污水处理系统构筑物设计.docx
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污水处理系统构筑物设计
第1章污水处理系统构筑物设计
1.1粗格栅
1.1.1设计参数
城市污水最大设计流量为:
Q=2×105m3/d;生活污水总变化系数:
KZ=;设栅前水深:
h=;过栅流速取:
v=s;
用粗格栅,栅条间隙e=50mm;格栅安装倾角:
60。
图3-1粗格栅计算图
1.1.2工艺尺寸
1、栅条的间隙数
2.311.35sin60o
0.050.41.0
2、栅槽宽度
取栅条宽度S0.01m,则栅槽宽度为:
B=s(n-1)+en=
3、进水渠道渐宽部分长度
若进水渠宽B11.8m,渐宽部分展开角
120,此时进水渠道内有流速为:
Qmax/B1h=××=s。
则:
槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度:
l2l19.454.725m.
2
22
6、栅槽总长度
1.1.3栅渣量
取W10.1m3103m3污水,则每日栅除的泥渣量为:
采用机械清渣。
根据要求选择合适的刮泥机。
1.2提升泵房
水泵选择
设计水量为Qmax=×105m3/d,选择用3台潜污泵(2用1备),则单台流量为:
3
Q1=Qmax/2=268000/24/2=5583m3/h根据要求选择合适的水泵。
1.3细格栅
1.3.1设计参数
污水最大设计流量为:
Q2105m3/d2.31m/s;
生活污水总变化系数:
Kz1.35;设栅前水深:
h0.4m;
过栅流速取:
1.0ms;用细格栅,栅条间隙e10mm;格栅安装倾角:
60。
1.3.2工艺尺寸
1、栅条的间隙数
Qmaxsinnehv
2、栅槽宽度
取栅条宽度S0.01m,则栅槽宽度为:
B=s(n-1)+en=
3、进水渠道渐宽部分长度
6、栅槽总长度
L=l1+l2+++H1/tan60=°+++=
1.3.3栅渣量
2.311.350.186400
1.351000
采用机械清渣。
根据要求选择合适的刮泥机
1.4曝气沉砂池
1.4.1设计参数
3
最大设计流量:
Qmax3.2m/s;
水平流速:
0.1ms;最大设计流量时的停留时间:
t3min;旋流速度:
0.3ms;
1.4.2曝气沉砂池尺寸
1、总有效容积
V60Qmaxt603.23576m3
2、沉砂池断面面积
AQmax3.232m3
v0.1
3、沉砂池总宽度
有效水深为2~3m,设有效水深为H2m,则池总宽度为:
5、集砂区集砂斗倾角60,高为0.8m。
6、沉砂量
Qmaxx2436000.8302436003
V661.536mdKZ1061.35106
1.4.3曝气系统
1、所需曝气量
每m3污水所需曝气量为0.2m3,则:
q3600DQmax36000.23.22304m3/h
2、风机选择
根据所需的曝气量选择合适的风机。
1.5
四周出
初沉池
本次设计初沉池选用的是辐流式沉淀池,其进出水方式为中心进水,水。
1.5.1
设计参数
表面负荷:
q02.0m3m2h
沉淀时间:
t1.5h;出水堰负荷:
2.9Lsm;池底坡度:
0.05;沉淀池的数量为n4沉淀池型:
圆形辐流式。
1.5.2沉淀池尺寸
1、沉淀部分水面面积
2、池子直径
3、沉淀部分有效水深:
4、沉淀部分有效容积:
Qt
n
112503
1.54218.75m3
4
污泥部分所需的容积:
已知污水中悬浮物的浓度为SS=150mg/L,出水中悬
浮物要求达到的浓度为SS10mgL,初沉池污泥含水率为95%,本设计中初次
沉淀池采用机械排泥,两次排泥之间的间隔为4h。
则每天产生的污泥量为:
WQmax24C0C1100t11250240.150.011004126m3
W100p0t10001009524126m
污泥斗容积:
设r12m,r21m,60。
则:
h5r1r2tg21tg601.73m
V1h5r12r1r2r221.7322211212.7m3
33
