某城市日处理水量10万m3每d污水处理厂工艺设计.docx

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1、水污染把握工程课程设计前言水是一切生存必不行少的物质之一，没有水的世界是无法想象的。虽然我国水资源总量 格外丰富, 年径流总量 2.711012m3,， 居世界第六位，但是由于人口众多，人均占有仅 2263 m3，约为世界平均的 1/4，属世界缺水国家之一。由于水污染把握的相对滞后，受到污染的水体逐年增加，又加剧了水资源的短缺。而中国快速进展的工业化、城市化、不行避开地会 加快水污染速度。据统计，年我国城市污水排放量已达亿立方米，其中绝大 局部水未经有效处理而排入江河湖海。全国以上的城市水域受到不同程度的污染，近的重点城镇的集中饮用水源不符合标准。我国北方城市大局部受到资源型缺水困扰， 南方多

2、水地区由于受到不同程度的污染，已经呈现缺水趋势。因此，增加污水处理比例和将 污水处理之后再回用是今后我国城市污水处理的趋势。今后年我国要增万吨城 市污水日处理力量。此外，我国城市污水再生利用工程已经启动，一些城市或区域正全面规 划污水资源化工程。到年，我国城市污水处理率将达。城市污水包括生活污水、工业污水受稍微污染的冷却水除外、初期污染雨水三种。 生活污水是指人类在日常生活中使用过的，并被生活废料所污染的水。初期污染雨水只指降 雨初期雨水冲刷地面后形成的污染严峻的雨水。城市污水的性质特征与以下因素有关：人们 的生活习惯；环境气候条件；生活污水与生活污水所占比例；所承受的排水体制以及国家、地方部

3、门对水质的要求等。城市污水排放至下水道时要满足污水排入城市下水道水质标准，排放到水体时要满足污水综合排放标准 。为有效的解决水污染问题，必需深入了解城市污水的各项特性。1水污染把握工程课程设计设计说明书一、设计课题某城市日处理水量 10 万m3/d 污水处理厂工艺设计。污水水质如下表：表 1-1污水水质工程CODCrBOD5SS氨氮PH进水水质/mg/L4202602801569该地区气象和水文：风向：多年主导风向为东风。气温：最冷月平均为-4;最热月平均 34。极端气温最高为 42，最底为-15，最大冻土深度为 0.18m 。水文：降水量多年平均为 728 mg/年，蒸发量多年平均为 121

4、0/年，地下水位为地面下 5-6m 。厂区地形：地面较平坦。二、概况某城市污水厂设计规模为 10 万 m3/d，远期为 20 万 m3/d。该厂位于城郊。主要接纳四周居民区和工厂的排水。近期 10 万 m3/d 规模分两期建成。全厂分五个区：水处理区、污泥处理区、中水处理区、试验场和治理区。各区之间用较宽的绿化带分隔来美化环境。厂区管网繁多，为节约用地以及便利修理，设置环状通行式 管廊，总平面布置图见图 2-1三、设计原则 进水水质为 CODCr420mg/L、BOD5 260mg/L、SS280mg/L、氨氮15mg/L、PH69mg/L 处理程度Cr5其出水要求按 GB8978-1996污

5、水综合排放标准执行。COD60mg/L：BOD 20mg/L；SS20mg/L；氨氮15mg/L；PH69 水工程规划问题中，应从全局动身，合理布局，使其成为整个城市有机的组成局部。2水污染把握工程课程设计 符合环境保护要求；综合考虑，尽可能削减污染源，有利于回收利用。 处理好近期的关系，做好远期规划。 要考虑现状，充分发挥原有排水设施的作用。对原有设施进展分析，改造，利用。 排水工程的规划与设计应处理好污染源治理与集中处理的关系；二者相互结合，以集中处理为主的原则。 留意工程建设中经济方面的要求；合理布置，节约投资。在规划与设计排水工程时，必需认真贯彻执行国家和地方有关部门制定的现行有关标准

