厌氧池和DE氧化沟污水处理毕业设计计算书精选范文.doc

X X 工 业 大 学 毕业设计说明书 作 者 XX 学 号 XXXXXX 学 院 土木工程学院 系 专业 给水排水工程 题 目 我国水污染现状 及某市 25 万吨污水处理工程设计 指导者 XXX 讲师 评阅者 姓 名 专业技术职务 2016 年 12 月 中文摘要中文摘要 我国水污染现状及某市我国水污染现状及某市 2525 万吨污水处理工艺流程万吨污水处理工艺流程 摘要摘要 随着社会经济的发展 人类生产和生活对水的需求量越来越多 水体污染 和水资源短缺成为目前人类生存和发展面临的重大问题之一 如何解决水污染 问题 保证用水安全是未来人类生存的一大挑战 本文主要从我国的水环境问 题出发 在正确分析所需处理水的水量 水质的情况下 结合国内外水处理工 艺 并对比了各工艺的优缺点 最终采用 DE 氧化沟法对某市 25 万吨污水进行 了处理 该工艺同时具有脱氮除磷和去除有机物的功能 而且能够避免了污泥 膨胀 保证工艺的正常运行 达到污水排放的标准 在正确设计和计算的基础 上 绘制了污水厂的平面图和高程图以及各个单体的剖面图 使整个设计更加 清晰直观 关键词 关键词 水环境 污水 DE 氧化沟 外文摘要外文摘要 TitleTitle China sChina s waterwater pollutionpollution statusstatus andand thethe processprocess ofof 250000250000 tonstons ofof sewagesewage treatmenttreatment AbstractAbstract With the development of social economy more and more water is demanded in people s life and production But water pollution and water shortages has become one of the major problems hindering people s survival and development How to solve the problem of water pollution and ensure water security is a major challenge for the future survival of mankind According to the water environment after analyzing water quality and water quantity and comparing the advantages and disadvantages of each process ultimately choose DE Oxidation Ditch to treat 250 000 tons of water The process has both nitrogen and phosphorus removal and removal of organic functions and can avoid the sludge bulking to ensure the normal operation of the process and achieve effluent discharge standards On the basis of proper design and calculation drawing a sewage plant plan and elevation map and cross sectional view of each monomer so that the whole design seems more clear and intuitive KeyKey wordswords water environment polluted water DE Oxidation Ditch 目录目录 中文摘要 1 外文摘要 2 1 绪论 1 1 1 污水处理厂的基础资料 1 1 1 1 设计资料 1 1 1 2 水质特点 1 1 2 我国水污染现状 2 1 3 国内外研究现状 3 1 3 1 研究现状 3 1 3 2 处理工艺的比较 4 1 4 工艺流程的确定 7 2 污水处理构筑物的设计计算 8 2 1 格栅 9 2 1 1 设计概述 9 2 1 2 设计要点 9 2 1 3 设计参数 10 2 1 4 设计计算 10 2 2 污水提升泵房设计计算 13 2 2 1 泵房选择条件 13 2 2 2 设计计算 14 2 3 泵后细格栅的计算 14 2 3 1 设计参数 14 2 3 2 设计计算 15 2 3 3 进水与出水渠道 16 2 4 平流式沉砂池的计算 17 2 4 1 设计概述 17 2 4 2 设计要点 17 2 4 3 设计参数 17 2 4 4 设计计算 18 2 5 厌氧池 DE 型氧化沟工艺计算 20 2 5 1 设计参数 20 2 5 2 厌氧池计算 21 2 5 3 DE 型氧化沟计算 22 2 5 4 设计参数的较核 24 2 5 5 剩余污泥量计算 24 2 5 6 需氧量的计算 25 2 5 7 供气量计算 26 2 5 8 曝气机数量计算 以单组反应池计算 28 2 6 