15萬噸污水處理廠環(huán)境工程畢業(yè)設計論文任務書.doc

西北地區(qū)某城市污水處理廠 初步設計 摘 要 本設計根據給定的原始資料及相關要求 進行完整的北方地區(qū)某城市污水廠工藝設計 污水廠設計水量為 150000m3 d 考慮自用水量 自用水量系數為 1 3 則最大污水量為 195000m3 d 該污水處理廠工程分兩期建設 包括污水的一級處理階段 廠區(qū)內設有污水二級處理工 藝 中水回用工藝及污泥處理工藝 本設計對污水處理廠一級 以及以 A2 O 法為主體的二級處 理工藝流程的選擇給予說明 對具體污水及污泥構筑物結構進行了詳細計算 A2 O 工藝是缺氧 好氧生 物脫氮工藝的簡稱 一般適用于要求脫氮的大中型城市污水廠 A2 O 工藝具有流程簡單 投資低 沉淀 效果好等優(yōu)點 本設計要求處理后的水質滿足國家城市污水排放水質標準 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放 標準 GB 18918 2002 一級 B 標準 由于污水來源主要為生活污水 氮磷含量較高 由此 設計中需要考慮到脫氮除磷 該廠二級生物處理主要采用 A2 O 處理工藝 主要構筑物為 泵前中格柵 提升泵房 細格柵 旋流沉砂池 平流式沉淀池 A2 O 反應池 輻流式沉淀池 紫外線消毒渠 污泥處理構筑物有 重力濃縮池 污泥脫水機房等 污水廠設計方案為 污水處理流程 粗格柵 污水提升泵房 細格柵 旋流沉砂池 A2 O 反應池 消毒接觸池 排放 污泥處理流程 剩余污泥 濃縮池 貯泥池 污泥脫水機房 泥餅外運 關鍵詞 城市污水 A2 O 工藝 深度處理 目目 錄錄 目 錄 0 1 設計說設計說明明書書 3 1 1 概述 3 1 1 1 設計題目 3 1 1 2 設計任務 3 1 1 3 設計階段 設計程度 3 1 1 4 設計依據 3 1 1 5 設計原始資料 3 1 1 6 設計工作量 5 1 1 7 設計要求 5 1 1 8 畢業(yè)設計日期 5 1 2 設計要求 6 1 2 1 設計原則 6 1 2 3 設計內容 6 1 3 水質分析 7 1 3 1 進水水質 7 1 3 2 出水水質 7 1 4 處理程度的計算 8 1 5 工藝選擇 8 1 5 1 方案對比 8 1 6 污水處理構筑物設計說明 9 1 6 1 格柵 9 1 6 2 泵房 10 1 6 3 沉砂池 11 1 6 4 沉淀池 13 1 6 5 A2 O 反應池 16 1 6 6 接觸池 16 1 6 7 計量堰 17 1 7 污泥處理構筑物設計說明 17 1 7 1 污泥處理的意義 17 1 7 2 污泥處理流程 17 1 7 3 污泥泵房 17 1 7 4 污泥的濃縮 18 1 7 5 污泥的脫水 19 1 8 污水處理廠平面及高程布置 20 1 8 1 平面布置 20 1 8 2 高程布置 21 1 9 污水處理廠主要設備表 22 2 設計計設計計算算書書 26 2 1 設計基礎數據的確定 26 2 2 粗格柵的設計 26 2 2 1 設計參數 26 2 2 2 設計計算 28 2 3 泵房 30 2 3 1 泵房形式選擇 30 2 3 2 選泵 30 2 3 3 設計計算 30 2 3 3 泵房草圖 31 2 4 細格柵 32 2 4 1 設計參數 32 2 4 2 設計計算 32 2 5 旋流沉砂池 34 2 5 1 設計計算 34 2 6 平流式初沉池 35 2 6 1 設計參數 35 2 6 2 設計計算 36 2 6 3 進出水設計 38 2 6 4 計算圖 39 2 7 曝氣池 A O 39 2 7 1 設計參數 39 2 7 2 判斷是否可采用 A2 O 40 2 7 3 曝氣池計算 A2 O 池 40 2 7 4 設備選型 47 2 8 集配水井 47 2 9 二沉池 48 2 9 1 設計參數 48 2 9 2 設計計算 48 2 9 3 進出水系統(tǒng)計算 49 2 9 4 排泥量計算 53 2 9 5 輻流式二沉池計算圖如下 55 2 10 接觸池 55 2 10 1 消毒方法的選擇 55 2 10 1 消毒接觸池設計參數 55 2 10 2 消毒接觸池主體設計 56 2 10 3 消毒接觸池排泥設施 57 2 10 4 進水部分設計 57 2 10 5 消毒接觸池平面圖 58 2 10 6 加氯間設計計算 59 2 11 計量堰 59 2 11 1 尺寸設計 60 2 11 2 水頭損失計算 60 2 11 3 巴氏計量槽計算圖 61 2 12 污泥處理構筑物的設計計算 62 2 12 1 污泥濃縮池 62 2 12 2 污泥脫水間 67 2 12 2 污泥泵房 67 2 13 中水處理構筑物設計 68 2 13 2 沉淀 69 2 13 3 過濾 V 型濾池 69 2 13 污水廠平面布置 71 2 14 污水廠高程布置 71 2 14 1 概述 71 2 14 2 構筑物之間管渠的連續(xù)及水頭損失的計算 72 2 14 3 構筑物之間管渠的連續(xù)及污泥損失的計算 74 2 15 經濟核算 77 參考文獻參考文獻 81 1 設計說設計說明明書書 1 1 概述概述 1 1 1 設計題設計題目目 根據給定的原始資料及相關要求 進行西北地區(qū)某市排水工程設計的規(guī)劃及排水治 理工程的擴大初步設計 1 1 2 設計設計任任務務 本設計內容是西北某城市污水處理廠設計 設計規(guī)模為 15 