污水处理工艺设计策略.docx

水污染控制工程课程设计50000m7dSBR工艺都市污水处理厂设计院系：生物与化学工程系班级：11级环境工程姓名：X学号：12023年5月污水厂设计任务阐明设计题目：某都市污水处理工程规模为：处理水量Q=5.0104m3d,污水处理厂设计进水水质为BOD5=120mgL,CODcr=240mgL,SS=220mgL,NH3-N=25mgL,TP=2.0-3.0mgL;出水水质执行污水综合排放原则（GB8978-1996）一级原则，即CODCr60mgL,BOD520mgL,NH3-N15mgL,SS20mgL,磷酸盐（以P计）0.5mgLo规定对应的污水处理程度为：Eec）DCr275%,EBOD583.3%,ESS90.9%,ENH3N240%,EP275%83.3%°1、设计处理水量：日处理量：50000d秒处理量：0.579nsQ=5°0°=0.579/5=578.70L/s24x3600根据室外排水设计规范，查表并用内插法得：£=1.38平均R流量（Ls）51540701002005001000总变化系数2.32.01.81.71.61.5141.3注：当污水平均日流量为中间数值时，总变化系数可用内插法求得。因此设计最大流量：QmaX=K二XQ=I.38X50000=69034Rld=2876Am3Zh=0.799/52、确定其原水水质参数如下：BOD5=i2mgLCoDCr=24OmgZLSS=220mg/LNH33、设计出水水质符合都市污水排放一级A原则：BOD520mgLCODcr60mg/LSS20mgLNH3-N15mgL磷酸盐（以P计）0.5mgL4、污水处理程度确实定根据设计任务书，该厂处理规模定为：50000zd进、出水水质：项目COD(mgL)BOD5(mgL)SS(mgL)NH3-N(mgL)TP(mgL)进水24012022025出水602020150.5清除率75%83.3%90.9%40%75%-83.3%5.SBR工艺流程图污水系统的设计计算一、中格栅井及提高泵房中格栅井：进水闸井:2.0×4.0×7.0（三）m3中格栅井：7.0×4.0×7.0（三）m3,分2组1.中格栅设计参数设计流量Q=5.0×107d=0.579m7s过栅流速v2=0.9ms格栅间隙e=40mm栅条宽度s=0.Olm格栅倾角Q=75°2 .中格栅计算草图如下3 .中格栅0设计计算（1）栅条间隙数：”二QmaXV"Qhvtn式中：中一中格栅间隙数Qwt最大设计流量，0.799se一栅条间隙,取40mm,即0.04m；一栅前水深，取0.4mV一过栅流速，取0.9ms;a格栅倾角，取75。；机一设计使用的格栅数量，本设计中格栅取使用2道设计取28根0.799XJSin75。_”力27.270.04×0.4×0.9×2（2）栅槽宽度B=s(w-V)+en式中：B栅槽宽度，?；S格条宽度，取0（）lm°B=0.01×（28-1）+0.04×28=1.39m取8=1.4机（3）中格栅时栅前进水渠道渐宽部分长度Li根据最优水力断面公式B,=C鬻=LHm设进水渠宽4=Lllm,渐宽部分展开角四=20。L二B-B、2tan20°1.4-1.112tan20。=0.4Om(4)中格栅与提高泵房连接处渐窄部分长度L21.1=三=0.22(5)中格栅时过栅水头损失1=k(s/Z?)3-sina式中：人中一中格栅水头损失，m；夕一系数，当栅条断面为锐边矩形断面，为2.42；k系数，一般取k=3o,2oJ0.01V0.92_onn.,.=3×2.42××sin75o=0.046/nI 0.04)2x9.81(6)栅后槽总高度设栅前渠道超高=03m,有H=h+%+h2=0.4+0.046+().3=().746，,为防止导致栅前涌水，故将栅后槽底下降如作为赔偿。(7)栅槽总长度1.