包頭市污水處理設(shè)計方案

1、目 錄導 言- 1 -第一章 概述- 2 -1.1地理氣候- 2 -1.2自然資源- 2 -第二章 污水處理設(shè)計方案- 4 -2.1參數(shù)確定- 4 -設(shè)計水量：- 4 -進水水質(zhì)：- 4 -出水水質(zhì)- 4 -2.2方案選擇- 4 -2.3工藝流程：- 5 -第三章 污水處理方案設(shè)計計算- 6 -3.1格柵- 6 -3.2曝氣沉砂池- 7 -3.3初沉池- 8 -3.4 A2/O反應(yīng)池- 9 -設(shè)計參數(shù)- 9 -設(shè)計計算- 10 -3.5二沉池- 16 -3.6污泥濃縮池- 17 -3.7貯泥池- 19 -貯泥池的作用- 19 -貯泥池的計算- 19 -3.8 污泥脫水- 20 -導 言包頭是內(nèi)

2、蒙古自治區(qū)第一大城市，全國特大型城市。包頭，源于蒙古語包可圖，蒙古語意為“有鹿的地方”，所以又叫鹿城，草原鋼城。隨著包頭鋼鐵（集團）有限責任公司和包頭稀土研究院的建成與發(fā)展，這里又被稱作稀土之都。包頭市轄10個旗、縣、區(qū)，其中：個市區(qū)（昆都侖區(qū)、青山區(qū)、東河區(qū)）個礦區(qū)（白云鄂博礦區(qū)、石拐區(qū)），個農(nóng)牧業(yè)旗縣區(qū)（土默特右旗、達爾罕茂明安聯(lián)合旗、固陽縣、九原區(qū)），1個經(jīng)濟開發(fā)區(qū)?？偯娣e平方公里。人口.萬， 居住著蒙、漢、回、滿、達翰爾、鄂倫春等個民族。1998 年以來 , 包頭市先后多次利用國外貸款 , 興建、擴建了日處理能力 7 萬 m3、3萬m3、2 萬 m3和 7 萬 m3的二級污水處理廠四座

3、 , 服務(wù)面積 60147km2。包頭市污水資源化利用主要用于城市綠化用水、工業(yè)用水和部分景觀補充水。經(jīng)調(diào)查 , 最高日回用水需求總量約為 915 萬 m3, 其中雜用水量為616 萬 m3, 工業(yè)用水量為 219 萬 m3?，F(xiàn)在日處理能力 215 萬 m3的回用水處理系統(tǒng)和管網(wǎng)系統(tǒng)已投入使用 , 到 2005 年將在四個污水廠中建成規(guī)模為 615 萬 m3/ d 的回用水處理系統(tǒng) , 其中工業(yè)用水量占 45 % , 冬季可以達到70 %。第一章 概述1.1地理氣候包頭地處渤海經(jīng)濟區(qū)與黃河上游資源富集區(qū)交匯處，北部與蒙古國接壤，南臨黃河，東西接沃野千里的土默川平原和河套平原，陰山山脈橫貫中部。

4、包頭的地理坐標是東經(jīng)109度50分至111度25分、北緯41度20分至42度40分，面積為27691平方公里。 包頭境內(nèi)有陰山山脈的大青山、烏拉山（以昆都侖河為界），山峰平均海拔2000米，最高峰海拔2324米。全市由中部山岳地帶、山北高原草地和山南平原三部分組成，呈中間高，南北低，西高東低的地勢。黃河流經(jīng)包頭市境內(nèi)214公里，公路、鐵路兩橋并行飛架黃河南北。 包頭屬半干旱中溫帶大陸性季風氣候。這里景色宜人，氣溫適度。據(jù)包頭市2002年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報，2002年包頭市年均氣溫8.5，年最低氣溫27.6，年最高氣溫40.4， 年降水總量262.9毫米，年最大風速11.0米秒，平均風速

