60000td的城市污水处理厂设计书.doc

0 6 60 00 00 00 0t t d d 的的城城市市污污水水处处 理理厂厂设设计计书书 1 1 设计内容和任务设计内容和任务 1 1 1 设计题目设计题目 60000t d 的城市污水处理厂设计 1 21 2 设计目的设计目的 1 温习和巩固所学知识 原理 2 掌握一般水处理构筑物的设计计算 1 31 3 设计任务设计任务 设计参数为日处理 6 万吨 进水水质和出水水质如表 指 标单位进水水质出水水质 CODcrmg l400 60mg l BOD5mg l160 20mg l SSmg l180 20mg l NH3 Nmg l30 2mg l TPmg l3 1mg l 1 41 4 设计工艺流程图设计工艺流程图 1 出水 进水 图 1 1 UCT 生物脱氮除磷工艺流程 图 回流活性污泥 好氧 硝酸盐 回流 二沉池 缺氧回流 中格栅 提升泵房 细格栅 旋流沉砂池 厌氧反应池 缺氧反应池好氧反应池 2 2 设计流量和处理效率计算设计流量和处理效率计算 2 12 1 设计流量计算设计流量计算 平均流量 smsmdmdt 694 0 360024 60000 60000 60000Q 333 a 总变化系数 31 1 694 7 2 Q 2 7 K 0 110 11 a Z 设计流量 Qmax smhmdmdmQK az 913 0 6 3286 7 78879 6000031 1 Q 3333 max 2 22 2 处理效率计算 处理效率计算 式中 Co 进水水质浓度 Ce 出水水质浓度100 Co C C E eo 1 CODcr 处理效率 85 100 400 60 400 E 2 BOD5处理效率 87 5 100 160 20 160 E 3 SS 处理效率 88 9 100 180 20 180 E 2 4 NH3 N 处理效率 93 3 100 30 2 30 E 5 TP 处理效率 66 7 100 3 1 3 E 3 3 主体设备计算主体设备计算 3 13 1 格栅格栅 格栅是有一组平行的金属栅条或筛网制成 安装在污水渠道上 泵房集水 井的进口处或者污水处理厂的端部 以拦截较大的呈悬浮或漂浮状态的固体污 染物 以保护进水泵的正常运转 并尽量处理那些不利于后续处理的杂物 一 般情况下 分粗细两道格栅 1 栅条的间隙数栅条的间隙数 设栅前水深 h 0 6m 过栅流速 v 0 9m s 栅条间隙 宽度 b 0 020m 栅格倾角 60 设置两组粗格栅 max Qsin0 913 sin60 n40 2 0 020 0 6 0 9 n Nbhv 个 2 栅槽宽度栅槽宽度 设栅条宽度 S 0 01m 取 B 1 2m BS n 10 01 40 10 020 401 19bnm 3 进水渠道渐宽部分的长度进水渠道渐宽部分的长度 l1设进水渠道宽 B1 1 0m 其渐宽部分 展开角度 20 1 1 B B1 2 1 0 l0 28m 2tg2tg20 4 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 1 2 l0 28 l0 14m 22 5 通过格栅的水头损失通过格栅的水头损失 设栅条断面为锐边矩形断面 故 K 3 2 42 取m103 0 360sin 19 6 0 9 0 020 0 01 2 42Ksin 2g v b S h 2 3 4 2 3 4 1 0 1m 6 栅后槽总高度栅后槽总高度 设栅前渠道超高 h2 0 3m H h h1 h2 0 6 0 1 0 3 1m 7 栅槽总长度栅槽总长度 1 12 H0 60 3 Lll0 5 1 00 280 140 5 1 02 44m tgtg60 8 每日栅渣量每日栅渣量 在格栅间隙 0 020m 的情况下 设栅渣量为每 1000m3 3 污水产 0 07m3 d0 2m dm2 4 100031 1 8640007 0 913 0 1000K 86400WQ W 33 z 1max 宜采用机械清渣 格栅采用链条回转式格栅 9 计算草图如下计算草图如下 3 23 2 水泵站设计流量和扬程的确定水泵站设计流量和扬程的确定 设污水提升前水位 5 95m 既泵站吸水池最底水位 提升后水位 3 330m 即细格栅前水面标高 所以 提升净扬程 Z 3 330 5 95 9 28m 水泵吸 压水管路 含至出水井管路 的压力损失估算为 2 0m 自由水头 损失为 1 0m 因此水泵扬程 H 9 28 2 0 1 0 12 28m 又根据设计流量 3 max 3286 6 1095 5 33 Q Qmh 查水泵样本 选用 300WL 