5万立方米每天CASS工艺污水处理厂设计

沈阳化工大学 本科课程设计 题 目 某城市污水处理厂 工程工艺设计 院 系 环境与安全工程学院 专 业 水质科学与技术 班 级 1301 学生姓名 朱立恒 指导教师 金飙 论文提交日期 年 月 日 2 目录目录 绪论 3 第一章 设计任务概述 4 1 1 设计任务 4 2 2设计资料 4 第二章 污水处理厂工艺选择 5 2 1 处理工芝设计原则 5 2 3 污泥处理 处置工艺 8 2 4 净化污水消毒方式 9 第三章 CASS 工艺流程 11 1CASS 工艺流程 11 3 2CASS 工艺设计概要 11 第四章 污水处理厂设计计算 13 4 1设计参数 13 4 2构筑物设计计算 13 第五章 设计计算总结 23 3 绪论绪论 本设计的课题为 某城市污水处理厂工程工艺设计 污水来源为生活污水和工业废水 项目服务面积 8 70km2 服务人口约 9 万人 设计污水量为 50000 m3 d 本设计采用的是 CASS 工艺 BOD5去除率达 90 以上 SS 去除率达 85 以上 出水最终达到 城镇污水处 理厂污染物排放标准 GB18918 2002 中的二级标准 主要设计构筑物为 CASS 反应池 本设计四组 CASS 反应池 每组 CASS 反应池尺寸为 5 7 10 4 62 6m 其中微生物选择区 预反应区 长度为 10m 反应周期为 4h 每日反 应周期数为 6 每个反应池的曝气量为 3277 6m3 h 底部铺设 2845 个空气扩散器 平均每 个空气扩散器的曝气量为 1 13m3 h 工艺流程如下 絮凝 过滤 剩余污泥 消毒后出水 泵 贮池上清液 栅渣栅渣排沙 污泥浓缩池污泥脱水 粗 格 栅 集 水 池 旋流沉砂池 细 格 栅 生物选择器 城 市 污 水 回流污泥 CASS 反应池 污泥外运 4 第一章第一章设计任务概述设计任务概述 1 1 设计任务 某城市污水处理厂工程工艺设计 2 2设计资料 2 2 12 2 1污水来源及水量污水来源及水量 1 生活污水和工业废水 项目服务面积 8 70km2 服务人口约 9 万人 2 设计污水量 50000m3 d 2 2 22 2 2工程设计污水进水水质工程设计污水进水水质 污水进水水质如表所示 单位 2 2 32 2 3工程设计要求工程设计要求 出水要求符合 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 中的二级标准 见表 2 2 42 2 4工艺选择工艺选择 CASS 指标CODcrBOD5NH4 NTPSS 数值 mg L 300150405200 指标CODcrBOD5NH4 NTPSS 数值 mg L 1003025330 5 第二章第二章污水处理厂工艺选择污水处理厂工艺选择 2 1 处理工芝设计原则 合理的污水处理工艺 应当在处理效果优良的前提下 运行稳定 管理方便 并尽可 能降低工程投资和日常运行费用 确保污水处理厂出水水质稳定达标 因此 本设计在考 虑污水处理工艺时 遵循以下原则 遵循国家和地方的各项相关法规 政策 因地制宜 合理实施 城市总体规划为依据 综合考虑城市实际地形条件 规划全面 布局合理 节约 用地 处理工艺先进可靠 设备高效节能 控制方案适合国情 构造型式经济合理 确 保污水厂处理效果优越 运行可靠 管理方便 节省投资和运行成本 2 2 污水处理工艺方案比较及推荐工芝 城市污水处理厂的污染物质主要是有机物 一般采用活性污泥法和生物膜法两种处理 方法 活性污泥法脱氮除磷的优点主要表现在 处理效率高 效果好 运行稳定 运转经 验丰富 因此 对城市污水进行脱氮除磷 生物活性污泥法是首选方案之一 由污水处理 厂设计进水水质 