50000吨sbr污水处理工艺设计 21页

'水污染控制工程课程设计50000m3/dSBR工艺城市污水处理厂设计院系：生物与化学工程系班级：11级环境工程姓名：王甫学号：1187520110382014年5月20 污水厂设计任务说明设计题目：某城市污水处理工程规模为：处理水量Q=5.0104m3/d,污水处理厂设计进水水质为BOD5=120mg/L，CODcr=240mg/L，SS=220mg/L，NH3-N=25mg/L，TP=2.0-3.0mg/L；出水水质执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准，即CODcr≤60mg/L，BOD5≤20mg/L，NH3-N≤15mg/L，SS≤20mg/L，磷酸盐（以P计）≤0.5mg/L。要求相应的污水处理程度为：ECODcr≥75%，EBOD5≥83.3%，ESS≥90.9%，ENH3-N≥40%，EP≥75%-83.3%。1、设计处理水量：日处理量：50000秒处理量：0.579根据《室外排水设计规范》，查表并用内插法得：所以设计最大流量:2、确定其原水水质参数如下：BOD5=120mg/LCODcr=240mg/LSS=220mg/LNH3-N=25mg/LTP=2.0-3.0mg/L3、设计出水水质符合城市污水排放一级A标准：BOD5≤20mg/LCODcr≤60mg/LSS≤20mg/LNH3-N≤15mg/L磷酸盐（以P计）≤0.5mg/L4、污水处理程度的确定20 根据设计任务书，该厂处理规模定为：50000进、出水水质:项目COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)进水240120220252.0-3.0出水602020150.5去除率75%83.3%90.9%40%75%-83.3%5.SBR工艺流程图泥饼外运污泥浓缩脱水排入河流栅渣压榨外运进水闸井粗格栅井提升泵房计量井细格栅渠旋流沉沙池配水井SBR池沙水分离器鼓风机房贮泥池剩余污泥除磷池滤液加药沙水分离液上清液沙外运事故排放进水20 污水系统的设计计算一、中格栅井及提升泵房中格栅井：进水闸井：2.0×4.0×7.0（H）m3中格栅井：7.0×4.0×7.0（H）m3,分2组1．中格栅设计参数设计流量Q=5.0×104m3/d=0.579m3/s过栅流速v2=0.9m/s格栅间隙e=40mm栅条宽度s=0.01m格栅倾角α=75°2.中格栅计算草图如下3．中格栅的设计计算（1）栅条间隙数：式中：—中格栅间隙数20 —最大设计流量，e—栅条间隙，取40mm，即0.04m；—栅前水深，取0.4m—过栅流速，取0.9m/s；—格栅倾角，取；—设计使用的格栅数量，本设计中格栅取使用2道，设计取28根（2）栅槽宽度式中：—栅槽宽度，；—格条宽度，取。取（3）中格栅的栅前进水渠道渐宽部分长度L1根据最优水力断面公式设进水渠宽，渐宽部分展开角（4）中格栅与提升泵房连接处渐窄部分长度L2（5）中格栅的过栅水头损失式中：—中格栅水头损失，m；—系数，当栅条断面为锐边矩形断面，为2.42；—系数，一般取k=3。20 （6）栅后槽总高度设栅前渠道超高=0.3m，有，为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降作为补偿。（7）栅槽总长度式中：—栅槽总长度，m；—中格栅的栅前进水渠道渐宽部分长度，m；—中格栅与提升泵房连接处渐窄部分长度，m。（7）每日栅渣量式中：—每日栅渣量，—栅渣量，污水，当栅条间隙为16~25mm，污水；当栅条间隙为30~50mm，污水。取>，故采用机械清渣。4.