=LI+心+0.5+1.0+小务tan75式中：£一栅槽总长度，m；中格栅0栅前进水渠道渐宽部分长度，m；1.2中格栅与提高泵房连接处渐窄部分长度，m。071.=0.40+0.20+0.5÷1.0+=2.29Ztan75°(7)每日栅渣量vv-Qnax-%86400VV-×1000式中：卬一每日栅渣量，midW0栅渣量，"/IO,M污水，当栅条间隙为1625mm,w0=0.10-0.05w3/IO3/?3污水；当栅条间隙为3050mm,W0=0.03-0.01w3103w3污水。取VV0=0.02m3污水VP =0.799×0.02×864001.38×1000=Izn3 /d >0.2m3 /d ,故采用机械清渣。4.格栅除污机的选择:根据计算，可选用CH型正靶回转式格栅除污机，重要技术参数:表HG-1500型回转式格栅除污机技术参数栅条间隙（mm）池深W免(mm)安装角度（°）排栅门高度（mm）10-50中等深度800-202360-90800污水提高泵房：污水经提高后入细格栅渠及旋流沉砂池，然后配水井，通过生物脱氮除磷氧化池、二沉池及接触池，最终由出水管道排出。当流量不不小于2m3s时，常选用下圆上方形泵房。本设计QnaX=0799/IS,故选用下圆上方形泵房。1 .计算草图:平面图3-10合速、组合形、全地下、带水泵房2 .设计计算：（1）流量确实定ma=0.799/5=7991/5本设计确定选用5台泵（4用1备），则每台泵B¾设计流量为：Q=Qma=799/4=199.75Zs=719.b2（2）扬程的估算（1）平均地面标高20.00m,进水管管底标高：15.00m,管径DN=1200mm,则管道埋深为20.00-15.00-1.2=3.8m（2）进口平均流量为799As,假设充斥度为0.75,查水力学图，流速为0.85m3s,z=0.057（3）进水管头损失hi,设有一种全开阀门。则2×9.81九=。互2g(4)假设选用泵0¾扬程为8m,查手册，可采用300QW900-8-37潜水排污泵。表250QW600-7-22潜水排污泵技术参数排出口径流量扬程转速功率效率重量(mm)(m3h)(m)(r/min)(kW)(%)(kg)30090089803784.51150(5)总扬程核算：?=20-(15+1.2×0.75-0.0133)=4.1Izw通过中格栅B¾水头损失为0.041m出水管Q=7992=399.5Ls取90Omm0¾钢筋混凝土管，查水力学图，设/O=0.70,则u=0.85ws,Z=0.00084出水管头损失h2,根据泵的选型，设有两个90。的弯头，一种三通，一种截止阀，则。=或攻=8.5x3包-=0.313m-2g2×9.81泵外管线水头损失，拟建25m管长至处理构筑物，则=25X0.00084=0.02血考虑安全水头0.5m,站内管线水头损失为1.5m,则扬程H=1.5+0.5+4.1l+0.0136+0.313+0.021=6.4573w<8w符合所选泵，故可选择300QW900-8-37潜水排污泵。二、计量井电磁流量计：Q=0-3000m3h,二80Omm,2台三、细格栅渠及旋流沉砂池细格栅渠：1 .设计参数：设计流量Qmax=O.799m3s栅前流速V=0.7ms,过栅流速”二0.8ms栅条宽度s=0.Olm,格栅间隙e=10mm格栅倾角=75。2 .计算草图如下3 .细格栅的设计计算(1)栅条间隙数：_Qmaxsin式中：细一细格栅间隙数QlaX最大设计流量，0.799加/se细一栅条间隙，取10mm,即0.01m；一栅前水深，取0.4mv过栅流速，取0.8ms;格栅倾角，取75。；加一设计使用的格栅数量，本设计中格栅取使用2道0.799F=m7细0.01x0.4x0.8x2（2）栅槽宽度B=细-1)+式中：B栅槽宽度，?；S格条宽度，取QOlm。B=0.01X(123-1)+0.01X123=2.45，取B=2.5m（3）细格栅时栅前进水渠道渐宽部分长度Li根据最优水力断面公式用=蜘=式粽LUm设进水渠宽4=Lllm,渐宽部分展开角4=20°,j=25T.11=l9加,2tan2002tan20°（4）细格栅与出水渠道连接处渐窄部分长度L21.