生物接触氧化工艺毕业设计.doc

I 生生物物接接触触氧氧化化工工艺艺毕毕业业设设计计 目 录 摘 要 I Abstract II 第 1 章 设计概论 1 1 1 设计依据和设计任务 1 1 1 1 原始依据 1 1 1 2 设计的基本要求 2 1 1 3 设计原则 2 1 1 4 设计依据 2 1 1 5 设计目的 3 1 2 设计水量 3 1 3 设计水质 3 第 2 章 工艺流程的确定 5 2 1 设计方案及可行性分析 5 2 1 1 CASS 工艺 6 2 1 2 生物接触氧化工艺 8 2 1 3 工艺比选 8 2 2 工程实例 10 2 2 1 CASS 工程实例 10 2 2 2 生物接触氧化工程实例 11 2 3 工艺流程 12 第 3 章 污水处理构筑物设计计算 13 3 1 粗格栅 13 3 1 1 设计说明 13 3 1 2 设计参数 14 3 1 3 设计计算 14 II 3 2 提升泵房 17 3 2 1 设计说明 17 3 2 2 设计参数 17 3 2 3 设计计算 17 3 3 细格栅 18 3 3 1 设计参数 18 3 3 2 设计计算 19 3 4 平流沉砂池 21 3 4 1 设计说明 21 3 4 2 设计参数 22 3 5 水解酸化池 26 3 5 1 设计参数 26 3 5 2 池体计算 26 3 5 3 配水系统 27 3 6 配水井 29 3 6 1 设计说明 29 3 6 2 设计要求 29 3 6 3 设计计算 30 3 7 生物接触氧化池 32 3 8 二沉池 42 3 8 1 已知条件 42 3 8 2 设计参数 42 3 8 3 设计计算 43 3 9 消毒池 48 3 9 1 设计参数 48 3 9 2 设计计算 48 3 10 加氯间 49 3 10 1 消毒剂 49 3 10 2 加氯量计算 49 3 11 污泥浓缩池 50 3 11 1 设计参数 50 3 11 2 设计计算 51 III 3 12 鼓风机房 54 3 13 贮泥池 54 3 13 1 设计参数 54 3 13 2 设计计算 54 3 14 污泥泵房 55 3 15 污泥脱水机房 56 3 15 1 脱水污泥量的计算 56 3 15 2 脱水机选型 57 3 15 3 污泥运输泵的选型 58 3 15 4 加药量的计算 58 3 16 调节池 59 3 16 1 体积计算 59 第四章 主要设备说明 60 第五章 污水处理厂布置 63 5 1 污水处理厂平面布置 63 5 1 1 平面布置的原则 63 5 1 2 平面布置 63 5 2 污水处理厂高程布置 65 5 2 1 高程布置原则 65 5 2 2 污水处理高程计算 66 5 2 3 污泥处理高程计算 73 第六章 工程概算与成本分析 77 6 1 企业组织 77 6 1 1 企业情况 77 6 1 2 劳动定员 77 6 2 投资概算 77 6 2 1 投资概算 78 6 2 2 工器具购置费 81 6 3 工程建设其他费用计算 81 6 4 预备费用计算 81 IV 6 5 运行费用 81 6 5 1 能源消耗费 E1 82 6 5 2 药剂费 E2 82 6 5 3 工资福利 E3 83 6 5 4 固定资产基本折旧费 E4 83 6 5 5 无形资产和递延资产摊销费 E5 83 6 5 6 大修理基金提成 E6 84 6 5 7 日常检修维护费 E7 84 6 5 8 管理费销售费和其他费用 E8 84 6 5 9 年经营成本 E9 85 6 5 10 年总成本 E10 85 6 5 11 单位处理成本 E11 85 6 5 12 单位经营成本 E12 85 第 7 章 环境影响评价 86 7 1 环境质量标准与污染物排放标准 86 7 1 1 环境质量标准 86 7 1 2 污染物排放标准 86 7 2 项目建设和生产对环境的影响 87 7 2 1 大气污染源 87 7 2 2 废水污染源 87 7 2 3 固体废气物 87 7 2 4 噪声 87 7 3 环境保护措施初步方案 88 7 3 1 大气环境治理 88 7 3 2 废水治理 88 7 3 3 固体废弃物治理 88 7 3 4 噪声治理 88 7 4 安全措施 89 7 5 评价结论 89 结束语 90 V 致谢 91 参考文献 92 Contents Abstract II Chapter 1 Design summarize 1 1 1 Design basis and design task 1 1 1 1 The original basis 1 1 1 2 The basic requirements of the design 2 1 1 3 Design Principles 2 1 1 4 Design basis 2 1 1 5 Design Purpose 3 1 2 Design of water 3 1 3 Design of water Design of water 3 Chapter 2 Determination Process 5 2 1 Design and feasibility analysis 5 2 1 1 CASS Technology 6 2 1 2 Biological contact oxidation process 8 2 1 3 Choosing the craft 8 