15万吨污水处理厂环境工程毕业设计论文任务书.doc

西北地区某城市污水处理厂 初步设计 摘 要 本设计根据给定的原始资料及相关要求 进行完整的北方地区某城市污水厂工艺设计 污水厂设计水量为 150000m3 d 考虑自用水量 自用水量系数为 1 3 则最大污水量为 195000m3 d 该污水处理厂工程分两期建设 包括污水的一级处理阶段 厂区内设有污水二级处理工 艺 中水回用工艺及污泥处理工艺 本设计对污水处理厂一级 以及以 A2 O 法为主体的二级处 理工艺流程的选择给予说明 对具体污水及污泥构筑物结构进行了详细计算 A2 O 工艺是缺氧 好氧生 物脱氮工艺的简称 一般适用于要求脱氮的大中型城市污水厂 A2 O 工艺具有流程简单 投资低 沉淀 效果好等优点 本设计要求处理后的水质满足国家城市污水排放水质标准 城镇污水处理厂污染物排放 标准 GB 18918 2002 一级 B 标准 由于污水来源主要为生活污水 氮磷含量较高 由此 设计中需要考虑到脱氮除磷 该厂二级生物处理主要采用 A2 O 处理工艺 主要构筑物为 泵前中格栅 提升泵房 细格栅 旋流沉砂池 平流式沉淀池 A2 O 反应池 辐流式沉淀池 紫外线消毒渠 污泥处理构筑物有 重力浓缩池 污泥脱水机房等 污水厂设计方案为 污水处理流程 粗格栅 污水提升泵房 细格栅 旋流沉砂池 A2 O 反应池 消毒接触池 排放 污泥处理流程 剩余污泥 浓缩池 贮泥池 污泥脱水机房 泥饼外运 关键词 城市污水 A2 O 工艺 深度处理 目目 录录 目 录 0 1 设计说设计说明明书书 3 1 1 概述 3 1 1 1 设计题目 3 1 1 2 设计任务 3 1 1 3 设计阶段 设计程度 3 1 1 4 设计依据 3 1 1 5 设计原始资料 3 1 1 6 设计工作量 5 1 1 7 设计要求 5 1 1 8 毕业设计日期 5 1 2 设计要求 6 1 2 1 设计原则 6 1 2 3 设计内容 6 1 3 水质分析 7 1 3 1 进水水质 7 1 3 2 出水水质 7 1 4 处理程度的计算 8 1 5 工艺选择 8 1 5 1 方案对比 8 1 6 污水处理构筑物设计说明 9 1 6 1 格栅 9 1 6 2 泵房 10 1 6 3 沉砂池 11 1 6 4 沉淀池 13 1 6 5 A2 O 反应池 16 1 6 6 接触池 16 1 6 7 计量堰 17 1 7 污泥处理构筑物设计说明 17 1 7 1 污泥处理的意义 17 1 7 2 污泥处理流程 17 1 7 3 污泥泵房 17 1 7 4 污泥的浓缩 18 1 7 5 污泥的脱水 19 1 8 污水处理厂平面及高程布置 20 1 8 1 平面布置 20 1 8 2 高程布置 21 1 9 污水处理厂主要设备表 22 2 设计计设计计算算书书 26 2 1 设计基础数据的确定 26 2 2 粗格栅的设计 26 2 2 1 设计参数 26 2 2 2 设计计算 28 2 3 泵房 30 2 3 1 泵房形式选择 30 2 3 2 选泵 30 2 3 3 设计计算 30 2 3 3 泵房草图 31 2 4 细格栅 32 2 4 1 设计参数 32 2 4 2 设计计算 32 2 5 旋流沉砂池 34 2 5 1 设计计算 34 2 6 平流式初沉池 35 2 6 1 设计参数 35 2 6 2 设计计算 36 2 6 3 进出水设计 38 2 6 4 计算图 39 2 7 曝气池 A O 39 2 7 1 设计参数 39 2 7 2 判断是否可采用 A2 O 40 2 7 3 曝气池计算 A2 O 池 40 2 7 4 设备选型 47 2 8 集配水井 47 2 9 二沉池 48 2 9 1 设计参数 48 2 9 2 设计计算 48 2 9 3 进出水系统计算 49 2 9 4 排泥量计算 53 2 9 5 辐流式二沉池计算图如下 55 2 10 接触池 55 2 10 1 消毒方法的选择 55 2 10 1 消毒接触池设计参数 55 2 10 2 消毒接触池主体设计 56 2 10 3 消毒接触池排泥设施 57 2 10 4 进水部分设计 57 2 10 5 消毒接触池平面图 58 2 10 6 加氯间设计计算 59 2 11 计量堰 59 2 11 1 尺寸设计 60 2 11 2 水头损失计算 60 2 11 3 巴氏计量槽计算图 61 2 12 污泥处理构筑物的设计计算 62 2 12 1 污泥浓缩池 62 2 12 2 污泥脱水间 67 2 12 2 污泥泵房 67 2 13 中水处理构筑物设计 68 2 13 2 沉淀 69 2 13 3 过滤 V 型滤池 69 2 13 污水厂平面布置 71 2 14 污水厂高程布置 71 2 14 1 概述 71 2 14 2 构筑物之间管渠的连续及水头损失的计算 72 2 14 3 构筑物之间管渠的连续及污泥损失的计算 74 2 15 经济核算 77 参考文献参考文献 81 1 设计说设计说明明书书 1 1 概述概述 1 1 1 设计题设计题目目 根据给定的原始资料及相关要求 进行西北地区某市排水工程设计的规划及排水治 理工程的扩大初步设计 1 1 2 设计设计任任务务 本设计内容是西北某城市污水处理厂设计 设计规模为 15 万 m3 d 1 1 3 设计阶设计阶段 段 设计设计程度 程度 完成整套城市污水治理工程的初步设计 