污水处理工艺选择项目设计方案 42页

'污水处理工艺选择项目设计方案III第一章引言第一章引言1.1课题的背景随着我国城市化进程的加快，人口集中规模的提高，城市居民生活质量的改善，在城市和区域范围内，单位面积和人均可获得的水资源量与对水的需求量之间的差距呈不断扩大的态势，且局域范围污水排放量的增加，加速了水环境的污染，同时水资源开发与保护的成本在快速上升，城市水环境安全在受着日益严重的威胁。正是由于我国的水资源短缺，然而经济的发展使得水资源的需求量又很高，工业用水和居民生活用水都给我们国家的水资源造成巨大的威胁。因此水资源的合理利用显得尤其的重要，我们国家水力资源部也对水资源的合理有效持续利用提出了更高的要求。随着人口不断增长和经济飞速发展，用水量及排水量正在逐年增加，污水处理回用投资少，工期短，见效快，比较现实易行，具有重要意义。1、污水的处理利用，有利于缓解水资源的供需矛盾42 第一章引言人类的生存和发展离不开水资源，而全球性的水资源危机时常发生，严重威胁着人们正常的生活。为了应对此问题，许多国家和地区已开始对城市污水处理回收利用做出了总体规划，通过对污水的处理，产生出一种新的水资源，以缓解紧张的水资源状况。然而，污水的处理究竟又能产生出多少水量呢？据粗略估算，目前城市的供水量有80%变成了污水，而这80%的污水量通过处理后仍有70%可以安全回用，这也就说明了城市供水量的七成，可以变成再生水以重新使用，这就大大减轻了用水资源的紧张状况。2、污水的回收利用，体现了水资源的“优质优用，低质低用”原则在日程生活用水中，并非都需要优质水。例如，人体直接饮用的水仅占不到5%，而对水质要求不高的生活用水达到了20%以上，甚至高达30%。在美国的佛罗里达州曾规定：市政、娱乐、景观和环境等用水必须采用水质较低的水源。这条规定就体现了出了合理利用水资源的原则。同时也再次证明了对于污水的回用，是可以扩大水资源的利用范围和有效利用程度的。1.2设计依据青岛是山东重要城市,由于人口较多且用水量各有不同，因此导致进水水量波动较大。且污水排入墨水河的排污区后，经短距离河道输送汇入胶州湾，排放地点位于墨水河口处，对于墨水河甚至整个青岛的水质影响都非常大。因此现青岛市城阳区拟建一座污水处理站，将全部处理出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的二级标准。1.3工程概况1.3.1设计水量污水的平均处理量为Q=50000m3/d=2083.3m3/h，污水的最大处理量为Q=60000m3/d=2500m3/h。日变化系数取KZ为1.2。1.3.2设计水质设计水质如表1.1所示：项目BOD(mg/L)COD(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)pH360800400355076-942 第一章引言进水水质出水水质20100302--16-9表1.1设计水质情况出水按《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的二级标准。1.3.3其他资料1、青岛市与日本东京处于相同纬度，气候相似，属于北温带季风区域，具有海洋性气候特征——空气湿润，温度适中，四季分明，日温差小，气温升降平缓。2、青岛年平均气温12.7℃。最高气温高于30℃的天数，年平均为11.4天；最低气温低于-5℃的天数，年平均为22天。3、青岛市年平均无霜期251天，比相邻地区长一个月。降水量年平均为662.1毫米，年平均降雪日数只有10天。4、青岛市年平均气压为1008.6毫帕。年平均风速为5.2米/秒，以东南风为主导风向。年平均相对湿度为73%，7月份最高，为89%；12月份最低，为68%。5、春季持续时间较长，气温回升缓慢；夏季较内陆推迟1个月到来，湿润多雨，但无酷暑，7月平均温度23度；秋季天高气爽，降水少，持续时间长；冬季较内陆推迟15-20天到来，气温低，但并无严寒，一月平均日最低气温-3℃。青岛属正规半日潮港，潮差为1.9～3.5米，大潮差发生于朔或望（上弦或下弦）日后2～3天。1.4城市污水的概述1.4.1城市污水的来源人们生活中产生的冷却排水、淋浴排水、盥洗排水、厨房排水、厕所排水等。42 第一章引言1.4.2城市污水的特点1、卫生上安全可靠，无有害物质，其主要衡量指标有大肠菌群数、细菌总数、悬浮物量、生化需氧量、化学耗氧量等；2、外观上无不快的感觉，其主要衡量指标有浊度、色度、臭气、表面活性剂和油脂等；3、不引起设备、管道等严重腐蚀、结构和不造成维护管理的困难，其主要衡量指标有PH值、硬度、溶解性固体等。42第一章引言42第二章工艺设计方案的确定第二章工艺设计方案的确定2.1污水处理工艺选择原则污水处理厂的工艺选择应根据原水水质、出水要求、污水厂的规模、污泥处理方法及当地温度、工程地质、征地费用、电价等因素做慎重考虑，污水处理的每项工艺都有其优点、特点，适用条件和不足之处，不可能用一种工艺代替另一种工艺，同样的工艺在不同的进水和出水条件下，去不同的设计参数，设备的选型并不是一成不变的。根据不同废水的特点，依据下列原则进行处理工艺方案的比较：1、执行国家关于环境保护的政策，符合国家地方的有关法规、规范和标准；2、采用先进可靠的处理工艺，确保经过处理后的污水能达到排放标准；3、采用成熟、高效、优质的设备，并设计较好的自控水平，以方便运行管理；4、全面规划、合理布局、整体协调，使污水处理工程与周围环境协调一致；5、妥善处理污水净化过程中产生的污泥固体物，以免造成二次污染；6、综合考虑环境、经济和社会效益，在保证出水达标的前提下，尽量减少工程投资和运行费用。