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污水处理厂毕业设计
城镇生活污水厂处理工艺设计方案
摘要
本次大赛设计是以相关的资料为依据
设计一座城镇生活污水处理厂
其日处理量为20000m3/dm
由于城市污水的主要成分为有机物
所以本次设计采用了改良型氧化沟工艺
氧化沟
又称循环曝气池
类似活性污泥的延时曝气法
近年来我国中小城市污水处理厂采用这一工艺较多
氧化沟目前常用的有卡鲁塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟、三沟及双沟等交替式氧化沟等几种形式
其中以前两种更为常用
氧化沟的共同特点是污水在循环水池中流动
曝气方式主要采用表曝方式(近年来
也有鼓风曝气方式的氧化沟
也被称作氧化沟池型的普曝
结合了氧化沟及微孔曝气的优点)
改良型氧化沟不设初沉池
处理设施大大简化
氧化沟具有传统活性污泥法的特点
有机物去除率高
也具有脱氮除磷的功能
改良型氧化沟这种高效、简单的特点
适合大、中、小型污水处理
改良型氧化沟内缓慢流动时大量有机物被去除
处理后的水达到国家规定的二级排放标准
允许直接排放入河流和湖泊或用于m
处理后的活性污泥经脱水后可被用作肥料
本次设计在构想中充分考虑了环境效益与经济效益之间的联系
尽量最大限度使两者协调
关键词:
改良型氧化沟活性污泥脱氮除磷环境效益
前言3
第一篇设计说明书3
一、污水厂的设计规模及进出水水质3
二、处理程度的计算3
三、城市污水处理设计4
1、工艺流程的比较4
2、工艺流程的选择6
四、污水处理构筑物的设计说明7
1、粗格栅的设计7
2、集水井和提升泵房8
3、细格栅8
4、沉砂池9
5、氧化沟9
6、二沉池10
7、接触消毒池10
五、污泥处理构筑物的设计计算11
1、污泥泵房11
2、排泥泵房11
3、污泥浓缩池11
4、贮泥池及提升泵12
5、脱水间12
六、污水厂平面、高程布置12
1、平面布置12
2、管道布置12
3、高程布置13
第二篇污水厂设计计算书13
七、污水处理构筑物设计13
1、粗格栅的设计13
2、集水井与提升泵房15
3、细格栅的设计16
4、平流沉砂池的设计18
5、氧化沟的设计20
6、二沉池的设计25
7、接触消毒池与加氯间的设计27
八、污泥处理构筑物设计28
1、污泥泵房28
2、排泥泵房29
3、污泥浓缩池29
4、贮泥池及提升泵31
5、脱水间32
九、高程计算32
1、选用管道32
2、管道计算33
3、污水厂的高程布置方法36
4、各构筑物高程确定36
十、经济分析37
1、估算范围及编制依据37
2、固定资产投资估算37
2.2设备投资38
3、运行费用计算39
3.2.2工资福利开支39
3.2.3生产用水水费开支39
3.2.4运费39
3.2.5维护维修费39
3.2.6管理费用39
3.2.7运行成本核算39
结论40
参考文献40
致谢41
前言
水是人类生产、生活中不可缺少的组成部分
在各个领域内发挥着重要的作用
但水是不可再生资源
随着人类文明的进步、社会的发展、工农业生产水平的提高
人类对水资源的污染、破坏确日益严重
水危机威胁着地球
水污染的防治已进入人类的日程安排
对污水进行排放前的处理
即是控制污染源
以达到从根本上防止水体污染的目的
本方案的设计对象广州市从化区
近年来
随着该市工农业的发展及人民生活水平的不断提高
城市生活污水量和工业废水量也相应的大幅度增加
为保障人民的身体健康
提高生活质量
城市排水问题的解决也日益迫切
本设计即进行污水处理厂的初步设计
完成污水泵站、污水及污泥处理的方案选择、技术经济分析、工艺设计及部分施工图设计等
本设计的处理对象为城镇生活污水
主要污染质为悬浮固体(即ss)及溶解和胶体状态的有机污染物(即BOD)
因此
采用活性污泥法
具体的工艺流程为:
进水-中格栅-集水井-细格栅-平流沉砂池-氧化沟-二沉池-接触池-出水;二沉池剩余污泥-提升泵-浓缩池-贮泥池-脱水-干泥外运
第一篇设计说明书
一、污水厂的设计规模及进出水水质
参赛的内容为城镇城镇生活污水处理工程
原水设计水量为20000m3/d
