SBR法污水处理工艺设计计算书

第一章课程设计任务书一、课程设计目的和要求本课程设计是水污染控制工程教学的重要实践环节，要求综合运用所学的有关知识，在设计中熟悉并掌握污水处理工艺设计的主要环节，掌握水处理工艺选择和工艺计算的方法，掌握平面布置图、高程图及主要构筑物的绘制，掌握设计说明书的写作规范。通过课程设计使学生具备初步的独立设计能力，提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力，训练设计与制图的基本技能。二、课程设计内容1、污水水量、水质（1）设计规模设计日平均污水流量Q=学号1－25*8000学号26－48*3000m3/d；设计最大小时流量Qmax=设计日平均污水流量/12－学号*100m3/h（2）进水水质CODCr=600mg/L，BOD5=300mg/L，SS=300mg/L，NH3-N=35mg/L2、污水处理要求污水经过二级处理后应符合以下具体要求：CODCr≤100mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L，NH3-N≤15mg/L。3、处理工艺流程污水拟采用学号1－10活性污泥法学号26－48生物膜法工艺处理。4、气象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9~13.2℃，最热月平均气温21.2~26.5℃，最冷月−5.0~−0.9℃。极端最高气温42℃，极端最低气温−24.9℃。年日照时数2045小时。多年平均降雨量577毫米，集中于7、8、9月，占总量的50~60%，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风，频率为18%，年平均风速2.55米/秒。5、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，其最高洪水位（50年一遇）为380.0m，常水位为378.0m，枯水位为375.0m。6、厂址及场地现状该镇以平原为主，污水处理厂拟用场地较为平整，交通便利。厂址面积为35000m2。厂区地面标高384.5~383.5米，原污水将通过管网输送到污水厂，来水管管底标高为8米(于地面下8米)。受纳水体最高洪水位6米，最低水位标高在-4米。三、课程设计具体安排1、确定污水处理厂的工艺流程，对处理构筑物选型做说明；2、对主要处理设施（格栅、沉砂池、初沉池、污泥浓缩池）进行工艺计算（附必要的计算草图）；3、按扩初标准，画出平面布置图，内容包括表示出处理厂的范围，全部处理构筑物及辅助建筑物、主要管线的布置、主干道及处理构筑物发展的可能性；4、按扩初标准，画出高程布置图，表示出原污水、各处理构筑物的高程关系、水位高度以及处理出水的出厂方式；5、按扩初标准，画出主要处理构筑物的平面剖面构造图；6、编写设计说明书、计算书。四、设计成果1、设计计算说明书一份；2、设计图纸：平面和高程布置图、构筑物平剖面。（共5张2号图纸）第二章SBR工艺流程方案的选择2.1、SBR工艺主要特点及国内外使用情况：SBR是序列间歇式活性污泥法的简称，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，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉池等功能于一池，无污泥回流系统。经过这个废水处理工艺的废水可达到设计要求，可以直接排放。处理后的污泥经机械脱水后用作肥料。此工艺在国内外被引起广泛重视和研究日趋增多的一种污水生物处理新技术，目前，已有一些生产性装置在运行之中。它主要应用在城市污水、工业废水处理方面。2.2、工艺流程图：提升泵池提升泵站粗格栅污水干泥外运加氯间鼓风机房集泥井污泥浓缩池脱水机房出水接触池SBR细格栅初沉池沉砂池污泥图2.1SBR法处理工艺流程图第三章设计计算3.1原始设计参数原水水量Q=42×30000=126000m3/d=5250m3/h设计流量Qmax=126000÷12－42×100=6300m3/h=1.75m3/s3.2格栅3.2.1设计说明格栅（见图3-1）一般斜置在进水泵站之前，主要对水泵起保护作用，截去生活水中较大的悬浮物，它本身的水流阻力并不大，水头损失只有几厘米，阻力主要产生于筛余物堵塞栅条，一般当格栅的水头损失达到10~15厘米时就该清洗。格栅按形状可分为平面格栅和曲面格栅两种，按格栅栅条间隙可分为粗格栅（50~100mm），中格栅（10~40mm），细格栅（3~10mm）三种。图3-1格栅结构示意图根据清洗方法，格栅和筛网都可设计成人工清渣和机械清渣两类，当污染物量大时，一般应采用机械清渣，以减少人工劳动量。本设计栅渣量大于0.2m3/d,为改善劳动与卫生条件，选用机械清渣，由于设计流量小，悬浮物相对较少，采用一组中格栅，既可达到保护泵房的作用，又经济可行，设置一套带有人工清渣格栅的旁通事故槽，便于排除故障。栅渣量与地区特点，格栅的间隙大小，污水流量以及下水道系统的类型等因素有关，在无当地资料时，可采用：（1）格栅间隙16~25mm，处理0.10-0.05栅渣/103m3污水（2）格栅间隙30~50mm，处理0.03-0.01栅渣/103m3污水栅渣的含水率一般为80%，容重约为960kg/m3。栅条的断面形状有圆形、锐边矩形、迎水面为半圆形的矩形、迎水面背水面均为半圆的矩形几种。而其中迎水面为半圆形的矩形的栅条具有强度高，阻力损失小的优点。