白水县污水处理厂设计任务书

精品文档 第 1 页1欢迎下载1欢迎下载1欢迎下载 目录目录 第第 1 1 章章 白水县污水处理厂设计任务书白水县污水处理厂设计任务书 一 设计内容一 设计内容 2 2 二 设计原始资料二 设计原始资料 2 2 第二章第二章 白水县污水处理工艺方案白水县污水处理工艺方案 一 污水处理厂工艺方案比选一 污水处理厂工艺方案比选 4 4 二 处理程度计算二 处理程度计算 9 9 第三章第三章 白水县污水处理厂设计计算书白水县污水处理厂设计计算书 一 一级处理工艺计算一 一级处理工艺计算 12 12 1 1 粗格栅设计计算粗格栅设计计算 12 12 2 2 泵站的设计计算泵站的设计计算 1414 3 3 集水池设计计算集水池设计计算 15 15 4 4 细格栅设计计算细格栅设计计算 15 15 5 5 沉砂池设计计算沉砂池设计计算 17 17 二 周期循环曝气活性污泥法 二 周期循环曝气活性污泥法 CASSCASS 工艺计算 工艺计算 1 1 配水井的设计计算配水井的设计计算 精品文档 第 2 页2欢迎下载2欢迎下载2欢迎下载 20 20 2 CASS2 CASS 池的设计计算池的设计计算 22 22 3 3 加氯接触池加氯接触池 32 32 4 4 重力浓缩池计算重力浓缩池计算 33 33 5 5 污泥脱水设计计算污泥脱水设计计算 36 36 6 6 远期设计远期设计 37 37 三 卡鲁塞尔 三 卡鲁塞尔 Carrousel Carrousel 氧化沟工艺计算氧化沟工艺计算 1 1 设计参数设计参数 38 38 2 2 生物选择器生物选择器 厌氧池的设计厌氧池的设计 38 38 3 3 氧化沟的设计氧化沟的设计 40 40 4 4 二次沉淀池二次沉淀池 46 46 5 5 污泥处理系统设计污泥处理系统设计 47 47 四 四 CASSCASS 方案和氧化沟方案比较和选择方案和氧化沟方案比较和选择 52 52 五五 污水处理厂配套工程设计 污水处理厂配套工程设计 53 53 六 六 环境保护及劳动卫生环境保护及劳动卫生 56 56 精品文档 第 3 页3欢迎下载3欢迎下载3欢迎下载 七 七 工程投资估算及效益分析工程投资估算及效益分析 61 61 八 附录八 附录 64 64 精品文档 第 4 页4欢迎下载4欢迎下载4欢迎下载 第一章第一章 白水县污水处理厂设计任务书白水县污水处理厂设计任务书 一 设计内容一 设计内容 1 通过调研收集资料 根据任务书要求确定污水处理工艺方案 从技术 经济和 运行难易程度等各方面综合评价 提出几种方案进行论证 择优推荐 要求所选择的 方案技术上合理 经济上可以接受 管理上可行 体现当代污水处理技术的简易 高 效 节能 投资占地面积小 运行管理方便 灵活与多功能的生物处理发展方向 2 对推荐方案进行工艺设计与计算 通过技术经济比较 确定排水管网 污水处 理厂设计方案 对相关工艺设备 自动控制 机械设备初步选型 对污水厂进行总体 布局 竖向设计 厂区管道布置 厂区道路及绿化设计 完成总平面及高程设计图 进行投资估算和占地面积估算 最后对方案进行技术经济综合比较 确定最优工艺 3 对最优工艺污水管网和雨水管道进行水力计算 4 污水处理厂污泥处理与处置工艺比较与计算 5 绘制工程设计图纸 7 张 按 A1 计 图纸上应有设备 材料一览表和工程量表 6 编制设计说明书和计算书 外文资料的翻译 二 设计原始资料二 设计原始资料 1 地理区域 白水县位于陕西关中东北部 东经 109 16 109 45 北纬 35 4 35 27 东西长 45km 南北宽 43km 总面积 986 6km2 距西安市 165 km 距渭南市 83 km 东隔洛河与澄城县相望 南接蒲城与玉龙山相隔 西接铜川与渭北黑腰带相连 北以黄龙山 雁门山为界与宜君 黄龙 洛川三县相邻 是全国闻名的优质苹果生产 基地和渭北著名的煤采区 是白水县政治 经济 文化商贸和信息中心 2 地形地貌 白水县地处渭北黄土高原 属黄土地貌景观 区内沟壑纵横 地形凹凸不平 全 县地质构造为一向西北倾斜的大单斜 褶皱不甚发育 总体西北高 东南低 海拔高 程介于 446 1548m 之间 3 气候气象 白水属暖温带大陆性季风气候 四季分明 春季升温快 秋季降温快 常有早霜 冻 冬季风时干燥少雨 夏季风时温润多雨 干湿季节分明 雨量季节分配不均 在 气候上属暖温带大陆性季风气候 年平均气温 11 4 极端最高气温 39 4 最低 16 7 年平均降水量 577 8mm 最大降水量 857 3 mm 1975 年 最小降水量 356 8mm 1977 年 年湿润度 0 50 属半干旱地区 最大冻土深度 0 55m 年平均风 速 3 4m s 平均大风天数 16 9 天 瞬间最大风速 11 级 31m s 风向以北 西北最 精品文档 第 5 页5欢迎下载5欢迎下载5欢迎下载 多 4 水文 白水县有大小 14 条河流 其中水源地以东有洛河 以西及西南侧有白水河 这两 条河流的流向大致与区域地层或主要断层的走向呈垂向直交 对岩溶水有补给作用 洛河源于陕北吴旗县 至本县境年平均流量 17m3 s 为过境河流 境内流长 59 5km 流经奥灰岩河段 有渗漏现象 白水河源于宜君县境内 由西向东流 绕县城南部而 过 平均流量 0 8m3 s 境内流长 75km 流经各条主干断裂至出口 大量漏失 全县水资源总量 4956 