萬 m3 d 1 1 3 設計階設計階段 段 設計設計程度 程度 完成整套城市污水治理工程的初步設計 方案設計與單體工藝設計 1 1 4 設計依據 西北某市城市發(fā)展與改革委員會計字 2006 第 一 號文件 西北某城市排水 治理工程計劃任務書的批復 同意該城市采用完全分流制排水系統(tǒng) 設計內容包括全城 規(guī)劃區(qū)內的污水管道 雨水管道和城市污水處理廠 1 1 5 設計設計原始原始資資料料 城市規(guī)劃資料 1 城市總平面圖 比例 1 10000 圖上標有間隔 1 0m 的等高線 城市區(qū)域的劃分 工廠及大型獨立性公共建筑物的位置如圖所示 2 水量水質 名 稱 排水量 m3 d SS mg L COD mg L BOD mg L NH4 N mg L TN mg L TP mg L 15000025540018032405 3 排放要求 城市污水處理廠二級處理出水水質應滿足城市污水排放國家標準 城鎮(zhèn)污 水處理廠污染物排放標準 GB18918 2002 一級B標準 主要水質指標為 指指標標單單位位濃濃度度值值 CODcrmg L 60 BOD5mg L 20 SSmg L 20 NH4 Nmg L 8 TNmg L 20 TPmg L 1 大腸桿菌個 L 10000 pH6 9 4 回用要求 城市污水處理廠深度處理出水水質應滿足城市回用水水質國家標準 城市污 水再生利用 城市雜用水水質 GB T18920 城市污水再生利用 景觀環(huán)境用水水質 GB T18921 二 氣象資料 1 氣溫 年平均氣溫 11 月平均最高氣溫 28 年最高氣溫 38 3 年最低氣溫 18 2 2 雨量 年平均降雨量 531 mm 日最大降雨量 105 5 mm 年最大降雨量 700 mm 3 風向 城市夏季主導風向為 東南風 4 最大凍土深度 50 m 5 封凍期 80 天 三 納污水體的水文資料 受納水體 為風景觀賞河道 水體的最小流量 30 m3 s 相應的水流速度 0 3 0 8 m s 污水廠排放口上游最小流量時水體溶解氧濃度為 5 6 mg L 排放口處水體的 水位標高 最高水位 342 76 m 最低水位 201 m 常水位 284 5 m 水體中 BOD5 8 15 mg L SS 20 30 mg L 水體溫度 T 18 在污水排放口下游 30 50 km 處有一集中取水口 工程地質資料 1 土壤類別 粘土 2 地下水位在地表以下 6 7 m 3 土壤承載能力 10 t m2 4 地震級別為烈度 四 級 1 1 6 設計設計工作量工作量 1 設計說明書一份 設計概述 城市概況 設計范圍 設計任務與資料 城市污水水量與水質的計算 排水方案與處理方案的選擇 污水廠污水管道平面布置 污水處理廠平面與高程布置 泵站設計計算與污水管道水力計算 污水處理廠工藝流程及各單體構筑物設計計算 經濟技術核算 2 擴初設計圖紙 包括城市污水廠平面布置圖 城市污水廠工藝高程圖 污水總泵站布置圖 各主要單元 處理工藝的設計圖紙等 1 1 7 設計設計要求要求 1 按照學院關于畢業(yè)設計的相關規(guī)定的要求 獨立按時完成課程設計 要求圖面正 確 整潔 字跡工整 2 本設計題目與設計成果同時上交 以便校閱 1 1 8 畢業(yè)設計畢業(yè)設計日期日期 畢業(yè)設計任務書發(fā)出日期 2009 年 12 月 31 日 畢業(yè)設計成果的提交日期 20010 年 5 月 20 日 1 2 設計設計要求要求 1 2 1 設計設計原原則則 1 要符合適用的要求 首先確保污水廠處理后達到排放標準 考慮現實的技術和經濟條件 以 及當地的具體情況 如施工條件 在可能的基礎上 選擇的處理工藝流程 構 建 筑物型式 主要設備 設計標準和數據等 應最大限度地滿足污水廠功能的實現 使處理后污水符合水質要求 2 污水處理廠采用的各項設計參數必須可靠 設計時必須充分掌握和認真研究各項自然條件 如水質水量資料 同類工程資料 按照工程的處理要求 全面地分析各種因素 選擇好各項設計數據 在設計中一定要遵守現行的設計規(guī)范 保證必要的安全系數 對新工藝 新技術 新結構和新材料的 采用積極慎重的態(tài)度 3 污水處理廠 站 設計必須符合經濟的要求 污水處理工程方案設計完成后 總體布置 單體 設計及藥劑選用等盡可能采用合理措施降低工程造價和運行管理費用 4 污水廠設計應當力求技術合理 在經濟合理的原則下 必須根據需要 盡可能采用先進的工 藝 機械和自控技術 但要確保安全可靠 5 污水廠設計必須考慮安全運行的條件 如適當設置放空管 超越管線 沼氣的安全儲存等 6 污水廠設計必須注意近遠期的結合 不宜分期建設的部分 如配水井 泵房及加藥間等 其土 建部分應一次建成 在無遠期規(guī)劃的情況下 設計時應為以后的發(fā)展留有挖潛和擴建的條件 1 2 2 設計設計依據依據 設計依據包括 1 GBJ14 87 室外排水設計規(guī)范 2 GB8978 1996 污水綜合排放標準 3 GB18918 2002 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準 4 CJ3082 99 污水排入城市下水道水質標準 5 給水排水設計手冊 1 2 3 設計設計內容內容 污水處理廠工藝設計流程設計說明一般包括以下內容 1 據城市或企業(yè)的總體規(guī)劃或現狀與設計方案選擇處理廠廠址 2 