AB工艺污水处理厂设计说明

....23/23目录第一章设计任务容与要求2、设计任务与容1、设计题目3、基本要求第二章基本资料1、污水水量、水质2、污水处理要求污水经过二级处理后应符合一下具体要求3、处理工艺流程4、气象资料/5、污水排水接纳河流资料第三章总体设计水处理工艺的选择第四章处理构筑物设计1、中格栅设计计算2、提升泵房设计3、沉砂池4、A段工艺计算5、中沉池6、B段工艺计算7、二沉池8、鼓风机房9、接触消毒池10、污泥浓缩池设计计算11、贮泥池设计计算12、污泥提升泵的选择13、脱水第五章总体平面布置与高程计算第一章设计任务容与要求1、设计题目某城镇污水处理厂处理工艺设计。2、设计任务与容1．确定城市污水处理方案，并对各主要单体构筑物进行工艺设计计算。2.绘制该污水处理厂的平面布置图。3.绘制该污水处理厂高3、基本要求了要求学生在教师指导下按时独立完成所规定的设计容外，还必须满足以下几项基本要求：1.通过阅读中外文献，调查研究与收集有关资料，拟定工程设计方案与工艺流程，在经过综合技术分析，选择合理的设计方案。2.课程设计说明书应包括工程设计的主要原始资料、方案比较以与各单体构筑物选型的分析说明、工艺设计计算与有关简图等。要求容系统完整、计算正确、论述简洁明了、文理通顺、书写工整、装订整齐。说明书一般应在2万字左右。设计图纸应能较准确地表达设计意图，图面力求布局合理正确清晰，复合制图标准，专业规与有关规定，用工程字注文。第二章基本资料设计原始资料如下：污水水量、水质：设计规模：设计日平均污水流量EQEQQ=6000m3/d设计最大小时流量Qmax=325m3/h进水水质:CODcr=500g/L，BOD5=300mg/L,SS=300mg/L,NH3-N=35mg/L污水处理要求污水经过二级处理后应符合一下具体要求：CODcr≤100mg/L，BOD5≤30mg/L，SS≤30mg/L，NH3-N≤25mg/L。处理工艺流程污水拟采用AB工艺处理。4、气象资料该市地处陆中纬度地带，属暖温带大陆性季风气候。年平均气温9～13.2℃最热月平均气温21.2～26.5℃,最冷月-5.0～0.9℃。就极端最高气温-24.9℃。年日照时数2045小时。多多年平均降雨量577毫米，集中于7、8、9月，占总量的50～60%，受季风环流影响，冬季多北风和西北风，夏季多南风或东南风，市区全年主导风向为东北风频率为18%，平均风速2.55米/秒。5、污水排水接纳河流资料：该污水厂的出水直接排入厂区外部的河流，其最高洪水位（50年一遇）为380.0m，常水位为378.0m，枯水位为375.0m。第三章总体设计一、水处理工艺的选择1、方案选择众所周知,水资源是十分重要的自然资源,人类的生命活动和生产活动无一不需要水，水成为了人类社会可持续发展的限制因素.而城市污水是水量稳定,供给可靠的水资源,故城市污水的再生利用,使其资源化是一项重要的而且切实可行的措施.但是污水中含有大量的有毒有害物质,我们在利用之前必须把它处理好.这就关系到了一个处理方案选择的问题。怎样才能做到用一个切合实际,而效果又比较好的方法来处理呢?本设计初选择了传统活性污泥法和AB法.AB法原理AB法污水处理工艺，系吸附-生物降解(Adsorption-Biodegration)工艺的简称.是德国亚深工业大学宾克教授于70年代中开创的。污水自排水系统进入,经过吸附池中微生物的吸附,再到中间沉淀池,在到曝气池与二沉池,最大的优点就是该工艺分成2段，任何一段都有独立工作的能力。2、工艺流程3、工艺特点⑴全系统公分预处理段，A段,B段等3段.在预处理段只设格栅,沉砂池等简易处理设备,不设初沉池.⑵A段由吸附池和中间沉淀池组成,B段则由曝气池与二沉池所组成⑶A段和B段各自拥有独立的污泥回流系统，两段完全分开，每段能够培育出各自独特的，适于本段水质的微生物种群.4、方案比较由于该城市属于中小型城市，并且在城市资料中提到该城市在经济发展的同时，城市的基础设施建设不能与经济发展相协调，可见，该城市在环境投入经费上一般，而且，该城市在处理污水的时候没有要求到脱氮除磷；另外AB法要培育活性污泥的时间比较长,主要用于高浓度污水的处理,而该城市的污水浓度低,所以从各方面来说,活性污泥法更适合于该城市.