3.2.2设计参数（1）平均日流：dQ=1260003m/d=52503m/h=1.46(3m/s)（2）最大日流量：maxQ=1.75(3m/s)（3）设过栅流速：v=0.8m/s(取0.6~1.0m/s)（4）通过格栅的水头损失：(取0.08~0.25m)（5）栅前水深：h=0.4m(取0.3~0.5m)（6）格栅安装倾角：60(取60~75)（7）机械清渣设备：采用链条式格栅除污机3.3.3设计计算（1）中格栅（3个）格栅间隙数n=maxsin3Qbh=4.08.003.03sin75.160056个Qmax——最大废水设计流量m3/s——格栅安装倾角60~75取60h——栅前水深mb——栅条间隙宽度取30mm——过栅流速m/s验算平均水量流速=0.80m/s符合(0.65~1.0)（2）栅渠尺寸B2=s(n-1)+nb=0.02(56-1)+0.0356=2.78(m)圆整取B2=3ms——栅条宽度取0.02mB2——格栅宽度mB1=maxQh=4.08.0375.1=2(m)B1——进水渠宽m栅前扩大段L1=212tanBB=o20tan223=1.37(m)——渐宽部分的展开角，一般采用20栅后收缩段L2=0.5L1=0.67(m)栅条总长度L=L1+0.5+2tanhh+1.0+L2=1.37+0.5+0.40.3tan60+1.0+0.67=3.94(m)2h——栅前渠道超高，采用0.3m（3）水通过格栅的水头损失设栅条断面为锐边矩形断面43()sb=2.42k=321sin2hkg4230.020.82.42()sin6030.0319.6=0.12(m)（4）栅渣量（总）W=max1864001000zQWK=24.110008640003.075.1=3.65(m3/d)W1取0.03,宜采用机械清渣。选用NC—400型机械格栅三台。设备宽度400mm,有效栅宽250mm，有效栅隙30mm，运动速度3m/min,水流速度≤1m/s,安装角度60，电机功率0.25kw,支座长度960mm，格栅槽深度500mm,格栅地面高度360mm3.3污水提升泵房根据污水流量，泵房设计为L×B=10×10m。提升泵选型：采用LXB型螺旋泵型号：LXB-1100螺旋外径D：1100mm转速：48r/min流量Q：875m3/h提升高度：5m功率：15Kw购买6台，5台工作，1台备用。3.4泵后细格栅（4个）公式计算同上（1）格栅间隙数n=maxsin3Qbh=5.09.0005.0460sin75.1o=181(个)其中b取5mm取0.9m/sh取0.4m反带验算得=1.0m/s符合(0.6~1.0m/s)（2）栅渠尺寸B2=s(n-1)+nb=0.01(181-1)+0.005181=2.7(m)圆整2.0m栅条宽度s取0.01m进水渠宽B1=maxQh=5.09.04/75.1=0.97(m)栅前扩大段L1=212tanBB=o30tan297.07.2=1.50(m)取30栅后收缩段L2=0.5L1=0.75m栅条总长度2120.51.0tan60hhLLL75.00.160tan3.05.05.050.1o=4.2(m)（3）水通过格栅的水头损失设栅条断面为圆形断面=1.8321sin2hkg4230.010.91.83()sin6030.00519.6=0.50m（4）每日栅渣量W：max1864001000zQWWK在b=5mm情况下，设栅渣量为0.05m3/103m3污水09.6100024.105.08640075.1W0.2(m3/d)采用机械清渣。选用NC—300型机械格栅三台。设备宽度300mm,有效栅宽200mm，有效栅隙5mm，运动速度3m/min,水流速度≤1m/s,安装角度60，电机功率0.18kw,支座长度960mm，格栅槽深度500mm,格栅地面高度360mm3.5曝气沉砂池3.5.1设计说明沉砂池有4种：平流式、竖流式、曝气式、钟式和多尔式。普通平流沉砂池的主要缺点是沉砂中含有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加。采用曝气沉砂池（见图3-2）可以克服这一缺点。坡度=0.1-0.5头部支座集砂槽扩散设备空气干管支管图3-2曝气沉砂池示意图3.5.2设计参数（1）旋流速度应保持：0.25~0.3m/s（2）水平流速为0.06~0.12m/s（3）最大流量时停留时间为1~3min（4）有效水深应为2~3m，宽深比一般采用1~2（5）长宽比可达5，当池长比池宽大得多时，应考虑设置横向挡板（6）1m3污水的曝气量为0.2m3空气（7）空气扩散装置设在池的一侧，距池底约0.6~0.9m,送气管应设置调节气量的闸门（8）池子的形状应尽可能不产生偏流或死角，在集砂槽附近可安装纵向挡板（9）池子的进口和出口布置应防止发生短路，进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水方向垂直，并宜考虑设置挡板（10）池内应考虑设消泡装置[7]3.5.3设计计算（1）池子总有效容积（V）设t=2min，则21060275.160maxtQV3m（2）水流断面积（A）设1v=0.1m/s（水平流速），则A=max1Qv=1.075.1=17.5(2m)（3）池总宽度（B）设22.5mh（设计有效水深），则B=2Ah=5.275.1=7(m)（4）每格池子宽度（b）设n=2格，则Bbn=27=3.5(m)（5）池长（L）L=VA=5.17210=12(m)（6）每小时所需空气量(q)设d=0.233m/m（13m污水所需空气量），则max3600qdQ=0.21.753600=1260(3m/h)（7）沉砂室所需容积（V）设T=2d（清除沉砂的间隔时间），则V=max68640010zQXTK=61024.18640023075.17(3m)式中，X——城市污水沉砂量[363m/10m(污水)]取30zK——生活污水流量总变化系数（8）每个沉砂斗容积（0V）设每一分格有2个沉砂斗，则0V=227=1.75(3m)（9）沉砂斗各部分尺寸设斗底宽1a=0.5m，斗壁与水平面的倾角为55斗高'3h=0.35m，沉砂斗上口宽：a'32tan55h+1a=20.351.428+0.5=1.0(m)最终定沉砂斗容积：0V='22311(222)6haaaa=220.35(21210.520.5)6