某城镇生活污水处理工程设计方案-氧化沟工艺设计.docx
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1、某城镇生活污水处理工程设计摘 要:XX市XX镇生活污水处理厂设计处理规模12000m7d,采用氧化沟工艺作为废水脱 氮除磷阶段核心处理工艺,该工艺流程简单、构筑物少、处理效率高、投资省。经处理后 出水水质到达城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002的一级B标,总投资约1600 万元。关键词:生活废水;氧化沟工艺; 4刖百XX镇位于四川XX市境内中部平原地区。东邻XX镇、XX乡,南接XX乡、XX镇, 西连XX镇,北靠XX镇。1985年并乡入镇,仍名XX镇。幅员面积50.7平方公里,耕地 面积3975亩。XX镇历来是XX市商贸重镇,享有“大蒜之乡、“川剧之乡和兰花之乡”的美誉。1992
2、 年被XX市列为优先开展经济“一条线”乡镇,1995年被列为成都市小城镇建立试点镇,同 时被评为四川省文化先进乡镇,并首批被命名为成都市特色文化之乡,连续4年被列为国 家级农业综合开发区。隆丰镇根底设施完备,初步形成了工业、农业和第三产业综合开展 的格局,已由农业经济向城乡型经济开展。基于新农村建立的要求,根底配套设施的完善,新建污水处理站是必须的也是必备的。 为改善该城镇及下游地区的环境质量,保障人民身体安康,建立污水处理厂是完全必要的, 也是十分迫切的;该污水处理站将收集该镇八成以上的生活污水,处理后出水水质到达城 镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002)的一级B标,满足排水和
3、环保的要求山。 同时与农民居住区环境的改善和新农村建立的总体思路完全吻合。设计任务及依据设计任务12000 m3/d乡镇生活污水站初步设计。设计依据及原则.1设计依据地表水环境质量标准(GB3838-2002)污水综合排放标准(GB8978-1996)生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)氧化沟 法 污水处理厂工 艺流程至回用水深度处理系统3污水处理工艺设计计算3.1污水处理系统格栅2 O设计参数:栅条间隙e=20.00mm,栅前水深h=0.4m,过栅流速u =0.9m/s, =60。,6 10圆钢为栅条阻力系数=1.79。图2格栅小意图栅条间隙数n式中:n栅条间隙数,个;Qmax最大设
4、计流量,Qmax 0.129 ITp/s;a格栅倾角,取60;b栅条间隙,m ,取2m;h栅前水深,m,取0.4 m;v过栅流速,m/s,取m/s;则:迈=3嘤甘6.67条取17条栅槽宽度BB=S(n-l)+bn式中:S栅条宽度,m ,取0.01m o则: B=S(n-l)+bnX(17-l)2X 17=通过格栅的水头损失hi二hok式中:hi设计水头损失,m ;ho计算水头损失,mG重力加速度,m/s2 , IX g= m/s2;K 系数,格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数,一般采用=3;J阻力系数,其值与栅条断面形状有关;0一一形状系数,取夕=1.79 (由于选用断面为锐边矩形的栅条)。 4
5、4( () ()1 V则:4- =1.79 - =0.71yy 0.02 Jv2 .0.92 .为=J sin6z = 0.71sin 60 = m 2g2x9.8hi=hok=O.O3x3=栅后槽总高度HH=h+hi+h2式中:h2栅前渠道超高,取=0.3 mo贝I:H=h+hi+h2 =0.4+0.09+0.3=0.79 。栅槽总长度 L式中:i进水渠道渐宽局部的长度,m ;Bi进水渠宽,m ,取Bi=0.35m ;ai进水渠道渐宽局部的展开角度,取ai=20 ;12栅槽与进水渠道连接处的渐窄局部长度,m ;Hi栅前渠道深,m.则:.B B、 0.5 0.35L = =x m2 tan %
