水处理工程课程设计(4).doc

第 0 页 水处理工程课程设计 院系 土木建筑工程学院 专业 环境工程 指导老师 梁丽珍 姓名 王亚红 学号 120909229 日期 2015 年 6 月 6 日 第一章 课程设计任务书 1 1 1 课程设计题目 1 1 2 本次课程设计应该达到的目的 1 1 3 初始数据及设计要求 1 1 4 收集资料与参考文献 2 第二章 设计说明书 2 2 1 城市污水概论 2 2 2 废水特性与水质分析 3 2 2 1 废水特性 3 2 2 2 水质分析 4 2 3 工艺流程比选 5 2 3 1 工艺流程选取原则 5 2 3 2 工艺方案分析 5 2 4 工艺流程 8 第三章 污水工艺设计计算 8 3 1 污水处理系统 8 3 1 1 格栅 8 3 1 2 污水提升泵房 9 3 1 3 曝气沉砂池 10 3 1 4 SBR 池设计计算 11 3 1 5 接触消解池与加氯 12 3 2 污泥处理系统 13 3 2 1 剩余污泥泵房 13 3 2 2 污泥浓缩池 13 3 2 3 浓缩污泥贮池 14 3 2 4 污泥脱水间 14 第四章 污水处理厂的平面设计及高程计算 15 4 1 污水处理厂的平面设计 15 4 2 高程计算 15 参考文献 16 第 0 页 第一章第一章 课程设计任务书课程设计任务书 1 11 1 课程设计题目课程设计题目 城市污水处理厂工艺设计 1 21 2 本次课程设计应达到的目的本次课程设计应达到的目的 课程设计是环境工程专业本科学生培养计划中一个重要的实践性教学环节 学生在学完 相关课程内容后必须进行课程设计 通过课程设计 培养学生综合运用水处理工程基本理论和专业知识的能力 培养学生进 行水处理工艺系统选择和单元构筑物设计计算的工程实践技能 培养学生独立分析问题和解 决工程实际问题的初步能力 通过本课程设计训练学生初步具备阅读中英文文献能力 技术 和方案比较能力 理论分析与设计计算能力 应用计算机能力和工程制图及编写说明书的能 力 1 31 3 本次课程设计 论文 任务的主要内容和要求 包括原始数据 技术参数 本次课程设计 论文 任务的主要内容和要求 包括原始数据 技术参数 设计要求等 设计要求等 1 3 11 3 1 主要内容主要内容 完成城市污水处理厂工艺设计方案 1 3 21 3 2 基础资料及设计参数 基础资料及设计参数 1 设计人口 设计人口为 班次 80 10000人 学号 2000人 排水量标准180L 人 天 2 污水性质 COD 400mg L BOD5 COD 0 5 SS 180mg L 夏季水温25 冬季水温 15 常年平均水温20 4 纳污河流 位于城市中部自西向东 流量保证率为95 流量Q平 8m3 s 平均水深H平 2m 平均流速V平 0 2m s 平均水温T 15 溶解氧 DO 8mg L BOD5 2 8mg L SS 1 0mg L 河流允许增加悬浮物浓度1 5mg L 20年一 遇洪水水位标高412 5m 常水位标高410 3m 城市排污口下游20km处有取水水源点 5 根据城市总体规划 污水厂拟建于该城市下游河流岸边 地势平坦 拟建处的地面标 高416 30m 6 该城市污水主干管终点 污水厂进水口 的管内底标高 411 00m D 800m i 0 002 v 1 15m s h D 0 56 第 1 页 第二章第二章 设计说明书设计说明书 2 12 1 城市污水概论城市污水概论 城市污水主要包括生活污水和工业污水 由城市排水管网汇集并输送到污水 处理厂进行处理 城市污水处理工艺一般根据城市污水的利用或排放去向并考虑水体的自然净 化能力 确定污水的处理程度及相应的处理工艺 处理后的污水 无论用于工 业 农业或是回灌补充地下水 都必须符合国家颁发的有关水质标准 现代污水处理技术 按处理程度划分 可分为一级 二级和三级处理工艺 污水一级处理应用物理方法 如筛滤 沉淀等去除污水中不溶解的悬浮固体和 7 气象条件 主导风向东北 平均气温13 5 