某開發(fā)區(qū)廢水處理課程設(shè)計(jì)_secret

1、某開發(fā)區(qū)廢水處理課程設(shè)計(jì) 2010年 01月 21日一、所需處理廢水的相關(guān)背景南方某市某開發(fā)區(qū)區(qū)內(nèi)氣候溫和，地勢(shì)平坦，土地肥沃，交通便利，通訊發(fā)達(dá)。該開發(fā)區(qū)規(guī)劃以發(fā)展工業(yè)為主，引導(dǎo)工業(yè)項(xiàng)目向開發(fā)區(qū)集聚，將開發(fā)區(qū)建設(shè)成為高檔包裝材料、生物醫(yī)藥、化工、電子電器、集裝箱等一批特色的產(chǎn)品生產(chǎn)基地。并規(guī)劃建設(shè)居民居住區(qū)、引導(dǎo)鎮(zhèn)區(qū)居民向新居住區(qū)分流，改造老舊居住區(qū)。根據(jù)國(guó)家的法規(guī)和該市總體規(guī)劃及分區(qū)規(guī)劃，為確保經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)，促進(jìn)地區(qū)可持續(xù)發(fā)展，在開發(fā)區(qū)建設(shè)污水處理廠，要求處理后的出水達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)要求將處理后的出水部分經(jīng)深度處理后回用

2、于工業(yè)區(qū)的冷卻用水和市政雜用水。工程可行性研究已于2008年完成，并通過了評(píng)審，同意進(jìn)行初步設(shè)計(jì)工作。工程設(shè)計(jì)規(guī)模80000 m3/d ,其中10000 m3/d進(jìn)行回用深度處理。開發(fā)區(qū)污水處理廠的建設(shè)對(duì)改善開發(fā)區(qū)內(nèi)投資環(huán)境、降低企業(yè)生產(chǎn)成本創(chuàng)造了有利條件，對(duì)凈化城市環(huán)境，合理利用水資源有著重要的意義。二、工程規(guī)模和處理水質(zhì)要求1.工程規(guī)模處理規(guī)模為80000m3/d,總變化系數(shù)Kz=1.315；其中回用10000 m3/d。2.設(shè)計(jì)水質(zhì)（1） 進(jìn)水水質(zhì)CODcr=650mg/L;BOD5=250mg/L;SS=250 mg/L;TN=65 mg/L;NH3-N=55 mg/L;磷酸鹽（以P計(jì)

3、）=5.5 mg/L；PH=69（2） 出水水質(zhì)出水水質(zhì)執(zhí)行城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) （GB18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，要求出水水質(zhì)達(dá)到：CODcrmg/L;BOD10;SS10 mg/L;TN15 mg/L;NH3-N5 mg/L;磷酸鹽（以P計(jì)）0.5 mg/L；PH=69三、課程設(shè)計(jì)要求及任務(wù)1提出污水處理廠污水處理工藝方案2完成污水處理廠初步設(shè)計(jì)任務(wù)3完成污水處理廠工藝流程圖與總平面布置圖具體設(shè)計(jì)內(nèi)容一 工藝的確定 此次設(shè)計(jì)對(duì)BOD、COD去除率要求較高，特別是對(duì)脫氮除磷工藝要求更高，基本上達(dá)到90%以上。這就要求我們必須在物理處理單元后面加上一個(gè)脫氮除磷效果很好的生化處理單

4、元。只依據(jù)我們課本上的知識(shí)去確定這次設(shè)計(jì)的工藝，并達(dá)到要求應(yīng)該是很不現(xiàn)實(shí)的。不僅因?yàn)槲覀冋n本內(nèi)容不詳細(xì)，更有我們學(xué)的還不夠精的原因。要做設(shè)計(jì)，現(xiàn)階段我們還只能去依葫蘆畫瓢，根據(jù)一個(gè)類似的設(shè)計(jì)區(qū)跟著它一步步算下去，并根據(jù)具體的情況來做一定的調(diào)整。一個(gè)曝氣池如果它的處理能力可以達(dá)到90%但實(shí)際中又不需要那么多，比如只是60%70%還可以用嗎，可以做到嗎？顯然是可以的。我們可以調(diào)整污泥停留時(shí)間、曝氣時(shí)間等來讓它的處理效率來滿足實(shí)際需要。那么反過來也一樣，如果一個(gè)工藝本身脫氮除磷效率并不那么高，我們也可以通過控制一些參數(shù)來調(diào)整處理效率。 我借鑒的中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)里的城市污水生物脫氮除磷處理設(shè)

