辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计论文(DOC 55页).doc

黑 龙 江 大 学 本 科 生 毕 业 论 文 论文题目 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 学 院 化学化工与材料学院 年 级 2004 级 专 业 环境科学 姓 名 徐厚伟 学 号 20040830 指导教师 朱琦 2008 年 5 月 28 日 i 摘 要 水是不可替代的自然资源 在经济建设 社会发展和人民生活占有及其重要的地位 随着经济建设 城乡建设的发展和人口的增加 用水持续增长 水的供需矛盾日益突出 由于大量的工业废水和生活污水排入水体 使水环境受到严重的 污染 水资源短缺和 水质恶化已成为制约经济建设和城乡发展 破坏生态环境 影响人民生活和自身健康 的突出问题 建设节约型社会 促进可持续发展 这是辽宁省 十一五 规划编制的重点工作之 一 加快恢复辽西植被 提高全省森林覆盖率 深化工业污染防治 加强水污染和大 气污染的整治 确保让广大人民群众喝上干净水 呼吸上清洁空气 锦州市凌河区在 规划编制中 提到了城区绿化覆盖率达到 40 城市生活垃圾无害化处理率和污水集 中处理率分别达到 100 和 70 因此本设计根据凌河区的污水水质水量 水文条件 气象人文等信息以及经济等 情况决定以 CASS 法为主要处理单元的方案 力求在处理达标的前提下做到最经济 关键词 污水处理厂 污水集中处理率 污水水质水量 CASS 法 ii Abstract Water is the natural resource which can t be substituted It is in the very important status in the construction of economy the development of society and the life of people With the development of constrction of economy the construction of contryside and the increase of population the water used grows continually the contradictory of supply and demand of water is prominent day by day As a lot of industrial wastewater and sanitary sewage disperse into water the water environment was polluted seriously the short of the water resource and the worse of the water quality has restricted the development of city and the development of countryside the destruction of ecological environment which affect the lives of the people and the prominent question of the health of ourselies Constructing the save society promoting the sustainable development this is the key work in the plan of eleven five of Liaoning Province promote restores the vegetation of Liaoxi deepened the preventing and controlling of the industry pollution put the water pollution and the air pollution under control make sure that many people can drink clean water breath the clean air In the plan of the district of linghe of jinzhou mentioned the city afforestation coverage fraction achieves 40 The life trash of the city detoxification processing ratio and the sewage centralism processing ratio achieves 100 and 70 So my design acts accord to the wastewater water quality and water volume hydrology condition meteorological humanities etc I decided to use the project that take CASS process as the main processing unit I will take all my effort to make it economical under meeting the standard of processing Keywords sewage