活性污泥法处理含油污水工艺设计(共36页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上 活性污泥法处理含油污水工艺设计摘要：含油废水属于较难处理的废水，水质复杂且产生量大，国内外众多学者都对此做了深入的研究，探索了一些处理方法。活性污泥法是生物处理中效率最高的处理方法，由于能确保良好的处理效果，是世界上广泛普及的处理方法。希望通过本次设计，能够得到处理含油废水行之有效的活性污泥工艺，为解决含油废水开拓新的研究课题。专心-专注-专业1 绪论1.1含油废水的定义 含油废水是指：含有脂(脂肪酸、皂类、脂肪、蜡等)及各种油类(矿物油、动植物油) 的废水。含油废水的特点是COD、BOD高，有一定的气味和色度、易燃、易氧化分解，一般比水轻、难溶于水，含油废水是一种

2、量大面广且危害严重的工业废水。1.2 含油废水来源、危害及分类含油废水的来源很广，如石油炼油厂废水、铁路机务段洗油罐废水、拆船厂的油货轮及油轮压舱废水、机械切削加工的乳化油废水以及餐饮业、食品加工业、洗车业排放的含油废水等。含油废水中的油类物质漂浮在水面，能阻止空气中氧在水中的溶解，致使水体中浮游生物因缺氧而死亡，也妨碍水生植物的光合作用，从而影响水体的自净作用，破坏水资源的利用价值。此外，水体表面的聚结油还有可能燃烧而产生安全问题。根据含油废水来源和油类在水中的存在形式不同，可分为浮油、分散油、乳化油和溶解油四类：(1) 浮油，以连续相漂浮于水面，形成油膜或油层，其油滴粒径较大，一般大于10

3、0nm；(2) 分散油，以微小油滴悬浮于水中，经静置一定时间后往往变成浮油，其油滴粒径为10100um；(3) 乳化油，水中含有表面活性剂使油成为稳定的乳化液，油滴粒径一般小于101xm，大部分为0.121um；(4) 溶解油，是一种以化学方式溶解的微粒分散油，油粒直径比乳化油还要细，有时可小到几纳米。1.3 处理方法1.3.1 离心分离法离心分离法是使装有含油废水的容器高速旋转而形成离心场，因油水两相比重差的不同，油集中在中心部位，废水则集中在靠外侧的器壁上，最终达到油水分离的目的。水旋流分离技术的开发和应用始于20世纪80年代，首先在国外海上油田得到了推广和应用，目前在世界各油田，如中东、

4、非洲、西欧、美洲等地区的海上和陆地油田都有应用，是油水分离技术发展的标志。范永平等设计开发了BKD1000新型三相离心机用于油田干化池含油废水中油的回收，工业试验结果取得了良好的效果。该法有体积小、质量轻、分离性能好、处理效率高、无易笋件、运行安全可靠等优点。缺点是高流速产生的紊流容易分散油剪碎，会对含油废水造成二次乳化；运行时，进出口必须保持较大的压差；对排液的控制要求和运行费用都较高。1.3.2 粗粒化法利用油水两相对聚结材料亲和力的不同来进行分离。含油废水通过粗粒化材料时，其中细小的油滴聚结成较大的油粒，从而加大上浮速度，属二级处理。粗粒化式是将材料填充于粗粒化装置中，当废水通过时可以去

5、除其中的分散油，该技术关键是粗粒化材料，材料的形状主要有纤维状和颗粒。常用的亲水性材料是在聚酰胺、聚乙烯醇、维尼纶等纤维引入酸基(磺酸基、磷酸基等)和盐类，亲油性材料主要有蜡状球，聚烯系或聚苯乙烯系球体或发泡体，聚氨酯发泡体等，有学者认为其接触角小于7为好。通过污水在粗粒化前后油珠粒径分布的变化来判定除油效果及工艺可行性，主要评价指标为油的去除率及出水含油量。粗粒化法的原理是利用油水两相对聚结材料亲和力的不同来进行分离，将材料填充于粗粒化装置中，当废水通过时可以去除其中的分散油，此法的技术关键是粗粒化材料，一般认为亲油耐油、水性能好的材料分离效果好。粗粒化法可以把510粒径以上的油珠完全分离，

6、分离最佳效果可达12。在分离过程中，水中细微的油粒附着在粗粒化材料表面，形成油膜，油膜增到一定厚度，在动力及水力的冲击下，并拌之以风的搅动，比较大的油珠从粗粒化材料表面脱落下来，利用油水相对密度差，以重力分离法将油珠从水中分离出来，或用吸油机将油提取出来。黄盛蓉采用聚丙烯吸油毡作粗粒化层，用 PWT4型油水分离装置处理油库含油污水，处理后出水油含量<10mg/L。粗粒化法除油的效果，与表面活性剂的存在和多少有关。微量活性剂的存在表明能抑制粗粒化床的效果，因而粗粒化法不适用于乳状含油废水的去除。粗粒化法无需外加化学试剂，无二次污染，设备占地面积小，基建费用较低。但用此法处理含油废水要求进口

