SBR法处理某城市生活污水工艺方案设计

目录第一章设计任务书41.1设计题目41.2设计资料41.3设计内容51.4设计成果51.5设计要求51.6设计时间51.7主要参考资料6第二章处理工艺的选择与确定62.1方案确定的原则62.2可行性方案的确定62.3污水处理工艺流程的确定72.4主要构筑物8第三章主要构筑物及设备的设计与计算93.1粗格栅93.2泵房123.3计量槽123.4细格栅133.5平流式沉砂池153.6SBR反应池17-2-3.7消毒池22第四章污泥的处理与处置264.1污泥浓缩池264.5脱水机房304.6附属建筑物30第五章污水处理厂总体布置5.1污水厂平面布置315.2污水厂高程布置315.2水头损失计算表34总结35参考文献36-3-第一章设计任务书1.1设计题目某城市污水处理厂1.2设计资料（1）设计日平均水量20000m3/d（2）总变化系数K=1.5（3）设计水质(经24小时逐时取样混合后)污水水温：10～25℃CODcr=380mg/l；Norg=25mg/lBOD5=150mg/l；TN=45mg/lSS=200mg/lTP=8mg/lNH3-N=20～30mg/lpH=6～9注：以上具体数值请查对水污染控制工程课程设计任务安排。（4）处理要求出水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。处理后污水排入水体。注意：本次设计不考虑远期状况。CODcr=60mg/l；NH3-N=8mg/lBOD5=20mg/l；TN=20mg/lSS=20mg/lTP=1.5mg/l注：以上具体数值请查看水污染控制工程课程设计任务安排。（5）厂址①厂区附近无大片农田；②管底标高446.00m；③受纳水体位于厂区南侧，50年一遇最高水位为448.00m。（6）气象及工程地质①该区平均气压为730.2mmHg柱；②年平均气温为13.1℃；③冬季最低为8℃；④常年主导风向为东南风；-4-⑤最大风速为32m/s，平均为1.6m/s，历史最高台风12级；⑥厂址周围工程地质良好，适合于修建城市污水处理厂。1.3设计内容（1）工艺流程选择此设计选用SBR法，简述其特点及目前国内外使用该工艺的情况即可。（2）构筑物工艺设计计算；（3）水力计算；（4）高程及平面布置；（5）附属构筑物设计。1.4设计成果（1）设计说明书一份（2）图纸三张：曝气池构筑物图（2#）平面布置图（2#）高程图（2#）1.5设计要求1)设计参数选择合理。2)设计说明书要求计算机打印出来，条理清楚，计算准确，并要求附有设计计算示意图。3)图纸布局紧凑合理，可操作性强。格式规范，表达准确、规范。标注及说明全部用仿宋体书写。4)同组同学不得有抄袭现象。1.6设计时间总时间：第6学期16-17周(6.9-6.22)第16周(6.9-6.15)6.9：安排设计任务；6.10(星期二下午)：确定具体处理工艺，指导教师确认；6.9-6.13：查找资料，进行设计计算，编制设计说明书；6.13(星期五下午)：中期检查（重点：说明书的编制）；6.14-6.15；修改说明书，开始绘图；第17周(6.16-6.22)6.16-6.18：绘制CAD图；6.18(星期三下午)：图纸抽查；6.20(星期五下午)：上交设计，进行答辩；-5-6.21-6.22：修改设计，上交定稿。1.7主要参考资料[1]教材《水污染控制工程》；[2]《水污染防治手册》；[3]《环境工程设计手册》；[4]《给水排水制图标准》；[5]《建筑给水排水设计规范》（GBJ15-88）；[6]本专业相关期刊。第二章处理工艺的选择与确定2.1方案确定的原则(1)采用先进、稳妥的处理工艺，经济合理，安全可靠。(2)合理布局，投资低，占地少。(3)降低能耗和处理成本。(4)综合利用，无二次污染。(5)综合国情，提高自动化管理水平。2.2可行性方案的确定城市污水的生物处理技术是以污水中含有的污染物作为营养源，利用微生物的代谢作用使污染物降解，它是城市污水处理的主要手段，是水资源可持续发展的重要保证。城市二级污水处理厂常用的方法有：传统活性污泥法、AB法、氧化沟法、SBR法等等。下面对传统活性污泥法和SBR法两种方案进行比较，以便确定污水的处理工艺。SBR法的方案特点：（1）理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。（2）运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。（3）耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。（4）工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。（5）处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。-6-（6）反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。（7）SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。（8）脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。（9）工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。从上面的对比中我们可以得到如下结论：从工艺技术角度考虑，普通曝气法和SBR法出水指标均能满足设计要求。但是，SBR法结构简单，造价低，又适合中小型污水处理厂，这跟实际相符，所以选SBR法。2.3污水处理工艺流程的确定SBR是序列间歇式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，进水、反应、沉淀、排水及空载5个工序，依次在同一SBR反应池中周期运行，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统，流程简单。