A. 污水處理廠設計中進水渠寬B1怎麼算的
設計處理量/你需要控制的流速/渠的有效水深=水渠寬
B. 污水處理池體大小依據是什麼
池體大小主要還是根據進水負荷來計算,比如進水COD400左右,日進水水量1000方,出水要求COD100左右,水力停留時間根據不同工藝來定,要求停留時間24小時以上。
計算:
水力負荷=(體積/時間)/面積=流量/面積;體積/時間=流量。
單位時間內,通過單位面積的水體叫水力負荷。例如,每小時,通過每平方米地表面,排出去(滲透下去的)水量。或每天,通過每平方米地表面,排出去(滲透下去的)水量(立方米)。
反應池根據污泥負荷、污泥齡、水力停留時間等計算,化學反應池根據化學反應接觸停留時間確定。池體大小至少要有1000方,如果進水COD更高,池體大去確保COD有足夠時間消納。
(2)污水處理設計進水渠寬度擴展閱讀:
處理池注意事項
沉澱池池體平面為矩形,進口設在池長的一端採用淹沒進水孔,水由進水渠通過均勻分布的進水孔流入池體,進水孔後設有擋板,使水流均勻地分布在整個池寬的橫斷面。沉澱池的出口設在池長的另一端採用溢流堰,以保證沉澱後的澄清水可沿池寬均勻地流入出水渠。
堰前設浮渣槽和擋板以截留水面浮渣。水流部分是池的主體。池寬和池深要保證水流沿池的過水斷面布水均勻,依設計流速緩慢而穩定地流過。池的長寬比一般不小於4,池的有效水深一般不超過3米。污泥斗用來積聚沉澱下來的污泥,多設在池前部的池底以下,斗底有排泥管,定期排泥。
參考資料來源:
網路-沉澱池
網路-水力負荷
網路-污水處理
C. 醫院污水處理設計方案(詳細講解步驟,要求和規格)
1、設計依據
·GB18466-2005《醫療機構水污染物排放標准》
· GBJ15-188 -建築給水排水設計規范;
· 給水排水標准規范實施手冊;
·室外排放設計規范(GBJ14-87);
·環境雜訊標准(GB5096-93);
·低壓配電設計規范GB50054-95;
·《城市污水再生利用 農田灌溉用水水質》(GB 20922-2007);
·我公司所完成同類工程所取得的實際經驗和實際工程參數;
·《污水綜合排放標准》(GB8978-1996)。
設計原則
1)嚴格執行國家現行的環保技術標准、規范,遵守國家和地方環保的有關法律、法規;
2)選用先進、合理、可靠的處理工藝,在確保處理排放達標的前提下,做到操作簡單、管理方便、佔地小、投資省、運行費用低;
3)本工程系環境工程,尤其要注意環境保護,避免和減少二次污染。要求改善勞動衛生條件,貫徹安全生產和清潔文明生產的方針;
4)為了提高污水處理站管理水平,設計採用的自動化程度較高,操作人員的勞動強度低;
5)合理選用優質配件,降低能耗,提高工作效益和使用壽命,降低成本;
6)在工藝設計時,有較大的靈活性,可調性,以適應水量、水質的周期變化。採用一套污水處理設施,以提高系統的靈活性和可變性;
7)採用污泥前置迴流硝解工藝,以降低污泥產生量;
8)因地制宜,合理布局,有效地利用空間。
3、設計范圍
醫療污水處理設備系統從調節池出水口至排放出水口內的工藝、結構、設備、電氣與自控等。不包括土建工程的施工、處理站外輸送管道、裝飾工程、暖通和消防等。我廠提供土建基礎設計方案圖紙資料。
污水處理站的設計主要分為污水處理和污泥處理及處置兩大部分。
a)污水處理
調查研究污水的水質水量變化情況,選擇技術成熟、經濟合理、運行靈活、管理方便、處理效果穩定的方案。
b)污泥處理與處置
通常小型的污水處理站污泥處理有兩種方法:一是污泥濃縮機械脫水處理;二是污泥干化處理。考慮污泥濃縮機械脫水處理業主投資大,而污泥濃縮干化處理對周圍衛生有影響。由於本工藝中設有污泥消化系統,產生污泥量極少,為此,本工程產生的污泥進入污泥濃縮池只作簡單的濃縮處理後,採用糞車抽吸外運。
第三章 污水來源、性質、水量、水質排放標准及設計規模
1、污水來源
本污水處理系統的污水主要來源醫療廢水及生活廢水。該廢水經污水處理系統處理後,排放到城市管網。
2、污水性質
典型的醫院綜合醫療和生活污水。
3、污水水量
根據院方提供的資料,最大污水排放量大於等於30T/D,處理能力按1.5 m3 / h設計。
D. 污水處理廠進水渠寬度怎麼取
根據水量可以算的,流速確定,流量確定就可以了
E. 污水處理柵渣量計算時進水渠寬0.56怎麼來的
進水渠寬是設定的啊,一般先取值范圍內先定設計流速,然後根據規模反推進水渠寬。然後和渠寬的取值范圍進行核准,如果可以這個計算值就可行
F. 某城市污水處理廠設計 急急急
模板
第一節 設計任務和內容
以一座二級處理的城市污水處理廠為對象,對主要污水處理構築物的工藝尺寸,進行設計計算,確定污水廠的平面布置和高程布置。
完成設計計算說明書和設計圖紙(污水廠平面布置圖和污水廠高程布置圖)。
設計深度一般為方案設計的深度。
第二節 基 本 資 料
1. 污水水量、水質
污水處理水量16萬m3/d;
污水水質為:CODcr450mg/L,BOD5200 mg/L, SS250 mg/L,氨氮25mg/L。
2. 處理要求
污水經二級處理後應符合以下具體要求:
CODcr≤70mg/L, BOD5≤20mg/L, SS ≤30mg/L,氨氮≤12mg/L。
3. 處理工藝流程
原水→格柵→泵→沉砂池→初沉池→曝氣池→二沉池→出水
4. 氣象與水文資料
風向:多年主導風向為北北東風;
氣溫:最冷月平均為-3.5℃;
最熱月平均為32.5℃;
極端氣溫,最高為41.9℃,最低為-17.6℃,最大凍土深度:0.18m;
水文:降水量,多年平均為每年728mm;
蒸發量,多年平均為每年1210mm;
地下水水位,地面下5-6m。
5. 廠區地形
污水廠選址區域海拔標高在64-66米之間,平均地面標高為64.5米。平均地面坡度為0.3-0.5‰,地勢為西北高,東南低。
廠區征地面積為東西長380米,南北長280-300米。
污水進水管相對標高為-2.50米。
第二章 處理工藝流程說明
根據污水處理量、原污水水質、處理要求,污水廠主要去除CODcr,BOD5和SS,對氨氮也有一定的去除率,選擇以好氧生物處理為主的二級處理工藝流程如下:
原水→格柵→泵→沉砂池→初沉池→曝氣池→二沉池→出水
第一節 格 柵
格柵是用以去除廢水中較大的懸浮物,漂浮物,纖維物質和固體顆粒物質,以保證後續處理單元的正常運行,減輕後續處理單元的處理負荷,防止阻塞排泥管道和設備。
按形狀分為平面格柵和曲面格柵兩種。按格柵柵條的凈間隙,可分為粗格柵,中格柵和細格柵。按清楂方式可分為人工清楂和機械清楂兩種。
本設計選用間隙b=20mm的中格柵,機械式平面清渣。
第二節 沉 砂 池
沉砂池的作用是從廢水中分離密度比較大的無機顆粒,例如:直徑為0.1mm,密度為2.5g/cm3以上的砂粒。目前常用沉砂池,按池型可分為平流式沉砂池,曝氣沉砂池、多爾式沉砂池和鍾式式沉砂池[1]。
本設計選用停留時間t=250s的曝氣沉砂池。因為平流式沉砂池的主要缺點是沉砂中約夾有15%的有機物,使沉砂的後續處理難度加大,而曝氣池就能克服這一缺點。曝氣池的優點還有通過調節曝氣量可以控制污水旋流速度,使除砂效率較穩定,受流量變化的影響較小,同時還起預曝氣的作用,但其構造比平流式沉砂池復雜。
第三節 初 沉 池
初次沉澱池的作用是對污水中的以無機物為主的相對密度大的固體懸浮物進行沉澱分離。污水中的懸浮顆粒以重力為主,在初沉池中主要進行自由沉澱和絮凝沉澱。污水處理廠用沉澱池,按水流方向分平流式,輻流式,豎流式,斜流式四種。每種沉澱池都分為五個區,即進水區,沉澱區,緩沖區,污泥區和出水區。