5、計(jì)規(guī)程，它推薦的工藝只有兩種A2/O工藝和SBR工藝。由于日處理量比較大，如果用SBR需要池子數(shù)比較多，所以我選擇前者，下面有借鑒的計(jì)算過程實(shí)例。對(duì)于回水這一部分要求很高，甚至其中的一些要求標(biāo)準(zhǔn)以前也很少聽說，有一部分沒有能夠設(shè)計(jì)出來，希望隨著我們學(xué)習(xí)的深入可以逐步找到解決的辦法。主要工藝設(shè)計(jì)參數(shù)流量Q=80000=3333.3=0.93 Qmax=105200=4383.3=1.22（一）物理處理單元格柵（1）柵條的間隙數(shù)（n）柵條間隙寬度b=0.021m，傾角=60，柵前水深h=0.4m，過柵流速v=0.9（個(gè)）（2）柵槽寬度（B）柵條寬度S=0.01m（3）水頭損失h設(shè)柵條斷面為銳邊矩形

6、，=2.42，k=3（4）柵后槽總高度（H）設(shè)柵前渠超高mm（5）每日柵渣量在格柵間隙為0.021m情況下，設(shè)柵渣量為每1000污水產(chǎn)0.070.2所以須用機(jī)械排泥水泵沉砂池（曝氣沉砂池）（1）池子的有效容積（V）設(shè)最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流行時(shí)間t=3min（2）水流斷面面積（A）設(shè)最大流量時(shí)水平流速為0.10（3）池子總寬度（B）設(shè)有效水深=3m（4）池子長(zhǎng)（L）（5）每小時(shí)所需空氣量（q）每立方米所需空氣量d為0.2空氣/污水（6）沉沙室所需容積（V）X取30/（污水），T取2d（7）池子總高度（H）設(shè)沉砂池超高=0.3m（8）每個(gè)沉沙斗容積設(shè)每個(gè)分格有2個(gè)斗（9）沉沙斗各部分尺寸設(shè)斗底寬=0.

7、5m，斗避與水平面傾角為55，斗高=0.35m，沉沙斗上口寬沉沙斗容積（10）沉沙室高度采用重力排沙，設(shè)池底坡度為0.06，坡向沙斗，則（11）每格池子寬度（b）n=2格沉淀池（平流，一座）（1）池子總表面積（A）設(shè)表面水力負(fù)荷=2.0（2）沉淀部分有效水深（）設(shè)沉淀時(shí)間t=1.5h（3）沉淀部分有效容積（）（4）池子長(zhǎng)度（L）最大設(shè)計(jì)流量水平流速v=7（5）池子總寬度（B）（6）每個(gè)池子寬度（b）設(shè)有10個(gè)池子（7）校核長(zhǎng)寬比 符合要求（8）污泥部分所需容積（9）每個(gè)池子所需容積（）（10）污泥斗容積（）（11）污泥斗以上梯形部分容積（）設(shè)坡度為0.01=（37.80.3-4.5）0.01=

8、0.336=37.8+0.3+0.5=38.6=4.50（11）污泥斗和梯形部分污泥容積（12）池子總高度設(shè)緩沖層高度為，超高（二）生化處理單元（A2/O生物反應(yīng)池）設(shè)計(jì)參數(shù)1.水力停留時(shí)間一般采用68h，設(shè)計(jì)中取t=8h。2.曝氣池內(nèi)活性污泥濃度曝氣池內(nèi)活性污泥濃度Xv一般采用20004000mg/L,設(shè)計(jì)中取Xv=3000 mg/L。3.回流污泥濃度設(shè)SVI=100；系數(shù)r=1.2則回流污泥濃度Xr= mg/L4污泥回流比 =f Xr=0.7512000=9000 mg/L 則R=0.55.TN去除率E= 6.內(nèi)回流倍數(shù) 設(shè)計(jì)中取為340平面尺寸計(jì)算1.總有效容積V=Qt=80000=26

