SBR工艺设计说明书.pdf
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1、-1-前言 随着科学技术的不断发展,环境问题越来越受到人们的普遍关注,为保护环境,解决城市排水对水体的污染以保护自然环境、自然生态系统,保证人民的健康,这就需要建立有效的污水处理设施以解决这一问题,这不仅对现存的污染状况予以有效的治理,而且对将来工、农业的发展以及人民群众健康水平的提高都有极为重要的意义,因此,城市排水问题的合理解决必将带来重大的社会效益。第一章 绪论 1。1、本次课程设计应达到的目的:本课程设计是水污染控制工程教学的重要实践环节,要求综合运用所学的有关知识,在设计中熟悉并掌握污水处理工艺设计的主要环节,掌握水处理工艺选择和工艺计算的方法,掌握平面布置图、高程图及主要构筑物的绘
2、制,掌握设计说明书的写作规范。通过课程设计使学生具备初步的独立设计能力,提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力,训练设计与制图的基本技能。1.2、本课程设计课题任务的内容和要求:某城镇污水处理厂设计日平均水量为20000dm/3,进水水质如下:COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)TN(mg/L)NH3N(mg/L)TP(mg/L)PH 380 150 200 40 25 3 69 -2-、污水处理要达到城镇污水处理厂污染物排放标准中的一级 B 标准。、生化部分采用 SBR 工艺。、来水管底标高 446.0m.受纳水体位于厂区南侧 150m。50 年一遇最高水位 4
3、48.0m。、厂区地势平坦,地坪标高 450。0m。厂址周围工程地质良好,适合修建城市污水处理厂。、所在地区平均气压 730.2mmHg 柱,年平均气温 13。1,常年主导风向为东南风。具体设计要求:、计算和确定设计流量,污水处理的要求和程度。、污水处理工艺流程选择(简述其特点及目前国内外使用该工艺的情况即可)、对各处理构筑物进行工艺计算,确定其形式、数目与尺寸,主要设备的选取。、水力计算,平面布置设计,高程布置设计。-3-第二章 SBR 工艺流程方案的选择 2。1、SBR 工艺主要特点及国内外使用情况:SBR 是序列间歇式活性污泥法的简称,与传统污水处理工艺不同,SBR 技术采用时间分割的操
4、作方式替代空间分割的操作方式,非稳定生化反应替代稳态生化反应,静置理想沉淀替代传统的动态沉淀.它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作,SBR 技术的核心是SBR 反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉池等功能于一池,无污泥回流系统。经过这个废水处理工艺的废水可达到设计要求,可以直接排放。处理后的污泥经机械脱水后用作肥料.此工艺在国内外被引起广泛重视和研究日趋增多的一种污水生物处理新技术,目前,已有一些生产性装置在运行之中.它主要应用在城市污水、工业废水处理方面。2.2、工艺流程图:提升泵池提升泵站粗格栅污水干泥外运加氯间鼓风机房集泥井污泥浓缩池脱水机房出水接触池SBR 细格栅初沉池沉砂池污泥
5、图 2。1 SBR 法处理工艺流程图 -4-第三章 SBR 工艺设计计算 3.1、原始设计参数:原水水量:hmdmQ/3.833/2000033 取流量总变化系数为:48.17.211.0QKZ(Q=231.5L/s)设计流量:smhmQKQZ/343.0/3.12333.83348.133max 3.2、粗格栅设计:本设计选择单独设置的格栅,倾角=60 3.2.1、格栅槽总宽度 B=1。19m,取 1。5m 3。2.2、通过格栅的水头损失 h1=0.026m 3。2.3、栅后明渠的总高度 H=0。726m 3.2。4、格栅槽总长度 L=4.67m 3。2.5、每日栅渣量 W=dm36.0 3
6、.2。6、机械除渣,用 NC1200 型机械除砂器一台 3.3、提升泵站设计:本工艺选用 LXB900 螺旋泵 3。4、细格栅设计:本设计选择格栅和沉砂池合建。设计中选择两组格栅,N=2 3.4。1、格栅槽总宽度:B=1.28m,设计中取 1.5m 3.4.2、通过格栅的水头损失:h1=0。46m -5-3。4。3、栅后明渠的总高度:H=1。16m 3。4.4、格栅槽总长度:L=2.82m 3。4。5、每日栅渣量:W=dm31 3.4。6、机械除渣,用 NC800 型机械除砂器一台 3。5、曝气沉砂池设计:3.5。1、池子总有效体积:设计中取停留时间 t=2min,则3max16.416023
