二级城市污水处理厂SBR工艺设计.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除第1章 绪 论11.1 城市基本背景资料11.2 厂区地形11.3水质要求11.4主题处理工艺选择及理由11.5 SBR工艺流程及简介21.6设计目的31.7设计内容3第2章 总体设计42.1 设计方案的选择与确定42.2 工艺流程简图42.3 各工艺作用及原理4第3章 工艺流程计算63.1粗格栅设计计算63.2提升泵房设计计算73.3细格栅设计计算73.4曝气沉砂池设计计算93.5初沉池设计计算103.6 SBR工艺设计123.7二沉池设计计算143.8消毒设计计算163.9计量槽163.10污泥泵房设计计算163.11污泥浓缩池设计计算173.12污泥消化系统183.13贮泥池设计计算193.14脱水泵房20第4章 附属建筑物的确定21第5章 污水处理厂的总体布置225.1平面布置设计225.2高程计算23第6章 结 论23附 录24附表一 水利及高程计算24附表二 污水处理厂平面布置图24附表三 污水处理厂高程图24此文档仅供学习与交流第1章 绪 论1.1 城市基本背景资料（1）气象与水文资料 风向：多年主导风向为东南风；水文：降水量多年平均为每年2370mm； 蒸发量多年平均为每年1800mm； 地下水水位，地面下67m。（2） 年平均水温：20 (3)最大设计流量： 人数N:30万 人均排放量：220L/d 城市污水定额：L/s（查水力计算表得Kz=1.38）则最大设计流量L/s=0.85m3/s=73340 m3/d1.2 厂区地形设计中地面标高为155.00 m，进水管底标高151.75m，管径1100mm，出水排放水位153.00m。1.3水质要求 针对一座二级处理的城市污水处理厂，由于处理后的水要排到大渡河，所以应满足国（GB18918-2002）一级B标准，进出水质及去除率见下图进出水质及去除率进水水质mg/L（COD）500（BOD）300（SS）200（氨氮）45（磷）6出水水质mg/L（COD）60（BOD）20（SS）20（氨氮）8（磷）1.5去除率%（COD）88%（BOD）94%（SS）90%（氨氮）83%（磷）75%1.4主题处理工艺选择及理由 在我国目前的城市污水处理厂中，有80以上的都是采用活性污泥法，不到20%采用稳定塘法、土地处理法及一级处理等。多数的城市污水处理厂都采用运行稳定、操作简便、处理费用低廉的生化处理工艺,包括普通活性污泥法、延时法等新型活性污泥工艺、接触氧化法、氧化沟法、AB法、SBR法、A-O和A2-O等变形工艺, 这些改进的工艺技法在我国被广泛运用。只有少数城市污水处理厂因其实际情况而选用物理或物化的方法处理废水。 序批式活性法是早在1914年英国学者Ardern和Lockett发明活性污泥法时，首先采用的水处理工艺。也是近年来开发的活性污泥法新工艺，序批式活性污泥法比连续流活性污泥法出现得更早，但由当时运行管理条件限制而被连续流系统所取代。随着自动控制水平的提高，SBR又引起人们的重视，并对它进行了更加深入的研究与改进。澳大利亚的污水处理以SBR工艺所著称。近十几年来，建成SBR工艺污水处理厂600余座，其中的中型和大型处理厂的应用也日益增多，并且开始兴建日处理量21万吨大型SBR工艺污水处理厂。由于SBR处理工艺流程简单，处理效果好的独特优点，逐渐引起世界污水界的关注。随着对SBR法的研究与应用的深入，出现了很多SBR法的改良和变形工艺，主要有间歇式循环是曝气活性污泥法、循环式活性污泥法、间歇排水延时曝气工艺、需氧池-间歇式曝气池工艺、改良型序批式活性污泥工艺、交替式生物处理工艺等。我国也于20世纪80年代中期开始对SBR进行研究，迄今应用已比较广泛。自1985年我国第一座SBR处理设施在上海市吴淞肉联厂投产运行以来，SBR工艺在国内已广泛用于屠宰，含酚，啤酒，化工，鱼品加工，制药等工业废水和生活污水的处理。