2.2工艺设计方案对比本项目污水处理的特点为：①污水以有机污染为主，BOD/COD=0.45,42 第二章工艺设计方案的确定可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；②污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值为典型城市污水值。针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。。根据国内外已运行的中、小型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用“A2/O活性污泥法”。好氧技术既可用于高浓度有机废水，也可用于中、低浓度有机废水。而传统活性污泥法、接触氧化法、氧化沟等则一般用于处理中、低浓度有机废水，对于这些废水，使用这些技术一般均能达到废水排放标准。一般情况下，城市污水厂的工艺流程包括预处理段、一级处理段、二级生物处理段和污泥处理段，如果对出水要求较高，还应有三级处理段，即深度处理段。根据设计的排水水质标准，且BOD5/COD>0.3，该城市污水可进行生化处理。二级处理是污水处理的中心环节，污水中大部分污染物在二级处理中得到降解和去除，从而使出厂污水达到排放标准。二级处理包括各种物理化学法和各种生物处理法。但各种物理化学法，使用大量昂贵的化学药剂和复杂的工艺过程以及较高的控制技术，不适于易生物处理的污水。现流行的生物二级处理法主要包括：氧化塘、曝气生物滤池、土地处理法、传统活性污泥法以及在传统活性污泥法工艺基础上发展起来的其它方法，如AB法、A/O法、SBR法、氧化沟法、厌氧生物处理工艺等。2.2.1稳定塘工艺稳定塘为一系列露天池塘，根据原水温度，水质及当地气温确定其容积。稳定塘工艺可分为好氧塘、兼性塘，厌氧塘、曝气塘和生物塘(包括养鱼塘和人工植物糖等)。一般厌氧塘、兼氧塘和好氧塘串联使用。从建造和运行角度而言是最经济的一种处理工艺，稳定塘的处理效果一般是令人满意的，只是有些气味。污水灌溉也称污水的土地处理法，这种污水处理也要求有大面积土地，同时很难解决具有适宜土壤条件的土地，特别是冬季处理技术尚有待进一步研究，目前在未取得适当规模生产性试验资料的情况下，不宜采用。42 第二章工艺设计方案的确定2.2.2传统活性污泥法该法是在人工充氧条件下，对污水和各种微生物群体进行连续混合培养，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。然后使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统2.2.3AB法(Adsorption—Biooxidation)   该法由德国Bohuke教授开发。该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧，A级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷在2.5kgBOD/(kgMLSS·d)以上，池容积负荷在6kgBOD/(m3·d)以上；B级负荷低，污泥龄较长。A级与B级间设中间沉淀池。二级池子F/M(污染物量与微生物量之比)不同，形成不同的微生物群体。AB法尽管有节能的优点，但不适合低浓度水质，A级和B级亦可分期建设。2.2.4A2/O法（Anaerobic－Anoxic－oxic）由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，故国内10年前开发此厌氧—缺氧—好氧组成的工艺。利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。A2/O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO<0.3mg/L)，释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮，缺氧段要控制DO<0.7mg/L，由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中BOD作为氢供给体(有机碳源)，将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的。为有效脱氮除磷，对一般的城市污水，COD/TKN为3.5～7.0(完全脱氮COD/TKN>12.5)，BOD/TKN为1.5～3.5，COD/TP为30～60，BOD/TP为16～40(一般应＞20)。若降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化，以去除磷、BOD5和COD为主，则可用A2/O工艺2.2.5氧化沟工艺42 第二章工艺设计方案的确定本工艺50年代初期发展形成，因其构造简单，易于管理，很快得到推广，且不断创新，有发展前景和竞争力，当前可谓热门工艺。氧化沟具有脱氮的效果且在应用中发展为多种形式，比较有代表性的有：帕式(Passveer)简称单沟式，表面曝气采用转刷曝气，水深一般在2.5～3.5m，转刷动力效率1.6～1.8kgO2/(kW·h)。奥式(Orbal)简称同心圆式，应用上多为椭圆形的三环道组成，三个环道用不同的DO(如外环为0，中环为1，内环为2)，有利于脱氮除磷。采用转碟曝气，水深一般在4.0～4.5m，动力效率与转刷接近，现已在山东潍坊、北京黄村和合肥的污水处理厂应用。