《日处理8万吨污水处理厂工艺设计（附工艺图和布局图）8200字（论文）》

日处理8万吨污水处理厂工艺设计目录TOC\o"1-2"\h\z\u前言 ii1设计方案 页1设计方案1.1设计现状（1）处理水量：80000t/d（2）总变化系数：1.25（3）设计水质pH：6～9；CODcr：420mg/L；BOD5：145mg/L；SS：300mg/L；NH3-N：30mg/L；T-P：3mg/L表1-1进水指标污染指标pHCODcr（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）NH3-N（mg/L）T-P（mg/L）综合污水6～9≤420≤145≤300≤30≤3（4）处理要求：《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准。1.2设计内容（1）工艺流程选择：（2）构筑物工艺设计计算；（3）水力计算；（4）高程及平面布置；（5）附属构筑物设计。1.3设计依据（1）教材《水污染控制工程》（2）《水污染防治手册》（3）《环境工程设计手册》（4）《给水排水制图标准》（5）《建筑给水排水设计规范》（GBJ15-88）（6）《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）1.4设计原则(1)采用安全、稳定的污水处理工艺，经济合理，安全可靠。［4］(2)合理布局，投资低，占地少。(3)降低能耗和处理成本。(4)综合利用，无二次污染。(5)综合国情，提高自动化管理水平。1.5项目概况龙游城北污水厂位于浙江省衢州市龙游县城北开发园区，负责处理整个城北工业园区的综合污水（生活污水、工业废水、城市雨水）。其中工业废水的占比接近90%，所以污水的水量波动较大，进水废水中含有大量的细纤维物质，易堵塞管道，影响污水厂后续生化处理，并增加生化污泥量，增加了处理成本，对后续的处理也有一定的影响。1.6污水处理工艺流程的确定综合废水先进入到粗格栅，大颗粒物质在此被截留。通过提升泵房的水位差，污水被提升至曝气沉砂池，砂砾在此沉淀、去除。经过曝气沉砂处理后的污水进入初沉池，静置后上层液体进入水解池进行预处理后排入MSBR工艺系统。处理后的污水流向高密度澄清池、转盘滤池、紫外线消毒池进行深度处理后，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准后排放至衢江。初沉池、水解池、MSBR池、高密度澄清池以及转盘滤池产生的污泥通过排泥泵送往污泥浓缩池，静置后送入污泥脱水机房。经过处理后产生的干泥打包外运。压滤机产生的滤液排放至提升泵房。污水处理工艺流程如下图1-1：图1-1污水处理工艺流程1.7除臭工艺的确定图1-2臭气处理工艺流程厂区内产生的废气经过处理后，可满足《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）中的二级标准要求。具体指标详见表1-2表1-2《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）中的二级标准要求硫化氢（H2S）≤0.06mg/m3三甲胺（CH3）3N≤0.08mg/m3氨（NH3）≤1.5mg/m3甲硫醇CH3SH≤0.007mg/m3甲硫醚≤0.07mg/m3二甲二硫≤0.06mg/m3二硫化碳≤3.0mg/m3苯乙烯≤5.0mg/m3臭气浓度≤202主要构筑物的选择2.1格栅格栅的主要技术作用之一是有效拦截工厂污水中含有可能直接影响污水后续处理单元的物质,防止管道被堵塞,保证后续工艺正常运行。在提升泵站前，本次设计采用一道机械粗格栅，用来初步过滤大颗粒物质。,每个格栅的渠道内设液位计,控制格栅的运行。格栅间中的物料采用螺旋桨式物料传动输送机直接送入垃圾运输车的渣斗,打包之后进行外运。2.2提升泵房污水综合提升处理泵站的作用主要是将污水综合废水提升至达到后续污水处理单元所需要的处理高度,使其能自流到后续处理单元。泵站通常由水泵、集合式蓄水池和泵房三部分构成。