1、第I頁共n頁某皮毛廠綜合廢水處理工程設(shè)計目錄1 緒論1.1.1 引言1.1.2 設(shè)計依據(jù)1.1.3 設(shè)計原則2.1.4 設(shè)計任務(wù)及要求2.1.4.1 設(shè)計題目2.1.4.2 設(shè)計基礎(chǔ)資料2.1.4.4 設(shè)計要求3.2污水處理方案的設(shè)計說明3.2.1 方案的比較3.2.1.1 生物處理工藝的選擇32.1.2 厭氧處理工藝的比較42.2 工藝流程說明5.2.2.1 廢水處理過程5.3污水處理工藝設(shè)計計算說明.7.3.1 格柵7.3.1.1 設(shè)計說明7.3.1.2 設(shè)計主要參數(shù)7.3.1.3 設(shè)計計算8.3.2 調(diào)節(jié)池9.3.2.1 設(shè)計說明9.3.2.2 設(shè)計主要參數(shù)103.2.3 設(shè)計計算1.0

2、3.3 污水提升泵1.13.4 初沉池1.13.4.1 設(shè)計說明1.13.4.2 設(shè)計主要參數(shù)1.13.4.3 設(shè)計計算1.23.5 氣浮池1.43.5.1 設(shè)計說明1.43.5.2 設(shè)計參數(shù)1.43.5.3 設(shè)計計算1.53.6 上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）勺設(shè)計.163.6.1 設(shè)計說明1.63.6.2 設(shè)計參數(shù)1.73.6.3 設(shè)計計算1.73.7 A2/O脫氮除磷工藝233.7.1 設(shè)計說明233.7.2 設(shè)計主要參數(shù)243.7.3 設(shè)計計算24第II頁共n頁3.8 二沉池323.8.1 設(shè)計說明323.8.2 設(shè)計主要參數(shù)333.8.3 設(shè)計計算333.9 消毒設(shè)施的計算353

3、.9.1 消毒劑的投加353.9.2 平流式接觸消毒池.354污泥處理系統(tǒng).374.1 豎流式濃縮池374.1.1 設(shè)計參數(shù)374.1.2 設(shè)計計算374.2 污泥脫水機房404.2.1 設(shè)計計算404.3 污水處理廠選址414.3.1 污水廠選址應(yīng)當遵循的原則414.4 污水處理廠的平面布置.424.4.1 污水處理單元構(gòu)筑物平面布置424.4.2 管、渠平面布置425高程布置421.1 高程布置的原則421.2 高程計算4.36 公用工程436.1 給水排水4.36.2 供配電.4.47 污水廠的工程投資概算448 綜合效益分析.468.1 環(huán)境效益分析468.2 經(jīng)濟損益分析478.2.

4、1 收益4.78.2.2 運行費用47第9 頁共47頁1緒論1.1 引言人們的生命之所以離不開水，是因為水資源是人類生命之源。伴隨著國家的建設(shè)發(fā)展，污水的排放量越來越多，水污染問題日益突出。在這種情況下，污水治理成為環(huán)境保護的首要任務(wù)。本次設(shè)計是石家莊市某皮毛廠綜合污廢水的工藝工程設(shè)計，要求根據(jù)對該化工廠排放廢水的水質(zhì)、水量的分析，選擇設(shè)計一套適合于該皮毛企業(yè)排放廢水的處理工藝，為了減輕皮毛硝染廢水對環(huán)境的污染，需制定一個合理的工藝流程。因此該處理廠采用“UASB+O+消毒”工藝。其中A2O工藝是常用的污水處理工藝，是我國污水處理廠最廣泛應(yīng)用的同步脫氮除磷工藝之一。本工藝是由厭氧/好氧除磷系統(tǒng)

5、和缺氧/好氧脫氮系統(tǒng)相結(jié)合而成，所以具有良好的脫氮除磷效果。由于該廢水中BOD,CO昧度不符合進入好氧處理工藝要求，所以在好氧處理之前必須先經(jīng)過厭氧反應(yīng)器對廢水水質(zhì)進行處理，使之BOD?口COD勺濃度達到A2O工藝的進水要求。進而將氣浮池、UAS的口A2O工藝進一步相結(jié)合，更好的去除皮毛廢水中難降解的物質(zhì)，使廢水處理后達標排放。1.2 設(shè)計依據(jù)(1)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書(2)給水排水設(shè)計手冊(3)污水綜合排放標準(GB8978-1996)(4)給水排水工程概預(yù)算與經(jīng)濟評價手冊(5)建設(shè)項目環(huán)境保護設(shè)計規(guī)定(6)給水排水工程建構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50069-2002(7)給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)

6、范(GB50332-2002(8)«UASES應(yīng)器污水處理工程技術(shù)規(guī)范(9)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002(10)有關(guān)皮毛廢水處理廠的相關(guān)技術(shù)資料1.3 設(shè)計原則(1)污水處理廠的設(shè)計應(yīng)該根據(jù)工廠排放的污水的CODBODffi其他污染物質(zhì)，在確保經(jīng)過處理后的污水水質(zhì)能達到國家排放標準要求的前提下，并且選擇適合于該化工企業(yè)的處理工藝。(2)設(shè)計計算時所采用的設(shè)計參數(shù)務(wù)必根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況來定，并要符合最新的設(shè)計規(guī)范要求。(3)在進行平面布置時，應(yīng)考慮到占地面積的大小，應(yīng)該盡可能多的考慮利用空間立體布局，各構(gòu)筑物應(yīng)盡量的緊湊一些，可修建成地下式為了減少占地面積，同

