20万m3d生活污水氧化沟处理工艺设计任务书 - 副本

20万m/d生活污水氧化沟处理工艺设计任务书1.1.1设计题目本设计方案是对某地生活污水的处理工艺，处理能力为200000m³/d,内容包括处理工艺的确定、各构筑物的设计计算、设备选型、平面布置、高程计算。完成总平面布置图、1.3设计参数某地生活污水200000mVd,其总变化系数为1.4,排水采用分流制表1-1设计要求进水水质(mg/L出水水质(mg/L)BOD83提升泵房细格栅提升泵房细格栅出水回流污泥图2-1传统活性污泥法工艺流程图序批(间歇)式活性污泥法(SequencingBatchReactor,SBR是一种按间歇曝气方式的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系格栅(2)反应阶段在时间上属于理想的推流状态，生化反应推动力大、效率高且稳定。(2)排水时间短(间歇排水时),并且排水时要求不搅动沉淀污泥层，因而需要专门的排水设备(出水器),且对排水器的要求很高。2.3氧化沟目前应用较为广泛的氧化沟类型包括：帕斯韦尔(Pasveer)氧化沟、卡鲁塞尔(Carrousel)这些氧化沟由于在结构和运行上存在差异，因此各具特点。卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟是1967年由荷兰的DHV公司开发研制的。它的研制目的状态(平均流速>0.3m/s)。微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧，直到DO值降为零，混三槽氧化沟以3条相互联系的氧化沟作为一该工艺具有出水水质好、运行管理方便等优点。但是由于工艺本身所有的独对性，使其在自动控制程度上采用单纯的时间顺序控制，从而无法很好获得最优反应效果并实现减少图2-4三槽式氧化沟起源于南非发展于美国的Orbal氧化沟是具有除磷脱氮功能的新工艺之一，因其在技术和经济上具有独特的优势，在国外得到广泛的采用。我国在20世纪80150～250圈后才能进入中间沟道，经过这种有氧、无氧区的交换次数达500～1000次(次数多少取决于沟道从外到内，第一渠的容积为总容积的50%-55%;第二渠为30%-35%;第三渠为15%3设计计算3.1.1设计说明格栅由一组平行的金属栅条或筛网组成，在污水处理系统(包括水泵)前，均须设置格栅，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以拦截较大的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。截留污物的清除方法有两种，即人工清除和机械清除。大型污水处理厂截污量大，为减轻劳动强度，一般应用机械清除截留物。格栅按形状可分为平面格栅和曲面格栅两种，按格栅栅条间隙可分为粗格栅(50~100mm,中格栅(10~40mm,细格栅(3~10mm三种。栅条的断面形状有圆形、锐边矩形、迎水面为半圆形的矩形、迎水面背水面均为半圆的矩形几种。而其中具有强度高，阻力损失小的优点[8]0本设计采用两道中格栅、两道细格栅，迎水面为半圆形的矩形的栅条，选用机械清渣。3.1.2设计原则(图)工作平台栅条工作平台(1)原水水量：O=2.31m³/s:(2)取流量总变化系数为：Kz=1.4;水(1)进水渠道宽度计算根据最优水利断面公式：代入v0.8ms得：(2)格栅间隙数hab—最大废水设计流量m/s;格栅安装倾角60~75·取60;-栅前水深m;栅条间隙宽度，取20mm过栅流速m/s。