某某城市日处理水量10万m3d污水处理厂工艺设计.docx
《某某城市日处理水量10万m3d污水处理厂工艺设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某某城市日处理水量10万m3d污水处理厂工艺设计.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
某某城市日处理水量10万m3d污水处理厂工艺设计
前言
水是一切生存必不可少的物质之一，没有水的世界是无法想象的。
虽然我国水资源总量非常丰富,年径流总量2.71
1012m3,，居世界第六位，但是由于人口众多，人均占有仅2263m3，约为世界平均的1/4，属世界缺水国家之一。
由于水污染控制的相对滞后，受到污染的水体逐年增加，又加剧了水资源的短缺。
而中国迅速进行的工业化、城市化、不可避免地会加快水污染速度。
据统计，２０００年我国城市污水排放量已达３３２亿立方米，其中绝大部分水未经有效处理而排入江河湖海。
全国９０％以上的城市水域受到不同程度的污染，近５０％的重点城镇的集中饮用水源不符合标准。
我国北方城市大部分受到资源型缺水困扰，南方多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５年我国要新增２８００万吨城市污水日处理能力。
此外，我国城市污水再生利用项目已经启动，一些城市或区域正全面规划污水资源化工程。
到２００５年，我国城市污水处理率将达４５％。
城市污水包括生活污水、工业污水（受轻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重的雨水。
城市污水的性质特征与下列因素有关：
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；所采用的排水体制以及国家、地方部门对水质的要求等。
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》（ＣＪ３０８２－１９９９），排放到水体时要满足《污水综合排放标准》（ＧＢ８９７８－９６）。
为有效的解决水污染问题，必须深入了解城市污水的各项特性。
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
项目
CODCr
BOD5
SS
氨氮
PH
进水水质/（mg/L）
420
260
280
15
6~9
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728mg/年，蒸发量多年平均为1210/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。
主要接纳周围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、实验场和管理区。
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维修，设置环状通行式管廊，总平面布置图见图2-1
三、设计原则
1进水水质为CODCr＝420（mg/L）、BOD5＝260（mg/L）、SS＝280（mg/L）、氨氮＝15（mg/L）、PH＝6~9（mg/L）
2处理程度
其出水要求按GB8978-1996《污水综合排放标准》执行。
CODCr≤60（mg/L）：
BOD5≤20（mg/L）；SS≤20（mg/L）；氨氮≤15（mg/L）；PH＝6~9
③水工程规划问题中，应从全局出发，合理布局，使其成为整个城市有机的组成部分。
④符合环境保护要求；综合考虑，尽可能减少污染源，有利于回收利用。
⑤处理好近期的关系，做好远期规划。
⑥要考虑现状，充分发挥原有排水设施的作用。
对原有设施进行分析，改造，利用。
⑦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。
⑧ 注意工程建设中经济方面的要求；合理布置，节省投资。
⑨ 在规划与设计排水工程时，必须认真贯彻执行国家和地方有关部门制定的现行有关标准，规范，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
/h，平均设计流量4167
/h；栅条间距20mm；栅槽的长为6700mm，宽为2420mm，高为2430mm；采用机械清渣方式，链条式除渣机的安装角度为
，每座格栅安装一台除渣机,共设3台除渣机。
（２）初沉池：
采用平流式沉淀池，池长为27m,池宽为113m,有效水深为3m,池数为16个。
设计流量为100000m3/h，表面负荷为2m3/m3.h，停留时间为1.5h，水平流速为5mm/s.排泥方式采用桥式刮泥机，定容式螺杆式污泥排泥泵排泥。
污泥同样回流利用，剩余污泥进入浓缩池浓缩
（３）ＳＢＲ反应池：
共设４座，水深４m，长为６５m，宽为５０m，周期为６h, 进水量6250m3
（４）鼓风机房：
