污水處理廠設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 2100三通一個342100三通一個452150三通一個562150三通一個6750850150三通一個所需氣壓和氣量 沿程損失h1+h2=曝氣裝置以上水深h3=h－= 充氧裝置阻力 h4=250mmH2O 剩余壓力取值 h5=200mmH2O 支管與穿孔管水力損失不計 H＝h1+h2＋h3＋h4＋h5 ＝＋1500＋250＋200 ＝氣量 Qmax=850m3/h 砂水分離后，通入氣水混合液洗砂，氣和水分別沖洗，氣和水的沖洗強度均為8l/m3s，均來自鼓風機房。 管路設計 ⑴ 泵房出水井 6m2，出水采用堰跌落，堰寬為1000mm，堰上水頭查手冊第一冊： 矩形堰 （38）式中 Q——流量，為 ； m0——流量系數； H——溢流堰上水頭高，（m）； P——堰高，（m）； b——堰寬 根據上式可算出 H＝ （39）式中 a——安全系數取 出水堰尺寸 ⑵ 沉砂池的進水 水經潛孔進入沉砂池，過孔流速不宜過大，取 V≥。每個孔的流量為： 取孔口尺寸800mm1000mm，則流速： 符合要求 進水損失： （310）式中 ζ——局部損失系數，查手冊可知為 代入得： ⑶ 沉砂池出水 采用非淹沒式矩形薄壁堰，取堰寬 ，則可列方程： （311） 式中 Q——流量，為 ； m0——流量系數； H——溢流堰上水頭高，（m）； P——堰高，（m）； b——堰寬，為 2m。 可求得 H= ，a——安全系數取 出水槽尺寸 式中 Q——集水槽設計流量 B——集水槽寬度 H1——集水槽起端水深 ⑷ 進出水損失 放空管 各設管徑300mm 的放空管于沉砂池末端。初沉池的處理對象是懸浮物質（英文縮寫SS，約可去除40%～55%以上）。同時可去除部分BOD5（約占總BOD5的20%～30%，主要為懸浮性BOD5），可改善生物處理構筑物的運行條件并降低其BOD5負荷。沉淀池按池內水流方向的不同可分為平流式沉淀池，輻流式沉淀和豎流式沉淀池。這四種沉淀池的工藝優缺點如表32所示表32 沉淀池的工藝優缺點名稱工藝優點工藝缺點平流沉淀池結構簡單 沉淀效果好 動力消耗低不宜做二沉池/占地面積較大普通輻流沉淀池沉淀效果好結構復雜/易沖擊池底污泥，容積利用系數小向心輻流沉淀池沉淀效果好/負荷較高結構復雜/布水不均勻豎流沉淀池沉淀效果好布水不均勻/池徑小，池數多綜上考慮采用本設計采用輻流式沉淀池，而輻流式沉淀池一般采用對稱布置，有圓形和正方形。主要由進水管、出水管、沉淀區、污泥區及排泥裝置組成。按進出水的形式可分為中心進水周邊出水、周邊進水中心出水和周邊進水周邊出水三種類型，其中，中心進水周邊出水輻流式沉淀池應用最廣。周邊進水可以降低進水時的流速，避免進水沖擊池底沉泥，提高池的容積利用系數。本設計中采用機械吸泥的向心式圓形輻流沉淀池，進水采用中心進水周邊出水。沉淀池的設計數據宜按下表的規定取值33 沉淀池的設計數據沉淀池類型沉淀時間表面水力負荷m3/(m2h)每人每日污泥量g/(人d)污泥含水率％固體負Kg/m2d初次沉淀池～～16～3695～97— ～。 當采用污泥斗排泥時，每個污泥斗均應設單獨的閘閥和排泥管。污泥斗的斜壁與水平面的傾角，方斗宜為60176。，圓斗宜為55176。 排泥管的直徑不應小于200mm。 沉淀池應設置浮渣的撇除、輸送和處置設施。 水池直徑(或正方形的一邊)與有效水深之比宜為6～12，水池直徑不宜大于50m。宜采用機械排泥，排泥機械旋轉速度宜為1～3r／h，刮泥板的外緣線速度不宜大于3m／min。當水池直徑(或正方形的一邊)較小時也可采用多斗排泥。緩沖層高度，；機械排泥時，應根據刮泥板高度確定。 