=4=o.96m2（5）细格栅的过栅水头损失sincif式中：细一细格栅水头损失，m；B一系数，当栅条断面为矩形时候为2.42；k系数，一般取k=3<>= 3×2.42(0.01/0.01 )7 ×0.822×9.81X sin 75。= 0.229m（6）栅后槽总高度设栅前渠道超高色=03m,有：”=+2=0.4+0.229+0.3=0.929m为防止导致栅前涌水，故将栅后槽底下降作为赔偿。（7）栅槽总长度7r,CU1八（"+九）1.=+0.5+1.0+-tan75°式中：L栅槽总长度，m；071.=L91+0.96÷0.5÷L0÷=4.56tan70°（8）每日栅渣量86400Vv-Z总XlOOo式中：式中：W-每日栅渣量，m3d此一栅渣量，/'/及加污水，当栅条间隙为1625mm,%=0.100.05/10加3污水；当栅条间隙为3050mm,WO=O.030.01疗“（疝污水。取WO=0.01疝/1。3疝污水0.799×0.01×86400=八37八Cj住,乐W=5.0nd>0.2m/d,故采用机械清渣。1.38×10004.格栅除污机B¾选择根据计算，可选用云南电力修造厂江苏一环集团企业生产BZSB-4000型转刷网算式格栅除污机，重要技术参数：表3-2XHG-2600型旋转式格栅除污机技术参数每米深过水流量(m3h)网毛刷转速(rmin)安装角度电动机功率(kw)格栅间距(mm)0.8917.970-80°2.2-5.510旋流沉砂池：1.设计参数：a.旋流沉砂池最高时设计流量时，停留时间不应不不小于30s,设计水力表面负荷宜为150-200w3/(n2b.最大设计流速为0.25ms,最小设计流速为0.15ms;c.沉砂池的超高取0.3mo选定两座旋流沉砂池，则=当=399.5Ls°222 .计算草图如下:图钟氏旋流沉砂池各部尺寸图表旋流式沉砂池的部分尺寸（m）型号流量(LlS)ABCDEFGHJKL5505303.651.50.7501.500.401.700.600.510.580.801.453 .排砂措施：本设计采用空气提高器排砂，该提高装置由设备厂家与桨叶分离机成套供应4.排砂量计算城镇污水的沉砂量按2Om3o6/污水计算，其含水率为60%,容重约为150（Hg,则总沉砂量为50000×20×1=1.Ozn3/d沉砂池B¾沉砂经排砂泵装置排除B¾同步，往往是砂水混合体，为深入分离砂和水，需配套砂水分离器。清除沉砂的时间间隔为2d,根据排砂量2/次，选用LSSF-260无轴螺旋砂水分离器。四、配水井五、生物脱氮除磷氧化池1 .确定其原水水质参数如下：BOD5=120mgLCc）DCr=24OmgzLSS=220mg/LNH32 .设计出水水质符合都市污水排放一级A原则：BOD520mgLCODcr60mg/LSS20mgLNH3-NW15mgL磷酸盐（以P计）0.5mgL假如达标出水，本设计总氮仅需清除IOmg/L,脱氮率仅为40%。因此，可以通过在曝气阶段调整DO,通过同步硝化反硝化作用脱氮，而不必设计专门的缺氧阶段。因此本设计只需做硝化设计。3 .SBR设计参数：周期时间T*6h,周期数N=4。采用限制性曝气，进水时间Tk1h,曝气时间TA=3h,沉淀时间Ts=1h,排水时间T0=Iho池数n=6o长宽比B:L=I:2,有效水深为H=5.0m,超高h=0.6m°污水处理厂每组SBR池B运行状况如下表所示。表污水处理厂每组SBRB¾运行状况项目第一小时第二小时第三小时第四小时第五小时第六小时T½三zktin¾½灌水2池曝气曝气曝气沉淀浑水进水也也也也 yl %v ¼yl ¼y 3 4 5 6气气淀水 曝曝沉潘气淀水水 曝沉浑进沉泽进曝淀水水气水水气气 泽进曝曝水气气气气气气淀 曝曝曝沉4.