2 2 Engineering examples 10 2 2 1Ngineering examples of cass craft 10 2 2 2 Engineering examples of Biological contact oxidation process 11 2 3 Process of the craft 12 Chapter 3 Wastewater treatment design and calculation of structures 13 3 1 Coarse grid 13 3 1 1 Design Notes 13 3 1 2 Design parameters 14 3 1 3 Design calculations 14 3 2 Grit chamber 17 3 2 1 Design Notes 17 VI 3 2 2 Design parameters 17 3 2 3 Design calculations 17 3 3 Fine grid 18 3 3 1 Design parameters 18 3 3 2 Design calculations 19 3 4 Grit chanber 21 3 4 1 Design Notes 21 3 4 2 Design parameters 22 3 5 Hydrolysis acidification tank 26 3 5 1 Design parameters 26 3 5 2 Volume calculations 26 3 5 2 Water distribution system 27 3 6 distribution wells 29 3 6 1 Design Notes 29 3 6 2 Design repuirements 29 3 6 3 Design calculations 30 3 7 Bio contact oxidation tank 32 3 8 Sedimentation tank 42 3 6 1 Known conditions 42 3 8 2 Design parameters 42 3 8 3 Design calculations 43 3 9 Disinfectant tank 48 3 9 1 Design parameters 48 3 9 2 Design calculations 48 3 10 Chlorination room 49 3 10 1 Disinfectant 49 3 10 2 Chlorine dosage calculation 49 3 11 sedimentation tank 50 3 11 1 Design parameters 50 3 11 2 Design calculations 51 3 12 Blower housing 54 3 13 Sludge storage tank 54 VII 3 13 1 Design parameters 54 3 13 2 Design calculations 54 3 14 Sludge pumping station 55 3 15 Sludge dewatering machine room 56 3 15 1 Calculation of the amount of dewatered sludge 56 3 15 2 Dehydrator Selection 57 3 15 3 Pump Selection sludge transportation 58 3 15 4 Calculation of dosage 58 3 16 Regulation ponds 59 3 16 1 Volume calculation 59 Chapter 4 Description of major equipment 60 Chapter 5 Sewage treatment plant layout 63 5 1 Layout of the sewage treatment plant 63 5 1 1 The principle of The layout 63 5 1 2 Layout 63 5 2 Elevation layout of the sewage treatment plant 65 5 2 1 Elevation layout principle 65 5 2 2 Sewage treatment elevation calculation 66 5 2 3 Sludge treatment elevation calculation 73 chapter 6 the project budget and cost analysis 77 6 1 Business organization 77 6 1 1 Situation of the enterprise 77 6 1 2 Labor quota 77 6 2 Investment budget 77 6 2 1 Investment budget 78 6 2 2 Apparatus and instruments purchased fee 81 6 3 Other construction costs 81 6 4 Ready costs 81 6 5 Operating