污水处理厂的工艺流程设计 22页

目录设计任务书2第一章环境条件4第二章设计说明书5第三章污水厂工艺设计及计算7第一节格栅7第二节推流式曝气池9第三节沉淀池11第四节混凝絮凝池14第五节气浮池15第六节污泥浓缩池17第七节脱水机房19第八节其他19第四章水头损失21第五章总结与参考文献22\n设计任务书1设计任务：某化工区2.5万m3/d污水处理厂设计2任务的提出及目的，要求：2.1任务的提出及目的：随着经济飞速发展，人民生活水平的提高，对生态环境的要求日益提高，要求越来越多的污水处理后达标排放。在全国乃至世界范围内，正在兴建及待建的污水厂也日益增多。有学者曾根据日处理污水量将污水处理厂分为大、中、小三种规模：日处理量大于10万m3为大型处理厂，1-10m3万为中型污水处理厂，小于1万m3的为小型污水处理厂。近年来，大型污水处理厂建设数量相对减少，而中小型污水厂则越来越多。如何搞好中、小型污水处理厂，特别是小型污水厂，是近几年许多专家和工程技术人员比较关注的问题根据所确定的工艺和计算结果，绘制污水处理厂总平面布置图，高程图，工艺流程图2.2要求：2.2.1方案选择合理，确保污水经处理后的排放水质达到国家排放标准2.2.2所选厂址必须符合当地的规划要求，参数选取与计算准确2.2.3全图布置分区合理，功能明确；厂前区，污水处理区污泥处理区条块分割清楚。延流程方向依次布置处理构筑物，水流创通。厂前区布置在上风向并用绿化隔离带与生产区隔离，以尽量减少对厂前区的影响，改善厂前区的工作环境2.2.4构筑物的布置应给厂区工艺管线和其他管线设有余地，一般情况下，构筑物外墙距道路边不小于6米2.2.5厂区设置地坪标高尽量考虑土方平衡，减少工程造价，同时满足防洪排涝要求2.2.6水力高程设计一般考虑一次提升，利用重力依次流经各个构筑物，配水管的设计需优化，以尽量减少水头损失，节约运行费用，2.2.7设计中应该避免磷的再次产生，一般不主张采用重力浓缩池，而是采用机械浓缩脱水的方式，随时将排出的污泥进行处理2.2.8所选设备质优、可靠、易于操作。并且设计必须考虑到方便以后厂区的改造2.2.7附有平面图，高程图各一份3设计基础资料：该区为A市重要的工业及化工区，化工业门类比较齐全，主要为石油化工类，并规模较大，具有的化工厂目前为十多家，每天排出生活污水量8000m3左右，工业废水量为18000m3，污水BOD、COD、SS、酸、碱、硫化物、石油、苯等浓度较高，若未经处理处理直接排海，将会对生态环境造成重大影响，根据化工区规划，必须建设一座污水处理厂3.1水量最大时水量：1042m3/h总设计规模为25000m3/d。(远期设计规模为：m3/d)\n3.2水质：进水水质（进入生化池时的水质）正常最高SSmg/l2365流量m3/h486521TKNmg/l1117温度0C2535硝酸盐mg/l35PH6-96-90酚mg/l710CODmg/l571753硫酸盐mg/l27193007BODmg/l283367Cl-mg/l2763CODKg/d66569905TDSmg/l889510356BODKg/d32984827T-Pmg/l78COD/BOD22.06油类mg/l49处理后出水水质主要性能指标/mg/l一般性能指标/mg/l其他/mg/l处理效果BOD<30NH3-N<15T-N<20ηBOD=91.8%COD<100石油类<10T-P<3ηCOD=86.2%SS<150挥发酚<0.5硫化物<1.0总磷酸盐<1.0甲醛<2氰化物<0.5\n第一章环境条件1.1环境条件状况1.1.1降雨全年雨量1149毫米，降雨日数132天,占全年总日数的36%。因冬夏季风交替，降水受其影响，形成了全年3个多雨期和3个少雨期，即春雨期、梅雨期和秋雨期为多雨期；盛夏、秋后期和冬季为少雨期。