冬季最低气温 10 最大冰冻深度 0 65m 夏季最高气温38 年平均降雨量1010mm 蒸发量1524mm 8 处理要求 出水水质COD 80mg L BOD5 20mg L SS 20mg L 对污泥进行稳定化 处理 脱水后泥饼外运填埋或作农肥 处理后的污水纳入河流 9 设计规模 设计应考虑 说明建设各构筑物及建筑物有哪些 并阐明理由 1 3 31 3 3 任务要求 任务要求 1 设计时间 2015 5 9 2015 6 6 2 完成设计任务说明书 1 份 总篇幅 1 万字左右 正文宋体小四号字打印 固定行 距 20 磅 内容包括 目录 原始资料 系统选择 单元形式选择比较 设计计算 计算草图 公式 参数 方法 参考资料等 3 完成图纸 处理系统高程布置图 1 张 A3 污水处理厂平面布置图 1 张 A3 1 41 4 应收集的资料及主要参考文献应收集的资料及主要参考文献 给水排水设计手册 第 1 3 5 6 9 11 册 中国建筑工业出版社 泵站设计规范 中国计划出版社 给水排水设计标准图集 S1 S2 S3 中国建筑工业出版社 污水综合排放标准 GB8978 2002 环境工程技术 教材 水污染控制工程 教材 课堂笔记 及其它有关参考书 第 2 页 漂浮物质 污水二级处理主要是应用生物处理方法 即通过微生物的代谢作用 进行物质转化的过程 将污水中的各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质 生物处理对污水水质 水温 水中的溶氧量 pH 值等有一定的要求 污水三级 处理是在一 二级处理的基础上 应用混凝 过滤 离子交换 反渗透等物理 化学方法去除污水中难溶解的有机物 磷 氮等营养性物质 污水中的污染物 组成非常复杂 常常需要以上几种方法组合 才能达到处理要求 污水一级处理为预处理 二级处理为主体 处理后的污水一般能达到排放标 准 三级处理为深度处理 出水水质较好 甚至能达到饮用水质标准 但处理 费用高 除在一些极度缺水的国家和地区外 应用较少 目前我国许多城市正 在筹建和扩建污水二级处理厂 以解决日益严重的水污染问题 2 22 2 废水特性与水质分析废水特性与水质分析 2 2 1 废水特性 城市污水是排入城市排水系统中各类废水的总称 主要由城市生活污水和生 产污水以及其他排入城市排水管网的混合污水 在合流制排水系统中还包括雨 水 在半分流制的排水系统中还包括初期雨水 城市污水中的污染物质 按化 学性质来分 可分为无机性污染物质 如无机酸 碱 盐及重金属元素 和有 机性污染物质 如腐殖质 脂肪等 按物理形态来分 可分为悬浮固体 胶体 和溶解物质 不同城市的污水中所含物质总类与形态不同 城市生活污水和工 业废水的比例不同 其污水性质亦不同 城市污水的性质主要是其物理性质 包括水温 颜色 气味 氧化还原电 位等 1 水温 由于城市下水道系统是敷设于地下的 因此城市污水的水温具有相对稳定 的特征 一般在 10 20 之间 冬季比气温高 夏季比气温低 城市污水水温 突然变化很可能是工业废水造成的 而水温的明显降低可能是由于大量雨水排 入造成的 2 颜色 城市污水的正常颜色为灰褐色 但实际上其颜色通常变化不定 这取决于 城市下水道的排水条件和排入的工业废水的影响 大的管网系统由于污水在下 水道停留时间过长 可能会发生厌氧反应 输入到污水处理厂的污水的颜色会 变暗或显黑色 绿色 蓝色和橙色通常是由于电镀废水的排入造成的 白色则 是洗衣废水造成的 而红色 蓝色和黄色等则多为印染废水所致 3 气味 正常的城市污水具有发霉的臭位 在大管网系统或维护不好的下水道系统 城市污水将会有臭鸡蛋气味 这标志城市污水在下水道已经发酵 产生了硫化 氢和其他产物 由于硫化氢气体危及人身安全 在下井下池作业时应严格按照 防毒气安全操作规程进行 城市污水中有汽油 溶剂 香味等 可能是有工业 废水排入 4 氧化还原电位 正常的城市污水约 100mV 的氧化还原电位 小于 40mV 的氧化还原电位说 