6、 2x tan 20L = =0.11 m2 2Hi=h+h2=0.4+= mL=11+L+0.5+1.0+=0.22+0.11+0.5+1.0+ 也-=tan atan 60每日栅渣量w式中:W1栅渣量,m3/(103m3)污水,取W17 m3/(l()3m3)污水。17nl巾 86400 QW. 86400 x 0.129 x 0.073/J 3/J 加中士卡、主亦贝ij:W=-max = m3/d m3/d ,宜米用机械清渣1000 Kz1000 X1.7污水提升泵池设计计算设计流量:Q=301L/s,泵房工程构造按远期流量设计泵房设计计算采用氧化沟工艺方案,污水处理系统简单,对于新建污
7、水处理厂,工艺管线可以充分 优化,故污水只考虑一次提升。污水经提升后入平流沉砂池,然后自流通过厌氧池、氧化 沟、二沉池及接触池,最后由出水管道排入关渠堰。根据最大流量设计,选用4台150QW-180-6-5.5潜污泵3用1备),Q=180m3/h, H=6m;采用高、中、低水位分别启动水泵,通过液位计来实现自动控制;出水管上设置 管式流量计,对出水流量进展监测和控制。污水提升泵池尺寸:1000mm X 900mm XI 500mm数量:1座材质:钢筋混凝土构造:全地埋平流式沉砂池设计说明污水经提升泵提升后进入平流沉砂池,共两组对称于提升泵房中轴线布置,每组分为两格。每格宽度Bi=沉砂池池底采用
8、多斗集砂,沉砂由螺旋离心泵自斗底抽送至高架砂水别离器,砂水别 离通入压缩空气洗砂,污水回至提升泵前,净砂直接卸入自卸汽车外运。设计流量为Qmax=464 m3/h=0.129 m3/s,设计水力停留时间t=30s,水平最大流速u=0.25m/s,城市污水沉砂量X=30m3/(l()6m3),去除沉砂的间隔时间T=2d。每格池平面面积为= 0.516m2 v 0.25 沉砂池水流局部的长度(L)式中:L沉砂池水流局部的长度,L;V曝气沉砂池有效容积,m3 ;t 设计水力停留时间t=40s则:L = Vx,= 0.25x30 = 7.5m池宽度BB=nXBi=2X0.65=式中:B沉砂池总宽度;B
9、i单个沉砂池宽度;n沉砂池个数。贝 lj:B=nXBi=2X0.65=有效水深h2h2= -B式中:h2有效水深;A池平面面积;B沉砂池总宽。则:h2= A = a516 = () 4 m B 1.3沉砂斗所需容积V)“XT x 864007xl06式中:v沉砂斗所需容积;Qmax最大设计流量,Qmax 0.129 HlVs;X城市污水沉砂量,m3/(106m3);T去除沉砂的间隔时间,doKz水流量变化系数,取1.7。贝IJ:V二一X7X8产二。129 X3OX2: 864OO = 99。O.W/Czxl061.7xl06池总高度(H)H二 hi+h2+h3式中:hi沉砂池超高,取0.3m;
10、h2有效深度,h2二;h3沉砂室高度,取则: H= hi+ h?+ h3厌氧池a.设计参数设计流量:最大日平均时流量为Qmax= 129L/S污泥浓度:X=3000mg/L污泥回流液浓度:Xr=10000mg/L考虑到厌氧池与氧化沟为一个处理单元,总的水力停留时间超过15h,所以设计水量按 最大日平均时考虑网。b.设计计算厌氧池容积:V=Q/T=129xl 0-3xx3600= 1161m3厌氧池尺寸:水深取为h=。则厌氧池面积:=290m2厌氧池直径:(取 D=20m)考虑的超iWj,故池总局为H=h+0.3=4+0.3=。污泥回流量计算:回流比计算v 3R=二xO =043Xr-X 10-