污水工艺流程的确定主要依据污水水量、水质及变化规律，以及对出水水质和对污泥的处理要求来确定。本着上述原则，本设计选SBR法作为污水处理工艺。2.4主要构筑物的选择2.4.1格栅格栅用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的负荷，防止阻塞排泥管道。污水粗格栅泵巴氏计量槽细格栅沉砂池SBR反应池消毒池出水污泥外运污泥脱水污泥泵污泥浓缩-7-本设计中在泵前设置一道中格栅。由于污水量大，相应的栅渣量也较大，故采用机械格栅。栅前栅后各设闸板供格栅检修时用，每个格栅的渠道内设液位计，控制格栅的运行。格栅间配有一台螺旋输送机输送栅渣。螺旋格栅压榨输送出的栅渣经螺旋运输机送入渣斗，打包外运。2.4.2泵房考虑到水力条件、工程造价和布局的合理性，采用长方形泵房。为充分利用时间，选择集水池与机械间合建的半地下式泵房，这种泵房布置紧凑，占地少，机构省，操作方便。水泵及吸水管的充水采用自灌式，其优点是启动及时可靠，不需引水的辅助设备，操作简便。2.4.3沉砂池沉砂池的形式有平流式、竖流式和曝气沉砂池。其作用是从污水中去除沙子，渣量等比重较大的颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。工作原理是以重力分离为基础，即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。设计中采用的平流式沉砂池是最常用的一种形式，它的截留效果好，工作稳定，构造简单。池的上部是一个加宽了的明渠，两端设有闸门以控制水流。池的底部设置贮砂斗，下接排砂管。2.4.4SBR池本设计采用SBR法（又称序批式活性污泥法），该法对BOD的处理效果可达90%以上。SBR工艺的曝气池，在流态上属于完全混合，在有机物降解上，却是时间上的的推流，有机物是随着时间的推移而被降解的。推流式曝气特点是：废水浓度自池首至池尾是逐渐下降的，由于在曝气池内存在这种浓度梯度，废水降解反应的推动力较大，效率较高；推流式曝气池可采用多种运行方式；对废水的处理方式较灵活；由于沿池长均匀供氧，会出现池首供气不足，池尾供气过量的现象，增加动力费用的现象。完全混合式曝气池的特点是：冲击负荷的能力较强；由于全池需氧要求相同，能节省动力；曝气池与沉淀池合建，不需要单独设置污泥回流系统，便于运行管理；连续进水、出水可能造成短路；易引起污泥膨胀；适于处理工业废水，特别是高浓度的有机废水。曝气系统采用鼓风曝气，选择其中的网状微孔空。2.4.5接触池城市污水经二级处理后，水质改善，但仍有存在病原菌的可能，因此在排放前需进行消毒处理。液氯是目前国内外应用最广泛的消毒剂，它是氯气经压缩液化后，贮存在氯瓶中，氯气溶解在水中后，水解为Hcl和次氯酸，其中次氯酸起主要消毒作用。氯气投加量一般控制在1-5mg/L,接触时间为30分钟.-8-2.4.6浓缩池浓缩池的形式有重力浓缩池，气浮浓缩池和离心浓缩池等。重力浓缩池是污水处理工艺中常用的一种污泥浓缩方法，按运行方式分为连续式和间歇式，前者适用于大中型污水厂，后者适用于小型污水厂和工业企业的污水处理厂。浮选浓缩适用于疏水性污泥或者悬浊液很难沉降且易于混合的场合，例如，接触氧化污泥、延时曝起污泥和一些工业的废油脂等。离心浓缩主要适用于场地狭小的场合，其最大不足是能耗高，一般达到同样效果，其电耗为其它法的10倍。从适用对象和经济上考虑，故本设计采用重力浓缩池。形式采用间歇式的，其特点是浓缩结构简单，操作方便，动力消耗小，运行费用低，贮存污泥能力强。采用水密性钢筋混凝土建造，设有进泥管、排泥管和排上清夜管。2.4.7污泥脱水污泥机械脱水与自然干化相比较，其优点是脱水效率较高，效果好，不受气候影响，占地面积小。常用设备有真空过滤脱水机、加压过滤脱水机及带式压滤机等。本设计采用带式压滤机，其特点是：滤带可以回旋，脱水效率高；噪音小；省能源；附属设备少，操作管理维修方便，但需正确选用有机高分子混凝剂。另外，为防止突发事故，设置事故干化场，使污泥自然干化。第三章主要构筑物及设备的设计与计算3．1粗格栅图3-1格栅计算示意图3．1．1格栅尺寸（1）最大设计流量：smQ/35.06060245.1200003max（2）栅条间隙数nmaxsinQnbhv-9-式中：n——栅条间隙数，个；——格栅倾角，，取=60；b——栅条间隙，m，取b=0.05m；h——栅前水深，m，取h=0.4m；v——过栅流速，ms，取v=0.9ms；K总——生活污水流量总变化系数，根据设计任务书K总=1.5。则maxsinQnbhv个189.04.005.060sin35.0（3）有效栅宽B(1)BSnbn式中：S——栅条宽度，m，取0.01m。则：(1)BSnbn=0.01×（18-1）+0.0518=1.07m3．1．2通过格栅的水头损失1hsin221gvkh式中：1h——设计水头损失，m；ξ——形状系数，栅条形状选用正方形断面所以77.0)105.064.001.005.0()1(22bsb，其中ε=0.64；k——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用k=3；g——重力加速度，2ms，取g=9.812ms；则：sin221gvkhm082.060sin81.929.077.032,符合设计要求。3．1．3栅后槽总高度H12Hhhh式中：2h——栅前渠道超高，m，取2h=0.3m。则：12Hhhh=0.4+0.082+0.3=0.782。3．1．4栅槽总长度L1121.00.5tanHLll1112tanBBl-10-210.5ll12Hhh式中：1l——进水渠道渐宽部分的长度，m；1B——进水渠宽，m，取1B=0.8m；1——进水渠道渐宽部分的展开角度，，取1=20；2l——栅槽与进水渠道连接处的渐窄部分长度，m；1H