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1、武汉理工大学水质工程学课程设计说明书 1 新丰市污水处理厂初步设计 摘要 众所周知,中国的国际地位不断提高,对世界的影响力逐渐扩大,所以我们必须提高 环保意识,改善中国现有污浊的环境。 根据城市所处的地理位置和污水厂的规模,并结合考虑需脱氮除磷的要求,城市污水 处理厂设计采用传统 Sequencing Batch Reactor 工艺。该工艺污水处理流程为:中格栅 提升泵房细格栅沉砂池SBR 反应池消毒池出水排放。污泥处理流程为:污泥 集泥井污泥浓缩池贮泥池污泥脱水机房泥饼外运。通过此工艺的处理,出水 水质将达到城镇污水处理厂污染物排放标准 (GB18918-2002)一级 B 标准。 设计中
2、对整个水处理流程的各主体构筑物如格栅、平流沉砂池、SBR 反应池、接触池等 进行了系统、详细的设计计算和说明。理论上给出了这个流程中 BOD、COD、SS 的去除率 及脱氮除磷的效率。 武汉理工大学水质工程学课程设计说明书 2 1 设计说明书 1.1 工程概况 1.1.1 设计依据 1.收纳污水厂出水的河流: 类水体,从城市南边西向东流过,河流保证率 95%的 流量为 3m3/s,河道最高水位 151.03m(黄海高程系,下同) 2.污水厂厂址位于城东河流北岸 300m 处,地形平坦,地面标高为 153.12m,污水厂 大门朝北。 3.城市污水干管终点水面标高为 150.09m,处理厂污水纳入
3、超越管渠,经 3.8km 的渠 道排入水体,渠道总水头损失为 2m。 4 厂区地质良好,地下水位标高为 146.91m,夏季主导风向为东北风。 1.1.2 设计规模 新星市近期(2020 年)规划人口为 10 万人,平均日污水量为 25000m3/d,远期 (2030 年)规划人口为 15 万人,平均日污水量为 35000m3/d,总变化系数 Kz=1.43,Qmin=0.5Qmax。 1.1.3 设计水质 BOD5=200mg/L,SS=220mg/L,夏季水温 25,冬季水温 15,平均水温 20。出水 水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准一级 B 排放标准。 1.2 污水处理厂工业设计
4、1.2.1 工业流程选择与布置 城市污水处理厂的方案,既要考虑有效去除 BOD5又要适当去除 N,P 故可采用 SBR 或 氧化沟法,或 A/A/O 法,以及一体化反应池即三沟式氧化沟得改良设计。 本设计采用传统 SBR 法为核心工艺: 工作流程:见下图 武汉理工大学水质工程学课程设计说明书 3 中格栅与提升泵 房 细格栅沉砂池计量堰 SBR 生物池 消毒间集泥井污泥浓缩池 污泥贮柜污泥脱水机房泥饼外运 排入河流 曝气 工作原理:、 SBR 是通过其主要反应器-曝气池的运行操作而实现的。曝气池的运行操作,是有 流入,反应,沉淀,排放,待机等 5 个工序所组成。这五个工序都在曝气池这一个反应 器
5、内进行实施。 工作特点: 采用集有机污染物降解与混合液沉淀于一体的反应器。 无需设污泥回流设备,不设二次沉淀池,曝气池容积也小于连续式。 无设置调节池的必要。 SVI 值较低,污泥易于沉淀,一般情况下,不产生污泥膨胀现象。 在单一的曝气池内能够进行脱氮和除磷反应。 应用电动阀,液位计,自动计时器及可编程序控制器等自控仪表,可能使本工艺 过程实现全部自动化,而由中心控制室控制。 运行管理得当,处理水水质优于连续式。 1.2.2 处理构筑物设计 1.中格栅和提升泵房(两者合建在一起) 中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物,以减轻后续处理构筑物的负荷,用来 去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗
6、大的悬浮物,并保证后续处理设施能正常 运行的装置。 提升泵房用以提高污水的水位,保证污水能在整个污水处理流程过程中流过 ,从而 达到污水的净化。 设计参数: 因为格栅与水泵房合建在一起。因此在格栅的设计中,做了一定的修改,特别是在 格栅构造和外型上的设计,突破了传统的“两头小,中间大”的设计模式,改建成长方 武汉理工大学水质工程学课程设计说明书 4 体形状利于均衡水流速度,有效的减少了粗格栅的堵塞。建成一座潜地式格栅,因此在 本次得设计中,将不计算栅前高度,格栅高度,直接根据所选择的格栅型号进行设计。 (1)水泵处理系统前格栅栅条间隙,应符合下列要求: 1) 人工清除 2540mm 2) 机械
