某城镇污水A2O工艺设计详细完整好懂

湖南科技大学本科生毕业设计 0 摘摘 要要 本次毕业设计的题目为某城镇污水处理厂工艺设计 6 万 m3 天 主要任务 2 AO 是完成个该地区污水的工艺处理设计 设计要完成设计说明书一份 污水处理工 2 AO 艺流程图 高程图 平面布置图 二沉池及其配管图等 城镇污水在去除 BOD5 和 SS 的同时 还需要进行脱氮处理 故采用当代水处理工 艺中较流行的工艺 工艺由于不同环境条件 不同功能的微生物群落的有2 AO 2 AO 机配合 加之厌氧 缺氧条件下 部分不可生物降解的有机物能被开环或断链 使得 N P 有机碳被同时去除 并提高对不可降解有机物的去除效果 它可以同时完成有 机物的去除 硝化脱氮 磷的过量摄取而被去除等功能 脱氮的前提是 NH3 N 应完 全硝化 好氧池能完成这一功能 缺氧池则完成脱氮功能 厌氧池和好氧池联合完成 除磷功能 设计主要内容包括二沉池 含配管 及生化池构筑物设计计算 水力计算 运行 说明及其它 含有关设备选定 污泥的培养驯化 运行监测指标 水电等动力消耗 总操作运行费用及总投资预测等 本设计采用了为主体工艺 工艺流程相对简单 2 AO 省去了污泥消化系统 节省了基建投资和运行费用 该工艺处理污水运行稳定 易于 管理 出水水质达到设计要求 真正做到了污水的综合利用 关键词 污泥驯化 二沉池 2 AO 湖南科技大学本科生毕业设计 1 第一章第一章 设计设计总论总论 1 1 设计任务 本设计内容是某县污水处理厂 A2 O 设计 设计规模为 6 万 m3 d 1 2 设计规模及要求 1 2 1 进出水质进出水质 表 1 1 进水水质数据 水质指标 BOD5 mg L CODcr mg L SS mg L NH3 N mg L TN mg L P mg L 原水水质24045022530404 项目 1 2 2 出水水质出水水质 污水处理后达到 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB8918 2002 中的一级标准 B 标准 因此该城镇污水处理厂二级出水标准为 表 1 2 出水水质数据 水质指标BOD5CODcrSSNH3 NTNP 湖南科技大学本科生毕业设计 2 mg L mg L mg L mg L mg L mg L 出水水质 20 60 20 15 20 1 1 2 3 设计内容设计内容 1 工艺方案比选 对文献认真阅读后 就课题内容进行酝酿和思考 确定设计方 案 2 工艺及主要构筑物计算 对计算确定各构筑物主要尺寸及工艺流程主要运行参 数 3 运行说明及其它 含有关设备选定 污泥的培养驯化 运行监测指标 水电等 动力消耗 总操作运行费用及总投资预测等 4 图纸 工艺流程图 高程图 平面布置图 二沉池及其配管图等 1 2 4 设计依据设计依据 设计依据包括 1 GBJ14 87 室外排水设计规范 2 GB8978 1996 污水综合排放标准 3 GB18918 2002 城镇污水处理厂污染物排放标准 1 2 5 去除率计算去除率计算 1 BOD5的去除率 91 7 100 240 20240 2 COD 的去除率 湖南科技大学本科生毕业设计 3 86 7 100 450 60450 3 SS 的去除率 91 1 100 225 20225 4 总氮的去除率 50 100 40 2040 湖南科技大学本科生毕业设计 4 第二章第二章 工艺流程的确定工艺流程的确定 污水处理厂的工艺流程系指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下 所 采用的污水处理技术各单元的有机组合 在选定处理工艺流程的同时 还需要考虑各处理单元构筑物的形式 两者互为制 约 互为影响 污水处理工艺流程的选定 主要以下列各项因素作为依据 污水的处理程度 工程造价与运行费用 当地的各项条件 原污水的水量与污水流入工程 该污水处理厂日处理能力约 6 万吨 属于中小规模的污水处理厂 按 城市污 水处理和污染防治技术政策 要求推荐 20 万 t d 规模大型污水厂一般采用常规活性 污泥法工艺 10 20 万 t d 污水厂可以采用常规活性污泥法 氧化沟 SBR AB 法等工 艺 小型污水厂还可以采用生物滤池 水解好氧法工艺等 对脱磷或脱氮有要求的城 市 应采用二级强化处理 如工艺 A O工艺 SBR 及其改良工艺 氧化沟工 2 AO 艺 以及水解好氧工艺 生物滤池工艺等 2 1各类方法分析 2 1 1 SBR 法法 工艺流程 工艺流程 污水 一级处理 曝气池 处理水 工作原理 工作原理 1 流入工序 废水注入 注满后进行反应 方式有单纯注水 曝气 缓速搅拌三 种 2 曝气反应工序 当污水注满后即开始曝气操作 这是最重要的工序 根据污水 处理的目的 除 P 脱 N 应进行相应的处理工作 3 沉淀工艺 使混合液泥水分离 相当于二沉池 湖南科技大学本科生毕业设计 5 4 排放工序 排除曝气沉淀后产生的上清液 作为处理水排放 一直到最低水位 在反应器残留一部分活性污泥作为种泥 5 待机工序 工处理水排放后 反应器处于停滞状态等待一个周期 特点 大多数情况下 无设置调节池的需要 SVI 值较低 易于沉淀 一般情况下不会产生污泥膨胀 通过对运行方式的调节 进行除磷脱氮反应 自动化程度较高 得当时 处理效果优于连续式 单方投资较少 占地规模大 