實例一某城市污水處理廠設計.doc

1、.工程實例一某城市污水處理廠設計1、設計資料1.1 工程概況某城市臨近北海，以海產(chǎn)養(yǎng)殖、水產(chǎn)品加工、海洋運輸為主，工業(yè)發(fā)展速度較慢。1.2 水質(zhì)水量資料該市氣候溫和，年平均21，最熱月平均35，極端最高41，最高月平均 15，最低 10。常年主導風向為南風和北風。夏季平均風速2.8m/s ，冬季1.5 m/s 。根據(jù)該市中長期發(fā)展規(guī)劃， 2005 年城市人口20 萬， 2015 年城市人口 28 萬。由于臨近大海，城市地勢平坦，地質(zhì)條件良好，地表土層厚度一般在10 m 以上，主要為亞砂土、亞粘土、砂卵石組成，地基承載力為1 / 2。此外，地面標高為 123.00m，附近河流的最高水位為 121

2、.40m。43目前城市居民平均用水 400L/ 人.d ，日排放工業(yè)廢水 210 m/d ，主要為有機工業(yè)廢水，具體水質(zhì)資料如下：1. 城市生活污水 : COD 400mg/l,BOD5 200mg/l,SS 200mg/l,NH 3 -N 40mg/l,TP 8mg/l,pH 6 9.2. 工 業(yè) 廢 水 :COD 800mg/l,BOD5 350mg/l,SS 400mg/l,NH3-N 80mg/l,TP 12mg/l,pH 6 81.3設計排放標準為保護環(huán)境，防止海洋污染，污水處理廠出水執(zhí)行“城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準 GB18918-2002”的一級標準中的 B 標準，即：污染物C

3、ODBODSSTNNH-NTP色度pH大腸菌群數(shù)53排放濃6020202081306 91104度(mg/l)倍個/l2. 污水處理工藝流程的選擇2.1 計算依據(jù)生活污水量： 280000400103 =112000 m3/d=1296.30 L/s3設計污水量： 112000+20000=132000 m/d ，水量較大。設計水質(zhì)設計平均 COD： 461 mg/L ；設計平均 BOD：223 mg/L ；設計平均 SS： 230mg/L 設計平均 NH3-N 46 mg/L ；設計平均 TP9 mg/L。污水可生化性及營養(yǎng)比例可生化性： BOD/COD=223/4610.484 ，可生化性

4、好，易生化處理。去除 BOD：223-20=203 mg/L 。根據(jù) BOD：N：P=100：5： 1，去除 203 mg/LBOD需.消耗 N和 P分別為 N： 10.2 mg/L ，P：2.03 mg/L 。允許排放的 TN：8 mg/L，TP：1 mg/L，故應去除的氨氮 N=45-10.2-8=26.8 mg/L，應去除的磷 P=8-2.03-1=4.97 mg/L ，超標氮磷比例接近 5： 1，故需同時脫氮除磷。2.2處理程度計算BOD的去除效率： 203/223 91COD的去除效率： 401/461 87SS的去除效率： 210/230 91氨氮的去除效率： 38/46 83總磷

5、的去除效率： 8/9 89上述計算表明， BOD、COD、SS、TP、NH3-N 去除率高，需要采用二級強化或三級處理工藝。2.3 工藝流程選擇根據(jù)上述計算，該設計水量較大，污染物去除率一般在 90左右，且需要同時脫氮除磷。 因此，本設計擬 采用 A2 /O 脫氮除磷工藝。A2/O 工藝特點是通過厭氧缺氧好氧交替進行，使污泥在厭氧條件下釋放磷，在缺氧池（段）生物反硝化脫氮，在好氧池（段）進行生物硝化和生物吸磷，并通過排泥實現(xiàn)生物除磷。具體工藝流程如下：砂進水格柵曝氣沉砂池混合液回流厭氧池缺氧池好氧池二沉池出水污泥回流泥餅外運脫水車間濃縮池回流泵房2.4 主要構(gòu)筑物說明.2.4.1 格柵格柵是由