6、，标准，或规定。四、工艺及处理设施的选型说明(1) 中格栅:选用距型双槽式，共设三座；最大设计流量 6520 m3 /h，平均设计流量 4167 m3 /h；栅条间距 20mm；栅槽的长为 6700mm，宽为 2420mm，高为 2430mm；承受机械清渣方式，链条式除渣机的安装角度为600 ，每座格栅安装一台除渣机, 共设 3 台除渣机。 初沉池：承受平流式沉淀池，池长为 27m,池宽为 113m,有效水深为 3m,池数为 16 个。设计流量为 100000 m3/h，外表负荷为 2 m3/ m3.h，停留时间为 1.5h，水平流速为 5mm/s.排泥方式承受桥式刮泥机，定容式螺杆式污泥排泥

7、泵排泥。污泥同样回流利用，剩余污泥进入浓缩池浓缩反响池：共设座，水深 m，长为m，宽为m，周期为h, 进水量 6250 m3 鼓风机房：将机房隔成两间，一间安装电机驱动的台离心式鼓风机台风量为 m3 / h ，风压.m 水柱，用于曝气池送风。另外一间安装2 台沼气驱动的离心式风机，风机规格一样，配有沼气捡漏报警仪。鼓风机房内设机械通风措施。流量均用转子流量计把握。 浓缩池：共设 2 座，池径均为 783m，有效水深为 670m，池中上部进泥，下部出泥，承受重力浓缩。 污泥回流泵房：活性污泥回流承受混流泵，共4 组，每组 6 台，单台流量 260m3/h,扬程为 6.0m，功率为 4.4kW,回

8、流比为 30%100%。 消化池：直径 25m，圆拄体高度 125m，共设两座。在消化池壁上设有液位计，3水污染把握工程课程设计PH 计，温度计，检测信号送往数据把握中心。污泥停留时间 20 天，温度保持在 33 35之间。旁边设有热交换器。污泥脱水机房：平面尺寸为.m 24.48 m，机房内设两台宽为25m 带式压滤机，脱水力量约600 m3 / d ；泥饼装车外运或现场堆棚。脱水在现场操作，运行中的故障传送到中心把握室沼气罐：为直径 23m 钢制湿式螺旋升降浮筒式气罐，容积为 3000 m3 ，工作压力为5000Pa，气罐上有安全伐，容积仪，压力计等仪表。中心把握依据检测到的信号把握沼气余

9、气燃烧运行。接触消毒池：设有圆形钢筋混凝土接触消毒池两座，直径 10.0m，接触时间30min,设有 ZJ 型转子加氯机，加氯量 510mg/L，经处理后的污水进展消毒。设计计算书五、主要处理构筑物设计总变化系数 1.5100000最大设计流量QmaxQK 总 246060 1.51.7m3/s(一) 格栅的设计计算(1) 格栅间隙数：n Q maxsin aehv取 a60 e 0.02m； h 1.0m； v 1.0 m/s则 n Q maxsin aehv 1.7sin 60 0.02 1.0 1.081 个(2) 栅槽的设计宽度：Bsn1 e n 取 s0.01m4水污染把握工程课程设

10、计Bsn1 e n0.018110.02812.42 mB - B(3) 栅前渠道扩大段的长度： l 112 tan 取进水渠道B =0.5m，渐宽局部开放角a =20011B - Bl 112 tan 2.42 0.52 0.362.63 m(4)栅槽与出水渠道连接处的渐宽局部长度l ：2l12l 1.31 m2(5)通过格栅的水头损失：h 3h10h 3h 3 v2102gsin se4/32.420.010.024/30.96h 3h 3 v2102gsin30.961.022 9.81sin60(6)0.13 m栅室总高H：Hh h h 2.00.130.32.43 m12H7 栅槽总

11、长度：Ll l 1.00.5112tan HLl l 1.00.5112tan 2.631.371.00.51.36.7 m（8） 每日栅渣量：W=QW 86400K1000max1总W=1.8 m3/s(二) 初沉池的设计计算（1） 池子总面积：A 3600Q maxq5水污染把握工程课程设计取 Q 1.7 m3/s、q2.0 m3/m2hmax3600Q max3600 1.7A3060 m2q2.0（2） 沉淀局部有效水深：h qt2取 t1.5hh qt2.21.53.0 m23 沉淀局部有效容积：VA h 30603.09180 m32（4） 池子总长度：L3.6vt 取 v5mm/

