污水处理厂设计方案.docx
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污水处理厂设计方案
第一章绪论
1.1基础资料
风向:
多年主导风向为东南风;
水文:
降水量多年平均为每年2370mm,蒸发量多年平均为每年1800mm,地下水水位为地下6~7m
年平均水温:
20摄氏度
1。
2水质水量特点
水质特点:
COD≤350mg/l,BOD5≤200mg/l,SS≤200mg/l,氨氮≤45mg/l,磷≤6mg/l,PH:
6-9
水量特点:
每人每天平均用水量:
120l/d
总人数:
150000
每天平均用水量:
1。
8×107l/d
总变化系数:
1。
5
每天最大用水量:
(1。
8×107)×1.5l/d=2。
7×107l/d
1。
3处理后的出水水质标准:
出水水质应符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》
COD≤60mg/l,BOD5≤20mg/l,SS≤20mg/l,氨氮≤8mg/l,磷≤1mg/l,PH:
6-9
第二章总体设计
2.1设计方案的选择与设计:
污水——粗格栅——集水提升泵房-—细格栅——旋流沉沙池--CASS——二沉池——消毒池——出水
污泥:
污泥浓缩池——脱水
2.2根据原水水质及出水标准:
SS的去处率:
(200-20)/200×100%=90%
BOD5的去处率:
出水的BOD5有可生物降解的BOD5和随出水漂走的浮固体所占BOD5
随出水漂走的浮固体所占BOD5的计算:
悬浮固体中可生物降解部分:
20×0.65mg/l=13mg/
可生物降解悬浮固体最终:
BODL=13×1。
42mg/l=18。
46mg/l
可生物降解悬浮固体BODL换算为:
:
BOD5=18。
46×0.68mg/l=12。
55mg/l
出水中可生物降解的:
BOD5=20-12.55mg/l=7。
45mg/l
则BOD5的去处率:
(200-7.45)/200×100%=96。
3%
2.3工艺流程说明
污水
CASS池
出水
回流污泥
污泥外运
格栅:
用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物
沉砂池:
用来去除污水中泥沙,煤渣等相对密度较大的无机颗粒
选择区:
释放磷
兼性区:
进一步促进磷的释放和反硝化作用
主反应区:
主要的生化反应区
消毒池:
去除出水中的细菌和病毒
浓缩池:
减少污泥体积
第三章工艺流程的计算
污水的设计流量为:
Qmax=2。
7×107l/d=0.312m3/s
1.粗格栅的计算:
设栅前水深h=0.4m过栅流速v=0.8m
栅条间隙b=50mm格栅安装倾角
°
栅条间隙数:
=18。
1
取n=19
a)栅槽宽度:
(取栅条宽度S=0。
01m)
B=S(n-1)+b×n=0。
01×(19—1)+0。
05×19=1.13m
b)栅槽总长度:
取进水渠宽度B1=1.0m则进水渠的水流速度为v1=
m/s=0。
78m/s
取渐宽部分展开角
=20°,则进水渠道渐宽部分长为:
m=0.18m
栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度:
取栅前渠道超高h2=0。
3m,则栅前槽高为:
H1=h+h2=0。
7m
则栅槽总长度为:
L=l1+l2+1.0+0。
5+
=0.18+0。
09+1.0+0。
5+
m=2。
17m
c)过栅水头损失:
栅条为矩形断面,取
2。
42,g=9。
81m/s2
阻力系数为:
=2。
42×
=0。
12
计算水头损失为:
h0=
m
取K=3,则过栅水头损失为:
h1=kh0=3×0。
034m=0.102m
d)栅槽总高度:
H=h+h1+h2=0。
4+0。
3+0。
102m=0。
802m
e)每日栅渣量:
粗格栅取W1=0。
01
W=
1。
8m3/d>0。
2m3/d
粗格栅水力计算简图
所以采用机械清渣
2.细格栅的计算:
设栅前水深h=0。
4m过栅流速v=0.8m
栅条间隙b=10mm格栅安装倾角
°
栅条间隙数:
=90。
1
取n=91
a)栅槽宽度:
(取栅条宽度S=0。
01m)
B=S(n—1)+b*n=0.01×(91—1)+0。
01×91=1.81m
b)栅槽总长度:
取进水渠宽度B1=1.2m则进水渠的水流速度为v1=
m/s=0。
65m/s
取渐宽部分展开角
=20°,则进水渠道渐宽部分长为:
=0。
84m
栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度:
取栅前渠道超高h2=0。
3m,则栅前槽高为:
H1=h+h2=0。
7m
则栅槽总长度为:
L=l1+l2+1.0+0。
5+
=0.84+0.42+1.0+0。
5+
m=3.16m
c)过栅水头损失:
栅条为矩形断面,取
2.42,g=9。
81m/s2
阻力系数为:
=2。
42×
=2.42
计算水头损失为:
h0=
0.068m
取K=3,则过栅水头损失为:
h1=kh0=3×0。
068m=0。
20m
d)栅槽总高度:
H=h+h1+h2=0。
4+0。
3+0.2m=0.9m
e)每日栅渣量:
细格栅取W1=0。
09
W=
16。
2m3/d〉0。
2m3/d
所以采用机械清渣
细格栅水力计算简图
3.格栅集水
设计流量Qmax=0.312m3/s=18.72m3/min
集水池有效容积V=18。
72×15m3=280。
8m3
设集水池有效水深h,=3m则集水池断面面积为S,=280.8m3÷3m=93。
6m2
设集水池断面为正方形,则边长为a,=
m=9.7m
泵房高度h,,=4.2m则泵房体积V,,=S,×h,,=93。
6×4.2m3=393。
12m3
由资料可知:
地面标高为155。
00m,进水管底标高为151。
75m
管径D=500mm
栅前水深h=0.4m,△H=155。
00—150.8m=4。
2m
△V=4。
2×93。
6m3=393.12m3
4。
沉砂池的计算(旋流沉砂池-—钟式沉砂池)
因为Qmax=312l/s选择型号为300的钟式沉砂池
型号
流量(l/s)
A
B
C
D
E
F
G
H
J
K
L
300
312
3.05
1.0
0.610
1。
200
0.30
1。
55
0。
45
0。
3
0。
45
0.8
1.35
钟式沉沙池各部分尺寸
5.CASS池计算
BOD5的去处率:
(200—7.45)/200×100%=96.3%
1.S负荷率Nsf=0。
65k2=0。
020
SS负荷率Ns=
kgBOD5/(kgMLSS.d)
=0.10kgBOD5/(kgMLSS.d)
2.CASS池容积
设计流量Qmax=0.312m3/s=26956.8m3/d取X=4kg/m3=4000mg/l
则CASS池容积为V:
19963。
6m3
式中:
se——进入CASS池有机物的浓度,mg/l
s0——CASS池排放有机物的浓度,mg/l
X——混合液污泥的浓度,mg/l,一般将X控制在2.5——4.0kg/m3
3.CASS池各部分容积组成及最高水位
H=
设CASS池的个数为n1=10,池内最高水位H=5,一个运行周期为Tc=4h,则一日内循环周期n2=
单池面积A=
=399.3m2
取池宽B=8.5m则1〈
=1.7<2
则池长L=46.98m,则4<
=5。
5<6满足要求
验证:
L×B=46。
98H1=8。
5=399.3m2=A
m3
则池内水位至滗水器排放最低水位之间的高度为:
H1=
=1.13m
查生活污水BOD——污泥负荷率与污泥指数(SVI)值的关系图得知:
Ns=0.10kgBOD5/(kgMLSS.d),SVI为100,则滗水结束时泥面高度为:
H3=H×X×SVI×10-3=5×4×100×10—3=2m
滗水水面和泥面之间的安全距离为:
H2=H—(H1+H3)=5-(1.13+2)=1.87m
CASS池的总高度:
H0=H+0.5=5+0.5=5.5m(0.5为超高)
变动容积为:
V1=A×H1=399.3×1.13m3=451。
2m3
安全容积为:
V2=A×H2=399.3×1。
87m3=746.7m3
污泥沉淀浓缩容积:
V3=A×H3=399。
3×2m3=798.6m3
满足
=10×(451.2+746。
7+798.6)=19663m3
式中:
V-CASS总有效容积,m3
V1-变动容积,即池内最高设计水位至氵笔水后最低水位之间的容积,m3
V2-安全容积,即氵笔水水位和泥面之间的容积,m3
V3-—污泥沉淀浓缩容积,即活性污泥最高泥面至池底的容积,m3
H—池内最高液面,一般为3-5m
H0—CASS总高,m
H1-—池内最高设计水位至氵笔水后最低水位之间的高度,m
H2--氵笔水水位和泥面之间的高度,m
H3——氵笔水结束时泥面高度,m
n1—CASS池子的个数,这里为10
n2—一日内循环周期数,这里为4次
预反应区计算:
L1=
2.04m
选择器容积计算:
污泥回流比为0.2,选择器的容积为主反应区的6%,则选择器的长度Lo=0。
06×46。
98=2。
82m
隔墙底部连通空口尺寸:
取孔口数n3=4,孔口流速u=30m/h,则隔墙底部连通口尺寸为:
空口高取0。
68m,宽度取1m
曝气时间的确定:
需氧量计算:
取a,=0。
45,b,=0。
15,单位换算1kg/m3=1000mg/l,则需氧量为O2=a,Q(so-se)+b,VX=0.45×26956。
8×(
)+0.15×19963。