出水水质要求及处理程度可知 为达到处理要求 本工程必须采用脱氮 除磷工艺以及深度处理工艺 目前常用的具有脱氮除磷能力的活性污泥工艺主要有 A2 O 氧化沟 序批式 SBR CASS 等 工艺等 2 2 12 2 1 生物脱氮除磷 生物脱氮除磷 A A2 2 O O 工艺 工艺 A2 O 工艺是普通曝气为基础 企图同时解决除磷 脱氮问题而派生的工艺 其主体工 艺流程为 城市污水 粗格栅 提升累站 细格栅 沉砂池 初沉池 厌氧池 缺氧池 好氧 曝气 池 二沉池 消毒 出水排放 经预处理后的城市污水首先进入厌氧池 与由二沉池回流的含磷污泥混合 回流污泥 中聚磷菌在厌氧条件下释放出体内的磷酸盐 同时降解污水中的部分有机物 然后在后面 好氧 池 条件下过量吸收污水中的磷 最后通过排除高含磷的剰余污泥来达到除磷目的 厌氧池出水进入缺氧池 与从好氧池回流的硝化液混合 进行生物反硝化脱氮 将硝酸盐 还原成氮气从水中逸出 缺氧池的出流进入好氧池 曝气池 在此 实现降解 BOD 硝 化氨氮 过量吸磷等多项反应 最后在二沉池进行泥 水分离 一部分污泥回流至厌氧池 上清液经消毒后排放 由于 A2 O 工艺的基础是活性污泥系统 BOD 的去除效果好 技术成熟 但也存在显著 的问题 一是工艺流程长 构筑物较多 导致占地面积大 动力消耗较大 且同时存在多 重回流系统如污泥回流和混合液回流等 工艺管道系统长且复杂 工程投资大 运行成本 高 对周围环境影响较大 二是要求运行 管理水平 方能维持处理系统的稳定运行 三 是难以协调脱氮 除磷的工艺条件 6 2 2 22 2 2 氧化沟 氧化沟 ODOD GODGOD 工艺 工艺 氧化沟法 OD 工艺 作为一种新型活性污泥工艺是于 世纪 年代由荷兰工程师 发明的 在其封闭的沟渠型曝气池中 污水和活性污泥的混合液是不断循环流动的 因此 氧化沟又称为 无终端曝气系统 或 连续循环曝气池 早期的氧化沟因占地面积大仅应用于大型污水处理厂 但随着充分认识和不断改进氧 化沟污水处理技术 不断完善和多样化曝气装置 氧化沟以其构造简单 处理效果较好 出水水质较稳定 运行管理简便等优点而受到重视 传统氧化沟工艺主体流程为 城市污水 粗格栅 提升累站 细格栅 沉砂池 氧化沟 二沉池 消毒 出水排放 经预处理后的城市污水进入氧化沟后 利用氧化沟中充氧设备布置形成的好氧与缺氧 环境 完成对污水中含碳有机物的生物降解 硝化氨氮和生物脱氮过程 混合液出流进入 二沉池进行固液分离 其上清液经消毒后排放 二沉池的沉淀污泥由污泥回流泵回流至氧 化沟 以维持处理系统的污泥平衡 二沉池排出的剩余污泥通过浓缩 脱水后 外运处置 常规氧化沟的主要优点是 1 氧化沟循环流量大 原污水进入氧化沟后立即与沟内的循环混合液混合 因此抗 冲击负荷能力较强 2 氧化沟运行的水力条件好 运行正常时处理效果好 3 工艺流程简单 构筑物少 控制管理方便 4 泥龄长 剩余污泥量相对较少 污泥较稳定 常规氧化沟的主要缺点则是 1 常规氧化沟一般采用转碟或转刷充氧 因受充氧方式的制约而池深较浅 占地面 积大 2 有机负荷低 池容大 工程投资相对较大 3 采用转碟或转刷充氧的大型氧化沟 其充氧能力和推动力往往不易匹配 导致氧 化沟的流速偏低 4 由于受水质和温度等条件的影响 在实际运行中容易发生污泥膨胀 影响处理系 统的稳定运行 5 必须建立庞大的二沉池及污泥回流系统 进一步增加占地面积和工程投资 6 转碟或转刷充氧的动力效率较低 导致耗电相对较大 由于常规氧化沟系统没有生物除磷功能 且常用的机械 转碟 转刷 充氧设备维修 难度较大 运行工况不易调整 污水处理界人士最近又推出了 改良型微曝氧化沟工艺 GOD GOD 在传统氧化沟前端増设厌氧段和缺氧段 以进一步解决生物除磷 