20.0210.8验算平均水量流速=0.80m/s,符合(0.65~1.0)(3)栅槽宽度BSn1bn式中：S——栅条宽度，取0.015m;(4)进水渠道渐宽部分的长度计算BB;3(6)通过格栅的水头损失V22h;sin——格栅条的阻力系数，查表得知2.42;k格栅污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取k3(7)栅后槽总高度Hhhh₂10.140.31.44mLhI₂0.51.01.370.691.54.39mtantan604.9m^d>0.2m³/d应采用机械除渣或无轴传送栅渣，采用机械栅渣打包机降栅渣打包，汽车运走。3.1.5细格栅(2道)设计计算(1)进水渠道宽度计算根据最优水利断面公式：(2)格栅间隙数a——格栅安装倾角60~75,取60;h——栅前水深mb——栅条间隙宽度，取20mm过栅流速，1m/s。20.020.91.084个(3)栅槽宽度式中：S——栅条宽度，取0.01m(5)进水渠道渐窄部分的长度计算4(4)进水渠道渐宽部分的长度计算则hi栅后槽总高度wQmaxW186400K₂1000设备宽度400mm有效栅宽250mm有效栅隙30mm运动速度3m/min,水流速度w1m/s安装角度60,电机功率0.25kw,支座长度960mm格栅槽深度500mm格栅地面高度360mm污水总泵站接纳来自城市排水管网来的所有污水，其任务是将这些污水抽送到污水处理厂，以利于处理厂各构筑物的设置。因采用城市污水与雨水分流制，故本设计仅对城市污322污水泵房一般规定本设计拟定选用8台潜污泵(6用2备),则每台泵的设计流量为：Q0.55m³s。(2)水泵的选用根据水泵在《给水排水设计手册》第11册上查得采用QW型潜水排污泵。表3-1350QW1100-10-45型潜水排污泵的规格性能表型号出口直径(mm)流量(m/h)扬程(m)转速(r/min)功率(kw)效率(%)生产厂家：石家庄水泵J(3)旋流沉砂池(钟式沉砂池)优点：占地面积小，可以通过调节转速，使得沉砂效果最好，同时由于采用离心力沉砂，不会破坏水中的溶解氧水平(厌(4)曝气沉砂池采用曝气沉砂池(见图3-2)可以克服这一缺点[1图3-2曝气沉砂池示意图不应小于55;设t=2min,则V60tQmax6023.23387.6m³设v₁=0.1m/s(水平流速)。(3)池总宽度B设h₂=2.5(设计有效水深),1.29,在1.0~1.5之间。(4)池长L(5)每小时所需空气量q(6)沉砂室所需容积V,设T=2d(清除沉砂的间隔时间)(污水)],设计中取30;K,生活污水流量总变化系数。(7)沉砂斗各部分尺寸L,下A(8)池子总高设池底坡度为0.4,坡向沉砂斗，池子超高h;0.3mh₃0.4H=hg+h₂+h₃=2.5+0.3+1+0.8=4.6m(9)进水渠道B₁H₁进水渠道宽度，取mm;mV₁0.84ms900mm900mm,流速校核：进水口采用方形闸板，SFZ型明杆或镶钢铸铁方形闸门SFZ-900,沉砂斗采用H46Z-2.5旋启式底阀，公称直径200mm出水槽水深h₂0.6m,水流流速V₂0.84ms。采用出水管道在出水槽中部与出出水堰后自由跌落高度0.12m,20.27m出水流入出水槽，出水槽宽度B₂1.0m,水槽连接，出水槽用钢混管，管径DN1300mm,坡度i2.39%o,水流经出水槽流入配水井。管内流速5(12)排砂装置采用吸砂泵排砂，吸砂泵设置在沉砂斗内，借助空气提升将沉砂排出沉砂池。3.4配水井设计计算口配水井中心管直径设计中取v₂0.8ms,DD₁2.27m,取整为2500mm设计中取v₃0.35ms3.5三槽式氧化沟43.24.3.140.35表3-2污水进出水水质要求进水水质(mg/L)出水水质(mg/L)BOD833.5.2设计计算Xv0.77YSrKafo式中：细胞降解过程中有23%的残余物为不可生物降解物质；污泥稳定化污泥龄；Ka——微生物自身氧化率，取0.05;fo——VSS可生物降解系数；0.050.6(2)验证出水BOD₅出水中BODs包括水中溶解性的BODs和出水SS中BODs。