centralism processing ratio CASS process wastewater water quality and water volume wastewater treatment plant 目 录 摘 要 ABSTRACT 第一章 前言 1 1 1 设计背景 1 1 2 设计资料 1 1 3 自然状况 2 1 4 污水目前情况 2 1 4 1 人口密度及居住生活污水量 2 1 4 2 工业企业与公共建筑的排水量和水质资料 2 1 4 3 受纳水体为河流 污水处理厂排放口处资料 3 1 5 设计内容 3 1 6 厂址的选择 3 第二章 设计水量与处理程度 5 2 1 设计污水量的计算 5 2 1 1 设计人口数的计算 5 2 1 2 污水量的计算 5 2 2 进水水质与处理程度的计算 6 2 2 1 进水水质的确定 6 2 2 2 处理程度的计算 6 第三章 污水处理方式的比较与确定 11 3 1 污水处理方案的提出 11 3 1 1 方案一 AB 法 11 3 1 2 方案二 CASS 法 11 3 1 3 方案三 A2 O 法 12 3 2 污水处理方案的比较 12 3 3 污水处理流程图 12 第四章 构筑物尺寸的计算 13 4 1 格栅的计算 13 4 2 曝气沉砂池的计算 14 4 2 1 设计原理 14 4 2 2 设计参数 15 4 3 CASS 池的计算 17 4 3 1 设计原理 17 4 3 2 CASS 池设计计算 17 第五章 污泥处理及中水回用前景分析 23 5 1 污泥处理与处置的目的 23 5 2 泥处理流程的选择 23 5 3 污泥量的计算 23 5 3 1 去除 SS 时产生的污泥量 23 5 3 2 去除 BOD5时产生的污泥量 24 5 4 污泥浓缩池的设计 24 5 4 1 设计依据 24 5 4 2 设计计算 24 5 5 贮泥池的设计 26 5 6 污泥脱水 27 5 7 污泥的资源化处理 29 5 7 1 污泥堆肥 29 5 7 2 厌氧堆肥方法 30 5 7 3 污泥使用规定 30 5 8 中水回用 30 5 8 1 中水回用的经济性 30 5 8 2 本设计中水回用的意义 31 5 8 3 深度处理工艺 31 第六章 污水总泵站的设计 32 6 1 概述 32 6 1 1 污水泵房的一般规定 32 6 1 2 设计数据 32 6 1 3 泵房形式 32 6 1 4 工艺布置 33 6 2 污水泵站设计计算 33 6 2 1 水泵的选择 33 6 2 2 泵站的平面布置 34 6 2 3 泵座基础设计 37 6 2 4 泵站仪表 37 6 3 泵站前格栅设计计算 37 6 3 1 格栅设计的一般要求及部分参数的确定 37 6 3 2 格栅的尺寸设计 38 6 4 集水池设计计算 39 6 4 1 机器间设计计算 40 6 4 2 其他附属设施的设计 41 结 论 44 参考文献 45 附录一 46 附录二 47 致 谢 49 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 1 第一章 前言 1 1 设计背景 当今社会水环境污染和淡水资源短缺已经成为摆在全球人类社会面前的两大重要 问题 水资源已经成为社会发展无以取代的战略性自然资源 合理开发 科学利用 统一管理水资源将成为关系国计民生的重中之重 我国是一个水资源匮乏的国家 人 均水资源占有量仅为世界人均占有量的 1 4 许多地区和城市严重缺水 水环境质量的 不断恶化 必将导致水资源的进一步减少和水资源供需矛盾的加剧 我国正处于蓬勃 发展时期 城市化和工业化进程的加速伴随着需水量和污染物排放量的迅速增长 水 危机不仅会长期存在 而且有迅速加剧的危险 因水资源短缺 供水设施能力不足和 水环境污染对城市经济发展和功能发挥的制约而造成的损失将极为可观 现代化城市供水 排水和污水处理设施是保障城市经济活动 居民生活和健康的 重要基础设施 由于城市在较小的空间内集中了大量人口和产业 因此城市对水的需 求更显得重要 在人们日常生活中 盥洗 淋浴 生活洗涤等都离不开水 用后便成为污水 在 工业企业中 几乎没有一种工业不用水 水是人们日常生活中不可或缺的宝贵资源 水经生产过程使用后 绝大部分变成废水 生产废水携带着大量污染物质 这些物质 多数是有害和有毒的 但也是有用的 必须妥善处理或加以回收利用 2010 年全国设市城市和建制镇的污水平均处理率不低于 50 重点城市的污水处 理率不低于 70 所以为了适应社会的发展 污水处理厂的修建迫在眉睫 1 2 设计资料 凌河区位于锦州市区东南部 面积 30 平方公里 人口 37 2 万人 17 个民族 下 辖 11 个街道办事处 60 个社区 2 个村 凌河区交通发达 通讯便利 水电气充足 是锦州市的门户和重要物资流通集散地 锦州火车站 锦州公路客运中心 大商集团 锦州百货大楼 中百商厦 锦州体育场等位于凌河区 汇聚了大量的人流 物流 信 息流 小凌河流经凌河区 小凌河发源于辽宁省建昌县东北境的楼子山东麓 全线 206 公里 在锦州境内的流段从缸窑口开始 最终汇入渤海 凌河区春季温和多风 夏季高温多雨 秋季温凉晴朗 冬季寒冷干燥 四季分明 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 2 降水集中 季风明显 风力较大 凌河区年平均气温为 7 8 9 0 自南向北降低 年极端最高气温为 41 8 年极 端最低气温为 31 3 年无霜期为 144 180 天 年平均降水量为 567 毫米 降水四 季分布不均 60 70 