11、3污泥回流量xl29=L/s=4792m3/d氧化沟.1设计参数(进水水质如表1所示进水 BOD5 =200mg/L出水 BOD5 =20mg/L进水 NH3-N=30mg/L出水 NH3-N=15mg/L污泥负荷 Ns=0.14 KgBOD5/(KgVSS d)污泥浓度 MLVSS=5000mg/L污泥 f=0.6, MLSS=3000mg/Lo拟用卡罗塞(Carrousel)氧化沟,去除BODs与COD之外,还具备硝化和一定的脱氮 除磷作用,使出水NH3-N低于排放标准。氧化沟按设计分2座,按最大日平均时流量设计 Qmax=11092 m3/d= 129 m3/s,每座氧化沟设计流量为Qi
12、 = g*65L/s。2总污泥龄:20d5 则 MLSS=2700曝气池:D0 = 2mg/LNH3-NNO3-N 复原a=0.9 p5-1N03-N/kgMLVSS-dKi=0.23d-l K02剩余碱度lOOmg/L(保持PH2):NH3-NNO3-N 复原.2设计计算 .碱度平衡计算:出水处理水中非溶解性BOD5值BOD5f;BOD5f XCeX1.42 U-eX5)式中:BOD5f出水处理水中非溶解性BOD5值,mg/L;Ce出水中BOD5的浓度,mg/L;则:BOD5f X20X1.42 U-e) =13.6 mg/L则出水处理水中溶解性BOD5值,BOD5=20- BOD5f =6
13、.4 mg/L .设采用污泥龄20d,日产污泥量XcX - Ac 一+becV-式中:Q为氧化沟设计流量,11092 m3/d;a为污泥增长系数,取kg/kg;b污泥自身氧化率,取0.05L/d;Lr为Lo-Le) 去除的BOD5浓度,mg/L;Lo进水BOD5浓度,mg/L;Le出水BOD5浓度,mg/L;3C污泥龄,dov aQLr 0.6x11092 x(200 - 6.4) t 则 Xc =73 = 644 kg/d + bdc 1000 x(1 + 0.05x20)&根据一般情况,设其中有12.4%为氮,近似等于总凯式氮(TKN)中用于合成局部叫 即:x 644= kg/d即:TKN
14、中有798100 = 7.19 mg/L用于合成。11092需用于氧化的 NH3-N =342=24.81 mg/L需用于复原的 NO3-N =24.81-11.1=13.71 mg/L碱度平衡计算一般去除BOD5所产生的碱度(以CaCCh计)约为BOD5,设进水中碱度为250mg/L。mg 碱度/mg NH3-N X 24.81= mg/L氮产生碱度 3.0 mg 碱度/ mg NO3X 13.71=41.1 mg/L计算所得的剩余碱度=250-+XLr=+X 193.6=13 mg/L计算所得剩余碱度以CaCCh计,此值可使PH7.2 mg/L.硝化区容积计算:曝气池:DO = 2mg/L
15、mg/mg NH3-N mg/mg /NO3-N 复原a=0.9 p 5脱氮速率:qdnNO3-N/(kgMLVSS-d)Ki K02剩余碱度lOOmg/L(保持PHN7.2):NH3-NNO3-N 复原硝化速率为=0.204 d1故泥龄:0.204= 4.9dx d原假定污泥龄为20d,则硝化速率为:=0.05 L/d 20单位基质利用率:VIa.05 + 0.05=。167 0.6kgBOD5/kgMLVSS.d式中:a污泥增长系数,06b污泥自身氧化率,0.051/do贝1J :MLVSS=fx5 x 3600=2700 mg/L所需的MLVSS总量*翁案。= H000Kg硝化容积:匕=
16、四x 1000 = 4074 m3 27004074水力停留时间:tn =*x24 = 8.81h 11092反硝化区容积:12时,反硝化速率为:式中:F有机物降解量,即BOD5的浓度,mg/LM微生物量,mg/L;3脱硝温度修正系数,取1.08 oT温度,12o污水排入城市下水道水质标准(CJ3082-1999)城市污水处理厂污水污泥排放标准(CJ3025-93)中华人民共和国环境保护法;建立工程环境保护设计规定;彭州市建立工程环境管理;水污染物排放限值(DB44/26-2001)中的一级标准;污水综合排排放标准(GB8978-1996)中的一级标准;建筑给水排水设计标准fGBJ 15-88
