昆山市10萬噸污水處理廠設計計算說明書——畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 38 設計特色 38 參考文獻 39 致謝 40 附圖 1 平面布置圖 附圖 2 工藝流程圖 III 附圖 3 氧化溝剖面圖 附圖 4 二沉池剖面圖 附圖 5 污泥濃縮池剖面圖 常州大學本科生畢業設計（論文） 第 1 頁 共 40 頁 1 緒論 水是一切生物生存必不可少的物質之一，沒有水的世界是無法想象的。雖然我國水資源總量非常豐富，年徑流總量 1012m3，居世界第六位，但是由于人口眾多，人均占有僅 2262m3，約為世界平均的 1/4，屬世界缺水國家之一。 我國幅員遼闊，各地氣候迥異，經濟發展水平差異也很大 。 隨著我國經濟的快速發展和人們生活水平的不斷提高，政府、企業、居民的環保意識不斷增強，對生活質量和環境質量的要求越來越高，水污染治理也越來越受到人們的關注。 目前，各城市都 面臨 著不同的水環境污染。因此，根據城市規模，建立一套與自己經濟發展相適應的控制水污染、保護水環境的方針、政策、標準和法規，同時建設與經濟發展水平相適應的污水處理廠，就成為防止因水資源短缺而制約城市社會經濟發展的必要手段 ， 利用有限資源的必須部分。在人們日常生活中，盥洗、淋浴、生活洗滌等都離不開水，用后便成為污水。在工業企業中，幾乎沒有一種工業 水是人們日常生活中不可或缺的寶貴資源 ， 水的供給與排放處理水亦是合理不用到水。水經生產過程使用后，絕大部分變成廢水 ， 生產廢水攜帶著大量污染物質，這些物質多數是有害和有毒的，但也是有用的 ， 必須妥善處理或加以回收利用。 城市的雨水和冰雪融水也需要及時排除，否則將積水為害，妨礙交通，甚至危及人們的生產和日常生活。在人們生產和生活中產生的這些污水中，如不加控制任意排入水體（江、河、湖、海、地下水）或土壤，使水體受到污染，將破壞原有的自然環境，以至引起環境問題，甚至造成公害。為保護環境，避免發生上述問題，現代城市就需 要建立一套完整的工程設施來收集、輸送、處理和利用污水；此工程設施就稱之為排水工程。它的基本任務是保護環境免受污染，以促進工農業生產的發展和保障人民的健康與正常生活。其主要內容包括： （ 1） 收集各種污水并及時的將之輸送至適當地點。 （ 2） 妥善處理后排放或再利用。 水污染控制技術 在我國社會主義建設中有著十分重要的作用。從環境保護方面講，水污染控制技術 有保護和改善環境、消除污水危害的作用，是保障人民健康和造福子孫后代的大事；從衛生上講， 水污染控制技術 的興 起 對保障人民健康具有深遠的意義；對預防和控制各種疾病、癌癥或是 “公害病 ”有著重要的作用；從經濟上講，城市污水資源化，可重復利用于城市或工業，這是節約用水和解決淡水資源短缺的重要途徑，它將產生巨大的經濟效益。 總之，在實現四個現代化過程中， 水污染控制技術 對環境保護、促進工農業生產和保障人民健康有現實意義和深遠影響，并使經濟建設、城鄉建設與環境建設同步規劃，同步實施，同步發展。這樣才能實現經濟效益、社會效益和環境效益的統一 [1]。 設計依據及參數 設計背景 昆山市位于江蘇省東南部 ,北至東北與常熟、太倉兩市相連，南至東南與上海嘉定、青浦兩區接壤，西與吳江、 蘇州交界。東西最大直線距離 33 千米，南北 48 千米。總面常州大學本科生畢業設計（論文） 第 2 頁 共 40 頁 積 平方千米，其中陸地面積 平方千米，水域面積 平方千米。 （ 1）設計規模： 10 萬 t/d （ 2）水質指標 處理后污水水質應滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（ GB189182021）中的一級 B 標準，其進水水質和排放標準見表 1。 