生物接触氧化法设计.doc

目录 1 1 设计概述设计概述 1 1 1 设计依据及设计任务 1 1 1 1 设计原始材料 1 1 1 2 设计内容与要求 2 1 2 设计水质水量 3 1 3 去除率 3 2 处理工艺以及构筑物的确定处理工艺以及构筑物的确定 3 2 1 确定污水处理方案的原则 3 2 2 接触氧化法概述 3 2 3 工艺流程确定 4 2 4 主要构筑物的确定 5 1 格栅 5 2 调节池 5 3 接触氧化池 6 填料的选择 7 4 沉淀池 二沉池 8 5 消毒 9 6 污泥处理构筑物的选择 10 3 污水处理系统的设计 10 3 1 进水设计 10 污水厂进水管 10 3 2 格栅的设计 11 3 3 提升泵的设计 14 3 4 调节池的设计 15 3 5 接触氧化池的设计 16 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 1 3 6 二次沉淀池的设计 竖流式 18 3 7 液氯消毒 21 3 8 计量设备 22 3 8 1 计量设备的选择 22 3 8 2 设计依据 22 3 8 3 设计计算 23 4 污泥处理系统的设计计算 23 4 1 工艺流程的确定 23 4 2 污泥脱水系统设计 23 5 污水处理厂的总体布置污水处理厂的总体布置 25 5 1 平面布置及总平面图 25 5 1 1 平面布置的一般原则 25 5 1 2污水厂平面布置的具体内容 26 5 2污水厂的高程布置 26 5 2 1污水处理厂高程布置应考虑事项 26 5 2 2污水厂的高程布置 26 5 2 3高程计算 27 参考资料参考资料 29 致谢致谢 29 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 0 摘要 本次设计某小型污水处理站 日处理量为 350m3 d 采用接触氧化法 污水处理站主 要工艺流程格栅 提升泵 调节池 接触氧化池 二沉池 出水 污泥包括调节池 接触 氧化池 二沉池三个部分产生的污泥 经过污泥浓缩 带式压滤机 进一步脱水后外运 本设计根据设计手册和设计规范进行设计 并制作一份设计说明书和绘制三张图纸 经过 该污水厂的处理 出水水质可达到设计任务书要求的标准 关键字 污水处理 接触氧化 污泥处理 1 1 设计概述设计概述 1 1 设计依据及设计任务设计依据及设计任务 1 1 1 设计原始材料设计原始材料 1 污水水量 水质 1 设计规模 设计日平均污水流量 Q 350m3 d 2 进水水质 CODCr 320mg L BOD5 200mg L SS 160mg L pH 7 0 8 5 2 污水处理要求 污水经二级处理后应符合 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 一级 B 标准出水 CODCr 100mg L BOD5 30mg L SS 70mg L pH 6 0 9 0 3 处理工艺 污水拟采用接触氧化法工艺处理 4 气象资料 该市平均年雨量达 1000 1300 毫米 雨水最多的季节为四月至七月 降雨量占全年的 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 1 百分之四十左右 年平均 13 摄氏度 极端温度最高 38 5 度 最低 10 度 夏季主导风向为东南风 5 污水排水接纳河流资料 该污水厂的出水直接排入厂区北部的河流 符合地表水环境质量标准 GB3838 2002 类功能水域 其最高洪水位 50年一遇 为117 0m 常水位为114 9m 枯水位 为113 0m 6 厂址及场地现状 该污水处理厂选址于城郊 场地地势平坦 由东南坡向西北 坡度为 5 0 进入污水 厂污水管端点的地面标高为 119 60m 7 工程地质资料 暂不予以考虑 1 1 2 设计内容与要求设计内容与要求 1 通过阅读中外文文献 调查研究并收集有关资料 确定合适的污水 污泥 处理工艺流程 进行各个构筑物的水利计算 2 完成一份设计计算说明书 说明书应包括 污水处理工程设计的主 要原始资料 污水水量的计算 污泥处理程度计算 污水泵站设计 污水污泥处理单元构 筑物的详细设计计算 厂区总平面布置说明 设计说明书要求内容完整 计算正确文理通 顺 书写工整 3 设计图纸应准确的表达设计意图 图面力求布置合理 正确清晰 符合工程制图要 求 图纸不少于 3 张 图纸包括以下部分 污水处理厂平面布置图一张 高程布置图一张 主体构筑物图一张 1 2 设计水质水量设计水质水量 1 设计规模 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 2 设计日平均污水流量 Q 350m3 d 2 进水水质 CODCr 320mg L BOD5 200mg L SS 160mg L pH 7 0 8 5 1 3 去除率 去除率 E 100 iCCe Ci 式中 Ci 进水中某种污染物的平均浓度 mg L Ci 出水中该种污染物的平均浓度 mg L 2 处理工艺以及构筑物的确定 2 1 确定污水处理方案的原则 