毕业设计氧化沟工艺设计计算说明书.doc
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摘要
中文摘要:
本次毕业设计的设计题目为某县污水处理厂工程初步设计。
厌氧池+氧化沟工艺是生物反应池的组合工艺,具有同时生物脱氮除磷功能。
该工艺采用缺氧-好氧系统使污水中的氨氮通过硝化和反硝化过程最终达到脱氮目的;而污水系统中的磷则通过厌氧-好氧系统中的聚磷菌过量吸收磷而储存在污泥中,并通过排放剩余富磷污泥形式来达到除磷目的。
该工艺除具有A2/O工艺的各项优点外,还具有氧化沟的一些独特的特点:
氧化沟具有独特的水力流动特点,有利于活性污泥的生物聚集作用,而且可以将其工作区分为富氧区、缺氧区,用以进行硝化和反硝化作用,取得脱氮的效果;氧化沟具有对水温、水质、水量的变化有较强的适应性。
氧化沟具有较高的脱氮效果,污泥产率低,且已多达到稳定的程度,勿需再进行消化处理。
关键词:
厌氧池、氧化沟、富磷污泥、生物脱氮除磷
ABSTRACT:
Thedesigntopicofthisgraduatedesignisdirtywaterinsomecountytohandlefactoryengineeringfirststepdesign.
Anaerobicpond+oxidizetheditchcraftisacombinationcraftthatlivingcreaturerespondthepond,havingthelivingcreaturetotakeoffatthesametimethenitrogendividedbythefunctionofphosphorus.Thatcraftadoptionanoxia-thegoodoxygensystemmakesthedirtyandaquaticammonianitrogenpassthenitrictoturntoturntheprocesswiththeversanitrictheendattainingtakesoffthenitrogenpurpose;Butthedirtywaterphosphorusinthesystemthenpassestheoxygenof厌-thegoodoxygenthegermofphosphorusinthesystemtoesmanytheabsorptionphosphorusbutstoreindirtymire,andpasstoexhaustthesurplusenrichthedirtymireinphosphorusformtoattaintodividedbythepurposeofphosphorus.ThatcraftisinadditiontovariousadvantagesthathavetheA2/thecraftofO,stillhavingthespecialcharacteristicsinsomethatoxidizetheditch:
Oxidizingtheditchhasthespecialwaterpowerflowsthecharacteristics,benefitingtothelivingcreatureoftheliveanddirtymirecometogetherthefunction,andcanclassifiedintoitsworktoenrichtheoxygenarea,anoxiaarea,proceedinginordertothenitricturntoturnthefunctionwiththeversanitric,obtainingtotakeoffthenitrogenousresult;Oxidizingtheditchhasthevarietytomeasuretowatertemperature,fluidmatter,watercontainstrongeradaptability.Oxidizingtheditchhastotakeoffthenitrogenresulthigherly,thedirtymireproducestheratelow,andhaveattainedstabledegreemore,needtoproceedagainnotthedigesthandles.
Keywords:
anaerobicpond,oxidizetheditchandenrichthedirtymire,livingcreatureinphosphorustakeoffthenitrogendividedsbythephosphorus.