5、污泥斗以上圆锥体部分污泥容积:
设池底径向坡度为0.05,则
h4Rr0.051520.050.65m
V2h4R2Rr1r120.6515215222176.21m3
23113
6、污泥总容积:
V1V212.7176.21188.91m3126m3,符合要求。
7、沉淀池总高度:
设超高h10.3m,缓冲层高度
h30.3m
Hh1h2h3h4h50.330.30.651.735.98m
8、沉淀池池边高度:
H'h1h2h30.330.33.6m
9、排泥量污泥量按初沉池对悬浮物SS的去除率计算:
进水SS为150mg/l,初沉池SS的去除率按50%计算。
干污泥量为:
Qd150210550001.5104kg/d
污泥含水率设计为95%,污泥密度为1000kgm3,则污泥体积为:
4
Qd/1.5104/10003
V300m/d
1950019500
单池泥量为:
Qw3003
Qs150m/d
s22
采用连续排泥,集泥斗的作用是收集污泥。
1.6曝气池
1.6.1设计参数计算本设计城市污水设计流量为50000m3d,处理要求如下:
原水水质为:
COD
340mg/L
BOD5
220mg/L
SS
150mg/L
TN
60mg/L
TP
1.5mg/L
NH3
N50mg/L
出水水质:
达到国标GB18918-2002城镇污水处理厂一级A排放标准。
也即:
COD
50mgL
BOD5
10mgL
SS
10mgL
TN
15mgL
TP
0.5mgL
NH3
N5mg/L
根据处理水质要求,可知A2/O工艺能满足最终的处理要求,且有较好的经济性。
1)水力停留时间HRT为:
t8h;
2)BOD污泥负荷为:
Ns0.25kgBOD5/(kgMLSS.d);
3)回流污泥浓度为:
Xr10000mgL;
4)污泥回流比:
R50%;
5)曝气池混合液浓度:
6)求内回流比RN
取RN300%。
1.6.2曝气池容积计算
1、有效容积
VQt
200000866667m3
24
2、池有效深度:
一般为:
3.56.0m,本设计取池有效深度为H14.5m
3、曝气池有效面积:
1852m2
4、本设计中曝气池分两组,则每组有效面积为:
单组曝气池长度:
LSB15858246.3m,取L147m
S总3704
22
5、采用5廊道推流式曝气池,廊道宽b8m
校核长宽比:
bL4875.875,介于510之间,满足要求
取超高为H21m,则反应池总高度为:
H4.515.5m
6、各段停留时间和容积
A1:
A2:
O1:
1:
3则厌氧池停留时间为:
t12h,池容:
13V厌6666713333.4m3;
厌5则缺氧池停留时间为:
t22h,池容:
13V缺6666713333.4m3;
5则好氧池停留时间为:
t36h,池容:
V好26666744444.7m3。
3
7、校核氮磷负荷,kgTNkgMLSSd
好氧段总氮负荷QTP02000001.50.002kgTN/kgMLSSd
XV好333340000.2
,与A2O工艺好氧段TN负荷0.05kgTNkgMLSSd相同,满足要求厌氧段总磷负荷QTP02000001.50.007kgTP/kgMLSSd
XV厌333313333.4
,小于0.06kgTPkgMLSSd,符合要求。
1.6.3剩余污泥量
1、降解BOD产生的污泥量为:
W1aQ(S0Se)0.5521052201023100kg/d
1000
式中:
W1——降解BOD产生的污泥量,kg/d;a——污泥增值系数,;Q——设计流量,m3/d;S0——进水BOD的浓度,mg/l;Se——出水BOD的浓度,mg/l。
2、内源呼吸分解泥量:
3XVfX0.83.32.64kg/m3
W2bVXV0.05666672.648800kg/d
式中:
XV——挥发性悬浮固体浓度MLVSS(kg/m3);f——MLVSS与MLSS之间的比值,;X——污泥浓度MLSS(kg/m3);W2——内源呼吸分解的污泥量,kg/d;b——污泥自身氧化率,;V——曝气池体积,m3.