處理廠工藝流程設計說明 3 處理構筑物型式選型說明 4 處理構筑物或設施的設計計算 5 主要輔助構筑物設計計算 6 主要設備設計計算選擇 7 污水廠總體布置 平面或豎向 及廠區(qū)道路 綠化和管線綜合布置 8 處理構筑物 主要輔助構筑物 非標設備設計圖繪制 9 編制主要設備材料表 1 3 水水質質分析分析 1 3 1 進進水水水水質質 根據資料進水水質設計見表 1 1 表 1 1 進水水質數據 水質指 標 BOD5 mg L CODcr mg L SS mg L NH3 N mg L TN mg L P mg L 原水水 質 18040025532405 本項目污水處理的特點 污水以有機污染物為主 BOD COD 0 50 可生化性較好 采用生化處 理最為經濟 BOD TN 3 0 COD TN 7 滿足反硝化需求 1 3 2 出水水出水水質質 污水應達到 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準 GB8918 2002 中的一級標準 B 標準 因此確定 西北某市污水處理廠二級出水標準為 表 1 2 出水水質數據 水質指 標 BOD5 mg L CODcr mg L SS mg L NH3 N mg L TN mg L P mg L 原水水 質 20 60 20 8 20 1 1 4 處處理程度的理程度的計計算算 1 BOD5 的去除率 20020 100 90 00 200 2 COD 的去除率 40060 100 85 00 400 3 SS 的去除率 20020 100 90 00 200 4 總氮的去除率 5020 100 60 00 50 1 5 工工藝選擇藝選擇 按 城市污水處理和污染防治技術政策 要求推薦 20 萬 t d 規(guī)模大型污水廠一般采用常規(guī)活性 污泥法工藝 10 20 萬 t d 污水廠可以采用常規(guī)活性污泥法 氧化溝 SBR AB 法等工藝 小型污水廠 還可以采用生物濾池 水解好氧法工藝等 對脫磷或脫氮有要求的城市 應采用二級強化處理 如 工藝 A O 工藝 SBR 及其改良工藝 氧化溝工藝 以及水解好氧工藝 生物濾池工藝等 2 AO 1 5 1 方案方案對對比比 表 1 3 生物處理方法的特點和適用條件 工藝類 型 氧化溝SBR 法A2 O 法 技術比 較 1 污水在氧化溝內的停 留時間長 污水的混合效果 好 2 污泥的 BOD 負荷低 對水質的變動有較強的適應 性 1 處理流程短 控制靈活 2 系統(tǒng)處理構 筑物少 緊湊 節(jié)省 占地 1 具有較好的 除 P 脫 N 功能 2 改善污泥沉 降性能的能力 減 少污泥排放量 3 技術先進成 熟 運行穩(wěn)妥可靠 經濟比 較 可不單獨設二沉池 使 氧化溝二沉池合建 節(jié)省了 二沉池合污泥回流系統(tǒng) 投資省 運行費 用低 比傳統(tǒng)活性 污泥法基建費用低 30 管理維護簡單 運行費用低 沼氣可 回收利用 使用范 圍 中小流量的生活污水和 工業(yè)廢水 中小型處理廠 居多 大中型污水處 理廠 穩(wěn)定性一般一般穩(wěn)定 考慮該設計是中型污水處理廠 A2 O 工藝比較普遍 穩(wěn)定 且出水水質要求不是很高 本設計選 擇 A2 O 工藝 細 格 柵 旋流沉砂池 砂水分離機房 初沉池二沉池 混合污泥泵房 消毒 出水 回流污泥 A2 O池 進水 污水處理流程圖 污 泥 污泥濃縮池脫水機房污泥外運 污泥處理流程圖 泵 房 中 格 柵 混合 絮凝 池 斜 板 沉 淀 池 V 型 濾 池 消毒及清水池 出水 1 6 污污水水處處理構筑物理構筑物設計說設計說明明 1 6 1 格格柵柵 1 6 1 1 格柵的作用 格柵是由一組平行的的金屬柵條制成的框架 斜置在污水流經的渠道上 或泵站集水井的井口 處 用以截阻大塊的呈懸浮或漂浮狀態(tài)的污物 在污水處理流程中 格柵是一種對后續(xù)處理構筑物或 泵站機組具有保護作用的處理設備 1 6 1 2 格柵的選擇 1 格柵的選擇 格柵的選擇主要是決定柵條斷面 柵條間隙 柵渣清除方式 2 柵條斷面有圓形 矩形 正方形 半圓形等 圓形水條件好 但剛度差 一般多采用矩形斷面 3 柵渣清除方式 一般按柵渣量而定 當每日柵渣量大于 0 2m3 應采用機械清渣 1 6 1 3 粗格柵參數 柵槽寬 1 69 m 共設四組 便于維修和清洗 柵渣量為 4 54m3 d 宜采用機械格柵清渣 污水是由直徑為 1600 mm 管子引入格柵間 柵前水深 h 0 54 m 過柵流速 v 0 9 m s 柵條間隙寬度 b 40 mm 格柵傾角 0 60 1 6 1 4 細格柵參數 污水廠的污水由直徑為 1600 mm 的管子從提升泵站引入細格柵間 柵前水深 h 0 54 m 過柵流速 v 0 9 m s 柵條間隙寬度 e 10 mm 格柵傾角 600 柵槽寬 2 87 m 共設四組 便于維修和清洗 柵渣量為 12 02m3 d 宜采用機械格柵清渣 1 6 1 5 格柵示意圖 見圖 1 2 1 進 水 工作平臺柵條 圖 1 2 格柵示意圖 1 6 2 泵泵房房 由于該泵站為常年運轉且連續(xù)開泵 故選用自灌式泵房 又由于該泵站流量較大 故選用矩形 泵房 矩形泵房工藝布置合理 運行管理較方便 現已普遍采用 1 6 2 1 水泵的選擇 本工程中選用 500WQ2700 16 185 型潛水排污泵四臺 它滿足本設計中流量及揚程的要求 并且 能夠在高效區(qū)內運行 