方案设计与单体工艺设计 1 1 4 设计依据 西北某市城市发展与改革委员会计字 2006 第 一 号文件 西北某城市排水 治理工程计划任务书的批复 同意该城市采用完全分流制排水系统 设计内容包括全城 规划区内的污水管道 雨水管道和城市污水处理厂 1 1 5 设计设计原始原始资资料料 城市规划资料 1 城市总平面图 比例 1 10000 图上标有间隔 1 0m 的等高线 城市区域的划分 工厂及大型独立性公共建筑物的位置如图所示 2 水量水质 名 称 排水量 m3 d SS mg L COD mg L BOD mg L NH4 N mg L TN mg L TP mg L 15000025540018032405 3 排放要求 城市污水处理厂二级处理出水水质应满足城市污水排放国家标准 城镇污 水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 一级B标准 主要水质指标为 指指标标单单位位浓浓度度值值 CODcrmg L 60 BOD5mg L 20 SSmg L 20 NH4 Nmg L 8 TNmg L 20 TPmg L 1 大肠杆菌个 L 10000 pH6 9 4 回用要求 城市污水处理厂深度处理出水水质应满足城市回用水水质国家标准 城市污 水再生利用 城市杂用水水质 GB T18920 城市污水再生利用 景观环境用水水质 GB T18921 二 气象资料 1 气温 年平均气温 11 月平均最高气温 28 年最高气温 38 3 年最低气温 18 2 2 雨量 年平均降雨量 531 mm 日最大降雨量 105 5 mm 年最大降雨量 700 mm 3 风向 城市夏季主导风向为 东南风 4 最大冻土深度 50 m 5 封冻期 80 天 三 纳污水体的水文资料 受纳水体 为风景观赏河道 水体的最小流量 30 m3 s 相应的水流速度 0 3 0 8 m s 污水厂排放口上游最小流量时水体溶解氧浓度为 5 6 mg L 排放口处水体的 水位标高 最高水位 342 76 m 最低水位 201 m 常水位 284 5 m 水体中 BOD5 8 15 mg L SS 20 30 mg L 水体温度 T 18 在污水排放口下游 30 50 km 处有一集中取水口 工程地质资料 1 土壤类别 粘土 2 地下水位在地表以下 6 7 m 3 土壤承载能力 10 t m2 4 地震级别为烈度 四 级 1 1 6 设计设计工作量工作量 1 设计说明书一份 设计概述 城市概况 设计范围 设计任务与资料 城市污水水量与水质的计算 排水方案与处理方案的选择 污水厂污水管道平面布置 污水处理厂平面与高程布置 泵站设计计算与污水管道水力计算 污水处理厂工艺流程及各单体构筑物设计计算 经济技术核算 2 扩初设计图纸 包括城市污水厂平面布置图 城市污水厂工艺高程图 污水总泵站布置图 各主要单元 处理工艺的设计图纸等 1 1 7 设计设计要求要求 1 按照学院关于毕业设计的相关规定的要求 独立按时完成课程设计 要求图面正 确 整洁 字迹工整 2 本设计题目与设计成果同时上交 以便校阅 1 1 8 毕业设计毕业设计日期日期 毕业设计任务书发出日期 2009 年 12 月 31 日 毕业设计成果的提交日期 20010 年 5 月 20 日 1 2 设计设计要求要求 1 2 1 设计设计原原则则 1 要符合适用的要求 首先确保污水厂处理后达到排放标准 考虑现实的技术和经济条件 以 及当地的具体情况 如施工条件 在可能的基础上 选择的处理工艺流程 构 建 筑物型式 主要设备 设计标准和数据等 应最大限度地满足污水厂功能的实现 使处理后污水符合水质要求 2 污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠 设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件 如水质水量资料 同类工程资料 按照工程的处理要求 全面地分析各种因素 选择好各项设计数据 在设计中一定要遵守现行的设计规范 保证必要的安全系数 对新工艺 新技术 新结构和新材料的 采用积极慎重的态度 3 污水处理厂 站 设计必须符合经济的要求 污水处理工程方案设计完成后 总体布置 单体 设计及药剂选用等尽可能采用合理措施降低工程造价和运行管理费用 4 污水厂设计应当力求技术合理 在经济合理的原则下 必须根据需要 尽可能采用先进的工 艺 机械和自控技术 但要确保安全可靠 5 污水厂设计必须考虑安全运行的条件 如适当设置放空管 超越管线 沼气的安全储存等 6 污水厂设计必须注意近远期的结合 不宜分期建设的部分 如配水井 泵房及加药间等 其土 建部分应一次建成 在无远期规划的情况下 设计时应为以后的发展留有挖潜和扩建的条件 1 2 2 设计设计依据依据 设计依据包括 1 GBJ14 87 室外排水设计规范 2 GB8978 1996 污水综合排放标准 3 GB18918 2002 城镇污水处理厂污染物排放标准 4 CJ3082 99 污水排入城市下水道水质标准 5 给水排水设计手册 1 2 3 设计设计内容内容 污水处理厂工艺设计流程设计说明一般包括以下内容 1 据城市或企业的总体规划或现状与设计方案选择处理厂厂址 2 处理厂工艺流程设计说明 3 处理构筑物型式选型说明 4 处理构筑物或设施的设计计算 