1.1.2气温全年平均气温15.8摄氏度，1月最冷平均为3.6摄氏度,7月最热为27.8摄氏度1.1.3风向年主导风向东南1.1.4地质该工业区总面积23.4平方公里，其中一半为围海造地新围垦形成的陆域，地势平坦1.2厂区地形1.2.1污水厂选址区域海拔标高在+4.40m1.2.2地面平坦1.2.3厂区征地面积为东西长300m,南北长250m\n第二章设计说明书该化学工业区污水处理厂主要是用于处理石油化工废水和区内生活污水由于各个企业都具有不定量不定时排放废水，并且水质变化很大，污水厂所处理的废水水量波动都较大，根据这一特征，可见对污水必须进行较好的预处理，活性污泥法的处理效果较好，所以污水厂的主要工艺流程设计为：缓冲池均化池中和池推流式曝气池池沉淀池混凝絮凝池气浮池污泥缓存池污泥浓缩池污泥脱水间污泥回流池出水调节池排海1.污水厂的工业废水与生活污水分流进入，由于工业废水不含大的垃圾，进水处不设格栅，格栅只是设在生活污水进水处，对生活污水进行预处理2．由于采用的是活性污泥法，水质水量的不稳定都会对活性污泥造成冲击，影响处理能力，所以对于废水的预处理就至关重要，而缓冲池－均化池－配水中和池就是这个重要环节。在流程之首就为各个工业用户配有专门的独立的一级缓冲池，而二级缓冲池将对几个用户进行混合，在二级缓冲池中配有在线测毒仪（TOXIMETER）,它是模拟生化池的生物发应器，进行对混合废水的毒性在线监测，若检测到二级缓冲池的水质不符合设计的出水水质（将可能造成抑制或毒害活性污泥），池中的水将会切换到事故池中，另有一台测毒仪将对每个用户的水质进行调查，找出造成毒性的根源后，将根源的废水切换至事故池进行缓存。在事故池的超标废水将进行曝气处理，并将按一定的比例与生活污水一起排放到均化池中进水仪表间主要设备：在线测毒仪：3台采样泵：5台，分别为功率1.1KW，流量110~650L/h，压力2Pa功率0.55KW，流量5~35L/h，压力2Pa（2台）功率0.55KW，流量10~50L/h，压力2Pa（2台）事故池主要设备：\n输送泵：：2台（1备一用），能力200m3/h，功率7.5KW，压力0.6Pa3．全部二级缓冲池的出水将汇集在均化池中进行充分的混合，另外还有生活污水直接排放在这。均化池具有4台潜水搅拌器，并还有4台水射器，其目的在于使池中的废水具有一定的溶解氧，避免硫酸盐（SO4-）还原成硫化物，可以避免对生化池的影响和对设备的腐蚀主要设备：潜水泵：2台（1备一用），能力548m3/h，功率22KW，压力0.8Pa潜水搅拌器：4台，功率13KW水力射流器：4台，功率13.5KW4．配水中和池将对均化池的出水进行中和（采用98％的H2SO4，30％的NaOH），使出水的PH值在7-9之间主要设备：搅拌机(1台，11KW)　5．生化池采用阶段曝气式活性污泥法（曝气系统是表曝机）使用了二廊道设计，在池中不同地方设置了三个在线溶氧仪，对池中水的DO值进行监测，并控制六台表曝机的运行时间（保持DO值在2－4mg/l范围内）主要设备：潜水搅拌器：6台，功率13KW表面曝气机：6台，功率35KW　　6．二沉池为中心进水辐流式，刮泥桥的转速为60r/h，沉淀下的污泥先收集在污泥回流井中，剩余的污泥将进入污泥缓存池主要设备：桥驱动：1台，功率0.37KW污泥回流泵：2台（1备1用），能力548m3/h，功率22KW，扬程10m排污泵：2台（1备1用），能力25m3/h，功率1.7KW，扬程12m7．混凝絮凝池分为两个相连的池子，废水先经过混凝池，进行快速搅拌，投加FeCl3作为混凝剂使油滴，胶体和悬浮固体脱稳产生小矾花，再进入絮凝池进行低速搅拌，添加PAM（聚丙烯酰胺）将矾花聚集较大的牢固的矾花主要设备：搅拌机：3台，功率分别为0.37KW，1.5KW，5.5KW8．气浮的主要设备有空气干燥机，空压机，压力溶气罐，竖流式气浮池。溶气罐的运行压力为5×105Pa，空气注入罐后在水中溶解，然后饱和空气的水通过一个释压装置送至气浮池入口，保证产生50-80微米的气泡。产生的污泥有沉淀下的污泥和浮渣，这些污泥将收集到污泥缓存池主要设备：桥驱动：1台，0.37KW循环泵：2台（1备1用），能力170m3/h，功率55KW，扬程6m空压机：2台（1备1用），能力30m3/h，额定压力1Mpa水压力容器：1套，额定压力600Kpa，容量2000L污泥泵：2台（1备1用），能力2～10m3/h，功率3KW，压力2Pa潜水排污泵：1台，23.6m3/h，功率1.2KW，压力0.8Pa9．