根据中华人民共和国《环境保护法》、《水污染防治法》、广东省《水污染物排放限值》DB44/26-2001
小区污水处理站的出水就近排入沙溪水库
根据排放水功能区域划分
需达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)III类水质标准
经过处理后出水水质要求达到广东省《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)中第二时段一级标准
进出水水质如表1所示:
表1
项目类别CODCrBOD5SSNH4-N动植物油TPPH进水水质250150200402556~8出水水质90206010100.56~9去除率64%86.66%70%75%60%90%---二、处理程度的计算
1、的去除率为:
2、的去除率为:
3、SS的去除率为:
4、NH4-N的去除率为:
5、动植物油的去除率为:
6、TP的去除率为:
三、城市污水处理设计
1、工艺流程的比较
城镇污水处理厂的设计方案
要考虑有效去除和氨氮
污水处理量不大
一般宜采用氧化沟工艺和SBR工艺
1.1SBR法
其工艺流程:
其工作原理如下:
(1)流入工序:
污水注入
注满后进行反应
方向有单纯注水
曝气
缓速搅拌三种
(2)曝气反应工序:
当污水注满后即开始曝气操作
这是最重要的工序
根据污水处理的目的
脱氮应进行相应的处理工作
(3)沉淀工序:
使混合液泥水分离
相当于二沉池
(4)排放工序:
排除曝气沉淀后产生的上清液
作为处理水排放
一直到最低水位
在反应器残留一部分污泥作为种泥
(5)待机工序:
处理水排放后
反应器处于停滞状态等待一个周期
其工艺特点是:
(1)大多数条件下无设置调节池的必要
(2)SVI值较低
易于沉淀
一般情况下不会产生污泥膨胀
(3)通过对运行方式的调节
进行脱氮除磷反应
(4)自动化程度较高
(5)得当时
处理效果优于连续式
(6)单方投资较少
(7)占地规模大
处理水量较小
1.2氧化沟法
其工作流程:
其工作原理如下:
氧化沟一般呈环形沟渠式
污水在沟渠内作环形流动
利用独特的水力流动特点
在沟渠转弯处设曝气装置
在曝气池上方为厌氧段
下方则为好氧段
从而产生富氧区和缺氧区
可以进行硝化和反硝化
取得脱氮的效果
同时氧化沟法泥龄较长
可以存活时代时间较长的微生物进行特别的反应
如脱氮除磷
其工作特点:
(1)液态上
介于完全混合与推流之间
有利于活性污泥的适于生物凝聚作用
(2)对水量水温的变化有较强的适应性
处理水量较大
(3)污泥龄较长
一般长达15~30天
(4)污泥产量低
且多已达到稳定
(5)自动化程度较高
便于管理
(6)占地面积大
运行费用低
脱氮效果还可以进一步提高
因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环
要提高脱氮效果还可以进一步提高脱氮效果势必要增加内循环量
而氧化沟的内循环量从政论上说可以不受限制
因而具有更大的脱氮能力
氧化沟法自问世以来
应用普遍
技术资料丰富
中、小型城市污水处理厂的优选工艺是氧化沟和SBR
它们的共同特点是:
(1)去除有机物效率很高
有的还能脱氮、除磷或既脱氮又除磷
而且处理设施十分简单
管理非常方便
是目前国际上公认的高效、简化的污水处理工艺
也是世界各国中小型城市污水处理厂的优选工艺
(2)在10×104m3/d规模以下
氧化沟和SBR法的基建费用明显低于常规活性污泥法、A/O和A2/O法;对于规模为(5~10)×104m3/d的污水厂
氧化沟与SBR法的基建费用通常要低10%~15%
规模越小
两者差距越大
这对缺少资金建污水厂的中小城市很有吸引力
即使在10×104m3/d规模以下
氧化沟和SBR法的电耗和年运营费用仍高于常规活性污泥法
但如果与基建费用一起来比较
基建费加上20年的运营费总计还是比常规活性污泥法低些
规模越小
低得越多
规模越大
差距越小
当规模为10×104m3/d时
两类工艺的总费用大致相当
因此
对于中小型污水厂采用氧化沟与SBR法在经济上是有利的
(3)氧化沟与SBR工艺通常都不设初沉池和污泥消化池
整个处理单元比常规活性污泥法少50%以上
操作管理大大简化
这对于技术力量相对较弱、管理水平相对较低的中小型污水处理厂很合适
