万吨污水处理厂处理工程设计.doc
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万吨污水处理厂处理工程设计.doc
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大庆八百垧污水处理工程项目
1.城市概况
大庆市位于黑龙江省西部,东与安达市相连,南与吉林省大安市隔松花江相望,西与齐齐哈尔市交界,北与明水县相邻。
地理位置在东经123º45"至125º45",北纬44º40"至46º之间。
距哈尔滨市159公里。
大庆市行政区划所辖地域范围共21170平方公里,占黑龙江省总面积的4.5%。
大庆市属于典型的组团式城市布局,市区由萨尔图、让胡路、龙凤、红岗、大同五个区,共5107平方公里。
主城区分为东城区和西城区。
东城区由东风新村、万宝、青龙山、高新技术产业开发区、龙凤构成,西城区由让胡路、乘风庄构成。
现辖四县和五个行政区总面积2.1万平方公里,总人口数239万;市区面积5107平方公里。
大庆过去曾是一片荒原,1959年发现大庆油田,经过三十多年的发展,大庆已经从单一的油田发展为中国北方新兴的工业城市。
2.项目概况
本工程主要建设八百垧生活区的污水从西干渠截流管道工程,汇入污水处理厂
水厂规模:
6万吨
收纳污水区域:
乘风庄地区南部、银浪地区、八百垧地区和红岗地区
3.设计依据和任务
(1)原始依据
设计题目:
6万m3/d城镇污水推流式曝气池处理工程设计
设计基础资料:
原始数据:
Q=60000m3/d
(2)进出水水质分析
项目
CODcr
(mg/L)
BOD5
(mg/L)
SS
(mg/L)
动植物油
(mg/L)
TN
(mg/L)
TP
(mg/L)
进水水质
275
115
175
27.5
37.5
8
一级B标准出水
60
20
20
3
20
1
BOD/COD=0.42>0.3该废水可生化性较好
4.工艺流程的确定
4.1工艺流程的比较
城市污水处理厂的方案,既要考虑有效去除BOD5又要适当去除N,P,故可采用SBR或氧化沟法,或A2O法.
A SBR法
工艺流程:
污水→一级处理→曝气池→处理水
工作原理:
1)流入工序:
废水注入,注满后进行反应,方式有单纯注水,曝气,缓速搅拌三种,
2)曝气反应工序:
当污水注满后即开始曝气操作,这是最重要的工序,根据污水处理的目的,除P脱N应进行相应的处理工作。
3)沉淀工艺:
使混合液泥水分离,相当于二沉池,
4)排放工序:
排除曝气沉淀后产生的上清液,作为处理水排放,一直到最低水位,在反应器残留一部分活性污泥作为种泥。
5)待机工序:
工处理水排放后,反应器处于停滞状态等待一个周期。
特点:
①大多数情况下,无设置调节池的心要。
②SVI值较低,易于沉淀,一般情况下不会产生污泥膨胀。
③通过对运行方式的调节,进行除磷脱氮反应。
④自动化程度较高。
⑤得当时,处理效果优于连续式。
⑥单方投资较少。
⑦占地规模大,处理水量较小。
BA2/O法
优点:
①该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺,总的水力停留时间,总产占地面积少于其它的工艺。
②在厌氧的好氧交替运行条件下,丝状菌得不到大量增殖,无污泥膨胀之虞,SVI值一般均小于100。
③污泥中含磷浓度高,具有很高的肥效。
④运行中勿需投药,两个A段只用轻缓搅拌,以不啬溶解氧浓度,运行费低。
缺点:
①除磷效果难于再行提高,污泥增长有一定的限度,不易提高,特别是当P/BOD值高时更是如此。
②脱氮效果也难于进一步提高,内循环量一般以2Q为限,不宜太高,否则增加运行费用。
③对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧,减少停留时间,防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现,但溶解浓度也不宜过高。
以防止循环混合液对缺反应器的干扰。
4.2工艺流程的选择
本工程位于东北地区,对寒冷地区选择城市污水活性污泥法流程时,应充分考虑温度的影响,宜采用鼓风曝气供氧,不宜选用散热量大的表面曝气器供氧。
而氧化沟工艺采用的就是表面曝气器,池深浅,散热量很大,占地面积也较大。
所以不宜在东北地区应用,不过也有在氧化沟上加盖来保证污水温度的做法。
SBR虽然是鼓风曝气,但是在冬季滗水器悬空易结冰,使设备无法正常运行。
故采用具有脱氮除磷的A2/O法。
A2/O工艺将生物反应池分为厌氧池、缺氧池和好氧池。
在厌氧阶段,从沉淀池排出的含磷回流污泥同原污水一起进入,聚磷酸菌释放磷,同时部分有机物开始进行氨化。
随后污水进入缺氧反应器,本反应器的首要功能是脱氮,硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的,循环的混合液量较大,一般为2Q(Q—原污水流量)。
混合液从缺氧反应器进入好氧反应器——曝气池,这一反应器是多功能的,去除BOD,硝化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行。
这三项反应都是重要的,混合液中含有NO3-N,污泥中含有过剩的磷,而污水中的BOD(或COD)则得到去除。
流量为2Q的混合液从这里回流缺氧反应器。
沉淀池的功能是泥水分离,污泥的一部分回流厌氧反应器,上清夜作为处理水排放。
