城镇污水推流式曝气池处理工程设计

第一章设计概论1.1设计依据和任务(1)原始依据设计题目:6万m3/d城镇污水推流式曝气池处理工程设计设计基础资料：原始数据:Q=60000m3/d进水水质：BOD5=140mg/lCOD=200mg/lSS=200mg/lNH3-N=30mg/l出水水质：BOD520mg/lCOD60mg/lSS20mg/lNH3-N15mg/l(2.2工艺流程的选择本项目污水处理的特点为：①污水以有机污染为主，BOD/COD=0.75,可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；②污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值为典型城市污水值。针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。由于将来可能要求出水回用，处理工艺尚应硝化，考虑到NH3-N出水浓度排放要求较低，不必完全脱氮。根据国内外已运行的中、小型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用“A2/O活性污泥法”。具体工艺流程：第三章工艺流程设计计算3.1设计流量的计算平均流量：aQ=60000t/d≈60000m3/d=2500m3/h=0.694m3/s总变化系数：ZK=0.11Qa7.2(aQ－平均流量，L/s)0.112.70.6941.31设计流量maxQ：maxZaQKQ1.31×60000=78600m3/d=3275m3/h=0.9097m3/s3.2设备设计计算3.2.1格栅格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物。一般情况下，分粗细两道格栅。格栅型号：链条式机械格栅设计流量33max78600/0.9097/Qmdms栅前流速10.7/vms，过栅流速20.9/vms栅前部分长度0.5m,格栅倾角60，单位栅渣量330.07mm3栅渣/10污水(1)确定栅前水深max11220.9097B=1.610.7Qmv则10.822Bhm(2)栅前间隙数max2sin0.9097sin6057.40.020.820.9Qnehv（取58）(3)栅条有效宽度(1)0.01(581)0.02581.73Bsnenm(4)设水渠渐宽部分展开角20则进水渠渐宽部分长度111.731.610.332tan2tan20BBLm(5)格栅与出水渠道渐宽部分长度120.172LLm(6)过栅水头损失10.103hm，取栅前渠道超高部分20.3hm则栅前槽总高度120.820.31.12Hhhm栅后管总高度121.120.1031.23Hhhhm(7)格栅总长度1.12121.00.5tan60Lll=1.120.330.171.5tan60=2.65m(8)每日栅渣量433136100.074.2/0.2/10Qmdmd平均日宜采用机械清渣3.2.2提升泵房1、水泵选择设计水量78600m3/d，选择用4台潜污泵(3用1备)3max32751091.7/33QQmd单所需扬程6.0m选择350QZ-100型轴流式潜水电泵扬程/m流量/(m3/h)转速/(r/min)轴功率/kw叶轮直径/mm效率/%7.221210145029.930079.52、集水池(1)、容积按一台泵最大流量时6min的出流量设计，则集水池的有效容积31216601210mV(2)、面积取有效水深mH3，则面积213.403121mHQFmmmmBLmmlFBm2.42.15.4105.403.4103.4010，实际水深为保护水深为集水池平面尺寸，取，则宽度集水池长度取(3)、泵位及安装潜水电泵直接置于集水池内，电泵检修采用移动吊架3.2.3沉砂池沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒，保证后续处理构筑物的正常运行。选型：平流式沉砂池设计参数：设计流量33max3275/0.910/Qmdmd，设计水力停留时间t=40s水平流速v=0.25m/s(1)长度：0.254010lvtm(2)水流断面面积：max0.9104.60.8QAmv(3)池总宽度：3.644.60.8Bm，有效水深20.8hm(4)沉砂斗容积：T＝2d，X＝30m3/106m3(5)每个沉砂斗得容积（0V）设每一分格有2格沉砂斗，则303.60.922Vm(6)沉砂斗各部分尺寸：设贮砂斗底宽b1＝0.5m；斗壁与水平面的倾角60°，贮砂斗高h’3＝1.0mmbtghb65.160'2132(7)贮砂斗容积：(V1)32221213127.1)5.065.15.065.1(0.131)('31mSSSShV＝30.9m符合要求(8)沉砂室高度：(h3)设采用重力排砂，池底坡度i＝6％，坡向砂斗，则33232'0.06'0.06(2')/21.00.06(1021.65)/21.20hhlhLbbm(9)池总高度：(H)设超高10.3hm，1230.30.81.202.3Hhhhm(10)核算最小流速minv0.6944min0.19/0.15/3.64vmsms3.2.4初沉池初沉池的作用室对污水仲密度大的固体悬浮物进行沉淀分离。