表 1 進水水質和排放標準 單位： mg/L 項 目 pH 值 SS CODcr BOD5 NH3－ N TP 進水水質 6～ 9 150 400 200 25 3 排放標準 6～ 9 150 60 20 8 1 設計原則 ① 執行國家關于環境保護的政策，符合國家的有關法規、規范及標準。 ② 積極穩妥地采用新技術，充分利用國內外的先進技術和設備，以提高行業的裝備和技術水平。 ③ 功能分區明確，生產、生活、人、物、車流向合理。 ④ 規劃布置四優先：工藝流程先進，安全可靠優先；運行管理便利，經濟優先；環境綠化、美化優先；有利于排水事業可以持續發展優先。 設計依 據 設計任務書及相關原始數據 《污水綜合排放標準》（ GB897896） 《城市污水處理廠污水污泥排放標準》（ CJ302593） 《污水排入城市下水道水質標準》（ CJ30821999） 《地表水環境質量標準》（ GB38382021） 《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（ GB189182021） 常州大學本科生畢業設計（論文） 第 3 頁 共 40 頁 3 工藝流程設計計算 設計流量 平均流量： L / s 1 1 6 0m 3 / s 1 .1 6m 3 / h 4 1 6 6 . 61 0 5 m 3 / d ????aQ 設計流量： L / s 1 3 8 9m 3 / s 1 .3 8 9m 3 / h 5 0 0 0 t / d1 0 51 .2m a x ??????? aZ QKQ 中 格柵 城市污水含有大量懸浮物和漂浮物，故 需要設置格柵以攔截較大的懸浮固體物質。格柵的間隙大小對污水處理運行有直接關系，目前設計采用格柵的間隙可分為三級：細格柵間隙為 5~10mm，中格柵間隙為 15~40mm，粗格柵間隙為 10mm 以上。 格柵的間隙應根據水體的實際需要設置，想用一種規格格柵截留各種漂流物是行不通的，進水格柵的間隙和道數應根據處理要求設計。從城市污水處理廠實際運行資料表明，一般設計中多采用中格柵和細格柵二道 [6]。 主要設計參數 ： 柵條寬度 S=10mm； 柵條間隙寬度 b=30mm； 過柵流速 v2=； 柵前渠道流速 v1 =； 柵前渠道水深 h=； 格柵傾角 75176。； 數量 2座； 單位柵渣量取 W1= /1000m3污水。 （ 1） 柵條間隙數 75s i i n1 ??????? ?bhvQn ? 個 （ ） （ 2）柵槽寬度 B mbnnSB )141()1( ????????? （ ） （ 3）進水渠道漸寬部分的長度 設進水渠道寬 B=，漸寬部分展開角 α1=20o，此時進水渠道內的流速為 mBBL a n2 a n2 111 ?? ???? ?? （ ） （ 4）柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度 mLL 2 ??? （ ） （ 5）通過格柵的水頭損失 設柵條斷面為銳邊矩形斷面， 3, ?? k? ?? s in2 23401 gvbSkkhh ????????? （ ） 常州大學本科生畢業設計（論文） 第 4 頁 共 40 頁 ?75s i 234 ??????????? = 式中， h1為設 計水頭損失， m； ho 為計算水頭損失， m， ?? sin2 20 gvh ? ； g 為重力加速度， m/s2； k 為系數，格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數，一般采用 3； ? 為阻力系數，與柵條斷面形狀有關，可按手冊提供的計算公式和相關系數計算。 （ 6）柵前柵后槽總高度 H 設柵前渠道超高 h2= mhhhH ??????? （ ） （ 7）柵槽總高度 L ?t a 121 HLLL ????? （ ） 75t a n ??????? ? 式中 1H 為柵前渠道深， 21 hhH ?? （ 8）柵渠過水斷 面積 S 21 mvQS ??? （ ） 柵渠尺寸（寬 ?深） mmmm 12021050 ? 。 （ 9）每日柵渣量 W 取 331 1000/ mmW ? 污水， KZ=，代入數據得 ZKWQW 1 0 0 08 6 4 0 0 1m a x? dm / 3?? ??? （ ） （ 10）格柵選擇 采用機械除渣。根據流量及設備選型表，選擇兩臺 XHG1200 型回轉式格柵除污 機 實際 過流速度： )/( 75s i i n1 smbhnQv ?????? ?? （ ） 進水泵房 水泵選擇 常州大學本科生畢業設計（論文） 第 5 頁 共 40 頁 設計水量為 120210m3/d，選擇用 4 臺潛污泵（ 3 用 1備） [7]，則單臺泵的流量為 ： hm / 3m a x1 ???? （ ） 污水處理廠廠區最高水位 ，高出地面 ；最低水位 ，低于地面 （地面標高 3m）。 提升泵房最高水位與最低水位差為 m3 ，則提升泵揚程為 ： H=++3= 所需的揚程為 。 選擇 CP(T)5110400 型沉水式污物泵，泵的性能參數表 。 表 CP(T)5110400 型沉水式污物泵參數 出口直徑 /mm 流量 m3/h 揚程 /m 極數 效率 ﹪ 功率 /kW 40 1980 14 6 86 110 細格柵 主要設計參數 ： 柵條寬度 S=10mm 柵條間隙寬度 b=10mm 過柵流速 v1=柵前渠道 水深 h=； 格柵傾角 ?751?? 數量 2 座 工藝尺寸 （ 1） 柵條間隙數 75s i i n1 ???? ??? ?bhvQn ? 個 （ 2）柵槽寬度 mbnnSB )195()1( ????????? （ 3） 進水渠道漸寬部分的長度 設進水渠寬 B1=，其漸寬部分展開角度 ?201?? ，進水渠道內的流速為sm/ [6]。 mBBL a n2 a n2 111 ?? ???? ?? （ 4） 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度 mLL ??? （ 5） 柵后槽總高度 H 設柵前渠道超高 mh ? mhhhH ??????? 常州大學本科生畢業設計（論文） 第 6 頁 共 40 頁 （ 6） 柵槽總長度 L ?t a 121 HLLL ????? a n ??????? ? 式中 ： 1H 為柵前渠道深， 21 hhH ?? 。 （ 7） 柵渠過水斷面 S 21 mvQS ??? 柵渠尺寸（寬 ?深） mmmm 8001450 ? 。 （ 8） 通過格柵的水頭損失 ?? s in2 2341 gvbSkh ???????? = ?75s i 234 ?????????? = （ 9） 每日柵渣量 W1 為柵渣量， m3/1000m3 污水； KZ 為總變化系數。格柵間隙為 10~25mm 時，W1=~；格柵間隙為 30~50mm 時， W=~。本工程格柵間隙為 30mm，取 W1=， KZ=，代入數據得 ： ZKWQW 100086400 1m ax? dm / 3?? ??? （ 10）格柵選擇 采用機械除渣。根據流量及設備選型表，選擇兩臺 XHG1800 型回轉式格柵除污機 。 實際過柵流速為 ： )/( 75s i i n1 smbhnQv ?????? ?? 沉砂 池 沉砂池一般分為平流式、豎流式、環流式（離心式）和曝氣式。由于曝氣沉砂池和環流式沉砂池對流量變化的適應性較強，除砂效果好且穩定，條件許可時，建議盡量采用曝氣式沉砂池和環流式沉砂池。 