7、時，在保證能安全運行的前提下，盡可能減少工程的造價。(4)在設(shè)計污水處理站時，要充分考慮工廠未來的發(fā)展及規(guī)劃，為了遠期的發(fā)展和擴建保留部分土地。(5)設(shè)計時需要考慮到運行和工人的安全問題，在適當位置設(shè)分流超越管線，尤其是在UASBS應(yīng)器中產(chǎn)生沼氣的儲存或排放。盡量降低單個處理構(gòu)筑物發(fā)生事故時對于整個系統(tǒng)造成的影響。1.4 設(shè)計任務(wù)及要求1.4.1 設(shè)計題目某皮毛廠綜合廢水處理工程設(shè)計1.4.2 設(shè)計基礎(chǔ)資料(1)基本設(shè)計參數(shù)(2)某硝染廠日排綜合廢水400噸，污水收集管網(wǎng)建設(shè)齊全?，F(xiàn)擬建設(shè)一座廢水處理站，使處理后出水達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002標準中一級A標準要求

8、，出水達標排放。(3)設(shè)計規(guī)模：500m3/d。(4)自然條件：該區(qū)域?qū)贉嘏瘞Т箨懶约撅L氣候。多年平均氣溫13.3C；極端最高氣溫39.3C；極端最低氣溫-18.4C；多年平均降雨量549mm最大凍土深度490mm主導(dǎo)風向為西北風。(5)進水水質(zhì)表1-1進水水質(zhì)pHCOD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)氨氮(mg/L)8-1020008001000701.4.4設(shè)計要求(1)本課題在對國內(nèi)已建成投運的印染廠處理站進行充分調(diào)研基礎(chǔ)上，針對石家莊市某皮毛廠綜合污廢水特征篩選出適合該廠污廢水水質(zhì)的最佳處理工藝技術(shù)路線，最終完成該廠綜合廢水處理站的工程設(shè)計工作。(2)出水水質(zhì)要求經(jīng)過處理

9、后的污水水質(zhì)滿足國家城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002標準中一級A標準。表1-2出水水質(zhì)PHCOD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)氨氮(mg/L)6-9工50010010<5(3)計算書要求：字數(shù)15000-20000字；設(shè)計圖紙：6張及以上。2污水處理方案的設(shè)計說明2.1 方案的比較皮毛廢水是難處理的工業(yè)廢水之一，具有高濃度的污染物，復(fù)雜的成分。根據(jù)設(shè)計所給設(shè)計資料以及出水的水質(zhì)要求標準，單一使用一種工藝可能很難達到出水要求，因此采用多種工藝進行污水處理工作。2.1.1 生物處理工藝的選擇(1) SBR!藝優(yōu)點：流程簡單，造價低；不需要設(shè)二沉池、污泥回

10、流系統(tǒng)；對水質(zhì)水量的變化，適應(yīng)性強。缺點：自動化控制的要求比較高；排水時間短，排水時不需要沉淀污泥層，因此需專門排水設(shè)備，并且此設(shè)備要求非常高；對后續(xù)處理設(shè)備要求大：如消毒設(shè)備、接觸池溶積等都很大；沒設(shè)沉淀池，容易產(chǎn)生浮渣。(5)水頭損失大。(2) A/O工藝優(yōu)點：流程相對簡單，以原污水為碳源，所以不需外加碳源和曝氣池，建設(shè)和運行費用低；反硝化在前，硝化在后需要設(shè)內(nèi)循環(huán)，將原污水中的有機底物作碳源，因此污水處理效果好，反硝化反應(yīng)很充分；曝氣池在后，使反硝化殘留物得到進一步去除，提高了處理水的水質(zhì)。缺點：因無獨立的污泥回流系統(tǒng)，則不能培養(yǎng)出有特殊功能的污泥，因此對于難降解物質(zhì)其降解率較低；脫氮率

11、比較低，如提高脫氮率會提高運行費用，導(dǎo)致運行不方便。(3) A2/O工藝優(yōu)點：運行中不需投藥，兩個A段只需輕緩攪拌，運行費用低；目前，在能同時去除有機物、脫氮除磷的工藝中，該工藝的流程最簡單，總的水力停留時間也低于其它工藝；在厭氧一缺氧一好氧的交替運行下，絲狀菌并不會大量繁殖，SVI值一般小于100,因而不會發(fā)生污泥膨脹；不同種類微生物菌群和厭氧、缺氧、好氧三種不同環(huán)境條件的有機配合，使其能同時具有脫氮除磷和去除有機物的功能20缺點：污泥內(nèi)的回流量大，能量消耗較高；沼氣的回收及利用經(jīng)濟效益比較差。2.1.2 厭氧處理工藝的比較(1)厭氧生物濾池(AF)優(yōu)點：處理污水能力較高；濾池內(nèi)可保持十分高

12、的微生物濃度；不需要另外設(shè)泥水分離設(shè)備，出水后SS較低；設(shè)備簡單、操作方便。缺點：濾料的費用較貴；濾料容易堵塞，尤其是下部分，生物膜很厚，堵塞后沒有簡單而有效的清洗方法。(2)上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB優(yōu)點：UASEK應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高；其有機負荷高，水力停留時間較長，采用中溫發(fā)酵時，容積負荷為10kgCOD/m3.d左右；沒有混合攪拌設(shè)備，靠發(fā)酵過程中產(chǎn)生沼氣的上升而運動，使污泥床上部污泥處于懸浮狀態(tài)，同時對下部的污泥層也伴隨一定程度的攪動；污泥床不需填載體，節(jié)省造價和避免因填料發(fā)生的堵賽問題；UASB內(nèi)設(shè)三相分離器，通常不設(shè)置沉淀池，因為被沉淀區(qū)分離出的污泥重新回到污泥床反應(yīng)區(qū)內(nèi)，一般

13、可不設(shè)污泥回流設(shè)備。缺點：進水中懸浮物需要適當?shù)目刂?，不宜過高，通?？刂圃?00mg/I以下；污泥床內(nèi)有短流現(xiàn)象，影響其處理能力；對水質(zhì)和負荷突然變化比較敏感，耐沖擊力稍差一些。因此，根據(jù)上述比較，由于皮毛廠處理廢水具有高濃度的污染物，復(fù)雜的成分，并且含有較高濃度的CORSS及氨氮，所以該設(shè)計采用“UASB+2/O+消毒”工藝進行處理。2.2 工藝流程說明2.2.1 廢水處理過程廢水經(jīng)管道先匯入中細格柵，撈除、沉淀廢水里的動物毛渣等以及較大的懸浮物；之后進入PH調(diào)節(jié)池，可調(diào)節(jié)水量以及廢水的PH;隨后污水經(jīng)提升泵房進入初次沉淀池再除去較小懸浮物，同時可去除部分BOD5使水體得到更進一步的凈化；然