3、不可生物降解和惰性悬浮物量(NVSS)。
该部分占总TSS的约25%:
22010
W3(S0Se)Q25%210525%10500kg/d
1000
4、剩余污泥量
WW1W2W32310088001050024800kg/d每日生成活性污泥量:
XwW1W223100880014300kg/d
5、湿污泥量
(剩余污泥含水率为P99.2%)
2480033
3100m3/d129m3/s(10.992)
6、泥龄
XV
c
W
1.6.4
曝气池的需氧量:
Q(S0Se)200000(22010)8
O21.42X1.42248006.2108kg/d
0.680.68
式中:
——污泥的氧当量系数,完全氧化1个单位细胞(以C5H7NO2表示细胞分子数),需要单位的氧。
2、供气量的计算
根据式GS0.28EA
式中:
GS——供气量;
EA——氧利用效率,采用微孔曝气,取20%
8
GSO26.2104.6108m3/h
0.28EA0.2820%
1.7
二沉池
表面负荷:
q01.5m3m2h;
沉淀时间:
t3h;中心进水管:
下部管内流速1取1.2ms;
上部管内流速2取1.0ms;出管流速3取0.8ms;出水堰负荷:
1.5Lsm1.7Lsm;池底坡度:
0.05;
沉淀池的数量为n4;沉淀池型:
圆形辐流式。
1.7.2沉淀池尺寸
1、沉淀部分水面面积:
A1Qmax3.12536001875m2nq041.5
2、池子直径
4187548.8m,取D49m。
3.14
3、沉淀部分有效水深:
h2q0t1.534.5m
49
径深比为:
4910.8,符合(6~12)的要求。
4.5
4、沉淀部分有效容积:
'Q112503
V't38438m3
n4
污泥部分所需的容积:
已知污水中悬浮物的浓度为SS150mg/L,出水中悬浮物要求达到的浓度为SS10mgL,二沉池污泥含水率为97%,本设计中二次沉淀池采用机械排泥,两次排泥之间的间隔为4h。
则每天产生的污泥量为:
Qmax(C0Ce)10011250(0.150.01)1003
Wt4210m
(100
p0)
1000(10097)
污泥斗容积:
设r1
4m,r22m,
60。
则:
h5
(r1r2)tan
(42)33.46m
h52V1(r1
23.14r1r2r2)
3.4622
(424222)101.4m
33
5、污泥斗以上圆锥体部分污泥容积:
设池底径向坡度为0.05,则
h4(Rr1)0.050.5m
h4223.140.5223
V2(R2Rr1r12)(14214442)140.3m3
33
6、污泥总容积:
V1V2101.4140.3241.7m3210m3,符合要求。
7、沉淀池总高度:
设超高h10.5m,缓冲层高度h30.3m
Hh1h2h3h4h50.54.50.30.53.469.26m
8、沉淀池池边高度:
H'h1h2h30.54.50.35.3m
9、径深比:
D
h2
1.8接触消毒池
1、加氯量氯量按每立方米污水投加5g计,则每天需要的氯量为:
2、加氯设备每小时加氯量
101000104kg
4、加氯机和氯瓶
采用投加量为0~50kg/h加氯机3台,两用一备,并轮换使用。
液氯的储备选用容量为1000kg的钢瓶共12台。
5、加氯间和氯库
加氯间和氯库合建,加氯间内布置3台加氯机及其配套的投加设备,两台加压水泵。
氯库中12只氯瓶两排配置。
设3台称量氯瓶质量的液压磅秤。
为搬运氯瓶方便,氯库内设置CD2-6单轨电动葫芦一个,轨道在氯瓶上方,并通到氯库大门外。
6、氯库外设置事故池池中长期贮水,水深,加氯系统的电控柜,自动控制系统均安装在值班控制室内,为方便观察,值班室与加氯间设大型观察窗及连通的门。
1.8.1
接触池
2、接触池表面积接触池有效水深设计为h22.5m,则接触池面积为:
3、廊道宽:
Q2.31
b4.6m,取5m
hv2.50.2
实际流速0.2m/s。
4、单个接触池宽(采用2个隔板,则有3个廊道)B3515m
