水处理课程设计---生活污水处理工艺设计

水处理课程设计---生活污水处理工艺设计 徐州工业职业技术学院 水处理课程设计 课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 名称: 某城市市郊小区 生活污水处理工艺设计 课题性质: 课程实训设计 院 系: 化学工程技术学院 班 级: 环境工程101 设 计 人: 姚婷 学 号: 108031332 指导教师: 殷玉忠 (2012年01月6日) 一(污水处理工程的厂址选择与原则 ........................................................................................... 4 1(厂址选择一般原则: .................................................................................................... 4 2(厂址选择 ..................................................................................................................... 4 二(污水处理工艺课题要求与对象分析 ....................................................................................... 4 三(工艺选择与比较 ....................................................................................................................... 6 ? 氧化沟 ................................................................................................................................. 6 ? AB法 .................................................................................................................................. 7 ? SBR法 ................................................................................................................................ 8 四(课题设计工艺流程图 ............................................................................................................... 9 五(污水处理构筑物设计计算 ..................................................................................................... 10 ? 格栅 ................................................................................................................................... 10 1.设计规范要求 .............................................................................................................. 10 2.设计计算 ...................................................................................................................... 10 3.中格栅设计计算 .......................................................................................................... 10 4.细格栅设计计算 .......................................................................................................... 13 (二)泵的选型与设置 ........................................................................................................... 14 1.泵站的设计原则 ......................................................................................................... 14 2.泵站的设计计算 ......................................................................................................... 15 (三)沉砂池设计计算 ........................................................................................................... 