一体化中水回用系统工艺改造设计方案.docx
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一体化中水回用系统工艺改造设计方案
一体化中水回用系统工艺改造设计-工程论文
一体化中水回用系统工艺改造设计雷凯LEIKai(中建海峡建设发展有限公司,福州350000)(ChinaStateConstructionEngineeringCorporation,Fuzhou350000,China)摘要:
详细介绍了调节池曝气系统、好氧池曝气系统、纤维球滤池反冲洗系统的工艺计算,结合改造前原有设施设备,从理论及施工两方面进行改造设计,保证出水水质达到《城市污水再生利用城市杂用水水质GB/T18920-2002》中冲厕标准。
Abstract:
Thepaperintroducestheprocesscalculationoftheregulatingreservoiraerationsystem,aerobicreservoiraerationsystemandthefiberballfilterbackwashsystem.Combinedwiththeexistingfacilitiesbeforemodification,themodificationdesignisfromtwoaspects:
theoryandtheconstructiontomakesurethattheeffluentqualityreachtheflushingstandardinGB/T18920-2002UrbanSewageRecyclingandUrbanMiscellaneousWaterQuality.关键词:
中水回用系统;改造;设计;需氧量;调节池;曝气量Keywords:
waterreusesystem;modification;design;oxygendemand(cod);regulatingreservoir;aerationrate中图分类号:
[P258]文献标识码:
A文章编号:
1006-4311(2015)32-0119-03作者简介:
雷凯(1985-),男,陕西渭南人,毕业于第二炮兵工程学院,研究方向为污水处理。
1工程概述中国人民银行总行大厦中水回用系统于2000年建造,因水质水量的增加及设备防腐问题,需进行升级改造,改造工作主要包括对原有供气管路进行重新设计并对一体化设备重新进行防腐处理。
本次改造利用原有调节池、中水回用一体化设备、鼓风机,主体处理工艺保持不变:
调节池—好氧池—纤维球滤池—清水池—消毒后回用。
2废水水质水量及处理要求进水水量为10m3/h,即240m3/d,出水水质达到《城市污水再生利用城市杂用水水质GB/T18920-2002》中冲厕标准,主要进出水水质如表1所示。
3调节池设计3.1调节池供气系统计算原有调节池尺寸为:
8080×4900×5000mm,配备供气风机1台,风量为1.36m3/min,即81.6m3/h,利用现有DN65供气干管,设计两组穿孔曝气系统,小支管上开孔一般为3~10mm,曝气孔呈45℃交叉布置,孔间距为100mm。
计算过程如下:
①调节池干管管径为DN65,干管的气量为81.6m3/h。
按d=18.8(Q/ω)0.5计算得管道流速为6.8m/s。
②调节池设两组曝气系统,每组曝气系统设一个竖管,竖管管径为DN50。
每组曝气系统的供气量为81.6÷2=40.8m3/h;按d=18.8(Q/ω)0.5计算得管道流速为5.8m/s。
③小支管:
每组曝气系统:
设小支管8根,管径为DN32,间距1300mm,每根小支管供气量为:
40.8÷8=5.1m3/h,按d=18.8(Q/ω)0.5计算得管道流速1.8m/s;每小支管上开5mm的孔,孔口流速取5m/s,则每个孔的气量为:
q=πr2ω=3.14*0.0025*0.0025*5*3600=0.35m3/h,每根小支管共需要气孔的个数:
n=5.1/0.35=14.6,取15个;每根小支管长为1.65m,单侧孔间距为:
1650÷(15+1)×2=206mm,取200mm。
3.2调节池曝气管平面布置图
4好氧池设计原有好氧处理单元包括一级好氧池和二级好氧池各一个,尺寸均为:
2000×2400×2800mm,有效水深2.5m,配备供气风机2台,1用1备,风机风量为1.36m3/min。