将机房隔成两间，一间安装电机驱动的４台离心式鼓风机台风量为１１５００
，风压６.５m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，风机规格相同，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控制。
（５）浓缩池：
共设2座，池径均为7．83m，有效水深为6．70m，池中上部进泥，下部出泥，采用重力浓缩。
（６）污泥回流泵房：
活性污泥回流采用混流泵，共4组，每组6台，单台流量260m3/h
扬程为6.0m，功率为4.4kW,回流比为30%—100%。
（７）消化池：
直径25m，圆拄体高度12．5m，共设两座。
在消化池壁上设有液位计，PH计，温度计，检测信号送往数据控制中心。
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。
（８）污泥脱水机房：
平面尺寸为２６.１m
m，机房内设两台宽为2．5m带式压滤机，脱水能力约600
；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控制室
（９）沼气罐：
为直径23m钢制湿式螺旋升降浮筒式气罐，容积为3000
，工作压力为5000Pa，气罐上有安全伐，容积仪，压力计等仪表。
中心控制根据检测到的信号控制沼气余气燃烧运行。
（１０）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5—10mg/L，经处理后的污水进行消毒。
设计计算书
五、主要处理构筑物设计
总变化系数1.5
最大设计流量Qmax＝Q×K总＝
×1.5＝1.7m3/s
（一）格栅的设计计算
（1）格栅间隙数：
n＝
取a＝60°
＝0.02m；
＝1.0m；
＝1.0m/s
则n＝
＝
≈81个
（2）栅槽的设计宽度：
B＝s×（n－1）＋
n
取s＝0.01m
B＝s×（n－1）＋
n
＝0.01×（81－1）＋0.02×81
＝2.42m
（3）栅前渠道扩大段的长度：
l1＝
取进水渠道B1=0.5m，渐宽部分展开角a1=200
l1＝
＝
＝2.63m
（4）栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度l2：
l2＝
＝1.31m
（5）通过格栅的水头损失：
h1＝3h0
h1＝3h0＝3ξ
sinα
ξ＝β（
）4/3＝2.42×（
）4/3＝0.96
h1＝3h0＝3ξ
sinα＝3×0.96×
sin60°
＝0.13m
（6）栅室总高H：
H＝h＋h1＋h2＝2.0＋0.13＋0.3＝2.43m
（7）栅槽总长度：
L＝l1＋l2＋1.0＋0.5＋
L＝l1＋l2＋1.0＋0.5＋
＝2.63＋1.37＋1.0＋0.5＋1.3
＝6.7m
（8）每日栅渣量：
W=QmaxW1ⅹ86400∕K总ⅹ1000
W=1.8m3/s
（二）初沉池的设计计算
（1）池子总面积：
A＝
取Qmax＝1.7m3/s、q＝2.0m3/（m2·h）
A＝
＝
＝3060m2
（2）沉淀部分有效水深：
h2＝qt
取t＝1.5h
h2＝qt＝2.2×1.5＝3.0m
（3）沉淀部分有效容积：
V＝Ah2＝3060×3.0＝9180m3
（4）池子总长度：
L＝3.6vt
取v＝5mm/s
则L＝3.6×5×1.5＝27.0m
（5）池子总宽度：
B＝
＝
＝113m
（6）池子个数：
n＝
＝
≈12个
（7）每日产生的污泥量：
=371.4m3
每个沉淀池的污泥量：
W1=371.4/12
=30.95m3
（8）池子总高度：
H＝h1＋h2＋h3＋h4
＝0.3＋3.0＋0.4＋2.8
=7.0m
（三）SBR反应池的设计
（1）确定设计参数
①污泥容积负荷NV=0.5KgBOD5/m2·h，SVI=100
②MISS=3000mg/L
③反应池N=4，反应池水深H=4m
④运行周期T=6h，则一天内的周期数为
N=24/6=4（周期/天）
⑤周期内时间分配：
进水：
2h；曝气：
2h；沉淀1h；排水待机：
1h
⑥周期进水量QO：
Q0=QT/24N=100000×6/24×4=6250m3。
（2）反应池有效容积V
V＝
＝
=13000m3
（3）反应池最小水量Vmin
Vmin
＝２６００m3
（4）校核周期水量和有效容积
①周期进水量应满足：
＝９１００m3 符合要求．
（5）有效容积应满足：
符合要求。
（6）确定单座反应池的尺寸：
H=4m，确定B=50m，取超高为0.5m，则有：
（7）需氧量和需氧速率R的计算：
每周期曝气2h,一天4个周期，共曝气8h
（ 8）标准状态下的供气量与供气量的计算：
①供气量采用穿孔管扩散设备，安装在距池底0.5m处，故淹没水深为
3.5m最高水温为30°C，此时的氧的饱和溶解度为Cs（30）＝7.6mg/L,
而20°C时，氧的饱和溶解度为Cs（20）＝9.2mg/L。
穿孔管出口处的绝对压力为：
Pb＝1.013×105＋9.8×3.5×1000＝1.356×105