脱氮 问题 并以鼓风微孔曝气取代常规氧化沟的机械 转碟 转刷 充氧方式 提高充氧效率 节约能耗 2 2 2 2 CASSCASS 序批式 污水处理工艺 序批式 污水处理工艺 周期循环活性污泥法简称 CASS Cyclic Activated Sludge System 是以 SBR 为基础 在 SBR 池内进水端増加一个生物选择器发展起来的 目前 在我国运行良好的 CASS 工艺 的反应池沿池长方向一般设两部分 前部为生物选择区即预反应区 后部为主反应区 主 反应区后部安装了可升降的自动撇水装置 在同一池子内周期循环运行工艺的曝气 沉淀 排水等过程 省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统 同时可连续进水 间断排 7 水 为系统选择出絮凝性细菌是设置生物选择器的主要目的 在预反应区内微生 物利用酶的快速转移机理经历一个高负荷的基质快速积累过程迅速吸附污水中大部分可溶 性有机物 这对进水水质 水量及有毒有害物质起到较好的缓冲作用 同时抑制丝 状菌生长 有效防止污泥膨胀 随后在主反应区经历较低负荷的基质降解过程 预反应池 容积是 CASS 池容积的 6 CASS 生化池的反应 沉淀 排水功能三位一体 污染物降解在时间上是一个推流过程 微生物则处于好氧 缺氧 厌氧周期性变化之中 从而去除污染物 同时兼具脱氮 除磷 功能 工艺的主体流程为 城市污水 粗格栅 提升泵 细格栅 沉砂池 cass 池 预反应区一主反应区一滗水 出水排放 CASS 工艺主要工艺特征 连续进水 间断排水 运行具有时序性 运行过程的非稳态 性 溶解氧周期性变化 浓度梯度高 CASS 工艺主要优点是 工艺流程简单 占地面积小 投资较低 反应池是 CASS 的核心构筑物 无二沉池及污泥回流设备 一般不设调节池及初沉池 因此污水处理设施布置紧凑 能节省占地和投资 生化反应推动力大 CASS 工艺从曝气到排水整个周期 基质浓度 浓度梯度 基质利用速率均由高到低 因此 CASS 工艺是理想的时序上的推流式反应器 生化反应推动为大 沉淀效果好 沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用 此时的表面负荷远小于普通二沉池 因此进 水干扰的影响很小 沉淀效果较好 实践证明 温度较低污泥沉降性能差时 CASS 工艺也 能正常运行 实践和工程中曾遇到 SV30高达 96 的情况 只要稍微延长沉淀阶段的时间 系统就能正常运行 运行灵活 抗冲击能力强 CASS 工艺充分考虑流量变化的因素 能确保污水在系统内停留预定的处理时间后经沉 淀排放 为适应进水量和水质的变比 还可 调节运行周期 进水浓度较高时 可延长曝 气时间实现达标排放 达到抗冲击负荷的目的为强化脱氮除磷功能时 工艺可调 整工作周期及控制反应池的溶解氧水平 提高脱氮除磷的效果 不易发生污泥膨胀 CASS 生化池中浓度梯度较大且缺氧 好氧交替变化 这样能选择性地培养菌胶团细菌 使其成为曝气池中的优势菌属 有效地抑制丝状菌的生长繁殖 不易发生污泥膨胀 也能 提高系统的运行稳定性 适用范围广 CASS 工艺适用范围比 SBR 工艺更广泛 大型 中型及小型污水处理厂都适用 控制系 统比 SBR 工芝更简单也便于与前处理构筑物相匹配则得益于连续进水的设计和运行方式 2 2 2 2 推荐污水处理工艺 推荐污水处理工艺 通过上述工艺机理 工艺流程 工艺特点 工艺参数 主要工程内容以及综合因素等 各方面的技术经济比较和论证 CASS 工艺和改良性氧化沟工艺处理本工程规模污水都能满 足出水水质的要求 本设计考虑到 CASS 工艺具有不易发生污泥膨胀 无需硝化液回流 节 省能耗 工艺流程短 占地面积小 