污水处理专业课程设计.docx
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1、1 工程概况1.1设计原始资料污水处理厂出水排入距厂150 m某河中,某河最高水位约为-1.60 m,最低水位约为-3.2 m,常年平均水位约为-2.00 m。污水处理厂污水进水总管管径为DN800,进水泵房处沟底标高为绝对标高-4.3 m,坡度1.0 ,充满度h/D = 0.65。处理量为3万吨/天。初沉污泥和二沉池剩下污泥经浓缩脱水后外运填埋处理。1.2 设计要求污水处理厂污水水质和预期处理后达标数据如表所表示:表1.1污水原水和处理后数据污水水质A组COD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)PH处理前水质40020020068处理后水质20502068去除率80%75%90%处
2、理后标准符合城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918)中要求城市二级污水处理厂二级标准。1.3 选定处理方案和确定处理工艺步骤依据城市污水处理和污染防治技术政策条文4.2.2中要求,日处理大于20万立方污水处理厂通常能够采取常规活性污泥法工艺,1020m3/d污水处理厂能够采取传统活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺。此次设计只需除去COD、BOD、SS不用考虑除氮和除磷工艺,而且BOD/COD=0.5可生化性很好,所以选择两种方案进行选择。方案一:传统活性污泥法一般活性污泥法是指系统中主体构筑物曝气生物反应池水流流态属推流式。工艺步骤见图1.1。方案二:AB法污水处理工艺AB法污水处
3、理工艺是指吸附生物降解工艺,该工艺将曝气池分为高低负荷两段,各有独立沉淀和污泥回流系统。高负荷段A段停留时间约2040分钟,去除BOD达50以上。B段和常规活性污泥相同,负荷较低,泥龄较长。工艺步骤见图1.2。图1.1传统活性污泥法工艺步骤图图1.2AB法污水工艺步骤图1.4 方案优缺点比较传统活性污泥法AB法污水处理工艺优点:处理很好,BOD去除率可达90%以上,适宜处理净化程度和稳定要求较高生物污水;对污水比较灵活,能够依据需要调整。缺点:曝气池首端有机物负荷高,耗氧速率高。曝气池大,基建费用高。供氧速率难于和其吻合,不平衡。优点:对有机底物去除效率高。系统运行稳定。有很好脱氮除磷效果。A
4、B法工艺较传统一段法工艺节省运行费用20%25%。缺点:A段在运行中假如控制不好,很轻易产生臭气污泥产率高,A段产生污泥量较大,这给污泥最终稳定化处理带来了较大压力。两种方案全部可行,按最终选择AB法污水处理工艺。2 污水工艺设计2.1设计流量计算污水平均流量:污水总改变系数:污水最高日流量:2.2 格栅格栅是安装在污水渠道、泵房进口处顶端,用于截留较大悬浮物,关键作用是将污水中大块污水拦截,以免后续处理单元 水泵或构筑物造成损害。设计参数:1、 栅条间隙:机械清洗为1625mm,人工清洗为2540mm。2、 格栅栅渣量:空隙为1625mm时,栅渣量为0.100.05m3/103m3污水:空隙
5、为2540mm时,栅渣量为0.030.01m3/103m3污水。3、 污水过栅流速0.610 m3/d,格栅前渠道流速0.40.9 m3/d。4、 清渣方法:当栅渣量大于0.2 m3/d时,采取机械清渣格栅。机械清渣格栅倾角9060。5、 栅条宽度s=0.01m;栅条间隙b=50mm6、 栅前水深h=0.8m;倾角=60。7、 过栅流速v=0.8m/s。2.2.1 格栅设计计算1、格栅间隙数 2、格栅槽宽度 3、进水渐宽部分长度 式中渐宽处角度,通常取1030;B1进水明渠宽度,;4、栅槽和出水渠道连接处渐缩部分长度5、过栅水头损失式中h1过栅水头损失,m;h0计算水头损失,m;k系数,格栅受
6、到污染堵塞后,水头损失增大倍数,通常k=3;阻力系数,和栅条断面形状相关,当格栅为矩形断面时,=2.42。6、栅槽总高度式中h2栅前渠道超高,m,通常取0.3m;7、栅前槽高8、栅槽总长度9、每日栅渣量式中W1每103m3污水栅渣量,取0.10.01,粗格栅用小值,细格栅用大值,中格栅用中值。格栅采取机械清渣方法。10、格栅示意图图2.1格栅计算简图2.3 提升泵站2.3.1泵房选择 选择集水池和机械间合建半地下矩形自灌式泵房,这种泵房部署紧凑,占地少,机构省,操作方便。本设计设三台水泵,其中两天备用。2.3.2设计计算1、每台泵流量2、集水池容量按要求集水池容量不能小于一台泵6分钟进水容积W
