3万吨生活污水的缺氧好氧的脱氮设计2013

水污染控制工程课程设计项目3万吨生活污水的缺氧好氧的脱氮设计学院环境科学与工程学院专业环境工程年级班别10环境工程2班学号311学生姓名肥敏指导教师罗建中2013年6月目录一、设计概述1二、设计任务与内容121设计任务122设计规模和指标1（1）设计规模1（2）设计指标1三、工艺流程及说明131工艺原理132A/O工艺2321工艺流程图及说明2322工艺特点2323A/O工艺设计参数3四、工艺设计计算341工艺设计参数342反应池容积计算4421好氧池设计计算4422缺氧池设计计算543反应池尺寸计算5431单组池容积5432单组好氧池容积6433单组缺氧池容积644曝气系统设计计算6441需氧量计算6442空气量计算7443鼓风机出口风压计算845回流量比计算846反应池进、出水系统计算8461进水流量8462污泥回流管8463混合液回流管8464进水管9465出水管947二沉池工艺计算9471设计参数9472设计计算10五、机械设备选型1251缺氧池设备选择（以单组反应池计算）1252污泥回流设备1254混合液回流设备13六、总结13【参考文献】14【附件】143110007674陈昶敏水控制污染工程课程设计1一、设计概述我国水体污染主要来自两方面，一是工业发展超标排放工业废水，二是城市化中由于城市污水排放和集中处理设施严重缺乏，大量生活污水未经处理直接进入水体造成环境污染。工业废水近年来经过治理虽有所减少，但城市生活污水有增无减，占水质污染的51以上。本设计要求处理水量为3万T/D的城市生活污水，设计方案针对已运行稳定有效的A/O活性污泥法工艺处理城市生活污水。它可以同时完成有机物的去除，硝化脱氮的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NH3N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。二、设计任务与内容21设计任务根据所给资料利用缺氧好氧工艺设计一个合理的方案用于处理城市污水。22设计规模和指标（1）设计规模生活污水处理规模为3万T/D（2）设计指标本项目设计进出水水质根据生活污水来源和生活污水排放标准GB189182002标准列出，采用第一级B标准排放浓度，如下表1设计进、出水水质表1CODCRMG/LBOD5MG/LNH3NMG/LTPMG/LSSMG/L进水水质250100253200出水水质60208120三、工艺流程及说明31工艺原理3110007674陈昶敏水控制污染工程课程设计2污水在好氧条件下使含氮有机物被细菌分解为氨，然后在好氧自养型硝化细菌的作用下进一步转化为亚硝酸盐，再经好氧自养型硝化细菌作用转化为硝酸盐，至此完成了硝化反应；在缺氧条件下，兼性异氧细菌利用或部分利用污水中原有的有机物碳源为电子供体，以硝酸盐代替分子氧作电子受体，进行无氧呼吸，分解有机质，同时，将硝酸盐中氮还原成气态氮，至此完成了反硝化反应。A1/O工艺不但能取得比较满意的脱氮效果，而且通过上述缺氧好氧循环操作，同样可取得高的COD和BOD的去除率。32A/O工艺321工艺流程图及说明缺氧池好氧池沉淀池污水剩余污泥出水回流污泥混合液回流A缺氧池反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源，将回流液带入的大量NO3N和NO2N还原为N2释放至空气中。BOD5浓度下降，NO3N的浓度大幅度下降，而磷的变化很小。B好氧池有机物被微生物生化降解而继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使NH3N浓度显著下降，但该过程使NO3N浓度增加，磷随着聚磷菌的过量摄取，也以较快速度下降。好氧池将NH3N完全硝化，缺氧池完成脱氮功能；322工艺特点该工艺中反硝化反应以污水中的有机物为碳源，生物接触氧化池为做好养段的除氮。反硝化产生的碱度可以补充硝化阶段50的需要碱量；利用原水中的有机物，无需外加碳源；利用硝酸盐作为电子处理进水中有机物，不仅节约后续曝气量，而且反硝化对碳源的利用广泛，甚至包括难降解的有机物；前置缺氧池可以有效的控制系统的污泥膨胀。