此處選擇表面負荷q=1.8的平流式沉澱池,其優點是沉澱效果好,對沖擊負荷和溫度變化的適應能力強,布置緊湊,排泥過程穩定,施工簡易,已趨定型。缺點是配水不易均勻,如果採用多斗排泥時每個泥斗需單獨設排泥管各自排泥,操作量大,因此多採用新型排泥方法與機械。
第四節 曝 氣 池
曝氣池,屬於好氧生物處理單元,對污水中的(膠體和懸浮的)有機物作進一步的處理,COD、BOD、NH3-N的去除率一般為85%、90%、65%左右,可使出水達到二級要求。
曝氣池按流動形態分主要有推流式,完全混合式和循環混合式三種。按平面形狀方面可分為長方形廊道形,圓形,方形以及環狀跑道形等四種。按採用的曝氣方法可分為鼓風曝氣池,機械曝氣池以及兩者混合使用的機械-鼓風曝氣池。
此處選用傳統活性污泥法,污泥負荷取0.2 kgBOD5/(kgMLSS•d),推流式廊道、鼓風曝氣、形狀為長方形。
第五節 二 沉 池
二沉池有別於其他沉澱池,首先在作用上有其特點。它除了進行泥水分離外,還進行污泥濃縮,並由於水量、水質的變化,還要暫時貯存污泥。由於二次沉澱池需要完成污泥濃縮的作用,所需要的池面積大於只進行泥水分離所需要的池面積。
其次,進入二次沉澱池的活性污泥混合液在性質上有其特點。活性污泥混合液的濃度高,具有絮凝性能,屬於成層沉澱。
活性污泥的另一特點是質輕,易被出水帶走,並容易產生二次流和異重流現象,使實際的過水斷面遠遠小於設計的過水斷面。
池型說明:分為平流、斜管、輻流、豎流四類,本設計選用中心進水周邊出水輻流式二沉池。
第六節 消 毒 池
城市污水經一級處理或二級處理後,水質改善,細菌含量也大幅度減少,但其絕對值仍很可觀,並有存在病原菌的可能,因此污水排放水體前應進行消毒,特別是醫院、生物製品所及屠宰場等有致病菌污染的污水,更應嚴格消毒。
消毒設備應按連續工作設置,消毒設備的工作時間,消毒劑投加量,可根據所排放水體的衛生要求及季節條件掌握。
目前最常用的污水消毒劑是液氯。其優點是效果可靠,投配設備簡單,投量准確,價格便宜。
第三章 污水處理構築物設計計算
第一節 格 柵
1. 設計參數
處理設施數量:兩組
設計流量為: ,
最大設計流量Qmax = KzQ
柵前水深h=1.0 m
過柵流速v=0.9m/s
柵條間隙b=0.02m
安裝傾角α= 60°
1. 柵條的間隙數n
h=1.0 m ,v=0.9m/s, b=0.02m, α= 60°,n=2,
最大設計流量Qmax = KzQ =1.2×1.85/2 =1.11 m3/s
2. 柵槽寬度B
設柵條寬度S=0.01
B=(n-1)S+bn=(72-1)×0.01+0.02×72=2.15m
3. 進水渠道漸寬部分長度l1
設進水渠寬 ,其漸寬部分展開角度為 ,
4. 柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度l2
5. 通過格柵的水頭損失h1
設柵條斷面為銳邊矩形斷面
6. 柵後槽總高度H
設柵前渠道的超高 ,
7. 柵槽總長度L
8. 每日柵渣量W
在格柵間隙20mm 的情況下,設柵渣量為每1000m3污水產生0.07m3.
,宜用機械清渣。
格柵計算簡圖如下:
第二節 曝氣沉砂池
1. 參數的確定
處理設施數量:兩組,n=2
設計流量為:
,
水力停留時間t=240s=250s ,水平流速v=0.1m/s,有效水深
含砂量X=0.05L/ =50 /1000000 ,
2. 池子總容積:
3. 水流斷面積:
4. 池長:
5. 池寬: 池子總寬度為 , 池子分兩格n=2,
每格池子寬度b=
6. 池高:池底坡度為0.2,超高 ,集砂槽高度 ,集砂槽寬度 ,池底斜面高度 ,全池總高:
7. 每格沉砂池實際進水斷面面積:
8. 每格沉砂池沉砂斗容量:
9. 每格沉砂池實際沉砂量:每兩天排一次砂,則:
10. 每小時所需空氣量:取曝氣管浸水深度為3.2m,查表得單位池長所需空氣量為28 ,故q=28×24×(1+15%)×2=1545.6 /h,式中(1+15%)為考慮到進出口條件而增長的池長。
第三節 初 沉 池
1. 參數確定:
表面負荷 =1.8 ,
沉澱時間t=2.1h,
SS去除率η=55%,
設計流量
2. 沉澱池各部尺寸:
總有效沉澱面積 ,
採用四(8)座沉澱池, 每池處理量Q= ,
每池表面積A= ,
沉澱池有效水深 ,
每個池寬b取12m
池長:L=
長寬比 ,合格
3. 污泥區尺寸:
每日產生的污泥量 每日每座沉澱池的污泥量 ,
污泥斗容積:
式中污泥鬥上口 ,污泥斗下底面積 ㎡,污泥斗為方斗,α=60°,故 ,則每個污泥斗的容積為
4. 沉澱池總高度
採用機械刮泥,緩沖層高 (含刮泥板),平底,故
0.3+3.78+0.6+10.4=15.08m
5. 沉澱池總長度
L=0.5+0.3+83.3=84.1m
式中 0.5為流入口至擋板距離,0.3為流出口至擋板的距離。
6. 放空管徑
放空時間設為T=6h,則放空管 取d=360mm, 式中H為平均水深
7. 進出水措施
進水端採用穿孔花牆配水,出水端採用三角溢流堰
第四節 曝 氣 池
一、 設計數據:
污泥負荷Ns = 0.30kgBOD5/(kgMLSS•d)
設計流量Q=16×104m3/d=1.86m3/s
二、 計算:
1. 污水處理程度的計算:
原污水的BOD值為200mg/L, 經初次沉澱池處理後BOD5按降低25%考慮,則進入曝氣池的污水,其BOD5值(Sa)為: 。
計算去除率,對此,首先按下式計算處理水中非溶解性BOD5值 ,式中b為微生物自身氧化率,取0.09,Xa活性微生物在處理水中所佔的比例,取0.4,Ce為處理水中懸浮固體濃度。
處理水中溶解性BOD5值為Se=20-5=15mg/L,
去除率
2. BOD-污泥負荷率的確定
擬定採用的BOD-污泥負荷率為0.3kgBOD5/(kgMLSS•d),但為穩妥需加以校核。
,式中
代入各值,計算得 ,
計算結果確定, 值取0.3是適宜的。
3. 確定混合液污泥濃度X
由基本資料得SVI值為120-150 mg/L,取120mg/L
計算確定混合液污泥濃度X,對此r=1.2,R=0.5,代入各值得:
4. 確定曝氣池容積計算
曝氣池容積按下式計算:
5. 確定曝氣池各部位尺寸
設4組曝氣池,每組容積為 ,
池深取4m,則每組曝氣池的面積 ㎡,
池寬取4.5m,, 介於1-2之間,符合規定。
池長: ,符合規定。
設五廊道式曝氣池,廊道長: ,
取超高0.5m,則,池總高度H=4+0.5=4.5m
在曝氣池面對初沉池和二沉池的一側各設橫向配水渠道,並在1,2和3,4號沉澱池之間設置縱向中間配水渠道與橫向配水渠道相連接。在兩側橫向配水渠道上設進水口,每組曝氣池共有5個進水口。
6. 曝氣系統的設計與計算(本設計採用鼓風曝氣系統)
1) 平均時需氧量的計算
由公式: 取 , , 代入各值,得:
2) 最大時需氧量的計算
查表得K=1.4,代入各值,得:
3) 每日去除的BOD5值
4) 去除每千克BOD的需氧量
5) 最大時需氧量與平均時需氧量之比
7. 供氣量的計算
採用網狀膜型中微孔空氣擴散器,敷設於距池底0.2m處,淹沒水深3.8m,
計算污水溫度為30°C,
查表得水中溶解氧飽和度:
1) 空氣擴散器出口處的絕對壓力 按下式計算,即:
2) 空氣離開曝氣池面時,氧的百分比按下式計算,即:
式中EA是空氣擴散器的氧轉移效率,對網狀膜型中微孔空氣擴散器,取值12%。