若能将氧化沟进水设计成多种方式，能有效地抵抗暴雨流量的冲击，对一些合流制排水系统的城市污水处理尤为适用。卡式(Carrousel)简称循环折流式，采用倒伞形叶轮曝气，从工艺运行来看，水深一般在3.0m左右，但污泥易于沉积，其原因是供氧与流速有矛盾。   三沟式氧化沟(T型氧化沟)，此种型式由简单，处理效果不错，但其采用转刷曝气，水深浅，占地面积大，复杂的三池组成，中间作曝气池，左右两池兼作沉淀池和曝气池。T型氧化沟构造控制仪表增加了运行管理的难度。不设厌氧池，不具备除磷功能。交替式氧化沟是SBR工艺与传统氧化沟工艺组合的结果，目前应用的主要有3种氧化沟，分别为VR型、DE型、T型。交替式氧化沟具有良好的脱氮效果，若在起前面设一厌氧池，则起也具有良好的除磷效果。氧化沟一般不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。建设费用及电耗视采用的沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高20%)和动力效率［达2.5～3.0kgO2/(kW·h)］。2.2.6厌氧生物处理工艺42 第二章工艺设计方案的确定厌氧生物处理是利用厌氧生物的代谢过程，在无需提供氧气的情况下把有机物转化为无机物(沼气和水)和少量的细胞物质，从而达到了废水处理和回收能源目的。厌氧生物处理工艺运用于食品工业废水，主要原因是废水中含易生物降解的高浓度有机物，且无毒性。此外，厌氧处理动力消耗低，产生的沼气可作为能源，生成的剩余污泥量少，厌氧处理系统全部密闭，利于改善环境卫生，可以季节性或间歇性运转，污泥可长期贮存。因此，厌氧生物处理是一项具有经济效益的处理技术。但是，厌氧处理去除有机物的绝对数量和浓度虽然高，但其出水有机物浓度仍然较高，必须经过后续处理才能达到较高的排放标准，它一般作为好氧工艺的前处理，或者作为排放到城市下水道之前的预处理。2.2.7SBR法SBR法早在20世纪初已开发，由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，间歇排水水头损失大，池容的利用率不理想，因此，一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂。SBR法是间歇式活性污泥法的简称，它是近年来在国内外被引起广泛重视和研究的日趋增多的一种污水生物处理新技术。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。SBR法适用于水量、水质排放不均匀的工业废水处理，可节省投资，实现高浓度进水、高容积负荷和高去除率,在处理高浓度有机废水方面独具特色,而且对氮、磷、硫的脱除效果好,特别适合浓度高、排放量小的各种工业有机废水,如化工、造纸、印染等,同时也适合应用于对出水水质要求较高、水量水质波动较大的的污水处理。如青州市日处理5万吨城市污水处理厂就采用SBR工艺。42 第二章工艺设计方案的确定SBR的改进工艺ABJICEAS工艺：与传统的SBR工艺相比，改进的ICEAS最大的特点是：1、由于增加了预反应区，使主反应池省去了闲置期，对高峰流量的耐冲击力也得到了保证；2、单一的池体设计，独立完成处理过程，维护、扩建方便；3、与SBR相比，池子尺寸减小了20％，占地节省；4、与传统处理技术相比，减少了沉淀池以及相关泵送系统，大大降低了成本和能耗；5、无进出水控制阀，节约成本，滗水速率为常数，出水稳定；2.3污水处理工艺流程的确定2.3.1、工艺流程介绍本项目污水处理的特点为：①污水以有机污染为主，BOD/COD=0.45,可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；②污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值为典型城市污水值。针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。根据国内外已运行的中、小型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用“A2/O活性污泥法”。进水格栅提升泵房沉砂池砂水分离砂厌氧池缺氧池好氧池二沉池接触池排放消毒剂泵房消化池浓缩池脱水间泥饼42 第二章工艺设计方案的确定图1污水处理工艺流程图2.3.2可行性分析青岛是山东重要工业城市,污水中BOD、COD、SS、酸、碱、有机磷、酚、氯化物、硫化物、苯等浓度较高。设计的城阳水质净化厂处理对象为城市污水，进水水量波动较大。处理后的污水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)二级标准。达标污水排入墨水河的排污区后，经短距离河道输送汇入胶州湾，排放地点位于墨水河口处。此工艺污水处理设施，出水水质能达到10/10/1/1(SS/BOD5/NH3-N/P)，并可完成生物脱氮除磷。因此，工程采用A2/O法处理工艺，使用的工艺需要使得COD/TN=10>8TP/BOD5=0.03<0.06符合工艺的设计要求。与传统的活性污泥法工艺相比，A2/O法最大的特点是：A2/O法是流程最简单，应用最广泛的脱氮除磷工艺。污水首先进入厌氧池，兼性厌氧菌将污水中的易降解有机物转化成VFAs。回流污泥带入的聚磷菌将体内的聚磷分解，此为释磷，所释放的能量一部分可供好氧的聚磷菌在厌氧环境下维持生存，另一部分供聚磷菌主动吸收VFAs，并在体内储存PHB。