兴仁县污水处理厂设计

1、JIU JIANG UNIVERSITY环境工程学课程设计题 目 贵州省兴仁县1.5万t/d的污水处理厂A2O工艺设计 英文题目Design of 1.5t/d anaerobic-anoxic-oxic sewage treatment plant of xingren 院 系 化学与环境工程学院 专 业 资源环境科学 姓 名 刘猛 年 级 A1341班 指导教师 王天烽 二零一六 年 5 月 12目录第一章 设计概论21.1 设计依据和任务21.2 设计要求2第二章 工艺流程的选择2第三章 工艺流程设计计算33.1 设计流量的计算33.2 设备设计计算33.2.1沉砂池33.2.2 初沉池

2、53.2.3 A2/O63.2.4 二沉池10第四章 参考文献12摘要随着社会进步，人们对于城市污水的处理的要求愈加严格。除了基本的去除污水中BOD和SS的要求外，通常还要求A2/O工艺由于不同环境条件，不同功能的微生物群落的有机配合，加之厌氧、缺氧条件下，部分不可生物降解的有机物能被开环或断链，使得N、P、有机碳被同时去除，并提高对不可降解有机物的去除效果。它可以同时完成有机物的去除，硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NH3N应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮功能。厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。此外该工艺还具有高效、节能的特点，且耐冲击负荷较高，出水水质好。

3、因此,更具有广泛的适应性，完全适合本设计的实际要求。本工艺的主要构筑物包括格栅、污水泵房、平流沉砂池、好氧池、厌氧池、缺氧池、二沉池、接触消毒池、浓缩池、污泥脱水机房等。关键词：A2/O 厌氧池 二沉池第一章 设计概论1.1 设计依据和任务1. 本课程设计课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等）设计基础资料：贵州省兴仁县1.48万t/d的污水处理厂A2/O工艺设计进水水质： BOD5 (mg/L)SS (mg/L)TN(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)区22040 35203（1） 污水处理要求达到城镇污水处理厂污染物排放标准中的一级B标准。（2）生化部分采用

4、A2/O工艺。（3）该区人口约57万，人均每日用水量约130.5L/人（4）服务人口按人口五分之一约为11.4万人。1.2 设计要求 1作出流程图（铅笔）2说明设计的任务、内容和要求，设计的范围和依据，计算主要构筑物（沉砂池，初沉池，厌氧池，缺氧池，好氧池，二沉池）尺寸及运行参数第二章 工艺流程的选择本项目污水处理的特点为：污水以有机污染为主,可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值为典型城市污水值。针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。由于将来可能要求出水回用，处理工艺尚应硝化，考虑

5、到NH3-N出水浓度排放要求较低，不必完全脱氮。根据国内外已运行的中、小型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用“A2/O活性污泥法”。具体工艺流程：第三章 工艺流程设计计算3.1 设计流量的计算平均流量：=57×15×0.1305=1.4877万t/d=1.4877×104m3/d=0.173m3/s=173.0L/s总变化系数： = 2.7/Qa=1.53 （由于200-500L/s是1.5-1.4 根据内插法算数总变化系数为1.53)设计流量： 1.53×173L/s=265L/s=0.265m3/s3.2 设备设计计算3.2.1沉砂池沉砂

6、池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒，保证后续处理构筑物的正常运行。选型：平流式沉砂池设计参数：设计流量Qmax=0.265m3/s，设计水力停留时间t=40s(t在30-60之间)水平流速v=0.25m/s （最大流速0.3m/s,最小流速0.15m/s）(1) 长度 L=vt=0.25×40=7.5 m(2) 水流断面面积：A=QmaxV=0.2650.25=1.06m2(3) 池总宽度：B= 1.060.6 =2.13m，有效水深h2=0.6m(h2取值范围是0.25-1.0)(4) 沉砂斗容积：V=86400QmaxTX1000K2 =86400×2&#

7、215;0.265×30/10001.53×1000=0.9m3T2d，X30m3/106m3(5) 每个沉砂斗得容积（） 设每一分格有2格沉砂斗，公共有4个沉砂斗，则V0=0.92×2=0.225m3(6) 沉砂斗各部分尺寸：设贮砂斗底宽b10.4m；斗壁与水平面的倾角60°，贮砂斗高h30.6mb2=2h´tg60°+b1=1.09m(6) 贮砂斗容积：(V1)V1=13h´3s1+s2+s1s2=13×0.6×0.42+1.092+1。09×0.4=0.356m3(8) 沉砂室高度：(h3