曝氣沉砂池還可以克服普通平流式沉砂池的缺點：在其截流的沉砂中夾雜著一些有機物，對被有機物包裹的砂粒，截流效果也不高，沉砂易于腐化發臭，難于處置，故 本次設計選用曝氣式沉砂池 [7]。 設計參數 設計流量（按最大流量設計） Qmax=； 停留時間 3min； 常州大學本科生畢業設計（論文） 第 7 頁 共 40 頁 水平流速 ； 沉砂量 30m3/106m3（污水）； 曝氣量 （空氣） /m3（ 污水） ；。 主干管空氣流速 12m/s； 支管空氣流速 。 沉沙池尺寸 （ 1）有效容積 3m a x mtQV ?????? （ ） （ 2）水流斷面積 smvQA / 8 a x ??? （ ） 取有效水深為 h 為 ，則池寬 mhAB 63 1 ??? 沉沙池分為兩格 )2( ?n即 ，則每格寬度 mBb 32?? 。 （ 3）平面尺寸 池長 ： mAVL 5 0 ??? ； 平面尺寸 ： mmLB ??? 。 （ 4）每小時所需空氣量 q d 為每立方米所需空氣量，取 d=hmdQq / 0 0 03 6 0 6 0 0 3m a x ?????? （ ） （ 5）沉砂室沉砂斗體積 V T 為沉砂時間取 d2 ， X 為城市污水沉砂量， 363 10/30 mmX ? 污水。 6m ax 1086400ZKXTQV ?? 36 m?? ???? （ ） ① 每個沉砂斗容積 設每一分格有 2 個沉砂斗，共有 4 個沉砂斗。 30 mV ?? ② 沉砂斗上口寬 maha 2 13 ??????? ?? （ ） 式中： ??3h 斗高， m ，取 mh ?? ； ?1a 斗底寬， m ，取 ma ? ； 斗壁與水平面的傾角 ?55 。 ③ 沉砂室高度 3h 常州大學本科生畢業設計（論文） 第 8 頁 共 40 頁 采用重力排砂，設池底坡度為 ，坡向砂斗。沉砂室由兩部分組成：一部分為沉砂斗另一部分為沉沙池坡向沉砂斗的過渡部分，沉砂室的寬度為])(2[ 2 ??aL 。 maLL ???????? （ ） （ 式中 為兩沉砂斗隔壁厚） mLhh 233 ??????? （ ） ④ 沉沙池總高度 H 取超高 mh ? mhhhH ??????? （ ） （ 6）集油區 集油區寬 ，上部與沉砂區隔斷，以便集油；下部與沉砂區相通，以便沉砂返回集砂斗。 集砂量及排砂設備 （ 1） 每天沉砂量 V 6m a x 10 360024? ??? ZKXQV )/( 36 dm?? ???? （ ） 采用行車式排砂機， 配備一臺 6?XS 型沉砂池吸砂機，每 2d 排砂一次，有關參數見表 。 表 XS6 型沉砂池吸砂機技術參數 池寬 /mm 池深 /mm 整機功率 /kW 行車速度 /mmin1 6000 1000~3000 2~5 曝氣系統 （ 1）曝氣量 hmdQq /1 0 0 6 0 03 6 0 0 3m a x ????? （ ） （ 2）風機選擇 選用兩臺 145?RE 型羅茨鼓風機（一備一用），配以 6712 ?JO 型電動機（功率為kW17 ），鼓風機性能見表 。 表 RE145 型羅茨鼓風機性能 口徑 /mm 轉速 /(r/min1) 排氣壓力 /kPa 流量 Qs/m3min1 軸功率 La/kW 電機功率 P0/kW A150 970 21 30 （ 3）空氣管道計算 按風機實際風量計算 常州大學本科生畢業設計（論文） 第 9 頁 共 40 頁 干管管徑 mvqD 6011 ??????，取 mmD 2021 ? 。 （ ） 驗算氣流速度 smDqv / 2211 ?????? ? ，符合要求。 （ ） 每隔一米分出兩格支管，則總支管數為 36182 ???n 個，每一支管氣量smq / ?? 。 取支管氣流速度為 smv /? ，則