毕业设计(论文)-某城镇4.0万m3d污水处理厂设计.doc
- 文档编号:30861314
- 上传时间:2024-05-02
- 格式:DOC
- 页数:63
- 大小:1.45MB
毕业设计(论文)-某城镇4.0万m3d污水处理厂设计.doc
《毕业设计(论文)-某城镇4.0万m3d污水处理厂设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《毕业设计(论文)-某城镇4.0万m3d污水处理厂设计.doc(63页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
河海大学环境工程专业毕业设计
摘要
本设计是某城镇4.0万m3/d污水处理厂设计。
污水处理厂处理规模是4万m³/d,设计进水水质为:
悬浮物(SS):
340mg/L;五日生化需氧量(BOD5):
250mg/L;化学需氧量(CODcr):
370mg/L;总氮(TN):
48mg/L;总磷(TP):
8.0mg/L;出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18919-2002)中的一级A标准,即:
悬浮物(SS)≤10mg/L;日生化需氧量(BOD5)≤10mg/L;化学需氧量(CODcr)≤10mg/L;总氮(TN)≤15mg/L;总磷(TP)≤0.5mg/L;氨氮(NH3-N)≤5mg/L。
设计进水水质氮、磷含量较高,因此在设计处理工艺是还需要考虑脱氮除磷技术,由于污水厂规模较小,污水日变化量较大,因此,在设计过程中选择适应该情况的氧化沟工艺。
在氧化沟前添加厌氧池,以提高除磷效果。
实现出水水质达标且稳定的目的。
本次设计的污水处理构主要筑物包括中格栅、提升泵房、细格栅、平流式沉砂池、氧化沟、辐流式二沉池、消毒池、V型滤池。
主要污泥处理构筑物包括污泥回流泵房、脱水机房等。
排到污水处理厂的生活污水经中格栅拦截较大的悬浮物和漂浮物后,由污水泵房提升至细格栅和平流式沉砂池去除比重较大的无机颗粒,在经过厌氧池后再通过氧化沟,以去除大量的有机物,同时达到脱氮除磷的效果。
处理后的污水在辐流式二沉池内进行泥水分离,再经过混合池混合后,在接触池经消毒后排放。
污泥回流比为42%,其余的由污泥脱水机房浓缩脱水后外运。
关键词:
污水处理氧化沟脱氮除磷
某城镇4.0万m3/d污水处理厂设计第63页共63页
Abstract
Thesizeofthesewagetreatmentplantis40,000cubicmeterseveryday.Thewastewaterqualityarelistedasfollows:
suspendedsolid(SS):
340mg/L;thebiochemicaloxygendemand(BOD5)offivedays:
250mg/L;thechemicaloxygendemand(COD):
370mg/L;totalnitrogen(TN):
48mg/L;totalphosphorus(TP):
8.0mg/L;Effluentqualityisrequiredtomeetthefirstclassdischargestandard(A)in(GB18918-2002,DischargestandardOfpollutantsformunicipalwastewatertreatmentplant):
suspendedsolid(SS)≤10mg/L;thebiochemicaloxygendemand(BOD5)offivedays≤10mg/L;thechemicaloxygendemand(CODcr)≤50mg/L;totalnitrogen(TN)≤15mg/L;totalphosphorus(TP)≤0.5mg/L;ammonia-nitrogen(NH3-N)≤5mg/L.
theproblemofwaterishighNitrogenandhighPhosphorus,sowemustthinkabouthowtoremovetheNitrogenandPhosphorus.Thesewageinthesmallwastewatertreatmentplanthasabigchangeseveryday.SOinthedesignprocess,womustselecttheappropriateoxidationditchprocess.AddtheanaerobictankbeforetheoxidationditchcanimproveremovalefficiencyaboutthePhosphorus.Achievethepurposeofwaterqualitystandardsandstable.
Thedesignofthemainsewagetreatmentstructuresincludingaremediumbarscreen,sewagepumpingstation,thinbarscreen,advectiongritchamber,Oxidationditch,secondarysettlingtankoftheradialflow,disinfectiontank,Vtypefilter.Thedesignofthemainsludgestructuresincludingaresewagepumpingstation,dehydrationengineroomandsoon.
