A-O工艺污水处理工程设计课程设计.docx

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1、A-O工艺污水处理工程设计课程设计A-O工艺污水处理工程设计 化肥厂废水中的主要超标污染物指标为氨氮、硫化物、和总氰化物，水质具有氨氮含量高并含有有毒的总氰化物及硫化物的特点；且此类污水的可生化性较差（主要是化学需氧量较低和氨氮含量较高）。 A/O法生物去除氨氮原理： 硝化反应：NH4+2O2NO32H+H2O 反消化反应：6NO3-5CH3OH（有机物）5CO27H2O6OH-+3N2 化肥工业废水A/O法处理工艺流程： 工厂污水 中格栅 进水泵房 细格栅 沉砂池 初沉池 砂 缺氧池 好氧池 二沉池 排放河道 栅渣 剩余污泥 初沉泥 剩余污泥泵房 污泥浓缩池 贮泥池 脱水机房 垃圾填埋场 一

2、、 污水处理厂工艺设计及计算 （1）中格栅 1设计参数： 设计流量Q=15000/(243600)=0.174(m3/s)=174(L/s) 则最大设计流量Qmax=0.1741.53=0.266(m3/s) 栅前流速v1=0.6m/s，过栅流速v2=0.8m/s 栅条宽度s=0.01m，格栅间隙b=20mm 栅前部分长度0.5m，格栅倾角=60 单位栅渣量1=0.05m3栅渣/103m3污水 （1）确定格栅前水深，依据最优水力断面公式计算得:栅前槽宽，则栅前水深 （2）栅条间隙数（n）： 栅条的间隙数= （3）栅槽有效宽度B=s（n-1）+bn=0.01（33-1）+0.0233=0.98m

3、 （4）进水渠道渐宽部分长度（1为进水渠绽开角） （5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 （6）过栅水头损失（h1） 因栅条边为矩形截面，取k=3，则 其中=（s/b）4/3 h0：计算水头损失 k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3 ：阻力系数，与栅条断面形态有关，当为矩形断面时=2.42 （7）栅后槽总高度（H） 取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.47+0.3=0.77m 栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.47+0.08+0.3=0.85 （8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+0.85/tan =0.05+0.025+0.5+1.

4、0+0.85/tan60=1.57m （9）每日栅渣量=Q平均日1=0.87m3/d>0.2m3/d 所以宜采纳机械格栅清渣 （10）计算草图如下： （2）污水提升泵房 1.设计参数 设计流量：Q=174L/s，泵房工程结构按远期流量设计 2.泵房设计计算 污水提升前水位-4.30m（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位3.97m（即细格栅前水面标高）。所以，提升净扬程Z=3.97-（-4.30）=8.27m 水泵水头损失取2m 从而需水泵扬程H=Z+h=10.27m 再依据设计流量174L/s=483m3/h，采纳2台MF系列污水泵，单台提升流量542m3/s。采纳ME系列污水泵（8MF

5、-13B）2台，一用一备。该泵提升流量540560m3/h，扬程11.9m，转速970r/min，功率30kW。占地面积为5278.54m2，即为圆形泵房D10m,高12m,泵房为半地下式，地下埋深7m，水泵为自灌式。计算草图如下： （3）细格栅 1设计参数： 设计流量Q=174L/s 栅前流速v1=0.6m/s，过栅流速v2=0.8m/s 栅条宽度s=0.01m，格栅间隙b=10mm 栅前部分长度0.5m，格栅倾角=60 单位栅渣量1=0.10m3栅渣/103m3污水 2设计计算 （1）确定格栅前水深，依据最优水力断面公式计算得栅前槽宽，则栅前水深 （2）栅条间隙数 设计两组格栅，每组格栅间