从应用情况看，SBR是一种高效、经济、可靠、管理简单、适合中小水量污水处理工艺，我国小城镇污水处理规模一般较小，因此SBR法及其变形工艺正符合我国国情，在我国有着广阔的应用前景。水处理厂因其实际情况而选用物理或物化的方法处理废水。1.5 SBR工艺流程及简介 进水 厌氧反应 好氧（间歇） 缺氧（搅拌） 沉降 出水 进水期进水期是反应池接纳污水的过程。由于充水开始是上个周期的闲置期，所以此时反应器中剩有高浓度的活性污泥混合液，这也就相当于活性污泥法中污泥回流作用。SBR 工艺间歇进水，即在每个运行周期之初在一个较短时间内将污水投入反应器，待污水到达一定位置停止进水后进行下一步操作。因此，充水期的 SBR 池相当于一个变容反应器。混合液基质浓度随水量增加而加大。充水过程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR 充水过程，不仅水位提高，而且进行着重要的生化反应。充水期间可进行曝气、搅拌或静止。曝气方式包括非限制曝气（边曝气边充水） 、限制曝气（充完水曝气）半限制曝气（充水后期曝气） 。 反应期在反应阶段，活性污泥微生物周期性地处于高浓度、低浓度的基质环境中，反应器相应地形成厌氧缺氧好氧的交替过程。虽然 SBR 反应器内的混合液呈完全混合状态，但在时间序列上是一个理想的推流式反应器装置。SBR 反应器的浓度阶梯是按时间序列变化的 。能提高处理效率，抗冲击负荷，防止污泥膨胀。沉淀期相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝气搅拌后，污泥絮体靠重力沉降和上清液分离。本身作为沉淀池，避免了泥水混合液流经管道，也避免了使刚刚形成絮体的活性污泥破碎。此外，SBR 活性污泥是在静止时沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干扰小，沉降时间短，效率高。排水期活性污泥大部分为下周期回流使用，过剩污泥进行排放，一般这部分污泥仅占总污泥的 30%左右，污水排出，进入下道工序。1.6设计目的 根据设计任务书中所给的原始资料，对某小镇的污水处理厂进行设计。通过设计学会运用原始资料，确定污水处理方案的一般原则，熟悉有关构筑物的计算方法和了解设计步骤及规律，是学到的基本知识，基本理论和基本技能得到依次综合性训练。1.7设计内容1）根据所提供的原始资料，确定污水所需要的处理速度，并选择处理方法。2）根据污水处理成程度结合污水厂的地形条件，选择污水、污泥的处理流程和处理构筑物。3）对所选择的处理构筑物进行工艺设计计算，确定形式和主要尺寸。4）绘制污水厂的总体布置（包括平面布置和高程布置）。5）编写说明书。 第2章 总体设计2.1 设计方案的选择与确定 由于原水水质污染物浓度较高且要满足国标一级B标准 ，对出水水质要求较高，查找相关文献，综合各种因素，选用SBR活性污泥法。该工艺相对比于其他工艺简单、剩余污泥处置麻烦少、节约投资投资省、占地少、运行费用低、耐有机负荷和毒物负荷冲击，运行方式灵活，由于是静止沉淀，因此出水效果好、厌（缺）氧和好氧过程交替发生、泥龄短、活性高，有很好的脱氮除磷效果。且有通过氧化还原电位实时控制SBR反应进程的报道，进一步提高了对氮磷的去除效果、节约了能源和投资。2.2 工艺流程简图污水粗格栅提升泵站细格栅曝气沉砂池竖流初沉池污泥砂水分离栅渣栅渣SBR池/灌水器二沉池消毒池出水污泥 污泥回流储存浓缩脱水含磷污泥调理最终处置2.3 各工艺作用及原理 1.格栅 粗格栅是用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行。 粗格栅是由一组(或多组)相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。2、提升泵站 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。