3110007674陈昶敏水控制污染工程课程设计3323A/O工艺设计参数查污水处理厂工艺设计手册得A/O工艺设计参数如下A/O工艺设计参数表项目单位参数值BOD5污泥负荷USKGBOD5/KGMLSSD005015总氮负荷率KGTN/KGMLSSD005污泥浓度（MLSS）XAG/L2540污泥龄CD1123污泥产率YKGVSS/KGBOD50306需氧量O2KGO2/KGBOD51120水力停留时间HRTH816其中缺氧段0530污泥回流比R50100混合液回流比RI1004009095（BOD5）总处理效率6085（TN）四、工艺设计计算41工艺设计参数本次设计参数确定为设计流量为3330/0/05/1KGDQMDS设计温度T20取污泥浓度（MLSS）XR25G/L3110007674陈昶敏水控制污染工程课程设计442反应池容积计算421好氧池设计计算4211硝化系统的污泥龄CO根据水污染控制工程P154污泥泥龄法得，公式；01ECODYQSVXK根据P125表122城镇污水的典型动力学参数值（20）得动力学参数单位范围典型值RMAXGCOD5/GVSSD2105KSGBOD5/M32510060YGVSS/GBOD5040806KDD10040075006根据流量实际情况，选取Y06，KD006，MLVSS/MLSS07。注意到，计算式中污泥龄并不是去除有机物的系统污泥龄，是消化系统的污泥龄，且15时硝化菌的最大比生长速率为047，CO1则硝化菌比生长速率0981509821550474706TANNEEK即123D6COFD符合其中F为污泥龄设计安全系数，一般G/NM为消化作用中半速率常数，取175。取1525，取2。4212好氧区容积3063012076401M1257ECODYQSVXK（）（）取好氧池实际体积为7700M3。3110007674陈昶敏水控制污染工程课程设计5好氧池水力停留时间（满足5155）70246H3VTQA/O总体容积为310M好缺总停留时间为（满足816）T624HT好缺422缺氧池设计计算4221排除生物脱氮系统的剩余污泥量062511OBSDCOYK由已知条件求得表观产率系数0OBS25336/EVXYQSKGMLVSD则剩余污泥量为4222缺氧区容积取生物反应池进水总凯氏氮浓度为50MG/L（氨氮浓度为25MG/L,凯氏氮为有机氮与氨氮的总量），反应池出水总氮浓度20MG/L，混合液挥发性悬浮固体浓度XV为4GMLVSS/L，反硝化速率KDE为005GNO3NGMLVSSD。3012052016321844KTEVNDQNXVM取缺氧池实际体积为2700M3。缺氧池的水力停留时间为（满足053）N270T2Q1H缺43反应池尺寸计算431单组池容积反应池总体积V10400M3设反应池2组，31V042M2单组池容积3110007674陈昶敏水控制污染工程课程设计6432单组好氧池容积设计有效水深H6M单组好氧池体积为370V85M2单有效面积1S385/641H单拟采用廊道式推流反应池，廊宽B5M，廊道数N5个单组好氧反应池长度S7L26N校核5083156BH满足270L（满足）取超高为10M，则反应池总高H617M433单组缺氧池容积单组缺氧池体积为2V2705MH6S缺缺缺氧池宽B125M缺氧池长2518ML缺取超高为10M，则反应池总高H617M44曝气系统设计计算441需氧量计算已知系统每天排除的剩余污泥量，进、出水的总凯氏氮浓X63/VKGMLVSDA度分别为50MG/L和12MG/L，进水总氮浓度为55MG/L，出水总硝态氮浓度取5MG/L。3110007674陈昶敏水控制污染工程课程设计702T61425701268036314350126302852041/4/EVKEVKEOVQSOXQNXNGDT442空气量计算如果采用鼓风曝气，设曝气池有效水深6M，曝气扩散器安装距池底02M，则扩散器上静水压58M，其他相关参数选择值取07，值取095，1，曝气设备堵塞系数F取08，采用管式微孔扩散设备，EA18，扩散器压力损失4KPA，20水中溶解氧饱和度为917MG/L。扩散器出口处绝对压力PAHPPD5353108510890189空气离开曝气池面时，气泡含氧体积分数9718027912790AE20时曝气池混合液中平均氧饱和度LMGPCDS/064210625410265将计算需氧量换算为标准条件下（20，脱氧清水）充氧量2020201459785647/35687/0796SSTSTOCFKGDKGH曝气池供气量337805/0281SSAOGMHE如果选择四台风机，三用一备，则单台风机风量3324/0/IN3110007674陈昶敏水控制污染工程课程设计8443鼓风机出口风压计算选择一条最不利空气管路计算空气管的沿程和局部压力损失，如果管路压力损失55KPA，扩散器压力损失4KPA，出口风压KPAHHPFD369354895安全余量45回流量比计算取污泥回流比R取50在污泥回流比R05时，内回流比（混合液回流比）RI在300处对氨氮的去除效果最好。所以，取混合液回流比RI300。