1 6 2 3 水泵的適用范圍及性能特點 1 適用范圍 WQ 型潛污泵是在吸收國外先進技術的基礎上 研制而成的潛水排污泵 適用于 市政污水處理廠 泵站 工廠 醫(yī)院 建筑 賓館排水 2 性能特點 見表 1 4 表 1 4 WQ 型潛污泵性能 型號 流量 m3 h 揚程 m 轉速 r min 電動機功率 kw 效率 出口直徑 mm 500WQ2700 16 18527001672518582500 1 6 2 4 污水提升泵房 1 污水提升泵房見圖 1 3 進水總管 中格柵 最底 水位 圖 1 3 提升泵房 1 6 3 沉砂池沉砂池 1 6 3 1 沉砂池的作用 沉砂池的作用是從污水中分離相對密度較大的無機顆粒 沉砂池一般設于倒虹管 泵站 沉淀池 前 保護水泵和管道免受磨損 防止后續(xù)處理構筑物管道的堵塞 減小污泥處理構筑物的容積 提高 污泥有機組分的含量 提高污泥作為肥料的價值 1 6 3 2 沉砂池的形式 沉砂池有三種形式 平流式 曝氣式和渦流式 平流式矩形沉砂池是常用的型式 具有結構簡單 處理效果較好的優(yōu)點 其缺點是沉砂中含有 15 的 有機物 使沉砂的后續(xù)處理難度加大 曝氣沉砂池是在池的一側通入空氣 使污水沿池旋轉前進 從 而產生與主流垂直的橫向恒速環(huán)流 曝氣沉砂池的優(yōu)點是通過調節(jié)曝氣量 可以控制污水的旋流速 度 使除砂效率較穩(wěn)定 受流量變化的影響小 同時 還對污水起預曝氣的作用 渦流式沉砂池是利 用水力渦流 使泥砂和有機物分開 以達到除砂目的 該池型具有基建 運行費用低和除砂效果好等 優(yōu)點 在北美國家廣泛應用 1 6 3 3 旋流式沉砂池 考慮到除磷工藝的厭氧要求所以不采用曝氣沉砂池 而采用現在應用比較廣泛的旋流式沉砂池 具 有占地省 除砂效率高 操作環(huán)境好 設備運行可靠等優(yōu)點 本工程選用旋流式沉砂池 I 旋流式沉砂 池 I 是一種渦流式沉砂池 由進水口 出水口 沉砂分選區(qū) 集砂區(qū) 砂提升管 排沙管 電動機和變 速箱組成 污水由流入口沿切線方向流入沉砂區(qū) 利用電動機及傳送裝置帶動轉盤和斜坡式葉片旋 轉 在離心力的作用下 污水中密度較大的砂粒被甩向池壁 掉入砂斗 有機物則被留在污水中 調 整轉速 可達到最佳沉砂效果 沉砂用壓縮空氣經砂提升管 排沙管清洗后排出 清洗水回流至沉砂 區(qū) 根據處理水量的不同 旋流式沉砂池可分為不同型號 各部分尺寸可查給排水設計手冊第五冊 本工 程設計流量為 2257L S 可選用兩座型號為 1300 型旋流式沉砂池 I A 5480mm B 1500mm C 1100mm D 2200mm E 400mm F 2200mm G 1000mm H 610mm J 630mm K 800mm L 1850mm 沉砂池設計簡圖如下 1 6 4 沉淀池沉淀池 1 6 4 1 沉淀池的作用及形式 沉淀池按工藝布置的不同 可分為初次沉淀池和二次沉淀池 沉淀池的處理對象是懸浮物質 約 去除 40 55 同時可去除部分 BOD5 約占總 BOD5的 20 30 主要是懸浮性 BOD5 可改善 生物處理構筑物的運行條件并降低其 BOD5負荷 初沉池是對污水中的以無機物為主體的比重大的 固體懸浮物進行沉淀分離 二沉池是對污水中的以微生物為主體的比重小的 且因水流作用易發(fā)生 上浮的固體懸浮物進行分離 沉淀池按池內水流方向的不同 可分為平流式沉淀池 輻流式沉淀池和豎流式沉淀池 平流式 沉淀池沉淀效果好 對沖擊負荷和溫度變化的適應能力強 施工簡易 豎流式沉淀池適用于小型污水 廠 輻流式沉淀池適用于大中型污水處理廠 運行可靠 管理簡單 本設計初沉淀選用平流式沉淀池 二沉池選用輻流式沉淀池 1 6 4 2 沉淀池設計參數 見表 1 9 表 1 9 設計參數表 污泥量沉淀池類型沉淀 時間 h 表面水力 負荷 m3 m2 h g p d L p d 污泥含 水率 初次沉淀池0 5 2 0 1 5 4 516 360 36 0 83 95 97 生物 膜法后 1 5 4 0 1 0 2 010 26 96 98二 次沉 淀 池 活性 污泥法后 1 5 4 0 0 6 1 512 32 99 2 99 6 1 6 4 3 初沉池外形尺寸 見表 1 10 表 1 10 初沉池尺寸 池內水深 m 3 L h 9 L B4 5 污泥斗容積 m3 62 3 池子總高度 m 8 77 池子個數24 1 6 4 4 平流初沉池剖面圖 見圖 1 5 圖 1 5 平流初沉池 1 6 4 5 二沉池外形尺寸 見表 1 11 表 1 11 二沉池外形尺寸 池深 構筑物名稱座數 池徑 m 有效深度 m H1 m H3 m H4 m H5 m H6 m 二沉池44940 30 51 130 51 73 注 表中 H1為超高 H3為緩沖層高度 H4為沉淀池坡底落差 H5 為刮泥機高 H6 為污泥斗高 1 6 4 6 輻流式二沉池剖面圖 見圖 1 6 進水 排泥 出水 圖 1 6 輻流二沉池 1 6 5 A2 O 反反應應池池 本設計生物反應池由 8 組 3 廊道組成 每個廊道長 80 米 寬 7 米 有效水深 5 米 超高 0 5 米 總高度為 5 5 米 工藝采用 A2 O 法 厭氧 缺氧 好氧 1 1 4 停留時間為 9 7h 污泥回流比為 100 厭氧段 缺氧段之間設置一堵墻 因為它們在同一個廊道中 這樣可以使各個部分有自己的處理 空間 