7、清除 1625mm 3) 最大间隙 40mm (2)在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅(每日栅渣量大于 0.2m3),一般应采用机 械清渣。 (3)格栅倾角一般用 450750。机械格栅倾角一般为 600700, (4)通过格栅的水头损失一般采用 0.080.15m。 (5)过栅流速一般采用 0.61.0m/s。 运行参数: 栅前流速 0.7m/s 过栅流速 0.9m/s 栅条宽度 0.01m 栅条净间距 0.02m 栅前槽宽 1.44m 格栅间隙数 42 水头损失 0.103m 每日栅渣量 1.20m3/d 设计中的各参数均按照规范规定的数值来取的。 提升泵房说明: 1泵房进水角度不大于 4
8、5 度。 2相邻两机组突出部分得间距,以及机组突出部分与墙壁的间距,应保证水泵轴 或电动机转子再检修时能够拆卸,并不得小于 0.8。如电动机容量大于 55KW 时,则不得 小于 1.0m,作为主要通道宽度不得小于 1.2m。 3.泵站为半地下式,长 20m,宽 10m,高 12m,地下埋深 6m。 4.水泵为自灌式。 2.细格栅和沉砂池 细格栅的设计和中格栅相似。 运行参数: 栅前流速 0.7m/s 过栅流速 0.9m/s 栅条宽度 0.01m 栅条净间距 0.01m 栅前部分长度 1.09m 格栅倾角 60o 栅前槽宽 1.96m 格栅间隙数 84(两组) 水头损失 0.26m 每日栅渣量
9、2.40m3/d 沉砂池设计: 沉砂池的作用是从污水中将比重较大的颗粒去除,其工作原理是以重力分离为基础, 故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉,而有机悬浮颗粒则随水 流带起立。 沉砂池设计中,必需按照下列原则: 1. 城市污水厂一般均应设置沉砂池,座数或分格数应不少于 2 座(格),并按并联运 行原则考虑。 2 .设计流量应按分期建设考虑: (1)当污水自流进入时,应按每期的最大设计流量计算; (2)当污水为用提升泵送入时,则应按每期工作水泵的最大组合流量计算; (3)合流制处理系统中,应按降雨时的设计流量计算。 3 .沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为 2.65,粒径为 0.
10、2 以上的颗粒为主。 武汉理工大学水质工程学课程设计说明书 5 4 .城市污水的沉砂量可按每 106m3污水沉砂量为 30m3计算,其含水率为 60%,容量 为 1500kg/m3。 5.贮砂斗槔容积应按 2 日沉砂量计算,贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于 55排 砂管直径应不小于 0.3m。 6.沉砂池的超高不宜不于 0.3m 。 7 .除砂一般宜采用机械方法。当采用重力排砂时,沉砂池和晒砂厂应尽量靠近,以 缩短排砂管的长度。 说明: 采用平流式沉砂池,具有处理效果好,结构简单的优点,分两格。 运行参数: 沉砂池长度 7.5m 池总宽 2.0m 有效水深 085m 贮泥区容积 0.36m3(
11、每个沉砂斗) 沉砂斗底宽 0.5m 斗壁与水平面倾角为 600 3.计量堰 选择测量范围在 0.040-0.500m3/s 的巴氏计量槽,其各部分尺寸 为:W=0.30m,B=1.350m,A=1.377m,C=0.60m, D=0.84m, 2/3A=0.918m。 4.SBR 反应池 SBR 池有一座,每座分为 4 个 SBR 反应池。SBR 反应池共设四座。每座曝气池长 45m,宽 25m,深 5m,超高 0.5m,有效体积 5625 3 m ,4 座反应池总有效体积为 22500 3 m 。单座 SBR 反应池见草图附表一 各池均为独立运行,进水和出水由 DN600mm 的电动蝶阀控制
