环保设备作业-生活污水处理 18页

生活污水处理工艺流程设计一.概述采用A2/0工艺处理生活污水。工艺流程图如下所示:a2/0工艺主要由预处理系统、生物处理系统和污泥处理系统三个部分组成。预处理系统主要借助物理方法，采用机械阻隔和离心沉降(旋流沉砂池)的方法來去除污水中较大块的漂浮物及可沉淀的固体物。相应的构筑物主要有粗、细格栅和相关设备，水泵，泵房，旋流沉砂池和相关设备。生物处理系统是活性污泥法处理系统，由曝气池及其设备、污泥冋流设备和二沉池组成。a2/0工艺由厌氧■缺氧•好氧三个微生物处理工段组成，利用生化池中培养的栖息在活性污泥中的异养、自养微生物的新陈代谢活动，除去污水中的碳源有机物和氨氮，以满足达标排放的要求。污泥处理系统主要利用浓缩池、带式压滤机降低污泥的含水率。进水水质指标项目CODmg/LBOD..mg/LpHmg/LNH3-Nmg/LTI)mg/LTNmg/LSSmg/L标准值2701306-920335250项目色度LASmg/L标准值50倍20出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标项目CODmg/LpHmg/L色度mg/LSSmg/LTNmg/LNH3-Nmg/LTPmg/LLASmg/L标准值606-930倍20208(15)1.52\n二.设备的选型计算、结构和工作原理依照认识实习污水处理厂的规模，日最大处理量为8万吨污水，为中型污水处理厂。污水流量的计算：Qmax=8x104m3/d=8X104/(24•3600)m3/s=0.92m3/s2.1格栅最大设计污水流量Qmax=0.92m3/s,生活污水流量总变化系数kz=1.3设栅前水深h=0.4m,过栅流速0.6〜1.0m/s,取v=0.8m/s.进水渠道宽Bi=0.82m,此时进水渠道内流速为0.55m/s单位栅渣量：取=0.08m3栅渣/103计污水；泵房前共设两道自动除渣的机械格栅，N=2,选用中格栅(栅条净间隙10-40mm),取b=20mm,栅条宽度s=10mm,格栅安装倾角a=60°,渐宽部分的倾角为ai=20°%1栅条的间隙数bhv代入数据求得n—34个%1栅槽宽度B=S(n—1)+bn代入数据求得B=1.01m%1进水渠道渐宽部分长度2rga代入数据求得Li=0.26m%1栅槽与出水渠道连接岀的渐窄部分长度L2=L1/2=0.2^=0.13m%1通过格栅的水头损失采用栅条断面为矩形的格栅，取k与\n匕22hi=k^psina=k0"ILSina-厶b2gP=2.42（锐边矩形），代入数据求得hi=0.081m%1栅后槽总高度取栅前渠道超高h2=0.3m,栅前槽高Hi二h+h2二0.7m,而H二h+hi+h2~0.8m%1栅槽总长度L=L1+L2+1.0+0.5+H1/tanci=2.29mw_86400^^一1Q00K,4%1每日栅渣量代入数据求得W=4.89（m3/d）适宜机械除渣。2.2进水泵房厂区进水泵房按预计流量规模设计。选用4台离心泵。6台350QW1500-15-90型潜污泵，］台200QW400-15-30型潜水泵,Q二400m引h,H=15m,n=980r/min,N=30kWo2台350QW1500-15-90型潜污泵（考虑一台备用），Q=15OOm3/h,H=15m,n=990r/min,N=90kWo进水房平面净尺寸为18.lmX9.2m,地下深度为9.1m。2.3细格栅（1）栅前水深lm,过栅流速0・6T・0m/s,取v二0・8m/s,栅前流速0.4~0・9m/s；（2）栅条净间隙，细格栅b=1.5~10mm,取b=6mm；（3）栅条宽度s=0.01m；（4）格栅倾角45°~75。,取a=60°，渐宽部分展开角a1=20°；（5）栅前槽宽Bl=0.8m,此时栅槽内流速为0.58m/s；（6）单位栅渣量：W=0.1m3栅渣/103m3污水。设置三个细格栅其中一个备用。%1栅条的间隙数QJsina师代入数据求得n—90个%1栅槽宽度取s=0.005mB=S(n-1)+bn代入数据求得B=0.985m\n%1进水渠道渐宽部分长度2tsa：代入数据求得Li=0.254m%1栅槽与出水渠道连接出的渐窄部分长度L2=L1/2=/2=0.127m%1通过格栅的水头损失采用栅条断面为矩形的格栅，取k与1*22%=心初sina二少（？）