实例一某城市污水处理厂设计.doc

1、.工程实例一某城市污水处理厂设计1、设计资料1.1 工程概况某城市临近北海，以海产养殖、水产品加工、海洋运输为主，工业发展速度较慢。1.2 水质水量资料该市气候温和，年平均21，最热月平均35，极端最高41，最高月平均 15，最低 10。常年主导风向为南风和北风。夏季平均风速2.8m/s ，冬季1.5 m/s 。根据该市中长期发展规划， 2005 年城市人口20 万， 2015 年城市人口 28 万。由于临近大海，城市地势平坦，地质条件良好，地表土层厚度一般在10 m 以上，主要为亚砂土、亚粘土、砂卵石组成，地基承载力为1 / 2。此外，地面标高为 123.00m，附近河流的最高水位为 121

2、.40m。43目前城市居民平均用水 400L/ 人.d ，日排放工业废水 210 m/d ，主要为有机工业废水，具体水质资料如下：1. 城市生活污水 : COD 400mg/l,BOD5 200mg/l,SS 200mg/l,NH 3 -N 40mg/l,TP 8mg/l,pH 6 9.2. 工 业 废 水 :COD 800mg/l,BOD5 350mg/l,SS 400mg/l,NH3-N 80mg/l,TP 12mg/l,pH 6 81.3设计排放标准为保护环境，防止海洋污染，污水处理厂出水执行“城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918-2002”的一级标准中的 B 标准，即：污染物C

3、ODBODSSTNNH-NTP色度pH大肠菌群数53排放浓6020202081306 91104度(mg/l)倍个/l2. 污水处理工艺流程的选择2.1 计算依据生活污水量： 280000400103 =112000 m3/d=1296.30 L/s3设计污水量： 112000+20000=132000 m/d ，水量较大。设计水质设计平均 COD： 461 mg/L ；设计平均 BOD：223 mg/L ；设计平均 SS： 230mg/L 设计平均 NH3-N 46 mg/L ；设计平均 TP9 mg/L。污水可生化性及营养比例可生化性： BOD/COD=223/4610.484 ，可生化性

4、好，易生化处理。去除 BOD：223-20=203 mg/L 。根据 BOD：N：P=100：5： 1，去除 203 mg/LBOD需.消耗 N和 P分别为 N： 10.2 mg/L ，P：2.03 mg/L 。允许排放的 TN：8 mg/L，TP：1 mg/L，故应去除的氨氮 N=45-10.2-8=26.8 mg/L，应去除的磷 P=8-2.03-1=4.97 mg/L ，超标氮磷比例接近 5： 1，故需同时脱氮除磷。2.2处理程度计算BOD的去除效率： 203/223 91COD的去除效率： 401/461 87SS的去除效率： 210/230 91氨氮的去除效率： 38/46 83总磷

5、的去除效率： 8/9 89上述计算表明， BOD、COD、SS、TP、NH3-N 去除率高，需要采用二级强化或三级处理工艺。2.3 工艺流程选择根据上述计算，该设计水量较大，污染物去除率一般在 90左右，且需要同时脱氮除磷。 因此，本设计拟 采用 A2 /O 脱氮除磷工艺。A2/O 工艺特点是通过厌氧缺氧好氧交替进行，使污泥在厌氧条件下释放磷，在缺氧池（段）生物反硝化脱氮，在好氧池（段）进行生物硝化和生物吸磷，并通过排泥实现生物除磷。具体工艺流程如下：砂进水格栅曝气沉砂池混合液回流厌氧池缺氧池好氧池二沉池出水污泥回流泥饼外运脱水车间浓缩池回流泵房2.4 主要构筑物说明.2.4.1 格栅格栅是由

6、一组平行的金属栅条或筛网制成，用以截流较大的悬浮物或漂浮物等，保护泵及后续机械。本设计在泵前设粗格栅拦截较大的污染物，泵后设细格栅去除较小的污染物质。具体设计参数如下：粗格栅栅条间隙 e=0.06m栅条间隙数 n=21 个栅条宽度 S=0.01m栅槽宽 B=1.46m栅前水深 h=0.73m格栅安装角60栅后槽总高度 H=1.11m栅槽总长度 L=3.44m细格栅栅条间隙 e=0.01m栅条间隙数 n=123 个栅条宽度 S=0.01m栅槽宽 B=2.45m栅前水深 h=0.73m格栅安装角60栅后槽总高度 H=1.35m栅槽总长度 L=2.6m2.4.2 曝气沉砂池沉砂池的作用去除比重较大的

7、无机颗粒，以减轻沉淀池负荷，防止其沉淀于后续物构筑物中。曝气式沉砂池是在池的一侧通入空气，使池内水产生与主流垂直的横向旋流， 以降低砂粒中的有机质含量， 并对污水起预曝气作用。 设计参数：L 12m、B6.4m、 H 4.24m，有效水深 h=3m，水力停留时间t=2min ，3曝气量 1380m /d，排渣时间间隔T=1d。2.4.3 厌氧池污水在厌氧反应池与回流污泥混合。在厌氧条件下，聚磷菌释放磷，同时部分有机物发生水解酸化。 其设计参数： L70、B20、H5.2m，有效水深： 4.7m，超高： 0.5m，污泥回流比 R=100%，水力停留时间t=1.8h 。2.4.4 缺氧池污水在厌氧

