生物曝气滤池课程设计.doc
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1、第一章 设计说明1.1 设计资料该废水处理工艺处理水量为20000 m3/d,出水执行GB18918-2002一级A标准,处理后的污水直接排入附近河流,设计进水水质及排放标准见表1-1。表1-1 设计进水水质及排放标准BOD5mg/LCODcrmg/LNH3-Nmg/LPO43-Pmg/LSSmg/LPHmg/L进水指标3008003532006-9出水指标10505(8)106-9注:括号外数值为水温12 时的控制指标,括号内数值为水温12时的控制指标。当进水COD350mg/L时,去除率应60%;BOD160mg/L时,去除率应50%。Q = 20000 m3/d =833.3 m3/h=
2、 0.231m3/s = 231L/s, Kz=1.51Qmax = 0.2311.510.35m3/s (1-1)1.2工艺流程及其说明本工程的设计流程如图1-1所示。图1-1 BAF工艺流程图污水经格栅和沉砂池取出大量的漂浮杂物和悬浮物,沉砂池出水汇同反冲洗排水进入水解酸化池,进行水解酸化反应后进入初沉池。初沉池出水依次进入DN曝气生物滤池、C/N曝气生物滤池和N曝气生物滤池,去除废水中的有机物、悬浮物和氨氮以及废水中的磷。第2章 污水处理构筑物设计计算2.1 污水预处理部分的设计计算格栅尺寸计算图见图2-1。1、粗格栅取栅条净间隙b=20mm, 栅前水深h=0.5m, 过栅流速v=0.9
3、m/s, 格栅倾角=60(1) 格栅间隙数(n) (2-1-1-1)格栅条数 n-1=35(个)(2)栅槽宽度(B)设栅条宽度S=0.01m, 则 (2-1-1-2)(3)进水渠道渐宽部分长度(l1)设进水渠宽B1=1.0m,=20 (2-1-1-3)(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分的长度(l2) (2-1-1-4)(5)通过格栅的水头损失(h1)栅条断面为锐边矩形断面, (2-1-1-5)(6)栅后槽总高度(H)设栅前渠道超高h2=0.3mH = h+h1+h2 = 0.5+0.103+0.3 = 0.9m (2-1-1-6)(7)栅槽总长度(L)(栅前渠道深H1 = h +h2 = 0
4、.5+0.3 = 0.8m) (2-1-1-7)(8)每日栅渣量(W)在格栅间隙20mm的情况下,设栅渣量为每1000m3污水产0.08m3 (2-1-1-8)因W0.2m3/d,所以可采用人工清渣,也可采用机械清渣。2、细格栅取栅条净间隙b=8mm, 栅前水深h=0.3m, 过栅流速v=0.8m/s, 格栅倾角=60(1)格栅间隙数(n) (2-1-2-1)格栅条数 n-1=169 (个)(2)栅槽宽度(B)设栅条宽度S=0.01m, 则 (2-1-2-2)(3)进水渠道渐宽部分长度(l1)设进水渠宽B1=2.8m,=20 (2-1-2-3)(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分的长度(l2)
5、 (2-1-2-4)(5)通过格栅的水头损失(h1)栅条断面为锐边矩形断面, (2-1-2-5)(6)栅后槽总高度(H)设栅前渠道超高h2=0.3m H = h+h1+h2 = 0.3+0.276+0.3 = 0.88m (2-1-2-6) (7)栅槽总长度(L) (2-1-2-7)(8)每日栅渣量(W)在格栅间隙20mm的情况下,设栅渣量为每1000m3污水产0.1m3 (2-1-2-8)因W=0.2 m3/d,所以宜采用机械清渣。3、沉砂池本方案采用旋流沉砂池的钟式沉砂池结构。本工程设计流量为Qd=231L/s, Qmax =350L/s, 因此选用型号550的钟式沉砂池2个,各部分具体尺
6、寸见表2-2表2-2 钟式沉砂池各部分尺寸表单位:m型号流量(L/S)ABCDE5505303.651.50.7501.500.40型号FGHJKL5501.700.600.510.580.801.454、水解酸化池水解酸化池进、出水主要指标及去除率预计如下表2-3。 表2-3 水解酸化池进、出水主要指标及去除率项目BOD5mg/LCODCrmg/LNH3-Nmg/LPO43-Pmg/LSSmg/LPH进水水质3008003532006-9出水水质 2705603531606-9去除率(%)1530 20 (1) 水解酸化池池体计算取水力停留时间HRT = 4h,Q = 20000m3/d =