第四章处理构筑物设计一、中格栅设计计算中格栅设计说明中格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进水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，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。有关规定（1）泵前格栅栅条间空隙宽度不大于20mm，污水处理系统前可不设格栅。（2）污水过栅流速宜采用0.6～1.0m/s,格栅倾角宜采用45o～75o.（3）污水上部必须设工作台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作台上应有安全和冲洗设施.（4）格栅工作台两侧过道宽度不应小于0.7m。工作台正面过道宽度，采用机械清渣时不应小于1.5m。（5）格栅应设通风设施。（6）中格栅间隙10-50mm。（7）栅前渠道的水流速度一般采用0.4～0.9m/s。设计参数设计流量:Q｀max=6000m3/d=0.0694m3/s栅前流速v1=0.9m/s，过栅流速v2=1.0m/s栅条宽度s=0.01m，栅前部分长度0.5m格栅倾角α=60°，单位栅渣量ω1=0.05m3栅渣/103m3污水初定格栅间隙b=20mm（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式,栅前流速v1=0.9m/s栅前槽宽0.4m则栅前水深m（2）、栅条的间隙数式中Qmax最大设计EQ流量，Qmax=0.0694m3/s格栅倾角，取＝b栅条间隙，m，根据一般经验公式 取b＝25mmn栅条间隙数，个h栅前水深，m，取h＝0.2mv过栅流速，m/s，取v＝0.8m/s。则EQn=EQ16.1取17个(3)、栅槽宽度设栅条宽度S=0.01mB=S(n-1)+bn=0.01(17-1)+0.02×17=0.5m（4）进水渠道渐宽部分的长度渐宽部分展开角度1=20°=0.28m（5）栅与出水渠道连接处的渐窄部分的长度=0.14m（6）通过格栅的水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面，取K=332.421.74m（7）栅后槽总高度：设栅前渠道超高h2=0.3m，栅前槽高H1=h+h2=H=h+h1+h2=0.2+1.74+0.14=2.08m（8）栅槽总长度L=0.28+0.14+1.0+0.5+（9）每日栅渣量0.214>0.2故采用机械清渣.（10）计算草图如下二、提升泵房设计1、设计说明污水经过一次提升进入沉砂池，然后通过自流进入后续水处理构筑物。提升泵房设计说明本设计采用传统活性污泥法工艺系统，污水处理系统简单，只考虑一次提升。污水经提升后进入曝气沉砂池，然后自流通过初沉池、曝气池、二沉池与接触池，最后由出水管道排入河流。有关规定（1）泵房进水角度不大于45度（2）相邻两机组突出部分的间距，以与机组突出部分与墙壁额间距，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0.8。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）泵站采用矩形平面钢筋混凝土结构半地下式，尺寸为15m×12m，高12m,地下埋深7m。(4)水泵为自灌式2、设计计算选型设计参数设计流量：Q=69.444L/s泵房设计计算泵的型号:根据后面的高程计算,所需要的泵的最小扬程为10米左右,而最大设计流量为3500m3/h,选泵结果为:3个350WL2190-11.8泵型号流量(m3/h)扬程(m)转速(r/min)350WL2190-11.8219011.8550污水泵房占地：L×B=20×15=300m2三、沉砂池沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒，以减轻沉淀池负荷与改善污泥处理构筑物的处理条件。平流沉砂池的主要缺点是沉沙中约夹杂有15%的有机物，使沉沙的后续处理增加难度。