6、隙数n=33条 （3）栅槽有效宽度B2=s（n-1）+bn=0.01（33-1）+0.0133=0.65m 所以总槽宽为0.652+0.21.5m（考虑中间隔墙厚0.2m） （4）进水渠道渐宽部分长度（其中1为进水渠绽开角） （5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 （6）过栅水头损失（h1） 因栅条边为矩形截面，取k=3，则 其中=（s/e）4/3 h0：计算水头损失 k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3 ：阻力系数，与栅条断面形态有关，当为矩形断面时=2.42 （7）栅后槽总高度（H） 取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.47+0.3=0.77

7、m 栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.47+0.205+0.3=0.975m （8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+0.77/tan =0.77+0.385+0.5+1.0+0.77/tan60=3.1m （9）每日栅渣量=Q平均日1=1.74m3/d>0.2m3/d所以宜采纳机械格栅清渣 （10）计算草图如下： （4）沉砂池 采纳平流式沉砂池 1. 设计参数 设计流量：Q=266L/s（按2010年算，设计1组，分为2格） 设计流速：v=0.3m/s 水力停留时间：t=30s 2. 设计计算 （1）沉砂池长度：L=vt=0.330=9.0m （2）水流断面积：A=Q/v=0

8、.266/0.25=1.06m2 （3）池总宽度：设计n=2格，每格宽取b=1.2m>0.6m，池总宽B=2b=2.4m （4）有效水深：h2=A/B=1.06/2.4=0.44m （介于0.251m之间） （5）贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积： （每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗） 其中X1：城市污水沉砂量3m3/105m3， K：污水流量总改变系数1.53 （6）沉砂斗各部分尺寸及容积： 设计斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为60，斗高hd=0.5m， 则沉砂斗上口宽： 沉砂斗容积： （略大于V1=0.26m3，符合要求）

9、（7）沉砂池高度：采纳重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为 则沉泥区高度为h3=hd+0.06L2 =0.5+0.063.4=0.704m 池总高度H ：设超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.44+0.704=1.44m （8）进水渐宽部分长度: （9）出水渐窄部分长度:L3=L1=1.43m （10）校核最小流量时的流速： 最小流量即平均日流量Q平均日=Q/K=266/1.53=174.4L/s 则vmin=Q平均日/A=0.1744/1.06=0.165>0.15m/s，符合要求 （11）计算草图如下： （5）初沉池 1初沉池的计算（辐流式） 1.沉淀

10、部分的水面面积： 设表面负荷 q=1.0m3/m2h，设池子的个数为2，则（其中q=1.02.0 m3/m2h） F= 2.池子直径： ,D取18m. 3.沉淀部分有效水深： 设t=1.5h，则h2=qt=2.01.5=3.0m.（其中h2=24m） 4.沉淀部分有效容积：V=Qmax/ht=150001.53/(31.5)5100m3 5.污泥部分所需的容积：V1 c1进水悬浮物浓度（t/m3） c2出水悬浮物浓度 r污泥密度，其值约为1 污泥含水率 6.污泥斗容积： 设r1=2m,r2=1m,=60，则 h5=(r1-r2)tg=(2-1)tg60=1.73m V1= hs/3(r12+r

11、2r1+r22) =3.141.73/3(22+21+12) =12.7m3 7.污泥斗以上部分圆锥体部分污泥体积： 设池底径向坡度为0.05，则 h4=（R-r1）0.05=（16-2）0.05=0.7m V2= h4/3(R2+Rr1+r12) =3.140.7/3(162+162+22)=213.94m3 8.污泥总容积：V=V1+V2=12.7+213.94=226.64>129m3 9.沉淀池总高度：设h1=0.3m,h3=0.5m,则 H=h1+h2+h3+h4+h5 =0.3+3.75+0.5+0.7+1.73=6.98m 10.沉淀池池边高度：H= h1+h2+h3 =0

