武汉理工大学水质工程学二课程设计.doc

武汉理工大学 水质工程学 课程设计说明书 1 新丰市污水处理厂初步设计 摘要 众所周知 中国的国际地位不断提高 对世界的影响力逐渐扩大 所以我们必须提高 环保意识 改善中国现有污浊的环境 根据城市所处的地理位置和污水厂的规模 并结合考虑需脱氮除磷的要求 城市污水 处理厂设计采用传统 Sequencing Batch Reactor 工艺 该工艺污水处理流程为 中格栅 提升泵房 细格栅 沉砂池 SBR 反应池 消毒池 出水排放 污泥处理流程为 污泥 集泥井 污泥浓缩池 贮泥池 污泥脱水机房 泥饼外运 通过此工艺的处理 出水 水质将达到 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 一级 B 标准 设计中对整个水处理流程的各主体构筑物如格栅 平流沉砂池 SBR 反应池 接触池等 进行了系统 详细的设计计算和说明 理论上给出了这个流程中 BOD COD SS 的去除率 及脱氮除磷的效率 武汉理工大学 水质工程学 课程设计说明书 2 1 设计说明书 1 1 工程概况 1 1 1 设计依据 1 收纳污水厂出水的河流 类水体 从城市南边西向东流过 河流保证率 95 的 流量为 3m3 s 河道最高水位 151 03m 黄海高程系 下同 2 污水厂厂址位于城东河流北岸 300m 处 地形平坦 地面标高为 153 12m 污水厂 大门朝北 3 城市污水干管终点水面标高为 150 09m 处理厂污水纳入超越管渠 经 3 8km 的渠 道排入水体 渠道总水头损失为 2m 4 厂区地质良好 地下水位标高为 146 91m 夏季主导风向为东北风 1 1 2 设计规模 新星市近期 2020 年 规划人口为 10 万人 平均日污水量为 25000m3 d 远期 2030 年 规划人口为 15 万人 平均日污水量为 35000m3 d 总变化系数 Kz 1 43 Qmin 0 5Qmax 1 1 3 设计水质 BOD5 200mg L SS 220mg L 夏季水温 25 冬季水温 15 平均水温 20 出水 水质达到 城镇污水处理厂污染物排放标准 一级 B 排放标准 1 2 污水处理厂工业设计 1 2 1 工业流程选择与布置 城市污水处理厂的方案 既要考虑有效去除 BOD5又要适当去除 N P 故可采用 SBR 或 氧化沟法 或 A A O 法 以及一体化反应池即三沟式氧化沟得改良设计 本设计采用传统 SBR 法为核心工艺 工作流程 见下图 武汉理工大学 水质工程学 课程设计说明书 3 中格栅与提升泵 房 细格栅沉砂池计量堰 SBR 生物池 消毒间集泥井污泥浓缩池 污泥贮柜污泥脱水机房泥饼外运 排入河流 曝气 工作原理 SBR 是通过其主要反应器 曝气池的运行操作而实现的 曝气池的运行操作 是有 流入 反应 沉淀 排放 待机等 5 个工序所组成 这五个工序都在曝气池这一个反应 器内进行实施 工作特点 采用集有机污染物降解与混合液沉淀于一体的反应器 无需设污泥回流设备 不设二次沉淀池 曝气池容积也小于连续式 无设置调节池的必要 SVI 值较低 污泥易于沉淀 一般情况下 不产生污泥膨胀现象 在单一的曝气池内能够进行脱氮和除磷反应 应用电动阀 液位计 自动计时器及可编程序控制器等自控仪表 可能使本工艺 过程实现全部自动化 而由中心控制室控制 运行管理得当 处理水水质优于连续式 1 2 2 处理构筑物设计 1 中格栅和提升泵房 两者合建在一起 中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物 以减轻后续处理构筑物的负荷 用来 去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物 并保证后续处理设施能正常 运行的装置 提升泵房用以提高污水的水位 保证污水能在整个污水处理流程过程中流过 从而 达到污水的净化 设计参数 因为格栅与水泵房合建在一起 因此在格栅的设计中 做了一定的修改 特别是在 格栅构造和外型上的设计 突破了传统的 两头小 中间大 的设计模式 改建成长方 武汉理工大学 水质工程学 课程设计说明书 4 体形状利于均衡水流速度 有效的减少了粗格栅的堵塞 建成一座潜地式格栅 因此在 本次得设计中 将不计算栅前高度 格栅高度 直接根据所选择的格栅型号进行设计 1 水泵处理系统前格栅栅条间隙 应符合下列要求 1 人工清除 25 40mm 2 机械清除 16 25mm 3 最大间隙 40mm 2 在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅 每日栅渣量大于 0 2m3 一般应采用机 械清渣 3 