白水县污水处理厂设计任务书(60页).doc
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1、-白水县污水处理厂设计任务书-第 58 页 目录第一章 白水县污水处理厂设计任务书一、设计内容.2二、设计原始资料.2第二章 白水县污水处理工艺方案一污水处理厂工艺方案比选.4二处理程度计算.9第三章 白水县污水处理厂设计计算书一一级处理工艺计算.121. 粗格栅设计计算.122. 泵站的设计计算.143.集水池设计计算.154.细格栅设计计算.155.沉砂池设计计算.17二周期循环曝气活性污泥法(CASS)工艺计算1. 配水井的设计计算.202.CASS池的设计计算.223.加氯接触池 .324.重力浓缩池计算.335.污泥脱水设计计算.366.远期设计.37三卡鲁塞尔(Carrousel)
2、氧化沟工艺计算1.设计参数.38厌氧池的设计.383.氧化沟的设计.404.二次沉淀池.465.污泥处理系统设计.47四CASS方案和氧化沟方案比较和选择 .52五污水处理厂配套工程设计 .53六环境保护及劳动卫生.56七工程投资估算及效益分析 .61八附录.64 第一章 白水县污水处理厂设计任务书一、设计内容 1.通过调研收集资料,根据任务书要求确定污水处理工艺方案,从技术、经济和运行难易程度等各方面综合评价,提出几种方案进行论证,择优推荐。要求所选择的方案技术上合理,经济上可以接受,管理上可行。体现当代污水处理技术的简易、高效、节能、投资占地面积小、运行管理方便、灵活与多功能的生物处理发展
3、方向。2.对推荐方案进行工艺设计与计算;通过技术经济比较,确定排水管网、污水处理厂设计方案;对相关工艺设备、自动控制、机械设备初步选型;对污水厂进行总体布局、竖向设计、厂区管道布置、厂区道路及绿化设计,完成总平面及高程设计图。进行投资估算和占地面积估算。最后对方案进行技术经济综合比较,确定最优工艺。3.对最优工艺污水管网和雨水管道进行水力计算。4.污水处理厂污泥处理与处置工艺比较与计算。5.绘制工程设计图纸7张(按A1计),图纸上应有设备、材料一览表和工程量表。6.编制设计说明书和计算书,外文资料的翻译。二、设计原始资料1.地理区域白水县位于陕西关中东北部,东经1091610945,北纬354
4、3527,东西长45km,南北宽43km,总面积986.6km2,距西安市165 km,距渭南市83 km,东隔洛河与澄城县相望,南接蒲城与玉龙山相隔,西接铜川与渭北黑腰带相连,北以黄龙山、雁门山为界与宜君、黄龙、洛川三县相邻,是全国闻名的优质苹果生产基地和渭北著名的煤采区,是白水县政治、经济、文化商贸和信息中心。2.地形地貌白水县地处渭北黄土高原,属黄土地貌景观,区内沟壑纵横,地形凹凸不平。全县地质构造为一向西北倾斜的大单斜,褶皱不甚发育,总体西北高,东南低,海拔高程介于4461548m之间。3.气候气象,年平均降水量577.8mm,最大降水量857.3 mm(1975年),最小降水量356
5、.8mm(1977年)。年湿润度0.50,属半干旱地区,最大冻土深度0.55m,年平均风速3.4m/s,平均大风天数16.9天,瞬间最大风速11级(31m/s),风向以北、西北最多。4.水文白水县有大小14条河流,其中水源地以东有洛河,以西及西南侧有白水河,这两条河流的流向大致与区域地层或主要断层的走向呈垂向直交,对岩溶水有补给作用。洛河源于陕北吴旗县,至本县境年平均流量17m3/s,为过境河流,境内流长59.5km,流经奥灰岩河段,有渗漏现象。白水河源于宜君县境内,由西向东流,绕县城南部而过,平均流量0.8m3/s,境内流长75km,流经各条主干断裂至出口,大量漏失。全县水资源总量4956.