故常需配洗砂机，把排砂经清洗后，有机物含量低于10%，称为清洁砂，再外运。曝气沉砂池可克服这一缺点。故采用曝气沉砂池。有关规定（1）旋流速度控制在0.25～0.30m/s（2）最大时流量的停留时间为1～3min、水平流速为0.1m/s（3）有效水深为2～3m，深宽比为1.0～1.5，长宽比可达5（4）曝气装置，可采用压缩空气竖管连接穿孔管（穿孔孔径为2.5～6.0mm）或压缩空气竖管连接空气扩散板，每m3污水所需曝气量为0.1～0.2m3或每m2池表面积3～5m3/h设计参数设计流量：Q=0.0694m3/s水平流速：v1=0.1m/s,水力停留时间：t=2min设计有效水深h2=2m,每立方米污水所需空气量d=0.15m3/m3设计计算池子总有效容积V=60Qmaxt=60×0.0694×2=8.32m3水流断面积：设v1=0.1m/s（3）沉砂池为一格，池总宽度B=A/h2=0.347m（4）池长L=vt=0.1×2×60=12m（5）每小时所需空气量q=dQmax3600=0.15×0.0694×3600=37.5m3/h（6）贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，0.27（7）每个沉砂斗容积为（设每1分格有一个沉沙池）（8）沉砂斗各部分尺寸与容积为：设计斗底宽a1=1.0m，斗壁与水平的倾角为60°，斗高h‘3=0.8m，则沉砂斗上口宽：（取2m）沉砂斗容积：(9)沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.1，坡向沉砂斗，则则沉泥区高度为h3=池总高度H：设超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+3+1.8=5.1m现需要2格，故一格备用。四、A段工艺计算在处理过程中，A段通常在缺氧环境中运行，A段对于水质、水量、pH值和有毒物质等的冲击负荷有巨大的缓冲作用，能为其后的B段创造一个良好的进水条件。有关规定设计参数确定污泥负荷：NSA=3kgBOD5/(kgMLSS·d)污泥回流比：RA=50%混合污泥浓度：XA=2300mg/LBOD去除率：EA=60%SVI=751．污水处理程度计算与曝气池的运行方式曝气池的运行方式，在本设计中应考虑曝气池运行方式的灵活性与多样性。即：以传统活性污泥法作为基础，又可按阶段曝气法和再生曝气系统等运行方式调试运行。2．曝气池的计算与各部位尺寸的确定（1）BOD5—污泥负荷率的确定：取BOD5—污泥负荷率为3kg/（MLSS·d），为稳妥起见，加以校核式中K2介于0.0168—0.0281之间，取0.0242，Se=14.9，，结果证明NS值取3是适宜的。（2）确定曝气池容积：（3）污泥龄：设a=0.6（4）回流污泥量（5）确定曝气池各部位尺寸设2组曝气池，每组容积：池深取4米，则每组曝气池的面积：F=池宽为6米，B/H=1.5介于1—2间，符合规定。池长：；，符合规定。设三廊道式曝气池，廊道长：（6）需氧量，设a’=0.6（7）曝气时间计算TA=取超高为0.5米，则池总高度为：4+0.5=4.5m。（8）出水设计A段曝气池的出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水头五、中沉池选型：本设计选择是平流式沉淀池，平流式沉淀池沉淀效果好，对冲击负荷和温度变化的适应能力强，施工简易，造价低。池的设计流量：设计参数设计进水量：Q=250m3/h表面负荷：q围为1.0—1.5m3/m2.h，取q=1.5m3/m2.h水力停留时间（沉淀时间）：T=2h设计计算（1）、沉淀部分有效水深（2）、沉淀区有效容积（3）、池长（4）、池子宽（5）池子个数设每个池子宽2.3m个（6）每日产生污泥量设A级可处理40%SS，污泥含水率为98.5%（7）、污泥斗容积设f1=6×6=36m2，f2=0.4×0.4=0.16m2，污泥斗为方斗，α=60°，h4=2.8×1.73=4.8m（8）池子总高设h1=0.3m，缓冲区高度h3=0.6m计算草图六、B段工艺计算B段接收A段的处理水，水质、水量比较稳定，冲击负荷已不在影响B段，B段的净化功能得以充分发挥。