明污水已经进入厌氧发酵或有工业还原剂的大量排入 氧化还原电位超过 300mV 指示有工业氧化剂废水排入 第 3 页 2 2 2 水质分析 水质分析主要是城市污水的化学指标 1 pH 值 城市污水的 pH 值呈中性 一般为 6 5 7 5 pH 值的微小降低可能是由于 城市污水在下水道中发酵所致 雨季较大时的 pH 值降低往往是城市酸雨造成的 这种情况在合流制排水系统中尤其突出 PH 值的突然大幅度变化通常是工业废 水的大量排入造成的 2 生化需氧量 BOD 生化需氧量是反映污水中有机污染物浓度的综合指标 是通过测定在指定 的温度和指定的时间段内 微生物分解 氧化水中有机物所需氧量的数量来确 定的 微生物的好氧分解速度很快 约至 5 天后其需氧量即达到完全分解需氧 量的 70 左右 因此 在实际操作中 用 BOD5来衡量污水中有机物的浓度 城 市污水 BOD5在 100 3000mg L 之间 3 化学需氧量 COD 城市污水的 COD 一般大于 BOD5 两者的差值可反映城市污水中存在难以被 降解的有机物的多少 BOD5 COD 比值常用来分析污水的可生化性 可生化性好 的废水 BOD5 COD 0 3 小于此值的污水应考虑生化技术以外的污水处理技术 或对一般生化处理工艺进行试验改革 COD 是用化学方法测定的有机物浓度 它不像 BOD5那样反映生化需氧量 另外 会有部分的无机物被氧化 使结果产生误差 在城市污水分析时 二者 同时使用 4 总有机碳 TOC 总有机碳的分析主要是为解决快速测定和自动控制而发展起来的 总有机 碳是用总有机碳仪在 900 高温下将水中有机物燃烧氧化计算出的总有机碳 TOC 与 BOD5 COD 有一定的关系 由 TOC 可推断出 BOD5 COD 值 5 固体物质 SS DS 城市污水中的固体物质按其化学性质可分为有机物和无机物 按其物理组 成可分为悬浮固体 SS 和溶解固体 DS SS 是污水的一项重要指标 包括漂于水面的漂浮物如油脂 果核等 悬于 水中的悬游物如奶 乳化油等 还有沉于底部的沉淀物 悬浮固体是将污水过 滤 把截流在过滤材料上的物质通过烘干 称重而测的 6 总氮 TN 氨氮 NH3 N 总磷 TP 氮 磷是污水中的营养物质 在城市污水生化过程中需要一定的氮 磷以 满足微生物的新陈代谢 但这仅是污水中氮 磷的一小部分 大部分氮 磷仍 将随水排到水体中 从而导致水体中藻类超量生长 造成富营养化问题 因此 除磷脱氮也是污水处理的任务之一 总氮是污水中有机氮和无机氮的综合 氨氮是无机氮的一种 总磷是污水 中各类有机磷和无机磷的总和 7 重金属 城市污水中的重金属是指达到一定浓度时通常会对人体 生物造成危害的 那些重金属 其中危害较大的有汞 镉 铬 铝 铜 锌等 汞极易沉底 易 被生物甲基化而加剧毒性 可通过食物链引起疾病 镉易被生物富集 可导致 骨损伤病症 铬通过食物链被人摄取可导致慢性中毒 铜 锌是人体需要的微 量元素 但大量的铜 锌将抑制微生物的新陈代谢作用 最终威胁人身安全 第 4 页 以上的这些化学指标大部分可以在城市污水处理过程中得到降解 其中 85 以上的 SS BOD5 TOC NH3 N 可以通过污水处理得到去除 但重金属等一些有 毒物质往往需要在工业企业通过处理控制 2 32 3 工艺流程比选工艺流程比选 2 3 1 工艺流程选取原则 城市污水处理的目的是使之达标排放或污水回用于农田灌溉 城市景观和 工业生产等 以保护环境不受污染 节约水资源 污水处理工艺流程的选择应 遵循以下原则 1 在城镇水体的下游 2 便于污水回用及安全排放 3 便于污泥集中处理与处置 4 在城镇夏季最小频率风向的上风侧 5 有良好的工程地质条件 6 少拆迁 少占地 根据环境评价要求 有一定的卫生防护距离 7 有扩建的可能 8 厂区地形不受洪涝灾害影响 防洪标准不低于城市防洪标准 有良好的 排水条件 9 有方便的交通 运输和水电条件 2 3 2 工艺方案分析 一 在本项目污水处理的特点为 1 污水以有机污染为主 