基建费用低及业主对该工艺熟悉 运行管理经验也比 较丰富等实际情况 推荐采用工艺成熟的 CASS 生物处理工艺 8 2 3 污泥处理 处置工艺 2 3 12 3 1 污泥处理 处置的基本要求污泥处理 处置的基本要求 城市污水处理产生的剩余污泥 有机物含量较高 不稳定 易腐化且含有寄生虫卵等 污染因子 如不进行妥善处理 将对环境造成二次污染 对于城市污水处理厂的剩余污泥 通常要求根据实际情况 通过适当的处理 处置 使其尽量达到 四化 要求 即 减量 化 稳定化 无害化 资源化 2 3 22 3 2 污泥处理工艺污泥处理工艺 针对上述对城市污水厂剩余污泥处理的基本要求 污泥处理工艺如下 1 污泥浓缩 对剩余污泥体积初步减量 便于进一步处理 对于生物除磷脱氮型的 CASS 工艺 为避免剩余污泥在较长时间重力浓缩过程中二次释 磷 污泥於池水力停留时间一般不超过 3h 最好采用机械浓缩 2 污泥脱水 对剩余污泥体积进一步减量 污泥脱水有自然干化和机械脱水两种方式 现在除条件特殊 规模极小的污水处理站 可能采用自然干化方式 一般城镇污水厂的剩余污泥 为保护环境和节约用地 采用机械 脱水方式 鉴于国家新颁布的 生活垃圾填埋场污染物控制标准 GB16889 2008 的实施 城市 污水处理厂脱水剩余污泥的含水率必须控制在小于 60 的水平 对此 以往常用的带式压 滤机 卧螺离心机等污泥脱水机型 均不能满足脱水污泥含水率小于 60 的要求 目前较 多采用加压过滤型的厢式压滤机和板框压滤机 3 污泥消化 污泥消化有厌氧消化和好氧消化 好氧稳定 两种形式 由于污泥消化的费用很高 且管 理复杂 目前国内对于中 小型规模城市污水处理厂的剩余污泥 一般不进行消化处理 眉山市頓东新区污水处理一厂采用 CASS 工艺 其剩余污泥已基本稳定 故不考虑进行消化 处理 4 污泥干化 焚烧 污泥干化一般采用多段炉或回转炉 多段炉一般为立式炉 分 段或更多段 回转炉是污 泥干化最常用的炉型 炉中热风和污泥逆流运行 热效率高 回转炉可将污泥干化和焚烧 合并处理 也可分开处理 污泥干化 焚烧技术虽然具有处理迅速 减容大 70 90 无害化程度高 占地面积小等优点 但终因其一次性投资巨大 操作管理复杂 能耗及运 行费用高等问题 其使用受到限制 2 3 32 3 3 污泥外置工艺污泥外置工艺 目前 国内对城市污水厂剩余污泥的处置方式有以下几种 1 污泥卫生填埋 污泥和城市生活垃圾一起卫生填埋 终结覆盖 是当前国内城市污水处理厂处置脱水 剰余污泥的常用方式 鉴于国家新颁布的 生活垃圾填埋场污染物控制标准 GB16889 2008 的实施 为不影响填埋场的正常作业要求脱水剩余污泥的含水率必须小于 9 60 2 污泥堆肥 剩余污泥可与城市生活垃圾混合 进行好氧堆肥 混合堆肥的最佳初期含水率一般控 制在 40 60 堆肥温度 60 70 要求的碳氮比为 20 1 碳磷比为 100 1 城市污泥一般 缺少氮和磷 人为补充氮 磯 可加速堆肥的熟化过程 提高肥效巧肥的供氧方式一般为 自然通风 也可强制通风 从理论上讲 剩余污泥与城市生活垃圾混合堆肥 不仅污泥熟 化程度离 病原体和寄生虫巧去除较彻底 而且是污泥资源化的良好途径 但是 从国内 目前的农业运作方式和 地经营情况来看 混合堆肥产品的农村市场尚不通畅 部分垃圾 堆肥厂也都由于产品销路问题而被迫停产 因此 污泥堆肥目前尚不足以成为城市污水厂 剩余污泥处置的主导方式 2 3 3 2 3 3 推荐的污泥处理 处置方法推荐的污泥处理 处置方法 根据具体情况和经济状态 对于污水处理一厂剩余污泥的处理 处置 推荐采用如下 方案 1 对排出的剩余污泥采用贮泥池贮存 不进行浓缩 2 采用隔膜压榨厢式压滤机进行污泥脱水 