4/3JLsin。b2gP=2.42（锐边矩形），代入数据求得hi=0.16m%1栅后槽总高度取栅前渠道超高h2=0.5m,栅前槽高H1=h+h2=1.5m,而H二h+hi+h2*l・66m%1栅槽总长度L=L1+L2+1.0+0.5+H1/tana=2.74m%1每日栅渣量86400纭叫~1000K.~4.代入数据求得W=6.11（m3/d）适宜机械除渣。2.2旋流沉砂池原理及特点：旋流沉砂池是利用机械力控制水流流态与流速，使砂颗粒在离心力与重力的作用下，沿池壁呈螺旋线加速沉降加速砂粒的沉淀以达到砂粒沉降的目的。旋流除砂水力系统采用旋转360。新型直线式设计，使得进水渠和岀水渠呈360°,形成自然流线。该系统结构简单，易于安装，且有效地提高除砂效率。旋流沉砂池利用水力涡流除砂，其旋流与水流方向基木一致，具有池型简单，占地而积小，运行费用低，除砂效果好等特点。\n图1旋济沉砂池本次设计中，为了保证水解沉淀池沉淀及除P效果，需为其投加絮凝药剂PM和药剂FeCl3o投药点位于旋流沉砂池岀水渠内，停留时间按30min设计，同时加设框式搅拌器以使药剂与水流充分混合。如何控制好旋流沉砂池的流态和流速，加速砂粒的沉淀，成为小型旋流沉砂池设计参数选择的关键。旋流沉砂池设计的一般规定：1)q——沉砂池的表面负荷，取值范围宜为130〜200m3/(m2-h),木工程取q=170m3/(m2•h)。2)II——池深，一般采用l、2m。3)v沉砂池进渠水流流速，一般在0.4'l.Om/s；4)t——水力停留时间，本工程取t二35so旋流沉砂池的计算公式：1)沉砂池体积v=nr2H=兀X2.52X1.5=29.44m2V为沉砂池体积，m3；r为沉砂池半径，m,径深一般取2.0-2.5m；H为池深，m,—般取1-加;根据已知的设计流量和计算的结果校核沉砂池的水力表面负荷，确定体积是否满足设计要求。\nq=Qmax/(nA)=80000/(4XjiX32/4)=169.85m3/(m2-h)符合要求q为沉砂池的表面负荷，宜取130-200(/(m2>h)；Qmax为最大设计流量，m3/d；n为沉砂池个数；A为沉砂池的表而积，m2,A=Jir2/4计算沉砂池的停留时间，将已知的设计流量与所得的体积代入式中确定所取结果是否满足设计要求。t=V/Q=29.44/0.92=32s2)沉砂池进水渠A=Bh=1.1X1=1.1m2V=Qmax/A=0.92/1.1=0.84m/s式中v为沉砂池进渠水流流速，m/s,一般在0.ri.0m/s；A为进水渠过流断面面积，m2；Qhibx为最大设计流量，m：7s;B为进水渠宽度，m;h为进水渠深度，mo出水渠的计算与进水渠相同。3)沉砂池的沉砂量V。二X-Omax・T•86400/10%二30X0・92X5X86400/(105X1.3)=91.7m3X为城市污水沉沙量，一般取30m7106m3污水；T为清除沉砂的间隔时间(d)；Kz为生活污水流量总变化系数。4)计算结果经过计算，结果如下：旋流沉砂池半径r二2.5m旋流沉砂池水深H=l.5m旋流沉砂池表面负荷q=170m3/(m2•h)进水渠道BxH=l.Imx1.Om出水渠道BxH二2.2mx0.65m\n旋流沉砂池的排砂的运行控制沉砂池的系统控制可以分成手动和自动，自动控制由现场的控制箱和PLC进行。沉砂池搅拌系统基本上为密h连续自动操作，若需要保养或手动操作时，系统可以切换。沉砂池的空气鼓风机、空气冲洗装置及砂水分离器的操作由电控柜自动执行，必要时自动控制可以由操作人员解除而完全以人工控制方式运作。空气提升前操作前必须确认鼓风机操作正常、气压达到预设值。气洗过程：空气管上的电磁阀开启，排砂管上的电动刀阀处于关闭状态，压缩空气自空气喷头喷出打松沉于池底的沉砂以利于下一步提升泵将沉砂抽出，并使上清液返回水处理流程作下一步处理。电磁阀的开启时间可以调节。排砂过程：启动砂水分离器，开启排砂管上屯动刀阀，空气提升泵把沉砂抽送至砂水分离器，经过一预设时间后系统自动关闭。预设时间可以根据系统运行后的经验而设定，也可随着污水中的含砂量的变化作适当调节。