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目录
1污水处理厂设计任务书
(我发给大家的任务书)
2污水处理厂设计说明书
2.1设计任务
某镇为造纸厂集中区,长久以来造纸废水缺乏集中处理,直接排放至某某河,严重污染了自然水环境,制约了城市的发展。
现拟建一造纸废水处理厂以保护环境,实现可持续发展。
2.1.1工程建设规模
日处理造纸废水12万吨
2.1.2项目进出水水质
(1)进水水质:
CODcr=1000mg/l
BOD5=350mg/l
SS=800mg/l
(2)、出水水质:
CODcr≤100mg/l
BOD5≤20mg/l
SS≤30mg/l
NH3-N≤5(8)mg/l
TP≤0.5mg/l
注:
括号外数值为水温>12℃时的控制指标,括号内属值为水温≤12℃时的控制指标。
2.1.3污水处理程度
根据污水厂进出水水质对污水先进行物化处理,而后进行二级生化处理。
污水厂去除效率见表2-1:
表2-1进出水水质表
BOD5CODCrSSNH4-NTKNTP
(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)
进水3501000800------------
出水20100305(8)----0.5
去除率(%)94.2890.096.25
注:
括号外数值为水温>12℃时的控制指标,括号内属值为水温≤12℃时的控制指标。
2.1.4污水处理厂厂址
选择该厂厂址可节省大量工程投资费用和运行费用,且目前本区块内已无其它大块合适空地可用,污水厂位置的选择,应符合城镇总体规划和排水工程专业规划的要求,并应根据下列因素综合确定:
1在城镇水体的下游;
2便于污水回用及安全排放;
3便于污泥集中处理与处置;
4在城镇夏季最小频率风向的上风侧;
5有良好的工程地质条件;
6少拆迁,少占地,根据环境评价要求,有一定的卫生防护距离;
7有扩建的可能;
8厂区地形不受洪涝灾害影响,防洪标准不低于城市防洪标准,有良好的排水条件;
9有方便的交通、运输和水电条件。
2.2污水进水水质特点
从污水厂进水水质:
CODcr=1000mg/l;BOD5=350mg/l;SS=800mg/l来看(以再生纸为原料的可生化性好),进入本厂的污水具有以下特点:
(1)此类污水的可生化性较好,BOD5/CODcr=0.35左右,但污水中的悬浮物SS浓度较高。
(2)造纸废水中主要含有半纤维素、木质素、无机酸盐、无机填料以及油墨,染料等污染物。
半纤维素、木质素主要形成废水的COD及BOD5。
细小纤维,无机填料等主要形成SS、油墨、染料等主要形成色度及COD。
这些污染物综合反映出废水的SS、COD指标均较高。
混凝处理方法只能去除部分BOD5,绝大部分BOD5的去除主要应采用生化方法解决。
(3)污水原水中营养物质缺乏,进行生化处理,需向水中投加氮、磷等营养元素。
2.3工艺方案分析
目前采用生化工艺进行造纸废水处理的试验中发现,BOD、COD两项指标均能达到出水要求,试验中曾发现污泥膨胀,生化池中存在着大量的菌丝,导致出水SS有时过高,有时很低的现象,为此在曝气池前段增加选择器处理段。
通过试验证明,增加选择器可抑制污泥膨胀现象的发生,出水的SS可达到30mg/l以下。
因此污水处理方案宜采用带选择器的生物处理工艺。
根据选择器内部的运转条件不同,选择器可以分为好氧选择器,厌氧选择器和缺氧选择器,该项目使用好氧选择器。
生物处理单元为该废水处理的核心,目前生物处理方法较多,而在造纸废水处理中采用的主要是普曝工艺、氧化沟、悬挂链曝气、SBR工艺。
这些工艺在空间和时序上通过不同的组合可以完成进水、厌氧、缺氧、好氧、固液分离等过程不同完成时序,构成了不同的工艺特征,根据场地、管理水平、能耗要求,因地制宜采用相应的处理工艺。
结合该地区造纸废水的特点对适合的几种造纸废水处理工艺进行了详细的技术经济比较。
包括射流曝气方案、悬挂链曝气方案、氧化沟方案。