BOD COD 0 75 可生化性较好 重金属及其它 难以降解的有毒有害污染物一般不超标 2 污水中主要污染物指标 BOD5 CODcr SS 值比一般城市污水高 80 左右 3 污水处理厂投产时 周围的多数重点污染源智力工程已投入运行 二 污水处理工艺的选择与污水的原污水水质 出水要求 污水厂规模 当地 温度 用地面积 发展余地 管理水平 工程投资 电价和环境影响等因素有 关 针对以上特点 以及出水要求 现有城市污水处理的特点 以下有几种处 理方法供我选择 1 A 0 系统 用以往的生物处理工艺进行城市污水三级处理 旨在降低污水中以 BOD COD 综合指标表示的含泼有机物和悬浮固体购浓度 一般情况 7 去除串 COD 可达 70 以上 BOD 可达 90 6 以上 SS 可达 85 以上 但氮的去除串只有 2096 左离嚼的去除串就更他因 A 二级处理出水中除含有少量合碳有机物尔还 合有氮 氨氮和有机氮 和碘 溶解性露和有规蘑 这掸的出水排到封闭水域的 湖泊 河流及内海 仍会增匆水体中的营养成久从而引起水体中浮游生物和藻 第 5 页 类的大量繁 S 造成水体的富营养化对饮用水源 水产业 工业用水带来很大 的危害 在水泥缺乏的地区 欲将基级出水作为第二水 6 用于工业冷却水的 补充九必须冉经脱氮 除碘等三级处理 还要增加较多的基逮物乃运行答硼酸 优点 1 流程简单 只有一个污泥回流系统和混合液回流系统 基建费用低 2 反硝化池不需要外加碳源 降低了运行费用 3 A O 工艺的好氧池在缺氧池之后 可以使反硝化残留的有机污染物得 到进一步去除 提高出水水质 4 缺氧池在前 污水中的有机碳被反硝化菌利用 可降低其后好氧池的 有机负荷 同时缺氧池中进行的反硝化反应产生的碱度可以补偿好氧池中进行 硝化反应对碱度的需求 缺点 1 构筑物较多 2 污泥产生量较多 2 传统 A2 O 法 传统 A2 O 工艺即厌氧 缺氧 好氧法 其三个阶段是以空间来划分的 是 在具有脱 N 功能的缺氧 好氧法的基础上发展起来的具有同步脱 N 除 P 的工艺 该工艺在系统上是最简单的同步脱 N 除 P 工艺 其总的水力停留时间一般 要小于其它同类工艺 如 Bardenpho 工艺 在经过厌氧 缺氧 好氧运行的条 件下 丝状菌不能大量繁殖 无污泥膨胀之虞 SVI 值一般小于 100 处理后的 泥水分离效果好 该工艺在运行时厌氧和缺氧段需轻缓搅拌 以防止污泥沉积 由于生物处 理池与二次沉淀池分开建设 占地面积也较大 该工艺在大型污水处理厂中采 用较多 本次设计不予推荐 3 传统的 SBR 工艺 传统的 SBR 工艺是完全间隙式运行 即周期进水 周期排水及周期曝气 传统 SBR 工艺脱 N 除 P 大致可分为五个阶段 阶段 A 为进水搅拌 在该阶 段聚磷菌进行厌氧放磷 阶段 B 为曝气阶段 在该阶段除完成 BOD5分解外 还 进行着硝化和聚磷菌的好氧吸磷 阶段 C 为停止曝气 混合搅拌阶段 在该阶 段内进行反硝化脱氮 阶段 D 为沉淀排泥阶段 在该阶段内既进行泥水分离 又排放剩余污泥 阶段 E 为排水阶段 在阶段 E 后 有的根据水质要求还设有 闲置阶段 以下是 SBR 的优缺点 优点 1 其脱氮除磷的厌氧 缺氧和好氧不是由空间划分 而是用时间控制的 2 不需要回流污泥和回流混液 不设专门的二沉池 构筑物少 3 占地面积少 缺点 1 容积及设备利用率较低 一般低于 50 2 操作 管理 维护较复杂 3 自动化程度高 对工人素质要求较高 4 国内工程实例少 第 6 页 5 脱氮 除磷功能一般 4 氧化沟工艺 氧化沟是活性污泥法的一种变形 它把连续环式反应池作为生化反应器 混合液在其中连续循环流动 随着氧化沟技术的不断发展 氧化沟技术已远远 超出最初的实践范围 具有多种多样的工艺参数 功能选择 构筑物形式和操 作方式 如卡鲁塞尔 Carrousel 2000 氧化沟 三沟式 T 型 氧化沟 奥 贝尔 Orbal 氧化沟等 鲁塞尔氧化沟是一个多沟串联的系统 