Thesewageinthesewagetreatmentplantbythemediumbarscreen,butthebiggersuspendedsolidsandfloatingdebrisbeleft.Andthenitbesenttothethinbarscreenandadvectiongritchambertoremovalthebiginorganicparticlesbysewagepumpingstation.TheninordertoremovelargeamountsoforganicandachievetheremovalofnitrogenandphosphorustheythroughtheAnaerobicpondandOxidationditch.Thetreatedsewageoccursmudandwaterseparationintheradialflowsedimentationtank.Mixedinmixedpoolandthandisinfectioninthecontacttank,atlasttheyweredischarged.
Keyword:
Sewagetreatment;oxidationditch;nitrogenandphosphorusremoval
目录
第一篇设计说明书 5
1概述 5
1.1设计任务 5
1.2设计依据 5
1.3区域概况 5
2污水处理厂设计 6
2.1规模与处理程度的确定 6
2.2污水处理厂方案的确定 6
2.3污水处理厂工艺设计 9
3污水处理厂总体布置 16
3.1污水处理厂平面布置 16
3.2污水处理厂高程布置 18
4技术经济分析 21
4.1污水厂工程技术经济分析 21
4.2劳动定员、运行管理 24
4.3成本核算 25
5参考资料 26
第二篇设计计算书 27
1.设计资料 27
1.1设计任务 27
1.2设计进水水质 27
2污水处理厂设计计算 27
2.1污水处理厂处理规模 27
2.2污水处理程度确定 27
2.3污水厂的工艺设计 28
3污水处理构筑物设计计算 28
3.1粗格栅 28
3.2泵站 30
3.3细格栅 31
3.4沉砂池 33
3.5氧化沟 35
3.6二沉池 40
3.7V型滤池的设计 43
3.8消毒池 51
3.9巴氏计量槽 52
4污水处理构筑物设计计算 53
4.1集泥池计算 53
4.1.1设计参数 53
4.2剩余污泥泵房 53
4.3回流污泥泵房 53
4.4污泥浓缩池 54
4.5贮泥池 56
4.6脱水机房 56
5污水处理厂总体布置 57
5.1污水处理厂平面布置 57
5.2污水处理厂高程布置 58
6参考资料 61
6.1设计规范 61
6.2参考文献 61
致谢 62
附图 63
第一篇设计说明书
1概述
1.1设计任务
某城镇拟建一座生活污水处理厂,拟建的污水处理厂处理规模为近期4.0万m3/d,远期6.0万m3/d。
原水的水质如下:
COD=370mg/L,BOD5=250mg/L,SS=340mg/L,TN=48mg/L,NH3-N=36mg/L,TP=8.0mg/L。
出水水质:
COD=50mg/L,BOD5=10mg/L,SS=10mg/L,TN=15mg/L,NH3-N=5mg/L,TP=0.5mg/L本着技术可靠、方案可行、经济合理的原则,对该生活污水处理厂进行设计。
1.2设计依据
(1)《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002);
(2)《室外给水设计规范》(GB50013-2006)中国计划出版社;
(3)《室外给水设计规范》(GB50014-2006)中国计划出版社;
(4)《建筑给水排水制图标准》(GB-T50106-2010)。
1.3区域概况
1.3.1厂区地形
处理厂选址区域地势平坦,平均地面标高为53.00m(黄海绝对标高)。
厂区征地面积为120m×120m。
接纳管道管底标高比污水厂地平面低1m。
地下水位-8m。
污水处理厂拟建厂址为长方形(300m×400m),现为农田,地势平坦,易于施工,距排放水体约200m。
污水厂地面设计标高为40.00m(黄海高程,以下同),污水厂进厂污水总管管中标高为34.50m,排放水体最高水位标高为38.90m。
1.3.2气象与水文资料
风向:
主导风向为西南风。
水文:
全年降雨量为1250mm。
全年最高气温36℃,最低气温-4℃,年平均气温为13℃。