14、后進入投加混凝劑的氣浮池除去絕大部分SS同時去除大部分非溶解性COD及部分溶解性COD和BOD5;出水后進入UASB將污水中的大部分有機污染物在此間經(jīng)過厭氧發(fā)酵降解為甲烷和二氧化碳，可降低污水中COD以便進入A2O生物處理池；從UASB中流出后7?水進入A2O生物處理池，反應(yīng)池中有好氧、厭氧兩類菌屬，吸附降解同步去除有機污染物，可將大分子有機物降解成易生化降解的小分子有機物，改善廢水的可生化性。再經(jīng)二次沉砂池將污泥回流至A2O反應(yīng)器中，剩余污泥進入污泥濃縮池，將污泥濃縮并進入污泥脫水機房將污泥脫水后外運。最后污水通過接觸消毒池，在接觸消毒池中加氯消毒，即可出水，出水水質(zhì)可達到標準。2.2.2

15、工藝流程圖原聲水士先珞汨加酸PH調(diào)節(jié)池污水提升泵,西混氣浮池浮渣污泥;衣縮機-污泥脫水易f污泥外運LASB曝氣圖2-1廢水處理工藝流程圖表2-1各處理單元的預(yù)期處理效果處理單元名稱廢水量3(m/d)濃度COD去除率濃度BOD去除率濃度氨氮去除率濃度SS去除率PH(mg/L)(%)(mg/L)(%)(mg/L)(%)(mg/L)(%)系統(tǒng)進水50020008007010008-10中和調(diào)節(jié)池出水500200080070900107.5初沉池氣浮池5008805654032.5631090907.5UAS時水50013285108806345507.5A2/O及二沉池出水50031.68768.6

16、4924.25938.1828系統(tǒng)出水50031.688.644.258.1850105106-93污水處理工藝設(shè)計計算說明3.1 格柵3.1.1 設(shè)計說明格柵是工廠污水進入處理站得時候經(jīng)過的第一個處理構(gòu)筑物。柵條的斷面主要是由過柵流速來確定，過柵流速一般是0.61.0m/s,（城市設(shè)備計算書）槽內(nèi)流速在0.5m/s左右。如果流速過大，不僅過柵水頭損失會加大，還可能將已截留在柵上的柵渣沖過格柵，如果流速過小，柵槽內(nèi)將發(fā)生沉淀。如前面所述，因此本設(shè)計選用平面矩形格柵，圖3-1為計算草圖。圖3-1格柵計算草圖3.1.2 設(shè)計主要參數(shù)設(shè)計處理水量：Q=500m3/d=0.0058m3/s；進水：pH

17、8-10,COD=2000mg/LBOD5800mg/LSS1000mg/L氨氮70mg/L。3.1.3 設(shè)計計算(1)細格柵的柵條間隙數(shù)量式中，n格柵柵條的間隙個數(shù)，個；Q設(shè)計流量，m3/s；a格柵白傾角，°；e-格柵柵條的間隙，m；h格柵的柵前水深，m；v格柵的過柵流速，m/so過柵流速采用0.6m/s,Q=500m3/d=0.0058m3/s,柵條間隙e=0.01m,柵前水深為0.10m,格柵安裝傾角a=60°,(課本56)則(2)格柵槽的有效寬度(B)式中，B格柵槽有效寬度，m；S每根格柵條的寬度，m0則取S=0.01m,取0.2m(3)進水渠道漸寬部分的長度設(shè)進水

18、渠道寬為B1=0.10m,漸寬部分展開角=20°,此時進水渠道內(nèi)的流速是：則進水渠道漸寬部分長度為：(4)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度為:(5)水通過格柵的水頭損失為:式中，hi水頭損失，m；B格柵條的阻力系數(shù)，柵條斷面為矩形斷面時邛=2.42;k格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般采用k=3。課(6)柵槽的總高度為：式中，H柵槽的總高度，m；h2柵前渠道超高，m,一般采用0.3-0.5m,本設(shè)計取h2為0.3m。(7)柵槽的總長度為：式中，L柵槽的總長度，m；Hi柵前槽高，m,H尸h+h2。(8)每日柵渣量式中，W每日柵渣量，m3/d;wi柵渣量，取i=0.1m3/10

19、3m3污水。清除柵渣的方式，可以分為人工精渣和機械精渣。當每天產(chǎn)生污泥量較多的時候，即污泥量大于時，通常會采用機械精渣，從而減少人工除渣的勞動量。由于本設(shè)計的污泥量小于，為了節(jié)省成本，所以采用人工精渣的方式。課本3.2 調(diào)節(jié)池3.2.1 設(shè)計說明調(diào)節(jié)池可以提供污水處理負荷緩沖能力，以防止處理系統(tǒng)負荷的急劇變化；減輕進入處理系統(tǒng)污水的流量波動，使處理污水時所用化學品的加料速率穩(wěn)定；在調(diào)節(jié)污水的pH值及穩(wěn)定水質(zhì)方面，可利用不同污水自身的中和能力，減少中和作用中的化學品消耗量，因此本設(shè)計采用PH調(diào)節(jié)池，穩(wěn)定水質(zhì)的同時，加入酸第11 頁共47頁性試劑，調(diào)節(jié)污水的PH值。3.2.2 設(shè)計主要參數(shù)(1)設(shè)