7、浓度较低，因此进入设备前的含油废水必须经预处理，否则出水油浓度较高(一般高于10mg/L)，常需再进行深度处理。1.3.3 过滤法利用颗粒介质滤床的截留及惯性碰撞、筛分、表面黏附、聚并等机理，去除水中油份，一般用于二级处理或深度处理。常见的颗粒介质滤料有石英砂、无烟煤、玻璃纤维、高分子聚合物等。经过滤处理后，能使油含量小于质量份数。对某机车厂含油废水先经隔油、混凝沉淀、再经过滤，出水各项指标均达排放标准，油去除率可达95，完全可用于有关生产车间。过滤法设备简单、操作方便，投资费用低。但随运行时间的增加，压力降逐渐增大，需经常进行反冲洗，以保证正常运行。1.3.4 膜分离法膜法是近20年来发展起

8、来的一种新的分离技术，被称为是“21世纪的水处理技术”，主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透，均是利用液一液分散体系中的两相与固体膜表面亲和力的不同，达到分离目的。膜法主要用于截留废水中的乳化油和溶解油。乳化油基于油滴尺寸被膜阻止，而溶解油的被阻止则是基于膜的溶质和分子问的相互作用，膜的亲水性越强，阻止游离透过的能力越强，水通量越高。含油废水中油的存在状态是选择膜的首要依据膜技术的关键是膜和膜组件及与之相应的操作方式。常用的膜材料有乙酸纤维素系、乙烯系聚合物和共聚物、缩合中性膜材料(如聚砜等)、脂肪族和芳香族聚酰胺、聚亚酰胺等。近年来，无机陶瓷膜因其耐高温、耐酸碱、耐腐蚀、机械强度高、使用寿命长等

9、优点，正得到越来越多的应用。膜组件可分为平板式和管式，按操作方式的不同又可分为死端操作和错流操作。该法的发展趋势是各种膜处理方法(如超滤与微滤的结合)或与其他方法(如电化学法)的相互结合；另外复合膜的研究也取得了一定的进展。王农村等采用改性的PVC合金超滤膜法对油田采出水进行深度处理，其处理出水水质达到榆树林油田特低渗透油层要求的回注水水质指标 。周健儿等以硫酸钛、尿素为主要原料，采用均相沉淀法对Al2O3 微滤复合膜进行了纳米TiO2 涂覆改性，着重考察了其影响因素，通过实验证明了改性后的复合膜水通量提高了19 %以上。1.3.5 浮选法优浮选法又称气浮法，是国内外正在深入研究与不断推广的一

10、种水处理技术。该法是将空气或其他气体以微小气泡的形式注入水中，使气泡与水中细小悬浮油珠及固体颗粒粘附，随气泡一起上浮至水面形成浮渣(含油泡沫层)，然后将油撇去，对于去除乳化油有特殊功效。根据水中形成气泡的方式和气泡大小的差异，浮选法可分为溶气浮选法、诱导浮选法、电解浮选法和化学浮选法。应用于含油废水处理较多的是加压溶气浮选法、叶轮浮选法、射流浮选法、混凝沉淀一气浮法等。影响浮选分离效率的主要因素有：污水流速、进气速度、气泡大小及分散程度等。加入浮选剂可使浮选法的效率大大提高。浮选剂一方面具有破乳和起泡的作用；另一方面还有吸附架桥的作用，可以使胶体颗粒聚集随气泡一起上浮。该法的点是效果好、工艺成

11、熟；缺点是占地面积大、药剂用量大、产生浮渣。1.3.6 吸附法吸附法是利用多孔固体吸附剂对含油废水中的溶解油及其它溶解性有机物进行表面吸附。常用的吸附剂有活性炭、活性炭不仅对油有很好的吸附性能，而且能同时有效地吸附废水中的其它有机物，但吸附容量有限(对油一般为3080mg/g)，且成本高，再生困难，限制了它的应用。经吸附法处理后出水油含量可在5mg/L以下，因此吸附法一般只用于含油废水的深度处理。徐根良等对拆船厂含油废水进行处理，出水油含量在5mg/L以下，多数在lmg/L以下。所用吸附剂为改性膨润土、磺化煤、废旧活性炭、碎焦炭、有机纤维等易得原料1.3.7 凝聚法凝聚法是向废水中投加一定比例

12、的絮凝剂，在废水中生成亲油性的絮状物，使微水油滴吸附于其上，然后用沉降或气浮的方法将油分去除。常用的有硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁、聚合氯化铝、聚合氯化铝等无机絮凝剂和聚丙烯酰胺、丙烯酰胺等有机絮凝剂，不同絮凝剂的pH值使用范围不同。此法投药量大，排渣量大，适用于处理废水量很大，而含油量较少，浓度一般在质量份数1.0×10-4以下的乳物油或其它细小悬浮物。1.3.8 盐析法盐析法是向废水中投加无机盐类电解质。电解质对油珠扩散层的阳离子全部被赶到了吸附层中，导致双电层破坏，油珠则变成中性，油珠间吸引力恢复而相互聚并，从而达到破乳目的。常用的电解质是钙、镁、铝的盐类，它既可中和电荷，又可转

