3 31.2設(shè)計任務的概況 31.2.1項目概況 31.2.2污水資料 31.2.3出水水質(zhì)要求 31.3.氣象資料 31.3.1氣溫資料 31.3.2污水排水接納河流資料 41.3.3廠址及場地現(xiàn)狀 42工藝流程的選擇 42.1設(shè)計原則 42.2處理方法的選擇 52.2.1傳統(tǒng)活性污泥法 52.2.2生物接觸氧化法 5 52.2.4方案定奪 62.3工藝流程 6 73.1各構(gòu)筑物概況及作用 73.1.1格柵 73.1.2污水提升泵房 73.1.3初沉池(平流式) 73.1.4曝氣池 73.1.5二沉池 73.1.6污泥濃縮池 83.1.7污泥脫水機房 83.2處理工藝特點 94各構(gòu)筑物設(shè)計計算 94.1格柵 94.1.1設(shè)計參數(shù) 94.1.2設(shè)計計算 94.2污水提升泵房 4.2.1設(shè)計參數(shù) 4.2.2設(shè)計計算 4.3初沉池(平流式) 4.3.1設(shè)計參數(shù) 4.3.2設(shè)計計算 4.4曝氣池(推流式) 4.4.1設(shè)計參數(shù) 4.4.2設(shè)計計算 4.5二沉池(豎流式) 4.5.1設(shè)計參數(shù) 4.5.2設(shè)計計算 4.6污泥濃縮池 214.6.1設(shè)計參數(shù) 4.6.2設(shè)計計算 4.7污泥脫水機房 4.7.1設(shè)計參數(shù) 4.7.2設(shè)計計算 5污水廠總體布置 5.1污水處理廠平面布置 5.2污水廠排水的設(shè)計水面標高 5.3各處理構(gòu)筑物的高程確定 6心得體會 7參考文獻 1設(shè)計概論某城市日處理量80000萬m2污水處理工程設(shè)計1.2設(shè)計任務的概況1.2.1項目概況我國南方某城市居民生活小區(qū)位于該市市郊，污水排放量為80000噸/日，主要來源于小區(qū)居民的日常生活排放的衛(wèi)生間糞便沖洗水、淋浴水、廚房廢水以及日常清洗廢水。1.2.2污水資料水量(m3/d)BODcr(mg/L)NH?-N(mg/L)1.2.3出水水質(zhì)要求污水經(jīng)二級處理后應符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》NH?-N≤25mg/L1.3.氣象資料1.3.1氣溫資料該市地處內(nèi)陸中緯度地帶，屬暖溫帶大陸性季風氣候。年平均氣溫9.1~14.2℃,最熱月平均氣溫21.3～26.7℃,最冷月-3.0～1.9℃。極端最高氣溫42℃,極端最低氣溫-11.9℃。年日照時數(shù)2005小時。多年平均降雨量517毫米，集中于7、8、9月，占總量的50～60%。受季風環(huán)流影響，冬季多北風和西北風，夏季多南風或東南風，市區(qū)全年主導風向為東北風，頻率為18%,年平均風速2.54米/秒。1.3.2污水排水接納河流資料該污水廠的出水直接排入廠區(qū)外部的河流(符合地表水環(huán)境質(zhì)量標準(GB3838-2002)Ⅲ類功能水域),其最高洪水位(50年一遇)為50.0m,常水位1.3.3廠址及場地現(xiàn)狀該污水處理廠選址于城郊，位于大河北岸河堤內(nèi)一塊長方形地帶，場地地勢平坦，由西北坡向東南，場地標高54.5～53.5米之間，位于城市中心區(qū)排水管渠末端，交通便利。2工藝流程的選擇2.1設(shè)計原則(1).本設(shè)計方案嚴格執(zhí)行國家有關(guān)環(huán)境保護的各項規(guī)定，廢水處理后必須確保各項出水水質(zhì)指標均達到城市廢水排放要求。