氧化沟设计参考.docx
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氧化沟设计参考
本科专业综合设计
×××m3/d生活污水处理系统的生化池设计
学院(系):
专业:
学生姓名:
学号:
指导教师:
答辩日期:
燕山大学专业综合训练设计任务书
院(系):
环境与化学工程学院基层教学单位:
环境科学与工程系
学号
××××××
学生姓名
×××
专业(班级)
××××××
设计题目
×××m3/d生活污水处理系统的生化池设计(氧化沟工艺)
生
化
池
进
水
参
数
设
计
要
求
工
作
量
工
作
计
划
参
考
资
料
指导教师签字
基层教学单位主任签字
说明:
此表一式四份,学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
2015年11月25日
第1章绪论1
1.1研究背景及意义1
1.2国内外研究现状及发展趋势
1.3设计内容
第2章设计说明
2.1设计资料
2.2工艺流程选择
2.2.1基本处理方案的确定
2.2.2好氧处理工艺选择
2.2.3工艺流程说明
第3章污水处理构筑物设计计算
结论
参考文献
致谢
第1章绪论
1.1研究背景及意义
1.2国内外研究现状及发展趋势
1.3设计内容
第2章设计说明
2.1设计资料
该废水处理水量为5000t/d,出水执行GB18918-2012标准,处理后的污水直接排入附近河流,设计进水水质及排放标准见表2-1。
表2-1设计进水水质及排放标准
CODCr
mg/L
BOD5
mg/L
SS
mg/L
TN
mg/L
pH
mg/L
进水指标
700
300
400
30
6-9
出水指标
100
30
50
15
6-9
2.2工艺流程选择
图2-1氧化沟法污水处理流程图
2.2.1基本处理方案的确定
2.2.2好氧处理工艺选择
2.2.3工艺流程说明
第3章污水处理构筑物设计计算
3.1筛网
3.1.1设计参数
设计流量Q=5000m3/d=208.33m3/h
3.1.2设备选择
选择GTL-200型滚筒式筛滤机,主要技术参数见表3-1。
表3-1GTL-200型滚筒式筛滤机技术参数
型号
GTL-200
处理水量m3/h
150~250
设备长mm
4483
设备宽mm
1844
设备高mm
2950
管径mm
进水
DN250
出水
DN300
反洗
DN25
电机功率kW
1.5
3.2调节池
采用上下翻腾式折流调节池,混合较均匀,不易产生沉淀。
调节池计算草图如图3-1所示。
图3-1调节池计算草图
3.2.1设计参数
设计流量Q=5000m3/d=208.33m3/h;水力停留时间t=6h。
3.2.2设计计算
⑴调节池容积(3-1)
式中,Q为设计水量,m3/h;t为水力停留时间,h;η为容积加大系数,一般取0.7。
代入数值V==892.84m3
⑵调节池尺寸
有效水深H取4m,超高0.5m,则总高度为4.5m。
池面积A===223.21m2(3-2)
采用方形池,池长与池宽相等,都取15m,每隔5m设一折流板。
3.3污水提升泵房
3.3.1设计参数
设计流量Q=5000m3/d=208.33m3/h
3.3.2泵的扬程计算
各构筑物的水面标高和池底埋深见高程计算。
⑴调节池最低水位-4.20m,气浮池最高水位2.07m,所以提升净扬程Z=4.20+2.07=6.27m。
⑵吸入管道水头损失计算
管道内污水按满流计算,D=300mm时,管道内流速
(3-3)
由满流管道水力算图查得i=0.0036
①沿程水头损失计算
吸入管道长L=10m,(3-4)
②局部水头损失计算
局部水头损失按沿程水头损失30%计算。
⑶排出管水头损失计算
①沿程水头损失计算见公式(3-4)
排出管道长L=8m,
②局部水头损失计算
局部水头损失按沿程水头损失30%计算。
⑷取自由水头
水泵所需扬程:
(3-5)
3.3.3泵的选择
选择两台ESP100-250型渣浆泵,一备一用,主要参数为:
叶轮代号A,叶轮直径259mm,转速1450r/min,流量210m3/h,扬程16m,汽蚀余量2m,轴功率11.3kW,电机功率15kW。
3.3.4泵房尺寸设计
占地面积为L×H=9m×6m
3.4气浮池
采用部分出水回流的加压溶气气浮法。
气浮池设计草图如图3-2所示。
图3-2气浮池设计草图
3.4.1设计参数
溶气压力P=300kPa;回流比R=20.7%;T=20℃时,空气在水中饱和溶解度Ca=18.7mg/L;混凝剂投加后混合反应时间Tr=10min;反应池中水流向下流速vr=3.75mm/s;接触室内上升流速vc=15mm/s;停留时间Tc=2.5min;气浮分离池内停留时间Ts=15min;向下流速vs=2.5mm/s;反应池与气浮池合建,为避免打碎絮体,进入接触室的流速应控制在0.1m/s以下。
3.4.2设计计算
⑴加压溶气水量(3-6)
回流比(3-7)
吸水井容积按2h的储水量计算,则所需容积:
设计池面积
则有效水深,实际深度取4m。
⑵各池容积计算(3-8)
反应区容积
接触室容积
分离室容积
⑶有效水深(3-9)
⑷各池尺寸见公式(3-2)
反应池面积,设计尺寸长6m,宽2m;
接触室面积,设计尺寸长6m,宽1m;
分离室面积,设计尺寸长6m,宽4m;
