某污水厂课程设计

目录一、设计任务书21．HYPERLINK\l"_Toc106246892"基本情况2HYPERLINK\l"_Toc106246893"2．污水排放现状2HYPERLINK\l"_Toc106246894"3.设计规模、设计水质及处理后排放水质2HYPERLINK\l"_Toc106246895"4.设计任务及要求2二、HYPERLINK\l"_Toc106246891"设计说明书3HYPERLINK\l"_Toc106246896"1.设计依据和执行规范3HYPERLINK\l"_Toc106246897"2.设计规模、设计水质及处理后排放水质3HYPERLINK\l"_Toc106246898"3.污水处理工艺方案的选择3HYPERLINK\l"_Toc106246899"3.1工艺类型介绍3HYPERLINK\l"_Toc106246900"3.2各方案的比较及选择3HYPERLINK\l"_Toc106246901"4.污水处理工艺及流程6HYPERLINK\l"_Toc106246902"4.1污水处理工艺流程6HYPERLINK\l"_Toc106246903"4.2工艺流程说明6HYPERLINK\l"_Toc106246904"4.3各处理单元处理效果览表6三、HYPERLINK\l"_Toc106246905"设计计算81.污水处理工艺设计计算HYPERLINK\l"_Toc106246906"8HYPERLINK\l"_Toc106246906"2.污水处理系统8HYPERLINK\l"_Toc106246907"2.1格栅8HYPERLINK\l"_Toc106246908"2.2调节池9HYPERLINK\l"_Toc106246909"2.3事故池9HYPERLINK\l"_Toc106246910"2.4一沉池10HYPERLINK\l"_Toc106246911"2.5卡鲁塞尔氧化沟11HYPERLINK\l"_Toc106246913"2.6二沉池14HYPERLINK\l"_Toc106246916"3.污泥处理系统15HYPERLINK\l"_Toc106246917"3.1污泥井15HYPERLINK\l"_Toc106246918"3.2污泥浓缩池16HYPERLINK\l"_Toc106246919"3.3污泥脱水系统17HYPERLINK\l"_Toc106246920"4.其他构筑物设计18HYPERLINK\l"_Toc106246921"4.1脱水机房18HYPERLINK\l"_Toc106246921"4.2工作区18HYPERLINK\l"_Toc106246921"4.3生活区19个人小结20参考文献HYPERLINK\l"_Toc106246899"21第一部分设计任务书1．基本情况拟建地形平坦，气象及水文资料风向：多年主导风向东南风气温：最冷月平均为-2最热月平均为40最大冻土深度为0.2米2．污水排放现状根据建设单位提供的资料，该厂以废纸为原料生产箱板纸，废纸经碎浆，磨浆，筛选后送造纸机，再经烘干即成成品。废水排放主要；来源于筛选及造纸机白水等工序。每天产生废水量为2000m³/d3设计规模、设计水质及处理后排放水质3.1设计处理水量：日处理量：2000吨/d时处理量：83.33吨/h污水流量总变化系数（总不均匀系数）：1.93.2确定其原水水质参数如下：（除PH外单位均为mg/L）项目PHCODBODSS污物含量mg/LL8.55802606003.3设计出水水质（除PH外单位均为mg/L）项目pHCODB0DSS污物含量mg/LL6-9≤450≤100≤1004设计任务及要求4.1查阅相关资料，选择两到三种处理方案，进行技术、经济上的分析、比较，选出最佳方案。