A-O工藝污水處理工程設(shè)計(jì)說(shuō)課講解

1、化肥廠廢水中的主要超標(biāo)污染物指標(biāo)為氨氮、硫化物、和總氰化物，水質(zhì)具有氨氮含量高并含有有毒的總氰化物及硫化物的特點(diǎn)；且此類污水的可生化性較差(主要是化學(xué)需氧量較低和氨氮含量較高)。A/0法生物去除氨氮原理：硝化反應(yīng)：NH4+ 204 N03-+ 2H+H2O反消化反應(yīng)：6NO3-+ 5CH3OH有機(jī)物5CO2f + 7H2慶 6OH-+3N2化肥工業(yè)廢水 A/O法處理工藝流程污水處理廠工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算(1) 中格柵1.設(shè)計(jì)參數(shù):設(shè)計(jì)流量 Q=15000/(2 4X 3600)=0.174(m 3/s)=174(L/s)則最大設(shè)計(jì)流量 Qmax=0.174 X 1.53=0.266 (m3/s)柵前

2、流速V1=0.6m/s，過(guò)柵流速 V2=0.8m/sBi Vi(2)柵條間隙數(shù)（n）：Q 0.266 況 Jsin 60。柵條的間隙數(shù)n -Qmax -smbhv0.02 0.47 0.8二 32.933(條)(3)柵槽有效寬度 B=s ( n-1 ) +bn=0.01 (33-1 ) +0.02 x 33=0.98m進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度L1B - B1098094二0.05m (a 1為進(jìn)水渠展開(kāi)角)2ta n20(5)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度L2二寸 O.°25m(6)過(guò)柵水頭損失（hj因柵條邊為矩形截4=磯二 k；里s in： =3 2.422g0.82si n60*

3、= 0.08m0.022 9.81其中 & = 3( s/b ) 4/30：計(jì)算水頭損失k :系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取k=3(7)(8)(9)阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當(dāng)為矩形斷面時(shí)B柵后槽總高度（H）=2.42取柵前渠道超高 h2=0.3m,則柵前槽總高度 H=h+h2=0.47+0.3=0.77m柵后槽總高度 H=h+h+h2=0.47+0.08+0.3=0.85格柵總長(zhǎng)度 L=L1+La+0.5+1.0+0.85/ta na=0.05+0.025+0.5+1.0+0.85/ta n60=1.57m266333每日柵渣量3 =Q平均日 3 1 ="

4、00.05=0 87m /d>0.2m /d1.53所以宜采用機(jī)械格柵清渣柵條寬度s=0.01m，格柵間隙b=20mm柵前部分長(zhǎng)度0.5m，格柵傾角a =60°單位柵渣量3 i=0.05m3柵渣/103m污水（1）確定格柵前水深，根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式Qmax ='計(jì)算得：柵前槽寬2L 0.62QmaX 2 0.266 = 0.94m，則柵前水深 h 二邑2（10 ）計(jì)算草圖如下:柵條工作平臺(tái)Id（2）污水提升泵房1. 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量：Q=174L/s，泵房工程結(jié)構(gòu)按遠(yuǎn)期流量設(shè)計(jì)2. 泵房設(shè)計(jì)計(jì)算污水提升前水位-4.30m （既泵站吸水池最底水位），提升后水位3.97m

5、 （即細(xì)格柵前水面 標(biāo)高）。所以，提升凈揚(yáng)程 Z=3.97-（ -4.30）=8.27m水泵水頭損失取 2m從而需水泵揚(yáng)程 H=Z+h=10.27m再根據(jù)設(shè)計(jì)流量174L/s=483m 3/h，采用2臺(tái)MF系列污水泵，單臺(tái)提升流量542m'/s。采 用ME系列污水泵（8MF-13B ） 2臺(tái)，一用一備。該泵提升流量 540560m3/h，揚(yáng)程11.9m, 轉(zhuǎn)速 970r/min，功率 30kW。占地面積為n 2= 78.54m2，即為圓形泵房 D = 10m,高12m,泵房為半地下式，地下埋深7m,水泵為自灌式。計(jì)算草圖如下：中格柵進(jìn)水總管±0.001壬吸水池最 底水位 斥r

