氧化沟工艺处理城市污水说明计算书DOC.docx

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氧化沟工艺处理城市污水说明计算书DOC

氧化沟工艺处理城市污水

摘要

本次毕业设计的题目为某污水处理厂设计——氧化沟工艺。

主要任务是工艺流程选择及构筑物设计和计算。

其中初步设计要完成设计说明书一份、污水处理厂总平面布置图一张、高程图一张，流程图一张，主要设备图一张，管道布置图一张；单项处理构筑物施工图设计中，主要是完成氧化沟平面图和剖面图。

该污水处理厂工程，总规模达到8万吨/日。

该污水厂的污水处理流程为：

从泵房到沉砂池，进入氧化沟，二沉池，最后出水；污泥的流程为：

从二沉池排出的剩余污泥首先进入浓缩池，进行污泥浓缩，然后进入消化池，经过消化的污泥再送至带式压滤机，进一步脱水后，运至垃圾填埋场。

出水执行国家污水综合排放标准（GB8978-1996）二级标准。

关键词：

氧化沟工艺；消化池

第一章设计概论

1.1设计依据和设计任务

1.1.1原始依据

1.设计题目:

2.设计基础资料：

1.2进出水水质

处理水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）二级标准。

第二章工艺流程的确定

2.2污水处理中生物方法的比较

2.2.1SBR工艺和氧化沟工艺的比较

如前所述，SBR工艺和氧化沟工艺都比较适合于中小型污水厂，如果设计管理的好，都可以取得比较好的除磷脱氮效果。

但是这两种工艺又各有优缺点，分别适用于不同的情况。

a）SBR工艺由于采用合建式，不需要设置二沉地，同时由于采用微孔曝气，可以采用的水深一般为4～6m，比一般氧化沟的水深（3～4m）要深，因此在同样的负荷条件下，SBR工艺的占地面积小，如果污水处理厂所在地的征地费用比较高，对SBR工艺有利。

b）SBR工艺中一个周期的沉淀时间是由活性污泥界面的沉速、MLSS浓度、水温等因素确定的，浑水时间是由滗水器的长度、上清液的滗除速率等因素决定的，对于一个固定的反应系统，沉淀时间和滗水时间的和基本上是固定的，一般都不应小于2小时，因此，每个周期的时间短，反应时间所占的比例就低，反应池的体积利用系数降低。

对于对污泥稳定要求不高的污水厂，选择SBR工艺不利。

（合建式氧化沟工艺也有这个缺点）。

c）SBR工艺和交替式氧化沟需要频繁地开停进水阀门，曝气设备，滗水器等，因此，对自控设备的要求比较高，目前，某些国产设备的质量尚不过关，如果考虑进口，自控系统所占的投资比例将增加，而且将增大维修费用。

d）在寒冷的气候条件下，因为表面爆气器会造成表面冷却或者结冰，降低污水的温度，而污水的温度降低，对生化反应尤其是硝化反应的影响较大，所以，在寒冷地区，采用氧化沟工艺，需要采取一些特殊措施，如将氧化沟加盖，而这些措施都使氧化沟工艺在和其它工艺竞争中，处于不利的地位。

e）在一些水量非常小的小城镇，夜间几乎没有污水产生，这时候SBR工艺和交替式氧化沟工艺有优越性，曝气设备可以白天运转，夜间停止运行。

2.3工艺流程的确定

2.3.1工艺流程如图2-2

图2-2氧化沟处理工艺流程图

2.3.2污水处理部分

1.格栅

本污水处理厂设置粗、细两道格栅。

格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截，以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害。

按栅条的种类可分为直棒式栅条格栅、弧形格栅、辐射式格栅、转筒式格栅和活动栅条式格栅。

由于直棒式格栅运行可靠，布局简洁，易于安装维护，本工艺选用直棒式格栅。

格栅与水泵房的设置方式。

2.沉砂池

沉砂池的形式，按池内水流方向的不同，可分为平流式、竖流式和旋流式三种；按池型可分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池和旋流沉砂池。

平流式沉砂池是常用的形式，污水在池内沿水平方向流动，具有构造简单、截留物及颗粒效果较好的优点。

竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内，无机物颗粒藉重力沉于池底，处理效果一般较差。

曝气沉砂池是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向恒速环流。

曝气沉砂池的优点是，通过调节曝气量，可以控制污水旋流的速度，使除砂效率较稳定，受流量变化的影响较小

权衡比较之后，考虑到拟建污水处理厂的水质特点，从实际处理效率和经济运行成本出发，决定采用平流式沉沙池。

3.氧化沟

主要比较已经在前面叙述，采用Carrousel氧化沟。

4.沉淀池

a）平流式沉淀池

由流入装置、流出装置、沉淀区、缓冲层、污泥区及排泥装置等组成；

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。

b）辐流式沉淀池

池型呈圆形或正方形，直径（或边长）6-60m，池周水深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。

c）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。

辐流沉淀池工艺成熟，适合范围广，故采用之。

2.3.2污泥处理部分

1.污泥的处理要求

污泥生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高且不稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，若不妥善处理和处置，将造成二次污染。

污泥处理要求如下：

减少有机物，使污泥稳定化

减少污泥体积，降低污泥后续处置费用

减少污泥中有毒物质

2.常用污泥处理的工艺流程：

污泥浓缩，脱水有两种方式选择，污泥含水率均能达到80%，方案如下：

（1）方案一:

污泥机械浓缩、机械脱水

（2）方案二:

