某城市日处理量80000万m3污水处理工程设计课程设计.doc
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1、某城市日处理量80000万m3污水处理工程设计课程设计1目 录1 设计概论31.1.设计题目:31.2 设计任务的概况31.2.1 项目概况31.2.2 污水资料31.2.3 出水水质要求31.3.气象资料31.3.1气温资料31.3.2污水排水接纳河流资料41.3.3厂址及场地现状42 工艺流程的选择42.1 设计原则42.2 处理方法的选择52.2.1 传统活性污泥法52.2.2 生物接触氧化法52.2.3 SBR工艺52.2.4 方案定夺62.3 工艺流程63 主要设备73.1 各构筑物概况及作用73.1.1 格栅73.1.2 污水提升泵房73.1.3 初沉池(平流式)73.1.4 曝气
2、池73.1.5 二沉池73.1.6 污泥浓缩池83.1.7 污泥脱水机房83.2 处理工艺特点94 各构筑物设计计算94.1 格栅94.1.1 设计参数94.1.2 设计计算94.2 污水提升泵房114.2.1 设计参数114.2.2 设计计算114.3 初沉池(平流式)124.3.1 设计参数124.3.2 设计计算124.4 曝气池(推流式)144.4.1 设计参数144.4.2 设计计算144.5 二沉池(竖流式)194.5.1 设计参数194.5.2 设计计算194.6 污泥浓缩池214.6.1 设计参数214.6.2 设计计算214.7污泥脱水机房234.7.1 设计参数234.7.
3、2 设计计算245 污水厂总体布置245.1污水处理厂平面布置245.2 污水厂排水的设计水面标高245.3 各处理构筑物的高程确定256 心得体会257 参考文献261 设计概论1.1.设计题目:某城市日处理量80000万m3污水处理工程设计1.2 设计任务的概况1.2.1 项目概况我国南方某城市居民生活小区位于该市市郊,污水排放量为80000吨/日,主要来源于小区居民的日常生活排放的卫生间粪便冲洗水、淋浴水、厨房废水以及日常清洗废水。1.2.2 污水资料表1.1 建设单位提供的设计参数水量(m3/d)BODcr(mg/L)CODcr(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)8000
4、016024018351.2.3 出水水质要求污水经二级处理后应符合城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)二级出水标准:CODCr 100mg/L,BOD530mg/L,SS30mg/L,NH3-N25mg/L1.3.气象资料1.3.1气温资料该市地处内陆中纬度地带,属暖温带大陆性季风气候。年平均气温9.114.2,最热月平均气温21.326.7,最冷月-3.01.9。极端最高气温42,极端最低气温-11.9。年日照时数2005小时。多年平均降雨量517毫米,集中于7、8、9月,占总量的5060%。受季风环流影响,冬季多北风和西北风,夏季多南风或东南风,市区全年主导风向为东北
5、风,频率为18%,年平均风速2.54米/秒。1.3.2污水排水接纳河流资料该污水厂的出水直接排入厂区外部的河流(符合地表水环境质量标准(GB3838-2002)类功能水域),其最高洪水位(50年一遇)为50.0m,常水位为48.0m,枯水位为45.0m。1.3.3厂址及场地现状该污水处理厂选址于城郊,位于大河北岸河堤内一块长方形地带,场地地势平坦,由西北坡向东南,场地标高54.553.5米之间,位于城市中心区排水管渠末端,交通便利。 2 工艺流程的选择2.1 设计原则(1).本设计方案严格执行国家有关环境保护的各项规定,废水处理后必须确保各项出水水质指标均达到城市废水排放要求。(2).针对本工
6、程的具体情况和特点,采用成熟可靠的处理工艺和设备,尽量采用新技术、新材料,实用性与先进性兼顾,以实用可靠为主。(3).处理系统运行应有较大的灵活性和调节余地,以适应水质、水量变化。(4).管理、运行、维修方便,尽量考虑操作自动化,减少劳动强度。(5).在不影响处理效果的前提下,充分利用原有的构筑物和设施,节省工程费用,减少占地面积和运行费。(6).降低噪声,改善废水处理站及周围环境。(7).本处理工艺流程要求耐冲击负荷,有可靠的运行稳定性。2.2 处理方法的选择 一般城市生活污水的处理工艺包括传统活性污泥法、生物接触氧化法和SBR工艺等,下列将它们分别进行比较2.2.1 传统活性污泥法 污水集