污泥浓缩的目的是使污泥初步脱水、缩小污泥体积．为后续处理创造条件。浓缩脱水方法有重力沉降浓缩、上浮浓缩以及其他浓缩方法。这里使用重力浓缩—辅流式污泥浓缩池。浓缩后的污泥采用带式压滤机处理污泥，最后产生的干泥运往垃圾焚烧厂处理主要设备：带式压滤机：型号：DY—1000；滤带有效宽：1000mm；滤带速度：0.8m/min；压榨过滤面积：4.6m2；清洗水压力≥0.5MPa；产泥量：50kg/h·m外型：5750×1856×2683mm；功率3KW　10．出水调节池可以稳定水质，保证水质达到排放标准\n第三章污水处理厂工艺设计及计算第一节格栅进水中格栅是污水处理厂第一道预处理设施，可去除大尺寸的漂浮物或悬浮物，以保护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物拟用回转式固液分离机。回转式固液分离机运转效果好，该设备由动力装置，机架，清洗机构及电控箱组成，动力装置采用悬挂式涡轮减速机，结构紧凑，调整维修方便，适用于生活污水预处理1.1设计说明栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为0.6～1.0m/s，槽内流速0.5m/s左右。如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。此外，在选择格栅断面尺寸时，应注意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的80%，以留有余地。格栅栅条间隙拟定为25.00mm1.2设计流量：a.日平均流量Qd=8000m3/d≈333m3/h=0.093m3/s=93L/sb.最大日流量Qmax=Kz·Qd=1.64×333m3/h=546.12m3/h=0.153m3/s1.3设计参数：栅条净间隙为b=25.0mm栅前流速ν1=0.7m/s过栅流速0.6m/s栅前部分长度：0.5m格栅倾角δ=60°单位栅渣量：ω1=0.05m3栅渣/103m3污水1.4设计计算：1.4.1确定栅前水深根据最优水力断面公式计算得：所以栅前槽宽约0.66m。栅前水深h≈0.33m\n1.4.2格栅计算说明：Qmax—最大设计流量，m3/s；α—格栅倾角，度（°）；h—栅前水深，m；ν—污水的过栅流速，m/s栅条间隙数（n）为=栅槽有效宽度（）设计采用ø10圆钢为栅条，即S=0.01m=1.04(m)通过格栅的水头损失h2h0—计算水头损失；g—重力加速度；K—格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3；ξ—阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于圆形断面，所以：栅后槽总高度HH=h+h1+h2=0.33+0.3+0.025=0.655(m)（h1—栅前渠超高，一般取0.3m）栅槽总长度L＝0.3+0.33＝0.63L1—进水渠长，m；L2—栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m；B1—进水渠宽，；α1—进水渐宽部分的展开角，一般取20°\n图一格栅简图1.4.3栅渣量计算对于栅条间距b=25.0mm的中格栅，对于城市污水，每单位体积污水烂截污物为W1=0.05m3/103m3，每日栅渣量为=0.4m3/d拦截污物量大于0.3m3/d，宜采用机械清渣第二节推流式曝气池采用活性污泥法是现今比较成熟的污水处理工艺，并且处理效果好，但是对于污水的水质，DO，PH，温度等要求比较严格。