某小区污水处理设施设计.docx
- 文档编号:27762277
- 上传时间:2023-07-04
- 格式:DOCX
- 页数:50
- 大小:653.26KB
某小区污水处理设施设计.docx
《某小区污水处理设施设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《某小区污水处理设施设计.docx(50页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
某小区污水处理设施设计
《环境污染控制理论与技术》课程设计
设计说明书
题目:
某小区生活污水处理站设计
学校院系:
工学院
专业班级:
100211111
姓名:
卢小勇
指导老师:
泉
3.3细格栅...........................................................................................................................16
3.3.1设计参数.............................................................................................................16
3.3.2设计计算.............................................................................................................16
3.4沉砂池............................................................................................................................17
3.4.1设计参数.............................................................................................................17
3.4.2设计计算.............................................................................................................19
4.2.1高程布置要求及基本原则................................................................................33
4.2.2高程设计计算....................................................................................................33
4.2.2.1各构筑物水头损失...............................................................................33
4.2.2.2各构筑物间沿程及局部水头损失的计算...........................................33
4.2.2.3构筑物高程确定...................................................................................34
4.2.2.4污泥系统高程计算...............................................................................35
1绪论
1.1项目概况
广西民族大学位于广西市风景秀丽的相思湖畔,创办于1952年,现有东、西两个校区,学校有东、西两个校区,占地面积1813亩,校园建筑面积631990平方米(含相思湖学院13.8万平方米)。
截至2015年12月,设有25个学院(含1个独立学院),开办74个全日制普通本科专业;有教职工1910人,其中正高职称196人,副高职称311人;有全日制在校生21494人,其中研究生1523人,本科生16204人,专科生695人,预科生2278人,留学生794人。
相思湖位于广西市西乡塘区,为广西民族大学校人工湖,湖边有相思桥、揽月亭、连心桥等仿古建筑。
相思湖最初是西乡塘邕江边的水库,位于广西民族大学的只是相思湖水库的一部分,属天然小型浅水湖泊,湖泊面积为20000m2,平均水深2.5m,平均流速0.05~0.1m/s,附近有大量的教职工及学生宿舍、食堂、养殖废水的排入相思湖。