9、667 m3厭氧、缺氧、好氧各段內(nèi)水力停留時(shí)間的比值為1：1：3，則每段的水力停留時(shí)間分別為：厭氧： t1=1.6h； 缺氧： t2=1.6h； 好氧： t3=4.8h。2.平面尺寸設(shè)曝氣池有效水深h=4.2m 則曝氣總面積 A=6349.3 m2設(shè)計(jì)二組曝氣池，則每組曝氣池面積 m2每組曝氣池共設(shè)5廊道，第1廊道為厭氧段，第2廊道為缺氧段，后3個(gè)廊道為好氧段，每廊道寬取7.0，則每廊道長(zhǎng)L=進(jìn)出水系統(tǒng)1.曝氣池的進(jìn)水設(shè)計(jì)初沉池的來水通過DN1200的管道送入?yún)捬跞毖鹾醚跗貧獬厥锥说倪M(jìn)水渠道，管道內(nèi)的水流速為0.88 m/s。在進(jìn)水渠道內(nèi)，水流分別流向兩側(cè)，從厭氧段進(jìn)入，進(jìn)水渠道寬度為1.2m

10、，渠道內(nèi)水深為1.0m，則渠道內(nèi)的最大水流速度 m/s反應(yīng)池采用潛孔進(jìn)水，設(shè)孔口流速=0.4 m/s,孔口面積 m2設(shè)每個(gè)孔口尺寸為0.50.5m,則孔口數(shù)n= (個(gè))2.曝氣池的出水設(shè)計(jì)厭氧缺氧好氧池的出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，設(shè)流量系數(shù)m=0.4,堰寬b=7.0m,堰水頭m,設(shè)計(jì)中取為0.16m。厭氧缺氧好氧池的最大出水流量為（）= 1.58m3/s,出水管管徑采用DN1800mm,送往二沉池，管道內(nèi)的流速為0.84m/s 。其他管道設(shè)計(jì)1.污泥回流管在本設(shè)計(jì)中，污泥回流比為50 ，從二沉池回流過來的污泥通過兩根DN500mm的回流管道分別進(jìn)入首端兩側(cè)的厭氧段，管內(nèi)污泥流速為0.9 m

11、/s。2.硝化液回流管硝化液回流比為200，從二沉池出水回至缺氧段首端，硝化液回流管道管徑為DN1000mm，管內(nèi)流速為0.9 m/s 。剩余污泥量設(shè)污泥產(chǎn)率系數(shù)a=0.6,污泥自身氧化系數(shù)b=0.05,反應(yīng)池去除BOD5濃度Sr =250-10=240mg/L=0.24kg/m3 ,反應(yīng)池去除的SS濃度=250-10=240 mg/L=0.24kg/m3則剩余污泥量 =0.6800000.24-0.05266673+0.248000050=17120kg/d曝氣系統(tǒng)需氧量1.平均需氧量設(shè)計(jì)中取活性=0.5, =0.15=0.5800000.24+0.1526667=18600kg/d=775

12、kg/h2.最大需氧量最大時(shí)需氧量計(jì)算方法同上，只需將污水的平均流量換為最大流量3.最大時(shí)需氧量與平均時(shí)需氧量之比供氣量采用WM-180型網(wǎng)狀膜微孔空氣擴(kuò)散器，每個(gè)擴(kuò)散器的服務(wù)面積為0.49m2，敷設(shè)于池底0.2m處，淹沒深度為4.0m，計(jì)算溫度定為30。查表得20和30時(shí)，水中飽和溶解氧值為：=9.17mg/L; =7.63 mg/L1.空氣擴(kuò)散器出口處的絕對(duì)壓力取擴(kuò)散器上淹沒深度H=4.0m，則空氣擴(kuò)散器出口處的絕對(duì)壓力=1.013105+9800H=1.013105+98004=1.405105Pa設(shè)空氣擴(kuò)散器的氧轉(zhuǎn)移效率為12，則空氣離開曝氣池池面時(shí)，氧的百分比18.962.曝氣池混合