5、1.8米秒，年日照時數(shù)2806小時，年平均相對濕度52，全年沙塵天氣12次。夏秋之時，是包頭絕佳季節(jié)，清風送爽，花香色艷，瓜果豐盛，蔬菜充足，是理想的避暑勝地。冬春二季，冰封雪飄，銀裝素裹，別具北國特色。1.2自然資源包頭的礦產(chǎn)資源具有種類多、儲量大、品位高、分布集中、易于開采的特點，尤以金屬礦產(chǎn)得天獨厚，其中稀土礦不僅是包頭的優(yōu)勢礦種，也是國家礦產(chǎn)資源的瑰寶。已發(fā)現(xiàn)礦物74種，礦產(chǎn)類型14個。 充足的水資源是包頭經(jīng)濟賴以展的重要條件。黃河流經(jīng)包頭境內(nèi)214公里，水面寬130米到458米，水深1.6米到9.3米，平均流速為每秒1.4米，最大流量每秒6400立方米，年平均徑流量為260億立方米，

6、是包頭地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活的主要水源。此外，艾不蓋河、哈德門溝、昆都侖河、五當溝、水澗溝、美岱溝等河流，水流量可觀，也是可以利用的重要水資源。 包頭可利用地表水總量為0.9億立方米（不包括黃河過境水）。地下水補給量為8.6億立方米。從50年代起，包頭就開始了大規(guī)模的水資源開發(fā)，先后修建了黃河水源地多處，以及奧陶窯子、團結(jié)渠、民生渠、磴口揚水站、畫匠營水源地等較大的黃河提水工程，先后構(gòu)筑了昆都侖、劉寶窯、水澗溝等中小型水庫，進行了大規(guī)模的水資源開發(fā)。包頭地區(qū)的生活、工業(yè)及農(nóng)業(yè)用水設(shè)施已經(jīng)能夠滿足本地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展的需要。 第二章 污水處理設(shè)計方案2.1參數(shù)確定設(shè)計水量：Q=410000m3/

7、日進水水質(zhì)：COD:810 mg/LBOD:405 mg/LSS:323 mg/LTN: 50mg/LTP:10mg/LpH:6出水水質(zhì)GB189182002（按照國家一級A標準）：COD:<=50 mg/L BOD:<=10mg/L SS:<=10 mg/L TN:<=15 mg/L TP:<=0.5 mg/L2.2方案選擇:因為BOD/COD=0.5，適合用生物處理，常用的生物處理方法有：活性污泥法，A2/O，SBR等。各方法的比較如下：（1） A/O工藝 優(yōu)點：1污泥沉降性能好；2.污泥經(jīng)厭氧消化后達到穩(wěn)定；3.用于大型水廠費用較低；4.沼氣可回收利用。缺點

8、：1.用于小型水廠費用偏高；2.沼氣利用經(jīng)濟效益差；3，污泥回流量大，能耗高。（2） A2/O工藝：優(yōu)點：1.具有較好的除P脫N功能；2. 具有改善污泥沉降性能的作用的能力，減少的污泥排放量；3.具有提高對難降解生物有機物去除效果，運行效果穩(wěn)定；4.技術(shù)先進成熟，運行穩(wěn)妥可靠；5.管理維護簡單，運行費用低；6沼氣可回收利用7.國內(nèi)工程實例多，容易獲得工程設(shè)計和管理經(jīng)驗。缺點：1.處理構(gòu)筑物較多；2，污泥回流量大，能耗高。3. 用于小型水廠費用偏高；4.沼氣利用經(jīng)濟效益差。（3） SBR工藝：優(yōu)點：1.流程十分簡單；2.合建式，占地省，處理成本底；3. 處理效果好，有穩(wěn)定的除P脫N功能；4.不需