減少占地面積和運行費。一般城市生活污水的處理工藝包括傳統(tǒng)活性污泥法、生物接觸氧化法和SBR工藝等，下列將它們分別進行比較2.2.1傳統(tǒng)活性污泥法污水→集水池→泵站→初沉池→曝氣池→二沉池→排放根據(jù)本項目的原水水質(zhì)和處理要求，必須采用生化處理方能達到排放所要求的處理程度，在大規(guī)模的城市污水處理廠中應用最為廣泛的生化法處理是傳統(tǒng)活性污泥法工藝以及由此派生出來、種類繁多的變形工藝。傳統(tǒng)活性污泥法處理污水基本原理是：首先利用生活污水中的好氧微生物進行培養(yǎng)，形成適于降解污染性污泥)來代謝有機污染介質(zhì)，達到處理和凈化污水的目的4。但傳統(tǒng)的活性污泥法耐沖擊負荷低，泥量大，占地面積大，土建投資高等缺點，已逐漸被新的生化處理工藝所代替。2.2.2生物接觸氧化法污水→集水池→泵站→曝氣沉砂池→接觸氧化池→二沉池→排放生物接觸氧化法是在池內(nèi)設(shè)置填料，池底曝氣，充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流經(jīng)填料。填料上長滿生物膜，污水與生物膜相接觸，在生物膜微生物的作用下，污水得到凈化。因此，生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法生物接觸氧化池法的中心處理構(gòu)筑物是接觸氧化池，接觸氧化池是由池體、填料、布水裝置和曝氣系統(tǒng)等幾部分組成，生物膜受到上升氣流的沖擊、攪動，加速脫落、更新，使其經(jīng)常保持較好的活性，可避免堵塞。生物接觸氧化法對廢水的水質(zhì)、水量的變化有較強的適應性，和活性污泥法相比，管理較方便，生態(tài)系穩(wěn)定，剩余污泥量少。污水→集水池→泵站→曝氣沉砂池→SBR池→排放進入70年代以來，隨著科技的發(fā)展、微機與自控技術(shù)設(shè)備的進步與普及，人們對常規(guī)活性污泥法工藝進行改革，推出序批式活性污泥法、即SBR工藝。SBR工藝采用可變?nèi)萜鏖g歇式反應器，省去了回流污泥系統(tǒng)及沉淀設(shè)備，曝氣與沉淀在同一容器中完成，利用微生物在不同絮體負荷條件下的生長速率和生物脫氮除磷機理，將生物反應器與可變?nèi)莘e反應器相結(jié)合而成的循環(huán)活性污泥系SBR工藝是在同一生物反應池中完成進水、曝氣、沉淀、撇水、閑置四個間段，其所經(jīng)歷時間周期，根據(jù)進水水質(zhì)水量預先設(shè)定或及時調(diào)整。實踐證明，這種工藝過程，其處理效果可達到常規(guī)活性污泥法處理標準。SBR工藝具有工藝簡單，運行可靠，管理方便，造價低廉等優(yōu)點，電腦自控要求高，對設(shè)備、閥門、儀表及控制系統(tǒng)的可靠性要求高。綜觀以上幾點可知每個方案都能達到處理水質(zhì)的要求，BOD?,SS,CODcr,NH?-N去除都能達到出水水質(zhì)，在技術(shù)上都是可行的。由于傳統(tǒng)活性污泥法運行方便，投資省，該污水處理要去除BOD?與S性污泥法2。再考慮到厭氧池+氧化溝處理工藝占地較大，投資較多，生活雜用環(huán)境要求，長期安全可靠地運行，我們選擇合理、可靠的傳統(tǒng)活性污泥法處理工甘o柵渣外運柵渣外運格柵回流污泥剩余污泥泥餅外運污泥脫水機房污泥濃縮池原污水污水泵房沉砂池風機房曝氣池污泥池砂外運出水圖2.1工藝流程3主要設(shè)備3.1各構(gòu)筑物概況及作用格柵是用來去除可能堵塞水泵機組及管道閥門的較粗大懸浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運行的設(shè)備。