13、液中平均氧飽合度（按最不利的溫度條件考慮）換算為在20條件下，脫氧清水的充氧量設(shè)計(jì)中取修正系數(shù)=0.82，=0.95，壓力修正系數(shù)=1.0，曝氣池出口處溶解氧濃度C=2.0平時(shí)需氧量為：最大時(shí)需氧量為：3.曝氣池供氣量曝氣池平均時(shí)供氣量為： m3/h曝氣池最大時(shí)供氣量為：m3/h空氣管路計(jì)算擬在相鄰的兩個(gè)廊道的隔墻上設(shè)一根干管，共7根干管。在每根干管上設(shè)8對(duì)曝氣豎管，共16條配氣豎管。曝氣池共設(shè)112條配氣豎管，每根豎管的供氣量為：m3/h曝氣池的平面面積為3174.65m2,每個(gè)空氣擴(kuò)散器的服務(wù)面積按0.49 m2計(jì)，則所需空氣擴(kuò)散器的總數(shù)為：個(gè)每根豎管上安裝的空氣擴(kuò)散器的個(gè)數(shù)為：個(gè)，取為6

14、0個(gè)。每個(gè)空氣擴(kuò)散器的配氣量為：m3/h根據(jù)計(jì)算結(jié)果，空氣管道系統(tǒng)的總壓力損失為：=148.289.8=1453.1Pa=1.453 kPa網(wǎng)狀膜空氣擴(kuò)散器的壓力損失為5.88kPa,則壓力損失為：5.88+1.453=7.333 kPa設(shè)計(jì)中取9.8 kPa空壓機(jī)選擇空氣擴(kuò)散裝置安裝在距離池底0.2m處，曝氣池有效水深為4.2m，空氣管路內(nèi)的水頭損失按1.0m計(jì)，則空壓機(jī)所需壓力為：P=（4.20.2+1.0）9.8=49 kPa空壓機(jī)供所量：最大時(shí)：m3/h=593.5m3/min平均時(shí)： m3/h=511.6 m3/min根據(jù)所需壓力及空氣量，選擇江省南通市恒榮機(jī)泵廠的3L63WD三葉型

15、羅茨鼓風(fēng)機(jī)，共12臺(tái)，該鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)壓49 kPa，風(fēng)量55 m3/min，正常條件下，9臺(tái)工作，3臺(tái)備用；高負(fù)荷時(shí)，10臺(tái)工作，2臺(tái)備用。二沉池：1池子總表面積設(shè)表面水力負(fù)荷q=1.5m3/m2h，池子總表面積A= = =2922.2m22沉淀部分的有效水深設(shè)沉淀時(shí)間t=2h,h2=t=1.52=3.0m3沉淀部分有效容積 =Qmaxt=Ah2=8766.6m34池長(zhǎng)設(shè)最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速v=5mm/sL=3.6vt =3.652=36m長(zhǎng)深比(滿足要求)5池子總寬度B= = =81.17m81m6池子個(gè)數(shù)設(shè)10個(gè)池子，每個(gè)池子寬 b= =8.1 m長(zhǎng)寬比： =4.444(符合要求) 7污泥

16、部分所需容積V： 設(shè)污泥含水率P0=97, 兩次清除污泥間隔時(shí)間T=2h,c1取c0的50，污泥容重r =1000 kg/ m3，則V= =8污泥斗容積污泥斗底采用500mm500mm,上口采用3400mm3400mm,污泥斗斜壁與水平面的夾角為60，污泥斗的高度h4= tg60=2.51mV1= h4(f1+f2+)=2.510.52+3.42+=11.26 m39.污泥斗以上梯形部分污泥容積設(shè)池底坡度為0.01，梯形部分高度和h4=（36+0.33.4）0.01=0.329m污泥斗以上部分污泥容積V2=h4b= 0.3298.1=52.50 m3 10.污泥斗和梯形部分污泥容積V1+V2=