4.1好氧池理论需氧量计算好氧池需氧量包括去除污染物所消耗的氧量、污泥自身氧化所消耗的氧量以硝化反应所消耗的氧量,即O2=a′QLr+b′VXv+c′QNr其中:
a′:
氧化每kgBOD5需氧kg数,单位kgO2/kgBOD5,一般取0.4~0.53;b′:
污泥自身氧化需氧率,单位为kgO2/kgMLSS·d,一般取0.188~0.11;c′:
氧化每公斤氨氮所需氧量(kgO2/kgN),取4.57;Lr:
去除的BOD5浓度,kg/m3;Xv:
污泥浓度,kg/m3;Nr:
去除的氨氮浓度,kg/m3;Q:
日处理污水量,m3/d;V:
池容积m3。
A、去除BOD5的需氧量。
每日去除的BOD5值:
BOD5=Q×Lr=240×(0.2-0.05)=36kg/d则去除BOD5的需氧量:
O2′=a′QLr=0.4×36=14.4kgO2/dB、污泥自身氧化需氧量。
Xv取3.0kgMLSS/m3,则污泥自身氧化需氧量:
O2″=b′VXv=0.11×(4×2.4×2.5)×3.0=7.9kgO2/dC、硝化需氧量。
每日去除的氨氮值:
NH3-N=240×(0.015-0.005)=2.4kg/d,则去除氨氮的需氧量:
O2″′=a′QLr=4.57×2.4=11kgO2/d,则好氧池的需氧量为:
O2=O2′+O2″+O2″′=14.4+7.9+11=33.3kgO2/d=1.39kgO2/h。
4.2好氧池理论供气量计算D、曝气孔出口处的压力。
Pb=1.013×105+9.8×103×H=1.013×105+9.8×103×2.5=1.258×105PaE、空气离开曝气池面时,氧的百分比(EA:
由于池中有滤料,按12%计)。
Ot=21(1-EA)/[79+21(1-EA)]=21(1-0.12)/[79+21(1-0.12)]=18.96%F、最不利条件下(30℃)混合液中平均氧的饱和度。
Cs(30)=7.63mg/L;CS(20)=9.17mg/LCsb(30)=Cs(Pb/2.026×105+Qt/42)=7.63(1.258/2.026+18.96/42)=8.18mg/LG、20℃条件下,脱氧清水的充氧量。
R0=RCs(20)/α[βρCsb(30)-C]*1.024(T-20)=1.39*9.17/[0.82(0.95*0.83*8.18-2)*1.02410]=2.75kg/h(取α=0.82;β=0.95;C=2;ρ=0.83)H、曝气池平均曝气量。
Gs=R0*100/0.3EA=2.75*100/0.3/12=76.4m/h=1.27m3/minI、每m2每小时的供气量。
76.4/(4×2.4)=8m3空气/m2·h4.3曝气管参数计算采用穿孔曝气系统,干、支管的流速为10~15m/s,竖管及小支管以4~5m/s计,小支管上开孔一般为?
覫3~10mm,曝气孔呈45℃交叉布置,孔间距为100mm。
①好氧池的曝气量如下:
一级好氧池:
Gs=8m3空气/m2·h×4.8m2=38.4m3/h;二级好氧池:
Gs=8m3空气/m2·h×4.8m2=38.4m3/h②供气管路计算:
1)一级好氧池和二级好氧池共用一根干管,则干管的气量为38.4+38.4=76.8m3/h,按d=18.8(Q/ω)0.5计算得d=18.8(76.8/10)0.5=52mm,取DN50,管道流速为11m/s;2)一级好氧池和二级好氧池各设一组曝气系统,每组曝气系统设一个竖管。
一级好氧池:
配气竖管供气量为:
38.4m3/h,按d=18.8(Q/ω)0.5计算得d=18.8(38.4/5)0.5=52mm,取DN50,管道流速为5.4m/s;二级好氧池:
配气竖管供气量为:
38.4m3/h,按d=18.8(Q/ω)0.5计算得d=18.8(38.4/5)0.5=52mm,取DN50,管道流速为5.4m/s;3)小支管。
一级好氧池:
设小支管8根,间距500mm,每根小支管供气量为:
38.4÷8=4.8m3/h,按d=18.8(Q/ω)0.5计算得d=18.8(4.8/4)0.5=20.5mm,取DN20,管道流速4.2m/s;二级好氧池:
设小支管8根,间距500mm,每根小支管供气量为:
38.4÷8=4.8m3/h,按d=18.8(Q/ω)0.5计算得d=18.8(4.8/4)0.5=20.5mm,取DN20,管道流速4.2m/s;每小支管上开?