5 主要辅助构筑物设计计算 6 主要设备设计计算选择 7 污水厂总体布置 平面或竖向 及厂区道路 绿化和管线综合布置 8 处理构筑物 主要辅助构筑物 非标设备设计图绘制 9 编制主要设备材料表 1 3 水水质质分析分析 1 3 1 进进水水水水质质 根据资料进水水质设计见表 1 1 表 1 1 进水水质数据 水质指 标 BOD5 mg L CODcr mg L SS mg L NH3 N mg L TN mg L P mg L 原水水 质 18040025532405 本项目污水处理的特点 污水以有机污染物为主 BOD COD 0 50 可生化性较好 采用生化处 理最为经济 BOD TN 3 0 COD TN 7 满足反硝化需求 1 3 2 出水水出水水质质 污水应达到 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB8918 2002 中的一级标准 B 标准 因此确定 西北某市污水处理厂二级出水标准为 表 1 2 出水水质数据 水质指 标 BOD5 mg L CODcr mg L SS mg L NH3 N mg L TN mg L P mg L 原水水 质 20 60 20 8 20 1 1 4 处处理程度的理程度的计计算算 1 BOD5 的去除率 20020 100 90 00 200 2 COD 的去除率 40060 100 85 00 400 3 SS 的去除率 20020 100 90 00 200 4 总氮的去除率 5020 100 60 00 50 1 5 工工艺选择艺选择 按 城市污水处理和污染防治技术政策 要求推荐 20 万 t d 规模大型污水厂一般采用常规活性 污泥法工艺 10 20 万 t d 污水厂可以采用常规活性污泥法 氧化沟 SBR AB 法等工艺 小型污水厂 还可以采用生物滤池 水解好氧法工艺等 对脱磷或脱氮有要求的城市 应采用二级强化处理 如 工艺 A O 工艺 SBR 及其改良工艺 氧化沟工艺 以及水解好氧工艺 生物滤池工艺等 2 AO 1 5 1 方案方案对对比比 表 1 3 生物处理方法的特点和适用条件 工艺类 型 氧化沟SBR 法A2 O 法 技术比 较 1 污水在氧化沟内的停 留时间长 污水的混合效果 好 2 污泥的 BOD 负荷低 对水质的变动有较强的适应 性 1 处理流程短 控制灵活 2 系统处理构 筑物少 紧凑 节省 占地 1 具有较好的 除 P 脱 N 功能 2 改善污泥沉 降性能的能力 减 少污泥排放量 3 技术先进成 熟 运行稳妥可靠 经济比 较 可不单独设二沉池 使 氧化沟二沉池合建 节省了 二沉池合污泥回流系统 投资省 运行费 用低 比传统活性 污泥法基建费用低 30 管理维护简单 运行费用低 沼气可 回收利用 使用范 围 中小流量的生活污水和 工业废水 中小型处理厂 居多 大中型污水处 理厂 稳定性一般一般稳定 考虑该设计是中型污水处理厂 A2 O 工艺比较普遍 稳定 且出水水质要求不是很高 本设计选 择 A2 O 工艺 细 格 栅 旋流沉砂池 砂水分离机房 初沉池二沉池 混合污泥泵房 消毒 出水 回流污泥 A2 O池 进水 污水处理流程图 污 泥 污泥浓缩池脱水机房污泥外运 污泥处理流程图 泵 房 中 格 栅 混合 絮凝 池 斜 板 沉 淀 池 V 型 滤 池 消毒及清水池 出水 1 6 污污水水处处理构筑物理构筑物设计说设计说明明 1 6 1 格格栅栅 1 6 1 1 格栅的作用 格栅是由一组平行的的金属栅条制成的框架 斜置在污水流经的渠道上 或泵站集水井的井口 处 用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的污物 在污水处理流程中 格栅是一种对后续处理构筑物或 泵站机组具有保护作用的处理设备 1 6 1 2 格栅的选择 1 格栅的选择 格栅的选择主要是决定栅条断面 栅条间隙 栅渣清除方式 2 栅条断面有圆形 矩形 正方形 半圆形等 圆形水条件好 但刚度差 一般多采用矩形断面 3 栅渣清除方式 一般按栅渣量而定 当每日栅渣量大于 0 2m3 应采用机械清渣 1 6 1 3 粗格栅参数 栅槽宽 1 69 m 共设四组 便于维修和清洗 栅渣量为 4 54m3 d 宜采用机械格栅清渣 污水是由直径为 1600 mm 管子引入格栅间 栅前水深 h 0 54 m 过栅流速 v 0 9 m s 栅条间隙宽度 b 40 mm 格栅倾角 0 60 1 6 1 4 细格栅参数 污水厂的污水由直径为 1600 mm 的管子从提升泵站引入细格栅间 栅前水深 h 0 54 m 过栅流速 v 0 9 m s 栅条间隙宽度 e 10 mm 格栅倾角 600 栅槽宽 2 87 m 共设四组 便于维修和清洗 栅渣量为 12 02m3 d 宜采用机械格栅清渣 1 6 1 5 格栅示意图 见图 1 2 1 进 水 工作平台栅条 图 1 2 格栅示意图 1 6 2 泵泵房房 由于该泵站为常年运转且连续开泵 故选用自灌式泵房 又由于该泵站流量较大 故选用矩形 泵房 矩形泵房工艺布置合理 运行管理较方便 现已普遍采用 1 6 2 1 水泵的选择 本工程中选用 500WQ2700 16 185 型潜水排污泵四台 它满足本设计中流量及扬程的要求 并且 能够在高效区内运行 1 6 2 3 水泵的适用范围及性能特点 1 适用范围 WQ 