2500吨天污水处理厂设计方案.doc
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2500吨/天污水处理厂设计方案
1、一个江苏中部镇级污水处理厂,日处理量2500吨/天,废水来源其中约2000吨/天为镇区居民生活污水,500吨/天为镇上一个印染企业排放的印染废水(企业已经采取了pH调节+混凝沉淀预处理,出水COD在400~600mg/l之间),综合废水按照进水COD=250~350mg/l设计,SS=180mg/L,氨氮=25~40mg/L,TP=6~14mg/l;
2、要求出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002中规定的一级B标准
3、具体处理工艺自由选择;
4、考虑到实际运行管理人员缺乏,尽可能采用管理简单方便;
5、场地来源相对容易,最后污泥采用填埋处置,建议不采用污泥消化处理;
6、现场场地平整,基本没有地势差异;
7、进水管管径DN600,管底标高-1.20米;出水采用DN600水泥管,要求排放点管底标高不低于-0.80米。
设计方案如下:
1.设计水质
(1).进水水质
生活污水和工业污水混合后的水质预计为:
BOD5=200mg/L,SS=180mg/L,COD=300mg/L,NH4+-N=30mg/L,总P=8mg/L。
(2)出水水质
出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准规定的一级B标准。
BOD5=30mg/L,SS=30mg/L,COD=120mg/L,NH4+-N=25mg/L,总P=1mg/L。
(3)进水流量
设计日最大流量
Qmax=Q生活+Q工业
=2500t/d=2500m3/d=0.0289m3/s
2.处理构筑物设计
2.1格栅
格栅用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质,以保证后续处理单元和水泵的正常运行,减轻后续处理单元的负荷,防止阻塞排泥管道。
格栅的设计计算主要包括格栅形式选择、尺寸计算、水力计算、栅渣量计算等。
2.1.1栅条间隙数n:
式中:
——最大设计流量,;
——栅条间隙,,取=0.03;
——栅前水深,,取=0.4;
——过栅流速,,取=0.9;
——经验修正系数,取=60;
则
2.1.2有效栅宽:
式中:
——栅条宽度,,取0.01。
则:
2.1.3过栅水头损失:
式中:
——过栅水头损失,;
——计算水头损失,;
ξ—阻力系数,栅条形状选用正方形断面所以
,其中;
——重力加速度,,取=9.81;
——系数,格栅受污物堵塞后,水头损失增大倍数,一般采用=3;
则:
2.1.4栅后槽的总高度:
式中:
——栅前渠道超高,,取=0.3。
则:
=0.4+0.125+0.3=0.0.825
2.1.5格栅的总长度:
式中:
——进水渠道渐宽部位的长度,,,其中,为进水渠道宽度,,为进水渠道渐宽部位的展开角度,取=20;
——格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度,,取;
——格栅前槽高,.
则:
2.1.6每日栅渣量:
式中:
——每日栅渣量,;
——单位体积污水栅渣量,,取=0.07;
——污水流量总变化系数.
则:
=0.348
由所得数据,所以采用机械除污设备。
2.2污水提升泵房
提升泵房以提高污水的水位,保证污水能在整个污水处理流程过程中流过,从而达到污水的净化。
2.2.1设计计算
设计水量为2500m3/d,选用2台潜水排污泵(一用一备),则流量为2500/24=104.2m3/h。
型号
排出口径(mm)
流量(m3/h)
扬程(m)
转速(r/min)
功率(kw)
250QW600-7-22
250
1260
7
970
22
泵的选型如下:
表3-2
2.3、沉砂池
沉砂池的形式有平流式、竖流式和曝气沉砂池。
其作用是从污水中去除沙子,渣量等比重较大的颗粒,以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。
工作原理是以重力分离为基础,即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉,而有机悬浮颗粒则随水流带走。
设计中采用的平流式沉砂池是最常用的一种形式,它的截留效果好,工作稳定,构造简单。
2.3.1平流式沉沙池的设计参数
(1)污水在池内的最大流速为0.3m/s,最小流速应不小于0.15m/s;
(2)最大时流量时,污水在池内的停留时间不应小于30s,一般取30s—60s;
(3)有效水深不应大于1.2m,一般采用0.25—1.0m,每格宽度不宜小于0.6m;
(4)池底坡度一般为0.01—0.02,当设置除砂设备时,可根据除砂设备的要求,确定池底的形状。
2.3.2平流式沉砂池设计
⑴沉砂部分的长度:
式中:
——沉砂池沉砂部分长度,;
——最大设计流量时的速度,,取。
——最大设计流量时的停留时间,s,取=30s。
则:
⑵水流断面面积
式中:
——水流断面面积,;
——最大设计流量,。
则:
⑶沉砂池有效水深:
采用两个分格,每格宽度,总宽度
式中:
——池总宽度,;
——设计有效水深,。
则:
(<1.2m,合理)
⑷贮砂斗所需容积:
式中:
——沉砂斗容积,;
——城镇污水的沉砂量,污水,取污水;
——排砂时间的间隔,,取;
