氧化溝工藝處理城市污水說明計算書

1、 氧化溝工藝處理城市污水摘 要本次畢業(yè)設(shè)計的題目為某污水處理廠設(shè)計氧化溝工藝。主要任務(wù)是工藝流程選擇及構(gòu)筑物設(shè)計和計算。其中初步設(shè)計要完成設(shè)計說明書一份、污水處理廠總平面布置圖一張、高程圖一張，流程圖一張，主要設(shè)備圖一張，管道布置圖一張；單項處理構(gòu)筑物施工圖設(shè)計中，主要是完成氧化溝平面圖和剖面圖。該污水處理廠工程，總規(guī)模達到8萬噸/日。該污水廠的污水處理流程為：從泵房到沉砂池，進入氧化溝，二沉池，最后出水；污泥的流程為：從二沉池排出的剩余污泥首先進入濃縮池，進行污泥濃縮，然后進入消化池，經(jīng)過消化的污泥再送至帶式壓濾機，進一步脫水后，運至垃圾填埋場。出水執(zhí)行國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1

2、996）二級標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞：氧化溝工藝；消化池第一章 設(shè)計概論1.1 設(shè)計依據(jù)和設(shè)計任務(wù)1.1.1 原始依據(jù)1.設(shè)計題目: 2.設(shè)計基礎(chǔ)資料： 1.2 進出水水質(zhì) 處理水質(zhì)達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）二級標(biāo)準(zhǔn)。第二章 工藝流程的確定 2.2 污水處理中生物方法的比較 2.2.1 SBR工藝和氧化溝工藝的比較 如前所述，SBR工藝和氧化溝工藝都比較適合于中小型污水廠，如果設(shè)計管理的好，都可以取得比較好的除磷脫氮效果。但是這兩種工藝又各有優(yōu)缺點，分別適用于不同的情況。 a) SBR工藝由于采用合建式，不需要設(shè)置二沉地，同時由于采用微孔曝氣，可以采用的水深一般為46m，

3、比一般氧化溝的水深(34m)要深，因此在同樣的負(fù)荷條件下，SBR工藝的占地面積小，如果污水處理廠所在地的征地費用比較高，對SBR工藝有利。b) SBR工藝中一個周期的沉淀時間是由活性污泥界面的沉速、MLSS濃度、水溫 等因素確定的，渾水時間是由潷水器的長度、上清液的潷除速率等因素決定的，對于一個固定的反應(yīng)系統(tǒng)，沉淀時間和潷水時間的和基本上是固定的，一般都不應(yīng)小于2小時，因此，每個周期的時間短，反應(yīng)時間所占的比例就低，反應(yīng)池的體積利用系數(shù)降低。對于對污泥穩(wěn)定要求不高的污水廠，選擇SBR工藝不利。(合建式氧化溝工藝也有這個缺點)。 c) SBR工藝和交替式氧化溝需要頻繁地開停進水閥門，曝氣設(shè)備，潷

4、水器等，因此，對自控設(shè)備的要求比較高，目前，某些國產(chǎn)設(shè)備的質(zhì)量尚不過關(guān)，如果考慮進口，自控系統(tǒng)所占的投資比例將增加，而且將增大維修費用。d) 在寒冷的氣候條件下，因為表面爆氣器會造成表面冷卻或者結(jié)冰，降低污水的溫度，而污水的溫度降低，對生化反應(yīng)尤其是硝化反應(yīng)的影響較大，所以，在寒冷地區(qū)，采用氧化溝工藝，需要采取一些特殊措施，如將氧化溝加蓋，而這些措施都使氧化溝工藝在和其它工藝競爭中，處于不利的地位。e) 在一些水量非常小的小城鎮(zhèn)，夜間幾乎沒有污水產(chǎn)生，這時候SBR工藝和交替式氧化溝工藝有優(yōu)越性，曝氣設(shè)備可以白天運轉(zhuǎn)，夜間停止運行。2.3 工藝流程的確定 2.3.1 工藝流程如圖 2-2 圖 2