型潜污泵是在吸收国外先进技术的基础上 研制而成的潜水排污泵 适用于 市政污水处理厂 泵站 工厂 医院 建筑 宾馆排水 2 性能特点 见表 1 4 表 1 4 WQ 型潜污泵性能 型号 流量 m3 h 扬程 m 转速 r min 电动机功率 kw 效率 出口直径 mm 500WQ2700 16 18527001672518582500 1 6 2 4 污水提升泵房 1 污水提升泵房见图 1 3 进水总管 中格栅 最底 水位 图 1 3 提升泵房 1 6 3 沉砂池沉砂池 1 6 3 1 沉砂池的作用 沉砂池的作用是从污水中分离相对密度较大的无机颗粒 沉砂池一般设于倒虹管 泵站 沉淀池 前 保护水泵和管道免受磨损 防止后续处理构筑物管道的堵塞 减小污泥处理构筑物的容积 提高 污泥有机组分的含量 提高污泥作为肥料的价值 1 6 3 2 沉砂池的形式 沉砂池有三种形式 平流式 曝气式和涡流式 平流式矩形沉砂池是常用的型式 具有结构简单 处理效果较好的优点 其缺点是沉砂中含有 15 的 有机物 使沉砂的后续处理难度加大 曝气沉砂池是在池的一侧通入空气 使污水沿池旋转前进 从 而产生与主流垂直的横向恒速环流 曝气沉砂池的优点是通过调节曝气量 可以控制污水的旋流速 度 使除砂效率较稳定 受流量变化的影响小 同时 还对污水起预曝气的作用 涡流式沉砂池是利 用水力涡流 使泥砂和有机物分开 以达到除砂目的 该池型具有基建 运行费用低和除砂效果好等 优点 在北美国家广泛应用 1 6 3 3 旋流式沉砂池 考虑到除磷工艺的厌氧要求所以不采用曝气沉砂池 而采用现在应用比较广泛的旋流式沉砂池 具 有占地省 除砂效率高 操作环境好 设备运行可靠等优点 本工程选用旋流式沉砂池 I 旋流式沉砂 池 I 是一种涡流式沉砂池 由进水口 出水口 沉砂分选区 集砂区 砂提升管 排沙管 电动机和变 速箱组成 污水由流入口沿切线方向流入沉砂区 利用电动机及传送装置带动转盘和斜坡式叶片旋 转 在离心力的作用下 污水中密度较大的砂粒被甩向池壁 掉入砂斗 有机物则被留在污水中 调 整转速 可达到最佳沉砂效果 沉砂用压缩空气经砂提升管 排沙管清洗后排出 清洗水回流至沉砂 区 根据处理水量的不同 旋流式沉砂池可分为不同型号 各部分尺寸可查给排水设计手册第五册 本工 程设计流量为 2257L S 可选用两座型号为 1300 型旋流式沉砂池 I A 5480mm B 1500mm C 1100mm D 2200mm E 400mm F 2200mm G 1000mm H 610mm J 630mm K 800mm L 1850mm 沉砂池设计简图如下 1 6 4 沉淀池沉淀池 1 6 4 1 沉淀池的作用及形式 沉淀池按工艺布置的不同 可分为初次沉淀池和二次沉淀池 沉淀池的处理对象是悬浮物质 约 去除 40 55 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 初沉池是对污水中的以无机物为主体的比重大的 固体悬浮物进行沉淀分离 二沉池是对污水中的以微生物为主体的比重小的 且因水流作用易发生 上浮的固体悬浮物进行分离 沉淀池按池内水流方向的不同 可分为平流式沉淀池 辐流式沉淀池和竖流式沉淀池 平流式 沉淀池沉淀效果好 对冲击负荷和温度变化的适应能力强 施工简易 竖流式沉淀池适用于小型污水 厂 辐流式沉淀池适用于大中型污水处理厂 运行可靠 管理简单 本设计初沉淀选用平流式沉淀池 二沉池选用辐流式沉淀池 1 6 4 2 沉淀池设计参数 见表 1 9 表 1 9 设计参数表 污泥量沉淀池类型沉淀 时间 h 表面水力 负荷 m3 m2 h g p d L p d 污泥含 水率 初次沉淀池0 5 2 0 1 5 4 516 360 36 0 83 95 97 生物 膜法后 1 5 4 0 1 0 2 010 26 96 98二 次沉 淀 池 活性 污泥法后 1 5 4 0 0 6 1 512 32 99 2 99 6 1 6 4 3 初沉池外形尺寸 见表 1 10 表 1 10 初沉池尺寸 池内水深 m 3 L h 9 L B4 5 污泥斗容积 m3 62 3 池子总高度 m 8 77 池子个数24 1 6 4 4 平流初沉池剖面图 见图 1 5 图 1 5 平流初沉池 1 6 4 5 二沉池外形尺寸 见表 1 11 表 1 11 二沉池外形尺寸 池深 构筑物名称座数 池径 m 有效深度 m H1 m H3 m H4 m H5 m H6 m 二沉池44940 30 51 130 51 73 注 表中 H1为超高 H3为缓冲层高度 H4为沉淀池坡底落差 H5 为刮泥机高 H6 为污泥斗高 1 6 4 6 辐流式二沉池剖面图 见图 1 6 进水 排泥 出水 图 1 6 辐流二沉池 1 6 5 A2 O 反反应应池池 本设计生物反应池由 8 组 3 廊道组成 每个廊道长 80 米 宽 7 米 有效水深 5 米 超高 0 5 米 总高度为 5 5 米 工艺采用 A2 O 法 厌氧 缺氧 好氧 1 1 4 停留时间为 9 7h 污泥回流比为 100 厌氧段 缺氧段之间设置一堵墙 因为它们在同一个廊道中 这样可以使各个部分有自己的处理 空间 各个生物反应池进水管和回流污泥管同时进入进水井 在里面充分混合后进入厌氧廊道 在厌 氧段和缺氧段各设 8 个潜水搅拌机 使泥水进一步混合 并且具有推流作用 