控制脱水污泥含水率小于 60 3 脱水污泥送往城市生活垃圾填埋场进行卫生填埋 如经有关部门检验确认安全无害 也可用作农肥或供园林部口用于非娱乐场所的绿化和荒地的土质改良 2 4 净化污水消毒方式 为了有效地保护环境 防止传染性疾病流行的危害 国家规定必须对污水处理厂的净 化出水进行消毒 当前在城市污水处理中 常用的污水消毒方法主要有氯消毒 包括液氯 二氧化氯 次氯酸钥 漂白粉等 臭氧消毒和紫外线消毒 2 4 12 4 1 氯消毒氯消毒 以往对城市污水处理厂的净化水消毒 通常采用液氯消毒 大型污水厂 或二氧化氯 消毒 中 小型污水厂 多年来工程运行实践表明 采用氯消毒存在若干问题 主要是 1 液氯属危险物品 存储液氯的钢瓶属高压容器 在运输 贬存过程中都存在很大的 安全隐患 在运输 使用过程中如发生液氯泄漏 将导致严重问题 甚至危及人身安全 2 为应对泄氯事故 需设置一套应对泄氯事故的氯吸收处理装置 且需经常维护 使 其始终处于应急启动状态 这不仅耗费相当投资 而且增加了日常维护工作量 3 消毒单元需建造加氯间 液氯贮存间及体积庞大的消毒接触池 工程投资较大 4 由于消毒接触池体积庞大 在日常运行过程中 净化出水中的 SS 将在池中沉淀 积 累 上浮 日久在消毒接触池面会形成厚厚的泥渣层 再加上阳光的照射 在污泥层上还 会长满青苔 如此状态的消毒接触池 不仅形象十分难看 还会滋生大量蚊蜡 恶化出水 水质 5 液氯 二氧化氯的原料价格日益増高 导致消毒成本升高 2 4 22 4 2 紫外线消毒紫外线消毒 10 紫外线是近十多年来发展得最快的一种方法 当前大有逐步取代氯消毒成为污水处理 厂主要消毒方式的趋势 紫外线消毒的基本原理是紫外线对细菌 DNA 有致畸作用 细菌吸收一定剂量的紫外线 后 其 DNA 结合键断裂 细胞失去活力无法繁殖导致细菌数量大幅度减少从而达到灭菌目 的 紫外线消毒的主要优点在于 一是紫外线消毒危险性小 比较安全 无二次污染 二 是消毒反应迅速 在数秒钟内完成 不需要体积庞大的消毒接触池 只需建造体积极小的 消毒渠即可 因而其占地面积和土建费用均得以大大减少 三是设备简单 造价相对低廉 四是运行管理方便 五是紫外线消毒除电耗外 无需任何原材料 消毒成本低廉 紫外线消毒的主要缺点主要是 一是对消毒渠紫外灯组上部的水位控制要求较严格 否则将影响消毒效果 二是紫外灯管的清洗系统尚不够完善 容易发生故障 影响消毒单 元的稳定运行 自 21 世纪以来 国内大多数城市污水处理工程的设计单位 对城市污水处理厂都已改 用紫外线消毒 综上所述 紫外线消毒与液氯 或二氧化氯消毒 相比 具有显著的优越性 因此 对于污水处理厂工程的净化出水消毒 推荐采用紫外线消毒方式 11 第三章第三章CASS 工艺流程工艺流程 1 CASS 工艺流程 城市污水首先进入粗格栅槽 经拦截粗大杂物后进入集水池 集水池污水由潜污累提 升至细格栅槽 经拦截较细的杂物后 进入旋流沉砂池除砂 沉砂池出水自流进入 CASS 生 化池 污水在 CASS 生化池中 按预先设定的程序 经生物选择器 预反应区 主反应区 以进水 曝气 沉淀 滗水 闲置等阶段周而复始地进行循环 达到去碳 硝化 脱氮 除磷的目的 由 CASS 反应器滗水器出来的上层清液排出 处理后的尾水经厂外污水尾水排放管道工程排入自然水体 处理过程的剰余污泥 从 CASS 生化池中的污泥提提升泵排入污泥浓缩池 再进入调理 池调理后由污泥泵提升至脱水机房进行浓缩 脱水 脱水污泥外运处置 粗 细格栅的栅渣及沉砂池的沉砂随脱水污泥一并外运处置 转鼓滤池的反冲洗污水 由于水量少 可送往污泥贮池进行再处理 CASS 工艺流程图示意图如图所示 3 2CASS 工艺设计概要 CASS 反应器设置了生物选择区 