环境工程污水处理设计Word格式.docx
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污泥是污水处理的副产品,也是必然的产物,如从沉淀池排出的沉淀污泥,从生物处理排出的剩余活性污泥等。
这些污泥如果不加以妥善处理,就会造成二次污染。
污泥处理的方法是厌氧消化,在厌氧消化过程中产生大量的消化气(即沼气)是宝贵的能源,消化后的污泥含水率仍然很高,不宜长途输送和使用,因此,还需要进行脱水和干化等处理。
具体过程为:
二沉池的剩余污泥由螺旋泵提升至浓缩池,浓缩后的污泥进入贮泥池,再由泥控室投泥泵提升入消化池,进行中温二级消化。
一级消化池的循环污泥进行套管加热,并用搅拌。
二级消化池不加热,利用余热进行消化,消化后污泥送至脱水机房脱水,压成泥饼,泥饼运至厂外,可用做农业肥料。
消化池产生沼气,一部分用于一级消化池的沼气搅拌,一部分用于沼气发电。
本设计采用的工艺流程如下图所示:
处理构建物设计格栅间和泵房中格栅格栅的选择1.1根据处理量及城市污水的特点,选用两组中格栅。
格栅的设计1.2
,速度10mms为,栅条间隙b是20mm,选条宽
(1)设栅前水深为1.2mQsinamax?
1.2m。
(;
B=sn-1)。
v=1.4m/s则+bn=1.1940n?
?
bhv根据以上数据选取型号为NC-1200的中格栅,其参数如下表:
附表1.1中格栅NC-1200参数
型号设备宽度有效栅宽有效栅隙运动速度水流速度b/mmB/mmB?
1?
1/mmsm?
min/m/2.
NC-1200120010602031.5?
格栅地面支座长度安装角度格栅槽深电机功率
L/mm高度度H/mm
/mmH10.7550200
3060
650
附图1.1中格栅
(2)进水渠道渐宽部分长度
根据公式Q=vhB,
1maxQmaxvhB=13/s—设计流量,mQmaxv—栅前流速取,v
h—栅前水深,m
则B=1.5/(1.4×
1.2)=0.893m
1进水渠宽B=0.893m,其渐宽部分展开角度α=20°
11L=(B-B)/(2tg20°
)=(1.2-0.893)/(2×
tg20°
)11=0.42m
(3)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
L=L/2=0.42/2=0.21m
12(4)采用格栅栅条断面为矩形
422vsv?
3?
ksinhh?
sin×
=k=3取;
则=k×
=k?
10gb2g2?
242.14?
50./.001002sin2.42=3×
×
39.81?
2=0.22m
(5)栅后槽总高度
设栅前渠道超高h=0.3m,则:
2H=h+h+h=1.2+0.22+0.3=1.72m12
(6)栅槽总长度为:
L=L+L+0.5+1.0+H/tgα121=0.42+0.21+0.5+1.0+(1.2+0.3)/tg60°
=3.38m
(7)每日栅渣量
33。
污水产渣50mm的情况下,设栅渣量为每1000m0.07m在格栅间隙Kz=1.2
QW1MAXW?
86.4K
Z
333,mm/10W—栅渣量1k—生活污水流量总变化系数Z
W=1.5×
0.07×
86400/(1.2×
1000)
33/d=7.56m/d>
0.2m因此宜采用机械清渣。
(8)泵房设置
由于该泵站为常年运转且连续开泵,故选用自灌式泵房。
又由于该泵站流量较大,故选用矩形泵房。
矩形泵房工艺布置合理,运行管理较方便,现已普遍采用。
集水间计算选择水池与机器间合建式的方形泵站,用7台泵(2台备用)
每台水泵的流量为:
Q0=1500/5=300L/s;
泵型:
12PWL型污水泵每台泵流量:
300L/S扬程:
12M
有效水深:
H=1.5M,
池底做成斜坡
泵房地面有一定坡度,坡向排水沟。
沉砂池
本设计采用采用平流沉砂池,共设两座。
1.长度公式
L=vt
v—最大设计流量时的流速,m/s
t—最大设计流量时的流行时间,s
设v=0.2m/s,t=50s(30~60)
L=vt=0.2×
50=10m
2.水流断面面积
2A=Qmax/v=1.5/0.2=7.5m3.池子总宽度
b=1.875m
每格宽格n=4设
A=7.5mB=
h2有效水深4.