設計中選擇四組輻流沉淀池，，設計計算草圖如圖34所示沉淀池表面積式中 Q——污水最大時流量，m3/s； ——表面負荷，取； n——沉淀池個數，取4組。池子直徑： 取26。實際水面面積實際負荷，符合要求。沉淀池有效水深 （311）式中 ——沉淀時間。 徑深比為：∈(6～12)合格。每座沉淀池每天污泥量 ①由式（312）計算。 (3–12) 式中 S——每人每天產生的污泥量； N——設計人口數（人）； t——污泥在污泥斗內貯存時間，去 4h； n——沉淀池個數（個）。 設 T＝2d，污泥量25g/d，污泥含水率95℅，則每人每日污泥量 ②按懸浮物去處50℅計 式中 C1——進水懸浮物濃度（t/m3） C2——出水懸浮物濃度（t/m3） Kz——生活污水量總變化系數 R——污泥容重（t/m3）取 P0——污泥含水率（℅） 比較①和②，取 V＝ m3/d 沉淀池可貯存污泥的體積 可由式（313）計算 (3–13) 式中 h5——污泥斗高度， α——污泥斗傾角（60186。）； r1——污泥斗上部半徑（m），； r2——污泥斗下部半徑（m）。 經計算得到V1為 。 底坡落差 因此池低可儲存污泥的體積為 (3–14)式中 R——沉淀池半徑（m），此處為 13m； h4——池底落差，則代入式（413）經計算得到 V2為 。 所以，可貯存污泥的總體積足夠 沉淀池總高度 ① (3–15)式中 h1——保護高度（m），取 ； h2——有效水深（m），取 3m； h3——緩沖層高（m），取 ； h4——沉淀池底坡落差（m），； h5——污泥斗高度（m）。 因此，H=++++= m ②沉淀池周邊處底高度 H= h1+h2+h3=+3+=進出水設計 在四沉淀池中間各設一座集配水井，由沉砂池過來的輸水管道直接進入內層套筒，進行流量分配，通過兩根管徑 600mm的管道送往兩個沉淀池，管道內最大流速 。 a 集配水井 如圖 45，集配水井內徑 D 采用 3m。來水由底部進入，上部出水經溢流堰至配水井，溢流堰筒直徑采用 2m，井內流速為 。外徑取為 5m，中間墻壁厚 300mm，上設閘門以便超越。 b 沉淀池進水 水管由池底中心進入，至上端管徑擴至1m，周圍有孔洞，使水流由四周輻射流動，在該管周圍設一直徑為4m 的穿孔擋板，來使水流流動均勻平穩，中心管出水孔對稱設置 8 個，1m。漸擴管長度h=（）/2tg20186。 =（m） c 排泥 采用機械法排泥，刮泥機由桁架及傳動裝置組成。本設計因池徑大，所以采用周邊傳動。將污泥推入污泥斗，然后用靜水壓力排除。 d 出水 ①擋渣板 ， 的擋板，攔截浮渣，在刮泥機上設有刮渣板來收集浮渣。 ②出水堰 出水堰為保證出水均勻，克服施工時薄壁堰不能做到很平整，采用倒等腰三角形薄壁堰，出水堰采用雙側集水，. 此時堰上負荷為： 符合要求。③出水堰 在距池壁內側 處設一道集水槽，流量為： 2設其寬為 ，深 ，則水： 流速 v=； 濕周 f=B+2h=； 水力半徑 R=A/F=；水力坡度水頭損失 ④總水頭損失 。則： Σh=++= 取為 ⑤初沉池出水 初沉池的出水設管道 DN800mm。 e 排泥 利用靜水壓力排泥，排泥管管徑取為 200mm。 f 放空管 污泥斗中設放空管，管徑300mm。第四章 污水的二級處理設計計算 生物反應池本次設計采用序批式活性污泥法（SBR—Sequencing Batch Reactor），是早在1914 年就由英國學者Ardern 和Locket發明了的水處理工藝。70 年代初，美國Natre Dame大學的 教授采用實驗室規模對SBR工藝進行了系統深入的研究，并于1980 年在美國環保局（EPA）的資助下，在印第安那州的CuLwer城改建并投產了世界上第一個SBR法污水處理廠。