的降水集中在夏季 1 3 自然状况 凌河区年平均气温为 7 8 9 0 自南向北降低 年极端最高气温为 41 8 年极 端最低气温为 31 3 年无霜期为 144 180 天 年平均降水量为 567 毫米 降水四季 分布不均 60 70 的降水集中在夏季 表 1 1 地质条件 土壤性质冰冻深度 m 地下水位 m 承载力 kpa 排水管网干管处粘土1 87 210 污水总泵站与污水处理厂厂址处粘土1 87 010 1 4 污水目前情况 1 4 1 人口密度及居住生活污水量 表 1 2 人口密度及居住生活污水量 人口密度 人 公顷 污水量标准 升 人 天 区250140 区280150 1 4 2 工业企业与公共建筑的排水量和水质资料 表 1 3 工业企业与公共建筑的排水量和水质资料 企业或公 共建筑名 称 平均排 水量 m3 d 最大排 水量 m3 h SS mg L COD mg L BOD mg L 总氮 mg L 总磷 mg L PH水温 甲厂47004506301450105013 67 86 813 5 乙厂52005005402030150012 13 66 818 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 3 1 4 3 受纳水体为河流 污水处理厂排放口处资料如下 表 1 4 水体水文与水质资料 流量流速水文标高水温DOBODSSSS 允许增加量 最小流量7 82 21495 26 22 1203 最高水位212 515619 66 91 2603 常水位时18 42 415214 96 40 9303 在污水总排放口 35 里处有工业用水水源 要求 BOD 3 5mg L 1 5 设计内容 通过阅读中外文献 调查研究与收集有关资料 拟定设计方案及工艺流程 通过 方案比较选择合理的设计方案 力求做到实用和经济 1 6 厂址的选择 2 城市污水处理厂的厂址应根据当地有关水资源情况 受纳水体的功能划分类别 污染与自净情况 城市和工厂厂区的总体规划与自然条件等因素确定 此外 处理后 废水与污泥的利用可能性与途径及出路 以及所选定的废水处理工艺流程等对厂址的 选择也有一定的影响 一般的做法是提出多种可行的方案 进行技术经济的比较和定 量的最优化分析 并通过专家的多次反复地论证后再确定 具体来说 厂址的选择应 当考虑下面几项原则 1 厂址首先应当与工艺流程相适应 2 无论采用何种工艺 都应尽量少占与不占农田 3 厂址必须位于集中给水水源下游 并应设在城市与工厂厂区及生活区的下游 同时保持 300m 以上的距离 还应设在夏季主风的下风向 4 当处理后的废水回用于工业 农业或渔业时 厂址应尽可能与用户临近 或 者位于交通方便利于输送的地方 5 充分利用地形 选择有适当坡度的地段 以满足废水处理构筑物高程布置的 需要 减少土方量与构筑物的埋深或减少污水与污泥的提升设备并节省动力费用 6 根据城市总体发展规划或工厂与厂区的发展规划 废水处理厂厂址的选择应 考虑远期发展的可能性 必要时留有扩建的余地 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 4 7 除了稳定塘等处理工艺外 厂址不宜设在雨季易受水淹的低洼处 靠近水体 的处理厂 要考虑避免受洪水及其他自然灾害的威胁 当污水处理厂有可能污染地下 水时应考虑防渗措施 有条件的地方 厂址尽可能选择在地址条件较好 地下水位较低的地方 以便于 施工 降低工程造价 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 5 第二章 设计水量与处理程度 2 1 设计污水量的计算 2 1 1 设计人口数的计算 目前生活污水量 生活用水量 0 18 372000 66960 m3 d 生活排水量 0 15 372000 55800 m3 d 排除率 66960 55800 83 33 为了使 10 年后污水处理厂还能满足处理要求 所以对 2017 年的人口数进行预测 见附录一 最小二乘法 a 2 85733 2 77482 1 7 87940 0 85733 2 89857 0 7 0 88680 lgA b 2 85733 2 77482 17 89857 0 85733 2 77482 1 0 18610 A 0 65148 万 预计 2017 年的人口数量 Pn 33 9 0 65148 190 88680 42 76951 万 2 1 2 污水量的计算 生活用水量预测 42 76951 0 18 7 6985 万吨 天 生活排水量预测 7 6985 0 8333 6 4152 万吨 天 表 2 1 生活污水变化系数 污水平均日流量 L s 51540701002005001000 1500 总变化系数 KZ 2 32 01 81 71 61 51 41 31 2 根据污水平均人流量可知变化系数应选择 1 3 Q生活max 6 4152 1 3 8 33976 万吨 天 工业污水量 甲厂 Q甲max 450 24 10800m3 d 乙厂 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 6 Q乙max 500 24 12000 m3 d 所以 Q工业总max 12000 10800 22800 m3 d Q污水 Q工业总max Q生活max 22800 83397 6 106197 6 m3 d 确定污水处理厂的进水量为 10 62 万吨 这里我们考虑城市排水用的是分流制 2 2 进水水质与处理程度的计算 2 2 1 