8、反应池与污泥混合后再进入缺氧反应池，发生生物反硝化，同时去除部分 COD。硝态氮和亚硝态氮在生物作用下与有机物反应。设计参数：L70m、B 20m、H5.2m，有效水深： 4.7m，超高： 0.5m，污泥回流比 R=100%，水力停留时间 t=1.8h 。2.4.5 好氧池混合液进入好氧反应器后，在好氧作用下，异养微生物首先降解 BOD、同时聚磷菌大量吸收磷，随着有机物浓度不断降低，自养微生物发生硝化反应，把氨氮降解成硝态氮和亚硝态氮。具体反应：2NH 43O亚硝酸菌2NO 2 2H 2O 4H22NO2O2硝酸菌2NO3设计参数： L70m、B20 5m、H5.2m，有效水深： 4.7m，超

9、高： 0.5m；鼓风曝气，水力停留时间t=5.4h ，出水口采用跌水。2.4.6 二沉池.二沉池的作用是泥水分离，使污泥初步浓缩，同时将分离的部分污泥回流到厌氧池，为生物处理提高接种微生物， 并通过排放大部分剩余污泥实现生物除磷。本设计采用辐流式沉淀池。其设计参数： D40m、H6.95m，有效水深 h=3.75m，沉淀时间 t=2.5h 。3 设计计算书3.1粗格栅格栅斜置于泵站集水池进水处，采用栅条型格栅，设三组相同型号的格栅，其中一组为备用 , 渠内栅前流速 v1=0.9 m/s ，过栅流速 v2=1.0 m/s ，格栅间隙为e=60mm，采用人工清渣，格栅安装倾角为 60。栅前水深 h

10、Q max1656001.92m3 / s243600设计流量为： QQ max 2 1.92 2 0.96m 3 / s栅前水深 h = 0.73m栅条间隙数 nQsinnehv将数值代入上式：Q sin0.96sin 600n0.0620.4 21(个)ehv0.73 1.0栅槽宽度 BB = S （ n-1 ） + en将数值代入上式：B = S （ n-1 ） + en 0.01 (21-1)+0.06 21=1.46m 进水渠道渐宽部分的长度 L1设进水渠道宽 B1=0.8 m，渐宽部分展开角 1 = 20，此时进水渠道内的流速为：v1Q0.96B1h1.6m/ s0.8 0.73则

11、进水渠道渐宽部分长度：BB11.46 0.80.9mL 12 tg20 o2tg1栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度.L2L10.9m220.45过栅水头损失 h1h1 kh0其中h0v2sin2g采用矩形断面 =2.42 ，( S) 4 / 3 =2.42 (0.01)4 / 3 =0.63e0.06h1=kh0=kv2sin=30.63 1.02sin60 =0.08m2g2 9.81栅后槽总高度H设栅前渠道超高h2=0.3m，栅前槽高H1 = h + h 2 =0.73+0.3=1.03 mH= h + h 1 + h 2 =0.73+0.08+0.3=1.11 m栅槽总长度 LL=L

12、1+L 2+0.5+1.0+H10.9+0.45+0.5+1.0+1.03 =3.44 mtg 60tg 60每日栅渣量 WQW1 86400W1000333因为是细格栅，所以W1 = 0.01 m /10m，代入各值：W 0.96 0.01 86400 = 0.83m3 /d1000采用人工清渣。3.2细格栅设三组相同型号的格栅，其中一组为备用, 渠内栅前流速为v1=0.9 m/s，过栅流速为 v2=1.0 m/s, 格栅间隙为 e=10mm,采用机械清渣 , 格栅安装倾角为60.栅前水深 hQ max1656001.92m3 / s243600设计流量为： QQ max21.9220.96

13、m 3 / s栅前水深 h = 0.73m栅条间隙数 n.n.Qsinehv将数值代入上式：Q sin0.96sin 600n0.01122.4 123(个)ehv0.73 1.0栅槽宽度 BB = S （n-1 ）+ en将数值代入上式：B = S （ n-1 ） + en 0.01 (123-1)+0.01 123=2.45m 进水渠道渐宽部分的长度 L1设进水渠道宽 B1=2.2m，渐宽部分展开角 1= 20，此时进水渠道内的流速为：v1Q0.960.6m/ sB1h2.2 0.73则进水渠道渐宽部分长度：BB12.45 2.20.34mL 12 tg20 o2tg1栅槽与出水渠道连接处

