1、精選優質文檔-傾情為你奉上污水廠設計工藝黃河水利職業技術學院環境與化學工程系環境監測與治理1101班元文波專心-專注-專業目錄1概述1.1 設計依據本設計采用的主要規范及標準：城市污水處理廠污染物排放標準 （GB18918-2002） 二級排放標準室外排水設計規范（1997年版） （GBJ 14-87）給水排水工程概預算與經濟評價手冊1.2 污水處理平面與高程圖2原水水量與水質和處理要求2.1 原水水量與水質Q=60000m3/dBOD5=190mg/L COD=360mg/L SS=200mg/LNH3-N=45mg/L TP=5mg/L2.2處理要求污水排放的要求執行城鎮污水處理廠污染物排

2、放標準（GB18918-2002） 二級排放標準：BOD530mg/L COD100mg/L SS30mg/LNH3-N25（30）mg/L TP3mg/L3污水處理工藝的選擇本污水處理廠水質執行城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002） 二級排放標準，其污染物的最高允許排放濃度為：BOD530mg/L；COD100mg/L；SS30mg/L；NH3-N25（30）mg/L；TP3mg/L。城市污水中主要污染物質為易生物降解的有機污染物，因此常采用二級生物處理的方法來進行處理。二級生物處理的方法很多，主要分兩類：一類是活性污泥法，主要包括傳統活性污泥法、吸附再生活性污泥法、完全混

3、合活性污泥法、延時活性污泥法（氧化溝）、AB工藝、A/O工藝、A2/O工藝、SBR工藝等。另一類是生物膜法，主要包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法等工藝。任何工藝都有其各自的特點和使用條件。活性污泥法是當前使用比較普遍并且有比較實際的參考數據。在該工藝中微生物在處理單元內以懸浮狀態存在，因此與污水充分混合接觸，不會產生阻塞，對進水有機物濃度的適應范圍較大，一般認為BOD5在150400 mg/L之間時，都具有良好的處理效果。但是傳統活性污泥處理工藝在處理的多功能性、高效穩定性和經濟合理性方面已經難以滿足不斷提高的要求,特別是進入90年代以來,隨著水體富營養化的加劇,我國明確制定了嚴格的氨氮

4、和硝酸鹽氮的排放標準,從而各種具有除磷、脫氮功能的污水處理工藝:如 A/O工藝、A2/O工藝、SBR工藝、氧化溝等污水處理工藝得到了深入的研究、開發和廣泛的應用,成為當今污水處理工藝的主流。該地的污水中BOD5 在190 mg/L左右,要求出水BOD5低于30mg/L。在出水的水質中,不僅對COD、BOD5、SS去除率都有較高的要求,同時對氮和磷的要求也進一步提高.結合具體情況在眾多的污水處理工藝中選擇了具有良好脫氮除磷效果的兩種工藝CASS工藝和Carrousuel氧化溝工藝進行方案技術經濟比較。4污水處理工藝方案比選4.1 Carrousuel氧化溝工藝(方案一)氧化溝時二十世紀50年代由

5、荷蘭的巴斯維爾開發，后在歐洲、北美迅速推廣，80年代中期，我國部分地區也建造了氧化溝污水處理工程。近幾年來，處理廠的規模也發展到日處理水量數萬立方米的工業廢水及城市污水的大、中型污水處理工程。氧化溝之所以能在近些年來得到較快的發展，在于它管理簡便、運行穩定、流程簡單、耐沖擊負荷、處理效果好等優點，特別是氧化溝具有特殊的水流混合特征，氧化溝中的曝氣裝置只設在某幾段處，在靠近曝氣器下游段水流攪動激烈，溶解氧濃度較高，但隨著水流遠離曝氣區，水流攪動迅速變緩，溶解氧則不斷減少，甚至出現缺氧區，這種水流變化的特征，可發生硝化、反硝化作用，以達到生物脫氮的目的，故氧化溝法處理NH3-N效果非常好，同時由于

6、存在厭氧、好氧條件，對污水中的磷也有一定的去除率。氧化溝根據構造和運行方式的不同，目前較多采用的型式有“Carrousel型氧化溝”、“Orbal型氧化溝”、“一體化氧化溝”和“交替式氧化溝”等，其中，由于交替式氧化溝要求自動化水平較高，而Orabal氧化溝因水深較淺，占地面積較大，本報告推選Carrousel氧化溝作為比選方案之一。本設計采用的是Carrousel氧化溝工藝.其工藝的處理流程圖如下圖4-1所示:污水中格柵提升泵房細格柵曝氣沉砂池厭氧池Carrousel氧化溝二沉池接觸池排水濃縮池貯泥池脫水圖4-1 Carrousel氧化溝工藝流程圖4.1.1污水處理系統的設計與計算4.1.1

