氧化沟工艺处理城市污水说明计算书VIP

1徐州工业职业技术学院毕业设计（论文）课题名称 某市 8 万 t/d 污水处理工程设计 课题性质 工程设计 班 级 环境监治 131 学生姓名 陈坤坤 学 号 1332107102 指导教师 孙美侠 导师职称 副教授 2摘 要本 次 毕 业 设 计 的 题 目 为 某 污 水 处 理 厂 设 计 氧 化 沟 工 艺 。 主 要 任 务 是工艺流程选择及构筑物设计和计算。其中初步设计要完成设计说明书一份、污水处理厂总平面布置图一张、高程图一张，管道布置图一张。该 污 水 处 理 厂 工 程 ， 总 规 模 达 到 8万 吨 /日 。 该 污 水 厂 的 污 水 处 理 流 程 为 ： 从泵 房 到 沉 砂 池 ， 进 入 氧 化 沟 ， 二 沉 池 ， 达 不 到 一 级 标 准 还 要 进 入 混 凝 反 映 池 和 斜板 沉 淀 池 ， 进 入 接 触 消 毒 池 ， 最 后 出 水 ； 污 泥 的 流 程 为 ： 从 二 沉 池 排 出 的 剩 余 污泥 首 先 进 入 浓 缩 池 ， 进 行 污 泥 浓 缩 ， 然 后 进 入 贮 泥 池 ， 经 过 调 节 的 污 泥 再 送 至 污泥 脱 水 机 ， 进 一 步 脱 水 后 ， 运 至 垃 圾 填 埋 场 。出 水 执 行 国 家 污 水 综 合 排 放 标 准 （ GB8978-1996） 一 级 标 准 。关键词：氧化沟工艺；第 1 章 设计概论1.1 设计依据和设计任务1.1.1 原始依据1.设计题目: 某市8万t/d污水处理工程设计2.设计基础资料：年平均气温 13 月平均最高气温 24月平均最低气温 4 月最高气温 36最低气温-4 年平均降雨量 1250mm冰冻线深 200mm 主导风向：东南风温度在 0以下 31 天 温度在-10以下 0 天相对湿度 73%污水处理厂地势平坦，周围工程地质良好，抗震等级 7 级。1.2 进出水水质 根据污水量预测结果，拟建污水处理厂处理规模为8.0万t/d，污水处理厂进水水质见下表：表 1-1 污水处理厂进水水质污染指标COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)TN(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)浓度 400 200 200 40 35 4.0根据环评批复，拟建污水处理厂出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放3标准（GB18918-2002）一级标准中的 A 类标准。表 1-2 污水处理厂出水水质污染指标COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)TN(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)浓度 50 10 10 15 5 1.51.3污水厂设计污水平均流量 80000t/d=80000m3/d3333.3m 3/h=0.926m3/saQ总变化系数： 0.10.1272796ZaK-平均流量；L/S因此，设计 流量 3max21.780160/aQmdmaxQ第二章 工艺流程的确定2.1 污水处理中生物方法的比较 2.1.1 工艺比较对几种常见的生物处理工艺进行比较：传统活性污泥法，氧化沟，SBR 法。(1)传统活性污泥法这是以传统活性污泥法处理城市污水的典型工艺。其特点是好氧微生物在曝气池中以活性污泥的形态出现，并通过鼓风机曝气供给微生物所需的足够氧量，促使微生物存在和繁殖，以分解污水中的有机物。A 工艺特点：利用曝气池中的好氧微生物，来分解污水中的有机物质。混合液沉淀分离，活性污泥回流到曝气池中去，原污水从池口进入池内，回流污泥也同步注入，废水在池内呈推流形势流动至池的末端，流出池外至二沉池。a 优点：该工艺对污水的 BOD 和 SS 总处理效率均为 90%95%，处理效果好； 运行可靠，出水水质稳定；适宜处理大量污水，所以多用于大中型污水处理厂。b 缺点：运行费用高，在曝气池的末端造成供氧的浪费，故提高了运行成本； 基建费用高，占地面积大，对水质、水量变化适应能力低；由于沉淀时间短和沉淀后碳源不足等情况，对于 N、P 的去处率低。B 适用条件：不要求脱氮除磷的大型和较大型污水处理厂 4(2)传统 SBR 工艺传统 SBR 工艺也叫间歇式活性污泥法。A 特点: a 优点： 流程十分简单，管理方便； 合建式，占地省，处理成本较低； 有脱氮除磷功能，处理较好； 污泥同步稳定，不需厌氧消化；b 缺点： 间歇周期运行，对自控要求高； 变水位运行，电耗量高； 脱氮除磷效果不太高； 污泥稳定性不如厌氧消化。