要求运行处理效果好，投资省，占地面积小，运行费用低，管理方便，出水稳定、达标。4.2写设计说明书，说明工艺选用理由及应用原理及主要构筑物选择及理由。4.3编写设计计算书，对选择的主要设施（格栅、初沉池、曝气池、二沉池）进行工艺计算；4.4设计计算说明书一份。4.5图纸绘制：工艺流程图（2号图）、污水处理厂平面布置图（2号图）。主要构筑物高程布置图。（2号图）。要求用CAD绘制。第二部分设计说明书1.设计原则、设计依据和执行规范1.1设计原则A.采用技术先进可靠、占地省、出水水质稳定，效果好的工艺；B.选择造价低、节省电力、效率高的耐用设备；C.因地制宜、合理布局、统一规划。1.2设计依据和执行规范A.根据GB3544-2001《造纸工业水污染排放标准》进行设计；B.执行室外给水设计规范GBJ14－87；C.执行室外排水设计规范GBJ14－87。2设计规模、设计水质及处理后排放水质A设计处理水量：日处理量：2000吨/d时处理量：83.33吨/h污水流量总变化系数（总不均匀系数）：1.9B确定其原水水质参数如下：PH：8.5；COD：580mg/L；BOD：260mg/L；SS：600mg/LC设计出水水质COD≤450mg/1；B0D≤100mg/1；SS≤100mg/1；pH=6-93.污水处理工艺方案的选择就规模而言，本项目属于中小型的造纸工业废水处理。根据本工程水质的浓度和处理程度要求（B/C比较小），所选的污水处理工艺必须能有效去除有机物。3.1工艺类型介绍目前国内外,中小型的造纸工业废水处理工艺主要有:化学混凝气浮法（化学混凝沉淀法）、普通活性污泥法、LRP工艺（木质素去除工艺）、卡鲁塞尔氧化沟、ABR法（厌氧折流板反应器）、生物接触氧化法、SBR法（序批式活性污泥法）。符合所需功能的工艺有如：A普通活性污泥法中段水采用推流式的普通活性污泥法处理，对污水处理效果极好，BOD5去除率基本可达90％以上，适用于处理净化程度和稳定程度较高的污水，但也存在耐冲击能力差的缺点。B卡鲁塞尔氧化沟卡鲁塞尔氧化沟属于活性污泥法中延时曝气类型，同其它类型的活性污泥法相比，剩余污泥较少，除营养盐与脱水用絮凝剂，整个系统不加任何药剂，处理后的排水即能达到国家排放标准。该法具有以下优点：（1）耐冲击负荷能力强，可承受较大程度的水质变化，短时进水COD即使高达3000mg/l，也不影响生物的活性和出水水质；（2）去除率高，COD去除率为75.8%，BOD去除率为89.3%；（3）操作维护方便，运行稳定性好；（4）电耗低，曝气机充气动力效率为2.03kgO2/kWh;(5)具有缺氧、厌氧、好氧的综合功能，不需生物选择器，即可抑制丝状菌的生长，避免污泥膨胀。C生物接触氧化法该法是在接触滤池和生物滤池的基础上发展起来的生物接触氧化法，又称淹没式生物滤池法。用该法处理24h(HRT),BOD5去除率可达９０％左右，ＣＯＤ去除率可达６５％左右，如果出水经活性炭吸附8h,可作为造纸厂的回用水。3.2各方案的比较及选择考虑到该项目污水水量大、色泽深、PH值高、臭味重、污染程度高，同时B/C约在0.25-0.30，可生物降解性较差。为了达到较好的生物处理效果，一般采用卡鲁塞尔氧化沟工艺去处理污水，从而达到处理目的。因为本处理系统为中小型的造纸工业废水处理系统，对于上述生物处理方法从经济、技术等方面做一个分析（参见表1），以采用合理的工艺方法。