选型：平流式沉淀池设计参数：(1)池子总面积A，表明负荷取)/(0.223hmmq3max36000.9103600A=16382Qmq(2)沉淀部分有效水深h2221.53,1.5hqtmth取(3)沉淀部分有效容积'V3max'36000.9101.536004914VQtm(4)池长L3.641.53.621.6Lvtm(5)池子总宽度B1648/75.821.6BAL(6)池子个数，宽度取5m/75.8/516nBb(7)校核长宽比21.64.3245Lb（符合要求）(8)污泥部分所需总容积V已知进水SS浓度0c=200mg/L初沉池效率设计50％，则出水SS浓度100)5.01(200)5.01(0cc设污泥含水率97％，两次排泥时间间隔T=2d，污泥容重3/1mtr36(200100)786002100400(100)10ZVmK(9)每格池污泥所需容积'V3'400/1625Vm(10)污泥斗容积V1，31450.5''tan603.8922bbhtgm(11)污泥斗以上梯形部分污泥容积V2121.60.50.322.4Lm25Lm3122422.45()'()0.163511.222llVhbm(12)污泥斗和梯形部分容积331233.211.244.422VVmm(13)沉淀池总高度H12344'''0.330.50.1633.897.853Hhhhhhm3.2.5A2/O设计参数1、设计最大流量Q=60000m3/d2、设计进水水质COD=260mg/L；BOD5(S0)=140mg/L；SS=200mg/L；NH3-N=30mg/L3、设计出水水质COD=60mg/L；BOD5(Se)=20mg/L；SS=20mg/L；NH3-N=15mg/L4、设计计算，采用A2/O生物除磷工艺(1)BOD5污泥负荷50.14/()NkgBODkgMLSSd(2)回流污泥浓度XR=6000mg/L(3)污泥回流比R=100%(4)混合液悬浮固体浓度(5)反应池容积V6000014060000140200000.1430000.143000QSVNX(6)反应池总水力停留时间20000248.060000VthQ(7)各段水力停留时间和容积厌氧：缺氧：好氧＝1：1：3厌氧池水力停留时间0.28.01.6th厌，池容30.2200004000Vm厌缺氧池水力停留时间0.28.01.6ht缺，池容30.2200004000Vm缺好氧池水力停留时间0.28.01.6th好，池容30.6200004000Vm好(8)反应池主要尺寸反应池总容积320000Vm设反应池2组，单组池容3200001000022VVm单有效水深h=5.0m单组有效面积310000S==2000m5.0Vh单单采用5廊道式推流式反应池，廊道宽mb5.7单组反应池长度200053.357.5SLmB单校核：/7.5/5.01.5bh(满足2~1/hb)53.3L/b=7.17.5(满足105/～bL)取超高为1.0m，则反应池总高5.01.06.0Hm(9)反应池进、出水系统计算(1)进水管单组反应池进水管设计流量10.3473/2QQmd管道流速smv/8.0管道过水断面面积210.3470.440.8QAmV管径440.440.753.14Adm取出水管管径DN800mm校核管道流速20.3470.7/0.8()2QvmsA(2)回流污泥渠道。单组反应池回流污泥渠道设计流量QR30.69410.347/2RQRQms渠道流速smv/7.0取回流污泥管管径DN800mm(3)进水井反应池进水孔尺寸：进水孔过流量：32QQQ=(1+R)=2=0.694m/d22孔口流速smv/6.0孔口过水断面积20.6941.160.6QAmv孔口尺寸取1.21.0mm进水竖井平面尺寸mm5.25.2(4)出水堰及出水竖井。按矩形堰流量公式23233866.1242.0bHbHgQ33(1)1.388/2QQRRmd内式中mb5.7——堰宽，H——堰上水头高，m21.388()0.211.867.5Hm出水孔过流量343Q=Q=1.388m/s孔口流速smv/6.0孔口过水断面积21.388A=1.980.6Qmv孔口尺寸取mm0.10.2进水竖井平面尺寸mm0.25.2(5)出水管。单组反应池出水管设计流量353/20.694/QQmd管道流速smv/8.0管道过水断面积250.6940.870.8QAmv管径4A40.87==1.05m3.14d取出水管管径DN1100mm校核管道流速520.6940.7/1.1()2QvmsA(10)曝气系统设计计算(1)设计需氧量3'()'4.62.6ReVrOaQSSbXVNNO其中：第一项为合成污泥需要量，第二项为活性污泥内源呼吸需要量，第三项为消化污泥需氧量，第四项为反硝化污泥需氧量(2)的氨氮中被氧化后有90%参与了反硝化过程，有10%氮仍以3NO存在(3)用于还原的3(3015)90%13.5/NONmgL仍以3NO存在的3NON=(3015)10%1.5/mgL(4)取'0.6,'0.07ab3'()'4.62.6ReVrOaQSSbXVNNO=0.660000(0.140.0064)+0.07262003.0+3(4.62.6)1590%600001034.61510%6000010414=4809.6+5502+1620-414=11517.6/kgd所以总需氧量为11517.6/kgd=479.9/kgh最大需要量与平均需氧量之比为1.4，则max1.41.4479.9671.9/RROOkgh去除1kgBOD5的需氧量2511517.61.6/()60000(0.140.02)ORkgOkgBODQSS(5)标准需氧量采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度3.8m，氧转移效率EA＝20％，计算温度T=25℃。(2