污水处理厂设计

水污染控制技术课程设计09环境监测与治理技术(1班)目录一、原始设计材料5自然条件5(二)城市污水排放现状.(三)污水处理厂5的建设规模和处理目标(4)施工原则5二。污水处理工艺方案选择6过程的比较分析和选择6三、污水处理工艺设计计算.8水量的确定.8(2)水质测定8四、网格设计与计算.9概述9(二)格栅的设计10V.充气沉淀池13(一)设计说明13(2)设计和计算13六.SBR反应器16的设计与计算(一)设计说明.16(二)丁苯橡胶反应器18的体积计算(三)SBR反应器19的运行时间和水位控制(4)排水口高度和排水管20的管径(5)排泥量和排泥系统20(6)需氧量和曝气系统22的设计和计算(7)风管的计算23倾析器24参考文献26一、原始设计数据(a)自然条件1)地形地貌：该镇有多种地貌类型，如低山、丘陵、盆地和平原。地势西北高，东南低。(2)工程地质：该镇的地质层暴露在白垩纪地层中。城市地层覆盖第四系现代冲击层，厚度40-60米。上层一般为耕土、粉土、砂质粘土、亚粘土、细中砂和残积粘土。地基承载力120-350千帕，地震等级6级以下，供电良好。(3)气象数据：该镇位于亚热带，面向东海。它具有明显的海洋气候特征。冬天天气温暖，夏天偶尔会有寒冷和高温，但不会有酷热。历年最高气温为38，最低气温为4，年平均气温为24。全年的主导风向是东南风。(4)水文数据：该镇河流最高洪水位为3米，最低水位为-0.5米，平均水位为0.5米。(二)城市污水排放现状1、污水量(1)生活污水按人均生活污水排放量300升/人日计算；(2)生产废水15000 m3/d；(3)公共建筑废水排放系数按0.15计算；(4)处理厂的处理系数按0.80计算。2.污水质量(1)生活污水质量指标如下：CODcr 60g/人. dBOD5 30g/人. d(2)工业废水指数：CODcr 300mg毫克/升；BOD5 170mg毫克/升氨氮30毫克/升(三)污水处理厂的建设规模和处理目标1.建设规模污水处理厂为6万人服务。2.加工目标CODcr 100mg毫克/升；BOD5 30mg毫克/升；不锈钢30毫克/升；氨氮10毫克/升.(4)建设原则污水处理工程建设过程中应遵循以下原则：污水处理工艺技术方案应在满足处理要求的前提下，优先采用资金投入和运行费用少、操作管理简单的先进工艺；污水和污泥处理技术以及其他所用技术不仅要求先进，而且要求成熟可靠。与污水处理厂配套的场外项目应同时建设，以使污水处理厂尽快充分发挥效益；污水处理厂的废水应该尽可能地再利用，以缓解城市严重的缺水问题。污泥和浮渣处理应尽可能完善，以消除二次污染。尽量减少项目占用的土地。二、污水处理工艺方案选择(a)过程比较分析和选择(1)传统活性污泥法传统的活性污泥法，又称推流式活性污泥法，是在污水自净的基础上发展起来的。污水经过初沉、初沉等工艺处理后，进入平推式曝气池。在曝气和水力条件下，曝气池中的水均匀流动。污水从入口流向出口，前端液流不与后端液流混合。在曝气池中，污水中的大部分有机物被微生物吸附，氧化分解成无机物，然后进入沉淀池。在这个过程中，随着环境的变化，生物反应速度也在变化，F/M值也在变化，微生物群的数量和质量也在不断变化，后续污泥的吸附、絮凝和稳定化也在不断变化，其沉降-浓缩性能也在不断变化1。图2-1传统活性污泥法工艺流程图传统活性污泥法的特点是2:(1)曝气池中的污水浓度从池头到池尾逐渐降低。