排入湖的生活污水主要包括化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、氨氮(NH3-N)、总悬浮物(SS)等污染物。
根据处理要求,处理后的生活污水排入GB3838地表水Ⅲ类功能水域(划定的饮用水水源保护区和游泳区除外),水质须符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准要求。
1.2生活污水设计条件
根据设计要求等资料,确定本工程生活污水设计水量:
废水总量为3000m3/d,处理装置每天20小时连续运行,每小时处理能力约为150m3,根据处理要求,处理后的生活污水排入GB3838地表水Ⅲ类功能水域(划定的饮用水水源保护区和游泳区除外),水质须符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准要求,标准如表1-1。
表1-1《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准
项目
COD
BOD5
NH3-N
SS
GB18918-2002
一级B标准
60
20
8(15)
20
注:
括号外数值为水温>12℃时的控制指标,括号数值为水温≤12℃时的控制指标。
设计进出水水质取值及去除率如下表1-2:
表1-2设计进出水水质取值及去除率
项目
COD
BOD5
NH3-N
SS
进水水质/mg·L-1
350
150
16
150
出水水质/mg·L-1
60
20
8(15)
20
去除率/%
82.9
86.7
50.0(6.3)
86.7
1.3设计原则
(1)严格执行国家有关环境保护的各项规定,确保出水达到国家及地方有关污染物排放标准。
(2)选择稳妥可靠、技术先进、投资较省、运行费用低、管理方便、运行灵活的污水处理工艺,保证稳定可靠地达到治理目标要求。
(3)因地制宜、合理布置、统一规划、污水处理室占地在甲方指定的围,技术路线简单明了,操作管理方便,工艺流程抗冲击能力强。
(4)建构筑物在满足功能要求前提下,应考虑到美观、绿化,并配备相应的安全措施。
(5)尽量采取措施减小对周围环境的影响,合理控制噪声、气味,妥善处理与处置固体废弃物,避免二次污染。
(6)在上述前提下,做到投资少,运行费用低。
1.4设计规和标准
(1)《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)
(2)《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)
(3)《室外排水设计规》(GB50014-2006)
(4)《给水排水制图标准》(GB/T50106-2001)
(5)《给水排水设计基本术语标准》(GBJ125-89)
(6)《建筑给水排水设计规》(GB20015-2003)
(7)《总图制图标准》(GB/T50103-2001)
(8)《给水排水工程构筑物结构设计规》(GB50069-2002)
(9)《建筑地基基础设计规》(GB5007-2002)
(10)《工业企业噪音控制设计规》(GBJ.87-85)
(11)《工业企业总平面设计规》(GB50187-93)
(12)《工业建筑防腐蚀设计规》(GB50046-95)
(13)《通用用电设备配电设计规》(GB50055-93)
(14)《电力装置的继电保护和自动装置设计规》(GB50062-92)
(15)《钢结构工程施工质量验收规》(GB50205-2001)
(16)《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规》(GB50236-98)
(17)《构筑物抗震设计规》(GBJ50191-93)
(18)《混凝土结构工程施工质量验收规》(GB50204-2002)
1.5设计围
(1)进行厂址选择,工艺比选;
(2)设计工艺流程;
(3)选定工艺参数;
(4)计算(构筑物尺寸、管道、阀门、泵、填料、控制及监测设备、土建要求);
(5)绘制符合规的工程图;
(6)编制设计说明书。
2工艺设计
2.1工程建设规模
相思湖进水口面积约为400m2,附近有大量的教职工及学生宿舍、养殖场,污水产生量为3000m3/d,其中的COD约为350mg/L,BOD5约为150,SS约为150mg/L,NH4+-N约为16mg/L。
目前,规划区服务人口约8000人。
则近期(2020年)为12000人,远期(2025年)为15000人。
城市污水处理厂处理程度按国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准,出水水质需满足:
COD≤60mg/L,BOD5≤20mg/L,SS≤20mg/L,NH4+-N≤8(15)mg/L。
2.2厂址选择
在城市污水排水系统设计中,污水厂的场址选择是十分重要的环节。
厂址对周围环境卫生、处理厂基本建设投资及运行费用都有很大的影响。
它与城市的总体规划、城市排水系统的走向、布置和处理后污水的出路都密切相关。
当污水处理厂的厂址有多种方案可供选择时,应从管道系统、泵站、污水处理厂各处理单元为出发点,进行综合的技术经济比较与最优化分析,并通过有关专家的反复论证再进行确定。
污水处理厂厂址选择应遵循下列原则:
(1)应与选定的污水处理厂工艺相适应,必须有适当的土地面积。
(2)无论采用什么处理工艺,应与选定的污水处理工艺相适应,尽量少占农田和不占良田。
(3)厂址必须位于集中给水水源下游,并设在城镇、工厂厂区及生活区的下游和夏季主导风向的下风向。
为保证卫生要求,厂址应距街区净距大于300米,但也不宜太远,一面增加管道长度,提高造价。
(4)当处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政时,应考虑与用户靠近便于运输。
当处理水排放时,应与受纳水体靠近,但不低于最高洪水位。
(5)要充分利用地形以满足处理构筑物高程布置的要求,减少土方工程量。
若有可能,采用重力自流以节省动力费用。
降低处理成本。
(6)根据城市总体发展规划,处理厂的选择应考虑远期发展的可能性,留有适当的发展余地。
并选择土质好的地方,便于施工。
综合考虑当地情况后,我们把厂址定在相思湖进水口处空闲地带,如图2-1和2-2所示。
图2-1相思湖进水口污水处理厂位置图
图2-2相思湖生活污水处理厂实地位置图
具体理由如下:
(1)该厂址靠近相思湖的上游,偏离宿舍区的地方。
市的主导风是亚热带季风气候,且食堂和宿舍区处于高处位置,该厂散发的气味不易扩散到食堂和宿舍区。
则该厂址既有利于污染物的扩散,又不会影响周围居住人;
(2)与受纳水体靠近,处理后排水至相思湖,有稀释扩散的作用;
(3)广西民族大学地形属于丘陵地貌,地势西北偏高,往东南倾斜。
该厂址处于东南方向,能形成重力自流,节省动力。
(4)厂区四周可设生态景观隔离带。
污水厂排放尾水在达排放标准后再排入相思湖,作为生态补水,同时在该河构建水质深度净化与生态修复工程。
达到保护水源和创造城市优美的生态环境、保障人民群众身体健康并为可持续发展服务之目的。
2.3工艺选择
从规模来看,拟建的污水厂属于小型污水处理处理厂,这类污水处理厂一般具有以下特点:
(1)由于负担的排水面积小,污水量较小,一天水量水质变化较大,频率较高;
(2)一般在城镇小区或企业修建,由于所在地区一般不大,而且厂外污水输送管道也不会太长。
所以,其占地往往受到限制,处理单元应当尽量布置紧凑;
(3)一般要求操作简单,维护费用低;
(4)一般要求自动化程度较高,以减少工作人员配置,降低经营成本;
(5)与环境协调性好,大多数情况下尾水能就近排放,可作为地面水体的补充水源。
(6)另外,该污水厂主要处理的相思湖上游来水,有机负荷较高,因此对生物处理的抗冲击负荷要求较高。
污水厂尾水排放至附近的水源——相思湖,因此要求处理工艺具有较强的脱氮除磷能力,以保证相思湖的水质。
根据以上要求初步选定SBR法、生物接触氧化法、氧化沟法和循环活性污泥CASS。
下面做进一步比选。
2.3.1SBR法
SBR法(序列间歇式活性污泥法)是一种改进的活性污泥法,它是由原始的间歇式活性污泥法发展而来,与其他活性污泥法相比,SBR法没有设置二沉池和污泥回流设备,布置更为紧凑,占地面积少,基建及运行费用低,不易产生污泥膨胀问题,耐冲击负荷,处理效果稳定。
有资料显示,SBR法的主要构筑物额容积为常规的活性污泥法的50%~60%,运行费用及占地面积可减少20%左右。
SBR法典型的操作工序为:
进水、反应、沉淀、排水、闲置等五个工序。
整个工艺厌氧、好氧、缺氧三个阶段。
根据出水情况,可调整各个工序的时间,以达到最佳出水效果,SBR工艺是最具发展潜力的一种处理工艺,但也存在曝气装置易堵塞,自动控制技术及连续在线分析仪表要求高等缺点。
SBR法的工艺流程图:
污水→格栅→调节池→SBR池→出水,如图2-3所示。
图2-3SBR法的工艺流程图
2.3.2生物接触氧化法
生物接触氧化法是介于活性污泥法和生物滤池之间的生物膜法工艺,其特点是在池设置填料,池底曝气对污水进行充氧,并使池体污水处于流动状态,以保证污水与污水中的填料充分接触,避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。
该法中,微生物所需氧由鼓风曝气供给,生物膜生长至一定厚度后,填料壁的微生物因缺氧而进行厌氧代,产生的气体与曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落,并促进新生物膜的生长,此时,脱落的生物膜将随出水流出池外。