进水水质的确定 典型生活污水水质 取典型生活污水水质的中常值进行计算 1 用加权平均计算生活污水和工业废水混合后 COD 的值 LmgCOD 41 684 6197 10 203008 1 14502 13397 8 400 2 用加权平均计算生活污水和工业废水混合后 BOD 的值 LmgBOD 26 428 6197 10 150008 1 10502 13397 8 200 5 3 用加权平均计算生活污水和工业废水混合后 SS 的值 LmgSS 87 298 6197 10 54008 1 6302 13397 8 220 4 用加权平均计算生活污水和工业废水混合后 TN 的值 LmgTN 18 34 6197 10 6 308 1 6 132 13397 8 40 5 用加权平均计算生活污水和工业废水混合后 TP 的值 LmgTP 49 7 6197 10 6 308 1 8 72 13397 8 8 2 2 2 处理程度的计算 凌河区的城市污水总流量 q 1 23m3 s 污水的 BOD5 428 26mg L SS 298 87mg L 污水温度假设为 20 污水经二级处理后 DO 1 5mg L 处理后的污 水排入小凌水河 在水体自净最不利的情况下 河水流量 Q 7 8 m3 s 河水平均流速 2 2m s 河水温度 5 2 DOR 6 2mg L BOD5 2 1mg L SS 20mg L SS 允许增加 量为 P 3mg L 设河水和污水能很快地完全混合 混合后 20 的 K1 0 1 K2 0 2 在污 水总排放口下游 35 公里处有工业用水水源 要求 BOD5 3 5 mg L a 按水体中 SS 允许增加量计算排放的 SS 浓度 计算污水总排放口处 SS 的允许浓度 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 7 Lmgb q Q pC Lmge 02 40201 23 1 8 7 31 SS 的处理程度 65 90 25 428 02 405 428 i ei C CC E 按 污水综合排放标准 计算排放的 SS 浓度 国家 污水综合排放标准 GB8978 96 中规定新建城镇二级污水处理工程的 一级排放标准 最高允许排放的 SS 浓度为 Ce mg L 20 SS 的处理程度 33 95 100 25 428 2025 428 100 e ei C CC E SS 的处理程度 取计算中处理程度高的值 SS 处理程度为 E 95 33 按水体中 DO 的最低允许浓度 计算允许排放的 BOD5浓度 排放口处 DO 的混合浓度及混合温度 Lmg qQ qCQC DO swR Lmgm 9 5 23 1 4 18 5 123 1 2 6 4 18 13 6 23 1 4 18 2023 12 5 4 18 m t 当水温为 6 13 时的常数 K1和 K2值 K1 6 13 K1 20 6 13 20 0 1 1 047 13 87 0 0529 K2 6 13 K2 20 1 024 6 13 20 0 2 1 024 13 87 0 144 起始点的亏氧量 D0和临界点的亏氧量 Dc 查表得出 6 13 时的饱和溶解氧 DOs 12 48mg L 则得出 D0 mg l 12 48 5 9 6 58 Dc mg l 12 48 4 8 48 用试算法求起始点 L0和临界时间 tc 第一次试算 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 8 设临界点的时间 tc 1 0d 将此值及其他已知数值带入下式 c tK c L K K D 1 10 0 2 1 07 2610 0529 0 144 0 48 8 10 10529 0 1 2 0 1 c tK cLmg K K DL L0 26 07mg L 将 L0 26 07mg L 带入下式 01 120 1 2 12 1lg 1 LK KKD K K KK t dc 07 260529 0 0529 0 144 0 58 6 1 0529 0 144 0 lg 0529 0144 0 1 2 09 tc 1 0d 不符合 第二次试算 设临界时间 tc 2 6932d 像上边一样的计算 得出 L0 32 041mg L 也按第一次试算一样计算得出 tc 2 6916d tc tc 0 2 m3 d 所以适合采用机械清渣 因为我们设置的是两个并列的格栅 所以 2 台齿耙式机械格栅 栅渣经格栅除污机输入放置于格栅后面的垃圾桶内 定期通过 起重设备装车外运至垃圾填埋场 4 2 曝气沉砂池的计算 4 2 1 设计原理 普通平流沉砂池的主要缺点是沉砂中含有 15 的有机物 使沉砂的后续处理难度 增加 采用曝气沉砂池可以克服这一点 如下图 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 15 图 4 2 曝气沉砂池 为曝气沉砂池的截面图 池型呈矩形 池底一侧设有集砂槽 曝气装置设在集砂 槽一侧 使池内水流产生与主流垂直的横向旋流 在旋流产生的离心力作用下 密度 较大的无极颗粒被摔向外部沉入集砂槽 另外 由于水的旋流运动 增加了无机颗粒 之间的相互摩擦于碰撞的机会 把表面附着的有机物除去 使沉砂中的有机物含量低 于 10 曝气沉砂池的有点是通过调节曝气量 可以控制污水旋流速度 使除砂效率 较稳定 受流量变化的影响较小 同时 还对污水起到预曝气作用 4 2 2 设计参数 1 设计原则 污水处理厂的最大设计流量 Qmax 1 23m3 s 设置 2 