3、曝气沉砂池 曝气沉砂池 是一长形渠道，沿渠壁一侧的整个长度方向，距池底60-90cm处安设曝气装置，在其下部设集砂斗，池底有i=0.1-0.5的坡度，以保证砂粒滑入。4、初沉池 初沉池可除去废水中的可沉物和漂浮物。废水经初沉后，约可去除可沉物、油脂和漂浮物的50%、BOD的20%，按去除单位质量BOD或固体物计算，初沉池是经济上最为节省的净化步骤，对于生活污水和悬浮物较高的工业污水均易采用初沉池预处理。5、完全混合曝气池 完全混合曝气法其运转过程是：将污水与一定量的回流污泥（作接种用）混合后流入曝气池，在通气翼轮或压缩空气分布管不断充气、搅拌下，与池内正在处理的污水充分混合并得到良好的稀释，于是污水中的有机物和毒物就被活性污泥中的好氧微生物群所降解、氧化和吸附，微生物群也同时获得了营养并进行生长繁殖。经一段滞留时间后多余的水经溢流方式连续流入一旁或外围的沉淀池。在沉淀池中，由于没有通气和搅拌，故在处理后的清水不断溢出沉淀池的同时，活性污泥团纷纷沉入池底，待积集到一定程度时，再进行污泥排放。污泥可进一步作厌氧消化处理。6、SBR SBR是序批式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。尤其适用于间歇排放和流量变化较大的场合。目前在国内有广泛的应用。滗水器是该法的一项关键设备。7、二沉池 是活性污泥系统的重要组成部分，其作用主要是使污泥分离，使混合液澄清、浓缩和回流活性污泥。其工作效果能够直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度第3章 工艺流程计算3.1粗格栅设计计算1、主要设计参数设计流量：最大设计流量Qmax=850L/s栅条宽度S：10mm栅条间隙宽度b:35mm过栅流速：0.9m/s山前渠道流速：0.85m/s山前渠道水深h：1.4m格栅倾角：60数量：2栅渣量：格栅间隙为35mm时，栅渣截留量为按W1=0.01m3/(10m3污水)（人工清渣）2、工艺尺寸格栅尺寸 过栅流量1=m/s栅条间隙数n=/有效栅宽B= = 0.44m 实际过流速度 0.81m/s3、栅渠尺寸：栅渠过水断面S=栅渠尺寸（宽*深）:1000mm*1200mm栅渠长度：考虑各种因素，格栅总厂应为3倍格栅长度。4、水头损失 取k=3格栅断面为锐边矩形断面（=2.42）,水头损失5、栅后槽总高度H=(取h1=0.3m)6、宽度计算：设进水渠高度为300mm，角度=20o,则 7、 渣量计算W=（采用机械清渣）XQ1000型机械格栅技术参数设备宽度/mm1000水流速度/（m/s）0.3-1有效栅宽/mm500电动机功率/KW0.75有效间隙/mm40安装角度60 粗格栅尺寸剖面图（单位：mm)3.2提升泵房设计计算1、水泵选择：由Q=，选用3台提升泵选用350WQ1100-10-45潜水泵（上海高田制泵有限公司）主要参数排出水口径为mm流量m3/h扬程/m功率/kw转速r/min35011001045970所需扬程为（见水力计算和高程布置）2、 集水池容积 按一台泵最大流量是6min的出流量计算，则有效容积V=110m3面积 取有效水深为H=3m，面积F=36.7m2集水池长度取8m,宽度B=4.59m 取5m集水池平面尺寸：L*B=8m*5m保护水深1.0m,实际水深4.0m3.3细格栅设计计算1、 主要设计参数：设计流量：最大设计流量Qmax=850L/s栅条宽度S：8mm栅条间隙宽度b:8mm过栅流速：0.9m/s山前渠道流速：1.0m/s山前渠道水深h：0.8m格栅倾角：60o数量：2栅渣量：格栅间隙为35mm时，栅渣截留量为按W1=0.1m3/(10m3污水)2、工艺尺寸格栅尺寸 栅条间隙数 /=，取n为70 有效栅宽 实际过流速度3、栅渠尺寸栅渠过水断面 栅渠尺寸（宽*深）：栅渠长度：考虑各种因素，格栅总厂应为3倍格栅长度。