二沉池的计算 28 2 6 1 设计参数 29 2 6 2 设计计算 29 2 6 3 进水部分设计 32 2 6 4 出水部分设计计算 33 2 7 消毒设施计算 34 2 7 1 消毒剂的选择 34 2 7 2 消毒剂的投加 35 2 7 3 平流式消毒接触池 36 2 8 计量设备 38 2 8 1 计量设备的选择 38 2 8 2 设计参数 38 2 8 3 巴氏计量槽 38 3 污泥处理构筑物设计计算 41 3 1 污泥浓缩池的设计计算 41 3 1 1 回流污泥量计算 41 3 2 辐流浓缩池的设计计算 42 3 2 1 设计说明 42 3 2 2 设计计算 42 3 3 贮泥池的设计计算 44 3 3 1 贮泥池设计进泥量 44 3 3 2 贮泥池的容积 44 3 3 3 贮泥池高度 45 3 4 污泥脱水 45 4 污水厂平面布置 46 4 1 平面布置概述 46 4 2 布置的一般原则 46 4 3 具体平面布置 49 4 3 1 工艺流程布置 49 4 3 2 构 建 筑物平面布置 49 4 3 3 污水厂管线布置 50 4 3 4 厂区道路布置 51 4 3 5 厂区绿化布置 52 5 污水厂高程布置 52 5 1 高程布置概述 52 5 2 高程布置的主要任务 52 5 3 高程布置的主要原则 52 5 4 高程布置计算部分 53 5 4 1 构筑物之间管渠的连续及污水水头损失的计算 53 5 4 2 构筑物之间管渠的连续及污泥水头损失的计算 59 5 5 其他附属设施的设计 61 5 5 1 门的设计 61 5 5 2 窗的设计 61 5 5 3 走廊 62 5 5 4 通风设计 62 5 5 5 排水设计 62 结论 63 参考文献 64 致谢 65 附录 66 1 1 绪论绪论 1 11 1 污水处理厂的基础资料污水处理厂的基础资料 1 1 1 设计资料 1 气候条件 荣成属暖温带季风型湿润气候区 年平均气温为 12 左右 年平均日照 2600 小时左右 年平均降雨量 800 毫米左右 2 主导风向 常年主导风向为东南风 最大风速 12m s 年平均风速为 3 8m s 3 地质状况 地质条件良好 地势平坦 结构稳定 无强烈发育的岩溶 塌陷 断裂 滑坡等不良地质构造 地基承载力标准值为 170 千帕 根地震基本烈度为 6 度 土层深厚 土壤质地较好 地面标高为 110m 冰冻线深度为 1 1m 4 纳污河流 位于城市的西部自南向北流 常水位标高为 98 5m 20 年一遇洪水水位标 高为 102 3m 最低水位标高为 95 2m 1 1 2 水质特点 污水处理厂日处理水量约为 25 万 t d 该市废水主要是来自居民生活污水和 市区内的工业废水 该工业废水在排入市政管网之前已经过适当处理 可直接排 入污水处理厂进行进一步处理 该生活污水和工业废水经市政排水管网收集之固 定排放口 表表 1 11 1 荣成市污水厂进水水质与水量荣成市污水厂进水水质与水量 项目设计水量 m3 d SS mg L COD mg L BOD5 mg L 总氮 mg L 总磷 mg L pH 水温 指标2500002154352593297 922 表表 1 21 2 出水排放标准出水排放标准 1 21 2 我国水污染现状我国水污染现状 我国是一个水资源相对短缺的国家 近年来由于工业的快速增长 人口压 力以及农药化肥使用量的不断增加 我国地面水 地下水的质量都有较大的下 降 现今水资源非常短缺 水资源污染情况又非常严重 全国 90 以上的城市 水域受到不同程度的污染 近 50 的重点城市的集中饮用水源不符合取水标准 并且污染危害范围愈演愈烈 我国城市水体污染主要来自两方面 一是工业发展中超标排放的工业废水 二是城市生活污水 我国每年约有 1 3 的工业废水和 90 以上的生活污水未经 处理就排入水域 工业排放的污水是水污染的主要来源 据统计 2008 年 全国工业废水排 放量 241 7 亿吨 占废水排放总量的 42 3 工业废水大都来自造纸 冶金 化 工以及采矿工业 这些废水中含有大量不易分解的重金属如铅 汞 铬 镍 铜 铁和氮 酚等有害物质等致癌 有毒物质 且工厂为降低成本 大都未对 工业废水进行处理 导致这些工业废水直接排放到了自然水体中 造成污染 此外 工业生产过程中产生的废气也会在遇冷后凝结重新降落到地面 暴雨把 城市的大量污染物冲进河流 特别是下水道超负荷溢流 洪水的泛滥 城市地 表上的微尘颗粒含有大量的有机质和无机质 尤其是汽车的废气里含有大量的 汞 铅 工厂里的灰尘 居民的生活垃圾而汇入表水从而造成水体污染 城市水污染对人体和水生生物都会造成危害 人类生活和工农渔木业都离 不开水 人的一切生理活动都需要在谁的参与下完成 水体受到污染 水的质 项目CODBOD5SSTNTP 指标 mg L 60 20 20 20 1 0 量恶化 不仅会降低甚至丧失其使用功能 加剧水资源短缺 还会对人体健康 和生态环境产生一系列危害 被污染的水体中含有农药 苯类 重金属 氰化 物 放射性元素 致病菌等有害物质 他们有很强的毒性 有的具有致癌 致 畸 致突变的作用 另外 在良好的水体中 各类水生生物之间 水生生物与 其生存环境之间处于动态平衡 当在人类的活动下 水体受到污染 就会破坏 这种动态平衡 引起生态环境的恶化 水体中含有大量氮磷时 就会发生水体 富营养化的变化 导致水体中的藻类大量繁殖 同时会引起水中含氧量减少 使得厌氧微生物大量繁殖 