污水处理厂设计方案讲课教案.docx

1、污水处理厂设计方案讲课教案第一章 绪论1 1基础资料风向：多年主导风向为东南风；水文：降水量多年平均为每年2370mm,蒸发量多年平均为每年1800mm， 地下水水位为地下67m 年平均水温:20摄氏度 1. 2水质水量特点水质特点：COD350mg/l,BOD5200mg/l,SS200mg/l,氨氮45mg/l,磷6mg/l,PH:6-9水量特点：每人每天平均用水量：120l/d总人数：150000每天平均用水量：1.8107l/d总变化系数：1.5每天最大用水量：（1.8107）1.5 l/d =2.7107l/d 1. 3 处理后的出水水质标准：出水水质应符合城镇污水处理厂污染物排放标

2、准一级B标准 ：COD60mg/l,BOD520mg/l,SS20mg/l,氨氮8mg/l,磷1mg/l,PH:6-9第二章 总体设计21设计方案的选择与设计：污水粗格栅集水提升泵房细格栅旋流沉沙池CASS二沉池消毒池出水污泥：污泥浓缩池脱水22根据原水水质及出水标准：SS的去处率：（200-20）/200100% =90%BOD5的去处率：出水的BOD5有可生物降解的BOD5和随出水漂走的浮固体所占BOD5 随出水漂走的浮固体所占BOD5的计算： 悬浮固体中可生物降解部分：200.65mg/l=13mg/可生物降解悬浮固体最终：BODL=131.42mg/l=18.46mg/l可生物降解悬浮

3、固体BODL 换算为:：BOD5=18.460.68mg/l =12.55mg/l 出水中可生物降解的：BOD5=20-12.55mg/l=7.45mg/l则 BOD5的去处率：(200-7.45)/200100%=96.3%23工艺流程说明 污水 CASS池 出水 回流污泥 污泥外运 格栅：用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物 沉砂池：用来去除污水中泥沙，煤渣等相对密度较大的无机颗粒 选择区：释放磷 兼性区：进一步促进磷的释放和反硝化作用 主反应区：主要的生化反应区 消毒池：去除出水中的细菌和病毒 浓缩池：减少污泥体积第三章 工艺流程的计算 污水的设计流量为：Qmax= 2.7107l/d=0

4、.312m3/s 1.粗格栅的计算：设栅前水深h=0.4m 过栅流速v=0.8m 栅条间隙b=50mm 格栅安装倾角 栅条间隙数：=18.1取n=19a)栅槽宽度：（取栅条宽度S=0.01m） B=S(n-1)+bn=0.01（19-1）+0.0519=1.13mb)栅槽总长度：取进水渠宽度B1=1.0m 则进水渠的水流速度为v1=m/s=0.78m/s取渐宽部分展开角=20，则进水渠道渐宽部分长为： m=0.18m栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度： 取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽高为：H1=h+h2=0.7m则栅槽总长度为： L=l1+l2+1.0+0.5+=0.18+0.09+1

5、.0+0.5+m=2.17mc）过栅水头损失： 栅条为矩形断面，取2.42，g=9.81m/s2阻力系数为：=2.42=0.12计算水头损失为：h0=m取K=3，则过栅水头损失为：h1=kh0=30.034m=0.102m d)栅槽总高度： H=h+h1+h2=0.4+0.3+0.102m=0.802m e)每日栅渣量:粗格栅取W1=0.01 W=1.8m3/d0.2 m3/d 粗格栅水力计算简图 所以采用机械清渣 2.细格栅的计算：设栅前水深h=0.4m 过栅流速v=0.8m 栅条间隙b=10mm 格栅安装倾角 栅条间隙数：=90.1取n=91a)栅槽宽度：（取栅条宽度S=0.01m） B=

6、S(n-1)+b*n=0.01（91-1）+0.0191=1.81mb)栅槽总长度：取进水渠宽度B1=1.2m 则进水渠的水流速度为v1=m/s=0.65m/s取渐宽部分展开角=20，则进水渠道渐宽部分长为： =0.84m栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度： 取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽高为：H1=h+h2=0.7m则栅槽总长度为： L=l1+l2+1.0+0.5+=0.84+0.42+1.0+0.5+m=3.16mc）过栅水头损失： 栅条为矩形断面，取2.42，g=9.81m/s2阻力系数为：=2.42=2.42计算水头损失为：h0=0.068m取K=3，则过栅水头损失为：h1=k