20、計流量為Q=500m3/d=20.83m3/h;(2)水力停留時間取T=8h;(課本)(3)有效水深為2.5m。3.2.3 設(shè)計計算(1)調(diào)節(jié)池容積為：3V=QT=20.83X8=166.64m3(2)調(diào)節(jié)池面積池子的總高度取H=3m,其中超高為0.5m,有效水深為h=2.5m,則池子的面積為：調(diào)節(jié)池長取10m,寬取7m,則調(diào)節(jié)池實際面積為：107=70(3)調(diào)節(jié)池的總高度調(diào)節(jié)池的實際有效深度為：取=2.5m取超高0.5m,則調(diào)節(jié)池實際的總高度H=2.5+0.5=3m(4)潛水攪拌機總功率根據(jù)調(diào)節(jié)池有效容積，攪拌功率通常按照1m3污水48W選擇配攪拌設(shè)備。則本次設(shè)計選擇5W.W總=166.64

21、5=833.2W選擇一臺晨容環(huán)保公司出產(chǎn)的QJB型潛水攪拌機(不銹鋼)功率為833.2W,將其安裝在調(diào)節(jié)池內(nèi)。表3-1潛水攪拌器電動機性能型號功率電流葉輪直葉輪轉(zhuǎn)速重量(kW)(A)徑(mm)(r/min)(kg)QJB0.85/8-260/3-740c/s/p0.85426074055(5)潛污泵的選擇(設(shè)備規(guī)范調(diào)節(jié)池集水坑內(nèi)設(shè)2臺QW原列潛7虧泵(1用1備)，水泵的基本性能參數(shù)見表3-2。表3-2水泵的基本性能型號流量(m3/h揚程(m轉(zhuǎn)速(r/min)電動機功率(kw)50QW24-20-42420144043.3主要參數(shù)：Q=500m3/d=20.83m3/h=5.8L/s選用WGLF

22、型立式污水污物泵2臺，(一用一備)流量為35m3/h集水池的容積采用相當于一臺水泵5min的流量，即為：因此選用65WGLF-H-8液下立式污水泵2臺，(一用一備)(設(shè)備規(guī)范)單泵流量為：35m3/h。設(shè)計揚程為：73.4 初沉池3.4.1 設(shè)計說明初次沉淀池是一級處理廠的主體處理的構(gòu)筑物，按水流方向可分為平流式、豎流式、輻流式三種。平流式沉淀池具有對沖擊負荷以及溫度變化的適應(yīng)能力較強，施工簡單，造價低的優(yōu)點，平流式沉淀池通常設(shè)機械刮泥設(shè)備。該皮毛廠污水處理適用于平流式沉淀池。3.4.2 設(shè)計主要參數(shù)(1)設(shè)計流量為Q=500m3/d=20.83m3/h;(2)表面水力負荷q=1.5m3/(m

23、2-h)；(3)最大設(shè)計流量時停留時間t=2h;(4)最大設(shè)計流量時水平流速v=2mm/s。第13 頁共47頁3.4.2設(shè)計計算(1)沉淀區(qū)水面積(有效的沉積面積)為:式中Q最大的設(shè)計流量，m3/h;q表面水力負荷，m3/(m2h);初沉池一般取1.5m3/(褶h)-3m3/(m2h)二沉池一般取1.0m3/(m2-h)-2.0m3/(m2-h)。因此取1.5m3/(nfh)。貝(J,=13.89m2(2)沉淀區(qū)有效水深為：h2=qt式中q表面水力負荷，m3/(m2-h)；初沉池一般取1.5m3/(nfh)-3m3,取1.5m3/(m2-h);t沉淀時間，h;初沉池一般采用1h-2h,取1h;

24、沉淀區(qū)的水深一股取2m-4m。則，h2=1.5X1=1.5m(3)沉淀區(qū)有效容積為：V'=Axh2=13.89X1.5=20.83m3(4)沉淀區(qū)長度為：L=3.6vt式中v最大設(shè)計流量時水平流速，mm/s,一般不大于5mm/s,取2mm/s；t最大設(shè)計流量時停留時間，s,t一般取1.5h-2.0h,取2h,平流式沉淀池的長度通常為30-50m。則，L=3.6X2X2=14.4m長深比不應(yīng)小于8,9.6>8,符合要求。(5)沉淀區(qū)總寬度為：式中A沉淀區(qū)表面積，m2；L沉淀7A長度，m。為了保證污水在池內(nèi)的均勻分布，池長與池寬之比不小于4,則L/B=14.4/0.97=14.84&

25、gt;4,符合要求。(6)沉淀池的座數(shù)為：式中b每座或每格沉淀池寬度，與刮泥機有關(guān)，一般采用510m。(7)污泥區(qū)的容積為：式中Co、Ci沉淀池進水與出水的懸浮物固體濃度，mg/L;T污泥容重，kg/m3,取1000；Po污泥含水率，取96%;T兩次排泥時間問隔，初沉池按2d考慮。在初沉池中SS*除率只能到達40%55%以上，因此取Ci為450mg/L,去除率為50%。(8)沉淀池總高度H=hi+h2+h3+h4式中hi沉淀池超高，m；一股取0.3m；h2沉淀區(qū)的有效水深，m；h3緩沖層高度，m；無刮泥機時，取0.5m；有刮泥機設(shè)備時，其上緣應(yīng)高出刮板0.3m,取0.3m；一般采用機械排泥，機

26、械刮泥時坡度為0,排泥機械的進行速度為0.31.2m/min；h4污泥區(qū)高度，m；h4/為貯泥斗高度；機械刮泥時坡度為0,h4為梯形部分的高度。設(shè)污泥的斗低0.5mx0.5m,上口2mx2m,污泥斗傾角60第15 頁共47頁因為i=0.01,則取0.2mH=0.3+1.5+0.5+0.2+1.30=3.80m(9)貯泥斗的容積為：式中Si、S貯泥斗的上下口面積”；(課本)(10)出水堰出水堰采用90°三角形出水堰，頂寬0.16m,高0.08m,間距0.1m,共有20個三角堰。堰后自由跌落范圍在0.10.15m,則三角堰有效水深為：取三角堰后自由跌落0.12m,則出水堰水頭損失為0.1

