水污染课程设计

水污染控制工程 课程设计报告 题目题目某城市污水处理厂设计 系部系部环境科学与工程学院 专业班级专业班级 组员组员 指导教师指导教师 设计时间设计时间 年月日 小组任务分配小组任务分配 1 1 总设计思路 总设计思路 2 2 构筑物计算构筑物计算 1 格栅 调节池 沉淀池 2 厌氧池 MBR 池 3 混凝沉淀池 高程计算 3 3 CADCAD 制图制图 1 高程图 流程图 2 流程图 3 主要构筑物图 平面图 4 4 汇总汇总 1 处理流程各部分工艺 2 处理流程各部分工艺 总排版和文字编辑 3 平面布置 高程布置 1 1 设计任务书设计任务书 3 3 1 11 1 设计目的设计目的 3 3 1 21 2 设计任务及内容设计任务及内容 3 3 1 31 3 设计资料设计资料 3 3 1 3 11 3 1 基本情况基本情况 3 3 1 3 21 3 2 设计依据设计依据 3 3 2 2 工艺流程的设计及说明工艺流程的设计及说明 4 4 2 12 1 工艺流程的选择与确定工艺流程的选择与确定 4 4 2 1 12 1 1 处理工艺的选择处理工艺的选择 4 4 2 1 22 1 2 工艺流程的确定工艺流程的确定 6 6 2 22 2 工艺流程说明工艺流程说明 7 7 3 3 处理构筑物的设计计算处理构筑物的设计计算 7 7 3 13 1 格栅的设计计算格栅的设计计算 7 7 3 1 13 1 1 格栅的选择格栅的选择 8 8 3 23 2 调节池的设计计算调节池的设计计算 1212 3 2 13 2 1 调节池的选择调节池的选择 1212 3 2 23 2 2 调节池的计算调节池的计算 1313 3 33 3 沉淀池的设计计算沉淀池的设计计算 1515 3 3 13 3 1 沉淀池的选择沉淀池的选择 1515 3 3 23 3 2 沉淀池的计算沉淀池的计算 1616 3 43 4 厌氧池的设计计算厌氧池的设计计算 1919 3 4 13 4 1 设计参数设计参数 1919 3 4 23 4 2 厌氧池的计算厌氧池的计算 1919 3 53 5 MBRMBR 池的设计计算池的设计计算 2020 3 5 13 5 1 MBRMBR 池的设计参数池的设计参数 2020 3 5 23 5 2 MBRMBR 池的计算池的计算 2020 3 63 6 混凝沉淀池的设计计算混凝沉淀池的设计计算 2626 3 6 13 6 1 混凝沉淀池的选择混凝沉淀池的选择 2626 3 6 23 6 2 混凝沉淀池的计算混凝沉淀池的计算 2626 4 4 附属建筑物的确定附属建筑物的确定 2727 4 14 1 办公楼设计办公楼设计 2727 5 5 污水处理厂的总体布置污水处理厂的总体布置 2828 5 15 1 平面布置设计平面布置设计 2828 5 25 2 高程布置设计高程布置设计 2828 6 6 总结总结 2828 7 7 主要参考文献主要参考文献 3030 1 设计任务书设计任务书 1 1 设计目的设计目的 1 通过课程设计 使学生掌握水处理工艺选择 工艺计算的方法 掌握平面布置图 高程图及主要构筑物的绘制方法 掌握设计说明书的写作规范 2 本设计是水污染控制工程教学中一个重要的实践环节 要求综合运用所学的有关 知识 在设计中掌握解决实际工程问题的能力 并进一步巩固和提高理论知识 1 2 设计任务及内容设计任务及内容 设计任务 根据已知资料 进行污水处理厂的设计 要求确定污水处理方案和流程 计算各处 理构筑物的尺寸和选择设备 布置污水处理厂总平面图和高程图 要求污泥处理工艺采用 污泥浓缩 污泥消化 污泥脱水 或 污泥前浓缩 污 泥消化 污泥后浓缩 污泥脱水 或 污泥浓缩 污泥一级消化 污泥二级消化 污 泥脱水 工艺 设计要求 需上交的设计成果包括 1 设计说明书 2 设计图纸 平面图 流程高程图 主要 构筑物图 1 3 设计资料设计资料 1 3 1 基本情况基本情况 某酱油厂以大豆 豆饼 麦麸为原料 经发酵生产酱油 整个工艺的每个环节均 有废水产生 1 3 2 设计依据设计依据 1 进出水水质标准 表 1 1 进出水水质标准 项目 COD BOD5Cl SSNH4 NpH 色度 进水水质 155067520004001507 5 1200 倍 出水水质 150 60 70 256 9 20 倍 2 气象水文资料 属北亚热带湿润气候区 风向 常年为偏东南风 气温 年平均气温 14 9 oC 地下水位 常年平均地下水位 1 8 米 最高水位 4 26 米 最低水位 0 41 