格栅倾角一般用 450 750 机械格栅倾角一般为 600 700 4 通过格栅的水头损失一般采用 0 08 0 15m 5 过栅流速一般采用 0 6 1 0m s 运行参数 栅前流速 0 7m s 过栅流速 0 9m s 栅条宽度 0 01m 栅条净间距 0 02m 栅前槽宽 1 44m 格栅间隙数 42 水头损失 0 103m 每日栅渣量 1 20m3 d 设计中的各参数均按照规范规定的数值来取的 提升泵房说明 1 泵房进水角度不大于 45 度 2 相邻两机组突出部分得间距 以及机组突出部分与墙壁的间距 应保证水泵轴 或电动机转子再检修时能够拆卸 并不得小于 0 8 如电动机容量大于 55KW 时 则不得 小于 1 0m 作为主要通道宽度不得小于 1 2m 3 泵站为半地下式 长 20m 宽 10m 高 12m 地下埋深 6m 4 水泵为自灌式 2 细格栅和沉砂池 细格栅的设计和中格栅相似 运行参数 栅前流速 0 7m s 过栅流速 0 9m s 栅条宽度 0 01m 栅条净间距 0 01m 栅前部分长度 1 09m 格栅倾角 60o 栅前槽宽 1 96m 格栅间隙数 84 两组 水头损失 0 26m 每日栅渣量 2 40m3 d 沉砂池设计 沉砂池的作用是从污水中将比重较大的颗粒去除 其工作原理是以重力分离为基础 故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉 而有机悬浮颗粒则随水 流带起立 沉砂池设计中 必需按照下列原则 1 城市污水厂一般均应设置沉砂池 座数或分格数应不少于 2 座 格 并按并联运 行原则考虑 2 设计流量应按分期建设考虑 1 当污水自流进入时 应按每期的最大设计流量计算 2 当污水为用提升泵送入时 则应按每期工作水泵的最大组合流量计算 3 合流制处理系统中 应按降雨时的设计流量计算 3 沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为 2 65 粒径为 0 2 以上的颗粒为主 武汉理工大学 水质工程学 课程设计说明书 5 4 城市污水的沉砂量可按每 106m3污水沉砂量为 30m3计算 其含水率为 60 容量 为 1500kg m3 5 贮砂斗槔容积应按 2 日沉砂量计算 贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于 55 排 砂管直径应不小于 0 3m 6 沉砂池的超高不宜不于 0 3m 7 除砂一般宜采用机械方法 当采用重力排砂时 沉砂池和晒砂厂应尽量靠近 以 缩短排砂管的长度 说明 采用平流式沉砂池 具有处理效果好 结构简单的优点 分两格 运行参数 沉砂池长度 7 5m 池总宽 2 0m 有效水深 085m 贮泥区容积 0 36m3 每个沉砂斗 沉砂斗底宽 0 5m 斗壁与水平面倾角为 600 3 计量堰 选择测量范围在 0 040 0 500m3 s 的巴氏计量槽 其各部分尺寸 为 W 0 30m B 1 350m A 1 377m C 0 60m D 0 84m 2 3A 0 918m 4 SBR 反应池 SBR 池有一座 每座分为 4 个 SBR 反应池 SBR 反应池共设四座 每座曝气池长 45m 宽 25m 深 5m 超高 0 5m 有效体积 5625 3 m 4 座反应池总有效体积为 22500 3 m 单座 SBR 反应池见草图附表一 各池均为独立运行 进水和出水由 DN600mm 的电动蝶阀控制 进气由 DN500mm 的电动 蝶阀控制 SBR 反应池设计运转周期为 6 小时 进水曝气 1 5 小时 沉淀 1 5 小时 曝气 2 5h 滗水与闲置 1h 5 接触消毒池 城市污水经过一级或二级处理 包活性污泥法和膜法 后 水质改善 细菌含量也大 幅度减少 但其绝对值仍很可观 并有存在病源菌的可能 因此 污水排入水体前应进 行消毒 消毒剂的选择见下表 武汉理工大学 水质工程学 课程设计说明书 6 经过以下的比较 并根据现在污水处理厂现在常用的消毒方法 决定使用液氯毒 设计参数 设计流量 Q 35000m3 d 0 579 设二座 3 ms 水力停留时间 T 0 5h 30min 设计每日投氯量为 25 0mg L 平均水深 h 3 0m 隔板间隔 b 3m 设计中采用 ZJ 1 型转子加氯机 使得处理污水与消毒液充分接触混合 以处理水中 的微生物 尽量避免造成二次污染 采用平流式消毒接触池 消 毒 剂优 点缺 点适 用 条 件 液 氯效果可靠 投配简单 投量准确 价格便宜 氯化形成的余氯及某 些含氯化合物低浓度 时对水生物有毒害 当污水含工业污水比 例大时 氯化可能生 成致癌化合物 适用于 中规模的污 水处理厂 漂 白 