污水处理厂工艺设计说明书 32页

-.理工学院课程设计污水处理工艺设计学生：崇豪学号：专业：给水排水工程班级：2011级2班指导教师：司马卫平理工学院建筑工程学院二○一四年一月-可修编.\n-.目录一、总论41、设计题目42、设计资料4二、污水处理工艺流程说明41、案确定的原则42、可行性案的确定43、污水处理工艺流程的确定44、污水处理工艺流程说明52.4.1进出污水水质5三、处理构筑物设计61、格栅63.1.1栅条间隙数n：63.1.2有效栅宽：73.1.3过栅水头损失：73.1.4栅后槽的总高度：73.1.5格栅的总长度：83.1.6每日栅渣量：82、污水提升泵房93.2.1设计计算9-可修编.\n-.3.2.2集水池........................................103.2.3泵站高度确定..................................103、沉砂池113.3.1平流式沉沙池的设计参数113.3.2平流式沉砂池设计124、氧化沟143.4.1氧化沟类型选择143.4.2设计参数153.4.3设计流量153.4.4去除163.4.5脱氮163.4.6除磷173.4.7氧化沟总容积及停留时间173.4.8需氧量183.4.9氧化沟尺寸183.4.10进水管和出水管193.4.11出水堰及出水竖井205、浓缩池213.5.1设计参数213.5.2中心管面积213.5.3沉淀部分的有效面积223.5.4浓缩池有效水深22-可修编.\n-.3.5.6校核集水槽出水堰的负荷223.5.7浓缩部分所需的容积223.5.8圆截锥部分的容积223.5.9浓缩池总高度236、消毒池............................................233.6.1主要设计参数.................................233.6.2每日加氯量...................................243.6.3工艺尺寸.....................................253.6.4加氯机.......................................25四、参考文献26-可修编.\n-.一、总论1、设计题目某城镇污水处理厂工艺设计2、设计资料规划资料——该城镇将建设各种完备的市政设施，其中排水系统采用完全分流制体系。规划人口：近期30000人，2020年发展为60000人，生活污水量标准为日平均200L/人。工业污水量近期为5000m3/d，远期达10000m3/d，工业污水的时变化系数为1.3，污水性质与生活污水类似。生活污水和工业污水混合后的水质预计为：BOD5=200mg/L，SS=250mg/L，CODcr=400mg/L，NH4＋-N=30mg/L，总P=4mg/L；要求达到的出水水质达到污水综合排放二级标准。二、污水处理工艺流程说明1、案确定的原则(1)采用先进、稳妥的处理工艺，经济合理，安全,可靠。(2)合理布局，投资低，占地少。(3)降低能耗和处理成本。(4)综合利用，无二次污染。(5)综合国情，提高自动化管理水平。-可修编.\n-.2、可行性案的确定城市污水的生物处理技术是以污水中含有的污染物作为营养源，利用微生物的代作用使污染物降解，它是城市污水处理的主要手段，是水资源可持续发展的重要保证。城市二级污水处理厂常用的法有：传统活性污泥法、AB法、氧化沟法、SBR法等等。3、污水处理工艺流程的确定氧化沟利用连续环式反应池（CintinuousLoopReator,简称CLR）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。氧化沟工艺一般可不设初沉池，在不增加构筑物及设备的情况下，氧化沟不仅可完成碳源的氧化，还可实现硝化和脱硝，成为A/O工艺；氧化沟前增加厌氧池可成为A2/O（A-A-O）工艺，实现除磷。由于氧化沟活性污泥已经好氧稳定，可直接浓缩脱水，不必厌氧消化。氧化沟污水处理技术已被公认为一种较成功的革新的活性污泥法工艺，与传统活性污泥系统相比，它在技术、经济等面具有一系列独特的优点。①工艺流程简单、构筑物少，运行管理便。