12、.3+3.75+0.5=4.55m 11. 径深比:D/h2=32/3.75=8.53（符合612范围） 第四节 缺氧池 1设计参数： 池深h=4.5m,方形池 设计流量：=173.6L/s 生物脱氮系统进水总凯氏氮浓度：=40g/ 生物脱氮系统出水总氮浓度：=15g/ 在20时，取值0.04g,对于温度的影响可用式修正,温度设为10。排诞生物脱氮系统的剩余污泥量：,gMLVSS/d。2. 设计计算： （1） 缺氧区池体容积： =0.750.5 kgMLVSSg Vn缺氧区（池）容积（m3）； Q生物反应池的设计流量（m3d）； 生物反应池内混合液悬浮固体平均浓度，取=3(gMLSS/L)；

13、生物反应池进水总凯氏氮浓度（mgL）； 生物反应池出水总氮浓度（mgL）； IXv排诞生物反应池系统的微生物量（kgMLVSSg） 污泥总产率系数（kgSSkgBOD5），应通过试验确定。无试验条件时；系统有初沉池时取0.30.85；取0.5 活性污泥中VSS 所占比例，取0.75； So、Se生物反应池进出水五日生化需氧量浓度（mg/l）。 第五节 好氧池 1 设计参数： 采纳推流式曝气池作为系统的好氧池。 去除率：94.3% 2 设计计算： （1） 好氧硝化区容积： 日产泥量为： kg/d 好氧区设计污泥泥龄，取12d 采纳两组好氧池，每组容积为：9900/2=4950 池深取4.5m，每

14、组面积F=4950/4.5=1100 池宽取6米，池长为11000/6=183.3m；B/H=6/4.5=1.33，与1-2间， L/B=183.3/6=30.510，符合。 每组设3条廊道，廊道长=183.3/3=61.1m 池超高0.5m，总高H=4.5+0.5=5m （2） 曝气量计算： 本设计采纳鼓风曝气系统。 (1) 平均时需氧量的计算 其中： (2) 最大时需氧量的计算 依据原始数据 k=1.28 (3) 每日去除的BOD值 （3） 供气量计算： 采纳网状膜型中微孔空气扩散器，敷设于距池底0.2m处，沉没水深4.3m计算温度定为30。水中溶解氧饱和度：C=9.17mg/L;C=7.

15、63mg/L (1) 空气扩散器出口处的肯定压力（P）计算如下： P=1.01310+9.810H =1.01310+9.8104.3=1.43410P (2) 空气离开曝气池面时，氧的百分比按下式计算： (3) O=21(1-E)/79+21(1-E)100% E空气扩散器的氧转移效率，对网状膜型中微孔空气扩散器，取值12%。代入E值，得：O=21(1-0.12)/79+21(1-0.12)100%=18.96% (3) 曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑）按下式计算，即： C=C(P/2.02610+O/42) 最不利温度条件按30考虑，代入各值，得： C=7.63(1.4

16、34/2.026+18.96/42)=8.84mg/L (4) 换算为在20条件下，脱氧清水的充氧量，按下式计算，即： R=R/ (-C) 取值=0.82；=0.95；C =2.0；=1.0 代入各值，得： R=9.17/0.82(0.951.08.84-2.0)1.024=142kg/h 相应的最大时需氧量为： R=9.17/0.82(0.951.08.84-2.0)1.024=218 kg/h (5) 曝气池平均时供气量按下式计算，即：G=R/(0.3E)100 代入各值，得：G=142/(0.312)100=3944m/h (6) 曝气池最大时供气量:G=218/(0.312)100=5

17、056m/h (7) 本系统的空气总用量： 除采纳鼓风曝气外，本系统还采纳空气在回流污泥井提升污泥，空气量按回流污泥量的8倍考虑，污泥回流比R取值60%，这样提升污泥所需空气量为： 80.615000/24=3000m/h 总需气量：5056+3000=8056m/h （4）剩余污泥量 W=a （1）降解BOD生成污泥量： （2）内源呼吸分解泥量： Wv=fx=0.753300=2475mg/L=2.475kg/m3 W2=bvx=0.055244.72.475=649.3kg/L （3）不行生物降解和惰性悬浮物量（NVSS） 该部分占总TSS的约50% （4）剩余污泥量： W=0.33852