粉投加设备简单 价格 便宜 同液氯缺点外 沿尚 有投量不准确 溶解 调制不便 劳动强度 大 适用于出水水质较好 排入水体卫生条件要 求高的污水处理厂 臭 氧消毒效率高 并能有 效地降解污水中残留 的有机物 色 味 等 污水中 PH 温度 对消毒效果影响小 不产生难处理的或生 物积累性残余物 投资大成本高 设备 管理复杂 适用于出水水质较好 排入水体卫生条件要 求高的污水处理厂 次 氯 酸 钠用海水或一定浓度的 盐水 由处理厂就地 自制电解产生 消毒 需要特制氯片及专用 的消毒器 消毒水量 小 适用于医院 生物制 品所等小型污水处理 站 武汉理工大学 水质工程学 课程设计说明书 7 1 2 3 污泥处理设计 1 集泥井 设有效泥深为 5m 则平面尺寸 L B 4m 3m 集泥井为地下式 池顶加盖 有潜污泵抽送 污泥 池底标高为 5 5m 最高泥位为 0 5m 2 污泥浓缩池 采用间歇重力式浓缩池 采用静圧排泥 设计规定及参数 进泥含水率 当为初次污泥时 其含水率一般为 95 97 当为剩余活性污泥时 其含水率一般为 99 2 99 6 污泥固体负荷 负荷当为初次污泥时 污泥固体负荷宜采用 80 120kg m2 d 当 为剩余污泥时 污泥固体负荷宜采用 30 60kg m2 d 浓缩时间不宜小于 12h 但也不要超过 24h 有效水深一般宜为 4m 最低不小于 3m 运行参数 设计流量 每座 568 9 m3 d 采用 2 座 污泥浓缩时间 15h 进泥含水率 99 2 出泥含水率 97 5 池底坡度 0 08 上部直径 9m 贮泥时间 2h 浓缩池总高 5m 设备选用 直径 9m 重力浓缩池两座 池深 5 m 配 D9000 污泥浓缩机各一台 间歇运行 浓 缩机不考虑整机备用 而是备用可能会损坏的关键部件 1 2 4 污水处理厂的总体布置 1 平面布置 各处理单元构筑物的平面布置 处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物 在对它们进行平面布置时 应根据各构筑 物 的功能和水力要求结合当地地形地质条件 确定它们在厂区内的平面布置应考虑 1 贯通 连接各处理构筑物之间管道应直通 应避免迂回曲折 造成管理不便 2 土方量做到基本平衡 避免劣质土壤地段 3 在各处理构筑物之间应保持一定产间距 以满足放工要求 一般间距要求 5 10m 如有特殊要求构筑物其间距按有关规定执行 4 各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑 在减少占地面积 2 管线布置 1 应设超越管线 当出现故障时 可直接排入水体 2 厂区内还应有给水管 生活水管 雨水管 消化气管管线 辅助建筑物 污水处理厂的辅助建筑物有泵房 鼓风机房 办公室 集中控制室 水质分析化验 室 变电所 存储间 其建筑面积按具体情况而定 辅助建筑物之间往返距离应短而方 便 安全 变电所应设于耗电量大的构筑物附近 化验室应机器间和污泥干化场 以保 武汉理工大学 水质工程学 课程设计说明书 8 证良好的工作条件 化验室应与处理构筑物保持适当距离 并应位于处理构筑物夏季主 风向所在的上风中处 在污水厂内主干道应尽量成环 方便运输 主干宽 6 9m 次干道宽 3 4m 人行道宽 1 5m 2 0m 曲率半径 9m 有 30 以上的绿化 3 高程布置 为了降低运行费用和使维护管理 污水在处理构筑物之间的流动以按重力流考虑为 宜 厂内高程布置的主要特点是先确定最大构筑物的地面标高 然后根据水头损失 通 过水力计算 递推出前后构筑物的各项控制标高 根据 SBR 反应池的设计水面标高 推求各污水处理构筑物的水面标高 根据和处理构 筑物结构稳定性 确定处理构筑物的设计地面标高 武汉理工大学 水质工程学 课程设计说明书 9 2 设计计算书 2 1 水量计算 平均日流量 m3 d 3 25000 d Qmd 平均日平均时污水量 33 241042 0 289 hd QQmhms 最大日最大时流量 33 max 1042 0 414 hz QQKmhms 最小流量 33 minmax 0 50 5 0 414 0 207 QQmsms 2 2 处理构筑物设计计算 2 2 1 格栅 2 2 1 1 泵前中格栅 设计参数 栅前流速 v1 0 7m s 过栅流速 v2 0 9m s 栅条宽度 s 0 01m 格栅间隙 e 20mm 栅前部分长度 0 5m 格栅倾角 60 单位栅渣量 W1 0 05m3栅渣 103m3污水 设计计算 1 确定格栅前水深 根据最优水力断面公式 Qmax B12V1 2 计算得 栅前槽宽 0 50 5 1max1 2 21 09BQVm 栅前水深 1 1 09 20 545 2 