B 适用条件：中小型污水处理厂。(3)氧化沟工艺特点：氧化沟又称“循环曝气池”，是 50 年代由荷兰的 Pasveer 开发，属于活性污泥法的一种变形。其基本特征是曝气池呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥的混合液在环状渠道中不停的循环流动A 工艺特点氧化沟一般采用延时曝气，并增加了脱氮功能，它采用机械曝气，一般不设初沉池和污泥消化池。由于氧化沟水深较浅（一般 3m 左右），流程较长，可以按照曝气器前作为缺氧段与曝气器后作富氧段的方式设计运行。提供兼氧菌与好氧菌交替作用的条件，达到脱氮的目的。 a 优点:氧化沟内的循环流量很大，进入沟内的原污水立即被大量的循环水所混合和稀释，因此具有很强的承受冲击负荷能力，对不易降解的有机物也具有较好的处理效果；处理效果稳定可靠，不仅可满足 BOD5、SS 的排放标准，还可以达到脱氮除磷的效果。由于氧化沟的水力停留时间和污泥龄都很长，悬浮物、有机物在沟内可获得彻底的降解，活性污泥产量少且趋于稳定，一般不设初沉池和污泥消化池，有的甚至取消二沉池和污泥回流系统，简化了处理流程，减小了处理构筑物，使其基建费用低于一般活性污泥法。 承受水质、水温、水量能力强，出水质好。B 缺点：一般除磷需另设厌氧池； 化沟沟体占地面积较大；于中、大型污水厂，基建费和运行费比普通活性污泥法高，同时无法得到生物能源。C 适用条件：适用于大中型污水处理厂。 通过以上比较，本设计采用三沟式氧化沟工艺。 52.2 工艺流程的确定 2.2.1 工艺流程如图 2-1 图 2-1 氧化沟处理工艺流程图第三章 污水处理系统设计计算3.1 格栅 本污水处理厂设置粗、细两道格栅。格栅是由一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵站、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。 截留污物的清除方法有两种，即人工清除和机械清除。大型污水处理厂截污量大，以减轻劳动强度，一般应用机械清除截留物。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0.61.0m/s，槽内流速0.5m/s左右。栅渣的含水率一般为80%，容重约为960kg/m3,栅前渠道内流速一般采用0.4-0.9m/s,格栅倾角一般采用45%-75%，通过格栅水头损失一般采用0.08-0.15m,格栅间必须设置工作台，台面应高出最高设计水位0.5m。63.1.1设计参数=1.176m3/smaxQ栅条宽度S=10.0mm=0.10m栅条间隙宽度取d=50mm=0.05m栅前水深h=0.4m过栅流速v=1.0m/s格栅倾角=60格栅两台使用，一台备用3.1.2设计计算本设计设计三组格栅，两用一备。设计图见3-1图3-1 格栅示意图（1）格栅的间隙数量n（个） 取n=27max/2sin0.58sin6274.1Qbhv式中: 最大设计流量,m 3/sa-格栅倾角，b-栅条间隙.mh-栅前水深,mv-污水流经格栅的速度,m/s（2） 格栅的建筑宽度 B 设计采用圆钢为栅条，即s = 0.01m Sn-1+b0.(27-1)+.05=1.m（ ） 式中:s-栅条宽度，m7b-栅条间隙,mn-栅条间隙数，个（3） 进水渠道渐宽部分的长度（l 1）取进水渠道B 1=1m,其间宽部分展开角 1=201.60.9()2Bl mtgt式中： -进水渠道宽度，m1 1-进水渠道渐宽部分的展开角一般取20（4） 栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度（l 2）120.9.45()lm（5）过栅的水头损失（h 2）设栅条断面的锐边矩形，k=342312=()0.1sin603.7()59.8svbgmik式中:-阻力系数，其值与栅条断面形状有关，取2.412 k-系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般取3g-重力加速度m/s 2（6）栅后槽的总高度(H)设栅前总高度h 2=0.3m1H=+0.437.(m)式中: h 2-栅前渠道超高，取0.3米（7）栅槽总长度（L）12=+.05H/tg0.91450.7/853.26()m（8）每日栅渣量的计算在格栅间隙为50mm情况，设栅渣量为0.01m 3/103m3,污水0.01m 3 3max13W=(/d )0.98/dzQwk76.2 40因为W0.2m 3/d所以选择机械清渣83.2 污水泵房城市污水处理厂的运行费用大部分来自于电能，其中40%的电能为水泵消耗，所以，确定合理的水泵及水泵站是污水处理厂的关键所在。 (1)污水泵站的特点及形式 泵站形式的选择取决于水力条件和工程造价，其它考虑因素还有：泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形条件、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。污水泵站特点及主要形式： 1）合建式矩形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数为4台或更多时，采用矩形，机器间、机组管道和附属设备布置方便，启动简单，占地面积大； 2）合建式圆形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵台数不超过4台，圆形结构水力条件好，便于沉井施工法，可降低工程造价，水泵启动方便。 对于自灌式泵房，采用自灌式水泵，叶轮（泵轴0）低于集水池最低水位，在最高、中间和最低水位都能直接启动，其优点为启动及时可 靠，不需引水辅助设备，操作简单。 非自灌式泵房，泵轴高于集水池最高水位，不能直接启动，由于污水泵水管不得设蝶阀，故需设计水设备，但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。 由以上可知，本设计因水量大，并考虑到造价、自动化控制等因素，以及施工的方便与否，采用自灌式半地下式矩形泵房。 (2) 泵站的布置 该污水泵站设在污水处理厂内，与其它构筑物统一布置，为防止噪声污染，应用绿化带和公共建筑隔离，隔离宽度一般不小于30米。泵站进出口比室外地面高0.2米以上。每台泵应设置单独的吸水管，这不仅改善水力条件，而且可以减少杂质堵塞管道的可能性。 (3)泵房内部的排水 由于泵房较深，采用电动排水。(4)泵房的通风设施 自然通风、机械通风。 自然通风：采用全部自然通风布置特点，要有足够自然通风要求，适用于地面泵房或埋深较浅的低下式或半地下式泵房。 机械通风：采用全部机械通风和部分机械通风。 部分机械通风机械将电机排出的热风抽出，冷空气自然补充。机械排风可以分别是为电机分别排风。也可以多台电机组成排风系统。使用较广泛，一般用于半地下式泵。3.2.1 选泵参数计算 (1) 污水泵站选泵应考虑因素： 选泵机组泵的总抽升能力，应按进水管的最大时污水量计，并应满足最大充满度时的流量要求； 尽量选择类型相同和相同口径的水泵，以便维修，但还须满足低流量时的需求； 由于生活污水，对水泵有腐蚀作用，故污水泵站尽量采用污水泵，在大的污水泵站中，无大型污水泵时才选用清水泵。（2) 选泵具体计算 泵站选用集水池与机器间合建式的矩形泵站。 流量的确定QQmax1204L/S本设计拟订选用5台泵（4用1备），则每台泵的设计流量 Q=Qmax/4=1204/4=301.00L/S 集水池容积V A 泵站集水池容积一般取最大一台泵56分钟的流量设计 V=301.05.560/1000=99.33m 取V=100B有效水深h为2.5 m，则水池面积F为: 9取45m 2 21045.VFmh（3）扬程的估算H H=H静 +2.3+1.0 式中：2.0水泵吸水喇叭口到沉砂池的水头损失； 1.0自由水头； H静 水泵集水池的最底水位H1与水泵出水管提升后的水位H 2之差； H1=进水管底标高+ h 集水池有效水深=279.413+3.4-2.5=280.313 m H2=接触池水面标高+沉砂池至接触池间水头损失 =286.5+4.5291.0m沉砂池至接触池间水头损失为3.54.5米，取4.5 m则： H2 =286.50+4.5=291.00m H静 = H2-H1=291-280.813=10.20 则水泵扬程为： H=H静 +2.0+1.0=10.20+2.0+1.0=13.20 m 取14 m。 3.2.2 选泵 由Q=304.25L/S=1095.3m3/h ，H=14 m，可查手册11得：选用250WDL型立式污水泵，其各项性能如下：表3-1 泵的选择参数3.2.3 吸、压水管路实际水头损失的计算 （1） 设计依据 吸水管流速0.82.0m/s，安装要求有向水泵不断向上的坡度； 压水管流速一般为1.22.5 m/s； 吸压水管实际水头损失不大于2.5 m/s。 （2） 具体计算 Q=304.25L/s，吸水管选用 DN=500mm 的铸铁管，压水管10为 DN=400 mm 的铸铁管。 2240.34=./d1QVms压查手册 1 知：1000i=18.2 22.5/D吸查手册 1 知：1000i=5.58 泵进出口