进入缺氧区，反硝化细菌就利用混合液回流带入的硝酸盐及进水中的有机物进行反硝化脱氮，接着进入好氧区，聚磷菌除了吸收利用污水中残留的易降解BOD外，主要分解体内储存的PHB产生能量供自身生长繁殖，并主动吸收环境中的溶解磷，此为吸磷，以聚磷的形式在体内储存。污水经厌氧，缺氧区，有机物分别被聚磷菌和反硝化细菌利用后浓度已很低，有利于自养的硝化菌的生长繁殖。　　本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺。而且在厌氧-缺氧-好养交替运行条件下，不易发生污泥膨胀。42 第二章工艺设计方案的确定运行中切勿投药，厌氧池和缺氧池只有轻缓搅拌，运行费用低。终上所述，面对青岛城阳的现实情况和污水处理特点，采用A2/O法工艺，42第三章构筑物的设计计算可以达到国家标准而且投资可达到最省。42第三章构筑物的设计计算42第三章构筑物的设计计算第三章构筑物的设计计算3.1格栅的设计计算3.1.1设计说明格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截，以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害。栅条的断面主要根据过栅流速确定，一般过栅流速为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。日平均流量Q=50000m3/d，变化系数KZ=1.2，其瞬时最大流量QMAX=0.694m3/s，按2个格栅设计。3.1.2设计计算取栅条间距b=0.02m，栅条宽度S=0.01m1、栅条间隙数(n)Qmax—最大设计流量，m3/s；α—格栅倾角，取60°；h—栅前水深，取0.8m；ν—污水的过栅流速，取1.0m/s。=，取22个，42 第三章构筑物的设计计算2、栅槽有效宽度()3、进水渠道渐部分长度(L1)设进水渠宽B1=0.4m，其渐宽部分展开角α1=20°4、栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L25、通过格栅的水头损失h1，栅条断面为锐边矩形6、栅后总高度(H)：设栅前渠道超高h2=0.3m7、栅槽总长度(L)：8、每日栅渣量(W)设栅渣量为每1000m3污水产生0.07m3拦截污物量大于0.2m3/d，宜采用机械清栅3.2平流式沉砂池3.2.1设计参数42 第三章构筑物的设计计算选用平流式沉砂池，平流式沉砂池是污水处理系统常用的一种形式，使泥砂和有机物分开，以达到除砂的目的。该池型具有池子构造简单，投资省，运行费用低和除砂效果稳好等优点，但也存在流速不易控制，沉砂中有机性颗粒含量较高，排砂常需要洗砂处理等缺点。本池设计最大流量QMAX=0.694m3/s。分两个系列进行，则QMAX=0.347m3/s.3.2.2设计计算1、沉砂部分的长度L：L=vt=式中：L—沉砂池沉砂部分的长度，m，v—最大设计流量时的速度，m/s，最大为0.3m/s，最小为0.15m/s，取0.2m/s。t—最大设计流量时的停留时间，s，取50s2、水流断面面积：A—水流断面面积，/s3、池总宽度：式中：有效水深B—池总宽度，m4、沉砂斗容积：T＝2d，X＝30m3/106m35、每个沉砂斗的容积：6、沉砂斗各部分尺寸：设贮砂斗底宽b1＝0.5m；斗壁与水平面的倾角60°，贮砂斗高h’3＝1.0m42 第三章构筑物的设计计算7、贮砂斗容积：8、沉砂室高度：设采用重力排砂，池底坡度i＝6％，坡向砂斗，则9、池总高度：10、核算最小流速(符合要求)3.3 A2/O法3.3.1设计说明A2/O工艺是流程最简单，应用最广泛的脱氮除磷工艺。污水首先进入厌氧池，兼性厌氧菌将污水中的易降解有机物转化成VFAs。回流污泥带入的聚磷菌将体内的聚磷分解，此为释磷，所释放的能量一部分可供好氧的聚磷菌在厌氧环境下维持生存，另一部分供聚磷菌主动吸收VFAs，并在体内储存PHB。进入缺氧区，反硝化细菌就利用混合液回流带入的硝酸盐及进水中的有机物进行反硝化脱氮，接着进入好氧区，聚磷菌除了吸收利用污水中残留的易降解BOD外，主要分解体内储存的PHB产生能量供自身生长繁殖，并主动吸收环境中的溶解磷，此为吸磷，以聚磷的形式在体内储存。污水经厌氧，缺氧区，有机物分别被聚磷菌和反硝化细菌利用后浓度已很低，有利于自养的硝化菌的生长繁殖。最后，混合液进入沉淀池，进行泥水分离，上清液作为处理水排放，沉淀污泥的一部分回流厌氧池，另一部分作为剩余污泥排放。设计最大流量Q=50000m3/d42 第三章构筑物的设计计算设计进水水质：COD：800mg/L；BOD：360mg/L；SS：400mg/L；NH3-N：35mg/L；TN：50mg/L；TP：7mg/L；pH=6~9设计出水水质：CODcr：≤100 mg/L；BOD5：≤20 mg/L；SS：≤30mg/LNH3-N：2mg/L；TP：1mg/L；pH=6~93.3.2设计计算1、混合液悬浮固体浓度X：BOD5污泥负荷N=0.13kgBOD5/(kgMLSS·d)XR—回流污泥浓度，取6600mg/LR—污泥回流比，100%2、反应池容积V：—进水BOD5，mg/L3、反应池总水力停留时间：4、各段水力停留时间和容积：厌氧：缺氧：好氧＝1：2：4厌氧池水力停留时间，池容；缺氧池水力停留时间，池容；好氧池水力停留时间:，池容42 第三章构筑物的设计计算剩余污泥量△X,(kg/d)取污泥增殖系数Y=0.6，污泥自身氧化率，将各值代入回流污泥浓度5、厌氧段总磷负荷6、反应池主要尺寸：反应池总容积有效水深有效面积采用7廊道式推流式反应池，廊道宽单组反应池长度校核：(满足)(满足)取超高为1.0m，则反应池总高7、反应池进、出水系统计算：42 