82 万 m3 其中地表水 3539 23 万 m3 已利用 2070 66 万 m3 地下水 3793 89 万 m3 可开采量 606 2 万 m3 目前已开发 108 75 万 m3 全县共 有中小型水库 8 座 总库容 4404 03 万 m3 5 地理特征 白水县城地处该县南部 座落于白水河北岸的台塬 处于城关镇和北井头乡交界 距蒲白交界仅 5km 总体西北高东南低 海拔 760 800m 之间 地下水位埋深 50 120m 区内河流均属洛河水系 在地质构造上属储煤构造带 6 排水现状 白水县县城目前排放污水的种类大致可分为生活排污 工业生产排污 其中生活 排污约占 65 工业生产排污约占 35 大量的城市生活污水和工业废水未经处理直接 排入白水河 已使地下水和地表水遭受到不同程度的污染 白水河是县城排污受纳的 主要水体 经粗测 主要污染物为 BOD5 CODcr 其次是氨氮和挥发酸 由于主要污物 为耗氧物质 归属有机类型较重度污染 且水体污染呈逐年上升趋势 7 设计污水量 污水处理厂 总设计处理流量 Q 20000m3 d 其中 设计水平年 设计处理流量 10000m3 d 远期规划年 设计处理流量 10000m3 d 8 污水水质指标 污水处理厂进水水质见表 1 1 表 1 1 污水处理厂进水水质污水处理厂进水水质 指 标 BOD5CODcrSSTNNH3 NTP 浓度 mg l 16035020040254 9 处理后出水执行的水质标准 处理后出水水质全面达到 GB18918 2002 城镇污水处理厂污染物排放标准 中一级 A 类标准 主要污染物标准见表 1 2 精品文档 第 6 页6欢迎下载6欢迎下载6欢迎下载 表 1 2 排放水水质标准排放水水质标准 污 染 物标准值污 染 物标准值 CODcr mg l 50TN mg l 15 BOD5 mg l 10NH3 N mg l 5 8 悬浮物 mg l 10TP mg l 0 5 动 植物油 mg l 1 0 色度 稀释倍数 30 石油类 mg l 1 0PH 6 9 阴离子合成洗涤剂 mg l 0 5 粪大肠菌群数 个 l 103 第二章第二章 白水县污水处理工艺方案白水县污水处理工艺方案 一 污水处理厂工艺方案比选一 污水处理厂工艺方案比选 城市污水处理厂设计处理方案时 既要考虑有效去除 BOD5又要考虑适当去除 N P 相对来说处理效果好而且技术成熟的工艺有以下几种 1 A2 O 工艺 2 卡鲁塞尔 Carrousel 氧化沟工艺 3 周期循环曝气活性污泥法 CASS 工艺 A2 O 工艺 A A O 工艺 亦称 A2 O 工艺 是英文 Anaerobic Anoxic Oxic 第一个字母的简称 按实质意义来说 本工艺称为厌氧 缺氧 好氧法 本法是在 70 年代 由美国的一些 专家在厌氧 好氧 An O 法脱氮工艺的基础上开发的 其宗旨是开发一项能够同步 脱氮除磷的污水处理工艺 A2 O 工艺由厌氧段和好氧段组成 两段可以分别建也可以 合建 合建时两段应该以隔板隔开 厌氧池中必须严格控制厌氧条件 使其既无分子 态氧 也无 NO3 等化合态氧 厌氧段水力停留时间为 1 2h 好氧段结构型式与普通活 性污泥法相同 且要保证溶解氧不低于 2mg L 水力停留时间 2 4 小时 精品文档 第 7 页7欢迎下载7欢迎下载7欢迎下载 A2 O 工艺流程图如图 2 1 所示 进水 厌氧池缺氧池好氧池沉淀池 回流污泥 排放 剩余污泥 图 2 1 A2 O 工艺流程图 内循环 A2 O 工艺优点 1 在厌氧的好氧交替运行条件下 丝状菌得不到大量增殖 污泥不易膨胀 2 脱氮效果难于进一步提高 内循环量一般以 2Q 为限 不宜太高 否则增加运 行费用 3 基建费用低 具有较好的脱氮 除磷功能 4 具有改善污泥沉降性能 减少污泥排放量 5 具有提高对难降解生物有机物去除效果 运转效果稳定 6 技术先进成熟 运行稳妥可靠 7 管理维护简单 运行费用低 8 国内工程实例多 工艺成熟 易获得工程管理经验 9 出水水质好 较易于深度处理 出水水质稳定 对外界条件变化有一定的适 应性 A2 O 工艺缺点 1 处理构筑物较多 施工较难 2 需增加内循环系统 卡鲁塞尔 卡鲁塞尔 CarrouselCarrousel 氧化沟 氧化沟 1 卡鲁塞尔 Carrousel 氧化沟的形式 60 年代由荷兰某公司所研发 卡鲁塞尔 Carrousel 氧化沟系统由多沟串联氧化 沟及二次沉淀池和污泥回流系统所组成 一般为六廊道并采用表面曝气器的卡罗塞 精品文档 第 8 页8欢迎下载8欢迎下载8欢迎下载 Carrousel 氧化沟 在每组沟渠的转弯处安装一台表面曝气器 靠近曝气器的下游 为富氧区 外环还可能成为缺氧区 这样的氧化沟能够形成生物脱氮的环境条件 卡 鲁塞尔 Carrousel 氧化沟系统在世界各地应用广泛 规模大小不等 2 卡鲁塞尔 Carrousel 氧化沟工艺流程图 卡鲁塞尔 Carrousel 氧化沟工艺流程图如图 2 2 所示 图 2 2 卡罗塞氧化沟工艺流程 3 卡鲁塞尔 Carrousel 氧化沟的工艺特点 优点 1 氧化沟具有独特的水力流动特点 有利于活性污泥的生物凝聚作用 而且可以将 其工作区分为富氧区 缺氧区 用以进行硝化和反硝化作用 取得脱氮的效果 2 不使用初沉池 有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定的程度 