2万吨污水处理厂工艺计算书.doc

一a2/o工艺的设计1.1 a2/o工艺说明根据处理要求，我们需计算二级处理进水碳氮比值和总磷与生化需氧量的比值，来判断a2/o工艺是否适合本污水处理方案。 1. 设计流量：q20000m/d=833.3m/h 原污水水质：cod320mg/l bod180 mg/l ss200 mg/l tn38mg/l tp4mg/l nh3-n26 mg/l一级处理出水水质：cod330（120%）264mg/l bod180（110%）160mg/l ss200（130%）140 mg/l二级处理出水水质：bod10mg/l ss10 mg/l nh3-n5mg/l tp1 mg/l tn15 mg/l cod=50 mg/l 其中：8 0.06 符合a2/o工艺要求，故可用此法。1.2 a2/o工艺设计参数 bod5污泥负荷n0.071kgbod5/(kgmlssd)好氧段do2 缺氧段do0.5 厌氧段do0.2回流污泥浓度xrmg/l 污泥回流比r100% 混合液悬浮固体浓度 x3000mg/l混合液回流比r内：tn去除率ytn60%r内100%150% 取r内200%1.3设计计算（污泥负荷法）硝化池计算 （2） 硝化细菌最大比增长速率 =0.47e0.098（t-15） =0.47e0.098（t-15） =0.3176d-1 （2） 稳定运行状态下硝化菌的比增长速率 n= =0.399d-1 （3） 最小污泥龄 cm cm=1/n=2.51d（4） 设计污泥龄 = 为保证污泥稳定 ， 取20d。式中： df设计因数，为sfpf 其中sf为安全因数，取3，pf为峰值因数取1-2 cm最小污泥龄 ，为2.51d反应池计算（1) 反应池容积v15022m，取15100 m（2) 反应池总水力停留时间 t18.02(h)（3) 各段水力停留时间和容积厌氧：缺氧：好氧1:2:5.4 厌氧池水力停留时间：t118.022.14h,取2.2h厌氧池容积：v12.2833.31833m 缺氧池水力停留时间：t12t1=2.224.4h缺氧池容积：v14.4833.33666m好氧池水力停留时间：t3=5.42.211.88h好氧池容积：v3=5.418339898m（4) 校核氮磷负荷kgtn（kgmlssd）好氧段总氮负荷0.0110.05（符合要求）厌氧段总氮负荷0.0060.05（符合要求）（5) 剩余污泥（取污泥增长系数y0.6，污泥自身氧化率kd0.05）（1） 降解bod5生成污泥量w1a（sa-se）q 0.5(160-10)24833.3 1450kg/d（2） 内源呼吸分解污泥量 w2bv 0.0530009898 1484.7kg/d（3） 不可生物降解和惰性悬浮物量 w3（140-10）24833.30.51300kg/d 剩余污泥ww1-w2+w31265kg/d或者w=px+ps px=yq（s0-se）-kdvxv ps=（tss-tsse）0.5px=0.620000（0.16-0.02）-0.051510030.5+（0.14-0.01）200000.5=1848 kg/d取大值1900 kg/d。（6) 反应池主要尺寸反应池总容积v15100m设反应池2组，单组池容积v15100/27550m缺氧和厌氧段取有效水深6.0m，曝气段有效水深取5.8m，廊道宽b5.8m单个曝气池长度l38.2m校核：（满足12）取超高1.0m，则反应池总高h611m厌氧池尺寸见图纸缺氧池尺寸lb25.512m厌氧池尺寸lb12.812m1.4曝气系统的设计计算 采用鼓风曝气系统，空气扩散装置安设在水下h=5.6m处；计算水温设为25；曝气池出口处溶解氧浓度c=2mg/l。确定需氧量按公式计算式中o2-混合液需氧量，kgo2/d； -活性污泥微生物每代谢1kgbod所需要的氧量，以kg计，本设计取0.5； q-污水流量，m3/d； -每kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，以kg计，本设计取0.15； v-曝气池容积，m3，本设计中为4944m3。代入各值，则有单组需氧量 =2220.7kgo2/d计算曝气池内平均溶解氧饱和度1）空气扩散装置出口处的绝对压力 =1.56105pa2）取氧转移速率ea=18%，气泡离开池表面时，氧的百分比 3）确定计算水温25c以及及20c下的氧的饱和度，查排水工程下册附录1，得： 则：曝气池内平均溶解氧饱和度， =10.05mg/l 计算20c时脱氧清水的需氧量 式中、均为修正系数，在计算温度下=0.7，=0.95。