某小区污水处理设施设计

环境污染控制理论与技术环境污染控制理论与技术 课程设计课程设计 设计说明书设计说明书 题 目 某小区生活污水处理站设计 学校院系 河南工学院 专业班级 100211111 姓 名 卢小勇 指导老师 李泉 目录目录 1 绪论 1 1 1 项目概况 1 1 2 生活污水设计条件 1 1 3 设计原则 2 1 4 设计规范和标准 2 1 5 设计范围 2 2 工艺设计 4 2 1 工程建设规模 4 2 2 厂址选择 4 2 3 工艺选择 6 2 3 1 SBR 法 6 2 3 2 生物接触氧化法 7 2 3 3 氧化沟法 8 2 3 4 CASS 工艺 9 2 3 5 不同工艺比选 10 2 4 工艺流程 10 2 5 流程主要构建物介绍 11 2 5 1 格栅 11 2 5 2 CASS 反应池 11 2 5 3 污泥浓缩池 11 3 构筑物设计计算 13 3 1 格栅 13 3 1 1 设计说明 13 3 1 2 设计计算 13 3 2 提升泵房设计 15 3 2 1 提升泵的选型 15 3 2 2 集水池形式 16 3 3 细格栅 16 3 3 1 设计参数 16 3 3 2 设计计算 16 3 4 沉砂池 17 3 4 1 设计参数 17 3 4 2 设计计算 19 3 5 CASS 池 21 3 5 1 CASS 池设计说明 21 3 5 2 主要设计参数的选定 21 3 5 3 CASS 容积 22 3 5 4 CASS 池尺寸 22 3 5 5 剩余活性污泥量 23 3 5 6 设计需氧量 23 3 5 7 标准需氧量 24 3 6 紫外消毒 25 3 6 1 设计要求 25 3 6 2 设计计算 26 3 7 污泥浓缩池 26 3 7 1 设计说明 26 3 7 2 设计计算 26 3 8 污泥贮存池 28 3 8 1 设计说明 28 3 8 2 设计计算 28 3 9 浓缩污泥提升泵房 29 3 9 1 提升泵房 29 3 9 2 污泥回流泵站 29 3 10 污泥脱水间 29 3 10 1 设计说明 29 3 10 2 设计计算 30 3 11 恶臭处理系统 30 3 11 1 设计说明 30 3 11 2 设计计算 31 3 11 3 风机选型 31 4 污水处理厂平面及高程布置 32 4 1 污水处理厂平面布置 32 4 1 1 总平面布置原则 32 4 1 2 总平面布置结果 32 4 2 污水厂高程设计 33 4 2 1 高程布置要求及基本原则 33 4 2 2 高程设计计算 33 4 2 2 1 各构筑物水头损失 33 4 2 2 2 各构筑物间沿程及局部水头损失的计算 33 4 2 2 3 构筑物高程确定 34 4 2 2 4 污泥系统高程计算 35 5 土建设计 37 5 1 土建设计依据 37 5 2 设计原则 37 5 3 结构设计 37 5 3 1 钢砼池 37 5 3 2 防腐 37 5 3 3 地基处理 38 6 电气和自动控制设计 39 6 1 设计依据 39 6 2 设计范围 39 6 3 供电系统描述 39 6 3 1 供电设计 39 6 3 2 动力 照明配电及电缆敷设 39 6 3 3 接地与防雷 40 6 3 4 电动机启动 控制 40 6 4 自控系统描述 40 6 4 1 水泵液位自动控制系统 40 6 4 2 加药自动控制系统 40 6 5 主要电气 自控设备选型 41 7 环境保护 安全卫生及其他 42 7 1 二次污染防治 42 7 2 安全卫生及劳动保护 42 7 3 人员配备 42 8 经济概算 44 8 1 计算原则 44 8 2 土建造价概算 44 8 3 设备造价概算 45 8 4 工程总造价概算 45 8 5 运行费用计算 46 8 5 1 电耗统计费用表 46 8 5 2 电费 46 8 6 人工费 47 8 7 设备运行维护费 47 8 8 运行成本 47 8 9 年运行费用 47 附录 1 相思湖进水口污水处理站平面布置图 48 附录 2 相思湖进水口污水处理站构筑物高程图 48 1 绪论绪论 1 1 项目概况项目概况 广西民族大学位于广西南宁市风景秀丽的相思湖畔 创办于 1952 年 现有东 西两个 校区 学校有东 西两个校区 占地面积 1813 亩 校园建筑面积 631990 平方米 含相思湖 学院 13 8 万平方米 截至 2015 年 12 月 设有 25 个学院 含 1 个独立学院 开办 74 个 全日制普通本科专业 有教职工 1910 人 其中正高职称 196 人 副高职称 311 人 有全日制 在校生 21494 人 其中研究生 1523 人 本科生 16204 人 专科生 695 人 预科生 2278 人 留学生 794 人 相思湖位于广西南宁市西乡塘区 为广西民族大学校内人工湖 湖边有相思桥 揽月亭 连心桥等仿古建筑 相思湖最初是西乡塘邕江边的水库 位于广西民族大学内的只是相思湖 水库的一部分 属天然小型浅水湖泊 湖泊面积为 20000 m2 平均水深 2 5 m 平均流速 0 05 0 1 m s 附近有大量的教职工及学生宿舍 食堂 养殖废水的排入相思湖 排入湖内 的生活污水主要包括化学需氧量 COD 生化需氧量 BOD 氨氮 NH3 N 总悬浮 物 SS 等污染物 根据处理要求 处理后的生活污水排入 GB3838 地表水 类功能水域 