17、11.26+52.50=63.76 m32.75 m311.池子總高度設(shè)緩沖層高度h3 =0.4m，超高h(yuǎn)1 =0.3m， h4= h4+ h4=2.51+0.329=2.839H=h1+h2+ h3+h4 =0.3+3+0.4 +2.839=6.539m回流系統(tǒng)澄清池過濾設(shè)備擬采用普通快濾池，大阻力配水系統(tǒng)，單獨(dú)水反沖洗。濾池面積及尺寸濾池工作時(shí)間為24h，沖洗周期為12h。濾池實(shí)際工作時(shí)間為：T=240.1=23.8 (h)濾速=10m/h,濾池面積為：F=m2每組濾池單格數(shù)為N=8，布置成對(duì)稱雙行排列。每個(gè)濾池面積為：f= m2采用濾池長(zhǎng)寬比為3，濾池設(shè)計(jì)尺寸為3m9m,實(shí)際濾速為11.

18、67m/h.校核強(qiáng)制濾速為：= m/h濾池高度承托層高450mm.濾料層采用雙層濾料，厚h=820mm。其中無煙煤厚370mm，石英砂厚450mm。濾層上最大水深1800mm。超高300mm。濾池高度H為H=450+820+1800+300=3370mm每個(gè)濾池的配水系統(tǒng)(1)大阻力配水系統(tǒng)的干管 水沖強(qiáng)度q=14L/(Sm2),沖冼時(shí)間為6min。干管流量為：=fq=4214=588(L/s)干管的起端流速為1.34m/s,采用管徑為600mm。支管 支管的中心距離采用=0.2m.每池的支管數(shù)為：每根支管的進(jìn)口流量為： (L/s)支管的起端流速為2.5 m/s，支管直徑為80mm.(3)孔眼

19、布置 支管孔眼總面積與濾池面積之比K采用0.25孔眼總面積為：=Kf=0.2542=0.105 m2=105000 mm2采用孔眼直徑為10 mm，每個(gè)孔眼面積為78.5 mm2?？籽劭倲?shù)為：（個(gè)）每根支管也眼數(shù)為：=45(個(gè))每根支管孔眼布置成兩排，與垂線成45夾角向下交錯(cuò)排列。每根支管長(zhǎng)度為：0.5(90.6)=4.2(m)每排孔眼中心距為： (m)（4）配水系統(tǒng)校核 支管長(zhǎng)度與直徑之比為52.560.干管橫截面積與支管總橫截面積之比為：（符合要求）（5）孔眼水頭損失 支管壁厚采用5 mm，孔眼直徑與壁厚之比為2，流量系數(shù)=0.67，孔眼的水頭損失為： (m)4.洗砂排水槽洗砂排水槽中心距

20、采a=1.8m,排水槽設(shè)5根。排水槽總長(zhǎng)l0=3m,每槽排水量為： (L/s)采用三角形標(biāo)準(zhǔn)斷面，槽中流速采用=0.6m/s。排水槽斷面尺寸為：x= (m)排水槽底厚度采用=0.05m,砂層最大膨脹率e=45。洗砂排水槽頂距砂面高度He為：He=eh+2.5x+0.075=450.82+2.50.18+0.05+0.075=0.94(m)洗砂排水槽總面積為：F0=2x35=5.4(m2)25（符合要求）5濾池的各種管渠計(jì)算進(jìn)水管的流量為1.22m3/s，渠中流速為1.09m/s。（1）進(jìn)水支管 采用進(jìn)水渠寬800mm，水深800mm；各個(gè)濾池進(jìn)水管流量為0.1525m3/s，管中流速為0.91m/s。則各個(gè)進(jìn)水支管的管徑為： mm(2)反沖洗水管 流量為fq=588L/s,管中流速為2.38m/s。則管徑為： mm反沖洗水進(jìn)水渠寬為700 mm，水深為270 mm，渠內(nèi)水流速為2m/s。（3）清水管 清水總渠流量為0.7m3/s,渠中流速為1.09m/s，渠寬為800 mm，水深為800 mm，渠內(nèi)水為壓力流。每個(gè)濾池清水管的流量為0.1525m3/s,流速采用0.91m/s,則清水支管的管徑為： mm（4）反沖洗水排水 排水流量為0.588m3/s,管中流速為1.33m/s.反沖洗排水管的直徑為： mm