确定污水处理方案的原则 1 采用先进的技术 经济 安全 出水水质好 2 处理构筑物布局合理 基建投资少 占地少 运行管理费用低 3 采用成熟工艺流程和处理构筑物 由于本次设计 任务书给出相关参数以及处理工艺 所以需要在基础要求的前提下确定具 体处理工艺流程 2 2 接触氧化法概述接触氧化法概述 接触氧化法是一种兼有活性污泥法和生物膜法特点的一种新的废水生化处理法 这种 方法的主要设备是生物接触氧化滤池 在不透气的曝气池中装有焦炭 砾石 塑料蜂窝等 填料 填料被水浸没 用鼓风机在填料底部曝气充氧 这种方式称谓鼓风曝气装置 空气 能自下而上 夹带待处理的废水 自由通过滤料部分到达地面 空气逸走后 废水则在滤 料间格自上向下返回池底 活性污泥附在填料表面 不随水流动 因生物膜直接受到上升 气流的强烈搅动 不断更新 从而提高了净化效果 生物接触氧化法 具有处理时间短 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 3 体积小 净化效果好 出水水质好而稳定 污泥不需回流也不膨胀 耗电小等优点 特 点 1 容积负荷高 耐冲击负荷能力强 2 具有膜法的优点 剩余污泥量少 3 具有活性污泥法的优点 辅以机械设备供氧 生物活性高 泥龄短 4 能分解其它生物处理难分解的物质 5 容易管理 消除污泥上浮和膨胀等弊端 缺点 1 滤料间水流缓慢 水力冲刷力小 2 生物膜只能自行脱落 剩余污泥不易排走 滞留在滤料之间易引起水质恶化 影响处理效果 3 滤料更换 构筑物维修困难 设计参数 1 生物接触氧化池的个数或分格数应不少于2 个 并按同时工作设计 2 填料的体积按填料容积负荷和平均日污水量计算 填料的容积负荷一般应通过 试验确定 当无试验资料时 对于生活污水或以生活污水为主的城市污水 容积负荷 一般采用 1000 1500g BODs m3 d 3 污水在氧化池内的有效接触时间一般为1 5 3 0h 4 填料层总高度一般为 3m 当采用蜂窝型填料时 一般应分层装填 每层高为 1m 蜂窝孔径应不小于 25ram 5 进水 BOD5 浓度应控制在 150 300nlg 几范围内 6 接触氧化池中的溶解氧含量一般应维持在2 5 3 5mg L 之间 气水比为 15 20 1 7 为保证布水布气均匀 每格氧化池面积一般应不大于25m2 2 3 工艺流程确定工艺流程确定 工艺流程图工艺流程图 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 4 城市污水细格栅污水提升泵房 漂白粉消毒池二沉池 脱水机房 接触氧化池出水调节沉淀池 污泥泵房压滤机污泥外运 2 42 4 主要构筑物的确定主要构筑物的确定 1 1 格栅 格栅 一种截留废水中粗大污物的预处理设备 格栅条间的空隙宽度可根据清除污物的方式来设定 人工清除格栅间隙一般为 16 25mm 常用的机械清渣设备有三种 即链条式 移动式及钢丝绳牵引式格栅清污 机 格栅是一组 或多组 相平行的金属栅条与框架组成 倾斜安装在进水的渠道 或 进水泵站集水井的进口处 以拦截污水中较大的悬浮物及杂质 以保证后续处理构筑物 或设备的正常工作 按格栅栅条间距的大小不同 格栅分为粗格栅 中格栅和细格栅3 类 按格栅的 清渣方法 有人工格栅和机械格栅两种 格栅设备一般用于污水处理的进水渠道上或 提升泵站集水池的进口处 主要作用是去除污水中较大的悬浮或漂浮物 以减轻后续 水处理工艺的处理负荷 并起到保护水泵 管道 仪表等作用 当拦截的栅渣量大于 0 2m3 d 时 一般采用机械清渣方式 栅渣量小于0 2m3 d 时 可采用人工清渣方式 也可采用机械清渣方式 本工艺采用矩形断面细格栅各一道 采用人工清渣 细格栅设在提升泵房之前 2 2 调节池 调节池 对于有些反应 如 厌氧反应对水质 水量和冲击负荷较为敏感 所以对于 工业废水 适当尺寸的调节池 对水质 水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证 调节池的作用 是均质和均量 一般还可考虑兼有沉淀 混合 加药 中和和预酸化等功能 而此 次设计由于水量变化较大 所以选用调节池 以稳定水量 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 5 3 3 接触氧化池 接触氧化池 生物接触氧化法的处理流程通常有两种 即一段法 一次生物接触氧化 和二 段法 即两次接触生物氧化 实践证明 在不同的条件下 这两种系统各有其特点 其 经济性和适用性范围简介如下 处理方法的确定处理方法的确定 1 一段法 亦称一氧一沉法 原水先经调节池 再进入生物接触氧化池 尔后流入二次沉 淀池进行泥水分离 处理后的上层水排放或作进一步处理 污泥从二次沉淀池定期排走 这种流程虽然在氧化池中有时会引起短路 但全池填料上的生物膜厚度几乎相等 BOD 负荷大体相同 具有完全混合型的特点 营养物 F 与活性微生物的重量 M 之比 较低 微生物的生长处于下降阶段 此时微生物的增殖不再受自身生理机能的限制 而是 由污水中营养物质的量起主导作用 2 二段法 亦称二氧二沉法 