1)~h=1m(0.252沉砂室所需容积5.86400XTQmax6
)-6V=×
10(5
Kz336X—城市污水沉砂量,一般采用30m/10mdT—清除沉砂的间隔时间,k—生活污水流量总变化系数ZT=2d;
则:
设3
V=21.6m每个沉砂斗容积6.个沉砂斗设每一份格有23V=21.6/16=1.35m1沉砂斗各部分尺寸7.,沉沙斗上=1m°
;
斗高h′b设斗底宽=0.5m斗壁与水平面的倾角为:
5531。
口宽:
=1.9mb2322=1/3h′()+b+=1.61m沉砂斗容积Vbbb231121沉沙室高度8.),则坡向沙斗(0.01-0.02采用重力排沙,设池底坡度为i=0.02/2=3m)-b=(l-2;
其中h=h′+0.06l=1.06mlb23322池总高度9.=0.3m
h设超高1=2.36m+hH=h+h31210.验算最小流速:
在最小流量时)5(-7Vmin=Qmin/nWmin
m3/s—最小流量,Qmin个n—最小流量时沉砂池工作数目,2
mWmin—最小流量时沉砂池中的水流断面面积
>Vmin=0.33m/s0.15m/s。
因此合理。
附图2-1沉砂池计算图
初沉池
不同沉淀池的比较:
由流入装置、流出装置、沉淀区、缓冲层、污泥区及排泥装等组成平流式沉淀池流入装置由配水槽、挡流板组成,流出装置由流出槽与挡板组成,缓冲层的作用时避免已沉污泥被水流搅起以及缓解冲击负荷,污泥区起贮存、浓缩和排泥作用,排泥方式有静水压力法、机械排泥法。
池型呈圆形或正方形,直径(或边长)6-60m,池周水深辐流式沉淀池1.5-3.0m,用机械排泥,池底坡度不宜小于0.05。
可用作初沉池或二沉池。
竖流沉式淀池池型可用圆形或正方形。
为了池内水流分布均匀,池径不宜太大,一般采用4-7m。
沉淀区呈柱形,污泥斗呈截头倒锥体。
本设计采用平流式沉淀池,选用两座。
1.沉淀池总面积
'
32·
h),qn=2=2m个,/(m设表面负荷2q3600/?
Qm=2700A=max2m则每座面积A=1350
2.沉淀区总长度
1.5=32.4m;
其中t=1.5(1-2),L=3.6ut=3.66u=6mm/s。
沉淀区有效水深3.
),满足要求。
1.5=3m(2-4m=qt=2?
h2.沉淀区有效容积43V=A=4050hm2.沉淀池宽度542mB=A/L=41.67m?
沉淀池分格数6.8.),取,长深比一般取(8-12n=B/b;
n=12,,约为338则每格长为24m,每格体积为337.5b=4.7m因此.污泥区设计7)每日产生的污泥量(1W=SNT/1000
/d)L/S—每人每天污泥量,(人,个N—设计人口数,d
T—两次清除污泥时间32/1000=700W=0.7500000dm/?
3=700/24=29.2则每格的污泥量为:
wdm/1)污泥斗容积(213f?
f?