13、换表面活性剂的金属皂，使处理效果提高。盐析法投盐量一般在l5之间，经盐析法处理后，出水油的含量一般大于10mg/L。但该法聚析速度慢，沉降分离时间长，设备占地面积大，而且对由表面活性剂稳定的含油乳状液的处理效果不好。1.3.9 电解法电解法包括电解凝聚吸附法和电解浮上法。电解凝聚吸附是利用溶解性电极电解乳化油废水。从溶解性阳极(Fe或A1)溶解出金属离子，金属离子发生水解作用生成氢氧化物吸附、凝聚乳化油和溶解油，然后沉降除去油分。此法主要适用用于机加工工业中冷却润滑液在化学絮凝后的二级处理。电解凝聚吸附法具有占地面积小、操作简单、处理效果好、浮渣量相对较少等优点，但它存在阳极金属消耗量大、需大

14、量盐类作辅助药剂、耗电量高、运行费用较高等缺点，此外，对存在的阳极钝化问题虽研究较多，但仍未根本解决。1.3.10 活性污泥法活性污泥法就是以废水中含有的有机污染物为培养基，在有溶解氧的条件下，连续地培养活性污泥，再利用共吸附凝聚和氧化分解作用净化废水中有机污染物。普通活性污泥法处理系统由四部分组成：曝气系统、二沉池、污泥回流系统、剩余污泥排放系统。以BOD表示流入水中所含的有机物，除一部分随处理水流出外，大部分被微生物体去除。通过内源呼吸不能氧化的细胞物质成为剩余污泥。在内源呼吸中既利用细菌，即能够直接摄取有机物的微生物，又利用包括原生动物等微型动物的捕食作用。有机物只用细菌等腐生营养性的微

15、生物就能去除，但是，为了达到处理目标，原生动物等动物性营养的微生物捕食作用的存在是不可缺少的。即所谓有机物一细菌一原生动物一微小后生动物的食物链存在是必要的。由于食物链越长能量消耗的比例就越大，其系统中存在的生物量也就越少。为了减轻活性污泥法剩余污泥的处理和处置的负担，能尽量减少剩余污泥发生量的操作一直是人们所期望的。以细菌为食物的纤毛虫类的收率约为0.5，如果纤毛虫类在活性污泥中增殖，意味着发生的生物量以此相应的减少。1.4本设计的目的和意义 通过本次设计，了解处理含油废水的工艺方法，掌握活性污泥法处理含油废水的工艺流程。通过对主要处理构筑物（中格栅、污泥提升泵房、细格栅、沉沙池、曝气池、三

16、沟式氧化沟、二沉池等）的设计计算，得到合适的构筑物尺寸。同时对各种建设费用如各构筑物基建费用、污水处理费用以及员工的福利待遇做初步概算。 含油废水属于较难处理的废水，水质复杂且产生量大，国内外众多学者都对此做了深入的研究，探索了一些处理方法。活性污泥法是生物处理中效率最高的处理方法，由于能确保良好的处理效果，是世界上广泛普及的处理方法。希望通过本次设计，能够得到处理含油废水行之有效的活性污泥工艺，为解决含油废水开拓新的研究课题。 2 工艺的选择及确定2.1 活性污泥法的产生及发展活性污泥法是生物处理中效率最高的处理方法，由于能确保良好的处理水，是世界上广泛普及的处理方法。1880年英国和美国虽

17、已经进行了把空气吹人污水中进行净化的实验，但是，当时活性污泥法还没有开发。英国的Andern和Lockett证实了通过把空气吹人生成的污泥中循环使用可以加速污水的净化。他们于1914年把这一结果在英围化学工程学会上发表，从而诞生了活性污泥法。1917年在英国的曼彻斯特，946 m3/d的设备及在美国的休斯敦37800 m3/d活性污泥设备开始运行。1930年前后由于认识到了活性污泥法是受微生物的作用，Mahlmano等按此计算出微生物所需要的氧量。1942年Gould等提出分段曝气法。1944年Setter提出修正曝气法。1945年Krauss为了抑制膨胀发表了柯劳斯流程。1951年Ulric

18、h等提出接触稳定化法。这之后，又出现了高速活性污泥法、延时曝气法、曝气氧化塘法、氧化沟法、纯氧曝气法、厌气性活性污沉法和厌气-好气活性污泥法等。2.2 工艺特点污水处理厂采用传统推流式鼓风曝气与当今先进的三沟式氧化沟串联工艺，使污水处理集中了传统 推流式和完全混合式这两种方法的优点，污泥自成系 统，有各自不同的微生物群落。运行方式灵活，操作简便，出水水质好且运行稳定，同时又具有一定的脱 氮除磷功能。处理方法处理油的种类去除粒径主要优点主要缺点离心分离法固体油、分散油10设备占地面积小。处理效率高会对含油废水造成二次乳化；操作费用高过滤分散油、浮华油10出水水质好，投资少，无浮渣需要经常进行反冲