各個生物反應池進水管和回流污泥管同時進入進水井 在里面充分混合后進入厭氧廊道 在厭 氧段和缺氧段各設 8 個潛水攪拌機 使泥水進一步混合 并且具有推流作用 污水中的總氮包括有機氮 氨氮 亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮 四者合稱總氮 TN 其中氨氮與有機 氮合稱凱氏氮 TKN 這是衡量污水進行生化處理時氮營養(yǎng)是否充足的依據 在常規(guī)生活污水中基本 不含亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮 因此一般情況下 對于常規(guī)生活污水的 TN TKN 亞硝酸鹽氮和硝酸鹽 氮可視為零 厭氧段進水中可溶性磷與溶解性 BOD5之比小于 0 06 才會有較好的除磷效果 污水中 CODcr TKN 8 時氮的去除率可達 80 CODcr TKN8 TP BOD5 5 195 38 0 025 0 06 符合要求 故可采用此法 2 7 3 曝氣池計算 A2 O 池 1 A O 池容積計算 1 有效容積 59206m3 7 1 15 0 3300 38 195150000 NX QS V o 2 池有效水深 h 5m 3 池總有效面積11841m2 5 59206 h V A 反應池分 8 組 單組有效面積 1480m2 8 11841 8 A 單 A 4 采用 6 廊道推流式反應池 廊道寬 b 7m 5 單組反應池長度 35 23m 76 1480 6 b A L 單 取 L 35 23m 故有效面積為 11841m 有效容積為 59206m 6 校核 b h 7 5 1 4 滿足 b h 1 2 L b 35 23 7 5 03 滿足 L h 5 10 7 取反應池超高 0 5m 曝氣管廊道高度 0 65m 故反應池總高 5 00 50 656 15Hm 2 反應停留時間 反應池總反應停留時間 0 39d 9 36h 150000 59206 Q V t 各段水力停留時間和容積 厭氧 缺氧 好氧 1 1 4 厭氧池水力停留時間 t 厭h6 516 39 6 1 厭氧池容積m3 7986759206 6 1 厭 V 缺氧段水力停留時間 t 缺h6 516 39 6 1 缺氧池容積m3 7986759206 6 1 缺 V 好氧段水力停留時間 t 好 6 24h36 9 3 2 好氧池容積 39470m359206 3 2 好 V 3 校核氮磷負荷 好氧段總氮負荷 0 048 kg TN kg MLSS d 0 05 符合要求 7 2 394703300 42150000 VX TNQ O 好 好 N 厭氧段總磷負荷 0 023 kg TP kg MLSS d 0 06 符合要求 7 3 798673300 5150000 VX TPQ O 厭 厭 N 4 剩余污泥量 7 4 00 50 edVeXYQK VXQ CC 取污泥增殖系數 Y 0 6 0 5 0 7 污泥自身氧化系數 Kd 0 07 0 05 0 1 則降解 BOD5產生的污泥量 dkgYQX s 16200 02 0 20 0 1500006 0 01 內源呼吸分解污泥量 dkgdkgVXKX Vd 10257 1000 3300 75 0 5920607 0 2 不可降解和惰性懸浮物 該部分占 TSS 約 50 dkgCCQX e 5 19282 50 02 0 2771 0 150000 50 03 剩余污泥量為 X X1 X2 3 16200 10257 19282 5 25225 5kg d 5 堿度校核 每氧化 1mg 的 NH3 N 需消耗堿度 7 14mg 每還原 1mg 的 NO3 N 產生堿度 3 57mg 去除 1mgBOD5產生 0 1mg 的堿度 剩余堿度 進水堿度 硝化消耗堿度 反硝化產生堿度 去除 BOD5產生堿度 假設生物污泥含中氮量以 12 4 計 則 每日用于合成的總氮量 0 1217537 5 11642 4 kg d 731kg d 即進水總氮中有Lmg 87 4 150000 1000731 被氧化的 NH3 N 進水總氮 出水總氮量 用于合成的總氮量 42 8 4 87 mg L 29 13mglL 所需脫硝量 42 20 4 87 17 13mg L 需還原的硝酸鹽氮量 2569 5mg L 1000 13 17150000 T N 將各值帶入 剩余堿度 2807 14 21 6143 57 17 6140 1 195 37520 ALKISmg L 以 CaCO3計 可維持 pH 7 2149 100 mg Lmg L 6 污泥齡計算 污泥齡 15 5d 滿足污泥齡 15 20d 要求 100025225 660059206 1000 XR 剩余污泥 曝氣池有效容積 7 反應池進出水系統(tǒng)計算 1 進水管 單組反應池進水管設計流量 3 1 1 94 0 243 8 Q Qms n 管道流速 v 0 7m s 管道過水斷面面積 2 10 243 0 346 0 7 Q Am v 管徑 44 0 346 0 664 3 14 A dm 取進水管徑 DN700mm 2 回流污泥管 單組反應池回流污泥管設計流量 3 1 94 10 243 8 R Q QRms n 管道流速 v 0 7m s 取回流污泥管管徑 DN700mm 3 進水井 反應池進水孔尺寸 進水孔過流量 3 2 1 94 1 1 1 0 485 8 Q QRms n 孔口流速 v 