序号项目普通活性污泥生物接触氧化-化化学絮凝法卡鲁塞尔氧化沟工工艺1处理能力/（m33.d）1200060000500002进水水质/(mgg/L)COD1000-15000800-10000≤1800BOD300-500250-400≤600SS600-80090-130≤22003出水水质/(mgg/L)COD≤450≤350≤450BOD≤200≤150≤200SS≤100≤100≤2004要求管理水平复杂较简单简单5占地面积/万m228.76.45.56工程总投资（万元元）9000600048007年运行费用/万元元384.6482.3937单位成本/（元//m3污水）0.640.770.55通过技术、经济等比较(见表1)，并考虑污水性质，水里含有大量的木素、半纤维素、糖类及其它溶出物（残碱、无机盐、挥发酸、氨氮等）等，这些物质不易生物处理，比较生物接触氧化-化学絮凝法与卡鲁塞尔氧化沟工艺，作者认为用卡鲁塞尔氧化沟工艺较为适合，本项目以生物接触氧化-化学絮凝法工艺为框架，以卡鲁塞尔氧化沟为主体处理该废水。4.污水处理工艺及流4.1污水处理工艺流程造纸中段废水沿排水管道经格栅截流污物后，自流进入集水池，由污水泵提升送至一沉池，去除细颗粒及杂质后，废水进入卡鲁塞尔氧化沟，同时对其进行表面曝气，废水中的有机物经缺氧-厌氧-好氧工艺分解后，出水水质符合GB3544-2001《造纸工业水污染排放标准》中非木浆漂白标准。（工艺流程如图1所示，详细参见图纸中工艺流程框图）。事故池表面曝气加药设备计量泵废水格栅调节池污水泵一沉池卡鲁塞尔氧化沟二沉池出水垃圾外运污水泵泥回流泵回流污泥污泥回流池离心脱水机计量泵加药设备剩余污泥污泥泵泥饼外运污泥浓缩池滤液带式脱水机上清液滤液图1工艺流程图4.2工艺流程说明由厂区收集来的造纸工业废水经过机械格栅拦截垃圾杂物，出水提升泵进入调节池，计划调节池的停留时间为1小时。污水经调节池进入初沉池。调节池对后续处理构筑物对水质水量稳定性起调节作用，因为污水水量变化不大，所以调节池设计容积较小。因为废水的B/C比较小，之后污水进入卡鲁塞尔氧化沟去处理。出水经二沉池（选用辐流式沉淀池的）进行排放。其中初沉池颗粒较大的砂子杂物靠重力沉降到池底，污水流入调节池，而污泥杂物由泵抽调进入污泥井。二沉池的污泥自流进入污泥回流池。池内设有污泥泵，将井内污泥调到污泥浓缩池去，经浓缩后污泥输送到污泥脱水系统，利用带式压滤机进行脱水，最后把泥饼外运。4.3各处理单元处理效果览表表2各处理单元处理效果表项目（mg/l）PHCODBODSS处理单元原水8.5580260600格栅去除率0%0%0%0%出水浓度8.5580260600调节池去除率0%0%0%0%出水浓度8.5580260600初沉池去除率0%10%2%44%出水浓度8.5522254.8336卡鲁塞尔氧化沟去除率0%75%89%89％出水浓度8.5130.528.0336.96二沉池去除率0%5%4%9％出水浓度8.5123.9826.9133.63要求目标出水浓度6～9≤450≤100≤100第三部分设计计算书1.污水处理工艺设计计算污水处理工艺具体设计计算进水情况：（Q=2000m3/d，上浮90%进行计算）Q＝3800m3/d=158.33m3/h=0.044m3/s；COD=580mg/L；BOD=260mg/L；SS=600mg/L。2污水处理系统2.1格栅设计流量：最大日流量Qmax＝0.044m3/s；栅条间隙宽度b＝0.005m,栅前水深h=0.4m,过栅流速v＝0.9m/s,格栅倾角=60。，格栅采用地埋式。如图2所示：图2格栅A栅条间隙数(n):B格栅宽度(B)：设计栅条宽度S=0.01mC进水渠渐宽部分长度(l1):进水渠宽B1＝0.04m，进水渠速度0.77m/s,渐开部分展开角度a1＝20.D栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(l2):E通过格栅的水头损失(h1):设计栅条断面为锐边矩形，那么：F栅后槽总高度(H):栅前渠道超高h2=0.2mG栅槽总长度(L):H每日栅渣量(w):对于栅条间隙b=5mm的格栅，取=0.0710设污水总变化系数Kz＝1.5格栅除污机的选用选用2台WGS系列机械格栅，根据宜兴天地环保设备有限公司提供的WGS-1000A型机械格栅的有关技术资料，所选设备的技术参数为：安装角度为60°；电机功率为1.5kW；导流槽长度为1.5m；耙齿栅宽为828mm；过水流速≤1m/s；过水流量为10000-20000t/d。