为了避免沉砂池的启动太频繁,特别设置了集水池以调节水位差。2.3沉砂池沉砂池有平流、竖向和曝气沉砂池三种不同的形态。其主要作用之一就是从污水中除去比重较大的颗粒,避免产生管道堵塞。沉砂池的主要工作力学原理也就是以利用重力颗粒分离法有机污水处理为主要技术原理基础,控制有机污水的运动流速,使得其中比重较大的无机水和微生物污水颗粒得以沉淀,而有机污水微生物颗粒中的一些悬浮生物颗粒随着控制水流而被去除。设计中水池采用了曝气式沉砂池,通过池底曝气和沉砂池水流之间的螺旋转动相互作用,使大量重金属沉砂颗粒向池底下沉。同时还要让附在污水砂粒中的这些悬浮性化学颗粒相互之间挤压，使其能够完全承受在遇到空气中水泡沫快速上升时的强烈冲击力,使得这些黏附在污水砂粒上的有机化学污染物被彻底去除,并对其本身起到有效防止污水预曝气过程中污染空气的产生。其示意图见图2-1。图2-1曝气沉砂池工作原理图2.4初沉池通过水与可沉大颗粒之间的密度差达到分离效果,水中可沉大颗粒物质主要是依靠重力作用将水中可沉大颗粒物质分离,悬浮物则上浮到水面。污泥通过排泥泵（2用1备，每10分钟运行1次）输送至污泥浓缩池。2.5MSBR池MSBR系统的运行控制原理具体描述主要如下：活性聚磷菌经过磷酸厌氧池后在污泥废气中充分水解释放出磷，经过厌氧池的活性污水在此基础上对磷进行了水解，起到除磷的效果。反硝化后的活性污水进入好氧池,有机物成分在好氧池中充分降解，再过滤进入SBR1池，澄清后进入到下一个处理单元。此时另一侧的SBR2在1.5Q回流较高的条件下可以进行相反方向的反应，或者继续进行沉淀。回流的活性污泥经过回流浓缩池再次加水进行回流浓缩。上清液直接排出至好氧池，而经过浓缩后的回流污泥排放至缺氧池。典型的MSBR平面布置见下图2-2：1,7－SBR池；2－污泥浓缩池；3，5－缺氧池；4－厌氧池；6－好氧池图2-2MSBR系统平面布置图2.6污泥浓缩池污泥浓缩池主要包括重力浓缩池、离心式浓缩池和气浮浓缩池。重力浓缩池处理是一种在工业污水处理生产技术以及生产工艺中常见的工业污泥浓缩处理方法，按照其主要运行处理模式分类可以划分为以下两种，连续式或间歇式。前者主要广泛适用于大中型的工业污水厂，后者则主要适用于小型的工业污水厂及工业企业的污水处理厂。本设计采用重力浓缩池，形式采用间歇式，其主要设计特点是整体结构简单,操作方便,动力源和资源能量消耗小,运行维护成本低，贮存池对污泥的净化能力较强。采用各种具有良好水密性的墙体钢筋混凝土主体施工，并分别设置了水道进出泥管、下水道排泥管清水管及平台上清液泵。2.7脱水机房污泥机械处理脱水与自然干化相关的对应技术进行综合比较,具有机械脱水处理效率更高,效果好,不受土壤大气环境的变化影响,占地面积小的巨大优势。常见的脱水设备主要包括袋式脱水机、加压式脱水过滤真空脱水机和双皮带式真空压滤机。本系列产品设计时主要采用履带式电动压滤机，其主要技术特点是在滤带内部可以同时进行高速回旋,脱水处理效率高;滤带附属过滤装置使用数量少，操作简单而且管理和安装维修方便，但必须正确地区分选择使用PAM两种试剂。2.8消毒池消毒池用于对终水的消毒,确保出水水质大肠杆菌菌群指标符合排放要求。一般常用的方法有次氯酸钠消毒及紫外线消毒等。本次设计采用紫外线消毒。3主要构筑物及设备的设计与计算3.1粗格栅（本设计采用2个粗格栅）3.1.1格栅尺寸（1）最大设计流量Q（2）栅条间隙数n

n=式中：n——栅条间隙数，个；α——格栅倾角，，取α=60°；b——栅条间隙，m，取b=0.06m；h——栅前水深，m，取h=0.4m；v——过栅流速，m/s，取v=0.8m/s；则n=（3）有效栅宽BB=S式中：S——栅条宽度，，取0.01。则：B=0.01×3.1.2通过格栅的水头损失h1式中：——设计水头损失，；ξ——形状系数，栅条形状选用正方形断面，所以：ξ=(b+sεb——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用=3；——重力加速度m/s2，取=9.81m/s2；则：h1=kξv22g3.1.3栅后槽总高度H式中：——栅前渠道超高，，取=0.3。