1000噸天校園生活污水處理

1 目 錄 1 緒論 . 1 1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及背景 . 1 1.1.1 設(shè)計(jì)項(xiàng)目名稱 . 1 1.1.2 課題背景 . 1 1.2.1 設(shè)計(jì)原則 . 1 1.2.2 污水處理設(shè)施設(shè)計(jì)一般規(guī)定 . 2 2 污水廠設(shè)計(jì)說明書 . 3 2.1 建設(shè)規(guī)模和治理目標(biāo) . 3 2.1.1 建設(shè)規(guī)模 . 3 2.1.2 污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì) . 3 2.1.3 處理程度計(jì)算 . 4 2.2 污水處理廠的工藝流程方案的選擇 . 4 2.2.1 污水處理廠工藝方案的選擇原則 2 . 4 2.2.2 污水處理方案的選擇 . 4 2.3 工藝處理構(gòu)筑物與設(shè)備的設(shè)計(jì) . 9 2.3.1 格柵 . 9 2.3.2 調(diào)節(jié)池 . 10 2.3.3 水解酸化池 . 11 2.3.4 生物接觸氧化池 . 11 2.3.5 二次沉淀池 . 14 2.3.6 污泥濃縮池 . 15 2.4 主要設(shè)備和構(gòu)筑物 . 15 2.5 污水處理廠的總體布置 . 16 2.5.1平面布置 . 16 2.5.2 高程布置 . 17 3 污水廠設(shè)計(jì)計(jì)算書 . 18 3.1 格柵 . 18 2 3.1.1 設(shè)計(jì)參數(shù) . 18 3.1.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 8 . 18 3.2 調(diào)節(jié)池 . 20 3.2.1 設(shè)計(jì)計(jì)算 . 20 3.2.2 提升泵 . 21 3.3 水解酸化池 . 22 3.3.1 設(shè)計(jì)參數(shù) . 22 3.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 . 22 3.4生物接觸氧化池 . 22 3.4.1 設(shè)計(jì)參數(shù) . 22 3.4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 6 . 23 3.5二次沉淀池 . 24 3.5.1 設(shè)計(jì)參數(shù) . 24 3.7脫水間 . 28 4 勞動(dòng)人員管理 . 28 4.1管理及勞動(dòng)人員 . 28 4.1.1 管理 . 28 4.1.2 勞動(dòng)定員 . 28 5 投資預(yù)算及運(yùn)行費(fèi)用 . 28 5.1投資預(yù)算 9 . 28 5.1.1 設(shè)備費(fèi)用 . 28 5.1.2 土建工程 . 29 5.1.3 工程總概算 . 30 5.2 運(yùn)行費(fèi)用 . 30 5.2.1 人工費(fèi)用 . 30 5.2.2 各項(xiàng)運(yùn)行費(fèi)用 . 30 5.2.3 總運(yùn)行費(fèi)用 . 31 5.2.4 每立方米 廢水的處理費(fèi)用 . 31 5.3 土建建設(shè) . 31 3 5.3.1 土建建設(shè)原則 . 31 5.3.2 土建工程結(jié)構(gòu)類型設(shè)計(jì) . 32 5.3.3 平面布置 . 32 參考文獻(xiàn) . 33 致 謝 . 34 1 1 緒論 1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及背景 1.1.1 設(shè)計(jì) 項(xiàng)目名稱 1000 t/d校園生活 生活污水處理工程初步設(shè)計(jì) 1.1.2 課題背景 校園生活 污水的治理 是水污染控制領(lǐng)域中的一項(xiàng) 內(nèi)容。在 20 世紀(jì) 80 年代，發(fā)達(dá)國家就組織起來，共同探索實(shí)現(xiàn)住宅可持續(xù)發(fā)展的道路，制定了相應(yīng)的技術(shù)評估和產(chǎn)品認(rèn)證體系 。在我國起步相對較晚，近年來，國家大力倡導(dǎo)保護(hù)自然資源，創(chuàng)建健康舒適的居住環(huán)境， 本課題主要處理 廣東建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 的生活污水。 該 學(xué)院占地面積為 172畝，建筑面積 8萬多 m2， 學(xué)院 2007年全日制在校生近 7000人 。 本次論文設(shè) 計(jì)從校園污水處理的特點(diǎn)及國內(nèi)外小型生活 污水處理通常所采用的工藝著手， 重點(diǎn)介紹生物接觸氧化法工藝在校園 污水處理工程初步設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。 1.2 設(shè)計(jì)書編寫原則和規(guī)范 1.2.1 設(shè)計(jì)原則 校園 污水不同于城市污水，屬于生活污水的范疇。總 量較少，但水質(zhì)水量變化較大。校園內(nèi)對環(huán)境要求較高（如氣味、噪聲、建筑風(fēng)格等），但 其對污水處理設(shè)施管理水平不高等特點(diǎn)決定 了校園 污水處理應(yīng)遵從以下原則 16： 1.應(yīng)根據(jù)我國地面環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) (GB3838 -88)和污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) (GB8978-96)的有關(guān)規(guī)定和當(dāng)?shù)丨h(huán)保 部門的要求確定處理程度，以確保出水水質(zhì)。 