产生硫化氢等有害物质 造成水质恶化 进而水生 动物大量死亡 使水质进一步恶化 1 31 3 国内外研究现状国内外研究现状 1 3 1 研究现状 针对城市污水 在处理过程中 我们普遍采用的是传统活性污泥法 SBR 氧化沟等 这些处理工艺发展较为成熟有效 所以在世界各地被广泛的 应用 在目前城市污水处理 只有社会效益 没有经济效益的情况下 如此庞大 的投资和运行费用 对经济不够发达的我国而言无疑是一个沉重负担 因此 本文以我国城市污水处理情况为基础 从排污系统建设 污水处理要求和效果 等方面 对国内外城市污水处理工艺作了归纳 为提高我国的城市污水治理水 平 最终促进经济与环境的协调发展提供技术参考 近二十年来 一些发达国家为 了解决日益严重的水质污染问题 不惜巨额投资兴建了大量不同规模 的城市污水处理厂 国内外对污水处理已经达成了 共识 即污水的集中处理 大型化 是目前城市污水处理厂规划建设的 目标 针对不同城市的不同特点 如城市格局 发展规划 地理水文 1 11 1 DEDE 氧化沟运行示意图氧化沟运行示意图 等具体情况 应该对污水处理厂进行合理规划 保证建设资金使用的有效性 处理效果的高效性 当前流行的污水处理工艺有 AB 法 SBR 间歇式活性污泥法 DE 氧化沟 法 普通曝气法 A A O 生物脱氮除磷法 A O 生物脱氮活性污泥法 接触氧 化池法等 这几种工艺都各有其特点 1 3 2 处理工艺的比较 1 DE 氧化沟 DE 型氧化沟工艺具有独立的二沉池及回流污泥系统 氧化沟内可交替进行 硝化与反硝化 具有较好的脱氮效果 前置厌氧段可加强生物除磷效果 我国 不少污水处理厂都在传统生物处理段前增设厌氧段以保证污水中磷的去除效果 DE 氧化沟的运行周期为 3 h 每周期分 4 个阶段 即 A B C D 如图 2 所示 阶段 A 污水通过配水井流入低速运行的沟 1 沟 2 转刷高速运行 处 理出水由沟 2 流人二沉池 阶段 B 污水还是通过配水井流人沟 1 不过此时 沟 1 转刷高速运行 充氧曝气 沟 2 继续出水 阶段 C 与阶段 A 相似 阶段 D 与阶段 B 相似 不同的是沟 1 和沟 2 的工作状态互换 其中 A C 阶段运 行 1 h B D 阶段运行 0 5 h 2 A2 O A2 O 处理工艺是 Anaerobic Anoxic Oxic 的英文缩写 它是厌氧 缺氧 好氧生物脱氮除磷工艺的简称 A2 O 工艺是在厌氧 好氧除磷工艺的基础上 开发出来的 该工艺同时具有脱氮除磷的功能 A2 O 工艺的特点 一 厌氧 缺氧 好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群 的有机配合 能同时具有去除有机物 脱氮除磷功能 二 在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中 该工艺流程最为简单 总 的水力停留时间也少于同类其它工艺 三 在厌氧 缺氧 好氧交替运行下 丝状菌不会大量繁殖 SVI 一般小 于 100 不会发生污泥膨胀 四 污泥中含磷量高 一般为 2 5 以上 3 SBR SBR 是一种间歇式的活性泥泥系统 其基本特征是在一个反应池内完成污 水的生化反应 固液分离 排水 排泥 可通过双池或多池组合运行实现连续 进出水 SBR 通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标 具 有很大的灵活性 SBR 池通常每个周期运行 4 6 小时 当出现雨水高峰流量时 SBR 系统就从正常循环自动切换至雨水运行模式 通过调整其循环周期 以适 应来水量的变化 2SBR 系统通常能够承受 3 5 倍旱流量的冲击负荷 SBR 工 艺具有以下特点 1 SBR 工艺流程简单 管理方便 造价低 SBR 工艺只有一个反应器 不需要二沉池 不需要污泥回流设备 一般情况下也不需要调节池 因此要比 传统活性污泥工艺节省基建投资 30 以上 而且布置紧凑 节省用地 由于科 技进步 目前自动控制已相当成熟 配套 这就使得运行管理变得十分方便 灵活 很适合小城市采用 2 处理效果好 SBR 工艺反应过程是不连续的 是典型的非稳态过程 但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的 尽管是处于完全混合状态中 随时间的延续而逐渐降低 反应器内活性污泥处于一种交替的吸附 吸收及生 物降解和活化的变化过程之中 因此处理效果好 3 有很好的除磷脱氮效果 SBR 工艺可以很容易地交替实现好氧 缺氧 厌氧的环境 并可以通过改变曝气量 反应时间等方面来创造条件提高除磷脱 氮效率 4 污泥沉降性能好 SBR 工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌 的生长 减少了污泥膨胀的可能 同时由于 SBR 工艺的沉淀阶段是在静止的状 态下进行的 因此沉淀效果更好 5 SBR 工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量 水质波动 其中改进工艺包括了 ASBR 它是在 20 世纪 90 年代 由美国 Dague 教 授等将过去用于好氧生物处理的 SBR 工艺用于厌氧生物处理 开发了厌氧序批 式活性污泥法 Anaerobic Sequencing Batch Reactor 简称 ASBR ASBR 法是 