12、,进气由 DN500mm 的电动 蝶阀控制。SBR 反应池设计运转周期为 6 小时(进水曝气 1.5 小时,沉淀 1.5 小时,曝气 2.5h,滗水与闲置 1h) 。 5接触消毒池 城市污水经过一级或二级处理(包活性污泥法和膜法)后,水质改善,细菌含量也大 幅度减少,但其绝对值仍很可观,并有存在病源菌的可能。因此,污水排入水体前应进 行消毒。消毒剂的选择见下表: 武汉理工大学水质工程学课程设计说明书 6 经过以下的比较,并根据现在污水处理厂现在常用的消毒方法,决定使用液氯毒。 设计参数: 设计流量:Q=35000m3/d=0.579(设二座) 3 /ms 水力停留时间:T=0.5h=30min
13、 设计每日投氯量为:25.0mg/L 平均水深:h=3.0m 隔板间隔:b=3m 设计中采用 ZJ-1 型转子加氯机,使得处理污水与消毒液充分接触混合,以处理水中 的微生物,尽量避免造成二次污染。采用平流式消毒接触池。 消 毒 剂优 点缺 点适 用 条 件 液 氯效果可靠、投配简单、 投量准确,价格便宜 氯化形成的余氯及某 些含氯化合物低浓度 时对水生物有毒害, 当污水含工业污水比 例大时,氯化可能生 成致癌化合物 。 适用于,中规模的污 水处理厂 漂 白 粉投加设备简单,价格 便宜。 同液氯缺点外,沿尚 有投量不准确,溶解 调制不便,劳动强度 大 适用于出水水质较好, 排入水体卫生条件要 求
14、高的污水处理厂 臭 氧消毒效率高,并能有 效地降解污水中残留 的有机物,色,味, 等,污水中 PH,温度 对消毒效果影响小, 不产生难处理的或生 物积累性残余物 投资大成本高,设备 管理复杂 适用于出水水质较好, 排入水体卫生条件要 求高的污水处理厂 次 氯 酸 钠用海水或一定浓度的 盐水,由处理厂就地 自制电解产生,消毒 需要特制氯片及专用 的消毒器,消毒水量 小 适用于医院、生物制 品所等小型污水处理 站 武汉理工大学水质工程学课程设计说明书 7 1.2.3 污泥处理设计 1.集泥井 设有效泥深为 5m,则平面尺寸 L*B=4m*3m,集泥井为地下式,池顶加盖,有潜污泵抽送 污泥,池底标高
15、为-5.5m,最高泥位为-0.5m。 2、污泥浓缩池 采用间歇重力式浓缩池,采用静圧排泥。 设计规定及参数: 进泥含水率:当为初次污泥时,其含水率一般为 95%97%;当为剩余活性污泥时, 其含水率一般为 99.2%99.6%。 污泥固体负荷:负荷当为初次污泥时,污泥固体负荷宜采用 80120kg/(m2.d)当 为剩余污泥时,污泥固体负荷宜采用 3060kg/(m2.d)。 浓缩时间不宜小于 12h,但也不要超过 24h。 有效水深一般宜为 4m,最低不小于 3m。 运行参数: 设计流量:每座 568.9 m3/d ,采用 2 座 污泥浓缩时间 15h 进泥含水率 99.2% 出泥含水率 9
16、7.5% 池底坡度 0.08 上部直径 9m 贮泥时间 2h 浓缩池总高 5m 设备选用: 直径 9m 重力浓缩池两座,池深 5 m,配 D9000 污泥浓缩机各一台,间歇运行。浓 缩机不考虑整机备用,而是备用可能会损坏的关键部件。 1.2.4 污水处理厂的总体布置 1平面布置 各处理单元构筑物的平面布置: 处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物,在对它们进行平面布置时,应根据各构筑 物 的功能和水力要求结合当地地形地质条件,确定它们在厂区内的平面布置应考虑: (1)贯通,连接各处理构筑物之间管道应直通,应避免迂回曲折,造成管理不便。 (2)土方量做到基本平衡,避免劣质土壤地段 (3)在各处理构筑
17、物之间应保持一定产间距,以满足放工要求,一般间距要求 510m,如有特殊要求构筑物其间距按有关规定执行。 (4)各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑,在减少占地面积。 2管线布置 (1)应设超越管线,当出现故障时,可直接排入水体。 (2)厂区内还应有给水管,生活水管,雨水管,消化气管管线。 辅助建筑物: 污水处理厂的辅助建筑物有泵房,鼓风机房,办公室,集中控制室,水质分析化验 室,变电所,存储间,其建筑面积按具体情况而定,辅助建筑物之间往返距离应短而方 便,安全,变电所应设于耗电量大的构筑物附近,化验室应机器间和污泥干化场,以保 武汉理工大学水质工程学课程设计说明书 8 证良好的工作条件,化验室