格栅除污机的选择：根据计算，可选用CH型正靶回转式格栅除污机，主要技术参数：表HG-1500型回转式格栅除污机技术参数栅条间隙（mm）池深栅宽（mm）安装角度（º）排栅门高度（mm）20 10-50中等深度800-200060-90800污水提升泵房：污水经提升后入细格栅渠及旋流沉砂池，然后配水井，通过生物脱氮除磷氧化池、二沉池及接触池，最后由出水管道排出。当流量小于2m3/s时，常选用下圆上方形泵房[1]。本设计，故选用下圆上方形泵房。1.计算草图：2.设计计算：（1）流量的确定本设计拟定选用5台泵（4用1备），则每台泵的设计流量为：（2）扬程的估算（1）平均地面标高20.00m，进水管管底标高：15.00m，管径DN=1200mm，则管道埋深为20.00-15.00-1.2=3.8m20 （1）进口平均流量为，假设充满度为0.75，查水力学图，流速为0.85m3/s，（2）进水管头损失h1，设有一个全开阀门。则（4）假设选用泵的扬程为8m，查手册，可采用300QW900-8-37潜水排污泵。表250QW600-7-22潜水排污泵技术参数排出口径（mm）流量（m3/h）扬程（m）转速（r/min）功率（kW）效率（%）重量（kg）30090089803784.51150（5）总扬程核算：经过中格栅的水头损失为0.041m出水管取900mm的钢筋混凝土管，查水力学图，设，则，出水管头损失h2，根据泵的选型，设有两个90º的弯头，一个三通，一个截止阀，则泵外管线水头损失，拟建25m管长至处理构筑物，则考虑安全水头0.5m，站内管线水头损失为1.5m，则扬程<符合所选泵，故可选择300QW900-8-37潜水排污泵。二、计量井电磁流量计：Q=0~3000m3/h，Φ=800mm,2台三、细格栅渠及旋流沉砂池20 细格栅渠：1．设计参数：设计流量Qmax=0.799m3/s栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.8m/s栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=10mm格栅倾角α=75°2．计算草图如下3．细格栅的设计计算（1）栅条间隙数：式中：—细格栅间隙数—最大设计流量，—栅条间隙，取10mm，即0.01m；—栅前水深，取0.4m—过栅流速，取0.8m/s；—格栅倾角，取；20 —设计使用的格栅数量，本设计中格栅取使用2道取123根（2）栅槽宽度式中：—栅槽宽度，；—格条宽度，取。取（3）细格栅的栅前进水渠道渐宽部分长度L1根据最优水力断面公式设进水渠宽，渐宽部分展开角，（4）细格栅与出水渠道连接处渐窄部分长度L2（5）细格栅的过栅水头损失式中：—细格栅水头损失，m；—系数，当栅条断面为矩形时候为2.42；—系数，一般取k=3。（6）栅后槽总高度设栅前渠道超高=0.3m，有：20 为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降作为补偿。（7）栅槽总长度式中：—栅槽总长度，m；（8）每日栅渣量式中：式中：—每日栅渣量，—栅渣量，污水，当栅条间隙为16~25mm，污水；当栅条间隙为30~50mm，污水。取>，故采用机械清渣。4.格栅除污机的选择根据计算，可选用云南电力修造厂江苏一环集团公司生产的ZSB-4000型转刷网箅式格栅除污机，主要技术参数：表3-2XHG-2600型旋转式格栅除污机技术参数每米深过水流量（m3/h）网毛刷转速(r/min)安装角度电动机功率（kw）格栅间距（mm）0.8917.970-80º2.2-5.510旋流沉砂池：1.设计参数：a.旋流沉砂池最高时设计流量时，停留时间不应小于30s，设计水力表面负荷宜为150-200，有效水深宜为1.0-2.0m，池径与池深比宜为2.0-2.5b.最大设计流速为0.25m/s，最小设计流速为0.15m/s；20 c.沉砂池的超高取0.3m。选定两座旋流沉砂池，则。2.