0 5m s 孔口過水斷面面積 297 0 5 0 485 0 2 m v Q A 孔口尺寸取 0 5m 0 5m 取 4 個孔口 進水井平面尺寸取 4m 7m 4 出水堰及出水井 按矩形堰流量公式計算 33 22 30 42 21 86QgbHbH 式中 3 3 1 94 1 1 1 1 1 0 75 8 QRRms 內 Q n b 堰寬 B 7m H 堰上水頭 m 22 33 30 75 0 149 1 861 86 7 Q Hm b 5 出水井 反應池出水管設計流量 Q5 2Q3 1 5m s 管道流速 v 0 7m s 管道過水斷面面積 2 51 5 2 15 0 7 Q Am v 管徑 44 2 15 1 65 3 14 A dm 取出水管管徑 DN1700mm 角和管道內流速 2 31 5 0 66 1 7 4 Q vm s A 8 曝氣系統(tǒng)設計計算 1 設計需氧量 AOR AOR 去除 BOD5需氧量 剩余污泥中 BODu 氧當量 NH3 N 硝化需氧量 剩余污泥中 NH3 N 的氧當 量 反硝化脫氮產氧量 碳化需氧量 0 1 1 42 1 kt rQ DPx e 式中 k BOD5的分解速度常數 d 取 k 0 23 t BOD5試驗時間 取 t 0 23 Px 生物污泥產量 Px X1 X2 17537 5 11642 4 5895 1kg d S 出水溶解性 BOD5的質量濃度 7 5 0 23 5 1 42 1 20 1 42 0 75 20 1 kt reefee 3 5 45 0 00545 mg Lkg m 1 DdOkg e 33320 1 589542 1 1 00545 0 195375 0 150000 2 523 0 硝化需氧量 204 6 4 6 12 exDQ NNP 1 589512 0 6 4 02 0 0042 0 1500006 4 4 6 1 589512 0 6 4 02 0 042 0 150000 11926 kg O2 d 反硝化脫氮產生的氧量 dOkglmgND T 77 7348 5 256986 2 86 2 23 總需氧量 123AORDDD 33320 11926 7348 77 37897 23 kg O2 d 237952 6713612 57839643169 24 kg Od 最大需氧量與平均需氧量之比為 1 5 則 2max1 51 5 93169 2464753 86 DDkg Od 去除每 1kg 中的 BOD5的需氧量 0 e AOR Q 02 0 195375 0 150000 23 37897 1 44kg O2 d 2 標準需氧量 SOR 采用鼓風曝氣 微孔曝氣器 曝氣器敷設于池底 距池底 0 2m 淹沒深度 4 8m 氧轉移效率 EA 20 計算溫度 T 25 將實際需氧量 AOR 換算成標準狀態(tài)下的需氧量 SOR 7 6 20 20 1 024 T S sb TL AOR C SOR CC 式中 AOR 曝氣池的標準需氧量 kg d CS 20 水溫 20 時清水中溶解氧的飽和度 mg L Csb T 設計水溫 T 時好氧反應池中平均溶解氧的飽和度 mg L CL 好氧反應池中溶解氧濃度 mg L T 設計污水溫度 污水好氧速率與清水傳氧速率之比 污水中飽和溶解氧與清水中飽和溶解氧之比 氣壓調整系數 5 1 013 10 所在地區(qū)實際氣壓 工作所在地區(qū)實際大氣壓為 0 912 105 5 5 0 912 10 0 9 1 013 10 取 CL 2mg L 取 0 82 0 95 查手冊得 CS 20 9 17mg L CS 25 8 38mg L 空氣擴散器出口處絕對壓力 53 1 013 109 8 104 8 5 1 483 10 Pa 空氣離開好氧反應池時氧的百分比 7 7 21 1 21 1 20 100 100 17 54 7921 1 7921 1 20 A A t E Q E 好氧反應池中平均溶解氧飽和度 5 25 25 2 026 1042 bt sbs PQ CC 5 5 1 483 1017 54 8 38 9 64 2 026 1042 mg L 所以標準需氧量為 25 20 43169 24 9 17 0 82 0 95 0 9 9 642 1 024 SOR 2262926 86 2621 95 kg Odkg Oh 相應最大時標準需氧量 max21 51 5 62926 86 SORSORkg Od 2294390 25 3932 925 kg Odkg Oh 好氧反應池平均時供氣量 3 2621 95 10010043699 17 0 30 3 20 A SOR Gsmh E 最大時供氣量 3 max1 51 5 43699 1765548 755 ssGGmh 3 所需空氣壓力 p 相對壓力 12345phhhhh 式中 h1 h2 供風管道沿程與局部阻力之和 取 h1 h2 0 2m h3 曝氣器淹沒水頭 h3 4 8m h4 曝氣器阻力 取 h4 0 4m h5 富余水頭 取 h5 0 5m 0 24 80 40 55 9pm 4 曝氣器數量計算 以單組反應池計算 1 max 24c SOR n q 式中 n1 按供氧能力所需曝氣器個數 個 qc 曝氣器標準狀態(tài)下 與好氧反應池工作條件接近時的供氧能力 kgO2 h 個 采用微孔曝氣器 參照有關手冊 工作水深 4 8m 在供風量 1 3m h 個 時 