进水与活性污泥混合后在沟内做不 停的循环运动 污水和会流污泥在第一个曝气区中混合 由于曝气器的泵送作 用 沟中流速保持在 0 3m s 水流在连续经过几个曝气区后 便流入外边最后 一个环路 出水从这里通过出水堰排出 出水位于第一曝气区的前面 卡鲁塞尔氧化沟采用垂直安装的低速表面曝气器 每组狗渠安装一个 均 安装在同一端 因此形成靠近曝气器下游的富氧区和曝气器上游以及外环的缺 氧区 这不仅有利于生物凝聚 还使活性污泥易于沉淀 BOD 去除率可达 95 99 脱氮效率约为 90 除磷率为 50 在正常的设计流速下 卡鲁塞尔氧化沟渠道中混合液的流量是进水流量的 50 100 倍 曝气池中的混合液平均每天 5 20min 完成一个循环 具体循环时间 取决于渠道长度 渠道流速及设计负荷 这种状态可以防止短流 还通过完全 混合作用产生很强的耐冲击负荷力 以下是氧化沟的优缺点 优点 1 用转刷曝气时 设计污水流量多为每日数百立方米 用叶轮曝气时 设 计污水流量可达每日数万立方米 2 氧化沟由环形沟渠构成 转刷横跨其上旋转而曝气 并使混合液在池内 循环流动 渠道中的循环流速为 0 3 0 6m s 循环流量一般为设计流量的 30 60 倍 3 氧化沟的流型为循环混合式 污水从环的一端进入 从另一端流出 具 有完全混合曝气池的特点 4 间歇运行适用于处理少量污水 可利用操作间歇时间使沟内混合液沉淀 而省去二沉池 剩余污泥通过氧化沟内污泥收集器排除 连续运行适用于处理 流量较大的污水 需另没二沉池和污泥回流系统 5 工艺简单 管理方便 处理效果稳定 使用日益普通 6 氧化沟的设计可用延时曝气油的设计方法进行 即从污泥产量 W0 0 出 发 导出曝气池的体积 而后按氧化沟的工艺条件布置成环状循环混合式 缺点 1 处理构筑物较多 2 回流污泥溶解氧较高 对除磷有一定的影响 3 容积及设备利用率不高 5 污水生化处理 污水生化处理属于二级处理 以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有 机物为主要目的 其工艺构成多种多样 可分成活性污泥法 生物膜法 生物 稳定塘法和土地处理法等四大类 日前大多数城市污水处理厂都采用活性污泥 法 生物处理的原理是通过生物作用 尤其是微生物的作用 完成有机物的分 解和生物体的合成 将有机污染物转变成无害的气体产物 CO2 液体产物 水 以及富含有机物的固体产物 微生物群体或称生物污泥 多余的生物污 第 7 页 泥在沉淀池中经沉淀池固液分离 从净化后的污水中除去 由此可见 污水处理工艺的作用仅仅是通过生物降解转化作用和固液分离 在使污水得到净化的同时将污染物富集到污泥中 包括一级处理工段产生的初 沉污泥 二级处理工段产生的剩余活性污泥以及三级处理产生的化学污泥 由 于这些污泥含有大量的有机物和病原体 而且极易腐败发臭 很容易造成二次 污染 消除污染的任务尚未完成 污泥必须经过一定的减容 减量和稳定化无 害化处理井妥善处置 污泥处理处置的成功与否对污水厂有重要的影响 必须 重视 如果污泥不进行处理 污泥将不得不随处理后的出水排放 污水厂的净 化效果也就会被抵消掉 综上所述 能够满足脱氮除磷的污水处理工艺很多 其基本原理都是相同 的 每一种工艺均各有特点 分别适用于各种不同场合 应该具体问题具体分 析后加以采用 根据本工程特点 采用 SBR 法 2 42 4 工艺流程工艺流程 垃圾打包外运 格栅提升泵 平流沉砂池 配水井SBR池接触池 鼓风机 砂水分离机 砂泵 浓缩池 集泥井加氯机 污泥脱水机 外运 进水出水 第第 3 3 章章 污水工艺设计计算污水工艺设计计算 3 13 1 污水处理系统污水处理系统 3 1 1 格栅 1 设计说明 曝气沉 砂池 砂水分离机 污泥脱水机 垃圾打包外运 第 8 页 格栅的截污主要对水泵起保护作用 采用中格栅 提升泵选用螺旋泵 格 栅栅条间隙为 25mm 设计流量 平均日流量 Qd 32040m3 d 1335m3 h 0 371m3 s Qmax