目录
第一部分
前言……………………………………………………………………1
摘要……………………………………………………………………2
第二部分
第一篇设计说明书………………………………………………4
第一章概述…………………………………………………………4
第二章污水处理厂总体设计……………………………………6
第二篇设计计算书………………………………………………15
第一章污水处理系统设计计算…………………………………15
第二章污泥处理系统设计计算……………………………………32
第三章高程计算……………………………………………………36
致谢………………………………………………………………………38
结束语………………………………………………………………………39
参考文献…………………………………………………………………39
附录……………………………………………………………………40
第一篇设计说明书
第一章概述
一、设计项目及其提出背景、必要性:
1.设计项目:
某县污水处理厂工程初步设计
2.设计项目提出背景及其必要性:
该县地处广东省东莞市,有着优越的自然条件,资源丰富,经济发达,交通方便。
由于东莞市××县排水系统还很不完善,也没有建设污水处理厂,致使未经处理的生活污水和工业废水直接排放内河,造成城区、内河沿线河下游一带环境的严重污染,生态环境受到一定程度的破坏。
地面水体的严重污染,也污染了前层地下水,从而危及该县生活用水和工农业用水。
因此,决定建设东莞市××县污水处理厂、完善全县排水管网系统,彻底改善城区环境,逐步创造一个清洁、优美、安静舒适生活环境,这是大势所趋,也是全县经济发展到一定程度的必然结果。
二、县区概况:
1.自然地理:
该县地处广东省东莞市,位于广东省中南部,珠江口东岸,东江下游的珠江三角洲。
中心城区位于东经114°5′35",北纬22°4′24"。
东西相距约11.4公里,南北相距约14.7公里,面积为168平方公里。
地质构造上,位于北东东向罗浮山断裂带南部边缘的北东向博罗大断裂南西部、东莞断凹盆地中。
该县地势东南高、西北低。
地貌以丘陵台地、冲积平原为主。
2.气象水文:
该县属亚热带湿润区,长夏无冬,日照充足,雨量充沛,温差振幅小,季风明显。
全年最高气温为37.8℃,最低为2.7℃,多年平均气温21-23℃。
降雨期集中在5-9月,年均降雨量为1700-2000mm左右。
该县水系发达,水库众多,水资源丰富。
3.城市污水排放现状:
该县目前的总排水量约为8万,有三个排污口.第一个排污口在污水处理厂附近,排水量略大于2万;第二个排污口距离第一个排污口不到一公里,排水量约为2万.第三个排污口距离第一第二个排污口较远,排水量约为4万。
4.厂区地形:
该厂址目前是一片空地,地势平坦,地貌单一;自然地面标高在16.2~17.2m之间,平均地面标高为16.7m。
三、污水处理厂设计规模及处理程度:
1.设计规模:
污水处理厂近期建设规模为2万吨,远期规划4万吨。
以处理水量平均日平均时流量计。
2.设计流量:
污水厂分建时以相应的各期流量作为设计流量,则各设计水量数据如下(表1-1):
表1-1:
污水处理厂的设计流量:
项目
(L/s)
计算值
设计值
近期
远期
近期
远期
最高日最高时
343.28
634.25
350
700
最高日平均时
—
—
280
560
平均日平均时
231.48
462.96
232
463
2.处理构筑物规模:
主要构筑物拟分为4组,每组处理规模1万:
近期建2组,处理规模2万;远期增建2组,处理规模扩至4万。
3.污水处理程度:
污水处理厂实测及设计进、出水水质主要参数如下(表1-2)(mg/L):
表1-2:
污水处理厂实测及设计进、出水水质主要参数
项
目
BOD
(mg/L)
COD
(mg/L)
SS
(mg/L)
NH-N
(mg/L)
TP
(mg/L)
动植物油
(mg/L)
实测水质
150-250
200-400
10-250
<40
<5
20-50
进水
160
320
200
30
3
30
出水
≤20
≤60
≤20
≤15
≤0.5
≤20
去除率%
96
81.3
90
50
83.3
33
四、设计依据、设计原则和设计范围
1.设计依据