19、洗反冲洗操作要求高膜分离溶解油、乳化油60出水水质好，设备简单操作费用高，膜清洗困难吸附溶解油10出水水质好，设备占地面积小吸附剂再生困难，投资较大浮选乳化油、油固体物10效果较好，工艺成熟占地面积大，要剂量大浮渣难处理凝聚乳化油10效果较好，工艺成熟占地面积大，要剂量大浮渣难处理电解乳化油10除油效果好耗电量大，装置复杂盐析乳化油10操作简单，运行费用低设备占地面积大，药剂用量多活性污泥法分散油、乳化油、溶解油10出水水质好，运行稳定占地面解大，投资较大 进水二沉池三沟式氧化沟格栅平流式沉沙池污泥浓缩池出水曝气池图 2-1 工艺流程图Fig. 2-1 Technology flow

20、 chart表2-1 各种工艺方法的比较 Table 2-1 Various process comparison3 污水厂设计说明书3.1 污水厂的设计规模污水厂的处理水量按最高日最高时流量，污水厂的日处理量为：该厂按远期2010年一期2.6万吨/天建设完成，污水厂主要处理构筑物拟分为二组，每组处理规模为1.3万吨/天。这样既可满足近期处理水量要求，有留有空地以三期扩建之用。 远期2.6万吨，一期建设，计算主要按远期计算。3.1.1 进出水水质该水经处理以后，水质应符合国家污水综合排放标准（GB89781996） 中的一级标准，由于进水不但含有油、BOD5，还含有大量的N、P所以不

21、仅要求去除BOD5、油还应去除不中的N、P达到排放标准。表3-1 进出水水质Table 3-1 Influence and effluence quality (mg/L)CODBOD5SSNH3-N油硫化物进水38019023849360.28出水6020201510.005该水经处理以后，水质应符合国家污水综合排放标准（GB89781996） 中的一级标准，由于进水不但含有油、BOD5，还含有大量的N、P所以不仅要求去除BOD5、油还应去除不中的N、P达到排放标准。3.2 处理程度的计算3.2.1 溶解性BOD5的去除率活泩污泥处理系统处理水中的BOD5值是由残存的溶解性BOD5和非溶解性

22、BOD5二者组成，而后者主要是以生物污泥的残屑为主体。活性污泥的净化功能，是去除溶解性BOD5。因此从活性污泥的净化功能来考虑，应将非溶解性的BOD5从处理水的总BOD5值中减去。处理水中非溶解性BOD5值可用下列公式求得：(此公式仅适用于氧化沟)BOD5=0.7×Ce·1.42(1-E-0.235 )=0.7×2×1.4×(1-E-0.235 )=13.6mg/l处理水中溶解性BOD5为20-13.66.4mg/L 3.2.2 溶解性BOD5的去除率为(190-6.4)/19×100%=96.63%3.2.3 COD的去除率 （38

23、0-60)/380×100%=84.21%3.2.4 SS的去除率 （238-20）/238×100%=91.60%3.2.5 总氮的去除率出水标准中的总氮为15mg/L，处理水中的总氮设计值取15mg/L，总氮的去除率为：(49-15)/49×100%=69.39%3.2.6 油的去除率为：(36-1)/36×100%=97.2%3.2.7 硫的出去率为： （0.28-0.005）/0.28×100%=98.2%3.3 污水处理厂构筑物设计参数3.3.1 中格栅和提升泵房（两者合建在一起）中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理

24、构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。提升泵房用以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过 ，从而达到污水的净化。设计参数：因为格栅与水泵房合建在一起。因此在格栅的设计中，做了一定的修改，特别是在格栅构造和外型上的设计，突破了传统的“两头小，中间大”的设计模式，改建成长方体形状利于均衡水流速度，有效的减少了粗格栅的堵塞。建成一座潜地式格栅，因此在本次得设计中，将不计算栅前高度，格栅高度，直接根据所选择的格栅型号进行设计。（1）水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：1) 人工清除 2540mm2) 机械清除

25、1625mm3) 最大间隙 40mm（2）在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅(每日栅渣量大于0.2m3)，一般应采用机械清渣。（3）格栅倾角一般用450750。机械格栅倾角一般为600700，（4）通过格栅的水头损失一般采用0.080.15m。5）过栅流速一般采用0.61.0m/s。运行参数：栅前流速 0.7m/s 过栅流速 0.9m/s栅条宽度 0.01m 栅条净间距 0.02m栅前槽宽 0.94m 格栅间隙数 36水头损失 0.103m 每日栅渣量 0.87m3/d设计中的各参数均按照规范规定的数值来取的。(2) 提升泵房说明：1) 泵房进水角度不大于45度。2) 相邻两机组突出部分得间距