6、.me圖2污水提升泵房計(jì)算草圖(3) 細(xì)格柵1設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)流量Q=174L/s柵前流速vi=0.6m/s，過(guò)柵流速V2=0.8m/s柵條寬度s=0.01m，格柵間隙b=10mm柵前部分長(zhǎng)度0.5m，格柵傾角a =60°單位柵渣量3 i=0.10m3柵渣/103m污水2設(shè)計(jì)計(jì)算(1 )確定格柵前水深，根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式BV1計(jì)算得柵前槽寬2廠 2Qmax2江 0.266 cc, Bi 0.94 門.B)= IJ= 0.94m，則柵刖水深 h = = 0.47mW I 0.622心、緘夂白訥務(wù) Q_max鶯sin°0.266Jsin60“_ Q “(2) 柵條間隙數(shù)n65.

7、8 ：、66bhv20.01 乂 0.47 疋 0.8設(shè)計(jì)兩組格柵，每組格柵間隙數(shù)n=33條(3) 柵槽有效寬度 B2=s (n-1 ) +bn=0.01 (33-1 ) +0.01 x 33=0.65m所以總槽寬為 0.65 x 2+0.2 = 1.5m (考慮中間隔墻厚 0.2m)B B11 5 0 94(4) 進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度L110.77m (其中a 1為進(jìn)水渠展開(kāi)角)2 ta n2 ta n20°(5)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度A 0.385m(6) 過(guò)柵水頭損失(hi)因柵條邊為矩形截面，取 k=3,則hi 二 kho二 k ；竺 sin ? - 3 2.42

8、 2g0.822 9.81sin60 二0.205m其中& = 3( s/e ) 4/3 h °：計(jì)算水頭損失k:系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取k=3阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當(dāng)為矩形斷面時(shí)3=2.42(7) 柵后槽總高度(H)取柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m,則柵前槽總高度 H=h+h2=0.47+0.3=0.77m柵后槽總高度 H=h+h+h2=0.47+0.205+0.3=0.975m(8) 格柵總長(zhǎng)度 L=L1+Lz+0.5+1.0+0.77/ta na=0.77+0.385+0.5+1.0+0.77/ta n60° =3.1m(9)每日柵渣量

9、3 =Q平均日3 1 = -266x10< 0.1=1 74m3/d>0.2m 3/d所以宜采用機(jī)械格柵清渣1.53(10 )計(jì)算草圖如下：圖3細(xì)格柵計(jì)算草圖(4) 沉砂池采用平流式沉砂池1. 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量：Q=266L/s (按2010年算，設(shè)計(jì)1組，分為2格)設(shè)計(jì)流速：v=0.3m/s水力停留時(shí)間：t=30s2. 設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 沉砂池長(zhǎng)度：L=vt=0.3 X30=9.0m(2) 水流斷面積：A=Q/v=0.266/0.25=1.06m 2(3) 池總寬度：設(shè)計(jì) n=2格，每格寬取 b=1.2m>0.6m，池總寬 B=2b=2.4m(4) 有效水深：h2=A/B=1

10、.06/2.4=0.44m(介于 0.25 1m 之間)(5) 貯泥區(qū)所需容積：設(shè)計(jì)T=2d，即考慮排泥間隔天數(shù)為2天，則每個(gè)沉砂斗容積：Q1TX10.75 x104 x2 x33V1- 550.15m2K102 1.53 10(每格沉砂池設(shè)兩個(gè)沉砂斗，兩格共有四個(gè)沉砂斗)其中X1 :城市污水沉砂量3m3/105m3,K：污水流量總變化系數(shù) 1.53(6) 沉砂斗各部分尺寸及容積：設(shè)計(jì)斗底寬a1=0.5m，斗壁與水平面的傾角為60°,斗高h(yuǎn)d=0.5m ,2h2x05則沉砂斗上口寬：a da10.5= 1.1mtan60°ta n60°沉砂斗容積：V 二虹(2a2