costs 81 6 5 1 Energy consumption charges E1 82 VIII 6 5 2 Pharmacy fee E2 82 6 5 3 Wage welfare E3 83 6 5 4 Basic fixed asset depreciation charges E4 83 6 5 5 Intangible assets and deferred assets amortization expense E5 83 6 5 6 Overhaul fund commission E6 84 6 5 7 Routine repair and maintenance fee E 7 84 6 5 8 Management fee sales and other expenses E 8 84 6 5 9 Annual operating costs E9 85 6 5 10 Total annual costs E10 85 6 5 11 Unit cost of processing E11 85 6 5 12 Unit operating costE12 85 chapter 7 Environmental Impact Assessment 86 7 1 Environmental quality standards and pollutant discharge standards 86 7 1 1 Environmental quality standards 86 7 1 2 Pollutant emission standards 86 7 2 Project construction and production impact on the environment 87 7 2 1 Air Pollution Sources 87 7 2 2 Wastewater pollution 87 7 2 3 Solid waste materials 87 7 2 4 Noise 87 7 3 Environmental protection measures the initial program 88 7 3 1 Atmospheric environmental governance 88 7 3 2 Wastewater treatment 88 7 3 3 Solid waste management 88 7 3 4 Noise control 88 7 4 Safety measures 89 7 5 Evaluation findings 89 Conclusion 90 Acknowledgements 91 References 92 IX 1 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 山东济南某新区生活污水处理厂初步设计 3 20000 md 2 给定资料 1 污水水质 设计原水水质为 COD BOD5 SS NH3 N TN 380 mg L320 mg L200 mg L35 mg L TP PH 6 5 8 05 mg L5 mg L 2 出水水质要求 要求出水水质达到国家 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 中的一级 B 标准要求 排入自然沟壑 夏季用于灌溉 要求设计工艺 技术可行 运行灵活 经济合理 出水水质 COD BOD5 SS NH3 N 60 mg L20 mg L20 mg L TN TP PH 6 5 8 08 mg L20 mg L1 mg L 去除率 COD 84 21 BOD 93 75 SS 90 00 NH3 N 77 14 TP 80 00 3 流量变化系数 Kz 1 3 4 气象资料 山东市属温带大陆性季风气候主要风向春季多为东北风 冬季多为东南风 海拔高度 51 6m 年平均气温 14 2 最高气温 42 5 最低气温 19 2 最大冻深 44cm 主导风向 夏季为东北风 冬季为东南风 最大积雪深度 19 cm 年平均降水量 685mm 年平均风速 2m s 1 1 2 设计的基本要求 1 说明书要求内容系统完整 计算准确 文理通顺书写工整 装订整齐 数字不得少于 2 万字 2 毕业设计图纸要求布置合理 正确清晰 符合制图标准 专业规范 图 纸不少于 8 张 1 号图纸 要求至少两张 CAD 图 一张手工图 3 参与本专业内容紧密相关地文献 15 篇 其中至少 2 篇外文 1 1 3 设计原则 1 认真贯彻国家关于环境保护工作的方针和政策 符合国家的有关法 律 规范 标准 2 采用适合本地区条件的技术 选用高效节能的废水处理工艺 并 充分利用废水厂厂址地形 因地制宜地采用现代化技术 提高管理水平 做 到投资省 运行费低 技术可靠 运行稳定 3 妥善处理 处置废水处理过程中产生的栅渣 污泥 避免二次污 染 4 选择国内或国外先进 可靠 高效 运行管理方便 维修简便的排水 专用设备和控制系统 5 适当考虑周围地区的发展状况 在设计上留有余地 6 合理利用水资源 考虑废水回用 充分发挥项目的社会 经济和环境 效益 3 1 1 4 设计依据 1 污水综合排放标准 GB8978 2002 2 室外给水设计规范 GB50013 2006 3 CAD 工程制图规则 GB T18229 