)?
h(ffv,因此合理。
=29.3>
29.2dm/
2412113(3)沉淀池总高度
设h=0.3m
1H=h+h+h+h=6.4m4231
曝气池
类别主要工艺特征
普通曝气推流式,长方折流廊道形,污泥增长曲线上某一段,曝气池与二沉池分建,鼓风曝气;
阶段曝气推流式,长方折流廊道形,多点进水或渐减曝气,改善传统活性污泥法存在的负荷不均和需氧—供氧失调的弊端;
吸附再生推流式,长方折流廊道形,进水口在曝气池中部某一点,充分利用活性污泥的初期吸附能力,提高效率,减少体积;
延时曝气推流式,长方折流廊道形,污泥增长曲线末端,污泥负荷低,停留时间长,出水水质好,剩余污泥量少且稳定;
完全混合完全混合,圆或方形,污泥增长曲线上某一点,曝气池与二沉池和建,表面曝气;
深井曝气圆形深井构造,暴气提升循环流动,氧利用率高,高效高负荷;
纯氧曝气多室串联,密闭纯氧曝气,气体循环,氧利用率高,混合液浓度高,容积负荷高,污泥沉降性能好,剩余污泥量少。
.
本设计选择推流式普通曝气池。
1.污水处理程度的计算
原污水的BOD(s)为210mg/L,经沉淀池处理,BOD按降低25%考虑,则进550入曝气池的污水:
s=210(1-25%)=157.5mg/L
a则非溶解性BOD=7.1xc=7.1×
0.09×
0.4×
25=6.39mg/L,ke5ad其中x=0.4,c=25mg/L,(0.05-0.1)取0.09。
kead处理中溶解性BOD=25-6.39=18.61mg/L
5157.5-18.61所以,去除率==88.2%
157.52.曝气池的计算与各部分尺寸的确定
(1)曝气池的体积
按污泥负荷计算:
BOD污泥负荷率的确定
k值取0.0185;
f=0.75
Ns=kSef/η=0.0185×
18.61×
0.75/88.2=0.3㎏BOD/㎏MLSS·
d5确定混合液污泥浓度
已知Ns得相应的SVI值为120~150取120按式r=1.2,R=0.5混合污泥浓度值
Rr
RSVI1?
610=×
XR—污泥回流比
X—曝气池混合液污泥浓度,mg/L
SVI—污泥容积指数
X=3300mg/l
曝气池的体积计算公式为:
QSa
XNsV=3/d
—污水设计流量mQ3值kg/mSa—原污水的BOD5X—曝气池内混合液悬浮固体浓度
Ns—BOD-污泥负荷率
3V=17235m则
(2)曝气池容积
3组曝气池,每组容积为:
V=17235/4=4309m设4(3)每组曝气池面积
2m,则:
A=4309/4=1077.3池深取4m(4)曝气池长度
之间,满足要求。
1-2,介于b/h=6/4=1.5,即6m单个池宽取.
池长L=A/B=35.9m
设5个廊道,则每个廊道长为:
l/5=35.9m>
10,符合要求。
取超高为0.5m,则曝气池的总高度为4.5m。
3.曝气系统设计
采用鼓风曝气系统
(1)平均时需氧量的计算
由公式O=a′QS+b′VXr2rX=Xf=3300×
0.75=2475r查表得a′=0.5,b′=0.15
代入各值,则:
O=13985.7kg/d=582.7kg/h2
(2)最大时需氧量的计算
根据原始数据,K=1.2z代入各值:
O=15490.3kg/d=645.4kg/h2(max)(3)每日去除的BOD值5BOD=108333×
(157.5-18.6)/1000=15047.5kg/d5(4)去除每kgBOD的需氧量5⊿O=13985.7/15047.5=0.93kgO/kgBOD224.供气量的计算
采用YHW-II型微孔曝气器,敷设距池底2m处,淹没水深2m,计算温度为30℃,氧的转移效率为EA=20﹪得水中溶解氧饱和度
C=9.17mg/L,C=7.63mg/L
s(30)s(20)⑴空气扩散器出口处的绝对压力(P)按公式计算,即:
b
3H×
10P=P+9.8b5
101.013×
P—大气压力,取H—空气扩散装置的安装深度,m
代入各值,得
535P×
2×
1010P=1.013×
10=1.21+9.8ab⑵空气离开曝气池面时氧的百分比
E121?
A%Q?
100
t79?
21(1?
E)A—空气扩散装置的氧的转移效率,取20%
EA则Qt=17.54%
⑶曝气池混合液中平均氧饱和度(按最不利的温度条件考虑)即:
PQ?
tb?