7、.1進水閘門井的設計進水閘門井單獨設定,為鋼筋混凝土結構。設閘門井一座,閘門的有效面積為1.8m2,其具體尺寸為1.2×1.5 m,有效尺寸為1.2 m×1.5 m×4.5 m。設一臺矩形閘門。當污水廠正常運行時開啟,當后序構筑物事故檢修時,關閉某一閘門或者全部關閉,使污水通過超越管流出污水處理廠。4.1.1.2 中格柵的設計與計算其計算簡圖如圖4-2所示(1)格柵間隙數:設柵前水深h=0.5m,過柵流速v=0.9m/s,柵條間隙寬度b=0.02m,格柵傾角60°，建議格柵數為2，一備一用。=68個(2)格柵寬度:設柵條寬度S=0.01m,B=S(n-1

8、)+bn=0.01×(68-1)+0.02×68=2.032.00m(3)進水渠道漸寬部分的長度：設進水渠道寬B1=1.60m,其漸寬部分的展開角20（進水渠道內的流速為0.82m/s）,=0.56m(4)柵槽與出水渠道連接處漸窄部分的長度：=0.28m(5)通過格柵的水頭損失：設柵條斷面為銳邊矩形斷面（=2.42，=3），= = =0.103m (6)柵后槽總高度：設柵前渠道超高=0.3m,=0.5+0.103+0.30.9m(7)柵槽總長度： =2.8m(8)每日柵渣量：在格柵間隙為20mm的情況下，設柵渣量為每1000m3污水產0.07 m3，=m3/d0.2 m3/

9、d宜采用機械清渣。 圖4-2 格柵計算示意圖4.1.1.3細格柵的設計與計算其計算簡圖如圖4-2所示(1)格柵間隙數：設柵前水深h=0.5m,過柵流速v=0.9m/s,柵條間隙寬度b=0.006m,格柵傾角=600，格柵數為2。=109個(2)格柵寬度：設柵條寬度S=0.01m,B=S(n-1)+bn=0.01×(109-1)+0.006×109=1.731.75m(3)進水渠道漸寬部分的長度：設進水渠道寬B1=1.6m,其漸寬部分的展開角=20（進水渠道內的流速為0.82m/s）,=0.22m(4)柵槽與出水渠道連接處漸窄部分的長度：=0.11m(5)通過格柵的水頭損失：

10、設柵條斷面為銳邊矩形斷面（=2.42，=3），= = =0.51m (6)柵后槽總高度：設柵前渠道超高=0.3m,=0.5+0.3+0.511.3m(7)柵槽總長度：=2.41m(8)每日柵渣量：在格柵間隙為6mm的情況下，設柵渣量為每1000m3污水產0.07 m3，=m3/d0.2 m3/d宜采用機械清渣。4.1.1.4 曝氣沉砂池的設計與計算本設計采用曝氣沉砂池是考慮到為污水的后期處理做好準備。建議設兩組沉砂池一備一用。其計算簡圖如圖4-3所示。具體的計算過程如下：(1)池子總有效容積：設t=2min,V=t×60=0.652×2×60=78 m3(2)水流

11、斷面積：A=9.31m2沉砂池設兩格，有效水深為2.00m，單格的寬度為2.4m。(3)池長：L=8.38m，取L=8.5 m(4)每格沉砂池沉砂斗容量：=0.6×1.0×8.5=5.1 m3(5)每格沉砂池實際沉砂量：設含砂量為20 m3/106 m3污水，每兩天排一次，=1.135.1 m3(6)每小時所需空氣量：設曝氣管浸水深度為2.5 m，查表得單位池長所需空氣量為28 m3/(m·h),q=28×8.5×(1+15%)×2=547.4 m3式中(1+15%)為考慮到進口條件而增長的池長。 圖4-3 曝氣沉砂池計算示意圖4.1

12、.1.5 厭氧池的設計與計算4.1.1.5.1 設計參數設計流量為60000 m3/d，設計為兩座每座的設計流量為30000 m3/d。水力停留時間：h。污泥濃度：=3000mg/L污泥回流液濃度：=10000 mg/L4.1.1.5.2 設計計算(1)厭氧池的容積：=30000×2/24=2500 m3(2)厭氧池的尺寸：水深取為=5,則厭氧池的面積：=500 m2。厭氧池直徑：=25 m。考慮0.3的超高，故池總高為=5.3 m。(3)污泥回流量的計算回流比計算：=0.42污泥回流量：=0.42×30000=12600 m3/d4.1.1.6 Carrousel氧化溝的