则：H=h+3.1.4栅槽总长度L式中：——进水渠道渐宽部分的长度，；——进水渠宽，，由B1=2N:设计的栅格组数，组。——进水渠道渐宽部分的展开角度，，取=20；——栅槽与进水渠道连接处的渐窄部分长度，；——栅前渠道深，.则：LLH所以L=3.1.5每日栅渣量WW=式中：W1——栅渣量，m3/10K总——生活污水流量总变化系数，根据设计任务书K则：W=格栅的日栅渣量为：W=0.40m3/d>格栅的选择格栅采用回旋式机械格栅，技术参数见下表3-1表3-1HG-2500型回转式机械格栅技术参数项目格栅宽度（mm）栅条间距（mm）安装角（°）电机功率（kw）参数25002100601.83.2提升泵房(本设计采用2个提升泵房)设计参数：设计流量:Qmax=2167m3/h尺寸：6.5m×12.0m×6.0m（H）3.2.1潜水提升泵设计水量为40000m则流量为W=Q故选用以下参数的提升泵：流量：815m3/h扬程：H=12.0m功率：45kW控制方式：自动控制或人工控制3.2.2电动葫芦起重量：2t功率：起重功率1.5kW，运行功率0.4kW数量：1台3.3曝气沉砂池数量：1座2格(1)池子长度LL=v×t式中：v——最大设计流量时的水平流速，m/s，取v=0.4m/s。t——最大设计流量时的流行时间，min，取t=50s。则：L=v×t=0.4×50=20m(2)水流断面面积AA=Q式中：Qmax——最大设计流量，m/s，Qmax=0.6则：A=Q(3)池子总宽度BB=nb式中：n——池子分格数，个，设置n=2。b——池子单格宽度，b=3m。则：B=nb=2×3=6m故平面尺寸：L×B×H=20m×6m×6.5m停留时间：T=3.0min有效水深：6.0m3.3.1HXS桥式排砂机设备数量：1套设备功率：0.37kW长度：L=6700mm材质：不锈钢3.3.2砂水分离器设备类型：螺旋式砂水分离器设备数量：1台处理能力：5～12L/s功率：0.37kW3.3.3鼓风机型号：罗茨风机风压：39.2KPa风量：8.0m3/min功率：11kW数量：2台，1用1备3.4初沉池由于城北污水厂进水中工业废水的含量占到90%，考虑到工业废水中造纸废水、印染废水所占比例大，固体悬浮物（SS）浓度高的特性，造成了大量SS未经过滤去除而直接进入生化处理系统，影响处理效果。设置2座初沉池，每座处理能力为4万m3/d。每池尺寸为40×5m，钢筋砼结构，有效水深3m，设计表面负荷为,1.33m3/m2·h，池内设周边传动单刮泥机排泥。污泥含水量为98％。3.4.1设计参数设计流量：Q=40000m3/d=1666.7m3/h初沉池设计表面负荷：q=1.33m3/m2·h（最大为1.84m3/m2·h）3.4.2土建尺寸结构：钢砼基本尺寸：Φ40×5.0m有效深：3.0m沉淀时间：2h数量：2座。3.4.3设备选型A.刮泥机名称：辐流式沉淀池周边传动刮泥机性能：周边线速度3m/min驱动功率2×0.75kW数量：2套。B.污泥泵设备类型：WQ型无堵塞排污泵设计参数：单泵流量Q=250m3/h扬程H=15m电机功率N=7.5kW设备数量：6台（4用2备）3.5水解池（与MSBR池合建）主要功能：用于截留、吸附进水中颗粒与胶体物质，将截留的不溶性有机物水解为可溶性物质，将难降解的物质转化为易降解的物质。采用跑道型设计，数量4座，单座土建按2万m3/d规模。数量：4座设计参数：单座设计流量：Qave=938m3/h有效容积：V=5600m3总停留时间：HRT=6hCOD容积负荷：1.3kgCOD/m3•d尺寸：18.0m×52m×6.3m（H）3.5.1主要设备A.点对点布水装置：设备套数：24套B.污泥回流泵：设计参数：单泵流量Q=250m3/h；扬程：H=15m；电机功率：N=5.5kW。设备数量：5台（4用1备）C.生物填料：数量：8000m3D.双曲面搅拌机叶轮直径：Φ2500mm功率：7.5kW数量：17台（16用1冷备）材质：SUS3043.6MSBR池(4座，各2t/d）功能：活性污泥中微生物完成降解和去除污水中的有机污染物质，达到预期的水质净化目标，并且有脱氮除磷功能。