1.1东莞市环境保护局文件《关于做好××县污水处理厂规划设计工作的通知》
1.2广东省环境保护局文件《对东莞市××县污水处理厂设计方案的批复》
1.3广东省环境技术中心文件关于《东莞市××县污水处理厂设计方案》
的评估意见
2.设计原则
2.1贯彻执行国家关于环境保护政策,按照国家颁布的有关法规、规范及标
准进行设计。
2.2全面规划,分期实施,既考虑近期建设,又同时考虑远期的发展,使工程建设
与东莞市××县的发展相协调,做到既保护环境又最大程度的发挥工程效益,做到投资省、运行费用低、环境效益、社会效益和经济效益高。
2.3根据进水水质和对出水水质的要求,选择工艺技术先进、处理效果稳定、可靠、操作管理简单、节能占地面积小,工程投资省和运行费用低的工艺。
2.4选用国内先进、高效节能、性能可靠、运行管理方便的设备,提高控制水平,减少维护工作量,减轻操作人员的劳动强度。
2.5为确保污水处理厂的正常运行,供电系统采用双回路电源,运行设备考虑足够的备用率。
2.6采用现代化管理模式,系统分散控制,集中管理减少人员编制。
2.7妥善处理和处置污水处理过程中分离出来的栅渣、沉砂和污泥,避免对环境造成二次污染。
2.8厂区平面布置力求新颖美观,布局合理,功能齐全。
在便于施工安装和维修的前提下,是处理构筑物尽量集中,布置紧凑,节约用地,加强绿化,尽量减少污水处理厂对周围环境带来的不良影响,建筑风格力求一致,简洁明快,美观大方,建设花园式污水处理厂。
3.设计范围
本工程初步设计包括污水处理厂的污水处理建构筑物、污泥处理建构筑物和必要的附属建构筑物的工艺、土建、电气、通讯、仪表自控、防腐保温、总图和概算等各专业的设计内容。
厂外进厂道路、供水、供电、通讯线路及进厂污水管道的设计由建设单位另行委托有关部门进行专门设计。
第二章城市污水处理厂总体设计
一、流程方案选择:
本项目污水处理特点:
污水以有机污染为主,BOD/COD=0.5,可生化处理较好;污水中主要污染物指标为:
BOD,COD,SS,NH-N,TP,重金属及其他污染物一般不超标;污水厂投产时,多数重点污染源治理工程尚未建设。
本项目污水处理特点:
污水以有机污染为主,BOD/COD=0.5,可生化处理较好;污水中主要污染物指标为:
BOD,COD,SS,NH-N,TP,重金属及其他污染物一般不超标;污水厂投产时,多数重点污染源治理工程尚未建设。
针对以上特点,以及出水要求,现有城市污水处理技术特点,以采用生化处理最为经济。
由于出水水质要求很高,处理工艺尚未具有脱氮除磷作用。
根据国内外已运行的大中型污水处理厂的调查,要求达到确定的治理目标,可采用“A²/O工艺”、“厌氧池+氧化沟工艺”、“AB法工艺”三种工艺方案。
1.工艺方案如下:
方案甲:
普通A/A/O法处理工艺流程图
方案乙:
厌氧池+氧化沟处理工艺流程图
方案丙:
AB法处理工艺流程图
2.工艺方案的技术、经济比较:
方案甲:
A²/O工艺是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺简称,其工艺流程由厌氧池+缺氧池+好氧池所组成。
其中缺氧池和好氧池联合完成硝化脱氮功能,厌氧池和好氧池联合完成生物除磷功能。
该工艺的优、缺点如下:
其优点:
(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、总的占地面积少于其他工艺。
(2)在厌氧(缺氧)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,具有很高肥效。
(4)运行中务须投药,两个A段只用轻缓搅拌,以不增加溶解氧浓度,运行费用低。
其缺点:
(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,但溶解氧浓度也不宜过高,以防止循环混合液对缺氧反应器的干扰。
方案乙:
厌氧池+氧化沟工艺是生物反应池的组合工艺,具有同时生物脱氮除磷功能。
该工艺采用缺氧-好氧系统使污水中的氨氮通过硝化和反硝化过程最终达到脱氮目的;而污水系统中的磷则通过厌氧-好氧系统中的聚磷菌过量吸收磷而储存在污泥中,并通过排放剩余富磷污泥形式来达到除磷目的。
该工艺除具有A²/O工艺的各项优点外,还具有氧化沟的一些独特的特点:
其优点:
(1)氧化沟具有独特的水力流动特点,有利于活性污泥的生物聚集作用,而且可以将其工作区分为富氧区、缺氧区,用以进行硝化和反硝化作用,取得脱氮的效果。
(2)不使用初沉池,有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定程度。
(3)BOD负荷低,类同于活性污泥的延时曝气系统。
使氧化沟具有:
对水温、水质、水量的变化有较强的适应性;污泥龄(生物固体平均停留时间)一般在18~20d左右,为传统活性污泥系统的3~6倍,可以存活,繁殖世代时间长、增殖速度慢的微生物硝化菌,在氧化沟中能产生硝化反应,如运行得当,氧化沟能够具有较高的脱氮效果;污泥产率低,且已多达到稳定的程度,勿需再进行消化处理。
(4)脱氮效果还能进一步提高,因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环量,要提高脱氮效果势必要增加内循环量。
而氧化沟的内循环量从理论上说可以是不受限制的,从而氧化沟具有较大的脱氮潜力。
(5)氧化沟只有表面曝气器和池中的推进器维持沟内的正常运行,电耗较小,运行费用更低。
其缺点:
氧化沟的占地面积很大。
方案丙:
AB法工艺是吸附-生物降解的工艺简称,是利用好氧和厌氧方式的交替运行或构筑物数量上变化来满足生物脱氮除磷目的。
该工艺的优、缺点如下:
其优点:
(1)不设初沉池,具有一定的除磷脱氮功能,适合大部分工业废水。
(2)适合于部分难降解有机废水的处理。
(3)基建投资少,运行费用低,能源消耗低。
(4)可分期建设,且运行灵活。
其缺点:
剩余污泥量较其他工艺相对较大,污泥稳定工艺复杂,且需要消化处理。
综合以上各方案优、缺点,厌氧池+氧化沟工艺在去除BOD5、CODcr、SS时,还能更充分的硝化、反硝化,同时达到除磷效果;其管理简单,适合该县污水处理管理技术、经济水平现状;污泥产率低,且多已达到稳定程度,勿需消化,处理简单。
所以本工艺选用厌氧池+氧化沟工艺为设计方案。
二、污水处理构筑物设计
各污水处理构筑物设计参数见计算书。
计算结果见下表1-3
表1-3:
污水处理构筑物设计计算结果及说明
序号
类型
尺寸
备注
1
粗格栅
栅前水深:
h=0.71m
栅条间隙:
e=0.025mm
栅条总高:
H=1.2m
栅槽宽度:
B=0.8m共两格总槽宽为1.6m
采用高链式机械格栅,格栅位于提升泵前,并与提升水泵一起建在污水提升泵站内,栅渣由螺旋输送机送至螺旋压实机压实后用吊车运走
2
污水提升泵站
泵房为矩形25.5m×10.0m
每台泵设计流量Q=840,扬程H=15m
1.泵站为半地下式
2.水泵为自灌式,近期为3台(2用1备)远期增加同型泵1台
3
泵后细格栅
栅前水深:
h=0.5m
栅条间隙:
e=0.015mm
栅后总高:
H=0.93m
栅槽总长:
L=3.1m
单格栅槽宽度:
B=0.7m
采用回转式格栅除污机,工作台设有冲洗设施,栅渣由螺旋输送机送至螺旋压实机压实后用吊车运走,
4
沉砂池
总宽:
B=2.6m
每格宽:
b=1.2m
池长:
L=15.1m
总高:
H=1.53m
1.采用平流沉砂池,具有处理效果好,结构简单的优点。
2.分为两格
5
厌氧池
总宽:
B=15m
单格宽:
b=9.0m
池长:
L=27m
总高:
H=5.5m
1.污泥回流比R=63.3%
2.厌氧池进水为淹没进水
3.厌氧池内为了防止沉淀和混合均匀需要在池底设搅拌器,以防止水面波动厉害,破坏厌氧状态。
4.厌氧池为敞开式
6
氧化沟
总长:
L=190m
总宽:
B=32m
单沟:
40m×4m×8m
1.近期设两池远期增设两池,每池共分为4个沟段。
2.污泥回流比R=63.3%(含厌氧池处的污泥回流比)。
3.总水力停留时间T=12.1h,(其中硝化T,反硝化T)
4.每池总池容6077m(其中硝化需3225.6m,反硝化需2851.4m)。
5.氧化沟进水在缺氧段与好氧段交界处的靠近缺氧段一边,出水在好氧段末段。
6.为了避免氧化沟内沉淀,增加内循环量,需要设推进器。
7
二次沉淀池
直径:
DN=30m
池边水深:
h=4.5m
总高:
H=6.0m
1.采用周边进水周边出水的辐流式沉淀池。