一般情况下，氧化沟工艺可比传统活性污泥法少建初沉池和污泥厌氧消化系统，基建投资少。另外，由于不采用鼓风曝气的空气扩散器，不建厌氧消化系统，运行管理要便。②处理效果稳定，出水水质好。实际运行效果表明，氧化沟在去除BOD5-可修编.\n-.和SS面均可取得比传统活性污泥法更高质量的出水，运行也更稳定可靠。同时，在不增加曝气池容积时，能便地实现硝化和一定的反硝化处理，且只要适当扩大曝气池容积，能更便地实现完全脱氮的深度处理。③基建投资省，运行费用低。实际运行证明，由于氧化沟工艺省去初沉池和污泥厌氧消化系统，且比较容易实现硝化和反硝化，当处理要求脱氮时，氧化沟工艺在基建投资面比传统活性污泥法节省很多（当只需去除BOD5时，可能节省不多）。同样，当仅要求去除BOD5时，对于大规模污水厂采用氧化沟工艺运行费用比传统活性污泥法略低或相当，而要求去除BOD5且去除NH3-N时，氧化沟工艺运行费用就比传统活性污泥法节省较多。④污泥量少，污泥性质稳定。由于氧化沟所采用的污泥龄一般长达20～30d，污泥在沟得到了好氧稳定，污泥生成量就少，因此使污泥后处理大大简化，节省处理厂运行费用，且便于管理。⑤具有一定承受水量、水质冲击负荷的能力。水流在氧化沟中流速为0.3～0.4m/s，氧化沟的总长为L，则水流完成一个循环所需时间t=L/S,当L=90～600m时，t=5～20min。由于废水在氧化沟中设计水力停留时间T为10～24h，因此可计算出废水在整个停留时间要完成的循环次数为30～280次不等。可见原污水一进入氧化沟，就会被几十倍甚至上百倍的循环量所稀释，因此具有一定承受冲击负荷的能力。⑥占地面积少。由于氧化沟工艺所采用的污泥负荷较小、水力停留时间较长，使氧化沟容积会大于传统活性污泥法曝气池容积，占地面积可能会大些，但因为省去了初沉池和污泥厌氧消化池，占地面积总的来说会少于传统活性污泥法。-可修编.\n-.4、污水处理工艺流程说明2.4.1进出污水水质⑴进水水质生活污水和工业污水混合后的水质预计为：BOD5=150mg-220/L，SS=200-320mg/L，COD=230-340mg/L，NH4＋-N=30mg/L，总P=6.8-9.4mg/L。⑵出水水质出水水质达到污水综合排放二级标准。BOD5=30mg/L，SS=30mg/L，COD=120mg/L，NH4＋-N=25mg/L，总P=1mg/L。⑶进水流量规划人口：近期4.8万人，2020年发展为9.0万人，生活污水量标准为日平均510L/人。综合用水量定额为：2010年，420升/人/天；2020年，510升/人/天。污水处理厂：设计日最大流量Qmax=510*90000/24/3600=531.25l/s三、处理构筑物设计1、格栅格栅用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的负荷，防止阻塞排泥管道。-可修编.\n-.格栅的设计计算主要包括格栅形式选择、尺寸计算、水力计算、栅渣量计算等。3.1.1栅条间隙数n：式中：——最大设计流量，；——栅条间隙，，取=0.03；——栅前水深，，取=0.4；——过栅流速，，取=1.0；——经验修正系数，取=60；则3.1.2有效栅宽：式中：——栅条宽度，，取0.01。则：3.1.3过栅水头损失：式中：——过栅水头损失，；——计算水头损失，；ξ——阻力系数，栅条形状选用正形断面所以，其中；-可修编.\n-.——重力加速度，，取=9.81；——系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，一般采用=3；则：3.1.4栅后槽的总高度：式中：——栅前渠道超高，，取=0.3。则：=0.4+0.154+0.3=0.8543.1.5格栅的总长度：式中：——进水渠道渐宽部位的长度，，，其中，为进水渠道宽度，,为进水渠道渐宽部位的展开角度，取=20；——格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度，，取；——格栅前槽高，.则：=0.485m3.1.6每日栅渣量：-可修编.\n-.式中：——每日栅渣量，；——单位体积污水栅渣量，，取=0.07；——污水流量总变化系数.则：由所得数据，所以采用机械除污设备。