2.污水處理設(shè)施的設(shè)計(jì)和建設(shè)必須結(jié)合校園的整體規(guī)劃和建筑特點(diǎn)，即外觀設(shè)計(jì)上要與校園 建筑環(huán)境相協(xié)調(diào)，以求美觀。 3.在污水處理工藝上力求簡單實(shí)用，以方便管理。 4.在高程布置上應(yīng)盡量采用立體布局，充分利用地下空間。平面布置上要緊湊，以節(jié)省用地。 5.污水處理廠位置應(yīng)盡可能位于 校園 下風(fēng)向，與其它建筑物有一定的距離，以減少 2 對環(huán)境的影響。 6.設(shè)備化，定型化，模塊化，施工安裝方便，運(yùn)行簡易，設(shè)備性能穩(wěn)定，適合分期建設(shè)。 7.處理程度高，污泥產(chǎn)量少，并盡可能采用節(jié)能處理技術(shù)。 8.處理構(gòu)筑物對水力負(fù)荷和有機(jī)物負(fù)荷的適應(yīng)范圍較大，使系統(tǒng)有較好的經(jīng)受沖擊負(fù)荷的能力。 9.校園內(nèi)的人口是逐漸增加的，因此校園 污水處理廠應(yīng)留有發(fā)展余地。 1.2.2 污水處理設(shè)施設(shè)計(jì)一般規(guī)定 1.處理設(shè)備設(shè)計(jì)流量：各種設(shè)備選型計(jì)算時(shí)，按最大日最大時(shí)流量設(shè)計(jì)。 2.管渠設(shè)計(jì)流量： 按 最大日最大時(shí)流量設(shè)計(jì)。 3.各種處理構(gòu)筑物部應(yīng)小于組（個(gè)或格）。 1.2.3 主要的設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn) 1、室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50101-2005 2、污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) GB8978-1996 3、給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 規(guī) 范 GB 500069-2002 4、 地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) GB3838-2002 5、 水污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB4426-89 6、 城市污 水處理廠污水污泥排放標(biāo)準(zhǔn) CJJ3025-93 7、 城鎮(zhèn)污水處理廠附屬建筑物和附屬設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) CJJ31-89 8、其他有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范 1.2.4 相關(guān)法律 在我國，環(huán)境保護(hù)作為一項(xiàng)基本國策，受到全社會(huì)人民和各級政府的高度重視。在執(zhí)行上述原則和標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，污水處理廠的建設(shè)設(shè)計(jì)方案是在以下法律文件的背景下編寫的 ： 中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法 1989 年 12 月 3 中華人民共和國環(huán)境防治法 1984 年 5 月 中華人民共和國水污染防治實(shí)施細(xì)則 2000 年 3 月 污水出設(shè)施環(huán)境保護(hù)監(jiān)督管理辦法 1989 年 5 月 建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理辦法 1986 年 3 月 建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范 1897 年 3 月 2 污水廠設(shè)計(jì)說明書 2.1 建設(shè)規(guī)模和治理目標(biāo) 2.1.1 建設(shè)規(guī)模 1.最大流量 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書可知生活污水總變化 系數(shù) KZ=2.20 Qmax=Qd KZ=10002.20=2200m3/d=91.67m3/h=0.0255m3/s 2.1.2 污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì) 污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)根據(jù)此學(xué)校的具體水質(zhì)測定的 ；排放標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)該小區(qū)所處的城市的總體規(guī)劃和排水規(guī)劃，排放標(biāo)準(zhǔn)要求達(dá)到國家 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) （ GB8978-1996）之一級標(biāo)準(zhǔn) 1。污水處理廠進(jìn)出水水質(zhì)如表 2.1。 表 2.1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì) 項(xiàng)目 CODcr BOD5 SS NH3-N P 進(jìn)水水質(zhì) / mg/L 250 150 200 20 8 出水水質(zhì) / mg/L 90 20 60 10 0.5 注：出水的 PH 為 6 9. 