2000 1 1 5 设计目的 目前 我国城市污水处理率较低 据统计 1998 年和 1999 年 46 个重 点城市污水处理率分别为 20 3 和 26 7 其他城市污水处理率更低 根 据中国环境保护远景目标纲要的要求 到 2010 年全国的污水平均处理率 为 设市城市和建制镇不小于 50 设市城市不小于 60 重点城市不小 于 70 我国城市污水处理率与国际相比较低 其主要原因是我国的城 市污水处理厂建设滞后 美国平均一每万人拥有座污水处理厂 法国和瑞 典每 5000 人拥有一座污水处理厂 英国和德国每 7000 至 8000 人拥有一 座污水处理厂 我国城市每 150 万人拥有一座污水处理厂 因此在今后建 设大批的污水处理厂将是必然的趋势 但很多地区由于经济的局限性 虽 能建得起污水处理厂 但却无法长期运营 因此要找到一项即能建得起 又能运营得起的工艺至关重要 所以通过本次 20000m3 d 城市生活污水处 理厂的研究来寻找出一个一个及运营方便又十分有效经济的设计方案来满 足现在的城市对污水处理厂的需求 1 2 设计水量 设计最大水量为 26000m3 d 平均水量为 20000m3 d 1 3 设计水质 来自污水管网的污水经过生物处理后排放 出水水质达到 污水综合排放 4 标准 GB18918 2002 中的二级标准 见表 1 1 表 1 1 进水指标表 出水水质经过三级处理后达到排放标准 其处理效率见表 1 2 表 1 2 出水指标表 处理后出水水质 主要性能指标 mg L 处理效果 BOD5 20 BOD5 93 75 COD 60 COD 84 21 SS 20 SS 90 00 TP 1 TP 80 00 NH 4 N 8 NH 4 N 77 14 进 水 水 质 BOD5 mg L320SS mg L200 COD mg L380TP mg L5 NH 4 N mg L35TN mg l5 5 第 2 章 工艺流程的确定 2 1 设计方案及可行性分析 本项目是对小区内生活污水进行处理 污水经消毒处理后方可进行回 用 生活污水中的污染物包括由厨房 浴室 厕所等场所排出的污水和污 物 生活污水中的污染物 按其形态可分为 1 不溶物质 这部分约占污染物总量的 40 它们或沉积到水底 或悬浮在水中 2 胶态物质 约占污染物总量的 10 3 溶解质 约占污染物总量的 50 这些物质多为无毒 含无机盐 类氯化物 硫酸盐和钠 钾 钙 镁等的重碳酸盐 有机物质有纤维素 淀粉 糖类 脂肪 蛋白质和尿素等 此外 还 含有各种微量金属和各种洗涤剂 多种微生物 原水以有机物为主 BOD COD 比值 0 6 可生化性较好 重金属及有毒有害物质不超标 所 以处理以除有机物 脱氮为主 除 P 外排 根据出水要求 现有城镇污水处理技术的特点 本次设计中磷的进水 指标是 5mg L 出水要求为 1mg L 活性污泥法以及生物膜法的一般工艺都 可去除这些磷 所以不用刻意考虑除磷 进而根据处理规模 进出水质 出水质要求达到 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 二 级标准 根据处理要求算出去除效率要求 BOD 的去除效率应大于 93 75 COD 去除效率应大于 84 21 SS 的去除效率大于 90 污水处 理厂要求有效地去除 BOD 和 COD 以及该工程的造价与运行费用 当地 的自然条件 包括地形 气候 水资源 污水水量及其变化动态 运行 管理与施工 并参考典型的工艺流程和各种生物处理法的优缺点及使用条 件 厌氧法中 UASB 反应器由于具有高的有机负荷 转化效率和操作简 单的优点而广泛用于多种高浓度有机废水的处理 然而本次设计的生活污 水不是高浓度的污水 通过查询大量的 20000 m3 d 的城市生活污水的工 程实例 结合国内的处理工艺 于是本课题选择典型的工艺为 CASS 工艺 氧化沟 生物接触氧化 6 对于氧化沟而言 会出现污泥膨胀 泡沫 污泥上浮 流速不均及污 泥沉积等一系列问题在同一沟中好氧区与缺氧区各自的体积和溶解氧浓度 很难准确地加以控制 因此对除氮的效果是有限的 而对除磷几乎不起作 用 另外 在传统的单沟式氧化沟中 微生物在好氧 缺氧 好氧短暂的 经常性的环境变化中使硝化菌和反硝化菌群并非总是处于最佳的生长代谢 环境中 由此也影响单位体积构筑物的处理能力 因此氧化沟也不适合本 工艺的要求 特别是污泥膨胀问题 当废水中的碳水化合物较多 N P 含量不平 衡 pH 值偏低 氧化沟中污泥负荷过高 溶解氧浓度不足 排泥不畅等 易引发丝状菌性污泥膨胀 非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低 而污泥负荷较高时 微生物的负荷高 细菌吸取了大量营养物质 由于温 度低 代谢速度较慢 积贮起大量高粘性的多糖类物质 使活性污泥的表 面附着水大大增加 SVI 值很高 形成污泥膨胀 污泥上浮问题 当废水中含油量过大 整个系统泥质变轻 在操作过 程中不能很好控制其在二沉池的停留时间 易造成缺氧 产生腐化污泥上 浮 当曝气时间过长 在池中发生高度硝化作用 使硝酸盐浓度高 在二 沉池易发生反硝化作用 产生氮气 使污泥上浮 另外 废水中含油量过 大 污泥可能挟油上浮 以下通过对 CASS 工艺和生物接触氧化法工艺的比较来说明 方案一 CASS 工艺 方案二 生物接触氧化工艺 