27、5m。3.5 氣浮池3.5.1 設(shè)計說明氣浮法對于那些很難用沉淀法去除的污染物有很好的去除效果，并且其浮渣含水率較低，此外其處理效果很穩(wěn)定，污泥量少，易于脫水。由于平流式氣浮池造價較低，構(gòu)造簡單，管理方便，所以采用平流式氣浮池如圖3-2,根據(jù)流量大小選用YJY-S-30型氣浮池。圖3-2平流式氣浮池原水Q=500m3/dSS=1000mg/LAa/S=0.02P=4.2atm (324.3KP)3.5.2 設(shè)計參數(shù)待處理廢水量懸浮物固體濃度氣固比溶氣壓力第19 頁共47頁Ca=18.5Ti=3minT2=5minTs=30minV=0.09m/minf=0.6空氣在水中的飽和溶解度溶氣罐內(nèi)停留

28、時間氣浮池內(nèi)接觸時間分離室內(nèi)停留時間浮選池上升流速溶氣效率3.5.3 設(shè)計計算(1)確定溶氣水量按溶氣效率確定溶氣水量按回水比確定溶氣水量，回水比R=25%50%,取30%則，Qr=RQ=0.3X500=150m3/d(2)氣浮池分離區(qū)設(shè)計接觸區(qū)的容積為：則，分離區(qū)的容積為：則，氣浮池有效水深為：H=VXTs=0.09X30=2.7m分離區(qū)面積As和長度L2(取池寬B=2m)為:則分離區(qū)長度為：接觸區(qū)面積As和長度L1則接觸區(qū)長度為：浮選池進水管：Dg=200mmV=0.9947m/s浮選池出水管：Dg=150mm集水管小孔面積（取小孔的流速為Vi=1m/s）為：則，取小孔白直徑Di=0.01

29、5m,則小孔數(shù)為：孔口需要取整數(shù)n=43，且孔口向下，與水平成450角，分兩排交錯排列.浮渣槽寬度L3,取L3=0.8m；浮渣槽深度hi=0.5m,槽底坡度6=0.05,坡向排泥管采用Dg=100mm。3.6 上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）的設(shè)計3.6.1 設(shè)計說明UASB反應(yīng)器主要由反應(yīng)區(qū)、三相分離器與氣室三部分組成。通過厭氧反應(yīng)的三個階段，污水內(nèi)的有機物將被分解，同時產(chǎn)生沼氣，氣體在上升過程中不斷的合并，形成較大的氣泡，起到循環(huán)和攪拌的作用，更有利于反應(yīng)器中顆粒污泥的形成及其穩(wěn)定性。UASB的進出水水質(zhì)見下表:表3-3UASB反應(yīng)器進出水水質(zhì)BOD5COD氨氮SS進水540880709

30、0去除率808550出水1081327045UASB反應(yīng)器的有效容積，其中包括沉淀區(qū)和反應(yīng)區(qū)。設(shè)計Nv=10kgCOD/（m37）,反應(yīng)器的高度一般都為46m。（污水生物處理應(yīng)用技術(shù)及工程實例）UASB的池形有方形、圓形和矩形，圓形反應(yīng)器雖具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的特點，但建造圓形反應(yīng)器與矩形、方形反應(yīng)器相比較為復(fù)雜，因此本設(shè)計選用矩形池。3.6.2 設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量為：Q=500m3/d=20.83m3/h=5.8L/sUASB勺產(chǎn)氣率為0.45Nn3/kgCODUASBT生的污泥率為0.1VSSkg/COD（規(guī)范）3.6.3設(shè)計計算（1） UASB反應(yīng)器所需要的容積及主要尺寸。UASB反應(yīng)器的有效容積

31、為：式中，Q設(shè)計流量，m3/d;Co進水的有機物濃度，kgCOD/m3;Nv容積負荷，本次設(shè)計取為10kgCOD/（m3d）。選擇反應(yīng)器的有效高度為h=4m,則橫截面積為：矩形長寬比小于2:1時效果更為良好，運行費用也越低。（課本）因此反應(yīng)池長應(yīng)設(shè)為5米，池寬設(shè)為5米。反應(yīng)池的高度為：4.5米（其中保護超高為0.5米）。UASES應(yīng)池的容積為：UASES應(yīng)池的有效容積為：（2）水力停留時間（HRT）和水力負荷率（Vr）為：對于顆粒污泥，水力負荷Vr只需在0.10.9m3/（n2-h）（規(guī)范）之間均符合要求。（3）三相分離器的設(shè)計圖3-3三相分離器計算草圖沉淀區(qū)的設(shè)計UASBJ應(yīng)器中重要組成部分

32、之一是三相分離器。它有3個主要部分是氣封、沉淀區(qū)以及回流縫，相對應(yīng)的三個功能區(qū)是氣液分離、固液分離以及污泥回流。沉淀區(qū)的表面負荷為：0.83（選自桌面規(guī)范）符合要求回流縫的設(shè)計在本設(shè)計中，與短邊平行，每池沿長邊設(shè)2個集氣罩，構(gòu)成了2個分離單元,因此反應(yīng)池設(shè)2個三相分離器。三相分離器長度B=6m,每個單元寬度為：設(shè)上下三角形集氣罩的斜面水平角度應(yīng)在45°600之間，取a=55°。（規(guī)范）取h3=1.2m。則,其中，bi下三角形的集氣罩底寬度，m；b單元三相分離器的寬度，m;b2相鄰兩個下三角形集氣罩間的水平距離，m;h3下三角形的集氣罩垂直高度，m。回流縫中混合液的上升流速應(yīng)

33、該小于2.0m/h,為了保證使回流縫以及沉淀區(qū)的水流穩(wěn)定。(污水生物處理技術(shù)應(yīng)用技術(shù)及工程實例)下層集氣罩之間縫隙水流的速度為：上層集氣罩之間縫隙水流的速度為：將上三角形集氣罩下端和下三角斜面之間的水平回流縫寬度取b3=0.5m因為滿足vi<v2<2m/h,所以符合要求。氣液分離的設(shè)計設(shè)AB=0.5m則，沿AB方向的水流速度為：本式中，B三相分離器的長度，m；N每個池中三相分離器的數(shù)量。氣泡上升的速度為：本式中，pi液體白密度，g/cm3;B碰撞系數(shù)，取0.95;d氣泡白直徑，cm；pg沼氣白密度，g/cm3;祖廢水的動力粘滯系數(shù)，,g/(cms);第23 頁共47頁V液體的運動粘