采用二段法的目的 是为了增加生物氧化时间 提高生化处理 效率 同时更适应原水水质的变化 使处理水质稳定 原水经调节池调节后 进入第一生 物接触氧化池 然后流入中间沉淀池进行泥水分离 上层水继续进入第二接触氧化池 最 后流入二次沉淀池 再次泥水分离 出水排放 沉淀池的污泥定期排出 在二段法流程中 需控制第一段氧化池内微生物处于较高的 F M 条件 当 F M 2 1 时 微生物生长率可处于上升阶段 此时营养物远远超过微生物生长所需 微 生物生长不受营养因素的影响 只受自身生理机能的限制 因而微生物繁殖很快 活力很 强 吸附氧化有机物的能力较高 可以提高处理效率 为了维持微生物能处于较高的 F M 条件下 BOD 负荷随之提高 处理水中有机物浓度也就必然要高一些 这样在第二阶段氧 化池内 须根据需要控制适当的 F M 条件 一般在 0 5 左右 此时的微生物处于生长率下 降阶段后的内源性呼吸阶段 由此可见 二段法流程的微生物工作情况与推流式活性污泥 法或活性污泥 AB 法相似 上述两法的比较可以看出 一段法流程简单易行 操作方便 投资较省 但对 BOD 的降解能力不如二段法 二段法流程处理效果好 可以缩短生物氧化所需的总时间 但增 加了处理装置和维护管理工作 投资也比一段法高 一般来说 当有机负荷较低 水力负 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 6 荷较大时 采用一段法为好 当有机负荷较高时采用二段法或推流式更为恰当 所以本次 所涉及采用一段式 填料的选择填料的选择 生物膜载体填料的选择要求是 易于生物膜附着 比表面积大 空隙率打 水流阻力 小 强度大 化学和生物稳定性好 经久耐用 截留悬浮物质强 不溶出有害物质 不引 起二次污染 能使填料间形成均一的流速 价廉易得 运输管理方便 蜂窝填料 曾广泛使用 比表面积大 单位填料上生物膜量大 管壁光滑 生物易于 脱落 产生的污泥量少 处理效果好 沉降性能好但这种填料各峰管间互不相通 当负荷 增大或布水性较差时 则易于出现堵塞 而且价格较高 半软性填料 由高分子聚合物制成 有较强的布水 布气能力 长期使用能不变形 容易挂膜脱膜 不易堵塞 耐腐 耐生物降解 软性填料 以中心绳和软性纤维来组成 具处理废水浓度高 不 重量轻 比表面积 大 组装简单等优点 软性填料以醛化纤纶为基本材料 模拟天然水草形态加工而成 软 性填料具有比表面积大 利用率高 空隙可变不堵塞 适用范围广 造价低 运费少 组 装简单等优点等优点 近年来已补广泛地用于印染 丝绸 毛纺 食品 制药 石油化工 造纸 麻纺 医院 含氰待沸水处理中 形式多样 结构合理 效果愈佳 克服了原来出 现地实际表面不大 中心绳易断 纤维束中间结团等弊病 从而深受广大用户地欢迎 蜂窝填料 曾广泛使用 比表面积大 单位填料上生物膜量大 管壁光滑 生物易于 脱落 产生的污泥量少 处理效果好 沉降性能好但这种填料各峰管间互不相通 当负荷 增大或布水性较差时 则易于出现堵塞 而且价格较高 综合以上比较 本设计采用 D2 型软性填料 D2 型软性填料规格如下 纤维束 长度 mm 纤维束丝 量 根 束间距离 mm 单位质量 3 mkg 成膜质量 3 mkg 理论比表面 积 32 mm 正常负荷 kgCOD 3 m 冲 击 负 荷 12081000 602 5 2 6 1157 2474 2 3 5 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 7 4 沉淀池 二沉池 沉淀池 二沉池 由于本设计主要构筑物采用接触氧化法 且设置有调节池 可不设初沉池 二沉池 设在生物处理构筑物的后面 用于沉淀去除腐殖污泥 指生物膜法脱落的生物膜 a a 平流沉淀池 优点 1 沉淀效果好 2 耐冲击负荷和温度的变化适应性强 3 施工容易 造价低 缺点 1 池子配水不均匀 2 采用多斗排泥时 每个泥斗需要单设排泥管各自排泥 操作量大 适用条件 适用于大 中 小型污水处理厂 适用于地下水位较高和地质条件较差的地区 b b 辐流沉淀池 优点 1 多为机械排泥 运行较好 管理较简单 2 排泥设备已趋定型 缺点 1 池内水速不稳定 沉淀效果较差 2 机械排泥设备复杂 对施工质量要求高 适用条件 适用于大 中型污水处理厂 适用于地下水位较高的地区 c c 竖流沉淀池 优点 1 排泥方便 管理简单 2 占地面积较小 缺点 1 池子深度大 施工困难 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 8 2 对冲击负荷和温度变化的适应性能力较差 3 造价较高 4 池径不宜过大 否则布水不均匀 适用条件 适用于处理水量不大的小型污水处理厂 d d 斜板 管 沉淀池 优点 1 沉淀效率高 停留时间短 2 占地面积小 缺点 用于二沉池时 当固体负荷较大时其处理效果不太稳定 耐冲击负荷的能力较 差 综上所述 四种沉淀池的优缺点比较 并结合设计任务书规定 本次设计处理量 较小 且不需要冲击负荷较强的沉淀池 所以初步选用竖流式沉淀池 5 消毒 消毒 污水处理厂常用的消毒方法有液氯消毒 