计算平均时供气量空气管路系统计算 1）总压力损失计算 单组曝气池平面布置如下：单组a/a/o池空气管平面布置斩首如图，每组a/a/o池设三根干管，b、c干管上均设5对配气竖管，a、d干管上均设5支配气竖管，全曝气池共设30条配气竖管。每根竖管的供气量为：曝气池平面面积为：8.5347.02=1199m2 每个空气扩散器的服务面积按0.70m2计，则所需空气扩散器的总数为：个 为安全计，本设计采用1800个空气扩散器，每个竖管上安设的空气扩散器的数目为：个每个空气扩散器的配气量为：选用byw-型固定式平板型微孔曝气器，服务面积为s=0.30.75m2，阻力为300mm h2o。 将已布置的空气管路及布设的空气扩散器绘制成空气管路计算图（参见图），用以进行计算。选择一条从鼓风机房开始的最远最长的管路作为计算管路。在空气流量变化处设计算节点，统一编号后列表进行空气计算。由空气计算管道一览表中11项各值累加，得空气管道系统的总压力损失为：微孔曝气头的损失为3.04kpa，则总压力损失为2.857+3.04=5.897kpa为安全计，设计取值9.8kpa。2） 空压机的选定空气扩散器装置在距曝气池池底0.2m处，因此，空压机所需压力为：p=（4.5-0.2+1.0）9.8=51.94kpa空压机供气量为：28800m3/d 2=40m3/min根据所需压力及空气量，选用rf-250a型罗茨鼓风机三台、二用一备，空压机风压68.6kpa,风量58.9m3/min，电动机功率p=110kw。4、污水、污泥处理流程水力计算4.1 污水流程4.1.1 污水处理流程水力计算（1）水力计算线路 选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算。图4.1 水力计算流程（2）水力计算结果由处理水排出口逆推计算，各管段的水力损失如表4.1所示：表4.1 管段水头损失计算表构筑物连接管管道长度l（m）设计流量(l/s)管径d(mm)坡度 i/流速 v (m/s)充满度沿程水头损失h1（m）局部阻力系数局部水头损失h2（m）水头损失h=h1+h2（m）h/dh上端名称下端名称计量槽出水口15409.518000.960.8110.80.014 0.000 0.000 0.014 二沉池消毒渠35204.756001.110.7210.60.039 4.630 0.122 0.161 配水井2二沉池30204.756001.110.7210.60.033 1.070 0.028 0.062 a2/o池配水井2125204.756001.110.7210.60.139 3.090 0.082 0.221 配水井1a2/o池30204.756001.110.7210.60.093 2.080 0.055 0.188 计量槽配水井170204.756001.110.7210.60.122 3.090 0.082 0.275 表4.2 明渠水头损失计算表构筑物连接管渠（明渠）管道长度l（m）设计流量(l/s)明渠宽w(mm)坡度i/流速v(m/s)水深h（m）沿程水头损失h1（m）局部水头损失h2（m）水头损失h=h1+h2（m）上端名称下端名称沉砂池计量槽3204.7510000.180.410.50.0010.001 0.001 细格栅沉砂池8409.5110000.720.820.50.0060.008 0.014 提升泵细格栅4409.5110000.720.820.50.0030.004 0.007 4.1.2各构筑物自身水头损失根据相关规范以及经验取值，各构筑物自身水头损失如下：消毒渠：0.2m 配水井：0.3m 二沉池：0.6m a2/o池：0.5m 计量堰：0.17m 沉砂池：0.3m细格栅：0.15m 粗格栅：0.11m 4.1.3 高层计算 市政排水管网接入污水厂的污水干管管底标高为318.361m。经过整平，污水处理厂地面的平均设计标高取为322.500米（并作为相对0.000）。排入水体为附近的荣峰河，其50年一遇的洪水位为314米，污水厂的地面标高与荣峰河水面标高相差较远，所以污水厂各构筑物的控制标高基本不受荣峰河水面高度的限制。在厂区内先确定二沉池的标高，再推求各处理构筑物的设计标高。