氧化池设计计算：(1)设计水量QmaX=QXK=5XIO,X1.38=69000府/dQE污水处理厂最大进水流量(m3d):Q污水处理厂处理水量(m7d);Kd总变化系数。取1.38(2)设计水量下需要处理0BOD5:QmaXSo1000120×690001000= 828078OR4S0反应池进水BODs浓度(mgL)(3)计算设计泥龄Bxa：A=2.13×1.6Fx1.103<,5r)=2.13×1,6×1.45×1.103(氏=6.6d=7dF安全系数，污水处理厂规模不不小于120OkgBoDs/d时取1.8,不小于6000kgBOD5d时取1.45,其他规模按内插法计算；T设计温度(),北方一般取10,南方地区可取2.13 氨氧化细菌在15时的J最小世代时间(d)；2.14 验系数，保证活性污泥中维持足够的硝化菌。(4)剩余污泥量AX日勺计算计算内源硝化温度系数A。F=1,072(T-15)=1.07202-151=0.812计算污泥产率系数丫。y=K(0.75÷0.6SSo(1-0.2)X0.17X耳X0.756XAE1+HxO.17%a0.9(0.75+0.6-120(l-0.2)×0.17×0.812×0.75×7l+0.812×0.17×7=1.40kgSS/kgBOD5SS0进水悬浮固体浓度（mgSSL）;K修正系数，取值为0.80.9。反应池剩余污泥产量X。AY_QdY（SLSe）_69000×1.40×（120-20）1000Se反应池出水BODs浓度（mg/L）。（5）MLSS的选定为了节省有机碳源，本设计不设初沉池，（曝气池混合液污泥浓度）值，查下表，表3SBR反应池的MLSS的原则值1000为了强化硝化效果，选择较高的MLSS处理目日勺MLSS取值范围（kgm3）有初沉池无初沉池无硝化硝化（及反硝化）污泥稳定4.5（6）反应池容积VT确实定反应池总容积VJ。=7×9660=1690Xt4Xt生物反应池内混合液悬浮固体平均浓度（gMLSSL）o每个SBR反应池的体积Vto%牛等=28*SBR反应池内部尺寸确实定。取反应池有效水深H=5m,长宽比L:B=2:1则反应池长为：1.=楞x2=2=33.6m取34m则反应池宽B=0.5L=0.5×34=17m核算污泥负荷:NSQ(SO-SC)二 69000(120-20)XV 4(XX) × 16905=0.102kgB0D5(kgMLSS d)满足污泥负荷的范围规定。（7）需氧量计算清除有机物B¾需氧量。计算需氧量的时候，为了安全起见，取设计泥龄为6d。清除有机物B¾需氧量计算:Q-看。KSe遇以1_zl_,0.15×0.812×7×69000×(120-20)(0.56+1000l+0.812×0.17×7二6855.9kgO2d硝化需氧量。SNH.R=NH,I-5(S0-Sc)-Snhd+5=25-0.05(120-20)-15+5=10mg/L0n=4.57QdSNHR/1000=3153.3kgO2dSrHR硝化过程中清除0¾NH4-N浓度(mgL);Sw.1进水氨氮浓度(mg/L);Swd设计出水氨氮浓度(mgL);5安全量(mgL)0最高时总需氧量计算。每个SBR反应池日耗氧量峰值(O2)为：O2=CfcOc+fNOv)/(TAnN)=162.8kg2hfc峰值系数，最大时除有机物的需氧量与日平均需氧量之比值，取1.25；fN峰值系数，为2h内最大TKN负荷与日平均TKN负荷之比，取1.0；Ta曝气时间(h);N一天运行周期数；nSBR池数。表4耗氧量峰值系数污泥龄d46810152025fc1.31.251.251.21.21.151.11处理规模2.52.01.5fN<1200kgB0D5d处理规模2.01.81.5>6000kgB0D5d污水处理厂每小时均有3格反应池在曝气，日耗氧峰值为488.4kg02ho空气量计算假如采用鼓风曝气，设曝气池有效水深,5.0m,曝气扩散器安装距池底0.2m,则扩散器上静水压4.8m,其他有关参数选择：。