18、应与处理构筑物保持适当距离,并应位于处理构筑物夏季主 风向所在的上风中处。 在污水厂内主干道应尽量成环,方便运输。主干宽 69m 次干道宽 34m,人行道宽 1.5m2.0m 曲率半径 9m,有 30%以上的绿化。 3高程布置 为了降低运行费用和使维护管理,污水在处理构筑物之间的流动以按重力流考虑为 宜,厂内高程布置的主要特点是先确定最大构筑物的地面标高,然后根据水头损失,通 过水力计算,递推出前后构筑物的各项控制标高。 根据 SBR 反应池的设计水面标高,推求各污水处理构筑物的水面标高,根据和处理构 筑物结构稳定性,确定处理构筑物的设计地面标高。 武汉理工大学水质工程学课程设计说明书 9 2
19、 设计计算书 2.1 水量计算 平均日流量(m3/d): 3 25000/ d Qmd 平均日平均时污水量: 33 / 241042/0.289/ hd QQmhms 最大日最大时流量: 33 max 1042/0.414/ hz QQKmhms 最小流量: 33 minmax 0.50.5 0.414/0.207/QQmsms 2.2 处理构筑物设计计算 2.2.1 格栅 2.2.1.1 泵前中格栅 设计参数: 栅前流速 v1=0.7m/s,过栅流速 v2=0.9m/s 栅条宽度 s=0.01m,格栅间隙 e=20mm 栅前部分长度 0.5m,格栅倾角 =60 单位栅渣量 W1=0.05m3
20、栅渣/103m3污水 设计计算 (1)确定格栅前水深,根据最优水力断面公式 Qmax=B12V1/2 计算得: 栅前槽宽 0.50.5 1max1 (2/)(21.09BQVm 栅前水深 1 1.09/ 20.545 2 B hm (2)栅条间隙数 (取 n=40) max 0.414 sin60 39.3 0.02 QSin n ehv 设计两组格栅,每组格栅数 n=20 条 (3)栅槽有效宽度 2 (1)0.01(20 1)0.02 200.59Bs nenm 总水槽宽(考虑中间隔墙厚 0.2m) 2 20.22 0.590.21.38BBm 武汉理工大学水质工程学课程设计说明书 10 (
21、4)进水渠道渐宽部分长度其中 111 ()/ 2tan(1.38 1.09)/ 2tan200.40LBBm 1为进水渠展开角) (5)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2=L1/2=0.20m (6)过栅水头损失 h1,因栅条边为矩形截面,取 k=3,=2.42 则 4 22 3 1 sin/ 2sin( / )/ 2hkivgks evg 4 2 3 0.866 3 2.42 (0.01/0.02)0.9 / 2/9.810.103m (7)栅后槽总高度 H 取栅前渠道超高 h2=0.3m,则栅前槽总高度 H1=h+h2=0.545+0.3=0.845m 栅后槽总高度 H= H1+h1
22、=0.845+0.103=0.95m (8)格栅总长度 L=L1+L2+0.5+1.0+H/tan =0.4+0.2+0.5+1.0+0.95/tan60 =2.65m (9)每日栅渣量 33 max1 86400/1000864000.05/1000/1.431.24/0.2/ z WQwkmdmd 所以宜采用机械格栅清渣 2.2.1.2 泵后细格栅 设计参数 设计流量 Qmax=0.414 3 /ms 栅前流速 v1=0.7m/s,过栅流速 v2=0.9m/s 栅条宽度 s=0.01m,格栅间隙 e=10mm 栅前部分长度 0.5m,格栅倾角 =60 单位栅渣量 W1=0.10m3栅渣/1
23、03m3污水 设计计算 (1)确定格栅前水深,根据最优水力断面公式 Qmax=B12V1/2 计算得: 栅前槽宽, 0.50.5 1max1 (2/)(21.09BQVm 栅前水深 1 1.09/ 20.545 2 B hm (2)栅条间隙数) ,取 80. max 0.414 sin60 78.5 0.01 QSin n ehv 设计两组格栅,每组格栅数 n=40 (3)栅槽有效宽度 2 (1)0.01(40 1)0.01 400.79Bs nenm 总水槽宽(考虑中间隔墙厚 0.2m) 2 20.22 0.790.21.78BBm (4)进水渠道渐宽部分长度(其 111 ()/ 2tan(