2.2调节池A.调节池有效容积：设停留时间T＝2h，m3；B调节池的尺寸：规划其有效水深h=1.5m，采用方形池，则池表面积，所以，L=B=（取15m）。在池底设集水坑，水底以i=0.01的坡度坡向集水坑。C调节池前采用LXB-900-3-Z型螺旋提升泵2台，1用1备。该泵单台扬程为3m，螺旋外径900mm，提升流量为480m3/h,转速为48r/min,配用功率为11KW。2.3事故池A事故池有效容积为调节池的1/2，即；B事故池的尺寸：规划其有效水深h=1.5m，采用方形池，则池表面积，所以，L=B=（取11m）。在池底设集水坑，水底以i=0.01的坡度坡向集水坑。2.4一沉池设在这阶段COD处理率为10%，BOD处理率为5%，SS的处理率为44％；那么出水：COD为522mg/L，BOD为254.8mg/L，SS为336mg/L。初沉池采用半地埋式，设1池。设停留时间取T＝1.5h，池子表面负荷q＝25-30m3/(m2.d)。如图3所示：图3一沉池A沉淀部分水面面积:（取q=25m3/(m2.d)）B池子直径：（取D=10m）C有效水深:h2（取q=25m3/(m2.d)）DREF_Ref215843512\h沉淀池总高度：H=0.3+1.67+0.5+0.045+0.87=3.39m初沉池污泥量：污泥斗容积：污泥斗上部半径r1=1m，r2=0.5m,则污泥斗高度h5=V1=REF_Ref215843889\h污泥斗以下圆锥体体部分容积：：底坡落差共可储存污泥体积积沉淀池总高度：HH=0.3++1.56+00.5+0..12+0.887=3.44m沉淀池周边处的高高度：E径深不校核：，在在6-12范围内，满满足要求。F采用机械刮泥选用2台BZX25型半桥式周周边传动刮泥泥机。根据无无锡金源环境境保护设备有有限公司提供供有关技术资资料，所选设设备的技术参参数为：①周边速度为为2.0m/mmin；②驱动功率为0.37kkw。2.5卡鲁塞尔氧化沟设在这阶段COOD处理率为75%，BOD处理率为89%，SS的处理率为89％；那么出水水：COD为130.55mg/L，BOD为28.033mg/L，SS为36.966mg/L。卡鲁塞尔氧化沟采采用半地下式，设二池池。设停留时时间为24h，MLSS=4-6g//l，污泥回回流比R=75%以上，泥泥龄25-330d。如图4所示：图4氧化沟A氧化沟总容积：VV=158..33×244=38000m3,则单座氧化化沟容积V单=B取氧化沟有效水深深h=4m，超高为1mm，氧化沟深深度H=4+1=5m，中间分隔隔墙厚度为00.25m。则则氧化沟面积积：C令单沟道宽度b==4m，则弯道部部分的面积：：；直线段部分面积；；单沟直线段长度：：（取18m）D进水管和出水管污泥回流比R=75%以上，管道道流速v=1.0mm/s，进水管流流量（R取100%）。则管道过水断面管径，取0.2000（200mm）。校核管道流速E出水堰及出水竖井井水堰堰上水头高H=00.15m，堰宽b=为了便于设备的选选型，堰宽b取1.3m，校核堰上上水头H②出水竖井考虑虑可调桉安装装要求，堰两两边各留0.3m的操作距离离。出水竖井长L=00.3×2++b=0.66+1.3==1.9m；出水竖井宽B=11.4m(满足安装要要求)；则出水竖井平面尺尺寸为L×B=11.9m×11.4m,氧化沟出水水孔尺寸为b×h=11.3m×00.5m。F投加营养盐的计算算：营养盐投加比例：：BOD：N：P=100：（1-2）：（0.2-00.4），而BOD为254.88mg/l，则每天投投加尿素的最最大量：，每每天投加磷酸酸三钠的最大大量：。