极限冻土深度为20cm。
2污水处理厂设计
2.1规模与处理程度的确定
2.1.1污水处理厂的规模
近期40000m3/d生活污水处理,远期60000m3/d生活污水处理。
2.1.2设计进出水水质
设计进出水水质见表2-1。
表2-1污水处理厂进水水质指标
项目
CODcr
(mg/L)
BOD5
(mg/L)
SS
(mg/L)
TN
(mg/L)
NH3-N
(mg/L)
TP
(mg/L)
进水水质
370
250
340
48
36
8.0
根据环评批复,拟建污水处理厂出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级标准中的A类标准,废水经处理后直接排入水体。
出水水质及去除率,具体标准见表2-2。
表2-2污水进出水水质及去除率
项目
CODcr
(mg/L)
BOD5
(mg/L)
SS
(mg/L)
TN
(mg/L)
NH3-N
(mg/L)
TP
(mg/L)
进水水质
370
250
340
48
36
8.0
出水水质
50
10
10
15
5
0.5
去除率(%)
86.5
96
97
68.8
86.1
94.8
2.1.3污水处理程度确定
污水处理厂的去除率可以根据进出水水质的差额来确定,公式如下:
2.2污水处理厂方案的确定
2.2.1确定污水处理方案的原则
确定污水处理方案的原则:
(1)城市污水处理应采用先进的技术设备,要求经济合理,安全可靠,出水水质好;保证良好的出水水质,效益高;
(2)污水厂的处理构筑物要求布局合理,建设投资少,占地少;自动化程度高,便于科学管理,力求达到节能和污水资源化,进行回用水设计;
(3)为确保处理效果,采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物;提高自动化程度,为科学管理创造条件;
(4)污水处理采用生物处理,污泥脱水采用机械脱水并设事故干化厂;污水采用季节性消毒;
(5)提高管理水平,保证运转中最佳经济效果;充分利用沼气资源,把沼气作为燃料。
2.2.2污水处理方案的比选
根据进出水水质的要求,拟建的污水处理厂即要求既能有效地除去BOD5、COD、SS等,又能达到脱氮除磷的效果。
因此现有两种可提供选择的工艺流程:
①普通A2/O法处理工艺;②氧化沟处理工艺。
(1)A2/O同步脱氮除磷工艺
1)优点
a.本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱N除P工艺,总的水力停留时间少于其他同类工艺;
b.在厌氧(缺氧)、好氧交替运行条件下,丝状菌不能大量增殖,无污泥膨胀之虞,SVI值一般均小于100;
c.污泥中含P浓度高,一般为2.5%以上,具有很高的肥效;
d.运行中勿需投药,两个A段只用轻缓搅拌,以不增加溶解氧为度,运行费用低;
e.厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合,能同时具有去除有机物、脱N除P的功能;
e.脱N效果受混合液回流比大小的影响,除P效果则受回流污泥中夹带DO和硝酸态氧的影响,因而脱N除P效率不可能很高。
2)存在问题
a.除P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;
b.脱N效果也难于进一步提高,内循环量一般以2Q为限,不宜太高;
c.进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的DO,减少停留时间,防止生产厌氧状态和污泥释放P的现象出现,但DO浓度也不宜过高,以防循环混液对缺氧反应器的干扰。
(2)氧化沟工艺
1)优点
a.氧化沟内循环流量很大,进入沟内的原污水立即被大量的循环水所混合和稀释,因此具有很强的承受冲击负荷的能力,对不易降解的有机物也有较好的处理效果。
b.处理效果稳定可靠,不仅可满足BOD5、SS的排放标准,还可以达到脱N除P的效果。
c.由于氧化沟的水力停留时间和泥龄都很长,悬浮物、有机物在沟内可获得较彻底的降解。
d.活性污泥产量少且趋于稳定,一般可不设初沉池和污泥消化池,有的甚至取消二沉池和污泥回流系统,简化了处理流程,减少了处理构筑物,使其基建费用和运行费用都低于一般活性污泥法。
e.承受水质、水量、水温能力强,出水水质好。
2)缺点
a.氧化沟运行管理费用高;氧化沟沟体占地面积大。
b.污泥膨胀问题
