环境工程污水处理资料

第一章总论第一节设计任务和内容1、设计题目某城市污水处理厂工艺设计2、设计计算内容对工艺构筑物选型作说明；主要处理构筑物（隔栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池）的工艺计算；传统活性污泥法采用推流式鼓风曝气、沉淀池为竖流式沉淀池；污水处理厂平面布置。3、设计成果设计计算说明书一份；设计图纸：污水处理厂平面图，单元设备工艺条件图；设计图纸用CAD软件在计算机上完成并打印成设计文档第二节基本资料1、污水水量与水质污水处理水量：13万m3/d污水水质：CODcr460mg/L，BOD5210mg/L，SS240mg/L，氨氮18mg/L。2、处理要求污水经过二级处理后应符合以下具体要求：CODcr70mg/L，BOD520mg/L，SS30mg/L，氨氮5mg/L3、处理工艺流程污水处理具体流程如下：污水→隔栅→污水泵房→沉砂池→初沉池→曝气池（污泥回流）→二沉池→出水4、厂区地形污水厂选址区域海拔标高在64~66m之间，平均地面标高为64.5m。平均地面坡度为0.3‰~0.5‰，地形为西北高，东南低。厂区征地面积为东西长380m，南北长280m。1.污水处理工艺流程处理厂的工艺流程是指在到达所要求的处理程度的前提下，污水处理个单元的有机结合，构筑物的选型则是指处理构筑物形式的选择，两者是互有联系，互为影响的。水体有一定的自净能力，可根据水体自净能力来确定污水处理程度。设计中既要充分利用水体的自净能力，又要防止水体遭到污染，破坏水体的正常使用价值，采用何种处理流程还要根据污水的水质和水量，回首其中有用物质的可能性和经济性，排放水体的具体规定，并通过调查研究和经济比较后决定，必要时还应当进行科学论证。城市生活污水一般以BOD物质为其主要去除对象，因此，处理流程的核心是二级生物处理法——活性污泥法为主。生活污水和工业废水中的污染物质是多种多样的，不能预期只用一种方法就能把所有的污染物质去除干净，一种污水往往需要通过由几种方法组成的处理系统，才能达到处理要求的程度。按处理程度分，污水处理可分为一级、二级和三级。一级处理的内容是去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，经过一级处理后，污水中的BOD只去除30%左右，仍不能排放，还必须进行二级处理。二级处理的主要任务是大量去除污水中呈胶体和溶解性的有机污染物质（BOD），去除率可达97%以上，去除后的BOD含量可降低到20-30mg/l.一般，经过二级处理后，污水已具备排放水体的标准了。一级和二级处理法是城市污水经常采用的，属于常规处理方法。当对处理过的污水有特殊的要求时，才继续进行三级处理。具体的流程为：污水进入水厂，经过格栅至集水间，由水泵提升到平流沉砂池经，经初沉池沉淀后，大约可去初SS45%,BOD25%.污水进入曝气池中曝气，可从一点进水，采用传统活性污泥法，也可采用多点进水的阶段曝气法。在二次沉淀池中，活性污泥沉淀后，回流至污泥泵房。二沉池出水经加氯处理后，排入水体。2.污泥处理工艺流程污泥是污水处理的副产品，也是必然的产物，如从沉淀池排出的沉淀污泥，从生物处理排出的剩余活性污泥等。这些污泥如果不加以妥善处理，就会造成二次污染。污泥处理的方法是厌氧消化，在厌氧消化过程中产生大量的消化气（即沼气）是宝贵的能源，消化后的污泥含水率仍然很高，不宜长途输送和使用，因此，还需要进行脱水和干化等处理。具体过程为：二沉池的剩余污泥由螺旋泵提升至浓缩池，浓缩后的污泥进入贮泥池，再由泥控室投泥泵提升入消化池，进行中温二级消化。一级消化池的循环污泥进行套管加热，并用搅拌。二级消化池不加热，利用余热进行消化，消化后污泥送至脱水机房脱水，压成泥饼，泥饼运至厂外，可用做农业肥料。消化池产生沼气，一部分用于一级消化池的沼气搅拌，一部分用于沼气发电。本设计采用的工艺流程如下图所示：处理构建物设计格栅间和泵房中格栅1.1格栅的选择根据处理量及城市污水的特点，选用两组中格栅。