米 平均地面高程 4 2 米 地震烈度 6 级 地基承载力 各层均在 120kPa 以上 3 拟建污水处理厂的场地 为一 30 58 平方米的平洼地 位于主厂区的东方 相对工厂地平面 0 00 的 标高为 1 0 米 生产车间排水经管道自流到污水厂边的集水池 V 20m3 池底较主厂区 地平面低 6 00m 接纳处理出水的排水沟底的相对标高为 3 00m 2 工艺流程的设计及说明工艺流程的设计及说明 2 1 工艺流程的选择与确定工艺流程的选择与确定 2 1 1 处理工艺的选择处理工艺的选择 某酱油厂以大豆 豆饼 麦麸为原料 经发酵生产酱油 整个工艺的每个环节均 有废水产生 酱油生产工艺过程包括原料处理 制曲 发酵 浸出淋油及加热配制等 工序 酱油废水是一种有机物含量较高的食品发酵废水 其成分主要为粮食残留物如 碎豆屑 麸皮 面粉 糖分 酱油 发酵残渣 各种微生物及微生物分泌的酶和代谢 产物 酱油色素 微量洗涤剂 消毒剂和少量盐分等 色度较高 废水处理具有一定 的难度 酱油废水属于高浓度有机废水 以有机污染为主 可生化性良好 盐度高 冲击 负荷变化大 生化处理工艺污泥产量高 目前常见的处理工艺以生物处理方法为主 以下是常用污水处理工艺的比较 表 2 1 常用污水处理工艺对比 工艺 2 A O SBR氧化沟 MBR 占地规模大小中小 处理流程复杂简单较简单较复杂 建设成本较高较高中较高 运营成本中中高低 运转可靠性较好一般一般一般 能耗中较低高低 使用范围 适用于同时 除磷脱氮的 场合 经典中小城 SBR 镇污水和厂矿企 业的工业废水 适用于中小规 模的城市污水 处理厂 MBR 工艺广泛应 用于生活污水及 各类工业废水的 处理 优点 1 技术成熟 运行稳妥可 靠 管理维 护简单 运 行费用低 2 污染物去 除效率高 运行稳定 具有较好的 除 P 脱 N 功 能 能较好 的耐冲击负 荷 3 具有改善 污泥沉降性 能的作用的 1 流程十分简 单 运行效果稳 定 2 处理效果好 有稳定的除 P 脱 N 功能 3 处理设备少 构造简单 便于 操作和维护管理 4 工艺过程中的 各工序可根据水 质 水量进行调 整 运行灵活 1 技术先进成 熟 工艺流程 简单 运行管 理方便 2 处理效果好 工艺的调节适 应性强 耐冲 击负荷 有稳 定的除P脱N功 能 3 基建费用低 占地小 布置 紧凑 1 可以实现反应 器水力停留时间 HRT 和 SRT 的充 分分离 2 占地面积小 3 剩余污泥产量 极低 理论上可 以实现零污泥排 放 4 系统硝化良好 难降解有机物得 到了进一步充分 的降解 能力 减少 的污泥排放 量 缺点 1 处理构筑 物较多 2 污泥回流 量大 能耗 高 3 用于小型 水厂费用偏 高 4 沼气利用 经济效益差 1 间歇运行 对自动化控制能 力要求高 2 污泥稳定性 没有厌氧消化稳 定 3 容积及设备 利用率低 4 变水位运行 电耗增大 1 周期运行 对自动化控制 能力要求高 2 污泥稳定性 没有厌氧消化 稳定 3 容积 及设备利用率 低 4 脱氮效果较 低 1 基础造价较 高 2 膜组件易受 污染 3 膜使用寿命 有限 4 运行费用高 本次设计污水处理的特点为 一 污水中主要污染物指标 BOD COD SS 值为典型城市污水值 此外考虑到 NH4 N 出水浓度排放要求比较高 因此需要采用能够同时脱氮除磷且效果较好的工 艺 二 污水以有机污染为主 BOD COD 0 44 0 3 可生化性比较好 重金属及其 他的难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标 三 本课题污水处理量比较小 在达到污水处理要求的前提下 也应着重考虑工 程占地面积 针对以上特点 以及出水要求 以采用生化处理最为经济 根据国内外已运行的 中 小型污水处理厂的调查 要达到确定的治理目标 可采用 MBR 膜生物处理法 2 1 2 工艺流程的确定工艺流程的确定 图 2 1 工艺流程图 2 2 工艺流程说明工艺流程说明 污水经过细格栅去除较大的悬浮物 然后进入调节池调节水量后进入沉淀池 此过程 中可去除 SS 再经过厌氧池和 MBR 池将废水中的 BOD COD 氨氮去除 再经过混 凝沉淀和氧化脱色降低废水的色度 3 处理构筑物的设计计算处理构筑物的设计计算 3 1 格栅的设计计算格栅的设计计算 格栅属于预处理设备 一般设于污水处理厂所有处理构筑物之前 是由一组 或多组平行的金属栅调制成的框架 放置在废水流经的渠道中或泵站集水池的进口处 