十万方生活污水处理厂设计

某100000m3/d生活污水处理厂设计1引言水是人类的生命之源。它孕育和滋养了地球上的一切生物，并从各个方面为人类服务。水的用途大致有以下几个方面：生活用水、工业用水、农业用水、渔业用水、交通运输用水等。一般情况下，与人类生产和生活密切相关的前三种用水不能大规模取用海洋咸水，而只能取用淡水。但是，水环境中的淡水资源却很少，仅占总量的2.53％，而目前能供人类直接取用的淡水资源仅占0.22％，加之自然水源的季节变化和地区差异，以及自然水体遭到的普遍污染，致使可能直接取用的优质水量日益短缺，难以满足人们生活和工农业生产日益增长的需求，因此保护和珍惜水资源，是整个社会的共同职责。就我国而言，淡水资源人均不超过2545立方米，不到世界人均值的1/4，因此我们更应该保护和珍惜水资源。SBR工艺早在20世纪初已有应用，由于人工管理的困难和繁琐未于推广应用。此法集进水、曝气、沉淀在一个池子中完成。一般由多个池子构成一组，各池工作状态轮流变换运行，单池由撇水器间歇出水，故又称为序批式活性污泥法。该工艺将传统的曝气池、沉淀池由空间上的分布改为时间上的分布，形成一体化的集约构筑物，并利于实现紧凑的模块布置，最大的优点是节省占地。另外，可以减少污泥回流量，有节能效果。典型的SBR工艺沉淀时停止进水，静止沉淀可以获得较高的沉淀效率和较好的水质。1概述1.1设计任务和依据1.1.1设计任务本设计方案的编制范围是某生活污水处理工艺，处理能力为10万m3/d,内容包括处理工艺的确定、各构筑物的设计计算、设备选型、管道铺设、平面布置、高程计算。完成总平面布置图、剖面图、一个主要构筑物的详图。1.1.2设计依据（1）《中华人民共和国环境保护法》和《水污染防治法》（2）《污水综合排放标准GB8978－1996》（3）建设部标准《生活杂用水水质标准》（CJ25.1—89）（4）指导老师提供的有关设计文件和基础数据1.2设计要求1.2.1设计原则（1）污水厂的设计和其他工程设计一样，应符合适用的要求，首先必须确保污水厂处理后达到排放要求。考虑现实的经济和技术条件，以及当地的具体情况（如施工条件）。在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构（建）筑物形式、主要设备设计标准和数据等。（2）污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件，如水质水量资料、同类工程资料。按照工程的处理要求，全面地分析各种因素，选择好各项设计数据，在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。（3）污水处理厂（站）设计必须符合经济的要求。污水处理工程方案设计完成后，总体布置、单体设计及药剂选用等尽可能采用合理措施降低工程造价和运行管理费用，（4）污水厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。（5）污水厂的设计在经济条件允许情况下，场内布局、构（建）筑物外观、环境及卫生等可以适当注意美观和绿化。1.2.2污水处理工程运行过程中应遵循的原则在保证污水处理效果同时，正确处理城市、工业、农业等各方面的用水关系，合理安排水资源的综合利用，节约用地，节约劳动力，考虑污水处理厂的发展前景，尽量采用处理效果好的先进工艺，同时合理设计、合理布局，作到技术可行、经济合理。1.3设计参数1.3.1设计要求表1-1设计要求项目进水水质（mg/l）出水水质（mg/l）COD400≤60BOD180≤20SS200≤20TN45≤8TP5≤12设计分析SBR工艺SBR工艺早在20世纪初已有应用，由于人工管理的困难和繁琐未于推广应用。此法集进水、曝气、沉淀在一个池子中完成。一般由多个池子构成一组，各池工作状态轮流变换运行，单池由撇水器间歇出水，故又称为序批式活性污泥法。图2-1SBR工艺流程图该工艺将传统的曝气池、沉淀池由空间上的分布改为时间上的分布，形成一体化的集约构筑物，并利于实现紧凑的模块布置，最大的优点是节省占地。另外，可以减少污泥回流量，有节能效果。典型的SBR工艺沉淀时停止进水，静止沉淀可以获得较高的沉淀效率和较好的水质。表2-1SBR工艺的优点优点机理沉淀性能好理想沉淀理论有机物去除效率高理想推流状态提高难降解废水的处理效率生态环境多样性抑制丝状菌膨胀选择性准则可以除磷脱氮，不需要新增反应器生态环境多样性不需二沉池和污泥回流，工艺简单结构本身特点但是，SBR工艺也有一些缺点。它对自动化控制要求很高，并需要大量的电控阀门和机械撇水器，稍有故障将不能运行，一般必须引进全套进口设备。由于一池有多种功能，相关设备不得已而闲置，曝气头的数量和鼓风机的能力必须稍大。池子总体容积也不减小。另外，由于撇水深度通常有1.2~2米，出水的水位必须按最低撇水水位设计，故总的水力高程较一般工艺要高1米左右，能耗将有所提高。3设计计算3.1原始设计参数原水水量Q=100000m3/d=4166.7m3/h取流量总变化系数Kz=1.27设计流量Qmax=Q·Kz=1.27×1.157=1.47m3/s3.2隔栅3.2.1设计参数栅条宽度S=0.01m；栅条净间隙b=100mm；栅前流速v1=0.70m/s，过栅流速v2=0.90m/s；格栅倾角α=60进水渠道渐宽部位展开角120；渠道超高h2=0.3m；3.2.2设计计算（1）确定栅前水深h。取栅前水槽宽B1=0.8m，故栅前水深h=B1/2=0.4（2）栅条间隙数（格栅数设为两个）2max2sinbhvQn9.04.00.052sin601.47=37.9=38（个）（3）栅槽宽度Bbn)1n(SB=3805.0)16401.0（=2.54故格栅槽安装宽度取2.5m（4）进水渠道渐宽部分的长度L1m33.220tan2)8.05.2(tan2)(111BBL（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L217.133.25.05.012LLm（6）过栅水头损失h1。