3) 曝氣池混合液中平均氧飽和度(按最不利的溫度30°C考慮)按下式計算,即:
4) 換算為在20°C條件下,脫氧清水的充氧量,按下式計算,即:
取值α=0.82,β=0.95,C=2.0,ρ=1.0
代入各值,得:
相應的最大時需氧量為:
5) 曝氣池平均時供氣量,按下式計算,即:
6) 曝氣池最大時供氣量:
7) 去除每kgBOD5的供氣量:
8) 每立方米污水的供氣量:
9) 本系統的空氣總量:除採用鼓風曝氣外,本系統還採用空氣在迴流污泥井提升污泥,空氣量按迴流污泥量的6倍考慮,污泥迴流比R取值60%,這樣,提升迴流污泥所需空氣量為:
總需氣量:36525+32000=68525
8. 空氣管系統計算
在相鄰的2個廊道的隔牆上設1根干管,共10根干管。每根干管上設5對配氣豎管,每根干管上共10條配氣豎管。全曝氣池共設100條配氣豎管。每根豎管的供氣量為: ,曝氣池的平面面積為:66.6×4.5×5×4=5994㎡。每個空氣擴散器的服務面積按0.49㎡計,則所需空氣擴散器的總數為: ,為安全計,本設計採用12300個空氣擴散器,每個豎管上安設的空氣擴散器的數目為: 個,每個空氣擴散器的配氣量為: 。
空氣管道系統的總壓力損失估算為:3kPa。網狀膜空氣擴散器的壓力損失為5.88kPa,總壓力損失為:5.88+3=8.88kPa。為安全計,設計取值10kPa。
9. 空壓機的選定
空氣擴散裝置安曝氣池池底0.2m處,因此,空壓機所需壓力為:P=(4-0.2+1)×9.8=47kPa
空壓機供氣量,最大時:36525+32000=68525
平均時:30186+32000=62186
根據所需壓力及空氣量,決定採用LG80型空壓機15台,該型空壓機風壓50kPa,風量80 。正常條件下,13台工作,2台備用;高負荷時14台工作,1台備用。
第五節 二 沉 池
二沉池的池型是中心進水周邊出水的輻流式沉澱池,其剖面圖如下:
一、 參數的確定:
表面水力負荷q=1.2m3/(㎡•h),
二沉池個數n=4,
水力停留時間T=2.5h
二、 主要尺寸計算:
1. 池總表面積
2. 單池面積:
3. 池直徑:
4. 沉澱部分有效水深
5. 沉澱部分有效容積: V=
6. 沉澱池底坡落差: 取池底底坡 i=0.05,則:
7. 沉澱池周邊水深(有效)水深:
,滿足規范要求6—12之間,
式中 為緩沖層高度,取0.5m;
為刮泥板高度,取0.5m
8. 沉澱池總高度: ,
式中 為沉澱池超高,取0.3m
為沉澱池中心斗高度,取1.73m。
三、 每池產生的污泥量
估計經過曝氣池後污泥的SS去除率能達到80%,採用機械刮泥,所以污泥在斗內貯存時間約2h,並考慮到曝池迴流比取最大值80%,則:
四、 貯泥斗貯泥量計算
泥斗容積用幾何公式計算:
,
式中泥斗高
故
池底可貯存污泥的體積為:
共可貯存污泥的體積
>57.6 ,合要求。
五、 中心進水管的計算
單池設計流量: ,
中心進水管設計流量:
,
選用管徑 ,
六、 進出水配水設施
進水採用進水管,進水豎井,穩流筒等設施;出水採用環形集水槽,以及出水溢流三角堰。
第六節 污泥處理
一、污泥處理工藝
典型的污泥處理工藝流程包括四個階段。第一階段為污泥濃縮,主要目的是使污泥初步減容,縮小後續處理構築物的容積或設備容量,第二階段為污泥消化,使污泥中的有機物分解,使污泥趨於穩定;第三階段為污泥脫水,使污泥進一步減容,便於運輸;第四階段為污泥處置,採用某種適宜的途徑,將最終的污泥予以消化處置。以上各階段產生上清液或濾液其中含有大量的污泥物質,因而應送回污水處理系統中繼續處理。
以上是典型的污泥址理工藝流程。但由於各地的條件不同,也可採用一些簡化流程。
當污泥果用自然干化法脫水時,可果用以下工藝流程
二、污泥濃縮池
污泥濃縮主要有重力濃縮,氣浮濃縮和離心濃縮三種工藝形式。國內目前以重力濃縮為主,但隨著氧化溝、A2/0 等污在處理新工藝的不斷增多,氣浮濃縮和離心濃縮將會有較大的發展。在此選用重力濃縮。
1. 設計參數:
二沉池剩餘污泥量:691.2m3/d
含水率99.2%,濃度7875mg/l
濃縮後含水率96%濃度3937mg/l
二座濃縮池固體通量Nwg=55Kg
2. 設計計算:
(1) 每座濃縮池面積
設計泥量Qw=
A=
(2) 濃縮池直徑
D= =
(3) 濃縮池工作部分高度
取污泥濃縮時間T=14h。則濃縮池工作部分高度
h1= =
(4) 濃縮池高度
設池超高0.5m。緩沖層高0.3m
濃縮池總高:
H=h1+h2+h3=2.3+0.5+0.3=3.1m
(5) 濃縮後污泥總體積:
V2=
第四章 污水廠總體布置
一、廠址選擇
在城鎮總體規劃中,污水廠的位置范圍已有規定。但是,在污水廠的具體設計時,對具體廠址的選擇,仍須進行深入的調查研究和詳盡的技術經濟比較。其一般原則如下:
(1)廠址與規劃居住區或公共建築群的衛生防護距離應根據當地具體情況,與有關環保部門協商確定,一般不小於300m 。
(2) 廠址應在城鎮集中供在水源的下游,至少500m。
(3) 廠址應盡可能少佔農田或不佔良田.便於農田灌溉和消納污泥。
(4) 廠址應盡可能設在城鎮和工廠夏季主導風向的下方。
(5) 廠址應設在地形有適當坡度的城鎮下游地區,使污水有自流的可能,以節約動力消耗。
二、平面布置及總平面圖
污水處理廠的平面布置包括處理構築物、辦公、化驗且其他輔助建築物,以及各種管道、道路、綠化等的布置。根據處理廠的規模大小,採用l:200-1:50比例尺的地形圖繪制總平面圖,管道布置可單獨繪制。
平面布置的一般原則如下:
(1)處理構築物的布置應緊湊,節約用地且便於管理。
(2) 處理構築物應盡可能地按流程的順序布置,以避免管線迂迴,同時應充分利用地型,以減少士方量。
(3) 經常有人工作的建築物如辦公、化驗等用房應布置在夏季主風向的上風一方,在北方地區,並應考慮朝陽。
(4 )在布置總圖時,應考慮安裝充分的綠化地帶。
(5) 總圖布置應考慮遠近期結合,有條件時,可按遠景規劃水量布置,將處理構築物分為若干係列,分期建設。遠景設施的安排應在設計中仔細考慮,除了滿足遠景處理能力的需要而增加的處理池以外,還應為改進出水水質的設施安排場址。
(6) 構築物之間的距離應考慮敷設管渠的位置,運轉管理的需要和施工的要求,一般採用5-10m.
(7) 污泥處理構築物應恩可能布置成單獨的組合,以策安全,並方便管理。污泥消化池應距初次沉澱池較近,以縮短污泥管線,但消化池與其他構築物之間的距離不應小於20m。貯氣罐與其他構築物的間距則應根據容量大小按有關規定辦理。
1、水廠面積為380m*280m,
平面圖採用1:1000比例。所有構築物應在廠區的范圍內。
三、高程布置
在整個污水處理過程中,應盡可能使污水和污泥為重力流,但在多數情況下,往往須抽升。高程布置的一般規定如下:
(1)為了保證污水在各構築物之間能順利自流,必須精確計算各構築物之間的水頭損失,包括沿程損失、局部損失及構築物本身的水頭損失。此外,還應考慮污水廠擴建時預留的儲備水頭。
(2) 進行水力計算時,應選擇距離最長,損失最大的流程,井按最大設計流量計算。當有二個以上並聯運行的構築物時,應考慮某構築物發生故障時,其餘構築物須負擔全部流量的情況。計算時還須考慮管內淤積,阻力增大的可能。因此,必須固有充分的餘地,以防止水頭不夠而發生涌水現象。
(3) 污水廠的出水管渠高程,須不受水體洪水頂托,並能自由進行農田灌溉。
(4)各處理構築物的水頭損失(包括進出水渠的水頭損失) .