选用江苏宜兴天地地环保机械设设备有限公司司提供的JYB100-0.4型玻璃钢液液体搅拌机，其其技术参数为为：液槽尺寸寸为；电机功功率为0.55kkW；叶轮直径径为460mm；叶轮转速速为131r//min；选用40FS-26AA型塑料泵输输送，其技术术参数为；流流量为6.55mm3/h；电机功率率为1.5kW；扬程程为20.5m；转速为2900rr/min；进口口径径为40mm，出口口径径为25mm。G曝气设备选择①实际需氧量AORRⅠ去除BOD需氧量其中X为MLVSSg/ll，取2.088g/l。Ⅱ剩余污泥中BODD的需氧量；总需氧量AOR==D1-D22=13966.6-455.62=11350.998kg/dd，考虑安全全系数1.4，则 AOR=11.4×13350.988=18911.37kgg/d。②标准状况下需氧量量SOR式中——20℃时时氧的饱和度度，查表取9.17mmg/l；——T=25℃时氧的的饱和度，查查表取8.38mmg/l；C———溶解氧浓度度，0-4mgg/l，取4mg/l；（取南京的平均气气压）；——修正系数，取0..85；——修正系数，取0..95。③单座氧化沟需氧量量：SOR1=2.6二沉池设在这阶段COOD处理率为5%，BOD处理率为4%，SS的处理率为9％；那么出水水：COD为123.998mg/LL，BOD为26.911mg/L，SS为33.633mg/L。二沉池采用地埋式式，设2池。设停留留时间取T＝3.6h，池子表面负负荷q＝20-255m3/(m2.d)。如图5所示：图5二沉池A沉淀部分水面面积积:（取q=20m3/(m2.d)）B池子直径：（取DD=11m）；C有效水深:h2（取q=20m3/(m2.d)）D沉淀池总高度二沉池污泥量：污泥斗容积：污泥泥斗上部半径径r1=1m，r2=0.5m,则污泥斗高高度hh5=V1=污泥斗以下圆锥体体部分容积：：底坡落差共可储存污泥体积积沉淀池总高度：HH=0.3++1.67+0.5++0.045+0.887=3.339m沉淀池周边处的高高度：E径深不校核：，在在6-12范围内，满满足要求。F采用机械刮泥选用2台BZX25型半桥式周周边传动刮泥泥机。根据无无锡金源环境境保护设备有有限公司提供供有关技术资资料，所选设设备的技术参参数为：①周边速度为为2.0m/mmin；②驱动功率为0.37kkw。3.污泥处理系统3.1污泥井A污泥井污泥量：①剩余活性污泥量以以VSS计：②剩余活性污泥量以以SS计：；③剩余活性污泥量以以体积计：；④污泥井污泥量以体体积计：。污泥井有效容积：：设停留时间T＝1h。；B污泥井的尺寸：规规划其有效水水深h=2.5m，采用方形形井，则井表表面积，所以以，L=B=。（取2.4m）在井底设污泥坑，水水底以i=0.001的坡度坡向向污泥坑。C污泥井外另设2台台LXB-3300型潜水排污污泵，一用一一备，其技术术参数为：①扬程为1.55m；②转速为110r//min；③电机功率为1.1kW；④排出口径为为80mm；⑤流量为40mm3/h。3.2污泥浓缩池设计水量Q=3333.59mm3/d,设表面负荷q=0.422m3/m2.h，停留时间T=8h剩余污泥含含水率为99.6%，浓缩污泥泥含水率为98%。如图6所示：图6污泥浓缩池池A浓缩池水面面积设计采用n=1个圆形辐流流池。；B浓缩池直径浓缩池直径（取DD=7m）C浓缩池深度H有效水深：超高h1=0.3m，缓冲冲层高度h2=0.3m，浓缩池设设机械刮泥，池池底坡度i=0.005，污泥斗下下部直径D1=0.5m，上部直径D2=1.0m。池底坡度造成的深深度污泥斗高度浓缩池深度HD刮泥机的选用选用江苏南南通华新环保保设备工程有有限公司提供供的周边传动动浓缩池刮泥泥机，其技术术参数为：①速度为1.25-33m/min。