5、-2 氧化溝處理工藝流程圖2.3.2 污水處理部分1. 格柵 本污水處理廠設(shè)置粗、細(xì)兩道格柵。格柵的主要作用是將污水中的大塊污物攔截，以免其對后續(xù)處理單元的機泵或工藝管線造成損害。按柵條的種類可分為直棒式柵條格柵、弧形格柵、輻射式格柵、轉(zhuǎn)筒式格柵和活動?xùn)艞l式格柵。由于直棒式格柵運行可靠，布局簡潔，易于安裝維護，本工藝選用直棒式格柵。 格柵與水泵房的設(shè)置方式。 2. 沉砂池 沉砂池的形式，按池內(nèi)水流方向的不同，可分為平流式、豎流式和旋流式三種；按池型可分為平流式沉砂池、豎流式沉砂池、曝氣沉砂池和旋流沉砂池。 平流式沉砂池是常用的形式，污水在池內(nèi)沿水平方向流動，具有構(gòu)造簡單、截留物及顆粒效果較好的

6、優(yōu)點。豎流式沉砂池是污水自下而上由中心管進入池內(nèi)，無機物顆粒藉重力沉于池底，處理效果一般較差。曝氣沉砂池是在池的一側(cè)通入空氣，使污水沿池旋轉(zhuǎn)前進，從而產(chǎn)生與主流垂直的橫向恒速環(huán)流。曝氣沉砂池的優(yōu)點是，通過調(diào)節(jié)曝氣量，可以控制污水旋流的速度，使除砂效率較穩(wěn)定，受流量變化的影響較小 權(quán)衡比較之后，考慮到擬建污水處理廠的水質(zhì)特點，從實際處理效率和經(jīng)濟運行成本出發(fā)，決定采用平流式沉沙池。3. 氧化溝 主要比較已經(jīng)在前面敘述，采用Carrousel 氧化溝。4. 沉淀池a) 平流式沉淀池由流入裝置、流出裝置、沉淀區(qū)、緩沖層、污泥區(qū)及排泥裝置等組成； 流入裝置由配水槽、擋流板組成，流出裝置由流出槽與擋板組

7、成，緩沖層的作用時避免已沉污泥被水流攪起以及緩解沖擊負(fù)荷，污泥區(qū)起貯存、濃縮和排泥作用，排泥方式有靜水壓力法、機械排泥法。b) 輻流式沉淀池池型呈圓形或正方形，直徑（或邊長）6-60m，池周水深1.5-3.0m，用機械排泥，池底坡度不宜小于0.05?？捎米鞒醭脸鼗蚨脸?。c) 豎流沉式淀池池型可用圓形或正方形。為了池內(nèi)水流分布均勻，池徑不宜太大，一般采用4-7m。沉淀區(qū)呈柱形，污泥斗呈截頭倒錐體。輻流沉淀池工藝成熟，適合范圍廣，故采用之。 2.3.2 污泥處理部分 1. 污泥的處理要求 污泥生物處理過程中將產(chǎn)生大量的生物污泥，有機物含量較高且不穩(wěn)定，易腐化，并含有寄生蟲卵，若不妥善處理和處置，

8、將造成二次污染。 污泥處理要求如下： 減少有機物，使污泥穩(wěn)定化 減少污泥體積，降低污泥后續(xù)處置費用 減少污泥中有毒物質(zhì)2. 常用污泥處理的工藝流程 ： 污泥濃縮，脫水有兩種方式選擇，污泥含水率均能達到80%，方案如下： （1） 方案一:污泥機械濃縮、機械脫水 （2） 方案二:污泥重力濃縮、機械脫水 項目方案一方案二主要構(gòu)筑物污泥貯泥池濃縮、脫水機房污泥濃縮池脫水機房主要設(shè)備濃縮池刮泥機濃縮池刮泥機脫水機占地面積小大絮凝劑總用量3.0-4.0kg/ Ds4.0kg/T DS對環(huán)境的影響小大總土建費用小大總設(shè)備費用一般稍大表 2-1 兩種污泥濃縮方法比較由表2-1可見方案一優(yōu)于方案二，因此本工程污