座沉砂池 那么单池的处理 量流量是 0 615 m3 s 旋流速度保持 0 25m s 水平流速为 0 075 m s 最大停留时间为 2min 有效水深为 2 宽深比为 1 1 m3污水的曝气量为 0 2 m3 进水方向与池中旋流方向一致 出水方向与进水方向垂直 淹没式出水口 并设置挡板 在集砂槽附近安装纵向挡板 空气扩散装置设在池的一侧 距池底 0 7m 送气管设置调节气量的闸门 沉砂室坡向沉砂斗的坡度为 i 0 2 沉砂斗侧壁与水平面的夹角 550 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 16 以下计算单池的数据 2 池子总有效体积 V Qmaxt 60 0 615 2 60 73 8 m3 3 水流断面积 2 1 max 2 8 075 0 615 0 m v Q A 4 池总宽度 m h A B1 4 2 2 8 5 池长 m A V L9 2 8 8 73 6 每小时所需空气量 q dQmax 3600 0 2 0 615 3600 442 8 m3 h 沉砂池每小时所需的空气量是 885 6m3 h 所以设置两个沉砂池 单池数据 池子总有效体积 73 8m3 水流断面积 8 2m2 池总宽度 4 1m 池长 9m 每小时所需空气量 442 8m3 h 7 沉砂室沉砂斗体积 V0 m3 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 17 图 4 3 沉砂斗 设沉砂斗为沿池长方向的梯形断面渠道 沉砂斗体积为 3 3 1 0 9 1895 1 2 8 02 2 mLh aa V 式中 a 沉砂斗下底宽 a1 沉砂斗上底宽 h3 沉砂斗的高 分离出来的砂石送往砂水分离器 分离出来的水被送回曝气沉砂池 剩下的砂石 装车外运 4 3 CASS 池的计算 4 3 1 设计原理 本设计用 4 个 CASS 池并联 在长度方向每个池子分为 4 格 每格可以独立运行 进水时间 0 5h 曝气时间 4 5h 沉淀时间 1 5h 排水时间 0 5h 每次滗水阶段开始时 滗水器以事先设定的速度由原始位置降到水面 然后随水面缓慢下降 下降过程为下 降 10s 静止滗水 30s 再下降 10s 静止滗水 30s 如此循环运行 直至达到设计 最低排水位 上清液通过滗水器排出 4 3 2 CASS 池设计计算 1 污泥负荷率 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 18 dkgMLSSkgBOD fSK N e S 3 0 9533 0 8 0200179 0 5 2 表 4 1 常见 k 值 序号名称K2值序号名称K2值 1生活污水0 0168 0 0281 4脂肪精制废水0 036 2合成橡胶废水 0 0672 5石油化工废水0 00672 3化学废水 0 00144 2 CASS 池容积 m3 3 0 55000 75 0 35003 0 2026 428106200 m XfN SSQ V s e Q 设计流量 m3 d S0 进入 CASS 池的污水有机物浓度 mg L Se CASS 池排放有机物浓度 mg L X 混合液悬浮固体浓度 mg L 3 H3水深 H3 H X SVI 10 3 H3 5 3500 80 10 3 10 3 1 4 其中 X 混合液污泥浓度 3500mg L SVI 污泥容积指数 80 4 13750 4 55000 1 n V HBL L 池长 100m B 池宽 28m 5 m Ann Q H37 2 280044 106200 21 1 n2 1 日内循环周期数 A 单格 CASS 池平面面积 m2 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 19 H1 指池内设计最高水位至滗水后最低水位之间的水深 6 H2 H H1 H3 5 2 37 1 4 1 23m H2 滗水水位和泥面之间水深 7 CASS 总高 H0 H 0 5 5 5 m 8 预反应区长度 L1 0 18L 0 18 100 18 00 m 因为选择区和兼氧区的体积比是 1 5 所以选择区的长度 L 18 0 2 3 6m 兼氧区长度是 14 4m 选择区也相当于厌氧区 这样 CASS 池就 拥有了脱氮除磷的功能 9 隔墙底部联通孔口尺寸 表 4 2 联通孔口尺寸 池宽 B m联通孔个数 n3 个池宽联通孔个数 n3 个 4 1 10 4 6 2 12 5 8 3 2 11 31 1 062 40816 391024 0 30 37 2 1828 3012424 106200 24 m u HBL unn Q A N3 联通孔个数 12 u 孔口流速 30m h 10 需氧量 dkg VXbSSQaO e 46 496862887546 20811 1035005500015 0 102026 42810620048 0 33 02 a 活性污泥微生物每代谢 1kgBOD 需氧量 0 48 b 1kg 活性污泥每天自身氧化所需要的氧量 0 15 11 标准需氧量 标准需氧量计算公式 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 20 5 5 20 202 10013 1 12179 121 4210026 2 024 1 p E E O Op CC CC CO SOR A A t tB TSTsb T Tsb S 式中 CS 20 20 时氧在清水中饱和溶解氧 取 CS 20 