B段属传统活性污泥法，溶解氧一般为2～3mg/L，水力去除率：EB=SVI=1001、污水处理程度计算与曝气池的运行方式曝气池的运行方式在本设计中应考虑曝气池运行方式的灵活性与多样性。即：以传统活性污泥法作为基础，又可按阶段曝气法和再生曝气系统等运行方式调试运行。2、曝气池的计算与各部位尺寸的确定（1）确定曝气池容积：（2）污泥龄：设a=0.4（3）回流污泥量（4）确定曝气池各部位尺寸设3组曝气池，每组容积：池深取4米，则每组曝气池的面积：F=池宽为4米，B/H=1.5介于1—2间，符合规定。池长：；，符合规定。停留时间为2～4h。设计参数确定污泥负荷：NSA=0.2kgBOD5/(kgMLSS·d)污泥回流比：RA=100%混合污泥浓度：XB=3500mg/L设5廊道式曝气池，廊道长：（5）需氧量设a’=1.23，b’=4.57（6）曝气时间计算TA=取超高为0.5米，则池总高度为：4+0.5=4.5m。（7）出水设计A段曝气池的出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水头七、二沉池选型：本设计选择是平流式沉淀池，平流式沉淀池沉淀效果好，对冲击负荷和温度变化的适应能力强，施工简易，造价低。设二沉池的座数n=2，则每个池的设计流量：，设计参数设计进水量：Q=250m3/h表面负荷：q围为1.0—1.5m3/m2.h，取q=1.5m3/m2.h水力停留时间（沉淀时间）：T=2.5h，流速v=3.6设计计算（1）、沉淀部分有效水深（2）、沉淀区有效容积（3）、池长（4）、池子宽（5）池子个数设每个池子宽2.5m，设3个（6）每日产生污泥量设B级可处理60%SS，污泥含水率为99.3%（7）、污泥斗容积设f1=6×6=36m2，f2=0.4×0.4=0.16m2，污泥斗为方斗，α=60°，h4=2.8×1.73=4.8m（8）池子总高设h1=0.3m，缓冲区高度h3=0.6m八、鼓风机房鼓风机房要给曝气沉砂池和A、B段的曝气池供气，选用TS系列罗茨鼓风机。选用TSD-150型鼓风机4台，工作3台，备用一台。设备参数：流量20.40m3/min升压44.1kPa配套电机型号Y200L-4功率30kW转速1220r/min机组最大重量730kg设计鼓风机房占地LB=2515=375m2。九、接触消毒池设计说明城市污水经过一级或二级处理后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病源菌的可能。因此，污水排入水体前应进行消毒，特别是医院、生物制品以与屠宰场等有致病菌污染的污水，更应严格消毒。目前，用消毒剂消毒能产生有害物质，影响人们的身体健康已广为人知，氯化是当今消毒采用的普遍方法。氯与水中有机物作用，同时有氧化和取代作用，前者促使去除有机物或称降解有机物，而后者则是氯与有机物结合，氯取代后形成的卤化物是有致突变或致癌活性的。所以，目前污水消毒一是要控制恰当的投剂量，二是采用其他消毒剂代替液氯或游离氯，以减少有害物的生成。消毒设备应按连续工作设置。消毒设备的工作时间、消毒剂代替液氯或游离氯，以减少有害物的生成。消毒设备应按连续工作设置，消毒设备的工作时间、消毒剂投加量，可根据所排放水体的卫生要求与季节条件掌握。一般在水源的上游、旅游日、夏季应严格连续消毒，其他情况时可视排出水质与环境要求，经有关单位同意，采用间断消毒或酌减消毒剂投量。目前常用的污水消毒剂是液氯，其次是漂白粉、臭氧、次氯酸钠、氯片、氯氨、二氧化氯和紫外线等。其中液氯效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜。其他消毒剂如漂白粉投量不准确，溶解调制不便。臭氧投资大，成本高，设备管理复杂。其他几种消毒剂也有很明显的缺点，所以目前液氯仍然是消毒剂首选。设计参数（1）水力停留时间T=0.5h（2）设计投氯量一般为3.0~5.0mg/l本工艺取最大投氯量为设计计算（1）设计消毒池一座，池体容积V=QT=250×0.5=125m3设消毒池池长L=25m，有3格，每格池宽b=5.0m，长宽比L/b=5.0。