26、，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于0.8m。如电动机容量大于55KW 时，则不得小于1.0m，作为主要通道宽度不得小于1.2m。3) 泵站为半地下式，直径D10m，高12m，地下埋深7m。4) 水泵为自灌式。3.3.2 细格栅和沉沙池细格栅的设计和中格栅相似.运行参数：栅前流速 0.7m/s 过栅流速 0.9m/s栅条宽度 0.01m 栅条净间距 0.01m栅前部分长度 0.88m 格栅倾角 60o栅前槽宽 1.58m 格栅间隙数 70 （两组）水头损失 0.26m 每日栅渣量 1.73m3/d沉砂池设计沉砂池的作用是从污水中将比重较大的颗粒去

27、除，其工作原理是以重力分离为基础，故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带起立。污水厂一般均应设置沉砂池，座数或分格数应不少于2座(格)，并按并联运行原则考虑。设计流量应按分期建设考虑：(1)当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；(2)当污水为用提升泵送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流量计算；(3)合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为2.65，粒径为0.2以上的颗粒为主。污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂量为30m3计算，其含水率为60%，容量为1500kg/m 3。贮砂斗槔容积应按2 日沉砂量计算，贮

28、砂斗池壁与水平面的倾角不应小于55°排砂管直径应不小于0.3m。沉砂池的超高不宜不于0.3m 。除砂一般宜采用机械方法。当采用重力排砂时，沉砂池和晒砂厂应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。采用平流式沉砂池，具有处理效果好，结构简单的优点，分两格。运行参数：沉砂池长度 7.5m 池总宽 2.4m有效水深 0.5m 贮泥区容积 0.26m3（每个沉砂斗）沉砂斗底宽 0.5m 斗壁与水平面倾角为 600斗高为 0.5m 斗部上口宽 1.1m3.3.3 氧化沟本设计采用的是三沟式氧化沟。二级处理的主体构筑物，是活性污泥的反应器，其独特的结构使其具有脱氮除磷功能，经过氧化沟后，水质得到很大的改善。

29、运行参数：共建造两组氧化沟，一组一条。氧化沟尺寸 L×B=35.7×7m， 高H=3.8m给水系统：通过池底放置的给水管，在池底布置成六边行，再加上中心共七个供水口，利用到职喇叭口，可以均化水流，减少对膜式曝气管得冲刷。尽可能的提高膜式曝气管得使用寿命。出水系统：采用双边溢流堰，在边池沉淀完毕，出水闸门开启，污水通过溢流堰，进行泥水分离。澄清液通过池内得排水渠，排到接触消毒池。在排水完毕后，出水闸曝气系统：采用表面机械曝气DY325型倒伞型叶轮表面曝气机。排泥系统：采用轨道式吸泥机，由于池体为氧化沟，其边沟完成沉淀阶段后，转变为缺氧池，因此其回流污泥速度快，避免了污泥的膨胀

30、。所以此工艺排泥量少，有时可以不排泥。吸泥机启动时间在该池沉淀结束时3.3.4 二沉池设计参数：设计进水量：Q=10000 m3/d （每组）表面负荷： qb范围为1.01.5 m3/ m2·h ，取q=1.0 m3/ m2·h固体负荷： qs =140 kg/ m2·d水力停留时间（沉淀时间）：T=2.5 h堰负荷：取值范围为1.52.9L/s·m，取2.0 L/(s·m)运行参数：沉淀池直径 D=23m 有效水深 h2.5m池总高度 H=5.43m 贮泥斗容积 Vw706m33.3.5 污泥处理构筑物 污泥泵房（1）回流污泥泵选用LXB-9

31、00螺旋泵3台（2用1备），单台提升能力为480m3/h，提升高度为2.0m2.5m，电动机转速n=48r/min，功率N=55kW。（2）回流污泥泵房占地面积为9m×5.5m。（3）剩余污泥泵选两台，2用1备，单泵流量Q>2Qw/25.56m3/h。（4）剩余污泥泵房占地面积L×B=4m×3m。污泥浓缩池采用辐流式浓缩池，用带栅条的刮泥机，采用静圧排泥。设计规定及参数： 进泥含水率：当为初次污泥时，其含水率一般为95%97%;当为剩余活性污泥时，其含水率一般为99.2%99.6%。 污泥固体负荷：负荷当为初次污泥时，污泥固体负荷宜采用80120kg/(m2

32、·d)当为剩余污泥时，污泥固体负荷宜采用3060kg/(m2·d)。 浓缩时间不宜小于12h，但也不要超过24h。 有效水深一般宜为4m，最低不小于3m。运行参数：设计流量：每座1344.4kg/d，采用2座进泥浓度 10g/L 污泥浓缩时间 13h进泥含水率 99.0% 出泥含水率 96.0%池底坡度 0.08 坡降 0.16m贮泥时间 4h 上部直径 6.2m浓缩池总高 4.36m 泥斗容积 2.8m33.4 污水处理建筑物设计计算3.4.1 泵前中格栅设计参数：设计流量Q=2.6×104m3/d=301L/s栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m

33、/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1=0.05m3栅渣103m3污水设计计算（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得:栅前槽宽（2）栅条间隙数（3）栅槽有效宽度B=s（n-1）+en=0.01（36-1）+0.02×36=1.07m（4）进水渠道渐宽部分长度（其中1为进水渠展开角）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（6）过栅水头损失（h1）因栅条边为矩形截面， 取k=3，则 =0.103mh0：计算水头损失k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形