4 2.1.3 處理程度計(jì)算 COD cc rrr去除率 =250 90250 100%=64% BOD5 去除率 =15020150 100%=87% SS 去除率 =200 60200 100%=70% NH3-N 去除率 =201020 100%=50% P去除率 =8 5.08 100%=94% 2.2 污水處理廠的工藝流程方案的選擇 2.2.1 污水處理廠工藝方案的選擇原則 2 1.考慮到收納水體的環(huán)保要求 ，滿足出水水質(zhì)的要求，盡量降低占地 、 運(yùn)行費(fèi)用和工程投資。 2.工藝先進(jìn)可靠，對水質(zhì)變化適應(yīng)能力強(qiáng)，運(yùn)行管理簡便 、 靈活 、 穩(wěn)定 。 3.與當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展及現(xiàn)有條件相適應(yīng)。 4.工藝方案應(yīng)有利于以后的擴(kuò)建。 5 污水處理排 放出來的污泥應(yīng)易于處置和處理。 2.2.2 污水處理方案的選擇 根據(jù)本工程進(jìn)入污水處理廠的原污 水水 質(zhì)情況 ， 其處理 主工藝宜采用生物處理方法。生物處理技術(shù)是目前各國普遍采用的廢水處理工藝，它在防止水體污染中已經(jīng)并將繼續(xù)發(fā)揮積極的作用。 在當(dāng)前城市污水處理工程中，活性污泥法是應(yīng)用最廣泛的污水處理技術(shù)之一，它具有處理效果好，有機(jī)物去除率高，運(yùn)行穩(wěn)定，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過在實(shí)際生產(chǎn)上的廣泛應(yīng)用和技術(shù)上的不斷改進(jìn)，并在此基礎(chǔ)上派生出氧化溝、 SBR等工藝，活性污泥法已成為污水處理的主要技術(shù)。 5 隨著人口的不斷膨脹和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，廢水排放量急速增長，全球性水污染問題已對人類生存和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重的威脅， 因此各國對污水處理要求也越來越嚴(yán)格，使得傳統(tǒng)活性污泥法工藝在多功能性 、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性等方面已難以滿足不斷提高的要求。 20 世紀(jì) 90 年代以來污水生物處理新工藝、新技術(shù)的研究、開發(fā)、應(yīng)用取得了長足的進(jìn)步，許多新工藝應(yīng)運(yùn)而生，這些新工藝的共同特點(diǎn)是：高效、穩(wěn)定、節(jié)能，并具有脫氮除磷等多種功能。其中典型的工藝及其特點(diǎn)如下： 1.SBR 方案 SBR（ sequencing batch reactor） 即為序批式活性污泥法的簡稱。序批式活性污泥法在 1914 年開始開發(fā)，但由于該工藝在當(dāng)時(shí)人工管理復(fù)雜，自控和在線監(jiān)測系統(tǒng)落后， 使其難以大規(guī)模推廣應(yīng)用。近年來由于計(jì)算機(jī)在自控方面的廣泛應(yīng)用，同時(shí)也由于自控和監(jiān)測儀表設(shè)備的不斷的更新和技術(shù)水平的不斷提高，特別是時(shí)間程序控制器、在線溶解氧測定儀、 在線液位計(jì)和泥位計(jì)等高精度并且對過程控制比較經(jīng)濟(jì)的水質(zhì)檢測儀表的出現(xiàn)，使污水處理廠的運(yùn)行管理逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化， SBR 工藝以其獨(dú)特的優(yōu)勢引起了人們的廣泛關(guān)注， 近年來得以迅速推廣應(yīng)用，成為目前世界上污水處理技術(shù)中的熱門工藝。 SBR 工藝每一操作循環(huán)過程又是個(gè)階段組成，即：進(jìn)水 -曝 氣 -沉淀 -潷水 -閑置。這五個(gè)過程組成一個(gè)循環(huán)，并不斷重復(fù)進(jìn)行。循環(huán)開此時(shí)相 池內(nèi)注水，池中的水位從某一最低水位開始上升至某一設(shè)定水位，并進(jìn)行 曝 氣；在經(jīng)過一定時(shí)間的 曝 氣后，停止 曝 氣，以使活性污泥進(jìn)行絮凝并在一個(gè)靜止的環(huán)境中進(jìn)行沉淀；在完成沉淀后 由一個(gè)移動(dòng)式的潷水器 排出已處理達(dá)標(biāo)的上層清液， 使水位下降至池子所設(shè)定的最低水位。完成上述操作階段后，系統(tǒng)進(jìn)入下一循環(huán)過程，并重復(fù)以上操作 4。 歸納起來， SBR 法具有以下主要特征和優(yōu)點(diǎn)： 工藝流程簡單，布置緊湊，運(yùn)行靈活，處理效果好； 無需設(shè)置二沉池，土建和設(shè)備投資相應(yīng)減少； 不需大規(guī)模的污泥回流系統(tǒng)，可節(jié)省大量能耗； 整個(gè)工藝系統(tǒng)的操作完全 自動(dòng)化，可減輕勞動(dòng)強(qiáng)度； 具有一定的抗沖擊負(fù)荷能力； 占地面積比氧化溝工藝稍少。 6 除上述優(yōu)點(diǎn)外， SBR法還具有以下缺點(diǎn)： 由于工藝過程對 自 控系統(tǒng)要求較高 ，所以自控儀表、元件質(zhì)量的好壞直接影響到工藝的正常運(yùn)行 ，并對操作和維護(hù)人員的技術(shù)水平要求很高。 