计算草图如下：图钟氏旋流沉砂池各部尺寸图表旋流式沉砂池的部分尺寸（m）型号流量()ABCDEFGHJKL5505303.651.50.7501.500.401.700.600.510.580.801.453.排砂方法：本设计采用空气提升器排砂，该提升装置由设备厂家与桨叶分离机成套供应4.排砂量计算城镇污水的沉砂量按污水计算，其含水率为60%，容重约为，则总沉砂量为沉砂池的沉砂经排砂泵装置排除的同时，往往是砂水混合体，为进一步分离砂和水，需配套砂水分离器。清除沉砂的时间间隔为2d，根据排砂量，选用LSSF-260无轴螺旋砂水分离器。四、配水井20 五、生物脱氮除磷氧化池1.确定其原水水质参数如下：BOD5=120mg/LCODcr=240mg/LSS=220mg/LNH3-N=25mg/LTP=2.0-3.0mg/L2.设计出水水质符合城市污水排放一级A标准：BOD5≤20mg/LCODcr≤60mg/LSS≤20mg/LNH3-N≤15mg/L磷酸盐（以P计）≤0.5mg/L如果达标出水，本设计总氮仅需去除10mg/L，脱氮率仅为40%。因此，可以通过在曝气阶段调节DO，通过同步硝化反硝化作用脱氮，而不必设计专门的缺氧阶段。因此本设计只需做硝化设计。3.SBR设计参数：周期时间TC=6h，周期数N=4。采用限制性曝气，进水时间TF=1h，曝气时间TA=3h,沉淀时间TS=1h，排水时间TD=1h。池数n=6。长宽比B:L=1:2，有效水深为H=5.0m，超高h=0.6m。污水处理厂每组SBR池的运行情况如下表所示。表污水处理厂每组SBR的运行情况项目第一小时第二小时第三小时第四小时第五小时第六小时1池进水曝气曝气曝气沉淀滗水2池曝气曝气曝气沉淀滗水进水3池曝气曝气沉淀滗水进水曝气4池曝气沉淀滗水进水曝气曝气5池沉淀滗水进水曝气曝气曝气6池滗水进水曝气曝气曝气沉淀4.氧化池设计计算：（1）设计水量Qmax——污水处理厂最大进水流量（m3/d）；Q——污水处理厂处理水量（m3/d）；Kd——总变化系数。取1.38（2）设计水量下需要处理的BOD5：S0——反应池进水BOD5浓度（mg/L）（3）计算设计泥龄θXA：20 =7dF——安全系数，污水处理厂规模小于1200kgBOD5/d时取1.8，大于6000kgBOD5/d时取1.45，其余规模按内插法计算；T——设计温度（℃），北方通常取10℃，南方地区可取11-12℃；2.13——氨氧化细菌在15℃时的最小世代时间（d）；1.6——经验系数，保证活性污泥中维持足够的硝化菌。（4）剩余污泥量ΔX的计算①计算内源硝化温度系数FT。FT=1.072（T-15）=1.072（12-15）=0.812②计算污泥产率系数Y。==1.40kgSS/kgBOD5SS0——进水悬浮固体浓度（mgSS/L）；K——修正系数，取值为0.8—0.9。③反应池剩余污泥产量ΔX。=9660kgSS/dSe——反应池出水BOD5浓度（mg/L）。（5）MLSS的选定为了节约有机碳源，本设计不设初沉池，为了强化硝化效果，选择较高的MLSS（曝气池混合液污泥浓度）值，查下表，取MLSS=4g/L。表3SBR反应池的MLSS的标准值处理目标MLSS取值范围（kg/m3）有初沉池无初沉池无硝化2.0-3.03.0-4.0硝化（及反硝化）2.5-3.53.5-4.5污泥稳定——4.5（6）反应池容积VT的确定①反应池总容积VT’。=16905m3XT——生物反应池内混合液悬浮固体平均浓度（gMLSS/L）。②每个SBR反应池的体积VT。=2818m3③SBR反应池内部尺寸的确定。取反应池有效水深H=5m20 ，长宽比L:B=2:1则反应池长为：=33.6m取34m则反应池宽B=0.5L=0.5×34=17m核算污泥负荷：=0.102kgBOD5/(kgMLSS·d)满足污泥负荷的范围要求。（7）需氧量计算①去除有机物的需氧量。计算需氧量的时候，为了安全起见，取设计泥龄为6d。去除有机物的需氧量计算：==6855.9kgO2/d②硝化需氧量。