9 17mg l 氧总转移系数 取 0 85 氧在污水中饱和溶解度修正系数 取 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 Pa T 设计污水温度 本设计冬季 T 10 夏季 T 25 Csb T 设计水温条件下曝气池内平均溶解氧饱和度 mg L Cs T 设计条件下氧在清水中饱和溶解度 Pb 空气扩散装置处的绝对压力 Pa pb p 9 8 103H H 空气扩散装置淹没深度 m Ot 气泡离开水面时含氧量 EA 空气扩散装置氧转移效率 可由设备样本查得 C 曝气池内平均溶解氧浓度 取 C 2mg L 工程所在地海拔高度在 400m 大气压力 p 为 1 013 105Pa 压力修正系数 1 10013 1 10013 1 10013 1 5 5 5 p 微孔曝气头安装在距池底 0 3m 处 淹没深度 4 7m 其绝对压力为 Pa HPpb 5 553 1047 1 7 410098 010013 1108 9 微孔曝气头氧转移效率 EA为 20 气泡离开水面时含氧量 5 17 100 2 012179 2 0121 100 12179 121 A A t E E O 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 21 水温 25 清水氧饱和度 Cs 25 为 8 4mg L 曝气池内平均溶解氧饱和度 Lmg Op CC tb ssb 6 9 42 5 17 10026 2 1047 1 4 8 4210026 2 5 5 5 25 标准需氧量 SOR hkg CC CO SOR sb s 15 2786 024 1 26 9195 0 85 0 17 9 3 2070 024 1 2025 2025 25 202 空气用量 min 6 1105 66337 20 0 21 0 15 2786 21 0 3 3 m hm E SOR A 最大气水比是 66337 24 106200 15 表 4 3 微孔曝气装置主要技术参数表 曝气头直径 200氧利用率 20 30 曝气量 m3 只 h 1 3动力效率 kgO2 kW h 3 6 服务面积 m2 只 0 3 0 5孔隙率 3 6 平均孔径 m150阻力 mmH2O 136 280 单个 CASS 池主反应区的面积是 28 82 2296 m2 兼氧区的面积是 28 14 4 403 2 m2 曝气孔的个数 用服务面积计算 2296 0 4 5740 个 因为曝气池内平均溶解氧是 2mg L 而兼氧区要保持在 0 3 0 7mg L 左右 所 以曝气孔密度应是曝气池曝气孔密度的 1 4 则 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 22 252 4 1 4 0 2 403 个 总计是 5740 252 5992 个 用曝气量计算 个5528 43 66337 曝气孔的个数取 5992 个 所有 CASS 池所需曝气孔的总数是 23968 个 12 曝气池布置 曝气池为主反应区 在预反应区的后面 单座 CASS 曝气池布置如图 图 4 4 CASS 曝气池布置示意图 13 污泥回流比 设回流污泥的浓度为 20000mg L 则 21 21 350020000 3500 XX X R R 14 污泥回流量 QQ Q R dm R RQ Q 68 28588 21 211 106200 21 21 1 3 1191 2 m3 h 回流泵选 200QW330 8A 四台 三用一备 15 污泥龄 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 23 d X VX w v c 69 22 8 1480 103500100244 3 针对不同的水质 我们可以改变污泥龄 使处理效果达到最好 第五章 污泥处理及中水回用前景分析 5 1 污泥处理与处置的目的 1 减量化 较少污泥最终处置前的体积 以降低污泥处理及最终处置的费用 2 稳定化 通过处理使容易腐化变臭的污泥稳定化 最终处置后不再产生污泥 的进一步降解 从而避免产生二次污染 3 无害化 使有毒 有害物质得到妥善处理或利用 达到污泥的无害化与卫生 化 如去除重金属或灭菌等 4 资源化 在处理污泥的同时达到变害为利 综合利用 保护环境的目的 如 产生沼气等 5 2 泥处理流程的选择 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 24 污泥处理方案的选择应根据污泥的性质和数量 投资情况 运行管理 环境保护 要求等多种因素综合考虑后选定 污泥处理的一般方法与流程的选择约定与当地条件 环境保护要求 投资情况 运行费用及维护管理等多种因素 综合上述的原理 本设计采用先污泥浓缩 然后在机械脱水 最后外运 5 3 污泥量的计算 因为 CASS 池不需要设初沉池和二沉池 所以污泥基本上都是在 CASS 池产生 通过 SS 和 BOD5去除率来算 5 3 1 去除 SS 时产生的污泥量 d 1480 8 10 98100 100 2087 298 106200 100 3 6 0 21max 1 m P CCQ Q 式中 Q1 去除 SS 产生的污泥量 m3 d Qmax 设计水量 m3 d C1 C2 进水与出水的 SS 浓度 mg L P0 污泥含水率 对于 CASS 池污泥取 98 5 3 2 去除 BOD5时产生的污泥量 d 1300 8m 98 01 10106200 20428 26 6 0 