34、滯系數(shù)，cm2/s。設(shè)氣泡的直徑d=0.01cm；35c下，pi=1.03kg/m3,pg=1.15X10-3g/cm3,B=0.95,v=0.0101cm2/s,=0.0101X1.03=0.0104g/(cm-s),因為廢水動力粘滯系數(shù)值比凈水的大，則取0.02g/(cms)0,因此能脫去d冷.01cm的氣泡。高度設(shè)計三相分離區(qū)總高為：h=h2+h3+h4-h5。集氣罩以上的覆蓋水深為，取0.5m(4)配水系統(tǒng)的設(shè)計設(shè)計中每個布水點服務(wù)面積為25吊，UASB反應(yīng)器設(shè)置10個布水點，則每個布水點的面積為2.5m2。設(shè)計中配水系統(tǒng)采用多管多孔配水的方式，在UASBS應(yīng)器內(nèi)設(shè)置一根直徑為100m

35、m勺干管，設(shè)置8根直徑50mm勺穿孔管，并將支管分別布置在總水管的兩側(cè)，每側(cè)布置4根支管，同側(cè)每兩根支管之間距離約2m,配水孔徑二15mm其孔距為1m,孔口向下，距反應(yīng)池底為0.2m。(規(guī)范)驗證：空塔水流速度為：空塔氣流速度為：因此，符合要求。(4)出水系統(tǒng)設(shè)計計算水槽設(shè)計設(shè)出水槽槽口的水流速度為u=0.2m/s,槽寬a=0.1m因此出水槽口的槽深為0.11m,坡度為0.01。溢流堰設(shè)計出水槽溢流堰共設(shè)6條(3X2),每條長為10m；將三角堰設(shè)計為90°,堰局為50mm,堰口寬為100mm,堰口水面寬b=50mm。UASB反應(yīng)器的處理水量為5.8L/S,通常出水堰口的溢流負荷1.7

36、L/(ms),規(guī)范。因此本設(shè)計的溢流負荷f=1.0L/(ms),則堰上水面總長度為：三角堰的數(shù)量為：所以每條溢流堰三角堰數(shù)量：120/6=20個一條溢流堰上共有20個100mm的堰口，20個650mm的間隙。堰上的水頭校核為：按90°三角堰計算公式：q=1.4Xh2.5則堰上水頭為：出水渠設(shè)計計算沿反應(yīng)器長邊設(shè)一條矩形出水渠，3條出水槽出水流至出水渠。設(shè)出水渠的寬為a=0.4m,坡度為0.001,出水渠口水流速度為u=0.2m/soUASB排水管設(shè)計計算UASB反應(yīng)器的流量為5.8L/S,選擇采用D=150mm的鋼管排水，充滿度(設(shè)計值)為0.6。則管內(nèi)的水流速度為：(5)排泥系統(tǒng)的

37、設(shè)計計算UASB反應(yīng)器中污泥床的污泥主要由沉降性良好的厭氧污泥組成，平局濃度約15VSS/L,則UAS或應(yīng)器中污泥的總量為：產(chǎn)泥量計算流量為Q=500r3/d;進水水質(zhì)的CODS度為C0=2000mg/L=2kg/n3;COLfe除率為E=85%;厭氧生物處理的污泥產(chǎn)量為r=0.07kgVSS/kgCOC)則UASES應(yīng)器的總產(chǎn)泥量為：根據(jù)VSS/SS=0.8,貝U污泥含水率為98%取p0=1000kg/m3,則污泥齡排泥系統(tǒng)設(shè)計在UASES應(yīng)器中沿長度方向距底部0.3m的位置均勻的設(shè)排泥管一根，以便于均勻的排除污泥區(qū)的污泥。排泥管選擇采用直徑為DN1503勺鋼管，每天排泥一次，總管選用直徑為

38、DN200的鋼管。必要時布水管可兼做排泥管使用。(6)沼氣系統(tǒng)的設(shè)計計算沼氣的產(chǎn)量UASBE應(yīng)器的沼氣產(chǎn)率范圍是0.45N/3/kgCODcr0.50N/3/kgCODcr,本次設(shè)計取0.45N/3/kgCODcr。則沼氣的產(chǎn)量為：集氣管UASES應(yīng)器中沼氣用一根集氣管收集，則共有2根集氣管每根集氣管內(nèi)最大氣流量為：第31 頁共47頁集氣室內(nèi)沼氣出氣管的直徑最小為d=100mm,取100mm。沼氣主管設(shè)計則取D=150mm的管道。水封罐的設(shè)計水封罐主要是用來控制三相分離器中集氣室的氣液兩相分離界面高度的，因為在液面太高或者波動時，浮渣或浮沫有可能會導(dǎo)致出氣管堵塞或者使部分氣體進入沉降室，同時還

39、兼有隔絕以及排出冷凝水的作用。水封的高度為：H=Hi-H0本式中，Ho反應(yīng)器到貯氣罐壓頭損失和貯氣罐壓頭，m。為保證安全取貯氣罐內(nèi)的壓頭，則集氣罩出氣氣壓最大時，Hi取2mH2。，貯氣罐內(nèi)的壓強Ho取400mmH2O。取水封罐高度為2500mm,直徑為1500mm,進氣管和出氣管各一根，D=200mm；進氣管和放空管各一根，D=50mm,并設(shè)液面計。氣水分離器設(shè)計氣水分離器對沼氣起干燥作用，選用50mmx1800mm的鋼制氣水分離器。此氣水分離器中含鋼絲填料，并配有流量計壓力表。氣柜Vg=168.3m3/d=7.01m3/h,氣柜容積定為3h的產(chǎn)氣量，即Vg=21.04m3。選擇氣柜的尺寸為3

