实例一某城市污水处理厂设计.docx

1、实例一某城市污水处理厂设计工程实例一某城市污水处理厂设计1、设计资料1.1工程概况某城市临近北海，以海产养殖、水产品加工、海洋运输为主，工业发展速度 较慢。1.2水质水量资料该市气候温和，年平均21C，最热月平均35C，极端最高41C，最高月平 均15C，最低10C。常年主导风向为南风和北风。夏季平均风速 2.8m/s，冬季 1.5 m/s。根据该市中长期发展规划，2005年城市人口 20万，2015年城市人口 28万。 由于临近大海，城市地势平坦，地质条件良好，地表土层厚度一般在 10 m以上, 主要为亚砂土、亚粘土、砂卵石组成，地基承载力为 1 kg/ cm 2。此外，地面标高 为123.

2、00m,附近河流的最高水位为121.40m。目前城市居民平均用水400L/人.d，日排放工业废水2X104nVd，主要为有机 工业废水，具体水质资料如下：1. 城市生活污水：COD 400mg/l,B0D5 200mg/l,SS 200mg/l,NH 3-N 40mg/l,TP8mg/l,pH 6 9.2. 工业废水：COD 800mg/l,BOD5 350mg/l,SS 400mg/l,NH3-N 80mg/l,TP12mg/l,pH 6 81.3设计排放标准为保护环境，防止海洋污染，污水处理厂出水执行“城镇污水处理厂污染物 排放标准GB18918-2002的一级标准中的B标准，即：污染物C

3、ODBODSSTNNH-NTP色度pH大肠困群数排放浓 度(mg/l) 60 20 20 20 8 1 30倍69 2NOf 2H2O 4H2NO/ O2硝酸菌，2NOa_设计参数：L= 70m B= 20x 5m H= 5.2m，有效水深：4.7m，超高：0.5m； 鼓风曝气，水力停留时间t=5.4h，出水口采用跌水。2.4.6二沉池二沉池的作用是泥水分离，使污泥初步浓缩，同时将分离的部分污泥回流到 厌氧池，为生物处理提高接种微生物，并通过排放大部分剩余污泥实现生物除磷。 本设计采用辐流式沉淀池。其设计参数： D= 40m H= 6.95m,有效水深h=3.75m,沉淀时间t=2.5h。3设

4、计计算书3.1粗格栅格栅斜置于泵站集水池进水处，采用栅条型格栅，设三组相同型号的格栅， 其中一组为备用,渠内栅前流速vi=0.9 m/s，过栅流速V2=1.0 m/s，格栅间隙为 e=60mm采用人工清渣，格栅安装倾角为 60。栅前水深h16560024 3600=1.92m3/s设计流量为：Q = Q max 2 = 1.92 2 二 0.96m3 / siiiaxQ max二栅前水深h = 0.73m栅条间隙数nQ、sin :-n 二ehv将数值代入上式:Q sin 二ehv0.96 . sin 600.06 0.73 1.0= 20.4 ： 21（个）栅槽宽度BB = S (n-1) +

5、 en将数值代入上式：B = S (n-1) + en = 0.01 x (21-1)+0.06 x21=1.46m进水渠道渐宽部分的长度L1设进水渠道宽B1=0.8 m渐宽部分展开角a 1 = 20，此时进水渠道内的流速为:QB1h0.960.8 0.73=1.6m/ s则进水渠道渐宽部分长度：LBg旦二影8二阿 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度, Li 0.9 L? 0.45m2 2过栅水头损失hi2h1 =kh0 其中 h0 = sin：2g采用矩形断面 B =2.42 （）4/3 =2.42 X（il）4/3 =0.63e 0.062hi=kho=k sin 工=3X 0.63 X2