(4)氧化沟和SBR工艺的设备基本上实现了国产化
在质量上能满足工艺要求
价格比国外设备便宜好几倍
而且也省去了申请外汇进口设备的种种麻烦
(5)氧化沟和SBR工艺的抗冲击负荷能力比常规活性污泥法好得多
这对于水质、水量变化剧烈的中小型污水厂很有利
氧化沟和SBR工艺有上述很多共同特点
也有各自的特点和适用性
在选定方案时需要仔细分析
(1)从基建投资看
SBR工艺是合建式
一般情况下征地费和土建费较氧化沟低
而设备费较氧化沟高
总造价的高低则要视具体情况决定
a.地价高
对氧化沟不利
b.进水BOD浓度高
反应容积与沉淀容积的比值高
对氧化沟有利;BOD浓度低
反应容积与沉淀容积的比值低
对SBR有利
(2)从运营费用看
SBR工艺通常用鼓风曝气
氧化沟工艺通常用机械曝气
一般说来
在供氧量相同的情况下
鼓风曝气比机械曝气省电;第二方面
SBR工艺是合建式
不用污泥回流(有的少量回流)
氧化沟工艺是分建式要大量回流
电耗较大;第三方面
SBR工艺是变水位运行
增大了进水提升泵站的扬程
综合考虑
通常氧化沟工艺的电耗要比SBR工艺大些
运营费要高些
(3)氧化沟工艺是连续运行
不要求自动控制
只是在要求节能时用自动控制;SBR工艺是周期间歇运行
各个工序转换频繁
需要自动控制
(4)SBR工艺是静态沉淀
氧化沟工艺是动态沉淀
因而SBR的沉淀效率更高
出水水质更好
2、工艺流程的选择
综上所述
任何一种方法
都可以达到降磷除氮的效果
且出水水质良好
但相对而言
SBR设计过程复杂
维护要求高
运行对自动控制依赖性强;氧化沟工艺虽然基建一次性投资较大
但是后期运行费用低
易于操作管理
基于对设计的研究
污水处理厂的工艺流程要在达到所要求的处理程度的前提下
污水处理各单元有机组合
以满足污水处理的要求
综合各方面
该城市的污水≥0.3可生化性较强
日处理量为20000
为中小型污水处理厂的规模
综合考虑经济技术等方面的因素
本次设计采用氧化沟是适的
四、污水处理构筑物的设计说明
1、粗格栅的设计
粗格栅用以截留污水中的较大悬浮物或者漂浮物
以减轻后续处理物的负荷
用以去除可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物
并保证后续处理设施的正常运行的装置
格栅的设计应该满足以下要求:
a)水泵处理系统前格栅栅条间隙
应符合:
人工清渣25~40mm
机械清渣16~25mm
最大间隙40mm;
b)在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅(每日栅渣量>0.2m3)
一般应采用机械清渣
c)格栅倾角一般用45°~75°
机械格栅倾角一般60°~70°
d)通过格栅的水头损失一般采用0.08~0.15m
e)过栅流速一般为0.6~1.0m/s
设计参数:
栅条宽度b=20mm、
格栅安装角度α=60°.栅前水深h=0.4m.
过栅流速=0.9m/s栅条的间隙数n=45.
格栅宽度B=1.34m栅后槽总高度H=0.802m
栅槽总长度L=2.8m水头损失0.103m
每日栅渣量W=1.0
设计中的各参数均按规范规定的数值来取
2、集水井和提升泵房
设计集水池为矩形
其尺寸为长A=3m
宽B=4m
高H=5m
池容为70
同时为减少滞流和涡流可将集水池的四角设置成内圆角
并应设置相应的冲洗或清泥设施
提升泵的说明:
(1)泵房进水角度不大于45°
(2)相邻两机组突出部分的间距
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米
如电动机容量大于55KW时
则不得小于1m
作为主要通道宽度不得小于1.2m
(3)水泵为自罐式
提升泵采用ZWL型直联自吸式排污泵
型号流量
m3/h扬程
m功率
kw转速
r/min效率
%汽蚀
余量
m自吸
高度
m自吸
时间
min/m重量kgZWL250-420-204208551450616.04.52.510203、细格栅
细格栅的设计与粗格栅相似
设计参数:
栅条宽度b=10mm格栅安装角度α=60°
栅前水深h=0.4m过栅流速=0.9m
栅条的间隙数n=90(设计两组格栅
