某城市日处理量8万m3污水处理工程设计.docx
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某城市日处理量8万m3污水处理工程设计
第一章 概论
1.1项目概况
该项目为某城市日处理量8万m3污水处理工程设计。
该市地处内陆中纬度地带,属暖温带大陆性季风气候。
年平均气温9.1~14.2℃,最热月平均气温21.3~26.7℃,最冷月3.0~1.9℃。
极端最高气温42℃,极端最低气温11.9℃。
年日照时数2005小时。
多年平均降雨量517毫米,集中于7、8、9月,占总量的50~60%,受季风环流影响,冬季多北风和西北风,夏季多南风或东南风,市区全年主导风向为东北风,频率为18%,年平均风速2.54米/秒。
该污水厂的出水直接排入厂区外部的河流(符合地表水环境质量标准(GB3838-2002)Ⅲ类功能水域),其最高洪水位(50年一遇)为50.0m,常水位为48.0m,枯水位为45.0m。
该污水处理厂选址于城郊,位于大河北岸河堤内一块长方形地带,场地地势平坦,由西北坡向东南,场地标高54.5~53.5米之间,位于城市中心区排水管渠末端,交通便利。
1.2水质
CODCr=240mg/L,BOD5=160mg/L,SS=180mg/L,NH3-N=35mg/L,pH=7.0~8.5
1.3执行标准
污水经二级处理后应符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B出水标准:
CODCr≤60mg/L,BOD5≤20mg/L,SS≤20mg/L,NH3-N≤8mg/L
第二章 工艺流程选择
2.1cass法
CASS工艺全称为循环式活性污泥法,CASS的整个工艺为一间歇式反应器,在此反应器中活性污泥法过程结合在一个池子中进行。
它是SBR和ICEAS工艺的一种更新变形。
该工艺将主反应区中部分剩余污泥回流至选择器中,在运作方式上沉淀阶段不进水,使排水的稳定性得到保障。
可变容积的运行提高了对水质、水量波动的适应性和操作运行的灵活性。
特点:
(1)工艺简单,占地面积小,投资较低。
CASS的核心构筑物为反应池,没有二沉池及污泥回流设备,一般情况下不设调节池及初沉池。
(2)曝气阶段生化反应推动大,有利于减少曝气池容积,降低工程投资。
(3)沉淀效果好。
CASS的运行,遇到SVI30高达96%的情况时(SVI达到300mL/g),只要将沉淀阶段的时间稍作延长,系统运行就不会受影响。
CASS池反应中存在较大的浓度梯度,而且处于缺氧、好氧交替变化之中,这样的环境条件不利于丝状微生物的优势生长,可有效防止污泥膨胀。
(4)运行灵活,抗冲击能力强。
按时间顺序运行,可灵活调整出水水质及污水量的变化,池容相对较大,抗水质、水量冲击能力较强。
当进行脱氮除磷时,可通过间断曝气控制反应池的溶解氧浓度水平,提高脱氮除磷的效果。
(5)CASS工艺可应用于大型、中型及小型污水处理。
运行稳定性好,基质去除效率高,剩余污泥量小,性能稳定。
2.2SBR法
工作原理:
(1)流入工序:
废水注入,注满后进行反应,方式有单纯注水,曝气,缓速搅拌三种。
(2)曝气反应工序:
当污水注满后即开始曝气操作,这是最重要的工序,根据污水处理的目的,除P脱N应进行相应的处理工作。
(3)沉淀工艺:
使混合液泥水分离,相当于二沉池。
(4)排放工序:
排除曝气沉淀后产生的上清液,作为处理水排放,一直到最低水位,在反应器残留一部分活性污泥作为种泥。
(5)待机工序:
工处理水排放后,反应器处于停滞状态等待一个周期。
五个工序都在一个设有曝气或搅拌装置的反应器中依次进行,所以省去了传统活性污泥法中的沉淀池和污泥回流设施。