16 ?设计规范要求 ............................................................................................................. 16 ?设计参数 ..................................................................................................................... 16 (四)SBR工艺设计 ............................................................................................................ 17 1.规范要求 ...................................................................................................................... 17 2.设计计算 ...................................................................................................................... 18 (五)出水消毒 ..................................................................................................................... 20 (六)污泥浓缩池 ................................................................................................................. 20 1.浓缩方法比较 .............................................................................................................. 20 2.方法选用 ...................................................................................................................... 20 3.浓缩池的设计计算 ...................................................................................................... 21 (七) 污泥消化池(采用厌氧消化) ............................................................................... 21 1.污泥投配 ...................................................................................................................... 22 3.溢流装置 ...................................................................................................................... 22 4.沼气收集与储气系统 .................................................................................................. 22 5.搅拌装置 ...................................................................................................................... 22 6.加热设备 ...................................................................................................................... 22 (八)污泥脱水(压滤脱水) ............................................................................................. 22 六(污水处理厂的平面布置 ......................................................................................................... 23 七(高程布置 ................................................................................................................................. 23 1. 水头损失计算 ............................................................................................................ 24 2.高程确定 ...................................................................................................................... 25 八( 课程设计总结 ....................................................................................................................... 25 2 参考文献: ..................................................................................................................................... 25 附录 ................................................................................................................................................. 26 3 一(污水处理工程的厂址选择与原则 污水处理厂厂址选择应依据当地污水水质和水量、受纳水体功能区划和环境容量、水体自净状况和水资源状况、城市(镇)总体规划和排水系统布置、污水出路和自然条件等情况确定。 1(厂址选择一般原则: ? 厂址选择要与污水处理工艺流程相适应，要便于污泥的处理与处置，并尽可能不占农田 和少占农田。 ? 必须位于集中给水水源的下游，并位于城市(镇)和工厂厂区夏季风向的下风向。为保 证卫生要求，长治应远离城市(镇)、工厂厂区、居民点300m以上距离。 ? 当处理尾水排放水体时，则应尽可能靠近水体。若尾水回用，则尽可能靠近用户。 ? 要充分利用地形，选择适宜坡度的地段，以满足构筑物搞成布置的需要，减少土方量和 某些构筑物的埋深，减少污水和污泥提升设备，并降低动力运行费用。 ? 根据城市发展规划和厂区发展规划，污水处理场厂址选择应考虑远期发展的可能性，必 要时应留有扩建的余地。 ? 厂址应尽可能选在地质条件好的地方。除采用稳定塘外，厂址不宜设在雨季宜受水淹的 低洼地带。靠近水体的污水处理场，要设有防洪措施。 2(厂址选择 本污水处理工程主要处理市郊居民小区的生活污水，所以考虑厂址建设的位置应远离居民小区300m以外。如果附近有河流，硬件在河流附近，并在水域下游区，尽量不占用农田，处在小区主导风向下风向。 二(污水处理工艺课题要求与对象分析 污水处理系统工艺流程系指在保证处理出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，包括污水处理工艺流程的选择，污泥处理工艺的选择，除磷机投加位置及除磷剂的选择等。污水处理工艺的选择与污水水量、污水水质、污水处理程度、受纳水体环境容量与自净能力、尾水出路及当地社会经济条件密切相关。 1(处理对象:我国南方某城市市郊的居民小区污水 2(污水主要来源与水质分析:主要来源于小区居民的日常生活排放的卫生间粪便冲洗水、淋浴水、厨房用水及日常清洗用水。建设单位提供的设计参数: 水量(m3/d) BOD5(mg/L) SS(mg/L) 2000、4000、5000、 200~250 150~200 8000、10000 3(出水水质要求 处理后出水要求达到国家污水综合排放 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 (GB8978-2002)二级标准: BOD5?30mg/L SS?30mg/L 4(去除率: 225-30BOD去除率 ,,*100%,86.7%5225 175-30 SS去除率η=*100%=83% 175 5(设计任务 1、确定污水处理厂的工艺流程，对处理构筑物选型做说明; 2、对主要处理设施(格栅、沉砂池、初沉池、污泥浓缩池)进行工艺计算(附必要的计算草图); 3、按扩初标准，画出平面布置图，内容包括表示出处理厂的范围，全部处理构筑物及辅助建筑物、主要管线的布置、主干道及处理构筑物发展的可能性; 4、按扩初标准，画出高程布置图，表示出原污水、各处理构筑物的高程关系、水位高度以及处理出水的出厂方式; 5、按扩初标准，画出主要处理构筑物的平面剖面构造图; 6、编写设计说明书、计算书。 6(设计成果 1、设计计算说明书一份; 2、设计图纸:平面和高程布置图、主要构筑物平剖面。 7(分析论证: 生活污水的可生化好，处理要求不高，宜采用好养生物处理工艺中活性污泥法。但由于建设单位提供的数据中没有涉及氮、磷的数据，而小区的生活污水中含有氮、磷成分，因此在选择工艺的时候，对污水中的少量的氮、磷的处理进行了考虑。使处理工艺能够多方面的完成较好的效果。 5 三(工艺选择与比较 ? 氧化沟 废水来自预处理 竖轴表面 曝气器 横轴转刷曝回流污泥 气器 二次 沉淀池 氧化沟系统简图 处理水 氧化沟又叫氧化渠或循环曝气法，实验室曝气法的一种特殊形式，曝气池呈封闭的沟型渠，在沟槽中设便面曝气装置。曝气装置常为转刷、表曝机、射流曝气器或提升式曝气装置等。曝气装置起到充氧和使混合液快速混合作用。沟内液体的流速(0.3~0.6m/s)使污泥呈现悬浮状态。 典型的有卡罗赛式、奥贝尔式、交替工作式和曝气—沉淀合建式。 氧化沟污泥负荷低[0.05~0.2kgBOD/(kgMLSS?d)，污泥浓度2~6g/L]，污泥处于内5 源呼吸生长状态。 与传统活性污泥法相比，氧化沟的基建投资省、运行费用低(中小型污水厂)、耐冲击负荷、污泥率低、出水水质好。 在氧化沟里存在缺氧和好氧交替的区域，能发生硝化和反硝化反应，具有良好的脱N、P作用。 6 ? AB法 A级 B级 出水 进水 格栅 沉砂 吸附 沉淀 曝气 沉淀 回流污泥 剩余污泥 剩余污泥 AB法工艺流程 A为吸附阶段，B为氧化阶段。