划定的饮用水水源保护区和游泳区除外 水质须符合 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 一级 B 标准要求 1 2 生活污水设计条件生活污水设计条件 根据设计要求等资料 确定本工程生活污水设计水量 废水总量为 3000m3 d 处理装置 每天 20 小时连续运行 每小时处理能力约为 150m3 根据处理要求 处理后的生活污水排入 GB3838 地表水 类功能水域 划定的饮用水水源保护区和游泳区除外 水质须符合 城 镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 一级 B 标准要求 标准如表 1 1 表 1 1 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 一级 B 标准 项目CODBOD5NH3 NSS GB18918 2002 一级 B 标准 60208 15 20 注 括号外数值为水温 12 时的控制指标 括号内数值为水温 12 时的控制指标 设计进出水水质取值及去除率如下表 1 2 表 1 2 设计进出水水质取值及去除率 项目CODBOD5NH3 NSS 进水水质 mg L 1 35015016150 出水水质 mg L 60208 15 20 1 去除率 82 986 750 0 6 3 86 7 1 3 设计原则设计原则 1 严格执行国家有关环境保护的各项规定 确保出水达到国家及地方有关污染物排放标准 2 选择稳妥可靠 技术先进 投资较省 运行费用低 管理方便 运行灵活的污水处理工艺 保证稳定可靠地达到治理目标要求 3 因地制宜 合理布置 统一规划 污水处理室占地在甲方指定的范围内 技术路线简单明 了 操作管理方便 工艺流程抗冲击能力强 4 建构筑物在满足功能要求前提下 应考虑到美观 绿化 并配备相应的安全措施 5 尽量采取措施减小对周围环境的影响 合理控制噪声 气味 妥善处理与处置固体废弃物 避免二次污染 6 在上述前提下 做到投资少 运行费用低 1 4 设计规范和标准设计规范和标准 1 地表水环境质量标准 GB3838 2002 2 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 3 室外排水设计规范 GB50014 2006 4 给水排水制图标准 GB T50106 2001 5 给水排水设计基本术语标准 GBJ125 89 6 建筑给水排水设计规范 GB20015 2003 7 总图制图标准 GB T50103 2001 8 给水排水工程构筑物结构设计规范 GB50069 2002 9 建筑地基基础设计规范 GB5007 2002 10 工业企业噪音控制设计规范 GBJ 87 85 11 工业企业总平面设计规范 GB50187 93 12 工业建筑防腐蚀设计规范 GB50046 95 13 通用用电设备配电设计规范 GB50055 93 14 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 GB50062 92 15 钢结构工程施工质量验收规范 GB50205 2001 16 现场设备 工业管道焊接工程施工及验收规范 GB50236 98 17 构筑物抗震设计规范 GBJ50191 93 18 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204 2002 1 5 设计范围设计范围 1 进行厂址选择 工艺比选 2 设计工艺流程 3 选定工艺参数 4 计算 构筑物尺寸 管道 阀门 泵 填料 控制及监测设备 土建要求 5 绘制符合规范的工程图 6 编制设计说明书 2 工艺设计工艺设计 2 1 工程建设规模工程建设规模 相思湖进水口面积约为 400 m2 附近有大量的教职工及学生宿舍 养殖场 污水产生量 为 3000 m3 d 其中的 COD 约为 350 mg L BOD5约为 150 SS 约为 150 mg L NH4 N 约为 16mg L 目前 规划区内服务人口约 8000 人 则近期 2020 年 为 12000 人 远期 2025 年 为 15000 人 城市污水处理厂处理程度按国家 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 一级 B 标准 出水水质需满足 COD 60 mg L BOD5 20 mg L SS 20 mg L NH4 N 8 15 mg L 2 2 厂址选择厂址选择 在城市污水排水系统设计中 污水厂的场址选择是十分重要的环节 厂址对周围环境卫 生 处理厂基本建设投资及运行费用都有很大的影响 它与城市的总体规划 城市排水系统 的走向 布置和处理后污水的出路都密切相关 当污水处理厂的厂址有多种方案可供选择时 应从管道系统 泵站 污水处理厂各处理单元为出发点 进行综合的技术经济比较与最优化 分析 并通过有关专家的反复论证再进行确定 污水处理厂厂址选择应遵循下列原则 1 应与选定的污水处理厂工艺相适应 必须有适当的土地面积 2 无论采用什么处理工艺 应与选定的污水处理工艺相适应 尽量少占农田和不占良田 3 厂址必须位于集中给水水源下游 并设在城镇 工厂厂区及生活区的下游和夏季主导风 向的下风向 为保证卫生要求 厂址应距街区净距大于 