SBR工藝設計說明書.doc

精品文檔 前言隨著科學技術的不斷發(fā)展，環(huán)境問題越來越受到人們的普遍關注，為保護環(huán)境，解決城市排水對水體的污染以保護自然環(huán)境、自然生態(tài)系統(tǒng)，保證人民的健康，這就需要建立有效的污水處理設施以解決這一問題，這不僅對現(xiàn)存的污染狀況予以有效的治理，而且對將來工、農(nóng)業(yè)的發(fā)展以及人民群眾健康水平的提高都有極為重要的意義，因此，城市排水問題的合理解決必將帶來重大的社會效益。第一章 緒論1.1、本次課程設計應達到的目的：本課程設計是水污染控制工程教學的重要實踐環(huán)節(jié)，要求綜合運用所學的有關知識，在設計中熟悉并掌握污水處理工藝設計的主要環(huán)節(jié)，掌握水處理工藝選擇和工藝計算的方法，掌握平面布置圖、高程圖及主要構筑物的繪制，掌握設計說明書的寫作規(guī)范。通過課程設計使學生具備初步的獨立設計能力，提高綜合運用所學的理論知識獨立分析和解決問題的能力，訓練設計與制圖的基本技能。1.2、本課程設計課題任務的內(nèi)容和要求：某城鎮(zhèn)污水處理廠設計日平均水量為20000，進水水質如下：COD（mg/L）BOD5(mg/L)SS(mg/L)TN(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)PH3801502004025369、污水處理要達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準中的一級B標準。、生化部分采用SBR工藝。、來水管底標高446.0m.受納水體位于廠區(qū)南側150m。50年一遇最高水位448.0m。、廠區(qū)地勢平坦，地坪標高450.0m。廠址周圍工程地質良好，適合修建城市污水處理廠。、所在地區(qū)平均氣壓730.2mmHg柱，年平均氣溫13.1，常年主導風向為東南風。具體設計要求：、計算和確定設計流量，污水處理的要求和程度。、污水處理工藝流程選擇（簡述其特點及目前國內(nèi)外使用該工藝的情況即可）、對各處理構筑物進行工藝計算，確定其形式、數(shù)目與尺寸，主要設備的選取。、水力計算，平面布置設計，高程布置設計。第二章 SBR工藝流程方案的選擇2.1、SBR工藝主要特點及國內(nèi)外使用情況：SBR是序列間歇式活性污泥法的簡稱，與傳統(tǒng)污水處理工藝不同，SBR技術采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應替代穩(wěn)態(tài)生化反應，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動態(tài)沉淀。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，SBR技術的核心是SBR反應池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉池等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)。經(jīng)過這個廢水處理工藝的廢水可達到設計要求，可以直接排放。處理后的污泥經(jīng)機械脫水后用作肥料。此工藝在國內(nèi)外被引起廣泛重視和研究日趨增多的一種污水生物處理新技術，目前，已有一些生產(chǎn)性裝置在運行之中。它主要應用在城市污水、工業(yè)廢水處理方面。2.2、工藝流程圖：圖2.1 SBR法處理工藝流程圖第三章 SBR工藝設計計算3.1、原始設計參數(shù)：原水水量： 取流量總變化系數(shù)為： （Q=231.5L/s）設計流量： 3.2、粗格柵設計：本設計選擇單獨設置的格柵,傾角=3.2.1、格柵槽總寬度 B=1.19m，取1.5m3.2.2、通過格柵的水頭損失 h1=0.026m3.2.3、柵后明渠的總高度 H=0.726m3.2.4、格柵槽總長度 L=4.67m3.2.5、每日柵渣量 W=3.2.6、機械除渣，用NC1200型機械除砂器一臺3.3、提升泵站設計：本工藝選用LXB-900螺旋泵3.4、細格柵設計：本設計選擇格柵和沉砂池合建。