氧化沟工艺处理城市污水说明计算书.doc
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1、徐州工业职业技术学院毕业设计(论文) 课题名称某市8万t/d污水处理工程设计 课题性质 工程设计 班 级 环境监治131 学生姓名 陈坤坤 学 号 1332107102 指导教师 孙美侠 导师职称 副教授 30 / 30 摘 要本次毕业设计的题目为某污水处理厂设计氧化沟工艺。主要任务是工艺流程选择及构筑物设计和计算。其中初步设计要完成设计说明书一份、污水处理厂总平面布置图一张、高程图一张,管道布置图一张。该污水处理厂工程,总规模达到8万吨/日。该污水厂的污水处理流程为:从泵房到沉砂池,进入氧化沟,二沉池,达不到一级标准还要进入混凝反映池和斜板沉淀池,进入接触消毒池,最后出水;污泥的流程为:从二
2、沉池排出的剩余污泥首先进入浓缩池,进行污泥浓缩,然后进入贮泥池,经过调节的污泥再送至污泥脱水机,进一步脱水后,运至垃圾填埋场。出水执行国家污水综合排放标准(GB8978-1996)一级标准。关键词:氧化沟工艺;第一章 设计概论1.1 设计依据和设计任务1.1.1 原始依据1.设计题目: 某市8万t/d污水处理工程设计2.设计基础资料:年平均气温13 月平均最高气温24月平均最低气温4 月最高气温36最低气温-4 年平均降雨量1250mm冰冻线深200mm 主导风向:东南风温度在0以下31天 温度在-10以下0天相对湿度73%污水处理厂地势平坦,周围工程地质良好,抗震等级7级。1.2 进出水水质
3、 根据污水量预测结果,拟建污水处理厂处理规模为8.0万t/d,污水处理厂进水水质见下表:表1-1污水处理厂进水水质污染指标COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)TN(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)浓度454.0根据环评批复,拟建污水处理厂出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级标准中的A类标准。表1-2污水处理厂出水水质污染指标COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)TN(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)浓度5010101551.51.3污水厂设计污水平均流量80000t/d=80000m3/d33
4、33.3m3/h=0.926m3/s 总变化系数: -平均流量;L/S因此,设计流量 第二章 工艺流程的确定 2.1 污水处理中生物方法的比较 2.1.1 工艺比较 对几种常见的生物处理工艺进行比较:传统活性污泥法,氧化沟,SBR法。(1)传统活性污泥法 这是以传统活性污泥法处理城市污水的典型工艺。其特点是好氧微生物在曝气池中以活性污泥的形态出现,并通过鼓风机曝气供给微生物所需的足够氧量,促使微生物存在和繁殖,以分解污水中的有机物。 A工艺特点: 利用曝气池中的好氧微生物,来分解污水中的有机物质。混合液沉淀分离,活性污泥回流到曝气池中去,原污水从池口进入池内,回流污泥也同步注入,废水在池内呈推
5、流形势流动至池的末端,流出池外至二沉池。 a优点: 该工艺对污水的BOD和SS总处理效率均为90%95%,处理效果好; 运行可靠,出水水质稳定; 适宜处理大量污水,所以多用于大中型污水处理厂。 b缺点: 运行费用高,在曝气池的末端造成供氧的浪费,故提高了运行成本; 基建费用高,占地面积大,对水质、水量变化适应能力低; 由于沉淀时间短和沉淀后碳源不足等情况,对于N、P的去处率低。 B适用条件:不要求脱氮除磷的大型和较大型污水处理厂 (2)传统SBR工艺传统SBR工艺也叫间歇式活性污泥法。A特点:a优点: 流程十分简单,管理方便;合建式,占地省,处理成本较低; 有脱氮除磷功能,处理较好;污泥同步稳
6、定,不需厌氧消化;b缺点: 间歇周期运行,对自控要求高;变水位运行,电耗量高;脱氮除磷效果不太高;污泥稳定性不如厌氧消化。B适用条件:中小型污水处理厂。(3)氧化沟工艺特点:氧化沟又称“循环曝气池”,是50年代由荷兰的Pasveer开发,属于活性污泥法的一种变形。其基本特征是曝气池呈封闭的沟渠形,污水和活性污泥的混合液在环状渠道中不停的循环流动A工艺特点 氧化沟一般采用延时曝气,并增加了脱氮功能,它采用机械曝气,一般不设初沉池和污泥消化池。由于氧化沟水深较浅(一般3m左右),流程较长,可以按照曝气器前作为缺氧段和曝气器后作富氧段的方式设计运行。提供兼氧菌和好氧菌交替作用的条件,达到脱氮的目的。