6、g1.022 9.81X sin60=0.08m栅后槽总高度H设栅前渠道超高h2=0.3m，栅前槽高H = h + h 2 =0.73+0.3=1.03 mH= h + h 1 + h 2 =0.73+0.08+0.3=1.11 m栅槽总长度LL = L 1 + L 2 + 0.5 + 1.0 += 0.9+0.45+0.5+1.0+ =3.44 mtg 60 tg 60每日栅渣量WW _QW1 86400一 1000因为是细格栅，所以 W = 0.01 m 3/103m，代入各值:0.96 0.01 8640010003=0.83m /d采用人工清渣。3.2 细格栅设三组相同型号的格栅，其中

7、一组为备用，渠内栅前流速为V1=0.9 m/s,过栅 流速为V2=1.0 m/s,格栅间隙为e=10mm采用机械清渣,格栅安装倾角为60 . 栅前水深hQ max16560024 3600=1.92m3/s设计流量为：Q 二Qmax “2 =1.92“2 =0.96m3/s栅前水深h = 0.73m栅条间隙数nQ sin :- n =ehv将数值代入上式:n = Q sin： 严 sin60 =122.4 ：123(个)0.01 x 0.73x1.0ehv栅槽宽度BB = S (n-1 ) + en将数值代入上式：B = S (n-1) + en = 0.01 X (123-1)+0.01 进

8、水渠道渐宽部分的长度Li设进水渠道宽Bi=2.2m，渐宽部分展开角aQ 0.96 ca /v1 0.6m/ sBih 2.2 0.73X 123=2.45m1= 20,此时进水渠道内的流速为:则进水渠道渐宽部分长度:LiB - Bi2-42- 0.34m2 tg20o栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度空巾仆L2 2 2过栅水头损失hihi =kho式中ho2sin -2g采用矩形断面B=2.42，三=1：(S)4/3=2.42eX (-0.01)4/3=2.420.012hi=kh0=k 2gsin :- =3X 2.42 X 丄0 X sin60 =0.32m2 咒 9.81栅后槽总高度H设

9、栅前渠道超高h2=0.3m，栅前槽高H = h + h 2 =0.73+0.3=1.03 mH= h + h i + h 2 =0.73+0.32+0.3=1.35 m栅槽总长度LH i i 03L = L i + L 2 + 0.5 + 1.0 +tg60= 0.34+0.17+0.5+1.0+ 03 =2.6 m tg60每日栅渣量WW =QW1 86400 ,因为是细格栅，所以W = 0.1 m 3/103m，代入各值: 10000.96 0.1 86400 3W = 8.3m /d1000采用机械清渣。3.3曝气沉砂池总有效容积VV =60Qmaxt，式中取t =2min，将数值代入上

10、式：3V =60Qmaxt =60 1.92 2 = 230.4m池断面积QmaxA 二V，将数值代入上式:QmaxA =竺=19.2m20.1池总宽度c AB =-HB，H将数值代入上式:19.2= 6.4m每个池子宽度取n=2格，bn3 2垂=1.07，符合要求。3池长L心，将数值代入上式:L丄季七mA 19.2所需曝气量qq =3600DQmax，将数值代入上式:q =3600 0.2 1.92 =1382.4m3/h沉砂斗所需溶积V86400QmaxXiT 86400 龙1 917龙3只1 3V 4.97 m105105每个沉砂斗的容积VO设每一格有2个砂斗，共4个砂斗4.97 3V。

11、 1.25m4沉砂斗各部分尺寸设斗底宽ai=1.2m,斗壁与水平的倾角为55，斗高hJ=0.6m沉砂斗上口宽:2h3 2 0.6a - a1 1.2 = 2mtg550 1.428沉砂斗容积：V0 二电(2a2 2aa 2a)60.6 2 2(2 22 2 2 1.2 2 1.22)6-1.57m3 1.25m3 符合要求。沉砂室高度H采用重力排砂，设池底坡度为 0.3。坡向砂斗，超高h1=0.3mh3 =h3 0.3l2 =0.4 0.3 (3 - 2 -1.2) = 0.34m池总高度：H * h2 h3 h3 = 0.3 3 0.34 0.6 =4.24m(11)空气管的计算在沉砂池上设

