污水處理廠工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算

污水處理廠工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算說明書一、設(shè)計(jì)資料1、水量水質(zhì)資料污水設(shè)計(jì)流量為5萬t/d；起進(jìn)水水質(zhì)如下表污水進(jìn)水水質(zhì)表項(xiàng)目bod55CODSS單位Mg/lMg/lMg/l數(shù)值100250200污水處理后的水質(zhì)要求，具體數(shù)值入下表污水出水水質(zhì)表項(xiàng)目BOD5CODSS單位Mg/lMg/lMg/l數(shù)值2060202、氣象資料當(dāng)?shù)刈罡咚疁貫?0°C。夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)。3、廠區(qū)地形污水處理廠北面200米處有一條河流,最高洪水位為46.00米，常水位為42.00米;污水處理廠地形平坦，設(shè)計(jì)標(biāo)高為48.00米；地下水位標(biāo)高為42.00米，地基良好;城市污水總管從污水廠南面進(jìn)入，干管終點(diǎn)水面標(biāo)高為43.00米，管徑為1200mm。二、處理工藝的選擇1、常用的幾種城市污水處理工藝、傳統(tǒng)活性污泥工藝活性污泥工藝是污水處理的主要工藝，傳統(tǒng)活性污泥工藝采用中等污泥負(fù)荷，曝氣池為連續(xù)推流式。若只要求去除有機(jī)污染物時(shí)，傳統(tǒng)活性污泥工藝仍是一種可行的選擇。對(duì)傳統(tǒng)活性污泥工藝進(jìn)行的各種改進(jìn),產(chǎn)生了很多種不同的活性污泥工藝。一些工藝較傳統(tǒng)工藝處理功能增強(qiáng)，一些工藝運(yùn)行更加穩(wěn)定,而另外一些工藝的費(fèi)用大大降低或運(yùn)行更加方便。這些改進(jìn)可以分為：池形的改進(jìn)、運(yùn)行方式的改進(jìn)、曝氣方式的改進(jìn)、生物學(xué)方面的改進(jìn)以及投加填料等幾個(gè)方面。、氧化溝氧化溝是活性污泥法的一種變型，其曝氣池呈封閉的溝渠型，故它在水力流態(tài)上不同于傳統(tǒng)的活性污泥法。它是一種首尾相連的循環(huán)流曝氣溝渠污水滲入其中得到凈化，最早的氧化溝渠是加以護(hù)坡處理的土溝渠，是間歇進(jìn)水間歇曝氣的。從這一點(diǎn)上來說，氧化溝最早是以序批方式處理污水的技術(shù)。氧化溝污水處理的整個(gè)過程如進(jìn)水、曝氣、沉淀、污泥穩(wěn)定和出水等全部集中在氧化溝內(nèi)完成，最早的氧化溝不需另設(shè)初沉池、二沉池和污泥回流設(shè)備。隨著處理規(guī)模和范圍逐漸擴(kuò)大，通常采用延時(shí)曝氣。連續(xù)進(jìn)出水，所產(chǎn)生的微生物污泥在污水曝氣凈化的同時(shí)得到穩(wěn)定，不需設(shè)置初沉池和污泥消化池，處理設(shè)施大大簡化（3）、A/0工藝A/O工藝也叫厭氧好氧工藝,A（Anacrobic）是厭氧段，用于脫氮除磷;O（Oxic）是好氧段,用于除水中的有機(jī)物。2、 污水處理廠設(shè)計(jì)原則（1） 污水廠的設(shè)計(jì)和其他工程設(shè)計(jì)一樣，應(yīng)符合適用的要求，首先必須確保污水廠處理后污水達(dá)到排放要求?？紤]現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件，以及當(dāng)?shù)氐木唧w情況（如施工條件）。在可能的基礎(chǔ)上，選擇的處理工藝流程、構(gòu)（建）筑物形式、主要設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)等。（2） 污水處理廠采用的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)必須可靠。設(shè)計(jì)時(shí)必須充分掌握和認(rèn)真研究各項(xiàng)自然條件，如水質(zhì)水量資料、同類工程資料。按照工程的處理要求，全面地分析各種因素，選擇好各項(xiàng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，在設(shè)計(jì)中一定要遵守現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范，保證必要的安全系數(shù)。