7、3、集水池面积有效水深,2m。2.3.4扬程计算式中集水池最低工作水位和所需要水位高差; 出水管提升后水面高程,0.182m;充满度,0.65; 经过格栅水头损失,0.25m。参考设计手册各结构物水头损失,本设计污水结构物水头损失为4.5m。沿程损失为0.54m。选择550TUL型污水水泵三台,每台Q=1350L/s,扬程1045m。2.4 曝气沉砂池一般平流沉砂池关键缺点是沉砂中含有15%有机物,使后续处理难度加大。采取曝气沉砂池能够克服这一点。优点:经过调整曝气量,能够控制污水旋流速度,使除砂效率稳定,受流量改变影响较小;同时对污水起到预曝气作用。设计参数1、 旋流速度保持0.250.3m
8、/s。2、 水平流速v1=0.060.12m/s。3、 最大流量时停留时间13min。4、 有效水深h2=23m,宽深比通常采取12。5、 1m3污水曝气量为0.2m3空气。2.4.1 设计计算1、池子总有效容积式中t停留时间,通常取13min。2、水流过水断面面积3、沉砂池宽度宽深比为:4、沉砂池长度5、每小时需空气量式中d1m3污水曝气量,通常采取0.10.2m3/m3污水。6、沉砂室所需容积7、沉砂斗上口宽度式中h沉砂斗高度;沉砂斗壁和水平倾向,矩形沉砂池=60;a1沉砂斗底宽度,通常采取0.40.5m。设计中取h=1.4m,a1=0.5m。8、沉砂斗有效容积9、沉砂室高度10、沉砂池总
9、高度式中h1沉砂池超高,通常采取0.30.5m。10、出水和排砂装置出水采取沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水,出水堰可确保沉砂池内水位标高恒定。出水管采取DN800钢管。采取沉砂池底部管道排砂,排砂管DN200mm。2.5 AB法1、全系统分为预处理段、A段、B段等三段、预处理段只设格栅、沉砂池等简单设备,不设首次沉淀池。2、A段有曝气吸附池和中间沉淀池组成,B段由曝气池和最终沉淀池组成。3、A段和B段各自拥有独立污泥回流系统,两段完全分开。2.5.1 A段设计参数对处理城市污水,A段关键设计和运行参数提议值为:1、BOD污泥负荷(LS)26kgBOD/(kgMLSSd),为一般活性污泥法1020
10、倍;2、污泥龄(c)0.30.5d;3、水力停留时间(t)30min;4、吸附池内溶解氧(DO)浓度0.20.7mg/L。5、A段曝气池内混合液污泥浓度MLVSS通常采取3000mg/L。6、A段曝气池内污泥回流比RA通常采取40%70%2.5.2B段设计参数去除有机物是B段关键净化功效。B段承受负荷为总负荷30%60%,和一般活性污泥法比,曝气池容积可降低40%左右。1、BOD污泥负荷(LS)0.150.3kgBOD/(kgMLSSd);2、污泥龄(c)1520d;3、水力停留时间(t)23h;4、吸附池内溶解氧(DO)浓度12mg/L。5、A段曝气池内混合液污泥浓度MLVSS通常采取400
11、0mg/L。6、A段曝气池内污泥回流比RB通常采取50%100%。2.5.3A、B段去除率A段BOD去除率通常为50%60%,本设计取60%,则A段出水BOD浓度即使本设计最终要求BOD=50mg/L,但依据一级标准排放要求,经过B段处理后出水BOD浓度应小于20mg/L2.5.4平面尺寸计算1、A段曝气池容积式中SrAA段去除BOD浓度;NSAA段BOD污泥负荷率kgBOD/(kgMLSSd);XVAMLSS浓度(mg/L)。2、B段曝气池容积式中SrBB段去除BOD浓度;Q最大流量(m3/h);NSBB段BOD污泥负荷率kgBOD/(kgMLSSd);XVBMLSS浓度(mg/L)。3、A
12、段水力停留时间介于0.50.75之间,符合要求。4、B段水力停留时间介于2.06.0之间,符合要求。5、A段曝气池平面尺寸式中FAA段曝气池总面积(m2);HAA段曝气池有效水深(m)。A段曝气池采取推流式,共两组,每组2廊道,廊道宽为5米6、B段曝气池平面尺寸式中FBB段曝气池总面积(m2);HBB段曝气池有效水深(m)。B段曝气池采取推流式,共两组,每组4廊道,廊道宽为5米设计取24m。2.5.5曝气池进出水系统1、A段曝气池进水系统沉砂池出水经过DN800管道进入A段曝气池进水渠道,渠道内水流速度为0.96m/s。进水渠道内,水分成两段,流向两侧进水廊道渠道宽度为1.0m,渠道内有效水深
13、1.0m,则渠道内最大水速式中bA进水渠道宽度;hA进水渠道有效水深。曝气池采取潜孔进水,孔口面积设每个孔为0.4X0.4m,则孔口数个。2、A段曝气池出水设计A段曝气池出水采取矩形薄壁堰,跌落出水,堰上水头式中H堰上水头;QA段每组反应池出水量(m3/s),指污水最大流量0.483m3/s和回流污泥量0.347X50% m3/s;m流量系数,0.40.5;b堰宽,通常等于池宽设计中取0.2m。两组A段曝气池出水,经过DN1000出水管,送到A段沉淀池,出水管内流速0.62 m/s。3、B段曝气池进水系统沉砂池出水经过DN800管道进入B段曝气池进水渠道,渠道内水流速度为0.96m/s。进水渠
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