一种以序批间歇运行操作为主要特征的废水厌氧生物处理工艺 一个完整的运 行操作周期按次序分为进水 反应 沉淀和排水 4 个阶段 与连续流厌氧反应 器相比 ASBR 具有如下优点 不会产生断流和短流 不需大阻力配水系统 减少 了系统能耗 不需要二次沉淀池及出水回流 所需要的搅拌设备和滗水器在国内为 定型设备 便于建设运行 运行灵活 抗冲击能力强 能适应废水间歇无规律排放 4 生物流化床 两相生物流化床工艺流程见 图 1 它的主要特点是充氧过程 与流化过程分开并且完全依靠水 流使载体流化 在流化床外设脱 膜设备和充氧设备 在流化床内 只有固 液两相 三相生物流化床反应器内气 液 固三相共存 污水充氧和载体流化同时 进行 废水有机物在载体生物膜的作用下进行生物降解 空气的搅动使生物膜 及时脱落 故不需脱膜装置 但有小部分载体可能从床中带出 需回流载体 三相生物流化床的技术关键之一 是防止气泡在床内合并成大气 泡而影响充氧效率 为此可采用 减压释放或射流曝气方式进行充 氧或充气 近期 国内环保设备企业开 发较多的是内循环式生物流化床 其工艺流程如图 2 所示 该流化 床由反应区 脱气区和沉淀区组 成 反应区由内筒和外筒两个同心圆柱组成 曝气装置在内筒底部 反应区内 填充生物载体 混合液在内筒向上流 外筒向下流构成循环 1 41 4 工艺流程的确定工艺流程的确定 山东荣成的水质特点如下 表表 1 31 3 山东荣成水质特点山东荣成水质特点 水质参数进水水质设计出水水质 CODcr435mg L 60mg L SS215mg L 20mg L BOD5259mg L 20mg L TP9mg L 以 P 计 1 0mg L TN33mg L 20mg L 由公式 的处理程度 C 进水的浓度 C CC E E 1 1 E CODCOD 处理后污水排放的浓度 可以算出 COD 的去除率 mg L e C COD mg L 同理可以依次算出 SS BOD 总磷 总氮的去除率 所以根据上述数据可知 COD 去除率达 86 2 SS 去除率达 90 BOD 去除率达 92 总磷去除率达 89 总氮去除率达 39 因而 需选择有较高 有机物去除效率的工艺 使得处理出水中的有机物含量达到设计要求 根据荣成的水质特点选择 DE 氧化沟工艺 DE 氧化沟工艺是一种具有较强 适应性的污水处理 工艺 其较长的水力停留时间和较长的污泥龄使得其对有 机污染物的去除效果良好 从运行数据来看 其对冲击负荷也有很好的耐受力 该厂主要工艺流程如图所 1 41 4 工艺流程图工艺流程图 污水经粗格栅 提升泵房及细格栅 沉砂池 去除污水中较大的漂浮 物 悬浮物及其他无机颗粒之后 进入厌氧池 DE 氧化沟生物处理系统 去除 有机物及氮磷等污染物 从二沉池回流过来的活性污泥一部分进入 DE 氧化沟 一部分作为硝化液回流到厌氧池 DE 氧化沟运行一个周期需 3 h 分为四个阶 段 在阶段一污水先进入沟 1 进行处理 处理后的水由沟 2 流人二沉池 其中 沟 1 转刷低速运行 沟 2 转刷高速运行 此阶段运行时间为 1 h 阶段二污水还 是先进入沟 1 然后由沟 2 流出 不过此时沟 1 转刷高速运行 充氧曝气 沟 2 继续出水 此阶段运行时间为 0 5 h 阶段三与阶段一相似 阶段四与阶段 二相似 不同的是沟 1 和沟 2 的工作状态互换 2 2 污水处理构筑物的设计计算污水处理构筑物的设计计算 本设计中污水处理厂的设计流量为 25 万 m3 d 即平均日流量 平均日流 量一般用来表示污水处理厂的规模 用来计算污水厂的栅渣量 污泥量 耗药 量及年抽升电量 最大设计流量用于污水处理厂中管渠计算及各处理构筑物计 算 污水的平均处理量为 2 sm89 2 hm67 10416 dm250000 333 平 Q 1 污水的最大处理量为 2 2 max Q 平 Q f K 取 1 3 f K 2 89 1 3 3 757m3 s max Q 2 12 1 格栅格栅 2 1 1 设计概述 格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成 安装在污水渠道 泵房集水井的进 口处或污水处理厂的端部 用以截留较大的悬浮物或漂浮物 如纤维 碎皮 毛发 果皮 蔬菜 塑料制品等 以便减轻后续处理构筑物的处理负荷 并使 之正常进行 被截留的物质称为栅渣 设计中格栅的选择主要是决定栅条断面 栅条间隙 栅渣清除方式等 格栅断面有圆形 矩形 正方形 半圆形等 圆 形水力条件好 但刚度差 故一般多采用矩形断面 格栅按照栅条形式分为直 棒式格栅 弧形格栅 辐流式格栅 转筒式格栅 活动格栅等 按照格栅栅条 间距分为粗格栅 中格栅 细格栅 按照格栅除渣方式分为人工除渣格栅和机 械除渣格栅 目前 污水处理厂大多都采用机械格栅 2 1 2 设计要点 1 格栅栅渣量与地区特点 格栅的间隙大小 污水流量以及下水道系统 的类型等因素有关 无当地运行资料时 可采用 格栅间距 16 25mm 0 05 0 1 m3 栅渣 103m3 污水 格栅间距 30 50mm 0 01 0 03 m3 栅渣 103m3 污水 栅渣的含水率一般为 80 密度约为 960kg m3 2 在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅 每日栅渣量大于 0 2 m3 一般应采用机械清渣 小型污水处理厂也可采用机械清渣 3 机械格栅不宜小于 2 台 如为一台时 应设人工清楚格栅备用 