进水首先进入厌氧段，与回流的污泥混合，停留时间约1h，完成厌氧释磷的过程。［7］厌氧后污水进入缺氧池，在此与浓缩池上清液及主曝气区混合液混合搅拌，完成约2h反硝化脱氮过程。脱氮后污水进入主曝气区，在此完成有机物和氨氮的去除，停留时间约14h。主曝气区出水进入两只交替运行的SBR池，通过曝气、沉淀、排水和回流污泥，排除剩余污泥的过程完成最终的处理阶段。回流污泥通过污泥浓缩池浓缩后，上清液进入好氧池，污泥进入厌氧池，从而完成整个处理过程。［8］类型：矩形钢筋混凝土池平均流量：Q=938m3/h污泥浓度：3000mg/LBOD污泥负荷：0.15kgBOD／kgMLSS（按进出水最高浓度计）氨氮负荷率：0.028kgN／kgMLSS数量：4座体尺寸：77.8×52×5.8m(H)有效水深：5.3m停留时间：20h3.6.1主要设备A．双曲面搅拌机设备数量：10台（8用2备，其中仓库备用2台）功率：N=5.5kW材质：SUS304B．双曲面搅拌机设备数量：6台（4用2备，其中仓库备用2台；）功率：N=7.5kW材质：SUS304C．混合液回流泵设备类型：潜污回流泵设计参数：单泵流量Q=1250m3/h；扬程：H=0.60m；电机功率：N=4kW。设备数量：10台（8用2备）E．混合液回流泵设备类型：可提升推进式潜污回流泵。设备数量：7台（6用1备）F．剩余污泥泵设计参数：单泵流量Q=250m3/h；扬程：H=15m；电机功率：N=5.5kW。设备数量：10台（8用2备）G．可抽换式曝气管设备数量：5000mH．空气堰设计参数：出水量Q=1000m3/h；L=12m；设备数量：8套3.7污泥浓缩池（8万t/d）浓缩前污泥的含水率为99%，浓缩后污泥含水率为97%。浓缩池：进入浓缩池的剩余污泥量Q=66.7m3/h3.7.1浓缩池面积A=QCM=66.7×31=式中C—流入浓缩池的剩余污泥浓度（kg/m3），本设计取3kg/m3Q流入剩余污泥量，m3/hM固体通量[kg/(m2·h)]，取1.03.7.2浓缩池直径D=√4Aπ=√3.7.3浓缩池容积V=QT=66.7×8=533.6m3T—-浓缩池工作运行时间，设计取8h3.7.4.沉淀池有效水深h2=TQA=8×66.72003.7.5浓缩后剩余的污泥量Q1=Q(100−P1)n(100−P2)=66.7×(100−99)100−97P1—-进入浓缩池时的污泥含水率P2—-流出浓缩池的污泥含水率n—-浓缩池个数3.7.6池底高度h4=O.5D×i=7.5×0.01=0.075m3.7.7污泥斗容积h5=tgɑ(a-b)=tg55º×(5.5-4.5)=1.43式中：ɑ泥斗倾斜角，为保证排泥顺畅，圆形泥斗倾角本设计取55ºa污泥斗上口半径（m）,本设计取5.5mb污泥斗底部半径(m),本设计取4.5m3.7.8浓缩池总高度本设计取浓缩池超高h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.2mH=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+2.668+0.2+0.075+1.43=3.8m设计池体尺寸：Φ15m×4.0m（H）3.7.9选取的设备选用中心传动浓缩机型号：池径：15.0m外缘线速：3~5m/min功率：0.75kW数量：1套控制方式：自动控制或人工控制3.7.10排泥管（DN200）污泥浓缩池安装液位计，当液位高于设定值时，自动启动排泥泵进行排泥。3.8高密度澄清池（8万t/d）设计流量：Q=5633m3/h表面负荷：q=9.43m3/m2·h数量：2座4格单体尺寸：36.4×27.9×5.4m(H)有效水深：5.0m3.8.1主要设备搅拌器：N=11.0kW，n=35r/min，4台刮泥机：D=15.0m，N=1.1kW，4台。斜管：数量：124m2污泥泵：Q=30m3/h，H=20m，N=4.0kW，6台，4用2备。加药装置：数量：1套。3.9脱水机房功能:污泥在机房中进行浓缩和脱水,可以有效地降低其中的污泥含水量，减小污泥的体积，便于后续处理。