7、水池泵站初沉池曝气池二沉池排放 根据本项目的原水水质和处理要求,必须采用生化处理方能达到排放所要求的处理程度,在大规模的城市污水处理厂中应用最为广泛的生化法处理是传统活性污泥法工艺以及由此派生出来、种类繁多的变形工艺。传统活性污泥法处理污水基本原理是:首先利用生活污水中的好氧微生物进行培养,形成适于降解污染介质,并具有相当规模微生物群落,即活性污泥;再通过这些好氧微生物群落(活性污泥)来代谢有机污染介质,达到处理和净化污水的目的4。 但传统的活性污泥法耐冲击负荷低,泥量大,占地面积大,土建投资高等缺点,已逐渐被新的生化处理工艺所代替。2.2.2 生物接触氧化法 污水集水池泵站曝气沉砂池接触氧化
8、池二沉池排放 生物接触氧化法是在池内设置填料,池底曝气,充氧的污水浸没全部填料,并以一定的流速流经填料。填料上长满生物膜,污水与生物膜相接触,在生物膜微生物的作用下,污水得到净化。因此,生物接触氧化法是一种介于活性污泥法和生物膜法之间的处理工艺,又称为“淹没式生物滤池”。 生物接触氧化池法的中心处理构筑物是接触氧化池,接触氧化池是由池体、填料、布水装置和曝气系统等几部分组成,生物膜受到上升气流的冲击、搅动,加速脱落、更新,使其经常保持较好的活性,可避免堵塞。 生物接触氧化法对废水的水质、水量的变化有较强的适应性,和活性污泥法相比,管理较方便,生态系稳定,剩余污泥量少。2.2.3 SBR工艺 污
9、水集水池泵站曝气沉砂池SBR池排放 常规活性污泥系统由曝气池、沉淀池、回流污泥系统和供养设备四部分组成。进入70年代以来,随着科技的发展、微机与自控技术设备的进步与普及,人们对常规活性污泥法工艺进行改革,推出序批式活性污泥法、即SBR工艺。 SBR工艺采用可变容器间歇式反应器,省去了回流污泥系统及沉淀设备,曝气与沉淀在同一容器中完成,利用微生物在不同絮体负荷条件下的生长速率和生物脱氮除磷机理,将生物反应器与可变容积反应器相结合而成的循环活性污泥系统。这是SBR工艺的一种革新形式。SBR工艺是在同一生物反应池中完成进水、曝气、沉淀、撇水、闲置四个间段,其所经历时间周期,根据进水水质水量预先设定或
10、及时调整。实践证明,这种工艺过程,其处理效果可达到常规活性污泥法处理标准。SBR工艺具有工艺简单,运行可靠,管理方便,造价低廉等优点,电脑自控要求高,对设备、阀门、仪表及控制系统的可靠性要求高。2.2.4 方案定夺 综观以上几点可知每个方案都能达到处理水质的要求,BOD5,SS,CODcr,NH3-N去除都能达到出水水质,在技术上都是可行的。由于传统活性污泥法运行方便,投资省,该污水处理要去除BOD5与SS,CODcr,NH3-N,所以采用传统活性污泥法2。再考虑到厌氧池+氧化沟处理工艺占地较大,投资较多,生活杂用水等,水质及其稳定性要求高,因此根据小区生活污水水质、水量以及小区功能和环境要求
11、, 长期安全可靠地运行,我们选择合理、可靠的传统活性污泥法处理工艺。2.3 工艺流程栅渣外运砂外运风机房出水曝气池二沉池污水泵房计量槽沉砂池格栅原污水剩余污泥回流污泥污泥池泥饼外运污泥浓缩池污泥脱水机房污泥泵房 图2.1 工艺流程3 主要设备3.1 各构筑物概况及作用3.1.1 格栅格栅是用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物,并保证后续处理设施能正常运行的设备。格栅栅条间距21mm,栅前水深0.4m,格栅的建筑宽度为0.5m,长度为2.2m,每日栅渣量为0.44m3,采用机械清渣,栅后槽的总高度0.8m,格栅安装倾角为60。3.1.2 污水提升泵房提升泵房用以提高污水的水位,保证污