7、 833.3m3/h水解酸化池有效容积: (2-1-4-1)池内上升流速一般控制在0.81.8m/h,本设计取=1.2m/h,则有效高度为: (2-1-4-2)为保证污水进入池内后能与活性污泥层快速均匀地混合,所以本设计在池体下部专门设有多槽布水区,每条布水槽的截面为上宽下窄的体型,高度为0.9m,下部水力流速为2.2m/h,上部水力流速为1.6m/h。实际有效高度为 (2-1-4-3)取超高为0.5m,则实际总高度为 (2-1-4-4)按有效池容计算,水解池有效截面积为: (2-1-4-5)按上升流速计算,水解池有效截面积为: (2-1-4-6)取较大值,则截面积为694.42m2,2格池子
8、,矩形共壁,则:长宽=20m17.5m;(2)水解酸化池的排泥系统污泥含水率为99%,取Y=0.15kgss/BOD5,=1g/cm3,则污泥的体积为:9 m3/d。5、初沉池初沉池进、出水主要指标及去除率预计如下表2-4。 表2-4 初沉池进、出水主要指标及去除率项目BOD5mg/LCODCrmg/LNH3-Nmg/LPO43-Pmg/LSSmg/LPH进水水质2705603531606-9出水水质216392353326-9去除率(%)203080设计人口180000人,沉淀时间1.5h,采用链带式刮泥机。池子总面积 设表面负荷q=2.0 m3/( m2h),设计流量Qmax =0.35m
9、3/s,则 (2-1-5-1)沉淀部分有效水深设沉淀时间1.5h,则 (2-1-5-2)沉淀部分有效容积 (2-1-5-3)池长设水平流速v=4.60mm/s,则 (2-1-5-4)池子总宽 (2-1-5-5)设每个池子宽b=5m,则池子个数 (2-1-5-6)校核长宽比和长深比4 (符合要求)8 (符合要求)污泥部分需要的总容积设T=2d,污泥量为25g/(人d),污泥含水率95%,则 (2-1-5-7) (2-1-5-8)每格池污泥所需容积 (2-1-5-9)污泥斗容积污泥斗底采用500500mm,上口采用50005000mm,污泥斗斜壁与水平面夹角为60,则污泥斗高度 (2-1-5-10
10、)污泥斗容积 (2-1-5-11)污泥斗以上梯形部分污泥容积,设池底坡度为0.01,则梯形部分高度 (2-1-5-12)梯形上底边长 (2-1-5-13)梯形下底边长 (2-1-5-14)梯形部分污泥容积 (2-1-5-15)污泥斗和梯形部分污泥容积32m3 (2-1-5-16)池子总高度设超高,缓冲层高度,则(2-1-5-17)2.2曝气生物滤池的设计计算1、C/N曝气生物滤池(1) C/N曝气生物滤池池体的设计C/N曝气生物滤池池体的设计按有机负荷法计算,并用COD有机负荷和水力负荷进行校核。C/N上向流曝气生物滤池进出水主要指标及设计去除率如表2-5。表2-5 C/N上向流曝气生物滤池进
11、出水主要指标及设计去除率 单位:mg/L项目BOD5CODCrNH3-NSS进水水质2163923532出水水质43.278.72116去除率(%)80804050本设计中的污水量为Q=30000m3/d,在C/N曝气生物滤池中,每天所要去除的BOD5量为: (2-2-1-1)取BOD5有机负荷q=2kgBOD/,则所需的滤料体积为: (2-2-1-2)采用COD有机负荷进行校核:当滤料体积为1728 m3时,每天经C/N曝气生物滤池去除的COD重量为: (2-2-1-3)C/N曝气生物滤池内的COD负荷为: (2-2-1-4)因,满足要求。根据国内外已建成并运行的曝气生物滤池的实际情况,该工
12、程取滤料层高度为H滤料=4.5m,则曝气生物滤池的截面积计算如下: (2-2-1-5)设6格池子,则单池面积: (2-2-1-6)矩形共壁,长宽=8m8m。空塔水力负荷校核: (2-2-1-7)满足要求。为考虑进入滤池废水均匀地流过滤料层,在滤料承托层下部设计缓冲配水室,取H配水=1.2m,并在配水室池壁考虑设置检修人孔;另外考虑到滤池反冲洗时滤料膨胀,在滤料层上部保证有0.81.0m的清水区,本设计取清水区高度H清水=0.8m;取滤料层超高H超高=0.5m,承托层高H承托=0.3m,则滤池总高为: (2-2-1-8)污水在曝气生物滤池滤料层的空塔停留时间为:t0=7.3/2.173.36h
13、(2-2-1-9)根据实际运行经验,滤池在装满滤料后,废水在滤料层中的实际停留时间约为空塔停留时间的1/2左右,即1.68h。(2) C/N曝气生物滤池配水系统的设计一般滤池的配水系统有大阻力、中阻力和小阻力三种形式,曝气生物滤池的配水系统一般采用小阻力形式。对于城市污水处理厂,采用小阻力配水形式中的滤头配水形式,考虑到曝气生物滤池采用气水联合反冲洗,所以滤头采用长柄滤头,长柄滤头在正常运行时起均匀布水、布气作用。曝气生物滤池所选用的长柄滤头为HQ-1型,滤水帽、滤水管为一体成型,每个滤头共有滤缝20条,每条滤缝,滤缝总面积为3.2cm2/个。每平方米布置36个滤头,开孔率=1.152%,流量
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