通过比较，该厂采用阶段曝气法，曝气系统采用倒伞式表曝机，该法对于池中不同阶段的需氧量能够灵活控制，活性污泥法要求水中的DO＝2～4mg/L,BOD：N：P=100：5：1，在这范围内处理能力较好2.1设计参数：La=367mg/L，Le=30mg/L进水Q=25000m3/d=1042m3/d=0.29m3/dMLSS：X=2.9g/L，回流比R=0.5池体超高h1=0.7m，有效水深h2=4.5m微生物每代谢1kgBOD5所需的氧量a`=0.75（以kg计）每kg活性污泥每天自身氧化所需的氧量b`=0.16（以kg计）污泥增长系数a=0.6kgVSS/kgBOD5污泥自身氧化率b=0.05kgVSS/kgVSS·d时变化系数f=0.8完全混合系数Kz=0.006722.2采用推流式：\n图二曝气池简图2.3计算：2.3.1BOD去除率：2.3.2污泥负荷：SVI=(合50~150)2.3.3曝气池总体积：（设计取18000）2.3.4单池计算：单池有效体积：V`=V/2=18000/2=9000有效面积：S=V`/h2=9000/4.5=2000m2单廊道：W=18.25,总高:H=h1+h2=0.7+4.5=5.2m水力停留时间:理论HRT=V/Q=18000/1042=17.3h实际HRT=V/(1+R)Q2.3.5总需氧量：\n日去除BOD5=每公斤污泥每天需氧量去除每公斤BOD需氧量2.3.6表曝机的选用：采用固定倒伞式，包括电动机，传动装置，曝气叶轮单池具有6部曝气机，单机充氧量R`=73.43kg/h取直径D=1.5m，校核：D/水深=1.5/4.5=0.33D/池边长=1.5/18.25=0.08（K1，K2为池型修正系数）叶轮直径锥体直径叶片宽叶片高叶片数n=18片\n图三倒伞式曝气叶轮结构简图2.3.7污泥产量：2.3.8泥龄：2.3.9剩余污泥排放量：第三节沉淀池3.1采用中心进水辐流式沉淀池：图四沉淀池简图3.2设计参数：沉淀池个数n=2；水力表面负荷q’=1m3/(m2h)；出水堰负荷1.7L/s·m(146.88m3/m·d)；沉淀时间T=2h；污泥斗下半径r2=1m，上半径r1=2m；剩余污泥含水率P1=99.2%3.2.1设计计算：3.2.1.1池表面积\n3.2.1.2单池面积（取530）3.2.1.3池直径（取530m）3.2.1.4沉淀部分有效水深(h2)混合液在分离区泥水分离，该区存在絮凝和沉淀两个过程，分离区的沉淀过程会受进水的紊流影响，取3.2.1.5沉淀池部分有效容积3.2.1.6沉淀池坡底落差（取池底坡度i=0.05）3.2.1.7沉淀池周边（有效）水深3.2.1.8污泥斗容积池底可储存污泥的体积为：3.2.1.9沉淀池总高度H=0.47+4+1.73=6.2m\n3.3进水系统计算3.3.1单池设计流量521m3/h（0.145m3/s）进水管设计流量：0.145×(1+R)=0.145×1.5=0.218m3/s管径D1=500mm，3.3.2进水竖井进水井径采用1.2m，出水口尺寸0.30×1.2m2，共6个沿井壁均匀分布出水口流速3.3.3紊流筒计算图六进水竖井示意图筒中流速紊流筒过流面积紊流筒直径3.4出水部分设计3.4.1环形集水槽内流量=0.145m3/s3.4.2环形集水槽设计采用单侧集水环形集水槽计算设槽中流速v=0.5m/s设计环形槽内水深为0.4m，集水槽总高度为0.4+0.4（超高）=0.8m，采用90°三角堰3.4.3出水溢流堰的设计（采用出水三角堰90°）3.4.3.1堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）H1=0.04m3.4.3.2每个三角堰的流量q1\n3.4.3.3三角堰个数n13.4.3.4三角堰中心距图七溢流堰简图第四节混凝絮凝池4.1设计参数：4.1.1混凝池：（池数：2个）单池流量Q=1042/2=521m3/h停留时间HRT=1min，水深H=3.9m，超高h=0.42m（取9m3）S=9/3.9=2.31m2设计池为方形，L=W=1.52m4.1.2絮凝池：（池数：2个）单池流量Q=1042/2=521m3/h停留时间HRT=15min，水深H=4.5m，超高h=0.72mS=260.5/4.5=28.9m2设计池长W=5m，L=28.9/5=5.78m\n第五节气浮池5.1设计参数：水力负荷q`=3.73m3/(m2h)，分离区原水悬浮物浓度Sa=600mg/L=0.6kg/m3溶气压力P=Pa，水温（溶解度系数KT=0.0206