北京市卡罗塞尔氧化沟工艺污水处理厂设计.docx
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1、 1 目 录 1 设计概述 . 6 1.1 设计依据及设计任务 . 6 1.1.1 设计题目 . 6 1.1.2 设计原始资料 . 6 1.1.3 设计内容和要求 . 7 1.2 设计水量 . 7 1.2.1 污水来源及状况 . 7 1.2.2 污水量的计算 . 8 1.3 设计水质 . 9 1.3.1 生活污水水质: . 9 1.3.2 工业污水水质 . 9 1.3.3 混合污水水质 . 9 1.3.4 排水水质 . 10 1.4 当量人口的计算 . 10 1.4.1 SS 当量人口 . 11 1.4.2 BOD 当量人口 . 11 2 城市污水处理方案的确定 . 11 2.1 确定污水处理
2、方案的原则: . 11 2.2 污水处理方案的确定1,2,4 . 12 2.3 设计方案的确定 . 12 2.4 工艺流程的确定 . 12 2 2.5.污水处理构筑物的选择 . 13 2.6.污泥处理构筑物的选择 . 17 2.7 中水处理构筑物的选择 . 18 3 污水处理系统的设计 . 19 3.1 污水厂进水干管的设计 . 19 3.2 格栅的设计 . 19 3.2.1 中格栅的设计 . 20 3.2.2 细格栅的设计 . 22 3.2.3 格栅除污机的选择 . 24 3.3 污水提升泵房的设计 . 25 3.3.1 选泵 . 25 3.3.2 集水池 . 26 3.3.3 潜水泵的布置
3、 . 26 3.3.4 泵房高度的确定 . 27 3.3.5 泵房附属设施 . 27 3.3.6 起吊设备 . 28 3.3.7 单管出水井的设计 . 28 3.4 旋流式沉砂池的设计 . 28 3.4.2 设计计算 . 28 3.5 卡罗塞氧化沟 . 29 3.5.1 设计依据与要求 . 29 3.5.2 设计计算 . 29 3.6 配水井 . 35 3.6.1 配水井的计算 . 35 3 3.7 二沉池的设计 . 36 3.7.1 设计要求 . 36 3.7.2 设计参数 . 37 3.7.3 设计计算 . 37 3.7.4 二沉池进水管路计算 . 38 3.7.5 刮泥设备的选择 . 4
4、1 3.8 紫外线消毒 . 41 3.8.1 设计参数和依据 . 41 3.8.2 设计计算 . 41 3.9 计量设施 . 42 3.9.1 计量设备的选择 . 42 3.9.2 设计依据: . 42 3.9.3 设计计算 . 43 4 污泥处理系统的设计 . 43 4.1 浓缩池的设计 . 43 4.1.1 设计要求 . 43 4.1.2 设计参数: . 44 4.1.3 设计计算 . 44 4.2 污泥泵房 . 47 4.3 均质池 . 47 4.3.1 设计计算: . 48 4.4 脱水机房 . 48 4.4.1 设计计算 . 48 4.4.2 压滤机的选用 . 49 4 5 污水回用
5、系统的设计 . 49 5.1 过滤池的设计 . 50 5.1.1 设计依据 . 50 5.1.2 设计参数: . 50 5.1.3 设计计算 . 50 5.2 消毒池的计算 . 54 5.2.1 消毒方式的选择 . 54 5.2.2 液氯消毒的设计计算 . 54 5.2.3 接触消毒池计算 . 55 5.2.4 加氯机的选择: . 56 5.2.5 氯库及加氯间的设计 . 56 6 污水处理厂的总体布置 . 57 6.1 平面布置及平面图 . 57 6.1.1 平面布置的一般原则 . 57 6.1.2 厂区平面布置形式 . 58 6.1.3 污水厂平面布置的具体内容 . 58 6.2 污水厂的
6、高程布置 . 58 6.2.1 污水处理厂高程布置应考虑事项 . 58 6.2.2 污水厂的高程布置 . 59 6.2.3 高程计算 . 59 参考文献: . 1 5 北京市卡罗塞尔氧化沟工艺污水处理厂设计北京市卡罗塞尔氧化沟工艺污水处理厂设计 内容内容摘要:摘要:本设计内容为北京市卡罗塞氧化沟工艺污水处理厂工艺设计,其处理对象主要为生活污水和工业废水,要求城市污水经处理后,70%就近排入水体。达到污水处理厂出水水质参考城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)中的一级 B 标准。城市污水经处理后,30%经处理工艺处理后的,作为城市景观环境用水,出水水质应执行再生水作为景观环境用