5、接触池长度:
LF166755.6m,取57m。
B2152
长宽比:
L5711.410,符合要求。
b5
6、接触池总高度:
设超高为0.3m,则:
H2.50.32.8m7、混合采用管道混合的方式,加氯管线直接进入消毒接触池进水管。
1.9
巴氏计量槽
1、依据设计手册,当测量范围为2.3~3.6m3/d时,喉宽b取m,则喉宽长
L1
0.5b
1.22.25m
L2
0.6m
L3
0.9m
B1
1.2b
0.483m
B2b
0.3
2.4m
度为:
2、计量槽总长度
计量槽上游直线长度l1:
l13B1339m
计量槽下游直线总长度l2:
l25B252.412m
24.75m
总长度L:
Ll1L1L2L3l292.250.60.912
在自由流条件下,计量槽的流量,按下列公式计算:
Q5.222bH1.599(m3/s)
式中b——喉宽,m;
H1——上游水深,m
第2章污泥处理系统构筑物设计
本设计中污泥处理部分选定的工艺流程为:
2.1污泥泵房
设计污泥回流泵房两座,分别位于两座沉淀池之间,每个泵房承担两座沉淀池的污泥回流和剩余污泥排放。
2.1.1设计参数
污泥回流比正常回流比为50%,泵房回流能力按100%计;设计回流污泥流量为:
5104m3d;2105m3/d;
曝气池每日排出的剩余污泥量:
QW
WfXr
式中:
Qw曝气池每日排出的剩余污泥量(m3/d);
XR回流污泥浓度(mg/L)
2.1.2污泥泵污泥回流和剩余污泥排放分别独立运行,便于操作。
根据生产工艺要求选择合适的水泵。
2.2污泥浓缩池
由于初沉污污泥含水率大约为95%,可以不经过浓缩直接进行消化处理,因此,污泥浓缩仅处理剩余活性污泥。
图4-2浓缩池计算图
2.2.1设计参数
设计流量QW3307m3/d0.038m3/s;
污泥浓度C10kg/m3;浓缩后含水率97%;浓缩前含水率99%;浓缩时间T12h;浓缩池固体通量M1.0kg/(m2?
h);浓缩池数量1座;
浓缩池池型圆形辐流式
2.2.2浓缩池尺寸
1、面积
2、直径
3、浓缩池容积
4、有效水深
5.浓缩后剩余污泥量
Q1QW100P0.038100990.0126m3/s1094m3/d
1W100P010097
6、池底高度
式中h4
池底高度(m)
I池底坡度,一般采取.
D42h4i0.010.21m
422
7、总高度
取超高h10.3m,缓冲层高度h30.3m,则总高度为:
Hh1h2h3h40.31.20.30.212.01m
2.3污泥消化池
初次沉淀池排出的污泥为126m3/d,二次沉淀池排出的剩余污泥量经浓缩后为1094m3/d,则两者总计1220m3/d;含水率为95%,设干污泥比重,挥发性有机物占污泥总量的70%。
根据要求设计合适的污泥消化池。
2.4贮泥池
2.4.1消化污泥量
剩余污泥量为:
1094m3/d,含水率为97%;
初沉池污泥量为:
126m3/d,含水率为95%
消化前污泥总量为:
Q10941261220m3/d设消化后污泥的含水率为92%,则消化后污泥量为:
Q1094(10.97)126(10.95)489m3/d
10.92
2.4.2贮泥池容积
设计贮泥池周期为1d,则贮泥池容积为:
VQt1181118m3VQt4891489m3
2.4.3贮泥池尺寸
取池深H为4m,则贮泥表面积为:
489
4
2
122.5m2
设计圆形贮泥池一座,则直径为:
2.4.4搅拌设备
为防止污泥在贮泥池中沉淀,贮泥池内设置搅拌设备
2.5脱水机房
2.5.1过滤流量
过滤流量:
489m3/d
设置2台压滤机,每天每台工作12h,则每台压滤机的处理量为:
2.5.2加药量的计算
设计流量:
489m3/d
絮凝剂:
PAM(聚丙烯酰胺)
投加量:
以干固体的0.2%计,成饼率取60%,则有:
W0.2%(10943%1265%)60%0.046t
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