G. 哪位高手能幫忙做下水污染控制工程課程設計啊,以前有自己做過的也行,萬分感謝了~
設計任務書(一)
河北某市污水處理廠工程設計
一.工程概況
某污水處理廠服務約50萬人,匯水面積為40km2,設計規模一期為160000m3/d,遠期為320000m3/d,利用國外貸款建設。城市排放的污水中,生活污水佔35%,工業污水佔65%,通過管道排放到市郊,再經37km的明渠排入周圍河流。
二.設計水質水量及排放質量
1.設計處理水質水量
設計處理能力160000m3/d(最大可處理208000m3/d)。
由於受城市排水體系和實際進水量變化的影響,幾年來其污水處理量基本保持在130000m3/d左右。進水水質中生活污水水質比較穩定,而工業廢水水質波動較大,污水廠實際進、出水質見下表。
項 目 BOD5(mg/L) COD(mg/L) SS(mg/L) pH值 有毒物質 重金屬
進水 100-200 150-350 80-200 7-9 - 微量
出水 ≤30 ≤120 ≤30 6-9 - 微量
設計進水水質為(未考慮有毒物質及重金屬)
BOD5 200mg/L COD 400mg/L SS 250mg/L pH值 7-9
2.排放標准
出水水質達到國家二級排放標准,設計出水水質為
BOD5 ≤20mg/L COD ≤120mg/L SS ≤25mg/L pH值 6-9
三、處理工藝方案的選擇及流程
1.處理工藝確定原則
為了同時達到污水處理廠高效穩定運行和基建投資省、運行費用低的目的,依據下列原則進行了污水處理工藝方案選擇:
①技術成熟,處理效果穩定,保證出水水質達到排放標准;
②投資低,運行費用省,低投入高效益;
③選定工藝的技術設備先進、可靠,國產化程度高,性能好。
2.處理工藝的確定
採用普通活性污泥法。
污水進廠後經自動粗格柵進入集水池,在集水池內設潛水泵,污水提升後經細格柵進入曝氣沉沙池去除沙粒,再經初沉池去除大部分懸浮固體,初沉出水經廠內高架渠道進入曝氣池。曝氣池採用循環推流反應形式,其出水經平流式二沉池分離後排入周圍河流。
初沉污泥與二沉剩餘污泥首先進入前濃縮池,經濃縮後進入蛋形消化池中溫消化,使污泥穩定。消化後的污泥經後濃縮池進一步濃縮,減少體積,用帶式壓濾機進行脫水,泥餅外運處置。
3.處理工藝簡介
活性污泥法是一種好氧處理過程。污水在曝氣池中通氣充氧,使各種活性污泥微生物大量生長繁殖,能形成菌膠團的細菌形成絮狀體,原生動物附著其上,絲狀細菌與真菌也交織穿插期間,形成一顆顆懸浮於混合液中的絮體顆粒,每一顆粒就是一個微生物群體。這樣的活性污泥顆粒與進入曝氣池的污水相接觸,即發生對污水中污染物的吸附、分解、吸收等作用,經過一段時間的通氣後,污水中的有機物質大部分被同化為微生物有機體,然後進入沉澱池。絮狀化的活性污泥顆粒能很好地沉降至池底部,上清液即為處理過的水,可排出系統外。沉澱的污泥一部分補充、迴流到曝氣池,與未處理污水混合重復上述作用;另一部分污泥則作為剩餘污泥排出。
三.設計工藝要求
工藝採用普通活性污泥法(或多點進水)。
污水進廠前設有總閘門一道,在總閘門前另有直接排放的溢流管道。
污水進廠後經自動粗格柵進入集水池,
在集水池內設潛水泵,
污水提升後經細格柵進入旋流沉沙池去除沙粒,
再經初沉池去除大部分懸浮固體,
初沉出水經廠內高架渠道進入曝氣池。曝氣池採用循環推流反應形式,
其出水經平流式二沉池分離後排入周圍河流。
初沉污泥與二沉剩餘污泥首先進入前濃縮池,
經濃縮後進入蛋形消化池中溫消化,使污泥穩定。
消化後的污泥經後濃縮池進一步濃縮,減少體積,用帶式壓濾機進行脫水,泥餅外運處置。
四、工程設計
1.總平面設計
(1)平面布置原則
總平面布置包括:污水與污泥處理、工藝構築物及設施的總平面布置,各種管線、管道及渠道的平面布置,各種輔助建築物與設施的平面布置,總圖平面布置時應遵從以下幾條原則。
1.處理構築物與設施的布置應順應流程,集中緊湊以便節約用地和運行管理。
2.工藝構築物不用改設施與不同功能的輔助建築物應按功能的差異分別相對獨立布置並協調好與環境條件的關系(如地形走勢,污水出口方向、風向)。
3.構建之間的間距應滿足交通,管道(渠)敷設,施工和運行管理等方面的要求。
4.管道(線)與渠道的平面布置應與其高程布置相協調,應順應污水處理廠各種介質輸送的要求,盡量避免多次提升和迂迴曲折,便於節能降耗和運行維護。
5.協調好輔建築物、道路、綠化與處理構建築物的關系,做到方便生產運行保證安全暢通美化廠區環境。
(2)平面布置特點
1.布置緊湊,流線清楚。
2.生活活動區,污水區、污泥區,界線分明從大門進去為綜合樓,形成入口的生活區,該區位於主導風向的上風向,距離格柵、污泥區很遠,加強綠化,環境較好。
3.污泥區位於下風向且在廠區的最下角,消化池距離構建築物較遠,不影響其它設施。
4.生產輔助區距需檢修用電等較多的構築較近,方便了工作人員。
5.廠區內道路設計考慮工作人員可以順利到達任何地點。
6.設有後門,生產過程中產生的柵渣,沉砂、泥餅等由後門運走,而不走前門,避免了影響大門處生活區的環境清潔。
廢水處理的工藝流程,是由若干不同功能的單元處理構築物(設備)和輸配水管渠所組成。隨著廢水處理技術的發展,一方面同一功能處理設施的類型在不斷增多,另一方面,同一設施的處理功能有的也在擴展。在污水處理廠的工藝流程及構築物類型確定後,廢水處理的工藝計算任務主要是確定構築物(設備)及管渠的幾何尺寸和數量,以及輔屬裝置、材料及葯品等的規格及用量。從而為處理廠的布置等提供依據。
①青島市李村河污水處理廠設計規模17×104m3/d,格柵底距地面8.0m。粗格柵間採用半地下形式,內設機械粗格柵3台,柵條間隙25mm,格柵寬度1.36m,經格柵截留的柵渣由皮帶運輸機收集、螺旋輸送機提升後進入地面的柵渣箱,而且在格柵近水面設置寬度1.0 m的檢修平台。4台通風機設在半地下式房間內,取風口設在渠道和房間內,通風機風量8000 m3/h。流經粗格柵的污水由提升泵房提升後進入細格柵間,細格柵間設計3台階梯式機械格柵,柵條間隙6 mm,格柵寬度1.28 m,細小的柵渣經螺旋壓實機脫水後外運。 ②呼和浩特市辛辛板污水處理廠設計規模10×104m3/d,格柵底距地面5.4m。粗格柵間採用地面式,設置機械格柵2台,柵條間隙25mm,格柵寬度2.0m,高度8.4m,設計時在屋頂設2.5m×1.5m的天窗,使格柵間高度由11.5m降低至6.2m。排風機的取風口設在過水渠道內維修人員經常出現的地方,共設2台排風機,通風量8 250m3/h。
工藝流程:
三、主要構築物
序號
名稱
規格(m)
數量(座)
設計參數
主要設備
1 格柵 L×B=3.16×1.65 2 計流量Q=165600m3/d
柵條間隙b=15mm過柵流速v=1.0m/s 機械除渣機兩套
2 提升泵房 L×B×H=10×8×5 1 計流量Q=165600m3/d
單泵流量Q=2400m3/h 潛污泵4台手動起閉機
3 沉砂池 L×B=18×3.22 2 計流量Q=165600m3/d
水平流速v=0.3m/s有效水深h=1.0m 砂水分離器
4 初沉池 L×B=×27×6 2 計流量Q=165600m3/d
q=2.0m3/(m2·h)停留時間t=1.5h 刮泥機 貯渣斗
5
曝氣池 L×BH=71.5×7.55 2 計流量Q=120000m3/d BOD=200,去處效率90% 鼓風機 微孔曝氣器
6 二沉池 D×H=46.1×6.15 2 計流量Q=120000m3/d
q=1.5m3/(m2·h)
停留時間t=2.5h 刮泥機 出水堰板
(1)粗格柵(兩組,一用一備)
功能:去除污水中的較大漂浮雜物以保證污水提升泵的正常運行,採用機械格柵,正常情況下兩條渠道同時運行,事故時一條運行。
主要參數:設計最大流量Qmax =208000 m3/d =2.4 m3/s
柵條間隙寬度b=25.0mm