污水中的总氮包括有机氮 氨氮 亚硝酸盐氮和硝酸盐氮 四者合称总氮 TN 其中氨氮与有机 氮合称凯氏氮 TKN 这是衡量污水进行生化处理时氮营养是否充足的依据 在常规生活污水中基本 不含亚硝酸盐氮和硝酸盐氮 因此一般情况下 对于常规生活污水的 TN TKN 亚硝酸盐氮和硝酸盐 氮可视为零 厌氧段进水中可溶性磷与溶解性 BOD5之比小于 0 06 才会有较好的除磷效果 污水中 CODcr TKN 8 时氮的去除率可达 80 CODcr TKN8 TP BOD5 5 195 38 0 025 0 06 符合要求 故可采用此法 2 7 3 曝气池计算 A2 O 池 1 A O 池容积计算 1 有效容积 59206m3 7 1 15 0 3300 38 195150000 NX QS V o 2 池有效水深 h 5m 3 池总有效面积11841m2 5 59206 h V A 反应池分 8 组 单组有效面积 1480m2 8 11841 8 A 单 A 4 采用 6 廊道推流式反应池 廊道宽 b 7m 5 单组反应池长度 35 23m 76 1480 6 b A L 单 取 L 35 23m 故有效面积为 11841m 有效容积为 59206m 6 校核 b h 7 5 1 4 满足 b h 1 2 L b 35 23 7 5 03 满足 L h 5 10 7 取反应池超高 0 5m 曝气管廊道高度 0 65m 故反应池总高 5 00 50 656 15Hm 2 反应停留时间 反应池总反应停留时间 0 39d 9 36h 150000 59206 Q V t 各段水力停留时间和容积 厌氧 缺氧 好氧 1 1 4 厌氧池水力停留时间 t 厌h6 516 39 6 1 厌氧池容积m3 7986759206 6 1 厌 V 缺氧段水力停留时间 t 缺h6 516 39 6 1 缺氧池容积m3 7986759206 6 1 缺 V 好氧段水力停留时间 t 好 6 24h36 9 3 2 好氧池容积 39470m359206 3 2 好 V 3 校核氮磷负荷 好氧段总氮负荷 0 048 kg TN kg MLSS d 0 05 符合要求 7 2 394703300 42150000 VX TNQ O 好 好 N 厌氧段总磷负荷 0 023 kg TP kg MLSS d 0 06 符合要求 7 3 798673300 5150000 VX TPQ O 厌 厌 N 4 剩余污泥量 7 4 00 50 edVeXYQK VXQ CC 取污泥增殖系数 Y 0 6 0 5 0 7 污泥自身氧化系数 Kd 0 07 0 05 0 1 则降解 BOD5产生的污泥量 dkgYQX s 16200 02 0 20 0 1500006 0 01 内源呼吸分解污泥量 dkgdkgVXKX Vd 10257 1000 3300 75 0 5920607 0 2 不可降解和惰性悬浮物 该部分占 TSS 约 50 dkgCCQX e 5 19282 50 02 0 2771 0 150000 50 03 剩余污泥量为 X X1 X2 3 16200 10257 19282 5 25225 5kg d 5 碱度校核 每氧化 1mg 的 NH3 N 需消耗碱度 7 14mg 每还原 1mg 的 NO3 N 产生碱度 3 57mg 去除 1mgBOD5产生 0 1mg 的碱度 剩余碱度 进水碱度 硝化消耗碱度 反硝化产生碱度 去除 BOD5产生碱度 假设生物污泥含中氮量以 12 4 计 则 每日用于合成的总氮量 0 1217537 5 11642 4 kg d 731kg d 即进水总氮中有Lmg 87 4 150000 1000731 被氧化的 NH3 N 进水总氮 出水总氮量 用于合成的总氮量 42 8 4 87 mg L 29 13mglL 所需脱硝量 42 20 4 87 17 13mg L 需还原的硝酸盐氮量 2569 5mg L 1000 13 17150000 T N 将各值带入 剩余碱度 2807 14 21 6143 57 17 6140 1 195 37520 ALKISmg L 以 CaCO3计 可维持 pH 7 2149 100 mg Lmg L 6 污泥龄计算 污泥龄 15 5d 满足污泥龄 15 20d 要求 100025225 660059206 1000 XR 剩余污泥 曝气池有效容积 7 反应池进出水系统计算 1 进水管 单组反应池进水管设计流量 3 1 1 94 0 243 8 Q Qms n 管道流速 v 0 7m s 管道过水断面面积 2 10 243 0 346 0 7 Q Am v 管径 44 0 346 0 664 3 14 A dm 取进水管径 DN700mm 2 回流污泥管 单组反应池回流污泥管设计流量 3 1 94 10 243 8 R Q QRms n 管道流速 v 0 7m s 取回流污泥管管径 DN700mm 3 进水井 反应池进水孔尺寸 进水孔过流量 3 2 1 94 1 1 1 0 485 8 Q QRms n 孔口流速 v 0 5m s 孔口过水断面面积 297 0 5 0 485 0 2 m v Q A 孔口尺寸取 0 5m 0 5m 取 4 个孔口 进水井平面尺寸取 4m 7m 4 出水堰及出水井 按矩形堰流量公式计算 33 22 30 42 21 86QgbHbH 式中 