由于工藝要求間隙式運(yùn)行， 所以正常運(yùn)行時(shí)總有部分反應(yīng)池和設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)，使反應(yīng)池和設(shè)備閑置率較高 潷水器的水頭損失較大。 2.氧化溝方案 氧化溝污水處理技術(shù)是 20 世紀(jì) 60 年代由荷蘭 DHV 公司開發(fā)成功的。自 60 年代以來這項(xiàng)技術(shù)在 歐洲、北美、南非、澳大利亞等國家 和地區(qū)已被廣泛采用，至今工藝 早有了很大的發(fā)展和進(jìn)步。 氧化溝是以活性污泥法為基礎(chǔ)的一種污水處理工藝。氧化溝為連續(xù)環(huán)形 曝 氣池，由若干個(gè)溝渠組成。氧化溝采用一種帶方向控制的 曝 氣和攪動(dòng)裝置，相反應(yīng)池的混合也傳遞水平流速，從而使攪動(dòng)的混合也在溝渠內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，它具有特殊的純環(huán)流態(tài)，即完全混合時(shí)，又具有推進(jìn)式的特征。污水通常在封閉的溝渠中循環(huán)流動(dòng)多次，并且由于 曝 氣裝置在溝渠中的布置的特點(diǎn)，使得氧化溝中的溶解陽呈現(xiàn)分區(qū)變化。 氧化溝中溶解氧濃度在遠(yuǎn)離 曝 氣裝置的某一點(diǎn)接近于零，使得氧化溝中某一段會(huì)出現(xiàn)缺氧區(qū)，這樣在氧化溝內(nèi)形 成的溶解氧、有機(jī)物和氨氮濃度梯度十分有利于活性污泥的生物絮凝和生物脫氮，池中形成好氧區(qū)及缺氧區(qū)交替出現(xiàn)的狀態(tài)， 在溝內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)硝化和反硝化， 將 碳源代謝、硝化和反硝化等一系列生物化學(xué) 組 成一個(gè)閉合環(huán)路中連續(xù)進(jìn)行 3。 氧化溝工藝可以不設(shè)初沉池，由于氧化溝的泥齡較長，剩余污泥得到一定程度的好氧穩(wěn)定， 污泥不再需要進(jìn)行厭氧消化處理，從而簡化了污泥處理的流程。 氧化溝工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)： 運(yùn)行中水利條件好，因此使出水水質(zhì)穩(wěn)定； 循環(huán)流量 大 使進(jìn)水達(dá)到快速混合稀釋，具有很強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷的能力，同時(shí)由于氧化溝負(fù)荷低，一般是延 時(shí)瀑氣條件下運(yùn)行，水和固體停留時(shí)間長，固體總 7 量大，因而對沖擊負(fù)荷也有一定的緩沖作用； 可以通過改變 曝 氣機(jī)的工作數(shù)量、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 其供氧能力和電耗水平； 該工藝 由于 泥齡長，污泥在氧化溝中趨于相對穩(wěn)定； 該工藝流程簡單，構(gòu)筑物少，控制管理較方便。 氧化溝工藝具有以下缺點(diǎn)： 由于池深較淺，有機(jī)負(fù)荷 低 ，占地面積較大，基建投資較高； 由于受水質(zhì)和溫度等條件的影響，氧化溝在實(shí)際運(yùn)行中容易產(chǎn)生污泥膨脹，必須增加選擇器來解決； 必須建設(shè)較龐大的二沉池和污泥回流系統(tǒng)，使占地面積和工程造價(jià)進(jìn)一步增加； 3.生物接觸氧化法 生物接觸 氧化法于 1971 年在日本首創(chuàng)，近年來，該技術(shù)在國內(nèi)外都得到了較為廣泛的研究與應(yīng)用，用于處理生活污水和某些工業(yè)有機(jī)污水，并取得了良好的處理效果。 生物接觸氧化法的原理如下： 生物接觸氧化 法在 池 內(nèi)設(shè)有填料，部分微生物以生物膜的形式固著生長在填料表面， 部分則絮狀懸浮生長在水中。因此，他兼有活性污泥法與生物濾池二者的特點(diǎn)。生物接觸氧化法中微生物所需要的氧通常通過人工 曝 氣供給。生物膜生長至一定厚度后，近填料比的微生物將由于缺氧而進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及 曝 氣形成的沖刷作用會(huì)造成生物膜的脫落，并促進(jìn)新生物膜的生長，形成生 物膜的新陳代謝， 脫落的生物膜將隨水流出池外 3。 生物接觸氧化法的主要特點(diǎn)： 兼有活性污泥法的特點(diǎn) 生物接觸氧化法是利用固著在填料上的生物膜，吸附水中的有機(jī)污染物，并加以氧化分解，使污水凈化。由于填料浸沒在水中，固著在填料上的生物膜，不象生物濾池那樣呈近與平面結(jié)構(gòu)，而是立體結(jié)構(gòu)，浸沒于整個(gè)空間，一端固著， 一端漂浮，多數(shù)是發(fā)育極好的絲狀菌膠團(tuán)，并有大量絲狀菌穿插其間，形成密集的生物群體，增進(jìn)了污水與微生物的 接觸 表面積。由于生物膜浸沒在水中，要像活性污泥一樣，設(shè)置 曝 氣裝置，不 8 斷地向水中 曝 氣供氧。可見，接觸氧化 法是一種兼有活性污泥法特點(diǎn)的生物膜法。 容積負(fù)荷高，處理時(shí)間短 由于填料的比表面積大，池內(nèi)的充氧條件良好，生物接觸氧化池內(nèi)單位容積的生物固體高于活性污泥法曝氣池的生物固體量，因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負(fù)荷。在一般情況下，活性污泥法的容積負(fù)荷為 1 千克 BOD5 /米 3 曝氣 池容積日，需要曝氣時(shí)間為 4-8 小時(shí)； 塔式生物濾池體積符合為 1-3 千克 BOD5 /米 3 曝氣池容積日，一立方米填料每天能處理 10 立方米水，相當(dāng)于停留時(shí)間為 2.4 小時(shí)；而接觸氧化法的體積符合為 3-5 千克 BOD5 /米 3 曝氣池容積日，一 般只需要 0.5-1.5 小時(shí)。