用于截留废水中粗大的悬浮物或漂浮物 防止其后处理构筑物的管道阀门或水泵堵塞 图 3 1 格栅的结构 3 1 1 格栅的选择格栅的选择 1 栅条间隙根据污水种类 流量 代表性杂物种类和大小来确定 一般选取范围 如下 机械清栅 3 25mm 人工清栅 5 15mm 筛网 0 1 2mm 2 在大中型污水站 应设置两道机械格栅 第一道为粗格栅 10 40mm 第二道 为细格栅 3 10mm 在小污水站 设置一道格栅即可 栅条间隙应为 3 15mm 3 过栅流速 污水在栅前渠道内的流速应控制在 0 4 0 8m s 经过格栅的流速 应为 0 6 1 0m s 过栅水头损失与过栅流速相关 一般应控制在 0 1 0 3m 之间 栅 后渠底应比栅前相应降低 0 1 0 3m 4 格栅有效过水面积按流速 0 6 1 0m s 计算 但总宽度不小于进水管渠宽度的 1 2 倍 格栅倾角应为 45 75 如果为人工格栅则采用安装角度 30 60 5 格栅必须设置工作台 台面应高出栅前最高水位 0 5m 台上应设安全和冲洗设 施 工作台两侧过道宽度不应小于 0 7m 台正面宽度 当采用人工清渣时 不应小于 1 2m 当采用机械清渣时 不应小于 1 5m 对于酱油生产废水格栅的选用 经过对各种格栅的对比 我们选用回转式格栅机 本设计中栅条形状采用矩形断面并在污水泵站前设置一道格栅 细格栅一道 另放一 道备用 采用机械清渣 安装倾角为 60 900 设为 700 经计算设计流量为 0 018m3 s 3 1 2 格栅的计算格栅的计算 1 进水渠道宽度计算 根据最优水力断面公式 1 11 2 B QAvB hvBV 设计中取污水过栅流速 v 0 8m s 1 22 0 018 0 21 0 8 Q Bm v 则栅前水深 h B1 2 0 11m 2 格栅的间隙数 sinQ n bhv 式中 b 栅条间隙 m 取 b 0 005m h 栅前水深 m v 过栅流速 m s 安装倾角 sin0 018 0 97 62 0 005 0 07 0 8 Q n bhv 3 格栅栅槽宽度 1BS nbn 式中 S 栅条宽度 m 取 0 01 m 10 0162 10 005 280 75BS nbnm 4 进水渠道渐宽部分的长度计算 1 1 1 2tan BB L 式中 L1 进水渠道渐宽部分长度 m 1 渐宽处角度 取 20 1 1 1 0 750 21 0 74 2tan2tan20 BB Lm 5 进水渠道渐窄部分的长度计算 1 2 0 74 0 37 22 L Lm 6 通过格栅的水头损失 4 2 3 1 sin b2 Sv hk g 式中 h1 水头损失 m 格栅条的阻力系数 查表知 2 42 k 格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数 一般取 k 3 44 22 33 1 0 010 8 sin3 2 42sin700 56 b20 0052 9 81 Sv hkm g 7 栅后槽总高度 12 Hhhh 式中 h2 栅前渠道超高 m 取 h2 0 3m 12 0 11 0 56 0 3 0 97Hhhhm 8 栅槽总长度 2 12 0 51 0 tan 0 11 0 3 0 740 370 5 1 tan70 2 76 hh LLLmm m 9 每日栅渣量 33 3 max 2 2 700154064 17 17 82 0 018 Z mm QK QmhL s ds max1 86400 1000 Z QW W K 式中 W 每日栅渣量 m3 d W1 每日每 1000m3污水的栅渣量 设计中取 0 1m3 103m3污水 KZ 总变化系数 经内插法计算得 KZ 2 2 3 max1 864000 018 0 1 86400 0 071 10002 2 1000 Z QW Wmd K 10 进水与出水渠道 生产车间排水经 DN200 的管道自流到污水厂边的集水池 从集水池进入格栅进 水渠道 然后 就由提升泵将污水提升至调节池 11 格栅后污水提升泵的选择与计算 泵房采用下圆上方形泵房 集水池与泵房合建 集水池在泵房下面 采用全地 下式 考虑两台水泵 一用一备 取 max Q 64 17 则一台泵的流量应大于为 64 17 3 mh 3 mh 根据 室外排水规范 选取相关设计参数如下 集水池容积不小于最大一台水泵 5min 的出水量 吸水管设计流速宜为 0 7 1 5m s 出水管流速宜为 0 8 2 5m s 1 水泵的扬程 H 水泵全扬程 