曝氣器氧利用率 EA 20 服務面積 0 3 0 75m2 qc 0 14kgO2 h 個 則 1 3932 925 4 7023 24 0 14 n 個 每個廊道有 設計中取 1800 個 每組反應池共計 7200 個曝氣器 以微孔曝氣器服務1756 7023 個 4 面積進行校核 滿足服務面積 0 3 0 75m2 符合要求 2 70 8 4 0 31 7200 fm 5 供風管道計算 按一個系列計算 供風管道采用環(huán)狀布置 干管流量 333 max 111 65548 755 316387 19 4 55 222 ssQGmhmhms 流速 v 10m s 管徑 取 DN 800mm 44 4 55 0 761 3 14 10 sQ dm v 采用雙側供氣 向兩側廊道供氣 單組供氣支管取 1 個 8 組共計空氣支管 8 個 則支管流量 33 max 4096 797 1 138 S sG Qmhms n 雙 11 65548 755 22 8 流速 v 10m s 管徑 44 1 138 0 381 3 14 10 SQ dm v 雙 取支管管徑 DN400mm 9 厭氧池設備選擇 以單組反應池計算 厭氧池內設潛水攪拌機 8 臺 所需功率按 5W m 池容計算 厭氧池有效容積 3 70 8 52800Vm 厭 混合全部污水所需功率為5 280014000W 10 缺氧池設備選擇 以單組反應池計算 缺氧池內設潛水攪拌機 8 臺 所需功率按 5W m 池容計算 缺氧池有效容積 3 40 7 51400Vm 缺 混合全部污水所需功率為5 14007000W 11 污泥回流設備 污泥回流比 R 100 污泥回流量 33 1 166666 67166666 67 6944 45 RQRQmdmh 污泥回流泵見設備選型 12 混合液回流設備 1 混合液回流泵 見設備選型 2 混合液回流管 回流混合液由回流泵送至缺氧段首端 混合液回流管設計流量 3 6 1 94 1 10 267 8 QRms 內 Q N 混合液回流管出水流速 v 0 8m s 管道過水斷面面積 2 60 267 0 334 0 8 Q Am v 管徑 44 0 334 0 652 3 14 A dm 取回流污泥出水管管徑 DN700mm 2 7 4 設備選型 主要設備見下表 表 3 3 曝氣池設備一覽表 設備名稱型號數量備注 潛水泵50QW100 34 電動調節(jié)閥AS56154 水下攪拌器QJB015 400128電機功率1 5kW 溶解氧探頭DO36 196 微孔曝氣器STEDCO 10028800 2 8 集配水井集配水井 設集配水井內徑 5000 mm 外徑 10000 mm 墻厚 250 mm 配水井中心管管徑為 DN1600 的鑄鐵 管 當回流比 R 100 時 設計流量 Q 2256L S 查手冊水力計算表得 1 044 vm s 000 0 647i 水井進口 1 0 則局部水頭損失為 22 1 1 044 1 00 056 22 9 81 v hm g 設沉淀池進水管管徑為 DN1000 的鑄鐵管 當回流比 R 100 時 設計流量 查手冊水力計算表得 則局部sLQ 564 4 2256 0 588 vm s 000 0 332i 0 5 水頭損失為 22 2 0 588 0 50 008 22 9 81 v hm g 二沉池出水管管徑為 DN1000 的鑄鐵管 設計流量查手冊水力計算表得 sLQ 564 4 2256 則局部水頭損失為 0 588 vm s 000 0 332i 1 0 22 3 0 558 1 00 016 22 9 81 v hm g 設總出水管管徑為 DN1600 的鑄鐵管 設計流量 Q 2256L S 查手冊水力計算表得 則局部水頭損失為 1 044 vm s 000 0 647i 0 5 22 4 1 044 0 50 028 m 22 9 81 v h g 2 9 二沉池二沉池 二沉池是活性污泥處理系統(tǒng)的重要組成部分 其作用是泥水分離 使得混合液澄清 濃縮和回 流活性污泥 其運行效果將直接影響活性污泥系統(tǒng)的出水水質和回流污泥濃度 在本次設計中為了提高沉淀效率 節(jié)約土地資源 降低籌建成本 采用機械刮泥吸泥機的輻流沉 淀池 進出水采用中心進水 周邊出水 以獲得較高的容積利用率和較好的沉淀效果 2 9 1 設計設計參數參數 表面負荷 32 1qmmh 設計流量 Q 2 26m3 s 池數個4n 2 9 2 設計計設計計算算 1 單池面積 A 9 1 22034 14 360026 2 m nq Q 2 直徑 D 50 9 m 取 51m 4A 3 沉淀部分有效水深 2 1 44hqtm 4 有效容積 V 8167m3 9 2 4 4 5114 3 4 2 2 2 h D 5 沉淀池坡底落差 取 0 05i H4 i1 18m 2 2 51 05 0 2 2 D 6 沉淀池周邊水深 設緩沖層 刮泥機高 3 0 5hm 5 0 5hm 有效水深的高度 HO h2 h3 h5 4 0 5 0 5 5m 7 污泥斗容積 集泥斗上部直徑為 5m 下部直徑為 3m 傾角為 600 則有污泥斗高度 612 2 5 1 5601 73hrr tgtg m 污泥斗有效容積為 9 3 2222 6 111 22 3 14 1 73 2 52 5 1 5 1 522 18 33 h Vrrrr 3 m 8 沉淀池的高度 設超高 1 0 3hm 416 5 