11、 2ac 2a120j5(2 1.12 2 1.1 0.5 2 0.52) = 0.34m3 6 6(略大于，符合要求)(7) 沉砂池高度：采用重力排砂，設(shè)計(jì)池底坡度為0. 06 ,坡向沉砂斗長(zhǎng)度為, L 2a 9.02乂1.1 o ,L23.4m2 2則沉泥區(qū)高度為 h3=hd+0.06L2 =0.5+0.06 3.4=0.704m池總高度 H :設(shè)超高 h1=0.3m, H=h1+h2+h3=0.3+0.44+0.704=1.44mR -2B 2 4 2 漢 0 94(8) 進(jìn)水漸寬部分長(zhǎng)度：L,丄二24 2 094 = 1.43mtan20°ta n20*(9) 出水漸窄部分長(zhǎng)

12、度:L3=L 1=1.43m(10) 校核最小流量時(shí)的流速：最小流量即平均日流量Q平均日=Q/K=266/1.53=174.4L/s則 Vmin=Q 平均日 /A=0.1744/1.06=0.165>0.15m/s，符合要求(11) 計(jì)算草圖如下：(5)初沉池1初沉池的計(jì)算(輻流式)1.沉淀部分的水面面積：設(shè)表面負(fù)荷q ' =1.0m3/m2h，設(shè)池子的個(gè)數(shù)為322，則(其中 q' =1.0 2.0 m /m h)F=Qmax _ 15000 X 1.S3nqf 24 X 2 X 10=478 m2=17.4(m),D 取 18m.3. 沉淀部分有效水深：設(shè) t=1.5h

13、，貝U h2=q' t=2.0 X 1.5=3.0m.(其中 h2=24m)4. 沉淀部分有效容積：V =Qmax/ht=15000 © 1.53/(3 X 1.5)5100ni5. 污泥部分所需的容積：V' Qmax (g c2) 24 100TVl _r(100 - r。)n5100 (350 -20) 24 100 46101 (100 -97) 2 243= 112.14m2出水懸浮物濃度?o 污泥含水率C1進(jìn)水懸浮物濃度(t/m 3)cr 污泥密度，其值約為 16. 污泥斗容積：設(shè) r 1=2m,r2=1m, a =60,則h5=(r 1-r 2)tg a

14、=(2-1)tg60=1.73m2 2V1=二 hs/3(r 1 +2門+2)2 2=3.14 X 1.73/3 X (2 +2X 1 + 1 ) =12.7m7. 污泥斗以上部分圓錐體部分污泥體積：設(shè)池底徑向坡度為 0.05，則h4= (R-r1)X 0.05= ( 16-2 ) X 0.05=0.7m2 20h4/3(R +Rn+r 1 )2 2=3.14 X 0.7/3 X (16 +16 X 2+2 )=213.94m8.污泥總?cè)莘e：V=V+V2=12.7+213.94=226.64>129m9.沉淀池總高度:設(shè) h1=0.3m,h 3=0.5m,則H=h+h2+h3+h4+h5

15、=0.3+3.75+0.5+0.7+1.73=6.98m10. 沉淀池池邊高度：H' = h 1+h2+h3 =0.3+3.75+0.5=4.55m11. 徑深比：D/h 2=32/3.75=8.53(符合 612 范圍)第四節(jié)缺氧池1 設(shè)計(jì)參數(shù)：池深h=4.5m,方形池設(shè)計(jì)流量：l=173.6L/s生物脫氮系統(tǒng)進(jìn)水總凱氏氮濃度：“=40g/：L生物脫氮系統(tǒng)出水總氮濃度：心“ =15g/丄在20C時(shí)，九心取值0.04g,對(duì)于溫度的影響可用式修正，溫度設(shè)為10C。,gMLVSS/d。2.設(shè)計(jì)計(jì)算:（1）缺氧區(qū)池體容積.:kgMLVS/ gVn缺氧區(qū)（池）容積（m3）; Q 生物反應(yīng)池的設(shè)