漂白粉消毒 臭氧消毒和紫外线消 毒等四种 他们的优缺点和使用条件如下 a a 液氯消毒 优点 价格便宜 效果可靠 投配设备简单 缺点 对生生物有毒害作用 并且可能产生致癌物质 适用于大 中型规模的污水处理厂 b b 漂白粉消毒 优点 投加设备简单 价格便宜 缺点 除用液氯缺点外 尚有投配量不准确 溶解剂调制不便 劳动强度大 适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂 c c 臭氧消毒 优点 消毒效率高 能有效的降解水中残留有机物 色味等 污水温度 PH 值对消毒效果影响小 不产生难处理或生物积累性残余物 缺点 投资大 成本高 设备管理复杂 d d 紫外线消毒 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 9 优点 是紫外线照射和氯化共同作用的物理化学方法 消毒效率高 占地面 积小 缺点 紫外线照射灯具货源不足 电耗能量较多 没有持续消毒能力 由于本次设计流量较小 且属于生活污水 所需选用较为经济便宜的漂白粉消毒 6 污泥处理构筑物的选择 污泥处理构筑物的选择 生活污水和工业废水的处理过程中分离或截留的固体物质统称为污泥 污泥作为污水 处理的副产物通常含有大量的有毒 有害或对环境产生负面影响的物质 污泥的性质和组 成主要取决于污水的来源同时还和污水处理工艺有密切的关系 而污泥处理的构筑物选择 主要取决于污泥的性质和组成 污泥通常输送到贮泥池储存 以减少污泥流量的波动性且方便获得均质污泥 污泥浓 缩池由污泥浓缩方法决定 污泥浓缩的方法有重力浓缩 气浮浓缩和离心浓缩 根据污泥 的特点及厂区占地面积和资金等因素和选择适合的处理方法 选择适合的构筑物 如当污 泥为固体密度较大的重质污泥时应采用重力浓缩法 本设计中采用的接触氧化法 其污泥量较少 污泥主要为沙石等无机固体 因此将每 日由调节池及二沉池中产生的污泥由污泥管道输送至污泥泵房 产生的污泥直接由污泥泵 提升输送至污泥浓缩脱水车间进行污泥处理 3 污水处理系统的设计污水处理系统的设计 3 1 进水设计进水设计 污水厂进水管污水厂进水管 1 设计依据 1 进水流速在 0 9 1 1m s 2 进水管管材为钢筋混凝土管 3 进水管按非满流设计 n 0 014 2 设计计算 1 取进水管流速为 径为 设计坡度 0 64m sv 150mmD 005 0 i 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 10 2 已知最大日污水量 Qmax 350m3 d 3 初定充满度 h D 0 75 则有效水深 150 0 75112 5mmh 4 已知管内底标高为 119 50m 则水面标高为 119 65m 取地面标高为 120 0m 5 管顶标高为 119 69m 6 进水管水面距地面距离 0 35m 3 2 格栅的设计格栅的设计 本设计采用中一道细个细格栅 细格栅计算图如图 3 1 图 3 1 格栅 设计要求 1 中格栅间隙一般采用 10 40mm 细格栅采用 3 10mm 2 格栅不宜少于两台 如为一台时 应设人工清除格栅备用 3 过栅流速一般采用 0 4 0 9m s 4 格栅倾角一般采用 30 45 5 通过格栅的水头损失一般采用 0 08 0 15m s 6 格栅间必须设置工作台 台面应高出栅前最高设计水位 0 5m 工作台有 安全和冲洗设施 7 格栅间工作台两侧过道宽度不应小于 0 7m 工作台正面过道宽度 1 人工清除 不小于 1 2m 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 11 2 机械清除 不小于 1 5m 8 机械格栅的动力装置一般宜设在室内或采取其它保护设备的措施 9 设置格栅装置的构筑物必须考虑设有良好的检修 栅渣的日常清除 1 格栅间隙数 max sinaQ n b h v 式中各项字母代表的意义同前 取细格栅栅前水深为0 1m 格栅栅条间隙 b 8mm h 过栅流速0 72m s 格栅安装倾角 a 30 设置一台机械格栅 则每台格栅间隙数为 v max sina0 00405sin60 12 0 008 0 1 0 72 Q n b h v 2 栅槽宽度 bnnSB 1 式中 栅槽宽度 m B 栅条宽度 取 0 01m SS 栅条间隙 取 0 008m bb 栅条间隙数 12 个 nn mbnnSB 1 0 012 10 008 120 206 1 3 进水渠道渐部分长度 6 1 1 1 atan2 BB l 式中 进水渠道渐宽部分长度 m 1 l B1 进水渠道宽度 取 1 0 10m B a1 渐宽部分展开角度 取 20a1 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 12 1 1 1 0 200 10 0 15m 2tan2 tan20 BB l 4 出水渠道渐窄部分长度 2 l 21 11 0 150 075m 22 ll 5 过栅水头损失 通过格栅的水头损失可以按下式计算 1h 01hkh a g