3 BOD 负荷低 类同于活性污泥法的延时曝气系统 4 脱氮效果还能进一步提高 5 氧化沟只有曝气器和池中的推进器维持沟内的正常运行 电耗较小 运行费用更 低 缺点 1 污泥膨胀问题 当废水中的碳水化合物较多 N P 含量不平衡 SVI 值很高 形 成污泥膨胀 2 泡沫问题 由于进水中带有大量油脂 处理系统不能完全有效地将其除去 部分 油脂富集于污泥中 经转刷充氧搅拌 产生大量泡沫 泥龄偏长 污泥老化 也易产 生泡沫 3 污泥上浮问题 4 流速不均及污泥沉积问题 在氧化沟中 为了获得其独特的混合和处理效果 混 合液必须以一定的流速在沟内循环流动 CASS 工艺 1 CASS 工艺工作原理 CASS cyclic activated sludge system 是在 SBR 是基础上发展起来的 即在 SBR 池内前端加了一个生物选择器 实现联系进水 间歇排水的周期循环运行 设置周 精品文档 第 9 页9欢迎下载9欢迎下载9欢迎下载 期选择器的主要目的是使系统选择出絮凝性能好 抗冲击性强的优质细菌 其容积约 占整个池子的 10 生物选择器的工艺过程遵循活性污泥的基质积累 再生理论 使 活性污泥在选择器中经历一个高负荷的吸附阶段 随后在主反应区经历一个较低负荷 的基质降解阶段 以完成整个基质降解的全过程和污泥再生 CASS 工艺对污染物质的 降解是一个时间上的推流过程 其构筑物集反应 沉淀 排水于一体 是一个好氧 缺 氧 厌氧交替运行的过程 因此具有一定的脱氮除磷效果 2 CASS 工艺主要技术特征 连续进水 间歇排水 传统 SBR 工艺为间断进水 间歇排水 而实际污水排放大都是联系或半连续的 CASS 工艺可连续进水 克服了 SBR 工艺的不足 比较适合实际排水的特点 拓宽了 SBR 工艺的应用领域 虽然 CASS 工艺设计时均考虑为连续进水 但在设计运行中即使 有间断进水 也不影响处理系统的运行 运行上的时序性 CASS 反应池通常按曝气 沉淀 排水和闲置四个阶段根据时间依次进行 运行过程的非稳态性 每个工作周期内排水开始时 CASS 池内液位最高 排水结束时 液位最低 液位的 变化幅度取决于排水比 而排水比与处理废水的浓度 排水标准及生物降解的难易程 度有关 反应池内混合液体积和基质浓度均是变化的 基质降解是非稳态的 溶解氧周期性变化 浓度梯度高 CASS 在反应阶段是曝气的 微生物处于好氧状态 在沉淀和排水阶段不曝气 微 生物处于缺氧甚至厌氧状态 因此 反应池中溶解氧是周期性变化的 氧浓度梯度大 转移效率高 这对提高脱氮除磷效率 防止污泥膨胀及节约能耗是有利的 实践证实 对同样的曝气设备而言 CASS 工艺与传统活性污泥法相比有较高的氧利用率 3 CASS 工艺流程 CASS 工艺流程图如图 2 3 所示 精品文档 第 10 页10欢迎下载10欢迎下载10欢迎下载 进水 沉砂池CASS 池 回流污泥 排放 剩余污泥 图 2 3 CASS 工艺流程图 格栅 4 CASS 工艺主要优点 工艺流程简单 占地面积小 投资较低 CASS 工艺的核心构筑物为 CASS 池 没有二沉池 一般情况不设调节池及初沉池 生化反应推动力大 在完全混合式连续流曝气池中的底物浓度等于二沉池底物 浓度 底物流入曝气池的速率即为底物降解速率 沉淀效果好 CASS 工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用 沉淀阶段的 表面负荷比普通二次沉淀池小得多 虽然有进水的干扰 但其影响很小 沉淀效果较 好 运行灵活 抗冲击能力强 可实现不同的处理目标 CASS 工艺在设计时已考虑 流量变化的因素 能确保污水咋系统内停留预定的时间后经沉淀排放 特别是 CASS 工 艺可以通过调节运行周期来适应进水量和水质的变化 不易发生污泥膨 适用范围广 适合分期建设 CASS 工艺可以应用于大型 中型及小型污水处理 工程 比 SBR 工艺适用范围更广泛 剩余污泥量小 性质稳定 传统活性污泥法的泥龄仅 2 7 天 而 CASS 法泥龄 为 25 30 天 所以污泥稳定性好 脱水性能佳 产生的剩余污泥少 去除 1 BOD 产 生 0 2 0 3 剩余污泥 仅为传统法的 60 左右 生化池分为生物选择器 厌氧区和主曝气区 利用生物选择器及厌氧区对磷的 释放 反硝化作用以及对进水中有机底物的快速吸附及吸收作用 增强了系统的稳定 性 同时 曝气区和静止沉淀的过程中都同时进行着消化和反硝化反应 因而具有脱 氮除磷的作用 自动化程度高 保证出水水质 精品文档 第 11 页11欢迎下载11欢迎下载11欢迎下载 CASS 工艺主要缺点为 设备闲置率高 因采用降堰排水 水头损失大 由于自动 化程度高 故对操作人员的素质要求也高 三种污水处理工艺方案具体比较如下表 表 2 2 三种工艺方案比较如下表 工艺 内容 A2 O 卡罗塞氧化沟CASS 工艺 技术可行性先进 成熟 应用广先进 成熟 应用广 先进 成熟 应用 广 水质指标 出水水质好 稳定易 于深度处理 对外界 条件变化有一定的适 应性 出水水质好 稳定易 于深度处理 对外界 条件变化的适应性较 好 出水水质好 稳定 易于深度处理 对 外界条件变化的适 应性较好 基础建设费用较高高高 运行费用较高高较高 运转操作单元较多复杂操作单元较少方便操作单元较少方便运行 管理维修设备多 维修量大设备少 