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