经过以上两个过程后，电动刀阀、电磁阀、空压机自行关闭，即完成一个工作周期。2.3砂水分离器螺旋式砂水分离器安装倾角在20。一30。之间，砂水混合液从进水管进入水箱，混合液中比重较大的颗粒（如砂粒）由于自重面下降沉积于螺旋槽底部，在螺旋的推动下，物料沿斜置的U型槽底部提升，离开液面后，继续上移一段距离，砂粒中的水份逐渐在螺旋槽中的间隙中流回水箱，砂粒也逐渐干化在出料口处，依靠自重落入其它输送装置。上清液则不断的从排水管中流出。达到砂水分离目的。\n结构示意图23①驱动装置②U型槽③出料口④无轴螺旋⑤水箱LS嘶式砂水分离机由无轴螺旋、衬条、U形槽'水箱，导流板和驱动装墨等组成。当砂水混合浹从分离器的一端项部输入水箱，混合液中较大的如砂粒等将沉积于U形槽底部，在螺旋的推坳下，砂粒沿斜羞的U形槽底提升，离开液面后继续推移一段距离，在砂粒充分脱水后经排砂口和蚤砂桶，而与砂分离后的水则从溢流□排出并送往厂内进水池。设计参数D二280mm，Q=12-20L/s运行控制：进水时开启沉沙系统20-30S；进渠流速0.6-0.9m/s2.4A2/O工段工艺名称SRT/dMLSS/mg•L1停留时间/h污泥回流比/%混合液回流比/%厌氧区缺氧区好氧区a2/o10~203000^40001~20.5~35T025^100100^400厌缺氧池、氧化沟通过内回流，形成好氧/缺氧环境，进行脱氮除磷，同时利用厌缺氧的环境降解一部分的COD和BODo工艺控制参数：厌氧池HRT二1.5h，DO<0.5mg/L，外冋流比50-100%缺氧池HRT二1.5h,内回流比100-200%，氧化还原电位-100mv以下。\n主要设备：搅拌机6台，推流器4台，进水时开启搅拌机和推流器。\n选用卡鲁塞尔氧化沟，采用垂直安装的低速表面曝气器，每组沟渠安装一个，均安装在同一端，因此形成了靠近曝气器下游的富氧区和曝气器上游以及外环的缺氧区。这不仅有利于生物凝聚，还是活性污泥易于沉降。B0D5的去除率可达到95%〜99%,脱氮效率约为90%，除磷率约为60%。卡鲁塞尔氧化沟的表面曝气机单机功率大（可以达到150kw），其水深可达5m以上，使氧化沟占地而积减小，土建费用降低。同时具有极强的混合搅拌和耐冲击负荷能力。当有机负荷较低时,可以停止某些曝气器的运行，或者切换较低的转速，在保证水流搅拌混合循环流动的前提下，节约能量消耗。由于曝气机周围的局部地区能量强度比传统活性污泥曝气池中的强度高得多，使得氧的转移效率大大提高，平均传氧效率达到111.2hkwkgo本设计的卡罗塞尔2000型氧化沟设计参数如下：乳污泥负荷力：0・03'0・15kdBOD/（畑M厶SST）b.水力停留时间：HRT=6-30/?c.为达到污泥的好氧化稳定，污泥龄SRT=25d；d.设计流量采用流量：Q=80000m7d=0.92m3/s=920L/se.设计最低水温为：10°Cf.设计最高水温为：25°C2）确定污泥龄：本设计为了达到污泥的好氧稳定，取污泥龄SRT=25d反硝化率为K血晋,叫护-0.05（S°-Sj-7W式中：Nq--反硝化消耗的氮量，mg/17No--进水的77V值mg/l,设计值为^mg/l77V。--出水的77V值mg/l,按一级B标为20mg/1S°--进水的BOD值mg/l,设计值为130mg/L\nS。--出水的BOD值加g/Z,设计值为20mg/l35—0.05x(130・20)130=0.227因为Kde=0.227且为缺氧区反硝化。则F手—式中：vD-■-缺氧区容积，加3；V—氧化沟的总容积，加30田一缺氧区的污泥龄，d；彳--氧化沟的总泥龄，d；HRT=25d3）计算产泥系数y=Jo.75+O.6^-（1-O.2）XO皿・1.072：：严75S。1+0.170•1.O72（Z5）式中：K—系数，取0.9X。一进水的SS值,mgll,设计值为250mg/IS（）--进水的BOD值，mg/l设计值为130mg//0.--氧化沟的总泥龄〃故代入求得Y=1.31kgSS/kgB0D5核算氧化沟的污泥负荷Ls=爼——-QxYx（So・,）代入数据求得Ls=O.036kgB0D5/（kgMLSS・D）验证合格4）确定污泥浓度由于采用设缺氧区的氧化沟工艺，同时污泥达到好氧稳定，因此本设计污泥浓度取：X=4.5MLSS/L经过好氧稳定后，污泥的沉降性能得到很大改观，取污泥的容积指数为：SVI范围为100〜200ml/g,本设计取120"?