300 米 但也不宜太远 一面增加管 道长度 提高造价 4 当处理后的污水或污泥用于农业 工业或市政时 应考虑与用户靠近便于运输 当处理 水排放时 应与受纳水体靠近 但不低于最高洪水位 5 要充分利用地形以满足处理构筑物高程布置的要求 减少土方工程量 若有可能 采用 重力自流以节省动力费用 降低处理成本 6 根据城市总体发展规划 处理厂的选择应考虑远期发展的可能性 留有适当的发展余地 并选择土质好的地方 便于施工 综合考虑当地情况后 我们把厂址定在相思湖进水口处空闲地带 如图 2 1 和 2 2 所示 图 2 1 相思湖进水口污水处理厂位置图 图 2 2 相思湖生活污水处理厂实地位置图 具体理由如下 1 该厂址靠近相思湖的上游 偏离宿舍区的地方 南宁市的主导风是亚热带季风气候 且 食堂和宿舍区处于高处位置 该厂散发的气味不易扩散到食堂和宿舍区 则该厂址既有利于 污染物的扩散 又不会影响周围居住人 2 与受纳水体靠近 处理后排水至相思湖 有稀释扩散的作用 3 广西民族大学地形属于丘陵地貌 地势西北偏高 往东南倾斜 该厂址处于东南方向 能形成重力自流 节省动力 4 厂区四周可设生态景观隔离带 污水厂排放尾水在达排放标准后再排入相思湖 作为生 态补水 同时在该河构建水质深度净化与生态修复工程 达到保护水源和创造城市优美的生 态环境 保障人民群众身体健康并为可持续发展服务之目的 2 3 工艺选择工艺选择 从规模来看 拟建的污水厂属于小型污水处理处理厂 这类污水处理厂一般具有以下特 点 1 由于负担的排水面积小 污水量较小 一天内水量水质变化较大 频率较高 2 一般在城镇小区或企业内修建 由于所在地区一般不大 而且厂外污水输送管道也不会 太长 所以 其占地往往受到限制 处理单元应当尽量布置紧凑 3 一般要求操作简单 维护费用低 4 一般要求自动化程度较高 以减少工作人员配置 降低经营成本 5 与环境协调性好 大多数情况下尾水能就近排放 可作为地面水体的补充水源 6 另外 该污水厂主要处理的相思湖上游来水 有机负荷较高 因此对生物处理的抗冲击 负荷要求较高 污水厂尾水排放至附近的水源 相思湖 因此要求处理工艺具有较强的脱 氮除磷能力 以保证相思湖的水质 根据以上要求初步选定 SBR 法 生物接触氧化法 氧化沟法和循环活性污泥 CASS 下 面做进一步比选 2 3 1 SBR 法法 SBR 法 序列间歇式活性污泥法 是一种改进的活性污泥法 它是由原始的间歇式活性 污泥法发展而来 与其他活性污泥法相比 SBR 法没有设置二沉池和污泥回流设备 布置更 为紧凑 占地面积少 基建及运行费用低 不易产生污泥膨胀问题 耐冲击负荷 处理效果 稳定 有资料显示 SBR 法的主要构筑物额容积为常规的活性污泥法的 50 60 运行费 用及占地面积可减少 20 左右 SBR 法典型的操作工序为 进水 反应 沉淀 排水 闲置 等五个工序 整个工艺厌氧 好氧 缺氧三个阶段 根据出水情况 可调整各个工序的时间 以达到最佳出水效果 SBR 工艺是最具发展潜力的一种处理工艺 但也存在曝气装置易堵塞 自动控制技术及连续在线分析仪表要求高等缺点 SBR 法的工艺流程图 污水 格栅 调节 池 SBR 池 出水 如图 2 3 所示 图 2 3 SBR 法的工艺流程图 2 3 2 生物接触氧化法生物接触氧化法 生物接触氧化法是介于活性污泥法和生物滤池之间的生物膜法工艺 其特点是在池内设 置填料 池底曝气对污水进行充氧 并使池体内污水处于流动状态 以保证污水与污水中的 填料充分接触 避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷 该法中 微生物所需氧由鼓风曝气供给 生物膜生长至一定厚度后 填料壁的微生物因 缺氧而进行厌氧代谢 产生的气体与曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落 并促进新生 物膜的生长 此时 脱落的生物膜将随出水流出池外 生物接触氧化法具有以下的特点 1 由于填料比表面积大 池内充氧条件良好 池内单位容积的生物固体量较高 因此 生 物接触氧化池具有较高的容积负荷 2 由于生物接触氧化池内生物固体量多 水流完全混合 故对水质水量的骤变有较强的适 应能力 3 剩余污泥量少 不存在污泥膨胀问题 运行管理简便 主要缺点 填料 斜管等器材使用年限一般是三到五年 如果不更换将会影响污水处理 效果 更换填料增加成本 生物接触氧化法工艺流程图 污水 格栅 调节池 生物接触氧化池 沉淀池 出水 如图 2 4 所示 图 2 4 生物接触氧化池构造示意图 2 3 3 氧化沟法氧化沟法 氧化沟是活性污泥法的一种变型 其曝气池呈封闭的沟渠形 所以它在水力流上不同于 传统的活性污泥法 它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠 污水渗入其中得到净化 由于氧 化沟水力停留时间和污泥龄比一般生物处理法长得多 悬浮状有机物可以在曝气池中与溶解 性有机物同时得到较彻底的稳定 因此在预处理部分可考虑省去初沉池 溶解氧浓度不断降 低 沟内沿水流方向呈现好氧区 缺氧区 好氧区交替变化 在好氧区内 污水中的有机物 被好氧菌氧化分解 污水中的氨氮被亚硝化菌氧化成亚硝酸盐和硝酸盐 嗜磷菌大量吸收水 中的磷 使污水中的有机氮磷得以去除 需要指出的是氧化沟内硝化菌和反硝化菌是同时存 