7、h0=30.068m=0.20m d)栅槽总高度： H=h+h1+h2=0.4+0.3+0.2m=0.9m e)每日栅渣量:细格栅取W1=0.09 W=16.2m3/d0.2 m3/d 所以采用机械清渣 细格栅水力计算简图3.格栅集水 设计流量Qmax=0.312m3/s=18.72 m3/min 集水池有效容积V=18.7215m3=280.8 m3 设集水池有效水深h，=3m 则集水池断面面积为S，=280.8 m33m=93.6m2 设集水池断面为正方形，则边长为a，=m=9.7m泵房高度h，=4.2m 则泵房体积V，= S，h，=93.64.2m3=393.12m3由资料可知：地面标高

8、为155.00m，进水管底标高为151.75m管径D=500mm栅前水深h=0.4m，H=155.00-150.8m=4.2m V=4.293.6m3=393.12m34.沉砂池的计算（旋流沉砂池钟式沉砂池） 因为Qmax=312 l/s 选择型号为300的钟式沉砂池 型号流量（l/s）ABCDEFGHJKL3003123.051.00.6101.2000.301.550.450.30.450.81.35 钟式沉沙池各部分尺寸5CASS池计算 BOD5的去处率：(200-7.45)/200100%=96.3% 1.S负荷率Ns f=0.65 k2=0.020 SS负荷率Ns=kgBOD5/(k

9、gMLSS.d)=0.10kgBOD5/(kgMLSS.d) 2.CASS池容积 设计流量Qmax=0.312m3/s=26956.8 m3/d 取X=4kg/m3=4000mg/l则CASS池容积为V： 19963.6 m3式中：se进入CASS池有机物的浓度，mg/l s0CASS池排放有机物的浓度，mg/lX混合液污泥的浓度，mg/l，一般将X控制在2.54.0 kg/m3 3.CASS池各部分容积组成及最高水位 H= 设CASS池的个数为n1=10，池内最高水位H=5，一个运行周期为Tc=4h，则一日内循环周期n2= 单池面积A=399.3m2 取池宽B=8.5m则1=1.72 则池长

10、L=46.98m，则4=5.56满足要求 验证：LB=46.98 H1=8.5=399.3 m2=A m3 则池内水位至滗水器排放最低水位之间的高度为： H1=1.13m 查生活污水BOD污泥负荷率与污泥指数（SVI）值的关系图得知：Ns=0.10kgBOD5/(kgMLSS.d)，SVI为100，则滗水结束时泥面高度为： H3=H XSVI10-3=5410010-3=2m 滗水水面和泥面之间的安全距离为：H2=H-（H1+H3）=5-(1.13+2)=1.87m CASS池的总高度：H0=H+0.5=5+0.5=5.5m（0.5为超高） 变动容积为：V1=AH1=399.31.13 m3=

11、451.2 m3 安全容积为：V2=AH2=399.31.87 m3=746.7 m3 污泥沉淀浓缩容积：V3=AH3=399.32 m3=798.6m3满足=10（451.2+746.7+798.6）=19663 m3式中:VCASS总有效容积, m3V1变动容积,即池内最高设计水位至氵笔水后最低水位之间的容积, m3V2安全容积,即氵笔水水位和泥面之间的容积,m3V3-污泥沉淀浓缩容积,即活性污泥最高泥面至池底的容积,m3H池内最高液面,一般为3-5mH0CASS总高，mH1-池内最高设计水位至氵笔水后最低水位之间的高度，mH2-氵笔水水位和泥面之间的高度，mH3-氵笔水结束时泥面高度，m