KzQd 1 50 0 371 0 5565m3 s 设计参数 栅条间隙 e 25 0mm 栅前水深 h 1 2m 过栅流速 v 0 9m s 安 装倾角 a 75o 2 格栅计算 a 栅条间隙数 n 为 n Qmax sina 1 2 ehv 0 5565 sin75 1 2 0 025 1 2 0 9 21 条 b 栅槽有效宽度 B 设计用直径为 10mm 圆钢栅条 即 S 0 01m B S n 1 en 0 01 21 1 0 025 21 0 725m c 栅槽高度计算 过栅水头损失 h2 h2 K s e 4 3 v2 2g sina 3 0 01 0 025 4 3 0 71 0 71 sin75 19 6 0 06m 设超高水深 h1 0 3m 则 H h h2 h1 1 2 0 06 0 3 1 56m d 格栅总长度计算 L L1 L2 0 5m 1 0m H1 tan75 L1 B B1 2tga1 L2 0 5L1 B1 0 6005 L 3 3m 格栅间占地面积 3 4 12m2 3 栅渣量计算 对于栅条间隙 e 25mm 的格栅 对于城市污水 每单位体积污水拦截污物为 W1 0 05m3 103m3 每日渣量为 W Qmax W1 86400 Kz 1000 2 27m3 d 拦截污物量大于 0 2 m3 d 须机械格栅 机械格栅简图如附图一 3 1 2 污水提升泵站 1 设计说明 采用 SBR 工艺方案 污水处理系统简单 对于新建污水处理厂 工艺管线 第 9 页 可以充分优化 故污水只考虑一次提升 污水提升后入曝气沉砂池 然后自流 通过 SBR 池 接触消毒池 设计流量 Qmax 3132m3 h 2 设计选型 污水经消毒池处理后排入市政污水管道 消毒水面相对高程为 0 00m 则相应 SBR 池 曝气沉砂池水面相对高度分别为 1 00 和 1 60m 污水提升前水位为 2 50m 污水总提升泵流程为 4 00m 采用 3 台螺旋泵 两备一用 其设计提升高度为 H 4 50m 设计流量 Qmax 2003 4m3 h 单台提升 流量为 1566m3 h 3 1 3 曝气沉砂池 1 设计说明 污水经螺旋泵提升后进入平流曝气沉砂池 分为两格 沉砂池池底采用单斗集砂 设计流量 Qmax 2003 4m3 h 0 5565m3 s 设计水力停留时间 t 2 0min 水平流速 v 0 08m s 有效水深 H1 2 0m 2 池体设计计算 a 曝气沉砂池有效容积 V V Qmax 60 t 2003 4 60 2 0 67m3 每格池的有效容积为 34 m3 水流断面积 A 34 2 17m2 b 沉砂池水流部分的长度 L L V t 0 08 2 0 60 9 60m 取 L 10 0m 则单格池宽为 16 10 1 6 m 总池宽为 2 1 6 3 2 m 3 曝气系统设计计算 采用鼓风曝气系统 罗茨鼓风机供风 穿孔管曝气 设计曝气量 q 0 2m3 m3 h 空气用量 Qa qQmax 0 2 2003 4 400 68m3 h 6 68m3 min 供气压力 p 15kPa 穿孔管布置 于每格曝气沉砂池池长边两侧距池底 0 8 米处分别设置两根 穿孔曝气管 每格一根 总共两根 曝气管管径 DN100mm 送风管管径 DN150mm 4 进水 出水及撇油 污水直接从螺旋泵出水渠进入 设置进水挡板 出水由池另一端淹没出水 出水端前部设出水挡墙 进出水挡墙高度均为 1 5m 5 排砂量计算 对于城市污水曝气沉砂工艺 产生砂量约为 x1 2 0 3 0m3 105m3 每天沉砂量 Qs Qmax x1 45000 3 0 10 5 1 35m3 d 含水率为 P 65 假设储砂时间为 t 4 0d 则存砂所需要容积为 V Qs t 1 35 4 0 5 4m3 折算为P 85 0 的沉砂体积为 第 10 页 V 5 4 100 65 100 85 12 58m3 每格曝气沉砂池设一个砂斗 共两个砂斗 砂斗高 