柵前水深h=1.0m
過柵流速v=0.8m/s
格柵傾角α=60°
柵條寬度S=0.01m(柵條斷面為銳邊矩形)
柵條間隙數:
n==112
柵槽寬度:
B=S(n-1)+bn=3.91m
進水渠道漸寬部分的長度:
設進水渠寬B1=2.3m,漸寬部分展開角α1=20°
L1=(B–B1)/2tgα1=2.21m
漸窄部分長:L2= L1/2=1.10m
過柵水頭損失:
h1=4/3 ()k=0.061m
柵後總高度:設柵前渠道保護高度h2 =0.3m
H=h+ h1+ h2=1.36m≈1.4m
柵槽總長度:
L= L1+ L2+0.5+1.0+H1/tgα=5.56m
每日柵渣量:
在格柵間隙為25mm的情況下,設柵渣量為0.03m3/103m3污水,Kz設為1.2。
W=86400Qmaxw1/1000Kz=5.2 m3/d>0.2m3/d
因此需要採用機械清渣。
(2)集水池和提升泵房
使用矩形合建自灌乾式泵房,集水池與機器間由隔牆分開,只有吸水管和葉輪淹沒在水中,機器間可經常保持乾燥,以利於對水泵的檢修和保養,又可避免污水對軸承、管件、儀表的腐蝕。
設計流量Qmax =208000 m3/d =2.4 m3/s
採用流量為0.6 m3/s的潛水泵,4用一備。
集水池分成2格,總有效容積為一台水泵8分鍾的出水量:
V=qt=288 m3
設集水池有效水深為2.0m
集水池面積F=144m2,寬度採用10m,長度為14.4米,取15米
水泵所需揚程:H=3.3+0.1+0.2+0.6+0.2+0.6+0.5+0.4+1.5=7.4m
(3)細格柵
功能:去除污水中較為細小的漂浮雜物,以保證後續處理流程的正常運行。
建兩組,設計流量為Q=Qmax/3= 0.8m3/s
柵條間隙e=6mm
柵前水深h=0.8m
過柵流速v=1.0m/s
格柵傾角α=60°
同粗格柵計算得:
柵條間隙數n=155
柵槽寬度B=2.47m
進水渠道漸寬部分的長度L1=1.33m
漸窄部分長L2=0.66m
水頭損失h1=0.633m
柵後總高度H=1.73m
柵槽總長L=4.12m
每日柵渣量W=5.2 m3/d>0.2m3/d
所以需要機械清渣
(4)旋流沉砂池
功能:污水從沉砂池的切向進入,具有一定的流速,砂粒產生離心力,密度較大的砂粒沿池壁及沉砂池獨特的結構沉降到池底集砂斗。沖洗系統將避免集砂斗中沉砂板結,而且將附著在砂粒上的有機物顆粒與砂粒分離,使有機物顆粒從集砂斗中返還到污水中。槳葉的旋轉使水流呈復雜的渦旋狀態,生成輕微的上升流速,從而帶動有機物顆粒隨水流流入下一道工序進行處理。通過改變槳葉的轉速與集砂斗的間隙使沉砂池的沉砂效果、有機物顆粒的分離效果達到最佳。集砂斗內的沉砂通過先進的空氣提升系統(或砂漿泵)提升到無軸螺旋砂水分離器,實現砂粒與污水的徹底分離。
旋流沉砂池系統在運行中,進出口水流速度較高,處理量較大,除砂效果好,佔地面積小,設備結構簡單,節約能源,運行可靠,整個系統PLC控制,實現中控、連續自動運行,操作及維護方便,適合大、中、小型污水處理廠使用,對於國內的污水處理中平流式沉砂池是一種很好的替代產品
主要參數:設計流量Qmax =20.8萬m3/d =2.4 m3/s
設計停留時間 t=60s
進水管流速 v1 =0.3m/s
池內水流上升速度 v2 =0.06m/s
沉砂池錐底部分高度 h4 = 1.5m
超高 h1 = 0.5m
中心管底至沉沙面得距離 h3 = 0.3m
宜分作三池進水沉沙n=3。
① 進水管直徑:
d= ==1.84m
② 沉砂池直徑:
D===4.52m
水流部分高度:
h2= v2t = 0.0660 = 3.6m
沉沙部分所需容積:
V==10.37 m3
⑤ 圓截錐部分實際容積:
V1=
⑥ 池總高度:
H = h1+h2+h3+h4 = 0.5+3.6+0.3+1.5 = 5.9m
(5)初沉池(輻流式)
輻流沉澱池的池型呈圓形,採用中心進水周邊出水形式。水流在池中呈水平方向向四周輻流,泥斗設在池中央,池底向中心傾斜,污泥通常用刮泥(或吸泥)機械排除。輻流沉澱池採用機械排泥,運行較好,設備較簡單,排泥設備已有定型產品的優點。
主要參數:設計流量Qmax =20.8萬m3/d =2.4 m3/s
表面負荷q=2.0m3/(m2h)
池數n=3
沉澱時間t=2h
沉澱部分水面積:
F=Qmax/nq=1440m2
池子直徑:
D==42.8m
沉澱部分有效水深:
h2=qt=4m
沉澱部分有效容積:
V==6480m3
污泥部分所需容積:
V=SNT/1000n=20.83m3
污泥斗容積:
設污泥鬥上部分半徑r1=2m,污泥斗下部半徑r2=1m, 傾角=,
h5=(r1-r2)tg=1.73m
污泥斗容積 :V1=h5(r12+r1r2+r22)=12.7m3
⑦ 污泥斗以上圓錐體部分污泥容積:
設池底徑向坡度0.05,則圓錐體高度
h4=(R-1)0.05=0.97m
圓錐體部分污泥容積:
V2=h4(R2+Rr1+r12)=504.8m3
⑧ 污泥斗總容積:
V=V1+V2=517.5m3>20.83m3
⑨ 沉澱池總高度:
設h1=0.3m, h3=0.5m
H=h1+h2+h3+h4+h5=7.5m
沉澱池池邊高度:
H′=h1+h2+h3=4.8m
⑩ 徑深比:
=10.7 符合要求
(6)曝氣池
曝氣池採用氧化溝池形,分2組,每組布置成4個廊道,每個廊道長82~88 m,寬9.5 m,水深7 m,每組容積22 284 m3,總容積44 568m3。平均水力停留時間5.1h。在曝氣池中,污水被強制形成循環流,其流態具有推流型和完全混合型的雙重特點。因此,不但具有較強的抗沖擊能力,而且也不易發生短流。 曝氣充氧系統採用鼓風射流曝氣器,射流器共638個,分成8組,在每個廊道的池底內布設 1組。每組由1台水泵提供工作介質,其中6台工作介質採用迴流污泥,2台使用曝氣池內混合液。該曝氣系統屬中微孔曝氣,鼓風機送入空氣在射流器內與活性污泥充分混合後擴散至池面,因而具有較高的氧利用率,在標准工況下,曝氣系統的動力效率可達2.2 kg O2/(kW•h)。射流器的工作介質推動池內水流循環,並使全池污泥保持懸浮狀態。
主要參數:設計流量Qmax =20.8104 m3/d =2.4 m3/s
進水水質:BOD5 200mg/L COD 400mg/L SS 250mg/L
出水水質:BOD5 ≤20mg/L COD ≤120mg/L SS ≤25mg/L
污泥迴流比:R=0.5
① 處理效率:
E=La-Lt/La*100%=90%
② 曝氣池容積:
設混合液懸浮物濃度為3g/L,系數f=0.7,則Nw=0.73=2.1kg/m3,取污泥負荷Fw=0.4
曝氣池容積V=QLr/NwFw=44568m3
③ 名義停留時間:
Tm=V/Q=0.214d=5.1h
Ts=V/(1+R)Q=3.4h
④ 污泥產量:
設污泥增殖系數a=0.6,污泥自身氧化率b=0.08
Y=aFw-bVNw=14977kg/d
⑤ 泥齡:
Tw=1/(aFw-b)=6.25d
⑥ 曝氣池需氧量:
設氧化每千克BOD需氧a1=0.5kg,污泥自身氧化需氧率b1=0.16kg/kgMLSS*d
O=a1QLr+b1VNw=33695kg/d
(7)二沉池
採用平流式沉澱池,沉澱效果好,施工簡易,造價較低。
主要參數:設計水量:Qmax =20.8104 m3/d =2.4 m3/s
表面負荷:q=1.5(m3/m2h)
水力停留時間:t=2h
污泥濃度:x=3500mg/L
污泥迴流液濃度:x1=10000mg/L
池數n=4
① 沉澱部分有效面積:
A=Qmax/nq=1445m2
② 沉澱部分有效水深:
h2=qt=3m
③ 沉澱部分有效容積:
V==4333m3
④ 池長:
設水平流速0.004m/s
L=vt*3.6=28.8米