12、n1CASS池子的个数，这里为10n2一日内循环周期数，这里为4次 预反应区计算：L1=2.04m 选择器容积计算：污泥回流比为0.2，选择器的容积为主反应区的6%，则选择器的长度Lo=0.0646.98=2.82m 隔墙底部连通空口尺寸： 取孔口数n3=4，孔口流速u=30m/h，则隔墙底部连通口尺寸为： 空口高取0.68m，宽度取1m 曝气时间的确定： 需氧量计算：取a，=0.45，b，=0.15，单位换算1 kg/m3=1000mg/l，则需氧量为O2=a，Q（so-se）+ b，VX=0.4526956.8（）+0.1519963.34=14313.8kg/d=596.4kg/h式中：

13、O2混合液需氧量 a，微生物对氧化分解过程的需氧量，即微生物每代谢1kgBOD所需的氧气量，kg，生活污水为0.420.53 b，活性污泥微生物自身氧化的需氧量，每千克活性污泥每天自身氧化的需氧量，kg，生活污水为0.110.188标准条件下脱氧清水充氧计算： 微孔曝气头装在距池底0.3m处，淹没水深H=4.7m，其绝对压力为： Pb=P+9.8103H=1.013103+9.81034.7=1.47103 Pa 微孔曝气头的氧转移效率EA为20%，气泡离开水面时的含氧量为: 年平均水温为20，清水氧饱和度查表得CS(20)=9.17mg/L,则CASS池内的溶解氧饱和度的平均值为：标准条件下

14、，转移到曝气池内混合液的总氧量为：式中：R0水温20，气压1.013*105Pa时，转移到曝气池内混合液的总需氧量，kg/h;R在实际条件下，转移到曝气池内混合液的总需氧量，kg/h;CS(20)- 20时，氧在清水中的饱和度，查表得9.17mg/L;污水中杂质影响修正系数，取0.85污水含盐影响修正系数，取0.95；p气压修正系数,这里为1C混合液溶解氧浓度，取2mg/L;T设计水温，本设计水温为20Csb(T)设计水温条件下CASS池内曝气时溶解氧饱和度的平均值，mg/LCs(T)- 设计水温条件下氧在清水中的饱和溶解度，mg/LPb空气扩散装置出口处的绝对压力，PaH-空气扩散装置的安装

15、深度，mOt气泡离开水面时的含氧率，%EA-空气扩散装置的氧转移效率，%，可由设备本身查得。供气量计算：最大气水比=13691.04*24/26956.8=12.19鼓风机及鼓风机室的设置 选用RD-150罗茨鼓风机3台，二用一备，其转速为1450r/min，长度为1.5m,宽度为0.58m,三台鼓风机并排排放，鼓风机之间的距离取0.8m,鼓风机距墙面的距离取1.2m，则鼓风机室的平面尺寸为：长度：L=0.58*3+0.8*2+1.2*2=5.74m宽度：B=1.5+1.2*2=3.9ma) 曝气器的布置：曝气器均匀布置在主反应区，布置10列，55排，则10座池子共布置5500个。每个曝气器的

16、服务面积=A/(10*55)=399.3/550=0.73m2/个满足曝气器服务面积0.3-0.75 m2/个b) 污泥产量计算： 剩余生物污泥量为：Y取0.6，Kd=0.06XV= 0.6（200-7.45）100026956.8-0.0619963.60.65=2335.74kg/d剩余非生物污泥为： Xs =Q(1-ffb)2644.46kg/d 剩余污泥总量：X=XV+Xs=2335.74+2644.46=4980.2kg/d污泥回流量的计算： 污泥回流比R=20%，则污泥回流量为QR=QR=26956.80.2 m3=5391.36 m3采用污泥泵使污泥回流到选择器单个CASS池如下

17、6.污泥浓缩池的计算（气浮浓缩池）：剩余污泥总量为： X=4980.2kg/d=4.980t/d，取剩余污泥含水率为99.5%，则剩余污泥含泥浓度为0.5%，则剩余污泥流量为: Q=m3/d设计两座气浮池，则每座流量Q=996.04/2m3/d =498.02m3/d=20.75m3/h100m3/h采用矩形气浮池，以下均按每座气浮池进行计算。a） 气浮浓缩池的面积：污泥负荷取80kg/(m2d),污泥密度为1000kg/m3,含水率为99.5%，设L/B=4 4B*B=31.13 B=2.79m L=11.16mb)回流比：据经验，气固比取0.02采用装设填料的压力罐，f=0.9，表压p为3