出水中溶解性BODs:kYs0.02～0.1,易降解0.090.4526城市污水常取0.083oXvX则Se300.60.59mgL验证SSe2.18911.18mgLS标 Xv1Kac400010.0526假设总氮中非氨态氮没有硝酸盐的存在形式，在生物氧化过程中需要经过氨态氮这一形态，所以，而是大分子中的化合态氮，其N氧化(3)计算氧化有机物和硝化氨氮所需容积代入得N氧化50-2525mgL脱氮的量，需要扣除生物合成的氮量，假设生物中的含氮量为C%,贝嚅要N50.127631.320000010000.42mg.L(6)脱氮需要的体积p*脱V2Ndn,TNdn.20 温度修正系数，1.09:Nan20——温度20C时反硝化速率，取0.0520000.051.0920000.051.09(7)脱氮需要的停留时间(8)氧化沟总体积和停留时间915.6m₃(9)排泥量及排泥系统①产泥量计算机的部分是悬浮物，有机的是微生物代谢的产泥量无机部分的污泥量：P.O,TSSTSSe进入反应池中无机悬浮物的浓度；TSSe出水生物反应池悬浮物的浓度，用出水指标。XFxFs90007631.316631.3kgd排泥量：设污泥含水率F99.3%②排泥系统剩余污泥在重力作用下通过污泥管路排入集泥井(10)需氧量计算考虑脱氮工艺的需氧量Oakgd为有机物氧化需氧量。1、微生物自身氧化需氧量0₂、保持好氧池一定溶解氧。3所需氧、硝化需氧量O₄之和减去反硝化产氧量0s。O₅QpranN2000002.860.421000240.24kgdO₄197821271.5630023000240.2444113.32kgd每小时的需氧量O₄O₄T。考虑安全系数1.4,则O₄1.4344113.32121046.95kgd去除每kgBOD₅的需氧量：200000(2002.18)O₅0.85;——污水含盐量影响修正系数，取0.95;C——混合液溶解氧浓度，取C=4.0最小为2;Czo——20T时氧的饱和度，取C209.17mgL;0.75,单座氧化沟有效容积三组沟取每组沟道单沟宽度B=22m有效水深h=4.5m,超高为0.5m,中间分隔墙A2015R22248731m2AAA₁3835.41487.313348.11m此项目选择转刷曝气机采用直径D=1000m的转刷曝气机，充氧能力25kgO₂气机有效长度为6m所需曝气转刷台数型号直径(m)有效长度电动机功率(kw)叶片浸深(mm充氧能力(kgO₂/mhM-1000163.6消毒设施(1)液氯缺点：除与液氯相同的缺点外，尚有投配量不准确，溶解剂调制不便，劳动量大。适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂。优点：消毒效率高，并能有效地降解污水中残留的有机物、色、味等，污水中pH,温度对消毒效果影响小，不产生难处理的或生物积累性残余物。适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂。则加氯量为：G0.0018.02909066.67kgh液氯由真空转自加氯机加入，加氯机设计三台，采用二用一备。设计中采用ZJ-1型转子本设计采用传统的隔板反应池，设计数量为1座。3.6.4.1接触消毒池的设计参数(1)水力停留时间t=30min;(4)池底坡度2%^3%(6)排泥管管径>150mm隔板数采用4个，则廊道总宽为：VBLh2097.2235833.33m由剩余污泥量为16631.3kgd0.1924kgs据污泥量选用4台PN型污泥泵，3用1备，其型号、规格见下表：表3-5PN型污泥泵型号流量Q扬程H转速n泵轴功率配用电动功率效率泵重(kg(1)污泥浓缩池的选择可分为重力浓缩池和浮选浓缩池。重力浓缩池按其运行方式可分为间歇式和连续式。