14、的渐窄部分长度L2L10.34m0.172 2过栅水头损失 h1h1 kh0 式中 h0v2sin2g采用矩形断面 =2.42 ， ( S) 4 / 3 =2.42 ( 0.01) 4 / 3 =2.42e0.01h1=kh0=kv2sin=32.42 1.02sin60 =0.32m2g2 9.81栅后槽总高度H设栅前渠道超高h2=0.3m，栅前槽高H1 = h + h 2 =0.73+0.3=1.03 mH= h + h 1 + h 2 =0.73+0.32+0.3=1.35 m栅槽总长度 LL=L 1+L 2+0.5+1.0+H 10.34+0.17+0.5+1.0+1.03=2.6 m

15、tg 60tg 60.每日栅渣量 WQW 1 86400，因为是细格栅，所以133 3WW = 0.1 m/10 m，代入各值：1000W 0.96 0.1 86400 = 8.3m 3/d1000采用机械清渣。3.3曝气沉砂池总有效容积 VV 60Qmax t ，式中取 t =2min，将数值代入上式：V60Q max t601.922230.4m 3池断面积 AA Qmax ， 将数值代入上式：VAQmax1.9219.2m 2V0.1池总宽度 BAB，将数值代入上式：HA19.2B6.4mH 3每个池子宽度 b取 n=2 格，bB6.4mn3.22宽深比： b3.21.07 ，符合要求。

16、池长 LH3V，将数值代入上式：LAV230.412mLA 19.2所需曝气量 qq 3600 DQ max ， 将数值代入上式：.q36000.21.921382.4m3 / h沉砂斗所需溶积VV86400 Qmax x1T86400 1.917 3 14.97 m310 5105每个沉砂斗的容积 Vo设每一格有 2 个砂斗，共 4 个砂斗Vo4.97 1.25m34沉砂斗各部分尺寸设斗底宽 a1=1.2m，斗壁与水平的倾角为55o ，斗高 h3=0.6m 沉砂斗上口宽：2h320.6aa11.22mtg5501.428沉砂斗容积 :V0h3(2a 22aa12a12 )60.6(22222

17、1.221.22 )61.57m31.25m3 符合要求。沉砂室高度 H采用重力排砂，设池底坡度为0.3 。坡向砂斗，超高 h1=0.3mh3h30.3l 20.40.3(32 1.2)0.34m池总高度 :Hhhh3h0.330.34 0.64.24m123空气管的计算在沉砂池上设一根干管，每根干管上设4 对配气管，共 8 条配气竖管。则：每根竖管上的供气量为：q 1382.4m3/h172.88 8沉砂池总平面面积为：LB126.476.82m22选用 YBM-2型号的膜式扩散器，每个扩散器的服务面积为2m 个，.直径为 200mm，则需空气扩散器总数为：76.838.4 39 个。23.

18、4 主体反应池的设计3.4.1 设计参数表 1设计参数项目数值BOD5污泥负荷 kgBOD5/ （kgMLSS.d） 0.15 0.2TN负荷 kgTN/ （ kgMLSS.d）0.05( 好氧段 )TP负荷 kgTP/ （ kgMLSS.d） 5.83 m3V + V，足够。沉淀池总高度 H = h 1+ h 2 + h 3+ h 4 + h 5 =0.3+3.75+0.3+0.9+1.7= 6.95 m沉淀池周边处的高度为：h1 + h 2 + h 3 =0.3+3.75+0.3= 4.35 m3.6浓缩池的设计本次设计采用重力浓缩池，在前面已经算出日产剩余污泥量为：q32051.8840

19、06m3 / d0.8%.设含水率 p =99.2%，（即固体浓度C =8kg/m3），oo浓缩池面积 A根据查固体通量经验值，污泥固体通量选用 40kg/(m 2.d) 。浓缩池面积AQC oGAQC o 40068801.2m2G40浓缩池直径 D设计采用 n=2 个圆形辐流池。单池面积 A1A801.2400.6m2n2浓缩池直径 D4 A14 400.622.59m ， 取 D=23m浓缩池深度 HQT浓缩池工作部分的有效水深h2， 式中， T 为浓缩时间， h，取 T=15h。QT40061524Ah23.125m24A24801.2超高 h1=0.3m，缓冲层高度 h3=0.3m，

20、浓缩池设机械刮泥， 池底坡度 i=1/20,污泥斗下底直径 D1=1.0m，上底直径 D2=2.4m。池底坡度造成的深度 h4 ( DD 2 ) i( 232.4 )10.515m222220污泥斗高度 h5 ( D 2D1 )tan 600(2.41.0)tan 60 01.2m2222浓缩池深度 H = h 1 + h 2 + h3 + h 4 + h 5 = 0.3+3.125+0.3+0.515+1.2 = 5.44 m3.7污泥贮泥池的设计3进泥量：两座，每座设计进泥量为QW=4006 2=2003m/d贮泥时间： T=12h单个池容为：V=QWT=20031224=1001.5m3贮泥池尺寸：将贮泥池设计为正方形，其LBH=16.2m12.5m5m.3