第三章构筑物的设计计算①进水管：单组反应池进水管设计流量管道流速管道过水断面面积管径取出水管管径DN700mm校核管道流速②回流污泥渠道：单组反应池回流污泥渠道设计流量QR：渠道流速取回流污泥管管径DN700mm③进水井：反应池进水孔尺寸：进水孔过流量孔口流速孔口过水断面积④出水堰及出水竖井：按矩形堰流量公式：式中——堰宽，H——堰上水头高，m42 第三章构筑物的设计计算出水孔过流量孔口流速孔口过水断面积孔口尺寸取进水竖井平面尺寸⑤出水管：单组反应池出水管设计流量管道流速管道过水断面积管径取出水管管径DN800mm校核管道流速8、曝气系统设计计算：①设计需氧量AOR：AOR＝（去除BOD5需氧量—剩余污泥中BOD氧当量）+（NH3-N硝化需氧量—剩余污泥中NH3-N的氧当量）—反硝化脱氮产氧量碳化需氧量D1：硝化需要量D2：42 第三章构筑物的设计计算反硝化脱氮产生的氧量：总需要量：最大需要量与平均需氧量之比为1.4，则：去除1kgBOD5的需氧量②标准需氧量采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度3.8m，氧转移效率EA＝20％，计算温度T=25℃相应最大时标准需氧量：好氧反应池平均时供气量最大时供气量③所需空气压力p：式中42 第三章构筑物的设计计算④曝气器数量计算(以单组反应池计算)：按供氧能力计算所需曝气器数量。供风管道计算：供风干管道采用环状布置流量流速管径取干管管径微DN500mm单侧供气(向单侧廊道供气)支管：流速管径取支管管径为DN300mm双侧供气流速管径42 第三章构筑物的设计计算取支管管径DN=450mm⑤厌氧池设备选择(以单组反应池计算)：厌氧池设导流墙。内设潜水搅拌机1台，池容计算：厌氧池有效容积9、①污泥回流设备：污泥回流比污泥回流量设回流污泥泵房1座，内设3台潜污泵(2用1备)单泵流量②水泵扬程根据竖向流程确定混合液回流设备：混合液回流泵混合液回流比混合液回流量设混合液回流泵房2座，每座泵房内设3台潜污泵(2用1备)单泵流量③混合液回流管：混合液回流管设计泵房进水管设计流速采用管道过水断面积管径取泵房进水管管径DN900mm42 第三章构筑物的设计计算校核管道流速④泵房压力出水总管设计流量设计流速采用3.4二沉池3.4.1设计参数为了使沉淀池内的水流更稳定、进出水配水更加均匀、存排泥更加方便，常常采用圆形辐流式的二次沉淀池。二沉池中心进水，周边出水形式，幅流式沉淀池，共2座。二沉池面积按表面负荷法计算，水力停留时间t=2.5h，表面负荷为1.5m3/（m2•h-1）。3.4.2设计计算1、池体设计计算：①二沉池表面面积：二沉池直径，取29.8m②池体有效水深③混合液浓度，回流污泥浓度为为保证污泥回流浓度，二沉池的存泥时间不宜小于2h，42 第三章构筑物的设计计算二沉池污泥区所需存泥容积Vw采用机械刮吸泥机连续排泥，设泥斗的高度H2为0.5m。④二沉池缓冲区高度H3=0.5m，超高为H4=0.3m，沉淀池坡度落差H5=0.63m二沉池边总高度⑤校核径深比：二沉池直径与水深比为，符合要求2、进水系统计算：①进水管计算：单池设计污水流量进水管设计流量选取管径DN1000mm，流速坡降为1000i=1.83②进水竖井：进水竖井采用D2=1.5m，流速为0.1～0.2m/s出水口尺寸0.45×1.5m²,共6个，沿井壁均匀分布。出水口流速③稳流筒计算：取筒中流速稳流筒过流面积42 第三章构筑物的设计计算稳流筒直径3、出水部分设计：①单池设计流量②环形集水槽内流量③环形集水槽设计：采用周边集水槽，单侧集水，每池只有一个总出水口，安全系数k取1.2集水槽宽度取集水槽起点水深为集水槽终点水深为槽深取0.7m，采用双侧集水环形集水槽计算，取槽宽b=0.8m，槽中流速槽内终点水深槽内起点水深校核：当水流增加一倍时，q=0.2896m³/s，v´=0.8m/s设计取环形槽内水深为0.6m，集水槽总高为0.6+0.3（超高）=0.9m，采用90°三角堰。42 第三章构筑物的设计计算4、出水溢流堰的设计：采用出水三角堰（90°），堰上水头（三角口底部至上游水面的高度）H1=0.05m(H2O).每个三角堰的流量三角堰个数三角堰中心距（单侧出水）5、排泥部分设计：单池污泥量总污泥量为回流污泥量加剩余污泥量：回流污泥量剩余污泥量集泥槽沿整个池径为两边集泥3.5接触消毒池水消毒处理的目的是解决水中的生物污染问题，污水经过二级处理后，水质改善，细菌含量大幅度减少，但细菌的绝对值仍很可观，并存在病原菌的可能，为防止对人类健康产生危害和对生态造成污染，在污水排入水体前进行消毒处理。本次设计采用化学法制备二氧化氯消毒。42 第三章构筑物的设计计算3.5.1设计参数最大设计流量Qmax=50000m3/d=2083m3/h,接触时间t=30min。3.5.2二氧化氯消毒剂设计计算1、投药量G：按有效氯计算，每立方米水中投加7g氯2、设备选型：采用化学法制备二氧化氯，即采用氯酸钠和盐酸反应生成二氧化氯和氯气的混合气体。选用一台HSD-20k型二氧化氯发生器，每台产气量20000g/h3、原料耗氧量：根据设备要求，HSD-20k型二氧化氯发生器的药液配制浓度：NaClO3为99%，HCl为31%理论计算，产生1g二氧化氯需要消耗0.8gNaClO3和1.6gHCl，但实际运行中NaClO3和HCl不可能完全转化，经验数据为NaClO3在70%以上，HCl为80%左右，氯酸钠消耗量盐酸消耗量。3.5.3接触池设计计算1、接触池容积V：2、采用矩形隔板式接触池2座。3、取接触池水深h=7m，单格宽b=4.5m，共3个，总宽度为13.5m，则池长L=14m。