1328 15 型污水泵 4 台 3 用 1 备 单泵的性 能参数如下 流量为 1328 m3 h 扬程为 15m 转速为 n 980 r min 轴功率为 69kW 效率为 90 汽蚀余量为 6 5m 重量为 1800kg 3 33 3 集水池集水池 1 容积容积 按一台泵最大流量时 6min 的出流量设计 则集水池的有效容积 取 110m3 3 6 1095 5109 55 60 Vm 2 面积面积 取有效水深 则面积 取面积为 36mmH3 2 110 36 5 3 V Fm H 36 66 6 F mBm l 集水池长度取 则宽度 集水池平面尺寸 L B 6 6 最高最低水面高差 H 3m 4 3 泵位及安装 潜水电泵直接置于集水池内 电泵检修采用移动吊架 3 43 4 细格栅设计细格栅设计 1 栅条的间隙数栅条的间隙数 设栅前水深 h 1 2m 过栅流速 v 0 8m s 栅条间隙宽度 b 0 008m 栅格倾角 70 设置两组格栅 个58 8 02 1008 0 2 70sin913 0 N sinQ n max n bhv 2 栅槽宽度栅槽宽度 设栅条宽度 S 0 01m 取 B 1 0m mbn034 1 58008 0 15801 0 1 nSB 3 进水渠道渐宽部分的长度进水渠道渐宽部分的长度 l1设进水渠道宽 B1 0 8m 其渐宽部分展开角度 20 m28 0 20tg2 8 00 1 2tg B B l 1 1 4 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 m14 0 2 28 0 2 l l 1 2 5 通过格栅的水头损失通过格栅的水头损失 设栅条断面为锐边矩形断面 故 K 3 2 42 m3 0370sin 19 6 0 8 0 008 0 01 2 42Ksin 2g v b S h 2 3 4 2 3 4 1 6 栅后槽总高度栅后槽总高度 设栅前渠道超高 h2 0 3m H h h1 h2 1 2 0 3 0 3 1 8m 7 栅槽总长度栅槽总长度 m46 2 70tg 3 02 1 0 15 014 0 28 0 tg H 0 15 0llL 1 21 故采用机械清渣 格栅采用链条回转式格栅 8 计算草图如下计算草图如下 5 3 53 5 沉砂池沉砂池 本设计采用旋流沉砂池 设置两组沉砂池 由设计流量sm 913 0 Q 3 max 选型号为 900 的池子 其流量为 880L s 表 3 3 型号 900 钟式沉砂池尺寸 m 流量 L s ABCDEFGHJKL 8804 871 51 002 000 402 201 000 510 600 801 85 最小值为4 3 63 6 初沉池初沉池 初次沉淀池是二级污水处理厂的预处理构筑物 在生物处理构筑物前面 处理 的对象是悬浮物 英文缩写 SS 约可去除 40 55 以上 同时可去除部分 BOD5 约占总 BOD5的 20 30 主要是悬浮性 BOD5 可改善生物处理构筑 物的运行条件并降低其 BOD5负荷 沉淀池按池内水流方向的不同 可分为平流式 竖流式和幅流式 本设计选辐流式沉淀池采用中心进水周边出水的方式 进水管出口处设穿孔挡 板整流 出水采用双边溢流堰出水槽 堰口采用三角堰 排泥管设在池子最低部 辐流沉淀池采用周边传动刮泥机 周边传动刮泥机的周边速度为 2 3m min 将污泥推入污泥斗 然后用静水压力连续将污泥排出池外 故 可以不设计污泥斗容积 1 沉淀池水面面积 沉淀池水面面积 采用两座向心式辐流式沉淀池 表面负荷取 2m3 m2 h n 2 个 6 进水 排泥 出水 辐流式沉淀池 2max m 6 821 22 3286 6 nq Q F 2 池子直径池子直径 D 取 33mm34 32 142 3 6 82144F D 3 沉淀部分有效水深沉淀部分有效水深 设沉淀池沉淀时间 t 1 5h m35 12qth2 4 污泥斗总容积污泥斗总容积 V3 V1 V2 12 7 262 2 274 9m3 11 4 m3 5 沉淀池总高度沉淀池总高度 H h1 h2 h3 h4 h5 其中 h1为沉淀池超高 取 0 3m h3为沉淀池缓冲层高度 取 0 3m H h1 h2 h3 h4 h5 0 3 3 0 3 0 73 1 73 6 06m 6 沉淀池池边高度沉淀池池边高度 h1 h2 h3 0 3 3 0 3 3 6m 7 径深比核校径深比核校 D h2 33 3 11 在 6 12 之间 设计符合要求 3 73 7 改良改良 AAOAAO 工艺工艺 计算计算 1 判断是否符合工艺处理条件判断是否符合工艺处理条件 污水进处理厂前的 BOD5 