设栅条断面为矩形截面，当为矩形断面时β=2.42，取k=3。则34bs）（m03.060sin19.60.905.001.042.23sing2vkh234221）（（7）栅前、后槽总高度H1、H。（栅前渠道超高h2=0.3m）21hhH0.4+0.3=0.7m73.003.07.0hhh21H（8）栅槽总长度Lm4.560tg7.05.00.117.133.2tg5.00.1ll121HL9）每日栅渣量W。（单位栅渣量污水栅渣333110/m03.0wm）0.2327.1100003.047.18640010008640021KWQWMAX故采用机械清渣3.2.3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：15Kw3.2.4泵后细格栅的设计计算污水经过调节池提升至沉砂池中，故在进入沉砂池前设细格栅，进一步去除无水肿较小的颗粒悬浮物、漂浮物。设计污水Q=1.47m3/s，设置三组格栅，。其余参数与前述中格栅相同。栅条间隙b=20mm，单位栅渣量栅条净间隙b=20mm，单位栅渣量33310.1/10mm栅渣污水（1）确定栅前水深h。取栅前水槽宽B1=0.8m，故栅前水深h=B1/2=0.8/2=0.40m。（2）栅条的间隙数n个643.639.04.002.03sin6047.12sin2maxbhvQn（3）栅槽宽度Bm91.102.06416401.0bn)1n(）（SB故格栅槽安装宽度取2m（4）进水渠道渐宽部分的长度L1m52.120tan2)8.091.1(tan2)(111BBL（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2m76.052.15.05.012LL（6）过栅水头损失h1。设栅条断面为矩形截面，当为矩形断面时β=2.42，取k=3。则44330.01()2.42()0.960.02Sbm1.060sin19.60.996.03sing2vkh2221（7）栅前、后槽总高度H1、H120.40.30.7mHhh120.40.100.30.8Hhhhm（8）栅槽总长度Lm83.360tg1.05.00.176.052.1tg5.00.1ll121HL（9）每日栅渣量W0.20127.110001.047.18640010008640021KWQWMAX故采用机械清渣。3.3曝气沉砂池3.3.1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。3.3.2设计计算（1）池子总有效容积（V）设t=2min，则V=Qmax×t×60=1.47×2×60＝176.4（2）水流断面积（A）设v1=0.1m/s（水平流速），则A=Qmax/v1=1.47×0.1=14.7m2（3）池总宽度（B）设h2=2.5m（设计有效水深），则B=A/h2=14.7/2.5=5.88m（4）每格池子宽度（b）设n=2格，则b=B/n=5.88/2=2.94m（5）池长（L）L=V/A=176.4/14.7=12m（6）每小时所需空气量(q)设d=0.2m3/m3（1m3污水所需空气量），则q=d·Qmax·3600=0.2×1.47×3600=1.58.4（m3/h）（7）沉砂室所需容积（V）设T=2d（清除沉砂的间隔时间），则V=（Qmax·X·T·86400）/(Kz·106)=6m（8）每个沉砂斗容积（V0）设每一分格有2个沉砂斗，则V0=6/（2*2）=1.5m3（9）沉砂斗各部分尺寸设斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平面的倾角55o斗高h、3=0.35m，沉砂斗上口宽：a=（2*h3）/tan55o+a1=0.99≈1.0m（10）沉砂室高度(h3)采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗，则，h3=h、3+0.06×2.65=0.5m（11）池总高度(H)设超高h1=0.3m,则H=h1+h2+h3=0.3+2.5+0.5=3.3m3.4SBR反应池3.4.1SBR工艺过程介绍①进水期进水期是反应池接纳污水的过程。由于充水开始是上个周期的闲置期，所以此时反应器中剩有高浓度的活性污泥混合液，这也就相当于活性污泥法中污泥回流作用。SBR工艺间歇进水，即在每个运行周期之初在一个较短时间内将污水投入反应器，待污水到达一定位置停止进水后进行下一步操作。因此，充水期的SBR池相当于一个变容反应器。混合液基质浓度随水量增加而加大。充水过程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR充水过程，不仅水位提高，而且进行着重要的生化反应。充水期间可进行曝气、搅拌或静止。曝气方式包括非限制曝气（边曝气边充水）、限制曝气（充完水曝气）半限制曝气（充水后期曝气）。②反应期在反应阶段，活性污泥微生物周期性地处于高浓度、低浓度的基质环境中，反应器相应地形成厌氧—缺氧—好氧的交替过程。虽然SBR反应器内的混合液呈完全混合状态，但在时间序列上是一个理想的推流式反应器装置。SBR反应器的浓度阶梯是按时间序列变化的。能提高处理效率，抗冲击负荷，防止污泥膨胀③沉淀期相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝气搅拌后，污泥絮体靠重力沉降和上清液分离。本身作为沉淀池，避免了泥水混合液流经管道，也避免了使刚刚形成絮体的活性污泥破碎。此外，SBR活性污泥是