設計中選擇兩組格柵，N=23.4.1、格柵槽總寬度： B=1.28m，設計中取1.5m3.4.2、通過格柵的水頭損失： h1=0.46m3.4.3、柵后明渠的總高度： H=1.16m3.4.4、格柵槽總長度： L=2.82m3.4.5、每日柵渣量： W=3.4.6、機械除渣，用NC800型機械除砂器一臺 3.5、曝氣沉砂池設計：3.5.1、池子總有效體積：設計中取停留時間t=2min，則3.5.2、水流斷面面積：設計中取水平流速=0.08，則水流斷面面積：3.5.3、池總寬度： 設計中取（設計有效水深），則 3.5.4、池長： L:B=4.48 80，符合3.6.6、沉淀池總高度：式中：沉淀池超高，一般取0.3m水污染控制工程。高延耀，P54；沉淀池緩沖層高度，一般采用0.3m水處理工程設計計算，韓洪軍，P227；則，3.6.7、進水裝置：本工藝輻流式沉淀池采用池中心進水，通過配水花墻和穩(wěn)流罩向池四周流動。進水管道采用鋼管，管徑DN=800mm，管內(nèi)流速0.68m/s。3.6.8、出水裝置：出水采用池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保證池內(nèi)水位標高恒定，堰上水頭 式中： H-堰上水頭（m）；Q1-沉淀池內(nèi)設計流量（m3/s）；m-流量系數(shù)，一般采用0.40.5b2-堰寬（m），等于沉淀池寬度。則，出水堰自由跌落0.2m后進入出水渠，出水渠寬2m，水流流速m/s，采用出水管道在出水槽中部與出水槽連接，出水管道采用鋼管，管徑DN=800mm，管內(nèi)流速V2=0.68m/s。排水干管管徑：=0.343m3/s,取管徑DN=800mm，流速VS=0.68m/s。3.6.9、排泥管：沉淀池采用重力排泥，排泥管管徑DN300mm，排泥管伸入污泥斗底部，排泥靜壓頭采用1.2m，將污泥排到池外集泥井內(nèi)。3.6.10、出水擋渣板：浮渣用浮渣刮泥板收集，定期清渣，刮泥板裝在刮泥機桁架的一側，高出水面0.2m，在出水堰前設置浮渣擋板攔截浮渣，排渣管管徑取為DN300mm。3.7、SBR反應池設計：3.7.1、SBR池計算：設單個SBR反應池運行周期為8小時。進水（厭氧)1小時，反應（曝氣）4小時，沉淀(缺氧）2小時，排水排泥1小時。低污泥負荷下有利于硝化菌、反硝化菌等自養(yǎng)菌的生長 。設計取Ns=0.1Kg BOD5/（Kg MLSSd）。設置4個反應池，反應池前設一個調節(jié)池，調節(jié)池與曝氣沉砂池相連。當前一個反應池運行2小時后，下一個反應池開始運行。也就是說每周期從調節(jié)池注入一個SBR反應池的水量相當于2小時內(nèi)從沉砂池流進調節(jié)池的平均水量。1）調節(jié)池的容積：以3小時內(nèi)流進調節(jié)池的平均水量計算調節(jié)池的體積，這樣既可對因上游來水不均勻造成的水位波動起到緩沖作用（KZ=1.48），又可以保證在有一個SBR反應池出現(xiàn)故障時，其它3個反應池仍能交替連續(xù)運行。 調節(jié)池尺寸 LBH=25205 , 正常運行時最高水深為3.33m，最低水深1.6m，池底出水。出水管（鋼混）流量 設計取排水管管徑DN800mm，設計流量q=1667m3/h，出水結束由調節(jié)池及SBR中液位控制。2）活性污泥量(以MLSS計)采用污泥負荷法計算：則總活性污泥量： 3）剩余污泥量：剩余污泥包括兩部分：a、微生物降解BOD后代謝增殖的污泥量 。 b、吸附在菌膠團上的不可降解的非揮發(fā)性固體（進水水中的SS）。（1）增殖活性污泥以SS計 式中：f-VSS與SS之比值，取0.6；Y-產(chǎn)率系數(shù)，kgVSS/kgBOD5，取0.6；Kd-內(nèi)源代謝系數(shù)，取0.06；所以，（2）假設進水中的SS被活性污泥吸附后，能達到排放標準。 