脱水机架设在脱水机房二楼，利用干净的污泥原料仓，储存脱水后的湿污泥,运输车辆定期接收料仓内污泥，污泥装车方便，无需人工装载或铲车装载污泥，自动化程度高。设计参数：平面尺寸：11.2×24.2m浓缩脱水前污泥含水率99.2%脱水后污泥含水率60％工作时间8h过滤流量为300m3/d3.9.1主要设备A.高压隔膜厢式压滤机过滤流量为288m3/d设置两台压滤机，每台每天工作8h，则每台压滤机处理量为Q=3002×8=故选用对应的高压隔膜厢式压滤机设计参数：F=300m2，N=12.1kW；设备数量：2台与压滤机配套的设备有螺旋输送机、螺旋输送机、压榨水罐、压榨水泵等。运行方式：整套系统由PLC控制，联锁运行。B.一体化加药设备设备类型：固体聚丙烯酰胺高分子絮凝剂制备及计量投加系统加药量：3.5kg/h-20kg/h设备数量：2套控制方式：根据相应比例添加絮凝剂。设备功率：N=3.7＋0.75×2kWC．污泥输送泵过滤流量为300m3/d，设置两台输送泵，工作时间8h，单个输送泵流量：Q=3002×8=18.75m3则选用规格为：单泵流量：Q=15~47m3/h扬程：H=0.3MPa电机功率：N=7.5kW数量：2台D．污泥料仓规格：10吨E．壁式轴流风机风量：Q=6000m3/h功率：N=0.37kW数量：4台具体流程如下图［9］：图3-1污泥处理工艺图3.10主要处理构筑物污水厂主要处理建筑物见表3-2表3-2污水厂主要处理建筑物序号名称结构规格m单位数量备注1粗格栅渠钢砼L6.5×B12m格42提升泵房钢砼格43细格栅渠钢砼L20.1×B16.8m格24旋流沉砂池钢砼格25细格栅渠钢砼L35.9×B6.0m格26曝气沉砂池钢砼格27初沉池钢砼Φ40×5.0m座21座4万t/d8水解池钢砼L52.0×B27.0×H6.3m座41座2万t/d9MSBR池钢砼L77.8.00×B52×H5.8m座41座2万t/d10混凝澄清池钢砼L36.40×B27.9m座111转盘滤池钢砼L14.2×B9.6m座112紫外线消毒池钢砼L21.5×B12.5m座21座4万t/d13储泥池钢砼L10.1×B5.1m座21座4万t/d14废水收集池钢砼L24.8×B10.6m座115污泥脱水机房框架L24.2×B11.2m座116鼓风机房、变配电室框架L42.0×B9.0m座217综合房框架1200m2座118传达室砖混40m2座13.11附属建筑物龙游城北污水处理厂中，除了污水处理和污泥处理所需要的主要构筑物外，还有办公室、员工宿舍楼、维修车间、设备仓库、鼓风机房等其他附属设施和生活服务设施。有关附属建筑物的设计按建设部《城镇污水处理厂附属建筑物和附属设备设计标准》（CJJ31-90）进行。3.12排放口出水指标能够符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准中的要求。表3-3出水指标污染指标pHCODcr（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）NH3-N（mg/L）T-P（mg/L）综合污水6～9≤60≤20≤10≤15≤1本设计采用江心多点排放，在衢江上共设有8个排放点，每个排放点之间相距15～20m。排放管采用钢管方包，总长约200m。为了防止雨季时扩散口不被水中粗大的悬浮物破坏，以及使出水与周围的水体充分的混合，扩散口采用梯形引导渠，同时设置鸭嘴阀，能够有效防止河水倒流。［10］城北污水厂污水排放管为一根DN1200的排放管，排放方式为江心多点式排放。4污水处理厂总体布置4.1平面布置4.1.1平面布置的一般原则(1)按功能区分，配置得当(2)功能明确，布置紧凑(3)顺流排列，流程简捷(4)充分利用地形，降低工程费用(5)为后期扩建和施工提供预留空间(6)构筑物布置时应考虑当地的风向4.1.2厂区平面布置污水处理厂的平面布置在工艺设计计算之后进行，根据工艺流程，单位功能要求进行设计。污水区的布置：根据污水处理管线的布置，将污水进水口设立于厂区的左前方，各污水处理建筑物紧凑排列，使连接管道较短。污泥区的布置：污泥区位于厂区最后