CC?
ssb5422.026?
10?
C—鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值,mg/L
sbmg/L
—在大气压力条件下,氧的饱和度,Cs
Qt—氧的百分比
最不利温度条件,按30℃考虑,代入各值,得
C=7.63(1.209/2.026+17.54/42)=7.74mg/L
sb⑷换算为在20℃条件下,脱氧清水的充氧量,即:
RCs(20)?
R?
020?
T?
024?
.C?
C1?
)sb(T取系数α=0.82;
β=0.95;
C=2.0;
ρ=1.0
T—水温,30°
C
代入各值,得:
R=1008.6kg/h
0相应的最大时需氧量为:
R=1117.1kg/h
0(max)⑸曝气池平均时供气量,即
R0×
100EA—氧转移效率G=s0.3EA3/hG=16810m代入各值,得s⑹曝气池最大时供气量
3G=18618.3ms(max)⑺去除每kgBOD的供气量53空气24/15047.5=26.8m/kgBOD16810×
3污水的供气量为⑻每m33污水空气/m16810×
24×
1.2/130000=3.72m
二沉池
采用辅流式沉淀池。
1.沉淀部分水面面积
3232.h),~2m设表面负荷q′=2m/m/m(.h0.82A=Q/q=2708m2.池子直径
共设4个沉淀池
2A=A/4=677.08m11/2A=29.37m取)D=(430m/3.1413.沉淀部分有效水深
设t=1.5小时
h=q'
t=3.0m
则24.沉淀部分有效容积
130000Q31.5=2031.3mt==V'
n4.
污泥部分所需的容积:
设S=0.5L(人·
d),T=4h,
SNT3V==10.4m
1000n,则=0.5,=1.0,rα=60污泥斗容积:
设r21=0.87m)tgα=(1.0-0.5)tg60h=(r-r251?
h2235r+rV=(r)=1.6m+r21211
35.污泥斗以上圆锥体部分污泥容积:
设池底径向坡度为0.05,则
h=(R-r)×
0.05=(15-1)×
0.05=0.7m14?
h223
4)=176.6m+Rr(RV=+r112
333>
10.4m污泥总容积:
V+V=1.6+176.6=178.2m6.217.沉淀池总高度:
设h=0.3m,h=0.5m,
21H=h+h+h+h+h=0.3+0.5+3+0.7+0.87=5.37m531428.沉淀池池边高度:
H'
=h+h+h=0.3+0.5+3=3.8m3129.径深比:
D/h=30/3=10(符合要求)2主要设备说明
第一节拦污设备
1.1格栅除污机
格栅除污机在污水处理中起拦截污物的作用。
此设备由于工作环境恶劣,对设备运行的可靠性必须严格要求,应做到耐潮湿、耐水浸、耐腐蚀、耐磨损、耐油粘、不堵塞、不卡机,部件运转灵活,运行无故障,使用寿命长。
主要技术参数:
设备宽度:
1000mm-3000mm;
格栅间隙:
5mm-70mm;
渠道深度:
1000mm-6000mm;
电机功率:
0.37kw-2.2kw;
00。
-85安装倾角:
601.2栅渣处理装置
螺旋栅渣压渣机:
螺旋栅渣压榨机利用螺旋挤压原理,榨去栅渣中的水份。
螺杆速率:
5r/min;
排出干渣量:
1.5m3-4.0m3;
栅渣含水率:
50%~55%;
2.2kw-7.5kw。
无轴螺旋栅渣输送机:
用钢条加工成螺旋状,在传动装置的带动下使无轴螺旋缓慢转动,并带动栅渣将其移动到栅渣堆放处。
无轴螺旋栅渣输送机是替代传.