4、水头损失 取k=3格栅断面为锐边矩形断面（=2.42）水头损失5、宽度计算：设进水渠高度为580mm，角度=20o, 6、 渣量计算W=（采用机械清渣）XQ2000型机械格栅技术参数设备宽度/mm2000水流速度/（m/s）0.3-1有效栅宽/mm1300电动机功率/KW2.5有效间隙/mm10安装角度60细格栅尺寸剖面图（单位：mm)3.4曝气沉砂池设计计算1、 30m3/106m3(污水)、曝气量：D=0.15m3（空气）/m3（污水）、主干管空气流速：v1=12m/s、支管空气主要设计参数：设计流量Q=0.85m/s、停留时间：3min、水平流速：0.1m/s、沉砂量：流速v2=5m/s2、 沉砂池尺寸有效容积 水流断面积 取有效水深为2.0m，池宽池长 平面尺寸 积砂区 积砂斗倾角70o 高为0.7m3、 沉砂量及排砂设备 沉砂量 采用行车式排砂机，配备一台40PV-SP型液下渣浆泵，每天排砂一次，一次10min技术参数最大功率（KW）流量（m/h）扬程（m）转速（r/min）叶轮直径（mm）1519.44-43.24.5-28.51000-22001884、曝气系统 所需曝气量 风机选择（选用一台D30X28-20/2000型罗茨鼓风机），配以JO71-6型电动机。风机性能风量（m/min）静压力（mmH2O ）基础尺寸（mm）2030001530X600空气管道计算 按实际风量计算干管管径 （取0.2m）验算气流速度 10.5m/s (符合要求)每隔1.5m分出两个支管，支管总数为n=2*18/1.5=24个,每一支管气量支管管径（取60mm）验算气流速度 (符合要求)曝气沉砂池除渣区尺寸（单位：mm)3.5初沉池设计计算 1、 主要设计参数：设计流量Q=0.85m3/s沉淀时间t：1.5h表面负荷q：2.5m3/(m2,h)间隙流出速度=0.04m/s中心管流速v=0.03m/s排泥时间间隔：2d每人每日产生污泥量S：20g/(人*d)座数n:42、 竖流式沉淀池计算中心管截面积 =28.3沉淀池面积=1020 总面积=1252。3直径10m,取d=10m，则，座数，中心管直径沉淀区有效水深沉淀区有效容积喇叭口直径 喇叭口到反射板间隙高度 取倾角为60o，截头直径0.4m，污泥斗高度 沉淀池总高度 储泥斗容积： 排泥量：对SS去除率按50%计算干污泥量： 污泥含水率为96%，密度为1000kg/m3,污泥体积 单池容量：(11.22976m3（4） 消化池表面积 集气罩表面积 池顶表面积 池盖总面积 消化池全部在地面上，则池壁表面积 池底表面积 3、 热工计算（1）新鲜污泥加热耗热量：中温消化温度TD=35，新鲜污泥年平均温度TM=19.5，日平均最低气温Ts=14每座消化池投配的最大污泥量平均耗热量 最大耗热量 （2）消化池体耗热量池盖 平均耗热量 最大耗热量池壁 平均耗热量 最大耗热量 池底 平均耗热量 最大耗热量消化池池体 平均耗热量 最大耗热量（3）每座消化池总耗热量 平均耗热量 最大耗热量4、 搅拌设备 搅拌功率为5W/m3,每台设置20KW的搅拌机3台3.13贮泥池设计计算1、消化污泥量 剩余污泥量：117.6m3/d（含水率为96%） 初沉污泥量：180 m3/d （含水率为96%） 消化后污泥含水率为92%，则消化后污泥含量为 2、贮泥池容积 设周期为1d,则容积3、贮泥池尺寸 取池深H为2m，则面积设计圆形贮泥池1座，则直径4、 搅拌设备 为防止污泥沉淀，池设置搅拌设备，设置液下搅拌机一台，功率为5KW。