34、断面时=2.42（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H1=h+h2=0.47+0.3=0.77m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.47+0.103+0.3=0.87（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+0.77/tan=0.23+0.12+0.5+1.0+0.77/tan60°=2.29m（9）每日栅渣量所以宜采用机械格栅清渣图3-1中格栅计算草图Fig. 3-1 Grid computing in the draft3.4.2 污水提升泵房 设计参数 设计流量：Q=301L/s，泵房工程结构按远期流量设计泵房设计计算 采用氧化沟工艺方案，

35、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、氧化沟、二沉池及接触池，最后由出水管道排入神仙沟。 各构筑物的水面标高和池底埋深见第三章的高程计算。 污水提升前水位-5.23m（既泵站吸水池最底水位），提升后水位3.65m（即格栅前水面标高）。所以，提升净扬程Z=3.65（5.23）=8.88m3.4.3 细格栅 设计参数：设计流量Q=2.6×104m3/d=301L/s栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/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&

36、#176;单位栅渣量1=0.10m3栅渣/103m3污水设计计算（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式 计算得栅前槽宽 =0.94m则栅前水深（2）栅条间隙数（取n=70）设计两组格栅，每组格栅间隙数n=35条（3）栅槽有效宽度B2=s（n-1）+en=0.01（35-1）+0.01×35=0.69m所以总槽宽为0.69×2+0.21.58m（考虑中间隔墙厚0.2m）（4）进水渠道渐宽部分长度 （其中 为进水渠展开角）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（6）过栅水头损失（h1）因栅条边为矩形截面，取k=3，则 附注： 详图见 CAD图1 细格栅和平流式沉沙池3.4

37、.4沉砂池 采用平流式沉砂池 设计参数 设计流量：Q=301L/s（按2010年算，设计1组，分为2格） 设计流速：v=0.25m/s 水力停留时间：t=30s 设计计算（1）沉砂池长度： L=vt=0.25×30=7.5m （2）水流断面积： A=Q/v=0.301/0.25=1.204m2 （3）池总宽度： 设计n=2格，每格宽取b=1.2m>0.6m，池总宽B=2b=2.4m （4）有效水深： h2=A/B=1.204/2.4=0.5m （介于0.251m之间） （5）贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积（每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共

38、有四个沉砂斗）其中X1：城市污水沉砂量3m3/105m3K：污水流量总变化系数1.5（6）沉砂斗各部分尺寸及容积： 设计斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高hd=0.5m，则沉砂斗上口宽：沉砂斗容积： =0.5/6(2×1.1 22×1.1×0.52×0.52)=0.343（略大于V1=0.26m3，符合要求）（7）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为 =2.65则沉泥区高度为：h =h +0.06L =0.5+0.06×2.65=0.659m池总高度H：设超高h1=0.3m， H=h1

39、+h2+h3=0.3+0.5+0.66=1.46m（8）进水渐宽部分长度L1为: （9）出水渐窄部分长度: L3=L1=1.43m （10）校核最小流量时的流速： 最小流量即平均日流量Q平均日=Q/K=301/1.5=200.7L/s则vmin=Q平均日/A=0.2007/1.204=0.17>0.15m/s，符合要求图3-2 沉沙池计算草图Fig. 3-2 Draft terms settling basin附注： 详图见 CAD图1 细格栅和平流式沉沙池3.4.5 曝气池设计计算 设计参数：污泥负荷：NSA=4kgBOD5/(kgMLSS·d)；混合液污泥浓度：XA=3.0

40、kg/m3；污水回流比RA=0.5 曝气池容积及水力停留时间计算曝气池容积V A，m3水力停留时间 T ， h 曝气池主要尺寸曝气池容积为：VA =7280m3设曝气池4 组，单组池容为 V单 1820 m3有效水深 h= 4.0m；单池有效容积采用推流式曝气池，单池池宽 B1 = 5m；单组曝气池总长度每组曝气池设4个廊道，则每个廊道长度为取超高为1.0m ，则A 段曝气池总高 H= 4.0+1.0=5.0m曝气池进、出水系统计算进水管四组曝气池每两组合建，进水与回流污泥进入进水竖井，经混合后经配水渠、进水潜孔进入曝气池。进水管设计流量管道流速 v= 0.9m/s管道过水断面面积管径 取进水

41、管径 DN1500mm校核管道流速 配水渠道配水渠道流量 渠道流速 v = 0.7m/s渠道断面面积 取渠道断面 b×h=1.6m×1.0m；渠道取超高 1.0m ，渠道总高为 1.0 +1.0 = 2.0m进水孔进水孔过流量为Q3=Q2=1.1m3/s 孔口流速 v= 0.6m/s孔口过水断面面积 A=Q3/v=1.1/0.6=1.83m3设进水潜孔四个，每孔过水断面面积为 1.83/4=0.458m2 取孔口断面b×h= 0.7m×0.7m进水竖井。 进水竖井平面尺寸为1.9m× 2.0m 出水堰及出水竖井按矩形堰流量公式计算式中 Q4 =