對(duì)新工藝、新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)和新材料的采用積極慎重的態(tài)度。（3） 污水處理廠（站）設(shè)計(jì)必須符合經(jīng)濟(jì)的要求。污水處理工程方案設(shè)計(jì)完成后，總體布置、單體設(shè)計(jì)及藥劑選用等盡可能采用合理措施降低工程造價(jià)和運(yùn)行管理費(fèi)用，（4） 污水廠設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)力求技術(shù)合理。在經(jīng)濟(jì)合理的原則下，必須根據(jù)需要，盡可能采用先進(jìn)的工藝、機(jī)械和自控技術(shù)，但要確保安全可靠。（5）污水廠設(shè)計(jì)必須注意近遠(yuǎn)期的結(jié)合，不宜分期建設(shè)的部分，如配水井、泵房及加藥間等，其土建部分應(yīng)一次建成；在無遠(yuǎn)期規(guī)劃的情況下，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)為今后發(fā)展留有挖潛和擴(kuò)建的條件。（6） 污水廠設(shè)計(jì)必須考慮安全運(yùn)行的條件，如適當(dāng)設(shè)置分流設(shè)施、超越管線、甲烷氣的安全儲(chǔ)存等。（7） 污水廠的設(shè)計(jì)在經(jīng)濟(jì)條件允許情況下，場(chǎng)內(nèi)布局、構(gòu)（建）筑物外觀、環(huán)境及衛(wèi)生等可以適當(dāng)注意美觀和綠化。3、 選擇A/O工藝A/O工藝的優(yōu)點(diǎn)（1）效率高。該工藝對(duì)廢水中的有機(jī)物，氨氮等均有較高的去除效果。當(dāng)總停留時(shí)間大于54h,經(jīng)生物脫氮后的出水再經(jīng)過混凝沉淀，可將COD值降至100mg/L以下，其他指標(biāo)也達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，總氮去除率在70%以上。（2）流程簡單，投資省，操作費(fèi)用低。該工藝是以廢水中的有機(jī)物作為反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂貴的碳源。尤其，在蒸氨塔設(shè)置有脫固定氨的裝置后，碳氮比有所提高，在反硝化過程中產(chǎn)生的堿度相應(yīng)地降低了硝化過程需要的堿耗。⑶缺氧反硝化過程對(duì)污染物具有較高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%，酚和有機(jī)物的去除率分別為62%和36%，故反硝化反應(yīng)是最為經(jīng)濟(jì)的節(jié)能型降解過程。（4）容積負(fù)荷高。由于硝化階段采用了強(qiáng)化生化，反硝化階段又采用了高濃度污泥的膜技術(shù)，有效地提高了硝化及反硝化的污泥濃度，與國外同類工藝相比，具有較高的容積負(fù)荷。缺氧/好氧工藝的耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)。當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)較大或污染物濃度較高時(shí)，本工藝均能維持正常運(yùn)行，故操作管理也很簡單。AO工藝的缺點(diǎn)(1)由于沒有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)而不能培養(yǎng)出具有獨(dú)特功能的污泥難降解物質(zhì)的降解率較低。(2)若要提高脫氮效率，必須加大內(nèi)循環(huán)比，因而加大運(yùn)行費(fèi)用。從外、內(nèi)循環(huán)液來自曝氣池含有一定的DO,使A段難以保持理想的缺氧狀態(tài)，影響反硝化效果，脫氮率很難達(dá)到90%。⑶影響因素:水力停留時(shí)間(硝化>6h，反硝化v2h)、循環(huán)比MLSS(>3000mg/L)、污泥齡(>30d)、N/MLSS負(fù)荷率(<0.03)、進(jìn)水總氮濃度(v30mg/L)。