A级以高负荷运行，污泥负荷2~6kgBOD/(kg(MLSS?d)，5约为常规法的10~20倍，水力停留时间约30~60min，溶解氧0.2~1.5mg/L。B级以低负荷运行，污泥负荷0.1~0.3kgBOD/(kgMLSS?d)，停留时间2~4h，溶解氧1~2mg/L。 5 AB法不设二沉池，污泥中的微生物全部进入A级不断接种繁殖，使A级成为开放式生物系统。 AB两级负荷相差很大，有各自独立的污泥回流系统，所以AB两级繁殖出不同的生物相。A级的微生物处于对数生长期，大多数繁殖速度快的细菌;B级微生物出在内援呼吸期，大都为繁殖较慢的菌胶团和原生动物等。不同相的微生物可以去除不同种类的污染物，所以AB法的净化效果显著提高。 A级微生物对环境的变化的适应性强。再则，A级去除有机物主要靠微生物的絮体的吸附作用 ，生物降解作用只占1/3左右，所以A级耐冲击能力很强，出水水质稳定。A级的BOD去除率为40%~70%，出水的可生化性得到提高。A级在缺氧条件下运行时脱N、P5 作用显著。 A级是AB工艺条件的主体。A级的出水是B级的进水。A级的缓冲、净化和改善可生化性等作用，为B级的生物净化创造了有利条件，使B级出水水质得到改善，曝气池的总容积降低40%，能耗降低，投资运行费用减少。 因此，AB法的耐冲击能力强，净化效果好，投资省(省20%~25%)，运行费用低，可去除难降解的有机物，除磷效果好，是指得推广的活性污泥新工艺。另外，带来的污泥排放量大，带来污泥的处置问题。 缺点:AB法的进水需要含有足够数量的微生物，所以适用于生活污水处理，对含微生物较少的污水不宜采用AB法。另外，未有小雨处理或水质变化大的污水也不宜采用AB法。 7 ? SBR法 流入 反应 沉淀 排放 待机 SBR工艺的操作过程 SBR交序批式活性污泥法，又叫间歇式活性污泥法。运行时,污水分批进入池中，依次经过进水、反应、沉淀、排水和闲置完成一个运转周期，每个周期的运转过程都在一个反应池中进行，实现自动化控制。SBR法在流态上属于完全混合式，是典型的非稳态系统，微生物浓度和有机物浓度随时间变化逐渐变化。在SBR反应器中活性污泥一般要经历停滞期、对数期、静止期和衰亡期4个生长过程，即污泥的全过程。 (1) SBR优点 ? 系统简单 无二沉池污泥回流系统，构造简单，投资运行费用低 ? 耐冲击负荷 和其他混合反应器一样，耐冲击负荷强，一般不设初沉池和调节池。 ? 净化效果好 SBR法的活性污泥经历污泥的生长全过程，有机物浓度始终大于出水浓 度，推动力大，反映效果好，速度快，出水水质优于连续系统。 ? 操作灵活，智能化水平高 ? 抑制污泥膨胀 SBR反应机制浓度高，浓度梯度大，交替出现厌氧、好氧状态，泥龄短， 有利于高及至细菌生长，不利于耐低基质好氧丝状菌生长繁殖，能有效一直污泥膨胀。 (2) SBR缺点 ? 单一的SBR反应器需要较大的调节池。 ? 处理水量大时，来水与间歇进水补不匹配的问题难以解决。此时需要多套SBR反应器 才能完成，阀门切换频繁，操作程序复杂。 ? 水量大时，优势不明显。基建费用和运行和氧化沟相当， 但比传动活性污泥法的基建 投资省20%左右。水量小时，SBR运行费用比传统活性污泥法省20%左右，但水量大时， 与传统活性污泥法运行费用相当。 ? 设备闲置率高。 ? 污水的水力损失较大。 综上比较:SBR法系统简单，无二沉池回流系统，耐冲击符合强，一般不设初沉池和调节池，出水水质好，运行时每个周期都在一个池子中进行，节省基建和运行费用。智能化水平高，节约劳动力。对本项目工程，水量较小，能充份体现它的优点。 8 四(课题设计工艺流程图 污水 中格栅 水泵 细格栅 沉砂池 SBR 反应池 污泥脱水 消化池 污泥浓缩池 水泵 紫外线消毒 污泥利用 沼气 出水 污水流程 小区污水处理工艺流程图 污泥流成 沼气 9 五(污水处理构筑物设计计算 ? 格栅 1.设计规范要求 (1)污水泵站一般采用固定式清污机，单台工作宽度不宜超过3m，否则应使用多台，以保证运行效果。 (2)栅条间隙 ?污水泵站主要使用中格栅一道;在污水处理厂的进水泵房中，泵前设一道中格栅，泵后再设一道细格栅，以利于污水的后续处理。 ?格栅的大小应考虑: a( 根据水泵的叶轮间隙允许通过的污物能力决定，即格栅间隙应小于水泵叶轮的间隙。 b( 根据泵站收水范围的地区特点、栅渣的性质决定。一般采用20~25mm。 ?格栅安装角度 机械清渣一般，回转式一般，特殊时为。 60:~75:60:~90:90?2.设计计算 格栅的设计内容包括尺寸计算、水力计算、栅渣量计算以及清渣机械的选用等。 3.中格栅设计计算 ?设计流量的计算 333平均污水流量量Q=10000m/d=417 m/h=0.12 m/s jun 由表 生活污水量总变化系数KZ 平均 日流4 6 10 15 25 40 70 120 200 400 750 1600 量 /(L/s) 2.3 2.2 2.1 2.0 1.89 1.80 1.69 1.59 1.51 1.40 1.30 1.20 Kz 知:K=1.59 Z 设计最大流量 Qmax=Kz*Qjun=0.12*1.59=0.19m3/s 设栅前水深为0.4m，过栅流速为取，用中格栅，栅条间隙，格栅安v,0.9m/se,20mm装倾角。 ,,60: ?栅条间隙数: Q?sinα0.19sin60maxn== ?20ehv××0.0250.40.9 10 式中 ——栅条间隙数;n ——最大设计流量;Qmax ?α——格栅倾角; ——栅条净间隙，emm ——栅前水深;h ——过山流速，m/s，最大设计流量时为0.8~1.0m/s，平均设计流量时为0.3m/s;v sinα—— 经验 班主任工作经验交流宣传工作经验交流材料优秀班主任经验交流小学课改经验典型材料房地产总经理管理经验 系数。 ?栅槽宽度: 取山条宽度S=0.01m B,S(n1)，en ,0.01，(201)，0.025，20,0.7m 式中 B—栅槽宽度，m S—山条宽度，m ?