42、Q3 =0.729m3 /sb 堰宽，取5.0m；H 堰上水头，m。集水槽尺寸：集水槽宽度 B=0.9Q0.4=0.9×(1.3×0.729)0.4=0.9m集水槽深度 H=h1+h2+h3+Hq式中 h1 超高，通常为200mm300mm，取0.3m ；h2 堰上水头，0.26m ；h 3跌水高度，通常为100mm200mm，取0.2m ；Hq设计水深。=0.84m所以集水槽深度 H= 1.4+0.14+0.20+0.84=2.58m出水孔过流量 Q5=Q4=0.729m3/s孔口流速 v= 0.8m/s孔口过水断面面积A=Q5/u=0.729/0.8=0.91m2 孔口

43、尺寸取 0.9m×1.0m；出水竖井平面尺寸 2.5m× 0.7m出水管单组曝气池出水管设计流量 Q6=Q5=0.729m3/s管道流速 v= 1.2m/s；管道过水断面面积 A=Q6/u=0.729/1.2=0.61m2取出水管管径 DN = 900mm。回流污泥管径回流污泥流量为Qr =Q×R = 10500 0.5 5250m3/h则通至每个进水竖井的流量为2625m3 /h，即为0.729m3 /s。设污泥管流速为1.5m/s，则需污泥管道断面面积为 取出水管管径 DN = 500mm曝气头数量计算（以单组曝气池计算）(1) 按供氧能力计算曝气器数量 式中

44、 h1按供氧能力所需曝气器个数，个qc 曝气器标准状态下，与曝气池工作条件相似的供氧能力kgO2 /（h·个）。采用微孔曝气器，参照有关工作手册，工作水深4.3m ，在供风量13m3 /（h·个）时曝气器氧利用率EA=20%，服务面积0.30.75m2 ，充氧能力qc= 0.14kgO2 /（h·个）曝气池曝气器数量 3.4.5 三沟式氧化沟设计计算（1） 确定设计有关参数1) 污泥龄=30天（考虑污泥得稳定化要求）；2) 污泥含量 MLSS=4000 mg/L；3) fb=MLSS / MLVSS =0.7；4) 回流污泥含量 X1=10000 mg/L；5)

45、20o时反硝化速率 qD=（NO3N / MLVSS）=0.02 kg/（kg·d）；6) 反硝化温度校正系数=1.09；7) 污泥产率系数（VSS / BOD5） Y=0.6kg/（kg·d）；8) 内源呼吸速率 Kd=0.05 d-1 ；9) 剩余污泥含水率 99.2 %10) 曝气池好氧 DO=2mg/L（2） 好氧区容积计算1) 确定水中溶解性BOD5确定出水中得溶解性BOD5出水中VSS=0.7SS=0.7×20=14 （mg/L）VSS所需得BODu=1.42×14（排放污泥中VSS所需得BODU 通常为VSS的1.42倍）VSS所需得BOD

46、5=0.68×0.7×20×1.42=13.5 mg/ L出水中得溶解性BOD5=20-13.5=6.52) 好氧区容积 V 好 =4428m3好氧水力停留时间：3) 缺氧区容积计算氧化沟生物污泥产量 =413kg/d用于细胞合成得的TNK=0.124 WV=0.124×1228=152.31（kg/d）即 TKN 中有（51.2×1000）/12000=4.3（mg/L） 用于合成故需氧化得NH4-N=20.7-5=15.7（mg/L）需还原得NO3-N=10.43反硝化速率 ： qD=0.020×1.09（15-20）=0.013

47、缺氧区容积V 缺所以 缺氧池水力停留时间： 4) 反应池总容积 5) 总水力停留时间 6) 碱度平衡计算硝化消耗碱度 ：7.14×20.7=148 （mg/L）反硝化产生碱度 ：3.57×15.7=56（mg/L）去除BOD5产生碱度：0.1（S0-Se）=0.1（150-6.5）=14（mg/L）剩余碱度=200-148+56+14=122100 （mg/L）满足碱度需求；7) 实际需氧量计算碳化需氧量 ：D1 1.42×413=1946kg/d硝化需氧量：D2D2=4.6Q·NO=4.6×12000×20.7=1143 （/d）反

48、硝化脱氮产氧量:D3D3=2.6NT=2.6×12000×15.7=490（/d）总需氧量 ：DD= D1+ D2- D3=1949+1143-490=2599（/d）8) 标准需氧量：实际需氧量确定后，需转化为标准状态需氧量（R0）以选取曝气设备。其转化公式为： R0=RCs(20) / bCs(T)C×1.024(T-20)式中 c曝气池溶解含量，mg/L；C s(t)标准大气压下，T时清水中的饱和溶解氧含量，mg/L，其取值可参照下表，本例取T=25时饱和溶解氧含量；C s(20)标准大气压下，20清水中的饱和溶解氧含量，mg/L；污水传氧速率与清水传氧速率