(4)复核池容：3.6污泥浓缩池污泥浓缩的目的在于去除污泥颗粒间的空隙水，以减少污泥体积，为污泥后续处理提供便利条件。3.6.1设计参数42 第三章构筑物的设计计算3.6.2设计计算1、浓缩池尺寸：浓缩后污泥体积：采用周边驱动单臂旋转式刮泥机。42第五章主要设备选型42第四章污水处理厂总体布置42 第四章污水处理厂总体布置第四章污水处理厂总体布置4.1平面布置在总平面设计中，依据工艺流程，将厂区分成厂前区（生产管理区）、水处理区及污泥处理区，三个分区相对集中，又有有机联系，因此，在建筑设计上宜采用不同的处理手法。全厂的建筑物、构筑物种类繁多，体量相差很大，在建筑处理上也应统一协调。污水处理厂厂址的选择与城市总体规划、污水管网的布局、污水的走向、地形地貌及处理后污水的出路等均有密切关系。污水处理厂区内有各处理单元构筑物、连通各处理构筑物之间的管、渠及其它管线、辅助性构筑物、道路以及绿化等。对于污水处理厂厂区平面规划布置时，应考虑以下原则。4.1.1平面布置的一般原则1、按功能区分，配置得当；2、功能明确，布置紧凑；3、顺流排列，流程简捷；4、充分利用地形，降低工程费用；5、必要时应预留适当余地，考虑扩建和施工可能；6、构筑物布置应注意风向和朝向。4.1.2管渠的平面布置在处理构筑物之间，设有贯通、连接的管渠。此外，还应设有能够使各处理构筑物独立运行的管、渠，当某一处理构筑物因故停止工作时，使其后接处理构筑物，仍能够保持正常的运行。应设超越全部处理构筑物，直接排入水体的超越管。在厂区内还设有给水管、空气管、消化气管、蒸汽管以及输配电路线。这些管线有的敷设在地下，但绝大部分都在地上，对它们的安排，既要便于施工和维护管理，但也要紧凑，少占用低，也可以考虑采用架空的方式敷设。在污水厂厂区内，应有完善的排雨水管道系统，必要时应考虑设防洪水沟渠。42 第四章污水处理厂总体布置污水处理厂应合理修筑道路，方便运输。应广为植树绿化美化厂区。改善卫生条件。在工艺设计计算时，应考虑各构筑物、管、渠以及辅助构筑物之间的平面位置关系，在进行平面布置时，也可根据情况调整构筑物的数目，修改工艺设计。4.2高程布置污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是确定各处理构筑物和泵房的标高、确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及标高、通过计算确定各处理部位的水面标高，目的是使污水沿处理流程在处理构筑物之间流畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。4.2.1污水处理高程布置原则1、保证处理水在常年绝大多数时间里能自流排放水体，同时考虑污水厂扩建时的预留储备水头，以保证在任何情况下污水系统能够正常运行。2、污水处理后污水应能自流排入下水道或水体，包括洪水季节(一般按25年一遇防洪标准考虑)。3、应考虑某一构筑物发生故障，其余构筑物须担负全部流量的情况，还应考虑管路的迂回，阻力增大的可能。因此，必须留有充分的余地。4、处理构筑物避免跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。5、在仔细计算预留余量的前提下，全部水头损失及原污水提升泵站的全扬程都应力求缩小。6、布置高程时既要考虑某些处理构筑物(如沉淀池、调节池、沉砂池等)的排空，但构筑物的挖土深度又不易过大，以免土建投资扩大和增加施工的困难。应考虑土方平衡，并考虑有利排水。7、绘制污水与污泥的纵断面图或工艺流程图时，横向比例尺与总平面图的比例尺相同，纵向比例尺一般为1：50~1：100。4.2.2污水处理厂的高程计算构筑物名称水头损失（m）构筑物名称水头损失（m）格栅0.25好氧池0.40平流式沉砂池0.50辐流沉淀池0.55厌氧池0.3042 第四章污水处理厂总体布置缺氧池0.30表1构筑物水头损失表可以根据查表计算得出下表：名称管长流量（l/s）管径V（m/s）沿程损失局部损失合计出水口到接触池3005788000.80.30.080.38接触池到二沉池502896000.80.02250.220.24二沉池到A/A/O池82899000.80.0040.080.084A/A/O池到沉砂池112898000.60.00360.0040.0076沉砂池到提升泵52898000.50.0040.050.054提升泵到格栅22898000.60.00120.010.0112合计0.7768污水高程计算：高程河面水位18排水总管水位跌水0.518.5接触池出水水位沿程损失0.318.842 第四章污水处理厂总体布置接触池中心水位沿程损失0.12局部损失0.35总计0.4719.27二沉池出水水位沿程损失0.219.47二沉池中心水位沿程损失0.09局部损失0.55总计0.6420.11A/A/O池出水水位沿程损失0.08420.19A/A/O池中心水位沿程损失0.04局部损失0.5总计0.5420.63沉砂池出水水位沿程损失0.003620.6336沉砂池中心水位沿程损失0.036局部损失0.004水头损失0.50总计0.507621.14提升泵前端高度沿程损失0.054提升水位-3.00合计-2.94618.20格栅前水位沿程损失0.22过栅水头损失0.25总计0.4718.6742第六章工程概预算42第五章主要设备选型第五章主要设备选型42 第五章主要设备选型5.1XGS型旋转式格栅除污机1、性能特点：该机有栅齿、栅齿轴、链板等组成栅网，以替代传统格栅的栅条。