3×4=14313.8kg/d=596.4kg/h
式中:
O2——混合液需氧量
a,-—微生物对氧化分解过程的需氧量,即微生物每代谢1kgBOD所需的氧气量,kg,生活污水为0.42—0。
53
b,——活性污泥微生物自身氧化的需氧量,每千克活性污泥每天自身氧化的需氧量,kg,生活污水为0。
11--0。
188
标准条件下脱氧清水充氧计算:
微孔曝气头装在距池底0。
3m处,淹没水深H=4.7m,其绝对压力为:
Pb=P+9。
8×103H=1.013×103+9.8×103×4.7=1.47×103Pa
微孔曝气头的氧转移效率EA为20%,气泡离开水面时的含氧量为:
年平均水温为20℃,清水氧饱和度查表得CS(20)=9.17mg/L,则CASS池内的溶解氧饱和度的平均值为:
标准条件下,转移到曝气池内混合液的总氧量为:
式中:
R0—水温20℃,气压1。
013*105Pa时,转移到曝气池内混合液的总需氧量,kg/h;
R—在实际条件下,转移到曝气池内混合液的总需氧量,kg/h;
CS(20)—-20℃时,氧在清水中的饱和度,查表得9.17mg/L;
α—污水中杂质影响修正系数,取0.85
β-污水含盐影响修正系数,取0.95;
p—气压修正系数,这里为1
C-混合液溶解氧浓度,取2mg/L;
T—设计水温,本设计水温为20℃
Csb(T)—设计水温条件下CASS池内曝气时溶解氧饱和度的平均值,mg/L
Cs(T)--设计水温条件下氧在清水中的饱和溶解度,mg/L
Pb—空气扩散装置出口处的绝对压力,Pa
H——空气扩散装置的安装深度,m
Ot-气泡离开水面时的含氧率,%
EA--空气扩散装置的氧转移效率,%,可由设备本身查得.
供气量计算:
最大气水比=13691。
04*24/26956。
8=12.19
鼓风机及鼓风机室的设置
选用RD-150罗茨鼓风机3台,二用一备,其转速为1450r/min,长度为1.5m,宽度为0.58m,三台鼓风机并排排放,鼓风机之间的距离取0.8m,鼓风机距墙面的距离取1.2m,则鼓风机室的平面尺寸为:
长度:
L=0.58*3+0。
8*2+1。
2*2=5。
74m
宽度:
B=1。
5+1.2*2=3.9m
a)曝气器的布置:
曝气器均匀布置在主反应区,布置10列,55排,则10座池子共布置5500个。
每个曝气器的服务面积=A/(10*55)=399。
3/550=0.73m2/个
满足曝气器服务面积0。
3-0。
75m2/个
b)污泥产量计算:
剩余生物污泥量为:
Y取0.6,Kd=0.06
△XV
=0。
6×(200-7。
45)÷1000×26956.8—0。
06×19963。
6×0.65=2335。
74kg/d
剩余非生物污泥为:
△Xs=Q(1—ffb)×
2644.46kg/d
剩余污泥总量:
△X=△XV+△Xs=2335.74+2644。
46=4980.2kg/d
污泥回流量的计算:
污泥回流比R=20%,则污泥回流量为QR=QR=26956.8×0.2m3=5391。
36m3
采用污泥泵使污泥回流到选择器
单个CASS池如下
6.污泥浓缩池的计算(气浮浓缩池):
剩余污泥总量为:
△X=4980。
2kg/d=4。
980t/d,取剩余污泥含水率为99.5%,则剩余污泥含泥浓度为0.5%,则剩余污泥流量为:
Q=
m3/d
设计两座气浮池,则每座流量Q=996.04/2m3/d=498。
02m3/d=20.75m3/h<100m3/h
采用矩形气浮池,以下均按每座气浮池进行计算。
a)气浮浓缩池的面积:
污泥负荷取80kg/(m2·d),污泥密度为1000kg/m3,含水率为99。
5%,
设L/B=4
4B*B=31.13B=2。
79mL=11.16m
b)回流比:
据经验,气固比取0。
02
采用装设填料的压力罐,f=0.9,表压p为3*105Pa
20℃时,空气饱和溶解度Sa=0.0187×1.164=0。
0218g/L=21。
8mg/L
流入的污泥浓度为7000g/m3
Q总=(1+R)Q=498。
02*(1+270%)=1842。
67m3/d=76。
78m3/h
所需空气量为:
A=Sa(fP-1)R=21。
8*(0.9*3-1)*2。
7=100。
06kg/d
水平流速v=5mm/s=18m/h
过水断面为:
w=Q总/v=76.78/18=4。
27m2
d1=w/B=4。
27/2。
79=1。
53m
d2=0.3B=0.3*2。
79=0。
837m
d3=0.1m
气浮池高度:
H=d1+d2+d3=1.53+0。
837+0.1=2。
46m≈2.5m
以水力负荷进行核算:
按停留时间进行核算:
T=(B*L*H)/Q总=(2.79*11。
16*3)/76.78=1.23h
以上均接近一般设计规定.