46反应池进、出水系统计算461进水流量单组反应池进水流量31Q530150264M/S28462污泥回流管单组反应池回流污泥管流量31R026401/S25设管道流速V08M/S管道过水断面积2Q3A8M02管径416453D取进水管管径DN500MM校核流速22Q036/5514VMS08/确保流速不超过预设流速463混合液回流管3110007674陈昶敏水控制污染工程课程设计9单组反应池回流污泥管流量331QR30264M/S07812/SI3设管道流速V08M/S管道过水断面积278A9503管径49651DM取进水管管径DN1200MM校核流速22Q078691/134VS08/确保流速不超过预设流速464进水管反应池进水管设计流量34I1Q1RQ053260417M/S设管道流速V08M/S管道过水断面27A464管径1310DM取出水管径DN1400MM校核管道流速422Q76/1143VS08/S确保流速不超过预设流速465出水管取与进水管相同的管径DN140047二沉池工艺计算471设计参数设计流量为Q20000M3/D023M3/S3110007674陈昶敏水控制污染工程课程设计10最大流量33MAX4I1Q1RQ053260417M/S421/H表面负荷QB范围为0615M3/M2H，取Q1M3/M2H固体负荷QS140KG/M2D水力停留时间（沉淀时间）T2H472设计计算本设计采用辐流式二沉池。设计两座。选取中心进水的形式。4721沉淀池面积设两座沉淀池N2按表面负荷算2MAX42106BQANQ4722沉淀池直径取D52M42106583ADD20M，采用周边转动式刮泥机。4723污泥区高度为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用TW2H，混合液浓度，回流污泥浓度为，二沉池污泥区所需存泥容积VWLMGX/30LMGXR/603MAX121542305613WRTRQVM每个沉淀区容积，3561280W，每个沉淀池污泥区的容积V28083M则污泥区高度为4280136WHA4724沉淀区有效水深3110007674陈昶敏水控制污染工程课程设计11设计沉淀时间T3H,H2QBT133M介于24M4725储泥斗体积3310524TOVM泥取污泥斗直径为5M,故污泥斗高度为H6125/525M。4726二沉池总高度取二沉池缓冲层高度H304M，超高为H103M则池边总高度为HH1H2H3H4033004135M设池底度为I005，则池底坡度降为M50512DDHI式中D为下口直径，取2M。则池中心总深度为HHH5H6512525875M4727沉淀池进水管、出水管和排泥管的管径取进水管DN1400MM出水管DN900MM排泥管DN900MM4728辐流式二沉池计算草图如下出6出3110007674陈昶敏水控制污染工程课程设计12图7辐流式沉淀池计算草图出水进水五、机械设备选型51缺氧池设备选择（以单组反应池计算）缺氧池设导流墙，将池分2格，每格内设潜水搅拌机2台，按5W/M3比容计。厌氧池有效容积V厌2700M3全混合池污水所需功率527005400W则每台潜水搅拌机功率54028W查手册选取QJB25/8400/3740852污泥回流设备污泥回流比R50污泥回流量331QR026401M/S46872/H25设回流污泥泵房一座，内设2台潜污泵（1用1备）单泵流量QR单Q246872M3/H3110007674陈昶敏水控制污染工程课程设计1354混合液回流设备混合液回流比R内300混合液回流量3331QR30264M/S07812/SM/IH3设混合液回流泵房2座，内设3台潜污泵（2用1备）单泵流量QR单Q3/4703M3/H六、总结经过了两周每天一点点的努力，积累起来，我就完成了这份课程设计。刚开始接触水污染控制工程这门课程的时候，对缺氧好氧工艺的了解仅仅是局限于课本上的流程和原理，对它的构筑物并不是十分清楚，而且对其他相关的活性污泥法的性能和曝气设备都没有具体详细的概念。虽然大二的时候，已经开始学习做化工原理课程设计，也进行了关于填料塔的课程设计。但是，因为一开始对污水处理工艺的了解并不到位，导致了这次课程设计从开始就有些棘手。后来在同学的解说下大概的理清了思路。于是从总体的反应池体积开始，慢慢细分到缺氧池、好氧池的尺寸，还有相关管道的设计和设备的使用，结合理论上的计算和参数，把各种相关公式和参数联系起来，但是又由于不同参考书有不同的解法。所以，我必须在大量查找资料，详细了解后，选定适合的方法和参数。经过几天的运算，基本上完成了设计计算，在这个过程中也重新认识了缺氧好氧工艺的特点和脑子里对该工艺更加深刻。在从开始的无从下手，到一步一个脚印的计算、推算、验算等，再到查找设计参数资料、设备参数，最后到两天一夜连续画图的全过程里，我学习到的不仅仅是缺氧池、好氧池的设计计算等，更多的是一整套的设计思路和设计过程。