7、水的水质标准要求。本污水处理厂工艺主要流程为:污水先进水总格栅,后进泵房与细格栅,经沉砂池后进入二级处理,即卡罗赛氧化沟池,然后由最终沉淀池沉淀出水;然后是泥处理与中水回用。 关键词:关键词:污水处理;卡罗塞尔氧化沟;污泥浓缩;中水回用 6 1 1 设计概述设计概述 1.11.1 设计依据及设计任务设计依据及设计任务 1.1.11.1.1 设计题目设计题目 北京市卡罗塞尔氧化沟工艺污水处理厂设计 1.1.21.1.2 设计原始资料设计原始资料 环境工程专业毕业设计任务书 (一)排水体制:完全分流制 (二)污水量 1.城市设计人口 38万人, 居住建筑内设有室内给排水卫生设备和淋浴设备。 2.城
8、市公共建筑污水量按城市生活污水量的 30计。 3.工业污水量为 28000m3d,其中包括工业企业内部生活淋浴污水。 4.城市混合污水变化系数:日变化系数 K日1.15,总变化系数 KZ1.35。 (三)水质: 1.当地环保局监测工业废水的水质为: BOD5290mg/L COD560mg/L SS230mg/L TN44mg/L NH3-N=28mg/L TP4.5mg/L PH78 2.城市生活污水水质: COD380mg/L NH3-N=35mg/L TN40mg/L TP3.6mg/L (四)出水水质 污 水 处 理 厂 出 水 水 质 参 考 城 镇 污 水 处 理 厂 污 染 物
9、排 放 标 准 (GB18918-2002)中的一级 B 标准,因此确定本污水厂出水水质控制为: CODCr60mg/L SS20mg/L BOD520mg/L TN20mg/L NH3-N=8(15)mg/L TP1mg/L 城市污水经处理后,30%作为城市景观环境用水,用于湖泊水源水。出水水质应执行景观环境用水的再生水水质指标(GB/T 18921-2002)要求。 (五)气象资料 l、气温:年平均气温 12.30,夏季平均气温 30,极端最高气温 30,冬季 7 最高气温-8,极端最低气温-18.3。 2、风向风速:主导风向夏季为南风,冬季为北风,最大风速 20m/s (六)水体资料 河
10、流最高水位 55.0m(五十年一遇洪水位) 正常水位 53.9 m ,最低水位 53.00,河底高程 51.5m (七)厂区地面平坦,厂区设计地面标高为 59.5 m, (八)污水处理厂进水干管数据 污水管进厂管内底标高 52.6m,管径 1400mm 充满度 0.85m 1.1.31.1.3 设计内容和要求设计内容和要求 1.通过阅读中外文文献,调查研究并收集有关资料,确定合适的污水、污泥及中水处理工艺流程,进行各个构筑物的水利计算。 2.完成一套完整的设计计算说明书。说明书应包括:污水处理工程设计的主要原始资料;污水水量的计算、污泥处理程度计算;污水泵站设计;污水污泥及中水处理单元构筑物的
11、详细设计计算, (包括设计流量计算、污水管道计算、参数选择、计算过程等,并配相应的单线计算草图) ;厂区总平面布置说明;污水处理运行分析等。设计说明书要求内容完整,计算正确文理通顺、书写工整。 3.毕业设计图纸应准确的表达设计意图,图面力求布置合理、正确清晰,符合工程制图要求,图纸不少于 5 张,其组成还应满足下列要求: (1)污水处理厂工艺及污水回用总平面图 1 张。 (2)污水处理厂污水、污泥及污水回用工程处理高程布置图 1 张,即污泥及中水处理高程纵剖面图,包括构筑物标高、水面标高、构筑物名称等。 (4)污水、污泥处理工艺中单项构筑物施工平面图和剖面图 3 张。 1.21.2 设计水量设
12、计水量 1.2.11.2.1 污水来源及状况污水来源及状况 城市设计人口 38 万人 城市公共建筑物污水量:1.55104 m3d 工业平均排水量: 2.8104 m3d 城市混合污水变化系数:日变化系数 K日1.15,总变化系数 KZ1.35。 8 1.2.2 污水量的计算 (1)生活平均日污水量(据人口数计算) 11qNQ 式中: 1Q 居住区生活污水设计流量,m3d; N 设计人口数,人; 1q居住区居民生活用水量定额,L/capd;本设计取 q1=160 L/capd 污水排放系数;本设计取=0.85 则有: dmqNQq/10168. 510160108 . 385. 0345511
13、 (2)城市公共建筑水量: dmQQqq/1055. 1%303412 (3)工业污水量(包括厂区生活与淋浴用水) dmQq/108 . 2343 (4)平均日混合污水量 dmQQQQqqq/1052. 934321 (5)城市混合污水总变化系数: 日变化系数取:K日1.15, 总变化系数取:KZ1.35。 则本设计的设计水量如下表 1-1: 表 1-1 设计水量 项目 设计用水量 m3d m3h Ls 平均日水量 95200 3966.67 1101.85 最大日水量 109480 4561.67 1267.13 最大日最大时水量 128520 5355 1487.5 9 1 1.3 .3