⑤ 池寬:
B=A/L=50.2m
⑥ 污泥部分所需總容積:
設T=2日,每人每日污泥量取S=0.5升/人*日
V=SNT/1000=500m3
⑦ 污泥斗容積:
設污泥鬥上部分半徑r1=2m,污泥斗下部半徑r2=1m, 傾角=,
hs=(r1-r2)tg=1.73m
污泥斗容積 :V1= hs(r12+r1r2+r22)=43.5m3
⑧ 污泥斗以上圓錐體部分污泥容積:
設池底徑向坡度0.05,則圓錐體高度
h4=(R-1)0.05=0.97m
圓錐體部分污泥容積:
V2=h4(R2+Rr1+r12)=527.6m3
⑨ 污泥斗總容積:
V=V1+V2=571.1 m3>500 m3
⑩ 沉澱池總高度:
設緩沖層高度h3=0.5米
H=h1+h2+h3+h4+h5=6.5m
沉澱池邊高度
H』=h1+h2+h3=3.8m
(8)污泥濃縮池
採用連續流重力濃縮池,池型為圓形,豎流式。
主要參數:
產泥總量14977kg/d
含水率ρ=99.2% ,濃度=40Kg/m3
縮後:污泥濃度40g/L,含水率ρ=96%
濃縮池有效水深h=4m
濃縮時間10h
① 污泥混合後的濃度:
C=(127368.5+224140)/14977=13.2Kg/m3
② 濃縮池面積:
設固體通量為 M = 55Kg/m2d
A==847m2
③ 濃縮池直徑:
D==19.5m
④ 濃縮池工作部分高度:
h1==3.7m
⑤ 濃縮池總高度:
設濃縮池超高h2=0.3m,緩沖高度h3=0.3m,濃縮池高度
H=h1+h2+h3=3.7+0.3+0.3=4.3 m
(9)消化池
污泥消化池採用定容式蛋型,共3座,每座尺寸為:最大直徑24 m,總高度42.93 m,液體高度40.93 m,每座容積10400 m3。消化池採用中溫消化,由2台沼氣鍋爐和3套熱交換器及3台污泥循環泵組成的污泥加熱系統。設計沼氣最大產氣量為13000 m3/d。
蛋型消化池與其他消化池相比,有以下特點:①池底不易積砂或積泥,因而不會使有效池容縮小;②易攪拌混合,池內無死區,可使有效池容增至最大;對於同樣的混合效果,混合攪拌的能耗低於其他池型;③上部不易集結浮渣;④對於同樣的容積,其表面積較其他池型小,因而熱損失小;⑤結構穩定,不易產生裂縫;⑥池型呈流線型,較美觀。
(10)污泥濃縮壓濾機房
功能:對剩餘污泥進行濃縮壓濾脫水,使污泥含水率降低到盡可能低的程度,以減少污泥體積並便於裝卸作業。使用帶式壓濾機。
帶式壓濾機是依據化學絮凝接觸過濾和機械擠壓原理而製成的高效固液分離設備,因其具有工藝流程簡單、自動化程度高、運行連續、控制操作簡便和工作過程可調節等一系列優點,正得到越來越廣泛的應用。經絮凝的污泥首先進入重力脫水區,大部分游離水在重力作用下通過濾帶被濾除;隨著濾帶的運行,污泥進入由兩條濾帶組成的楔形區,兩條濾帶對污泥實施緩慢加壓,污泥逐漸增稠,流動性降低,過渡到壓榨區;在壓榨區,污泥受到遞增的擠壓力和兩條濾帶上下位置交替變化所產生的剪切力的作用,大部分殘存於污泥中的游離水和間隙水被濾除,污泥成為含水率較低的片狀濾餅;上下濾帶經卸料輥分離,憑借濾帶曲率的變化並利用刮刀將濾餅刮落,實現物料的固液分離,而上、下濾帶經沖洗後重新使用,進行下一周期的濃縮壓濾。
構築物1座,平面尺寸66m×40m。日排泥乾重18600kg/d,剩餘污泥混合液流量2360m3/d,進泥含水率92%,出泥含水率78%。主要設備選用帶寬2.0m為帶式濃縮壓濾機8套,單台處理能力濃縮段25 m3/h、壓濾段9 m3/h,設計工作時間10 h。
H. 【污水處理廠工藝流程設計計算】 污水處理廠基本流程
1概述
1.1 設計依據
本設計採用的主要規范及標准:
《城市污水處理廠污染物排放標准 (GB18918-2002) 》二級排放標准 《室外排水設計規范》(1997年版) (GBJ 14-87) 《給水排水工程概預算與經濟評價手冊》
1.2 設計任務書(附後)
2原水水量與水質和處理要求
2.1 原水水量與水質
Q=60000m3/胡攜d
BOD 5=190mg/L COD=360mg/L SS=200mg/L NH 3-N=45mg/L TP=5mg/L
2.2處理要求
污水排放的要求執行《城鎮污水處理廠污染物排放標准(GB18918-2002) 》二級排放標准:
BOD 5≤30mg/L COD≤100mg/L SS≤30mg/L NH 3-N ≤25(30)mg/L TP≤3mg/L
3污水處理工藝的選擇
本污水處理廠水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標准(GB18918-2002) 》二級排放標准,其污染物的最高允許排放濃度為:BOD 5≤30mg/L;COD ≤100mg/L;SS ≤30mg/L;NH 3-N ≤25(30)mg/L;TP ≤3mg/L。
城市污水中主要污染物質為易生物降解的有機污染物,因此常採用二級生物處理的方法來進行處理。
二級生物處理的方法很多,主要分兩類:一類是活性污泥法,主要包括傳統活性污泥法、吸附—再生活性污泥法、完全混合活性污泥法、延時活性污泥法(氧化溝)、AB 工藝、A/O工藝、A 2/O工藝、SBR 工藝等。另一類是生物膜法,主要包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法等工藝。任何工藝都有其各自的特點和使用條件。
活性污泥法是當前使用比較普遍並且有比較實際的參考數據。在該工藝中微生物在處理單元內以懸浮狀態存在,因此與污水充分混合接觸,不會產生阻塞,對進水有機物濃度的適應范圍較大,一般認為BOD 5在150—400 mg/L之間時,都具有良好的處理效果。但是傳統活性污泥處理工藝在處理的多功能性、高效穩定性和經濟合理性方面已經難以滿足不斷提高的要求, 特別是進入90年代以來, 隨著水體富營養化的加劇, 我國明確制定了嚴格的氨氮和硝酸鹽氮的排放標准, 從而各種具有除磷、脫氮功能的污水處理工藝:如 A/O工藝、A 2/O工藝、SBR 工藝、氧化溝等污水處理工藝得到了深入的研究、開發和廣泛的應用, 成為當今污水處理工藝的主流。
該地的污水中BOD 5 在190 mg/L左右, 要求出水BOD 5低於30mg/L。在出水的水質中,
不僅對COD 、BOD 5、SS 去除率都有較高的要求, 同時對氮和磷的要求也進一步提高. 結合具體情況在眾多的污水處理工藝中選擇了具有良好脫氮除磷效果的兩種工藝—CASS 工 藝和Carrousuel 氧化溝工藝進行方案技術經濟比較。
4污水處理工藝方案比選
4.1 Carrousuel氧化溝工藝(方案一)
氧化溝時二十世紀50年代由荷蘭的巴斯維爾開發,後在歐洲、北美迅速推廣,80年代中期,我國部分地區也建造了氧化溝污水處理工程。近幾年來,處理廠的規模也發展到日處理水量數萬立方米的工業廢水及城市污水的大、中型污水處理工程。
氧化溝之所以能在近些年來褲孝伏得到較快的發展,在於它管理簡便、運行穩定、流程簡單、耐慎局沖擊負荷、處理效果好等優點,特別是氧化溝具有特殊的水流混合特徵,氧化
溝中的曝氣裝置只設在某幾段處,溶解氧濃度較高,理NH 3-N 效果非常好,同時由於存在厭氧、好氧條件,對污水中的磷也有一定的去除率。
氧化溝根據構造和運行方式的不同,目前較多採用的型式有「Carrousel 型氧化溝」、「Orbal 型氧化溝」、「一體化氧化溝」和「交替式氧化溝」等,其中,由於交替式氧化溝要求自動化水平較高,而Orabal 氧化溝因水深較淺,佔地面積較大,本報告推選Carrousel 氧化溝作為比選方案之一。
本設計採用的是Carrousel 氧化溝工藝. 其工藝的處理流程圖如下圖4-1所示: `
圖4-1 Carrousel氧化溝工藝流程圖
4.1.1污水處理系統的設計與計算
4.1.1.1進水閘門井的設計