9、要污泥回流系統(tǒng)和回流液；不設(shè)專門的二沉池；5.除磷脫氮的厭氧，缺氧和好氧不是由空間劃分的，而是由時間控制的。缺點：1.間歇運行，對自動化控制能力要求高；2.污泥穩(wěn)定性沒有厭氧消化穩(wěn)定；3.容積及設(shè)備利用率低；4.變水位運行，電耗增大；5.除磷脫氮效果一般。綜上所述，可得比較適合本設(shè)計的工藝是A2/O工藝。因為這種工藝具有較好的除P脫N功能；具有改善污泥沉降性能的作用的能力，減少的污泥排放量；具有提高對難降解生物有機物去除效果，運行效果穩(wěn)定；技術(shù)先進成熟，運行穩(wěn)妥可靠；管理維護簡單，運行費用低；沼氣可回收利用。2.3工藝流程：進水中格柵提升泵沉砂池初沉池厭氧缺氧好氧二沉池剩余污泥第三章 污水處理

10、方案設(shè)計計算3.1格柵Qmax=41000噸/d=4.75m3/s采用A2/O工藝由=0.5>0.35Kz=1.2(1)格柵間隙：e=25mm=0.25m柵前水深：h=0.8m過柵流速：v=0.9m/s安裝傾角：=60柵條間隙數(shù):=228用6個格柵，n=228/6=38(2)柵槽寬度：設(shè)柵條寬度s=0.01mB=s(n-1)+en=1.32m(3)進水渠道漸寬部分長度：設(shè)進水渠B1=0.65m漸寬部分展開角1=20，此時進水渠道內(nèi)的流速為0.77m/s.L1=0.92m(4)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度：L2=L1/2=0.46m(5)過柵頭損失：設(shè)柵條為矩形斷面，取k=3h1=k

11、Sin=1.13m（6）柵后總高度：取柵前渠道超高h2=0.3m柵前槽高H1=h+h2=1.1mH=h+h1+h2=2.23m(7)柵槽總長度：L=L1+L2+1.0+0.5+H1/tan1(8)每日柵渣量：取w1=0.08m3/103m3W=27.36m3/d > 0.2m3/d宜采用機械清渣3.2曝氣沉砂池（1）池子總有效容積設(shè)t=2minV=Qmaxt60=570m3(2)水流斷面積設(shè)(3)池總寬度設(shè)h2=2m 則B=23.75m(4) 沉砂池設(shè)兩格，每格池寬5.9m，池底坡度0.5m，超高0.6m，全池總高5m。每格沉砂池實際進水斷面面積A=5.91.51/2=23.7m2 (5

12、)池總寬B=A/h2=47.5/2.3=20.7m3 每格寬10.35m（6）池長： L=V/A=12m(7)每格沉砂池砂斗容量（8）每格沉砂池實際沉沙量設(shè)含沙量為20m3/106m3,污水每兩天排一次（9）每小時所需空氣量設(shè)曝氣管進水深度為3m，單位池長所需空氣量為28m3/(m.h)q=28 12 (1+15%) 2=772.8m33.3初沉池包頭市人口為200萬人，沉淀時間1.5小時（1）池子總表面積設(shè)表面負荷q=2.0m3/m2h設(shè)計流量Q=4.75m3/s則m2(2)沉淀部分有效水深h2=q1.5=3.0m(3)沉淀部分有效容積 V=Qt3600=25650m3(4)池長設(shè)v=6mm

13、/sL=vt 36=61.53.6=32.4m(5)池子的總寬度B=A/L=8550/43.2=264m(6)池子個數(shù)設(shè)每個池子寬8mn=B/b=33(個)（7）校核長寬比L/b=32.4/8=4.05>4.0 (符合要求)（8）污泥部分需要的總?cè)莘e設(shè)T=2.0d,污泥量為25g,污泥含水率為95%，則S=（9）每格池污泥所需容積V”=V/n=60.6m33.4 A2/O反應(yīng)池判斷是否可采用A2/O法： COD/TN=810/50=16.2>10 BOD /TP =405/10=40.5>20 符合要求，故可采用此法。已知條件:設(shè)計流量Q=410000m3/d(不考慮變化系數(shù)