——污水流量总变化系数。
则:
⑸贮沙斗各部分尺寸计算:
设贮沙斗底宽,斗壁与水平面的倾角为60°;则贮沙斗的上口宽b2为:
贮砂斗的容积:
式中:
——贮砂斗容积,;
——贮砂斗高度,,取=0.35;
——分别为贮砂斗下口和上口的面积,。
则:
⑹贮砂室的高度:
假设采用重力排砂,池底设6%的坡度坡向砂斗,则:
式中:
——两沉砂斗之间的平台长度,,取=0.2。
则:
⑺池总高度:
式中:
——池总高度,;
——超高,取=0.3;
则:
⑻核算最小流速:
式中:
——设计最小流量,;
——最小流量时工作的沉砂池数目;
——最小流量时沉砂池中的过水断面面积,;
则:
(>0.15m/s,合格)
2.4氧化沟
氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式,一般采用圆形或椭圆形廊道,池体狭长,池深较浅,在沟槽中设有机械曝气和推进装置,近年来也有采用局部区域鼓风曝气外加水下推进器的运行方式。
池体的布置和曝气、搅拌装置都有利于廊道内的混合液单向流动。
通过曝气或搅拌作用在廊道中形成0.25—0.30m/s的流速,使活性污泥呈悬浮状态,在这样的廊道流速下,混合液在5—15min内完成一次循环,而廊道中大量的混合液可以稀释进水20—30倍,廊道中水流虽呈推流式,但过程动力学接近完全混合反应池。
当污水离开曝气区后,溶解氧浓度降低,有可能发生反硝化反应。
大多数情况下,氧化沟系统需要二沉池,但有些场合可以在廊道内进行沉淀以完成泥水分离过程。
2.4.1氧化沟类型选择
该设计为小型污水厂,选择交替型三沟式氧化沟,其出水水质高,脱氮除磷效果明显,构筑物简单。
三沟式氧化沟(T型)是由三个相同的氧化沟组建在一起作为一个单元运行,三个氧化沟之间相互双双连通,两侧的氧化沟可起曝气和沉淀的双重作用,中间的氧化沟一直作为曝气池,原污水交替进入两侧的氧化沟,处理水则相应的从作为沉淀池的两侧氧化沟流出。
其运行方式可以根据不同的进水水质及出水水质要求而改变,所以系统运行灵活,操作方便。
三沟式氧化沟是一个A-O(兼氧-好氧)活性污泥系统,可以完成有机物的降解和硝化反硝化过程,能取得良好的去除效果和脱氮效果,依靠三池工作状态的转换,可以免除污泥回流和混合液回流,运行费用大大的降低,处理流程简单,省去二沉池,管理方便,基建费用低,占地面积小。
2.4.2设计参数
⑴进水水质
浓度;SS=180mg/L;COD=300mg/L;NH4+-N=30mg/L;总P=8mg/L
⑵出水水质
浓度;浓度;
混合液挥发性悬浮固体浓度;
污泥龄;
混合液悬浮固体浓度
内源代谢系数
2..4.3设计流量
Q=0.0289m3/s=2500m3/d
2..4.4去除BOD5
⑴氧化沟出水溶解性BOD5浓度S=Se-S1,为了保证氧化沟出水的BOD5浓度,必须控制氧化沟出水所含溶解性的BOD5的浓度。
其中S1为沉淀池出水中的VSS所构成的BOD5浓度
⑵好氧区容积:
式中:
Y—污泥的产率系数,取0.6;
—污泥龄,25d;
—混合液挥发性悬浮固体浓度,2500mg/L;
—内源代谢系数,0.06
—流量,2500m3/d。
则:
m3/d=1142.28
⑶好氧区水力停留时间:
t1=V1/Q=1142.28/2500=0.457(d)=11(h)
⑷剩余污泥量
=2500(0.02-0.00962)*0.6/(1+0.06*25)+2500(0.25-0.175)-2500*0.03
=118.728(KgDs/d)
去除每1kgBOD5产生的干污泥量
=118.728/2500(0.2-0.03)=0.28(KgDs/KgBOD5)
2.4.5脱氮
⑴需氧化的氨氮量。
氧化沟产生的剩余污泥中含氮率为12.8%,则用于生物合成的总氮量为:
⑵脱氮量Nr。
设出水的NH3-N量为16mg/L,符合题意所给的综合污水排放国家二级标准。
需要脱氮量Nr=进水TKN-出水TN-生物合成所需N0
⑶碱度平衡
保持PH=7,PH值合适,硝化、反硝化能够正常的进行。
⑷脱氮所需的池容
脱硝率。
20℃时,脱效率为
4℃
脱氮所需容积
⑸脱氮水力停留时间
2..4.6除磷
根据COD∶NH3-N:
P的去除率为200∶50∶1,NH3-N的去除量为8.15mg/L,所以磷在此过程中的去除量为1.63mg/L。
氧化沟产生的剩余污泥中含磷率为2.5%,则用于生物合成的磷的量为
需另外加入化学药剂去除的磷的量为:
在氧化沟中投加硫酸铁盐,可使磷的去处率达95%以上。
则投加铁盐的量为:
2.4.7氧化沟总容积及停留时间
满足水力停留时间16~24h。
校核污泥负荷
污泥符合满足
2.4.8需氧量
⑴设计需氧量AOR
AOR=去除BOD5需氧量剩余污泥中BOD5的需氧量+去除NH3-N耗氧量剩余污泥中的耗氧量脱氮产氧量
ⅰ.去除BOD5需氧量D1
ⅱ.剩余污泥中BOD5的需氧量D2(用于生物合成的那部分BOD5的需氧量)
ⅲ.去除NH3-N耗氧量D3。
每1kgNH3-N硝化需要消耗4.6kgO2
ⅳ.剩余污泥中NH3-N的耗氧量D4
ⅴ.脱氮产氧量,每还原1KgN2产生2.86KgO2
总需氧量
安全系数1.3,则
去除每1kgBOD5需氧量
⑵标准状态下需氧量
设所在地为标准大气压,,进水最高温度为30℃。
溶解氧浓度C=2mg/L。
去除每的标准需氧量
2..4.9氧化沟尺寸
设氧化沟两座,单座容积
三组沟道
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