160mg L CODcr 400mg L 经初次沉淀池的 处理按降低 25 考虑 则进入曝气池污水的 BOD5 160 1 25 120mg L COD 400 1 25 300mg L 首先判断是否可以采用改良 AAO 法 COD NH3 N 400 30 13 33 8 TP BOD5 3 160 0 019 0 06 符合条件 2 2 设计参数计算设计参数计算 7 1 水力停留时间 SRT 为 t 8h 2 BOD 污泥负荷率为 0 35kg BOD5 kgMLSS d 3 回流污泥浓度 式中 回流污泥浓度 mg L 6 10 R Xr SVI r X SVI 污泥指数 取 100 系数 一般采用 1 2 rr 6 10 1 212000 100 R Xmg L 4 污泥回流比为 R 50 5 曝气池内活性污泥的浓度 400012000 5 01 5 0 1 LmgX R R X R 7 TN 去除率 100 Co C C E eo NH3 N 处理效率 93 3 100 30 2 30 E 8 内回流比 R E 1 E 100 93 9 1 93 3 100 100 设计中好氧段 R内 100 缺氧段 R内 200 3 3 好氧池的计算与各部位尺寸的确定好氧池的计算与各部位尺寸的确定 好氧池按 BOD 污泥负荷法计算 1 BOD 污泥负荷率的确定 拟定采用的 BOD 污泥负荷率为 0 35kg BOD5 kgMLSS d 但为稳妥 计 需加以校核 校核公式为 Ns K2Cef K2值取 0 02 Ce 20mg l 由于前面构筑物去除一部分 BOD 进入 好氧池的 BOD 浓度 160 1 25 120 m l 120 20 120 0 833 f MLVSS MLSS 0 75 代入各值 Ns 0 02 20 0 75 0 833 0 36kg BOD5 kgMLSS d 计算结果确证 Ns值取 0 35 是适宜的 2 确定混合液污泥浓度 X 根据已确定的 Ns值 查资料得相应的 SV I 值为 100 120 取值 100 8 X R r 106 1 R SVI 对此 r 1 2 R 50 代入各值得 X 0 5 1 2 106 1 0 5 100 4000mg l 3 确定好氧池各部位尺寸 曝气池总容积 V Q Sa NsX Sa 160 75 120 mg l 则 V 60000 120 0 35 4000 5142 86 m3 设两组好氧池 每组容积为 2571 43 池深取 4 5m 则每组好氧池的面积为 F 2571 43 4 5 571 42m2 池宽取 5m B H 5 4 5 1 11 介于 1 2 之间 符合规定 池长 L F B 571 42 5 114 28 m L B 114 28 5 22 86 10符合规定 设三廊道好氧池 廊道长 L1 L 3 114 28 6 38 10 取 38m 取超高 0 8m 则池总高度为 4 5 0 8 5 3m 4 曝气系统计算曝气系统计算 设计流量采用最高日平均流量 60000m3 d 排出生物反应池系统的微生物量计算 20 20 T dTdT KK 式中 KdT为 T 时的衰减系数 Kd20为 20 时的衰减系数 d 1 T 为设计温 度 取 T 30 为温度系数 采用 1 02 1 06 带入数据计算得 KdT 0 04 1 0630 20 0 0716 d 1 1 实际需氧量实际需氧量 O2 0 001aQ So Se c Xvss b 0 001Q Nk Nke 0 012 Voss 0 62b 0 001Q Nt Nke Noe 0 12 Voss 式中 O2 为污水需氧量 kgO2 d Q 为生物反应池的进水流量 m3 d So Se 分别为生物反应池进出水 BOD5 mg L Vvss 为生物反应 池排出系统的微生物量 kg d Nk 为生物反应池进水 TKN mg L Nke 为 生物反应池出水 TKN mg L Nt 为生物反应池进水 TN mg L Noe 为生 物反应池硝态氮浓度 mg L 0 12 Xvss 为排出生物反应池系统的微生物 9 量中含氮量 kg d a 为碳物质以 BOD5 计时 取 1 47 b 为常数 氧化 1kg 氨氮所需氧量 kgO2 kgN 取 4 57 c 为常数 细菌细胞的氧当量 取 1 42 2 系统每天剩余污泥量系统每天剩余污泥量 其中表观产率系数 Y 0 5kgBOD5 kgMLSS d 0 0 5 600000 120 020 0716 5142 86 31895 3kg d vssedTv XYQ SSKX V A O2 0 001 1 47 60000 0 12 0 