维修量低设备少 维修量低 占地较大较大较小 要求管理水平高高较高 环境影响噪音较大 臭味较小噪音小 臭味较小 噪音较大 臭味较 小 工艺方案选择 综上所述 此三种方法都能达到除磷脱氮的效果 且出水水质良好 但相对而言 CASS 工艺一次性投资较少 占地面积较小 运行灵活 抗冲击能力强 可实现不同的 处理目标 不易发生污泥膨 剩余污泥量小 性质稳定 A A O 法除磷效果难于再行提 精品文档 第 12 页12欢迎下载12欢迎下载12欢迎下载 高 污泥增长有一定的限度 不易提高 特别是当 P BOD 值高时更是如此 脱氮效果 也难于进一步提高 运行费用高 从节约投资 处理效果及运行管理方面考虑 结合项目时间情况 本次设采用周 期循环曝气活性污泥法 CASS 工艺和卡鲁塞尔 Carrousel 氧化沟工艺两种方案 进行优化选择最优方案 二 处理程度计算二 处理程度计算 1 CODcr的处理程度 100 i ei C CC E 式中 E CODcr 的处理程度 Ci 未处理污水中 CODcr 的平均浓度 mg L Ce 允许排入水体的已处理污水中 CODcr 的平均浓度 mg L 71 85 100 350 50350 E 2 溶解性 BOD5的处理程度 100 i ei C CC E 式中 E BOD5的处理程度 Ci 未处理污水中 BOD5的平均浓度 mg L Ce 允许排入水体的已处理污水中 BOD5的平均浓度 mg L 75 93 100 160 10160 E 3 SS 的处理程度 100 i ei C CC E 式中 E SS 的处理程度 Ci 未处理污水中 SS 的平均浓度 mg L 精品文档 第 13 页13欢迎下载13欢迎下载13欢迎下载 Ce 允许排入水体的已处理污水中 SS 的平均浓度 mg L 0 95 100 200 10200 E 4 TN 的处理程度 2 4 100 i ei C CC E 式中 E TN 的处理程度 Ci 未处理污水中 TN 的平均浓度 mg L Ce 允许排入水体的已处理污水中 TN 的平均浓度 mg L 5 62 100 40 1540 E 5 NH3 N 的处理程度 100 i ei C CC E 式中 E NH3 N 的处理程度 Ci 未处理污水中 NH3 N 的平均浓度 mg L Ce 允许排入水体的已处理污水中 NH3 N 的平均浓度 mg L 80 100 25 525 E 6 TP 的处理程度 2 6 100 i ei C CC E 式中 E TP 的处理程度 Ci 未处理污水中 TP 的平均浓度 mg L Ce 允许排入水体的已处理污水中 TP 的平均浓度 mg L 精品文档 第 14 页14欢迎下载14欢迎下载14欢迎下载 5 87 100 4 5 04 E 第三章第三章 白水县污水处理厂白水县污水处理厂 CASSCASS 工艺设计计算书工艺设计计算书 一一 粗格栅设计计算粗格栅设计计算 1 设计流量 Q 20000m3 d 选取流量系数 Kz 1 5 则 最大流量 Qmax 1 5 20000m3 d 30000m3 d 0 347m3 s 2 栅条的间隙数 n 设 栅前水深 h 0 4m 过栅流速 v 0 9m s 格栅条间隙宽度 b 0 02m 格栅倾角 60 则 栅条间隙数 取 n 45 85 44 9 04 002 0 60sin347 0 sin 2 1 bhv Q n 3 栅槽宽度 B 设 栅条宽度 s 0 01m 则 B s n 1 bn 0 01 45 1 0 02 45 1 34m 取 1 4m 4 进水渠道渐宽部分长度 设 进水渠宽 B1 0 90m 其渐宽部分展开角 1 20 进水渠道前的流速为 0 6m s 则 m BB L60 0 20tan2 90 0 40 1 tan2 1 1 1 5 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2 精品文档 第 15 页15欢迎下载15欢迎下载15欢迎下载 则 m L L30 0 2 60 0 2 1 2 6 过格栅的水头损失 h1 设 栅条断面为矩形断面 所以 k 取 3 则 m g v kkhh102 0 60sin 81 9 2 9 0 02 0 01 0 4 23sin 2 2 3 4 2 01 其中 s b 4 3 k 格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数 一般为 3 h0 计算水头损失 m 阻力系数 与栅条断面形状有关 当为矩形断面时形状系数 2 4 将 值代入 与 关系式即可得到阻力系数 的值 7 栅后槽总高度 H 设 栅前渠道超高 h2 0 3m 则 栅前槽总高度 H1 h h2 0 4 0 3 0 7m 栅后槽总高度 H h h1 h2 0 4 0 102 0 3 0 80m 8 格栅总长度 L L L1 L2 0 5 1 0 H1 tan 0 6 0 3 0 5 1 0 0 7 tan60 2 8m 9 每日栅渣量 W 设 单位栅渣量 W1 0 05m3 栅渣 103m3 污水 则 W Q W1 1 0m3 d 05 0 10 5 1 30000 1000 3 1max Z K WQ 因为 W 0 2 m3 d 所以宜采用机械格栅清渣选用 FH900 型旋转式机械格栅除污机 数量两台 具体参数见表 3 1 表 3 1 