12、s则 L3.651.527.0 m（5） 池子总宽度：B（6） 池子个数：n BA 3060 113 mL2711312 个b10（7） 每日产生的污泥量：Q24(C- C )100W =max(12)r 100 - q0100000(280 - 20)100= 1000 1000(100 - 93)=371.4 m3每个沉淀池的污泥量：W =371.4/121=30.95 m3(8) 池子总高度：Hh h h h12340.33.00.42.8=7.0 m三 SBR 反响池的设计（1） 确定设计参数污泥容积负荷NV=0.5KgBOD5/ m2h，SVI=1006水污染把握工程课程设计MISS

13、=3000mg/L反响池N=4，反响池水深H=4 m运行周期T=6 h，则一天内的周期数为N=24/6=4(周期/天)周期内时间安排：进水：2 h；曝气：2 h；沉淀 1 h ；排水待机：1 h周期进水量Q ：OQ =QT/24N=1000006/244=6250 m3。0（2） 反响池有效容积VV NQ0 S0 4 6250 260=13000 m3Nv 10000.5 1000（3） 反响池最小水量VminVmin= SVI MLSS V106= 100 3000 13000 106m3(4) 校核周期水量和有效容积 周期进水量应满足：SVI MLSSQ (1 -)V0106=1 - 10

14、0 300013000100m3符合要求（5） 有效容积应满足：V Q+ V= 9100 + 3900 = 13000m30min符合要求。（6） 确定单座反响池的尺寸：H=4 m，确定 B=50 m，取超高为 0.5 m，则有：L =VH B= 13000 4 50= 65m（7） 7水污染把握工程课程设计7 需氧量和需氧速率R 的计算：Q= a ”QS2r+ b”VXV260 - 203000 0.75Q= 0.5 100000 2+ 0.1113000 3 10001000Q= 21625.5KgO/ d22每周期曝气 2h,一天 4 个周期，共曝气 8 hR =O2一天内暴气时间=21

15、625.5R2706.5KgO/ h 82 8 标准状态下的供气量与供气量的计算： 供气量承受穿孔管集中设备，安装在距池底0.5 m 处，故漂浮水深为3.5m 最高水温为 30C，此时的氧的饱和溶解度为 C7.6 mg/L,s30而 20C 时，氧的饱和溶解度为C9.2 mg/L。s20穿孔管出口处确实定压力为：P 1.0131059.83.510001.356105b假设穿孔管的氧利用率EA 为 6,则空气离开水面时的氧百分浓度为：Qt21 (1E )A10029 + 21 (1E )A 21 (10.06 )1002029 + 21 (10.06)t曝气池中的平均氧饱和度为：CC(pb Q

16、 )sm30s302.026 105427.6 1.386 1052.026 105C9.2 1.258 105 20 8.36 mg/L42 20 10.1 mg/Lsm202.026 10542取0.8；b0.9，1；C2 mg/L；脱氧清水的充氧量为：R RCsm(20)oabr Csm(T )- C1.024T -208水污染把握工程课程设计=(2706.5 10.10.8 0.9 8.36 - 2)1.02430-20=4881.36 kg/L曝气池平均供气量： G=R4881.360=100 = 271187m3 / hs0.3 EA0.3 6空气提升器所需的空气量按最大回流污泥量

17、的5 倍计算： 所需空气量为 5100000/240.5=10416 m3/h5 鼓风机可依据所需气量和压力，选择鼓风机型号和台数，需有一台备用。鼓风机所需供气量：最大时：G= m3/hsmax平均时：G = m3/hst最小时：G0.5G =0.5= m3/hSTmin=ST9 最正确排水深度：h = H 1 -SVI MLSS100 - Dh= 4 1 - 100 3000 - 0.1100= 2.7m10剩余污泥排放量: 每池每个运行周期应排放的剩余污泥干量XWTV MLSSXW = 24 TS613000 3XW = 24 8=1218.7Kg 每池每个运行周期应排放剩余污泥容积量：T