处理水量较小 2 1 2 厌氧池 氧化沟厌氧池 氧化沟 工作流程 工作流程 污水 中格栅 提升泵房 细格栅 沉砂池 厌氧池 氧化沟 二沉池 接触 池 处理水排放 工作原理 工作原理 氧化沟一般呈环形沟渠状 污水在沟渠内作环形流动 利用独特的水力流动特点 在沟渠转弯处设曝气装置 在曝气池上方为厌氧池 下方则为好氧段 从而产生富氧 区和缺氧区 可以进行硝化和反硝化作用 取得脱氮的效应 同时氧化沟法污泥龄较 长 可以存活世代时间较长的微生物进行特别的反应 如除磷脱氮 工作特点 工作特点 在液态上 介于完全混合与推流之间 有利于活性污泥的适于生物凝聚作用 对水量水温的变化有较强的适应性 处理水量较大 污泥龄较长 一般长达 15 30 天 到以存活时间较长的微生物 如果运行得当 可进行除磷脱氮反应 污泥产量低 且多已达到稳定 自动化程度较高 使于管理 占地面积较大 运行费用低 脱氮效果还可以进一步提高 因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环 要提高脱氮效果势必要增加内循环量 而氧化沟的内循环量从政论上说可以不受限制 因而具有更大的脱氮能力 氧化沟法自问世以来 应用普遍 技术资料丰富 2 1 3 A A O 法法 优点 优点 湖南科技大学本科生毕业设计 6 该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺 总的水力停留时间 总产占地面积少于 其它的工艺 在厌氧的好氧交替运行条件下 丝状菌得不到大量增殖 无污泥膨胀之虞 SVI 值一般均小于 100 污泥中含磷浓度高 具有很高的肥效 运行中勿需投药 两个 A 段只用轻缓搅拌 以不啬溶解氧浓度 运行费低 缺点缺点 除磷效果难于再行提高 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 内循环量一般以 2Q 为限 不宜太高 否则增加运 行费用 对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧 减少停留时间 防止产生厌氧状态和污 泥释放磷的现象出现 但溶解 浓度也不宜过高 以防止循环混合液对缺反应器的干扰 2 1 4 一体化氧化沟又称合建式氧化沟一体化氧化沟又称合建式氧化沟 工艺流程 工艺流程 一体化氧化沟集曝气 沉淀 泥水分离和污泥回流功能为一体 无需建造单独得 二沉池 基本运行方式大体分六个阶段 包括两个过程 阶段 A 污水通过配水闸门进入第一沟 沟内出水堰能自动调节向上关闭 沟内转 刷以低转速运转 仅维持沟内污泥悬浮状态下环流 所供氧量不足 此系统处于缺氧 状态 反硝化菌将上阶段产生的硝态氮还原成氮气逸出 在这过程中 原生污水作为 碳源进入第一沟 污泥污水混合液环流后进入第二沟 第二沟内转刷在整个阶段均以 高速运行 污水污泥混合液在沟内保持恒定环流 转刷所供氧量足以氧化有机物并使 氨氮转化成硝态氮 处理后的污水与活性污泥一起进入第三沟 第三沟沟内转刷处于 闲置状态 此时 第三沟仅用作沉淀池 使泥水分离 处理后的出水通过已降低的出 水堰从第三沟排出 阶段 B 污水入流从第一沟调入第二沟 第一沟内的转刷开始高速运转 开始 沟 内处于缺氧状态 随着供氧量增加 将逐步成为富氧状态 第二沟内处理过的污水与 活性污泥一起进入第三沟 第三沟仍作为沉淀池 沉淀后的污水通过第三沟出水堰排 出 阶段 C 第一沟转刷停止运转 开始泥水分离 需要设过渡段 约一小时 至该阶 段末 分离过程结束 在 C 阶段 入流污水仍然进入第二沟 处理后污水仍然通过第 三沟出水堰排出 阶段 D 污水入流从第二沟调至第三沟 第一沟出水堰开 第三沟出水堰关停止 出水 同时 第三沟内转刷开始以低转速运转 污水污泥一起流入第二沟 在第二沟 曝气后再流入第一沟 此时 第一沟作为沉淀池 阶段 D 与阶段 A 相类似 所不同的 是反硝化作用发生在第三沟 处理后的污水通过第一沟已降低的出水堰排出 阶段 E 污水入流从第三沟转向第二沟 第三沟转刷开始高速运转 以保证该段末 在沟内为硝化阶段 第一沟作为沉淀池 处理后污水通过该沟出水堰排出 阶段 E 与 阶段 B 类似 所不同的是两个外沟功能相反 湖南科技大学本科生毕业设计 7 阶段 F 该阶段基本与C 阶段相同 第三沟内的转刷停止运转 开始泥水 分离 入流污水仍然进入第二沟 处理后的污水经第一沟出水堰排出 主要特点 主要特点 工艺流程短 构筑物和设备少 不设初沉池 调节池和单独的二沉池 污泥自 动回流 投资省 能耗低 占地少 管理简便 处理效果稳定可靠 其 BOD5和 SS 去除率均在 90 95 或更高 COD 得去除率 也在 85 以上 并且硝化和脱氮作用明显 产生得剩余污泥量少 污泥不需小孩 性质稳定 易脱水 不会带来二次污染 造价低 建造快 设备事故率低 运行管理费用少 固液分离效率比一般二沉池高 池容小 能使整个系统再较大得流量和浓度范 围内稳定运行 污泥回流及时 减少污泥膨胀的可能 2 2 生物处理方法特点对比 表 2 1 生物处理方法的特点对比 工艺类型氧化沟SBR 法A2 O 法 技术比较 污水在氧化沟内的停 留时间长 污水的混合 效果好 污泥的 BOD 负荷低 对水质的变动有较强的 适应性 处理流程短 控制灵活 系统处理构筑 物少 紧凑 节 省占地 低成本 高效 能 能有效去除 有机物 能迅速准确地 