3.14脱水泵房1、 压滤机 过滤流量：473.13m3/d 设置两台压滤机，每台每天工作16小时，则每台处理量 （选择DY15型带式压滤脱水机）2、 加药量计算 设计流量：148.8m3/d 絮凝剂：PAM 投加量，以干固体的0.4%计，则 第4章 附属建筑物的确定污水处理厂除污水处理和污泥处理所必须的构筑物外，还包括诸如办公楼、维修间等，如下所示：序号 名称 个数 占地面积（m2）1 门卫亭 1个 9*82 食 堂 1个 18*10 3 锅炉房 1个 27*134 机修间 1个 27*85 综合办公楼 1个 20*106 仓 库 1个 26*107 宿 舍 1个 24*108 变电所 1个 11*11 第5章 污水处理厂的总体布置5.1平面布置设计1）平面布置的一般原则污水处理厂为新建工程，总平面布置包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置，各种管线、管道及渠道的平面布置，各种辅助建筑物及设施的平面布置。总平面布置适应遵守以下几点原则： 污水及污泥处理构筑物是处理站的主体，应布局合理，其投资少及运行方便。应尽量运用厂区地形，使废水及污泥在各处理构筑物之间靠重力自流，同类构筑物之间配水均匀，切换简单，管理方便，不同构筑物之间距离适宜，衔接紧凑，一般在510m，污泥干化机脱水设备应在下风向，干化污泥能在旁门运走。 合理布置生产附属设备，泵房尽量集中，靠近处理构筑物，鼓风机房要靠近曝气池，和办公室保持必要的距离，以防止噪音干扰，变电所靠近最大的用户，有必要的堆煤场地，机修间应位于各主要设备附近。此外应合理布置车库，化验室等。 办公构筑物应与处理构筑物保持一定的距离，位于上风向。 废水及污泥采用明渠输送，以便检修，管线要短，曲折少，交叉少。 处理站应有给水设备，排水管线及雨水管，厂内废水排入总泵站的吸水池，雨水管则接于总出水渠中。 处理站内必须设置事故排水渠以及超越管线，以及在停电及某些构筑物检修时，废水能越过检修构筑物而进入下一处理构筑物，或直接进入事故水渠。 处理站最好有双电源、变电所应有备用设备，一般不允许在厂架设高压线。 厂区内应有通向各处理构筑物及附属建筑物的道路，最好设置运输污泥的旁门或后门，厂区 内应绿化和美化。 平面布置应考虑将来的发展，留有余地。 尽量采用自动化、半自动化、机械化操作。 废水污泥应有计算设备，以便积累运行数据。 严寒地区应有防冻设备。2）建筑物之间的距离（1）防火 厂房间的防火距离，主要是保证一旦失火时，火焰蔓延到相邻厂房时，消防队能顺利进入现场灭火。（2）自然采光和通风 为保证充分的自然采光和通风，建筑物之间的距离不小于15m，如有15m以上高建筑物，则间距不应小于两相邻建筑物高度之和的一半。（3） 厂内道路 厂内人行道的宽度根据上下班通过的人数而定，一般在1.82m。主要厂房应有出口和露天场地，以利消防车通过以及在其他特殊情况的使用。公路宽度不应小于5m，能允许两辆大卡车面对面通过也要考虑输送线路的循环性，避免交通堵塞。（4） 总论 总之，总图布置设计时，必须遵守国家最新颁布的有关法令，如环境保护、工业卫生、安全防火等法律和规定，并及时征得城市规划部门和消防监督机构的同意。总图布置方法时根据生产需要，考虑到上述各种因素，选择几个方案进行技术论证和经济比较。具体做法可用样片法、模型法、物料运量法、相对位置法等，进行分析比较，择优录用。5.2高程计算通过高程计算确定构筑物水面高程，结合地面高程确定相关建筑物的埋深，此外，通过高程计算，同时确定提升泵扬程。提升泵后的建筑物高程计算方法沿受纳水体逆推计算；其前的建筑物高程计算顺推。两者之差加上泵房集水池最高水位与最低水位差值即为扬程。如附表一所示，污水厂最高水位为156.6m，最低水位为151.8m,两者之差为4.8m,提升泵房最高水位与最低水位之差为3m,则升泵扬程第6章 结 论 通过对城市污水处理厂各个构筑物的设计得出，经过处理后，出水中的污染物含量均小于综合排放指标 ，可以直接排放。 通过上面的生化处理可使河流的污染大大降低，有利于河流流域水体功能的恢复，地下水化学成分被恢复，更重要的是，污水经过处理后对整个生态环境的污染大大地降低，不但能够保护人民的身体健康，同时也可以为某间接带来改善投资环境、吸引外资、增加农副产品和工业产品的质量，减少城市自来水厂的净化处理成本。污水处理厂运行后，每年产生的干污泥含有大量有利于植物生长的肥分，将污泥作为农作物或园林绿化用的肥料，除可获