根據(jù)本工程特征，綜合權(quán)衡各方，選取A/O工藝，工藝流程圖如下：污水丁亠粗格—格—沉砂初沉v一a/o曝氣池 二沉池—消毒y—出水——]—— I回流污泥 -柵渣外運(yùn) 剩余污泥污泥外運(yùn) 污泥脫水機(jī) 貯泥池-—縮池集泥池六、設(shè)計(jì)計(jì)算1、格柵進(jìn)水中格柵是污水處理廠第一道預(yù)處理設(shè)施，可去除大尺寸的漂浮物或懸浮物，以保護(hù)進(jìn)水泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并盡量去掉那些不利于后續(xù)處理過程的雜物。擬用回轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)?；剞D(zhuǎn)式固液分離機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效果好，該設(shè)備由動(dòng)力裝置，機(jī)架，清洗機(jī)構(gòu)及電控箱組成，動(dòng)力裝置采用懸掛式渦輪減速機(jī)，結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)整維修方便，適用于生活污水預(yù)處理。1?1設(shè)計(jì)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0.6~1.0m/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。格柵柵條間隙擬定為30.00mm。1.2 設(shè)計(jì)流量：a.日平均流量

Qd=50000t/d~2083m3/h=0.58m3/s=580L/sK取1.34zb.最大日、最大時(shí)流量柵前流速v1=1.0m/s柵前部分長度：0.3m單位柵渣量：Q=K?Q=1.34X2083m3/h=2791m3/h=0.78m3柵前流速v1=1.0m/s柵前部分長度：0.3m單位柵渣量：柵條凈間隙為b=20.00mm3]=0.05m3]=0.05m3柵渣/103m3污水格柵傾角&=60°1.4 設(shè)計(jì)計(jì)算：1.4.1粗格柵計(jì)算說明：Q說明：Q一最大設(shè)計(jì)流量，m3/s；maxh—柵前水深（m），取為0.5m；柵條間隙數(shù)（n）為a—格柵傾角，度（°）；v—污水的過柵流速，m/s。n=Qm顯匝=°58八=59.97(取60條)bhv0.02x0.5x0.9柵槽有效寬度（B）設(shè)計(jì)采用10圓鋼為柵條，即S=0.01m。B=S(n一1)+bn=0.01x(60—1)+0.02x60=1.79(m)通過格柵的水頭損失h2h2=Kxh0=心sina0 2gh0—計(jì)算水頭損失； g—重力加速度；K—格柵受污物堵塞使水頭損失增大的倍數(shù)，一般取3；g—阻力系數(shù)，其數(shù)值與格柵柵條的斷面幾何形狀有關(guān)，對(duì)于矩形斷面,43 0.92 .x xsin6043 0.92 .x xsin60°2x9.81(0.01[、002丿所以：柵后槽總高度HH=h+h]+h2=0.5+0.3+0.119=0.919(m)柵槽總長度L2=_￡仏=皿一L2=0.81m2xtana1 2xtan20°L=L=0.40522H1=h+h1=0.5+0.3=0.80h2=3x2.42x=0.119(m)（%—柵前渠超高，一般取0.3m）H 080L二厶+L2+0.5+0.3+ 1二0.81+0.405+0.5+0.3+ 二2.477mtana tan60L]—進(jìn)水渠長，m； L2—柵槽與出水渠連接處漸窄部分長度，m；B1—進(jìn)水渠寬，取為1.2m； a“一進(jìn)水漸寬部分的展開角，一般取20°。111.4.3柵渣量計(jì)算對(duì)于柵條間距b=30.0mm的中格柵，對(duì)于城市污水，每單位體積污水爛截污物為W]=0.05m3/103m3,每日柵渣量為wQWX86400 0.580x0.05x864001.34X1000W=—max_1 = =19m1.34X1000KX1000 1.34X1000 ' /z攔截污物量大于0.3m3/d，宜采用機(jī)械清渣。2、沉砂池采用平流式沉砂池（兩個(gè)每個(gè)兩格，按照并聯(lián)運(yùn)行設(shè)計(jì)）1.設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)：流量：Q=0.611m3/s（設(shè)2組，分為2格）最大流速為0.3m/s，最小流速為0.15m/s；最大流量時(shí)停留時(shí)間不小于30s（一般采用30?60s）,取30s；有效水深不大于1.2m（—般取0.25?1m），故設(shè)為1.0m；池底坡度為0.01。2.設(shè)計(jì)計(jì)算