P1 10 P X 1Q 3 6 0 6 max02 QSSY ea 式中 Q2 去除 BOD 产生的污泥 m3 d Y 产率系数 介于 0 5 0 65 取 0 6 Sa Se 进水与出水的 BOD 浓度 mg L P0 污泥含水率 对于 CASS 池泥取 98 则污泥的总产生量是 Q Q1 Q2 1480 8 1300 8 2787 6 m3 d 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 25 单池污泥日产生量 dm Q Q 8 1393 2 6 2787 2 3 平 5 4 污泥浓缩池的设计 5 4 1 设计依据 CASS 池污泥含水率介于 96 99 因此污泥的体积相对要大 对污泥的后续处 理造成困难 特别是增加了脱水设备的工作负担 污泥浓缩的目的在于减容 浓缩用于 降低污泥中的空隙水 因空隙水所占比例最大 故浓缩是减容的重要方法 5 4 2 设计计算 本设计采用竖流式连续运行的重力浓缩池 浓缩来自 CASS 池的污泥 池形如图所 示 浓缩将污泥含水率从 97 99 降至 94 96 为后续处理创造条件 浓缩时间 t12 小时 池数2 n个 浓缩部分上升流速 0 2mm s 缓冲层 7 集水槽 8 出水管 9 桥 进水槽 2 中心管 竖流式连续式重力浓缩池 平面 反射板 4 挡板 5 排泥管 1 进水槽 2 中心管 3 反射板 4 挡板 5 排泥管 6 缓冲层 7 集水槽 8 出水管 9 桥 图 5 1 竖流式连续重力浓缩池 1 中心管面积 设中心管内流速 v中 0 1m s 2 中 16132 0 1 0 0 01614 m v Q f 2 中心管的直径 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 26 m f D454 0 16132 044 取 DN460 喇叭口直径mbb621 0 46 0 35 1 35 1 1 喇叭口高度 mbb839 0 621 0 35 1 35 1 12 3 浓缩后分离出来的污水量 dm P PP Qq 35 1045 69100 6999 8 1393 100 3 2 21 4 浓缩池有效面积 A 3 3 max 05 60 102 0 0121 0 m v q A 5 沉淀池的直径 D m fA D758 8 16132 0 05 6044 取 8 8m 6 浓缩池有效水深 mTvh32 4 3600120001 0 2 取 4 4m 7 浓缩后剩余污泥量 d P P QQ m348 45 69100 99100 8 1393 100 100 3 2 1 2 8 浓缩池污泥斗容积 设污泥斗夹角 60 圆锥底部直径 d 2 5m 截锥高度为 h5 则 m6 2352732 18 04 4602 2 5 tgdDh 32222 5 5 1538 08 04 44 42352 6 33 mrRrRhV 9 污泥在泥斗中的停留时间 10 58 14 52 5 153 2 Q V T 介于 10 16 之间 符合要求 10 池总高度 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 27 设超高3 0 1 hm 缓冲层高度4 0 4 hm 中心管与反射板缝隙5 0 3 hm 不设刮泥设备 池底与水中夹角设为 60 池高 11 84m6 23524 05 04 43 0 654321 hhhhhhH 取 12m 5 5 贮泥池的设计 为了方便污泥的脱水 我们需要设置一个贮泥池来调节对脱水机提供的泥量 保证其正常的运行 本设计采用矩形贮泥池贮存来自浓缩池的污泥 1 经浓缩后污泥含水率以 96 计 则污泥量为 d P P QQ m348 45 69100 99100 8 1393 100 100 3 2 1 2 2 贮泥池表面积 设贮泥时间10 th 池高 4 2 hm m36 30 4 1014 52 2 h Q F 3 贮泥池尺寸 设池宽 B 6m 则池长 m6 05 6 36 30 B F L 为了方便施工 取 L 6m 则 4 贮泥斗体积 设贮泥斗下底 f 1 1m2 倾角取 60 度 则 h3 4 33m 所以 FfFf h V 3 3 5 3 62 53m 30 361130 3611 3 4 33 实际有效容积为 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 28 33 52 145 19m207 73m62 53436 30 Qt VFhV 5 贮泥池总高度 设超高 4 0 1 hm 则池总高度H为 mhhhH73 8 33 444 0 321 5 6 污泥脱水 1 概述 经浓缩池处理的污泥 出水含水率约 96 体积仍然庞大 因此 为了综合利 用和最终处置 需要对污泥进行干化或脱水处理 以降低含水率 缩减污泥体积 污泥脱水的方法很多种 一般有 自然干化 机械脱水 污泥烘干 焚烧等 经浓缩后的污泥先进行加药调质处理 使污泥更好的聚集在一起 方便脱水成 为泥饼 调质后采用机械脱水处理 污泥机械脱水是以过滤界面两面的压力差作为推动力 使污泥水份被强制过滤 介质 形成滤液 而固体颗粒被截流在介质上 形成滤饼 从而达到脱水的目的 最后泥饼外运 2 污泥加药调质计算 经浓缩后污泥含水率以 96 计 则污泥量为 d P P QQ m348 45 69100 99100 8 1393 100 100 3 2 1 2 本污水处理厂的污泥以有机物为主 采用 PAM 聚合物药剂进行调理 PAM 投 加量 配药浓度 0 