7、43.060mtQV 3。5。2、水流断面面积:设计中取水平流速1v=0.08sm,则水流断面面积:21max29.408.0343.0AmvQ 3。5。3、池总宽度:设计中取mh22(设计有效水深),则 之间在5.1107.1:,14.2229.422hBmhAB 3。5.4、池长:mAV6.929.416.41L L:B=4.48 5(符合)3。5.5、每小时所需空气量:设计中取31m污水所需空气量 d=0。2污水33mm hmQdq3max96.2463600343.02.03600 3。5.6、沉砂斗所需容积:设计中取清除沉砂的间隔时间 T=2d,城市污水沉砂量 X=30m3/106m
8、3污水 -6-则3662.11086400230231.01086400mTXQV (1)每个沉砂斗容积:设有 2 个沉砂斗,则 306.022.1mV(2)沉砂斗各部分尺寸:设计中取沉砂斗上口面积0.80。8m,下口面积 0。40.4m.3。5。7、沉砂室高度:milhh974.0)8.007.1(2.092.0233 3.5。8、池总高度:mhhhH474.3974.025.0321 3。5.9、进水渠道:设计中取进水渠道宽度 B1=1。8 m,进水渠道水深 H1=0.5 m,则,smHBQv38.05.08.1343.0111 3.5。10、出水装置:出水采用沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水
9、,出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定,堰上水头 0.2m。排水干管采用钢管,管径DN=800mm。3。5.11、排砂装置:采用吸砂泵排砂,吸砂泵设置在沉砂斗内,借助空气提升将排出沉砂斗至砂水分离器,吸砂泵DN=200mm 3。6、初沉池设计 本工艺采用选用辐流式沉淀池。最大设计流量:smhmQKQZ/343.0/3.12333.83348.133max 3.6.1、沉淀部分有效面积:qQF3600 式中:Q设计流量,sm/3;q表面水力负荷,)/(23hmm;(1。52.5),取 2.0 -7-则,24.6170.23600343.0mF 3.6.2、沉淀池直径:FD4 则,mD2814.34.
10、6174 3。6.3、沉淀池有效水深:tqh 2 式中:t-沉淀时间,一般取 1。03。0h;设计中取 2.0h 则mh40.20.22 校核沉淀池直径与水深之比,74/28/2hD符合在 612 之间。3.6.4、沉淀部分所需容积:)100(101003max0PQcVW 式中:WV初沉污泥量,dm/3;Q沉淀池设计流量,dm/3;沉淀池中悬浮物的去除率,%;一般取4060 0c-进水中悬浮物质量浓度,mg/L;P污泥含水率,%;污泥密度,以31000kg/m计。设计中取=60,P=97,采用重力排泥,两次清楚污泥间隔时间取 1d,则 33801000)97100(1012000060.02
11、00100mVW 辐流式沉淀池采用重力排泥,将污泥排入污泥斗,然后用静水压力将污泥排出池外.3.6。5、沉淀斗容积:设计中选择圆形污泥斗,污泥斗上口半径 2m,底部半径 1m,倾角o60,有效-8-高度mho73.160tan)12(5。污泥斗容积)(31211251aaaahV 式中:5h-污泥斗有效高度,m;a污泥斗上口边长,m;1a-污泥斗底部边长,m;则,322104.4)1122(73.131mV 沉淀池底部圆锥体体积)(312242rRrRhV 式中:4h-沉淀池底部圆锥体高度,m;R-沉淀池半径,m;r沉淀池底部中心圆半径,m;设计中取 r=1m 设池底径向坡度为 0.05,则m
12、h65.005.0)114(4 则,32226.143)111414(65.014.331mV 所以,沉淀斗总容积32136.147mVVV 803m,符合 3.6.6、沉淀池总高度:54321hhhhhH 式中:1h沉淀池超高,一般取 0。3m;3h-沉淀池缓冲层高度,一般采用0.3m;则,mH98.673.165.03.043.0 3。6.7、进水装置:本工艺辐流式沉淀池采用池中心进水,通过配水花墙和稳流罩向池四周流动。进水管道采用钢管,管径DN=800mm,管内流速0。68m/s。3.6。8、出水装置:-9-出水采用池末端薄壁出水堰跌落出水,出水堰可保证池内水位标高恒定,堰上水头 322