每组格栅间隙数为n=45条)
格栅宽度B=1.98m栅后槽总高度H=0.96m
栅槽总长度L=2.89m水头损失0.25m
每日栅渣量W=2.0
4、沉砂池
沉砂池的作用是去除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较大的无机颗粒下沉
而有机悬浮颗粒则随水流带走
沉砂池设计中
必须按照下列原则:
(1)城市污水厂一般设置沉砂池
座数或分隔数应不小于2座
并按并联运行原则考虑
(2)设计流量应该按分期建设考虑:
*当污水自流进入时
应该按照每期的最大设计流量计算
*当污水用提升泵送入时
应该按照每期工作水泵的最大组合流量
*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0.2以上的颗粒为主
(4)城镇污水的沉砂量可按每105m3污水沉砂量为30m3计算
其含水率为60%
容量为1500kg/m3
(5)贮砂斗容积应按两日沉砂量计算
贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于55°
排砂管直径不应小于0.3m
(6)沉砂斗的超高不宜小于0.3m
(7)除砂一般采用机械方法
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
设计参数:
采用平流沉砂池
具有处理效果好
结构简单的特点
分两格
沉砂池长度L=7.5m池总宽度B=2m
有效水深h2=0.69m贮泥斗容积0.31
沉砂斗斗底宽b1=0.5m斗高=0.45m
斗壁与水平面的倾角为55°斗部上口宽=1.13m:
沉砂池总高度H=1.36m
5、氧化沟
本设计采用的是卡鲁赛尔2000(Carrousel)氧化沟
是二级处理的主要构筑物
是活性污泥的反应器
经氧化沟后
水质得到大大改善
设计参数:
设计两组氧化沟
四廊道式
好氧池容积=10593缺氧池的容积=2648.25
有效水深H=4.5m单池沟道宽:
B=6m
单沟道直线段长=38.5m缺氧沟沟长单沟道直线长(包括分割处弯道折算为直线段)为=15.83m(取16m)
给水系统:
通过池底放置的给水管
在池底布置成六边形
再加上中心共七个供水口
利用倒置喇叭口
可以均化水流
减少对膜式曝气管的冲刷
尽可能的提高膜式曝气管的使用寿命
排水系统:
利用双边溢流堰
在边池沉淀完毕
出水闸门开启
污水通过溢流堰
进行泥水分离
澄清液通过池内的排水渠
排到接触消毒池
在排水完毕后
出水闸门关闭
曝气系统:
采用表面机械曝气HDS400调速型倒伞形叶轮表面曝气机
排泥系统:
采用轨道式吸泥机
由于池体为氧化沟
其边沟完成沉淀阶段后
转变为缺氧池
因此其回流污泥速度快
避免了污泥的膨胀
6、二沉池
该沉淀池采用中心进水
周边出水的辐流式沉淀池
采用刮泥机进行刮泥
设计2座辐流式二沉池
设计参数:
设计进水量(单个沉淀池)Qmax=15000m3/d=0.17m3/s
表面负荷q=1.2m3/m2.h水力停留时间(沉淀时间):
t=2h
堰负荷1.42
沉淀池直径(取26m)有效水深h1=qt=1.22=2.4m
二沉池总高度H=5.07m污泥区所需存泥容积
7、接触消毒池
城市污水经过一级或者二级处理以后
水质改善
细菌含量也大幅度减少
但其绝对值仍很可观
并有存在病原菌的可能
因此污水排入水体前应进行消毒
采用紫外线消毒系统
设计参数:
流量Q=20000=231.5(设计一座)
BOD5=20mg/L
紫外透光率(UVT)65%
均悬浮颗粒尺寸um
出水粪大肠菌群数个/L
五、污泥处理构筑物的设计计算
1、污泥泵房
二沉池活性污泥由吸泥管吸入
由池中心落泥管及排泥管排入
池外套筒阀井中
然后由管道输送至回流泵房
其他污泥由刮泥板刮入污泥井中
再由排泥管排入剩余污泥泵房集泥井中
选用LXB-900螺旋泵3台(2用1备)
单台提升能力为480
提升高度为2.0m-2.5m
电动机转速n=48r/min
功率N=55kW
回流污泥泵房占地面积:
10m×5m
2、排泥泵房
二沉池产生的剩余活性污泥及其它处理构筑物排出污泥由地下管道自流入集泥井
污泥浓缩池中
剩余污泥泵(地下式)将其提升至脱水间.