在的 在不同的环境下起着不同的作用 缺点 占地也较大 氧化沟工艺流程图 污水 格栅 沉砂池 氧化沟 出水 如图 2 5 所示 图 2 5 奥贝尔型氧化沟 2 3 4 CASS 工艺工艺 CASS 工艺是近年来在传统的 SBR 工艺上发展起来的一种新型的工艺 同时利用不同的 微生物在不同负荷条件下生长速率差异和污水脱氮除磷机理 将微生物选择器和传统的 SBR 反应器相结合的产物 这种工艺综合了推流式活式活性污泥法的初始反应条件 具有基质浓 度梯度和较高的徐体负荷 和完全活性污泥法的特点 较强的耐冲击负荷能力 无论对城 市污水还是对工业废水都是一种有效的方法 有效地防止污泥膨胀 另外 如果选择器以厌 氧的方式运行 则具有生物除磷的作用 CASS 工艺对污染物的降解是一个时间上的推流过程 集反应 沉淀 排水一体 是一 个好氧 缺氧 厌氧交替运行的过程 因此具有一定脱氮除磷的效果 采用 CASS 工艺处理 小区污水 出水水质稳定 优于一般传统生物处理工艺 通过简单的过滤和消毒处理后 就 可以作为中水回用 与传统的活性污泥法相比 CASS 工艺具有以下优点 1 建设费用低 省去初沉池 二沉池及污泥回流设备 建设费用可节省 20 30 2 运转费用省 由于曝气是周期性的 池内的溶解氧也是变化的 沉淀阶段和排水阶段溶 解氧降低 重新开始曝气 氧浓度梯度大 超低速率高 节能效果显著 运转费用可节省 10 25 3 有机物去除率高 出水水质好 不仅能有效去除污水中有机碳源物质 而且具有良好的 脱氮除磷的功能 4 管理简单 运行可靠 不易发生污泥膨胀 5 污泥产生量低 性质稳定 CASS 的主要缺点 设备闲置率较高 应采用降堰排水 水头损失大 由于自动化程度 高 故对工作人员的素质要求高 CASS 工艺流程图 污水 格栅 调节池 CASS 池 出水 如图 2 6 所示 图 2 6 CASS 反应池的运行工序 2 3 5 不同工艺比选不同工艺比选 现对初步选定 SBR 法 生物接触氧化法 氧化沟法和循环活性污泥 CASS 做进一步比选 各处理工艺综合比较如下表 2 1 表 2 1 各处理工艺的综合比较 项目项目CASS 工艺工艺SBR 工艺工艺生物接触氧化法生物接触氧化法氧化沟氧化沟 BOD590 95 85 90 90 95 90 95 COD85 85 85 90 氨氮75 50 65 80 磷酸盐85 75 70 70 耐冲击负荷强较强较强强 占地面积较少较少较少较大 运行管理自动化程度高自动化程度高简单简单 与环境协调性好好一般 有气味 较差 出水水质较稳定较稳定受滤料影响稳定 污泥量较少较少较少一般 投资与运行费用投资与运行费用 一般 投资与运行费用 低 投资费用一般 运行费用较高 投资与运行费用 较低 根据该市污水处理原则 经过分析比较 本设计采用 CASS 工艺 选择 CASS 工艺的理 由如下 1 不设置初沉池 二沉池 没有污泥回流系统 取消了大型贵重的刮泥机械和污泥设备 因此可减少占地 降低造价 2 具有良好的脱氮除磷的作用 3 半静止状态沉淀 表面水力和固体负荷低 沉淀效果好 4 不易发生污泥膨胀 5 进水水量 水质的波动可用改变曝气时间的简单方法予以缓冲 具有较强的适应性 6 自动化程度高 保证出水水质 7 剩余污泥量少 性质稳定 2 4 工艺流程工艺流程 由以上分析 确定本工程的工艺流程图如下图 2 7 所示 集水池 沉砂池 CASS 池 消毒池 达标排放 细格栅 进水 污泥浓缩池 污泥脱水 泥饼 外运 浓缩液回流 图 2 7 工艺流程图 2 5 流程主要构建物介绍流程主要构建物介绍 2 5 1 格栅格栅 因为排入污水处理厂的污水中含有一定量较大的悬浮物或漂浮物 所以在处理系统之前 设置格栅 以截留这些较大的悬浮物或漂浮物 防止堵塞后续处理系统的管理 孔口和损坏 辅助设施 格栅可以根据格栅条的净间隙不同而分为粗格栅 中格栅以及细格栅 分别用于 截留不同粒径的杂物而设计 也可以根据栅渣量的大小二选择不同的清渣方式 可采用人工 清渣或机械清渣 本设计采用细格栅进行隔渣 分别设置在污水泵房前后 以去除不同大小的废渣 由于 栅渣量较小 故采用人工清渣方式 2 5 2 CASS 反应池反应池 CASS Cyclic Activated Sludge System 工艺是循环活性污泥技术 CAST 的一种型式 其主要原理是把序批式活性污泥法 SBR 的反应池沿长度方向分为两部分 前部为预反应区 后部为主反应区 在预反应区内 微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可 溶性有机物 经历一个高负荷的基质快速积累过程 对进水水质 水量 pH 和有毒有害物质 起到较好的缓冲作用 可有效防止污泥膨胀随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过 程 完成对污水中有机物质的降解 CASS 工艺同时能够比较充分发挥活性污泥的降解功能 2 5 3 污泥浓缩池污泥浓缩池 浓缩池的作用是用于降低要经稳定 脱水处置过程或投弃的污泥的体积 污泥浓缩后污 泥增稠 污泥的含水率降低 污泥的体积大幅度地降低 从而可以大大降低其他工程措施的 投资 污泥浓缩的方法分为重力浓缩 气浮浓缩和离心浓缩等 本设计针对污泥量大 节省运行成本 采用了重力浓缩方法 重力浓缩具有以下几个优 