进水渠道渐宽部分长度计算: α=20?1若进水渠宽B1=0.55m,渐宽部分展开角。 B-B0.770.551L,,,0.22m 1o2tanα2tan201 Lm1式中:——进水渐宽部分长度 ,,α1 ——渐宽处角度()，取20 ?进水渠道渐窄部分长度 L=L2=0.22/2=0.11m21 ?通过格栅的水头损失 h,hK10 2Vh=ξSinαo2g 4S3ξ=β×() b 40.010.923h=h×()××sin60?×3=0.077m10.0252×9.81 11 β式中: ——矩形断面时，取2.42 hm1 ——设计水头损失， hm0 ——计算水头损失， 2gms ——重力加速度，取9.81 K ——系数，格栅受污堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3 , ——阻力系数，其值与格栅条断面形状有关 ?栅后槽总高度 H=h+h+h=0.22+0.077+0.3=0.8m12 mH式中:——格栅后渠道水深， hm2 ——栅前渠道超高，一般采用0.3 ?栅槽总长度 H11.00.5L=L+L+++12tanα 0.4+0.3=0.22+0.11+1.0+0.5+,tan60 =2.24m H=h+h12 ?每日栅渣量 86400QW86400×0.19×0.0533max1W===0.52md>0.2md 1000K1.59×1000Z 3mdW式中:——每日栅渣量， 33Wm/10d1 ——单位栅渣量，污水，取0.1~0.01，粗格栅用小值，中格栅用中值， W=0.051细格栅用大值;该设计中 3md故采用机械除渣(当每日栅渣量>0.2时，为了减轻工人劳动力强度，一般采用机械除 渣) 12 4.细格栅设计计算 采用矩形断面细格栅，设计N=1 (1)格栅间隙数 ,α0.19×60QSinSinmax===50n0.01×0.4×0.9ehv个 n式中:——格栅栅条间隙数(个) ,,, ——格栅倾角()，取60 hm ——栅前水深() 3Qmsmax ——设计流量() emmm ——栅条间隙()，取10 (2)格栅栅槽宽度 B=S(n-1)+bn=0.01×(50-1)+0.01×40=1m mB式中:——格栅栅槽宽度() Smm ——每根格栅栅条宽度()，取0.01 (3)进水渠道渐宽部分的长度计算 B-B1-0.551L===0.62m1,2tanα2tan201 Lm1式中:——进水渐宽部分长度 ,,α1 ——渐宽处角度()，取20 (4)进水渠道渐窄部分的长度计算 L=L2=0.62/2=0.31m21 (5)通过格栅的水头损失 h=hK10 22V0.9,h=Kh=K•ξSinα=3×2.42××Sin60=0.26mo12g2×9.81 44S0.0133ξ=β×()=2.42×()=2.42 b0.01 β式中: ——矩形断面时，取2.42 13 hm1 ——设计水头损失， hm0 ——计算水头损失， 2gms ——重力加速度，取9.81 K ——系数，格栅受污堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3 , ——阻力系数，其值与格栅条断面形状有关 (6)栅后槽总高度 H=h+h+h=0.4+0.26+0.3=0.96m12 mH式中: ——格栅后渠道水深， hm2 ——栅前渠道超高，一般采用0.3 (7)栅槽总长度 H11.00.5L=L+L+++12tanα 0.7=0.62+0.31+1.0+0.5+,tan60 =2.8m H=h+h12 (8)每日栅渣量 86400QW86400×0.19×0.0833max1W===0.8md>0.2md 1000K1.59×1000Z W=0.081该设计中 故采用机械除渣 (二)泵的选型与设置 1.泵站的设计原则 ? 污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵5min的出水量. ? 集水池池底应设集水坑，倾向坑的坡度不宜小于10%。 ? 水泵的选择应根据设计流量和所需扬程等因素确定。 ? 污水泵站的设计流量，应按泵站进水总管的最高日最高时流量计算确定。 14 2.泵站的设计计算 1.设计参数 LS水泵的设计流量为190，采用8台泵，每两台泵为一组(每组一用一备)，每台设计流 LS. 量为42.5 2.泵的扬程 (1)提升净扬程 Z=提升后最高水位泵站吸水池最低水位=4.61(-5.20)=9.81m (2)水泵水头损失取2m (3)泵的扬程 H=2+h=9.81+2=11.81m 33LSmhms 根据设计流量42.5=171，采用4PW系列污水泵，单台提升171流量，该泵提升流量108~180m3/h。具体参数见下表: 配带电必需汽 扬程转数Q P 流量轴功率机型号功率蚀余量 型号H n P 功率m/h kw η(%) NPSH (m) r/min (kw) m 43 48.5 11.6 52 3 Y180M-2 1 2 PW 90 43 2940 17 62 4.5 2-22 108 39 19.2 60 5.5 43 34 7.8 51 4 Y1602-290 26 2930 11 58 4.5 -15 108 24 12.5 56 5 36 11.5 2.1 56 2.5 Y112M-460 9.5 1440 2.5 62 2.8 -4 72 9 2.72 65 3 108 27.5 13.5 60 2.2 Y180L-44PW 160 25.5 1470 18 62 2.5 -22 180 24.5 16.5 61.5 3 72 12 4 59 3 Y160M-100 11 970 4.7 64 3.5 6-7.5 120 10.5 5.5 62 4.5 43 34 7.8 51 4 2 1 2 Y160M290 26 2920 11 58 5 PWL -2-15 108 24 12.6 56 5.8 200 16 13.5 65 3 Y225M-6PWL 300 14 980 17 67 3.2 6-30 400 12 20 65 3.5 15 (三)沉砂池设计计算 ?