从占地面积来看,射流曝气要优于其他两相方案;从技术方面考虑以上三个方案技术均较成熟;从能耗方面考虑悬挂曝气能耗较大,其他两相能耗水平均较低;从经济的角度比较,射流曝气费用较其他两项低。
最终从技术上可靠、经济上投资节省和运行费用较优的角度上确定采用射流曝气工艺。
流程为:
进水—初沉池—选择池—生物池—二次沉淀—出水泵房—排放或回用。
流程图见图2-1
初
沉
污
泥
二沉污泥回流污泥
河道
外运
图2-1工艺流程图
此方案的优点:
(1)射流曝气充氧效率高,动力效率大于2.0%Kg/Kwh,能耗节省。
(2)射流曝气具有较强的搅拌能力,采用圆形生物池,流态为完全混合式,基质降解速率要高于连续流的活性污泥法,具有较强的抗冲击负荷能力。
(3)采用好氧生物选择器,由于其污泥负荷很高,要求有较高的充氧能力,射流曝气方案节能优势明显。
(4)出水水质稳定。
(5)采用周边进水周边出水的二沉池,减少了占地面积。
(6)水下设备少,维护管理方便。
(7)供氧和搅拌之间手动进行单独控制,运行灵活。
优化措施:
在实际运行过程中,对可能出现的问题预先给出几条优化方案。
(1)在一沉池增加投加PAC药剂,强化絮凝沉淀效果。
采用铁盐或铝盐等混凝剂和有机高分子助凝剂联合投加,增强了絮凝沉淀的效果,提高了一级沉淀处理的效率,也减少PAM的投加量,经济高效。
(2)进水泵和出水泵采用分格布置的设计方案,潜水泵设备出现故障时可根据情况调度,不影响污水厂正常生产运行。
(3)污泥脱水机采用带式脱水机,更适合于造纸废水产生的污泥处理,污泥脱水效果好,避免污泥中的纤维缠绕。
(4)进水处增加污水温度、pH监控设备,检测污水来水温度变化情况、pH值变化情况,避免生产企业的高温水冲击污水处理厂,造成生物处理系统失败。
2.4主要构筑物及设计参数
2.4.1设计规模
(1)污水处理厂设计规模12×104m3/d
总变化系数1.3
最大设计流量6500m3/h
平均设计流量5000m3/h
设计水温30oC
本工程结合设计规模和场地,初沉池设计2座,生物池设计4组,二沉池设计4座。
这样,既能适应水量、水质的变化,又能保证在某一组或某座停产检修时,其它构筑物运转不受影响,并减少占地,节省投资。
(2)设计水质
物化处理阶段进水水质BOD5=350mg/l
CODcr=1000mg/l
SS=800mg/l
生物处理阶段进水水质BOD5=210mg/l
CODcr=500mg/l
SS=160mg/l
2.4.2构筑物设计
2.4.2.1粗格删间及进水泵房
格删间内设有3台回转式机械粗格栅,3台粗格栅共用1台皮带运输机。
每台粗格栅后设有1台手电两用方闸门,供粗格栅检修时使用。
设计参数:
设计流量6500m3/h
格栅台数3台
单台设计流量600L/s
栅前水深h=0.61m
格栅倾角a=70o
最大过栅流速V2=1m/s
栅前流速 V1=0.8m/s
格栅间隙 e=20㎜
栅条宽度 S=0.01m
进水渠展开角a1=20o
栅前渠道超高h2=0.3m
单位栅渣量W1=0.06m3/103m3
回转式机械粗格栅3台
皮带输送机1台
2.4.2.2细格栅间
设计流量6500m3/h
细格栅台数3台
单台设计流量600L/s
栅前水深h=0.61m
格栅倾角
a=70o
最大过栅流速V2=1m/s
栅前流速 V1=0.8m/s
格栅间隙 e=10㎜
栅条宽度 S=0.01m
单位栅渣量W1=0.1m3/103m3
2.4.2.3泵房
污水提升前水位—1.5m,提升后水位3.98m
扬程高度Z=1.5+3.98=5.48m
水泵水头损失1m
从而需水泵扬程H=5.48+1=6.48m
依据个参数选择泵型号为350QW1500-15-90
三用一备
性能参数见表2-2
表2-2350QW1500-15-90泵性能参数
口径mm流量(m3/h)扬程(m)转速(r/min)功率(kw)效率(%)
3501500159809083.1
2.4.2.4初沉池
采用2座辐流式沉淀池,直径54m,池边水深4.8m,采用中心进水,周边出水,出水渠两侧采用齿形三角堰。
池上设有全桥式周边驱动刮泥机,并带有浮渣去除装置。
设计参数:
设计流量6500m3/h
池数2座