②G4D/A26.57mi=1/20,污泥斗下底直径D=1.0m,上底直径D₂=2.4m池底坡度造成的深度：721D₂D₁污泥斗高度tan55TH=h+h₂+h₃+h₄+h₅=0.3+4.29+0.3+0.604+1.0=6.494m污泥脱水的方法有自然干化、机械脱水及污泥烧干、焚烧等方法。污泥经泥泵到达压滤机，加药时药剂在溶解池内搅拌加入清水溶解，经加药泵打入压滤机与污泥反应脱水，泥饼经皮带输送外运。本设计采用污泥机械脱水法。本工艺采用带式压滤机，其优点有：②耗电少，仅为真空过滤机的十分之一；③低速运转时，维护管理简单，运行稳定可靠；(2)带式压滤机的设计计算①从池中排出的污泥体积Q16631.3m³d②每日所产污泥量(设污泥脱水后含水率为W388.06m.d③每小时处理污泥(按带式压滤机每天工作16小时计算)④压滤机型号采用DY—1000带式压滤机五台，四用一备，其规格见下表表3-6DY—1000带式压滤机型号过滤带处理量传动电机速度型号功率转速DY—10004YCT-32-4机房设有4台泵，其中2台加泥泵，将污泥从贮泥池抽到压滤机，另2台泵为投药泵，投加药量占污泥干重的0.2%,以改善污泥的脱水性能，提高压滤机的生产能力，污泥脱水后，有皮带输出，直接由运输车运脱水机房的尺寸为32m12m3.5m,房内包括值班室，加药间和污泥外运存车处。4污水厂平面布置(1)工艺流程布置(2)构筑物平面布置①污水处理区：根据废水生产的来源和污泥处理工艺流程，污水处理厂位置和布置参见《平面布置图》。5污水高程布置5.3构筑物间的确定从便于维修和清刷的要求考虑，连接污水处理构筑物之间的渠道以矩形为大于1m/s。表5-1污水处理厂高程计算表构筑物名称格栅曝气沉砂池氧化沟接触池水头损失(cm)(1)水头损失计算i——每米管道的水头损失(水力坡度),m「m②局部阻力损失流体流经各种局部障碍装置如阀门、弯头、变截面管等时，由于过流断面变化、流动方向改变，速度重新分布而产生的阻力称为局部阻力。流体克服局部阻表5-2各处理构筑物连接水力计算序号名称流里流速管径坡度i长度沿程损失局部损失构筑物损失合计287438465657849损失系数(管径为1000mm取1.08。③总水头损失hwhrhj(2)管道的确定：根据各处理构筑物连接水力计算，在满足水力要求及施工管理的条件下，管径见表5-2。6系统与仪表6.1变配电系统(1)变配电采用10千伏双电源供电，380伏变配电系统；(4)变配电间从邻近接触220伏照明电源。6.2仪表的设计7工程概预算及运行管理7.2人员编制按劳动定员试行规范规定：日处理量10-20万吨的城市二级污水处理厂职工定员不少于50人，日处理量在5吨以下的职工人数为20—30人(不包括管理人员和干部)占全厂人数的70%。本设计污水厂污水量为200000吨，采用职工人数为65人。管理人员及干部15人占23%,工人45人占70%,其它5人占7%。在工程设计中已考虑安全生产和劳动保护工程措施。(2)在产生有毒气体工段如污水提升泵站、化验室、加氯间等设置测定仪及通风装置。(3)危险品仓库与其他构(建)筑物的安全距离不小于10m并由专人管理。(4)加氯间的安全防护符合GBJ13-86室外给水设计规范的有关规定。(5)厂区管道闸阀均考虑采用操作转援杆至地面以上，便于操作。照程序执行，以确保员工的安全生产和处理厂正常运行7.4工程概算(1)水量造价：污水建成初期，每吨水处理平均造价700—800元，取800元/立方米，则水量造价为L:L=Q800=200000800=16000万元/天；(2)总投资：数量上同水量造价为16000万元/天；(3)单位水量处理费用为：0.8元/立方米，则每天处理费用：0.8101088=16000元/天表7-1投资概算序号名称投资概算(万兀)总平面2污水泵房3氧化沟4接触池5加氯间6污泥泵房7污泥浓缩池8脱水机房9锅炉房综合楼及控制室办公及化验楼宿舍机修间仓库车库变电所、配电间合计7.5安全措施(1)考虑到全厂发生事故时，构筑物检查停用时