14、)設(shè)計進水水質(zhì)：COD=810mg/L，BOD5=405mg/L，SS=323mg/L，TN=50mg/L， TP=10mg/L，最低水溫 4 0C，pH=6。設(shè)計出水水質(zhì):COD50mg/L，BOD510mg/L，SS10mg/L，TN15mg/L，TP0.5mg/L 3.4.1設(shè)計參數(shù) BOD5污泥負荷 N=0.18kg BOD5/(kgMLSS*d) 回流污泥濃度XR=8600(mg/L) 污泥回流比 R=85% 混合液懸浮固體濃度 3-49 混合液回流比 R內(nèi)TN 去除率 3-50 混合液回流比 3-51取R內(nèi)=240%3.4.2設(shè)計計算反應(yīng)池容積 V 3-52反應(yīng)池總水力停留時間:

15、3-53各段水力停留時間和容積:厭氧缺氧好氧=113厭氧池水力停留時間 : 厭氧池容積 : 缺氧池水力停留時間 : 缺氧池容積 : 好氧池水力停留時間 : 好氧池容積 : 校核氮磷負荷， kg TN / (kgMLSS d) 好氧段總氮負荷kg TN / (kg*MLSS d)厭氧段總磷負荷 kg TN / (kg*MLSS d)剩余污泥 取污泥增殖系數(shù) Y=0.5， 污泥自身氧化率 Kd=0.05， 將各值代入公式，得Px=0.5×410000×(0.4050.01) 0.05×227663×3.952×0.7 =49485(kg/d)Ps=

16、(0.3230.01) ×410000×50%=64165(kg/d)X=4948564165=113650 (kg/d)濕污泥量：設(shè)污泥含水率為則剩余污泥量為： 反應(yīng)池主要尺寸反應(yīng)池總?cè)莘e V=227663(m3)設(shè)反應(yīng)池10組，單組池容積 V單=V/10=22766.3 (m3)有效水深 5m；S單= V單 /5=4553.26 m2采用五廊道式推流式反應(yīng)池，廊道寬b=7 m；單組反應(yīng)池長度：L=S單/B=4553.26/(57)= 130.1(米)；取131米。校核：b/h=7/5=1.4(滿足b/h=12)； L /b=131 /7=18.7 (滿足L /b>

17、10)；取超高為0.7 m， 則反應(yīng)池總高 H=5+0.7=5.7 (m)反應(yīng)池進、出水系統(tǒng)計算 Qmax=4.75(m3/s) 管道流速 v=1.4 m/s 管道過水斷面積 A=Q/v=4.75÷1.4= 3.4(m2) 3-60 管徑 3-61 取DN=2100(mm)曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算設(shè)計需氧量 AORAOR=去除BOD5需氧量剩余污泥中BODU氧當量NH3H 硝化需氧量剩余污泥中NH3H的氧當量反硝化脫氮產(chǎn)氧量 3-68式中:a需氧率，取值為 1K變化系數(shù)，取值 1.3Q每日處理污水量 S0處理BOD5濃度， 211.1mg/LSe出水BOD5濃度，20mg/Lb系數(shù)，4.6T

18、N038.1mg/L15mg/LC系數(shù)，2.86 最大需氧量與平均需氧量之比為1.34，則 去除每1 kg BOD5 需氧量 3-69(9)標準需氧量采用鼓風曝氣，微孔曝氣器。曝氣器敷設(shè)于池底，距池底0.2m，淹沒深度4.3m，氧轉(zhuǎn)移效率=20%，計算溫度T=25 ，將實際需氧量 AOR換算成標準狀態(tài)下的需氧量 SOR 式中: 氣壓調(diào)整系數(shù)，取值為 1 曝氣池內(nèi)平均溶解氧，取=2mg/L 污水中飽和溶解氧與請水中飽和溶解氧之比，取 0.95 空氣擴散器出口處絕對壓力： 空氣離開好氧反應(yīng)池時氧的百分比： 3-71好氧反應(yīng)池中平均溶解氧飽和度： 3-72標準需氧量為： 3-73相應(yīng)反應(yīng)池最大時標準