4 格栅倾角一般采用 60 人工清除的格栅倾角小时 省力 但占地 多 5 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 台应有安全和冲洗设施 6 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 人工清除 不应小于 1 2m 机械清除 不应小于 1 5m 7 机械格栅的动力装置一般宜设在室内 或采用其他保护设施的措施 8 设计格栅装置的构筑物 必须考虑设有良好的通风措施 9 格栅间应设有吊运设备 以进行格栅及其他设备的检修 栅渣的日常 清除 2 1 3 设计参数 最高日最高时设计秒流量 Qmax 3757L s 根据国家 给排水设计手册 第 5 册城镇排水的要求 栅前流速一般采用 0 4 0 9 m s 该设计取 v1 0 8m s 格栅通过设计流量时流速 一般采用 0 6 1 0 m s 该设计取 v2 1 0m s 栅后流速一般采用 0 5 0 7 m s 该设 计取 v3 0 6m s 栅条宽度 s 0 01m 格栅间隙 e 20mm 栅前部分长度 0 5m 格栅倾角 60 单位栅渣量 W1 0 05m3 栅渣 103m3 污水 设置六组格栅 2 1 4 设计计算 1 确定格栅前水深 根据最优水力断面公式 22 2 11 11 B v B BhvBQ 计算得 设计中取污水过栅流速 0 8 v sm 栅前槽宽 m Q B06 3 8 0 757 3 22 1 栅前水深 m B h53 1 2 1 2 栅条间隙数 bhv Q n sin 式中 格栅栅条间隙数 个 设计流量 n Qsm3 格栅倾角 格栅栅条间隙数 bm 设计中取 0 02 60 bm 143 8 053 1 02 0 60sin757 3 n 设计六组格栅 每组格栅数 n 24 条 3 进水渠道渐宽部分长度 考虑每组格栅单独设置 则 栅前槽宽 m Q B25 1 68 0 757 3 22 1 栅前水深 m B h63 0 2 1 重新栅条间隙数 bhv Q n sin 式中 格栅栅条间隙数 个 设计流量 n Qsm3 格栅倾角 格栅栅条间隙数 bm 设计中取 0 02 60 bm 57 8 063 0 02 0 6 60sin757 3 n 4 栅槽有效宽度 bnnSB 1 式中 格栅栅槽宽度 Bm 每根格栅条宽度 Sm 设计中取 0 015 Sm mB98 1 14 1 84 0 5702 0 157015 0 1 1 1 tan2 BB l m00 1 20tan2 25 1 98 1 式中 进水渠道渐宽部分长度 1 l m 渐宽处角度 设计中取 1 1 20 5 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 m l l50 0 2 00 1 2 1 2 6 过栅水头损失 h1 因栅条边为矩形截面 取 k 3 2 42 则 sin 2 2 3 4 1 g v b S kh m g 14 0 60sin 2 8 0 02 0 015 0 42 2 3 2 3 4 式中 水头损失 1 h m 格栅条的阻力系数 查表知 2 42 格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数 一般取 3 kk 7 栅后槽总高度 H 取栅前渠道超高 mh3 0 2 则栅后槽总高度 mhhhH07 13 014 0 63 0 21 8 栅槽总长度 m hh llL 54 3 60tan 3 0 60tan 63 0 0 15 050 0 00 1 tantan 0 15 0 2 21 9 每日栅渣量 12 5m3 d 0 2 m3 d 10001000 86400 11max WQ K WQ W Z 1000 05 0 250000 式中 栅渣量 m3 103m3 本设计取 0 05 1 w 1 w 污水厂平均污水量 m3 s max Q 故 W 0 2 m3 d 最好采用机械格栅清渣 10 计算草图如下 进 水 1000500 平面简图 剖面简图 2 12 1 格栅平面和剖面简图格栅平面和剖面简图 2 22 2 污水提升泵房设计计算污水提升泵房设计计算 2 2 1 泵房选择条件 采用 DE 氧化沟工艺方案 污水处理系统简单 对于新建污水处理厂 工艺 管线可以充分优化 故污水只考虑一次提升 污水经提升后入平流沉砂池 然 后自流通过厌氧池 DE 氧化沟 二沉池及接触池 最后由出水管道排入水体 泵房形式取决于泵站性质 选用的泵型与台数 建设规模 进出水管渠的深 度和方位 出水压力与接纳泵站出水条件 管理水平 施工方法 以及水文地 质情况 地形等诸多因素 1 污水泵站一般为常年运转 大型泵站大多为连续开泵 所以本设计选用 自灌式泵房 2 流量小于时 常选用下圆上方形泵房 3 2 ms 3 大流量的永久性污水泵站 常选用矩形泵房 4 一般自灌启动时采用合建式泵房 自灌式泵房的优点是操作简便 不需要设置引水的辅助设备 启动及时 便 于自控 自灌式泵房在排水泵站应用广泛 特别是在要求开启频繁的污水泵站 要求及时启动的立交泵站 应尽量采用自灌式泵房 并按集水池的液位变化自 动控制运行 集水池 集水池与进水闸井 格栅井合建时 宜采用半封闭式 闸门及格 栅处敞开 其余部分尽量加顶板封闭 以减少污染 敞开部分设栏杆及活盖板 确保安全 2 2 2 设计计算 1 流量的确定 SLQ 