H 11234 HHhhhh 经过格栅的水头损失为0 56m 调节池最低水位与所需提升水位之间的高 为3 1 11 4 11m 1 H 吸水管水头损失 设弯头 喇叭管阻力系数分别为0 8 0 1 则 1 h 1 1 0 vm s 22 1 11 1 0 0 80 1 0 05 22 9 8 v hm g 出水管水头损失 设弯头 喇叭管 阀门的阻力系数为0 8 0 1 0 1 2 h 2 2 0 vm s m g v h20 0 8 92 0 2 1 01 08 0 2 22 22 安全水头 取 3 h 3 0 8hm 管线水头损失假设为1 0m 4 h 故水泵的扬程为 取7m 11234 4 850 050 20 8 16 9 HHhhhh m 2 泵的选取 下表为部分水泵的性能及参数 通过对比 选用 QW80 65 25 7 5 型水泵两台 一 备一用 性能及参数见下表 表 3 1 部分水泵的型号及性能 型 号 口 径 mm 流 量 m3 h 扬 程 m 功 率 kw 转 速 r min 效 率 QW25 8 22 1 1258221 1282538 5 QW32 12 15 1 13212151 1282540 QW40 15 15 1 54015151 5284045 1 QW40 15 30 2 24015302 2284048 QW50 20 7 0 75502070 75139054 QW50 10 10 0 755010100 75139056 QW50 20 15 1 55020151 5284055 QW50 15 25 2 25015252 2284056 QW50 18 30 35018303288058 QW50 25 32 5 55025325 5290053 QW50 20 40 7 55020407 5290055 QW65 25 15 2 26525152 2284052 QW65 37 13 36537133288055 QW65 25 30 46525304289058 QW65 30 40 7 56530407 5290056 QW65 35 50 1165355011293060 QW65 35 60 1565356015293063 QW80 40 7 2 2804072 2142052 QW80 43 13 38043133288050 QW80 40 15 48040154289057 QW80 65 25 7 58065257 5290056 QW100 80 10 410080104144062 QW100 110 10 5 5100110105 5144066 QW100 100 15 7 5100100157 5144067 QW100 85 20 7 510085207 5144068 QW100 100 25 111001002511146065 QW100 100 30 151001003015146066 QW100 100 35 18 51001003518 5147065 3 2 调节池的设计计算调节池的设计计算 3 2 1 调节池的选择调节池的选择 调节池 采用钢筋混凝土池 以防沉淀物在调节池中沉淀下来 调节池实际上是 一座变水位的储水池 污水进入调节池后 以平均流量输出到后续污水处理系统中 多余的水量储存起来 再来水量低于平均流量时再输出 通常情况下 用于工业废水 的调节池 可按 6 8h 的废水量计算 若水质水量变化大时 可取 10 12 小时的流量 甚至采用 24 小时流量计算 均量池一般为重力流进水 出水用泵抽升 池中最高水位 不高于进水管的设计水位 最低水位为死水位 有效水深为 2 3m 为避免污水中杂质 再调节池中沉淀 可在池内设置各种混合搅拌设备 如水泵强制循环搅拌 空气搅拌 机械搅拌等 本次设计中采用空气搅拌 在池底装设穿孔管与鼓风机空气管相连 用 压缩空气搅拌 气水比 4 1 3 2 2 调节池的计算调节池的计算 1 池容 V Qt 式中 V 池容 m3 Q 流量 m3 h t 调节时间 h 取 7h V Qt 64 17 7 449m3 取 450m3 2 调节池面积 V A H 式中 A 调节池面积 m2 H 调节池水深 m 本次设计取 3 5m 超高 0 5m 2 450 150 3 V Am H 取调节池长 宽 高 15m 10m 3m 450m3 3 空气管计算 在调节池内布置曝气管 气水比为 4 1 空气量为 利 3 0 018 40 072 s Qms 