B hm 2 栅条间隙数 取 n 40 max 0 414 sin60 39 3 0 02 QSin n ehv 设计两组格栅 每组格栅数 n 20 条 3 栅槽有效宽度 2 1 0 01 20 1 0 02 200 59Bs nenm 总水槽宽 考虑中间隔墙厚 0 2m 2 20 22 0 590 21 38BBm 武汉理工大学 水质工程学 课程设计说明书 10 4 进水渠道渐宽部分长度其中 111 2tan 1 38 1 09 2tan200 40LBBm 1为进水渠展开角 5 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2 L1 2 0 20m 6 过栅水头损失 h1 因栅条边为矩形截面 取 k 3 2 42 则 4 22 3 1 sin 2sin 2hkivgks evg 4 2 3 0 866 3 2 42 0 01 0 02 0 9 2 9 810 103m 7 栅后槽总高度 H 取栅前渠道超高 h2 0 3m 则栅前槽总高度 H1 h h2 0 545 0 3 0 845m 栅后槽总高度 H H1 h1 0 845 0 103 0 95m 8 格栅总长度 L L1 L2 0 5 1 0 H tan 0 4 0 2 0 5 1 0 0 95 tan60 2 65m 9 每日栅渣量 33 max1 86400 1000864000 05 1000 1 431 24 0 2 z WQwkmdmd 所以宜采用机械格栅清渣 2 2 1 2 泵后细格栅 设计参数 设计流量 Qmax 0 414 3 ms 栅前流速 v1 0 7m s 过栅流速 v2 0 9m s 栅条宽度 s 0 01m 格栅间隙 e 10mm 栅前部分长度 0 5m 格栅倾角 60 单位栅渣量 W1 0 10m3栅渣 103m3污水 设计计算 1 确定格栅前水深 根据最优水力断面公式 Qmax B12V1 2 计算得 栅前槽宽 0 50 5 1max1 2 21 09BQVm 栅前水深 1 1 09 20 545 2 B hm 2 栅条间隙数 取 80 max 0 414 sin60 78 5 0 01 QSin n ehv 设计两组格栅 每组格栅数 n 40 3 栅槽有效宽度 2 1 0 01 40 1 0 01 400 79Bs nenm 总水槽宽 考虑中间隔墙厚 0 2m 2 20 22 0 790 21 78BBm 4 进水渠道渐宽部分长度 其 111 2tan 1 78 1 09 2tan200 95LBBm 中 1为进水渠展开角 武汉理工大学 水质工程学 课程设计说明书 11 5 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2 L1 2 0 48m 6 过栅水头损失 h1 因栅条边为矩形截面 取 k 3 2 42 则 4 22 3 1 sin 2sin 2hkivgks evg 4 2 3 0 866 3 2 42 0 01 0 01 0 9 2 9 810 260m 7 栅后槽总高度 H 取栅前渠道超高 h2 0 3m 则栅前槽总高度 H1 h h2 0 545 0 3 0 845m 栅后槽总高度 H H1 h1 0 845 0 260 1 1m 8 格栅总长度 L L1 L2 0 5 1 0 H tan 0 95 0 48 0 5 1 0 1 1 tan20 5 95m 9 每日栅渣量 33 max1 86400 1000864000 1 1000 1 432 50 0 2 z WQwkmdmd 所以宜采用机械格栅清渣 2 2 2 提升泵房设计计算 污水提升泵站设于中格栅和细格栅之间 用于污水提升 使污水在工艺流程中按重 力依次流向下个构筑物 其中泵房工程结构按远期流量设计 设计流量 Qmax 1458m3 h 本设计采用传统活性污泥法工艺系统 污水处理系统简单 只考虑一次提升 污水 经提升后再过细格栅 然后经平流沉砂池 自流通过厌氧池 氧化沟 二沉池及接触池 最后由出水管道排入纳污河流 泵房设计计算 根据后面构筑物高程计算可知 细格栅水面标高为 156 43m 中格栅水头损失为 0 1m 泵房水头损失为 2m 安全水头取 2m 从城市污水干管终点到细格栅的管渠水头损失 按 1m 算 水泵扬程为 H 156 43 150 09 2 0 1 1 2 11 44m 根据流量和扬程选择三台 300QW800 15 55 两备一用 流量为 800m3 h 扬程为 15m 泵房采用圆形平面钢筋混凝土结构 尺寸为 20 m 10m 泵房为半地下式 泵房为半地 下式 地下埋深 6m 水泵为自灌式 2 2 3 沉砂池 本设计根据实际情况选择平流式沉砂池 