9、泥處理工藝選用污泥機械濃縮，機械脫水。 第三章 污水處理系統(tǒng)設(shè)計計算3.1 粗格柵 設(shè)計說明：柵條的斷面主要根據(jù)過柵流速確定，過柵流速一般為0.61.0m/s，槽內(nèi)流速0.5m/s左右。如果流速過大，不僅過柵水頭損失增加，還可能將已截留在柵上的柵渣沖過格柵，如果流速過小，柵槽內(nèi)將發(fā)生沉淀。此外，在選擇格柵斷面尺寸時，應(yīng)注意設(shè)計過流能力只為格柵生產(chǎn)廠商提供的最大過流能力的80%，以留有余地。 如前面所述，選用平面矩形格柵（三座）計算草圖3-1圖3-1 格柵示意圖3.1.1 格柵的間隙數(shù)量n取過柵流速0.9m/s,格柵傾角=60,，柵條間距b=30mm,柵前水深0.6m取n=17式中: Qmax最

10、大設(shè)計流量,m3/sa-格柵傾角b-柵條間隙.mh-柵前水深,mv-污水流經(jīng)格柵的速度,m/s3.1.2 格柵的建筑寬度 B 設(shè)計采用圓鋼為柵條，即s= 0.01m3.1.3 過柵水頭損失柵條斷面形狀為圓形 式中:-阻力系數(shù)，其值與柵條斷面形狀有關(guān)，圓形取1.79 k-格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般取33.1.4 柵后槽的總高度式中: h2-柵前渠道超高，取0.3米3.1.5 格柵的總建筑長度式中:L1進水漸寬部位長度，m b1進水渠渠寬，取0.8米； a1進水渠漸寬部分展開角，20 L2出水渠道漸窄部位長度，L2=0.5L1=0.61m 3.1.5 每日柵渣量的計算工程格柵間隙為30

11、mm，取W1=0.02m3/103m3式中：KZ生活污水流量總變化系數(shù)，取1.5因為每日柵渣量0.23，宜采用機械清渣3.1.6清渣設(shè)備 亞太環(huán)保公司的FH型旋轉(zhuǎn)式格柵除污機，2臺，N=1.5KW。 3.1.7構(gòu)筑物大小 7.53 m（長）0.66 m（寬）1.09 m（高）3.2泵站 設(shè)計流量Qmax=0.926m3/s，考慮到經(jīng)濟實用性，擬采用螺旋泵作為污水提升裝置為了避免設(shè)備24小時運轉(zhuǎn)，決定共配備6臺螺旋泵，四用二備，在平時6臺水泵替換使用，可有效延長設(shè)備使用壽命，同時，在某臺水泵出現(xiàn)故障時，可啟用備用水泵，實現(xiàn)污水處理廠的不間斷持續(xù)運轉(zhuǎn)每臺泵的設(shè)計水量為：Q0.926/4833 m3

12、/集水池容積采用相當(dāng)于一臺泵的15min流量，即： 3.3 細(xì)格柵擬建2座 3.3.1 設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量Qmax=0.926m3/s，柵前水深1.0m，過柵流速v=0.9m/s柵條間隙b=10mm，柵前長度L1=1.0m，柵后長度L2=1.0m格柵傾角a=60，柵條寬度S=10mm，柵前渠超高h2=0.5m3.3.2 設(shè)計計算 圖 3-1 細(xì)格柵計算示意圖3.3.2.1 柵條的間隙數(shù)n取n=48個3.3.2.2 格柵的建筑寬度b取s= 0.01m3.3.2.3 通過柵頭的水頭損失設(shè)格柵斷面為銳邊矩形斷面3.3.2.4 柵后槽總高度3.3.2.5 柵前渠道深3.3.2.6 柵槽總長度：3.3.2