6、一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，用以截流較大的懸浮物或漂浮物等，保護泵及后續(xù)機械。本設計在泵前設粗格柵攔截較大的污染物，泵后設細格柵去除較小的污染物質(zhì)。具體設計參數(shù)如下：粗格柵柵條間隙 e=0.06m柵條間隙數(shù) n=21 個柵條寬度 S=0.01m柵槽寬 B=1.46m柵前水深 h=0.73m格柵安裝角60柵后槽總高度 H=1.11m柵槽總長度 L=3.44m細格柵柵條間隙 e=0.01m柵條間隙數(shù) n=123 個柵條寬度 S=0.01m柵槽寬 B=2.45m柵前水深 h=0.73m格柵安裝角60柵后槽總高度 H=1.35m柵槽總長度 L=2.6m2.4.2 曝氣沉砂池沉砂池的作用去除比重較大的

7、無機顆粒，以減輕沉淀池負荷，防止其沉淀于后續(xù)物構(gòu)筑物中。曝氣式沉砂池是在池的一側(cè)通入空氣，使池內(nèi)水產(chǎn)生與主流垂直的橫向旋流， 以降低砂粒中的有機質(zhì)含量， 并對污水起預曝氣作用。 設計參數(shù)：L 12m、B6.4m、 H 4.24m，有效水深 h=3m，水力停留時間t=2min ，3曝氣量 1380m /d，排渣時間間隔T=1d。2.4.3 厭氧池污水在厭氧反應池與回流污泥混合。在厭氧條件下，聚磷菌釋放磷，同時部分有機物發(fā)生水解酸化。 其設計參數(shù)： L70、B20、H5.2m，有效水深： 4.7m，超高： 0.5m，污泥回流比 R=100%，水力停留時間t=1.8h 。2.4.4 缺氧池污水在厭氧

8、反應池與污泥混合后再進入缺氧反應池，發(fā)生生物反硝化，同時去除部分 COD。硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮在生物作用下與有機物反應。設計參數(shù)：L70m、B 20m、H5.2m，有效水深： 4.7m，超高： 0.5m，污泥回流比 R=100%，水力停留時間 t=1.8h 。2.4.5 好氧池混合液進入好氧反應器后，在好氧作用下，異養(yǎng)微生物首先降解 BOD、同時聚磷菌大量吸收磷，隨著有機物濃度不斷降低，自養(yǎng)微生物發(fā)生硝化反應，把氨氮降解成硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮。具體反應：2NH 43O亞硝酸菌2NO 2 2H 2O 4H22NO2O2硝酸菌2NO3設計參數(shù)： L70m、B20 5m、H5.2m，有效水深： 4.7m，超

9、高： 0.5m；鼓風曝氣，水力停留時間t=5.4h ，出水口采用跌水。2.4.6 二沉池.二沉池的作用是泥水分離，使污泥初步濃縮，同時將分離的部分污泥回流到厭氧池，為生物處理提高接種微生物， 并通過排放大部分剩余污泥實現(xiàn)生物除磷。本設計采用輻流式沉淀池。其設計參數(shù)： D40m、H6.95m，有效水深 h=3.75m，沉淀時間 t=2.5h 。3 設計計算書3.1粗格柵格柵斜置于泵站集水池進水處，采用柵條型格柵，設三組相同型號的格柵，其中一組為備用 , 渠內(nèi)柵前流速 v1=0.9 m/s ，過柵流速 v2=1.0 m/s ，格柵間隙為e=60mm，采用人工清渣，格柵安裝傾角為 60。柵前水深 h