3 3 1 94 1 1 1 1 1 0 75 8 QRRms 内 Q n b 堰宽 B 7m H 堰上水头 m 22 33 30 75 0 149 1 861 86 7 Q Hm b 5 出水井 反应池出水管设计流量 Q5 2Q3 1 5m s 管道流速 v 0 7m s 管道过水断面面积 2 51 5 2 15 0 7 Q Am v 管径 44 2 15 1 65 3 14 A dm 取出水管管径 DN1700mm 角和管道内流速 2 31 5 0 66 1 7 4 Q vm s A 8 曝气系统设计计算 1 设计需氧量 AOR AOR 去除 BOD5需氧量 剩余污泥中 BODu 氧当量 NH3 N 硝化需氧量 剩余污泥中 NH3 N 的氧当 量 反硝化脱氮产氧量 碳化需氧量 0 1 1 42 1 kt rQ DPx e 式中 k BOD5的分解速度常数 d 取 k 0 23 t BOD5试验时间 取 t 0 23 Px 生物污泥产量 Px X1 X2 17537 5 11642 4 5895 1kg d S 出水溶解性 BOD5的质量浓度 7 5 0 23 5 1 42 1 20 1 42 0 75 20 1 kt reefee 3 5 45 0 00545 mg Lkg m 1 DdOkg e 33320 1 589542 1 1 00545 0 195375 0 150000 2 523 0 硝化需氧量 204 6 4 6 12 exDQ NNP 1 589512 0 6 4 02 0 0042 0 1500006 4 4 6 1 589512 0 6 4 02 0 042 0 150000 11926 kg O2 d 反硝化脱氮产生的氧量 dOkglmgND T 77 7348 5 256986 2 86 2 23 总需氧量 123AORDDD 33320 11926 7348 77 37897 23 kg O2 d 237952 6713612 57839643169 24 kg Od 最大需氧量与平均需氧量之比为 1 5 则 2max1 51 5 93169 2464753 86 DDkg Od 去除每 1kg 中的 BOD5的需氧量 0 e AOR Q 02 0 195375 0 150000 23 37897 1 44kg O2 d 2 标准需氧量 SOR 采用鼓风曝气 微孔曝气器 曝气器敷设于池底 距池底 0 2m 淹没深度 4 8m 氧转移效率 EA 20 计算温度 T 25 将实际需氧量 AOR 换算成标准状态下的需氧量 SOR 7 6 20 20 1 024 T S sb TL AOR C SOR CC 式中 AOR 曝气池的标准需氧量 kg d CS 20 水温 20 时清水中溶解氧的饱和度 mg L Csb T 设计水温 T 时好氧反应池中平均溶解氧的饱和度 mg L CL 好氧反应池中溶解氧浓度 mg L T 设计污水温度 污水好氧速率与清水传氧速率之比 污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧之比 气压调整系数 5 1 013 10 所在地区实际气压 工作所在地区实际大气压为 0 912 105 5 5 0 912 10 0 9 1 013 10 取 CL 2mg L 取 0 82 0 95 查手册得 CS 20 9 17mg L CS 25 8 38mg L 空气扩散器出口处绝对压力 53 1 013 109 8 104 8 5 1 483 10 Pa 空气离开好氧反应池时氧的百分比 7 7 21 1 21 1 20 100 100 17 54 7921 1 7921 1 20 A A t E Q E 好氧反应池中平均溶解氧饱和度 5 25 25 2 026 1042 bt sbs PQ CC 5 5 1 483 1017 54 8 38 9 64 2 026 1042 mg L 所以标准需氧量为 25 20 43169 24 9 17 0 82 0 95 0 9 9 642 1 024 SOR 2262926 86 2621 95 kg Odkg Oh 相应最大时标准需氧量 max21 51 5 62926 86 SORSORkg Od 2294390 25 3932 925 kg Odkg Oh 好氧反应池平均时供气量 3 2621 95 10010043699 17 0 30 3 20 A SOR Gsmh E 最大时供气量 3 max1 51 5 43699 1765548 755 ssGGmh 3 所需空气压力 p 相对压力 12345phhhhh 式中 h1 h2 供风管道沿程与局部阻力之和 取 h1 h2 0 2m h3 曝气器淹没水头 h3 4 8m h4 曝气器阻力 取 h4 0 4m h5 富余水头 取 h5 0 5m 0 24 80 40 55 9pm 4 曝气器数量计算 以单组反应池计算 1 max 24c SOR n q 式中 n1 按供氧能力所需曝气器个数 个 qc 曝气器标准状态下 与好氧反应池工作条件接近时的供氧能力 kgO2 h 个 采用微孔曝气器 参照有关手册 工作水深 4 8m 在供风量 1 3m h 个 时 曝气器氧利用率 EA 20 服务面积 0 3 0 75m2 qc 0 14kgO2 h 个 则 1 3932 925 4 7023 