2 2 3 1 设计参数 武汉理工大学 水质工程学 课程设计说明书 12 设计流量 Qmax 0 414 设计 1 组沉砂池 每组分为 2 格 每组沉沙池流量 3 ms Qmax 0 414 设计流速 v 0 25m s 3 ms 水力停留时间 t 30s i 0 002 2 2 3 2 设计计算 1 沉砂池长度 L vt 0 25 30 7 5m 2 水流断面积 A Q v 2 0 414 0 251 66m 3 有效水深 有效水深介于 0 4 1 0m 之间 本设计取 h2 0 8m 4 池总宽度 设计 n 2 格 每格宽 取 B1 1 0 0 6m 池总宽度 12 21 66 2 0 81 04BAhm B 2B1 2 0m 5 沉砂室所需容积 V 86400QmaxtX1 106Kz 式中 t 清除沉砂的间隔时间 一般采用 1 2d 本设计取 d X1 城市污水沉砂量 一般采用 30m3 106m3污水 Kz 污水流量总变化系数 本设计中 Kz 1 43 代入各数据得 63 86400 1 431 50Vm 6 每个沉砂斗容积 每格沉砂池设两个沉砂斗 则每个沉砂斗容积 3 1 41 50 40 375VVm 7 贮砂斗各部分尺寸及容积 设计斗底宽 a1 0 5m 斗壁与水平面倾角为 600 斗高 h3 0 7m 则沉砂斗上口宽 a 2h3 tan60 a1 2 0 7 tan60 0 5 1 31m 贮砂斗容积 V0 h3 a2 aa1 a12 3 0 7 1 312 1 31 0 5 0 52 3 0 61m3 0 36m3 符 合要求 8 沉砂斗高度 采用重力排砂 设计池底坡度为 0 06 坡向沉砂斗长度为 L2 L 2a 0 2 2 7 5 2 1 31 0 2 2 2 34m 两个沉砂斗之间隔壁厚取 0 2m 则沉砂斗高度 h3 h3 0 06L2 0 7 0 06 2 34 0 84m 9 池总高度 取超高 h1 0 3m 池总高度 H h1 h2 h3 0 3 0 8 0 84 1 94m 10 校核最小流量时的流速 武汉理工大学 水质工程学 课程设计说明书 13 Vmin Qmin n1Amin 式中 Vmin 最小流速 m s 一般 0 15m s Qmin 最小流量 m3 s 一般取 Qmin 05 Qmax n1 沉砂池格数 最小流量时为 1 个 Amin 最小流量时的过水断面面积 代入各数据得 满足要求 min 0 207 1 0 25 Vm s 11 排砂管道 采用沉砂池底部管道排砂 排砂管道管径 DN 200mm 2 2 4 计量堰 2 2 4 1 计量堰尺寸设计 本设计设计流量 根据 给排水设计手册 第五册 567 页表 10 3 3 max 0 414 Qms 选择测量范围在 0 040 0 500m3 s 的巴氏计量槽 其各部分尺寸 为 W 0 30m B 1 350m A 1 377m C 0 60m D 0 84m 2 3A 0 918m 计量堰按自由流计 根据 给排水设计手册 第五册 查的应采用的计量堰尺寸 为 当 W 0 30 时 时 自由流取 H2 H1 0 6 3 max 0 414 Qms 1 522 1 0 72 0 680 Q H H2 0 6 0 72 0 432m 故计量堰水头损失为 H1 H2 0 70 0 432 0 268m 2 2 4 2 上游设计 上游流速 11 0 414 0 84 0 70 0 70 vQ DHm s 水力计算如下 湿周 f B 2H1 1 350 2 0 72 2 79m 过水断面 F BH1 1 35 0 72 0 972 2 m 水力半径 R F f 0 972 2 79 0 35m 水力坡度 i vnR 2 3 2 2 3 24 0 7 0 013 0 35 3 36 10 2 2 4 3 下游设计 下游流速 v Q DH2 0 414 0 84 0 432 1 14m s 水利计算如下 湿周 f B 2H2 1 350 2 0 432 2 21m 过水断面 F BH2 1 35 0 432 0 583 2 m 水力半径 R F f 0 583 2 21 0 26m 水力坡度 i vnR 2 3 2 1 13 0 013 0 26 2 3 2 1 30 10 3 武汉理工大学 水质工程学 课程设计说明书 14 2 2 5 SBR 反应池 2 2 5 1 运行周期 反应器个数 周期时间 t 6h 周期数 n2 4 每周期处理水量 1562 5 每周期分 1 4n 3 m 为进水曝气沉淀排水四个步骤 其中进水时间为 12 24 1 5 e th n n 根据滗水器设备性能 排水时间 td 0 5h MLSS 取 4000mg L 污泥界面沉降速度 41 