点 贮存污泥能力高 操作要求不高 运行费用少 尤其是电耗 缺点 占地面积 大 会产生臭气 对于某些污泥作用少 2 6 工序对污染物的去除指标预期分析 工序对污染物的去除指标预期分析 项目CODBOD5NH3 NSS 进水水质 mg L 1 35015016150 出水水质 mg L 1 60208 15 20 去除率 82 986 750 0 6 3 86 7 表表 2 1 生活废水污染物去除率一览表生活废水污染物去除率一览表 序号项目 CoDcr mg l BoD5 mg l NH3 N mg l SS mg l 备注 进水 35015016150 BOD 数 值 参照类废 水 出水2521101445 1 格栅及 沉砂池 去除率 3025570 进水2521101415 2CASS 出水50173 514 去除率 80857570 3 构筑物设计计算构筑物设计计算 3 1 格栅格栅及集水池及集水池 3 1 1 设计说明设计说明 Q 3000 24 3600 0 03472 m3 s 34 72L s 总变化系数 85 1 72 34 72 2 72 2 108 0 108 0 Q KZ 故总变化系数 1 85 最大日最大时流量 smKQQ Z 06423 0 85 1 03472 0 3 max 设计图如图 3 1 所示 栅条工作平台 进 水 1 图 3 1 隔栅 3 1 2 设计计算设计计算 根据公式计算 细格栅共 10 根栅条 总宽 0 49 米 在实际工程中 格栅主要是根据设 计流量经行直接的选型 格栅渠 1 条 表表 3 1 自动格栅机型号自动格栅机型号 格栅渠结构形式 地下钢混直壁平行渠道 设计参数 流 量 Qmax 5550m3 d 有表 3 1 可选 GF300 渠 宽 B 300mm 渠 深 H 1 5m 栅前水深 h 1 0m 主要设备 1 自动机械格栅机 1 台 设备外形尺寸 2500mm 300mm 高 宽 出渣高度 1000mm 格栅缝隙 3mm 格栅倾角 75 栅面线速度 2 0 m min 结构形式 回转背耙式 功率 1 5kw 2 明渠流量计 1 台 3 13 集水池 集水池 1 座座 主要功能 提升污水满足后续处理设施的水力要求 型号GF300GF400GF500GF600GF700GF1500 栅前水深1 0 m 过栅流速0 5 1 0 m s 11850 37002080 41602900 58003700 74004500 900011000 22000 33700 74004100 82005700 114007500 150009000 1800022000 44000 54500 90005200 104007100 142009200 1840011200 1840024000 48000 105300 106006200 124008800 1760011000 2200013500 2700027000 54000 205500 110006650 130009000 1800011500 2300014000 2800029000 58000 耙 齿 栅 隙 mm 50 过 水 流 m d 10200 2040013250 2650018850 3770024450 4890029900 5980074100 148200 图图 3 13 1 自动机械格栅自动机械格栅 结构形式 地下矩形结构 设计参数 设计流量 Q 240m3 h 设计停留时间 30min 设计容积 V 120m3 设计尺寸 L B H 5m 6m 5 0m 有效水深 4m 有效容积 V 120m3 实际停留时间 30min 主要设备 1 潜水搅拌器 1 台 形式 高速潜水推流 搅拌 间断运行 叶轮直径 400 mm 转速 740 r min 功率 1 5 kwh 配套附件 导轨 提升装置 电缆 电控系统等 2 提升泵 2 台 1 用 1 备 设备参数 流量 Q 240m3 h 扬程 H 13m 功率 12kw 变频控制 3 流量较小提升泵房与集水池采用合建 单梁葫芦一套 3 33 3 沉砂池沉砂池 出水进水 3 3 13 3 1 设计参数设计参数 1 沉砂池按去除相对密度 2 65 粒径 0 2nm 以上的砂粒设计 2 设计流量应按照分期建设考虑 1 当污水为自流进入时 按每期最大设计流量计算 当污水为提升进入时 应按工作 水泵的最大组合流量计算 2 在合流制处理系统中 应按降雨时的设计流量计算 3 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 虑一个工作 一个备用 4 城市污水沉砂量可按污水沉砂 30计算 其含水率为 60 容量为 1500kg 6 10 3 m 3 m 合流制污水的沉沙量应根据实际情况确定 3 m 5 砂斗容易应按不大于 2d 的沉砂量计算 斗壁与水平面的倾角应不小于 o 55 6 除砂一般宜采用泵吸式或气提式机械排砂 并设置贮砂池或晒砂场 排砂管直径不 应小于 200mm 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 并设排砂闸 门于管道的首端 使排砂管畅通和易于养护管理 8 沉砂池的超高不宜小于 0 3m 9 最大流速为 0 3m s 最小流速为 0 15m s 10 最大流量时停留时间不小于 30s 