13、.7 每日柵渣量式中，W1為柵渣量，對于城市污水，柵條間距b=10mm時，W1=0.02m3/103m3 攔截污物量大于0.2m3/d時，宜采用機械清柵。 3.3.3 清渣設(shè)備1. JT-10型格柵除污機2臺，電機功率2.2kw 2. SY型柵渣壓榨機,功率1.5kw 3.4 沉砂池 3.4.1 設(shè)計數(shù)據(jù) （1）最大流速為0.3m/s，最小流速為0.15m/s （2）最大流量時停留時間不小于30s，一般采用3060s 18（3）有效水深應(yīng)不大于1.2m，一般采用0.251m，每格寬度不宜小于0.6m（4）進水頭部應(yīng)采取效能和整流措施（5）池底坡度一般為0.010.02，當(dāng)設(shè)置除砂設(shè)備時，可根據(jù)

14、設(shè)備要求考慮池底形狀 3.4.2 具體計算設(shè)計2個沉砂池平行處理3.4.2.1 沉沙池長度取v=0.25m/s，t=30s， L=vt=0.2530=7.5m 3.4.2.2 水流斷面3.4.2.3 池總寬度b設(shè)n=2，b=0.8m，B=nb=20.8=1.6m 3.4.2.4 有效水深3.4.2.5 沉砂室所需容積式中：X-城市污水的沉沙量，一般采用30m/106m3（污水）T-排水時間間隔，dKZ-生活污水流量的總變化系數(shù)3.4.2.6 每個沉砂斗容積設(shè)每一分格有兩個沉砂斗3.4.2.7 沉砂斗各部分尺寸 設(shè)斗底寬a1=0.6m，斗壁與水平面的傾角為55，斗高沉砂斗上口寬：沉砂斗容積：沉砂

15、室高度：采用重力排砂，設(shè)池底坡度為0.06，坡向砂斗 池總高度：設(shè)超高h1=0.4m核算最小流速：式中：qvmin 設(shè)計最小流量，m3/sn1最小流量時工作的沉沙池數(shù)目，取n1=1Amin最小流量時沉沙池中的水流斷面面積，m23.4.3 草圖圖 3-2 沉沙池草圖3.4.4 沙水分離裝置 LSF型螺旋砂水分離器(2套)，N=0.37kw 3.4.5 構(gòu)筑物大小7.5(長)1.6(寬)1.62(高)m 3.5 氧化溝 Carrousel氧化溝的設(shè)計可用延時曝氣池的設(shè)計方法進行,即從污泥產(chǎn)量WV=0出發(fā),導(dǎo)出曝氣池體積,然后按氧化溝工藝條件布置成環(huán)狀 混合式或carrousel式。氧化溝中循環(huán)流速

16、為0.30.6m/s，有效深度15m。該污水處理廠日處理水量80000m3，共設(shè)計四組氧化溝，每組氧化溝日處理水量為10000m3,進水BOD5濃度為200mg/l,出水BOD5濃度要求小于30mg/l,根據(jù)他人經(jīng)驗性數(shù)據(jù),我們假定氧化溝中揮發(fā)固體濃度X=4000mg/(lVSS),二沉池底揮發(fā)固體濃度Xr=12370mg/(lVSS),產(chǎn)率系數(shù)y=0.4,微生物自身衰減系數(shù)Kd=0.1d-1,反應(yīng)速度常數(shù)K=0.1L(mg/d)。3.5.1 氧化溝所需容積V（WV0）3.5.2 曝氣時間Tb3.5.3 回流比R3.5.4 需氧量G在延時曝氣氧化溝中，由微生物去除的全部底物都作為能源被氧化而W

17、V0，故系統(tǒng)中每天需氧量為：折合最終生化需氧量為LT去除單位質(zhì)量BOD5的需氧量為L/G3.5.5 復(fù)合污泥負(fù)荷N3.5.6 氧化溝主要尺寸已知氧化溝的容積為3400m3，取水深H4.0，溝寬為B4m，則氧化溝的長度為：3.5.7 氧化溝草圖 圖3-3 氧化溝草圖3.6 二沉池的設(shè)計和計算3.6.1 池表面積 式中: A-池表面積,m2Q-最大時污水量,m3/hq-水力表面負(fù)荷,m3/(m3h),一般為0.51.5 m3/(m3h)擬設(shè)計2個二沉池則Q=80000/2=40000m3/d=416.5m3/h,取q=1.0 m3/(m3h),那么A=Q/q=416.5m23.6.2 池體直徑3.