2、污水提升泵房提升泵房以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过，从而达到污水的净化。3.2.1设计计算设计水量为Q=*K=20160*1.47=29635m3/d，选用3台卧式排污泵（二用一备），则流量为。2.扬程的估算[1]泵扬程的估算H=H静+2.0+（0.5～1.0）式中：H静——水泵集水池的最低水位H1与水泵出水管提升后的水位H2之差；2.0——水泵吸水喇叭口到沉砂池的水头损失；0.5～1.0——自由水头的估算值，取为1.0；H1=进水管底标高+D×h/D-过栅水头损失-1.5=433.0+1.4×0.85-0.-0.14-1.5=432.465mH2=接触池水面标高+沉砂池至接触池间水头损失-可修编.\n-.接触池水面标高与厂区地面大致相平，取为434.0m；沉砂池至接触池间水头损失为3.5～4.5m，取4.5m；则：H2=434.0+4.5=438.5mH静=H2-H1=438.5-432.465=6.035m则水泵扬程为：H=H静+2.0+1.0=6.+2.0+1.0=9.035m，取10m。型号排出口径(mm)流量(m3/h)扬程(m)转速(r/min)功率(kw)250PW600-12-3725060012148037泵的选型如下：表3-23.2.2集水池1.集水池形式[1]污水泵站的集水池宜采用敞开式，本工程设计的集水池与泵房和共建，属封闭式。2.集水池的通气设备[1]集水池设通气管，并配备风机将臭气排出泵房。3.集水池清洁及排空措施[1]集水池设有污泥斗，池底作成不小于的坡度，坡向污泥井。从平台到池底应设下的扶梯，台上应有吊泥用的梁钩滑车。-可修编.\n-.4.集水池容积计算[1]泵站集水池容积一般按不小于最大一台泵5分钟的出水量计算，有效水深取—.本次设计集水池容积按最大一台泵6分钟的出水量计算，有效水深取2米。V=qt=600*6/60=60m3则集水池的最小面积F为3.2.3泵房高度的确定1.地下部分[1]集水池最高水位为格栅出水水位标高即：集水池最低水位为：集水池最低水位至池底的高差按水泵安装要求取：则泵房地下埋深2.地上部分[1,12]式中：—一般采用不小于，取为；—行车梁高度，查手册为；—行车梁底至起吊钩中心距离，查手册为；—起重绳的垂直长度；取—最大一台水泵或电动机的高度；为。—吊起物低部与泵房进口处室地坪的距离，，本设计取6.0米。-可修编.\n-.则泵房高度3、沉砂池沉砂池的形式有平流式、竖流式和曝气沉砂池。其作用是从污水中去除沙子，渣量等比重较大的颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。工作原理是以重力分离为基础，即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。设计中采用的平流式沉砂池是最常用的一种形式，它的截留效果好，工作稳定，构造简单。3.3.1平流式沉沙池的设计参数（1）污水在池的最大流速为0.3m/s，最小流速应不小于0.15m/s;（2）最大时流量时，污水在池的停留时间不应小于30s，一般取30s—60s;（3）有效水深不应大于1.2m，一般采用0.25—1.0m，每格宽度不宜小于0.6m;（4）池底坡度一般为0.01—0.02，当设置除砂设备时，可根据除砂设备的要求，确定池底的形状。3.3.2平流式沉砂池设计⑴沉砂部分的长度：式中：——沉砂池沉砂部分长度，;——最大设计流量时的速度，，取。-可修编.\n-.——最大设计流量时的停留时间，s，取=30s。则：⑵水流断面面积式中：——水流断面面积，；——最大设计流量(近期)，。则：⑶沉砂池有效水深：采用两个分格，每格宽度，总宽度式中：——池总宽度，；——设计有效水深，。则：（<1.2m,合理）⑷贮砂斗所需容积：式中：——沉砂斗容积，；——城镇污水的沉砂量，污水，取污水；——排砂时间的间隔，，取；——污水流量总变化系数。则：⑸贮沙斗各部分尺寸计算：-可修编.\n-.设贮沙斗底宽，斗壁与水平面的倾角为60°；则贮沙斗的上口宽b2为：贮砂斗的容积：式中：——贮砂斗容积，；——贮砂斗高度，，取=0.35；——分别为贮砂斗下口和上口的面积，。则：⑹贮砂室的高度：假设采用重力排砂，池底设6%的坡度坡向砂斗，则：式中：——两沉砂斗之间的平台长度，，取=0.2。