检测污水处理厂 进出水质的变化 经济比较可不单独设二沉池 使 氧化沟二沉池合建 节 投资省 运行费 用低 比传统活 能耗低 运营费 用较低 脱氮除 湖南科技大学本科生毕业设计 8 省了二沉池合污泥回流 系统 性污泥法基建费 用低 30 磷优势明显 能 满足远期规划要 求 使用范围 中小流量的生活污水和 工业废水 中小型处理厂居 多 出水水质要求较 高的各种污水处 理厂 稳定性一般一般稳定 综上所述 可得比较适合本经济开发区的工艺是工艺 因为这种工艺具有OA 2 较好的除P脱N功能 具有改善污泥沉降性能的作用的能力 减少的污泥排放量 具有 提高对难降解生物有机物去除效果 运行效果稳定 技术先进成熟 运行稳妥可靠 管理维护简单 运行费用低 沼气可回收利用 国内工程实例多 容易获得工程设计 和管理经验技术先进成熟 运行稳妥可靠 最为重要的是该工艺总水力停留时间少于 其他同类工艺 节省基建费用 占地面积相对较小 2 3 同步脱氮除磷工艺的原理及流程OA 2 分为三大部分 分别为厌氧 缺氧 好氧区 原污水从进水井内首先进入OA 2 厌氧区 同步进入的还从沉淀池排出的含磷回流污泥 本反应器的主要功能是释放磷 同时部分有机物进行氨化 污水经过第一厌氧反应器进入缺氧反应器 本反应器的首 要功能是脱氮 硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的 循环的混合液量较大 一 般为2Q Q 原污水流量 混合液从缺氧反应器进入好氧反应器 曝气器 这一反 应器单元是多功能的 去触 硝化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行 这三BOD 项反应都是重要的 混合液中含有 污泥中含有过剩的磷 而污水中的NNO 3 则得到去除 BOD 湖南科技大学本科生毕业设计 9 湖南科技大学本科生毕业设计 10 第三章第三章 A2 O 生物反应池设计计算生物反应池设计计算 3 1 A2 O生物反应池设计要点 1 在满足曝气池设计流量时生化反应的需氧量以外 还应使混合液含有一定的剩余 DO 值 一般按 2mg L 计 2 使混合液始终保持混合状态 不致产生沉淀 一般应该使池中平均流速在 0 25m s 左右 3 设施的充氧能力应该便于调节 与适应需氧变化的灵活性 4 在设计时结合了循环流式生物池的特点 采用了类似氧化沟循环流式水力特征的池 型 省去了混合液回流以降低能耗 同时在该池中独辟厌氧区除磷及设置前置反硝化 区脱氮等有别于常规氧化沟的池体结构 充氧方式采用高效的鼓风微孔曝气 智能化 的控制管理 这大大提高了氧的利用率 在确保常规二级生物处理效果的同时 经济 有效地去除了氮和磷 3 2 A2 O生物反应池 设计计算 污水进处理厂前的 BOD 为 240mg L COD 450mg L SS 225 mg L 经初次沉淀池的 5 处理 BOD 和 COD 按降低 25 考虑 SS 按降低 50 考虑 则进入曝气池污水的 5 BOD 240 1 25 180mg L COD 450 1 25 337 5mg L 5 SS 225 1 50 112 5mg L 首先判断是否可以采用 A2 O 法 844 8 40 5 337 TN COD 0 06 符合条件 022 0 180 4 BOD TP 湖南科技大学本科生毕业设计 11 3 2 1 设计参数选用 设计参数选用 BOD 污泥负荷为 Ns 0 16kgBOD5 kg MLSS d 回流污泥浓度 Xv 10000mg l 污泥回流比 50 曝气池混合液浓度 X kg m3 0 5 100003 3 11 0 5 r R X R TN 去除率为 50 TN 0 0 TN TNTN e 100 40 2040 内回流比 R 100 100 N 50100 50 污水的平均处理量为 Q 60000m3 d 2500 m3 h 0 6944 m3 s 平 污水的最大处理量为 Q Q 0 9039m3 s max 平Z K 360024 31 1 60000 总变化系数取为 1 31 Z K 3 2 2 反应池的计算反应池的计算 利用污泥负荷计算 反应池容积m3 20000 330016 0 180600000 NX QS V 反应池总水力停留时间 20000 248 0 60000 V th Q 各段反应池停留时间和容积 A A O 1 1 3 12 厌氧池水力停留时间 池容0 2 8 01 6th 厌 3 0 2 200004000Vm 厌 缺氧池水力停留时间 池容0 2 8 01 6ht 缺 3 0 2 200004000Vm 缺 好氧池水力停留时间 12000m200000 68 40 86 0 好好 池容Vht3 湖南科技大学本科生毕业设计 12 反应池主要尺寸反应池主要尺寸 反应池总容积 3 20000Vm 设反应池 2 组 单组池容 3 20000 10000 22 V Vm 单 采用 5 廊道式推流式反应池 廊道宽 b 8m 有效水深 h 5m 单组反应池长度 m nhb V L50 558 10000 单 校核 b h 8 5 1 6 满足 2 1 hb L b 50 8 6 25 满足 105 bL 取超高为 0 5m 则反应池总高 H 5 0 0 5 5 5m 厌氧池尺寸 L1 4000 2 b n h 2000 8 5 5 10m 