2 65 m 斗底平面尺 寸 0 5 0 5 m2 斗顶平面尺寸 2 65 2 65 m2 砂斗总容积为 V V 2 2 65 3 2 65 2 65 0 5 0 5 2 65 0 5 15 15m3 每个曝气沉砂池尺寸为 L B H 10 0 1 6 4 曝气沉砂池简图如附图二 3 1 4 SBR 池设计计算 污水进水量 32040m3 d 进水 BOD5 200 mg L 水温 15 25 处理水质 BOD5 20 mg L 1 参数拟定 BOD 污泥负荷 NS 0 20kgBOD5 kgMLSS d 反应池数 n 4 反应池水深 H 5 5m 主预反应区容积比 9 1 排出比 1 m 1 3 活性污泥界面以上最小水深 0 5m 2 根据实际工程经验设计反应池运行周期各工序时间 进水 曝气 沉淀 排水排泥 闲置 2h 4 5h 1h 1h 0 5h 1h 3 反应池容积计算 a 污泥量计算 MLSS MLVSS 0 75 QSr 0 75Ns 32040 230 20 1000 0 75 0 20 44856kg 设沉淀后的污泥 SVI 150ml g 污泥的体积则为 1 2 SVI MLSS 8074m3 b SBR 池反应池容积计算 SBR 池反应池容积V Vsi Vf Vb 式中 Vsi 代谢反应污泥的容积 Vf 反应池换水容积 Vb 保护容积 Vf为换水容积 Vf 32040 24 2 2670m3 Vs 8074m3单池的污泥容积为 Vsi 8074 4 2019 m3 则 V Vsi Vf Vb 4689 Vb c 反应器的尺寸构造如下 设计反应池为长方形方便运行 一端进水一端出水 SBR 池单池的平面 面积为 60 30 m2 水深 5 5 m 池深 6 0 m 单池的容积为 V 60 30 5 5 9900 m3 推算出保护容积为 Vb 4880m3 总的容积为 4 9900 39600 m3 第 11 页 d 反应器的运行水位计算如下 排水结束时水位 h1 3 0 m 基准水位 h2 3 5 m 高峰水位 h3 5 5 m 警报 溢流水位 h4 5 5 0 5 6 0m 污泥界面 h5 h1 0 5 3 0 5 2 50m 4 需氧量计算 R a Q Sr b V XV 表 3 2 生活污水的 a b 的取值 a 0 42 0 53 b 0 18 0 11 此设计中 a 0 55 b 0 15 R 0 55 32040 0 21 0 15 32040 0 21 0 15 10429kg d Qmax R 1 4 14601kg d 曝气时间以 4 5h 计 则每小时的需氧量为 14601 24 4 5 2738kgO2 h 每座反应池的需氧量 2564 4 684 5kg h 5 上清液排出装置 撇水器 污水进水量 Qs 32040m3 d 池数 N 4 周期数 n 2 则每池的排出负荷量为 4005 m3 选 7 台 BSL600 型连杆式旋摆滗水器 出水管直径 500mm 滗水高度 2 5m 设排水管的水平流速为 2m s 则排水量为 4608m3 h 排水时间为 0 82 小 时 6 剩余污泥量计算以及排泥系统的设计 a 剩余污泥量 剩余污泥量主要来自微生物的增值污泥以及少部分的进水悬浮物构成 计 算公式为 W a L0 Le Q b V XV 其中 a 微生物代谢增系数 取 0 8 b 微生物自氧化率 取 0 05 W a L0 Le R b V XV a L0 Le R b Rsr Ns a b Ns R Sr 25421kg d b 湿污泥量 剩余污泥含水率 P 99 Q W 1 P 2542m3 d 污泥龄 C C 0 77 kdfb 0 77 0 05 0 63 24 6d SBR 池剖面图如附图三 3 1 5 接触消毒池与加氯间 1 设计说明 设计流量 Q 32040m3 d 1335m3 h 水力停留时间 T 0 5h 设计投氯量为 C 3 0 5 0mg L 2 设计计算 a 