3.3污泥脱水系系统⑴带式压滤机的设计计计算：A浓缩污泥量；B带宽2.0m的压压滤机台数设滤饼含水水率达80%时，滤布移移动速度为v=0.855m/min，过滤产率率为248kkg干泥/h。设脱水机工作每天天三班，24h运行。则所所需压滤机台台数为：，取n=12设计选用带宽2..0m的滚压带式式压滤机155台，其中3台备用。C附属设备①污泥投配设备选用15台单螺杆杆污泥投配泵泵，与15台滚压带带式压滤机一一一对应。每每台投配泵的的流量：投配泵的扬程应根根据吸泥液位位和压滤机高高差及管路的的水头损失计计算。②加药系统用滚滚压带式压滤滤机脱水的污污泥，化学调调理设计为聚聚丙烯酰胺，消消耗干药量为为1-5kgg/t干泥，取5kg/t。故每天药药剂投加量：：配制成浓度为1%%的溶液体积积：脱水机房每天工作作为三班制，每每班配药1次，则每次次配药的体积积为，考虑一一定的安全系系数和搅拌时时的安全超高高，故设计选选用两个容积积为6.0m3的药箱，配配置两台JBK型反应搅拌拌机，浆叶直直径为1200mmm，功率为0.75kkW，浆板外缘缘线速为5-6m//min。聚丙烯酰胺投加浓浓度为0.1%，故选用3套在线稀释释设备，包括括3台水射器和3台流量计量量仪，以及配配套的调节控控制阀件。聚丙烯酰胺药剂的的投加采用单单螺杆泵，共共3台，每台泵泵的投加流量量：③反冲洗水泵根根据带式压滤滤机带宽和运运行速度，每每台脱水机反反冲洗耗水量量为10-122m3/h,反冲洗水压压不小于0.5MPPa。故选用155台离心清水水泵，12用3备。⑵离心脱水机的选型型根据初沉池的污泥泥量Q=54..9m3/d，结合上海海化工机械厂厂的相关资料料，选用2台LW3555×860--N型卧式螺旋旋卸料沉降离离心机，一用用一备。其技技术参数为：：转鼓直径为为355mm；转鼓转速速为1600rr/min；电机功率率为主18.5kkw，副5.5kw；机器重量量为2207kkg；外形尺寸寸为2730mmm×8855mm×10035mm；处理能力力为1.5-55m3/h。4其它设备构筑物的的设计4.1脱水机房脱水机房1座，112.0m××6.0m××4.0m，为污泥脱脱水机房、加加药间及污泥泥运送泵房，三三班制，每班班2人，定员6人。选用15台DYQ20000国产带式压压滤机，2台2台LW3555×860--N型卧式螺旋旋卸料沉降离离心机。4.2.生活区A传达室传达室1座，5..0m×4..0m×3..5m，为工厂收收发和休息之之用，定员1人。B综合楼综合楼1座，分三三层，15.0mm×8.0mm×10.00m,包括生产管管理用房(计划室、技技术室、调度度室、劳动工工资室、财会会室、技术资资料室、电话话总机室和活活动室等)、行政办公公用房（办公公室、打字室室、资料室和和接待室等）、化化验室（水分分析室、泥分分析室、天平平室、仪器室室、办公室和和更衣室等）和和宿舍等，定定员7人。C食堂食堂1座，一层，10..0m×6..0m×3..5m，包括餐厅厅和厨房（烧烧火、操作、贮贮藏、冷藏、烘烘烤、办公和和更衣用房等等），定员4人。D浴室和锅炉房浴室和锅炉房各11座，一层，10.0mm×6.0mm×3.5mm，男女浴室室包括淋浴间间、盂洗间、更更衣室、厕所所等，定员2人。E运动场运动场的面积为115.0m××10.0mm，为员工业业余休闲之用用。4.3工作区A维修间维修间11座，一层，110.0m××6.0m×3.5m，包括机修修间、电修间间和泥水工间间，定员4人。B仓库仓库1座座，一层，112.5m××8.0m×5.0m，为存储之之用，定员1人。C车库车库1座，一层，10..0m×6..0m×3..5m，包括停车车间、检修坑坑、工具间和和休息间等，定定员1人（兼管堆堆棚）。D堆棚堆棚