SBR 工藝的過程是按時序來運行的，一個操作過程分五個階段：進水、反應、沉淀、潷水、閑置。 SBR是一種間歇式的活性泥泥系統，其基本特征是在一個反應池內完成污水的生化反應、固液分離、排水、排泥。可通過雙池或多池組合運行實現連續進出水。SBR通過對反應池曝氣量和溶解氧的控制而實現不同的處理目標，具有很大的靈活性。經典SBR工藝形成ICEAS、CASS、UNITANK等幾種新型的SBR工藝，大部分新型SBR仍然擁有經典SBR的主要特點，并且還形成了一些獨特的優點。經典SBR反應器的運行過程為：進水→曝氣→沉淀→潷水→待機。SBR工藝的特點和四種類型的SBR工藝特點分別見表41和表42表41 SBR工藝的優點優 點機 理沉淀性能好理想沉淀理論有機物去除效率高理想推流狀態提高難降解廢水的處理效率生態環境多樣性抑制絲狀菌膨脹選擇性準則可以除磷脫氮，不需要新增反應器生態環境多樣性不需二沉池和污泥回流，工藝簡單結構本身特點表 42 不同類型 SBR 工藝的特點特 點經典SBRICEASCASSUNITANK沉淀性能好，處于理想沉淀狀態是不不不抑制污泥膨脹(選擇性準則)強弱(設選擇池改善)弱(設預反應段改善)弱處理難降解廢水效率高(生態多樣性)強弱弱(設預反應段改善)非常弱除磷脫氮性能(厭氧、缺氧和好氧等多種狀態)除N、P除N除N、P理想推流狀態，有機物去除率高是不不不不需二沉池和污泥回流，工藝簡單是是僅需回流是連續進水不是是是連續出水不不不是注： UNITANK 的布置比較緊湊，但是流程比其他的 SBR 要復雜。通過以上比較，本設計采用經典的SBR工藝，以高負荷間歇方式進水，周期大，排出比大，脫磷，反應工序如圖41所示。 設計參數進水參數：污水進水量為Qmax=80000m3/d，進水BOD5=150mg/L，水溫為10～20℃，處理水質為BOD5≤20mg/L；直徑（D）不宜超過20m，國內較普遍采用的數值是15m，最大為17m，直徑過大，充氧和攪拌能力都受到影響；水深不宜超過5m，水深過大，攪拌不良池底易于沉泥，影響運行效果；沉淀區水深（h3），一般在1～2之間，不宜小于1m，過小會影響上升水流穩定；曝氣區直壁段高度（h2）應大于導流區的高度（h1），一般h2h1≥（B為導流區寬度）；～；池底斜壁與水平呈45176。角；污泥溶劑指數值以介于70～100mg/L之間為宜，SVI值過低，說明泥粒細小，無機質含量高，缺乏活性；過高，說明污泥的沉降性能不好，并且已有產生膨脹現象的可能。 設計計算 污水處理程度的計算 原污水經過初次沉淀池的處理，SS按降低 50%，BOD5按去除25%考慮， 。則進入曝氣池污水的BOD5值（Sa）為： SS值為： 為了計算去除率，首先按下式計算處理水中非溶解性BOD5值，即： 式中 b——微生物自身氧化率，～ 之間，； Xa——活性微生物在處理水中所占比例，取值 ； Ce——處理水中懸浮固體濃度(mg/L)。 帶入各值，則： 處理水中溶解性 BOD5值(mg/L)為(出水 BOD5值為 20mg/L) 則 BOD5 的去除率為： BOD污泥負荷率的確定 擬訂采用的BOD污泥負荷率為 BOD5/(KgMLSSd)，但為穩妥計，需加以校核，校核公式為式（41）。 （41）其中 K2 值取 ，Se=，η=，f=，將各值代入上式得： Ns= Kg BOD5/(KgMLSSd)因此，取為 Kg BOD5/(KgMLSSd)。 混合液污泥濃度的確定 根據已經確定的Ns值查圖得出相應的SVI值為120左右，取為120，按式(42)計算X值。 （42）式中 X——曝氣池混合液污泥濃度，mg/L； R——污泥回流比，取為 50%； r——系數，取 。 代入得： X=