格柵柵條間距21mm,柵前水深0.4m,格柵的建筑寬度為0.5m,長度為2.2m,每日柵渣量為0.44m3,采用機械清渣，柵后槽的總高度0.8m,格柵安裝傾角為60°。3.1.2污水提升泵房提升泵房用以提高污水的水位，保證污水能在整個污水處理流程過程中流過，從而達到污水的凈化。該污水處理工藝采用傳統(tǒng)曝氣活性污泥處理，污水處理系統(tǒng)簡單，所以污水只需一次提升。污水經(jīng)提升后入初沉池，然后進入曝氣池、二沉池，最后由出水管道排入河道2。泵房占地面積為12x5=60m2,即為長方形泵房，高11.47m,泵房為半地下式，地下埋深6.7m,水泵為自灌式。3.1.3初沉池(平流式)初次沉淀池的作用是對污水中的以無機物為主體的比重的固體懸浮物進行池子總高度17.3m,共設(shè)6個池子，沉淀區(qū)有效水深1.8m,停留時間1.0h,沉淀區(qū)的有效容積417.6m3,池子總高4.95m。曝氣池是一個生物反映器，共設(shè)兩組，總?cè)莘e為1767.7m3,每個池子長56.12m,寬4.5m,水深3.5m,單廊道.進水BOD?為175mg/1,出水BOD?為17.5mg/1,曝氣時間4.24h,采用鼓風曝氣，供氣量3202.7m3/h,污泥負荷0.3kgBOD?/(kgMLSS.d)。二次沉淀池是對污水中的以微生物為主體的，比重小的，因水流作用易發(fā)生上浮的生物固體懸浮物進行沉淀的部分3。類型優(yōu)點缺點適用條件平流式處理水量可大可少，有效沉淀區(qū)大，沉淀效果好，對水量水質(zhì)變化適應性強，造價低，平面布置緊湊占地面積大，排泥因難(人工排泥),工作配水不均地下水位高，施工困難地區(qū)，適用流動性差比重大的污泥，不能用靜水壓力排泥，污水量不限輻流式處理水量較為經(jīng)濟，排泥設(shè)備己定型系列化，運行穩(wěn)定，管理方便結(jié)構(gòu)受力條件好排泥設(shè)備復雜，需具有較高的運行管理水平，施工嚴格適用處理水量大，地下水位較高的地區(qū)及工程地質(zhì)條件差的地區(qū)豎流式排泥方便，管理也比較簡單，占地面積比較小對沖擊負荷及溫度變化的適應能力差，造價較高，池徑比不宜太大適用于處理水量不大的小型污水處理廠經(jīng)上面的表2.1可以看出，平流式與輻流式，豎流式沉淀池都是可選的。平流式沉淀池對水質(zhì)沖擊變化效果好，但占在面積大，排泥因難，要人工排泥，所以不是太好。輻流式沉淀池排泥設(shè)備復雜，需具有較高的運行管理水平，施工嚴格，豎流式沉淀池排泥方便，管理簡單，占地面積小。共設(shè)4座直徑為7.35m的豎流式二沉池，水深4.54m,沉淀時間1.8h,池子總高度10m。3.1.6污泥濃縮池污泥濃縮池是降低污泥含水率，減少污泥體積的有效設(shè)備。采用輻流式污泥濃縮池，用帶柵條的刮泥機刮泥，采用靜壓排泥。設(shè)置一座濃縮池，其直徑為5.53m,水深3.08m,進泥量110.83m3/d(含水率98.7%),出泥含水率96%,停留時間16h。3.1.7污泥脫水機房污泥脫水機房：平面尺寸為5*4m,機房內(nèi)設(shè)一臺寬為2.5m板框壓濾機，脫水能力約600m3/d;泥餅裝車外運或現(xiàn)場堆棚。脫水在現(xiàn)場操作，運行中的故障傳送到中心控制室。