17、);.2设计原则(1)选用运行平安可靠、经济合理的工艺流程。2)采用先进的技术和设备,合理利用资金,提高污水处理站的自动化程度和管理水 平。3)根据根底设施统一规划、分步实施的方针,在方案设计中充分考虑远、近期结合, 为开展留有余地。(4)污水处理厂的位置,应符合城市规划要求,位于城市下游,与周边有一定的卫生 防护带,靠近受纳水体,少占农田。(5)严格执行国家和地方现行有关标准、标准和规定。设计范围本方案设计范围为:通过对类似生活污水水质情况的综合分析,提出可行性方案,最 终推荐最优方案;内容主要包括污水处理工艺流程、设备选型、污水构筑物及附属工程等 进展综合规划设计。1. 2设计水量及水质设
18、计人口根据统计,隆丰镇2005年人口共43000人,结合当地7%o的人口年增长速度,以等比 数列推算法预计到2021年人口总数达48000人左右。则:=NCh-N /kgMLVSS.d复原NOs-N的总量二旦久1000xll092 = 152kg/d1 5,=8000kg脱氮所需MLVSS=0.019脱氮所需池容:匕/ 222x1000 =2962.9 m32700796? 9水力停留时间:tdn =包仝*24 = 6.41111092 .氧化沟的总容积:总水力停留时间:t=tn+tdnh总容积:V=Vn+Vdn=4074+2962.9=m3 .氧化沟的尺寸:氧化沟采用4廊道式卡鲁塞尔氧化沟,
19、取池深,宽7m,则氧化沟总 长:7036.9 = 287.2 m。其中好氧段长度为理2 = 166.2加,缺氧段长度为乡2 = 121m。3.5x73.5x73.5x7弯道处长度:3xX7 + X21 = 217r = 66m 22则单个直道长:287;66=55.3一 (取54m)故氧化沟总池长=54+7+14=75m,总池宽=7x4=28m (未计池壁厚)。需氧量计算:采用如下经历公式计算:辐且。2(攵且/4) = Ax Lf. + Bx MLSS + 4.6x 一 2.6x NO?羊式中:A经历系数,取0.5;4去除的BODs浓度,mg/L;B经历系数,取0.1;Nrx H092X 10
20、3=275.2 kg/d其中:第一项为合成污泥需氧量,第二项为活性污泥内源呼吸需氧量,第三项为 硝化污泥需氧量,第四项为反硝化污泥需氧量。需要硝化的氧量:Nr=2x U092X 10-3=275.2 kg/d=2988.95 kg/d= 124.54 kg/h30时,采用外表机械曝气时脱氮的充氧量为:式中:a经历系数,取0.8;PP相对密度,取1。r5(20。)20时水中溶解氧饱和度,取9.17 mg/L;rJ(3o。)30c时水中溶解氧饱和度,取7.63 mg/L;C混合液中溶解氧的浓度,取2mg/L;T温度,30o则:=231.4 kg/h查手册,选用DY325型倒伞型叶轮外表曝气机“叫
21、直径= 3.5m,电机功率N=55kW, 单台每小时最大充氧能力为125kgCP/h ,每座氧化沟所需数量为n,则 力凡 231.4125125取 n=2 台回流污泥量:Y可由公式R求得。X “ X式中:XMLSS=3.6g/L,X,回流污泥浓度,取10g/L。则:R= 6 =0 56 (50%100%,实际取 60%)10-3.6考虑到回流至厌氧池的污泥为11%,则回流到氧化沟的污泥总量为49%Q。剩余污泥量:如由池底排除,二沉池排泥浓度为10g/L,则每个氧化沟产泥量为:.3氧化沟计算草草图如下:图3氧化沟设计草图1图4氧化沟设计草图2二沉池设计进水量:Q=11092 m3/d=463.2
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