//污泥在二沉池的浓缩时间取：t.取1.5〜2力,取-=2/?E\n故冋流污泥浓度Xr为Xr=07x-I^xV^=0.7x-^xV2^7.35mg/IRSVIv£120则相应的回流比X45R二一-—=——-—=1.58=158%Xr_X7.35-4.52卡罗塞尔2000型氧化沟容积的计算5）氧化沟容积的计算=63635”24Q6bY（So—S（.）_24x3312肿//?x25dxl.31xll01000X_1000x4.5a由于亠=卫=0.20则氧化沟缺氧区容积为Vo-0.20V=12727m3氧化沟好氧区容积为Vd二（1-0.20）V二50908m3校核氧化沟的水力停留时间HRT二V/Q二63635/80000=0.795d=19.lh（合格）6）厌氧池容积的计算取厌氧池的水力停留时间为T,=1.5h则厌氧池的容积为K=0x（1+/?）xn=^^x（l+1.58）xl.5=12900m3人24校核厌氧污泥比值字二冒=17.33%>10%（合格）X4.57）厌氧池的设计两个氧化沟组成一个系列，一个系列对应一个厌氧池，则本工程共有两个厌\n氧池。单池容积:VAi=VA/6=2150m2厌氧池的池宽取为B=12m,有效水深取为：H=4.5m则厌氧池的长度为=2,50=39.8加12x4.53氧化沟沟型计算卩⑹设计6座氧化沟1）单座氧化沟有效容积V单二V/6=63635/6=10605.83m32）设计氧化沟有效水深11=5.5m,超高设计lmh二5.5+1=6.5m中间分隔墙厚度为0.25m3）氧化沟而积A=V单/H=10605.83/5.5=1928.3m2设计单沟道宽度b二10m4）弯道部分面积=-X7TX22x10+0.252x2=321・9()加2=-X7TX2(4x10+0.25)=635.9/712=£+A2=975.8/7t2肓线段部分面积A直二A-A^=952.5m26）单沟道直线段长度L:，鶴二952.54xb4x10=23.81m7)进水管和出水管计算污泥冋流比：R二40%进出水管流量：0=(1+/?)x仑=(1+0.4)x=28000加「d=0.324m3/s44进出水管流速控制在1.5〜2.5m/s进出水管肓径：\n翌超亘=04加VnVV3.14x1取d=0.45加校核进出水管流速：”Q0.324x4cc,z/人讪、V=—=——=2.04m/s(合理)A0.452x3.147)需氧量的计算需氧量按最不利情况设计，设计流量按最高日流量设计最不利情况为：T=25°CG=25d查手册单位BOD的耗氧量为eQ=l.35kgOJkgBOD单位时间消耗的BOD量为：ST•Q・(S°-SjxlO-3式中：£系数，本设计取1・1S,=l.lx3333.33x(130-20)xl03=403.33弦BOD/h单位时间硝化的氮量为：Nht=Qi(^[rN.-0.05(SQ-S)-2]xl0-3式中：0城--为最高日流量7V,Z=3333.33x[35-0.05x(130-20)-21xl03=91.85^N//z单位时间反硝化的脱氮量为：NQi=Cj7Wo-O.O5x(So-Sj-77VjxlO-3\n代入数值：Ng=3333.33x[35-0.05x（130-20）-2O]xlO3=31.73^N/h2）需氧量的设计计算氧化沟单位时间的需氧量为AOR=1.35S,+4.57他厂2.86心=1.35x403.33+4.57x91.85—2.86x31.73=873.50檢0?//?在水温为25°C时，实际需氧量转化为标准需氧量的系数）1=1.59则：SOR=k・AOR=1.59x873.50=1388.86檢O?/力降解单位咙的耗氧量罗二黑“4檢昇如"（合格）氧化沟剩余污泥量的计算氧化沟剩余污泥量：WT24QMS。