设计规范要求 1.一般规定 ，粒径大于0.2mm的砂粒设计的。 ?沉砂池是按去除相对密度为2.65 ?设计流量:当污水自流入池时，应按最大设计流量计算;当污水用水泵升入池子时，按工作的水泵的最大组合流量设计;对合流制系统，按雨时的设计流量计算。 ?沉砂池的个数不应小于两个，并按并联运行。当污水水量较小时，可考虑一用一备。 3?沉砂量:城市污水按每10万立方米污水的沉砂量为计，其含水率为60%，容重3m 3。 1.5t/m ?砂斗容积按2d的沉砂量计，斗壁倾角不小于。排砂管直径不应小于200mm。 55: ? 沉砂池高不宜小于0.3m 2.设计参数 平流式沉砂池 最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s;最大设计流量停留时间不少于30s，一般为30~60s;设计有效水深不应大于1.2m，一般采用0.025~1.0m，每格池宽不宜小于0.6m;进水水部采取消能和整流措施;池底坡度一般为0.01~0.02 ?设计参数 3ms沉砂池分为两格，分别与细格栅连接，每格沉砂池设计流量为0.095 1.沉砂池长度 L=vt=0.15×40=6m 式中:v——最大设计流量时的流速(m/s)，取0.15m/s t——最大设计流量时的流行时间，(s),取40s 2.水流断面面积 2A=Qv=0.0950.15=0.63mmax 3.池总宽度 B,n,b,2，1.2,2.4m设计n=2格，每格宽b=1.2m，，故池总宽度为2.4m(未考虑隔墙厚) 4.有效水深 h=AB=0.63/2.4=0.3m0.25m~1.0m2介于()之间，符合设计要求; 5.沉砂斗容积 16 Qxt864000.095×3×40×864003maxV===6.2m55K×101.59×10Z 3m式中:V——沉砂室容积， 353x3m/10m ——城市污水沉砂量(污水) t ——最大设计流量时的停留时间，s Kz ——生活污水流量总变化系数 6.每个沉砂斗容积 3,设每一格有两个沉砂斗，则每个沉砂斗容积 V,V2,3m 7.沉砂斗各部分尺寸计算 2h355?0.5×0.6m设砂斗贮砂高度为，斗底尺寸为斜斗与水平面的夹角为，则: 2hh，，33V,(，0.50)，0.5，，0.6,3.11,,tan602，， h,2.53 8.池总高度 H=h+h+h=0.3+0.3+2.5=3.1mh=0.3m1231(设超高) 9.核算最小流量时的流速 343Q=0.12m/s1×10m/d最小流量为，即，则， 3Q0.12m/sminV===0.67m/s>0.15m/smin2nW1×(0.6×0.3)mmin，符合设计要求 (四)SBR工艺设计 1.规范要求 1. SBR反应池宜按平均日污水量设计;SBR反应池的数量不宜少于两个。 2. 污泥负荷取值应按处理的工艺对象决定:采用高负荷时，一般为 ，，0.1~0.4kgBOD/kgMLSS,d，采用低负荷时，有机物负荷一般为5 17 0.03~0.05;高负荷时污泥浓度(MLSS)为，，kgBOD/kgMLSS,d5 1500~2000mg/L，低负荷时污泥浓度(MLSS)为3000~5000mg/L;反应 池宜采用矩形池，水深宜为4.0~6.0m;反应池长/宽为:间隙进水时宜为 1:1~2:1，连续进水是宜为2.5:1~4:1. 3. 排水在高负荷时为1/2~1/4，在低负荷时为1/3~1/6。 4. 安全高度(活性污泥界面以上的最小水深)应在50cm以上。 5. 高负荷时的运行周期数一般为3~4，低负荷时的周期一般为2~3. 6. 反应池应在滗水结束时的水位处设置固定式事故排水装置。 2.设计计算 3?运行周期 反应器个数n1=4,周期时间t=6h，周期数n2=4,每个周期处理水量625。每m个周期分为进水、曝气、沉淀、排水4个阶段。其中进水时间: 2424 t,,,1.5henn4，412 根据滗水器设备性能，排水时间，MLSS取4000mg/L，污泥界面沉降速率: t,0.5hd 4,1.264,1.26 u,7.4，10，X,4.6，10，4000,1.33 曝气池滗水高度，h1=1.2m,安全水深q=5m，沉淀时间: h，q1.2，0.51 t,,,1.3hsu1.33 曝气时间: t,t,t,t,t,6,1.5,1.3,0.5,2.7(h)aesd 曝气时间比: t2.7a e,,,0.45T6 ?曝气池体积V 二沉池出水由溶解性和悬浮性组成，其中 BODBODBOD555只有浓度溶解性与工艺计算有关。出水溶解性: BODBOD55 S',S,7.1KfC,30,7.1，0.06，0.75，30,20.4mg/Leede 取曝气段污泥龄，污泥产率系数Y取0.6，污泥自身氧化数系数K取0.06，曝气,,15dcd池体积: ,YQS,S'，，0.6，10000，15，225,20.4，，ce30 V,,,7179m，，，，,eXf1，K0.45，4000，0.75，1，0.06，15dc 18 ?复核滗水高度好 SBR曝气池共设4座，即，有效水深H=5m，滗水高度: hn,412 HQ5，10000 h,,,1,7m1nV4，71792 ?复核污泥负荷 QS10000，2250(满足设计要求) ，，N,,,0.17kg,BOD/kgMLSSs5eXV0.45，4000，7179 ?剩余污泥产量 每日的微生物增量为(没考虑温度对的影响): XKWd S,S'X0eX,YQ，,eKVf，Wd10001000 225,20.44000,0.6，1000，,0.45，0.06，7179，0.75， 10001000 ，，,574.7kg/d 包括被去除的SS在内的剩余污泥量: W=X+0.5QCC()W0e =574.7+0.5×10000×(0.1750.03) =1299.7kg/d=54.2kg/h 假定剩余污泥量含水率P=99.2%，剩余污泥的容积量为; ()() W1299.73，， q,,,162.5m/d，，，，10001,P10001,0.992 ?