单池设计流量3250m3/h
表面负荷q=1.44m3/(㎡·h)
直径D=54m
刮泥机数2台
沉淀时间T=2h
初沉污泥量 7600㎏Ds/d
2.4.2.5选择池
4座生物池中间设有1座好氧选择池,直径39m,水深4m。
池内有2套射流曝气装置,每台装置有1台潜水循环泵。
初沉池出水及回流污泥分别进入该池,同时在该池投加尿素和磷酸二胺钾溶液。
在池内混合曝气后,通过4个出水渠道分别到4座生物池中,每个渠道上设一台手动闸门。
设计参数
设计流量6500m3/h
池数1座
CODcr1000mg/l
回流污泥浓度Xr=24g/l
污泥负荷150mgCOD/gMLSS
单池有效池容V=3296m3
水力停留时间T=0.5h
有效水深 h=4m
射流曝气装置2台
2.4.2.6生物池
采用4座圆形生物池,每座池中设有2套射流曝气装置,每套装置配有1台潜水循环泵。
设计参数
设计流量12×104m3/d
池数4座
单池设计流量30000m3/d
计算温度30oC
泥龄10d
污泥量190kg/d
污泥负荷0.05kgBOD5/(kgMLSS.d)
总有效池容21100m3
水力停留时间12h
标准耗氧量13300kg/d
污泥回流比R=20%
实际曝气时间T=12h
回流污泥浓度Xr=24000mg/l
2.4.2.7二沉池
采用四座周边进水周边出水沉淀池,平底结构,每座二沉池设有一台全桥式中心驱动刮泥机,并带有浮渣去除装置。
设计参数
设计流量6500m3/h
池数4座
单池设计流量1625m3/h
表面负荷qb=1.28m3/㎡·h
直径D=41m
全桥式中心驱动刮泥机4台
2.4.2.8消毒槽
采用1座隔板式接触反应池
设计参数
设计流量6500m3/h
平均水深h=4m
水力停留时间T=0.5h
设计投加氯量4mg/l
隔板间隔b=5m
2.5平面布置
2.5.1总平面布置原则
(1)功能区分明确,构筑物布置紧凑,减少占地面积。
(2)流程力求简短、顺畅,避免迂回重复。
(3)变配电中心布置在靠近用电负荷大的建筑物处,以节省能耗。
(4)厂区绿化面积不小于30%,总平面布置足够消防要求。
(5)交通顺畅,便于施工与管理。
厂区的平面布置除了尊循上述原则外,具体结合城市主导风向、进水方向、排放水体位置、工艺流程特点及厂址地形、地质条件等因素进行布置,既考虑流程合理、管理方便、经济实用,还要考虑建筑造型、厂区绿化及周围环境协调等因素。
2.5.2竖向设计遵循原则
(1)污水经进水泵房提升后能自流流经各处构筑物,并尽量减少提升扬程,节省能源。
(2)厂区高程满足处理后尾水在受纳水体在正常水位时能够字流排放。
(3)尽量减少厂区挖填土方量,节省投资。
(4)便宜与周边道路衔接。
2.5.3厂区管线设计
(1)污水管道:
布置原则为线路短、深埋合理。
(2)空气管道:
力求管路顺畅合理,采用钢管和UPVC管材,减少阻力损失。
(3)污泥管道:
管道设计时考虑到污泥含水量低,适当提高流速,以免淤积。
(4)厂内给水管道:
应考虑各处理构筑物的冲洗、辅助建筑物的用水及厂内消防、绿化等,采用UPVC管或球墨铸铁管。
(5)加药管线:
主要有消毒用的加氯管,采用UPVC管。
(6)电缆管线:
厂内电缆管线较为集中,用电缆沟形式敷设,局部辅以穿管埋地方式敷设。
3污水厂设计计算书
3.1粗格栅间
设粗格栅3台
3.1.1设计参数
设计流量6500m3/h格栅台数3台
单台设计流量600L/s栅前水深h=0.61m
格栅倾角a=70o最大过栅流速V2=1m/s
栅前流速 V1=0.8m/s格栅间隙 e=20㎜
栅条宽度 S=0.01m进水渠展a1=20o
栅前渠道超高h2=0.3m单位栅渣量W1=0.06m3/103m3
回转式机械粗格栅3台皮带输送机1台
3.1.2设计计算
(1)确定栅前水深,根据最优水力断面公式
/2计算得
栅前槽宽
删前水深
(2)栅条间隙数
n取45
(3)栅条有效宽度
(4)进水渠道渐宽部分长度
(5)栅槽与进水渠道连接处的渐窄部分长度
(6)过栅水头损失h1因栅条边为矩形截面,取K=3则
h0——水头损失