6、82万m3,其中地表水3539.23万m3,已利用2070.66万 m3,地下水3793.89万 m3;可开采量606.2万 m3,目前已开发 108.75万 m3,全县共有中小型水库8座,总库容4404.03万m3。5.地理特征白水县城地处该县南部,座落于白水河北岸的台塬,处于城关镇和北井头乡交界,距蒲白交界仅5km,总体西北高东南低,海拔760800m之间,地下水位埋深50120m。区内河流均属洛河水系,在地质构造上属储煤构造带。6.排水现状白水县县城目前排放污水的种类大致可分为生活排污、工业生产排污,其中生活排污约占65%,工业生产排污约占35%。大量的城市生活污水和工业废水未经处理直接
7、排入白水河,已使地下水和地表水遭受到不同程度的污染,白水河是县城排污受纳的主要水体。经粗测,主要污染物为BOD5,CODcr,其次是氨氮和挥发酸,由于主要污物为耗氧物质,归属有机类型较重度污染,且水体污染呈逐年上升趋势。污水处理厂:总设计处理流量Q=20000m3/d、其中:设计水平年:设计处理流量10000m3/d。远期规划年:设计处理流量10000m3/d。污水处理厂进水水质见表1-1(表1-1) 污水处理厂进水水质指 标BOD5CODcrSSTNNH3-NTP浓度(mg/l)16035020040254处理后出水水质全面达到GB18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准中一级A类标
8、准,主要污染物标准见表1-2。(表1-2) 排放水水质标准污 染 物标准值污 染 物标准值CODcr (mg/l)50TN (mg/l)15BOD5 (mg/l)10NH3-N (mg/l)5(8)悬浮物 (mg/l)10TP (mg/l)动、植物油(mg/l)1.0色度(稀释倍数)30石油类 (mg/l)1.0PH69阴离子合成洗涤剂(mg/l)0.5粪大肠菌群数 (个/l)103 第二章 白水县污水处理工艺方案一污水处理厂工艺方案比选城市污水处理厂设计处理方案时,既要考虑有效去除BOD5又要考虑适当去除N、P。相对来说处理效果好而且技术成熟的工艺有以下几种:1、A2/O工艺2、卡鲁塞尔(C
9、arrousel)氧化沟工艺3、周期循环曝气活性污泥法(CASS)工艺l A2/O工艺 A-A-O工艺,亦称A2/O工艺,是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称,按实质意义来说,本工艺称为厌氧缺氧好氧法。本法是在70年代,由美国的一些专家在厌氧好氧(An-O)法脱氮工艺的基础上开发的,其宗旨是开发一项能够同步脱氮除磷的污水处理工艺。A2/O工艺由厌氧段和好氧段组成,两段可以分别建也可以合建,合建时两段应该以隔板隔开。厌氧池中必须严格控制厌氧条件,使其既无分子态氧,也无NO3-等化合态氧,厌氧段水力停留时间为12h。好氧段结构型式与普通活性污泥法相同,且要保证溶解氧不低
10、于2mg/L,水力停留时间24小时。A2/O工艺流程图如图所示。进水厌氧池缺氧池好氧池沉淀池回流污泥排放剩余污泥图2.1 A2/O工艺流程图内循环A2/O工艺优点:1) 在厌氧的好氧交替运行条件下,丝状菌得不到大量增殖,污泥不易膨胀。2) 脱氮效果难于进一步提高,内循环量一般以2Q为限,不宜太高,否则增加运行费用。3) 基建费用低,具有较好的脱氮、除磷功能。4) 具有改善污泥沉降性能,减少污泥排放量。5) 具有提高对难降解生物有机物去除效果,运转效果稳定。6) 技术先进成熟,运行稳妥可靠。7) 管理维护简单,运行费用低。8) 国内工程实例多,工艺成熟,易获得工程管理经验。9) 出水水质好,较易
11、于深度处理,出水水质稳定,对外界条件变化有一定的适应性。A2/O工艺缺点:1) 处理构筑物较多,施工较难。2) 需增加内循环系统。l 卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟1)卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟的形式60年代由荷兰某公司所研发。卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟系统由多沟串联氧化沟及二次沉淀池和污泥回流系统所组成。一般为六廊道并采用表面曝气器的卡罗塞(Carrousel)氧化沟,在每组沟渠的转弯处安装一台表面曝气器。靠近曝气器的下游为富氧区,外环还可能成为缺氧区,这样的氧化沟能够形成生物脱氮的环境条件。卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟系统在世界各地应用广泛,规模大小不等。