用气体的搅拌作用使来水均匀混合 同时达到预曝气的作用 空气总管 D1取 90mm 管内流速 v1为 1 22 1 44 0 072 11 3 3 14 0 09 S Q vm s D v1在 10 15m s 范围内 满足规范要求 空气支管 D2 共设 4 根支管 每根支管的空气流量 q 为 3 0 072 0 018 44 S Q qms 支管内空气流速 v2应在 5 10m s 范围内 选 v2 8m s 则支管管径 D2为 2 2 44 0 018 0 053553 5 3 14 8 q Dmmm v 取 D2 60mm 则 2 22 2 44 0 018 6 37 3 14 0 06 q vm s D 穿孔径 D3 每根支管连接两根穿孔管 则每根穿孔管的空气流量为 q1 0 009m3 s 取 v3 7m s 则 1 3 3 44 0 009 0 040440 4 3 14 7 q Dmmm v 取 D3 45mm 则 1 3 22 3 44 0 009 5 66 3 14 0 045 q vm s D 4 孔眼计算 孔眼开于穿孔管底部与垂直中心线成 45 处 并交错排列 孔眼间距 b 100mm 孔 径 2mm 穿孔管长一般为 4m 孔眼数 m 74 个 则孔眼流速 v 为 1 2 2 0 009 38 73 0 785 0 00274 4 q vm s m 5 调节池的污泥量 12 0 nssQ cc V X 式中 V 调节池污泥量 3 m Q 设计流量 3 md 1 c 进水SS浓度 3 kg m 2 c 出水SS浓度 3 kg m nss 调节池SS去除率 取20 0 X 调节池污泥浓度 取20 3 kg m 则 3 15400 40 0720 5 082 20 Vm 6 调节池的提升泵 设计流量 调节池池底标高 1 000m 厌氧池水面标高 7 200m 静 3 64 17 Qmh 扬程为 4 500 7 200 11 700m 1 H 水泵扬程 11234 HHhhhh 进水管水头损失 设弯头 喇叭管阻力系数分别为 0 8 0 1 则 1 h 1 1 0 vm s 22 1 11 1 0 0 80 1 0 05 22 9 8 v hm g 出水管水头损失 设弯头 喇叭管 阀门的阻力系数为0 8 0 1 0 1 2 h 则 2 2 0 vm s m g v h20 0 8 92 0 2 1 01 08 0 2 22 22 考虑自由水头为 1 0m 管线水头损失假设为 1 5m 3 h 4 h 则 取 15m 11234 11 70 050 20 1 0 1 514 45HHhhhhm 选取 QW 200 300 15 22 型水泵两台 一用一备 其性能如下表 表 3 2 QW 200 300 15 221 型水泵性能表 型号口径流量扬程转速功率效率 mm m3 h M r min kw QW65 25 15 2 280652529007 556 8 进水与出水渠道 经调节池的污水通过提升泵后由 DN200 的管道输送至沉淀池 3 3 沉淀池的设计计算沉淀池的设计计算 3 3 1 沉淀池的选择沉淀池的选择 沉淀池是应用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物 沉淀池在废水处理中广为 使用 它的型式很多 可分为平流式 竖流式 辐流式和斜板式四种 以下是四种沉 淀池的对比 表 3 3 四种沉淀池形式对比 类型优点缺点适用条件 平流式 1 污水在池内 流动特性比较稳定 1 占地面积大 2 配水不易均匀 1 适用于地下水 位高及地质条件差的 沉淀效果好 2 对 冲击负荷和温度变 化的适应能力较强 3 施工简单 设备 造价低 3 采用多斗排泥时 每个泥斗需要独设 排泥管 管理复杂 操作工作量大 地区 2 大 中 小 型水处理厂均可采用 竖流式 1 排泥方便 管理简单 2 占地 面积小 直径在10m 以内 或10m 10m 的以内的正方形 1 池子深度较 大 施工困难 2 对冲击负荷和温度 变化的适应能力较 差 3 池径不宜过 大 否则布水不均 适用于中小型水 处理厂 辐流式 1 多为机械排 泥 运行较好 管 理较简单 2 排泥设 备已定型 排泥较 方便 1 排泥设备复 杂 对施工质量要 求较高 2 水流不 宜均匀 沉淀效果 较差 1 适用于地下水 位较高的地区 2 适 用于大 中 小型水 处理厂和污水处理厂 斜板 管 式 1 沉淀效果好 生产能力大 2 占 地面积较小 1 构造复杂 斜板 斜管造价高 需定期更换 