FH900 型型旋转式格栅除污机参数 型号 格栅宽度 mm 栅条间 距 mm 适用槽宽 m 电机功率 KW 格栅倾角 耙行速度 m min FH9009002510001 560 2 6 精品文档 第 16 页16欢迎下载16欢迎下载16欢迎下载 1 图 3 1 粗格栅计算草图 二二 泵站的设计计算泵站的设计计算 1 泵房规范要求 1 污水泵站的设计流量 应按泵站进水总管的最高日最高时流量计算确定 2 单独设置的泵站与居住房屋和公共建筑物的距离 应满足规划 消防和环保部 门的要求 泵站的地面建筑物造型应与周围环境协调 做到适用 经济 美观 泵站 内应绿化 3 泵站室外地坪标高应按城镇防洪标准确定 并符合规划部门要求 泵房室内地 坪应比室外地坪高 0 2 0 3m 易受洪水淹没地区的泵站 其入口处设计地面标高应比 设计洪水位高 0 5m 以上 当不能满足上述要求时 可在入口处设置闸槽等临时防洪措 施 4 排水泵站的建筑物和附属设施宜采取防腐蚀措施 5 污水泵站集水池的容积 不应小于最大一台水泵 5min 的出水量 6 雨水泵站和合流污水泵站集水池的设计最高水位 应与进水管管顶相平 当设 计进水管道为压力管时 集水池的设计最高水位可高于进水管管顶 但不得使管道上 精品文档 第 17 页17欢迎下载17欢迎下载17欢迎下载 游地面冒水 7 集水池的设计最低水位 应满足所选水泵吸水头的要求 自灌式泵房尚应满 足水泵叶轮浸没深度的要求 8 集水池池底应设集水坑 倾向坑的坡度不宜小于 10 9 集水池应设冲洗装置 宜设清泥设施 10 泵房应采用正向进水 应考虑改善水泵吸水管的水力条件 减少滞流 2 污水泵计算 污水泵流量 625 m3 h 2 max Q Qb 本设计考虑一次提升 细格栅前为最高水位 6 02m 集水井最低水位 7 1m 细 格栅前与集水井之间水头损失为 0 5m 由此知道污水泵所需扬程约为 14m 根据流量和扬程 选用 250QW650 15 潜水排污泵具体参数见表 3 2 表 3 2 250QW650 15 潜水排污泵参数 型号 排出口 径 mm 流量 m3 h 扬程 m 转速 r min 电机功 率 KW 泵重 kg 250QW650 1525065015980551396 数量 4 台 2 用 2 备 三三 集水池集水池设计计算设计计算 污水泵总提升能力按 Qmax 考虑 及 Qmax 1250m3 h 选两台泵 则每台流量为 625 m3 h 选用 250QW 潜水排污泵四台 另备用两台 两备两用 单泵提升能力为 650 m3 h 集水井容积按最大一台泵 5min 出流量计算 则其容积为 54 2 m3 60 6505 集水井的尺寸 6m 4m 2 5m 60m 集水井最高水位 与格栅连接 4 6m 最低水位 7 1m 井底 7 2m 五五 细格栅设计计算细格栅设计计算 1 设计流量 Q 20000m3 d 选取流量系数 Kz 1 5 则 最大流量 Qmax 1 5 20000m3 d 30000m3 d 0 347m3 s 精品文档 第 18 页18欢迎下载18欢迎下载18欢迎下载 2 栅条的间隙数 n 设 栅前水深 h 0 4m 过栅流速 v 0 9m s 格栅条间隙宽度 b 0 01m 格栅倾角 60 则 栅条间隙数 取 n 90 7 89 9 04 001 0 60sin347 0 sin 2 1 bhv Q n 设计两组格栅 每组格栅间隙数 n 90 条 3 栅槽宽度 B 设 栅条宽度 s 0 01m 则 B2 s n 1 bn 0 01 45 1 0 01 45 0 89m 所以总槽宽为 0 89 2 0 2 1 98m 考虑中间隔墙厚 0 2m 取 2 0m 4 进水渠道渐宽部分长度 设 进水渠宽 B1 0 90m 其渐宽部分展开角 1 20 进水渠道前的流速为 0 6 m s 则 m B L48 1 20tan2 90 0 98 1 tan2 B 1 2 1 5 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2 m L L74 0 2 48 1 2 1 2 6 过格栅的水头损失 h1 设 栅条断面为矩形断面 所以 k 取 3 则 m g v kkhh26 0 60sin 81 9 2 9 0 01 0 01 0 42 2 3sin 2 2 3 4 2 01 其中 s b 4 3 k 格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数 一般为 3 h0 计算水头损失 m 阻力系数 与栅条断面形状有关 当为矩形断面时形状系数 2 42 将 值代入 与 关系式即可得到阻力系数 的值 7 栅后槽总高度 H 设 栅前渠道超高 h2 0 3m 精品文档 第 19 页19欢迎下载19欢迎下载19欢迎下载 则 栅前槽总高度 H1 h h2 0 4 0 3 0 7m 栅后槽总高度 H h h1 h2 0 4 0 26 0 3 0 96m 取 1 0m 8 格栅总长度 L L L1 L2 0 5 1 0 H1 tan 1 48 0 47 0 5 1 0 0 7 tan60 3 85m 取 3 9m 9 每日栅渣量 W 设 单位栅渣量 W1 0 10m3 栅渣 103m3 污水 则 W Q W1 2 0m3 d 1 010 5 1 30000 1000 3 1max