24、1.78 1.09)/ 2tan200.95LBBm 中 1为进水渠展开角) 武汉理工大学水质工程学课程设计说明书 11 (5)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2=L1/2=0.48m (6)过栅水头损失 h1,因栅条边为矩形截面,取 k=3,=2.42 则 4 22 3 1 sin/ 2sin( / )/ 2hkivgks evg 4 2 3 0.866 3 2.42 (0.01/0.01)0.9 / 2/9.810.260m (7)栅后槽总高度 H 取栅前渠道超高 h2=0.3m,则栅前槽总高度 H1=h+h2=0.545+0.3=0.845m 栅后槽总高度 H= H1+h1=0.8
25、45+0.260=1.1m (8)格栅总长度 L=L1+L2+0.5+1.0+H/tan =0.95+0.48+0.5+1.0+1.1/tan20 =5.95m (9)每日栅渣量 33 max1 86400/1000864000.1/1000/1.432.50/0.2/ z WQwkmdmd 所以宜采用机械格栅清渣 2.2.2 提升泵房设计计算 污水提升泵站设于中格栅和细格栅之间,用于污水提升,使污水在工艺流程中按重 力依次流向下个构筑物。 其中泵房工程结构按远期流量设计,设计流量:Qmax=1458m3/h 本设计采用传统活性污泥法工艺系统,污水处理系统简单,只考虑一次提升。污水 经提升后再
26、过细格栅,然后经平流沉砂池,自流通过厌氧池、氧化沟、二沉池及接触池, 最后由出水管道排入纳污河流。 泵房设计计算 根据后面构筑物高程计算可知,细格栅水面标高为 156.43m,中格栅水头损失为 0.1m,泵房水头损失为 2m,安全水头取 2m,从城市污水干管终点到细格栅的管渠水头损失 按 1m 算 水泵扬程为 H=156.43-150.09+2+0.1+1+2=11.44m 根据流量和扬程选择三台 300QW800-15-55,两备一用,流量为 800m3/h,扬程为 15m. 泵房采用圆形平面钢筋混凝土结构,尺寸为 20 m10m,泵房为半地下式,泵房为半地 下式 地下埋深 6m,水泵为自灌
27、式 2.2.3 沉砂池 本设计根据实际情况选择平流式沉砂池 2.2.3.1 设计参数 武汉理工大学水质工程学课程设计说明书 12 设计流量:Qmax=0.414,设计 1 组沉砂池,每组分为 2 格,每组沉沙池流量 3 /ms Qmax=0.414,设计流速:v=0.25m/s。 3 /ms 水力停留时间:t=30s: i=0.002 2.2.3.2 设计计算 (1)沉砂池长度: L=vt=0.2530=7.5m (2)水流断面积: A=Q/v= 2 0.414/0.251.66m (3)有效水深: 有效水深介于 0.41.0m 之间,本设计取 h2=0.8m (4)池总宽度: 设计 n=2
28、格,每格宽,取 B1=1.00.6m。池总宽度 12 / 21.66/ 2/0.81.04BAhm B=2B1=2.0m (5)沉砂室所需容积: V=86400QmaxtX1/106Kz 式中:t清除沉砂的间隔时间,一般采用 12d,本设计取d; X1城市污水沉砂量,一般采用 30m3/(106m3污水) ; Kz污水流量总变化系数,本设计中 Kz =1.43 代入各数据得, 63 86400/1.431.50Vm (6)每个沉砂斗容积 每格沉砂池设两个沉砂斗,则每个沉砂斗容积 3 1 / 41.50/ 40.375VVm (7)贮砂斗各部分尺寸及容积: 设计斗底宽 a1=0.5m,斗壁与水平
29、面倾角为 600,斗高 h3=0.7m 则沉砂斗上口宽:a=2h3/tan60+a1=2*0.7/tan60+0.5=1.31m 贮砂斗容积 V0=h3(a2+aa1+a12)/3=0.7(1.312+1.31*0.5+0.52)/3=0.61m30.36m3, 符 合要求。 (8)沉砂斗高度: 采用重力排砂,设计池底坡度为 0.06,坡向沉砂斗长度为: L2=(L-2a-0.2)/2=(7.5-2*1.31-0.2)/2=2.34m(两个沉砂斗之间隔壁厚取 0.2m) 则沉砂斗高度 h3=h3+0.06L2=0.7+0.06*2.34=0.84m (9)池总高度 : 取超高 h1=0.3m,