進水閘門井單獨設定, 為鋼筋混凝土結構。設閘門井一座, 閘門的有效面積為1.8m 2, 其具體尺寸為1.2×1.5 m,有效尺寸為1.2 m×1.5 m×4.5 m。設一台矩形閘門。當污水廠正常運行時開啟, 當後序構築物事故檢修時, 關閉某一閘門或者全部關閉, 使污水通過超越管流出污水處理廠。
4.1.1.2 中格柵的設計與計算
其計算簡圖如圖4-2所示
(1)格柵間隙數:設柵前水深h=0.5m,過柵流速v=0.9m/s,柵條間隙寬度b=0.02m,格柵傾角α=60°,建議格柵數為2,一備一用。
Q max sin α0. 652⨯sin 60
=≈68個 n =
Nbhv 0. 02⨯0. 5⨯0. 9
(2)格柵寬度:設柵條寬度S=0.01m,
B=S(n-1)+bn=0.01×(68-1)+0.02×68=2.03≈2.00m
(3)進水渠道漸寬部分的長度:設進水渠道寬B 1=1.60m,其漸寬部分的展開角
α1=20(進水渠道內的流速為0.82m/s),
l 1=
B -B 12. 0-1. 6
=≈0.56m 2tg α12tg 20
(4)柵槽與出水渠道連接處漸窄部分的長度:
l 2=
l 10. 56==0.28m 22
(5)通過格柵的水頭損失:設柵條斷面為銳邊矩形斷面(β=2.42,K =3),
2
⎛S ⎫v h 1=β ⎪sin αK
b 2g ⎝⎭
4
3
0. 92⎛0. 01⎫
sin 600⨯3 =2. 42 ⎪⨯
19. 6⎝0. 02⎭
43
=0.103m
(6)柵後槽總高度:設柵前渠道超高h 2=0.3m,
H =h +h 1+h 2=0.5+0.103+0.3≈0.9m
(7)柵槽總長度:
L =l 1+l 2+0. 5+1. 0+
H 1
tg 60
0. 5+0. 3
=2.8m
tg 60
=0. 56+0. 28+0. 5+1. 0+
(8)每日柵渣量:在格柵間隙為20mm 的情況下,設柵渣量為每1000m 3污水產0.07 m 3,
W =
Q max W 1⨯864000. 652⨯0. 07⨯86400
=3. 29m 3/d>0.2 m3/d =
1. 2⨯1000K Z ⨯1000
宜採用機械清渣。
圖4-2 格柵計算示意圖
4.1.1.3細格柵的設計與計算
其計算簡圖如圖4-2所示
(1)格柵間隙數:設柵前水深h=0.5m,過柵流速v=0.9m/s,柵條間隙寬度b=0.006m,格柵傾角α=600,格柵數為2。
Q max 0. 652⨯sin 60
=≈109個 n =
Nbhv 2⨯0. 006⨯0. 5⨯0. 9
(2)格柵寬度:設柵條寬度S=0.01m,
B=S(n-1)+bn=0.01×(109-1)+0.006×109=1.73≈1.75m
(3)進水渠道漸寬部分的長度:設進水渠道寬B 1=1.6m,其漸寬部分的展開角α1=20
(進水渠道內的流速為0.82m/s),
l 1=
B -B 11. 75-1. 60
=≈0.22m 2tg α12tg 20
(4)柵槽與出水渠道連接處漸窄部分的長度:
l 2=
l 10. 22
==0.11m 22
(5)通過格柵的水頭損失:設柵條斷面為銳邊矩形斷面(β=2.42,K =3),
2
⎛S ⎫v h 1=β ⎪sin αK
b 2g ⎝⎭
4
3
0. 92⎛0. 01⎫
sin 600⨯3 =2. 42 ⎪⨯
19. 6⎝0. 006⎭
43
=0.51m
(6)柵後槽總高度:設柵前渠道超高h 2=0.3m,
H =h +h 1+h 2=0.5+0.3+0.51≈1.3m (7)柵槽總長度:
L =l 1+l 2+0. 5+1. 0+
H 1
tg 60
0. 5+0. 3
=2.41m
tg 60
=0. 22+0. 11+0. 5+1. 0+
(8)每日柵渣量:在格柵間隙為6mm 的情況下,設柵渣量為每1000m 3污水產0.07 m 3,
W =
Q max W 1⨯864000. 652⨯0. 07⨯86400
=1. 65m 3/d>0.2 m3/d =
2⨯1. 2⨯1000K Z ⨯1000
宜採用機械清渣。
4.1.1.4 曝氣沉砂池的設計與計算
本設計採用曝氣沉砂池是考慮到為污水的後期處理做好准備。建議設兩組沉砂池一備一用。其計算簡圖如圖4-3所示。具體的計算過程如下:
(1)池子總有效容積:設t=2min,
V=Q max t ×60=0.652×2×60=78 m3
(2)水流斷面積:
A=
Q max 0. 652
==9.31m2 0. 07v 1
沉砂池設兩格,有效水深為2.00m ,單格的寬度為2.4m 。
(3)池長:
V 78L===8.38m,取L=8.5 m A 9. 31
(4)每格沉砂池沉砂斗容量:
V 0=0.6×1.0×8.5=5.1 m
(5)每格沉砂池實際沉砂量:設含砂量為20 m3/106 m3污水,每兩天排一次,
3
20⨯0. 652
⨯86400⨯2=1.13〈5.1 m3
6
10⨯2
(6)每小時所需空氣量:設曝氣管浸水深度為2.5 m,查表得單位池長所需空氣量為28 m3/(m·h),
q=28×8.5×(1+15%)×2=547.4 m3
圖4-3 曝氣沉砂池計算示意圖
4.1.1.5 厭氧池的設計與計算
4.1.1.5.1 設計參數
設計流量為60000 m3/d,設計為兩座每座的設計流量為30000 m3/d。 水力停留時間:
T =2h 。
污泥濃度:
X =3000mg/L
污泥迴流液濃度:
V 0"=
X R =10000 mg/L
4.1.1.5.2 設計計算 (1)厭氧池的容積:
V =QT =30000×2/24=2500 m3
(2)厭氧池的尺寸:
水深取為h =5,則厭氧池的面積:
V 2500A ===500 m2。
h 5
厭氧池直徑:
D =
4A
π
=
4⨯500
=25 m。 3. 14
考慮0.3的超高,故池總高為H =h +0. 3=5.3 m。 (3)污泥迴流量的計算 迴流比計算:
R =
X
=0.42
X R -X
污泥迴流量:
Q R =RQ =0.42×30000=12600 m/d
4.1.1.6 Carrousel氧化溝的設計與計算
氧化溝,又被稱為循環式曝氣池,屬於活性污泥法的一種。見圖4-4氧化溝計算示3
4.1.1.6.1設計參數
設計流量Q=30000m3/d設計進水水質BOD 5=190mg/L; COD=360mg/L;SS=200mg/L;NH 3-N=45mg/L;污水水溫T =25℃。
設計出水水質BOD 5≤30mg/L;COD ≤100mg/L;SS ≤30mg/L;NH 3-N ≤25(30)mg/L; TP ≤3mg/L。
污泥產率系數Y=0.55; 污泥濃度(MLSS )X=4000mg/L;揮發性污泥濃度(MLVSS )X V =2800mg/L; 污泥齡θc =30d; 內源代謝系數K d =0.055. 4.1.1.6.2設計計算
(1)去除BOD
氧化溝出水溶解性BOD 濃度S 。為了保證沉澱池出水BOD 濃度S e ≤30mg/L,必須控制所含溶解性BOD 濃度S 2,因為沉澱池出水中的VSS 也是構成BOD 濃度的一個組成部分。
S=Se -S 1
S 1為沉澱池出水中的VSS 所構成的BOD 濃度。
S 1=1.42(VSS/TSS)×TSS ×(1-e-0. 23⨯5) =1.42×0.7×20×(1-e-0. 23⨯5)
=13.59 (mg/L)
S=20-13.59=6.41(mg/L)
好氧區容積V 1。好氧區容積計算採用動力學計算方法。
V 1=
Y θc Q (S 0-S )
X V (1+K d θc )
=
0. 55⨯30⨯30000⨯(0. 16-0. 00641)
2. 8⨯(1+0. 055⨯30)
=10247m 3
