
17、3.94m3空气/kgBOD（8）每m3污水的供气量 6841/37884*24=4.33 m3空气/m3污水（9）本系统的空气总用量：除采用鼓风曝气外，本系统还采用空气在回流污泥井提升污泥，空气量按回流污泥量的8倍考虑，污泥回流比R取值60，这样，提升回流污泥所需空气量为：（8*0.6*37884）/24=7576m3/h总需气量： 7576+8258=15834 m3/h空气管系统计算：在相邻两个廊道的隔墙上设一根干管，共五根干管。在每根干管上设5对配气竖管，共10条配气竖管。全曝气池共设50条配气竖管。每根竖管的供气量为：8258/50=165m3/h曝气池平面面积为：48*32.3=1
18、291m2每个空气扩散器的服务面积按0.49m2计算，则所需空气扩散器的总数为：1291/0.49=2635个为安全计，本设计采用2800个空气扩散器，每个竖管上安设的空气扩散器的数目为：2800/50=56个每个空气扩散器的配气量为：8258/2800=2.95m3/h五二沉池池型：辐流式，机械排泥，连续排泥1）表面负荷：低于初沉池（1.0-1.5）2）停留时间：大于初沉池（2-2.5h）3）泥斗按不小于2h沉泥量校核：辐流式初沉池与二沉池的主要区别初沉池二沉池处理目的去除SS回收活性污泥SS浓度200-400 mg/L2000-4000 mg/L沉淀类型絮凝沉淀拥挤沉淀表面负荷1.53.0
19、 m3/m2.h1.01.5 m3/m2.h设计沉速1.53.0 m/h1.01.5 m/h沉淀时间1.02.0 h1.52.5 h堰上负荷2.9 L/s.m1.7 L/s.m排泥方式间歇、重力连续、虹吸排泥机械半桥式刮泥机全桥式刮、吸泥机污泥含水率9597%9999.2%浮渣挡板必须设可不设六接触消毒（1）设计要点v液氯季节性消毒；v加氯量510mg/L，选择加氯机，设计加氯间和氯库；v接触池1池2格，折流廊道形，水面标高与地面平；v接触时间20-30min，根据污水量计算接触池容积；v合理设计接触池工艺尺寸，考虑混合、施工、检修要求。 （v=0.15m/s， h=1.5-2.0m)（2）相
20、关计算容积：1578/2=789m3h=20m A=394.5m2B=15m L=26.3m七污泥计算初沉污泥量：二沉污泥量：（四）绘图污水处理厂总平面布置及高程布置关于城市污水处理厂的厂址选择处理好四个矛盾： 1.集中与分散 2.近期与远期 3.排水与水源 4.排放与利用 遵循几点主要原则：1.水体下游 2.远离居民区 3.夏季主导下风向 4.尽可能少占农田 5.充分利用地形污水处理厂总平面布置内容：在平面图上布置各种处理构筑 物、附属构筑物、建筑物；进出水管渠，污泥管道，空气管道，超越管道以及厂内道路等。比例： 1：300 1：500平面布置的一般原则：处理构筑物的布置要紧凑（距离5-10
21、米）总图布置应考虑远近期结合污泥处理区应尽可能形成独立区域连接管道应便捷、直通、避免迂回曲折厂内应设超越管道管线布置综合考虑建筑物设于夏季主导风向的上风向污水厂总占地面积及各建筑物面积估计处理水量 （m2/d） 总占地（万m2）5000 1-1.2510000 1.5-2.015000 1.85-2.5办公楼 100-150（m2）化验室 100-140机修、电修、木工间 60-120仓库 60-100食堂 50-80传达室 20污水处理厂平面布置原则 总图布置：远近结合，按远期规划，分期建设，充分绿化(30%) 处理单元构筑物的平面布置：紧凑合理，间距适当，避免迂回，减少水头损失，土方平衡