Z K WQ 因为 W 0 2 m3 d 所以宜采用机械格栅清渣选用 SHG1200 型回转式机械格栅除污 机数量 两台 具体参数见表 3 3 表 3 3 SHG900 型回转式机械格栅除污机参数 型号 格栅宽度 mm 栅条间距 mm 适用槽宽 m 整机功 率 KW 格栅倾角 耙行速度 m min SHG9009001010001 560 5 97 10 计算草图如下 精品文档 第 20 页20欢迎下载20欢迎下载20欢迎下载 进 水 工作平台栅条 图3 细格栅计算草图 六六 沉砂池设计计算沉砂池设计计算 本设计采用平流式沉砂池 1 沉砂池长度 L 设 流速 v 0 25m s 水力停留时间 t 30s 则 L vt 0 25 30 7 5m 2 水流断面积 A 设 最大流量 Qmax 0 347m3 s 设计 1 组 分为 2 格 则 A Qmax v 0 347 0 25 1 388 3 池总宽度 B 设 n 2 格 每格宽取 b 1m 则 池总宽 B nb 2 1 2m 4 有效水深 h2 h2 A B 1 388 2 0 7m 介于 0 25 1 0m 之间 符合要求 5 贮砂斗所需容积 V1 设 T 2d 则 3 55 111 1 2 1 105 1 86400230347 0 10 86400 m K TXQ V z 其中 X1 城市污水沉砂量 一般采用 30m 106m Kz 污水流量总变化系数 取 1 5 6 每个污泥沉砂斗容积 V0 精品文档 第 21 页21欢迎下载21欢迎下载21欢迎下载 设 每一分格有 2 个沉砂斗 则 V0 V1 2 2 1 2 4 0 3 m3 7 沉砂斗各部分尺寸及容积 V 设 沉砂斗底宽 b1 0 5m 斗高 hd 0 45m 斗壁与水平面的倾角为 55 则 沉砂斗上口宽 取 1 2m mb h b d 13 1 5 0 55tan 45 0 2 60tan 2 12 沉砂斗容积 322 2 112 2 2 33 0 5 025 02 122 12 6 45 0 222 6 mbbbb h V d 略大于 V1 0 3m3 符合要求 8 沉砂池高度 H 采用重力排砂 设 池底坡度为 0 06 则 坡向沉砂斗长度为 m bL L55 2 2 2 125 7 2 2 2 2 则 沉泥区高度为 h3 hd 0 06L2 0 45 0 06 2 55 0 6m 则 池总高度 H 设 超高 h1 0 3m 则 H h1 h2 h3 0 3 0 45 0 6 1 35m 9 验算最小流量时的流速 在最小流量时只用一格工作 即 n 1 最小流量 Q 20000m3 d 0 232m3 s 则 vmin Q A 0 232 1 388 0 17m s 沉砂池要求的设计流量在 0 15 m s 0 30 m s 之间 符合要求 10 计算草图如下 精品文档 第 22 页22欢迎下载22欢迎下载22欢迎下载 出水 图4 平流式沉砂池计算草图 进水 七 周期循环曝气活性污泥法 七 周期循环曝气活性污泥法 CASSCASS 工艺计算 工艺计算 1 配水井的设计计算 设计要求 本设计中配水井的配水方式采用堰式配水 进水管在配水井的中心 水从配水井 底中心进入 经等宽度堰流入各个水斗 在由水斗经水管流入各个水处理构筑物 这 种配水井是利用等宽度堰上水头相等过流量就相等的原理来进行配水的 设计要求 1 水力配水设施基本的原理是保持各个配水方向的水头损失相等 2 配水渠道中的水流速度应不大于 1 0m s 以利于配水均匀和减少水头损失 3 从一个方向和用其中的圆形入口通过内部为圆筒形的管道想其引水的环形配 水池 当从一个方向进水时 保证分配均匀的条件是 1 应取中心管直径等于引水管直径 2 中心管下的环行孔高应取 0 25 0 5D1 3 当污水从中心管流出时 不应当有配水池直径和中心管直径之比 D D1 大 于 1 5 的突然扩张 4 在配水池上部必须考虑液体通过宽顶堰自由出流 5 当进水流量为设计负荷 配水均匀度误差为1 当进水流量偏离设计负荷 25 时 配水均匀度误差为 2 9 精品文档 第 23 页23欢迎下载23欢迎下载23欢迎下载 集配水井计算草图如下图所示 进水口 出水口出水口 图 5 配水井简图 设计计算 1 进水管径 D1 沉砂池至配水井管道计算 设计流量为原污水量与回流量之和 0 347m3 s 进水 管流速控制在 1m s 以下 取 0 9m s 进水管直径 v Q D max 1 4 则 m 取 700mm70 0 9 014 3 347 0 4 1 D 校核进水管流速 m s 合符要求 86 0 70 014 3 347 044 22 max d Q v 2 矩形宽顶堰 进水从配水井底中心进入 经等宽度堰流入两个水斗 在由管道直接接入后续构 筑物 每个后续构筑物的最大分配的水量为 875m3 h 配水采用矩形溢流堰流至配水管 3 配水管管径 D2 精品文档 第 24 页24欢迎下载24欢迎下载24欢迎下载 配水管管径 D2即配水井至 CASS 池管道 每个时段只有两个 CASS 池进水 总水量 平均分配到两个 CASS 池 每条配水管道流量为 0 2429m3 s 管路流速控制在 1m s 以 下 取 0 9m s 进水管直径 v Q d max 4 则 m 取 600mm586 0 9 014 3 2429 04 d 校核进水管流速 m s 