k——系数,格栅受污物堵塞后,水头损失增加倍数,K取3
——阻力系数,与栅条断面形状有关,当断面为矩形时
=2.42
(7)栅后槽总高度
取栅前渠道超高h2=0.3m,则栅前总高度H1=h+h2=0.61+0.3=0.91m
栅后槽总高度为H=h+h1+h2=0.131+0.91=1.04m
(8)格栅总长度L=L1+L2+0.5+1+0.7/Tan
=2m
(9)每日栅渣量
因此采用机械格栅清渣
(10)粗格栅的计算见草图3-1
图3-1粗格栅计算草图
3.2泵房
污水提升前水位—1.5m,提升后水位3.98m
扬程高度Z=1.5+3.98=5.48m
水泵水头损失1m
从而需水泵扬程H=5.48+1=6.48m
依据个参数选择泵型号为350QW1500-15-90
三用一备
性能参数见表3-1
表3-1350QW1500-15-90泵性能参数
口径mm流量(m3/h)扬程(m)转速(r/min)功率(kw)效率(%)
3501500159809083.1
3.3细格栅间
设细格栅3台
3.3.1设计参数
设计流量6500m3/h细格栅台数3台
单台设计流量600L/s栅前水深h=0.61m
格栅倾角
a=70o最大过栅V2=1m/s
栅前 V1=0.8m/s间隙 e=10㎜
栅条宽度 S=0.01m单位栅渣量W1=0.1m3/103m3
3.3.2设计计算
(1)确定栅前水深,根据最优水力断面公式
/2计算得
栅前槽宽
删前水深
(2)栅条间隙数
(3)栅条有效宽度
(4)进水渠道渐宽部分长度
(5)栅槽与进水渠道连接处的渐窄部分长度
(6)过栅水头损失h1因栅条边为矩形截面,取K=3则
(7)栅后槽总高度H
取栅前渠道超高h2=0.3m,则栅前总高度H1=h+h2=0.61+0.3=0.91m
栅后槽总高度为H=h+h1+h2=0.37+0.91=1.28m
(8)格栅总长度L=L1+L2+0.5+1+0.7/Tan
=3.1m
(9)每日栅渣量
因此采用机械格栅清渣
(10)计算草图参见图3-1
3.4初沉池
设初沉池2座
3.4.1设计参数
设计流量6500m3/h池数2座
单池设计流量3250m3/h表面负荷q=2.5m3/(㎡·h)
直径D=54m刮泥机2台
沉间T=2h沉污泥量 7600㎏Ds/d
3.4.2设计计算
(1)沉淀部分水面面积
(2)沉淀池直径
(3)沉淀部分有效水深h2,最小沉降速度U0=q’
(4)沉淀部分有效容积
(5)污泥部分所以容积V
沉淀池污泥体积
(6)泥斗容积V1,设中心泥斗上口半径r1=2m,下座半径r2=1m,斗壁倾角a=60度,则泥斗高
(7)泥斗以上池底部分容积V2
设池底径向坡度I=0.05,则泥斗以上底积泥厚度
R为泥斗以上部分半径
(9)沉淀池总高度
=h1+h2+h3=0.3+4+0.5=4.8m
(10)校核径深比
值在6~~12内符合要求
(11)初沉池的计算见草图3-2
图3-2初沉池结构示意图
3.5选择池
设选择池一座
3.5.1设计参数
设计流量6500m3/h池数1座
CODcr1000mg/l回流污泥浓度Xr=10g/l
污泥负荷150mgCOD/gMLSS
单池有效池容V=3296m3水力停留时间T=0.5h
有效水深H=4m射流曝气装置2台
3.5.2 设计计算
(1)回流污泥量
回流比取50%
FL——絮体负荷,取150mgCOD/gMLSS
(2)选择池容积
选择器截面积
直径
3.6生物池
设生物池4座
3.6.1设计参数
设计流量12×104m3/d池数4座
单池设计流量30000m3/d计算温度30oC
泥龄10d污泥量190kg/d
污泥负荷0.05kgBOD5/(kgMLSS.d)
总有效池容21100m3水力停留时间12h
标准耗氧量13300kg/d污泥回流比R=20%
实际曝气时间T=12h回流污泥浓度Xr=10000mg/l
3.6.2设计计算
(1)BOD5的去除率
使用传统活性污泥法可达到此去除效率
(2)曝气池容积
X——曝气池中平均生物固体浓度,查表得X=6000mg/l,取值范围3000~6000mg/l