污泥經(jīng)脫水后含水率為45%～80%,呈泥餅裝態(tài)，然后3.2處理工藝特點活性污泥法是處理城市生活污水最廣泛使用的方法，它能從污水中去除溶解的和膠體的可生物降解的有機物以及能被活性污泥吸附的懸浮固體和其它一些物質(zhì)9。它既適用于大流量的污水處理，也適用于小流量的污水處理。運行方式靈活，日常運行費用較低，但管理要求較高。活性污泥法本質(zhì)上與天然水體的自凈過程相似，二者都為好氧生物過程，只是它的凈化強度大，因而活性污泥法是天然水體自凈作用的人工化和強化。該污水處理系統(tǒng)所處理的是小區(qū)的生活污水，設(shè)計流量為80000噸/天，屬于中小型污水處理廠。廢水主要來源于小區(qū)居民的日常生活排放的衛(wèi)生間糞便沖洗水、淋浴水、廚房廢水以及日常清洗廢水。污水中多為用機污染物，無機物污染物、重金屬以及氮、磷含量甚少?；钚晕勰喾ㄓ善貧獬?，沉淀池，污泥回流系統(tǒng)和剩余污泥排除系統(tǒng)所組成，各級處理效果與總處理效果比較好，出水水質(zhì)達標。4各構(gòu)筑物設(shè)計計算4.1格柵4.1.1設(shè)計參數(shù)柵前水深h=0.4m,過柵流速v=0.8m/s格柵間隙b=0.08m,格柵傾角a=60°柵條寬度s=0.01m格柵的建筑寬度為0.5m,長度為2.2m4.1.2設(shè)計計算(1)柵條的間隙數(shù)B=S(n-1)+bn=0.01*(34-1)+0.08*34=3.05m(3)進水渠道漸寬部分的長度設(shè)進水渠寬，其漸寬部分展開角度=20(4)柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面，取k=3h?:計算水頭損失k:系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取k=3β:阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當為矩形斷面時β=2.42取柵前渠道超高h?=0.3m柵后槽總高度：H=h+h?+h?=0.4+0.0128+0.3=0.7128m為避免造成柵前涌水，故將柵后槽底下降作為補償H?=+k=0.4+03=0采用機械清渣4.2污水提升泵房4.2.1設(shè)計參數(shù)污水提升前水位-6.7m(既泵站吸水池最底水位)提升后水位1.8m(即細格柵前水面標高)4.2.2設(shè)計計算Z=1.8-(-6.7)=8.5m水泵水頭損失取2m,H=Z+Zh=10.5m。(3)所需水泵數(shù)量采用廣州市博三泵機有限公司生產(chǎn)的型號為150F-22A的F型耐腐蝕污水泵。該泵提升流量105.6.6L/s,揚程11.5m,轉(zhuǎn)速2900r/min,功率8.5Kw,效率75%。N=9+1=10(9用1備)(4)泵房草圖4.3初沉池(平流式)4.3.1設(shè)計參數(shù)人口總量N=4萬污水表面負荷q′=3.0m3/(m2×h)4.3.2設(shè)計計算(1)池子總面積(2)沉淀部分有效水深h?=q×t=3.0×1.0=3.0m(3)沉淀區(qū)有效容積設(shè)水平流速v=3.7mm/s則L=36g=3.6×3.7×10=13.4(5)池子總寬度(6)池子個數(shù)設(shè)每個池子寬b=3m,N=B/b=82.9/3=27.6m(7)校核長寬比(介于4～12之間)符合要求(8)污泥區(qū)的總?cè)莘e取S=0.5L/(p.d)污泥存留時間T=4h(9)每個池污泥所需要容積(10)污泥斗容積(11)污泥斗以上梯形部分污泥容積(12)污泥斗和梯形部分污泥容積+=7.78+4.33=12.1lm2(符合要求)H=A+k?