==10mg/LON=4.57QdSNH.R/1000=3153.3kgO2/dSNH.R——硝化过程中去除的NH4+-N浓度（mg/L）；SNH.I——进水氨氮浓度（mg/L）；SNH.D——设计出水氨氮浓度（mg/L）；5——安全量（mg/L）。③最高时总需氧量计算。每个SBR反应池日耗氧量峰值（O2）为：=162.8kgO2/hfC——峰值系数，最大时除有机物的需氧量与日平均需氧量之比值，取1.25；fN——峰值系数，为2h内最大TKN负荷与日平均TKN负荷之比，取1.0；TA——曝气时间（h）；N——一天运行周期数；n——SBR池数。表4耗氧量峰值系数污泥龄d46810152025fNfC1.31.251.251.21.21.151.11处理规模<1200kgBOD5————————2.52.01.520 /d处理规模>6000kgBOD5/d——————2.01.81.5——污水处理厂每小时都有3格反应池在曝气，日耗氧峰值为488.4kgO2/h。(7)空气量计算如果采用鼓风曝气，设曝气池有效水深,5.0m，曝气扩散器安装距池底0.2m，则扩散器上静水压4.8m,其他相关参数选择：值取0.7，值取0.95，压力修正系数=1，曝气设备堵塞系数F取0.8，采用管式微孔扩散设备.=20%,扩散器压力损失：4Kpa，20℃水中溶解氧饱和度为9.17mg/L。扩散器出口处绝对压力：=P+9.8×10H=(1.013×10+9.8×10×4.8)Pa=1.48×10PaP——大气压力，P=1.013×10Pa;H——空气扩散装置的安装深度，m;空气离开曝气池面时，气泡含氧体积分数：=×100%=×100%=17.5%——空气离开曝气池面时，气泡含氧体积分数，%；——空气扩散装置的氧转移效率，小气泡扩散装置一般取6%~12%，微孔曝气器一般取15%~25%。20℃时曝气池混合液中平均氧饱和度：=()=9.17（）mg/L=10.52mg/L——鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度，mg/L;——大气压力为1.013×10Pa时溶解氧饱和浓度，mg/L;将计算需氧量转换为标准条件下（20℃，脱氧清水）充氧量：Q=20 =Kg/d=34566.9Kg/d=1440Kg/hQ——在标准条件下脱氧清水中的充氧量，kg/h;——混合液需氧量，kg/kg;——水温为20℃时的溶解氧饱和浓度，mg/L；——污水中总传质系数与清水中总传质系数之比；——污水中的与清水中之比；C——混合液中溶解氧浓度取2。曝气池供气量：==m/h=25714m/h=428.57m/min如果选择四台分机，三用一备，则单台分机分量：8571m/h（143m/min）（8）滗水器设计　旋转式滗水器由撇水堰槽、下降管、水平管、轴承座、电动执行器、传动杆组成(见图1)。撇水堰槽设计撇水堰槽在SBR反应池水面上，水平管在反应池下部。20 图2a所示为下降管直立时的位置，水槽底板的水平方向与下降管垂直；后壁挡水板是一块夹角为120°的折板，上段直立，下段与底板成150°角；前壁堰板略微向后倾斜20°，与底板成70°角。图2b为下降管与水平成70°角，是在反应池最高水位开始排水状态。堰板处于直立是最佳撇水机位。图2c为下降管与水平成30°角，是排水至最低水位，堰板已倾斜至与水平成50°角，tanθ≤1.2，堰流量影响系数K＞0.95(可忽略不计)，后壁下段成直立状。设撇水堰板高为300mm，挡水板上段180mm，下段300mm，底板宽250～300mm，在滗水器直立时，后壁上沿高程比前壁上沿高50mm。撇水槽采用δ＝5mm不锈钢板制作。撇水堰流量计算：在最大流量时(如图2b)，撇水堰并非自由出流，下游为淹没出流，按淹没堰流量公式计算。设定：①撇水堰板高300mm；②在最高水位开始排水时，撇水堰顶浸入水面H＝100mm。