特点:
(1)工艺流程简单,运转灵活,基建费用低;
(2)SVI值较低,易于沉淀,一般情况下不会产生污泥膨胀;
(3)通过对运行方式的调节,具有较好的脱氮除磷效果;
(4)自动化程度较高,对水质水量变化的适应性强。
缺点:
(1)反应器容积利用率低;
(2)水头损失大;
(3)不连续的出水,要求后续构筑物容积较大,有足够的接受能力;
(4)峰值需氧量高,设备利用率低,对管理人员技术素质要求较高。
2.3结论
综合本工程处理要求和工程规模,比较各种污水处理方法,最终选定简单易行、经济合理的cass法。
工艺流程如下:
废水通过排水管网收集,流入污水处理部分,经格栅去除较大悬浮固体物。
出水再送入平流沉砂池,在沉砂池中去除小部分BOD5,大部分悬浮物在自重下沉淀形成污泥,经沉砂池后的废水再流经cass池,去除绝大部分BOD5和氨氮,经管网收集进入污泥浓缩池。
使排水达标。
第三章 设计说明书
3.1污水和污泥主要构筑物
3.1.1格栅
主要功能:
去除污水中较大的漂浮物、悬浮物,防止水泵机组的堵塞。
构筑物:
钢筋混凝土直壁平行渠道。
设备类型:
机械淸污斜爬平面格栅。
主要设备:
回转式格栅机。
3.1.2提升泵房
主要功能:
提升污水以满足后续污水处理设施的水里要求,实现重力流动顺序处理污水。
构筑物:
半地下钢筋混凝土结构泵房。
主要设备:
佩带自耦装置的潜水排污泵。
3.1.3平流沉砂池
主要功能:
平流沉砂池的作用是对污水中的以无机物为主体的比重的无机沙粒。
可去除10%左右的BOD5和55%的SS。
构筑物:
入流渠、尘沙区、出流渠、沉沙斗
3.1.4cass池
主要功能:
去除大部分有机物,还有一定的脱氮除磷效果
构筑物:
生物选择器、缺氧区和主反应区
主要设备:
螺旋曝气器,旋转式撇水机
3.1.5消毒池
主要功能:
为出水进行加氯消毒。
构筑物:
半地下钢筋混凝土结构。
3.1.6污泥泵房
主要功能:
使回流污泥通过污泥回流泵回流至氧化沟继续净化污水,剩余污泥通过剩余污泥泵排至污泥浓缩池。
构筑物:
钢筋混凝土结构。
主要设备:
回流污泥泵。
3.1.7污泥浓缩池
主要功能:
浓缩污泥,减少污泥体积,为污泥脱水做准备。
构筑物:
钢筋混凝土结构。
主要设备:
中心悬挂式污泥浓缩机。
第四章 设计计算书
4.1格栅
4.1.1设计参数:
设计流量Q=80000m3/d=0.926m3/s
栅前流速v1=0.8m/s,过栅流速v2=1.0m/s
栅条宽度s=0.01m,格栅间隙e=15mm
栅前部分长度0.5m,格栅倾角α=60°
栅前水深h=0.8m
4.1.2设计计算:
(1)栅条间隙数
.8(取n=70)
(2)栅槽有效宽度B=s(n-1)+en=0.01(70-1)+0.015×70=1.74
(3)进水渠道渐宽部分长度
(其中α1为进水渠展开角,取20°;B1为进水渠宽,取1.2m)
(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
(5)过栅水头损失(h1)
因栅条边为矩形截面,取k=3
则
其中ε=β(s/e)4/3
h0:
计算水头损失
k:
系数,格栅受污物堵塞后,水头损失增加倍数,取k=3
ε:
阻力系数,与栅条断面形状有关,当为矩形断面时β=2.4
(6)栅后槽总高度(H)
取栅前渠道超高h2=0.4m,
则栅前槽总高度H1=h+h2=0.8+0.4=1.2m
栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.8+0.126+0.4=1.326m
(7)格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+0.5/tanα