++k=03+1.8+0.5+234=4944.4曝氣池(推流式)4.4.1設(shè)計參數(shù)4.4.2設(shè)計計算(1)水處理程度計算Sa=160×(1-30%)=112mg/L計算去除率，設(shè)處理水中非溶解性BODe=7.1bX?Ce=7.5,即處理水中溶解性BODe值為去除率為按BODcr—污泥負荷法計算①—污泥負荷率的確定擬定采用的BODcr—污泥負荷率為0.3kgBOD?/(kgMLSS.d),但為穩(wěn)妥需要加以校正。校核公式為式中K?---系數(shù)其值在0.0168-0.028之間，取0.0185Se---經(jīng)活性污泥處理系統(tǒng)處理后，處理水中殘留的有機污染物BOD量對生活污水f值為0.75左右計算結(jié)果證明，取值03是適宜的.②確定混合液污泥濃度根據(jù)已確定的Ns值，查表得相應的SVI值為100-150,取值120式中污泥回流比取50%y---是考慮污泥在二次沉淀池中停留時間，池深，污泥厚度等因素的有關(guān)系數(shù)，一般取值1.2左右③確定曝氣池容積S?---原污水的BODs值mg/LS?=112mg/L④確定曝氣池各部位尺寸設(shè)4組曝氣池，每組容積為取池深為h=4.5m,則每組曝氣池面積為取池寬b=4.5m,則b/h=4.5/4.5=1.0,介于1～二之間，池長L=F/b=502.8/4.5=111.73mL/b=111.73/4.5=24.8>10,符合規(guī)定取超高0.5m,則池總高度為H=4.5+0.5=5.0m⑤水力停留時間⑥計算草圖圖3.4曝氣池(3)曝氣系統(tǒng)的計算(鼓風曝氣)0.85)取0.82;β--修正系數(shù)β∈(0.90.97)取0.95;C—混合液溶解氧濃度，取2.0mg/L;p—壓力修正系數(shù)，取1.0;EA—空氣擴散器的氧轉(zhuǎn)移效率，取12%;Kz=1.6①平均時需氧量b'---活性污泥微生物通過內(nèi)源代謝的自身氧化過程的需氧率，即每kg活S-----經(jīng)活性污泥微生物代謝活動被降解的有機污染物量，以BODcr值②最大時需氧量O?(max/O?=297.50/238.43=1.25③計算曝氣池內(nèi)平均溶解氧飽和度采用網(wǎng)狀模型中微孔空氣擴散器，敷設(shè)于距池底0.2m處，淹沒水深4.0m,計算溫度為30℃,查表得水中溶解氧飽和度P?=P+9.8×103H=1.013×10?+9.8×103×4=1.405×10?P?式中C---在大氣壓力條件下氧的飽和度mg/L,最不利溫度條件按30℃考慮，代入各值得④計算鼓風曝氣池20C時脫氧清水的需氧量代入數(shù)值相應的最大時需氧量為⑤曝氣池平均時供氧量曝氣池最大時供氧量⑥本系統(tǒng)的空氣總用量除采用鼓風曝氣外，本系統(tǒng)還采用空氣在回流污泥井提升污泥，空氣量按回流污泥量的3-5倍計算，取4倍，污泥回流比R取值50%,這樣，提升回流污泥所需空氣量為總需氣量11126.9+6666.7=17793.6m3/h4.5二沉池(豎流式)4.5.1設(shè)計參數(shù)表面負荷：q?范圍為1.0—1.5m3/m2.h,取q=1.0m3/m2.h;4.5.2設(shè)計計算設(shè)中心管內(nèi)流速=0.03m/s則每池最大設(shè)計流量中心管面積中心管直徑喇叭口直徑為d?=1.35d=1.35×1.98=2.67md?=1.3d?