18、6.3 沉淀部分有效水深H=q式中：水力停留時間h,一般為1.01.5h取=1.5h,則H=1.5m第四章 污泥處理系統(tǒng)4.1 污泥量計算二沉池污泥量：式中: x二沉池每日排泥量，kg/d；Q平平均日處理污水量，m3/dLr去除的BOD濃度，kg/m3；Kd衰減系數(shù)，1/d，一般為0.050.1Qc污泥齡，d濕污泥體積：式中: p污泥含水率，%，取99.4%總污泥量：566.6m3/d4.2 污泥濃縮池擬采用輻流式重力濃縮池4.2.1 設(shè)計參數(shù)1. 進泥含水率當(dāng)為初次污泥時,其含水率一般為95%98%;當(dāng)為剩余活性污泥時,其含水率一般為99.2%99.6%;當(dāng)為混合活性污泥時,其含水率一般為9

19、8%99.5%2. 污泥固體負(fù)荷當(dāng)為初次污泥時,污泥固體負(fù)荷宜采用80120kg/(m2d); 當(dāng)為剩余活性污泥時,污泥固體負(fù)荷宜采用3060kg/(m2d); 當(dāng)為混合活性污泥時,污泥固體負(fù)荷宜采用2580kg/(m2d)3. 濃縮后污泥含水率由二沉池進入污泥濃縮池的污泥含水率,當(dāng)采用99.2%99.6%時,濃縮后污泥含水率宜為97%98%4. 污泥停留時間濃縮時間不宜小于12小時,但也不要大于24小時,以防止污泥厭氧腐化5.有效池深一般為4m,最低不小于3m4.2.2 設(shè)計計算4.2.2.1 濃縮池直徑式中: Q污泥量，m3/dC污泥固體濃度,g/l, 進泥含水率取99.4%,則C=6g/

20、lM濃縮池污泥固體通量,kg/(m2/d), 取25kg/(m3/d)A=566.6627=125m2采用兩個污泥濃縮池,每個池面積為A/2=62.5m2則濃縮池直徑為4.2.2.2 濃縮池工作部分高度h1取污泥濃縮時間T=16h,則4.2.2.3 超高h2超高h2取0.3m4.2.2.4 緩沖層高h3h3取0.3m4.2.2.5 濃縮池總高度H=h1+h2+h3=3.6m4.2.2.6 濃縮后污泥體積4.3 消化池 本設(shè)計采用一級消化（草圖如圖4-1） 圖4-1 消化池4.3.1 池體設(shè)計 池型：圓柱形，固定蓋池子中溫消化：33-35 4.3.1.1 消化池的容積計算式中:V消化池有效容積,

21、m3V每天要處理的污泥量,m3/dP污泥投配率,當(dāng)污泥溫度為30-35,P可取6%8%已知V=113m3/d,P取6%,V=2260m3考慮到事故和檢修,消化池座數(shù)不得少于兩座,本設(shè)計擬建兩座消化池,則每座容積為2260/2=1130m34.3.1.2 圓柱形池體直徑又根據(jù)柱體高等于半徑這一規(guī)律，容積已知，計算出柱體半徑等于8m，直徑等于16m4.3.1.3 圓柱形池體柱高圓柱形池體柱高取8m4.3.1.4 消化池總高取總高與直徑之比為1.0，則總高為16m4.3.1.5 池底坡度池底坡度取0.084.3.1.6 池頂圓柱體直徑取2m，高度與直徑相同，也取2m4.3.1.7 檢修口直徑取0.7m，每個消化池設(shè)兩個檢修口4.4 脫水間 4.4.1 脫水設(shè)備選用啟東環(huán)保設(shè)備廠GD-1000型帶式壓濾機，單機