设有效水深H1=4m，接触消毒池总宽B=nb==15.0m，实际消毒池容积V`=BLH1=15×25×4=1500。满足有效停留时间的要求。（2）加氯量的计算最大投氯量为则每日投加氯量为：W=ρmax=5.0×250×10-3=1.25(kg/d)选用贮氯量为100kg的液氯钢瓶，每日加氯量1瓶，共贮用15瓶，选用加氯机两台。（3）混合装置在消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机两台。选用K-2200框式调速搅拌机，搅拌直径2200mm，高2000mm，电动机功率4.0kW。接触消毒池设计为纵向折流反应池。在第一格每隔7设纵向垂直扩流板，第二格每隔11.67设垂直折流板，第三格不设。十、污泥浓缩池设计计算采用4座辐流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。设计参数污水处理系统每日排除污泥为374＋720＝1094m3/d。进泥浓度：10g/L污泥含水率P1=99%，每座污泥总流量：设计浓缩后含水率P2=96.0％;污泥固体负荷：qs=50kgSS/(m2.d)污泥浓缩时间：T=18h贮泥时间：t=4h设计计算（1）浓缩池池体计算：每座浓缩池所需表面积:浓缩池直径水力负荷有效水深h1=uT=0.2×18=3.6m浓缩池有效容积V1=Ah1=14.6×3.6＝52.6m3（2）排泥量与存泥容积:浓缩后排出含水率P2＝96.0％的污泥,则Qw′=按4h贮泥时间计泥量，则贮泥区所需容积:V2＝4Qw′＝42.8＝11.2m3泥斗容积=m3式中：h4——泥斗的垂直高度，取1.2mr1——泥斗的上口半径，取1.1m;r2——泥斗的下口半径，取0.6m设池底坡度为0.08，池底坡降为：h5=故池底可贮泥容积：=因此，总贮泥容积为:（满足要求）（3）浓缩池总高度：浓缩池的超高h2取0.30m，缓冲层高度h3取0.30m，则浓缩池的总高度H为=3.6+0.30+0.30+1.2+0.248=5.648m取5.7m（4）浓缩池排水量：Q=Qw-Qw′=14.03-3.5=10.53m3/h（5）各种管道的确定进泥管和排泥管均采用D=300mm，排上清液采用D=100mm。十一、贮泥池设计计算采用圆形贮泥池，贮存来自初沉淀池和浓缩池的污泥量，池数为1个。贮泥池为初沉池污泥量和浓缩池污泥量的总和（1）贮泥池表面积设贮泥时间，池高（2）贮泥池尺寸设贮泥池池径（3）污泥斗容积贮泥池底部为斗状，下底为，高度，则：实际有效容积为：（4）池高取超高则十二、污泥提升泵的选择选择GMP型自吸式离心泵马力：20kW相数：3极数：4型号：GMP-320-150口径：150质量：110流量：180最大流量：222扬程：17.5最高扬程：24.0选用三台，一台备用；十三、脱水污泥经过浓缩，其含水率在96%左右，其机构疏松，体积庞大，不利于运输和再处理，因此需要进一部的处理—脱水。污泥脱水的方法一般有自然干化，机械脱水，以与污泥烘干，焚烧等方法。本设计采用带式压滤机。其主要特点是把压力施加在滤布上，用滤布的压力和力使污泥脱水，而不需要真空或加压设备，动力消耗少，可以连续生产。设计计算（1）污泥量（2）压滤机查快速设计手册第4册，选择DY-1000型带式压滤机，滤带的有效宽度1000mm，滤带运行速度0.4～4m/min,进料污泥含水率95～98％，产泥量50～500kg/h·m2,用电功率2.2KW,重量4000kg，外形尺寸长×宽×高＝4520×1890×1750mm。每台处理污泥量为。（3）脱水间占地：20×15脱水污泥用货车外运出厂。16、处理流程的高程计算污水处理流程的高程计算污水处理厂的水流常依靠重力流动，以减少运行费用。水头损失包括：水流通过各处理构筑物的水头损失，包括从进池到出池的所有水头损失在；水流通过连接前后两构筑物的管的水头损失，包括沿程与局部水头损失；水流流过量水设备的水头损失。选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算，并适当留有余地，使实际运行时能有一定的灵活性。第