缺氧区和好氧区 主反应区后部设置了可升降的自动 絮凝 过滤 剩余污泥 消毒后出水 泵 贮池上清液 栅渣栅渣排沙 污泥浓缩池污泥脱水 粗 格 栅 集 水 池 旋流沉砂池 细 格 栅 生物选择器 城 市 污 水 回流污泥 CASS 反应池 污泥外运 12 滗水装置 污水连续进入预反应区 经过隔墙底部进入主反应区 在保证供氧的条件下 使有机物被池中的微生物降解 根据进水水质可对运行参数进行调整 3 2 13 2 1CASSCASS 工艺过程工艺过程 标准的 CASS 系统以 4h 为一周期 其中 2h 曝气 1h 沉淀 1h 闲置 当出现有机冲击 负荷时 为适应高负荷保持处理效果可延长曝气时间或增加循环操作周期的时间当水力负 荷过大时 如雨季流量 为满足大流量低负荷时的处理要求可缩短曝气时间 増加滗水频 度 为保证选择的有效性 厌氧生物选择器的运行可以恒容也可变容进行 CASS 工艺一般分为四个阶段 1 进水搅拌或曝气阶段 污水进入生物选择区 是一个操作周期的开始 曝气的时间起始点根据预先设定的程 序决定 为适应不同的进水情况 可与进水同步也可在进水一定时间后开始 边进水边曝气 曝气装置向反应池内充氧 一方面满足好氧微生物对氧的需要 另一 方面让活性污泥与有机物充分接触混合 有利于微生物氧化分解有机污染物 污水中的 NH3 N 通过微生物的硝化作用转化为硝酸盐氮 同时占污水量 20 30 的活性污泥从主反 应区回流至生物选择区 液位逐渐上升至设计最高液位 有效容积逐渐增加 2 沉淀阶段 泥水是沉淀阶段主要目的 在这一阶段停止曝气 水中剩余的溶解氧被微生物用于氧 化分解 反应池逐渐由好氧状态转变成缺氧状态 反硝化反应开始进行 活性污泥逐渐沉 到池底 上层水逐渐澄清 沉淀巧期 曝气阶段的搅拌使污泥发生絮凝作用 随后以区域 沉降的形式沉降 因此即使在沉淀阶段继续进水 依然有良好的沉淀效果 3 滗水阶段 滗水器设在反应池末端 是 CASS 工芝最关键的设备之一 它由电动机驱动 由系统设 定的程序计算 变频调节上升和下降速度 沉淀结束后 滗水器根据指令沿设定轨道以较 高的速度下降到水面 与水面接触后 滗水器转换到正常滗水下降速度 当滗水器下降至 最化水位 滗水结束旋即迅速返回到初始位置 滗水器前部设有挡渣板 能防止水面可能 存在的浮渣随出水排出 此阶段仍进行着污泥回流 反应池逐渐过渡到厌氧状态继续反硝 化 4 闲置阶段 实际滗水所需时间短于设计时间 故反应池在滗水完成后的剩余时间进入闲置阶段 在此期间 滗水器上升到原始位置 微生物在内源呼吸作用下恢复活性 为下个周期创造 良好的初始条件 经历闲置期的活性污泥处于对营养物的饥饿状态 其单位重量的吸附表 面积很大 因此 一旦进入下一运行周期的进水期 活性污泥便充分发挥较强的吸附能力 有效地去除污染物 闲置阶段 污泥回流照常进行 3 2 23 2 2生物除磷生物除磷 CASS 工艺兼具多池除磷工艺和单池除磷工艺的优点 它在主反应区内进行曝气 而在 主反应区之前设置体积相对很小的生物选择区 增加由主反应区到生物选择区的污泥回流 生物选择区独立于主反应区彼此干扰小 就具有多池除磷工艺的除磷好的优点 同时又拥 有 SBR 系列工艺占地面积小 操作维护简单的特点 13 第四章第四章污水处理厂设计计算污水处理厂设计计算 4 1设计参数 1 设计最大流量 Qmax 50000 1 34 67000 m3 d 水量变化系数 Kz 1 35 2 设计进水水质 3 设计出水水质 4 回流污泥浓度 XR 12000 mg L 5 污泥回流比 R 20 6 排除比 0 3 4 2构筑物设计计算 4 2 14 2 1 粗格栅的设计计算粗格栅的设计计算 1 1 主要功能主要功能 指标CODcrBOD5NH4 NTPSS 