10、Q max1656001.92m3 / s243600設計流量為： QQ max 2 1.92 2 0.96m 3 / s柵前水深 h = 0.73m柵條間隙數(shù) nQsinnehv將數(shù)值代入上式：Q sin0.96sin 600n0.0620.4 21(個)ehv0.73 1.0柵槽寬度 BB = S （ n-1 ） + en將數(shù)值代入上式：B = S （ n-1 ） + en 0.01 (21-1)+0.06 21=1.46m 進水渠道漸寬部分的長度 L1設進水渠道寬 B1=0.8 m，漸寬部分展開角 1 = 20，此時進水渠道內(nèi)的流速為：v1Q0.96B1h1.6m/ s0.8 0.73則

11、進水渠道漸寬部分長度：BB11.46 0.80.9mL 12 tg20 o2tg1柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度.L2L10.9m220.45過柵水頭損失 h1h1 kh0其中h0v2sin2g采用矩形斷面 =2.42 ，( S) 4 / 3 =2.42 (0.01)4 / 3 =0.63e0.06h1=kh0=kv2sin=30.63 1.02sin60 =0.08m2g2 9.81柵后槽總高度H設柵前渠道超高h2=0.3m，柵前槽高H1 = h + h 2 =0.73+0.3=1.03 mH= h + h 1 + h 2 =0.73+0.08+0.3=1.11 m柵槽總長度 LL=L

12、1+L 2+0.5+1.0+H10.9+0.45+0.5+1.0+1.03 =3.44 mtg 60tg 60每日柵渣量 WQW1 86400W1000333因為是細格柵，所以W1 = 0.01 m /10m，代入各值：W 0.96 0.01 86400 = 0.83m3 /d1000采用人工清渣。3.2細格柵設三組相同型號的格柵，其中一組為備用, 渠內(nèi)柵前流速為v1=0.9 m/s，過柵流速為 v2=1.0 m/s, 格柵間隙為 e=10mm,采用機械清渣 , 格柵安裝傾角為60.柵前水深 hQ max1656001.92m3 / s243600設計流量為： QQ max21.9220.96

13、m 3 / s柵前水深 h = 0.73m柵條間隙數(shù) n.n.Qsinehv將數(shù)值代入上式：Q sin0.96sin 600n0.01122.4 123(個)ehv0.73 1.0柵槽寬度 BB = S （n-1 ）+ en將數(shù)值代入上式：B = S （ n-1 ） + en 0.01 (123-1)+0.01 123=2.45m 進水渠道漸寬部分的長度 L1設進水渠道寬 B1=2.2m，漸寬部分展開角 1= 20，此時進水渠道內(nèi)的流速為：v1Q0.960.6m/ sB1h2.2 0.73則進水渠道漸寬部分長度：BB12.45 2.20.34mL 12 tg20 o2tg1柵槽與出水渠道連接處

14、的漸窄部分長度L2L10.34m0.172 2過柵水頭損失 h1h1 kh0 式中 h0v2sin2g采用矩形斷面 =2.42 ， ( S) 4 / 3 =2.42 ( 0.01) 4 / 3 =2.42e0.01h1=kh0=kv2sin=32.42 1.02sin60 =0.32m2g2 9.81柵后槽總高度H設柵前渠道超高h2=0.3m，柵前槽高H1 = h + h 2 =0.73+0.3=1.03 mH= h + h 1 + h 2 =0.73+0.32+0.3=1.35 m柵槽總長度 LL=L 1+L 2+0.5+1.0+H 10.34+0.17+0.5+1.0+1.03=2.6 m

15、tg 60tg 60.每日柵渣量 WQW 1 86400，因為是細格柵，所以133 3WW = 0.1 m/10 m，代入各值：1000W 0.96 0.1 86400 = 8.3m 3/d1000采用機械清渣。3.3曝氣沉砂池總有效容積 VV 60Qmax t ，式中取 t =2min，將數(shù)值代入上式：V60Q max t601.922230.4m 3池斷面積 AA Qmax ， 將數(shù)值代入上式：VAQmax1.9219.2m 2V0.1池總寬度 BAB，將數(shù)值代入上式：HA19.2B6.4mH 3每個池子寬度 b取 n=2 格，bB6.4mn3.22寬深比： b3.21.07 ，符合要求。