若穿孔管的氧利用率EA为6％,则空气离开水面时的氧百分浓度为：
Qt＝
×100％
＝
×100％＝20％
曝气池中的平均氧饱和度为：
Csm（30）＝Cs（30）（
＋
）
＝7.6×（
＋
）＝8.36mg/L
Csm（20）＝9.2×（
＋
）＝10.1mg/L
取α＝0.8；b＝0.9，ρ＝1；C＝2mg/L；脱氧清水的充氧量为：
Ro＝
=4881.36kg/L
②曝气池平均供气量：
空气提升器所需的空气量按最大回流污泥量的5倍计算：
所需空气量为5×100000/24×0.5=10416m3/h
（5）鼓风机可根据所需气量和压力，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：
Gsmax=４５４４００m3/h
平均时：
Gst=２７１１８７m3/h
最小时：
GSTmin=0.5×GST=0.5×２７１１８７=１３５５９３５m3/h
（9）最佳排水深度：
（10）剩余污泥排放量:
①每池每个运行周期应排放的剩余污泥干量XW
=1218.7Kg
②每池每个运行周期应排放剩余污泥容积量：
=396.09m3
（四）污泥量的计算
（1）初沉污泥量：
=371.4m3/d
（2）剩余污泥量:
①剩余污泥干重
=1218.7Kg
②剩余污泥体积量
=1582.8m3/d
③剩余污泥浓缩后的体积量
=316.56m3/d
（3）总的污泥量
V=V1+V3
=371.4m3/d+316.56m3/d
=687.96m3/d
（五）污泥浓缩
采用重力浓缩：
连续式，竖流连续式浓缩池
重力浓缩池的设计：
①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30—60m3/d，浓缩后污泥含水率为97%—88%
②进泥为初沉污泥时，进泥含水率为95%—97%，设计固体通量为80—120m3/d，浓缩后的污泥含水率为92%—95%。
③进泥为混合污泥时，进泥含水率为98%—99%，设计固体通量为30—80m3/d，浓缩后的污泥含水率为94%—96%。
④浓缩时间为16h。
⑤有效水深为4m.
⑥排泥间隔为8h
（六）污泥消化池
一级消化工艺：
中温消化，33—35℃，有机负荷为2.5—3.0kgBOD5/（m3/d）产气量为1—1.3m3/（m3/d），消化时间约为20天。
投配率为7%。
PH值为5—6.5。
（七）污泥机械脱水
自动板框压滤机
①过滤压力为0.392—0.49Mpa,污泥经污泥泵直接压入。
每台压滤机单独配制1台污泥泵。
②压滤机的过滤能力:
过滤消化污泥时为2—4kg干污泥/（m3/h）
③过滤周期为1.5—4h
④过滤机的过滤面积：
六、仪器自动控制部分
1仪表设计
监测仪表主要有分析仪表，此外均为液位、流量、温度、压力、界面、电流和电压等仪器。
主要分析仪器有溶解氧分析仪、浸入式污泥浓度仪、污泥界面计、电磁流量计、pH计。
2自控设计
功能为集中监测，分散控制。
系统控制主要有以下内容：
初沉池排泥系统的定时、条件控制；回流污泥量设定植控制；剩余污泥量的条件控制；污泥浓缩、消化系统的批量、定时、条件控制；曝气池溶解氧-鼓风风量调节系统闭环控制等。
七、主要技术经济分析
根据计算分析，ＳＢＲ污水厂的基建投资与其它方法相比较：
工艺流程简单，运行操作可通过自动控制装置完成，管理简单，投资较省比传统工艺节省投资额３０％左右，占地面积小。
这大大减少了工程的投入，减轻了运行负担。
与其它工艺相比较ＳＢＲ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
该污水处理工艺采用新型SBR技术具有以下优点：
（１）工艺流程简单，运转灵活，基建费用较低；
（２）处理效果良好，出水可靠；
（３）较好的除磷脱氮效果；
（４）污泥性能良好。
ＳＢＲ工艺的局限性：
（１）反应器容积利用率低；
（２）水头损失大；
（３）不连续的出水；
（４）峰值需氧量高；
（５）设备利用率低；
（６）对管理人员技术素质要求高；
（７）不适合大型污水厂，因为大型污水厂进水量大，需设计多个ＳＢＲ反应池，运行 费用高。
总之，SBR作为活性污泥法的扩展和延伸，具有其相对的积极意义。
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基础上根据其缺点所做的补充。
为污水处理设计方案提供了另一种选择。
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，2006
（2）胡亨魁.水污染控制工程[M].武汉理工大学出版社，2005
（3）朱亮等.水处理工程运行与管理[M].化学工业出版社，2004
（4）娄金生等.水污染治理新工艺与设计[M].海洋出版社，2002
（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，2000
（６）金兆丰等.污水处理组合工艺及工程实例［Ｍ］化学工业出版社.２００２
升级会员 