溶气罐净体积(不包括填料)按溶气水停留3min计算,则:
V=20.75×2.7×3/60=2.8m3
罐高度采用4m时,罐直径为:
罐高度与直径之比为:
H/D=2.5/1。
2=2。
08(符合设计规定)
7.好氧硝化池的计算:
经浓缩后污泥含水率以96%计
硝化池简图
干污泥为5391.36kg/d
湿污泥为134.78m3/d
有机物为60%
运行方式:
采用连续运行
停留时间和温度:
t=20d,20℃
a)按停留时间计算:
池的容积为每天投入的污泥量与消化天数的乘积:
V=Qt=134.78*20=2695。
6m3
b)按有机负荷计算:
有机负荷取1.1kgVSS/(m3﹡d)
V=5391.36/1。
1=4901.24m3,取4900m3
取大者池容为4900m3
设水深h=5m
池子直径:
D=
=35。
33m
考虑到泥水分离室的容积,取D=38m
池超高取1.0m
c)供气量计算:
取空气需要量为0.1m3/(m3·min)
每池空气量:
4900*0。
1=490m3/min
机械曝气所需功率,取0.03kW/m3
则所需供气功率:
N=4900*0。
03=147kW
d)鼓风机选择:
根据风量和压力选择鼓风机:
风量为490m3/min,风压为水深5m,管道及曝气器阻力损失取0。
5m,所以鼓风机压力取60kPa,选择5台低速多级离心鼓风机:
C400—1。
7型,流量为400m3/min,出口压力为0.17MPa
8.臭氧消毒池的计算:
优点:
消毒效率高,并能有效地降解污水中的残留的有机物、色、味等,污水的PH、温度对消毒效果影响很小,不产生难处理的或生物积累性残余物.适用于出水水质较好,排入水体卫生条件条件高的污水处理厂。
臭氧与污泥的反应时间为30min
污水体积:
26956。
8-1842。
67=25114.13m3/d=1046.42m3/h
用4个消毒池(1个备用),则每个消毒池的体积为:
1046.42/3=348.81m3/h
需要臭氧的量:
348。
81*5=1744.05mg/h=0。
48mg/s
消毒池的高度为3m,有效高度为2。
8m
污泥消毒池的面积:
348。
81*0。
5/3=58。
14m2
消毒池的底面为正方行,则长度为:
=7.6m
9.巴氏计量槽的计算:
巴氏计量槽尺寸见下表
测量范围
W(m)
B(m)
A(m)
2/3A(m)
C(m)
D(m)
0.030—0.400
0。
25
1。
325
1.352
0。
901
0。
55
0.78
上有水深的计算:
由公式W=0。
25时,流量Q=0.562H11。
514则上有水深
H1=
下游水深计算:
当喉宽W≤0。
25时,
为自由流,大于此数时为潜没流,本设计将其设为自由流,则取H2=1.18m,此时
其计算图如下:
巴氏计量槽
10)污泥脱水机(带式压滤机)
采用带式压滤机,脱水后的污泥外运:
污泥经浓缩池后,含水率为96%,由公式
则污泥量=5391。
36×
=673。
92kg/d
压滤机每天工作8小时,则脱水机处理量=673.92/8=84.24kg/h
采用带式脱水机4台(0。
5m宽带)。
每台处理量为35———40kg/m。
h(3用1备)
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