16、計(jì)流量（m3/ d）;V 生物反應(yīng)池內(nèi)混合液懸浮固體平均濃度，取:=3（gMLSS/L）;生物反應(yīng)池進(jìn)水總凱氏氮濃度（mg/ L）;生物反應(yīng)池出水總氮濃度（mg/ L）;IXv 排出生物反應(yīng)池系統(tǒng)的微生物量（kgMLVS/ g）K 污泥總產(chǎn)率系數(shù)（kgSS/ kgB0D5，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。無(wú)試驗(yàn)條件時(shí)；系統(tǒng)有初沉池時(shí)取 0.30.85 ;取0.5:活性污泥中VSS所占比例，取0.75 ;So、Se生物反應(yīng)池進(jìn)出水五日生化需氧量濃度（ mg/l ）。第五節(jié)好氧池1設(shè)計(jì)參數(shù)：采用推流式曝氣池作為系統(tǒng)的好氧池。去除率：94.3%2設(shè)計(jì)計(jì)算：（1）好氧硝化區(qū)容積：日產(chǎn)泥量為：押0.6 7500 350

17、=984.4 kg/d1 btm1000 (1 0.05 12):.好氧區(qū)設(shè)計(jì)污泥泥齡，取12d采用兩組好氧池，每組容積為：9900/2=4950：池深取4.5m，每組面積F=4950/4.5=1100丄一池寬取 6 米，池長(zhǎng)為 11000/6=183.3m ； B/H=6/4.5=1.33，與 1-2 間,L/B=183.3/6=30.5> 10,符合。每組設(shè)3條廊道，廊道長(zhǎng)il '=183.3/3=61.1m池超高 0.5m，總高 H=4.5+0.5=5m(2) 曝氣量計(jì)算：本設(shè)計(jì)采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)。(1) 平均時(shí)需氧量的計(jì)算其中：(2) 最大時(shí)需氧量的計(jì)算根據(jù)原始數(shù)據(jù) k=1

18、.28每日去除的BOQ值(3) 供氣量計(jì)算：采用網(wǎng)狀膜型中微孔空氣擴(kuò)散器，敷設(shè)于距池底0.2m處，淹沒(méi)水深4.3m計(jì)算溫度定為30 C。水中溶解氧飽和度：Cs(20)=9.17mg/L;C s(30)=7.63mg/L(1)空氣擴(kuò)散器出口處的絕對(duì)壓力(Pb)計(jì)算如下：Pb=1.013 x 105+9.8 x 103 H=1.013x 105+9.8 X 103 x 4.3=1.434 x 105Paa(2) 空氣離開(kāi)曝氣池面時(shí)，氧的百分比按下式計(jì)算:(3) Ot=21(1-E a)/79+21(1-E a) X 100%Ea 空氣擴(kuò)散器的氧轉(zhuǎn)移效率，對(duì)網(wǎng)狀膜型中微孔空氣擴(kuò)散器，取值12%。代入

19、 EA 值，得：q=21(1-0.12)/79+21(1-0.12) X 100%=18.96%(3) 曝氣池混合液中平均氧飽和度(按最不利的溫度條件考慮)按下式計(jì)算，即：C sb(T)=Cs(Pb2026 X 10 “/42)最不利溫度條件按 30C考慮，代入各值，得：Csb(3o)=7.63 X (1.434/2.026+18.96/42)=8.84mg/L(4) 換算為在20 C條件下，脫氧清水的充氧量，按下式計(jì)算，即：R 0=R：d/ . (-C) 4取值.=0.82 ;=0.95 ; C =2.0 ;=1.0代入各值，得：R0=_ 丄 X 9.17/0.82 X (0.95 X 1.

20、0 X 8.84-2.0) X 1.024 (30_2°)=142kg/h 相應(yīng)的最大時(shí)需氧量為：R0 = 'I，U X 9.17/0.82 X (0.95 X 1.0 X 8.84-2.0) X 1.024 (30_20)=218 kg/h(5) 曝氣池平均時(shí)供氣量按下式計(jì)算，即：Gs=R0/(0.3E A) X 100代入各值，得：Gs=142/(0.3 X 12) X 100=3944m3/h(6) 曝氣池最大時(shí)供氣量 ：G s=218/(0.3 X 12) X 100=5056m3/h(7) 本系統(tǒng)的空氣總用量：除采用鼓風(fēng)曝氣外，本系統(tǒng)還采用空氣在回流污泥井提升污泥，