2641 26 4 6 104 6 1040001 33uXm 曝气池滗水高度 h1 1 5m 安全水深 沉淀时间 0 5m 1 1 50 5 1 5 1 33 s h th u 曝气时间 6 1 5 1 50 52 5 aesd ttttth 反应时间比 2 5 60 42 a etTh 2 2 5 2 曝气池体积 V 武汉理工大学 水质工程学 课程设计说明书 15 二沉池出水 BOD5 由溶解性和悬浮性组成 其中只有溶解性与工艺计算 5 BOD 5 BOD 5 BOD 有关 出水溶解性可用下式估计 5 BOD 7 1 ezde SSK fC 式中 出水溶解性 e S 5 BOD 二沉池出水总 取 20mg L s S 5 BOD s S 活性污泥自身氧化系数 典型值为 0 06 d K 二沉池出水 SS 中 VSS 所占比例 取 0 75ff 二沉池出水 SS 根据 城镇污水处理厂污染物排放标准 一级 B 排放标 e C 准 取 20mg L e C mg L207 1 e S 本例认为进水 TN 较高 为满足硝化要求 曝气段污泥龄取 25 污泥产率系数 c 1 d y 取 0 6 污泥自身氧化系数 Kd 取 0 06 曝气池体积 3 20711 1 0 45 coe dc YQSS Vm eXfK 2 2 5 3 复核滗水高度 h1 SBR 曝气池共设 4 座 即 n2 4 有效水深 H 5m 滗水高度 h1 1 2 5 25000 1 51 4 20711 HQ h n V 复核值与设定值相同 2 2 5 4 复核污泥负荷 25000 200 0 134 0 45 o s QS NkgBOD kgMLSS eXV 2 2 5 5 剩余污泥产量 剩余污泥由生物污泥和非生物污泥组成 剩余生物污泥 计算公式 v X 0 10001000 e vd SSX XYQK Vf 武汉理工大学 水质工程学 课程设计说明书 16 式中 为二沉池出水 SS 中 VSS 所占比例 一般 Kd 为活性污泥自身氧化系f0 75f 数 Kd 与水温有关 水温为 20 度时 kd20 0 06 根据室外排水设计规范的有关规定 不 同水温时应进行修正 本例污水冬季温度 15 度 20 15 20 1 15 20 1 04 0 06 1 040 049 T dd KKd 冬季剩余生物污泥量 0 10 10001000 e vd SSX XYQK Vf 200 13 64000 0 6 250000 45 10001000 kg d 2175 9 剩余非生物污泥 0 1 1000 e sb CC XQf f 式中 设计进水 SS 取 220 0 C 3 md 进水 VSS 中可生化部分比例 设 b f0 7 b f 0 1 1000 e sb CC XQf f 22020 25000 1000 2375 kg d 剩余污泥总量 2175 923754550 9 vs kg d 剩余污泥含水率按 99 2 计算 湿污泥量 3 3 4550 9 568 9 10 1 1000 0 8 100 s x Qmd p 剩余污泥含水率按 98 计算 湿污泥量为 3 3 4550 9 227 5 10 1 1000 2 100 s x Qmd p 考虑到一定的安全系数 取每天排出 687 6kg 污泥 2 2 5 6 复核出水 5 BOD 0 22 2424 200 8 5 24240 0180 75 2 5 4 ch a S Lmg l K ft n 2 2 5 7 复核出水 NH3 N 武汉理工大学 水质工程学 课程设计说明书 17 0 098 10 2 0 5 1 32 m e 0 118 10 15 10 0 50 28 n emg l 10 20 10 0 04 1 040 027 n b 硝化菌比增长速度为 1 1 1 250 0270 067 Nn c bd 出水氨氮为 10 10 10 10 10 0 28 0 15 0 190 067 NN e mN K mg l 复核结果表明 出水水质可以满足要求 2 2 5 8 设计需氧量 设计需氧量包括氧化有机物需氧量 污泥自身需氧量 氨氮硝化需氧量和出水带走的氧 量 有机物氧化需氧系数 污泥需氧系数 氧化有机物和污泥需氧量 0 5 0 12b 为 1 AOR 10 e AORQ SSeb XVf 200 13 6 0 5 0 45 0 12 4000 1000 20711 0 75 1000 5685 2 kg d 进水总氮 N0 45mg L 出水氨氮 Ne 15mg L 硝化氨氮需氧量 2 AOR 0 1 4 6 0 12 1000 e c NNeVXf AORQ 45 150 45 4000 20711 0 75 4 6 