尺寸为 10 40 5 5 m 缺氧池尺寸 L2 4000 2 b n h 2000 8 5 5 10m 尺寸为 10 40 5 5 m 好氧池尺寸 L3 12000 2 b n h 6000 8 5 5 30m 尺寸为 30 40 5 5 m 3 2 3 剩余污泥量剩余污泥量 X 计算 计算 X Px Ps Y L0 Le Q平 Kd v Xv s0 se Q平 50 1 降解 BOD 生成污泥量 Y L0 Le Q平 0 5 180 20 0 6944 24 3600 4799kg d 污泥增值系数 Y 取 Y 0 5 2 内源呼吸分解泥量 Xv f X 0 7 3 3 2 31 Kd V Xv 0 06 20000 2 31 2772kg d 污泥自身氧化率 Kd 取 Kd 0 06 Px Y L0 Le Q平 Kd v Xv 2027kg d 湖南科技大学本科生毕业设计 13 3 不可降解和惰性悬浮物量 该部分占总 TSS 的约 50 Ps s0 se Q平 50 50 2775kg d 1000 3600246944 0 20 5 112 剩余污泥量 X Px Ps 4799 2772 2775 4802kg d 污泥含水率 99 2 剩余污泥量 q m3 d720 1000 992 0 1 5762 P 1000 1 W 污泥龄 c c 24d 符合 15 25d 25462 94 3 3 23 97 3505 VX W 碱度校核 每氧化 1mgNH3 N 需消耗碱度 7 14mg 每还原 1mgNO3 N 产生碱度 3 57mg 取出 1mgBOD5产生碱度 0 1mg 剩余碱度 SALK1 进水碱度 硝化消耗碱度 反硝化产生碱度 去除 BOD5产生碱度 假设生物污泥中含氮量以 12 4 计 则 每日用于合成的总氮 0 124 Px 0 124 2027 251 35Kg d 即 进水总氮中有用于合成Lmg12 4 60000 100035 251 被氧化的 NH3 N 进水总氮 出水总氮量 用于合成的总氮量 40 15 4 12 20 88mg L 所需脱硝量 40 20 4 12 15 88mg L 需还原的硝酸盐氮量LmgNT8 952 1000 1 88 1560000 3 2 4 反应池进出水系统计算反应池进出水系统计算 1 进水管 单组反应池进水管设计流量 3347 0 2 694 0 2 1m Q Q 平 管道流速 v 0 8m s 管道过水断面面积 2 m v Q A44 0 8 347 0 1 管径m A d75 0 347 0 44 取管径 DN 800mm 湖南科技大学本科生毕业设计 14 校对管内流速 sm A Q v7 0 2 8 0 374 0 2 1 2 回流污泥渠道 单组反应池回流污泥渠道设计流量 QR 3 0 694 10 347 2 R QR Qms 渠道流速smv 7 0 取回流污泥管管径 DN 800mm 3 进水井 反应池进水孔尺寸 进水孔过流量 3 2 QQ Q 1 R 2 0 694m d 22 孔口流速smv 6 0 孔口过水断面积 2 0 694 1 16 0 6 Q Am v 孔口尺寸取1 21 0mm 进水井平面尺寸mm5 25 2 4 出水堰及出水竖井 按矩形堰流量公式 2 3 2 3 3 866 1 242 0 bHbHgQ 3 3 1 1 388 2 Q QRRmd 内 式中 堰宽 mb8 H 堰上水头高 2 0 2m 886 1 388 1 H 出水孔过流量 3 43 Q Q 1 388m s 孔口流速smv 6 0 孔口过水断面积 2 1 388 A 1 98 0 6 Q m v 孔口尺寸取mm0 10 2 出水井平面尺寸mm0 25 2 湖南科技大学本科生毕业设计 15 5 出水管 单组反应池出水管设计流量 3 53 2 0 694 QQmd 管道流速smv 8 0 管道过水断面积 2 5 0 694 0 87 0 8 Q Am v 管径 4A4 0 87 1 05m 3 14 d 取出水管管径 DN1100mm 校核管道流速 5 2 0 694 0 7 1 1 2 Q vm s A 3 3 曝气系统的计算 曝气池的需要量包括活性污泥对有机污染物的氧化分解及其本身的内源代谢两部 分的耗氧量 3 3 1 需氧量计算需氧量计算 VXvbQSaOr 2 其中 取 525 0kgBODkgOa dkgMLVSSkgOb 215 0 Xv 2 45Kg d VXvbQSaOr 2 0 5 60000 0 18 0 02 0 15 2000 2 45 5535KgO2 d 230 62KgO2 h VXvbSQaOr maxmax2 0 5 78600 0 18 0 02 0 15 2000 2 45 7023KgO2 d 292 62KgO2 h AOR 去除 BOD5 需氧量 剩余污泥中 BODu 氧当量 NH3 N 硝化需氧量 剩余污泥 中 NH3 N 的氧当量 反硝化脱氮产氧量 碳化需氧量 湖南科技大学本科生毕业设计 16 202742 1 523 0 1 02 018 0 60000 42 1 1 523 0 0 1 e P SSQ DX e 14055 6 2878 3 11177 3 kg02 d 硝化需氧量 D2 4 6Q No Ne 4 6 12 4 Px 4 6 60000 40 15 4 6 0 