值取0.7,夕值取0.95,压力修正系数2=1,曝气设备堵塞系数F取0.8,采用管式微孔扩散设备.Ea=20%,扩散器压力损失：4Kpa,20水中溶解氧饱和度为9.17mgL°扩散器出口处绝对压力：Pj=P+9.8×103H=(1.013×10+9.8×103×4.8)Pa=1.48×10PaP大气压力,P=1.013×105Pa;H空气扩散装置的安装深度，m;空气离开曝气池面时，气泡含氧体积分数:X100%=21(10.20)X100%=175%79+21(1-0.20)°。空气离开曝气池面时，气泡含氧体积分数，%;EA空气扩散装置0¾氧转移效率，小气泡扩散装置一般取6%12%,微孔曝气器一般取15%25%°20时曝气池混合液中平均氧饱和度:C-,Pd(Po、CArf1.48×1017.5、.nco.C(-+)=9.17(?+)mgL=10.52mgL552.206x10、422.026×IO542Cs鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度，mg/L;Cs大气压力为1.013X105Pa时溶解氧饱和浓度，mg/L;将计算需氧量转换为原则条件下(20,脱氧清水)充氧量：Q2G(20)apCS(T)-CX1.024Xp17280X9.170.70.95×1×10.52-2.0×1.024(20-20)×0.8S=34566.9Kgd=1440KghQS在原则条件下脱氧清水中0¾充氧量，kg/h；Q2一一混合液需氧量，kg02kg;C*20)一水温为20时的溶解氧饱和浓度，mg/L；a污水中总传质系数K与清水中总传质系数之比；污水中B¾Cs与清水中CS之比；C混合液中溶解氧浓度取2o曝气池供气量：G二一一二一m3/h=25714m3/*428.57m3min5o.28£0.28×20%假如选择四台分机，三用一备，则单台分机分量：8571m7h(143m3min)(8)灌水器设计旋转式灌水器由撇水堰槽、下降管、水平管、轴承座、电动执行器、传动杆构成(见图DoIMi水*槽2_下降廿3.水平符4.水平竹城M曲的5.fi欢冷6电6执才了X了.传动HS.F*与动春川镇炙9.可磋曲美在像账谖头I。.山木苦学买II.用水口图1蚊冷式X水停示也阳撇水堰槽设计撇水堰槽在SBR反应池水面上，水平管在反应池下部。a准水海B立位鸵（即下降管自立）三2撇水:®槽横剖面示意图图2a所示为下降管直立时的位置，水槽底板日勺水平方向与下降管垂直；后壁挡水板是一块夹角为120°的折板，上段直立，下段与底板成150。角；前壁堰板略微向后倾斜20°,与底板成70°角。图2b为下降管与水平成70°角，是在反应池最高水位开始排水状态。堰板处在直立是最佳撇水机位。图2c为下降管与水平成30°角，是排水至最低水位，堰板已倾斜至与水平成50°角，tan1.2,堰流量影响系数K>0.95（可忽视不计），后壁下段成直立状。设撇水堰板高为300mm,挡水板上段180mm,下段300mm,底板宽250300mm,在浮水器直立时，后壁上沿高程比前壁上沿高50mm。撇水槽采用=5mm不锈钢板制作。撇水堰流量计算:在最大流量时(如图2b),撇水堰并非自由出流，下游为沉没出流，按沉没堰流量公式计算。设定：撇水堰板高300mm；在最高水位开始排水时，撇水堰顶浸入水面H=100mm。开始排水时为灌水器0最大撇水量，堰下游为沉没出流，ZH=0.8,则Q1max=0.42×2gXO.13/2X3600=211.7m3ho灌水器最小设计流量按*=5OrTMn计算。伴随水位下降，堰上流量逐渐减小，下降管流速减少，水力损失减小，撇水槽内水位也随之减少。当H，=50M时，堰后水位已低于堰顶高度，堰流量按非沉没堰计算：Q1min=m(2g)172H3z2=0.416×(2g)1/2×0.053z2X3600=74.1m3h潴水器在每一种步进周期中0水量变化如下： 灌水器静止时，堰流量由QgTCLi展 滓水器下降一种步进行程，堰流量由Q*Qg°撇水器单宽流量Qi在74.111.7m3h之间变化。