覫5mm的孔,孔口流速取5m/s,则每个孔的气量为:
q=πr2ω==0.35m3/h,共需要气孔的个数:
n=4.8/0.35=13.7,取14个;每根小支管长为825mm,单侧孔间距为:
825÷(14+1)×2=110mm。
5结合现有风机设备复核好氧池设计参数好氧池原有供气系统风机风量为1.36m3/min,即81.6m3/h,供气主管利用原有供气主管,尺寸为DN65,曝气系统各参数计算如下:
5.1好氧池的曝气量一级好氧池:
Gs=40.8m3/h;二级好氧池:
Gs=40.8m3/h。
5.2供气管路计算①一级好氧池和二级好氧池共用一根干管,干管管径为DN65,干管的气量为81.6m3/h,按d=18.8(Q/ω)0.5计算得管道流速为6.8m/s;②一级好氧池和二级好氧池各设一组曝气系统,每组曝气系统设一个竖管,竖管管径为DN50。
一级好氧池:
配气竖管供气量为:
40.8m3/h,按d=18.8(Q/ω)0.5计算得管道流速为5.8m/s;二级好氧池:
配气竖管供气量为:
40.8m3/h,按d=18.8(Q/ω)0.5计算得管道流速为5.8m/s;③小支管。
根据理论计算,小支管管径应选用DN20,但为了开孔方便,实际采用管径DN32。
一级好氧池:
设小支管6根,管径为DN32,间距800mm,每根小支管供气量为:
40.8÷6=6.8m3/h,按d=18.8(Q/ω)0.5计算得管道流速2.3m/s;二级好氧池:
设小支管6根,管径为DN32,间距800mm,每根小支管供气量为:
40.8÷6=6.8m3/h,按d=18.8(Q/ω)0.5计算得管道流速2.3m/s;每小支管上开?
覫5mm的孔,孔口流速取5m/s,则每个孔的气量为:
q=πr2ω=3.14*0.0025*0.0025*5*3600=0.35m3/h,每根小支管共需要气孔的个数:
n=6.8/0.35=19.4,取19个;每根小支管长为800mm,单侧孔间距为:
800÷(19+1)×2=80mm。
5.3曝气管平面布置图(图2)
6纤维球滤池计算纤维球滤池的反冲洗为气水同时反冲洗,供气量选12L/S,即43.2m3/h,输气管内流速为10m/s,出气孔流速为35m/s,按d=18.8(Q/ω)0.5计算,得管道管径d=39mm,取d=40mm,采用DN40;布气管采用与输气管相同管径,上开?
覫5mm的孔,孔口流速取35m/s,则每个孔的气量为:
q=πr2ω=2.45m3/h,共需要气孔的个数:
n=43.2/2.45=17.6,取18个;布气管长为0.6m,单侧孔间距为:
600÷(18+1)×2=64mm。
7结语本工程已于2013年完成施工并投入运行,处理能力能够满足整座大厦所需中水水量。
根据社会发展的需要,中水回用一体化设备将会被广泛应用于大厦、医院、小区等小型区域内的污水处理中,在做到保
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- 一体化 中水 系统 工艺 改造 设计方案