24 0 14 n 个 每个廊道有 设计中取 1800 个 每组反应池共计 7200 个曝气器 以微孔曝气器服务1756 7023 个 4 面积进行校核 满足服务面积 0 3 0 75m2 符合要求 2 70 8 4 0 31 7200 fm 5 供风管道计算 按一个系列计算 供风管道采用环状布置 干管流量 333 max 111 65548 755 316387 19 4 55 222 ssQGmhmhms 流速 v 10m s 管径 取 DN 800mm 44 4 55 0 761 3 14 10 sQ dm v 采用双侧供气 向两侧廊道供气 单组供气支管取 1 个 8 组共计空气支管 8 个 则支管流量 33 max 4096 797 1 138 S sG Qmhms n 双 11 65548 755 22 8 流速 v 10m s 管径 44 1 138 0 381 3 14 10 SQ dm v 双 取支管管径 DN400mm 9 厌氧池设备选择 以单组反应池计算 厌氧池内设潜水搅拌机 8 台 所需功率按 5W m 池容计算 厌氧池有效容积 3 70 8 52800Vm 厌 混合全部污水所需功率为5 280014000W 10 缺氧池设备选择 以单组反应池计算 缺氧池内设潜水搅拌机 8 台 所需功率按 5W m 池容计算 缺氧池有效容积 3 40 7 51400Vm 缺 混合全部污水所需功率为5 14007000W 11 污泥回流设备 污泥回流比 R 100 污泥回流量 33 1 166666 67166666 67 6944 45 RQRQmdmh 污泥回流泵见设备选型 12 混合液回流设备 1 混合液回流泵 见设备选型 2 混合液回流管 回流混合液由回流泵送至缺氧段首端 混合液回流管设计流量 3 6 1 94 1 10 267 8 QRms 内 Q N 混合液回流管出水流速 v 0 8m s 管道过水断面面积 2 60 267 0 334 0 8 Q Am v 管径 44 0 334 0 652 3 14 A dm 取回流污泥出水管管径 DN700mm 2 7 4 设备选型 主要设备见下表 表 3 3 曝气池设备一览表 设备名称型号数量备注 潜水泵50QW100 34 电动调节阀AS56154 水下搅拌器QJB015 400128电机功率1 5kW 溶解氧探头DO36 196 微孔曝气器STEDCO 10028800 2 8 集配水井集配水井 设集配水井内径 5000 mm 外径 10000 mm 墙厚 250 mm 配水井中心管管径为 DN1600 的铸铁 管 当回流比 R 100 时 设计流量 Q 2256L S 查手册水力计算表得 1 044 vm s 000 0 647i 水井进口 1 0 则局部水头损失为 22 1 1 044 1 00 056 22 9 81 v hm g 设沉淀池进水管管径为 DN1000 的铸铁管 当回流比 R 100 时 设计流量 查手册水力计算表得 则局部sLQ 564 4 2256 0 588 vm s 000 0 332i 0 5 水头损失为 22 2 0 588 0 50 008 22 9 81 v hm g 二沉池出水管管径为 DN1000 的铸铁管 设计流量查手册水力计算表得 sLQ 564 4 2256 则局部水头损失为 0 588 vm s 000 0 332i 1 0 22 3 0 558 1 00 016 22 9 81 v hm g 设总出水管管径为 DN1600 的铸铁管 设计流量 Q 2256L S 查手册水力计算表得 则局部水头损失为 1 044 vm s 000 0 647i 0 5 22 4 1 044 0 50 028 m 22 9 81 v h g 2 9 二沉池二沉池 二沉池是活性污泥处理系统的重要组成部分 其作用是泥水分离 使得混合液澄清 浓缩和回 流活性污泥 其运行效果将直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度 在本次设计中为了提高沉淀效率 节约土地资源 降低筹建成本 采用机械刮泥吸泥机的辐流沉 淀池 进出水采用中心进水 周边出水 以获得较高的容积利用率和较好的沉淀效果 2 9 1 设计设计参数参数 表面负荷 32 1qmmh 设计流量 Q 2 26m3 s 池数个4n 2 9 2 设计计设计计算算 1 单池面积 A 9 1 22034 14 360026 2 m nq Q 2 直径 D 50 9 m 取 51m 4A 3 沉淀部分有效水深 2 1 44hqtm 4 有效容积 V 8167m3 9 2 4 4 5114 3 4 2 2 2 h D 5 沉淀池坡底落差 取 0 05i H4 i1 18m 2 2 51 05 0 2 2 D 6 沉淀池周边水深 设缓冲层 刮泥机高 3 0 5hm 5 0 5hm 有效水深的高度 HO h2 h3 h5 4 0 5 0 5 5m 7 污泥斗容积 集泥斗上部直径为 5m 下部直径为 3m 倾角为 600 则有污泥斗高度 612 2 5 1 5601 73hrr tgtg m 污泥斗有效容积为 9 3 2222 6 111 22 3 14 1 73 2 52 5 1 5 1 522 18 33 h Vrrrr 3 m 8 沉淀池的高度 设超高 1 0 3hm 416 5 1 030 