一般采用 30s 60s 11 有效水深应不大于 1 2m 一般采用 0 25 1m 每个各宽度不宜小于 0 6m 12 进水头部应采取消能和整流措施 13 池底坡度一般为 0 01 0 02 应当设置除砂设备时 可根据设备要求考虑池底形状 3 3 4 23 4 2 设计计算设计计算 根据参数计算沉砂池长 L 9m B 0 6m 有效水深 0 37m 该构筑物在工程中无法实 2 h 现 因此 选取 L 6m B 2m 有效水深选 0 5m 超高取 0 3m 面积 A 1 流速 v 0 07m s 小于最小流速 为防止泥沙停留在水渠 设计一定的坡度 取 i 0 06 沉砂斗尺寸设 2X0 5X0 5m V1 0 5m 根据沉砂斗容积 V 计算 得停留时间 T 5 5d 3 m 6 max 10 86400 z K XTQ V 式中 X 城镇污水沉砂量 污水 取 X 30 363 10 mm 363 10 mm T 清除沉砂的间隔时间 d 污水流量总变化系数 取 1 85 z K z K 水头损失 由给排水设计手册第 5 期 565 页可知 取 0 25m 沉砂池 h 3 5 CASS 池池 3 5 1 CASS 池设计说明池设计说明 CASS 工艺是将序批式活性污泥法 SBR 的反应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 反硝化和生物除磷 对于一般城市污水 CASS 工艺并不需要很高程度的预处理 只需设置粗格栅 细格栅和 沉砂池 无需初沉池和二沉池 也不需要庞大的污泥回流系统 只在 CASS 反应器内部有约 20 的污泥回流 CASS 池平面简图如下图 3 2 所示 曝气头 空气 预反应区 主反应区 滗水器 出水 进水 图 3 2 CASS 池平面简图 3 5 2 主要设计参数的选定主要设计参数的选定 1 BOD 污泥负荷 Ns 本设计进水 BOD5 S0 150 O2 mg L 出水执行一级 B 标准 Se 20 O2 mg L 取 Ns 0 25kgBOD5 kgMLSS d 2 混合液污泥浓度 X 反应池内混合液污泥浓度的控制应从供氧的经济性与可能性 活性污泥的絮凝沉淀性能 以及剩余污泥处理造价等方面综合考虑 一般 CASS 池的活性污泥浓度 X 控制在 2500 mg L 4000 mg L 范围内 污泥指数 SVI 值大时 X 值取下限 反之取上限 本设计取 X 2500 mg L 通过对 CASS 工艺较为全面的实验探讨及对 SBR 和 CASS 工艺实验结果进行分析比较后 在处理城市污水时推荐使用的工程设计参数见表 3 2 所示 表 3 2 处理城市污水时推荐使用的工程设计参数 水力停留时间 h 12 运行周期 h 4 0 周期内曝气 沉淀 排水及闲置时 min 120 40 60 40 20 污泥浓度 g L 2 5 污泥龄 15 20 溶解氧 mg L 2 0 5 0 由上表可取运行周期为 4 0 h 其中曝气 120 min 沉淀 60 min 排水 40 min 闲置 20 min 3 5 3 CASS 容积容积 负荷计算法 V Q S Se Ns X f 式中 Q 污水日流量 m3 d X 混合液污泥浓度 kg m3 Ns BOD 污泥负荷 kgBOD5 kgMLSS d f 为混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值 0 7 0 8 取 0 75 S0 Se 进 出水的 BOD5值 则 3 832 75 0 5 225 0 02 0 15 0 3000 mV 3 5 4 CASS 池尺寸池尺寸 n V HBL 式中 B L 池宽 池长 m B H 1 2 L B 4 6 CASS 池如图 3 3 所示 中间设隔墙 将池体分割为生物选择区 兼性区和主反应区三部 分 三个区域体积比设为 1 2 20 生物选择区和兼性区之间 兼性区和主反应区间用墙隔开 底部设连通孔 取 n1 2 则单池容积为 416m3 根据要求 L B H 分别为 25 m 5 m 3 5 m 隔墙均取 300mm 超高取 0 5m 生物选择区 L1 1 23 25 1 08 m 取 1 1m 兼性区 L2 2 23 25 2 17 m 取 2 2m 主反应区 L3 25 1 1 2 2 0 6 21 1m 兼性区主反应区 兼性区 主反应区 预留孔 预留孔 选择区 选择区 滗水器 滗水器 出水 出水 进水 图 3 3 CASS 池 3 5 5 剩余活性污泥量剩余活性污泥量 以 VSS 计 XVSS YQ So Se Kd Xv V 式中 XVSS 剩余活性污泥量 kgVSS m 3 Kd 内源代谢系数 一般采用 0 06 0 1d L 本设计取 0 08 Xv 混合液平均 VSS 浓度 取 2 5kgVSS m 3 V CASS 池容积 m 3 则 XVSS 0 5 3000 0 15 0 02 0 08 2 5 832 28 6 kg d 3 5 6 设计需氧量设计需氧量 考虑最不利情况 按夏季时高水温计算设计需氧量 计算依据为 室外排水设计规范 GB50014 2006 第 6 8 2 条 O2 0 001aQ So Se c XV b 0 001Q N0 Ne 0 12 XV 式中 O2 污水需氧量 kgO2 d Q 生物反应池的进水流量 m3 