v hsin 2 2 0 式中 设计水头损失 1 hm 计算水头损失 0 hm 重力加速度 s2gm 系数 格栅受污堵塞时水头损失增大倍数 一般采用 3k 阻力系数 其值与栅条锻炼形状有关 设格栅断面形状为锐边矩形 44 33 0 01 2 42 1 969 0 008 s b 22 0 0 72 sin1 97sin300 026m 2 9 8 v ha g 10 3 0 0260 078mhk h 6 栅后槽总高度H 设栅前渠道超高 栅前水深 则m3 0 2 h0 1mh 取 0 5m 12 0 1 0 0780 30 478mHhhh 7 栅前槽高度 1 H 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 13 12 0 1 0 30 4mHhh 8 栅槽总长度 L 1 12 0 4 0 5 1 00 150 0750 5 1 02 42m tan30tan30 H Lll 9 每日产生的栅渣量 1000 86400 1max z K WQ W 式中 每日栅渣量 Wd m3 单位体积污水栅渣量 细格栅间隙为 8 取 0 1 1 W污水 33 10 mmmW污水 33 10 m 生活污水总变化系数 2 3 z K z K 3 86400 0 00405 0 1 0 035m 2 3 1000 Wd 0 02 宜采用人工清渣 3 0 035m Wd d m3 3 3 提升泵的设计提升泵的设计 扬程的估算 H H 静 h1 h2 式中 H 静 水泵调节池底高的与水泵出水管提升后的水位 H2之差 H1 进水管底标高 114 675m H2 接触池水面标高 121 2128m H 静 H2 H1 121 2128 114 675 6 5378m h1 为构筑物水头损失由后面高程计算得 2m h2 为污水管渠水力损失 由高程计算 0 526m 则水泵扬程为 H 6 5378 2 0 5378 9 0756m 取 10 米 选泵 由 14 58 可查 给水排水设计手册 第 11 册 常用设备得hmQ 350 3 hm 3 mH7 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 14 型号流量 hm 3 扬程 m转速min r功率 KW效率 重量 kg 50QW27 15 1 5251028401 567 560 3 4 调节池的设计调节池的设计 停留时间取 8 小时 由于进水标高较小 采用地下式便于一次提升水头 便于污泥重力排 出 并有一定保温作用 设计正方形调节池 即长 L B 宽 并取有效水深 2 0m 1 调节池有效容积 Q 24m3 h 350 24 m3 h 14 58 m3 h hQ 8 14 58 116 7m3hVTQ 停留时间取 8h V 116 7 m3 并且 h 2 0m 且 L B 面积 A 58 4 m3 V h 116 7 2 L B 7 64m 取 L 8mA58 4 2 调节池规格 2m 4m 8m 2m V有 128m3 调节池设污泥斗四个 每斗上口面积 4m 4m 下口面积 0 4 0 4 m2 泥斗倾角 450 泥斗 高 1 8m 每个泥斗容积 Vi 3 h 1S2S12S S 42 0 42 1 8 3 22 40 4 10 656m3 泥斗容积共 4 4 10 656m3 42 624m3VVi 调节池每日沉淀污泥量为 W 160 350 31500 10 6 0 0315t 16070 160 湿污泥体积约为 0 0315 4 0 7875 m3 设污泥密度为 1t m3 V 污泥含水率为 96 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 15 泥斗可存一个月污泥 调节池最高水位设置为 2 00m 超高为 0 50m 顶标高为 118 975m 工艺装备 集水调节池内设置搅拌机2台 单台功率9kw 3 53 5 接触氧化池的设计接触氧化池的设计 1 确定设计参数 1 平均时污水量 Q 350 14 6d m3 3 m h 2 进水 BOD5浓度 La 200mg L 3 出水 BOD5浓度 Lt 30mg L 4 BOD5去除率 0 85 85 at a LL L 20030 200 5 根据试验资料确定 填料容积负荷 M 1500g BOD5 3 m d 有效接触时间 t 2h 气水比 D0 15 33 m m 2 生物接触氧化池的计算 1 生物接触氧化池有效容积 填料容积 a 3 350 200 30 39 7m 1500 tQ LL V M V 氧化池有效容积 m3 Q 平均日污水量 3 m d La 进水 BOD5浓度 mg L Lt 出水 BOD5浓度 mg L M 容积负荷 g BOD5 M 1000 1500 g BOD5 3 m d 3 m d 2 氧化池总面积 设 H 3m 分三层 每层高 1m 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 16 F 13 2m2 V H 39 7 3 F 