7、 a优点:氧化沟内的循环流量很大,进入沟内的原污水立即被大量的循环水所混合和稀释,因此具有很强的承受冲击负荷能力,对不易降解的有机物也具有较好的处理效果; 处理效果稳定可靠,不仅可满足BOD5、SS的排放标准,还可以达到脱氮除磷的效果。 由于氧化沟的水力停留时间和污泥龄都很长,悬浮物、有机物在沟内可获得彻底的降解,活性污泥产量少且趋于稳定,一般不设初沉池和污泥消化池,有的甚至取消二沉池和污泥回流系统,简化了处理流程,减小了处理构筑物,使其基建费用低于一般活性污泥法。 承受水质、水温、水量能力强,出水质好。B缺点: 一般除磷需另设厌氧池; 化沟沟体占地面积较大;于中、大型污水厂,基建费和运行费比
8、普通活性污泥法高,同时无法得到生物能源。 C适用条件:适用于大中型污水处理厂。通过以上比较,本设计采用三沟式氧化沟工艺。 2.2 工艺流程的确定 2.2.1 工艺流程如图 2-1 图 2-1 氧化沟处理工艺流程图第三章 污水处理系统设计计算 3.1 格栅 本污水处理厂设置粗、细两道格栅。格栅是由一组平行的金属栅条或筛网组成,安装在污水管道、泵站、集水井的进口处或处理厂的端部,用以截留较大的悬浮物或漂浮物,以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。截留污物的清除方法有两种,即人工清除和机械清除。大型污水处理厂截污量大,以减轻劳动强度,一般应用机械清除截留物。设计说明:栅条的断面主要根据过栅流速确定,过栅
9、流速一般为0.61.0m/s,槽内流速0.5m/s左右。栅渣的含水率一般为80%,容重约为960kg/m3,栅前渠道内流速一般采用0.4-0.9m/s,格栅倾角一般采用45%-75%,通过格栅水头损失一般采用0.08-0.15m,格栅间必须设置工作台,台面应高出最高设计水位0.5m。 3.1.1设计参数 =1.176m3/s 栅条宽度S=10.0mm=0.10m 栅条间隙宽度取d=50mm=0.05m 栅前水深h=0.4m 过栅流速v=1.0m/s 格栅倾角=60 格栅两台使用,一台备用3.1.2设计计算本设计设计三组格栅,两用一备。设计图见3-1 图3-1 格栅示意图(1)格栅的间隙数量n(
10、个) 取n=27式中: 最大设计流量,m3/s -格栅倾角, b-栅条间隙.mh-栅前水深,mv-污水流经格栅的速度,m/s(2) 格栅的建筑宽度 B 设计采用圆钢为栅条,即s= 0.01m式中:s-栅条宽度,m b-栅条间隙,m n-栅条间隙数,个(3) 进水渠道渐宽部分的长度(l1)取进水渠道B1=1m,其间宽部分展开角1=20式中:-进水渠道宽度,m 1-进水渠道渐宽部分的展开角一般取20(4) 栅槽和出水渠道连接处的渐宽部分长度(l2) (5)过栅的水头损失(h2) 设栅条断面的锐边矩形,k=3 式中:-阻力系数,其值和栅条断面形状有关,取2.412 k-系数,格栅受污物堵塞时水头损失
11、增大倍数,一般取3 g-重力加速度m/s2 (6)栅后槽的总高度(H) 设栅前总高度h2=0.3m 式中: h2-栅前渠道超高,取0.3米 (7)栅槽总长度(L) (8)每日栅渣量的计算 在格栅间隙为50mm情况,设栅渣量为0.01m3/103m3,污水0.01m3 因为W0.2m3/d所以选择机械清渣3.2污水泵房 城市污水处理厂的运行费用大部分来自于电能,其中40%的电能为水泵消耗,所以,确定合理的水泵及水泵站是污水处理厂的关键所在。 (1)污水泵站的特点及形式 泵站形式的选择取决于水力条件和工程造价,其它考虑因素还有:泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形条件、挖渠及施工方案、管理
12、水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。污水泵站特点及主要形式: 1) 合建式矩形泵站,装设立式泵,自灌式工作台,水泵数为4台或更多时,采用矩形,机器间、机组管道和附属设备布置方便,启动简单,占地面积大; 2) 合建式圆形泵站,装设立式泵,自灌式工作台,水泵台数不超过4台,圆形结构水力条件好,便于沉井施工法,可降低工程造价,水泵启动方便。 对于自灌式泵房,采用自灌式水泵,叶轮(泵轴0)低于集水池最低水位,在最高、中间和最低水位都能直接启动,其优点为启动及时可 靠,不需引水辅助设备,操作简单。 非自灌式泵房,泵轴高于集水池最高水位,不能直接启动,由于污水泵水管不得设蝶阀,故需设计水设