所以每天排泥（MLSS-SS) 2240kg 。以體積計：VSS= 373m3/d ，含水率P=99.4%；（因，所以污泥體積指數(shù) SVI=167ml/g）VSS=280 m3 /d , 含水率P=99.2% 。（SVI=125ml/g)4）計算反應器中的總污泥量（MLSS-SS） 污泥當中的SS（來自進水）與活性組分（以MLSS計）的質量比例關系為 則每個SBR池中總污泥量為 設含水率92.2%, 則以體積計VS=1750 m35）SBR 反應池容積其中： VS-單池污泥體積，m3；VF-進水體積，m3 ； Vb-保護容積，m3 。取超高0.5m，每個SBR反應池的尺寸則保護容積 Vb=323 m3 ，安全高度，符合0.30.5。進水水深，沉淀后污泥層高度，校驗：污泥濃度 反應池中污泥濃度一般在15005000mg/L之間 水處理工程設計計算 韓洪軍 P281排出比 排出比指每一周期的排水量與反應器容積之比，一般在1/41/2之間。水處理工程設計計算 韓洪軍 P281，在1/41/2之間。6）排水及排泥系統(tǒng)：選用電動旋轉式潷水器，型號XBS-D-1800。潷水深度2.45m，排水結束由液位控制。排水管（鋼混）與潷水器相連，每池設一個排水管。設計取排水管管徑DN800mm ，設計流量q=1667m3/h，（實際運行時，排水結束由SBR池中液位控制）。 在池底設置簡易半圓形集泥槽（），剩余污泥在重力作用下排入集泥井。排泥管管徑DN=300mm ，管上安裝流量閥，控制排泥量。7）SBR反應運行時間與水位控制：圖2.2 SBR反應池示意圖進水開始與結束由水位控制，進水結束即開始曝氣階段，曝氣結束由時間控制，沉淀開始到結束由時間控制，沉淀結束即開始排水排泥，排水結束由水位控制。8）關于脫氮除磷效果的說明：項目CODBOD5TNNH3-NTP去除率8288%8593%3339%5387%8599%有資料顯示SBR處理城市污水的處理效果為：SBR及其變法污水處理與回用技術 張統(tǒng) 化學工業(yè)出版社 P162在上述工況下，除TN外其余指標均能達標。在運行調試階段，強化硝化反硝化過程，提高TN的去除率。3.7.2、需氧量及曝氣系統(tǒng)設計計算：1）需氧量：取0.50kg/kg，0.190水污染控制工程，P144(1/d)。2）供氣量計算：設計采用SX-1型空氣曝氣器，敷設在SBR反應池池底，距池底距離500mm，且水深為5.5m，因此淹沒深度H=5.5-0.5=5m。氧轉移效率8.00%，服務面積為，軟管間距取500mm。查表知，20時溶解氧飽和度為。已知數(shù)據(jù)中，當?shù)仄骄鶜鈮簽?30.2mmHg柱，換算為標準單位是Pa，所以曝氣器出口處的絕對壓力為：空氣離開曝氣池時，氧的百分比為曝氣池中溶解氧平均飽和度為：（水溫20）20是脫氧清水充氧量為： =4985.0kg/d=207.7kg/h式中污水中雜志影響修正系數(shù)，取0.7；污水含鹽量影響修正系數(shù)，取0.95；C混合液溶解氧濃度，取2.0；氣壓修正系數(shù)，SBR反應池的供氣量為水污染控制工程，P133，（12-54）3.7.3、空氣管計算：空氣管平面布置圖如下圖，鼓風機房出來的空氣供給供氣干管，在相鄰兩SBR池的隔墻上設兩根供氣支管，為四個SBR反應池供氣。每個供氣支管設17條配氣豎管，為SBR池供氣，四池共四條供氣支管，68條配氣豎管。每條配氣豎管安裝SX-1型曝氣器20個，每池共340個曝氣器，全池共1360個曝氣器。每個曝氣器的服務面積為。（曝氣器布置示意圖如下圖）圖2.3 四個SBR池空氣管平面布置圖（標注尺寸單位：mm）圖2.4 單個SBR池底曝氣器排列示意圖每根空氣干管供氣量為：1.25安全系數(shù)故選用SX-1型盆型曝氣器，敷設SBR反應池池底，氧轉移效率8.00%，供氣量，服務面積為。3.7.4、鼓風設備：鼓風機房要給曝氣沉砂池和SBR池供氣，選用TS系列羅茨鼓風機選用TSD-150型鼓風機9臺，工作8臺，備用1臺。