1 030 3 1 738 06HHhhhm 2 9 3 進進出水系出水系統(tǒng)計統(tǒng)計算算 1 進水部分設計 輻流式沉淀池中心處設中心管 污水從池底的進水管進入中心管 通過中心管壁的開孔流入池 中央 中心管處用穿孔整流板圍成流入區(qū) 使污水均勻流動 污水曝氣池出水并接 DN1600 的鑄鐵管 進入配水井 從配水井接 DN1000 的鑄鐵管 在二沉池前接閥門 后接 DN1000 的二沉池入流管 采用中心進水 中心管采用鑄鐵管 出水端用漸擴管 為了配水均勻 沿套管周圍設一系列潛孔 并在套管外設穩(wěn)流罩 流量為 2 26 m3 s 則單池設計污水流量 Q單 0 565m3 s 4 26 2 4 Q 當回流比為 100 時 單池進水管設計流量為 Q進 1 1 0 Q單 1 1 0 0 565 1 13m3 s 取中心管流速為 則過水斷面積為 1 0 vm s 2 13 1 0 1 13 1 m v Q f 進 設 10 個導流孔 則單孔面積為 f m2 113 0 10 13 1 10 f 設孔寬為 0 2 m 則孔高為m 565 0 2 0 113 0 2 0 f 孔斷面尺寸為 0 20 565m 設孔間距為 0 25 m 則中心管內徑為 0 20 25 101 4D 內 m 設管壁厚為 0 15 m 則中心管外徑為 1 40 15 21 7D 外 m 進水管與中心孔水頭損失均按回流比為 100 的最不利情況計算 進水管水頭損失為 查 給水排水設計手冊 第一冊 673 408 頁得1 05 1000 DN mm 0 558v m s 則 22 1 0 558 1 050 0167 22 9 81 v hm g 中心孔頭水頭損失 查第一冊 678 頁得 則 1 06 2 2 0 558 1 060 0167 2 9 81 hm 則進水部分水頭損失為 12 hhh 0 01670 01670 0334m 穩(wěn)流罩設計 筒中流速一般為 取 3 v 0 03m s0 02 m s 0 03m s 穩(wěn)流筒過流面積 f 38m2 03 0 13 1 3 v Q進 穩(wěn)流筒直徑為 D3 7 16m 22 7 1 14 3 3844 外 D f 并設置罩高為3 2m 2 出水部分設計 每池所需堰長 L 353m 6 14 26 2 10001000 nq Q 且有 D 112 4 51 14 3 353 L m 故采用雙側集水 出水溢流堰的設計 采用出水三角堰 90 采用等腰直角三角形薄壁堰 取堰高 0 08 堰寬 0 16 堰上水頭 即三角口底部至上游水面mm 的高度 0 04 堰上水寬為 0 08 mm 每池出水堰長 9 4 0 4 20 4 20 80 15 22LDD 51 0 8 51 0 8 2 2 308 34m 實際堰負荷 q 1 8L s 34 3084 100026 2 4 L Q m 實際堰個數為 k 1927 個 16 0 34 308 16 0 L 每個三角堰的流量 為 1 Q Q1 2 9310 4m3 s 41927 26 2 nm Q設 出水堰水頭損失 過堰水深 h 0 03m 5 2 4 5 2 1 4 1 1093 2 4 1 Q 圖 2 6 溢流堰簡圖 考慮自由跌水水頭損失 0 15 m 則出水堰總水頭損失為 0 15h 0 030 150 18m 出水槽的接管與二沉池集水井相連 環(huán)形集水槽設計 采用雙側集水環(huán)形集水槽計算 設出水槽外壁距離池壁 0 4 槽 0 8 mm 集水槽總高度為 0 4 0 4 超高 0 8 m 每池都雙側集水 則出水堰流量 m3 s 單 Q65 50 4 6 22 4 Q 設 取安全系數為 則集水槽設計流量1 5 1 5 0 565 0 85m3 s 設 QQ 5 1 取槽內流速為 v 0 6 m s 則槽內終點水深 0 59m 8 06 0 2 4 單 Q vb q h 槽內起點水深為 其中 3 2 3 34 4 2 k h hh h 2 2 3 3 22 1 00 525 2 0 2 9 81 0 8 k aq hm gb 則 0 72m 3 2 3 3 59 0 59 0 2 02 h 設過水斷面積 2 3 0 9 0 600 54ABhm 濕周 20 92 0 82 5fBhm 集水槽水力計算 0 4 20 15 20 652490 80 3 0 65274 2LDm 水力半徑 0 54 0 22 2 5 A Rm f 水力坡度 22 22 33 0 6 0 013 0 220 41ivnR 過堰水深為 2 2 4 5 5 2 84 10 0 029 1 741 74 Q hm 考慮跌水水頭損失 0 15 m 則二沉池出水水頭損失為 2 0 150 0290 150 41hhi L 59 80 21m 綜合得出二沉池進出水總損失為 12 0 03340 210 24hhhm 2 9 4 排泥量排泥量計計算算 1 單池污泥量計算 總回流污泥量 43 1 1 5 10247500 R QQRmh 總剩余污泥 S r X Q fX 因為 15020 150000 1000 3929 9 11 0 07 56 6 r dc Ql Xkg d K 其中 衰減系數 一般取 d k0 050 1 污泥齡 c d 所以 3 3929 9 793 9 0 75 6 6 S r X Qmd fX 3 33 1 mh 為回流污泥濃度 r X0 75f 66 3 1010 16