14、设计水质设计水质 1.3.1 1.3.1 生活污水水质:生活污水水质: 根据给排水设计手册第 5 册 城镇排水公式 (1)BOD5 的计算: 51000saBODq 式中:每人每天排放的 BOD5 ,经查阅本设计取 30L/(人.d) q每人每天排放污水的升数,经查阅本设计取 160L/(人.d) 则有: BOD5 =85. 0160/301000dg人220.59 mg/L (2)SS 的计算: SS=85. 0160401000294.12 mg/L (3)COD380mg/L NH3-N=35mg/L TN40mg/L TP3.6mg/L 校核 BOD5 / COD=0.580.3,故可
15、生化性强。 1.3.2 1.3.2 工业污水水质工业污水水质 BOD5290mg/L COD560mg/L SS230mg/L TN44mg/L NH3-N=27mg/L TP4.5mg/L PH78 1.3.31.3.3 混合污水水质混合污水水质 LmgCOD/24.44310280001051700560102800038010517003333 LmgBOD/97.24410280001051700290102800059.220105170033335 LmgSS/59.27110280001051700230102800012.29410517003333 LmgTN/41.4110
16、2800010517004410280004010517003333 10 LmgTP/92. 3102800010517005 . 410280006 . 310517003333 LmgNNH/19.321028000105170027102800035105170033333 1.3.41.3.4 排水水质排水水质 处理水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准 (GB18918-2002)中的一级 B 标准,根据给排水手册 5,结合排放水要求和出水水质,计算去除率,如下表 1-2 所示: 0000100CCCEe 式中:0C进水物质浓度; eC出水物质浓度 表 1-2 水质去除率 序号 基本
17、控制项目 一级 B 标准 进水水质 去除率 1 COD 60 443.24 86.5 2 5BOD 20 244.97 91.8 3 SS 20 271.59 92.64 4 TN 20 41.41 51.7 5 TP 1 3.92 74.5 6 NH3-N 8 32.19 75.15 7 PH 78 7 8 1.4 1.4 当量人口的计算当量人口的计算 计算如下1 当量人口数: saQCN 式中:N当量人口数,人; 11 C混合污水中5BOD或SS浓度,mg/L Q混合污水量,m3/d; sa每人每天排放的5BOD或SS的克数,g/(人.d) 根据规范规定: 按SS计时,sa=3550 g/
18、(人.d) 按5BOD计时,sa=2035g/(人.d) 1.4.1 SS 当量人口 取sa=50 g/(人.d) C=271.59 mg/L,则: 441052501052. 959.271SSN人 1.1.4 4.2 .2 BOD 当量人口当量人口 取sa=35g/(人.d) C=244.97 mg/L,则: 44106 .66351052. 997.244BODN人 2 城市污水处理方案的确定城市污水处理方案的确定 2.12.1 确定污水处理方案的原则确定污水处理方案的原则: 原则如下1,2,3: 1城市污水处理应采用先进的技术设备,要求经济合理,安全可靠,出水水质好;证良好的出水水质,
19、效益高; 2污水厂的处理构筑物要求布局合理,建设投资少,占地少;自动化程度高,便于科学管理,力求达到节能和污水资源化,进行回用水设计; 3.为确保处理效果,采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物;提高自动化程度,为科学管理创造条件; 4.污水处理采用生物处理,污泥脱水采用机械脱水并设事故干化厂;污水采用季节性毒; 5.提高管理水平,保证运转中最佳经济效果;充分利用沼气资源,把沼气作 12 为燃料; 6.查阅相关的资料确定其方案。最佳的处理方案要体现以下优点: 保证处理效果,运行稳定; 基建投资省,耗能低,运行费用低; 占地面积小,泥量少,管理方便。 2.2 2.2 污水处理方案的确定污水处理方案的