沉砂池長度:L=vt=0.25x30=7.5m水流斷面積：A=Q/v=0.611/0.25=2.444m2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有效水深：h2=A/B=2.444/2.4=1.018m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“ QTx86400x0.611x86400x2x30「V=皂 = =0.6m34K106 4x1.34x106(設(shè)兩個(gè)沉砂池，每個(gè)2個(gè)格共有8個(gè)沉砂斗)其中X］：城市污水沉砂量30m3/106m3，K：污水流量總變化系數(shù)1.34沉砂斗各部分尺寸及容積：設(shè)計(jì)斗底寬ax=1.0m，斗壁與水平面的傾角為60°，斗高h(yuǎn)d=0.5m，則沉砂斗上口寬：2ha=d+atan60° 12ha=d+atan60° 1tan60°沉砂斗容積:V=佇(2a2+2aa+2a2)=05(2x1.582+2x1.58x1.0+2x12)=0.84m36116(略大于V1=0.6m3，符合要求)沉砂池高度：采用重力排砂，設(shè)計(jì)池底坡度為0.06，坡向沉砂斗長度為L—2L—2a7.5-2x1.58=2.17m則沉泥區(qū)高度為斤3也+°.°兀=°.5+°.°6x2.17=°.63m池總高度H:設(shè)超高h(yuǎn)]=0.3m，

H=h“+hr+h°=0.3+1.543+0.63=2.473m12 3校核最小流量時(shí)的流速：最小流量即平均日流量則Vmin=QQ平均日=Q/K=0-926/1-2=0-772m3/s

平均日/A=0-772/3-703=0-21>則Vmin=Q計(jì)算草圖如下:進(jìn)水進(jìn)水圖圖4平流式沉砂池計(jì)算草圖3、初沉池3.1采用中心進(jìn)水輻流式沉淀池：

3.1采用中心進(jìn)水輻流式沉淀池：3.2設(shè)計(jì)參數(shù)：沉淀池個(gè)數(shù)n=2；水力表面負(fù)荷q'1m3/(m2h)；出水堰負(fù)荷1.7L/s*m(146.88m3/m?)；沉淀時(shí)間T=2h；h為緩沖層高度，取0.5m；h為掛泥板高度，取0.5m。污泥斗下半3 5徑r=1m，上半徑r=2m；剩余污泥含水率P=99.2%2113.2.1設(shè)計(jì)計(jì)算：3.2.1.1池表面積A=Q="IlX3600=549.9m2q'3.2.1.2單池面積人A549.9A= = =274.95m2單池n 23.2.1.3池直徑D=：1A單池=：4X274.95二18.7m(取19m)兀 、’兀3.2.1.4沉淀部分有效水深(h2)混合液在分離區(qū)泥水分離，該區(qū)存在絮凝和沉淀兩個(gè)過程，分離區(qū)的沉淀過程會(huì)受進(jìn)水的紊流影響，取3.2.1.5沉淀池部分有效容積x4=283.4m3“ D2 3.14x19x4=283.4m3V= -h=4 2 4，D(19，D(19一、h=ix—r=0.05x——241丿(2丿3.2.1.6沉淀池坡底落差(取池底坡度i=0.05)3.2.1.7沉淀池周邊(有效)水深=0.375mH=h+h+h=4+0.5+0.375=4.875m>4.0m0 2 3 43.2.1.8污泥斗容積污泥斗高度h=(r—r)-tga=(2—1)xtg600=1.73m6123.2.1.9沉淀池總高度H=0.375+4.875+1.73=6.98m3.4曝氣池2.5A2/O活性污泥法工藝設(shè)計(jì)2.5.1設(shè)計(jì)說明長期以來，城市污水的處理均以去除BOD和SS為目標(biāo)，并不考慮對(duì)無機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)氮和磷的去除。