易堵 塞 1 适用于地下水 位高及地质条件差的 地区 2 适用于选矿 污水浓缩等 经过对各种沉淀池的比较 结合本次设计的气象水文资料 本小组决定采用平流 式沉淀池 3 3 2 沉淀池的计算沉淀池的计算 1 设计参数 1 每格长度与宽度之比值不小于 4 长度与有效水深的比值以 8 12 为宜 2 一般采用机械排泥 排泥机械的行进速度不大于 1 2m min 一般为 0 6 0 9m min 3 缓冲层高度 非机械排泥时为 0 5m 机械排泥时 缓冲层上缘宜高出刮泥板 0 3m 4 池底纵坡不小于 0 01 5 进出口处应设挡板 高出池内水面 0 1 0 15m 2 沉淀池的计算 1 沉淀池表面积 2 max 36000 018 3600 43 2 1 5 Q Am q 式中 沉淀池表面积 A 2 m 设计流量 Qsm3 表面负荷 一般采用 1 5 3 0 设计中取 1 5 q hmm 23 hmm 23 q hmm 23 2 沉淀部分有效水深 2 1 5 11 5hq tm 式中 沉淀部分有效水深 2 hm 沉淀时间 一般采用 1 0 2 0 设计中取 1 thhth 3 沉淀部分有效容积 3 max 36000 018 1 360065VQtm 4 沉淀池长度 3 64 1 3 614 4Ltm 式中 沉淀池长度 Lm 设计流量时的水平流速 一般采用 本次设计中取 4 smmsmm5 mm s 5 沉淀池宽度 43 2 3 14 4 A Bm L 式中 沉淀池宽度 Bm 6 沉淀池格数 取 n 3 个 3 3 1 B n b 个 式中 沉淀池格数 个 n 沉淀池分格的每格宽度 本次设计中取 1 bmbm 7 校核长宽及长深比 长宽比 符合长宽比大于 4 的要求 避免池内水流产生短流14 4 114 44L b 现象 长深比 符合长深比的要求 2 14 4 9 6 1 5 L h 8 污泥部分所需容积 按去除水中悬浮物计算 12 6 20 86400100 10010 Q CCT V Kpn 式中 平均污水流量 Qsm3 进水悬浮物浓度 1 CLmg 出水悬浮物浓度 一般采用沉淀效率 2 CLmg 60 40 T 两次清除污泥间隔 d 本设计采用重力排泥 T 1 2d 生活污水量总变化系数 2 K 污泥容重 约为 1 3 mt 污泥含水率 95 97 0 p n 沉淀池组数 已知进水中悬浮物浓度 250 Q 0 165 设计中取两次排泥时间间 1 CLmgsm3 隔 n 2dT5 1 97 0 P 40 211 100 40 0 60 6 400240 CCCmg L 9 每格沉淀池污泥部分所需容积 3 2 83 30 94VV nm 10 污泥斗容积 设计中取 h4 0 5m 1am ma4 0 1 22 1411 22 3 1 3 1 0 510 41 0 4 3 0 26 Vhaaaa m 式中 污泥斗容积 1 V 3 m 沉淀池污泥斗上口边长 am 沉淀池污泥斗下口边长 一般采用 0 4 0 5 1 amm 污泥斗高度 4 hm 取贮泥斗底部宽度 b 0 5m 贮泥斗斜壁面与水面夹角为 600 h4 b b tan600 2 1 0 5 tan600 2 0 43m 取 0 5m 11 沉淀池总高度 设计中取 mh3 0 1 mh3 0 3 4 0 50 0110 080 3 10 59hm 1234 0 32 1 0 30 593 29Hhhhhm 式中 沉淀池总高度 Hm 沉淀池超高 一般采用 0 3 0 5 1 hmm 缓冲层高度 一般采用 0 3 3 hmm 污泥部分高度 一般采用污泥斗高度与池底坡度的高度之和 4 hm 1 i 3 4 厌氧池的设计计算厌氧池的设计计算 3 4 1 设计参数设计参数 废水流量 33 700 8 1 0 0081 QmdL sms 设计流量 333 700 2 21540 17 82 0 018 QQKzmdmdL sms 水力停留时间 T 2h 3 4 2 厌氧池的计算厌氧池的计算 1 厌氧池容积 按水力停留时间计算 3 0 018 2 3600129 6VQTm 2 厌氧池的形状及尺寸 据资料 经济的厌氧池高度一般为 4 6m 并且大多数情况下这也是系统优化的运行 范围 厌氧池的池形有矩形 方形和圆形 圆形厌氧池具有结构稳定的特点 但是建 造圆形厌氧池的三相分离器要比矩形和方形的厌氧池复杂得多 因此本次设计先用矩 形厌氧池 从布水均匀性和经济考虑 矩形厌氧池长宽比在 2 1 左右较为合适 取厌氧池有效高度 H 5m 