栅网在机架内回转运动，从而将污水中的悬浮物拦截并不断分离出水面，栅渣由转刷刷落至渣斗中。该机的优点是能够连续分离水中悬浮物，因而工作效率高、运行平稳、格栅前后水位差小，并且不易堵塞。2、主要技术参数：有效宽度W设备宽度W1有效宽度W2栅齿间隙(mm)栅网速度(m/s)卸渣高度H2格栅高度α电机功率(KW)XGS80080013808003-20≥1用户自定60-75°1.13、生产厂家：江都市龙华环境净化设备工程有限公司5.2KZJ型壳背式铸铁矩形闸门1、技术性能：①渗水量≤1.25L/min；②承压能：正压≤0.1MPa，反压≤0.03MPa2、生产厂家：江都市龙华环境净化设备工程有限公司5.3：HSD-20k型二氧化氯发生器1、工作原理：NaClO３+2HCL→ClO2+1/2CL2+NaCL+H2O2、设备组成：HSD型二氧化氯发生器主要由供药计量系统、反应系统、加热系统、混合吸收系统、自动化控制系统及安全防护系统组成。3、性能特点：①工艺简单，能产生含有二氧化氯和部分氯气的复合消毒剂。②自动化程度高，先进独特的自动化控制系统，使设备可根据水量或处理后③出水的余氯值的变化自动定比调节发生量，也可根据流量和余氯值组成复合环控制。从而保持水中恒定的有效氯浓度。42 第五章主要设备选型④负压运行，安全可靠，消除爆炸隐患。⑤反应系统采用特种复合材料，耐温耐强腐蚀，寿命长。在对ClO2纯度要求不高的场合，与亚氯酸钠法相比，消毒成本低。原料易得，便于运输。3、技术参数：型号有效率产量（g/h）装机容量（kw）稀释水耗量（L/h）HSD-20k200007.5200004、生产厂家:青岛市城阳区流亭街道办事处赵元路西侧5.4LSF-400型砂水分离器1、性能参数：处理量：电机功率：回收率：进水口管径：DN100出水口管径：DN150型号处理量电机功率回收率处理后含水率螺旋直径安装角度LSF-40027-35L/s0.75Kw≥96%＜6538527—35生产厂家：江苏迈特环保设备科技有限公司5.5250WFB-BD3泵性能特点：1、采用“泵用连环式多面离心密封装置”，革除了传统水泵的填料密封、盘根密封、机械密封、彻底制服了“跑、冒、滴、漏”，是替代各种长轴液下泵、潜水泵等最理想的设备。2、运行过程中密封装置不摩擦，无麿损，使用寿命较同类产品长10倍以上。42 第五章主要设备选型3、移植真空泵原理，自吸性能稳定可靠，特别是采用“电动空气控制阀”，真正实现了“一次引流，终生自吸”。4、振动小，噪音低，移动灵活，拆卸简便、易于安装，不需地脚固定。5、具有优越的自控功能，可与高科技领域和高度自动化系统配套使用。型号流量转速扬程材质代号电机功率允许吸深（m）出液口径（mm）250WFB-BD3700m3/h1450r/min20mG.BXG90Kw≤5200250WFB-BD3330m3/h1450r/min25mG.BXG55Kw≤5150250WFB-BD3160m3/h1450r/min34mG.BXG37Kw≤5150生产厂家：江苏亚梅泵业制造有限公司5.6ML煤气罗茨风机1、产品特点：ML系列煤气罗茨风机，产品成熟、稳定、性能可靠，特别适用于环境恶劣的工况下适用。输送气体量大、安全可靠、输气稳定、压力高等特点。2、性能参数口径转速进风量所需动力500mm730r/min198.85m3/min45Kw3、生产厂家：四川川鼓罗茨鼓风机有限公司5.7QJB4/12-615/3-480/S潜水搅拌机型号叶轮直径叶轮转速水推力功率QJB4/12-615/3-480/S500mm480r/min1100N4kw5.8高效微孔橡胶曝气器42 第五章主要设备选型1、性能特点：弹性扩散膜片上开有大量的自闭孔眼，随着充氧的停止运转，孔眼能自动张开和闭合。因此，不会产生孔眼堵塞、沾污等弊病。当关闭曝气器的空气进气，污水混和液不会倒灌，可减少大量运行费用和维修费用。2、技术参数：曝气器膜片平均孔径：50-100um空气流量：1.5-3m3/个·h服务面积：0.35-0.5m2/个氧总转移系数：0.204-0.337min-1氧利用率：18.4-27.7%充氧能力：0.112-0.185kgO2/m3·h充氧动力效率：4.46-5.19kgO2/kw·h曝气器阻力：180-280mmH2O3、生产厂家：无锡市通用机械厂5.9Lsj1500S7L带式压滤机1、性能特点①系统配套工艺独特、稳定、可靠，采用动、静态絮凝反应相结合，使药剂充分利用，客户运行使用费大幅低于同类产品。②油漆为本公司专门定制的特种防腐漆，采用当今先进的热喷涂处理技术，达到强度高，耐酸碱腐蚀可达十年的效果。③胶辊使用无缝钢管配双端板或通轴加工成坯件，胶辊承载能力比同类产品大幅提高。④42 第五章主要设备选型胶辊采用耐酸碱、耐磨损的优质合成胶加工成全密封胶辊。胶辊处理工艺经过硫化后，再二次强化处理，其耐磨损、强度及弹性等技术指标均优于同类产品，保用期六年以上。⑤轴承座使用本厂特有的全密封铸钢件，坚固、耐用，可保用六年。轴承选用高强度双排调心园柱滚子轴承，其承受力比圆珠轴承大2.7倍.⑥筛辊、螺栓均选用优质不锈钢。2、技术参数：滤带宽度：1500mm滤带速度：0.5—7m/min泥饼含水率：85%絮凝剂投加量：1.8-2.4%干泥生产量：200-230kg/h耗水量：5m3/h系统总功率：3kw外形尺寸：5300*2350*2500质量：6.5t生产厂家：广州绿世界环保设备有限公司5.10HDLSY300型螺旋输送机性能特点：①高效率的输送：小直径、高转速、变螺距的螺旋体设计，确保产品在工作过程中顺畅、快速、均匀上料。