30、 池总高度 H=h1+h2+h3=0.3+0.8+0.84=1.94m (10)校核最小流量时的流速: 武汉理工大学水质工程学课程设计说明书 13 Vmin=Qmin/n1Amin 式中:Vmin最小流速(m/s) ,一般0.15m/s Qmin最小流量(m3/s) ,一般取 Qmin=05 Qmax n1沉砂池格数,最小流量时为 1 个 Amin最小流量时的过水断面面积 代入各数据得,满足要求 min 0.207/(1)0.25/Vm s (11)排砂管道 采用沉砂池底部管道排砂,排砂管道管径 DN=200mm。 2.2.4 计量堰 2.2.4.1 计量堰尺寸设计 本设计设计流量,根据给排水
31、设计手册第五册 567 页表 10-3, 3 max 0.414/Qms 选择测量范围在 0.040-0.500m3/s 的巴氏计量槽,其各部分尺寸 为:W=0.30m,B=1.350m,A=1.377m,C=0.60m, D=0.84m, 2/3A=0.918m。 计量堰按自由流计,根据给排水设计手册第五册,查的应采用的计量堰尺寸 为:当 W=0.30 时, 时, , 自由流取 H2/H1=0.6 3 max 0.414/Qms 1.522 1 0.72 0.680 Q H H2=0.60.72 =0.432m, ,故计量堰水头损失为 H1-H2=0.70-0.432=0.268m 2.2.
32、4.2 上游设计 上游流速: 11 /0.414/(0.84 0.70)0.70/vQ DHm s 水力计算如下: 湿周:f=B+2H1=1.350+2*0.72=2.79m 过水断面:F=BH1=1.35*0.72=0.972 2 m 水力半径:R=F/f= 0.972/2.79=0.35m 水力坡度:i=(vnR-2/3) 2= 2/3 24 (0.7 0.013 0.35)3.36 10 2.2.4.3 下游设计 下游流速:v=Q/DH2=0.414/0.84/0.432=1.14m/s 水利计算如下: 湿周:f=B+2H2=1.350+2*0.432=2.21m 过水断面:F=BH2=
33、1.35*0.432=0.583 2 m 水力半径:R=F/f= 0.583/2.21=0.26m 水力坡度:i=(vnR-2/3) 2=(1.13*0.013*0.26-2/3 )2=1.30*10-3 武汉理工大学水质工程学课程设计说明书 14 2.2.5 SBR 反应池 2.2.5.1 运行周期 反应器个数,周期时间 t=6h,周期数 n2=4,每周期处理水量 1562.5,每周期分 1 4n 3 m 为进水曝气沉淀排水四个步骤,其中进水时间为 12 24 1.5 e th n n 根据滗水器设备性能,排水时间 td=0.5h MLSS 取 4000mg/L,污泥界面沉降速度: 41.2
34、641.26 4.6 104.6 1040001.33uXm 曝气池滗水高度 h1=1.5m,安全水深,沉淀时间:0.5m 1 1.50.5 1.5 1.33 s h th u 曝气时间:6 1.5 1.50.52.5 aesd ttttth 反应时间比:2.5 60.42 a etTh 2.2.5.2 曝气池体积 V 武汉理工大学水质工程学课程设计说明书 15 二沉池出水 BOD5 由溶解性和悬浮性组成,其中只有溶解性与工艺计算 5 BOD 5 BOD 5 BOD 有关。出水溶解性可用下式估计: 5 BOD 7.1 ezde SSK fC 式中-出水溶解性 e S 5 BOD -二沉池出水总
35、,取=20mg/L s S 5 BOD s S -活性污泥自身氧化系数,典型值为 0.06 d K -二沉池出水 SS 中 VSS 所占比例,取=0.75ff -二沉池出水 SS,根据城镇污水处理厂污染物排放标准一级 B 排放标 e C 准。 取=20mg/L, e C mg/L207.1 e S 本例认为进水 TN 较高。为满足硝化要求,曝气段污泥龄取 25,污泥产率系数 c 1 d y 取 0.6,污泥自身氧化系数 Kd 取 0.06,曝气池体积: 3 () 20711 (1)0.45 coe dc YQSS Vm eXfK 2.2.5.3 复核滗水高度 h1 SBR 曝气池共设 4 座,