=0.16+0.08+0.5+1.0+1.326/tan60°
=2.5m
(8)每日栅渣量(W)
设每日栅渣量为0.1m3/1000m3
故采用机械清渣。
4.2提升泵房
污水经消毒池处理后排入地表水体,消毒水面相对高程为
0.00m,则相应的二沉池、cass生物池、平流沉砂池水面相对标高分别为0.50m、1.00m和1.60m。
污水提升前水位为-2.50m,污水总提升高程为6.10m,采用螺旋泵,其设计提升高度为H=6.50m。
设计流量为3300m3/h,采用3台螺旋泵1100m3/h。
螺旋泵泵体室外安装,电机、减速机、电控柜、电磁流量计显示器室内安装,另外考虑一定检修空间。
提升泵房占地面积为(15.0+0.5+11.0)×10.0=265.0m2,其工作间占地面积为11.0×10.0=110m2。
4.3平流沉砂池
设计参数:
污水流量Qmax=0.926m3/s,污水在池内流速v=0.2m/s,停留时间t=45s,池内有效水深
=0.8m。
(1)沉砂部分长度L:
(2)水流断面面积A:
(3)池子宽度B:
设计n=4格,每格宽度b=1.0m>0.6m,则池子总宽度B=4b=4m
(4)贮砂斗所需容积:
生活污水时变化系数Kz=1.32,排砂时间T=2d,城镇污水的沉沙量X=0.03L/m3(污水)
每格沉砂池设2个沉砂斗,4格共有8个沉砂斗,则每格沉砂斗的容积为:
(5)贮砂斗各部分尺寸:
设贮砂斗底宽b1=0.5m,斗高h3=0.4m,斗壁与水平面的倾角为60°
则贮砂斗的上口宽:
贮砂斗的容积:
符合要求
(6)贮砂室的高度:
采用重力排砂,设计池底坡度为0.06,则坡向沉砂池的长度:
污泥区高度:
(7)沉砂池总高度H:
设超高h1=0.3m
H=h1+h2+h3=0.3+0.8+0.612=1.712m
(8)核算最小流速:
最小流量即平均日流量
Q平均日=Qmax/Kz=0.917/1.32=0.7m3/s
vmin=Q平均日/A=0.7/4.59=0.152m/s>0.15m/s,符合要求
4.4cass池
(1)池体容积
采用容积负荷法计算:
式中:
Q-设计水量,80000m3/d
Nw---混合液MLSS污泥浓度(kg/m3),一般取2.5-4.0kg/m3,设计为3.5kg/m3
Ne---BOD5-泥负荷,一般为0.05-0.2(kgBOD5/kgMLSS·d),设计为0.08kgBOD5/kgMLSS·d
Sa---进水BOD5浓度,160mg/L
Se---出水BOD5浓度,20mg/L
f----混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值,一般为0.7-0.8,设计为0.75
则:
取V=54000m3
设计为池子个数N1=6(个)
(2)外形尺寸
设H=6.0m。
则单格池面积A:
运行周期设计为4h,则1日内循环的周期数N2=24÷4=6
则池内设计最高水位至滗水机排放最低水位之间的高度H1:
池内混液污泥浓度设计为Nw=3.5Kg/L
污泥体积指数SVI=150
则滗水结束时泥面高度H2:
H2=H×Nw×SVI×10-3=6.0×3.5×150×10-3=3.15m。
撇水水位和泥面之间的安全距离H3:
H3=H-(Hl+H2)=6.0-(1.48+3.15)=1.37m
池子超高取H4=1m
则池总高度H0=H+0.5=6.5m
宽高比要求B:
H=2:
1,长宽比要求L:
B=6:
4
取宽B=12m,则长L=1500÷12=125m
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