18、*105Pa20时，空气饱和溶解度Sa=0.01871.164=0.0218g/L=21.8mg/L流入的污泥浓度为7000g/m3 Q总=（1+R）Q=498.02*（1+270%）=1842.67m3/d=76.78m3/h 所需空气量为： A=Sa（fP-1）R=21.8*(0.9*3-1)*2.7=100.06kg/d水平流速v=5mm/s=18m/h过水断面为：w=Q总/v=76.78/18=4.27m2d1=w/B=4.27/2.79=1.53md2=0.3B=0.3*2.79=0.837md3=0.1m气浮池高度：H=d1+d2+d3=1.53+0.837+0.1=2.46m2.

19、5m以水力负荷进行核算：按停留时间进行核算：T=(B*L*H)/Q总=（2.79*11.16*3）/76.78=1.23h以上均接近一般设计规定。溶气罐净体积（不包括填料）按溶气水停留3min计算，则：V=20.752.73/60=2.8m3罐高度采用4m时，罐直径为： 罐高度与直径之比为：H/D=2.5/1.2=2.08(符合设计规定)7好氧硝化池的计算：经浓缩后污泥含水率以96%计 硝化池简图干污泥为5391.36kg/d 湿污泥为134.78m3/d有机物为60%运行方式：采用连续运行停留时间和温度：t=20d,20a) 按停留时间计算：池的容积为每天投入的污泥量与消化天数的乘积： V=

20、Qt=134.78*20=2695.6m3b) 按有机负荷计算：有机负荷取1.1kgVSS/(m3d)V=5391.36/1.1=4901.24m3，取4900m3取大者池容为4900m3设水深h=5m池子直径：D=35.33m考虑到泥水分离室的容积，取D=38m池超高取1.0mc) 供气量计算：取空气需要量为0.1m3/(m3min)每池空气量：4900*0.1=490m3/min机械曝气所需功率，取0.03kW/m3则所需供气功率：N=4900*0.03=147kWd) 鼓风机选择：根据风量和压力选择鼓风机：风量为490m3/min,风压为水深5m,管道及曝气器阻力损失取0.5m,所以鼓风

21、机压力取60kPa,选择5台低速多级离心鼓风机：C400-1.7型，流量为400m3/min,出口压力为0.17MPa 8臭氧消毒池的计算：优点：消毒效率高，并能有效地降解污水中的残留的有机物、色、味等，污水的PH、温度对消毒效果影响很小，不产生难处理的或生物积累性残余物。适用于出水水质较好，排入水体卫生条件条件高的污水处理厂。 臭氧与污泥的反应时间为30min污水体积：26956.8-1842.67=25114.13m3/d=1046.42m3/h 用4个消毒池(1个备用)，则每个消毒池的体积为：1046.42/3=348.81m3/h需要臭氧的量：348.81*5=1744.05mg/h=

22、0.48mg/s消毒池的高度为3m,有效高度为2.8m 污泥消毒池的面积：348.81*0.5/3=58.14m2 消毒池的底面为正方行，则长度为：=7.6m9.巴氏计量槽的计算：巴氏计量槽尺寸见下表测量范围W(m)B（m）A（m）2/3A（m）C（m）D（m）0.0300.4000.251.3251.3520.9010.550.78上有水深的计算: 由公式W=0.25时，流量Q=0.562H11.514则上有水深H1=下游水深计算：当喉宽W0.25时，为自由流，大于此数时为潜没流，本设计将其设为自由流，则取H2=1.18m，此时其计算图如下： 巴氏计量槽10)污泥脱水机（带式压滤机）采用带式压滤机，脱水后的污泥外运：污泥经浓缩池后，含水率为96%，由公式则污泥量=5391.36=673.92kg/d压滤机每天工作8小时，则脱水机处理量=673.92/8=84.24kg/h采用带式脱水机4台（0.5m宽带）.每台处理量为35-40kg/m.h(3用1备)