13、1)2(mbgQH 式中:H-堰上水头(m);Q1-沉淀池内设计流量(m3/s);m-流量系数,一般采用 0.40。5 b2-堰宽(m),等于沉淀池宽度.则,mgmbQH2.0)8.9214.24.0343.0()2(32322 出水堰自由跌落 0.2m 后进入出水渠,出水渠宽2B2m,水流流速89.02vm/s,采用出水管道在出水槽中部与出水槽连接,出水管道采用钢管,管径 DN=800mm,管内流速 V2=0。68m/s。排水干管管径:maxQ=0.343m3/s,取管径DN=800mm,流速VS=0。68m/s。3。6.9、排泥管:沉淀池采用重力排泥,排泥管管径 DN300mm,排泥管伸入
14、污泥斗底部,排泥静压头采用 1。2m,将污泥排到池外集泥井内。3。6.10、出水挡渣板:浮渣用浮渣刮泥板收集,定期清渣,刮泥板装在刮泥机桁架的一侧,高出水面 0。2m,在出水堰前设置浮渣挡板拦截浮渣,排渣管管径取为DN300mm。3.7、SBR 反应池设计:3.7。1、SBR 池计算:设单个 SBR 反应池运行周期为 8 小时.进水(厌氧)1 小时,反应(曝气)4小时,沉淀(缺氧)2 小时,排水排泥 1 小时。低污泥负荷下有利于硝化菌、反硝化菌等自养菌的生长。设计取 Ns=0。1Kg BOD5/(Kg MLSSd)。设置 4 个反应池,反应池前设一个调节池,调节池与曝气沉砂池相连.当前一个反应
15、池运行 2 小时后,下一个反应池开始运行.也就是说每周期从调节池注-10-入一个 SBR 反应池的水量相当于 2 小时内从沉砂池流进调节池的平均水量。1)调节池的容积:以 3 小时内流进调节池的平均水量计算调节池的体积,这样既可对因上游来水不均匀造成的水位波动起到缓冲作用(KZ=1。48),又可以保证在有一个 SBR反 应 池 出 现 故 障 时,其 它3个 反 应 池 仍 能 交 替 连 续 运 行。3250032420000mV 调节池尺寸 LBH=25205,正常运行时最高水深为 3。33m,最低水深 1。6m,池底出水。出水管(钢混)流量 smhm/463.0/166722420000
16、33 设 计 取 排 水 管 管 径DN800mm,设 计 流 量q=1667m3/h,smv/73.09.03600416672出水结束由调节池及 SBR 中液位控制.2)活性污泥量(以 MLSS 计)采用污泥负荷法计算:soiNSSQMLSS)(则总活性污泥量:干)(260001.010)20150(200003KgMLSS 3)剩余污泥量:剩余污泥包括两部分:a、微生物降解 BOD 后代谢增殖的污泥量。b、吸附在菌胶团上的不可降解的非挥发性固体(进水水中的 SS)。(1)增殖活性污泥以 SS 计 VXKSSYQXVdoiVSS)(fX VSSSSX 式中:f-VSS 与 SS 之比值,取
17、 0.6;Y-产率系数,kgVSS/kgBOD5,取 0.6;Kd内源代谢系数,取 0。06;所以,3/6.026000mkgVSSVXV dkgVVXVSS/6246.02600006.010)20150(200006.03 dkgXSS/10406.0624 -11-(2)假设进水中的 SS 被活性污泥吸附后,能达到排放标准。dkgXSS/120010)2080(200003 所以每天排泥(MLSSSS)2240kg。以体积计:VSS=373m3/d,含水率 P=99.4%;(因PSVI11,所以污泥体积指数 SVI=167ml/g)VSS=280 m3/d,含水率 P=99.2.(SVI
18、=125ml/g)4)计算反应器中的总污泥量(MLSSSS)污泥当中的 SS(来自进水)与活性组分(以 MLSS 计)的质量比例关系为154.110401200 则每个 SBR 池中总污泥量为)(14000426000)110401200(干kg 设含水率92.2,则以体积计VS=1750 m3 5)SBR 反应池容积bFSVVVV 其中:VS-单池污泥体积,m3;VF进水体积,m3 ;3166722420000mVF Vb-保护容积,m3。取超高 0。5m,每个 SBR 反应池的尺寸mmmHBL0.62034 则保护容积 Vb=323 m3,安全高度m48.02034323,符合 0。30.
19、5。进水水深,m45.220341667 沉淀后污泥层高度,m57.220341750 校验:污泥浓度 LmgMLSS/)37431738(105.52034410)41400026000(36 排出比 444.05.520341667,在 1/41/2 之间。6)排水及排泥系统:选用电动旋转式滗水器,型号 XBSD1800。滗水深度 2.45m,排水结束由液位控制。排水管(钢混)与滗水器相连,每池设一个排水管。-12-设计取排水管管径DN800mm,设计流量q=1667m3/h,smv/73.09.03600416672(实际运行时,排水结束由 SBR 池中液位控制)。在池底设置简易半圆形集
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