40、000。3.7A2/O脫氮除磷工藝3.7.1 設(shè)計說明A2/O脫氮除磷工藝系統(tǒng)包括反硝化區(qū)、厭氧區(qū)、缺氧區(qū)以及好氧區(qū)。流程相對簡單，以原污水為碳源，所以不需外加碳源和曝氣池，建設(shè)和運行費用低；曝氣池在后，使反硝化殘留物得到進一步去除，提高了處理水的水質(zhì)。本設(shè)計采用傳統(tǒng)A2/O工藝。A2/O脫氮除磷工藝流程圖見圖5。魚10孑1 廣慶就發(fā)宓翳' J .'i|【釋放氧化，內(nèi)循環(huán)匆-a映氧反應(yīng)器*好氧反應(yīng)器-nwt化吸收斶去除BOD)回流污泥(含磷污泥)圖3-4A2/O脫氮除磷工藝流程圖3.7.2 設(shè)計主要參數(shù)A2/O工藝的主要設(shè)計參數(shù)見表5。表3-4A2/O生物脫氮除磷工藝的主要設(shè)計

41、參數(shù)BOD5 污泥負荷 Ns kgBOD/ (kgMLSS d)TN 負荷kgTN/ (kgMLSS d)TP 負荷kgTP/ (kgMLSS d) 污泥濃度MLSS (mg/L) 污泥齡8 c (d) 水力停留時間t (h)各段停留時間例A ： A ： O 污泥回流比R (%)混合液回流比R內(nèi)() 溶解氧濃度DO(mg/L)COD/TNTP/BOD0.130.2 （取 0.15）<0.05 （好氧段）<0.06 （厭氧段）300040001520厭氧段12h,缺氧段1.52h,好氧段一般為6h（1 ： 1 ： 3）（1 ： 1 ： 4）50 100100 300厭氧7&&

42、lt; 0.2,缺氧池0 0.5,好氧池=2>8 （厭氧池）<0.06 （厭氧池）項目數(shù)值3.7.3 設(shè)計計算(1) BOD的污泥負荷為:Ns=0.15kgBOD5/（kgMLSSd）(2)回流污泥的濃度為：XR=7000mg/L(3)污泥的回流比為：R=90%(4)混合液的懸浮固體濃度(污泥濃度)為：(5)取MLVSS/MLSS=0.75(6)揮發(fā)性活性污泥的濃度為：Xv=0.75X=0.75X3315=2487mg/L(7)氨氮的去除率為：(8)內(nèi)回流倍數(shù)為：(9)反應(yīng)池計算總有效容積式中&進水BOD5濃度，(mg/L)反應(yīng)池總水力停留時間各段水力停留時間與容積按照厭氧

43、：缺氧：好氧=1：1：3,因此有厭氧池的水力停留時間為：缺氧池的水力停留時間為：好氧池的水力停留時間為：反應(yīng)池有效深度H=1.5m取超高為0.3m,則反應(yīng)池的總高度為H=1.5+0.3=1.8m反應(yīng)池的有效面積反應(yīng)池的廊道設(shè)置廊道設(shè)置為厭氧池為1廊道，缺氧池為1廊道，好氧池為3廊道，總計5條廊道。廊道寬1.5m,則每條廊道的長度為：尺寸的校核查閱污水生物處理新技術(shù)可得，長寬比在510范圍內(nèi)，寬高比在12范圍內(nèi)，計算結(jié)果均在其范圍之內(nèi)，因此均符合要求。(10)反應(yīng)池的進、出水系統(tǒng)計算進水管反應(yīng)池進水管的設(shè)計流量為：其管道流速采用v=0.5m/s,則管道的過水斷面為：進水管的管徑選擇DN=150m

44、rfi,校核管徑流速為：回流污泥渠道反應(yīng)池的回流污泥渠道的設(shè)計流量式中，R-污泥回流比，;50100,90%;Q設(shè)計流量，m3/so取渠道白流速v'=0.2m/s,則渠道的斷面積為：A=QR/v'=0.0058/0.2=0.029m2取渠道的斷面：bxh=0.3mx0.1m。校核流速為：v=0.0058/(0.3X0.1)=0.193m/so取渠道的超高為0.1m,則渠道的總高為0.1+0.1=0.2m進水井進水孔的過流量為：孔口的流速v"=0.3m/s,孔口的過水斷面積為：A=Q2/v"=0.0055/0.3=0.018m2孔口尺寸：0.1mx0.05m,

45、則進水孔數(shù)為：出水堰出水井，按矩形堰流量為：式中，b堰寬，m；b=5.0m;H堰上的水頭高，m。Q3=Q2則，出水孔同進水孔。出水管反應(yīng)池的出水管設(shè)計流量：Q5=Q2=0.0055m3/s管道的流速v=0.3m/s,管道的過水斷面積為：A=Q5/v=0.0055/0.6=0.018m2則管徑為：所以取出水管管徑DN=200mm。校核管道的流速為：(11)剩余污泥量的計算AX=YQ(S-S)kdVXv+fQ(X0-Xe)式中,AX-剩余7?泥量，kgSS/CY污泥產(chǎn)率系數(shù)，kgVSS/kgBOD,取0.3kgVSS/kgBOD;Xo進水SS»度，mg/L;Xe出水SS»度，m

46、g/L;Xv生物反應(yīng)池內(nèi)的混合液揮發(fā)性懸浮固體的平均濃度,gMLVSS/L;kd衰減系數(shù)，d-1,取k=0.05dr1;fSS的污泥轉(zhuǎn)化率，gMLSS/gSS取f=0.5。X/=0.75X=0.75X3315=2486mg/L=2.486g/L每日生成的活性污泥量為：Xw=YQ(S-&)kdVKXw=0.6X500X(0.108-0.00864)-0.05X109X2.486=16.26kg/d剩余的污泥容量(含水率為P=99.2%)為：污泥齡8c為：所以符合1520d的要求。(12)曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算1 .設(shè)計需氧量式中，設(shè)計污水最大需氧量，kg/d;Q生物反應(yīng)池的設(shè)計流量，/d；K生