3757 max 本设计拟定选择集水池与机器间合建式泵站 考虑 7 台泵 1 备 则每台 容量为 hmSL Q Q 2 2254 626 6 3max 2 集水池容积 采用相当于一台泵6min的容量 3 36 225 1000 660626 mW 有效水深采用 2Hm 则集水池面积为 2 68 112mF 3 选泵前扬程的估算 经过格栅的水头损失取0 1m 集水池正常工作水位与所需提升经常高水位之间的高差 11 3m 集水池有效水深2m 正常按1m计 4 水泵总扬程 总水力损失为2 50m 考虑安全水头0 5m 2 5 11 030 514 03Hm 根据总扬程和水量选用500 2700 16 185WQ 型潜污泵 表表 2 12 1 500WQ2700 16 185500WQ2700 16 185 型潜污泵参数型潜污泵参数 型号 流量 3 mh 转速 minr 扬程m功率kW效率 出水口直径 mm 5002700 16 185WQ 270 0 7251618582500 2 32 3 泵后细格栅的计算泵后细格栅的计算 2 3 1 设计参数 设计流量 Q 3 757m3 s 栅前流速 v1 0 8m s 过栅流速 v2 1 0m s 栅条宽度 s 0 01m 格栅间隙 e 10mm 栅前部分长度 0 5m 格栅倾角 60 单位栅 渣量 W1 0 10m3 栅渣 103m3 污水 设置六组格栅 2 3 2 设计计算 1 确定格栅前水深 根据最优水力断面公 22 2 11 11 B v B BhvBQ 栅前槽宽 m Q B12 1 60 1 757 3 22 1 栅前水深 m B h56 0 2 1 2 栅条间隙数 bhv Q n sin 式中 格栅栅条间隙数 个 设计流量 n Qsm3 格栅倾角 格栅栅条间隙数 bm 设计中取 0 01 60 bm 计算得 104 0 156 0 01 0 6 60sin757 3 n 3 栅槽有效宽度 bnnSB 1 m07 2 04 1 03 1 10401 0 110401 0 4 进水渠道渐宽部分长度 其中 1 为进水渠展开角 m BB l3 1 20tan2 12 1 07 2 tan2 1 1 1 5 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 m l l65 0 2 3 1 2 1 2 6 过栅水头损失 h1 因栅条边为矩形截面 取 k 3 2 42 则 m gg v b S kh32 0 60sin 2 0 1 01 0 01 0 42 2 3sin 2 2 3 4 2 3 4 1 7 栅后槽总高度 H 取栅前渠道超高 h2 0 3m 则栅前槽总高度 mhhH96 0 3 056 0 2 栅后槽总高度 mhhhH38 132 0 96 0 21 8 格栅总长度 tantan 0 15 0 2 21 hh llL m95 3 60tan 3 0 60tan 56 0 0 15 065 0 3 1 9 每日栅渣量 12 5m3 d 0 2 m3 d 10001000 86400 11max WQ K WQ W Z 1000 05 0 250000 式中 栅渣量 m3 103m3 本设计取 0 05 1 w 1 w 污水厂平均污水量 m3 s max Q 故 W 0 2 m3 d 最好采用机械格栅清渣 10 计算草图见泵前中格栅的计算简图 2 3 3 进水与出水渠道 城市污水通过 DN800 的管道送入进水渠道 格栅的进水渠道与格栅槽相连 格栅的出水直接进入沉砂池 进水渠宽度 B1 0 85m h1 0 59m 2 42 4 平流式沉砂池的计算平流式沉砂池的计算 2 4 1 设计概述 沉砂池的目的是为了避免砂粒对后续处理工艺和设备带来的不利影响 砂粒 进入初沉池内会使污泥刮板过度磨损 缩短更换周期 砂粒进入泥斗后 将会干 扰正常排泥或堵塞排泥管路 进入泥泵后将使污泥泵过度磨损 使其降低使用寿 命 砂进入带式压滤脱水机将大大降低污泥成饼率 并使滤布过度磨损 常用 的沉砂池有平流式 竖流式 曝气式和涡流式四种形式 根据各自不同的使用 条件选择合适的类型 本设计中选用的沉砂池类型为平流沉砂池 它的主要优 点是工作稳定 结构简单 颗粒效果好 排沙方便 2 4 2 设计要点 1 沉砂池按去除相对密度 2 65 粒径 0 2mm 以上的砂粒设计 2 设计流量应按分期建设考虑 当污水为自流进入时 应按每期的最大 设计流量计算 当污水为提升进入时 应按每期工作水泵的最大组合流量计算 在合流制处理系统中 应按降雨时的设计流量计算 3 沉砂池个数或分格数不应小于 2 个 并宜按并联系列设计 当污水量 较小时 可考虑一格工作 一格备用 4 城市污水的沉砂量可按 106m3 污水沉砂 30 m3 计算 其含水率为 60 容量为 1500kg m3 合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定 5 砂斗容积应按不大于 2 天的沉砂量计算 斗壁与水平面倾角不应小于 55 6 除砂一般宜采用泵吸式或气提式机械排砂 并设置贮砂池或晒砂场 排砂管径不应小于 200mm 7 沉砂池的超高不宜小于 0 3m 2 4 3 设计参数 设计流量 Qmax 3 757m3 s 设计 4 组沉砂池 每组分为 2 格 每组沉沙池流量 Q Qmax 4 0 939 m3 s 设计流速 0 15 0 3m s 该设计取 v 0 