设置消毒池一座 池体容积 V 第 12 页 V QT 1335 0 5 667 5m3 消毒池池长 L 30m 每格池宽 b 5 0m 长宽比 L b 6 接触消毒池总宽 B nb 3 5 0 15 0m 接触消毒池有效水深设计为 H1 4m 第 13 页 实际消毒池容积 V 为 V BLH1 30 15 0 4 1800m3 满足要求有效停留时间的要求 b 加氯量计算 设计最大投氯量为 5 0mg L 每日投氯量为 W 150kg d 6 25kg h 选用贮 氯量 500kg 的液氯钢瓶 每日加氯量为 0 3 瓶 共贮用 10 瓶 每日加氯机两台 一用一备 单台投氯量为 6 10kg h C 混合装置 在接触消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机两台 混合搅拌机功 率 No 为 No QTG2 100 式中 QT 混合池容积 m3 水力黏度 20 时 1 06 10 4kg s m2 G 搅拌速度梯度 对于机械混合 G500s 1 No 1 06 10 4 0 58 30 500 500 3 5 100 0 30kw 3 23 2 污泥处理系统污泥处理系统 3 2 1 剩余污泥泵房 1 设计说明 二沉池产生剩余活性污泥及其他处理构筑物排出污泥由地下管道自流入集泥井 剩余污泥泵将其提升至污泥处理系统 设置剩余污泥泵房两座 污水处理系统每日排出污泥干重为 296 1t d 按含水率 99 0 计 污泥流量为 Qw 2961 1 1000 296 1m3 d 12 34 m3 h 2 设计选型 污泥泵扬程 幅流式浓缩池最高泥位为 3 5m 剩余污泥集泥池最低泥位为 2 0m 则污泥泵静 扬程为 Ho 5 5mH2O 污泥输送管道压力损失为 4 0mH2O 自由水头为 1 5mH2O 则污泥泵所需扬程 H 为 H H0 4 0 1 5 11 0mH2O 污泥泵选型 污泥泵选用两台 两用两备 单泵流量 Q Qw 13 m3 h 选用 1PN 污泥泵 Q16m3 h H12mH2O N2 6KW 3 剩余污泥泵房 占地面积 L B 6 0 5 0 m2 3 2 2 污泥浓缩池 1 设计说明 剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池 污含水率 P1 99 0 污泥流量 Qw 2961 1 1000 296m3 d W 2 96t d 124kg h 设计浓缩后含水率 P2 96 第 14 页 设计固体负荷 q 2 0kg SS m2 h 2 浓缩池池体计算 浓缩池所需表面面积 A A QC q W q 124 2 62 m2 浓缩池设两座 每座面积 Ai A n 32 m2 浓缩直径 D 4Ai 1 2 6 38m 为保证有效表面积和容积 并与刮泥机配套 选 D 8 0m 水力负荷 u u Qw Ai 0 24 m3 m2 h 水力停留时间 T 12 0h 则有效水深 H1 H1 uT 0 24 12 2 88m 3 排泥量与存泥容积 浓缩后排出含水率 P2 96 0 的污泥 Qw 64 56m3 d 2 7 m3 h 设计污泥层厚 度为 1 25m 池底坡度为 0 02 坡降为 0 13m 则存泥区容积为 Vw 1 38 3 4 4 1 25 1 25 1 25 4 32 6 m3 存泥时间 T 32 6 2 7 12 07h 4 浓缩池总深度 H 有效水深 H1 2 m 缓冲层高度 H2 1 5 存泥区高度 H3 1 25m 池体超高 H4 0 5m 池底坡降 H5 0 13m 则浓缩池总深度为 H H1 H2 H3 H4 H5 5 38m 另外 池中心排泥积泥斗高 H6 1 5m 5 进泥中心管 进泥管 DN150mm 中心进泥管 500mm 反射板 900mm 3 2 3 浓缩污泥贮池 浓缩池排出含水率 P 96 0 的污泥 64 56m3 d 贮泥池 贮泥时间 T 1 0d 设计贮泥池为 L B H