污水厂A2/O工艺流程图如下所示:
内循环2Q
︱︱
进水→格栅→沉砂池→初沉池→除油装置→厌氧→缺氧→好氧→二沉池→消毒→排放
↑︱
(含磷)污泥回流︱
︱
↓↓
外运←污泥脱水←污泥消化←污泥浓缩
污水处理厂工艺流程图
5工艺流程设计计算
5.1设计流量的计算
平均流量:
=60000t/d≈60000m3/d=2500m3/h=0.694m3/s
总变化系数:
=(-平均流量,L/s)
设计流量:
1.31×60000=78600m3/d=3275m3/h=0.9097m3/s
5.2设备设计计算
5.2.1格栅
格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成,安装在污水渠道上、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部,用以截留较大的悬浮物或漂浮物。
一般情况下,分粗细两道格栅。
格栅型号:
链条式机械格栅
设计流量
栅前流速,过栅流速
栅前部分长度0.5m,格栅倾角,单位栅渣量
(1)确定栅前水深
则
(2)栅前间隙数(取58)
(3)栅条有效宽度
(4)设水渠渐宽部分展开角
则进水渠渐宽部分长度
(5)格栅与出水渠道渐宽部分长度
(6)过栅水头损失,取栅前渠道超高部分
则栅前槽总高度
栅后管总高度
(7)格栅总长度
=
=2.65m
(8)每日栅渣量
宜采用机械清渣
5.2.2沉砂池
沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒,保证后续处理构筑物的正常运行。
本设计采用的是具有脱氮除磷能力的A2/O工艺,为了保证除磷脱氮效果,不能采用曝气沉砂池,最后选用平流式沉砂池。
设计参数:
设计流量,设计水力停留时间t=40s
水平流速v=0.25m/s
(1)长度:
(2)水流断面面积:
(3)池总宽度:
,有效水深
(4)沉砂斗容积:
T=2d,X=30m3/106m3
(5)每个沉砂斗得容积()
设每一分格有2格沉砂斗,则
(6)沉砂斗各部分尺寸:
设贮砂斗底宽b1=0.5m;斗壁与水平面的倾角60°,贮砂斗高h’3=1.0m
(7)贮砂斗容积:
(V1)
>
符合要求
(8)沉砂室高度:
(h3)
设采用重力排砂,池底坡度i=6%,坡向砂斗,则
(9)池总高度:
(H)
设超高,
(10)核算最小流速
5.2.3初沉池
初沉池的作用室对污水仲密度大的固体悬浮物进行沉淀分离。
选型:
平流式沉淀池
设计参数:
(1)池子总面积A,表明负荷取
(2)沉淀部分有效水深h2
(3)沉淀部分有效容积
(4)池长L
(5)池子总宽度B
(6)校核长宽比
(符合要求)
5.2.4除油设备
选用传统的平流式隔油池。
废水从池的一端流入池内,从另一端流出。
在隔油池中,由于流速降低,比重小于1.0而颗粒较大的油珠上浮至睡眠,比重大于1.0的杂质沉降至池底。
5.2.5A2/O池
1.曝气池内混合液污泥浓度
曝气池内活性污泥浓度Xv一般采用2500-4500mg/L,设计中取Xv=3000mg/L。
2.回流污泥浓度
(6-1)
式中
Xr
——
回流污泥浓度(mg/L)
SVI
——
污泥指数,一般采用100;
r
——
系数,一般采用r=1.2
3.污泥回流比
(6-2)
式中
R
——
污泥回流比;
——
回流污泥浓度(mg/L),
4.TN去除率
(6-3)
e
——
TN去除率(%);
S1
——
进水TN浓度(mg/L);
S2
——
出水TN浓度(mg/L),设计中取20mg/L。
式中
5.内回流比
(6-4)
式中
R内
——
内回流倍数;
,设计中取值200%。
5.2.5.1好氧池计算
好氧池的计算采用污泥负荷法,用污泥龄法校核。
1.BOD—污泥负荷率确定
拟采用0.1kgBOD5/(kgMLSS·d)
2.好氧池容积计算
(6-5)
式中
V
——
生物反应池容积,m3;
So
——
生物反应池进水五日生化需氧量,mg/L;
Se
——
生物反应池出水五日生化需氧量,mg/L,当去除率大于90%时可不计入;
Q
——
生物反应池的平均流量,m3/h;
Ns
——
生物反应池五日生化需氧量污泥负荷,kgBOD5/(kgMLSS·d);
X
——
生物反应池内混合液悬浮固体平均浓度,gMLSS/L;
3.硝化菌生长速率
(6-6)
式中
μ
——
硝化菌比增长速率d-1;
Na
——
反应池中NH4+-N的浓度,mg/L,N=8mg/L;
Kn
——
硝化作用中氮的半速率常数,℃,T=10℃;
T
——
设计温度,℃
4.最小污泥停留平均时间
(6-7)
5.设计污泥停留时间
(6-8)
式中
——
设计污泥停留时间,d;
F
——
安全系数与峰值系数,1.5~3.0;
6.平均流量时水力停留时间
(6-9)
5.2.5.2缺氧池计算
1.反硝化速率计算
(6-10)
式中
KdeT
——
脱氮速率,(kgNO3-N)/(kgMLSS·d);
Kde(20)
——
20℃时的脱氮速率,可采用0.03~0.06(kgNO3-N)/(kgMLSS·d);
T
——
设计温度(℃);
2.排出反应池微生物量计算
(6-11)
式中
Q
——
生物反应池的设计流量(m3/d);
△Xv
——
排出生物反应池系统的微生物量(kgMLVSS/d);
Yt
——
污泥总产率系数(kgML
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