好氧區水力停留時間:t=剩餘污泥量∆X
Y
∆X=Q (S 0-S ) +Q (X 0-X 1) -QX e
1+K d θc
V 110247⨯24==8.20h
30000Q
=2096(kg/d)
去除每1kgBOD 5所產生的干污泥量=
∆X
=0.499(kgD S /kgBOD5)。
Q (S 0-S )
(2)脫氮
需氧化的氨氮量N 1。氧化溝產生的剩餘污泥中含氮率為12.4%,則用於生物合成的總氮量為:
0. 124⨯769. 93⨯1000N 0==3.82(mg/L)
25000
需要氧化的氨氮量N 1=進水TKN-出水NH 3-N-生物合成所需要的氨N 。
N 1=45-15-3.82=26.18(mg/L)
脫氮量NR=進水TKN-出水TN-生物合成所需要的氨N=45-20-3.82=21.18(mg/L) 脫氮所需要的容積V 2
脫硝率q dn(t)= qdn(20)×1.08(T-20)=0.035×1.08(14-20)=0.022kg 脫氮所需要的容積:
V 2=
脫氮水力停留時間t 2:
QN r 30000⨯21. 18
==10315 m3 q dn X v 0. 022⨯2800
t 2 =
氧化溝總體積V 及停留時間t:
V 2
=8.25 h Q
V=V1+V2=10247+10315= 20562m3
t=V/Q=16.45 h
校核污泥負荷N =
QS 025000⨯0. 16
==0.083[kgBOD 5/(kgMLVSS ∙d )] XV 2. 8⨯17135
(3)氧化溝尺寸:取氧化溝有效水深為5m ,超高為1m ,氧化溝深6m 。
V
=20562/5=4112.4m 2 h
單溝寬10m ,中間隔牆寬0.25m 。則彎道部分的面積為:
2⨯10+0. 2523π()
3⨯10+3⨯0. 252A 1=+() π⨯10=965.63m
22
直線段部分的面積:
氧化溝面積為A=
A 2=A -A 1 =4112.4-965.63=3146.77 m2
單溝直線段長度:
L=
A 23146. 77
==78.67m ,取79m 。 4⨯104⨯b
進水管和出水管:污泥迴流比R=63.4%,進出水管的流量為:Q 1=(1+R ) Q =1.634×
30000m /d=0.568 m /s,管道流速為v =1.0m/s。
3
3
則管道過水斷面:
A=
管徑d=
Q 0. 568==0.568m 2 v 1
4A
π
=0.850m, 取管徑850mm 。
校核管道流速:
v=
(4)需氧量
Q
=0.94m A
實際需氧量:
AOR=D1-D 2-D 3+D4-D 5
去除BOD 5需氧量:
D 1=a "Q (S 0-S ) +b "VX =7754.03(kg/d) (其中a "=0.52,b "=0.12)
剩餘污泥中BOD 5需氧量:
D 2=1. 42⨯∆X 1=1131.64(kg/d)
剩餘污泥中NH 3-N 耗氧量:
D 3=4. 6⨯0. 124⨯∆X =454.57(kg/d) (0.124為污泥含氮率)
去除NH 3-N 的需氧量:
D 4=4.6×(TKN-出水NH 3-N )×Q/1000=3450(kg/d)
脫氮產氧量:
D 5=2.86×脫氮量=1514.37(kg/d)
AOR= D1-D 2-D 3+D4-D 5=8103.45(kg/d)
考慮安全系數1. 2,則AOR=8103.45×1. 2=11344.83(kg/d) 去除每1kgBOD 5需氧量=
AOR
Q (S 0-S )
11344. 83
25000⨯(0. 16-0. 00641)
=
=2.95(kgO 2/kgBOD5)
標准狀態下需氧量SOR
SOR=
AOR ∙C S (20)
α(βρC S (T ) -C ) ⨯1. 024
(T -20)
(C S (20)20℃時氧的飽和度,取9.17mg/L;T=25℃;C S(T)25℃時氧的飽和度,取 8.38mg/L;C 溶解氧濃度,取2 mg/L;α=0.85;β=0.95;ρ=0.909)
SOR=
11344. 83⨯9. 17
=20764.89(kg/d) (25-20)
0. 85⨯(0. 95⨯0. 909⨯8. 38-2) ⨯1. 024
∆SOR
=5.41(kgO 2/kgBOD5)
Q (S 0-S )
去除每1kgBOD 5需氧量=
曝氣設備的選擇:設兩台倒傘形表面曝氣機,參數如下: 葉輪直徑:4000mm ;葉輪轉速:28R/min;浸沒深度:1m ; 電機功率:210KW ;充氧量:≥2.1kgO 2/(kW·h)。
4.1.1.7二沉池的設計與計算
其計算簡圖如圖4-5所示
4.1.1.7.1設計參數
Q max =652 L/s=2347.2 m 3/h;
氧化溝中懸浮固體濃度 X =4000 mg/L;
二沉池底流生物固體濃度 X r =10000 mg/L;
污泥迴流比 R=63.4%。
4.1.1.7.2 設計計算
(1) 沉澱部分水面面積 F 根據生物處理段的特性,選取二沉池表面負荷q=0.9m3 /(m2·h), 設兩座二次沉澱池 n =2.
F =Q max 2347. 22==1304(m) nq 2⨯0. 9
(2)池子的直徑 D
D =4F
π=4⨯1304
π=40. 76(m),取D =40m 。
(3)校核固體負荷G
24⨯(1+R ) QX 24⨯(1+0. 634)⨯30000⨯4000G == F 1304
=141.18 [kg/(m2·d)] (符合要求)
(4) 沉澱部分的有效水深h 2 設沉澱時間為2.5h 。
h 2=qt =0.9×2.5=2.25 (m)
(5) 污泥區的容積V
V =2T (1+R ) QX 2⨯2⨯(1+0. 634) ⨯30000⨯4000 =24⨯(X +X r ) 24⨯(10000+4000)
=1945.2 (m3)
(6)污泥區高度h 4
污泥斗高度。設池底的徑向坡度為0.05,污泥斗底部直徑D 2=1.6m,上部直徑D 1=4.0m,傾角為60°,則:
"= h 4D 1-D 24. 0-1. 6⨯tg 60°=2.1(m) ⨯tg 60°=22
11
V 1=2)πh 1"⨯(D 12+D 1D 2+D 2
12=13.72 (m3)
圓錐體高度
""=h 4D -D 140-4⨯0. 05=0.9(m) ⨯0. 05=22
V 2=
=
豎直段污泥部分的高度 ""πh 412⨯(D 2+DD 1+D 12) ⨯(402+40⨯4+42) =418.25(m3) π⨯0. 912
"""=h 4V -V 1-V 21945. 2-13. 72-418. 25==1.16(m) 1304F
"+h 4""+h 4"""=2.1+0.9+1.16=4.16(m) 污泥區的高度h 4=h 4
沉澱池的總高度H 設超高h 1=0.3m,緩沖層高度h 3=0.5m。
則 H =h 1+h 2+h 3+h 4=0.3+2.25+0.5+4.16=7.21m
取H =7.2 m
4.1.1.8接觸池的設計與計算
採用隔板式接觸反應池。其計算簡圖如圖4-5所示。
水力停留時間:t=30min
12
平均水深:h =2.4m。
隔板間隔:b=1.5m。
池底坡度:3%
排泥管直徑:DN=200mm。
4.1.1.8.2設計計算
接觸池容積:
V =Qt =0.652×30×60=1174 m 3
水流速度:
v =Q 0. 652==0. 18 m/s hb 2. 4⨯1. 5
表面積:
Q 1174==489. 2 m2 h 2. 4
廊道總寬度:隔板數採用10個,則廊道總寬度為B=11×b=11×1.5=16.5m。 接觸池長度:
F 489. 2L ===29.6m取30m 。 B 16. 5
水頭損失,取0.4m 。 F =
13