36、即 n2=4,有效水深 H=5m,滗水高度 h1: 1 2 5 25000 1.51 4 20711 HQ h n V 复核值与设定值相同。 2.2.5.4 复核污泥负荷 25000 200 0.134(/) 0.45 o s QS NkgBOD kgMLSS eXV 2.2.5.5 剩余污泥产量 剩余污泥由生物污泥和非生物污泥组成。剩余生物污泥 计算公式: v X 0 10001000 e vd SSX XYQK Vf 武汉理工大学水质工程学课程设计说明书 16 式中,为二沉池出水 SS 中 VSS 所占比例,一般;Kd 为活性污泥自身氧化系f0.75f 数,Kd 与水温有关,水温为 20
37、度时 kd20=0.06.根据室外排水设计规范的有关规定,不 同水温时应进行修正。本例污水冬季温度 15 度 20(15 20)1 (15)(20)1.04 0.06 1.040.049() T dd KKd 冬季剩余生物污泥量: 0 (10) 10001000 e vd SSX XYQK Vf 200 13.64000 0.6 250000.45 10001000 (kg/d)2175.9 剩余非生物污泥 0 (1) 1000 e sb CC XQf f 式中-设计进水 SS,取 220 0 C 3 /md -进水 VSS 中可生化部分比例,设 b f0.7 b f 0 (1) 1000 e
38、 sb CC XQf f 22020 25000 1000 2375(/)kg d 剩余污泥总量: 2175.923754550.9(/) vs kg d 剩余污泥含水率按 99.2%计算,湿污泥量 3 3 4550.9 568.9/ 10(1)1000 0.8/100 s x Qmd p 剩余污泥含水率按 98%计算,湿污泥量为 3 3 4550.9 227.5/ 10(1)1000 2/100 s x Qmd p 考虑到一定的安全系数,取每天排出 687.6kg 污泥 2.2.5.6 复核出水 5 BOD 0 22 2424 200 8.5(/ ) 24240.0180.75 2.5 4
39、ch a S Lmg l K ft n 2.2.5.7 复核出水 NH3-N 武汉理工大学水质工程学课程设计说明书 17 0.098 (10) 2 0.5 1.32 m e 0.118 (10 15) (10) 0.50.28(/ ) n emg l 10 20 (10) 0.04 1.040.027 n b 硝化菌比增长速度为: 1 1 1/ 250.0270.067() Nn c bd 出水氨氮为; (10)(10) (10) (10)(10) 0.28 0.15(/ ) 0.190.067 NN e mN K mg l 复核结果表明,出水水质可以满足要求。 2.2.5.8 设计需氧量 设
40、计需氧量包括氧化有机物需氧量,污泥自身需氧量,氨氮硝化需氧量和出水带走的氧 量。有机物氧化需氧系数,污泥需氧系数。氧化有机物和污泥需氧量 0.5 0.12b 为: 1 AOR 10 () e AORQ SSeb XVf 200 13.6 0.5()0.45 0.12 4000/1000 20711 0.75 1000 5685.2(/)kg d 进水总氮 N0=45mg/L, 出水氨氮 Ne=15mg/L, 硝化氨氮需氧量: 2 AOR 0 1 4.6(0.12) 1000 e c NNeVXf AORQ 45 150.45 4000 20711 0.75 4.6 (250000.12) 10
41、001000 25 (kg/d)2832.6 反硝化产生的氧量 : 3 AOR 3 2.86Q0.12) 10001000 je w c NTN eVN f AOR 、 45200.4520711 0.75 =2.86 (250000.12) 10001000 25 武汉理工大学水质工程学课程设计说明书 18 1403.7(/)kg d 总需氧量: 5685.22832.6 1403.77114.1/296.4/AORkg dkg h 2.2.5.9 标准需氧量 (20) (20) ( ) C) 1.024 s t sb t AOR C SOR C 式中20 度时氧在清水中饱和溶解度,为 9.