1.2格栅的设计（1）设栅前水深为1.2m，栅条间隙b是20mm，选条宽s为10mm，速度v=1.4m/s。则40sinmaxbhvaQn；B=s（n-1）+bn=1.192.1m。根据以上数据选取型号为NC-1200的中格栅，其参数如下表：附表1.1中格栅NC-1200参数型号设备宽度B/mm有效栅宽2B/mm有效栅隙b/mm运动速度/1minm水流速度/m1sNC-1200120010602031.5电机功率安装角度支座长度L/mm格栅槽深度H/mm格栅地面高度1H/mm0.75503060200650附图1.1中格栅（2）进水渠道渐宽部分长度根据公式Qmax=vhB1,B1=vhQmaxQmax—设计流量,m3/sv—栅前流速取,vh—栅前水深,m则B1=1.5/（1.4×1.2）=0.893m进水渠宽B1=0.893m,其渐宽部分展开角度α1=20°L1=(B-B1)/(2tg20°)=(1.2-0.893)/(2×tg20°)=0.42m（3）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2=L1/2=0.42/2=0.21m(4)采用格栅栅条断面为矩形取k=3；则1h=k×0h=k×sin22gv=sin2234gvbsk=3×2.42×50sin9.81242.102.0/01.0234=0.22m（5）栅后槽总高度设栅前渠道超高h2=0.3m,则：H=h+h1+h2=1.2+0.22+0.3=1.72m（6）栅槽总长度为：L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tgα=0.42+0.21+0.5+1.0+(1.2+0.3)/tg60°=3.38m（7）每日栅渣量在格栅间隙50mm的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产渣0.07m3。Kz=1.24.861ZMAXKWQWW1—栅渣量,m3/103m3kZ—生活污水流量总变化系数W=1.5×0.07×86400/(1.2×1000)=7.56m3/d0.2m3/d因此宜采用机械清渣。（8）泵房设置由于该泵站为常年运转且连续开泵，故选用自灌式泵房。又由于该泵站流量较大，故选用矩形泵房。矩形泵房工艺布置合理，运行管理较方便，现已普遍采用。集水间计算选择水池与机器间合建式的方形泵站，用7台泵（2台备用）每台水泵的流量为：Q0=1500/5=300L/s；泵型：12PWL型污水泵每台泵流量：300L/S扬程：12米有效水深：H=1.5米，池底做成斜坡泵房地面有一定坡度，坡向排水沟。沉砂池本设计采用采用平流沉砂池，共设两座。1.长度公式L=vtv—最大设计流量时的流速,m/st—最大设计流量时的流行时间,s设v=0.2m/s,t=50s(30～60)L=vt=0.2×50=10m2.水流断面面积A=Qmax/v=1.5/0.2=7.5m23.池子总宽度设n=4格每格宽b=1.875mB=2hA=7.5m4.有效水深h2=1m(0.25～1)5.沉砂室所需容积V=KzXTQ86400max×106（5－6）X—城市污水沉砂量，一般采用30m3/106m3T—清除沉砂的间隔时间，dkZ—生活污水流量总变化系数设T=2d；则：V=21.6m36.每个沉砂斗容积设每一份格有2个沉砂斗V1=21.6/16=1.35m37.沉砂斗各部分尺寸设斗底宽b1=0.5m斗壁与水平面的倾角为：55°；斗高h3′=1m，沉沙斗上口宽：2b=1.9m。则：沉砂斗容积V1=1/3h3′（1b2+21bb+b22）=1.61m38.沉沙室高度采用重力排沙，设池底坡度为i=0.02（0.01-0.02），则坡向沙斗h3=h3′+0.06l2=1.06m；其中l2=（l-22b-b）/2=3m9.池总高度设超高h1=0.3mH=h1+h2+h3=2.36m10.验算最小流速在最小流量时:Vmin=Qmin/nWmin（5－7）Qmin—最小流量，m3/sn—最小流量时沉砂池工作数目，个Wmin—最小流量时沉砂池中的水流断面面积m2Vmin=0.33m/s＞0.15m/s;因此合理。