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，污水中不但SS含量高，nh3-n和P的含量也較高，所以結(jié)合設(shè)計(jì)的要求，采用A2/0活性污泥處理法一一它在降解有機(jī)物的同時(shí)具有同步脫氮除磷功能，且去除率高，與化學(xué)和物理相比，節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用。2.5.2設(shè)計(jì)計(jì)算(1)水力停留時(shí)間A2/。工藝的水力停留時(shí)間t一般采用6?8h,設(shè)計(jì)中取t=8h。曝氣池內(nèi)活性污泥濃度曝氣池內(nèi)活性污泥濃度X一般采用2000?4000mg/L，設(shè)計(jì)中取X=3000v vmg/L。回流污泥濃度106-rSVI式中X一一回流污泥質(zhì)量濃度(mg/L)；rSVI――污泥指數(shù)，一般采用100r一一系數(shù)，一般采用r=1.2X=12000mg/Lr污泥回流比RX二 -X'v1+Rr式中R一一污泥回流比；Xx――回流污泥活性污泥質(zhì)量濃度(mg/L)；rX'=fX=0.75X12000=9000mg/Lr r解得:R=0.5TN去除率S-Se=t 4x100%Si式中e一一TN去除率(％)；S]――進(jìn)水TN的質(zhì)量濃度32mg/L；S2――出水TN的質(zhì)量濃度8mg/L。

e=75%e=75%⑹混合液回流比eR二x100%內(nèi)1-e式中R一一混合液回流比。內(nèi)R=300%內(nèi)反應(yīng)池容積VV=Qt=0.551*3600*8=15869m3反應(yīng)池總水力停留時(shí)間：8h按各段水力停留時(shí)間和容積取為厭：缺：好=1：1：3,則每段的水力停留時(shí)間分別為：厭氧池水力停留時(shí)間：1.6h;缺氧池水力停留時(shí)間：1.6h;好氧池水力停留時(shí)間:4.8h(9)平面尺寸A2/O池總面積式中A A2/O池總面積。h——A2/O池有效水深。A=3526m2設(shè)計(jì)中取A=3526m2每組A2/。池面積：Ai=a/n式中A】一一每組A2/O池表面積(m2)；N——A2/。池個(gè)數(shù)。設(shè)計(jì)中取N=2A1=1763m2每組A2/O池共設(shè)6廊道，第1廊道為厭氧段，第2廊道為缺氧段，后4個(gè)廊道為好氧段，每廊道寬取為7.0m，則每廊道長L=A/bn式中L A2/O池每廊道長(m)；b――每廊道寬度(m)；

n——廊道數(shù)。設(shè)計(jì)中取b=7.0m,n=6L=42.0m(10)A2/O池的進(jìn)水設(shè)計(jì)初沉池的來水通過DN600的管道送入A2/O池首端的進(jìn)水渠道，管道內(nèi)的水流速度為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)水渠道寬為m，渠道內(nèi)水深為m，則渠道內(nèi)的最大水流速度為V二 s iNbhII式中V――渠道內(nèi)水流速度(m/s)；1b——進(jìn)水渠道寬度(m)；1h——進(jìn)水渠道有效水深(m)。1設(shè)計(jì)中取b=1.2m，h=1.0m1v=0.115m/s1反應(yīng)池采用潛孔進(jìn)水，孔面積為F=Nv2式中F—一每座反應(yīng)池所需孔口面積(m2)；v 孔口流速(m/s)，—般采用0.2~1.5m/s。2設(shè)計(jì)中取v=0.25m/s，貝U2F=0?551m2設(shè)每個(gè)孔口尺寸為0.4x0.4m，則孔口數(shù)為Fn=—f式中n—一每座曝氣池所需孔口數(shù)(個(gè))；f——每個(gè)孔口的面積(m2)。n=3.4 取n=4(11)剩余污泥量W二aQS-bVX+LQx50%平r Vr平式中W——剩余污泥量(kg/d)；(2-43)(2-44)(2-45)(2-47)a一一污泥產(chǎn)率系數(shù)，一般采用0.5?0.7；(2-43)(2-44)(2-45)(2-47)b一一污泥自生氧化系數(shù)d-1，一般采用0.05?0.1；Q平——平均日污水量(m3/d)；L——反應(yīng)池去除的SS質(zhì)量濃度(kg/m3)；rS一一反應(yīng)池去除BOD5質(zhì)量濃度(kg/m3)。r 5設(shè)計(jì)中取a=0.6,b=0.05，則W]=0.6*34000*(190*75%—20)/100