12、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。该污水处理工艺采用传统曝气活性污泥处理,污水处理系统简单,所以污水只需一次提升。污水经提升后入初沉池,然后进入曝气池、二沉池,最后由出水管道排入河道2。泵房占地面积为12x560m2,即为长方形泵房,高11.47m,泵房为半地下式,地下埋深6.7m,水泵为自灌式。3.1.3 初沉池(平流式)初次沉淀池的作用是对污水中的以无机物为主体的比重的固体悬浮物进行沉淀分离,可去除30%左右的BOD5和55%的SS。池子总面积232m2,池子长度13.4m,池子总高度17.3m,共设6个池子,沉淀区有效水深1.8m,停留时间1.0h,沉淀区的有效容积
13、417.6m3,池子总高4.95m。3.1.4 曝气池曝气池是一个生物反映器,共设两组,总容积为1767.7m3,每个池子长56.12m,宽4.5m,水深3.5m,单廊道.进水BOD5为175mg/l,出水BOD5为17.5mg/l,曝气时间4.24h,采用鼓风曝气,供气量3202.7m3/h,污泥负荷0.3kgBOD5/(kgMLSS.d)。3.1.5 二沉池二次沉淀池是对污水中的以微生物为主体的,比重小的,因水流作用易发生上浮的生物固体悬浮物进行沉淀的部分3。 表2.1 各沉淀池优缺点及适用条件类型优点缺点适用条件平流式处理水量可大可少,有效沉淀区大,沉淀效果好,对水量水质变化适应性强,造
14、价低,平面布置紧凑占地面积大,排泥因难(人工排泥),工作繁杂,机械刮泥易锈,配水不均地下水位高,施工困难地区,适用流动性差比重大的污泥,不能用静水压力排泥,污水量不限辐流式处理水量较为经济,排泥设备己定型系列化,运行稳定,管理方便结构受力条件好排泥设备复杂,需具有较高的运行管理水平,施工严格适用处理水量大,地下水位较高的地区及工程地质条件差的地区竖流式排泥方便,管理也比较简单,占地面积比较小池子深度大,施工难,对冲击负荷及温度变化的适应能力差,造价较高,池径比不宜太大适用于处理水量不大的小型污水处理厂经上面的表2.1可以看出,平流式与辐流式,竖流式沉淀池都是可选的。平流式沉淀池对水质冲击变化效
15、果好,但占在面积大,排泥因难,要人工排泥,所以不是太好。辐流式沉淀池排泥设备复杂,需具有较高的运行管理水平,施工严格,竖流式沉淀池排泥方便,管理简单,占地面积小。共设4座直径为7.35m的竖流式二沉池,水深4.54m,沉淀时间1.8h,池子总高度10m。3.1.6 污泥浓缩池污泥浓缩池是降低污泥含水率,减少污泥体积的有效设备。采用辐流式污泥浓缩池,用带栅条的刮泥机刮泥,采用静压排泥。设置一座浓缩池,其直径为5.53m,水深3.08m,进泥量110.83m3/d(含水率98.7%),出泥含水率96%,停留时间16h。3.1.7 污泥脱水机房 污泥脱水机房:平面尺寸为 m,机房内设一台宽为2.5m
16、板框压滤机,脱水能力约600;泥饼装车外运或现场堆棚。脱水在现场操作,运行中的故障传送到中心控制室。污泥经脱水后含水率为45%80%,呈泥饼装态,然后外送。3.2 处理工艺特点活性污泥法是处理城市生活污水最广泛使用的方法,它能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解的有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其它一些物质9。它既适用于大流量的污水处理,也适用于小流量的污水处理。运行方式灵活,日常运行费用较低,但管理要求较高。活性污泥法本质上与天然水体的自净过程相似,二者都为好氧生物过程,只是它的净化强度大,因而活性污泥法是天然水体自净作用的人工化和强化。该污水处理系统所处理的是小区的生活污水,设计流量
17、为80000吨/ 天,属于中小型污水处理厂。废水主要来源于小区居民的日常生活排放的卫生间粪便冲洗水、淋浴水、厨房废水以及日常清洗废水。污水中多为用机污染物,无机物污染物、重金属以及氮、磷含量甚少。活性污泥法由曝气池,沉淀池,污泥回流系统和剩余污泥排除系统所组成,各级处理效果与总处理效果比较好,出水水质达标。4 各构筑物设计计算4.1 格栅4.1.1 设计参数栅前水深h=0.4m, 过栅流速v =0.8m/s格栅间隙b=0.08m, 格栅倾角=60栅条宽度s=0.01m格栅的建筑宽度为0.5m,长度为2.2m栅渣量污水4.1.2 设计计算(1) 栅条的间隙数(2) 栅槽宽度 (3) 进水渠道渐宽
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