2.近期1组,每组设2座,远期4座。
3.用中心传动单管吸、刮泥机刮泥、吸泥。
8
混合池
单个廊道长:
11.6m
总长:
81m
有效水深:
0.56m
池总高:
0.86m
隔板数:
6块,隔板间距:
0.7m
1.消毒剂采用液氯。
2.水力停留时间15min
9
接触池
廊道总深:
2.7m
隔板间距:
1.4m
池内平均水深:
2.4m
水力停留时间30min
10
污泥浓缩池
池直径:
6.0m
池高度:
3.5m
污泥斗高度:
1.5m
1.采用辐流式污泥浓缩池
2.近期2座,远期4座
3.带栅条的刮泥机,静压排泥
4.水力停留时间16h
11
贮泥池
1.近期2座,远期4座
2.贮泥时间24h
3.污泥由贮泥池,抽送至带式压滤机脱水
12
回流污泥泵房
13
剩余污泥泵房
14
污泥脱水间
1.采用DYQ500B型带式压滤机3台。
15
污泥棚
堆放污泥
三、污泥的处理及最终处置
由于所选工艺为厌氧池+氧化沟工艺,污泥产率低,且多已达到稳定程度,勿需再进行消化处理。
污泥处理大大简化,节省处理厂运行费用,且便于管理。
各污泥处理构筑物设计参数见计算书。
计算结果见上表
四、污水处理厂总体布置
1.总平面布置
该污水处理厂为新建工程,总平面布置包括:
污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平布置,各种管线、管道及渠道的平面布置,各种辅助建筑物与设施的平面布置。
2.高程布置
高程布置见附图
五、土建与公用工程
1.土建工程:
除砂水分离器以外,所有构筑物均为钢筋混凝土结构,一方面提高了二沉池防范能力,也节省了投资。
所有附属构筑物均采用砖混结构,包括综合楼、控制楼、机修间、车库、锅炉房与食堂、堆物棚、污泥棚、加氯间、传达室、宿舍。
另外,有污泥脱水间采用框架结构;剩余污泥泵房和污泥提升泵房地下为钢筋混凝土结构,地上为砖混结构。
2.公用工程:
(1)供电:
采用双供电系统,另设低压配电系统。
(2)自动监测与控制:
本工程拟用现代微机管理控制系统,对污水处理工艺中的个各环节进行自动控制、自动监测及显示,从而达到处理效果好、运行经济、减少劳动强度、节省人力和提高效益的目的。
表1-4:
自动控制项目一览表
设备名称
内容
主令
一次仪表
控制设备
自控台数
曝气机
转速
DO
固定式溶氧仪
变频调速器
16
污水提升泵
开/停
水位
超声波水位计
启动柜
4
格栅除物机
开/停
水位差
超声波水位计
动力柜
2
表1-5:
自动监测项目一览表
序号
监测项目
数量
一次仪表
显示地点
打印周期
瞬时量
累计量
1
污水流量
2
电磁流量计
大屏幕
2
24
2
回流污泥量
2
电磁流量计
大屏幕
2
3
剩余污泥量
2
电磁流量计
大屏幕
24
4
氧化沟溶解氧
12
固定式溶氧仪
大屏幕
2
5
氧化沟MLSS
4
固定式MLSS仪
大屏幕
2
6
氧化沟水温
2
热电阻
大屏幕
2
7
进水水位
1
超声波水位计
大屏幕
2
8
贮泥池泥位
2
超声波水位计
大屏幕
2
9
电度
1
电度表
微机屏幕
24
(3)供水:
本污水厂每日需供水(生活饮用水)44,其中包括3台带式脱水机、加氯机、绿化及地面冲洗等。
所有供水由市政自来水管网引入厂内供应。
六、投资估算
1.估算范围:
污水处理厂污水处理工程、污泥处理工程、其他附属建筑工程、其他公用工程等。
另外包括部分厂外工程。
2.投资估算:
表1-6:
污水处理厂工程投资估算表
序号
工程名称
估算价值/万元
建设工程费
安装工程费
设备购置费
其他费用
合计
1
污水提升泵站
181.9
25.7
102.7
174.5
485
2
细格栅间
5
2.5
12
5.9
25
3
沉砂池
13.5
9.0
8.1
9.2
40
4
氧化沟
449
29
122
180
780
5
二次沉淀池
574
89
251
274
1188
6
接触池
26
1.6
8
36
7
污泥浓缩池
13.4
1.4
15.5
9.1
40
8
污泥脱水间
91
5.4
126
67
289
9
回流污泥泵房
15.6
- 配套讲稿:
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