厌氧池面积 2 129 6 25 92 5 V Am H 设计厌氧池池长是池宽的两倍 即 L 8m B 4m 为了让污水达到应有的负荷 所以采用两个厌氧池 原污水 BOD5值 S 为 675mg L 经调节池 沉淀池及厌氧池处理 按降低 20 考虑 则进入 MBR 池的污水 其 BOD5值 S0 为 0 675 1 20 540 Smg L 3 5 MBR 池的设计计算池的设计计算 3 5 1 MBR 池的设计参数池的设计参数 表 5 1 膜生物反应器污水处理设计参数 项目 污泥负荷 Fw kg kg d MLSS X g L 容积负荷 Fv kg m3 d 城镇污水回用 0 2 0 42 0 8 00 4 0 9 杂排水中水处理 0 1 0 21 0 4 00 2 0 5 综合生活污水回用 0 1 0 22 0 8 00 4 0 9 高浓度有机废水处理 0 2 0 54 0 18 00 5 2 0 3 5 2 MBR 池的计算池的计算 1 膜组件选型 表 3 4 中空纤维膜膜支架膜技术参数表 名称特性参数 材质聚氯乙烯 膜孔平均直径0 4 m 过滤方式重力过滤 吸引过滤 最大过滤压力重力过滤 12KP 吸引过滤 20KP 耐化学药品性耐酸耐碱性强 pH 值 2 12 膜支架尺寸 510 型 宽 高 厚 490mm 1000mm 6mm 膜支架有效面积0 8m 张 膜通量0 4 0 6m m d 水温 10 以上 2 膜支架张数计算 按每天 24 小时运行计算 张 1540 4820 0 80 4 1 0 8 Q n t 式中 n 膜支架张数 张 膜通量 一般取 0 4 0 8 m3 m2 d t 每天运行时间 h 0 8 膜支架有效面积 m2 张 同一膜生物反映器内应选同型号的膜组件 膜组件分为 AS 型 FF 型 ES 型三种 AS 形适用于大型市政排水处理 FF 型适用于地埋式小型污水处理 ES 型适用于生活污水 工业废水 是常用膜组件 尤其推荐作为中水回用处 理工艺 因此选用 ES 型膜组件 表 3 5 膜组件型号 膜组件类型 膜组件支架张数 n 张 组 膜组件面积 m 组 ES AS FF 10010080 ES AS FF 175150120 ES AS FF 200200160 表 3 6 膜组件规格 型号长 mm 宽 mm 高 mm 干重 kg 最大重量 kg ES10018305102000440870 ES150218051020006501300 ES200280051020008801760 故膜组件选用 ES200 n0 200 组 取 24 组 0 4820 24 1 200 n N n 考虑到灵活运行 且减少占地 膜装置分为 3 个池设计 每个池 10 组膜组件 表 3 6 不同膜组件单排池体平面尺寸要求 膜组件型号池宽 mm 池长 mm ES1002300 2500 ES1503300 3800 ES2004300 4500 1000 1300 n 300 ES 型膜组件可以适应 2 50 3 50m 的水深 当鼓风机压力允许的情况下 可以加大有 效水深 对膜组件无影响 3 按膜组件安装尺寸计算 照膜组件池体平面尺寸要求 ES200 平面布置尺寸为 池宽 4 3m 池深 3 5m 有效水深 3 0m 池长 1 200 6 0 300 7 5m 膜生物反应器有效容积 V有效 3 4 5 7 5 3 0 3303 75m 膜生物反应器总容积 V总 3 4 5 7 5 3 5 3354 375m 4 按 BOD5容积负荷计算 取 Nv为 1 5kg m3 d 33 505 101540 540 10831 6 BOD WQSkgBODd 3 5 831 6 554 4 1 5 BOD v W Vm N 由于根据 BOD5容积负荷算出的池有效容积大于膜平面布置所得的池容积 故 MBR 池容积及尺寸按 BOD5容积负荷算出的池安装尺寸确定 5 膜生物反应器池所需空气量计算 膜装置洗净所需空气 3 0 24 200 1257 6 minGNnqm 式中 q 每张膜洗净所需空气量 一般为 10 15L min 生物处理所需空气量 需氧量 0 3 2 0 5 1540 54060 100 12 354 375 12 0 8 777 84 Da OaLrbSaQ SSebVXf kg Od 式中 a 系数 一般为 0 42 1 0 Lr BOD5 去除量 Lr S0 Se b 污泥自身氧化需氧率 一般为 0 11 0 18 kgO2 kgMLVSS d