42、17mg/L. (20)s C 氧总转移系数,0.5 氧在污水中饱和溶解度修正系数,0.95 因海拔高度不同而引起的压力系数 P所在地区大气压力 T设计污水温度 设计水温条件下曝气池内平均溶解氧饱和度 ( ) Csb t 设计水温条件下氧在清水中饱和溶解度 ( ) Cs t 空气扩散装置处的绝对压力, b P Ot气泡离开水面时含氧量 Ea空气扩散装置氧转移效率 C曝气池内平均溶解氧浓度,2mg/L 工程所在地海拔高度 153m,大气压力估为 0.98,压力修正系数为 5Pa 5 0.98/1.0130.97 1.013 10 p 微孔曝气头安装在距池底 0.3m 处,淹没深度 H=4.7m,
43、其绝对压力为 3555 9.81.013 100.098 104.71.47 10 () b PPHPa 微孔曝气头氧转移效率 Ea 为 20%,气泡离开水面时含氧量: 21(1) 100% 7921(1) A t A E O E 21 (1 0.2) 100%17.5% 7921(1 0.2) 武汉理工大学水质工程学课程设计说明书 19 夏季水温 25 度,清水氧饱和度为 8.4mg/L,曝气池内平均溶解氧饱和度: (25)s C (25) 5 () 2.02642 bt sbs pO CC 5 5 1.47 1017.5 8.4)9.6/ 2.026 1042 mg l 夏季标准需氧量;
44、(20) 25 205 (25) 296.4 9.17 () 1.0240.85(0.95 0.97 9.62) 1.024 S sb AOR C SOR CC 525.8/kg h 夏季平均空气用量: 33 525.8 8763.3/146.1/ min 0.30.3 0.2 A SORKz mhm E 最大时空气用量: 33 525.8 1.43 12531.6/208.9/ min 0.30.3 0.2 A SORKz mhm E 2.2.5.10 曝气池的布置 SBR 反应池共设一座,每个曝气池长 45m,宽 25m,深 5m,超高 0.5m,有效体积 5625,4 个反应池总有效体积
45、为 22500。单座 SBR 反应池见草图附表一 3 m 3 m 2.2.5.11 鼓风曝气设施 鼓风机房土建按远期建设,设备按近期安装。 内容新 丰 污 水 处 理 厂 功能 提供 SBR 生物池生物处理所需氧气,保证 BOD5 及 N、P 去除 备 注 鼓风机数量(台) 0.32 用 1 备 风 量(m3/min) 90 设 计 参 数 风 压 (mH2O) 5.88 武汉理工大学水质工程学课程设计说明书 20 2.2.6 消毒池 1.设计依据 室外排水设计规范GB50014-20066.13 二级处理出水的加氯量应根据试验资料或类似运行经验确定。无试验资料时,二 级处理出水可采用 615mg/L,再生水的加氯量按卫生学指标和余氯量确定。 功 率 (kw)/台 132 主 要 工 程 内 容 1 座,平面尺寸 3212m,鼓风机房内 3 台鼓风 机,2 用 1 备。单机流量 90m3/min,风压 5.88mH2O,功率 132kw。 运行 根据 SBR 生物池溶解氧浓度调节鼓风机导叶片来自动 调节风量,调节范围 10045%。 武汉理工大学水质工程学课程设计说明书 21 二氧化氯或氯消毒后应进行混合和接触,接触时间不应小于 30min。 2.设计参数 水力停留时间 T=30min 加氯量取 12mg/L 池体平均水深 h=3m 污水量按远期最大流量计:350001.43
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