则：⑺池总高度：式中：——池总高度，；——超高，取=0.3；则：⑻核算最小流速：-可修编.\n-.式中：——设计最小流量，；——最小流量时工作的沉砂池数目；——最小流量时沉砂池中的过水断面面积，；则：(>0.15m/s,合格)4、氧化沟氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，一般采用圆形或椭圆形廊道，池体狭长，池深较浅，在沟槽中设有机械曝气和推进装置，近年来也有采用局部区域鼓风曝气外加水下推进器的运行式。池体的布置和曝气、搅拌装置都有利于廊道的混合液单向流动。通过曝气或搅拌作用在廊道中形成0.25—0.30m/s的流速，使活性污泥呈悬浮状态，在这样的廊道流速下，混合液在5—15min完成一次循环，而廊道量的混合液可以稀释进水20—30倍，廊道中水流虽呈推流式，但过程动力学接近完全混合反应池。当污水离开曝气区后，溶解氧浓度降低，有可能发生反硝化反应。大多数情况下，氧化沟系统需要二沉池，但有些场合可以在廊道进行沉淀以完成泥水分离过程。3.4.1氧化沟类型选择-可修编.\n-.该设计为小型污水厂，选择交替型三沟式氧化沟，其出水水质高，脱氮除磷效果明显，构筑物简单。三沟式氧化沟（T型）是由三个相同的氧化沟组建在一起作为一个单元运行，三个氧化沟之间相互双双连通，两侧的氧化沟可起曝气和沉淀的双重作用，中间的氧化沟一直作为曝气池，原污水交替进入两侧的氧化沟，处理水则相应的从作为沉淀池的两侧氧化沟流出。其运行式可以根据不同的进水水质及出水水质要求而改变，所以系统运行灵活，操作便。三沟式氧化沟是一个A-O（兼氧-好氧）活性污泥系统，可以完成有机物的降解和硝化反硝化过程，能取得良好的去除效果和脱氮效果，依靠三池工作状态的转换，可以免除污泥回流和混合液回流，运行费用大大的降低，处理流程简单，省去二沉池，管理便，基建费用低，占地面积小。3.4.2设计参数⑴进水水质浓度S0=220mg/L;SS=320mg/L；COD=340mg/L；NH4＋-N=40mg/L；总P=9.4mg/L⑵出水水质浓度Se=20mg/L；浓度；混合液挥发性悬浮固体浓度；污泥龄；混合液悬浮固体浓度源代系数3.4.3设计流量3.4.4去除⑴氧化沟出水溶解性浓度，为了保证氧化沟出水的-可修编.\n-.浓度，必须控制氧化沟出水所含溶解性的的浓度。其中为沉淀池出水中的所构成的浓度⑵好氧区容积：式中：Y—污泥的产率系数，取0.6；—污泥龄，25d;—混合液挥发性悬浮固体浓度，2500mg/L;—源代系数，0.06—流量，。则：=10334.2⑶好氧区水力停留时间：⑷剩余污泥量去除每1kg产生的干污泥量-可修编.\n-.3.4.5脱氮⑴需氧化的氨氮量。氧化沟产生的剩余污泥中含氮率为12.8％,则用于生物合成的总氮量为：⑵脱氮量。设出水的量为16mg/L，符合题意所给的综合污水排放二级标准。需要脱氮量=进水-出水-生物合成所需⑶碱度平衡保持，PH值合适，硝化、反硝化能够正常的进行。⑷脱氮所需的池容脱硝率。20℃时，脱效率为4℃脱氮所需容积⑸脱氮水力停留时间-可修编.\n-.3.4.6除磷根据∶—∶的去除率为200∶50∶1，的去除量为10.005mg/L，所以磷在此过程中的去除量为0.20mg/L。氧化沟产生的剩余污泥中含磷率为3%，则用于生物合成的磷的量为需另外加入化学药剂去除的磷的量为：在氧化沟中投加硫酸铁盐，可使磷的去处率达95%以上。则投加铁盐的量为：3.4.7氧化沟总容积及停留时间满足水力停留时间16～24h。校核污泥负荷污泥符合满足。-可修编.\n-.3.4.8需氧量⑴设计需氧量去除需氧量剩余污泥中的需氧量+去除耗氧量剩余污泥中的耗氧量脱氮产氧量ⅰ.去除需氧量=7759.74kg/dⅱ.剩余污泥中的需氧量（用于生物合成的那部分的需氧量）ⅲ.去除耗氧量。每1kg硝化需要消耗ⅳ.剩余污泥中的耗氧量ⅴ.脱氮产氧量，每还原产生总需氧量安全系数1.3,则去除每需氧量⑵标准状态下需氧量-可修编.\n-.设所在地为标准大气压，，进水最高温度为30℃。溶解氧浓度C=2mg/L。20℃水温时水饱和溶解氧C(20)=9.17mg/L去除每的标准需氧量3.4.9氧化沟尺寸设氧化沟两座，单座容积三组沟道采用相同的容积，则每组沟道容积为取氧化沟有效水深，超高为0.5m，中间分隔墙厚度为0.25m。