8、)设采用重力排砂，池底坡度i6，坡向砂斗，则 h3=h3+0.06（L-2b2）=1+0.06×(82×1.09)=0.78m(9) 池总高度：(H) 设超高，H =h1+h2+h3=0.3+0.6+0.78=1.68 m(10) 核算最小流速vmin=0.17301.06=0.16m/s>0.15m/s 平流式沉沙池设计计算草图3.2.2 初沉池1、初沉池的作用室对污水仲密度大的固体悬浮物进行沉淀分离。2、选型：平流式沉淀池3、计算(1) 池子总面积A，表面积水力负荷q=Q/Aq=2.0m3/(m2·h) A=Qmax ×3600q=0.265&

9、#215;36002.0=477.0m3(2) 沉淀部分有效水深h2 h2=q×t=2×1.5=3m,取停留时间(t=1.5h)(3) 沉淀部分有效容积V´=Ah2=477.0×3=1431m3(4) 池长 采用4座池子，每座池子面积为119m2。L=119/4.5m=26.44m B=4.5m 池宽根据刮泥机规格4.5m，取进水区0.5m，出水区0.3m，L总=27.24m(5) 池子总宽度B=A/L=479.2/27.24m=17.51m(6)校核长宽比L/b=26.44/4.5=5.87>4， （符合要求）长深比L/H=26.44/3=8.8

10、1，在8-12之间，满足条件(8) 污泥部分所需总容积V4已知进水SS浓度C0=40mg/L,初沉池效率设计50，则出水SS浓度C=C0×(1-0.5)=40×(1-0.5)=20mg/L 设污泥含水率95，采用静水压排泥方式，两次排泥时间间隔T=2d，污泥容重r=1t/m3v=Qmax(c1-c2)86400T×100KZ(100-P0)=0.265×20×86400×2×1001.53×1×(100-95)×106=12m3一个沉淀池设一个污泥斗(9) 每格池污泥所需容积V´=12

11、/4=3m3(10) 污泥斗容积V1，泥斗高度 h4=(b-b1)/2×tg60°=（4.5-0.5)/2×tg60°=3.46mV1=13h4f1+f2+f1×f2=13×3.46×(20.25+0.25+20.25×0.25)=26.24m3(11) 污泥斗以上梯形部分污泥容积V2 设计超高h1=0.3m，缓冲层h4=0.5m总长度 l1=27.24m 梯形下底长 l2=5m V2=1/3(25+20.25+4.5×5) ×0.5 =8.33m 3 (12) 污泥斗和梯形部分容积V1+V2=

12、26.24+8.33=34.5m3>(3m3)(13) 沉淀池总高度HH=h1+h2+h3+h4=0.3+3+0.5+3.013=6.813m3.2.3 A2/O 设计参数1、设计最大流量Q=22762m3/d2、设计进水水质BOD5(S0)=220mg/L; SS=40mg/L; NH3-N=20mg/L; TN=35mg/L; TP=3mg/L3、设计出水水质 BOD5(Se)=20mg/L; SS=20mg/L; NH3-N=8mg/;L TN=20mg/L; TP=1mg/L4、设计计算，采用A2/O生物除磷工艺TP/BOD5=3/220=0.013<0.6 符合要求(1)

13、 BOD5污泥负荷N=0.18kgBOD5/(kgMLSS·d) (2) 回流污泥浓度XR=106/SVI×r=106/150×1=6600mg/L；污泥指数SVI=150，r=1(3) 污泥回流比R=100%(4) 混合液悬浮固体浓度 X=R1+RXR=11+1×6600=3300mg/L (5) TN去除率TN =35-2035×100%=42.8%(6)混合液回流比 R内=1-×100%= 0.4281-0.428×100%=74.8% 取R内=150%(7) 反应池容积V V=QS0NX=22762×220

14、0.18×3300=8430m3(8) 反应池总水力停留时间 t=V/Q =8430/22762×24=8.9h (9) 各段水力停留时间和容积厌氧：缺氧：好氧1：1：3厌氧池水力停留时间和容积：t厌=0.2×8.9=1.78h，V厌=0.2×8430=1686m3缺氧池水力停留时间和容积：t缺=0.2×8.9=1.78h，V缺=0.2×8430=1686m3好氧池水力停留时间和容积：t好=0.6×8.9=5.34h，V好=0.6×8430=5058m3(10)剩余污泥量X=PX+PS PX=YQ(S0-SE)-K