数值 mg L 300150405200 指标CODcrBOD5NH4 NTPSS 数值 mg L 601581 520 14 格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成 安装在污水渠道上 泵房集水井的进口处 或污水处理厂的端部 用以截留较大的悬浮物或漂浮物 去除污水中的粗大悬浮物 保证 污水提升粟常稳定地运行 2 2 设计计算设计计算 4 2 24 2 2 集水池的设计计算集水池的设计计算 1 1 主要功能主要功能 集水池的作用是汇集 储存和均衡废水的水质水量 2 2 设计计算设计计算 4 2 34 2 3 提升泵的设计计算提升泵的设计计算 1 1 主要功能主要功能 将原污水提升至细格栅槽 2 2 设计计算设计计算 4 2 44 2 4 细格栅的设计计算细格栅的设计计算 1 1 主要功能主要功能 拦截污水中较细小的渣浑 保护后续处理单元的正常运行 2 2 设计计算设计计算 4 2 54 2 5 旋流沉砂池的设计计算旋流沉砂池的设计计算 1 1 主要功能主要功能 沉淀去除污水中的砂粒 保护后续单元正常运行 2 2 设计计算设计计算 4 2 54 2 5 CASSCASS 反应池的设计计算反应池的设计计算 15 1 1 主要功能主要功能 去除污水中的有机物染物 硝化 脱氮 除憐 2 2 设计计算设计计算 1 污水处理效率计算 进水 BOD5浓度 S0 150 mg L 出水 BOD5浓度 Se 15 mg L BOD 去除率 0 0 100 150 15 150 100 90 2 BOD 污泥负荷 Ns KgBOD5 kgMLSS d 2 0 025 15 0 75 0 9 0 31 式中 BOD5污泥负荷 KgBOD5 KgMLSS d 有机基质降解速率常数 L mg d 取 L mg d 2 2 0 025 出水 BOD 浓度 mg L 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 BOD 去除率 3 CASS 反应池容积负荷 1 CASS 反应池外形尺寸 反应池总有效容积 m3 总 0 67000 150 15 0 31 3000 0 75 12968 式中 反应池总有效容积 m3 总 设计最大流量 m d 进水 BOD5浓度 mg L 0 出水 BOD5浓度 mg L BOD5污泥负荷 KgBOD5 KgMLSS d 混合液污泥浓度 Kg m 取 3000 g 16 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 设反应池 4 组 单个反应池有效容积 1 单 12968 4 3242 3 3242 3 设 6 2 取 5 2 则 10 4 62 6 有效水深 5 2 微生物选择区 1 CASS 池中间设 1 道隔墙 将池体分隔成微生物选择区 预反应区 和主反应 区两部分 靠进水端为生物选择区 其容积为 CASS 池总容积的 16 左右 另一部 分为主反应区 选择器的类别不同 对选择器的容积要求也不同 1 0 16 62 6 10 4 运行周期 曝气时间 取 24 0 24 0 3 150 0 31 3000 1 2 2 沉淀时间 当混合液污泥浓度时 则污泥界面沉降速度 3000 g m 25 7 4 104 1 7 7 4 104 25 3000 1 7 2 27 0 3 5 2 0 5 2 27 0 91 取 1 0 运行周期设排水周期 1 2 1 1 4 每日周期数 2 24 4 6 5 复核出水 BOD5浓度 Se 24 0 24 2 2 24 150 24 0 025 3000 0 75 2 6 5 15 