由于曝气池中的浓度梯度，污水降解反应的驱动力更大，效率更高，污水处理方法更灵活。(2)悬浮物和生化需氧量的去除率较高。运行稳定。(4)推流式曝气池沿池长均匀供氧，导致池头供氧过多，池尾供氧不足，增加了动力成本；根据设计要求，氮的去除率相对较高，而传统的活性污泥法不能满足要求。(2)SBR工艺丁苯橡胶工艺早在20世纪初就已应用。由于手工管理的难度和复杂性，它还没有被推广。这种方法将取水、曝气和沉淀集成在一个水池中。通常，多个池组成一个组，每个池的工作状态依次变化和操作。单池由撇渣器间歇排放，因此也称为序批式活性污泥法。2-2丁苯橡胶工艺部分流程图该工艺将传统的曝气池和沉淀池从空间分布改为时间分布，形成一个一体化的集约化结构，有利于实现紧凑的模块布局，最大的优点是节省占地面积。另外，可以减少污泥回流，达到节能效果。典型的SBR工艺在沉淀过程中停止进水，静态沉淀可以获得更高的沉淀效率和更好的水质。表2-1丁苯橡胶工艺的优势更好点机制良好的沉降性能有机物去除效率高提高难降解废水的处理效率抑制丝状真菌的膨胀不需要增加新的反应器就可以去除磷和氮。不需要二沉池和污泥回流，工艺简单。理想降水理论理想推力状态生态环境的多样性选择性标准生态环境的多样性结构本身的特征然而，SBR工艺也有一些缺点。它对自动控制的要求很高，需要大量的电控阀门和机械撇油器。如果有轻微的故障，它将无法运行。一般来说，全套进口设备SBR(序批式活性污泥法)工艺早在1914年就已发展起来，但由于当时监测手段落后，未能推广应用。1979年，美国欧文对丁苯橡胶工艺进行了深入研究，1980年，在印第安纳州的卡尔弗对丁苯橡胶污水处理厂进行了改造并投入运行。此后，随着计算机监控技术、各种新型无堵塞曝气机和软件技术的出现，以及在线溶解氧仪和水位计等高精度水质检测仪器和相对经济的过程控制的发展，污水处理厂的运行和管理逐渐实现了自动化。此外，SBR具有水质均质、工艺简单、处理效果稳定、抗冲击负荷能力强、出水水质好、操作灵活、占地面积小等优点。并已成为包括美国、德国、日本、澳大利亚和加拿大在内的许多发达工业国家的研发热点。以澳大利亚为例，在过去10年中，采用SBR工艺的污水处理厂数量已达到近600家4。SBR工艺一般适合中小规模、土地紧缺、具备引进设备条件的企业。因此，选择丁苯橡胶工艺。图2-3图图丁苯橡胶工艺流程三、污水处理工艺设计计算(1)水量的确定水量：生活污水q生活=6.0104300L/人-日=1.8104m3/d工业废水q工业=1.5104m3/d (3-11)公共建筑废水q建筑=1.81040.15=0.27104m3/d所以产生的废水量是qQ=Q生活Q工业Q建筑=(1.81.50.27)104=3.57104 m3/d(3-12)处理厂的处理系数为0.8，因此污水处理厂的处理能力Qpqp=3.571040.8=2.856104 m3/d(3-13)(2)水质测定CODcr:CODcr=601036.0104(10.15)3001.5107/3.57107=242毫克/升(3-21)BOD5:生化需氧量=301036.0104(10.15)1701.5107/3.57107=129毫克/升(3-22)根据规定，NH3-N为30毫克/升，因此确定处理厂处理后的水质为CODcr=242mg毫克/升，BOD5=129mg毫克/升，NH3-N=30毫克/升四.格子概述1.网格的作用格栅的主要功能是拦截污水中的大块污物，以免损坏后续处理单元的泵或工艺管道。