18、H - hVgw = 24 H ts64 - 2.713000gw = 24 48=396.09 m39水污染把握工程课程设计四 污泥量的计算1 初沉污泥量：100ChQ()1V= 103(100 - P )r1m3 / d100000(280 - 20)100= 1000 1000(100 - 93)=371.4 m3/d(2)剩余污泥量: 剩余污泥干重TV MLSSXW = 24 TS613000 3XW = 24 8=1218.7Kg 剩余污泥体积量DX()V2 = (1 -) TmdP10003 /12662.7= (1 - 0.992)1000=1582.8m3/d 剩余污泥浓缩后的

19、体积量(100 - P)V3 = 100 - P V21= 100 - 99.2 1582.8 100 - 96=316.56m3/d3 总的污泥量V=V +V13=371.4 m3/d +316.56 m3/d=687.96 m3/d10水污染把握工程课程设计五污泥浓缩承受重力浓缩：连续式，竖流连续式浓缩池重力浓缩池的设计：进泥为剩余污泥时，进泥含水率为 99.2%99.6%，设计固体通量为 3060 m3/d， 浓缩后污泥含水率为 97%88%进泥为初沉污泥时，进泥含水率为95%97%，设计固体通量为 80120 m3/d，浓缩后的污泥含水率为 92%95%。进泥为混合污泥时，进泥含水率为

20、 98%99%，设计固体通量为 3080 m3/d，浓缩后的污泥含水率为 94%96%。浓缩时间为 16h。有效水深为 4m.排泥间隔为 8 h六污泥消化池一级消化工艺：中温消化，3335，有机负荷为 2.53.0kgBOD5/(m3/d)产气量为 11.3 m3/(m3/d)，消化时间约为 20 天。投配率为 7%。PH 值为 56.5。七污泥机械脱水自动板框压滤机过滤压力为 0.3920.49Mpa,污泥经污泥泵直接压入。每台压滤机单独配制 1 台污泥泵。压滤机的过滤力量:过滤消化污泥时为 24kg 干污泥/( m3/h)过滤周期为 1.54h过滤机的过滤面积：A = 1000(1 - P

21、)QV= 1000(1 - 0.992)28.73= 76.5m211水污染把握工程课程设计六、仪器自动把握局部 仪表设计监测仪表主要有表，此外均为液位、流量、温度、压力、界面、电流和电压等仪器。主要器有溶解氧、浸入式污泥浓度仪、污泥界面计、电磁流量计、pH 计。 自控设计功能为集中监测，分散把握。系统把握主要有以下内容：初沉池排泥系统的定时、条件 把握；回流污泥量设定植把握；剩余污泥量的条件把握；污泥浓缩、消化系统的批量、定时、条件把握；曝气池溶解氧-鼓风风量调整系统闭环把握等。七、主要技术经济分析依据计算分析，污水厂的基建投资与其它方法相比较：工艺流程简洁，运行操作可通过自动把握装置完成，

22、治理简洁，投资较省比传统工艺节约投资额左右，占地面积小。这大大削减了工程的投入，减轻了运行负担。与其它工艺相比较污水处理设施能有效的去除氮、磷，相对于其他工艺去除率较高，污泥沉降性能较好对水质水量的变化适应性强。废水的年处理量较高。八、论述该污水处理工艺承受型SBR 技术具有以下优点：工艺流程简洁，运转机敏，基建费用较低；处理效果良好，出水牢靠；较好的除磷脱氮效果；污泥性能良好。工艺的局限性：反响器容积利用率低；水头损失大；不连续的出水；峰值需氧量高；设备利用率低；12水污染把握工程课程设计对治理人员技术素养要求高；不适合大型污水厂，由于大型污水厂进水量大，需设计多个反响池，运行费用高。总之，SBR 作为活性污泥法的扩展和延长，具有其相对的乐观意义。解决了传统活性污泥法所不能解决的问题，是在传统活性污泥法根底上依据其缺点所做的补充。为污水处理设 计方案供给了另一种选择。九、参考资料（1） 柏景方.污水处理技术M.哈尔滨工业大学出版社，2023（2） 胡亨魁.水污染把握工程M.武汉理工大学出版社，2023（3） 朱亮等.水处理工程运行与治理M.化学工业出版社，2023（4） 娄金生等.水污染治理工艺与设计M.海洋出版社，2023（5） 张统.污水处理工艺及工程方案设计M中国建筑工业出版社，2023金兆丰等.污水处理组合工艺及工程实例化学工业出版社.13