Sa 反应器内 MLVSS 的量 V MBR 池容积 m3 X MBR 池内 MLSS 浓度取 12000mg L f 混合液 MLVSS MLSS 一般为 0 7 0 8 所需空气量 33 777 84 93603 65 min 0 2770 277 0 03 D O Gmdm e 式中 e 溶解效率 因水深 水温 水压级污泥浓度而异 一般为 0 02 0 05 由于生物氧化所需空气量大于膜洗净所需空气量 鼓风机的选择应以生物氧化所需空 气量为依据 可选送风量为 65m3 min 左右的风机或总风量相同的数台风机并联运行 风口的压力以池深为依据 本池深为 3 5m 考虑到风管的阻力降 可取风压 P 4000mm 水柱的风机 6 池内曝气系统设计 一般要求 曝气管与膜组件下部距离一般为 200 300mm 不能低于 180 mm 1 排气压计算 取曝气干管管径 DN100 每池采用一根干管与 22 支支管管安装于池底 详见图纸 则干管 空气流速 V q气 A管 9 6 3 14 0 01 4 1222 9m min 20 4m s 根据 简明管道工手册 有管道沿程压损 hf RL 局部阻力损失 hj 0 3hf 式中 R 每米管长的沿程水力损失 Pa m L 管长 m 查圆形钢板风管的线解图 取 R 52 Pa m L 10m 2 计算干管压损 hf RL 52 10 520Pa hj 0 3hf 156 Pa 设计曝气侧管 支管 DN50 每支 2 0m 每池 22 支 计算得曝气支管压损 查 简明管道工手册 取 R 592 Pa m 总 hf nRL 26048 Pa 总 hj 0 3hf 7814 4 Pa 3 曝气器阻力 采用 BSD Q 192 球冠式微孔曝气器 主要性能参数 曝气器尺寸 D192 180mm 试用工作空气量0 8 3m3 h 个 服务面积0 35 0 8m3 个 氧利用率 24 41 充氧能力 0 169 0 294kgO2 h 动力效率 6 5 8 8kgO2 kw h 阻力损失 3200Pa 按供风量计算取 q 3m3 h 个 则 个 9 6 60 192 3 Q n q 取 198 个 每支 198 22 9 个 平均纵横分布于 MBR 池底 4 曝气器淹没水头 设计 MBR 膜组件有效水深 3m 则水深压力 3mH2O 29 4kPa 所以总排气压为 0 52 0 156 26 05 7 81 29 4 63 9kPa 曝气鼓风机的选择 选择 RC100 罗茨鼓风机 主要参数如下 配套电机 转速 r min 理论流 量 m3 min 升压 pa 流量 m3 mi n 轴功 率 kw 型号 功率 kw 机组最大重量 kg 250013 7868 610 517 5Y180L 222730 7 出水系统设计 根据设计总流量 Q 1540m3 d 64 2m3 h 得好氧 MBR 出水流量 64 2m3 h 水力停留 时间取 15 即 24 0 15 3 6h 取 4h 经校核 4 64 2m3 h 256 8 m3 303 75 m3 可设 计出水时间为 18h 根据 MBR 池水深 3 5m 可确定吸程 3 5m 考虑 MBR 出水水 质较高 可以满足中水回用需要 确定抽吸泵的选择 永嘉县扬子江泵业有限公司生 产的 GDF 型自吸泵 具体性能如下表所示 型号 流量 m3 h 扬程 m 吸 程 m 转速 r min 功率 kw 电 压 V 气蚀余量进出口内径 mm GDF50 82210528000 95220450 数量 2 台 一用一备 8 膜清洗系统设计 图 3 2 MBR 膜清洗系统示意图 MBR 膜清洗所需药物如下表所示 表 膜清洗药剂表 清晰对象药剂种类药剂浓度 无机物盐酸 0 3 0 1 有机物 藻类 细菌 等 次氯酸钠 0 5 0 1 有机物 蛋白质 菌 残骸等 氢氧化钠 0 2 0 5 MBR 清洗用泵选择 扬子江泵业有限公司生产的 FPZ 型耐酸耐碱射流泵 表 FPZ 型耐酸耐碱射流泵 型号 进口 出 口 mm mm 流量 m3 h 扬程 m 转速 r min 吸程 m 电机功 率 P kw 32FPZ 11 D 30 303 411284050 75 3 6 混凝沉淀池的设计计算混凝沉淀池的设计计算 3 6 1 混凝沉淀池的选择混凝沉淀池的选择 混凝是向水中投加混凝剂 使细小的悬浮物和胶体微粒聚集成较大的絮凝体而分离 去除的过程 脱色是本工程的难点之一 在原水色度 1200 倍的情况下 处理出水色度 低于 20 倍