c.泡沫问题
d.污泥上浮问题流速不均及污泥沉积问题
(3)两种方案的工艺特征比较见表2-3
表2-3工艺特征的比较
对象
普通A2/O工艺
氧化沟
污泥负荷
中负荷
低负荷
污泥龄(d)
5~15
20~30
污泥量
较多
少
污泥处理方式
消化浓缩脱水
直接浓缩脱水
曝气方式
鼓风曝气
表曝机
能耗水平
高
低
碳化效率
好
好
脱氮效果
好
好
除磷效果
好
很好
厂区环境
一般
好
2.2.3设计方案的确定
结合进出水水质,对2种方案的优缺点的对比,和工艺特征的对比,选择氧化沟工艺。
污水经过氧化沟工艺处理系统处理后,BOD、COD、SS的去除率均达到了90%以上,TN的去除率达到了80%,TP的去除率也达到了95%。
确定污水处理厂工艺图:
氧化沟
污水
污泥提升泵房
粗格栅
细格栅
沉砂池
排出
二沉池
消毒池
V型滤池
剩余污泥
泥饼外运
浓缩池
贮泥池
缩水机房
污回流泥
图2-1氧化沟处理工艺流程
2.3污水处理厂工艺设计
设计水量的确定近期Q近=40000,远期处理水量Q远=60000
2.3.1粗格栅
格栅是用于去除污水中那些较大的悬浮物,以保证后续处理设备正常工作的一种装置。
通常由一组平行的金属栅条制成的框架组成,倾斜或直立地设在进水渠道中,用以拦截污水中大块的呈悬浮或漂浮状态的污物。
细格栅的作用是拦截较小的悬浮物或漂浮物质,以保护水泵。
(1)设计参数
1)远期最大设计流量Qmax=84000m3/d=0.972m3/s;
2)栅前水深h=0.6m;
3)过栅流速一般采用0.9m/s;
4)格栅倾角宜采用60°;
5)栅条间隙宽度b=50mm;
6)栅条宽度s=0.01m;
7)单位栅渣量ω1=0.01m3栅渣/103m3污水。
(2)设计结果
1)格栅间隙数n=34个;
2)格栅建筑宽度B=2.03m;
3)进水渠道渐宽部位长度L1=1.69m;
4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位长度L2=0.845m;
5)通过格栅的水头损失h1=0.152m;
6)栅后槽总高度H=1.052m;
7)栅槽总长度L=4.56m;
8)每日栅渣量W=0.6m3/d;
9)选用亚太环保公司的FH型旋转式格栅除污机,N=1.5KW。
共2台,1用1备。
2.3.2泵房
(1)设计参数
近期最大设计流量为56000m3/d,远期最大设计流量为84000m3/d。
(2)设计结果
根据构筑物高程计算,污水经过泵房需提升的高度为:
14.8m,取15m。
参照《给水排水设计手册》第11册,选用350QW1200-15-90型潜污泵,近期设置3台,2用1备,远期增设1一台。
2.3.3细格栅
(1)设计参数
1)远期最大设计流量Qmax=84000m3/d=0.972m3/s;
2)栅前水深h=1m;
3)过栅流速一般采用0.9m/s;
4)格栅倾角宜采用60°;
5)栅条间隙宽度b=10mm;
6)栅条宽度s=0.01m;
7)单位栅渣量ω1=0.1m3栅渣/103m3污水。
(2)设计结果
1)格栅间隙数n=101个;
2)格栅建筑宽度B=2.01m;
3)进水渠道渐宽部位长度L1=1.66m;
4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位长度L2=0.83m;
5)通过格栅的水头损失h1=0.26m;
6)栅后槽总高度H=1.56m;
7)栅槽总长度L=5.15m;
8)每日栅渣量W=6.0m3/d;
9)选用JT-10型格栅除污机,电机功率2.2kw。
共3台,2用1备
10)选用SY型栅渣压榨机,功率1.5kw。
共2台,1用1备
2.3.4沉砂池
沉砂池通常设置在细格栅后,以去除进水中的砂子、煤渣等比重较大的无机颗粒;保护水泵叶轮和管道不被磨损;避免砂粒占据处理构筑物的有效容积;保证后续处理构筑物及设备的正常运行。
沉砂池可分为平流式、竖流式和曝气沉砂池三种,本设计采用平流式沉砂池。
(1)设计参数
1)最大流速为0.3m/s,最小流速为0.15m/s;
2)最大流量时,停留时间不小于30s,一般采用30~60s;
3)有效水深应不大于1.2m,一般采用0.25~1m,每格宽度不宜小于0.6m
4)进水头部应采取效能和整流措施
5)池底坡度一般为0.01~0.02,当设置除砂设备时,可根据设备要求考虑池底形状。
(2)设计结果
1)水流断面积A=1.296m3;
2)有效水深h2=0.81m;