20m s 水力停留时间不小于 30s 一般采用 30 60s 该设计取 t 50s 有效水深应不大于 1 2m 一般采用 0 25 1m 每格宽度不宜小于 0 6m 进水头部应采取消能和整流措施 池底坡度一般为 0 01 0 02 设置除砂设备时 可根据设备要求考虑池底形状 2 4 4 设计计算 由于没有砂粒沉降资料 故按下列方法计算 计算草图如下 平流式沉砂池剖面简图 出水 平流式沉砂池平面简图 进水 2 22 2 平流沉砂池平面和剖面简图平流沉砂池平面和剖面简图 2 沉砂池长度 m10502 0 tvL 3 水流断面积 2max m695 4 2 0 939 0 v Q A 4 有效水深 有效水深介于 0 25 1 0m 之间 本设计取 h2 0 9m 5 池总宽度 m h A B2 5 9 0 7 4 2 式中 为 0 25 0 1m 取 0 9m 2 h 单池宽度 m n B b6 2 2 2 5 6 沉砂室所需容积 3max m7 3 3 11000 03 0 2939 0 86400 1000 86400 f K XTQ V X 城市污水沉砂量 污水 一般采用 6 3 10 m 30X T 储泥时间 取 T 2 天 7 每个沉砂斗容积 每格沉砂池设两个沉砂斗 则每个沉砂斗容积 3 m925 0 4 7 3 c e n V V 8 沉砂斗各部分尺寸及容积 设沉砂斗底宽 斗壁与水平面的倾角 斗高 mb5 0 1 60 m0 1 3 h 沉砂斗上口宽 m65 1 5 0 60 0 12 60 2 1 3 2 tg h tg h b 沉砂斗容积 322 2 121 2 2 3 1 m26 1 5 0265 15 0265 1 2 6 0 1 222 6 bbbb h V 9 沉砂池高度 采用重力排砂 设计池底坡度为 0 06 坡向砂斗 沉砂室由两部分组成 一 部分为沉砂斗 另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分 则 m2 1 2 1 065 1 210 06 0 0 1 2 2 06 0 0 106 0 2 2 33 bbL lhh 10 池总高度 m4 22 19 03 0 321 hhhH 超高 取 2 hm3 0 2 h 11 校核最小流量时的流速 sm470 0 939 0 2 1 2 1 3 maxmin QQ 最小流量时工作的沉砂池数目 则 1 n1 1 n 2 2min m34 2 9 06 2 hbA m s15 0 m s2 0 34 2 1 470 0 min1 min min An Q V 符合要求 2 5 2 5 厌氧池厌氧池 DE DE 型氧化沟工艺计算型氧化沟工艺计算 2 5 1 设计参数 1 厌氧池的水力停留时间为 0 5 1 0h 2 氧化沟的处理能力取决于污水温度和沟内活性生物固体 MLVSS 的浓 度 工艺设计通常是依据进水中污染物负荷 污泥龄 污泥负荷 F M 和污水温 度等 设计污泥龄 F M 和水温者之间有一定的函数关系 表表 2 22 2 污泥龄 污泥龄 F MF M 和水温者之间有一定的函数关系和水温者之间有一定的函数关系 温度 C 5101520 污泥龄 d201284 5 F M kgBODkgVSS d 0 060 100 150 20 DE 型氧化沟设计 相应的污泥龄为 5 0 05 0 1F MkgBODkgVSS d 而浓度通常设计为 其取值是依据污泥的沉 12 30dMLSS 3500 5500mg L 淀性能和污泥在沟中的贮存量 3 DE 氧化沟的主要设计参数 最好根据试验资料确定 无试验资料时可按 下表 2 3 的规定取值 表表 2 32 3 DEDE 氧化沟的主要设计参数氧化沟的主要设计参数 项目单位参数值 污泥浓度 a MLSS XLg5 4 5 2 污泥负荷 s LdkgMLSSkgBOD 5 0 03 0 08 容积负荷 v N 3 5 kgBODmd 0 1 0 2 污泥龄 c d15 污泥产率Y 5 kgBODkgVSS6 0 3 0 需氧量 2 O 52 kgBODkgO0 2 5 1 水力停留时间HRTh16 污泥回流比R 150 75 总处理效率 5 95 BOD 4 进水和回流污泥点宜设在缺氧区首端 出水点宜设在充氧器后的好氧区 氧化沟的超高与选用的曝气设备类型有关 当采用转刷 转碟时 宜为 0 5m 当采用竖轴表曝机时 宜为 0 6 0 8m 其设备平台宜高出设计水面 0 8 1 2m 5 氧化沟的有效水深与曝气 混合和推流设备的性能有关 宜采用 3 5 4 5m 6 根据氧化沟渠宽度 弯道处可设置一道或多道导流墙 氧化沟的隔流墙 和导流墙宜高出设计水位 0 2 0 3m 7 氧化沟内的平均流速宜大于 0 25 混合液在渠内流 m s0 4 0 5vm s 2 5 2 厌氧池计算 为了使氧化沟起到生物除磷效果 在氧化沟前加厌氧池且将厌氧池与氧化沟 合建为一个处理单元 总的水力停留时间超过 15h 所以设计水量按最大日平 均时流量考虑 设计流量 s m757 3 Q 3 max 分 4 座设计 每座设计流量为 sm939 0 4 757 3 4 3max max Q Q 1 厌氧池容积 3 max m 4 338036000 1939 0 TQV 式中 厌氧池容积 厌氧池水力停留时间 设计中取 1 V 3 mtth 2 厌氧池尺寸 水深取为 h 4 0m 则厌氧池面积 2 1 845 4 