d So 生物反应池进水五日生化需氧量浓度 mg L Se 生物反应池出水五日生化需氧量浓度 mg L XV 排出生物反应池系统的微生物量 kg d No Ne 生物反应池进出水氨氮浓度 mg L 出水执行一级 B 标准 Ne 8mg L 0 12 XV 排出生物反应池系统的微生物中含氮量 kg d a 碳的氧当量 当含碳物质以 BOD5计时 取 1 47 b 常数 氧化每公斤氨氮所需氧量 kgO2 kgN 取 4 57 c 常数 细菌细胞的氧当量 取 1 42 去除含碳污染物时 去除每公斤五日生化需氧量可采用 0 7 1 2 kgO2 因本设计未给出氨氮指标 故选取经验值计算 No 30mg L Ne 25mg L 则 O2 1 47 3000 150 20 0 001 1 42 28 6 4 57 0 001 3000 16 8 0 12 28 6 626 68kg d 26 11kg h 3 5 7 标准需氧量标准需氧量 采用鼓风曝气 SQB 4 型号水下曝气器 取气压调整系数 曝气池内平均溶解氧1 CL 2 mg l 水中溶解氧 Cs 20 9 17 mg L CS 25 8 36 mg L 设曝气池有效水深为 3 0m 曝气扩散器安装距池底 0 5m 则扩散器上静水压为 2 5m 1 空气扩散气出口处绝对压 10258 1 5 2108 910013 1 108 910013 1 P 53535 PaH b 2 空气离开好氧反应池对氧的百分比 EA 20 54 17 100 1 2179 1 21 A A t E E O 3 好氧反应池中平均溶解氧饱和度 58 8 42 54 17 10066 2 10258 1 36 8 4210066 2 5 5 5 25 25 Lmg OP CC tb ssm 4 标准需氧量 好 hkgkg CC CAOR SOR T LTSM s 77 6 d 46 621 024 1 212 9 185 0 82 0 58 855 100 024 1 2025 20 20 氧反应池平均时供气量 83 112100 203 0 6 77 100 3 0 3 hm E SOR G A s 好氧反应池最大时供气量 Gmax 1 48Gs 1 48 112 83 166 99m3 h 5 曝气头计算 选用微孔曝气器 111 个 其具体技术参数见表 3 3 表 3 3 微孔曝气器具体技术参数 规格 工作通气量 m3 h 个 服务面积 m3 h 个 氧利用率 充氧能力 kgO2 h 阻力损失 mmH2O 260 1 5 30 35 0 718 4 27 50 112 0 118180 280 6 所需空气压力 P 相对压力 取供气管道沿程与局部阻力之和 h1 h2 0 2m 曝气器淹没水头 h3 2 5m 曝气器阻力 h4 0 4m 富余水头 h 0 5m P 0 2 2 5 0 4 0 5 3 6m 上式中 Cs 20 20 时氧在清水中饱和溶解度 取 Cs 20 9 17 mg L 氧总转移系数 取 0 82 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 设计水温条件下氧在清水中溶解饱和度 mg L 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 2 mg L 3 6 紫外消毒紫外消毒 本方案采用紫外线对处理过后的污水进行消毒 采用紫外线消毒仪进行后续消毒灭菌 这是一种高效安全消毒灭菌方法 对各种病毒有良 好的杀灭效果 对人畜无毒副作用 对自然环境无不良影响 不产生二次污染 3 6 1 设计要求设计要求 1 光照接触时间 10 100s 2 消毒水渠中的水流尽可能保持推流状态 水位可由固定溢流或自动水位控制器控制 3 消毒器中水流流速最好不小于 0 3m L 3 6 2 设计计算设计计算 1 灯管数 选用 UV3000PTP 紫外消毒设备 每 3800 m d 需 28 跟灯管 则 拟选用 23 根灯管 2 消毒渠设计 设计渠道有效水深为 0 3m 超高 200mm 取渠宽 0 8m 4 渠道长度 采取一个模板放置 6 盏紫外灯 共用 4 个模板 一个灯组 即每个灯组 4 个模板 设长 L 4 46 m 渠道出水设堰板调节 调节堰与灯组间距 1 0 m 则渠道总长为 取 5 5m 实际水流速度为 0 14m smL46 5 0 146 4 5 辐射时间 390 14 0 5 5 符合要求st 6 消毒渠总尺寸为 5 5 m 0 8m 0 5 m 超高 0 2 m 3 7 污泥浓缩池污泥浓缩池 3 7 1 设计说明设计说明 本设计采用辐流式重力浓缩池 浓缩来自 CASS 池排出的污泥 浓缩前含水率为 99 4 固体浓度 浓缩后的含水率为 97 5 浓缩后污泥固体浓度为 CU 6 3 0 mkgC 32 kg m 浓缩时间 t 12 小时 池数 n 1 个 浓缩部分上升流速 0 1 mm s 3 3 7 2 设计计算设计计算 为了使活性污泥处理系统的净化功能保持稳定 必须使系统中曝气池内的污泥浓度保持 平衡 为此 每日必须从系统中排出一定数量的剩余污泥 在以上设计中已计算出剩余污泥 量为 88 29 m d 3 浓缩池面积 A 浓缩污泥为剩余污泥 污泥固体通量选用 37 kg m d 2 浓缩池面积 A QCo G 88 29 