现结合设计任务要求的处理水质效果进行论证选择 2 1 1 CASS 工艺 1 CASS 工艺原理 是将序批式活性污泥法 SBR 的反直池沿长度方向分为两部分 前部为生 物选择区也称预反应区 后部为主反应区 在主反应区后部安装了可升降的滗 水装置 实现了连续进水间歇排水的周期循环运行 集曝气沉淀 排水于一体 CASS 工艺是一个好氧 缺氧 厌氧交替运行的过程 具有一定脱氮除磷效果 废水以推流方式运行 而各反应区则以完全混合的形式运行以实现同步硝化一 7 反硝化和生物除磷 11 2 CASS 工艺的优点 设备安装简便 施工周期短 具有较好的耐水 防腐能力 设备使用寿命 长 对原水的水质水量的变化有较强的适应能力 处理效果稳定 出水水质 好 可回用于污水处理厂内的如绿化 浇地 洗车等有关杂用用途 处理工艺 在国内外处于先进水平 设备自动化程度高 可用微机进行操作和控制 整 个工艺运转操作较为简单 维修方便 处理厂内不产生污染环境的臭气和蚊蝇 投资较省 处理成本低 工艺有推广应用价值 3 CASS 工艺的缺点 CASS 工艺为单一污泥悬浮生长系统 利用同一反应器中的混合微生物种 群完成有机物氧化 硝化 反硝化和除磷 多种处理功能的相互影响在实际应 用中限制了其处理效能 也给控制提出了非常严格的要求 工程中难以实现工 艺的稳定 高效的运行 1 微生物种群之间的复杂关系有待研究 CASS 系统的微生物种群结构与常规活性污泥法不同 菌群主要由硝化菌 反硝化菌 聚磷菌和异氧型好氧菌组成 目前对非稳态 CASS 系统中微生物种 群之间的复杂的生存竞争和生态平衡关系尚不甚了解 CASS 工艺理论只是从 工艺过程进行一些分析探讨 而理清微生物种群之间的关系对 CASS 工艺的优 化运行是大有好处的 因此仍需加强对这方面的理论研究工作 2 生物脱氮效率难以提高 一方面硝化反应难以进行完全 硝化细菌是一种化能自养菌 有机物降解 由异养细菌完成 当两种细菌混合培养时 由于存在对底物和 DO 的竞争 硝 化菌的生长将受到限制 难以成为优势种群 硝化反应被抑制 此外 固定的 曝气时间也可能会使得硝化不彻底 另一方面就是反硝化反应不彻底 CASS 工艺有约 20 的硝态氮通过回流污泥进行反硝化 其余的硝态氮则通过同步 硝化反硝化和沉淀 闲置期污泥的反硝化实现 其效果不理想也是众所周知的 在沉淀 闲置期中 由于污泥与废水不能良好的进行混合 废水中部分硝态氮 不能与反硝化细菌接触 故不能被还原 此外 在这一时期 由于有机物己充 分降解 反硝化所需的碳源不足 也限制了反硝化效率的进一步提高 这两方 面的原因使得 CASS 工艺脱氮效率难以提高 3 除磷效率难以提高 污泥在生物选择器中的释磷过程受到回流混合液中硝态氮浓度的影响比较 8 大 在 CASS 工艺系统中难以继续提高除磷效率 4 控制方式较为单一 目前在实际应用中的 CASS 工艺基本上都是以时序控制为主的 其缺点是 显而易见的 因为污水的水质不是一成不变的 因此采用固定不变的反应时间 必然不是最佳选择 2 1 2 生物接触氧化工艺 1 生物接触氧化工艺工作原理 生物接触氧化法是以附着在载体 俗称填料 上的生物膜为主 净化有机 废水的一种高效水处理工艺 从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法 生 物接触氧化法净化废水的基本原理与一般生物膜法相同 就是以生物膜吸附废 水中的有机物 在有氧的条件下 有机物由微生物氧化分解 废水得到净化 即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料 利用栖附在填料上的生物膜和充 分供应的氧气 通过生物氧化作用 将废水中的有机物氧化分解 达到净化目的 2 接触氧化工艺优点 池内加设适宜形状和比表面积较大的生物膜载体填料 这样在填料表面形 成生物膜 由于内部的缺氧环境势必形成生物膜内层供氧不足甚至处于厌氧状 态 这样在生物膜中形成了由厌氧菌 兼性菌和好氧菌以及原生动物和后生动 物形成的长食物链的生物群落 能有效地将不能好氧生物降解的 COD 部分厌 氧降解为可生化的有机物 该工艺的特点是填料的比表面积大 生物量高 充氧条件好 生物活性高 而且不需污泥回流 不存在污泥膨胀问题 运行管理方便 具有运行稳定 处理效果好 操作管理简单 承受冲击负荷能力强 投资少 运行费用低的特 点 3 接触氧化工艺缺点 由于池内填充了大量的生物膜载体填料 填料上下两端多数用网格状支架 固定 当填料下部的曝气系统发生故障时 维修工作将十分麻烦 填料易老化 一般 4 6 年需更换一次 由于前端物化处理后废水中 SS 含量较低 生物膜固 着的载体较少 导致生物膜比重较小 极易造成脱膜 挂膜不稳定 脱落的生 物膜和絮状污泥在二沉池沉淀效果较差 易导致出水 SS 超标 9 2 1 3 工艺比选 将 CASS 工艺与生物接触氧化法进行比较 比较结果详见表 2 1 表 2 2 表 2 1 投资 占地 耗电和处理成本比较 工艺 处理规模 m3 d 占地 m2 处理成本 元 吨 耗电 kw 12009620 2232 240013760 2839 480021830 2683 1200028350 33236 S BF 工艺 2000038800 38400 12008800 2334 240017920 3857 480027280 3397 