49、之比，取值范围为0.50.95，本例取=0.85；b污水中饱和溶解氧与清水溶解氧含量之比，通常为0.900.97，本例取b =0.95。 9) 计算回流污泥量 氧化沟系统中，如果已知回流污泥的含量，就可以根据 下面简单的质量平衡式，计算出维持MLSS的回流污泥流量，即 QX0+ Qr Xr=( Q+ Qr )X 式中 Qr 回流污泥量， m3 /d Q 污水流量， m3/d X0 进水SS含量， mg/ L Xr回流污泥含量， mg/ L X 氧化沟中NLSS含量， mg/L根据上式，可得12000×12610000×Qr=（12000+Qr）×4000Qr=77

50、48（m3 ¤ d ）10) 剩余污泥量污泥含水率 P=99.2 %剩余污泥得体积（湿污泥量）： 附注： 详图见 CAD图2 三沟式氧化沟3.4.6 二沉池 该沉淀池采用中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，采用刮泥机。设计参数设计进水量：Q=10000 m3/d （每组）表面负荷：qb范围为1.01.5 m3/ m2·h ，取q=1.0 m3/ m2·h固体负荷：qs =140 kg/ m2·d水力停留时间（沉淀时间）：T=2.5 h堰负荷：取值范围为1.52.9L/s·m，取2.0 L/(s·m)设计计算（1）沉淀池面积:按表面负荷算

51、： （2）沉淀池直径： 有效水深为 h=qbT=1.0×2.5=2.5m<4m（3）贮泥斗容积：为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用Tw=2h，二沉池污泥区所需存泥容积： =763m3则污泥区高度为H2=Vw/A=706/417=1.7m（4）二沉池总高度： 取二沉池缓冲层高度h3=0.4m，超高为h4=0.3m则池边总高度为h=h1+h2+h3+h4=2.5+1.7+0.4+0.3=4.9m设池底度为i=0.05，则池底坡度降为则池中心总深度为H=h+h5=4.9+0.53=5.43m（5）校核堰负荷：径深比 堰负荷 以上各项均符合要求 附注： 详图见 CAD图3二沉

52、池3.5主要构筑物说明3.5.1 三沟式氧化沟氧化沟（oxidation ditch）又称循环曝气池，是一种改良的活性污泥法，其曝气池呈封闭的渠形，污水和活性污泥混合液在其中循环流动。氧化沟的水力停留时间和污泥龄较长，有机负荷很低0.050.15kgBOD5/（kgMLSS·d），实质上相当于延时曝气活性污泥系统。目前常用于生物脱氮的氧化沟工艺主要有卡鲁塞尔式和三沟交替工作式。这里我们采用的是三沟式，三沟交替工作式氧化沟，又称T型氧化沟，是丹麦Kruger公司开发的生物脱氮新工艺。该系统由三个相同的氧化沟组建在一起作为一个单元运行，三个氧化沟之间相互连通，两侧的，两池交替做曝气池和沉

53、淀池，中间的池始终进行曝气，进水交替进入池和池，出水相应从池和池引出。这样交替的运行特点提高的曝气池转刷利用率，有利于生物脱氮。3.5.2 三沟交替工作式氧化沟生物脱氮的运行过程三沟交替工作式氧化沟生物脱氮的运行过程可分为6个阶段阶段A 污水通过分配井流入池，出水自池引出，三池的工作状态为：池转刷低速旋转，维持缺氧状态，进行反硝化和有机物的部分分解；池转刷高速转动，进行有机物进一步降解及NH4+-N的硝化；池转刷停止转动，作为沉淀池。 阶段B 进水引入池，出水自池引出，池和池维持好氧状态，池保留为沉淀池。 阶段C 进水仍引入池，出水自池引出，池转为沉淀池，完成泥水分离；池转刷低速转动，维持缺氧

54、状态。对阶段B中积累的硝酸盐进行反硝化，池仍为沉淀池。 阶段 D 进水引入池，出水自池引出。池与池的工作状态正好与阶段 A相反，池则与阶段A相同。 阶段E 池工作状态与阶段B相同，池与池的工作状态与阶段B 相反。 阶段F 池工作状态与阶段C相同，池与池的工作状态与阶段C相反。从上述运行个过程可以看出，三沟交替工作式氧化沟是一个A/O生物脱氮或行污泥系统，可以完成有机物的降解和硝化反硝化的过程，取得良好的 BOD5 去除效果。依靠三池工作状态的转换，省去了活性污泥回流和混合液回流，从尔节省了点耗和基建费用。4 工程概算4.1单项构筑物工程造价4.1.1第一部分费用 第一部分费用包括建筑工程费，设备，器材，工具购置费，安装工程费。污水厂的日处理量为2.6万t/d表4-1为各单个构筑物工程造价见表:表4-1各构筑物造价表Table 4-1 Structures Cost Table（单位：万元）编号名称价格编号名称价格1总平面图26680/200=133.48污泥泵房61.1×2=122.22污水泵站60×2.98 = 17.889综合楼