16、池長 LH3V，將數(shù)值代入上式：LAV230.412mLA 19.2所需曝氣量 qq 3600 DQ max ， 將數(shù)值代入上式：.q36000.21.921382.4m3 / h沉砂斗所需溶積VV86400 Qmax x1T86400 1.917 3 14.97 m310 5105每個沉砂斗的容積 Vo設每一格有 2 個砂斗，共 4 個砂斗Vo4.97 1.25m34沉砂斗各部分尺寸設斗底寬 a1=1.2m，斗壁與水平的傾角為55o ，斗高 h3=0.6m 沉砂斗上口寬：2h320.6aa11.22mtg5501.428沉砂斗容積 :V0h3(2a 22aa12a12 )60.6(22222

17、1.221.22 )61.57m31.25m3 符合要求。沉砂室高度 H采用重力排砂，設池底坡度為0.3 。坡向砂斗，超高 h1=0.3mh3h30.3l 20.40.3(32 1.2)0.34m池總高度 :Hhhh3h0.330.34 0.64.24m123空氣管的計算在沉砂池上設一根干管，每根干管上設4 對配氣管，共 8 條配氣豎管。則：每根豎管上的供氣量為：q 1382.4m3/h172.88 8沉砂池總平面面積為：LB126.476.82m22選用 YBM-2型號的膜式擴散器，每個擴散器的服務面積為2m 個，.直徑為 200mm，則需空氣擴散器總數(shù)為：76.838.4 39 個。23.

18、4 主體反應池的設計3.4.1 設計參數(shù)表 1設計參數(shù)項目數(shù)值BOD5污泥負荷 kgBOD5/ （kgMLSS.d） 0.15 0.2TN負荷 kgTN/ （ kgMLSS.d）0.05( 好氧段 )TP負荷 kgTP/ （ kgMLSS.d） 5.83 m3V + V，足夠。沉淀池總高度 H = h 1+ h 2 + h 3+ h 4 + h 5 =0.3+3.75+0.3+0.9+1.7= 6.95 m沉淀池周邊處的高度為：h1 + h 2 + h 3 =0.3+3.75+0.3= 4.35 m3.6濃縮池的設計本次設計采用重力濃縮池，在前面已經(jīng)算出日產(chǎn)剩余污泥量為：q32051.8840

19、06m3 / d0.8%.設含水率 p =99.2%，（即固體濃度C =8kg/m3），oo濃縮池面積 A根據(jù)查固體通量經(jīng)驗值，污泥固體通量選用 40kg/(m 2.d) 。濃縮池面積AQC oGAQC o 40068801.2m2G40濃縮池直徑 D設計采用 n=2 個圓形輻流池。單池面積 A1A801.2400.6m2n2濃縮池直徑 D4 A14 400.622.59m ， 取 D=23m濃縮池深度 HQT濃縮池工作部分的有效水深h2， 式中， T 為濃縮時間， h，取 T=15h。QT40061524Ah23.125m24A24801.2超高 h1=0.3m，緩沖層高度 h3=0.3m，

20、濃縮池設機械刮泥， 池底坡度 i=1/20,污泥斗下底直徑 D1=1.0m，上底直徑 D2=2.4m。池底坡度造成的深度 h4 ( DD 2 ) i( 232.4 )10.515m222220污泥斗高度 h5 ( D 2D1 )tan 600(2.41.0)tan 60 01.2m2222濃縮池深度 H = h 1 + h 2 + h3 + h 4 + h 5 = 0.3+3.125+0.3+0.515+1.2 = 5.44 m3.7污泥貯泥池的設計3進泥量：兩座，每座設計進泥量為QW=4006 2=2003m/d貯泥時間： T=12h單個池容為：V=QWT=20031224=1001.5m3貯泥池尺寸：將貯泥池設計為正方形，其LBH=16.2m12.5m5m.3