栅栏的拦截物被称为栅栏渣，其中包括数十种杂物，从腐烂的木头到树枝、木塞、塑料袋、破布、石头、瓶盖、尼龙绳等。2.烤架的类型(1)按网格形式分为直条网格、弧形网格、辐射网格、鼓形网格和活动网格。常见的类型是直杆网格。(2)根据栅条间的净间距，即栅间距：粗栅，栅间距40毫米；中等网格：网格距离15 25毫米；细光栅：4 10毫米。3.常见设置方法(1)一厚一中，两格；(2)一厚一中一薄，三格。4.除渣方法(1)人工清渣：适用于小型污水处理厂，当格栅除渣量小于或等于0.2m 3/d时，格栅的安装角度应为30 45。(2)机械除渣：适用于格栅除渣量大于0.2m 3/d时使用，包括固定式除渣机、移动式除渣机和旋转式耙式除渣机。一般情况下，格栅的安装角度为60 70，有时为90。(3)格栅渣量：16 25毫米0.1 0.05m3/(103m3污水)格栅间隙：30m50m0.03 0.01m3/(103m3污水)5.设计操作工艺参数(1)格栅前的流速：格栅前的通道中污水的流速一般控制在0.4 0.8m/s，这样可以保证污水中粒径较大的颗粒不会沉积在格栅前的通道中。(2)格栅流速：即污水通过格栅的流速一般控制在0.6 1.0m/s，如果流速过大，格栅上拦截的软格栅渣将被冲走。如果小于0.6m/s，格栅前通道中的流速将小于0.4m/s，导致格栅前通道中的沉积。(3)格栅水头损失：污水格栅水头损失与污水穿过格栅的流速有关，一般在0.2-0.5m之间.(4)格栅渣量：格栅渣量为每单位水产生的炉渣量的0.1 0.01 (m3/103m3污水)，粗格栅值小，细格栅值大。该值也可以根据实际情况进行调整。(5)大窝(2)污水处理系统应配备中细格栅。一般来说，在泵房前安装一个中格栅，在泵房后安装一个细格栅。同时，栅条间隙应满足以下要求：手动间隙：25-40毫米；16-25毫米；最大间隙为40毫米。(3)格栅前通道的流速一般为0.4 0.9 m/s，通过格栅的流速一般为0.6 1.0 m/s，格栅的倾角一般为45 75，而机械格栅一般为60 70，特殊类型可达90。(4)通过网格的水头损失一般为0.08 0.15米安放格栅的沟槽深度超过7m时，应选用钢丝绳式格栅机；当深度为2m或2m时，应使用弧形网格。中等深度应使用链式除污机。格栅的选择包括网格截面和网格清洗方法的选择；网格间距的确定。(1)网格截面：圆形水力条件好，刚度差，一般为矩形。(2)去除栅条的方法：取决于栅渣的量网格间距：根据污水类型选择。城市污水一般为16 25毫米(这里选择3 10毫米)。2.格栅的性能参数技术参数注：1。表中水流是在闸门前水位为H=1m/s的前提下2.上表功率是在耙齿移动速度V=2m/min的条件下。XQ型圆耙清理机特征1.没有栅条，许多小齿耙相互连接，形成一个大的旋转面，从而彻底捞渣。2、过载保护装置，运行可靠。3.通过改变运行轨迹完成排渣，效果良好。4.最小间隙为1毫米，这是一个典型的细网格。5.耙子强度高，由尼龙和不锈钢制成。图4-1网格结构示意图数据栅条的净距为5毫米，水流量为30000吨/天。因此，选择了两台XQ-9003循环耙清洗机。(1)钢筋净宽度为10 mm，(2)钢筋净距离为5 mm，(3)钢筋前水深为1 m，(4)安装角度为75 ,(5)钢筋宽度为1m3.设计参数网格净间距b=0.005m米，网格宽度S=0.01m米，安装角a=75，网格流速v=0.88m米/秒