N0——有机负荷,查表得N0=0.05kgBOD5/(kgMLSS.d),取值范围0.03~0.05
(3)曝气池的主要工艺尺寸
池深H
H=有效深度H1+超高H2=7+0.5=7.5mH1取7m
池表面积
池径
(4)污泥产量WV
a——污泥产率系数,查表得a=0.7,取值范围0.5~0.7
b——污泥自身氧化系数,查表得b=0.04/d,取值范围0.04~0.1/d
(5)每日排泥量QW
假定在污泥回流管线上排泥,则
(6)校核有机负荷NS
所以
在0.03~0.05只内
(8)需氧量G/
a/——氧化1kgBOD所需氧量,查表得取0.5,取值范围0.42~0.53
b/——污泥自身氧化需氧率,查表得0.11/d.取值范围0.11~0.188/d
3.7二沉池
设二沉池4座
3.7.1设计参数
设计流量6500m3/h池数4座
单池设计流量1625m3/h表面负荷qb=1.5m3/㎡·h
直径D=41m全桥式中心驱动刮泥机4台
3.7.2设计计算
(1)沉淀池面积
2
(2)沉淀池直径
有效水深为
(3)储泥斗容积
进水SS=160mg/l
出水SS=30mg/l
污泥含水率P=99%
(4)二沉池高度
取二沉池缓冲层高度h3=0.4m超高h4=0.3m
则池边总高度为h=h1+h2+h3+h4=2.56+0.17+0.4+0.3=3.43
设池底坡度为I=0.05
则池底坡度降为
则池中心总深度为H=h+h5=3.43+0.98=4.41m
(5)校核径深比
满足范围在6~12内的要求
(6)二沉池的设计计算见草图如下
图3-3二沉池设计计算草图
3.8消毒池
设消毒池1座
3.8.1设计参数
设计流量6500m3/h
平均水深h=4m水力停留时间T=0.5h
设计投加氯量4mg/l隔板间隔b=5m
池深2.3m
3.8.2设计计算
(1)接触池容积
表面积
隔板采用两个廊道则总宽度为B=(2+1)×5=15m
接触池长度
廊道长宽比
实际消毒池容积
(2)加氯计算
设最大加氯量为
=4.0mg/l
每日投氯量为W=
Q=4×3250×10-3=13kg/h
3.9高程计算
3.9.1水头损失计算
厂区内污水在处理流程中的水头损失如下表
表3-1污水处理厂水头损失计算表
名称流量管径U管长Re
Hf
m3/smm(m/s)m(m)
出厂管1.39130011001.33×1060.0150.062
接触池0.15
出水控制井0.2
出水井至二沉池0.6910000.9509×1050.0150.036
二沉池0.5
二沉池至流量计井0.6910000.9909×1050.0150.020
流量计井0.2
生物池0.2
生物池至选择池0.357000.9607×1050.01750.067
选择池0.1
选择池至配水井1.3913001201.33×1060.0150.02
配水井0.1
配水井至初沉池0.6910000.9109×1050.0150.036
初沉池0.1
初沉池至细格栅0.467500.8506×100.0150.032
细格栅0.37
细格栅至提升泵房1.3915000.8201.2×100.0130.01
提升泵房1
粗格栅0.137
粗格栅至进水井1.3915000.8201.2×100.0130.01
进水井0.2
3.54
3.9.2各处构筑物的高程确定
设计生物池的地坪标高为4m,结构稳定的原则确定深埋地下-3.5m,再算出设计水面标高为3.5m,然后根据个构筑物间的水头损失,推出其他构筑物的设计水面标高,经计算各污水构筑物的设计水面标高见表3-2:
构筑物名称水面标高(m)池底标高(m)建筑物标高(m)
表3-2各构筑物地面标高及池底标高
4参考文献
(不少于10篇)
期刊的格式:
[1]刘家寿,刘羽.硅钛交联膨润土对COD的吸附研究[J].非金属矿,1998,
(2):
12-23.
图书的格式:
[2]崔玉川,马志毅,王效程,李亚新.废水处理工艺设计计算[M].水利电力出版社,1994,10.
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