47、物反應(yīng)池內(nèi)的混合液揮發(fā)性懸浮固體的平均濃度,gMLVSS/LSo-生物反應(yīng)池進水五日生化需氧量，mg/L;Se-生物反應(yīng)池出水五日生化需氧量，mg/L。其中，0.5;取最大需要量與平均需氧量之比為1.4,則:2 .供氣量的計算本設(shè)計采用KBB型微孔空氣曝氣器，每個擴散器的服務(wù)面積為0.5m2,敷設(shè)于池底0.2m處，淹沒深度為H=1.2mi計算溫度定為25C。查表得20C和25C時，水中飽和溶解氧值為：空氣擴散器出口處的絕對壓力設(shè)氧轉(zhuǎn)移效率Ea=15%則空氣離開曝氣池池面時，氧的百分比為：曝氣池混合液中平均氧飽和度如換算為在20C條件下的脫氧清水充氧量（本設(shè)計中?。?。則平均時需氧量為：最大時需氧

48、量同上，為：曝氣池供氣量平均時供氣量為：最大時供氣量為：3 .所需要的空氣壓力式中，一一供風管到沿程與局部阻力之和曝氣器得淹沒水頭一一曝氣器得阻力富裕得水頭4.風機選型鼓風機流量G為：根據(jù)供氣量和出口壓力，選RB-65型羅茨鼓風機2臺(一用一備)，風機有關(guān)性能參數(shù)列于表3-5中：表3-5RD-130型羅茨鼓風機性能參數(shù)(mrm轉(zhuǎn)速(r/min)()軸功率(kw)電動機功率kw65A17501.843.55.5式中m曝氣器數(shù)量，個；S好氧池平面面積，；l每個曝氣頭的服務(wù)面積。空氣管路的設(shè)置本設(shè)計決定設(shè)置主管道1條，在三個廊道上設(shè)2條干管；每根干管上設(shè)置5組曝氣管，共5X2=10;每組曝氣管上設(shè)置

49、9個微孔曝氣器，則共10X9=90個。每個曝氣器的配氣量6.空氣管路計算供氣主管道主管道流量為：設(shè)流速。則管徑為：取主管管徑DN=100mm第31 頁共47頁供氣次管道(雙側(cè)供氣，共2條)單管道流量設(shè)流速V=10m/s。則管徑為：取支管管徑為DN50mm.(12)反應(yīng)池回流系統(tǒng)設(shè)計計算污泥回流污泥回流比為90%,反應(yīng)池回流污泥渠道設(shè)計流量為：混合液回流混合液回流比，混合液回流量為：本設(shè)計中將混合液1條回流管回流到厭氧池，泵房進水管設(shè)計流速采用。則管道過水斷面積為：其管徑為：取泵房進水管管徑DN200mm(13)厭氧缺氧池設(shè)備選擇厭氧池、缺氧池攪拌設(shè)備選取JBG-3型立式環(huán)流攪拌機1臺，性能參數(shù)

50、及外形參數(shù)列于下表3-6中：表3-6JBG-3型立式環(huán)流攪拌機性能參數(shù)配用電動機單機服務(wù)范圍最大插入水深重量/(kW/P)最大面積/m3最大寬度/m最大深度/m/m/kg3.82001426m可調(diào)14.5m可調(diào)410污泥回流泵第39 頁共47頁其反應(yīng)池回流污泥渠道設(shè)計流量為：回流泵房內(nèi)設(shè)2臺潛污泵（1用1備），水泵揚程根據(jù)豎向流程確定。選取50QW25-10-1.5型潛水排污泵，該泵的性能參數(shù)表3-7中：表3-750QW25-10-1.5型潛水排污泵性能參數(shù)流量/(m3h)/m轉(zhuǎn)速/(r-min-1)/kW效率/%251028401.567.5混合液回流泵混合液回流量為：本設(shè)計在好氧池與缺氧池

51、之間設(shè)2臺潛污泵（1用1備），選取100QW70-7-3型潛水排污泵，該泵的性能參數(shù)表3-8中：表3-8100QW70-7-3型潛水排污泵性能參數(shù)流量/(m3-h)揚程/m轉(zhuǎn)速/(r-min-1)功率/kW效率/%7071430375.43.8 二沉池3.8.1 設(shè)計說明二沉池不僅能使泥水分離，也可以使經(jīng)生物處理后的混合液澄清，同時對混合液進行濃縮，并為生化池提供了濃縮后的污泥性回流。本設(shè)計選用豎流沉淀池如圖3-5,且設(shè)一座。圖3-5豎流沉淀池3.8.2 設(shè)計主要參數(shù)設(shè)計處理水量：Q=500m3/d=0.0058m3/s；停留時間：t=1.5h;3.9 .3設(shè)計計算(1)其中心管面積與直徑為：

52、Qmax=500m3/d=0.0058m3/s式中，fi中心管截面積，m2；qmax每一個池的最大設(shè)計流量，m3/s;vo中心管內(nèi)的流速，m/s；00.03m/s,取0.02m/s;do中心管直徑，m。池中心管的面積為：中心管的高度為:h2=3600vt式中，h2中心管高度，m；v污水在沉淀區(qū)的上升流速，mm/s；0.51.0mm/s,取0.0007m/s；t沉淀時間，二沉池1.5h2.5h,取1.5h。則，h2=3600X0.0007X1.5=3.78m,取3.8m(3)中心管喇叭口到反射板之間的間隙高度為：式中,h3一間隙高度，m；vi間隙流出速度，m/s；一般不大于40mm/s,取0.02m/s；di喇叭口直徑，m；di=1.35dO=1.35X0.7=0.95m,取1m。則，其反射板直徑為：d2=1.3di=1.3x1=1.3m(4)沉淀池總面積及沉淀池直徑沉淀池的沉淀區(qū)面積為：座池的總面積A=f1+f2=0.29+9=9.29m2直徑(5)污泥斗及污泥斗高度污泥斗的傾角范圍為：55°60°,則取a=60°,截頭直徑0.