21、空氣量按回流污泥量的8倍考慮，污泥回流比R取值60%這樣提升污泥所需空氣量為：8X 0.6 X 15000/24=3000m3 /h3總需氣量：5056+3000=8056m /h(4) 剩余污泥量(1)降解BOD生成污泥量:肝砒|,3510.02X150176=曲仙(2) 內(nèi)源呼吸分解泥量：Wv=fx=0.75 Z 3300=2475mg/L=2.475kg/vvW2=bvx=0.05 5244.71 2.475=649.3kg/L(3)不可生物降解和惰性懸浮物量(NVSS )該部分占總TSS的約50%(7)二沉池1.沉淀部分水面面積 F，根據(jù)生物處理段的特性，選取二沉池表面負(fù)荷3232q=

22、1.5(m /(mh),(其中 q=1.0 1.5 m /(m h)設(shè)兩座輻流式沉淀池，n=2，則有 F = Q22950318.8(m2)nq 24漢2漢1.52.池子直徑3.沉淀部分的有效水深h ,設(shè)沉淀時(shí)間： t= 2.5(h)(其中t=1.52.5h )，則h =q t =1.5 2.5 =3.75(m)(3)貯泥斗容積:為了防止磷在池中發(fā)生厭氧釋放，故貯泥時(shí)間采用Tw=2h,二沉池污泥區(qū)所需存泥XXr3300 6600則污泥區(qū)高度為：h2 =Vw318.8(4 )二沉池總高度：取二沉池緩沖層高度 h3=0.4m，超高為h4=0.3m則池邊總高度為：h=h 什h2+h3+h4=3.75

23、+0.4+0.4+0.3=4.85m設(shè)池底度為i=0.05，則池底坡度降為b d.232h5i0.05 = 0.53m2 2則池中心總深度為：H=h+h 5=4.85+0.53=5.38m(5) 校核堰負(fù)荷：hih34.15D 23 徑深比5.54hi h2 h34.55Q 1147.5堰負(fù)荷：15.9m3/(d.m) = 0.18L/(s.m) ： 2L/(s.m)兀D 3.14 乂 23以上各項(xiàng)均符合要求(6) 輻流式二沉池計(jì)算草圖如下：圖6輻流式沉淀池(8) 剩余污泥泵房1. 設(shè)計(jì)說(shuō)明污水處理系統(tǒng)每日排出污泥干重為2X,即為按含水率為 99%計(jì)的污泥333流量 2Q= 2 X 230.3

24、65m /d = 460.73m /d = 19.2m /h2. 設(shè)計(jì)選型(1) 污泥泵揚(yáng)程：輻流式濃縮池最高泥位(相對(duì)地面為)-0.4m，剩余污泥泵房最低泥位為-(5.34-0.3-0.6 ) -4.53m,則污泥泵靜揚(yáng)程為H=4.53-0.4 = 4.13m,污泥輸送管道壓力損失為4.0m ,自由水頭為1.0m，則污泥泵所需揚(yáng)程為 H=H0+4+仁9.13m(2) 污泥泵選型：選兩臺(tái)，2用1備，單泵流量Q>2Q2 = 5.56m3/h。選用1PN污泥泵Q 7.2 16nVh,H 14-12m, N 3kW(3) 剩余污泥泵房：占地面積Lx B=4nX3m,集泥井占地面積 丄處3.0m

25、 H3.0m2(9) 濃縮池1. 濃縮池的設(shè)計(jì)：1.設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)泥濃度：10g/L污泥含水率 R = 99.0 %每座污泥總流量：Q = 2303.65kg/d=230.365m 3/d=9.6m 3/h設(shè)計(jì)濃縮后含水率 P2=96.0 %污泥固體負(fù)荷：qs=45kgSS/(m2.d)污泥濃縮時(shí)間：T=13h貯泥時(shí)間：t=4h2. 設(shè)計(jì)計(jì)算(1)濃縮池池體計(jì)算：每座濃縮池所需表面積：a = 乂 = 2303.65 = 51.2 mqs 45=濃縮池直徑D = 坐= 門51.2 =8Q8m 取 D=8.1m 3.14水力負(fù)荷u =乞=230.365 = 7.6m3 /(m2.d)二 0.318m3/(m2.h)Ah3.12= 有效水深：h1=uT=0.31813=4.14m 取 h1=4.2m濃縮池有效容積： V1=A h1=51.24.2=215.04m 3(2)排泥量與存泥容積：濃縮后排出含水率 P2= 96.0 %的污泥，貝U100-