，105Pa时空气饱和量Ca=7.63mg/L）溶气效率：f=0.9，过流密度：I=2500，污泥含水率P2=96%单池流量Q=1042/2=521m3/h，气固比：Aa/S=0.0185.2每天产生污泥量：干泥量：WA=Q×Sa=521×0.6=312.6kg/m3湿污泥量：W2=（取8m3/h）5.3回流水量：5.4空压机的额定气量：5.5气浮池：（辐流式底部进水，池数：2个）5.5.1面积计算：设计上浮速度vc=10mm/S，下沉速度vs=1.8mm/S接触区面积：（取20）分离区面积：（取110）总面积：A=20+110=130直径：D=13m\n5.5.2体积计算：分离部分有效水深：h2=q`T=3.730.64=2.4m分离部分有效容积：5.5.3周边有效水深：H0=h2+h3=2.4+0.5=2.9m（）5.5.5池底计算取池底坡度i=0.15池底体积：5.5.6污泥斗：上部边长为：l=1.5m，下部边长为：l`=0.8m，倾角斗高：5.5.7总体积：总高H=h1+H0+h4+h5=0.29+2.9+0.9+0.96=5.05m\n5.5.8浮渣斗计算：第六节污泥浓缩池6.1总泥量：W=W1+W2=419.6+192=611.6m3/d=25.48m3/h脱水后污泥的含水率P3=95%6.2沉淀池剩余污泥浓缩后体积：\n6.3气浮池污泥浓缩后体积：6.4总产泥量：6.5浓缩池设计计算：（悬挂式中心传动）设两座辐流式浓缩池，池内设一台带搅动栅的中心传动刮泥机，并带工作桥。，进泥管采用上部进泥，每池进泥管上设手、电动闸阀一个，可控制两池进泥状态6.5.1参数：污泥量Q污泥=611.6m3/d=25.48m3/h，表面水力负荷q`=0.66m3/m2。h，停留时间7h池底倾角；底部泥斗：上直径d1=3m，下直径d2=2m，6.5.2池体计算：单池面积：，直径D=5m有效水深：h2=4m，有效体积：\n池底落差：池底体积：泥斗高：泥斗体积：单池总有效体积：总高：H=h1+h2+h3+h4=6.03m（h1为超高，取0.3m）双池总体积：178.94m3校核：<,合乎要求第七节脱水机房　　脱水机房由污泥混合池、脱水机房及泥饼堆放间合建而成。污泥混合池平面尺寸为2m×1.5m，有效水深2m。为了避免剩余污泥在混合贮池内沉淀，设有搅拌机一台　　脱水间平面尺寸为18.74m×12m，安装有制药液装置一套，最大制备能力10kg/hr聚合物粉末，采用PLC作为混凝剂，药液浓度0.5%，投药泵2台(1用1备)，选用计量泵，Q=0.5～1.5m3/hr，H=20m。另外设螺杆泵两台（一用一备），从混合池抽吸污泥到脱水机。设带式压滤机2台(一用一备，与螺杆泵和投药泵对应)，处理能力为30m3/hr，脱水后污泥通过无轴螺旋输送机，输送至污泥堆放间，运到污水厂附近的垃圾焚烧场进行处理。污泥堆放间与脱水机房合建带式压滤机：脱水后污泥含水率P4=80%，成泥饼状脱水后泥饼体积：　泥饼运输采用TD—75型皮带运输机第八节其他8.1一级缓冲池：各池体积IU1=1500m3；IU2=100m3；IU3=300m3；IU4=2000m3IU5=700m3；IU6=100m3；IU7=50m3；IU8=220m38.2二级缓冲池：\n各池体积IU123=2500m3；IU59=1300m3；IU45678=4000m3（IU—池子代号，详细见附平面图）8.3事故池：3个，单池体积为4800m38.4生活污水泵房：半地下式结构，房底标高为-2.30m，集水池液面标高为0.90m，进水管直径DN500，通过DN300管道输送到污水处理流程8.5出水调节池：通过DN1200的管道与出水连接井相连，出水连接井的出水管DN2000（标高-0.60m），与排海泵站相连，当涨潮时，电动蝶阀将关闭，退潮时阀们打开排放污水8.6加药间：备有硫酸储液罐一个，20m3氢氧化钠储液罐一个，20m3氯化铁储液罐一个，20m3\n第四章水头损失构筑物液位（m）自身水头损失（m）沿程水头损失（m）总水头损失（m）一级缓冲池二级缓冲池均化池中和池生化池沉淀池混凝池絮凝池气浮池出水调节池出水连接井