1200036000 39292 CASS 工艺 2000040000 44340 表 2 2 方案对比 项目CASS 工艺接触氧化工艺 温度变化的影响低温有影响不大 产泥量剩余污泥量少剩余污泥量少 有无污泥膨胀不易不存在工艺效果 流量变化的影响不大不大 水头损失大少 曝气量大少 药剂量少少 电耗大小 运行费用 总运行成本较低低 10 土建工程较少少 机电设备及仪表少少 征地费用少少投资费用 总投资1 98 亿76 98 万 自动化程度较简单简单 日常维护和巡视方便方便运行管理 操作和管理人数5 8 人5 8 人 通过比较对比可看出接触氧化工艺比 CASS 1 在操作方便 投资费用 工 艺效果方面占有优势 2 2 工程实例 2 2 1 CASS 工程实例 北京航天城污水处理厂是跨世纪国家重点工程的配套设施 该污水处理厂 分两期建设 一期工程于 1996 年 12 月破土动工 至 1998 年 4 月建成并投入 设备调试及试运行 7 月 29 日经北京市环保局验收后转入正常运转 近期排 放污水量 7200m3 d 远期 14 400m3 d 废水主要包括生活污水 工业废水和 医院污水 各自所占比例为 81 5 18 0 0 5 其污水主要是生活污水 主要污染物包括 有机物 悬浮物和油类等 设计进出水水质及排放标准 北 京市综合废水排放二级标准 见表 2 3 表 2 3 设计进出水水质及排放标准 项目 COD mg L BOD5 mg L SS mg L pH 矿物油 mg L 进水3502502206 5 8 55 8 出水 50 15 306 0 8 5 3 排放标准6020506 0 8 54 工艺流程图如图 2 1 11 进水格栅集水池CASS反应池排放 高效过滤 消毒回用 活性絮凝吸附 供气装置 污泥处理 图 2 1 工艺流程图 2 2 2 生物接触氧化工程实例 重庆市某体育馆生活污水处理厂是日处理能力为 600 m3 d 最大时处理量 为 100 0m3 h 新建的污水厂 经过和论证 结合当地实际情况 该工程采用了生物 接触氧化法工艺 1 设计水量和水质 设计处理水量为 600 m3 d 设计进水水质 参照重庆市生活污水的普遍水质状况 确定设计进水水质 2 为 CODCr 450 mg L SS 350 mg L BOD5 250 mg L NH3 N 40 mg L 动植物油 100 mg L 设计出水水质 执行 GB 897821996 污水综合排放标准 CODCr 100 mg L SS 70 mg L BOD5 20 mg L NH3 N 15 mg L 动植物油不大于 10 mg L 2 工艺流程 根据进水水质特点和出水水质要求以及当地实际情况 本工程采用生物接 触氧化法工艺处理 其工艺流程如图 2 2 所示 浮渣 沉渣泥由环卫 车每半年清掏一次 12 进水 出水 图图 2 2 工艺流程图工艺流程图 2 3 工艺流程 经过两种工艺比较 生物接触氧化处理时间短 管理方便 投资少 占地 面积小等特点 因此本设计生化处理采用生物接触氧化工艺 工艺流程如图 2 3 原 水 粗 格 栅 细 格 栅 提 升 泵 站 沉 砂 池 水 解 池 生 物 接 触 氧 化 池 辅 流 二 沉 池 消 毒 间 排放 砂 水 分 离 剩余污泥 粗渣外运 污泥浓缩池污泥脱水机 鼓风机房 干泥外运 剩余污泥 水线 气线 泥线 调 节 池 配 水 井 污泥泵房贮泥间 水解调节 池 生物接触氧化 池 斜管沉淀 池 贮泥浓缩池 进 水 出水 13 图 2 3 工艺流程图 14 第 3 章 污水处理构筑物设计计算 3 1 粗格栅 3 1 1 设计说明 格栅是一种最简单的过滤设备 由一组平行的金属栅条制成的框架 斜置 于废水流经的渠道上 格栅设于污水处理厂中所有的处理构筑物之前 或设在 泵站前 用于截留废水中粗大的悬浮物或漂浮物 防止其后处理构筑物的管道 阀门或水泵堵塞 格栅的设计主要包括栅室 栅槽的设计与计算 格栅栅条断面 栅条间 隙以及栅渣清除方式的选择 同时要计算出过栅水头损失 1 污水处理系统前格栅栅条间隙应符合下列要求 1 人工清除 25 40 毫米 2 机械清除 16 25 毫米 3 最大间隙 40 毫米 2 污水处理厂可设置中 细两道格栅 3 栅渣量与地区的特点 格栅的间隙大小 污水流量以及下水道系统的 类型等因素有关 在无当地运行资料时 可采用 1 格栅间隙 16 25 毫米 0 10 0 05m3栅渣 103 m3污水 2 格栅间隙 30 50 毫米 0 03 0 01m3栅渣 103 m3污水 4 在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅 每日栅渣量大于 0 2m3 一 般应采用机械清渣 5 机械格栅不宜少于 2 台 如为 1 台时 应设人工清除格栅备用 6 过栅流速一般采用 0 6 1 0m s 7 格栅前渠道内的水流速度一般采用 0 4 0 9m s 8 格栅倾角一般采用 45 75 人工清除的格栅倾角小时 较省力 但 占地多 15 3 1 2 设计参数 设计流量 ave Q 333 20000 833 3 h 0 23 s ave Qmdmm 总变化系数 kz kz 1 3 设计最大流量 max Q 3 max 10000 1 3 0 3 s 3600 24 Z QQKm 栅条宽度 S 10Smm 栅条间隙宽度 b 