13、設計與計算氧化溝，又被稱為循環式曝氣池，屬于活性污泥法的一種。見圖4-4氧化溝計算示意圖。本次設計采用Carrousel型氧化溝，共兩組。每組設計如下：高氧區進水和回流污泥曝氣器曝氣器低氧區導流墻 圖4-4 Carrousel氧化溝計算示意圖4.1.1.6.1設計參數設計流量Q=30000m3/d設計進水水質BOD5=190mg/L； COD=360mg/L；SS=200mg/L；NH3-N=45mg/L；污水水溫25。設計出水水質BOD530mg/L；COD100mg/L；SS30mg/L；NH3-N25（30）mg/L； TP3mg/L。污泥產率系數Y=0.55; 污泥濃度（MLSS）X=

14、4000mg/L;揮發性污泥濃度（MLVSS）XV=2800mg/L; 污泥齡=30d; 內源代謝系數Kd=0.055.4.1.1.6.2設計計算(1)去除BOD氧化溝出水溶解性BOD濃度S。為了保證沉淀池出水BOD濃度Se30mg/L,必須控制所含溶解性BOD濃度S2，因為沉淀池出水中的VSS也是構成BOD濃度的一個組成部分。S=Se-S1S1為沉淀池出水中的VSS所構成的BOD濃度。S1=1.42(VSS/TSS)×TSS×(1-e) =1.42×0.7×20×(1-e)=13.59 (mg/L)S=20-13.59=6.41(mg/L)好

15、氧區容積V1。好氧區容積計算采用動力學計算方法。V1=10247m3好氧區水力停留時間：t=8.20h剩余污泥量XX= =2096（kg/d）去除每1kgBOD5所產生的干污泥量=0.499（kgDS/kgBOD5）。 (2)脫氮需氧化的氨氮量N1。氧化溝產生的剩余污泥中含氮率為12.4%，則用于生物合成的總氮量為：N0=3.82(mg/L)需要氧化的氨氮量N1=進水TKN-出水NH3-N-生物合成所需要的氨N。N1=45-15-3.82=26.18(mg/L)脫氮量NR=進水TKN-出水TN-生物合成所需要的氨N=45-20-3.82=21.18(mg/L)脫氮所需要的容積V2脫硝率qdn(

16、t)= qdn(20)×1.08(T-20)=0.035×1.08(14-20)=0.022kg脫氮所需要的容積:V2=10315 m3脫氮水力停留時間:=8.25 h氧化溝總體積V及停留時間t:V=V1+V2=10247+10315= 20562m3t=V/Q=16.45 h校核污泥負荷=0.083(3)氧化溝尺寸：取氧化溝有效水深為5m，超高為1m，氧化溝深6m。氧化溝面積為A=20562/5=4112.4m2單溝寬10m，中間隔墻寬0.25m。則彎道部分的面積為：A1=965.63m2直線段部分的面積:A2= =4112.4-965.63=3146.77 m2單溝直線

17、段長度：L=78.67m，取79m。進水管和出水管：污泥回流比R=63.4%，進出水管的流量為：Q1=1.634×30000m3/d=0.568 m3/s，管道流速為1.0m/s。則管道過水斷面：A=0.568m2管徑d=0.850m,取管徑850mm。校核管道流速：v=0.94m(4)需氧量實際需氧量：AOR=D1-D2-D3+D4-D5去除BOD5需氧量：D1=7754.03(kg/d) （其中=0.52，=0.12）剩余污泥中BOD5需氧量：D2=1131.64(kg/d)剩余污泥中NH3-N耗氧量：D3=454.57(kg/d) （0.124為污泥含氮率）去除NH3-N的需氧

18、量：D4=4.6×（TKN-出水NH3-N）×Q/1000=3450(kg/d)脫氮產氧量：D5=2.86×脫氮量=1514.37(kg/d)AOR= D1-D2-D3+D4-D5=8103.45(kg/d)考慮安全系數1. 2，則AOR=8103.45×1.2=11344.83(kg/d)去除每1kgBOD5需氧量=2.95（kgO2/kgBOD5）標準狀態下需氧量SORSOR=（CS（20）20時氧的飽和度，取9.17mg/L；T=25；CS(T)25時氧的飽和度，取8.38mg/L；C溶解氧濃度，取2 mg/L；=0.85；=0.95；=0.909

19、）SOR=20764.89(kg/d)去除每1kgBOD5需氧量=5.41（kgO2/kgBOD5）曝氣設備的選擇：設兩臺倒傘形表面曝氣機，參數如下：葉輪直徑：4000mm；葉輪轉速：28R/min；浸沒深度：1m；電機功率：210KW；充氧量：2.1kgO2/(kW·h)。4.1.1.7二沉池的設計與計算其計算簡圖如圖4-5所示4.1.1.7.1設計參數=652 L/s=2347.2 /h;氧化溝中懸浮固體濃度 =4000 mg/L;二沉池底流生物固體濃度 =10000 mg/L;污泥回流比 R=63.4%。4.1.1.7.2 設計計算(1) 沉淀部分水面面積 根據生物處理段的特性，選取二沉池表面負荷q=0.9m/(m2·h),設兩座二次