合符要求 86 0 6 014 3 2429 044 22 max d Q v 4 配水漏斗上口口径 D 按配水井内径的 1 5 倍设计 取 1300mm mmDD12755 18505 11 配水井尺寸的大小 长 4m 宽 4m 高 3m 2 CASS 反应池 1 CASS 反应池的介绍 CASS 是周期性循环活性污泥法的简称 是间歇式活性污泥法的一种变革 并保留 了其它间歇式活性污泥法的优点 是近年来国际公认的生活污水及工业污水处理的先 进工艺 CASS 工艺的核心为 CASS 池 其基本结构是 在 SBR 的基础上 反应池沿池长方向 设计为两部分 前部为生物选择区也称预反应区 后部为主反应区 其主反应区后部 安装了可升降的自动撇水装置 整个工艺的曝气 沉淀 排水等过程在同一池子内周 期循环运行 省去了常规活性污泥法中的二沉池和污泥回流系统 同时可连续进水 间断排水 CASS 工艺与传统活性污泥法的相比 具有以下优点 建设费用低 省去了初次沉淀池 二次沉淀池及污泥回流设备 建设费用可节省 20 30 工艺流程简单 污水厂主要构筑物为集水池 沉砂池 CASS 曝气池 污 泥池 布局紧凑 占地面积可减少 35 运转费用省 由于曝气是周期性的 池内溶解氧的浓度也是变化的 沉淀阶段和排 水阶段溶解氧降低 重新开始曝气时 氧浓度梯度大 传递效率高 节能效果显著 运转费用可节省 10 25 精品文档 第 25 页25欢迎下载25欢迎下载25欢迎下载 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污染物 而且具有 良好的脱氮除磷功能 管理简单 运行可靠 不易发生污泥膨胀 污水处理厂设备种类和数量较少 控制 系统简单 运行安全可靠 污泥产量低 性质稳定 2 CASS 反应池的设计计算 CASS 工艺原理图 1 基本设计参数 考虑格栅和沉砂池可去除部分有机物及 SS 取 COD BOD5 NH3 N TP 去除率为 20 SS 去除率为 35 此时进水水质 COD 350mg L 1 20 280mg L BOD5 160mg L 1 20 128mg L NH3 N 25mg L 1 20 20mg L TP 4mg L 1 20 3 2mg L SS 200mg L 1 35 130mg L 处理规模 Q 10000m3 d 总变化系数 1 5 混合液悬浮固体浓度 MLSS Nw 2800mg L 反应池有效水深 H 一般取 3 5m 本水厂设计选用 4 0m 精品文档 第 26 页26欢迎下载26欢迎下载26欢迎下载 排水比 0 4 m 1 5 2 1 2 BOD 污泥负荷 或称 BOD SS 负荷率 Ns Ns fSK e2 Ns BOD 污泥负荷 或称 BOD SS 负荷率 kgBOD5 kgMLSS d K2 有机基质降解速率常数 L mg d 生活污水 K2取值范围为 0 0168 0 0281 本水厂取值 0 0244 有机基质降解率 Sa SeSa f 混合液中挥发性悬浮固体与总悬浮固体浓度的比值 一般在生活污水中 f 值为 0 7 0 8 本水厂设计选用 0 75 代入数值 得 75 93 160 10160 把本数值代入得 Ns 0 2 kgBOD5 kgMLSS d fSK e2 3 曝气时间 TA h74 2 28005 22 0 1602424 0 mNwN S T s A 式中 TA 曝气时间 h S0 进水平均 BOD5 L m 排水比 1 m 1 2 5 Nw 混合液悬浮固体浓度 MLSS X 2800mg L 4 沉淀时间 TS 活性污泥界面的沉降速度与 MLSS 浓度 水温的关系 可以用下式进行计算 Vmax 7 4 104 t XO 1 7 MLSS 3000 Vmax 4 6 104 XO 1 26 MLSS 3000 式中 Vmax 活性污泥界面的初始沉降速度 精品文档 第 27 页27欢迎下载27欢迎下载27欢迎下载 t 水温 X0 沉降开始时 MLSS 的浓度 X0 Nw 2800mg L 则 Vmax 4 6 104 2800 1 26 2 09 m s 沉淀时间 TS用下式计算 h34 1 09 2 2 1 5 2 1 4 1 max V m H TS 式中 TS 沉淀时间 h H 反应池内水深 m 安全高度 取 1 2m 5 排水时间 TD 及闲置时间 Tf 根据城市污水处理厂运行经验 本水厂设置排水时间 TD取为 0 5h 闲置时间取为 0 1h 运行周期 T TA TS TD Tf 4 7h 每日运行周期数 n 5 1 取 5 次 7 4 24 6 CASS 池容积 V CASS 池容积采用容积负荷计算法确定 并用排水体积进行复核 采 用容积负荷法计算 fNwNe SeSaQ V 式中 Q 城市污水设计水量 m3 d Q 15000m3 d Nw 混合液 MLSS 污泥浓度 kg m3 本设计取 3 2 kg m3 Ne BOD5污泥负荷 kg BOD5 kg MLSS d 本设计取 0 2kgBOD5 kgMLSS d Sa 进水 BOD5浓度 kg L 本设计 Sa 120 mg L Se 出水 BOD5浓度 kg L 本设计 Se 10 mg L f 混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值 本设计取 0 75 