1 取待脱水污泥含固量为 C0 50 50kg m3 DS1000kg 1 5kgt 1 5kgfm 则每天 PAM 的投加量为 kg26 1341000 1 550348 45fVCM m0 式中 fm 干污泥的 PAM 投药量 根据脱水形式取 1 5kg t 加药系统示意图如图所示 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 29 图 5 2 污泥加药调质系统示意图 3 污泥脱水设备的选择 污泥脱水是利用过滤介质两面的压力差作为推动力 使水分强制通过过滤介质 固体颗粒被截留在介质上 达到脱水的目的 污泥机械脱水设备的选择应根据处理 规模 运行费用 运行经验 污泥出路等方面的实际情况进行选择 本设计选用带式压滤机 2 台 互为备用 带式压滤机是利用辊筒和滤布挤压污 泥以获得脱水效果 优点是可以连续工作 设备简单 操作管理较容易 附属设备 少 占地面积小 除此之外 它还有以下特点 脱水泥饼含水率 55 80 工程投资费用较低 自控 连续型运行方式 脱水前无需预处理 适用于大中型污水处理厂 每台处理污泥能力 5 9m3 h 本设计所选带式压滤机的处理能力 取 8 m3 h 每天能处理的体积为 3 3842248 mV 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 30 脱水后污泥含水率为 75 污水体积为 3 320 m73 18 75 96348 45 PPVV 5 7 污泥的资源化处理 本污水处理厂产生的污泥含有大量的有机物和 N P 营养成份 但是经过脱水 后 颗粒细微 含水率高 干化后呈硬块和粉灰状 直接施肥非常困难 因此 我 采用与工业废料 城市垃圾 农业桔杆混合发酵处理生产有机肥料 这种方法使用设备较少 耗能较低 成本低 其缺点是占地面积大 鉴于污 水处理厂修在城郊 有足够的土地面积 所以可以采用 我国各地区的污水处理厂和科研部门也在污泥的处理 处置和利用方面进行了 大量的研究工作 并取得了可喜的成果 污泥的土地利用已得到普遍的认同 5 7 1 污泥堆肥 所谓生污泥即未经过好氧或厌氧消化处理的污泥 其有机物含量较高 55 以上 总碱度较低 pH0 2 m3 d 所以适合采用机械清渣 表 6 1 除污机的比较 设备名称适用条件特点 阶梯式格 栅除污机 是一种典型的细格栅 适用 于井深较浅 宽度不大于 2m 的场合 1 水下无传动件 结构合理 使 用寿命长 维护保养方便 2 采用独特的阶梯式清污原理 可避免杂物卡阻及缠绕 钢丝绳牵 引式格栅除污机 主要用于雨水泵站或合流制 泵站 拦截粗大的漂浮物或 1 捞渣量大 卸渣彻底 效率 高 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 40 较重的沉积物 一般作粗 中格栅使用 2 宽度可达 4m 最大深度可达 30m 3 易损件少 水下无运转部件 维护检修方便 运行及其安全可 靠 内进式鼓 形格栅除污机 主要用于去除城市污水和工 业废水中的漂浮物 该机集 截污 齿耙除渣 螺旋提升 压榨脱水四种功能于一体 1 集多种功能于一体 结构紧 凑 2 过滤面积大 水头损失小 3 清渣彻底 分离效率高 4 全不锈钢结构 维护工作小 但设备价格相对较高 旋转式齿 耙格栅除污机 主要用于城市污水和工业废 水中的漂浮物和悬浮物 一 般设在粗格栅之后 是典型 的细格栅 1 无栅条 诸多小齿耙相互链 接组成一个较大的旋转面 捞渣 彻底 2 卸渣效果好 3 齿耙强度高 有尼龙和不锈 钢两种材质 4 有过载保护措施 运行可靠 从图标中可以看出钢丝绳牵引式格栅除污机更适合本工程 6 4 集水池设计计算 1 由前计算可知 集水池有效容积采用一台泵 5 分钟容量计算 经计算 3 38 1841000605585 614mW 取 185m3 有效水深取 H 2 0m 则面积为 F 92 5m2 与泵站合建 1 最高水位 最高水位 进水管内水面标高 格栅水头损 24 74 0 10 24 64m 2 最低水位 最低水位 最高水位 有效水深 24 64 2 0 22 64m 有效水深 2m 3 泵房形式采用下圆上方型 直径为 18m 辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计 41 2 机器间与集水池底平 水泵自灌启动 安装高度小于允许吸上真空高度 在集 水池侧墙明显的位置设水表尺 并引入值班室 以供控制水泵启闭和记录水位时观察 之用 3 集水池进水管管底与格栅底边落差取 0 63m 池底坡度为 0 1 坡向吸水坑 吸水坑深度 1 04m 上底宽 2 46m 下底宽 1 3m 4 为便于集水池的排空和清泥 除检查孔外应留有备用泵 5 松动沉渣设备 在水泵出水管接 DN50 的回流反冲管 伸入集水池的吸水坑内 6 4 1 机器间设计计算 机器间布置应满足设备安装 运行 检修的要求 要有良好的运输 巡视和工作 的条件 符合防火 防噪声及采光技术规定 做到管理方便 安全可靠 整齐美观 1 机器间尺寸 平面布置 本设计平面布置依据 给排水设计手册 第五册 第三章 机组布置间距之规定 泵座与集水池墙壁距离取决于水泵吸水管 闸门 零件的尺寸和装卸的宽裕度 楼梯宽 度不宜小于 1 8m 平台宽不小于 1 0m 2 高程布置 给排水设计手册 第五册 第三章规定 1 无吊车起重设备者 泵房高度以满足临时架设起吊设备和采光通风的要求 地面以上有效高度不小于 3 0m 2 有吊车起重设备者 应保持吊起物底部与所跨越固定物体顶部留有不小于 0 5