城市污水处理厂工艺设计及计算

城市污水处理厂工艺设计及计算第一节格栅进水中格栅是污水处理厂第一道预处理设施，可去除大尺寸的漂浮物或悬浮物，以爱护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。拟用回转式固液分离机。回转式固液分离机运转成效好，该设备由动力装置，机架，清洗机构及电控箱组成，动力装置采纳悬挂式涡轮减速机，结构紧凑，调整修理方便，适用于生活污水预处理。1.1设计讲明栅条的断面要紧按照过栅流速确定，过栅流速一样为0.6～1.0m/s，槽内流速0.5m/s左右。如果流速过大，不仅过栅水头缺失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。此外，在选择格栅断面尺寸时，应注意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的80%，以留有余地。格栅栅条间隙拟定为25.00mm1.2设计流量：a.日平均流量Qd=45000m3/d≈1875m3/h=0.52m3/s=520L/sKz取1.4b.最大日流量Qmax=Kz·Qd=1.4×1875m3/h=2625m3/h=0.73m3/s1.3设计参数：栅条净间隙为b=25.0mm栅前流速ν1=0.7m/s过栅流速0.6m/s栅前部分长度：0.5m格栅倾角δ=60°单位栅渣量：ω1=0.05m3栅渣/103m3污水1.4设计运算：1.4.1确定栅前水深按照最优水力断面公式运算得：因此栅前槽宽约0.66m。栅前水深h≈0.33m1.4.2格栅运算讲明：Qmax—最大设计流量，m3/s；α—格栅倾角，度（°）；h—栅前水深，m；ν—污水的过栅流速，m/s。栅条间隙数（n）为=栅槽有效宽度（）设计采纳ø10圆钢为栅条，即S=0.01m。=1.04(m)通过格栅的水头缺失h2h0—运算水头缺失；g—重力加速度；K—格栅受污物堵塞使水头缺失增大的倍数，一样取3；ξ—阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，关于圆形断面，因此：栅后槽总高度HH=h+h1+h2=0.33+0.3+0.025=0.655(m)（h1—栅前渠超高，一样取0.3m）栅槽总长度L＝0.3+0.33＝0.63L1—进水渠长，m；L2—栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m；B1—进水渠宽，；α1—进水渐宽部分的展开角，一样取20°。图一格栅简图1.4.3栅渣量运算关于栅条间距b=25.0mm的中格栅，关于都市污水，每单位体积污水烂截污物为W1=0.05m3/103m3=0.4m3/d拦截污物量大于0.3m3/d，宜采纳机械清渣。二、沉砂池采纳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水力停留时刻：t=30s设计运算（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0.25～1m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，两格共有四个沉砂斗）其中X1：都市污水沉砂量3m3/105m3，K：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：（略大于V1=0.26m3，符合要求）（7）沉砂池高度：采纳重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为则沉泥区高度为h3=hd+0.06L2=0.5+0.06×2.65=0.659m池总高度H：设超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.5+0.66=1.46m（8）进水渐宽部分长度:（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（11）运算草图如下：第三节沉淀池3.1采纳中心进水辐流式沉淀池：图四沉淀池简图3.2设计参数：沉淀池个数n=2；水力表面负荷q’=1m3/(m2h)；出水堰负荷1.7L/s·m(146.88m3/m·d)；沉淀时刻T=2h；污泥斗下半径r2=1m，上半径r1=2m；剩余污泥含水率P1=99.2%3.2.1设计运算：3.2.1.1池表面积3.2.1.2单池面积（取530）3.2.1.3池直径（取530m）3.2.1.4沉淀部分有效水深(h2)混合液在分离区泥水分离，该区存在絮凝和沉淀两个过程，分离区的沉淀过程会受进水的紊流阻碍，取3.2.1.5沉淀池部分有效容积3.2.1.6沉淀池坡底落差（取池底坡度i=0.05）3.2.1.7沉淀池周边（有效）水深3.2.1.8污泥斗容积池底可储存污泥的体积为：3.2.1.9沉淀池总高度H=0.47+4+1.73=6.2m3.3进水系统运算3.3.1单池设计流量521m3/h（0.145m3/s）进水管设计流量：0.145×(1+R)=0.145×1.5=0.218m3/s管径D1=500mm，3.3.2进水竖井进水井径采纳1.2m，出水口尺寸0.30×1.2m2，共6个沿井壁平均分布出水口流速3.3.3紊流筒运算图六进水竖井示意图筒中流速紊流筒过流面积紊流筒直径3.4出水部分设计3.4.1环形集水槽内流量=0.145m3/s3.4.2环形集水槽设计采纳单侧集水环形集水槽运算。设槽中流速v=0.5m/s设计环形槽内水深为0.4m，集水槽总高度为0.4+0.4（超高）=0.8m，采纳90°三角堰。