精品文档 第 28 页28欢迎下载28欢迎下载28欢迎下载 则 3 3 5 4687 75 0 2 32 0 10 10160 15000 mV 本水厂设计 CASS 池四座 每座容积 Vi 1172m3 4 5 4687 排水体积法进行复核 单池容积为 m3 187515000 45 5 2 Q nN m Vi 反应池总容积 m3 7500187544 i VV 式中 单池容积 m3 i V n 周期数 m 排水比 1 m 1 2 5 N 池数 平均日流量 m3 dQ 由于排水体积法计算所得单池容积大于容积负荷法计算所得 因此单池容积应按 最大容积值计 否则将不满足水量运行要求 则单池容积 Vi 1875 m3 反应池总容积 V 7500 m3 7 CASS 池的容积负荷 CASS 池工艺是连续进水 间断排水 池内有效容积由变动容积 V1 和固定容积 组成 变动容积是指池内设计最高水位至滗水器最低水位之间高度 H1 决定的容积 固定容积由两部分组成 一是活性污泥最高泥面至池底之间高度 H3 决定的容积 V3 另一部分是撇水水位和泥面之间的容积 它是防止撇水时污泥流失的最小安全 距离 H2 决定的容积 V2 CASS 池总有效容积 V m3 V n1 V1 V2 V3 池内设计最高水位至滗水机排放最低水位之间的高度 H1 m VN HQ H 1 式中 N 一日内循环周期数 N 5 H 池内最高液位 H m 本设计 H 5 0m 精品文档 第 29 页29欢迎下载29欢迎下载29欢迎下载 则 mH0 2 75005 515000 1 滗水结束时泥面高度 H3 m 已知撇水水位和泥面之间的安全距离 H2 1 2m H3 H Hl H2 5 1 6 1 2 2 2m SVI 污泥体积指数 ml g SVI W NH H 3 代入数值 则 SVI ml g 此数值反映出活性污泥的凝聚 沉107 8 24 102 1 3 降性能良好 8 CASS 池外形尺寸 式中 B 池宽 m B H 1 2 取 B 10m 10 5 2 满足要 N V HBL 求 L 取 L 40m L B 40 10 4 L B 4 6 满足要m HBN V 5 37 5104 7500 求 CASS 池总高 H0 m 取池体超高 0 5m 则 H0 H 0 5 5 5m 微生物选择区 L1 m 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 10 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 L1 10 L 10 40 4m 反应池液位控制 排水结束时最低水位 m 3 5 2 15 2 5 1 5 1 m m h 基准水位 h2为 4 0m 超高 0 5m 保护水深 1 2m 精品文档 第 30 页30欢迎下载30欢迎下载30欢迎下载 污泥层高度 m 8 12 13 1 hhs 则 撇水水位和泥面之间的安全距离 H2 hs 1 2m CASS 外形尺寸图 9 连通孔口尺寸 隔墙底部设连通孔 连通两区水流 因单格宽 8m 根据设计规范要求 此时连通 孔的数量取为 3 连通孔面积 A1 A1按下式进行计算 U HLB UNn Q A 1 24 111 式中 U 孔口流速 取 U 70m h 将各数值代入 计算得 2 1 5 1 70 1 6 186 58 704524 15000 mA 孔口尺寸设计 孔口沿墙均布 孔口宽度取 1m 孔高为 1 5 1 0 1 5m 为 1 0m 1 5m 10 复核出水溶解性 BOD5 处理水中非溶解性 BOD5 的值 精品文档 第 31 页31欢迎下载31欢迎下载31欢迎下载 DOD5 7 1bXaCe Ce 处理水中悬浮固体浓度 10mg L Xa 活性微生物在处理水中的所占比例取 0 4 b 微生物自身氧化速率 普通负荷 0 4 高负荷 0 8 延时曝气系统 0 1 本设计取 0 4 DOD5 7 1 0 075 0 4 10 2 13mg L 故水中溶解性 DOD5 要求小于 10 2 13 7 87 mg L 而该设计出水溶解性 DOD5 Se 4 38 mg L 设计结果满足设计要求 3 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 1 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 VXbSSQaO eO a 33 102800750012 0 10101601500048 0 3214 O2 d 式中 Oa 需氧量 O2 d 活性污泥微生物每代谢反 1 BOD 需氧量 生活污水为 a 0 42 0 53 取 0 48 1 活性污泥每天自身氧化所需要的氧量生活污水为 0 11 0 188 b 取 0 12 2 氨氮硝化需氧量 Ob按下式计算 Vkekb XNNQO 12 0 57 4 精品文档 第 32 页32欢迎下载32欢迎下载32欢迎下载 4 57 15000 40 15 10 3 0 12 1750 754 O2 d 式中 4 57 氨氮的氧当量系数 Nk 进水总凯氏氮浓度 mg L Nke 出水总凯氏氮浓度 mg L 系统每天排出的剩余污泥量 d V X 总需氧量 O2 d 39687543214 2 ba OOO 单池每周期需氧量为 O2