氧化沟面积单沟道宽弯道部分的面积：直线部分的面积直线部分的长度取42米。-可修编.\n-.3.4.10进水管和出水管进水管流量管道流速管道过水断面管径取校核管道流速3.4.11出水堰及出水竖井氧化沟出水设置出水竖井，竖井安装电动可调堰。初步估算＜0.67，因此按薄壁堰来计算。⑴出水堰式中-堰宽；-堰上水头高，取0.03m。出水堰分为两组，每组宽度⑵出水竖井。考虑可调堰安装要求，堰两边各留0.3m的操作距离。出水竖井长出水竖井宽-可修编.\n-.则出水竖井平面尺寸5、浓缩池3.5.1设计参数污泥含水率99.5﹪，经浓缩池后污泥含水率97﹪，日产剩余污泥为3.5.2中心管面积最大设计流量：设计流速为，采用2个竖流式重力浓缩池，每个设计流量为:中心管面积中心管直径中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度：设-可修编.\n-.3.5.3沉淀部分的有效面积活性污泥负荷取每小时污泥固体量为：需表面积浓缩池直径取直径表面负荷：则在浓缩池中的流速是：3.5.4浓缩池有效水深设计沉淀的时间：；则取符合题意。3.5.5反射板直径：3.5.6校核集水槽出水堰的负荷＜（符合条件）3.5.7浓缩部分所需的容积T=8h,s=0.8L/(Lh)-可修编.\n-.每个池子所需的体积为：3.5.8圆截锥部分的容积设计圆锥下体直径为0.3m,则：3.5.9浓缩池总高度设计超高及缓冲层各为0.3m则：贮泥池设计5天运泥一次，则贮泥池所需的体积为：设计每次排泥泥面下降5m，则贮泥池的直径为：取为8米，池高7.5米。6、接触池（消毒池）和加药系统3.6.1主要设计参数-可修编.\n-.（1）设计流量：按平均流量设计：0.233m3/s；（2）接触时间：一般为30min；（3）廊道水流速度：0.2-0.4m/s；（4）设计投氯量一般为3.0-5.0mg/l。）（5）消毒剂投加浓度：没有试验资料时，按5-10mg（Cl）/L考虑。（6）加氯机的数量不少于2台，互为备用，或单独备用。3.6.2每日加氯量q=×Q×86400/1000=3×0.233×86400/1000=60.4kg/d式中，q—每日加氯量，kg/d；—液氯投量，mg/L；本设计取3mg/LQ—污水设计流量，m3/s3.6.3工艺尺寸(1)接触池容积VV=Qt=20160××=420m3式中，V—接触池容积，m3Q—污水设计流量，m3/dt—消毒接触时间，d一般采用30min；(2)接触池表面积AA==420/2=210m2式中，A—接触池表面积，m2；—接触池有效水深，m，本设计取2m(3)接触池廊道宽b-可修编.\n-.b==m取0.5m式中，b—接触池廊道宽，mQ—污水设计流量，m3/sv—廊道设计流速，m/s。一般不小于0.3m/s。(4)接触池池宽BB=（n+1）b=（10+1）×0.5=5.5m取6m式中，B—接触池池宽，m；n—隔板数，本设计取10。(5)接触池池长LL==L/D=35/2.5=14m>5m符合要求(6)池高H==0.3+2=2.3m式中，—超高，m，一般采用0.3m；—有效水深，m。3.6.4加氯机加氯机的选型：由加氯量W=60.4/d=2.51kg/h，选择负压加氯机REGAL-15，每台工作1.25kg/h，选用两台。接触消毒池计算草图如下：-可修编.\n-.-可修编.\n-.四、参考文献[1]教材《水污染控制工程》；[2]《水污染防治手册》；[3]《环境工程设计手册》；[4]《给水排水制图标准》；[5]《建筑给水排水设计规》（GBJ15-88）；[6]《排水工程》（下），，1996年6月（第3、4、7、8、9章）[7]《排水工程》（上），，1996年6月[8]《给水排水设计手册》，1986年12月（第5、11册）[9]《室外排水设计规》GBJ14－87-可修编.\n-.[10]《污水处理厂设计与运行》，化学工业，2001.8[11]《水污染治理新工艺与设计》，海洋，1999.3[12]《水处理新技术及工程设计》，化学工业，2001.5[13]《给水排水工程快速设计手册》（2，排水工程），，1996.2[14]《三废处理工程技术手册》（废水卷），化学工业，2000.4-可修编.