250000 12 10001000 25 kg d 2832 6 反硝化产生的氧量 3 AOR 3 2 86Q0 12 10001000 je w c NTN eVN f AOR 45200 4520711 0 75 2 86 250000 12 10001000 25 武汉理工大学 水质工程学 课程设计说明书 18 1403 7 kg d 总需氧量 5685 22832 6 1403 77114 1 296 4 AORkg dkg h 2 2 5 9 标准需氧量 20 20 C 1 024 s t sb t AOR C SOR C 式中20 度时氧在清水中饱和溶解度 为 9 17mg L 20 s C 氧总转移系数 0 5 氧在污水中饱和溶解度修正系数 0 95 因海拔高度不同而引起的压力系数 P所在地区大气压力 T设计污水温度 设计水温条件下曝气池内平均溶解氧饱和度 Csb t 设计水温条件下氧在清水中饱和溶解度 Cs t 空气扩散装置处的绝对压力 b P Ot气泡离开水面时含氧量 Ea空气扩散装置氧转移效率 C曝气池内平均溶解氧浓度 2mg L 工程所在地海拔高度 153m 大气压力估为 0 98 压力修正系数为 5Pa 5 0 98 1 0130 97 1 013 10 p 微孔曝气头安装在距池底 0 3m 处 淹没深度 H 4 7m 其绝对压力为 3555 9 81 013 100 098 104 71 47 10 b PPHPa 微孔曝气头氧转移效率 Ea 为 20 气泡离开水面时含氧量 21 1 100 7921 1 A t A E O E 21 1 0 2 100 17 5 7921 1 0 2 武汉理工大学 水质工程学 课程设计说明书 19 夏季水温 25 度 清水氧饱和度为 8 4mg L 曝气池内平均溶解氧饱和度 25 s C 25 5 2 02642 bt sbs pO CC 5 5 1 47 1017 5 8 4 9 6 2 026 1042 mg l 夏季标准需氧量 20 25 205 25 296 4 9 17 1 0240 85 0 95 0 97 9 62 1 024 S sb AOR C SOR CC 525 8 kg h 夏季平均空气用量 33 525 8 8763 3 146 1 min 0 30 3 0 2 A SORKz mhm E 最大时空气用量 33 525 8 1 43 12531 6 208 9 min 0 30 3 0 2 A SORKz mhm E 2 2 5 10 曝气池的布置 SBR 反应池共设一座 每个曝气池长 45m 宽 25m 深 5m 超高 0 5m 有效体积 5625 4 个反应池总有效体积为 22500 单座 SBR 反应池见草图附表一 3 m 3 m 2 2 5 11 鼓风曝气设施 鼓风机房土建按远期建设 设备按近期安装 内容新 丰 污 水 处 理 厂 功能 提供 SBR 生物池生物处理所需氧气 保证 BOD5 及 N P 去除 备 注 鼓风机数量 台 0 32 用 1 备 风 量 m3 min 90 设 计 参 数 风 压 mH2O 5 88 武汉理工大学 水质工程学 课程设计说明书 20 2 2 6 消毒池 1 设计依据 室外排水设计规范 GB50014 2006 6 13 二级处理出水的加氯量应根据试验资料或类似运行经验确定 无试验资料时 二 级处理出水可采用 6 15mg L 再生水的加氯量按卫生学指标和余氯量确定 功 率 kw 台 132 主 要 工 程 内 容 1 座 平面尺寸 32 12m 鼓风机房内 3 台鼓风 机 2 用 1 备 单机流量 90m3 min 风压 5 88mH2O 功率 132kw 运行 根据 SBR 生物池溶解氧浓度调节鼓风机导叶片来自动 调节风量 调节范围 100 45 武汉理工大学 水质工程学 课程设计说明书 21 二氧化氯或氯消毒后应进行混合和接触 接触时间不应小于 30min 2 设计参数 水力停留时间 T 30min 加氯量取 12mg L 池体平均水深 h 3m 污水量按远期最大流量计 35000 1 43 50050 0 579 3 md 3 ms 3 设计计算 加氯量计算 每日加氯量为 0 86400 100012 0 579 86400 1000600 3125 01 qqQkg dkg h 加氯设备 液氯由真空转子加氯机加入 加氯机设计两台 采用一用一备 每小时加氯量为 25 01 kg L 设计中采用 ZJ 1 型转子加氯机 加注量达 5 45kg h 加氯间尺寸设计为 L B 10 10m 平流式消毒接触池 本设计采用两个平流式消毒接触池 1 消毒接触池容积 3 0 579 30 601042VQTm 2 消毒接触表面积 