间隙宽度范围为 大于 50bmm 10 40mm 过栅流速 v 过栅流速范围为 0 6 vm s 0 6 1 0 m s 栅前渠道流速 v1 栅前渠道流速范围为 1 0 4 vm s 0 4 0 9 m s 栅前渠道水深 h 栅前渠道水深范围为 0 4hm 0 4 0 9m 格栅倾角 60 栅渣量 栅渣量以每单位产渣量计 16 0 07 0 1 0 01 粗格栅用最小值细格栅用最大值可根据 333 10mm 333 10mm 实际情况调整该数值 数量 2 座 3 1 3 设计计算 1 格栅尺寸 栅条间隙数 n 取 n 为 24 个 Qmax sin0 30sin60 n23 2624 bhv0 05 0 4 0 6 栅槽宽度 B BS n 1bn0 0124 10 05 241 43m 设一座粗格栅 则 B 取 1 5m 2 水头损失 本设计中采用格栅断面为锐边矩形 格栅水头损失 h1 4 2 3 1 Sv hsink b2g 式中 形状系数 2 42 系数 3 kk 44 22 33 1 Sv0 010 6 sink2 42sin6030 014 b2g0 052 9 81 hm 3 栅后槽总高度 H 栅前渠道超高 一般采用 2 0 3hm 12 H0 40 0140 30 714hhhm 17 4 栅槽总长度 栅前渠道深 1 H 12 0 40 30 7Hhhm 5 进水渠道渐宽部分的长度 设进水渠宽 B1 max 1 0 30 1 25 0 4 0 6 Q B hv 渐宽部分展开角度 1 进水渠道的流速为 20 0 8 m s 渠道渐宽部分长度 1 l 1 1 0 1 BB1 43 1 25 0 25 2tg220 lm tg 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 2 l 1 2 0 25 0 125 22 l lm 栅槽总长度L 1 12 0 H0 7 Ll1 00 50 250 125 1 00 54 798 tg60 lm tg 6 每日栅渣量 33 max1 Z 86400QW86400 0 3 0 02 W0 398 0 2 1000K1000 1 3 mdmd 采用机械清渣 7 格栅选择 选择 BLQ 1000G 系列背爬式格栅除污机 共 2 台 其技术参数见表 3 1 表 BLQ 1000G 系列背耙式格栅除污机性能参数表 型号格栅宽度 耙齿有效长 度 格栅间距提升速度 电动机功 率 18 BLQ 1000G2000mm100mm10mm 2m m in 0 8KW 根据格栅尺寸确定格栅间面积为 6m 6m 8 计算草图 计算草图见图 3 1 栅条工作平台 进 水 图 3 1 格栅计算草图 3 2 提升泵房 3 2 1 设计说明 提升泵房用以提高废水的水位 保证废水能在整个废水处理流程过程中 流过 从而达到废水的净化 本废水处理系统工艺简单 对于新建废水处理 系统 工艺管线可以充分优化 故废水只考虑一次提升 废水提升前流经粗格 栅 然后经提升后自流通过细格栅 沉砂池 水解酸化池 生物接触氧化池 辐流式二沉池及消毒池 最后由出水管道排入河流 3 2 2 设计参数 设计流量 Q 0 23m3 s 进水水面高程为 45 6m 出水管提升后的水面高度 为 55 6m 见水力计算及高程布置 19 3 2 3 设计计算 1 水泵选择 1 最大流量 选择集水池与机器间合建式方形泵站 考虑 2 台水泵 1 台备用 每台 水泵容量 所需的扬程为 55 6 45 6 10m 为安全计取扬程为 10 5m 231 5 L S 根据设计流量 设计中选择 Flygt CP3300LT 型潜水排污泵 泵的参231 5 L S 数如表 3 2 所示 表 3 2 Flygt CP3300LT 型泵参数 流量 L S 扬程 m 出水口径 mm 转速 r min 功率 kw 效率额定电压 V 260 10 5 45072537 83 8 380 2 集水池的设计 采用相当于一台水泵 9min 的容量 则 取 3 833 3 60 9Wm 3 125m 有效水深 H 4 m 则集水池面积 2 125 31 25 4 W Fm H 3 泵房的尺寸 本设计中采用中格栅与污水提升泵房合建 泵房为矩形建筑 在集水池的 基础上再考虑出水管线布置确定提升泵房面积 提升泵房面积 106LBmm 20 3 3 细格栅 3 3 1 设计参数 设计流量 ave Q 333 20000 833 3 h 0 23 s ave Qmdmm 总变化系数 kz kz 1 3 设计最大流量 max Q 3 max 10000 1 3 0 3 s 3600 24 Z QQKm 栅条宽度 S 10Smm 栅条间隙宽度 b 间隙宽度范围为 大于 10bmm 10 40mm 过栅流速 v 过栅流速范围为 0 6 vm s 0 6 1 0 m s 栅前渠道流速 v1 栅前渠道流速范围为 1 0 4 vm s 0 4 0 9 m s 栅前渠道水深 h 栅前渠道水深范围为 0 4hm 0 4 0 9m 21 格栅倾角 60 栅渣量 栅渣量以每单位产渣量计 0 07 0 1 0 01 粗格栅用最小值细格栅用最大值可根据 333 10mm 333 10mm 实际情况调整该数值 数量 2 座 3 3 2 设计计算 1 格栅尺寸 栅条间隙数 n max Qsin0 3sin60 117 0 01 