13、备,但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。 由以上可知,本设计因水量大,并考虑到造价、自动化控制等因素,以及施工的方便和否,采用自灌式半地下式矩形泵房。 (2) 泵站的布置 该污水泵站设在污水处理厂内,和其它构筑物统一布置,为防止噪声污染,应用绿化带和公共建筑隔离,隔离宽度一般不小于30米。泵站进出口比室外地面高0.2米以上。每台泵应设置单独的吸水管,这不仅改善水力条件,而且可以减少杂质堵塞管道的可能性。 (3)泵房内部的排水 由于泵房较深,采用电动排水。 (4)泵房的通风设施 自然通风、机械通风。 自然通风:采用全部自然通风布置特点,要有足够自然通风要求,适用于地面泵房或埋深较浅的低下式
14、或半地下式泵房。 机械通风:采用全部机械通风和部分机械通风。 部分机械通风机械将电机排出的热风抽出,冷空气自然补充。机械排风可以分别是为电机分别排风。也可以多台电机组成排风系统。使用较广泛,一般用于半地下式泵。3.2.1 选泵参数计算 (1) 污水泵站选泵应考虑因素: 选泵机组泵的总抽升能力,应按进水管的最大时污水量计,并应满足最大充满度时的流量要求; 尽量选择类型相同和相同口径的水泵,以便维修,但还须满足低流量时的需求; 由于生活污水,对水泵有腐蚀作用,故污水泵站尽量采用污水泵,在大的污水泵站中,无大型污水泵时才选用清水泵。(2) 选泵具体计算 泵站选用集水池和机器间合建式的矩形泵站。 流量
15、的确定Q Qmax1204L/S 本设计拟订选用5台泵(4用1备),则每台泵的设计流量 Q=Qmax/4=1204/4=301.00L/S 集水池容积V A 泵站集水池容积一般取最大一台泵56分钟的流量设计 V=301.05.560/1000=99.33m 取V=100B有效水深h为2.5 m,则水池面积F为: 取45m2 (3)扬程的估算H H=H静+2.3+1.0 式中:2.0水泵吸水喇叭口到沉砂池的水头损失; 1.0自由水头; H静水泵集水池的最底水位H1和水泵出水管提升后的水位H2之差; H1=进水管底标高+ h 集水池有效水深 =279.413+3.4-2.5 =280.313 m
16、H2=接触池水面标高+沉砂池至接触池间水头损失 =286.5+4.5 291.0m沉砂池至接触池间水头损失为3.54.5米,取4.5 m则: H2 =286.50+4.5=291.00m H静= H2-H1=291-280.813=10.20 则水泵扬程为: H=H静+2.0+1.0=10.20+2.0+1.0=13.20 m 取14 m。 3.2.2 选泵 由Q=304.25L/S=1095.3m3/h ,H=14 m,可查手册11得:选用250WDL型立式污水泵,其各项性能如下:表3-1 泵的选择参数3.2.3 吸、压水管路实际水头损失的计算(1)设计依据吸水管流速0.82.0m/s,安装
17、要求有向水泵不断向上的坡度;压水管流速一般为1.22.5m/s;吸压水管实际水头损失不大于2.5m/s。(2)具体计算 Q=304.25L/s,吸水管选用DN=500mm的铸铁管,压水管为DN=400mm的铸铁管。 查手册1知:1000i=18.2 查手册1知:1000i=5.58泵进出口径分别为300mm,250mm. 吸水管路损失 吸水管上有:一个喇叭口Dg=700mm,1=0.1;Dg500的闸阀一个,2=0.06,Dg300的90弯头一个,3=0.52;Dg500300的偏心渐扩管一个,4=0.20,直管部分长度为1.5m 设吸水管直管部分长度为1.5m,则 吸水管总损失 h=0.46
18、3+0.009=0.472m;压水管路损压水管上有:Dg250400的渐缩管一个,1=0.24;Dg400的截止阀一个,2=2.5;Dg400的闸阀一个,3=0.07;Dg400的90弯头两个,4=0.60; 设压水管管长8m,则 h沿程=il=818.2/1000=0.15压水管总损失 h=1.70+0.150=1.850m 水泵扬程校核 H=H静+h+1.0=0.472+1.850+15.84+1=18.1622.5m 所选水泵扬程为27.5-22.5m,能够满足需求,故选泵合适。3.3 细格栅拟建2座 一座备用3.3.1 设计参数 =1.176m3/s 栅条宽度S=10.0mm=0.10
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