③开始排水时为滗水器的最大撇水量，堰下游为淹没出流，Z/H=0.8，则Q1max=0.42×2g×0.13/2×3600=211.7m3/h。滗水器最小设计流量按H′=50mm计算。随着水位下降，堰上流量逐渐减小，下降管流速降低，水力损失减小，撇水槽内水位也随之降低。当H′=50mm20 时，堰后水位已低于堰顶高度，堰流量按非淹没堰计算：　　Q1min=m(2g)1/2H3/2＝0.416×(2g)1/2×0.053/2×3600=74.1m3/h　滗水器在每一个步进周期中的水量变化如下：　　① 滗水器静止时，堰流量由Q1max→Q1min；　　② 滗水器下降一个步进行程，堰流量由Q1min→Q1max。　　撇水器单宽流量Q1在74.1～211.7m3/h之间变化。设计流量Q1取上述变化范围的中间值：100～200m3/h。　　滗水器排水能力：　　Q=B×Q1　　式中 B——滗水器的总宽下降管的设置　　下降管设置原则：①按滗水器宽度B均匀分布；②下降管根数为偶数；③下降管间距≤1.0m；④下降管直径按撇水堰单宽流量计算。　　设计下降管流速：v=2.0m/s　　下降管：D=150mm　　最大流速：Q1max=211.7m3/h时，vmax=3.33m/s　　最小流速：Q1min=74.1m3/h时，vmin=1.17m/s　　下降管在设计流量时的水头损失应小于最低水位时排水水头；下降管最大流量时的水头损失应小于最高水位时的排水水头。　水平管设计水平管管径按设计流速v=2.0m/s，设计流量Q=BQ1进行计算。　　举例：设B=4m，则Q=4Q1=480m3/h；水平管D=300mm。下降管根数n=4，间距为1m。水平管与下降管一般用法兰连接，水平管上设4只DN150法兰短管（见图3）。水平管长： 　　L=（n-1）×L1＋2L2=3520mm式中　L1——下降管之间的间距，L1=1000mm 　　L2——外侧下降管中心至水平管管端的距离，取L2=260mm可选用湖北洪城通用机械股份有限公司生产的XB-1000滗水器表XB-1000滗水器技术参数出水能力（m3/h）堰口宽度2L(m)滗水可调深度H(m)1000123.0六、鼓风机房根据所需供气量428.57为和压力47kPa，可选用RF-245型罗茨鼓风机4台。该型风机风压58.8kPa，风量为68.6m3/min。正常条件下，3台工作，1台备用。20 表3-8RF-245型罗茨鼓风机风机型号口径转速进口流量所需轴功率kW所配电机功率kWRF—24580068.691.4110七、贮泥池2.贮泥池1）设计参数SBR池进泥量：经浓缩排出含水率P＝97%的污泥设计进泥量，浓缩后的污泥体积为：设贮泥池1座，贮泥时间T＝0.5d=12h2）设计计算池容为贮泥池尺寸（将贮泥池设计为正方形）有效容积（考虑0.5m的超高）八、污泥处理间本设计采用带式压滤机机械脱水。机械加压过滤的特点是整个压滤机是密封的，过滤压力一般为4-5Kg/cm，城市消化污泥在加压过滤脱水前一般应进行淘洗并投加混凝剂。带式压滤机的优点是：滤带可以回旋，脱水效率高，噪音小，能源消耗省，附属设备少，操作管理方便。1.脱水机设计计算：（1）浓缩后污泥量（2）以压滤脱水后产生的污泥含水率为70%计则每天压滤脱水产生的污泥量为20 每小时压滤脱水产生的污泥量2.压滤机选用根据以上计算，可以选择无锡通用机械厂生产的DY-500-N带式压滤机两台，一用一备，其性能参数如下表。表压滤机的性能参数滤带宽度（mm）冲洗耗水（m3/h）冲洗水压（MPa）处理量（m3/h）电机功率（KW）滤饼含水率（%）重量（kg）5001.5-31.165~754000九、污泥堆棚土建按二期5.0×104m3/d规模设计，与污泥处理间合建。尺寸：12.0×9.0×5.4（H）m3十、除磷池溶药投药设备及加药装置：采用天津国水设备工程有限公司生产的RYZ-100020'