统皮带传送机的新型栅渣输送装置。
技术关键是无轴螺旋的加工技术及驱动系统的设计。
第二节沉砂设备
2.1行车式刮砂机
刮砂机为水下机械,应保证高可靠性和无故障运行。
链、索应与导轨保证配合,应设置张紧机构,调整链、索的张紧度。
应设置过力矩自动保护装置和超负荷报警系统。
刮板线速:
1m/min-3m/min,具有自动控制功能。
2.2旋流沉砂器
旋流沉砂器是替代传统沉砂池及其刮砂设备的新型装置。
旋流沉砂器通过水力旋流作用,并依靠机械搅拌辅助加强旋流而产生离心力,达到离心分离污水中固体颗粒的作用。
处理量:
180m3/d;
池径:
1830mm;
池深:
2600mm;
搅拌功率:
1.1kw;
砂去除率:
80%-85%;
停留时间:
30s;
空气提升压力:
58.8kPa。
沉淀池排泥机械
平流式沉砂池(一沉、二沉)专用排泥机械:
牵引式吸泥机:
虹吸式吸泥机:
利用真空泵、引射器以抽吸法将泥排除。
泵吸式吸泥机:
利用泥浆泵的抽吸将泥排除。
第四节充氧曝气设备
橡胶膜微孔曝气器
橡胶膜微孔曝气器是污水处理厂生化反应充氧曝气的基本器材。
产品分为:
盘式和管式两种。
其原理是利用特殊橡胶材料的弹性,形成可张可闭的微小孔径。
技术关键是橡胶膜材料的质量与性能和可张微孔的激光加工技术。
氧利用率:
≥25%;
充氧效率:
≥4.5kg0/kw.h
2第五节水处理曝气专用风机
罗茨鼓风机
罗茨鼓风机是污水处理厂生化反应过程中鼓风传氧曝气的基本设备。
该设备适用于各种规模城市污水处理厂曝气沉砂工艺过程的应用,也适用于小城市污水处理厂生化反应过程的鼓风曝气。
第六节污泥处理设备
:
带式压榨过滤机
带式压榨过滤机是城市污水处理厂污泥脱水中使用的机械,该设备适用于大、中型污水处理厂使用。
关键技术:
滤带自动纠偏的可靠性;
滤带的选用及清洗效率,机架及零部件的防腐措施;
整机工作的PLC自动控制。
滤带有效宽度:
300mm-3000mm;
滤带运行速度:
0.7m/min-5.0m/min;
重力过滤面积:
1.95m2-10.7m2;
压榨过滤面积:
0.5m2-15m2;
1.1kw-3.0kw;
清洗水压力:
≥0.5MPa;
第七节污水、污泥泵
潜污泵
潜污泵是城市污水处理污水提升、排进与排出的基本设备。
流量:
7m3/h-10000m3/h;
扬程:
5m-96m;
0.55kw-300kw;
口径:
50mm-600mm;
泵功率:
78%-80%;
首次无故障时间:
≥6000h,并实现群机自控。
第八节污水处理专用设备
8.1污水系列闸门
闸门是污水处理厂控制进水的专用设备。
闸门规格:
300×
300mm-5000×
5000mm;
压力(PN):
0.01MPa-0.15MPa;
正面金属密封:
1.2L/min.m;
橡胶密封:
0.1L/min.n;
反面金属密封:
2.5L/min.m,橡胶密封:
0.5L/min.m。
8.2潜水搅拌器
潜水搅拌机主要用于活性污泥法(主要是氧化沟法和SBR法)污水生物处理的池底污泥的混合并兼有推流作用。
技术关键:
潜水电机密封可靠并有渗漏保护装置,搅拌叶轮的最佳水力设计和流场最大化。
叶轮直径:
300mm-800mm;
电机功率:
0.75kw-1.0kw;
转速:
200r/min-980r/min;
最大混合量:
9800m3。
8.3明渠污水流量计
超声波明渠污水流量计主要用于处理出水的计量。
该产品对于污水流量、流速的测量,属成熟技术。
主要技术参数:
测量范围:
1m3/h-6000m3/h;
流量误差:
≤5%;
时间误差:
5min/30d。
污水厂总体布置
主要构(建)筑物与附属建筑物
1.1格栅
污水厂的污水是由一根直径为1800mm的管子从进水闸阀引入格