污水处理厂工艺设计说明书及计算

污水处理厂工艺设计及计算一、 工程概况随着人口的增加，G 市因原污水厂处理能力不足，因此拟新建一座市政污水厂，设计日处理量为 8 万吨。污水来源为市区城市污水（包括生活污水和部分工业废水），水质为典型城市污水水质，处理后水质要求满足 GB28918-2002 标准，纳污河段水质标准为地面水环境质量标准中的标准。该说地面较平坦，厂区面积足够。二、 设计资料1、 水量水质资料污水设计流量为 8 万 t/d，污水流量总变化系数取 1.2；起进水水质如下表污水进水水质表项目 BOD5 COD SS TN NH3-N单位 Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l数值 150 300 200 35 30污水处理后的水质要求达到 GB18918-2002 中一级标准的 B 标准，具体数值入下表污水出水水质表项目 BOD5 COD SS TN NH3-N单位 Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l数值 20 60 20 10 52、 气象水文资料风向：多年主导风向为东北风；气温：最冷月平均气温为-5 最高月平均气温为 35极端气温：最高为 42 ，最低为-12，最大冻土深度为-0.25m水文：多年平均降雨量为 850mm/a多年平均蒸发量为 990mm/a地下水平均埋深为-0.7-0.8m3、 厂区地形污水厂选址区域平均海拔为 150152m 之间，平均地面标高为 151.5m。地面平均坡度为 0.10.2%，地势走向为西北高东南低。厂区建筑面积足够。三、 设计依据1、水处理工程 （张奎，中国建设工业出版社）2、水处理工程师手册 （唐受印 戴友芝等，化学工业出版社）3、室外排水工程设计规范4、给水排水设计手册，第六册5、污水处理厂工业设计手册 （高俊发 王社平，化学工业出版社）四、设计要点1、城市排水系统为暗管系统，且有中途泵站，仅在泵前格栅间设计中格栅，进厂管道管底标高为-4.0m（相对污水处理厂平整后地面标高）；2、该市采用合流制排水系统，污水流量总变化系数为 Kz=1.2；3、曝气池工艺之前，各种构筑物均按最大日最大时流量设计，曝气池工艺之后（包括曝气池工艺）构筑物按平均日平均时流量计算，各种设备选型计算按最大日最大时流量计算，灌渠设计流量按最大日最大时流量设计；4、曝气池采用推流式，穿孔管鼓风机曝气；5、每个构筑物不应小于两组，且考虑同时使用进行设计。五、处理工艺的选择1、常用的几种城市污水处理工艺（1）、传统活性污泥工艺活性污泥工艺是污水处理的主要工艺,传统活性污泥工艺采用中等污泥负荷,曝气池为连续推流式。若只要求去除有机污染物时,传统活性污泥工艺仍是一种可行的选择。对传统活性污泥工艺进行的各种改进,产生了很多种不同的活性污泥工艺。一些工艺较传统工艺处理功能增强,一些工艺运行更加稳定,而另外一些工艺的费用大大降低或运行更加方便。这些改进可以分为：池形的改进、运行方式的改进、曝气方式的改进、生物学方面的改进以及投加填料等几个方面。（2）、氧化沟氧化沟是活性污泥法的一种变型,其曝气池呈封闭的沟渠型,故它在水力流态上不同于传统的活性污泥法。它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠,污水渗入其中得到净化,最早的氧化沟渠是加以护坡处理的土沟渠,是间歇进水间歇曝气的。从这一点上来说,氧化沟最早是以序批方式处理污水的技术。氧化沟污水处理的整个过程如进水、曝气、沉淀、污泥稳定和出水等全部集中在氧化沟内完成,最早的氧化沟不需另设初沉池、二沉池和污泥回流设备。随着处理规模和范围逐渐扩大,通常采用延时曝气。连续进出水,所产生的微生物污泥在污水曝气净化的同时得到稳定,不需设置初沉池和污泥消化池,处理设施大大简化（3）、A/O 工艺A/O 工艺也叫厌氧好氧工艺,A(Anacrobic)是厌氧段,用于脱氮除磷;O(Oxic)是好氧段,用于除水中的有机物。2、选择城市污水处理工艺时应着重考虑五个方面（1）.投资省。目前大部分污水处理项目都是国有资金投资的,我国是一个发展中国家,经济发展所需资金缺口庞大,控制投资对国民经济可持续发展大有益处。（2）.运行成本低。运行成本是污水处理厂能否正常运行的重要因素,是选择处理工艺的主要指标之一。（3）.占地少。土地资源是城市发展规划的重要因素。（4）.脱氮除磷效果好。随着我国大面积水体环境的富营养化,污水的脱氮除磷已经成为迫切需要解决的问题。我国实施的国家污水综合排放标准(GB8978-1996)也明确规定了适用于所有排污单位,非常严格地规定了磷酸盐排放标准和氨氮排放标准,这就意味着选择污水处理工艺首先要考虑脱氮除磷的问题。（5）.现代先进技术与环保工程的有机结合。现代先进技术,尤其是计算机技术和自控系统设备的出现和完善,为环保工程的发展提供了有力的支持。目前,国外发达国家的污水处理厂大都采用先进的计算机管理和自控系统,保证了污水处理厂的正常运行和稳定合格地出水,而我国在这方面还比较落后。计算机控制和管理也必将是我国城市污水处理厂发展的方向。3、选择 A/O 工艺A/O 工艺的优点与缺点(1)流程简单,不需外加碳源和后曝气池,以原污水为碳源,建设和运行成本较低。(2)反硝化在前、硝化在后,设内循环,以原污水中的有机物作为碳源 ,效果好,反硝化反应充分。