复核出水 BOD5 24S24×2250()S'===8.9mg/L e24+KXftn24+0.018×4000×0.75×2.7×4aa2 复核结果表明出水达到设计要求。 BOD5 ?设计需氧量 有机物氧化需氧量a’=0.5，污泥氧化系数b’=0.12。氧化有机物和污泥需氧 量AOR: ，， AOR,a'QS,S，eb'XVf0e 225,20.44000,,,0.5，10000，，0.45，0.12，，7178，0.75,,10001000,, ，，,2573.7kg/d ，，,107.2kg/h ?曝气池布置 3SBR反应池共设4座，每座池长30m，宽12m，超高0.5m，有效体积为1800,4座反应m 19 3池总有效体积7200。 m (五)出水消毒 采用紫外线消毒 本设计采用紫外线消毒法，紫外线杀菌机理是细菌受紫外光照射后，紫外光谱能量为细菌核酸所吸收，使核酸结构破坏。根据实验，200—295nm的紫外线具有杀菌能力，而波长为260nm左右的杀菌能力最强，同时，紫外线能破坏有机物。其优点是灭菌效率高，作用时间短，危险性小，无二次污染等。并且消毒时间短，不需建造较大的接触池，建消毒渠即可，占地面积和土建费用大大减少。缺点是设备投资高，灯管寿命短，运行费用高，管理维修麻烦，抗悬浮固体干扰的能力差，对水中SS浓度有严格要求。消毒设备主要有两种形式:浸入式和水平式，浸入式将灯管至于水中，其特点是辐射能利用率高，杀菌效果好，但结构复杂，水平式构造简单，但杀菌效果不如前者。紫外线消毒只用于少量水消毒处理。 (六)污泥浓缩池 1.浓缩方法比较 浓缩方法 优点 缺点 浓缩效果差，浓缩后的污泥非储存污泥的能力强，操作要求重力浓缩 常稀薄;所需土地面积大，且不高，运行费用底 会产生臭气。 兼顾污泥浓缩和污泥脱水两 种作用，泥水分离效果好，浓运行费用比重力浓缩高;占地 气浮浓缩 缩后的污泥含水率低，很少有较离心法多，问你储存能力 臭气，并能同时去除污水中的小。 油类物质。 对二沉池污泥浓缩离心一体要求专用的离心机，耗电大， 离心浓缩 化处理，避免磷的释放，几乎必须经行隔声处理，对工作人 没有臭气问题。 员要求高。 2.方法选用 根据处理工艺的一般选择，采用重力浓缩法浓缩污泥。 当污泥量较小时，采用竖流式浓缩池，当污泥量较大时，采用辐流式浓缩池。 20 3.浓缩池的设计计算: 3污泥量 Q=162.5m/d 3污泥含水率为99.2%，污泥固体浓度， M=30kg/(m•d)c=8g/L ?污泥池总面积: Qc162.5×82 A===43.3mM30 采用两个浓缩池，即n=2，每个池子的面积为: A43.32 A===21.65m1n2 ?浓缩池的直径: 4A4×21.651 D===5.3mππ ?浓缩池工作部分高度: 取污泥浓缩时间为22h，则浓缩池工作部分高度为 TQ22×162.5 h===3.4m124A24×43.3 ?浓缩池总高度:设浓缩池超高，缓冲层高度，浓缩池总高度 h=0.3mh=0.3m32 H=h+h+h=3.4+0.3+0.3=4.0m123 ?浓缩后污泥体积:浓缩后污泥含水率为96.2% Q(1-p)162.5×(1-0.992)31() V===34.2m/d21-p1-0.9622 (七)污泥消化池(采用厌氧消化) 污泥厌氧消化是一个复杂的过程，大致可分为3个阶段: ?水解发酵阶段，大分子不溶性复杂有机物在细胞外酶的作用下，水解成小分子溶解性高级 脂肪酸; ?产氢产酸阶段，将第一阶段的产物降解为简单的脂肪酸并脱氢; ?产甲烷阶段，在产甲烷菌的作用下，将第二阶段的产物转化为甲烷和二氧化碳。 污泥消化池的类型和构造 污泥消化池池形有圆柱形和蛋形两种。圆柱形池径一般为6~35m，视污水处理厂规模而。 3大型消化池可采用蛋形，容积达1000以上。消化池的构造包括: m 21 1.污泥投配 污泥投配池一般为矩形，至少两个。投配池池容积根据生活污泥量及投配方式确定，常用12h储泥量设计。投配池应加盖。 2.排泥 消化池的排泥管设在底部，依靠消化池的静水压力将消化污泥从池底排至污泥的后续处理设备。 3.溢流装置 为避免消化池的投配过量以及排泥不及时或沼气产生量与用气量不均衡时，造成池内压力增加，或为降低消化池污泥的含水率设置上清液的溢流装置。溢流装置必须绝对避免集气罩与大气相通。溢流装置常用形式有倒虹管式、大气压式和水封式3种。 4.沼气收集与储气系统 由于产气量与用气量不均衡，所以必须设置储气柜进行调节，沼气集气罩通过集气管输送到储气柜。储气柜有低压覆盖式和高压球形罐两种，当需要长距离输气时，可采用高压球星罐。 5.搅拌装置 搅拌的目的是使池内污泥温与浓度均匀，防止污泥分层或形成浮渣层、缓冲池内碱度，从而提高污泥分解速度。 6.加热设备 外加热法是将污泥水抽出，通过池外的热交换器加热，再循环到池内去，通常采用套管式、螺旋盘式和水浴加热器。内加热法采用盘管间加热或水蒸气直接加热，后者较简单，水蒸汽压力多为200kPa(表压)。 (八)污泥脱水(压滤脱水) 压滤脱水常采用的机械有两种:板框压滤机和带式压滤机，这里采用带式压滤机。 带式压滤机适用于活性污泥和有机亲水性污泥的脱水,。对于脱水性良好的污泥，脱水后的含固率可达30%以上，对于脱水性一般的污泥，脱水后的含固率可达22%~30%，对于脱水性较差的污泥，脱水后的含固率一般低于22%。 带式压滤机工艺简答，是目前广泛采用的污泥脱水设备。采用两台带式压滤机脱水。 22 六(污水处理厂的平面布置 污水处理厂的平面布置包括主题构筑物、连接各种构筑物的管、渠以及其他管线、道路和绿化等。一般遵从下列原则: ? 设计布置必须按照《室外排水设计规范》的相应条款进行设计。 ? 当分期建设时，应根据规划对元气作出合理的安排。 ? 