总占地面积。
⑸气浮池高度
校正实际有效水深
气浮池高度(3-10)
式中,为浮渣层高度,m,取8cm;为干舷高度,m,取15cm。
代入数值
⑹气浮所需空气量(3-11)
空压机额定气量(3-12)
⑺浮渣量计算和浮渣槽设计
①浮渣量计算(3-13)
②浮渣槽设计
浮渣槽宽度取b=0.5m,浮渣槽深度h′=0.5m,槽底坡度i=0.1,坡向排渣管,排渣管Dg=200mm。
⑻集水管设计
采用两根穿孔管,每根管上4个孔眼,孔眼中心线以上水头h=1.9m。
孔眼总面积:
(3-14)
孔眼个数n=8个,则单孔面积(3-15)
孔口直径(3-16)
流速计算见公式(3-3)
取总管直径D=150mm,;
取支管直径D=100mm,。
3.4.3设备选择
⑴空压机
选择Z-0.08型空压机,主要参数为:
气量0.08m3/min,最大压力0.7MPa,电机功率0.7kW,适用于流量小于10000m3/d的气浮池。
⑵溶气释放器
选择TS-Ⅲ型溶气释放器,主要参数为:
溶气水支管接口直径20mm,0.3MPa下流量1.59m3/h,作用直径50mm。
释放器台数台,取n为3台。
⑶溶气罐直径(3-17)
式中,为溶气罐过流密度,m3/(m2·d);对填料罐取值范围为2500~5000m3/(m2·d),取4000m3/(m2·d)。
代入数值,取标准直径600mm。
溶气罐高度(3-18)
⑷刮渣机
⑸投药装置及搅拌器
选用硫酸铝絮凝剂,加药量20mg/L
则总需药量=
假设配药浓度10%,则投加药液量=
选择JⅡ型加药装置,每日投加一次,主要参数为:
外型尺寸1350mm×1350mm×2200mmm,投加量0.5~45L/h,投加方法为水射器转子流量计,搅拌机功率0.37kW,搅拌槽容积500L,溶液槽容积1000L。
⑹加压泵
①吸水井最低水位-4.0m,溶气罐高度3.0m,取1.0m的安装富余水头,所以提升净扬程Z=4.0+3.0+1.0=8.0m
②吸入管道水头损失计算
管道内污水按满流计算,(3-19)
v=0.8m/s时代入数值,
D=150mm时,校核管道内实际流速,见公式(3-3)
水力坡度(3-20)
沿程水头损失计算见公式(3-4)
吸入管道长L=5m,
局部水头损失按沿程水头损失30%计算。
③排出管水头损失计算
沿程水头损失计算见公式(3-4)
排出管道长L=10m,
局部水头损失按沿程水头损失30%计算,
④取自由水头h5=0.8m
水泵扬程见公式(3-5)
⑤泵的选择
选择2台100QW-45-15-4型潜水排污泵,1备1用,主要参数为:
直径30mm,转速1450r/min,流量45m3/h,扬程15m,泵效率62%,功率4kW。
3.5水解酸化池
采用UASB池体设计,不需密闭,不设三相分离器,不需搅拌器。
水解酸化池设计草图如图3-3所示。
图3-3水解酸化池设计草图
3.5.1设计参数
表面负荷q=1.5m3/(m2·h);水力停留时间HRT=3.0h;厌氧污泥产率Y=0.15kgSS/kgBODr
3.5.2设计计算
⑴水解酸化池尺寸
①池表面积及尺寸(3-21)
②有效水深(3-22)
超高0.5m,则水解酸化池总高度5.0m。
③有效容积(3-23)
④反应器上升流速(3-24)
水解酸化池的酸化池上升流速一般为0.5~1.8m/h,符合要求。
⑵反应器配水系统
单孔布水负荷q=1.0m2,出水孔处设导流板,
则布水点个数(3-25)
⑶泵的选择
水解酸化池采用大阻力配水系统,由第5章高程计算中可知,从气浮池到水解酸化池有6.649m的水力损失,所以采用加压泵布水。
选2台J4-300/0.5型定量泵,1用1备,技术参数为:
额定流量300L/h,压力0.5MPa,电源200V,50Hz,功率355W,流量调节范围10%~100%。
⑷出水收集系统
①出水渠宽(3-26)
代入数值,取b=0.5m。
设出水流速0.3m/s,出水渠中水深:
(3-27)
取h=0.5m,则出水渠断面设计为h×b=0.5m×0.5m。
②溢流堰设计流量Q=5000m3/d=58L/s,溢流堰负荷q=2.8L/(m·s)。
则溢流堰出水断面总长度(3-28)
采用90°三角堰,设堰上水头H=30mm,每个堰口水面宽度b=60mm
所需堰口数量(3-29)
出水堰周长C=
出水断面处每个堰齿宽度mm(3-30)
取s=70mm,则实际堰口数(3-31)
校核溢流堰负荷,符合要求(3-32)
⑷污泥量(3-33)
式中,为水解酸化去除的BOD5量,kg/m3;Y为厌氧污泥产率,=0.15kgSS/kgBODr
假设水解酸化池前BOD5去除率10%,水解酸化对的去除率30%,则=
代入数值
假设含水率99%,密度为1g/cm3,则污泥体积为6.08m3/d。
3.6氧化沟
拟用卡罗塞(Carrousel)氧化沟,去除BOD5与COD之外,还具备一定的脱氮除磷作用,使出水TN低于排放标准。
设计草图如图3-6所示。
图3-6氧化沟设计草图
3.6.1设计参数
进水参数:
设计流量Q=5000m3/d,假设氧化沟前BOD5去除率30%,SS去除率40%,则氧化沟进水BOD5浓度,,,~9;
出水参数:
出水执行GB3544-2008标准,COD<100mg/L,BOD5<30mg/L,TN<15mg/L,<10mg/L,~9,处理后污泥要求完全消化。
设