(3)曝气池在后,使反硝化残留物得以进一步去除,提高了处理水水质。(4)A 段搅拌,只使污泥悬浮 ,而避免 DO 的增加。O 段的前段采用强曝气,后段减少气量,使内循环液的 DO 含量降低,以保证 A 段的缺氧状态。A/O 工艺的缺点(1)由于没有独立的污泥回流系统而不能培养出具有独特功能的污泥,难降解物质的降解率较低。(2)若要提高脱氮效率,必须加大内循环比,因而加大运行费用。从外、内循环液来自曝气池 ,含有一定的 DO,使 A 段难以保持理想的缺氧状态,影响反硝化效果,脱氮率很难达到 90%。(3)影响因素:水力停留时间( 硝化6h,反硝化3000mg/L)、污泥龄(30d)、N/MLSS 负荷率(0.6m，池总宽 B=2b=2.4m（4）有效水深：h2=A/B=3.703/2.4=1.543m （介于 0.251m 之间）（5）贮泥区所需容积：设计 T=2d，即考虑排泥间隔天数为 2 天，则每个沉砂斗容积 3551 6.012.864.0486mKxTQV（设两个沉砂池，每个 2 个格共有 8 个沉砂斗）其中 X1：城市污水沉砂量 3m3/105m3，K：污水流量总变化系数 1.2（6）沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽 a1=1.0m，斗壁与水平面的倾角为 60，斗高 hd=0.5m，则沉砂斗上口宽： mhd 58.106tan.260tan1沉砂斗容积：322212 84.0)1.581.(65.)(6 mhVd （略大于 V1=0.6m3，符合要求）（7）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为 0.06，坡向沉砂斗长度为maL17.258.72则沉泥区高度为h3=hd+0.06L2 =0.5+0.062.17=0.63m池总高度 H ：设超高 h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+1.543+0.63=2.473m（8）校核最小流量时的流速：最小流量即平均日流量Q 平均日 =Q/K=0.926/1.2=0.772m3/s则 vmin=Q 平均日 /A=0.772/3.703=0.210.15m/s，符合要求（9）计算草图如下： 出出4 出3、初沉池3.1 采用中心进水辐流式沉淀池：图四 初沉池简图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/sm(146.88m3/md)；沉淀时间 T=2h；污泥斗下半径 r2=1m，上半。为 挂 泥 板 高 度 ， 取；为 缓 冲 层 高 度 ， 取 5m.0h5m.0h3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 204qQA3.2.1.2 单池面积2m1n单 池3.2.1.3 池直径 ）取单 池AD36(7.5043.2.1.4 沉淀部分有效水深(h 2)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 =22=4h3.2.1.5 沉淀池部分有效容积 322 .069431.4mhDV3.2.1.6 沉淀池坡底落差 （取池底坡度 i=0.05）mrDih5.023605.214 3.2.1.7 沉淀池周边（有效）水深 hH.4.4320 ),60.943(0满 足 规 定HD3.2.1.8 污泥斗容积 73m.1tg60)2(tg)r(216 污 泥 斗 高 度3.2.1.9 沉淀池总高度H=0.55+5+1.73=7.3m4、A/O1.有效容积(V)设：日平均时流量为 Q=80000m3/d=926L/sBOD 污泥负荷 Ns=0.15KgBOD5/(kgMLSSd)污泥指数：SVI=80回流污泥浓度：Xr=106/SVIr(r=1)=12500mg/L污泥回流比为：R=50%曝气池内混合污泥浓度：MLSS =R/(1+R)Xr= 12500=4166.675.01mg/L则：XNQSVsa ）取 1640m3(1639.7.415.0)20(82.缺氧池与好氧池的体积设：缺氧池与好氧池的体积比为 1:3,分两组则：缺氧池的体积为 2080m3好氧池的体积为 6240m3设：有效水深为 6m则：缺氧池面积 346.67m2好氧池面积 1040m2缺氧池的宽为 10m，每格深为 5m，长为 35m好氧池的宽为 20m，每格深为 10m，长为 52m好氧池长宽比为 52/10=6.2，在 5-10 之间,符合要求宽深比为 10/5=2.0 在 1-2 之间，符合要求3.污水停留时间t =16639.9824/80000=4.99hQVA 段停留时间是 1.25h，O 段停留时间是 3.74h，符合要求。4剩余污泥量W=aQ 平 Sa-bVXr+0.5Q 平 Sr（1）降解 BOD5 生成的污泥量W1=aQ 平 Sa=0.680000(0.15-0.02)=6240kg/d（2）内源呼吸分解泥量Xr=0.7512500=9375mg/L，（fx=0.75 ）W2=bVXr=0.05166409.375=7800kg/d（3）不可生物降解和悬浮物的量W3=0.5Q 平 Sr=0.580000(0.15-0.02)=5200kg/d（4）剩余污泥量为W=