124 2027 3036 1012 5743 8 kg02 d 1000 1 反硝化脱氮产生的氧量 D3 2 86NT 需还原的硝酸盐氮量 2 86 952 8 2725 kg02 d 总需氧量 AOR D1 D2 D3 11169 8 5743 8 2725 14188 6 kg02 d 591 2 kg02 h 最大需 氧量与平均需氧量之比为 1 4 则 AORmax 1 4AOR 1 6 591 2 827 6 kg02 h 去除每 1kgBOD5 的需氧量 kg02 BOD5 48 1 02 018 0 60000 6 14188 SeSoQ AOR 3 3 2 供气量计算供气量计算 设计采用网状模型中微孔空气扩散器 敷设于距池底 0 2m 处 淹没水深 4 8m 计算温度为 30oC 查书中附录 1 得 水中溶解氧饱和度 Cs 20 9 17mg l Cs 30 7 63mg l 1 空气扩散器出口处的绝对压力 Po Pb P 9 8 103H 1 013 105 9 8 103 4 8 1 483 105Pa 2 空气离开曝气池面时 氧的百分比 即 Ot 21 1 100 7921 1 a a E E Ea 空气扩散器的氧转移效率 对网状模型中微孔空气扩散器 取值 12 代入 Ea值 得 Ot 18 96 3 曝气池混合夜中平均氧饱和度 按最不利的温度条件考虑 最不利温度条件 按 300C 考虑 Cst T Cs 5 2 026 1042 btPQ 湖南科技大学本科生毕业设计 17 Cst 30 7 63 9 03mg l 5 5 1 483 1018 96 2 026 1042 4 换算成在 20C 时条件下 需氧量 即 R0 FCC RC Tst st 2030 024 1 20 取值 0 82 0 95 c 2 0 1 0 F 0 7 气压调节系数 取 1 C 曝气池内平均溶解氧 取 C 2mg L R0 1132 6kg h 7 0024 1 0 203 90 195 0 82 0 17 9 2 591 2030 相应的最大时的需气量 R0 max 1585 5kg h 7 0024 1 0 203 9 0 195 0 82 0 17 9 6 827 2030 5 曝气池平均时供气量 Gs 31444 4m3 h 123 0 1001132 3 0 0 AE R 6 曝气池最大时供气量 Gs max 44041 7m3 h 123 0 100 5 1585 3 0 A OMAX E R 所需空气压力 相对压力 P P h1 h2 h3 h4 h 式中 h1 h2 供风管沿程与局部阻力之和 取 h1 h2 0 2m h3 曝气器淹没水头 h3 3 8m h4 曝气器阻力 取 h4 0 4m h 富裕水头 h 0 5m P 0 2 3 8 0 4 0 5 4 9m 3 3 3 供气管道计算供气管道计算 供风干管采用环状布置 流量 Qs 0 5Gmax 0 5 18423 24 22020m3 h 6 11m3 s 湖南科技大学本科生毕业设计 18 流速 V 10m s 管径 取干管管径 DN800mmm Qs d88 0 1014 3 11 6 4 v 4 单侧供气 向单侧廊道供气 支管 Qs 单 Qs 6 11 2 03m3 s 3 1 3 1 流速 V 10m s 管径 取干管管径 DN500mmm Qs d51 0 1014 3 03 2 4 v 4 单 双侧供气 向两侧廊道供气 支管 Qs 双 Qs 6 11 4 07m3 s 3 2 3 2 流速 V 10m s 管径 取干管管径 DN700mmm Qs d72 0 1014 3 07 4 4 v 4 双 3 4生物池设备选择 1 厌氧池设备选择 以单组反应池 将厌氧池分成 3 格 每格内设潜水搅拌器一台 所需功率按 5W m3 池容计算 厌 氧池容积 V厌 50 8 4 0 1600m3 2 缺氧池设备选择 以单组反应池 选用 GQT 型高速潜水推流器 其性能参数 缺氧池设备选择 以单组反应池 将缺氧池分成 3 格 每格内设潜水搅拌器一台 所需功率按 5W m3池容计算 厌氧池有效容积 V缺 50 8 4 0 1600m3 3 污泥回流设备污泥回流设备 1 混合液回流泵 污泥回流比 R 100 污泥回流量 33 60000 2500 R QRQmdmd 设污泥回流泵房 1 座 内设 3 台潜污泵 2 用 1 备 单泵流量 QR 单 QR 2 2500 2 1250m3 h 水泵扬程根据竖向流程确定 2 2 混合液回流设备混合液回流设备 1 1 混合液回流比 内 200R 混合液回流量2 60000 120000m3 d 5000m3 h QRQR内 设混合液回流泵房 2 座 每座泵房内设 3 台潜污泵 2 用 1 备 湖南科技大学本科生毕业设计 19 设混合液回流泵房 2 座 每座泵房内设 3 台潜污泵 2 用 1 备 单泵流量m3 h1250 22 1 QR QR单 2 2 混合液回流管设计 3 6 Q 0 694m s 2 QR 内 泵房进水管设计流速采用 smv 0 1 管道过水断面积 2 6 0 694 A 0 694 1 0 Q m v 44 0 694 0 94 3 14 A dm s 取泵房进水管管径 DN1000mm 校核管道流速 0 694 0 9 1 4 vm s 3 3 泵房压力出水总管设计流量 