12、一根干管，每根干管上设每根竖管上的供气量为：4对配气管，共8条配气竖管。则:1382.48-172.8m3/h沉砂池总平面面积为:2L B =12 6.4 =76.82m选用YBM-2型号的膜式扩散器，每个扩散器的服务面积为 2m个,直径为200mm则需空气扩散器总数为：768 = 38.4拓39个23.4主体反应池的设计3.4.1设计参数表1设计参数项目数值BOD5泥负荷kgBODs/(kgMLSS.d 0.15 0.2TN负荷kgTN/ ( kgMLSS.d 0.05(好氧段)TP负荷kgTP/ ( kgMLSS.d 200溶解氧浓度DO(mg/L)厌氧池0.2缺氧池W 0.5好氧池=2C

13、OD/TN8TP/BOD0.063.4.2设计计算有关参数判断是否可米用a2/o法COD4489.968TN45TP80.037 :0.06BOD 5218符合要求。2 BOD污泥负荷N为保证生物硝化效果，BOD负荷取:0.15 kgBODs/( kgMLSS.d3 回流污泥浓度Xr根据XR106SVI式中:SVI r 污泥指数，取SVI=150一般取1.2将数值代入上式:Xr106 rSVI1061501.2 二 8000mg / L4 污泥回流比R=100%一 R 15 混合液悬浮固体浓度 X二R Xr二1 8000 =4000(mg/L)1 R 1 16 混合液回流比R内TN去除率n t

14、n=TNo -TNe 100% =45 一20 100% =56%TN o 45混合液回流比R内 丄100% 匹6 100% =128%1 -tn 1-0.56为了保证脱氮效果，实际混合液回流比 R内取200%反应池容积VQS。NX165600 2180.15 4000=60168m3反应池总水力停留时间:60168165600=0.36(d) =8.64(h)各段水力停留时间和容积：厌氧：缺氧：好氧=1: 1: 31 1厌氧池水力停留时间t厌 8.64 = 1.8h,池容V厌 61068= 12213.6m35 51 1缺氧池水力停留时间t缺 8.64 = 1.8h,池容V缺 61068=

15、12213.6m35 53 3 3好氧池水力停留时间t好 8.64 = 5.4h,池容V好 61068 = 36640.8m35 5剩余污泥量W1 生成的污泥量WW1 二丫(So -Se)Q式中：Y 污泥增殖系数，取Y=0.6 将数值代入上式：W1 =Y(S。-Se)Q =0.6(0.218 -0.02) 165600 =19673.28kg/d2 内源呼吸作用而分解的污泥 WW2 =kdXrV式中：k d 污泥自身氧化率，取kd=0.05。X r 有机活性污泥浓度，X=fX，f = MLVS 0.75 （污泥试验法）MLSS X=0.75 X 4000=3000mg/LW2 二kdXrV -

16、0.05 3.0 30084 = 4512.6kg/d3 不可生物降解和惰性的悬浮物量(NVSS W,该部分占TSS约50%W3 =(TSS _TSSe) 50% Q =(0.224 -0.02) 50% 165600 = 16891.2kg/d4 剩余污泥产量WW = W1 - W2 + W3 = 19673.28-4512.6+16891.2 = 32051.88 kg/d5 污泥含水率q设为99.2%剩余污泥量：q 二 32051.88 二 4006m3 / d0.8%6 污泥龄tsVX ,0084 4.0 =3.75dW 32051.88反应池主要尺寸反应池总容积V=60168m设反应

17、池2组，单组池容V单=V 60168 = 30084m32 2有效水深h取4.7m单组有效面积S= 6400nt采用5廊道式推流式反应池（含厌氧段 1廊道，缺氧段1廊道），廊道宽b取20m单组反应池长L=70m取超高为0.5m,则反应池总高H =5.2m反应池进、出水系统计算1 进水管单组反应池进水管设计流量q牛翌2理82800m3心0.958m3 / s取管道流速v=0.8m/s管径d二4 1.23.14管道过水断面积0.958-1.2m0.8=1.2m取进水管管径DN1200mm2 回流污泥管单组反应池回流污泥管设计流量 Qr二R Q=1 165600 0.96m3/s2 2 汉 8640