18、2.70.5=1406.25kg/d （7）二沉池 1.沉淀部分水面面积 F ，依据生物处理段的特性，选取二沉池表面负荷 ，（其中q=1.01.5） 设两座辐流式沉淀池， n=2，则有 2.池子直径 3.沉淀部分的有效水深， 设沉淀时间： （其中t=1.52.5h），则 （3）贮泥斗容积： 为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采纳Tw=2h，二沉池污泥区所需存泥容积： 则污泥区高度为： （4）二沉池总高度： 取二沉池缓冲层高度h3=0.4m，超高为h4=0.3m 则池边总高度为： h=h1+h2+h3+h4=3.75+0.4+0.4+0.3=4.85m 设池底度为i=0.05，则池底坡度降

19、为 则池中心总深度为：H=h+h5=4.85+0.53=5.38m （5）校核堰负荷： 径深比 堰负荷： 以上各项均符合要求 （6）辐流式二沉池计算草图如下： （8）剩余污泥泵房 1.设计说明 污水处理系统每日排出污泥干重为22303.65kg/d,即为按含水率为99计的污泥流量2Qw2230.365m3/d460.73m3/d19.2m3/h 2.设计选型 （1）污泥泵扬程: 辐流式浓缩池最高泥位（相对地面为）-0.4m，剩余污泥泵房最低泥位为 -（5.34-0.3-0.6）-4.53m,则污泥泵静扬程为H0=4.53-0.44.13m，污泥输送管道压力损失为4.0m，自由水头为1.0m，则

20、污泥泵所需扬程为H=H0+4+1=9.13m。（2）污泥泵选型: 选两台，2用1备，单泵流量Q>2Qw/25.56m3/h。选用1PN污泥泵Q 7.216m3/h, H 14-12m, N 3kW （3）剩余污泥泵房:占地面积LB=4m3m，集泥井占地面积 （9）浓缩池 1.浓缩池的设计： 1.设计参数 进泥浓度：10g/L 污泥含水率P199.0 每座污泥总流量:Q2303.65kg/d=230.365m3/d=9.6m3/h 设计浓缩后含水率P2=96.0 污泥固体负荷：qs=45kgSS/(m2.d) 污泥浓缩时间：T=13h 贮泥时间：t=4h 2.设计计算 （1）浓缩池池体计算

21、： 每座浓缩池所需表面积：m2 浓缩池直径 取D=8.1m 水力负荷 有效水深：h1=uT=0.31813=4.14m 取h1=4.2m 浓缩池有效容积：V1=Ah1=51.24.2=215.04m3 （2）排泥量与存泥容积: 浓缩后排出含水率P296.0的污泥,则 Q w= 按3h贮泥时间计泥量，则贮泥区所需容积：V24Q w32.407.20 泥斗容积= m3 式中：h4泥斗的垂直高度，取1.2m r1泥斗的上口半径，取1.1m r2泥斗的下口半径，取0.6m 设池底坡度为0.08，池底坡降为： h5= 故池底可贮泥容积： = 故总贮泥容积为：（满意要求） （3）浓缩池总高度： 浓缩池的超

22、高h2取0.30m，缓冲层高度h3取0.30m，则浓缩池的总高度H为 =4.2+0.30+0.30+1.2+0.236=6.236m （4）浓缩池排水量：Q=Qw-Q w=7.20-2.40=4.80m3/h （10）贮泥池 1设计参数 进泥量：经浓缩排出含水率P296%的污泥2Q w=257.59=115.18m3/d，设贮泥池1座，贮泥时间T0.5d=12h 2设计计算 池容为:V=2QwT=115.180.5=57.59m3 贮泥池尺寸（将贮泥池设计为正方形） LBH=4.04.04.0m 有效容积V=64m3 （11）脱水机房 带式压滤机：脱水后污泥含水率P4=80%，成泥饼状 脱水后泥饼体积： 泥饼运输采纳TD75型皮带运输机。