由于縮短了處理時(shí)間，同樣大小的設(shè)備體積，處理能力提高 2-8 倍，使污水生物處理工藝，趨向 高效 和節(jié)省用地。 不存在污泥膨脹問題 由于相當(dāng)一部分微生物固著生長在填料表面，生物接觸氧化法不需要設(shè)污泥回流系統(tǒng)，也不存在污泥膨脹問題，運(yùn)行管理簡便。 對水質(zhì)的適應(yīng)能力強(qiáng) 由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，水流屬完全混合型，生物接觸氧化池對水質(zhì)水量的驟變有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。在進(jìn)水濃度短期突變 時(shí) ，出水水質(zhì)影響很少；在毒物和PH的沖擊下，生物膜受影響小，而且恢復(fù)快。 污泥產(chǎn)量低 由于生物接觸氧化池內(nèi)生 物固體多，當(dāng)有機(jī)溶劑符合較高時(shí)，其 F/M 可以 保持在一定的水平，一次 污泥產(chǎn)量可相當(dāng)于或低于活性污泥法。 從以上對三種污水處理常用工藝的分析中可以看出，三種工藝都可行， 且都為成熟工藝。但是對于小區(qū)污水處理水量少，水質(zhì)變化較大等特點(diǎn)，相對而言，生物接觸氧化法具有 停留時(shí)間短、易掛膜，適合設(shè)備化 、 工程投資省 、占地面積少、運(yùn)行管理費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，所以本設(shè)計(jì)工程選用生物接觸氧化法 作為方案 。 而且近年來，新發(fā)展了一種地埋式生物濾池，它將生物接觸氧化池埋于地下，全部處理設(shè)施群處于地下，節(jié)省地面占地面積，預(yù)留的地表面可以種花、植 樹、綠化等作用。地埋式生物氧化池適用于小區(qū)污 9 水處理， 既節(jié)省了小區(qū)的用地，又不會(huì)出現(xiàn)一般地面式生物接觸氧化池所出現(xiàn)的臭氣 和影響視覺美觀等缺點(diǎn) 。 地埋式生物接觸氧化池系統(tǒng)構(gòu)筑物是初次沉淀池 、 生物接觸氧化池 、 二次沉淀池 、貯泥池等構(gòu)筑物組成 5。 工藝流程圖如圖 2.1所示 生物接觸氧化池羅茨鼓風(fēng)機(jī)二次沉淀池達(dá)標(biāo)排放污泥濃縮池帶式壓濾機(jī)泥餅外運(yùn)除磷加藥系統(tǒng)水解酸化池格 柵調(diào) 節(jié) 池潛 污 泵污泥回流校園生活污水圖 2.1 2.3 工藝處理構(gòu)筑物與設(shè)備的設(shè)計(jì) 2.3.1 格柵 格柵是由一組平行的金屬柵條制成的框架 ， 斜置在污水流經(jīng)的渠道上 ， 或泵站集水井的 進(jìn)口處， 用以截止 大塊的呈懸浮 或漂浮狀態(tài)的污染物。 在污水處理流程中，格柵是一種對后續(xù)處理構(gòu)筑物或泵站機(jī)組具有保護(hù)作用的處理設(shè)備 。 拷慮到因?yàn)樵撛O(shè)計(jì)的污水處理廠所處理的校園生活污水中所含的較粗大 的懸浮物不多，為清除大部分的柵渣，擬采 用細(xì)格柵，取柵條間隙為 0.01米。 1、 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 7 過柵流速一般采用 0.6 1.0 m/s，取 v=0.6m/s 10 粗格柵柵條間隙為取 b 0.01m； 格柵傾角一般采用 45 75，取 =60 ； 柵前渠道內(nèi)的水流速度一般采用 0.4 0.9m/s,取 v1=0.4m/s。 2、 計(jì)算結(jié)果 柵條的間隙數(shù) n=20 個(gè)； 柵槽寬度 B =0.39m； 進(jìn)水渠道漸寬部分長度 L1=0.15m； 柵槽與出水渠道連接處漸寬部分長度 L2=0.076m； 過柵水頭損失 h1=0.085m； 柵前槽總高度 H1=0.45m； 柵后槽總高 H=0.535m； 柵槽總長度 L=1.98m； 每天 柵渣量 W=0.1m3/d， 宜采用 人工 清渣 。 2.3.2 調(diào)節(jié)池 因?yàn)樾@處理的都是生活污水，居住的成員比較單一，上下課 時(shí)間都比較集中，所以污水水質(zhì)、水量波動(dòng)變化較大 。這樣對污水處理廠的處理設(shè)備 ，特別是生物 處理設(shè)備處理功能正常發(fā)揮是不利的，甚至遭到破壞。因此，應(yīng)在污水處理 系統(tǒng)前設(shè)置均化調(diào)節(jié)池，以均和水之、存盈補(bǔ)缺。調(diào)節(jié)池的形狀宜為方形 或圓形，以利于形成完全混合狀態(tài)。 1、 設(shè)計(jì)參數(shù) 水力有效停留時(shí)間 t=10h； 有效水深 h=4.2m，總高度 H=5m； 2、 計(jì)算結(jié)果 11 有效容積 V=208m3 調(diào)節(jié)池的尺寸為：長寬高 =7.0m7.0m5.0m 2.3.3 水解酸化池 水解酸化池 是一種高負(fù)荷厭氧生物處理單元，運(yùn)行負(fù)荷是一般厭氧生物處的 3-5倍。水解酸化池構(gòu)造適 宜簡單，它起負(fù)荷調(diào)節(jié)，酸化作用。 1、設(shè)計(jì)參數(shù) 停留時(shí)間為 HRT 2 小時(shí)，池的有效水深為 h 3m 2、計(jì)算結(jié)果 水解池的有效容積 V 550m3 水解池的面積 S: 183.3m2 水解池的總高度 H 3.5m 2.3.4 生物接觸氧化池 生物接觸氧化池主要去除污水中的 BOD、 COD、 氨氮、油類等污染物，使其達(dá)到 排放標(biāo)準(zhǔn)要求達(dá)到國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（ GB8978-1996）之一級標(biāo)準(zhǔn)。 