取有效水深为 3m 2 1042 3347AV hm 单个消毒池面积 3 消毒池池长 BAL 式中 L 消毒池池长廊道总长 m B 消毒接触池廊道单宽 m 设计中取 B 3m 174 358LA Bm 消毒接触池采用 5 道 消毒接触池长 558 511 6LLm 校核长宽比 符合要求20360 BL 4 池高 mhhH3 30 33 0 21 式中 h1 超高 m 一般采用 0 3m h2 有效水深 m 5 进水管 消毒接触池的进水管管径 D 900mm v 0 96m s 1000i 1 1 2 3 污泥处理系统 2 174 2 A Am 武汉理工大学 水质工程学 课程设计说明书 22 2 3 1 集泥井 1 集泥井容积的计算 根据上面计算 SBR 反应池的排泥 687 6 d 3 m 考虑构筑物构筑物的每日排泥量 687 6 需在 2h 内抽完 集泥井容积为污泥泵提升流 3 m 量的 10min 体积 3 687 6 57 3 2 60 10 vm 2 集泥井的尺寸计算 设有效泥深为 5m 则平面尺寸 L B 4m 3m 集泥井为地下式 池顶加盖 有潜污泵抽送 污泥 池底标高为 5 5m 最高泥位为 0 5m 3 污泥提升泵的选择 选择 GMP 型自吸式离心泵 流量 180m3 h 扬程 17 5 2 3 2 污泥浓缩池 采用间歇式重力浓缩池 2 座 1 设计说明 运行周期 22h 其中进泥 2h 浓缩 15h 排水和排泥 3h 贮泥 2h 污泥含水率 P1 99 2 每座污泥总流量 Q 568 9m3 d 2 设计计算 3 00 568 9 1 99 2 1 97 5 182 vvccmd 则浓缩池体积不小于 182 568 9 750m3 工艺构造尺寸 设计污泥浓缩池 2 座 每个不小于 375m3 设计平面尺寸为 9 9 浓缩池上部高度为 5m 有效泥深 4m 浓缩池下部为锥形 下部尺寸为 1 1 锥斗髙为 4m 污泥浓缩池总容积为 9 9 5 195 600m3 375m3 满 2222 1 281 3 3 m 足要求 武汉理工大学 水质工程学 课程设计说明书 23 3 排水和排泥 排水 浓缩后池内上清液利用重力排放 由站区溢流管道进入调节池 浓缩池设四根排 水管于池壁 管径 dn100mm 于浓缩池最高水位处设置一根 向下每隔 1m 0 6m 0 4m 处设置一根 下面三根安装蝶阀 排泥 浓缩后污泥泵抽送污泥贮柜 污泥泵抽升流量 182 3 62m3 h 浓缩池最低泥位 0 5m 最高 5 5m 则污泥泵所需扬程 6m 4 设备选择 直径 9m 重力浓缩池两座 池深 5 m 配 D9000 污泥浓缩机各一台 间歇运行 浓缩机不 考虑整机备用 而是备用可能会损坏的关键部件 2 3 3 污泥贮柜 浓缩后需排出污泥 182m3 d 则污泥贮柜的体积大于 182m3 设直径 7m 高度 5m 则 贮泥有效体积 v 可满足污泥贮存要求 23 75192 3 4 m 2 3 4 污泥脱水机房 1 污泥产量 经过浓缩处理后 产生含水率为 97 5 的干污泥 182m3 d 2 污泥脱水机 根据所需污泥处理量 选用 DYQ300 型带式压滤机一台 购买两台 使用一台 备用一台 该脱水机参数 处理量 22m3 h 滤带有效宽度 3000mm 滤带运行速度 0 5 4 0 主机功 率 1 5kw 外形尺寸 6 4 3 5 2 设备质量 6500kg 3 干污泥饼体积 v 设泥饼的含水率为 75 3 00 182 1 97 5 1 75 18 2vvccm 4 机房尺寸 L B H 15m 5m 5m 2 4 污水处理厂平面布置与高程布置 2 4 1 平面布置 1 根据前面的设计计算可以确定各处理构筑物的几何尺寸 中格栅 L B H 2 65m 1 38m 0 95m 提升泵 细格栅 L B H 5 95m 1 78m 1 1m 沉砂池 总长度 7 5m 总高度 1 94m 池总宽度为 2m 两格沉砂池 每格设置 2 个沉 沙斗 设计斗底宽 a1 0 5m 斗壁与水平面倾角为 600 斗高 h3 0 7m 沉砂斗上口宽 为 1 31m 沉砂斗高度为 0 84m 武汉理工大学 水质工程学 课程设计说明书 24 计量堰 W 0 30m B 1 350m A 1 377m C 0 60m D 0 84m 2 3A 0 918m SBR 反应池 每个曝气池长 45m 宽 25m 深 5m 超高 0 5m 有效体积 5625 4 个反 3 m 消毒池 L B H 11 6m 15m 3 3m 集泥井 有效泥深为 5m 则平面尺寸 L B 4m 3m 污泥浓缩池 污泥浓缩池 2 座 每个不小于 375m3 设计平面尺寸为 9 9 浓缩池上部 高度为 5m 有效