3 76 0 694 QQmd 设计流速采用smv 2 1 管道过水断面积 2 7 0 694 0 58 1 2 Q Am v 管径 44 0 58 0 86 3 14 A dm 取泵房压力出水管管径 DN900mm 第四章第四章 二次沉淀池的设计二次沉淀池的设计 4 1设计要点 1 二次沉淀池是活性污泥系统的重要组成部分 它用以澄清混合液并回收 浓缩活性 污泥 因此 其效果的好坏 直接影响出水的水质和回流污泥的浓度 因为沉淀和浓缩 效果不好 出水中就会增加活性污泥悬浮物 从而增加出水的 BOD 浓度 同时回流污 湖南科技大学本科生毕业设计 20 泥浓度也会降低 从而降低曝气中混合及浓缩影响净化效果 2 二沉池也有别于其他沉淀池 除了进行泥水分离外 还进行污泥浓缩 并由于水量 水质的变化 还要暂时储存污泥 由于二沉池需要完成污泥浓缩的作用 往往所需要 的池面积大于只进行泥水分离所需要的面积 3 进入二沉池的活性污泥混合液浓度 2000 4000mg L 有絮凝性能 因此属于成 层沉淀 它沉淀时泥水之间有清晰的界面 絮凝体结成整体共同下沉 初期泥水界面 的沉速固定不变 仅与初始浓度有关 活性污泥的另一个特点是质轻 易被出水带走 并容易产生二次流和异重流现象 使实际的过水断面远远小于设计的过水断面 4 由于进入二沉池的混合液是泥 水 气三相混合液 因此沉降管中的下降流速不应 该超过 0 03m s 以利于气 水分离 提高澄清区的分离效果 4 2沉淀池的类型及选择 沉淀池是分离悬浮固体的一种常用构筑物 二沉池是活性污泥处理系统的重要组 成部分 其作用是泥水分离 使混合液澄清 浓缩和回流活性污泥 沉淀池常按池内 水流方向不同分为平流式沉淀池 竖流式沉淀池和辐流式沉淀池三种 本设计中二沉 池采用中心进水 周边出水的辐流式沉淀池 辐流式沉淀池多呈圆形 池的进水在中心为止 出口在周围 水流在池中呈水平 方向向四周辐射 由于过水断面面积不断变大 故池中的水流速度从池中心向池四周 逐渐减慢 泥斗设在池中央 池底向中心倾斜 污泥常用刮泥机 或吸泥机 机械排 除 其主要的特点是采用机械排泥 运行较好 排泥设备有定性产品 4 3辐流式二沉池设计计算 辐流式二沉池的设计参数 辐流式二沉池的设计参数 1 池子直径 或者正方形的一边 与有效水深的比值大于 6 2 池径不宜小于 16m 3 池底坡度一般采用 0 05 0 1m 4 一般采用机械刮泥 也可附有空气提升或净水头排泥设施 5 当池径 或正方形的一边 较小 小于 20m 时 也可采用多斗排泥 湖南科技大学本科生毕业设计 21 6 停留时间 2 5 3h 7 表面负荷 0 6 1 5m3 m2 h 辐流式二沉池的设计计算过程辐流式二沉池的设计计算过程 1 沉淀部分水面面积 nq Q F 式中 设计日平均流量 m3 h Q 本设计设置 2 座沉淀池 池数 个 n 表面负荷 m3 m2 h 本设计取 1 5m3 m2 h q 本设计中Q设计 0 9039m3 s 3254 04m3 h 拟建 2 座二沉池 并列运行 单池表 面负荷 q 1 5m3 m2 h 沉淀时间 t 3 0h 2 单池表面积 F 1084 68m2 Q nq 设计 5 12 04 3254 3 沉淀部分直径 D 37 17m 4F 68 10844 采用周边传动吸泥机 为了符合型号规格 取直径为 由 给水排水设m37 D 计手册 第 2 版 第 11 册 P592 查知 D 20 采用周边传动的刮泥机 选取周边传动 吸泥机 其性能参数如下表 37 ZBG 性能参数35 ZBG 规格型号池 径 D m 周边线 速 m min 电机功率 kW 压缩空气 压力 MPa 生产厂家 37 ZBG371 601 52 75扬州天雨给水 排水有限公司 湖南科技大学本科生毕业设计 22 4 实际水面面积 2 22 m67 1074 4 37 4 D F 5 沉淀区有效水深 沉淀部分有效水深 h2 q t 1 5 3 0 4 5m 式中 沉淀区有效水深 m 2 h 沉淀时间 1 5 4 0h 取 3 0ht 6 校核径深比 在 6 12 内 符合要求22 8 5 4 37 2 h D 7 沉淀部分有效容积 306 48813 2 04 3254 mt n Q V 8 沉淀区的容积 n SNT V 1000 式中 每人每日污泥量 L 人 d 一般为 0 3 0 8 取0 8 L 人 d S S 设计当量人口数 25 万N N 两次清除污泥像个时间 d 取Th2 T 沉淀池座数 n2 n 4 3 0 8 25 102 8 3m 10001000 2 24 SNT V n 9 污泥斗的容积 设 则 60am1m2 21 rr 湖南科技大学本科生毕业设计 23 取 1 7m m73 1 60tan12atan 215 rrh 322 2 221 2 1 5 1 m68 12 1122 3 7 1 3 rrrr h V 10 污泥斗以上圆锥体部分污泥容积 设坡度05 0 i 取 0 8mm83 005 0 2 5 18 4 irRh 322 2 11 2 4 2 m321 22 5 185 18 3 8 0 3 rRrR h V 11 污泥总容积 12 68m3 3 21 m75 33332168 12 VVV 12 沉淀池总高度 54321 hhhhhH 式中 沉淀池超高 m 为 0 5m 1 h 