設備參數(shù)：風量20.4（總風量為20.4608=9792，符合本工藝所需9272.3+274=9546.3）；升壓44.1KPa（曝氣器出口處的壓力為44.1KPa，符合）；配套電機型號Y200L-4；功率30KW；轉速1220r/min；機組最大重量730kg；設計鼓風機房占地LB=2010=200。3.8、接觸式消毒池設計：3.8.1、本工藝采用液氯消毒，每日加氯量為：q=qOQ86400/1000=50.34386400/1000=148.176 kg/d液氯由真空轉子加氯機加入，加氯機選用三臺，采用二用一備。每小時加氯量為148.176/48=6.174kg/h,設計中采用ZJ-2型轉子加氯機。本設計采用1個4廊道平流式消毒接觸池。3.8.2、消毒接觸池容積： V=Qt=0.3433060=617.4 m33.8.3、消毒接觸池表面積：F= V/h2=617.4/2.5=247.96 m2 3.8.4、消毒接觸池廊道長：L= F/B=247.96/4=61.99 m3.8.5、消毒接觸池總長： L= L/4=61.99/4=15.5m，取16m3.8.6、池高： H=h1+h2=0.3+2.5=2.8m3.8.7、進水部分消毒接觸池的進水管管徑D=1300mm,v=1.24m/s,i=1.161混合采用管道混合的方式，加氯管線直接接入消毒接觸池進水管，為增強混合效果，加氯點后接D=1300mm的靜態(tài)混合器。3.8.8、出水堰上水頭：3.9、污泥處理設備：3.9.1、產(chǎn)泥量：每日處理剩余污泥量為400m3/d，其中含水率P=99.4%3.9.2、集泥井：設集泥井有效井深1m，設計尺寸LB=54=20，集泥井為地下式，池頂加蓋。3.9.3、提升泵選型：選用型號LXB-400 泵2臺，工作1臺，備用1臺。LXB-400參數(shù)：螺旋外徑：400mm；轉速：84r/min；流量：75/h；最大提升高度：2.5m；功率:1.1kW；污泥泵房：65=30。3.9.4、污泥濃縮池設計：（池型：輻流式濃縮池）（1）沉淀部分有效面積：，設計中取120m2（2）濃縮池直徑D：設計中取12.4m（3）濃縮池的容積V：，設計中采用332T:濃縮池濃縮時間，一般采用10-16h，設計采用15h。 （4）濃縮后剩余污泥量：單池產(chǎn)生的濃縮污泥量為：:濃縮后污泥含水率，97%（5）濃縮池有效水深：（6）池底高度：輻流沉淀池采用中心驅動刮泥機，池底需做成4%的坡度，刮泥機連續(xù)轉動將污泥推入污泥斗。池底高度：設計中取0.25m（7）污泥斗容積：泥斗傾角，為保證排泥順暢，圓形污泥斗傾角采用55；a：污泥斗上口半徑，取1.25m；b：污泥斗底部半徑，取0.25m；污泥斗容積： 污泥斗中污泥停留時間：（8）濃縮池總高度： h1：超高，一般采用0.3m h3：緩沖層高度，一般采用0.3-0.5m,設計采用0.3m（9）濃縮后處理的污水量：，濃縮后污泥含水97%（10）溢流堰：濃縮池溢流出水經(jīng)過溢流堰進入儲水槽，然后匯入出水管排出。出水槽流量q=0.0037m3/s,設出水槽寬0.2m,水深0.1m,則水流速為0.185 m/s。溢流堰周長（11）溢流管：溢流水量0.0037/s，設溢流管徑DN100mm，管內(nèi)流速0.47m/s.（12）刮泥裝置：濃縮池采用中心驅動刮泥機，刮泥機底部設有刮泥板，將污泥推入泥斗。（13）排泥管：剩余污泥量0.00092/s,泥量很小，采用污泥管道最小管徑DN150mm。間歇將污泥排入壓濾機。3.9.5、污泥脫水機房：（1）污泥產(chǎn)量：污泥濃縮后產(chǎn)量，產(chǎn)生含水量為97%的干污泥加上初沉池80 /d80+80=160/d=6.67/h（2）污泥脫水機：根據(jù)所需污泥處理量，選用DY-2000型帶式壓濾機2臺，工作1臺，備用1臺。選用流量較大的壓濾機，不設貯泥柜，減少占地面積。DY-2000參數(shù)：處理能力8-12/h；帶寬2000mm ；沖洗水壓0.4Mpa；沖洗耗水8；氣壓0.3-0.5Mpa；電機功率2.2kW；泥餅含水率65-75%；質量5600kg。