18、0取管道流速v=0.8m/s管道过水断面积A二乞瞠 =1.2m2管径d二4253.14v 0.8取进水管管径DN1200mm3 进水井反应池进水孔尺寸：进水孔过流量 Q (1 R)Q =(1 1)Q = Q 二 165600 = 1.92m3/s2 2 86400取孔口流速v=0.8m/s孔口过水断面积A = =192 = 2.4m2v 0.8孔口尺寸取为2mx 1.2m进水井平面尺寸取为3.2m x 3.2m4 出水堰及出水井按矩形堰流量公式计算：Q3 =0.42 2gbH3/2= 1.86bH3/2式中:Q(1 R R内)Q 二(1 1 2)1656002 864003-3.83m /sb

19、 堰宽，b=8mH 堰上水头,m, H =(-)2/3 =( 3.83 )2/3=0.4m1.86b 1.86x8出水孔过流量Q=Q=3.83m3/s取孔口流速v=0.8m/s孔口过水断面积A =也二383 = 4.79m2v 0.8孑L口尺寸取为2.5mx 1.6m出水井平面尺寸取为3.2mx 2.6m5 出水管反应池出水管设计流量Q=Q=0.958m3/s 取管道流速v=0.8m/s管道过水断面积A =色二058 =1.2m2v 0.8管径d =、4A = 4仁之如Y 兀 V 3.140.9580.85m/s兀 21.24取进水管管径DN1200mm校核管道流速v二Q5A曝气计算1 设计需

20、氧量AORAOR =去除BOD需氧量-剩余污泥中BOD氧当量+ NH-N硝化需氧量 -剩 余污泥中NHkN的氧当量-反硝化脱氮产氧量碳化需氧量DD1Q(So -S)-e q23 5-1.42 (W1165600 (0.218 -0.02)0.23 51 - e=26690 .66 (kgO 2 / d )-W2)-1.42 (19673 .28 4512 .6)假设生物污泥中含氮量以12.4%计，贝每日用于合成的总氮=0.124 x( 19673.28-4512.6 ) =1879.92 (kg/d )即，进水总氮有 怡79.92 100O=ii.35(mg/L)用于合成。165600被氧化的

21、NMN =进水总氮-出水总氮量 -用于合成的总氮量=45 - 8 - 11.35 = 25.65 mg/L所需脱硝量=45 - 20 - 11.35 = 13.65 mg/L1需还原的硝酸盐氮量 Nt = 165600 13.65 2260.44mg/L1000硝化需氧量D2D2 =4.6Q(N。- Ne) -4.6 12.4% (W -她)1-4.6 165600 (45-8) 4.6 0.124 (1967328 -4512.6)1000= 19537.47(kgO2 /d)反硝化脱氮产生的氧量DD3 = 2.86N t = 2.86 X 2260.44 = 6464.86 kgO Jd总

22、需氧量 AOR = D+QD3 = 26690.66+19537.47-6464.86 = 39763.27 kgO 2/d=1656.8 kgO 2/h最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则AORax = 1.4AOR = 1.4 X 39763.27 = 55668.58 kgO 2/d = 2319.52 kgO 2/h 去除每1kgBOD的需氧量：AORQ(So -S)39763.27165600 (0.218 -0.02)1.21kgO2/kgBOD52 标准需氧量氧转移效率E=20%计算温度T=30C。将实际需氧量AOF换算成标准状态下的需氧量SORSOR 二AOR CS(20)：(Csm(T)Cl) 1.024(T0)查表得水中溶解氧饱和度：Cs(20)=9.17 mg/L , Cs(30)=7.63 mg/L空气扩散气出口处绝对压为： pb = 1.013 X 105+9.8 X 103H5 3 5= 1.013 X 10+9.8 X 10 X 4 = 1.405 X 10 Pa21(1 记)79 21(1 -Ea)空气离开好氧反应池时氧的百分比:红卫 20%) 100% =17.54%79 21 (1 - 20%)好氧反应池中平均