水面标高=前一构筑物水面标高ilv2/2g构筑物自身损失富余水头，富余水头取0.05m。 表4.3 各处理构筑物设计标高 单位：m 构筑物水面标高有效水深总高h底部标高顶部标高出水口321.000-计量槽322.369 0.601.00 321.769 322.769 消毒渠322.589 1.291.79 321.299 323.089 二沉池沉淀部分323.000 2.30 5.30 320.700 323.500 泥斗318.2001.43318.200配水井2323.412 3.00 3.50 320.412 323.912 a2/o池好氧区323.982 4.50 5.10 319.482 324.582 缺氧区324.182厌氧区324.282配水井1324.970 3.00 3.60 321.670 325.270 计量堰325.389 0.60 0.95 324.789 325.739 沉砂池沉砂部分325.740 0.60 2.74 325.140 326.360 砂斗部分-1.52 323.620 细格栅栅后325.954 0.90 1.10 325.054 326.154 栅前326.104 0.90 0.95 325.204 集水井318.739 3.00 7.42 315.739 322.800 粗格栅栅后318.739 0.70 5.16318.034 322.800 栅前318.844 0.70 5.05 318.144 4.2.污泥流程4.2.1 流程水力损失 污泥流动中水头损失计算方法与污水相同，从控制点标高开始，含水率为99%99.5%，污泥在管道中水力特性与污水相似，当含水率在90%92%时，则与污水相比水头损失增加很多。在设计污水管道时，应采用较大流速，使污泥处于紊流状态，则各管路损失如下表所示：污泥管路计算设计流量（l/s）规格（m/s)长度（m）水头损失（m）二沉池至污泥泵房316.81dn5001.61200.14污泥泵房至储泥池17.23dn1000.55600.42污泥泵房至厌氧池270.83dn5001.381700.87污泥泵房至配水井141.67dn2500.851400.694.2.2 高层计算 污泥处理各构筑物标高如表4.5所示。表4.4 各处理构筑物设计标高 单位：m 构筑物水面标高有效水深总高h底部标高顶部标高污泥泵房323.412 3.00 3.50 320.412 323.912 储泥池323.0002.002.50321.000323.5002.2.3 计算公式（1） 浓缩池的面积： （2-1）式中：q为污泥量(m3/d)；c为污泥固体浓度(kg/l)； m为污泥固体通量kg/(m2d)。（2） 浓缩池的直径: （2-2）式中：a1 为单池面积，；n为池子个数。（3） 浓缩池的高度： 在缺少实验数据时，把重力浓缩池的深度划分为五部分，即： 浓缩池工作部分并有效水深高度h1: （2-3）式中：t为浓缩时间（12ht24h）；q为污泥量(m3/d)；a为浓缩池面积m2。浓缩池超高h2,一般取0.5m。缓冲层高度h3,一般取0.5m。刮泥设备所需池底坡度造成的深度h4: （2-4）式中：i为池底坡度，根据排泥设备取1：10；d为池子直径m。泥斗深度h5:根据排泥间隔计算泥斗容积后（正圆台）确定高度： （2-5）式中：d为圆台上口直径；d为圆台下底直径；为泥斗壁与水平面的倾角，不小于50。浓缩池有效深度： （2-6）浓缩池总深度： （2-7）2.3具体设计计算（4） 计算进泥量与污泥固体浓度二沉池排放的剩余污泥量，污泥浓度，即316m3/d,滤布滤池排放的污泥量，污泥浓度,即200m3/d,其他排水暂不统计进泥量q:qmax=q*k=516*1.48=763,取800m3/d进泥的污泥固体浓度c：（3） 浓缩池的面积已知进泥为混合污泥，污泥固体通量根据表2.1取，则得：采用2个浓缩池，有（4） 浓缩池的直径由公式（2-2）得：，取13m。（5） 浓缩池的高度取有效水深3.5m，核算停留时间为，满足要求。超高：取池底坡度，则池底坡度造成的深度h4由公式（2-4）得：污泥混合后浓度为4.06g/l，取进泥密度为1000kg/m3,则可以近似的认为浓缩池进泥的含水率为，浓缩后污泥的含水率，计算得浓缩后污泥体积为：则产生的污泥量为：取泥斗储泥时间，则两次排泥的间隔每池产生的污泥量为： ,采用的泥斗为圆台形；泥斗斗底倾角