4 3380 m h V A 取池宽为 25m 则池长为 33 8m 取长为 34m 所以厌氧池的尺寸为 42534 hBL 3 池总高度为 m3 43 04 2 hhH 式中 超高 取 2 hmh3 0 2 4 污泥回流量计算 设计中取污泥回流比为 80 R 则 dmsmRQQ 33 1 84 2596830056 3757 3 8 0 5 搅拌机的选择 查 给水排水设计手册 第 11 册常用设备知选用 BQT075 型低速潜水 推流器 2 5 3 DE 型氧化沟计算 1 出水计算 设计中取的去除率为 96 总氮的去除率为 90 5 BOD 则 10 961 SSe36 10 961 259 去除的的浓度为 5 BODlmgSSS er 64 24836 10259 0 LmgNNe 3 31 033 901 0 去除的总氮的浓度为 LmgNNN e 7 293 333 0 2 污泥龄计算 c r X YS 设计中取 0 6Y 4000Xmg L 天取19 7 18 64 2486 0 7 04000 c 3 好氧区有效容积 30 1 m26006 19037 0 1 40004 1964 2482500006 0 1 cdr ec kX QSSy V 4 缺氧区有效容积 反消化区脱氮量 00 0 124 ee WQ NNYQ SS dkg 700 1000 64 248 4 250000 6 0124 0 1000 7 29 4 250000 缺氧区有效容积 2 dn W V V X 式中 反消化速率 设计中取 kg dn V025 0 dn V 3 dkgMLSSNNO 3 2 7000 4025 0 700 mV 5 氧化沟总有效容积 12 VV V K 式中 具有活性作用的污泥占总污泥量的比例 一般采用 0 55 左右 K 设计中取 0 60 K 3 55010 6 0 700026006 mV 6 氧化沟平面尺寸 设计中取氧化沟的有效水深为 4hm 氧化沟的面积为 2 5 13752 4 55010 m h V A 所以主体尺寸为 0 427550 hLB 2 5 4 设计参数的较核 1 水力停留时间较核 大于 16 符合要求 h Q V t12 21 250000 4550102424 h 2 污泥负荷率 BOD 078 0 40009 0550104 64 248250000 5 0 dkgMLVSSkgBOD VX SSQ N v e s 介于 0 03 0 08 之间 符合要求 2 5 5 剩余污泥量计算 剩余污泥量 kg d27843 02 0 250000 8 022 0 22 0 250000 19037 0 1 6 0 248 0 250000 1 1 e cd QxQx k y SQx 湿污泥量 设污泥含水率为 3 99 p dm3977 10000 3 991 27843 1000 1 3 p x Qs 每降解所产生的干泥量 kgBOD1 5s 0 kgBODkgD45 0 248 0 250000 27843 e SSQ x 氧化沟里的污泥一部分将随污水进入二沉池 由二沉池池底排出 另一部 分由氧化沟池底排出 2 5 6 需氧量的计算 设计温度 20 30 度 经核算 30 度是需氧量最大 设计按温度为 30 度时计算供氧量 1 碳化需氧量 1 R 碳化需氧量 BOD 需氧量 挥发性剩余污泥的需氧量 污泥内源呼吸需氧量 v tk e bVXkxk e SSQ R 11 0 1 1 dkgO28322 5 15501005 0 42 12784342 1 1 248 0 250000 2 tk e 式中 氧化每公斤所需氧量 1 k ss V 1 42 1 k 内源呼吸需氧系数 b05 0 b 为污水中污泥的浓度 v X 3 5 1mkgXv 2 硝化需氧量 2 R xkNNQkR ea 322 dkgO185632784356 0 1000 3 333 2500006 4 2 式中 合成需氧量 3 kNNH 3ss23 kgVkgO56 0 k 每氧化 2 k 23 6 41kgONkgNH耗 进水 a NNNH 3 mg L33 a N 出水 e NNNH 3 mg L3 3 e N 3 反硝化产生的氧量 3 R NR 85 2 3 kg d9853250000 1000 83 13 85 2 式中 反硝化中被还原的的量 N NNH 3 mg L85 13 N 4 总需氧量 R 321 RRRR dkgO3703298531856328322 2 换算成标准状态下需氧量 0 R 20 20 0 024 1 T rsT s CC RC R 当时 代入 CT 30 2030 0 024 1 238 8 948 0 90 0 75 0 17 9 37032 R hkgO3021 dkgO 2 72498 22 式中 时清水饱和溶解氧浓度 20 sT C C 20 mg L17 9 20 sT C 氧转移折算系数 一般采用 0 5 0 95 取 75 0 氧溶解度折算系数 一般采用 0 90 0 97 取 90 0 时氧的平均饱和度 sT C CT mg L38 8 25 s C 氧化沟平均氧浓度 r Cmg L20 r C 2 5 7 供气量计算 采用鼓风曝气 微孔曝气器 曝气器敷设于池底 0 2m 处 淹没深度为 氧转移效率 计算温度为 40 23 8Hm 18 A E 30TC 空气扩散器出口处的绝对压力计算 55