池中心与池边落差 m 为 0 5m 3 h 沉淀池泥斗高度 m 为 1 7m 5 h H 0 5 4 5 0 5 0 8 1 7 8 0m 13 沉淀池池边高 H H h1 h2 h3 则 H h1 h2 h3 0 5 4 5 0 5 5 5m 4 4二沉池进出水设计计算 4 4 1 进水部分设计进水部分设计 流入槽 设计流量加上回流污泥量 即 Q 0 9039 0 5 1 356 m3 s9039 0 设流入槽宽 B 0 6 水深 0 5 流速 v m s26 2 5 06 02 356 1 湖南科技大学本科生毕业设计 24 取导流絮凝区 停留时间 600s G 20s m 1 水温 15 C 06 1014 1 v 0 74 m s nm Gt 2 孔径用 孔数 n 311 个mm50 2 05 0 4 74 0 2 9039 0 导流絮凝区平均流速 v 0 006 m s 2 6 0 6 037 2 9039 0 BBDn Q G 在 10 30 之间 合格 m 2 12 2 2 1 2 t vv 1 2 1 6 22 20 1014 1 6002 006 0 74 0 s 湿周 f B 2h 0 6 2 1 65 0 水利半径 R A f 0 3 1 6 0 19 流速 v Q A 0 9039 2 0 4 1 51 m s 水力坡度 I d 3 53 2 3 2 2 vnR 流入槽周长 L 120 32 2 B D h LI 0 425 1 进水孔水头损失非常小 取 0 03 进水水头损失 0 425 0 03 0 455 4 4 2 出水部分设计出水部分设计 出水采用三角堰 出水槽两边出水 出水槽外壁距池壁 h 0 5 米 出水槽宽 B 0 8 米 则出水堰长 m 34 22725 028 03825 038 L 出水槽尺寸 堰每侧集水量 Q 0 226m3 22 9039 0 湖南科技大学本科生毕业设计 25 过水断面 A B h 0 8 0 5 0 4 湿周 f B 2h 1 8 m 水力半径 R A f 0 4 1 8 0 22m 流速 v Q A 0 226 0 4 0 56m s 0 4m s 水利坡度 I d 0 40 2 3 2 2 vnR 出水槽周长 L 227 34m 4 4 3 堰的计算堰的计算 二沉池是污水处理系统中的主要构筑物 污水在二沉池中净化后 出水的水质指 标大多已定 故二沉池的设计相当重要 本设计考虑到薄壁堰不能满足堰上负荷的要 求 故采用三角堰出水 为了便于安装及维修 采用与初沉池相同几何尺寸的三角堰 取三角堰高 h 0 06m 宽 b 0 12m 共有堰数 个 取 1895 5 1894 12 0 34 227 b L n 每个三角堰流量 L s24 0 18952 9039 q 堰上附和 在 1 5 2 9 之间 符合要求 mL s2 12 0 24 0 b q qL s m 由三角堰公式 1 43H q 2 5 则堰上水深 H 1 43 2 5 0 24 10 3 1 43 0 031m q 5 2 取堰上自由跌落为 0 15 堰上水头损失 H H 0 15 0 181m 二沉池总水头损失 h 0 181 0 40 227 34 0 455 0 727m 取 0 73m 4 4刮吸泥机的计算 本设计采用周边驱动的全跨边式刮吸泥机 吸泥机外缘线速度为 1 68m min 吸出污泥含水率 99 2 采用静水压力排泥 在 二沉池衍架上设有 I 0 05 的污泥流动槽 污泥通过虹吸管排入槽内 沿槽流至中心排 泥管 然后流出二沉池 湖南科技大学本科生毕业设计 26 4 5二沉池集配水井 二沉池配水井为内外套筒式结构 外径 5 0m 内径 3 0m 由曝气池过来的输水管 道直接送往两个二沉池 管径为 1100mm 管内最大流速 sm d v95 0 1 114 3 9039 0 4 14 3 9039 0 4 22 max 二沉池出水管径取 D 700mm 第五章第五章 活性污泥的培养活性污泥的培养 污水处理设施在正式投入使用时 其生化处理装置均需进行污泥接种 驯化 俗称 调试 对于规模较大的污水处理设施尽量缩短调试时间 使处理主体尽快投入正常 运行 在实际操作过程中有着重要的意义 我们通过多个日处理万吨的污水处理设施 湖南科技大学本科生毕业设计 27 的生化调试发现 在生化调试过程中 如果准备充分 正常气温下一般 7 10d 即可完 成生化设施的培菌接种工作 10d 后就可以对污水进 行驯化 20d 左右便可进入正常 运行 5 1 前期准备阶段 5 1 1 物料准备物料准备 污泥准备 对于万立方米级污水处理装置而言 其生化池体积较大 为了保证生化池初始污泥 浓度 需要准备投加的原始污泥量很大 理论上讲 投加后生化池的污泥的质量浓度 最好控制在 2 500mg L 左右 实际运行时 为了节约成本 调试期间初始污泥的质量 浓度可控制在 1 500mg L 左右 一日处理 1 104m3 污水生化时间为 12h 的污水处理装 置为例 调试前需准备含水率在 80 的活性污泥约 40m3 污泥品种最好是同类或相似 的活性污泥 如有困难 其它活性较强的污泥也可使用 污泥在使用前为保证一定的 活性 对待用的污泥需进行喷水保湿处理 在保湿条件下污泥的活性至少可保持 15d 以上 碳源培养寄的准备 生化调试过程中理想的碳源是大粪及淀粉 一般来说调试前期以加入大粪为主 中 