=1.3×2.67=3.47m(2)沉淀部分有效斷面積F設(shè)污水在池內(nèi)的上升流速為=0.7mm/s(3)沉淀池直徑和總面積A=F+f=165.7+3.86=135.39m2(4)沉淀池有效水深設(shè)沉淀時間T=1.8A?=3600vT=3600×0.0007×1.8=454(5)校核池徑水深D/h?=13.13/4.54=2.89≤3(符合要求)(6)校核集水槽每米出水堰的過水負荷符合要求，可不另設(shè)輻射式集水槽(7)池子圓錐部分有效容積(8)中心管喇叭口到反射板之間的間隙高度設(shè)廢水從間隙流出的速度v?=0.02m/s,一般不大于0.02m/s(9)沉淀池總高度H=h+h?+h?+h?+h?=0.3+4.54+5.52+0+7.97=18.33m(10)計算草圖4.6污泥濃縮池4.6.1設(shè)計參數(shù)濃縮池中的污泥總量為：110.83m3/d4.6.2設(shè)計計算(1)計算污泥濃度(2)濃縮池面積污泥固體通量查表，取M=60kg/(m3×d)采用單個濃縮池濃縮池直徑為(3)濃縮池有效水深(4)校核水力停留時間濃縮池有效體積V=Ah=24×3.08=73.89m3污泥在池中停留時間符合要求(5)確定污泥斗尺寸每個泥斗濃縮后的污泥體積每個貯泥區(qū)所需容積泥斗容積式中：r——泥斗的上口半徑，取1.0mr?——泥斗的下口半徑，取0.6m設(shè)池底坡度為0.05,池底坡降為故池底可貯泥容積因此，總貯泥容積為V=V?+V?=1.42+1.36=2.78m3>V?=2.25m3(滿足要求)(6)濃縮池總高度濃縮池的超高h,取0.30m,緩沖層高度h?取0.50m則濃縮池的總高度H為H=h+h?+h?+h?+h?=3.08+0.30+0.50+0.69+0.1=4.67m(7)濃縮池計算草圖h4圖3.6污泥濃縮池4.7污泥脫水機房加壓過濾是通過對污泥加壓，將污泥中的水分擠出，作用于泥餅兩側(cè)壓力差比真空過濾時大，因此能取得含水率較低的干污泥。此處選用板框壓濾機對污泥進行機械脫水，該設(shè)備構(gòu)造簡單、推動力大，適用于各種性質(zhì)的污泥，且形成的濾餅含水率低。板框壓濾機的設(shè)計主要包括其面積的設(shè)計。過濾壓力為0.392—0.49Mpa,污泥經(jīng)污泥泵直接壓入。4.7.1設(shè)計參數(shù)壓濾機的過濾能力L:過濾消化污泥時為2—4kg干污泥/(m3/h),取3過濾周期為1.5—4h4.7.2設(shè)計計算過濾機的過濾面積5污水廠總體布置5.1污水處理廠平面布置污水處理廠的總體布置時支為達到污水處理廠所規(guī)定的處理目標，對污水處理廠內(nèi)構(gòu)(建)筑物及工用設(shè)施的空間布置。當然，污水處理廠的各處理構(gòu)筑物必須按照污水處理廠的處理水量，水質(zhì)及處理后的出水要求等通過計算并結(jié)合實際情況比較后確定。在選著過程中，需要從技術(shù)可靠性，維護管理是否方便，經(jīng)濟上是否合理作比較。在進行平面布局時候，必須考慮如下幾個方面。布置基本原則：(!)減少水頭損失，節(jié)約能量損耗，降低運行成本(2)因地制宜，結(jié)合地形，注意土方平衡(3)順應進出水方向，方便巡視、維護和維修(4)考慮遠近結(jié)合5.2污水廠排水的設(shè)計水面標高根據(jù)設(shè)計資料，該區(qū)地勢是西北高，東南低。常年主導風向為南風；取污水廠廠址處的地坪標高為0.0米，相對而言河流最高洪水位0.1米，最低水位-5.4米，平均水位為48米，地下水位為離地面-2.0米，大于排水溝最高水位，因5.3各處理構(gòu)筑物的高程確定根據(jù)各處理構(gòu)筑物的之間的水頭損失，推求