氧化池总面积 m2 H 填料层总高度 m 3 每个氧化池面积 采用 4 格氧化池 每格面积为 3 3 m2 25 m2f F n 13 2 4 n 氧化池格数 个 n 2 个 每格氧化池面积 m2 f 25 m2f 每格氧化池尺寸 L B 1 85m 1 85m 4 校核有效金额出时间 t 2 7h 在 1 5 3 0 之间 合格 nfH Q t 氧化池有效接触时间 h 5 氧化池总高度 H0 H h1 h2 m 1 h3 h4 H 3m h1 0 5m h2 0 4m h3 0 2m m 3 h4 0 5m H0 3 0 5 0 4 0 2 3 1 0 2 0 5 5m Ho 氧化池总高度 h1 超高 m h1 0 5 0 6m h2 填料上水深 m h2 0 4 0 5m h3 填料层间隙高 m h3 0 2 0 3m h4 配水区高度 m 不进入检修者 h4 0 5m 进入检修者 h4 1 5m m 填料层数 6 污水在池内实际停留时间 t 4 h 01 nf Hh Q 4 3 3 50 5 14 6 7 采用多孔管鼓风曝气供氧 所需器量 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 17 D D0Q 15 350 5250 3 64 3 m d 3 m min D 需气量 3 m d D0 每立方米污水需气量 D0 15 20 33 m m 33 m m 8 每格氧化池需气量 D1 D 3 64 0 91 1 n 1 4 3 m min 3 6 二次沉淀池的设计 竖流式 二次沉淀池的设计 竖流式 设计数据 Q k 350 2 3 805 0 00932 maxQ 3 m d 3 m d 3 m s Kz 生活污水流量总变化系数 该设计中取 2 3 1 中心管面积 设 0 02m s 采用 4 个竖流式沉淀池 每池最大设计流量 0v m3 s 0 00233 m3 s maxq maxQ n 0 00932 4 0 117 m2 0 maxq f v 0 00233 0 02 每池最大设计流量 m3 s maxq 中心管面积 f 中心管内流速 m s 0v 2 中心管直径 0 386m 0 4 f d 4 0 117 3 14 取 0 4m 0d 3 中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度 设 0 012m s 1v 1 35 1 35 0 4m 0 54m 1d0d 0 115m 3 11 maxq h vd 0 00233 0 012 3 14 0 54 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 18 污水由中心管喇叭口与反射板之间的缝隙流出速度 m s 1v d1 喇叭口直径 m 4 沉淀部分有效断面积 设表面负荷 q 1 0 则 0 2778mm s 32 m m hA v 1 0 1000 3600 max0 00233 2 3 0 0002778 3 6466m z q F K v q 表面负荷 对于生物膜处理后取 1 0 1 5 32 m m hA v 污水在沉淀池中流速 m s 5 沉淀池直径 2 190m 取 D 2 2m 4 Ff D 4 3 6466 0 117 3 14 6 沉淀部分有效水深 设 t 2h 0 0002778 2 3600 2 00016m 取 2m 23600hvt 2h 校核池子直径与有效水深之比值 D 2 2 2 1 1 3 符合要求 2h h2 中心管淹没深 m t 沉淀时间 h 7 校核集水槽出水堰负荷 集水堰每米出水堰负荷为 0 34 2 9 符合要求 maxq D 2 33 2 2 Ls m Ls m 8 沉淀部分所需总容积 0 394m3 max12 0 86400 100 100 z qCC T V KP C1 进水悬浮物浓度 t m3 C2 出水悬浮物浓度 t m3 污泥密度 t m3 其值约为 1 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 19 P0 污泥含水率 T 两次清楚污泥相隔时间 d 每个池子所需污泥室容积 0 394 m3 9 圆锥部分容积 设圆锥椎体下底直径为 0 2m 1 12 1 1 0 1 0 12 1 99m3 取 2m3 1 57 m3 5 22 1 3 h VRRrr 5 3 h 1V 其中 R r tan550 1 43m 5h h5 污泥室圆截锥部分的高度 m R 圆截锥上部半径 m r 圆截锥下部半径 m 10 总高度 12345Hhhhhh 0 3 2 0 0 115 0 3 1 43 4 145m h1 超高 m h4 缓冲层高 m 5 二沉池集配水井的设计计算 9 1 配水井中心管直径 D3 0 141 m 4 4Q v 4 0 00932 3 14 0 6 式中 D3 配水井中心管直径 m V4 中心管内污水流速 m s 一般采用 v4 0 6m s Q 进水流量 m3 s 设计中取 v4 0 6 m s Qmax 9 32 