19、需氧量： 3-74好氧反應(yīng)池平均時供氣量 3-75最大時供氣量： 3-76（10）厭氧池設(shè)備選擇(以單組反應(yīng)池計算)： 厭氧池內(nèi)設(shè)推流式潛水攪拌機3臺，所需功率按 5W/m3 池容計算.厭氧池有效容積 混合全部污水所需功率為 （11）缺氧池設(shè)備選擇(以單組反應(yīng)池計算) 缺氧池內(nèi)設(shè)推流式潛水攪拌機3臺， 所需功率按 5W/m3 池容計算.缺氧池有效容積 混合全部污水所需功率為（12）污泥回流設(shè)備污泥回流比 ; 變化系數(shù)1.2污泥回流量（13）在曝氣池的2個相鄰廊道的隔墻上布設(shè)1條空氣干管，共3條空氣管，在每根干管上布設(shè)16對空氣豎管，全曝氣池共設(shè)96跟空氣豎管。全曝氣池共設(shè)48根配氣豎管，每根豎

20、管的供氣量=m3/h。 曝氣池每廊道縱向設(shè)6跟曝氣管，每根支管設(shè)9個曝氣頭。下面是管道壓力損失計算表管段管段長度空氣流量流速管徑配件當量計算壓力損失h1+h2編號L/mm3/hm3/minm/smm長度m長度m9.8pa/m9.8pa26250.74.05 0.067 32.00 彎頭10.62 1.420.12 0.17 25240.7 8.10 0.134 32.00 三通10.29 1.09 0.18 0.20 23220.712.150.20132.00 三通10.29 1.09 0.25 0.27 22210.716.20 0.268 32.00 三通10.29 1.09 0.370

21、.3721201.2 36.40 0.6034.6440.00 三通1,異形管11.27 2.37 0.82 1.94 20191.2 72.801.206 5.86 50.00 四通1 ,異形管12.18 3.280.76 2.50 19-180.6 108.54 1.809 3.45 80.00 三通1,彎頭32.30 19.68 0.26 5.12 18-177.00 217.08 3.618 6.90 80.00 三通14.41 11.41 0.40 4.5617-167.2 434.16 7.236 13.80 80.00 四通13.56 10.81 3.01 17.62 16157

22、.2 651.24 10.854 17.00 100.00 四通1,異形管13.01 10.26 2.62 26.88 15147.2868.32 14.472 11.77150.00 四通1，異形管14.90 12.15 0.71 8.63 14137.2 1085.4018.09 15.69 150.00 四通13.7611.01 0.36 3.96 13127.2 1302.4821.70811.04 200.00 四通1，異形管14.04 11.29 0.70 7.90 12117.21519.5625.32613.20 200.00 四通1 5.31 12.56 0.39 4.90

23、11107.21953.7232.562 13.00 200.00 四通13.7611.01 0.47 5.17 1097.22170.8036.1811.70 200.00 四通14.02 11.27 0.36 4.06 987.22387.8839.79814.00 250.00 四通1 ，異形管17.19 14.440.40 5.78 877.22604.96 43.41612.50 250.00 四通1 5.00 12.250.47 5.76 767.22822.0447.03414.20 300.00 四通1 ，異形管112.09 19.340.38 7.35657.2 3039.1250.65214.20 300.00 四通1 5.38 12.63 0.65 8.21 547.2 3256.2 54.27 13.50 350.00 四通1 ，異形管15.2212.470.37 4.61437.23473.2857.88811.30350.00四通14.9812.230.637.703214.936