02 1 42 1895 3 4 57 0 001 60000 30 2 0 012 1895 3 0 62 4 57 0 001 60000 30 30 2 0 12 1895 3 8 82 2691 33 7573 67 984 43 5875 59kg d 244 82kg h 同理 最大时需氧量为 Omax 8363 77 kg d 348 49kg h 3 供气量计算供气量计算 设计采用网状模型中微孔空气扩散器 敷设于距池底 0 2m 处 淹没水深 4 8m 计算温度为 30oC 查书中附录 1 得 水中溶解氧饱和度 Cs 20 9 17mg l Cs 30 7 63mg l 1 空气扩散器出口处的绝对压力 Po Pb P 9 8 103H 1 013 105 9 8 103 4 8 1 483 105Pa 2 空气离开曝气池面时 氧的百分比 即 Ot 21 1 100 7921 1 a a E E Ea 空气扩散器的氧转移效率 对网状模型中微孔空气扩散器 取值 12 代入 Ea值 得 Ot 18 96 3 曝气池混合夜中平均氧饱和度 按最不利的温度条件考虑 最不利温度 条件 按 300C 考虑 Cst T Cs 5 2 026 1042 btPQ Cst 30 7 63 9 03mg l 5 5 1 483 1018 96 2 026 1042 4 换算成在 20 时条件下 脱氧清水充氧量 即 R0 20 30 20 1 024 sb sb T R C CC 10 取值 0 82 0 95 c 2 0 1 0 R0 328 3kg h 30 20 244 82 9 17 0 82 0 95 1 0 9 032 0 1 024 相应的最大时的需气量 R0 max 467 32kg h 30 20 348 49 9 17 0 82 0 95 1 0 9 032 0 1 024 5 曝气池平均时供气量 GS Ro 0 3EA 100 Gs m3 h 328 3 1009119 44 0 3 12 6 曝气池最大时供气量 Gs max m3 h 467 32 10012981 11 0 3 12 7 去除每 kg BOD5 的供气量 Q 每日去除的 BOD5的值 BOD5 3 0 9119 44 242436 48m 60000 0 120 02 s e G QSS 5 空气 kgBO D 8 每 m3污水的供气量 3 64m3空气 m3污水 9119 24 2424 60000 s G Q 5 5 厌氧池和缺氧池的尺寸计算厌氧池和缺氧池的尺寸计算 容积 厌氧池 缺氧池 好氧池 1 1 3 所以 厌氧池容积 缺氧池容积 5142 86 3 1714 29 m3 厌氧池和缺氧池分别设两组 每组容积为 857 14 m3 池深 H 4 5 则每组池的面积为 F 857 14 4 5 190 48 m 2 池宽取 5m B H 5 4 5 1 11 介于 1 2 之间 符合规定 池长 L F B 190 48 5 38 10m 取 38m L B 76 19 5 15 2 10 符合规定 取超高 0 3m 则池总高度为 5 0 0 3 5 3m 缺氧池为了防止污泥沉淀选用推进式搅拌机 LJB 型 该搅拌机适用与混 合池和反应池的搅拌与混合 常用深水搅拌 由于缺氧池水深较深 故采用 LJB 叶片形式螺旋桨 叶片直径为 3 m 转速为 134r min 功率为 11KW 每 11 廊道有两台 共计 6 台 6 计算草图如下 计算草图如下 3 83 8 二沉池二沉池 为了使沉淀池内水流更稳 进出水配水更均匀 存排泥更方便 常采用圆 形辐流式二沉池 排泥采用吸泥机吸泥 二沉池为周边进水 周边出水 幅流 式沉淀池 共 4 座 二沉池面积按表面负荷法计算 1 沉淀池水面面积 沉淀池水面面积 采用两座向心式辐流式沉淀池 3600 Q F nq 式中 F 沉淀部分有效面积 m2 Q 设计流量 m3 s 表面负荷 m3 m2 h 一般采用 0 5 1 5m3 m2 h q 设计中取 1 4 m3 m2 h q 2 0 913 3600 586 93 4 1 4 Fm 2 池子直径池子直径 D 取 28m 4F4 586 93 D27 34m 3 142 3 沉淀部分有效水深沉淀部分有效水深 2 hq t 沉淀池有效水深 m 沉淀时间 h 一般采用 1 5 3 0h 2 ht 设沉淀池沉淀时间 t 2 5h 2 hq t1 4 2 53 5m 混合液的浓度 X 4000mg l 回流污泥浓度为 6 10 1 212000 100 R Xmg L 12 为保证污泥回流浓度 二沉池的存泥时间不宜小于 2h hTw0 4 二沉池污