后期以加入淀粉为主 为接生成本 淀粉可用地脚面粉替代 由于大粪无法事先储存 因此 事前需和有关部门确定好调试期间需要的数量 调试期间碳源准备量一般按如 下原则进行估算 每天投加到生化池的 COD 量 按混合后生化池 COD 的质量浓度在 200 300mg L 水平计 其中地脚面粉 COD 的质量折算量约为 1t COD t 面粉 大粪的 COD 折算比较 困难 根据经验 在整个调试期间需 100 150 m3 的大粪 加入大粪的目 的除补充碳源外 还可增加生化池菌种的引入 地脚面粉可准备 10 15t 磷源 氮源的准备 补充碳源一般以普钙 Ca H2PO4 2 为主 补充的氮源以尿素 CO NH2 2 为主 生 化池 COD 的质量浓度在 300mg L 时估计 BOD5 值一般以 100mg L 计 补充量按 m BOD5 m N m P 100 5 1 折算 每天需补充淀粉 2000 3000kg 尿素 100kg 补普钙 200kg 质量比按照淀粉 尿素 普钙 20 30 1 2 补给 调试期间需 准备尿素 2 3t 普钙 5 6t 另外如有条件可准备 10 20kg 粉状阴离子聚丙烯酰胺 PAM 5 1 2 物料化制及输送设备物料化制及输送设备 由 于调试期间需要的物料量很大 加之生化调试无污水进入 池内污水流动性较差 为提高接种速度 需要将污泥及补充碳源尽可能均匀地输入各生化池内 因此 对 于 一定规模的污水处理设施设置物料化制及物料输送系统 对减轻劳动强度提高调试效 率是必需的 根据经验 物料化制池宜设于地下 池内设空气搅拌装置 池容积一般 在 20 30m3 池内分二区 一区为化制区 该区需设置物料化制及初级垃圾清理装置 湖南科技大学本科生毕业设计 28 二区为输送取 设置潜水泵或液下泵 同时在泵周围设置垃圾同以防泵发生堵塞 输 送管道在生化池附近宜使用软管以便根据需要调整投加料点位置 另外 物料化制旁 最好设置一个消火栓或供水管 用于化制污泥及其它物料时供水 5 1 3 监测仪器准备监测仪器准备 为配合生化调试 需对生化池中的 COD 铬法 溶解氧 pH 值 细菌等指标进行监 测 一般生化处理调试需配备以下监测仪器 COD 测定仪 溶解氧测定仪 pH 值测定 仪 显微镜 5 2 调试阶段 5 2 1 初期 初期 3d 首先将生化池注入一定量的清水和部分待处理的污水 然后将污泥倒入物料化制池 一般第 1 次投加 20m3 污泥 同时投加大粪等培养料 加水搅拌后按比例均匀 投加到 各生化池内 投加培养料以生化池 COD 的质量浓度控制在 300mg L 为准 然后按比例 补加普钙 由于投加大粪无需补加氮源 闷曝 投料后进行闷曝 水气体积控制在 1 5 10 第 1 天曝气采取 6h 充氧 4h 停机的方式进行 再次投料 经过 1d 闷曝后 第 2 天 COD 的质量浓度降至 100mg L 左右 需再次投 料 第 2 次可投入 10 15 m3 污泥至化料池 留下部分作为备用 同时投加以大粪 为主的培养料 投加培养料仍以控制生化池 COD 的质量浓度在 200 300mg L 为标准 根据 需要补磷后闷曝 闷曝 第二 三天的闷曝可减少停机时间 生化曝气可控制为开 6 停 2 5 2 2 中期 中期 4 7d 一般经过 2 3d 的闷曝后 通过显微镜镜检 可能会看到少量的原生动物 原则上 此 时每天定时补加碳源逐步以地脚面粉为主 同时投加普钙和尿素 以补充磷源和氮源 补充碳源的标准仍以生化池 COD 的质量浓度在 200mg L 左右为准 此阶段为排除生化代谢物 生化池需适量换水 同时继续进行闷曝 此阶段为加速污 泥菌胶团的形成 在生化池中可适量投加粉状 PAM 5 2 3 后期 后期 7 10d 一般经过 7 10d 闷曝 生化污泥表现显淡黄色 污泥 30min 沉降比达到 10 左右 通过 镜检可发现有较多活跃的原生动物钟虫 纤毛虫 以及后生动物轮虫 线虫等 此时 生化污水处理即可进入驯化及增负荷调试阶段 增负荷调试一般以每 2d 增加五分之一的污水负荷进行 1 周后基本可以全负荷运行 为平稳过度 增负荷全几天视具体情况可适量补充些地脚面粉作为碳源 5 2 4 调试条件控制调试条件控制 湖南科技大学本科生毕业设计 29 生化调试期间 曝气强度原则上应结合水中溶解氧类控制气水比 一般好氧区溶解氧 的质量浓度控制在 1 3mg L 兼氧区控制在 0 0 5mg L 其它监控指标主要有 COD 生物相 pH 值 污泥沉降比 取样分析频率为调试初期一 般 4h 取 1 次样 中期 6h 取 1 次 后期 8h 取 1 次样 5 3 调试注意事项 生化设施的调试 有以下几点须特别注意 设置化料池及配备物料输送系统对于规模较大的污水处理设施是必要的 投加的污泥需尽可能化开 避免垃圾进入生化池 降低污泥使用效率 在投加大粪时需做好垃圾的清理工作 避免垃圾进入输送泵 否则极易引起输送泵 的堵塞 需随时掌握生化池内的 COD 及溶解氧变化情况 及时补充碳源和调整供气量 调试期间生化池 pH 值最好控制在 7 8 5 之间 发生异常及时寻找原因采取补救措施 在调试过程中如能做到以上几点 一般来说整个生化调试过程可在 1 个月内完成 此外 以上生化调试结论适用于鼓风曝气为主的生化处理装置 对于其它形式的生化 处理仅供参考 在调试开始时 注入生化池的水应为当前需处理的污水而非用清水更 合适 补