1、 設(shè)計(jì)要點(diǎn) 6 生物接觸氧化池一般不應(yīng)少于 2 座； 設(shè)計(jì)師采用的 BOD5 負(fù)荷最好通過試驗(yàn)確定，也可采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，一般處理城市污水可用 1.0 1.8 BOD5/（ m3d ） ；處理 BOD5500mg/L的污水時(shí)，可用 1.0 3.0（ m3d ） ； 污水在池中停留時(shí)間 一般為 6 7h（按有效容積算）； 進(jìn)水 BOD5 濃度過高時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)出水回流系統(tǒng)； 填料層高度一般大于 3.0m，當(dāng)采用蜂窩填料時(shí)，應(yīng)分層填裝，每層高度為 1m， 12 蜂窩孔徑應(yīng)不小于 25mm；當(dāng)采用小孔填料時(shí)，應(yīng)加大曝氣強(qiáng)度，增加生物膜脫落速度。 每單元接觸氧化池面積不宜大于 25m2,以保證布水、布?xì)饩鶆颍?氣水比控制在 3： 1 濾池超高 h1=0.6，填料以上水深 h2=0.5，填料層間隙高 h3=0.3，填料層數(shù) m=3，配水區(qū)高度 h4=1.5。 2、 計(jì)算結(jié)果 生物接觸氧化池的有效容積 V=130 m3； 生物接觸氧化池的總面積 A=43.3 m2； 每格濾池面積 f=21.67 m2； 有效接觸時(shí)間 t=3.12h； 濾池總高度 H0=6.6m； 污水在池內(nèi)實(shí)際停留時(shí)間 t=6.24h； 填料總體積 V=130 m3； 所需空氣量 D=7500 m3/d； 每格濾池所需空氣量 D1=156.25 m3/h 3、 填料的選擇 生物接觸氧化法目前填料種類繁多且還在不斷推陳出新。目前常用的用粒狀填料諸如爐渣、沸石、塑料球、纖維球等、蜂窩填料、軟性纖維填料、半軟性填料等。 根據(jù)進(jìn)水的 BOD5=150，選擇以下規(guī)格的蜂窩型玻璃鋼填料 6，見表 2.3 13 表 2.3 蜂窩型玻璃鋼填料的規(guī)格 孔徑 mm 重量 kg/ m3 壁厚 mm 比表面積 m2/ m3 空隙率 進(jìn)水 BOD5 mg/L 價(jià)格 元 / m3 塊體規(guī)格 mm 25 31 33 0.2 158 98.7 100 200 324 800 800 230 4、 曝氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì) 采用羅茨鼓風(fēng)機(jī)，其特點(diǎn)是在最高設(shè)計(jì)壓力范圍內(nèi)，管網(wǎng)阻力變化是流量變化很小，故在流量要求穩(wěn)定而阻力變化幅度較大的場合使用，工作適應(yīng)性強(qiáng)。此外，它具有結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便等特點(diǎn)。 此設(shè)計(jì)選擇兩臺(tái)（一備一用 ） L14LD 型羅茨鼓風(fēng)機(jī)。其性能參數(shù) 11如表 2.4 表 2.4 L14LD 型羅茨鼓風(fēng)機(jī)性能參數(shù) 型號 轉(zhuǎn)速 升壓 進(jìn)口流速 L14LD 2950r/min 19.6Kpa 3.54 m3 /min 軸功率 電動(dòng)機(jī)型號 電動(dòng)機(jī)功率 電動(dòng)機(jī)重量 1.58kw Y90L-2 2.2kw 110kg 空氣管道的設(shè)計(jì) 選用可變孔（微孔）曝氣軟管。可變孔曝氣軟管所有的 面都有 氣孔 ，均能曝氣。氣孔的孔徑呈狹長的細(xì)縫，其寬度可隨氣量的增減在 0 200um 之間變化。 氣泡 上升速度慢，布?xì)饩鶆?，氧的利用率高，一般?20 25，而價(jià)格較其他微孔曝氣器低。供氧是不需要空 氣過濾設(shè)備，使用時(shí)可以隨時(shí)停止曝氣，不會(huì)堵塞，耐腐蝕。 其各項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo) 11如表 2.5： 14 表 2.5 變孔（微孔）曝氣軟管的各項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo) 出孔 氣泡直徑 行程氣泡直徑 氣孔孔徑 耐壓強(qiáng)度 曝氣量 服務(wù)面積 出氣阻力 1.0mm 15mm 0200mm 0.1Mpa 010 m3/h 0.51m2/m 1745.6pa 曝氣軟管的長度為 2.7m，數(shù)量為： 50001024=21 條 曝氣軟管的總服務(wù)面積為： 212.70.5=28.35 m2 14.5 m2 符合要求。 2.3.5 二次沉淀池 1、 設(shè)計(jì)概述 池型為圓形，廢水從設(shè)在池中央的中心管進(jìn)入，從中心管的下端經(jīng)過反射板后均勻緩慢地分布在池的橫斷面上，由于出水口設(shè)置在池面或池墻四周， 故水的流向基本由下向上。2、 豎流 式沉淀池設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)流速 v0=0.03m/s=108m/h 表面負(fù)荷 q0 0.72m3/(m2 h) 污泥含水率 96 98 3、 計(jì)算結(jié)果 每個(gè)沉淀池的流量 qmax=0.013 m3/s 中心管過水?dāng)嗝婷娣e f=0.43m2 中心管直徑 d0 0.74m 縫隙高度 h3: =0.38m 沉淀區(qū)有效斷面積 F=32.8m2 沉淀池直徑 D 6.8m 沉淀池有效水深 h2 3.5m 污泥斗所需容積 W=5.4m3 污泥斗容積 V=8.5m3 15 沉淀 池總高 H=6.16m 2.3.6 污泥濃縮池 污泥濃縮用于降低污泥中水分，縮小污泥的體積，但仍保持其流體性質(zhì)，有利于污泥的運(yùn)輸、處理與利用。