10 3m3 s 2 配水井直径 D4 22 4 3 5 44 0 00932 0 1410 244 3 14 0 3 Q DDm v 式中 D4 配水井直径 m 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 20 V5 配水井内污水流速 m s 一般采用 v2 0 2 0 4m s 设计中取 v5 0 3 m s 3 集水井直径 D5 22 54 6 44 0 00932 0 2440 345 3 14 0 2 Q DDm v 式中 D5 集配水井直 m V6 集水井内污水流速 m s 一般采用 v1 0 2 0 4m s 设计中取 v6 0 2 m s 3 7 液氯消毒液氯消毒 本设计采用液氯消毒 1 此种消毒方法的优点如下 7 1 具有余氯的持续消毒作用 2 价值成本低 3 操作简单 透量准确 4 不需要庞大的设备 2 液氯消毒的设计计算 1 设计参数 最大加氯量6 0mg L 氯与水接触时间不少于 30min 2 加氯量的设计计算 q 0 001aQ 式中 a 最大投氯量 本设计取 6 0mg L Q 要消毒的水量 m3 h 0 001 6 0 14 58 0 0875 2 1 qkg hkg hkg d 储氯量 按30天计 G 30q 30 2 1kg d 63kg 3 氯瓶及加氯机的选择 采用容量为500kg的氯瓶共1只 采用0 5kg h加氯机2台 一用一备 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 21 消毒池尺寸 取有效停留时间为8h a 体积V QT 14 58 8 m3 116 64m3 b 消毒池设计有效水深2 0m 分三格 池长8m 每个宽3m L b 2 67 消毒池总宽B nb 3 3 9m 实际池容V 2 8 9 144m3 116 5m3 满足有效停留时间的要求 3 8 计量设备计量设备 3 8 1 计量设备的选择计量设备的选择 本设计采用巴氏计量槽设在总出口处 其特点是 5 a 精确度可达 95 98 b 水头损失小 底部冲刷力大 不易沉积杂污 c 操作简单 d 施工技术要求高 尺寸不准确测量精度将会受到影响 3 8 2 设计依据设计依据 设计依据如下 5 a 计量槽应设在渠道的直线段上 直线段的长度不应小于渠道宽的8 10倍 在计量槽 的上游 直线段不小于渠宽的 2 3 倍 下游不小于 4 5 倍 当下游有跌水而无回水影 响时可适当缩短 b 计量槽中心线应与渠道中心线重合 上下游渠道的坡度应保持均匀 但坡度可以同 c 计量槽喉宽一般采用上游渠道宽度的 1 3 1 2 d 当喉宽 W 为 0 25m 时 H2 H1 0 64 为自由流 大于此数为潜没流 当喉宽 W 0 3 2 5m 时 H2 H1 0 7 为自由流 大于此数为潜没流 e 当计量槽为自由流时 只需记上游水位 而当其为潜没流时 则需同时 记下游水位 设计计量槽时 应尽可能做到自由流 但无论在自由流还是在潜没流的情况 下 均宜在上下游设置观察井 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 22 3 8 3 设计计算设计计算 1 根据最大出水量为 Q 1 2898 m3 s 0 5 0 6449 m3 s和 CJ T3008 5 92 巴式计量槽 的设计规程 选择吼宽为 b 1 20m 的巴式计量槽 各部分尺寸查手册 5 表 10 3 得 该计量槽的测量范围为 25 0 1800L s 2 查手册 1 选择钢筋混凝土管作为二级出水管 管径为 D 1050mm 流速 v 1 00 m s设计坡度为I 0 9 4 4 污泥处理系统的设计计算污泥处理系统的设计计算 污泥处理的最终目的要达到 稳定化 即去除污泥中的有机物 减量化 即降低含水 率 减少污泥容积 无害化 即杀死寄生虫卵和病原微生物 降低污泥的毒性 污泥综合 利用 即将污泥处理后 用做农用化肥等 实现污泥的无害化及综合利用 本设计中 由 于二沉池以及接触氧化池底部标高较低 所以需选用污泥提升泵 选用两台 80 65SWB50 20 7 5 型提升泵 功率为 7 5kw h 一备一用 4 1 工艺流程的确定工艺流程的确定 污泥的处理工艺流程 污泥 机械脱水 外运设置 4 2 污泥脱水系统设计污泥脱水系统设计 本设计中污泥脱水系统的设计过程如下 2 本设计运用机械脱水 采用压滤法 选用带式压滤机 1 污泥产量 V V1 V2 0 7875 0 39 1 18 m3 d V 取 1 2 m3 d V 日产污泥总量 m3 d V1 调节池每日沉淀湿污泥体积 m3 d V2 二沉池每日沉淀湿污泥体积 m3 d 2 设污泥脱水后含水率为 75 则每天产生的污泥量为 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 23 1 0 2 100 100 P QQ P 2 1 1000MQP 式中 Q 脱水后污泥量 m3 d Q0 脱水前污泥量 m3 d P1 脱水前含水率 P2 脱水后含水率 M 脱水后干污泥重量 