②随意的布置：输送机的外壳采用优质无缝钢管通过法兰名段连接为整体，故整体刚性好，无论是水平，还是大倾角均可连续输送，并可直接与其配套的设备连接固定，无需地基基础，充分利用空间，移动、拆装十分方便。③良好的润滑：本公司专有PTM材料少油润滑滑动瓦加多层迷宫式油封设计以及由油泵，分配器，管路形成的集中润滑系统，使整机各运动付得到充分润滑，从而延长了整机的使用寿命。双重保护，自然更胜一筹。42 第五章主要设备选型④可靠的密封：润滑密封可靠无渗漏，既无浪费物料，又创造了良好的工作环境，经改良的窥视孔装置无渗水和物料泄漏之忧。历经风雨侵袭却连续工作，且少有故障发生。⑤多元化的联接：进、出料口可采用万向节、布袋、法兰联接方式，还可与我厂生产的蝶阀、插板阀组合联接。⑥创新的设计：引进技术生产的专用齿轮减速机，先进合理的设计，结合先进制造工艺和完善的质量保证体系，使其具有体积小，承载转矩大、噪音低、不渗油等显著优点。2、设计参数型号外管直径最大输送长度输送能力电机型号功率HDWLSY300325mm20m130t/hY160L-415kw/h42第六章工程概预算42第六章工程概预算第六章工程概预算42 第六章工程概预算本工程估算根据本工程推荐方案的工程量及建设部《全国市政工程投资估算指标》、《建设部市政工程可行性研究投资估算编制办法》结合山东省市政工程定额及工程实际情况编制。6.1单项构筑物费用序号构筑物名称建筑费用安装费用设备费用合计(万元)备注1格栅间800002000020000030钢混|(2座)2进水泵房120000200003000034钢混(2座)3沉砂池1000005000045000060钢混(2座)4砂水分离室1000002000030000042砖混(1座)5A2/O池8000000300000090000002000钢混(3座)6二沉池20000002400000900000530钢混(2座)7接触池1360000　　136钢混(1座)8鼓风机房2000002000001800000220钢混(1座)9配电室7500007500001300000280砖混(1座)10污泥浓缩池900000　　90钢混(1座)11污泥脱水机房1550009800011400036.7砖混(1座)12污泥堆棚700000　　70砖混(1座)13加氯间150000300000750000120砖混(1座)14综合办公室及控制室100　　120220砖混(1座)15维修间2000000　　200砖混(1座)构筑物费用(万元)4068.7表6-1费用概算6.2运行费用总成本是建设项目投产运行后一年的生产运营花费的全部成本和费用，包括外购原材料，燃料和动力，工资及福利费，维修费，折旧费，管理费及其它费用等。42 第六章工程概预算(1)年折旧额：万元(2)大修理基金：万元(3)电费：(4)药剂费：(5)工资福利费：(6)维护费：(7)管理费及其他：=(216+70+580+90+200+95)×10%=125.1万元(8)总处理成本：=1251+125.1=1376.1万元42第六章工程概预算42第六章工程概预算42 结论结论青岛是山东重要工业城市,污水中BOD、COD、SS、酸、碱、有机磷、酚、氯化物、硫化物、苯等浓度较高。进水水量波动较大。处理后的污水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)二级标准。达标污水排入墨水河的排污区后，经短距离河道输送汇入胶州湾，排放地点位于墨水河口处。此工艺污水处理设施，出水水质能达到10/10/1/1(SS/BOD5/NH3-N/P)，并可完成生物脱氮除磷。本设计出水水质为BOD≤20mg/L，SS≤30mg/L，达到国家污水排放标准的二级标准。处理后的污泥已基本实现了无害化，减量化，不会对环境造成二次污染。42参考文献42 参考文献参考文献1．室外排水设计规范（GBJ14-87）2．《给水排水设计手册》第1、5、8、9、10、11册3．高廷耀等编.水污染控制工程.北京：高等教育出版社19994．高俊发主编.污水处理厂工艺设计手册.北京：化学工业出版社20035．张自杰主编.排水工程（下册）.第四版：中国建筑工业出版社，20006．崔玉川主编.城市污水厂处理设施设计计算.北京：化学工业出版社20037．刘红主编.水处理工程设计.北京：中国环境科学出版社.20038．城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（GJ31-89）9.地表水环境质量标准（GHZB1-1999）10.城市污水处理常用生物反应化学计量参数和动力学参数11.《建筑给水排水设计手册》、《给水排水设计手册》12.城市污水处理技术及工程实例/李海等编北京-化学工业出版社c环境科学与工程出版中心200213.城市污水处理技术及工程实例/陶俊杰,于军亭,陈振选等编北京-化学工业出版社200514.活性污泥工艺简明原理及设计计算/周雹编著，中国建筑工业出版社200515.污水生物处理新技术/高艳玲，马达主编，中国建筑工业出版社200642致谢42 致谢致谢本次设计是在张子间老师精心指导和大力支持下完成的。在此次毕业设计过程中，张老师多年的设计经验、严谨的治学态度、渊博的知识，使我受益匪浅，工程设计能力有了很大的提高，这为即将迈出校门参加工作的我打下了坚实的基础。张老师在整个设计指导过程中，从问题答疑到审查图纸等具体环节上体现出的高度的敬业精神和无私的奉献精神也深深地影响了我。同时也要感谢环境工程的所有老师，正是有了老师们孜孜不倦的教诲，我才能顺利完成所有专业课程的学习，完成我的大学学业。最后感谢我所有的同学多年来的帮助和支持！42'