满足设计要求 5 15 式中 硝化所需最小污泥龄 d 硝化细菌的最小增长速率 d 1 时 10 0 47 安全系数 为确保出水氨氮小于 5mg L 一般为 2 3 3 0 本设计取 2 3 污水最低温度 取冬天最不利温度 10 9 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 氨氮硝化需氧量及出水带走的 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 氧化有机物需氧量 污泥自身需氧量 O1以每去除 1 BOD 需要 0 48 Oa 的经验法计 算 0 1000 总 1000 0 48 67000 150 15 1000 0 14 12968 3000 1000 9788 16 式中 氧化有机物和污泥自身需氧量 kgO2 L 活性污泥微生物每代谢 1 BOD 需氧量 一般生活污水取为 0 42 0 53 本设计取 0 48 设计最大流量 m d 进水 BOD5浓度 mg L 0 出水 BOD5浓度 mg L 1 活性污泥每天自身氧化所需要的氧量 一般生活污水取为 0 11 0 188 本设计取 0 12 反应池总有效容积 m3 总 混合液污泥浓度 mg L 氨氮硝化需氧量 Ob按下式计算 4 57 0 12 总 4 57 67000 40 8 1000 3 0 12 12968 3 0 75 12 8464 64 2 式中 氨氮硝化需氧量 2 设计最大流量 m d 20 进水氨氮浓度 mg L 出水氨氮浓度 mg L 反应池总有效容积 m3 总 混合液污泥浓度 kg m3 混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值 污泥龄 d 总需氧量 总 9788 16 8486 64 18252 8 760 5 10 标准需氧量 标准需氧量计算公式 20 1 024 20 2 026 105 42 21 1 79 21 1 1 013 105 式中 水温 20 气压 1 103 105pa 时 转移到曝气池混合液的总氧量 h 在实际条件下 转移到曝气池混合液的总氧量 h 20 时氧在清水中饱和溶解度 取9 17mg L 20 20 杂质影响修正系数 取值范围 0 78 0 99 本例选用 0 90 含盐量修正系数 本例取 0 95 气压修正系数 设计水温条件下曝气池内平均溶解氧饱和度 mg L 设计水温条件下氧在清水中饱和溶解度 水温 27 3 时 27 3 8 02 曝气池内平均溶解氧浓度 取 2mg L 设计污水温度 本设计考虑最不利水温 夏季 27 3 空气扩散装置处的绝对压力 Pa P P 9 8 103H 大气压力 P 1 013 105pa P 21 空气扩散装置淹没深度 取微孔曝气装置安装在距池底 0 5m 处 淹没深度 4 7m H 气泡离开水面时 氧的百分比 空气扩散装置氧转移效率 本设计选用水下射流式扩散装置 氧转移效率 EA 按 26 计算 所在地区大气压力 Pa 工程所在地沈阳 大气压力 则压力修正系数 1 105 1 013 105 1 105 1 013 105 0 987 P P 9 8 103H 1 013 105 9 8 103 4 7 1 474 105 21 1 79 21 1 21 1 0 26 79 21 1 0 26 0 164 16 4 27 3 27 3 2 026 105 42 8 02 1 474 10 5 2 026 105 16 4 42 8 93 标准需氧量 20 1 024 20 760 5 9 17 0 9 0 95 0 987 8 93 2 1 02427 3 20 102