3)池长L=7.5m,宽B=1.6m;
4)沉砂斗的尺寸:
斗底宽b1=0.6m,上口宽b2=1.1m斗壁与水平面的倾角为55°,斗高
5)污泥斗容积V0=0.26m3;
6)池总高H=1.52m;
7)QXS-8桥式吸砂机2套,N=0.7kw
8)近期采用2座沉砂池并联运行,远期增设1座。
2.3.5氧化沟
氧化沟作为污水处理工艺的主体构筑物,主要用于去除有机物、脱氮除磷。
采用外回流的形式,回流污泥与氧化沟进水混合后进入氧化沟。
(1)设计参数
1)近期最大设计水量56000m3/d,远期最大水量84000m3/d;
2)污泥产率系数Y=0.74;
3)混合液悬浮物固体浓度(MLSS)X=4000mg/L;
4)混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)Xv=2800mg/l(MLVSS/MLSS=0.7);
5)污泥泥龄取25d;
6)污泥内源呼吸系数Kd(d-1)=0.051d-1;一般取(0.03~0.10d-1);
7)200C时脱氮率qdn=0.0312kg(还原的)/(kgMLVSS·d);
8)回流污泥含水率为99.5%。
(2)设计结果
1)水力停留时间工19.7h。
有效水深4.0m;
2)每座氧化沟的廊道数为:
n=6;
3)氧化沟的廊道宽度b=8m直线段长度100m,圆弧半径r=8m;
总的尺寸132m×48m×4.0m;
4)污泥回流比为R=1.0;
5)可提升式QD250-4型低速大叶片潜水推进器,单机功率:
N=4.0kW。
每座设置3台;
6)采用DB400倒伞曝气机,叶轮直径为400mm,单台曝气能力195kgO2/h,电机功率110kw。
每座设置4台;
7)近期采用2座氧化沟并联运行,远期增设1座。
2.3.6二沉池
二沉池具有固液分离和污泥浓缩两项功能。
固液分离即泥水分离,使出水澄清;污泥浓缩使回流污泥含水率降低,体积减小。
二沉池可采用平流式、竖流式和辐流式等形式,本设计采用辐流式二沉池。
(1)设计参数
1)近期设计水量Q进=45000m3/d,远期设计水量Q=67500m3/d;
2)沉淀时间t=2.5h;
3)表面负荷q=1.4m3/(m2·h),污泥含水率为99.5%;
4)沉淀池缓冲层高度0.3m;
5)池底坡度为0.05;
6)氧化沟内混合液浓度为Nw=4kg/m3;
7)回流污泥浓度Cu=8kg/m³。
(2)设计结果
1)池体直径D=20.1m;
2)澄清区高度h'=3.5m;
3)污泥浓缩区高度h''=2.7m;
4)池边水深h=6.2m;
5)污泥斗高h2=1.3m;
6)沉淀池高度H=8.16m;
7)近期设计4座沉淀池,远期增设2座;
8)根据二沉池的尺寸选用ZBG-10型半桥式周边传动刮泥机,功率为1kW,周边线速为1.25m/min。
2.3.7V型滤池
(1)设计参数
1)近期最大设计流量54000m3/d,远期最大设计84000m3/d;
2)滤速:
v=8m/h;
3)总冲洗时间:
t=10min;
4)反冲洗周期:
t=48h。
(2)设计结果
1)实际过滤时间T=23.92h;
2)单池面积f=146.3m2;
3)池长L=20m,池宽B=7.5m,池高4.5m;
4)反冲洗水供应选用选3台250S14A单级双吸式离心泵,两用一备,转速为1450转/min,扬程11m,泵轴功率为15.8KW,电机Y180L-4,电机功率22KW,效率82%,汽蚀余量:
3.8;
5)反冲洗气供应选用选用两台HDSR300鼓风机,一用一备,单台气量为132m3/min,风压为88.2kPa,轴功率为235.1Kw,配套电机355M2-4。
2.3.8消毒池
(1)设计参数
1)近期最大设计流量54000m3/d,远期最大设计84000m3/d;
2)依据加拿大TROJAM(特洁安)公司生产的紫外线消毒系统参数,选用设备型号UV3000PLUS;
3)辐射时间:
10~100s。
(2)设计结果
1)消毒渠长L=12.38m,宽B=1.2m,深h=1.29m;
2)每个UV灯管组有5个模块,每个模块有8根灯管,近期设置2个CV灯管组,远期增设一个UV灯管组。
2.3.9巴氏计量槽
(1)设计参数
1)根据给排水设计手册,按设计流量,去巴氏计量槽的
- 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:
- 毕业设计 论文 城镇 4.0 m3d 污水处理 设计