本設(shè)計(jì)選用間歇式重力濃縮池。 1設(shè)計(jì)參數(shù) 含水率 p1=97% 污泥濃度 6g/L， 設(shè)濃縮池的有效深度 h1=3m 2計(jì)算結(jié)果 濃縮池的面積 F:=4m2 池的直徑 D: 2.26m 污泥斗的高度 h2=1.8(m) 濃縮池總高度 H=5.4m 2.4 主要設(shè)備和構(gòu)筑物 1 、 主要 構(gòu)筑物 7和 設(shè)備 10如表 2.8， 2.9 表 2.8 主要構(gòu)建筑物 序列 名稱 規(guī)格 （ LBH） 材料 數(shù)量 1 格柵 池 1.98m0.39m0.535m 鋼筋混凝土 1 2 調(diào)節(jié)池 13.9m9m2.6m 鋼筋混凝土 1 3 水解酸化池 10.2m6m3.5m 鋼筋混凝土 1 16 4 生物接觸氧化池 5m4.334m6.6m 鋼筋混凝土 2 5 二次 沉淀池 3.143.4m3.4m6.16m 鋼筋混凝土 2 6 污泥 濃縮 池 3.141.13m1.13m5.4m 鋼筋混凝土 1 7 污泥脫水 間 4.0m3.0m3.0m 鋼筋混凝土 1 表 2.9 主要設(shè)備 序號 名稱 規(guī)格型號 數(shù)量 單位 1 格柵 格柵間隙寬度 b=0.01m 1 臺(tái) 2 提升泵 100WQ100-15-7.5 2 臺(tái) 3 風(fēng)機(jī) L14LD 型 羅茨鼓風(fēng)機(jī) 2 臺(tái) 4 填料 孔徑為 25mm 的蜂窩型玻璃鋼 料 _ _ 2.5 污水處理廠的總體布置 2.5.1 平面布置 1、 平面布置原則 該污水處理廠為新建工程，總平面布置包括：污水與污泥處理、工藝構(gòu)筑物及設(shè)施的總平面布置，各種管線、管道及渠道的平面布置，各種輔助建筑物與設(shè)施的平面布置，總圖平 面布置時(shí)應(yīng)遵從以下幾條原則 14。 處理構(gòu)筑物與設(shè)施的布置應(yīng)順應(yīng)流程，集中緊湊以便節(jié)約用地和運(yùn)行管理。 工藝構(gòu)筑物 與不同功能的輔助建筑物應(yīng)按功能的差異分別相對獨(dú)立布置并協(xié)調(diào)好與環(huán)境條件的關(guān)系（如地形走勢，污水出口方向、風(fēng)向）。 17 構(gòu)筑物 之間的間距應(yīng)滿足交通，管道（渠）敷設(shè)，施工和運(yùn)行管理等方面的要求。 管道（線）與渠道的平面布置應(yīng)與其高程布置相協(xié)調(diào)，應(yīng)順應(yīng)污水處理廠各種介質(zhì)輸送的要求，盡量避免多次提升和迂回曲折，便于節(jié)能降耗和運(yùn)行維護(hù)。 協(xié)調(diào)好輔建筑物、道路、綠化與處理構(gòu)建筑物的關(guān)系，做到方便 生產(chǎn)運(yùn)行保證安全暢通美化廠區(qū)環(huán)境。 2.5.2 高程布置 1、 高程布置原則 充分利用地形地勢及城市排水系統(tǒng)，使污水經(jīng)一次提升便能順利自流通過污水處理構(gòu)筑物排出廠外。 協(xié)調(diào)好高程布置與平面布置的關(guān)系，做到既減少占地，又利于污水、污泥輸送，并有利于減少工程投資和運(yùn)行成本。 做好污水高程布置與污泥高程布置的配合，盡量同時(shí)減少兩者的提升次數(shù)和高度。 協(xié)調(diào)好污水處理廠總體高程布置與單體豎向設(shè)計(jì)，既便于正常排放，又有利于檢修排空。 2、 高程布置結(jié)果 計(jì)算公式： H=h1+h2+h3 h1 沿程水頭損失 h1=il, i 坡度 i=0.005 h2 局部水頭損失 h2=h110% h3 構(gòu)筑物水頭損失 污水處理廠選址區(qū)海拔相對于水平面標(biāo)高為 0，則其他構(gòu)筑的標(biāo)高以地面為基準(zhǔn)，污水直接排放進(jìn)附近的河流。 高程布置參見高程布置圖。 18 3 污水廠設(shè)計(jì)計(jì)算書 3.1 格柵 3.1.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 1、 設(shè)計(jì)流量 該小區(qū)污水處理廠設(shè)計(jì)的日平均流量 Qd= 1000m3/d=41.67m3/h；總變化系數(shù) KZ=2.20 則最大流量： Qmax=Qd KZ=10002.20=2200m3/d=91.67m3/h=0.0255m3/s； 2、 柵前流速 v1=0.4m/s， 過柵流速 v=0.6m/s； 3、 格柵傾角 =600 ，柵條采 用斷面形狀為圓形的鋼條， 直徑 S=0.02m； 4、 格柵間隙 寬度 b=0.01m。 3.1.