3.4.3出水溢流堰的设计（采纳出水三角堰90°）3.4.3.1堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）H1=0.04m3.4.3.2每个三角堰的流量q13.4.3.3三角堰个数n13.4.3.4三角堰中心距图七溢流堰简图六、氧化沟1.设计参数拟用卡罗塞（Carrousel）氧化沟，去除BOD5与COD之外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水NH3-N低于排放标准。氧化沟按2010年设计分2座，按最大日平均时流量设计，每座氧化沟设计流量为Q1′＝=10000m3/d=115.8L/s。总污泥龄：20dMLSS=3600mg/L,MLVSS/MLSS=0.75则MLSS=2700曝气池：DO＝2mg/LNOD=4.6mgO2/mgNH3-N氧化，可利用氧2.6mgO2/NO3—N还原α＝0.9β＝0.98其他参数：a=0.6kgVSS/kgBOD5b=0.07d-1脱氮速率：qdn=0.0312kgNO3-N/kgMLVSS·dK1=0.23d-1Ko2=1.3mg/L剩余碱度100mg/L(保持PH≥7.2):所需碱度7.1mg碱度/mgNH3-N氧化；产生碱度3.0mg碱度/mgNO3-N还原硝化安全系数：2.5脱硝温度修正系数：1.082.设计运算（1）碱度平稳运算：1）设计的出水为20mg/L，则出水中溶解性＝20-0.7×20×1.42×（1－e-0.23×5）=6.4mg/L2）采纳污泥龄20d，则日产泥量为：kg/d设其中有12.4％为氮，近似等于TKN中用于合成部分为：0.124550.8=68.30kg/d即：TKN中有mg/L用于合成。需用于氧化的NH3-N=34-6.83-2=25.17mg/L需用于还原的NO3-N=25.17-11=14.17mg/L3）碱度平稳运算已知产生0.1mg/L碱度/除去1mgBOD5，且设进水中碱度为250mg/L，剩余碱度=250-7.1×25.17+3.0×14.17+0.1×（190－6.4）=132.16mg/L运算所得剩余碱度以CaCO3计，此值可使PH≥7.2mg/L（2）硝化区容积运算：硝化速率为=0.204d-1故泥龄：d采纳安全系数为2.5，故设计污泥龄为：2.54.9=12.5d原假定污泥龄为20d，则硝化速率为：d-1单位基质利用率：kg/kgMLVSS.dMLVSS=f×MLSS=0.753600=2700mg/L所需的MLVSS总量=硝化容积：m3水力停留时刻：h（3）反硝化区容积：12℃时，反硝化速率为：=0.017kgNO3-N/kgMLVSS.d还原NO3-N的总量=kg/d脱氮所需MLVSS=kg脱氮所需池容：m3水力停留时刻：h（4）氧化沟的总容积：总水力停留时刻：h总容积：m3（5）氧化沟的尺寸：氧化沟采纳4廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深3.5m，宽7m，则氧化沟总长:。其中好氧段长度为，缺氧段长度为。弯道处长度:则单个直道长:(取59m)故氧化沟总池长=59+7+14=80m，总池宽=74=28m（未计池壁厚）。校核实际污泥负荷（6）需氧量运算：采纳如下体会公式运算:其中：第一项为合成污泥需氧量，第二项为活性污泥内源呼吸需氧量，第三项为硝化污泥需氧量,第四项为反硝化污泥需氧量。体会系数：A=0.5B=0.1需要硝化的氧量：Nr=25.171000010-3=251.7kg/dR=0.510000(0.19-0.0064)+0.14071.92.7+4.6251.7-2.6141.7=2806.81kg/d=116.95kg/h取T=30℃，查表得α=0.8,β=0.9,氧的饱和度=7.63mg/L，=9.17mg/L采纳表面机械曝气时，20℃时脱氧清水的充氧量为：查手册，选用DY325型倒伞型叶轮表面曝气机，直径Ф＝3.5m,电机功率N=55kW,单台每小时最大充氧能力为125kgO2/h，每座氧化沟所需数量为n,则取n=2台（7）回流污泥量：可由公式求得。式中：X=MLSS=3.6g/L，回流污泥浓度取10g/L。则：（50％～100％，实际取60％）考虑到回流至厌氧池的污泥为11%，则回流到氧化沟的污泥总量为49%Q。（8）剩余污泥量：如由池底排除，二沉池排泥浓度为10g/L，则每个氧化沟产泥量为：（9）氧化沟运算草草图如下：七、二沉池该沉淀池采纳中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，采纳刮泥机。1．设计参数设计进水量：Q=10000m3/d（每组）表面负荷：qb范畴为1.0—1.5m3/m2.h，取q=1.0m3/m2.h固体负荷：qs=140kg/m2.d水力停留时刻（沉淀时刻）：T=2.5h堰负荷：取值范畴为1.5—2.9L/s.m，取2.0L/(s.m)2．设计运算（1）沉淀池面积:按表面负荷算：m2（2）沉淀池直径：有效水深为h=qbT=1.02.5=2.5m<4m（介于6～12）（3）贮泥斗容积：为了防止磷在池中发生厌氧开释，故贮泥时刻采纳Tw=2h，二沉池污泥区所需存泥容积：则污泥区高度为（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（6）辐流式二沉池运算草图如下：八、接触消毒池与加氯间采纳隔板式接触反应池1．设计参数设计流量：Q′=20000m3/d=231.5L/s（设一座）水力停留时刻：T=0.5h=30min设计投氯量为：ρ＝4.0mg/