生物接触氧化法具有以下的特点:
(1)由于填料比表面积大,池充氧条件良好,池单位容积的生物固体量较高,因此,生物接触氧化池具有较高的容积负荷;
(2)由于生物接触氧化池生物固体量多,水流完全混合,故对水质水量的骤变有较强的适应能力;
(3)剩余污泥量少,不存在污泥膨胀问题,运行管理简便。
主要缺点:
填料、斜管等器材使用年限一般是三到五年,如果不更换将会影响污水处理效果,更换填料增加成本。
生物接触氧化法工艺流程图:
污水→格栅→调节池→生物接触氧化池→沉淀池→出水,如图2-4所示。
图2-4生物接触氧化池构造示意图
2.3.3氧化沟法
氧化沟是活性污泥法的一种变型,其曝气池呈封闭的沟渠形,所以它在水力流上不同于传统的活性污泥法,它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠,污水渗入其中得到净化,由于氧化沟水力停留时间和污泥龄比一般生物处理法长得多,悬浮状有机物可以在曝气池中与溶解性有机物同时得到较彻底的稳定,因此在预处理部分可考虑省去初沉池。
溶解氧浓度不断降低,沟沿水流方向呈现好氧区—缺氧区—好氧区交替变化,在好氧区,污水中的有机物被好氧菌氧化分解,污水中的氨氮被亚硝化菌氧化成亚硝酸盐和硝酸盐,嗜磷菌大量吸收水中的磷,使污水中的有机氮磷得以去除。
需要指出的是氧化沟硝化菌和反硝化菌是同时存在的,在不同的环境下起着不同的作用。
缺点:
占地也较大。
氧化沟工艺流程图:
污水→格栅→沉砂池→氧化沟→出水,如图2-5所示。
图2-5奥贝尔型氧化沟
2.3.4CASS工艺
CASS工艺是近年来在传统的SBR工艺上发展起来的一种新型的工艺,同时利用不同的微生物在不同负荷条件下生长速率差异和污水脱氮除磷机理,将微生物选择器和传统的SBR反应器相结合的产物。
这种工艺综合了推流式活式活性污泥法的初始反应条件(具有基质浓度梯度和较高的徐体负荷)和完全活性污泥法的特点(较强的耐冲击负荷能力),无论对城市污水还是对工业废水都是一种有效的方法,有效地防止污泥膨胀。
另外,如果选择器以厌氧的方式运行,则具有生物除磷的作用。
CASS工艺对污染物的降解是一个时间上的推流过程,集反应、沉淀、排水一体,是一个好氧、缺氧、厌氧交替运行的过程,因此具有一定脱氮除磷的效果。
采用CASS工艺处理小区污水,出水水质稳定,优于一般传统生物处理工艺,通过简单的过滤和消毒处理后,就可以作为中水回用。
与传统的活性污泥法相比,CASS工艺具有以下优点:
(1)建设费用低--省去初沉池,二沉池及污泥回流设备,建设费用可节省20%~30%;
(2)运转费用省--由于曝气是周期性的,池的溶解氧也是变化的,沉淀阶段和排水阶段溶解氧降低,重新开始曝气,氧浓度梯度大,超低速率高,节能效果显著,运转费用可节省10%~25%;
(3)有机物去除率高,出水水质好。
不仅能有效去除污水中有机碳源物质,而且具有良好的脱氮除磷的功能;
(4)管理简单,运行可靠,不易发生污泥膨胀;
(5)污泥产生量低,性质稳定。
CASS的主要缺点:
设备闲置率较高,应采用降堰排水,水头损失大,由于自动化程度高,故对工作人员的素质要求高。
CASS工艺流程图:
污水→格栅→调节池→CASS池→出水,如图2-6所示。
图2-6CASS反应池的运行工序
2.3.5不同工艺比选
现对初步选定SBR法、生物接触氧化法、氧化沟法和循环活性污泥CASS做进一步比选,各处理工艺综合比较如下表2-1.
表2-1各处理工艺的综合比较
项目
CASS工艺
SBR工艺
生物接触氧化法
氧化沟
BOD5
90%~95%
85%~90%
90%~95%
90%~95%
COD
85%
85%
85%
90%
氨氮
75%
50%
65%
80%
磷酸盐
85%
75%
70%
70%
耐冲击负荷
强
较强
较强
强
占地面积
较少
较少
较少
较大
运行管理
自动化程度高
自动化程度高
简单
简单
与环境协调性
好
好
一般(有气味)
较差
出水水质
较稳定
较稳定
受滤料影响
稳定
污泥量
较少
较少
较少
一般
投资与运行费用
投资与运行费用一般
投资与运行费用低
投资费用一般
运行费用较高
投资与运行费用较低
根据该市污水处理原则,经过分析比较,本设计采用CASS工艺,选择CASS工艺的理由如下:
(1)不设置初沉池、二沉池,没有污泥回流系统,取消了大型贵重的刮泥机械和污泥设备,因此可减少占地,降低造价;
(2)具有良好的脱氮除磷的作用;
(3)半静止状态沉淀,表面水力和固体负荷低,沉淀效果好;
(4)不易发生污泥膨胀;
(5)进水水量、水质的波动可用改变曝气时间的简单方法予以缓冲,具有较强的适应性;
(6)自动化程度高,保证出水水质;
(7)剩余污泥量少,性质稳定。