6 37 14 32m 取 14 4m 22 Q 污泥量 m3 d Co 污泥固体浓度 kg m3 G 污泥固体通量 kg d 浓缩池直径 设计采用圆形辐流二次沉淀池 直径 取 D 6 00 m 04 6 4 4 144 m A D 浓缩池深度 h1 取 T 为浓缩时间 12h 则 取 h1 3 00 m 07 3 4 1424 29 8812 1 mh 超高 h2 0 4m 缓冲层 h3 0 3m 池底坡度造成的深度 03 0 01 0 2 6 2 4 mi D h 图 3 4 辐流式污泥重力浓缩池 3 8 污泥贮存池污泥贮存池 3 8 1 设计说明设计说明 本设计采用矩形贮泥池贮存来自浓缩池的污泥 池数 n 1 个 3 8 2 设计计算设计计算 1 进入贮泥池的污泥量 Q 由于 CASS 工艺不设初沉池和二沉淀池 所以贮泥池的污泥主要来自浓缩池 88 29 m3 d 污泥总量 Q m3 d 为 88 0 19 21 5 97100 4 99100 29 88 100 100 33 0 0 hmdm p P QQ 2 贮泥池表面积 设贮泥时间 t 8h 池高 h 1 5 m 2 2 2 7 4 5 11 888 0 m nh Qt F 3 贮泥池尺寸 设池宽 B 1 5 m 则池长 L m B F L14 3 5 1 4 7 取 L 3 2m 则 F LB 3 2 1 5 4 8m 2 4 贮泥斗体积 设贮泥斗下底 f 1 0 1 0 m 高 h 1 5 m 则 2 3 3 3 5 94 3 17 47 41 3 5 1 3 mFfFf h V 实际有效容积为 3 52 99 10 94 3 5 17 4 1 mVFhnV Qt 0 8829 8 7 063m V 所以设计满足要求 3 5 贮泥池总高度 设超高 h 0 4 m 则池总高度 H 为 1 H h h h 0 4 1 5 1 5 3 4 m 123 3 9 浓缩污泥提升泵房浓缩污泥提升泵房 3 9 1 提升泵房提升泵房 潜水混流泵泵体室外安装 电动机 减速机 电控机 电磁流量计显示器室内安装 另 外考虑一定的检修空间 3 9 2 污泥回流泵站污泥回流泵站 CASS 反应池设 1 座回流污泥泵房 内设 2 台潜污泵 1 用 1 备 泵房回流污泥量为 20 400 80m d 3 33m3 h 选用 100WL30 20 5 5 型潜水污泥泵 该泵的扬程 H 20 3 m n 2900 转 分钟 功率 5 5 KW 效率 42 3 10 污泥脱水间污泥脱水间 3 10 1 设计说明设计说明 1 概述 污水处理过程中所产生的污泥 一般是带水的颗粒或絮状疏松结构 污泥经浓缩 消化 后 尚有 92 97 的含水率 体积仍然庞大 因此 为了综合利用和最终处置 需要对 污泥进行干化和脱水处理 以降低含水率 缩减污泥体积 污泥脱水的方法很多 一般有 自然干化 sludge drying 机械脱水 污泥烘干 焚烧 sludge incineration 等方法 2 污泥量 设加入一定量絮凝剂并在贮泥池中停留 8H 后 污泥含水率降为 96 故每日污泥量为 3 0 0 24 13 96100 4 99100 29 88 100 100 m p P QQ 3 污泥脱水设备的选择 污泥机械脱水是以过滤介质形成滤液 而固体颗粒倍截流在介质上 形成泥饼 sludge cake 从而达到脱水目的 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 本设计选用双网带式压滤机 2 台 1 备 1 用 滤带可以回旋 脱水效率高 噪音小 能 源消耗低 附属设备少 操作管理维修方便 但必须正确地使用有机高分子混凝剂 其特点 如下 脱水泥饼含水率 70 80 投资费用较低 自控 连续型运行方式 脱水前无需预处理 3 10 2 设计计算设计计算 1 台处理污泥能力 8 0m h 工作周期 5h 可处理污泥量 3 V 8 0 5 1 40m V 13 24m 脱水后污泥含水率为 75 污水体积为 33 3 0 0 12 2 75100 4 99100 29 88 100 100 m p P QQ 脱水后的污泥定时输送到相思湖治理 E 点处理站 由其集中处理做最终处置 填地 投 海 用作农肥 改良土壤 或作为制造其它产品的原料 3 11 恶臭处理系统恶臭处理系统 3 11 1 设计说明设计说明 在污水处理工艺过程中产生气味物质主要由碳 氮和硫元素组成 只有少数的气味物质 是无机化合物 例如 氨 NH3 膦 PH3 和硫化氢 H2S 大多数的气味物质是有机物 比如 低分子脂肪酸 胺类 醛类 酮类 醚类 卤代烃以及脂肪族的 芳香族的 杂环的氮或硫 化物 值得注意的是 这些物质都带有活性基团 容易发生化学反应 特别是被氧化 当活 性基团被氧化后 气味就消失 生物除臭工艺就是基于这一原理 由于恶臭气体主要来源是反应池 污泥浓缩池及污泥脱水 大约占总臭气量的 70 所 以只考虑这三种构筑物 在这三种构筑物上设置集气罩 由风机通过管道输入一个密闭容器 箱中 再往密闭容器箱通入臭氧 使臭气与臭氧混合以达到去除臭气的目的 3 11 2 设计计算设计计算 反应池上集气罩的排风量计算 L B H 分别为 25 m 5m 3 33 m Q LBHN 25 5 3 33 2 832 5m 1 3 式中 L B H 分别为初沉池长