污水处理厂的总体布置应根据个构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件， 风力与朝向综合考虑，污水处理构筑物、污泥处理构筑物以及生活、管理设施宜分区集 中布置。 ? 为便于施工、运行管理和检修便利，个构筑物之间必须留有5~10m的间距;消化池与消 化气罐等构筑物的间距应按相应规定;各构筑物之间的管渠力求直通、便捷，避免迂回。 ? 合理布置超越管(渠)，以便于在事故检修时，污水能超越后续构筑物或直接排放水体; 各并联运行的构筑物之间应设置配水井;各处理构筑物宜设置放空管;对于曝气池和间 歇污泥浓缩池，还有设置放空管;鼓风机房尽可能靠近曝气池。 ? 污水处理厂内应有配套的雨水管道系统，以便于及时排放雨水。 ? 附属设施应远离污泥处理设施，并位于夏季主导风向的上风向。中控室和值班室应尽量 布置在能够便于观察各处理设施运行的位置。 ? 必须建设联通个构筑物和附属设施的道路，并使厂区绿化面积不小于全厂总面积的 30%。 平面布置:平面图件见附录 污水处理厂局部构筑物相关尺寸 构筑物名称 建筑尺寸(长×宽) 2建筑面积 m 仓库 96 12m×8m 机修间 124 16m×8m 住宅 315 21m×15m 综合楼 360 24m×15m 控制楼 288 18m×16m 传达室 24 6m×4m 车库 216 18m×12m 剩余污泥泵房 12 4m×3m 七(高程布置 污水处理厂高程布置主要任务是确定个构筑物和泵房的标高，确定各构筑物水面标高以及彼此之间连接的管渠的尺寸和标高，计算泵站得提升高程，使污水和污泥沿工艺流程或管渠通畅流动。 污水处理厂的高程布置注意事项: 23 ? 水力计算时，应选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行较准确的计算，并适当留 有余地，以防止淤积使水头不够而造成壅水现象，影响处理系统的正常运行。 ? 计算水头损失时，以最大流量作为构筑物与管渠的设计流量。涉及远期流量的管渠与设 备，按远期的最大流量考虑，并适当留有备用水头。 ? 高程计算时，常以受纳水体的最高水位作为起点，逆废水流程向上倒流计算，以使处理 后的废水在洪水季节也能自流排出，并且水泵需要的扬程较小。如果洪水水位高出相应 的设计高度，应在污水处理厂排放口前设置提升泵站，在水体水位过高时开启泵站的提 升排放。如果水体最高水位很低时，可在排水口前设跌水井。 ? 如果污水处理厂出水用于灌溉，应尽可能保证自流至灌区，否则应采取抽升措施。 ? 在高程布置与平面布置时，都应考虑废水流程与污泥流程相呼应，尽量减少提升的污泥 量并考虑污泥处理设施排出的废水能自流入泵站集水池或其它废水处理构筑物。 ? 在绘制纵断面高程图时，横向于总平面图采用的比例相同，纵向为1:50~1:100。 1. 水头损失计算 2名称 设计流管径mm I(%) V(m/s) 管长LiL(m) Σζ Σh(m)V Σξ(m) 2g量L/S (m) 出厂管 190 1000 0.775 0.9 80 0.062 1 0.0018 0.064 出水控 0.2 制井 出水井 190 1000 0.775 0.9 100 0.078 6.18 0.011 0.089 95 700 1.27 0.84 75 0.095 7.26 0.216 0.356 SBR至 沉砂池 沉砂池 0.33 细格栅 0,26 提升泵 2.0 房 中格栅 0.1 进水井 0.2 Σ3.599mΣ 24 2.高程确定 1.河流的设计水面标高 污水厂厂址处的地坪标高基本在2.24m左右(2.10~2.40)，大于河流最高水位一米(相对污水厂地面标高-1.24) 2.各构筑物高程确定 涉及SBR反应池处的地坪标高为2.24m(相对标高?0.00)，地底埋深-1.06，再计算出设计水面标高为5-1.06=3.94，然后根据各污水处理构筑物之间的水头损失，推求其他各构筑物的设计水面标高，经过计算各水处理构筑物的设计水面标高见下表: 表三 污水处理构筑物设计水面标高及池底标高 构筑物水面标池底标构筑物水面标池底标 名称 高(m) 高(m) 名称 高(m) 高(m) 进水管 ,4.02 ,4.50 沉砂池 4.37 3.17 中格栅 ,2.74 ,3.04 SBR 3.94 ,1.06 泵房吸,5.20 ,6.50 浓缩池 水井 细格栅 4.61 3.96 消化池 八(课程设计总结 (1) 本课程设计的主要对象是生活污水，采用的工艺是新型活性污泥法中的SBR法，该 工艺与传统活性污泥法比较具有投资费用省，处理效率高，智能化水平高，节省人 工用力等特点。 (2) 处理效率达到污水排放的二级标准，达到课程设计要求。 (3) 根据流量大小及相关参数，设计出了相关 参考文献: [1]成官文主编，水污染控制工程【M】.北京:化学工业出版社，2009。 25 [2]王金梅、薛叙明主编，水污染控制技术【M】.北京:化学工业出版社，第二版，2011.4。 [3]张大群主编，污水处理机械设备设计与应用【M】.北京:化学工业出版社，2003.7 [4]陶俊杰、于军亭、陈振选等编，城市污水处理技术及工程实例【M】.北京:化学工业出版社，2005.5 [5]游映玖主编，新型城市污水处理构筑物 图集 钢筋混凝土灌注桩图集4号隔油池图集04s519砖砌隔油池图集城市道路护坡图集02s515排水检查井 【M】.北京:中国建筑工业出版社，2007。 [6]李亚峰、夏怡、曹文平等编著，小城镇污水处理设计及工程实例【M】.北京:化学工业出版社，2010.12 [7] 崔玉川等编著，城市污水厂处理设施设计计算【M】.北京:化学工业出版社，2004 [8] 中国市政工程上海设计研究院主编，给水排水设计 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 【M】.北京:中国建筑工业出版社，2002 附录 ? 格栅CAD图 ? 沉砂池CAD图 ? SBRCAD图 ? 污泥浓缩池 ? 构筑物平面图 ? 构筑物高程图 26