0 4 0 6 a n bhv 有效栅条宽度B B 取 2 33m n 10 01117 10 01 1172 33BSbnm 2 水头损失 本设计中采用格栅断面为锐边矩形 格栅水头损失 1 h 4 2 3 1 Sv sink b2g h 式中 形状系数 2 42 系数 3 kk 代入数据 得 44 22 33 1 0 010 6 sin2 42sin6030 1 20 012 9 81 Sv hkm bg 3 栅后槽总高度H 22 栅前渠道超高 一般采用 2 0 3hm 12 0 40 1 0 30 8Hhhhm 4 栅槽总长度 栅前渠道深 1 H 12 0 40 30 7Hhhm 进水渠宽 1 B 取 1 25m max 1 0 3 1 25 0 4 0 6 Q Bm hv 渐宽部分展开角度 1 1 20 渠道渐宽部分长度 1 l 1 1 0 1 2 33 1 25 1 48 2tg220 BB lm tg 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 2 l 1 2 1 48 0 74 22 l lm 栅槽总长度L 1 12 0 0 7 L1 00 51 480 74 1 00 54 124 tg60 H llm tg 5 每日栅渣量 33 max1 Z 86400Q86400 0 3 0 1 1 99 0 2 1000K1000 1 3 W Wmdmd 采用机械清渣 6 选择格栅 根据格栅宽度 B 选用 XWB 系列背耙式格栅除污机 其规格和性能见 23 表 3 2 表 3 3 XWB 系列背耙式格栅除污机性能参数表 型号格栅宽度耙齿有效长度格栅间距提升速度 电动机功 率 XWB 2 2 2000m m 100mm10mm 2m mi n 0 8K W 7 格栅间尺寸 由于构筑物中细格栅和污泥泵房是建设在一起的 故尺寸为 106mm 3 4 平流沉砂池 3 4 1 设计说明 沉砂池 3 的功能是去除比较大的无机颗粒 如泥沙 煤渣等 它们的相对 密度为 2 65 粒径 0 2mm 以上 沉砂池设于初次沉淀池前 以减轻沉淀池负 荷及能使无机颗粒与有机颗粒分离便于分别处理和处置 改善污水处理构筑物 的处理条件 目前应用较多的沉砂池池型有平流沉砂池 曝气沉砂池 竖流沉砂池和旋 流沉砂池 又叫涡流沉砂池 本次设计选择平流式沉砂池 沉砂池设计一般规定 1 城市污水处理厂一般均设沉砂池 2 沉砂池按去除相对密度 2 65 粒径 0 2mm 以上的砂粒设计 3 设计流量应按分期建设考虑 当污水为自流进入时 应按每期的最 大设计流量计算 当污水为提升进入时 应按每期工作水泵的最大组合流量计 算 4 沉砂池个数或分格数不应少于 2 个 并宜按并联系列设计 当污水 量较少时 可考虑一格工作 一格备用 5 城市污水的沉沙量可按 106m3污水沉砂 30m3计算 其含水率为 60 容量为 1500Kg m3 6 砂斗容积应按不大于 2d 的沉砂量计算 斗壁与水平面的倾角不应小 24 于 55 7 当采用重力排砂时 沉砂池和贮砂池应尽量靠近 以缩短排砂管长 度 并设排砂管的闸门于管的首端 使排砂管畅通和易于养护管理 8 沉沙池的超高不宜小于 0 3m 3 4 2 设计参数 1 设计资料 1 最大流速 最小流速0 3 m s0 15 m s 2 最大的停留时间不大于一般采用30s30 60ss 3 有效水深一般不大于一般采用每格宽度不易小于1 2m0 25 1 0m 0 6m 4 池底坡度一般为当设置除渣设备时应考虑池底形状0 01 0 02 2 沉砂池长度 L 0 2 306Lvtm 式中 v Qmax时流速 m s 取 v 0 2m s 0 15 0 30 m s t Qmax时流动的时间 s 取 t 30s 30 60s 3 水流断面面积 A 3 2 max 0 23 1 15 0 2 Qms Am Vm s 式中 Qmax 最大流量 m3 s v 最大流量时的流速 取 0 2m s 4 有效水深 h2 0 25 1 2m 取 h2 1 0m 5 池总宽度 B 设格 每格宽2n 2 1 15 1 150 6 1 A bm h 2 1 152 3Bnbm 6 沉砂斗所需容积 V 33 max 63 864000 23 2 0 03 86400 0 2980 3 104 10 Z QTX Vmm K 25 式中 X 城市污水沉砂量 一般取 0 03l m3 污水 T 排除沉砂的间隔时间 一般取 T 2d 每一个格有两个沉砂斗 则每个沉砂斗容积 0 V 3 0 0 3 0 075 2 2 Vm 7 沉砂斗尺寸 4 1 沉砂斗底的宽为 b1 0 5m 斗壁与水平面的倾角为 55 沉 1 3 0 5hm 砂斗的上口宽 取 1 3 21 22 0 5 0 51 10 591 66 h bbm tg 1 0m 式中 沉砂斗高度取 1 3 h0 5m 沉砂斗底宽取 1 b0 7m 斗壁与水平面的倾角取 59 a 2 沉砂斗容积 V0 222233 3 01212 0 5 2 0 50 80 50 8 0 3050 3 66 h VSSS Smm 式中 沉砂斗高 取 0 5m3 h3 h 沉砂斗底面积 取 b1 0 5m 1 S 沉砂斗上口面积 取 b2 0 8m 2 S 8 沉砂室高度 h3 采用重力排砂 坡向砂斗 i 0 06 0 01 沉砂室由两部分组成