kg d 0 192 m3 d 1 0 2 100 100 P QQ P 10096 1 2 10075 48kg d 2 1 1000MQP 0 192 1 75 1000 污泥脱水后形成泥饼用小车运走 3 压滤机的选用 选取 HT ZM X 300 污泥浓缩脱水一体机 其工作参数见表 污泥浓缩 0 5 5 安装尺寸 mm 型号 带宽 mm 绝干处理量 kg ds h 进泥量 m3 h 泥饼含 水率 功率 KW 重量 Kg 长宽高出口高 HT ZM X 3006 150 3 0 675 851 040015007001400650 HT ZM X 系列工艺流程 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 24 选取 HT ZM X 300 型号的污泥浓缩脱水一体机 一台工作 一台备用 每台处理 污泥量 0 3m3 h 每天工作 4h 4 投药量 投药系统按投加聚丙烯酰胺计算 脱水机干泥产量为 48kg h 每天工作 3h 设计投 药量为 2 则每日共需投药量为 1 48 3 2 2 88kg 5 污水处理厂的总体布置污水处理厂的总体布置 5 1 平面布置及总平面图平面布置及总平面图 污水处理厂的平面布置包括 处理构筑物与辅助构筑物 如泵站 配水井等 的布置 各种管线 辅助建筑物 如鼓风机房 办公楼 变电站等 以及道路 绿化等的布置 1 5 1 1 平面布置的一般原则平面布置的一般原则 平面布置的一般原则如下 1 11 a 处理构筑物与生活 管理设施分别集中布置 节约土地并便于管理 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 25 b 处理构筑物的布置应尽可能按流程顺序布置 应充分利用原有地形以减少土方量 构筑物之间的管线应短捷 避免迂回曲折 保证水流通畅 c 经常有人工作的地方如办公 化验等用房应布置在夏季主导风的上风向 在北方地 区也应考虑朝阳 设绿化带与工作区隔开 d 构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的位置 运转管理的需要和施工的要求 一般采 用 5 10m e 污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合 以备安全 并方便管理 f 污水厂应设置超越管以便在发生事故时 使污水能超越一部分或全部构筑物 进入 下一级构筑物或事故溢流管 g 总图布置应考虑远近期结合 有条件时可按远景规划水量布置 将处理构筑物分为 若干系列分期建设 5 1 2污水厂平面布置的具体内容污水厂平面布置的具体内容 a 处理构筑物的平面的布置 b 附属构筑物的平面的布置 c 辅助建筑物 管道 管路及绿化带的布置 平面图的布置见图 5 2 污水厂的高程布置污水厂的高程布置 污水处理厂高程设计的任务是对各单元处理构筑物与辅助设施等相对高程做竖向布置 通过计算确定各单元处理构筑物和泵站的高程 各单元处理构筑物之间连接管渠的高程和 各个部位的水面高程 使污水能够沿处理流程在构筑物之间通畅流动 1 5 2 1污水处理厂高程布置应考虑事项污水处理厂高程布置应考虑事项 污水处理厂高程布置应考虑事项 1 a 尽量采用重力流 减少提升 以降低电耗 方便运行 b 应选择一条最长 水头损失最大的流程进行水力计算 并应适当留有余地 以保证 任何情况下 处理系统都能够运行正常 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 26 c 水力计算时 一般以近期流量 水泵最大流量 作为设计流量 涉及远期流量的管 渠和设施 应按远期最设计流量进行计算 并酌适当扩预留贮备水头 d 注意污水流程与污泥流程间的配合 尽量减少污泥处理流程的提升 污泥处理设施 排出的废水应能自流入集水井或调节池 f 污水处理厂出水管渠高程 应使最后一个处理构筑物的出谁能自流排出 不受水体 顶托 e 设置调节池的污水处理厂 调节池宜采用半地下式或地下式 以实现一次提升到目 的 5 2 2污水厂的高程布置污水厂的高程布置 水头损失包括 a 污水经各处理构筑物的内部水头损失 b 污水经连接前后两构筑物管渠的水头损失 包括沿程水头损失和局部水头失 5 2 3高程计算高程计算 沿程水头损失按 h iL 计算 i 为管渠的坡度 局部水头损失按 h v2 2g 计算 为局部水头损失系数 附表 附表 表表 1 构筑物水头损失表构筑物水头损失表 构筑物名称水头损失 m 构筑物名称水头损失 m 细格栅 0 10 配水井 0 2 调节池 0 2 液氯消毒池 0 3 接触氧化池 0 3 巴氏计量槽 0 20 二沉池 0 4 脱水间 1 2 本设计的设计取地面标高为 120 0m 最高水位 117 0m 则取出水管口的标高为 117 4m 表表 2 2 污水管渠水力计算表污水管渠水力计算表 管渠设计参数水头损失管渠及构 筑物名称 流量 L s D mm I V m s L m 沿程局部合计 环境与资源学院 08 级环境工程课程设计说明书 27 出水口至计量槽 9 311504