（3）污泥餅體積：設泥餅含水率為75%V = (/C) = 160(1-97%)/(1-75%)=19.2 污泥脫水機房高度5m，LB=1010。第四章 污水處理廠高程布置4.1、污水處理構筑物高程布置：主要任務：確定各處理構筑物的標高，確定各處理構筑物之間連接管渠的尺寸及標高，確定各處理構筑物的水面標高，從而能夠使污水沿處理構筑物之間順暢流動。保證污水廠正常運行。4.1.1、構筑物水頭損失表2.1 構筑物水頭損失表構筑物名稱水頭損失（m）構筑物名稱水頭損失（m）格柵0.2+0.46調節(jié)池有效水深的一半1.67沉砂池0.2SBR池潷水深度2.45初沉池0.5消毒池0.34.1.2、管渠水力計算表2.2 污水管渠水力計算表管渠與構筑物名稱流 量（L/S）管渠設計參數(shù)水頭損失D（mm）I（）V（m/s）L（m）沿程局部合計出水口至消毒池231.56001.50.82165.60.2480.1360.384消毒池至SBR池4638001.30.921160.1510.1620.313SBR池至調節(jié)池4638001.30.92900.1170.1590.276調節(jié)池至初沉池3438000.7140.68180.0130.0350.048初沉池至沉砂池3438000.7140.68300.0210.0350.056細格柵至泵房3438000.7140.68260.0190.0350.054污水管渠局部阻力損失按照阻力系數(shù)法和當量長度法化工原理 上 夏清 天津大學出版社 P5658計算：局部阻力包括流體在管路的進口、出口、彎頭、閥門、擴大、縮小等局部位置流過時產(chǎn)生的。進口：=0.5；出口：=1.0；管道分支：=1.5出水口至消毒池進口，出口，大圓角彎頭（Le=12.5m），止回閥（全開Le=45m）消毒池至SBR池進口，出口，大圓角彎頭兩個（Le=25m），分支管道SBR池至調節(jié)池進口，出口，大圓角彎頭（Le=12.5m），閘閥( 全開Le=10m），分支管道調節(jié)池至初沉池進口，出口初沉池至沉砂池進口，出口細格柵至泵房進口，出口4.1.3、構筑物及管渠水面標高計算本設計中，由于50年一遇最高水位為448m，其水位較低，污水廠出水能在洪水位自流排出，故污水處理廠未設置終點泵站，。但考慮到土方平衡，建筑成本，管線埋深等因素，出水口標高設定為449m，故可推算其他構筑物、管渠高程。表2.3 構筑物及管渠水面標高計算表序號管渠與構筑物名稱水面上游標高（m）水面下游標高（m）構筑物水面標高（m）地面標高（m）1出水口至消毒池449.384449450.0 2消毒池449.684449.384449.534450.0 3消毒池至SBR池449.997449.684450.0 4SBR池452.447449.997451.222450.0 5SBR池至調節(jié)池452.723452.447450.0 6調節(jié)池454.423452.723453.573450.0 7調節(jié)池至初沉池454.471454.423450.0 8初沉池454.971454.471454.721450.0 9初沉池至沉砂池455.027454.971450.0 10沉砂池455.227455.027455.127450.0 11細格柵455.687455.227450.012細格柵至泵房455.741455.687450.0 4.2、污泥處理構筑物高程布置：排泥流速一般大于1.5m/s,重力排泥管道水力坡度在10%020%0 給排水設計手冊 常用資料第一冊以1.5m/s計算管徑，d=334mm，因此可取污泥管徑300mm。4.2.1、污泥處理構筑物水頭損失水處理工程設計計算，中國建筑出版社，P356當污泥以重力流排出池體時，污泥處理構筑物的水頭損失以各構筑物的出流水頭計算，初沉池，濃縮池，一般取1.5m。4.2.2、污泥管道水頭損失：表2.4 污泥管道水力計算表管渠與構筑物名稱流 量（L/S）管渠設計參數(shù)水頭損失（m）D（mm）I（）V（m/s）L（m）沿程局部合計初沉池至脫水機房10630011.