2.4工艺流程
由以上分析,确定本工程的工艺流程图如下图2-7所示:
图2-7工艺流程图
2.5流程主要构建物介绍
2.5.1格栅
因为排入污水处理厂的污水中含有一定量较大的悬浮物或漂浮物,所以在处理系统之前设置格栅,以截留这些较大的悬浮物或漂浮物,防止堵塞后续处理系统的管理、孔口和损坏辅助设施。
格栅可以根据格栅条的净间隙不同而分为粗格栅、中格栅以及细格栅,分别用于截留不同粒径的杂物而设计,也可以根据栅渣量的大小二选择不同的清渣方式,可采用人工清渣或机械清渣。
本设计采用细格栅进行隔渣,分别设置在污水泵房前后,以去除不同大小的废渣,由于栅渣量较小,故采用人工清渣方式。
2.5.2CASS反应池
CASS(CyclicActivatedSludgeSystem)工艺是循环活性污泥技术(CAST)的一种型式。
其主要原理是把序批式活性污泥法(SBR)的反应池沿长度方向分为两部分,前部为预反应区,后部为主反应区。
在预反应区,微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水部分可溶性有机物,经历一个高负荷的基质快速积累过程,对进水水质、水量、pH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用,可有效防止污泥膨胀随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程,完成对污水中有机物质的降解。
CASS工艺同时能够比较充分发挥活性污泥的降解功能。
2.5.3污泥浓缩池
浓缩池的作用是用于降低要经稳定、脱水处置过程或投弃的污泥的体积。
污泥浓缩后污泥增稠,污泥的含水率降低,污泥的体积大幅度地降低,从而可以大大降低其他工程措施的投资。
污泥浓缩的方法分为重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩等。
本设计针对污泥量大、节省运行成本,采用了重力浓缩方法,重力浓缩具有以下几个优点:
①贮存污泥能力高;②操作要求不高;③运行费用少,尤其是电耗。
缺点:
①占地面积大;②会产生臭气;③对于某些污泥作用少。
2.6、工序对污染物的去除指标预期分析
项目
COD
BOD5
NH3-N
SS
进水水质/mg·L-1
350
150
16
150
出水水质/mg·L-1
60
20
8(15)
20
去除率/%
82.9
86.7
50.0(6.3)
86.7
表2.1生活废水污染物去除率一览表
序号
项目
CoDcr
(mg/l)
BoD5
(mg/l)
NH3-N
(mg/l)
SS
(mg/l)
备注
1
格栅及
沉砂池
进水
350
150
16
150
BOD数值
参照类废水
出水
252
110
14
45
去除率(%)
30
25
5
70
2
CASS
进水
252
110
14
15
出水
50
17
3.5
14
去除率(%)
80
85
75
70
3构筑物设计计算
3.1格栅及集水池
3.1.1设计说明
Q=3000/24/3600=0.03472m3/s=34.72L/s
总变化系数:
故总变化系数=1.85,
最大日最大时流量:
设计图如图3-1所示:
图3-1隔栅
3.1.2设计计算
根据公式计算,细格栅共10根栅条,总宽0.49米,在实际工程中,格栅主要是根据设计流量经行直接的选型
格栅渠1条
表3.1自动格栅机型号
型号
GF300
GF400
GF500
GF600
GF700
GF1500
栅前水深
1.0(m)
过栅流速
0.5--1.0(m/s)
耙
齿
栅
隙mm
1
过
水
流
m³/d
1850-3700
2080-4160
2900-5800
3700-7400
4500-9000
11000-22000
3
3700-7400
4100-8200
5700-11400
7500-15000
9000-18000
22000-44000
5
4500-9000
5200-10400
7100-14200
9200-18400
11200-18400
24000-48000
10
5300-10600
6200-12400
8800-17600
11000-22000
13500-27000
27000-54000
20
5500-11000
6650-13000
9000-18000
11500-23000
14000-28000
29000-58000
50
10200-20400
13250-26500
18850-37700
24450-48900
29900-59800
74100-148200
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 小区 污水处理 设施 设计