12、2) 卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟工艺流程图卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟工艺流程图如图所示。 图2.2 卡罗塞氧化沟工艺流程3) 卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟的工艺特点 优点:(1)氧化沟具有独特的水力流动特点,有利于活性污泥的生物凝聚作用,而且可以将其工作区分为富氧区、缺氧区,用以进行硝化和反硝化作用,取得脱氮的效果;(2)不使用初沉池,有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定的程度;(3)BOD 负荷低,类同于活性污泥法的延时曝气系统。(4)脱氮效果还能进一步提高。(5)氧化沟只有曝气器和池中的推进器维持沟内的正常运行,电耗较小,运行费用更低。缺点:(1)污泥膨胀问题
13、。当废水中的碳水化合物较多,N、P含量不平衡,SVI值很高,形成污泥膨胀;(2)泡沫问题。由于进水中带有大量油脂,处理系统不能完全有效地将其除去,部分油脂富集于污泥中,经转刷充氧搅拌,产生大量泡沫;泥龄偏长,污泥老化,也易产生泡沫;(3)污泥上浮问题。(4)流速不均及污泥沉积问题。在氧化沟中,为了获得其独特的混合和处理效果,混合液必须以一定的流速在沟内循环流动。l CASS工艺 1) CASS工艺工作原理CASS(cyclic activated sludge system)是在SBR是基础上发展起来的,即在SBR池内前端加了一个生物选择器,实现联系进水,间歇排水的周期循环运行。设置周期选择器
14、的主要目的是使系统选择出絮凝性能好,抗冲击性强的优质细菌,其容积约占整个池子的10%。生物选择器的工艺过程遵循活性污泥的基质积累再生理论,使活性污泥在选择器中经历一个高负荷的吸附阶段,随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段,以完成整个基质降解的全过程和污泥再生。CASS工艺对污染物质的降解是一个时间上的推流过程,其构筑物集反应、沉淀、排水于一体,是一个好氧/缺氧/厌氧交替运行的过程,因此具有一定的脱氮除磷效果。 2) CASS工艺主要技术特征 连续进水,间歇排水传统SBR工艺为间断进水,间歇排水,而实际污水排放大都是联系或半连续的,CASS工艺可连续进水,克服了SBR工艺的不足,比较适合
15、实际排水的特点,拓宽了SBR工艺的应用领域。虽然CASS工艺设计时均考虑为连续进水,但在设计运行中即使有间断进水,也不影响处理系统的运行。 运行上的时序性CASS反应池通常按曝气、沉淀、排水和闲置四个阶段根据时间依次进行。 运行过程的非稳态性每个工作周期内排水开始时CASS池内液位最高,排水结束时,液位最低,液位的变化幅度取决于排水比,而排水比与处理废水的浓度、排水标准及生物降解的难易程度有关。反应池内混合液体积和基质浓度均是变化的,基质降解是非稳态的。 溶解氧周期性变化,浓度梯度高CASS在反应阶段是曝气的,微生物处于好氧状态,在沉淀和排水阶段不曝气,微生物处于缺氧甚至厌氧状态。因此,反应池
16、中溶解氧是周期性变化的,氧浓度梯度大、转移效率高,这对提高脱氮除磷效率、防止污泥膨胀及节约能耗是有利的。实践证实对同样的曝气设备而言,CASS工艺与传统活性污泥法相比有较高的氧利用率。 3) CASS工艺流程CASS工艺流程图如图所示。进水沉砂池CASS池回流污泥排放剩余污泥图2.3 CASS工艺流程图格栅 4) CASS工艺主要优点 工艺流程简单,占地面积小,投资较低。CASS工艺的核心构筑物为CASS池,没有二沉池,一般情况不设调节池及初沉池。 生化反应推动力大。在完全混合式连续流曝气池中的底物浓度等于二沉池底物浓度,底物流入曝气池的速率即为底物降解速率。 沉淀效果好。CASS工艺在沉淀阶
17、段几乎整个反应池均起沉淀作用,沉淀阶段的表面负荷比普通二次沉淀池小得多,虽然有进水的干扰,但其影响很小,沉淀效果较好。 运行灵活,抗冲击能力强,可实现不同的处理目标。CASS工艺在设计时已考虑流量变化的因素,能确保污水咋系统内停留预定的时间后经沉淀排放,特别是CASS工艺可以通过调节运行周期来适应进水量和水质的变化。 不易发生污泥膨。 适用范围广,适合分期建设。CASS工艺可以应用于大型、中型及小型污水处理工程,比SBR工艺适用范围更广泛。 剩余污泥量小,性质稳定。传统活性污泥法的泥龄仅27天,而CASS法泥龄为2530天,所以污泥稳定性好,脱水性能佳,产生的剩余污泥少。去除1BOD产生剩余污
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