22、管、渠的平面布置 ：主次有别，避免矛盾；便捷重力自流、设超越管线 污泥处理构筑物的布置：单独区域；保证安全 辅助建筑物的布置 ：(鼓风机房、变电所、污泥脱水机房、办公楼 )利于生产，安全环保，注重厂前区的环境建设 厂区道路的布置 ：运输方便、分隔不同生产区域布置方法：在估计总面积后，分3区：污水、污泥、厂前区污水处理区水处理区 厂前区污泥区污水处理构筑物布置：(1) 一字形布置 （2）L形布置：布置原则与考虑问题的出发点水处理构筑物： 布置紧凑，便于生产，流程畅通，考虑风向、朝向及外观整齐，适当考虑远期发展。污泥处理构筑物：注意防火，缩短污泥管路，沼气罐与其它建筑物的距离厂前区、辅助建筑物、道
23、路厂前区：方便、安全，便于生产，利于生活辅助建筑物：应尽量靠近相应的构筑物。 鼓风机房，污泥回流泵房，变电所，锅炉房等厂内道路： 主要道路：单车道设计主干线3.5-4米宽 人行道 1.5 米宽 环形或丁字形布置； 一般前后开两个门 道路布置：合理布置，便于运输，又能起到分割不同功能区的作用。厂内管线布置主要管线：污水、污泥管渠。 联系各构筑物的管渠应简单便捷，避免迂回曲折。尤其是污泥管线尽量少拐900弯。 污水管 不小于 150 mm 污泥管 不小于200 mm辅助管线：空气管、沼气管、蒸汽管、电缆、厂内给水排水管等。特殊管线：超越管（总超越，局部超越）高程布置内容：处理构筑物、污水、污泥管线
24、的竖向设计；绘制污水、污泥系统高程图一般原则： 1）污水在各处理构筑之间能够自流； 2）水头损失包括流经处理构筑物以及连接管线； 3）高程图上标注构筑物进、出水渠道水面标高，池内平均水位；池底标高，连接管线中心标高。抓主要矛盾：总水头3.5-4 米；以曝气池为中心向两边推算。泥系统控制消化池。处理构筑物水头损失：见（给排水手册5-410，表10-2）一沉排泥静水头不小于1米，二沉不小于0.9米；污泥管道 1%损失管道的覆土厚度：最小覆土厚度：取决于防冻、承载（0.7m）、支管衔接的要求污水处理厂竖向设计处理水在常年绝大多数时间里能自流排入水体；各处理构筑物和联接管渠的水头损失要仔细计算。考虑最
25、大时流量、雨天流量和事故时流量的增加。并留有一定余地；考虑规模发展水量增加的预留水头；精确计算，合理选择，处理构筑物间避免跌水等浪费水头的现象；在仔细计算并留有余地的前提下，全程水头损失及原污水提升泵站的全扬程都应力求缩小，减少运行费用。 污水处理厂水力流程设计原则和方法各处理构筑物间一般是依靠重力流动的，前面构筑物中的水位应高于后面构筑物中的水位，两构筑物之间的水面高差即为流程中的水头损失。水力流程设计依据的主要技术参数：构筑物的高度和水头损失(1) 水力流程设计原则及规定 考虑远期发展，水量增加的预留水头。 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。 在计算并留有
26、余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的流程，以降低运行费用。 需要排放的处理水，常年大多数时间里能够自流排放水体。出水管渠高程不受洪水顶托。(2) 水力流程设计计算水力计算时，应选择一条距离最长，损失最大的流程，并按最大设计流量计算;水力计算常以收纳处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处理后的污水在洪水季节也能自流排出。水头损失由三部分组成： 构筑物本身的、 连接管的、计量设备的水头损失等。 处理构筑物的水头损失计算： 污水流经处理构筑物的水头损失：主要在进、出口和需要跌水处，流经构筑物本身的水头损失较小（见表） 连接管渠的水头损失计算沿程水头损失h1局部水头损失h2