处理厂设一座剩余污泥泵房(两座二沉池共用)
剩余污泥泵选两台
2用1备
单泵流量Q>2Qw/2=5.56m3/h
选用1PN污水泥浆泵
Q=7.2-16m3/h
H=12-14m
功率N=3kw
剩余污泥泵房占地面积L×B=4m×3m
集泥井占地面积
3、污泥浓缩池
采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池
用带栅条的刮泥机刮泥
采用静压排泥
剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池
设计规定:
(1)进泥含水率:
当为初次污泥时
其含水率一般为95%~97%;当为剩余污泥时
其含水率为99.2%~99.6%
(2)污泥固体负荷:
负荷当为初次污泥时
污泥固体负荷宜采用80~120
当为剩余污泥时
污泥固体负荷宜为30~60
(3)浓缩时间不宜小于12h
但也不要超过24h
(4)有效水深一般为4m
最低不小于3m
设计参数:
每座污泥总流量=1334.4
采用两座
进泥浓度为10污泥含水率=99.0%
浓缩后含水率=96.0%污泥固体负荷=45
污泥浓缩时间T=13h贮泥时间t=4h
浓缩池直径(取6.2m)水力负荷
有效水深h1=2.39m(取2.4m)浓缩池总高度H=4.36m
4、贮泥池及提升泵
设计参数:
设贮泥池1座
进泥量=2×33.36=66.72贮泥时间T=12h
贮泥池尺寸(将贮泥池设计为正方形形)=3.6×3.6×3.6
污泥提升泵将贮泥池的污泥提升至污泥脱水间
选用1PH污泥泵两台
一用一备
单台流量Q=7.2~16
扬程H=12~14m
功率N=3kw
泵房平面尺寸L×B=4×3m
5、脱水间
脱水机房尺寸(10×10)m2
泥饼外运填埋
六、污水厂平面、高程布置
1、平面布置
各处理构筑物是污水处理厂的主体构筑物
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
确定它们在厂区的平面布置应考虑:
(1)贯通连接各构筑物之间的管道应直通
应避免迂回曲折
造成管道不便
(2)土方量做到基本平衡
避免劣质土壤地段
(3)在各处理构筑物之间应保持一定的间距
以满足施工要求
一般间距要求5~10m
如有特殊要求构筑物其间距应按有关规定执行
(4)各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑
以减少占地面积
2、管道布置
(1)应设置超越管
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
雨水管线
辅助建筑物:
污水处理厂的辅助构筑物有泵房
办公室
集中控制室
变电所
储蓄间
其建筑面积按具体情况而定
辅助构筑物之间往返距离应短而方便
安全
变电所应设于耗氧量大的构筑物附近
化验室影射机器间和污泥干化场
以保证良好的工作条件
化验室应与处理构筑物之间保持适当距离
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
3、高程布置
为了降低运行费用
便于维护管理
污水在流动方向上的流动应按重力自流考虑为宜
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
根据氧化沟的设计水面标高
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
确定处理构筑物的设计地面标高
注:
高程部分的具体计算见设计计算书
第二篇污水厂设计计算书
七、污水处理构筑物设计
1、粗格栅的设计
格栅是由一组平行的金属栅条制成
斜置在污水流经的渠道上或水泵前集水井处
用以截留污水中的大块悬浮杂质
以免后续处理单元的水泵或构筑物造成损害
设计流量Q=20000m3/d
选取污水流量总变化系数Kz=1.5则:
最大流量Qmax=1.5×20000m3/d=30000m3/d=0.347m3/s
(1)栅条的间隙数n
设栅前水深h=0.4m
过栅流速为=0.9m
粗格栅栅条宽度b=20mm
格栅安装角度α=60°
n==44.85(取n=45)
(2)格栅宽度B
设栅条宽度为S=0.01m
==1.34m
(3)进水渠道渐宽部分长度
设进水渠宽=0.9m
渐宽部分展开角=20°
=0.60m
(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
==0.3m
(5)过栅水头损失
设栅条为矩形断面
取k=3
(k为系数
格栅受污物堵塞后
水头损失增加的倍数
一般k=3);为阻力系数
与栅条断面形状有关
因栅条为矩形断面
=2.42
==0.102m
(6)栅后槽总高度H
取格栅前渠道超高
栅前槽高0.4+0.3=0.7m
栅后槽总高0.4+0.102+0.3=0.802m
(7)栅槽总长度L
=0.6+0.3+0.5+1.0+=2.8m
(8)每日栅渣量W
为单位体积污水栅渣量
一般取0.1~0.01
在此取0.05;
为污水流量总变化系数
查资料取1.5.
=1.0
当栅渣量大于0.2时宜采用机械清渣
因此采用机械清渣
(9)清渣设备
选择GSC1500型旋转式格栅除污机
一台
型号有效
栅宽
W设备
宽度
W1沟渠
宽度
W2栅齿
间隙
(mm)栅网
速度
(m/min)卸渣高度
H2
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