设计流量Ql取上述变化范围的中间值：100200m3h°滞水器排水能力：Q=BXQ1式中B灌水器的总宽下降管的设置下降管设置原则：按浑水器宽度B均匀分布；下降管根数为偶数；下降管间距WLom；下降管直径按撇水堰单宽流量计算。设计下降管流速：v=2.0m/s下降管：D=150mm最大流速：Qima=211.7m3h时,vmax=3.33m/s最小流速：Qlmin=74.1n?/h时，vmin=1.17m/s下降管在设计流量时的水头损失应不不小于最低水位时排水水头；下降管最大流量时的水头损失应不不小于最高水位时的排水水头。水平管设计水平管管径按设计流速v=2.0m/s,设计流量Q=BQi进行计算。举例：设B=4m,则Q=4Q=480m3h;水平管D=300mm。下降管根数n=4,间距为1m。水平管与下降管一般使用方法兰连接，水平管上设4只DN150法兰短管(见图3)。水平管长：1.=(n-l)×L+2L2=3520mm式中Li下降管之间时间距，LI=100Omm1.2一外侧下降管中心至水平管管端的距离，取L2=260mm可选用湖北洪城通用机械股份有限企业生产B¾XB-100O濯水器表XB-1000浑水器技术参数出水能力堰口宽度浑水可调深度(m3h)2L(m)H(m)1000123.0六、鼓风机房根据所需供气量428.57为和压力47kPa,可选用RF-245型罗茨鼓风机4台。该型风机风压58.8kPa,风量为68.6m3mino正常条件下，3台工作，1台备用。表38RF245型罗茨鼓风机风机型号口径trun转速r/min进口流量tr/min所需轴功率kW所配电机功率kWRF-245250”80068.691.4110七、贮泥池 .贮泥池1）设计参数SBR池进泥量：经浓缩排出含水率P=97%B污泥设计进泥量4=£660/1000=i932d=80.5zz,1-0.995浓缩后0污泥体积为：0,二QWi）二二,（I3二3*d=13.42VhW-P21-0.97设贮泥池1座，贮泥时间T=0.5d=12h2）设计计算池容为VWT=322x0.5=1613贮泥池尺寸（将贮泥池设计为正方形）1.XBXH=6.0x6.0x5.5（三）m有效容积V=6×6×5=18O（考虑0.5mB¾超高）八、污泥处理间本设计采用带式压滤机机械脱水。机械加压过滤0特点是整个压滤机是密封0,过滤压力一般为45Kgcm2,都市消化污泥在加压过滤脱水前一般应进行淘洗并投加混凝剂。带式压滤机的长处是：滤带可以回旋，脱水效率高，噪音小,能源消耗省，附属设备少，操作管理以便。1 .脱水机设计计算:(1)浓缩后污泥量Q'w=322m5d(2)以压滤脱水后产生0¾污泥含水率为70%计则每天压滤脱水产生的污泥量为Q=322×10°97=32.23/J100-70每小时压滤脱水产生的污泥量QO9'=-=1.34m3/?242 .压滤机选用根据以上计算，可以选择无锡通用机械厂生产B¾DY-500-N带式压滤机两台，一用一备，其性能参数如下表。表压漉机的性能参数滤带宽度(mm)冲洗耗水(m3h)冲洗水压(MPa)处理量(m3h)电机功率(KW)滤饼含水率()重量(kg)500>40.41.5-31.165-754000九、污泥堆棚土建按二期5.0×104m3d规模设计，与污泥处理间合建。尺寸：12.0X9.0X5.4（三）m3十、除磷池溶药投药设备及加药装置：采用天津国水设备工程有限企业生产的RYZ-100ORYZ型自动溶药设备性能规格溶典球搅拌机进水管自校1出液管直径DN(r11n)："(mm)1科“容积(L)参考价格(元逑)整号l检(m)自虐(m)WB(r,)功率(kW)转速(rhin)RYZ-100OKXXJ12000.80.3713902532LOO