20、确定1,2,4 我国城市污水处理在见过四十多年来取得是很大的成就, 污水处理技术随着水污染控制与环境治理的实践,在吸取国外技术经验的同时,结合我国国情的特点,逐步改进提高,初步形成一些适用的技术路线,主要如下: 1)对传统活性污泥法进行改造或予以取代后的人工生物净化技术路线; 2)以自然生物净化为主并附以人工的生物净化技术路线; 3)以深水扩散排放为主,处理为辅的技术路线; 4)以回用为目标的污水深度处理技术路线,结合该污水处理工程的具体情况分析进行选择。 2.2.3 3 设计方案的确定设计方案的确定 本设计采用 carrousel 氧化沟工艺,污泥处理采用浓缩脱水工艺,中水处理选择过滤消毒工
21、艺。 2.2.4 4 工艺流程的确定工艺流程的确定 本设计的工艺流程为: 进水 粗格栅 泵房 细格栅 沉砂池 厌氧选择池 氧化沟 二沉池 紫外消毒 出水 泥饼 脱水车间 浓缩池 剩余污泥 回流污泥 滤池 消毒池 运出 回用水 13 图 2-1 设计氧化沟工艺流程图 2.5.2.5.污水处理构筑物的选择污水处理构筑物的选择 2.5.2.5.1 1 格栅格栅 格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属筛网、框架及相关装置组成,倾斜安装再污水管道、泵房、集水井的进口处或污水处理厂的前端,用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物,防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门、处理构筑物配水设施、进出水口,减
22、少后续处理生产的浮渣,保证污水处理设施的正常运行2。 本工程设计采用两道格栅,20mm 的中格栅和 10mm 的细格栅,为减轻劳动强度,采用机械清除截留物。 2.5.2.5.2 2 进水闸井进水闸井 进水闸井位于厂区进水管和中格栅间之间。 2.5.2.5.3 3 污水泵房污水泵房 污水泵站的特点及形式1: 泵站行驶的选择取决于水里条件和工程造价,其他考虑因素还有:泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。 污水泵站的主要形式1: (1) 合建式矩形泵站, 装设立式泵, 自灌式工作台, 水泵数为 4 台或更多时,采用
23、矩形,机器间、机组管道和附属设备布置方便,启动简单,占地面积大; (2)合建式圆形泵站,装设立式泵,自灌式工作台,水泵数不超过 4 台,圆形结构水力条件好,便于沉井施工法,可降低工程造价,水泵自动方便。 (3)对于自灌式泵房,采用自灌式水泵,叶轮(泵轴)低于集水池最低水位,在最高、中间和最低水位都能直接启动,其优点为启动及时可靠,不需引水辅助设备,操作简单。 (4)非自灌式泵房,泵轴高于集水池最高水位,不能直接启动,由于污水泵水管不得设低阀,故需设引水设备。但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。由以上可知,本设计因水量较大,并考虑到造价、自动化控制等因素,以及 14 施工的方便与否,采用自
24、灌式半地下式矩形泵房。 本工程设计确定采用与中格栅合建的潜水泵房。 2.5.2.5.4 4 沉砂池沉砂池 沉砂池的功能的去除比重较大的无机颗粒。 按水流方向的不同可分为的不同可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池和旋流沉砂池四类。比较如下1,2: a.a.平流沉砂池 优点:沉淀效果好,耐冲击负荷,适应温度变化。工作稳定,构造简单,易于施工,便于管理缺点:占地大,配水不均匀,易出现短流和偏流,排泥间距较多,池中约夹杂有 15%左右的有机物使沉砂池的后续处理增加难度。 b b.竖流沉砂池 优点:占地少,排泥方便,运行管理易行。缺点:池深大,施工困难,造价较高,对耐冲击负荷和温度的适应性较差,池径受到限制
25、,过大的池径会使布水不均匀 c.c.曝气沉砂池 优点:克服了平流沉砂池的缺点,使砂粒与外裹的有机物较好的分离,通过调节布气量可控制污水的旋流速度,使除砂效率较稳定,受流量变化影响小,同时起预曝气作用,其沉砂量大,且其上含有机物少。缺点:由于需要曝气,所以池内应考虑设消泡装置,其他型易产生偏流或死角,并且由于多了曝气装置而使费用增加,并对污水进行预曝气,提高水中溶解氧。 d.旋流沉砂池(钟式沉淀池) 优点:占地面积小,可以通过调节转速,使得沉砂效果最好,同时由于采用离心力沉砂不会破坏水中的溶解氧水平(厌氧环境)缺点:气提或泵提排砂,增加设备,水厂的电气容量,维护较复杂。 基于以上四种沉砂池的比较
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