3 1 738 06HHhhhm 2 9 3 进进出水系出水系统计统计算算 1 进水部分设计 辐流式沉淀池中心处设中心管 污水从池底的进水管进入中心管 通过中心管壁的开孔流入池 中央 中心管处用穿孔整流板围成流入区 使污水均匀流动 污水曝气池出水并接 DN1600 的铸铁管 进入配水井 从配水井接 DN1000 的铸铁管 在二沉池前接阀门 后接 DN1000 的二沉池入流管 采用中心进水 中心管采用铸铁管 出水端用渐扩管 为了配水均匀 沿套管周围设一系列潜孔 并在套管外设稳流罩 流量为 2 26 m3 s 则单池设计污水流量 Q单 0 565m3 s 4 26 2 4 Q 当回流比为 100 时 单池进水管设计流量为 Q进 1 1 0 Q单 1 1 0 0 565 1 13m3 s 取中心管流速为 则过水断面积为 1 0 vm s 2 13 1 0 1 13 1 m v Q f 进 设 10 个导流孔 则单孔面积为 f m2 113 0 10 13 1 10 f 设孔宽为 0 2 m 则孔高为m 565 0 2 0 113 0 2 0 f 孔断面尺寸为 0 20 565m 设孔间距为 0 25 m 则中心管内径为 0 20 25 101 4D 内 m 设管壁厚为 0 15 m 则中心管外径为 1 40 15 21 7D 外 m 进水管与中心孔水头损失均按回流比为 100 的最不利情况计算 进水管水头损失为 查 给水排水设计手册 第一册 673 408 页得1 05 1000 DN mm 0 558v m s 则 22 1 0 558 1 050 0167 22 9 81 v hm g 中心孔头水头损失 查第一册 678 页得 则 1 06 2 2 0 558 1 060 0167 2 9 81 hm 则进水部分水头损失为 12 hhh 0 01670 01670 0334m 稳流罩设计 筒中流速一般为 取 3 v 0 03m s0 02 m s 0 03m s 稳流筒过流面积 f 38m2 03 0 13 1 3 v Q进 稳流筒直径为 D3 7 16m 22 7 1 14 3 3844 外 D f 并设置罩高为3 2m 2 出水部分设计 每池所需堰长 L 353m 6 14 26 2 10001000 nq Q 且有 D 112 4 51 14 3 353 L m 故采用双侧集水 出水溢流堰的设计 采用出水三角堰 90 采用等腰直角三角形薄壁堰 取堰高 0 08 堰宽 0 16 堰上水头 即三角口底部至上游水面mm 的高度 0 04 堰上水宽为 0 08 mm 每池出水堰长 9 4 0 4 20 4 20 80 15 22LDD 51 0 8 51 0 8 2 2 308 34m 实际堰负荷 q 1 8L s 34 3084 100026 2 4 L Q m 实际堰个数为 k 1927 个 16 0 34 308 16 0 L 每个三角堰的流量 为 1 Q Q1 2 9310 4m3 s 41927 26 2 nm Q设 出水堰水头损失 过堰水深 h 0 03m 5 2 4 5 2 1 4 1 1093 2 4 1 Q 图 2 6 溢流堰简图 考虑自由跌水水头损失 0 15 m 则出水堰总水头损失为 0 15h 0 030 150 18m 出水槽的接管与二沉池集水井相连 环形集水槽设计 采用双侧集水环形集水槽计算 设出水槽外壁距离池壁 0 4 槽 0 8 mm 集水槽总高度为 0 4 0 4 超高 0 8 m 每池都双侧集水 则出水堰流量 m3 s 单 Q65 50 4 6 22 4 Q 设 取安全系数为 则集水槽设计流量1 5 1 5 0 565 0 85m3 s 设 QQ 5 1 取槽内流速为 v 0 6 m s 则槽内终点水深 0 59m 8 06 0 2 4 单 Q vb q h 槽内起点水深为 其中 3 2 3 34 4 2 k h hh h 2 2 3 3 22 1 00 525 2 0 2 9 81 0 8 k aq hm gb 则 0 72m 3 2 3 3 59 0 59 0 2 02 h 设过水断面积 2 3 0 9 0 600 54ABhm 湿周 20 92 0 82 5fBhm 集水槽水力计算 0 4 20 15 20 652490 80 3 0 65274 2LDm 水力半径 0 54 0 22 2 5 A Rm f 水力坡度 22 22 33 0 6 0 013 0 220 41ivnR 过堰水深为 2 2 4 5 5 2 84 10 0 029 1 741 74 Q hm 考虑跌水水头损失 0 15 m 则二沉池出水水头损失为 2 0 150 0290 150 41hhi L 59 80 21m 综合得出二沉池进出水总损失为 12 0 03340 210 24hhhm 2 9 4 排泥量排泥量计计算算 1 单池污泥量计算 总回流污泥量 43 1 1 5 10247500 R QQRmh 总剩余污泥 S r X Q fX 因为 15020 150000 1000 3929 9 11 0 07 56 6 r dc Ql Xkg d K 其中 衰减系数 一般取 d k0 050 1 污泥龄 c d 所以 3 3929 9 793 9 0 75 6 6 S r X Qmd fX 3 33 1 mh 为回流污泥浓度 r X0 75f 66 3 1010 16