15、dV PS=Q(SS0-SSe)×50% 取Y=0.6 Kd=0.05 PX=0.6×22762×(0.22-0.02)-0.05×8430= 2310kg/d PS=(0.04-0.02) ×50%×22762=227kg/d X=2310+227=2537kg/d(11)反应池主要尺寸反应池总容积V=8430m3设反应池2组，单组池容 V单=V/2=4215m3有效水深h=4.5m单组有效面积 S单=V单/h=4215/4.5=937m3采用5廊道式推流式反应池，廊道宽b=5m单组反应池长度L=S单/B=937/(5×5

16、)=37.48m校核b/h=5/4.5 =1.1 (满足12)L/b=41.6/5=8.32(满足510)取超高为1m，则反应池总高 H=4.5+1=5.5m(12) 曝气系统设计计算设计需氧量OR=a´Q(S0-Se)+b´XVV+4.6Nr-2.6NO3其中：第一项为合成污泥需要量，第二项为活性污泥内源呼吸需要量，第三项为消化污泥需氧量，第四项为反硝化污泥需氧量氨氮中被氧化后有90%参与了反硝化过程，有10%氮仍以NO3存在用于还原的NO3-N=(20-8)×90%=10.8mg/L 仍以NO3-存在的NO3-N=(20-8)×10%=1.2mg/L

17、 取a =0.6(0.40.7) b=0.07(0.0350.09)OR=a´Q(S0-Se)+b´XVV+4.6Nr-2.6NO3=0.6×22762×(0.22-0.02)+0.07×8430×2+(4.6-2.6) ×10×10%×22762×10-3=3957.2kg/d=164.88kg/h所以总需氧量为164.88最大需要量与平均需氧量之比为1.4，则Omax=1.4OR=1.4×164.88=230.8kg/h去除1kgBOD5 的需氧量为ORQ(S0-Se)=3957.

18、222762×(0.22-0.02)=0.87kgO2/kgBOD5标准需氧量采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度4.3m，氧转移效率EA20，计算温度T=25。 Cs(20)=9.17mg/L Cs(25)=8.38mg/L空气扩散Q出口处绝对压Pb=1.013×105+9.8×103H=1.434×105Pa空气离开好氧反应池时含氧比Qt=21-（1-EA）79+21(1-EA)×100%=17.54%好氧反应池中平均溶解氧饱和度Csm(25)= Csm(20)(Pb2.066×105)=8.38&

19、#215;(1.434×1052.026×105+17.5442)=9.29mg/L取=0.7 =0.95 CL=2mg/LOR=AORC20(CsmT-CL)×1.02(T-20)=1644.88×9.170.7(0.95×1×9.29-2)×1.02(25-20)=286.6kgO2/d相应的最大标准需氧量ORmax=1.4SOR=1.4×286.6=401.3kg/hGS=OR0.3EA×100=401.30.3×0.2×100=4776.7m3/h最大时的供气量 GSmax=1

20、.4G=1.4×4776.7=6687m3/h所需空气压力pP=h1+h2+h3+h4+h=0.2+4.3+0.4+0.5=5.4m式中污泥回流比曝气器数量计算(以单组反应池计算)按供养能力计算所需曝气器数量N1=QRmax/(2×qc)=401.3/(2×0.14)=1434（个）(14) 厌氧池设备选择(以单组反应池计算)厌氧池设导流墙，将厌氧池分成3格。每格内设潜水搅拌机1台，所需功率按5w/m3池容计算。厌氧池有效容积V厌=1686m3混合全池污水所需功率为5×1686=8430w污泥回流设备污泥回流比R=100%回流污泥量QR=RQ=22762

21、m3/d=948.4m3/h设混合液回流泵房2座，每座泵房内设3台潜污泵(2用1备)单泵流量 QR单=QR/(2×2)=237.1m3/h水泵扬程根据竖向流程确定。(15) 混合液回流设备混合液回流比R内=150%混合液回流量QR=R内Q=1.5×22762=34143m3/d=1422m3/h设混合液回流泵房2座，每座泵房内设4台潜污泵(3用1备)单泵流量QR单=QR/(2×3)=1422/6=237m3/h3.2.4 二沉池1设计概述本设计中采用中央进水辐流式沉淀池三座。则每座设计进水量：Q=22762/3=7587.3m3/d采用周边传动刮泥机。表面负荷：qb范围为1.01.5 m3/ (m2·h) ，取qb=1m3/(m2·h)水力停留时间（沉淀时间）：T=2.5h2设计（1）沉淀池面积:按表面负荷计算:A= Q24nqb=2276224×1×3=316.14m2（2）沉淀池直径：D=4A3.14=4×316.143.14=20m>16m有效水深为：h1=qb×T=1×2.5=2m<4mD