污泥重力浓缩、机械脱水

项目

方案一

方案二

主要构筑物

①污泥贮泥池②浓缩、脱水机房

①污泥浓缩池②脱水机房

主要设备

①浓缩池刮泥机

①浓缩池刮泥机②脱水机

占地面积

小

大

絮凝剂总用量

3.0-4.0kg/ＴDs

≤4.0kg/TDS

对环境的影响

小

大

总土建费用

小

大

总设备费用

一般

稍大

表2-1两种污泥浓缩方法比较

由表2-1可见方案一优于方案二，因此本工程污泥处理工艺选用污泥机械浓缩，机械脱水。

第三章污水处理系统设计计算

3.1粗格栅

设计说明：

栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为0.6～1.0m/s，槽内流速0.5m/s左右。

如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。

此外，在选择格栅断面尺寸时，应注意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的80%，以留有余地。

如前面所述，选用平面矩形格栅（三座）

计算草图3-1

图3-1格栅示意图

3.1.1格栅的间隙数量n

取过栅流速0.9m/s, 格栅倾角α=60°,，栅条间距b=30 mm ,栅前水深0.6m

取n=17

式中:

Qmax－最大设计流量,m3/s

a-格栅倾角

b-栅条间隙.m

h-栅前水深,m

v-污水流经格栅的速度,m/s

3.1.2格栅的建筑宽度B

设计采用圆钢为栅条，即s =0.01m 

3.1.3过栅水头损失

   栅条断面形状为圆形

式中:

ξ-阻力系数，其值与栅条断面形状有关，圆形取1.79

   k-格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般取3

3.1.4栅后槽的总高度

式中:

h2-栅前渠道超高，取0.3米

3.1.5格栅的总建筑长度

式中:

　L1—进水渐宽部位长度，m

  　　　　b1—进水渠渠宽，取0.8米；

 a1—进水渠渐宽部分展开角，20°                            

L2—出水渠道渐窄部位长度，L2= 0.5L1=0.61m

3.1.5每日栅渣量的计算

工程格栅间隙为30mm，取W1=0.02m3/103m3  

式中：

KZ—生活污水流量总变化系数，取1.5

因为每日栅渣量＞0.2ｍ3／ｄ，宜采用机械清渣

3.1.6　清渣设备

亚太环保公司的FH型旋转式格栅除污机，2台，N=1.5KW。

3.1.7　构筑物大小

7.53m（长）×0.66m（宽）×1.09m（高）

3.2　泵站

设计流量Qmax=0.926m3/s，考虑到经济实用性，拟采用螺旋泵作为污水提升装置．为了避免设备24小时运转，决定共配备6台螺旋泵，四用二备，在平时6台水泵替换使用，可有效延长设备使用寿命，同时，在某台水泵出现故障时，可启用备用水泵，实现污水处理厂的不间断持续运转．

每台泵的设计水量为：

Q＝0.926/4＝833m3/ｈ

集水池容积采用相当于一台泵的15min流量，

即：

3.3细格栅

拟建2座

3.3.1设计参数

　　设计流量Qmax=0.926m3/s，栅前水深1.0m，过栅流速v=0.9m/s

　　栅条间隙b=10mm，栅前长度L1=1.0m，栅后长度L2=1.0m

格栅倾角a=60°，栅条宽度S=10mm，栅前渠超高h2=0.5m

3.3.2设计计算

图3-1细格栅计算示意图

3.3.2.1栅条的间隙数n

取n=48个

3.3.2.2格栅的建筑宽度b

取s =0.01m 

3.3.2.3通过栅头的水头损失

设格栅断面为锐边矩形断面

3.3.2.4栅后槽总高度

3.3.2.5栅前渠道深

3.3.2.6栅槽总长度：

3.3.2.7每日栅渣量

式中，W1为栅渣量，对于城市污水，栅条间距b=10mm时，W1=0.02m3/103m3

拦截污物量大于0.2m3/d时，宜采用机械清栅。

3.3.3清渣设备

1.JT-10型格栅除污机2台，电机功率2.2kw

2.SY型栅渣压榨机,功率1.5kw

3.4沉砂池

3.4.1设计数据

（1）最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s

（2）最大流量时停留时间不小于30s，一般采用30～60s

（3）有效水深应不大于1.2m，一般采用0.25～1m，每格宽度不宜小于0.6m

（4）进水头部应采取效能和整流措施

（5）池底坡度一般为0.01～0.02，当设置除砂设备时，可根据设备要求考虑池底形状

3.4.2具体计算

设计2个沉砂池平行处理

3.4.2.1沉沙池长度

取v=0.25m/s，t=30s，L=vt=0.25×30=7.5m

3.4.2.2水流断面

3.4.2.3池总宽度b

设n=2，b=0.8m，B=nb=2×0.8=1.6m

3.4.2.4有效水深

3.4.2.5沉砂室所需容积

式中：

X-城市污水的沉沙量，一般采用30m/106m3（污水）

T-排水时间间隔，d

KZ-生活污水流量的总变化系数

3.4.2.6每个沉砂斗容积

设每一分格有两个沉砂斗

3.4.2.7沉砂斗各部分尺寸

设斗底宽a1=0.6m，斗壁与水平面的倾角为55°，斗高

沉砂斗上口宽：

沉砂斗容积：

沉砂室高度：

采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗

池总高度：

设超高h1=0.4m

核算最小流速：

式中：

qvmin—设计最小流量，m3/s

n1—最小流量时工作的沉沙池数目，取n1=1

Amin—最小流量时沉沙池中的水流断面面积，m2

3.4.3草图

图3-2沉沙池草图

3.4.4沙水分离装置

LSF型螺旋砂水分离器（2套），N=0.37kw

3.4.5构筑物大小

7.5（长）×1.6（宽）×1.62（高）m