-SJ100024x3333.33x1.31x(130—20)1000=8180kgSS/kgBODARQ78O==1194.56肿/d=49.77zn3/h7.35污泥自身氧化氯0.05〜=3293.71弦/dYQ(So-SJ_1.31x80000x(130-20)x10*\Tbt_1+O.lx25d6氧化沟设备选定1）卡罗塞尔2000氧化沟曝气设备选择总需氧量为：S0R=1388.86kg02/h,6个氧化沟设置18台表面曝气机则单座氧化沟需要量S0R1SOR、=沁=1388,86=77」6kgO.Ihn18选择型号为DY300的倒伞型表面曝气机2）氧化沟的搅拌设备\n搅拌功率5〜8W/m3计算，单座氧化沟所需的最小功率为10605.83x5=53.03kw,供需9台DQT075潜水搅拌器。2.5二沉池二次沉淀池是整个活性污泥法系统中非常重要的一个组成部分。二次沉淀池是设置在曝气池之后的沉淀池，是以沉淀、去除生物处理过程中产生的污泥,获得澄清的处理水为主要目的的。二沉池有别于其它沉淀池，其作用一是泥水分离，二是污泥浓缩，并因水量、水质的时常变化还要暂时贮存活性污泥。活性污泥处理系统的重要组成部分，其作同时泥水分离，使混合液澄清，浓缩和回流活性污泥。其运行处理效果将直接影响活性污泥系统的出水水质和冋流污泥浓度。二沉池的真实运行情况：（1）二次沉淀池中普遍地存在四个区：清水区、絮凝区、成层沉降区、压缩区。一般存在两个界面：泥水界面和压缩界面。（（2）混合液进入二沉池以后，立即被池水稀释，固体浓度大大降低，并形成一个絮凝区。絮凝区上部是清水区，清水区与絮凝区之间有一泥水界面。（3）絮凝区后是一个成层沉降区，在此区内，固体浓度基本不变，沉速也基本不变。絮凝区中絮凝情况的优劣，育•接影响成层沉降区中泥花的形态、大小和沉速。（4）靠近池底处形成污泥压缩区。压缩区与成层沉降区之间有一明显界面，固体浓度发生突变。运行正常的、沉降性能良好的活性污泥，在污泥压缩区的积存是很少的。当污泥沉降性能不大理想吋，才在二沉池的泥斗中积有较多污泥。排出二沉池的底流浓度主要决定于污泥性质和污泥在泥斗中的积存时间。因此，可以认为，二沉池的澄清能力与混合液进入池后的絮凝情况密切相关，也与二沉池的表面面积有关。二沉池的设计计算:%1二沉池的面积nqf二沉池设2座，n二2，表面负荷q"取3m3/（•h）计算得F=555m2\n%1沉淀区直径为计算得D=26.6m%1配水槽设计流量应加上污泥回流量80000+0.5X80000=120000m3/d设配水槽宽0.8m，7K深0.6m，配水槽流速V=1.45m/s导流絮凝区停留时间取600s，Gm=20s\水温为20°C时，运动粘度U=1.06X10'6m2/s则配水孔平均流速vn=72nTGm=72x600x1.06x10^x20=0.71加/s孔径取50mm,每池配水槽内的孔数120000小“人、n=498(个)2x0.71x-x0.052x864004孔距为n498④导流絮凝区：导流絮凝区的平均流速为Q120000,n(D+B)Jix(26.6+0.8)八’巾I===0.173/n~Na(Z)+B)xBx86400~2n(26.6+0.8)x86400-'核算Gm值G,n=(902ru=-0.008-2x600xl.06xl0-6=19.9sTGm值在10-30S1之间，符合要求。2.6紫外线消毒利用紫外线UVB对尾水进行照射，使大肠杆菌达到排放的标准。主要设备：紫外灯模块及控制系统一套运行控制：无异常情况下要求常开工艺控制要求：紫外线剂量16mJ/cm2,紫外灯处理的水流量350L/min•灯\n2.7污泥浓缩池采用辐流式浓缩池，在重力的作用下将污泥中的孔隙水挤出，从而使污泥得到浓缩。主要设备：污泥浓缩机2台，无异常情况下常打开工艺控制参数：有效深度4m,刮泥机外缘线速度为l~2m/s，浓缩时间要大于12h,水力负荷3m3/m2•h,固体负荷35kg/m2•d,当活性污泥浓度为2000^3000mg-/L，当活性污泥浓度为表面负荷为0.5m3/（m2-h），浓缩后含水率97%2.8脱水车间对污泥进行脱水，降低污泥含水率，便于污泥运输和最终处置。水平真空带式过滤机具有水平过滤而、上部加料和卸料方便的特点，适用于城市污泥的脱水，故选用。主要设备：水平真空带式过滤机2台（带宽2m）,污泥螺杆泵2台，清洗泵2台，溶药搅拌机1台，空压机2台，加药搅拌机（PAM配药）2台，加药泵2台。