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 8 格柵的計(jì)算草圖見圖 3.1 圖 3.1 19 1、 柵條的間隙數(shù) n 設(shè)柵前水深 h=0.2m )(202.06.001.060s in0 2 5 5.0s inQ m a x個(gè)b v hn (3.1) 2、 柵槽寬度 B 設(shè)柵條寬度 S=0.01m B=S（ n-1） +bn (3.2) =0.01（ 20-1） 0.0120=0.39m 3、 進(jìn)水渠道漸寬部分長度 L1 設(shè)進(jìn)水渠道寬 B1=0.28m，其漸寬部分展開角度 1=20o L1= 112BBtg (3.3) = 202 28.039.0 tg=0.15m 4、 柵槽與出水渠道連接處漸寬部分長度 L2 L2= L1 /2=0.15/2=0.076m 5、 過柵水頭損失 h1 因?yàn)闁艞l為圓形截面，取形狀系數(shù) 1.79 ;系數(shù) k取 3 h1= Sb4/3(V22/2g)(sin )k (3.4) =1.79 （01.001.0） 4/3 （ 81.926.06.0 ） （ sin600） 3 =0.085m 20 6、 柵前槽 總高度 H1 取超高 h2=0.25m H1=h+ h2 =0.2+0.25=0.45m 7、 柵后槽總高 H H=h+h1+h2=0.2+0.085+0.25=0.535m 8、 柵槽總長度 L L=l1+l2+0.5+1.0+H1/tg (3.5) =0.15+0.076+0.5+1.0+6045.0tg=1.98m 9、 每天 柵渣量 W 在格柵間隙 0.01m 的情況下，設(shè)柵 渣流量 W1為 0.10m/103m 污水 W=z1maxK1000WQ86400 (3.6) =10 002.2 1.002 55.086 400 =0.1m3/d 0.2 m3/d 所以 宜采 用 人工 清渣 。 3.2 調(diào)節(jié)池 3.2.1 設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)流量 Q=41.7m3/h , 停留時(shí)間 T=6h, 調(diào)節(jié)池有效容積 V=Qt=41.76=250.2m3 調(diào)節(jié)池平面形狀為矩形。設(shè)其有效水深為 2m,調(diào)節(jié)池面積為 F=V/h2=250.2/2=125.1m3 21 池寬 B 取 9m，則池長 L 為 : L=F/B=125.1/9=13.9m 保護(hù)高 h1=0.6m, 池總高 H=0.6+2=2.6m，如圖 2。 出水進(jìn)水 - 剖 面圖 2 調(diào)節(jié)池形式及結(jié)構(gòu) 3.2.2 提升泵 由 于是小型的污水處理廠，因而選擇潛水泵。因?yàn)闈撍媒Y(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，泵與電動(dòng)機(jī)連成一體，潛入水中工作，移動(dòng)靈活，可用于小流量污水泵站得抽升，而且潛水泵可直接放入調(diào)節(jié)池中，不需修建地面泵房 13。 在 調(diào)節(jié)池 池底設(shè)集水坑，在集水水坑內(nèi)設(shè) 2臺(tái)自動(dòng)攪勻潛水泵，一用一備。 設(shè)計(jì)最大流量 Qmax=2200m3/d=91.67m3/h=0.0255m3/s 根據(jù)以上污水流量及提升高度等因素的，選用 100WQ50-15-7.5 型潛水泵，該水泵的主要設(shè)計(jì)參數(shù) 12如表 3.1： 22 表 3.1 潛水泵的設(shè)計(jì)參數(shù) 型號 排出 口徑 mm 流量 m3/h 揚(yáng)程 m 轉(zhuǎn)速 r/min 功率 KW 泵效率 100WQ100-15-7.5 100 100 15 2900 7.5 67 3.3 水解酸化池 3.3.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 停留時(shí)間為 HRT 2 小時(shí)，池的有效水深為 h 3m 3.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 1.水解池的有效容積 v： V=Q HRT 91.67 2 183.34m3 2.水解池的面積 S: S V/h 183.34/3 61.12m2 3.水解池的尺寸： 取寬度 B 6m，則長度 L: L=S/B=61.12/6 10.2m 4.水解池的總高度 H： 設(shè)池的保護(hù)高度 h1 為 0.3m，則： H h h1 3 0.3 3.5m 3.4 生物接觸氧化池 3.4.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 采用一段式接觸氧化池，填料選用蜂窩型 1. 設(shè)計(jì)流量 Qd=1000m3/d； 23 2. 進(jìn)水 BOD5S0=150 mg/L，出水 BOD5Se20 mg/L； 3. 填料總高度 H=3m,分三段裝設(shè)，每段高 1m； 4. 濾池分格數(shù) n=2； 5. 氣水比 D0=3 m3/ m3； 3.4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 6 1. 生物接觸氧化池的有效容積 V 有機(jī)容積負(fù)荷率 NV=1.0kg BOD5/m3d V= NV S-SQ e0d(3.14) = 1500 201501000 =130m3 2. 生物接觸氧化池的總面積 A 設(shè)填料總高度 H=3m,分三段裝設(shè)，每段高 1m A=HV=3130=43.3 m2 (3.15) 3. 每格濾池面積 f 設(shè)濾池分格數(shù) n=2，則每格濾池填料的面積 f =2A=23.43=21.67m225 m2 每格濾池尺寸 LB=54.334=21.67m 4校核有效接觸時(shí)間 t Qh=Qd/24=1000/24=41.67m3/h t=hQfHn = 67.41 367.212 =3.12h符合設(shè)計(jì)要求 (3.16) 24 5 濾池總高度 H0 濾池超高 h1=0.6m；填料以上水深 h2=0.5m；填料層間隙高 h3=0.5m； 填料層數(shù) m=3； 配水區(qū)高度 h4=1.5m。 H0=H h1 h2 m-1 h3 h4 (3.17) =3 0.6 0.5 3-1 0.5 1.5=6.6m 6 污水在池內(nèi)實(shí)際停留時(shí)間 t t= h10Q h-H