附图2-1沉砂池计算图初沉池不同沉淀池的比较：平流式沉淀池由流入装置、流出装置、沉淀区、缓冲层、污泥区及排泥装置等组成；流入装置由配水槽、挡流板组成，流出装置由流出槽与挡板组成，缓冲层的作用时避免已沉污泥被水流搅起以及缓解冲击负荷，污泥区起贮存、浓缩和排泥作用，排泥方式有静水压力法、机械排泥法。辐流式沉淀池池型呈圆形或正方形，直径（或边长）6-60m，池周水深1.5-3.0m，用机械排泥，池底坡度不宜小于0.05。可用作初沉池或二沉池。竖流沉式淀池池型可用圆形或正方形。为了池内水流分布均匀，池径不宜太大，一般采用4-7m。沉淀区呈柱形，污泥斗呈截头倒锥体。本设计采用平流式沉淀池，选用两座。1.沉淀池总面积设表面负荷q’=2m3/(m2·h)，n=2个，A=qQ/3600max=27002m则每座面积A=13502m2.沉淀区总长度L=3.6ut=3.661.5=32.4m；其中t=1.5（1-2），u=6mm/s。3.沉淀区有效水深2h=qt=21.5=3m（2-4m），满足要求。4．沉淀区有效容积V=A2h=40503m5．沉淀池宽度B=A/L=41.67m42m6.沉淀池分格数n=B/b；n=12，长深比一般取（8-12），取8.则每格长为24m，每格体积为337.5，约为338，因此b=4.7m7．污泥区设计（1）每日产生的污泥量W=SNT/1000S—每人每天污泥量，L/（人/d）N—设计人口数,个T—两次清除污泥时间,dW=0.75000002/1000=700d/m3则每格的污泥量为：1w=700/24=29.2d/m3（2）污泥斗容积）（212141ffffh31v=29.329.2d/m3，因此合理。（3）沉淀池总高度设h1=0.3mH=h1+h2+h3+h4=6.4m曝气池类别主要工艺特征普通曝气推流式，长方折流廊道形，污泥增长曲线上某一段，曝气池与二沉池分建，鼓风曝气；阶段曝气推流式，长方折流廊道形，多点进水或渐减曝气，改善传统活性污泥法存在的负荷不均和需氧—供氧失调的弊端；吸附再生推流式，长方折流廊道形，进水口在曝气池中部某一点，充分利用活性污泥的初期吸附能力，提高效率，减少体积；延时曝气推流式，长方折流廊道形，污泥增长曲线末端，污泥负荷低，停留时间长，出水水质好，剩余污泥量少且稳定；完全混合完全混合，圆或方形，污泥增长曲线上某一点，曝气池与二沉池和建，表面曝气；深井曝气圆形深井构造，暴气提升循环流动，氧利用率高，高效高负荷；纯氧曝气多室串联，密闭纯氧曝气，气体循环，氧利用率高，混合液浓度高，容积负荷高，污泥沉降性能好，剩余污泥量少。本设计选择推流式普通曝气池。1．污水处理程度的计算原污水的BOD5(s0)为210mg/L，经沉淀池处理，BOD5按降低25%考虑，则进入曝气池的污水：sa=210(1-25%)=157.5mg/L则非溶解性BOD5=7.1dkxace=7.1×0.09×0.4×25=6.39mg/L,其中xa=0.4,ce=25mg/L,dk（0.05-0.1）取0.09。处理中溶解性BOD5=25-6.39=18.61mg/L所以，去除率=157.518.61-157.5=88.2%2.曝气池的计算与各部分尺寸的确定（1）曝气池的体积按污泥负荷计算：BOD污泥负荷率的确定k值取0.0185；f=0.75Ns＝kSef/η=0.0185×18.61×0.75/88.2=0.3㎏BOD5/㎏MLSS·d确定混合液污泥浓度已知Ns得相应的SVI值为120～150取120按式r＝1.2，R＝0.5混合污泥浓度值X＝RR1SVIr×106R—污泥回流比X—曝气池混合液污泥浓度，mg/LSVI—污泥容积指数X=3300mg/l曝气池的体积计算公式为：V=XNsQSaQ—污水设计流量m3/dSa—原污水的BOD5值kg/m3X—曝气池内混合液悬浮固体浓度Ns—BOD－污泥负荷率则V=17235m3（2）曝气池容积设4组曝气池，每组容积为：