卡魯塞爾氧化溝法處理城鎮(zhèn)生活污水的工藝設(shè)計

(2012屆)畢業(yè)論文(設(shè)計)題目：卡魯塞爾氧化溝法處理城鎮(zhèn)生活污水的工藝設(shè)計學(xué)院： 專業(yè)： 班級： 學(xué)號： 0 姓名： 指導(dǎo)教師： 教務(wù)處制 2012年 月日誠信聲明我聲明，所呈交的論文(設(shè)計)是本人在老師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究結(jié)果。據(jù)我查證，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文(設(shè)計)中不包括其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得本校或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。我承諾，論文(設(shè)計)中的所有內(nèi)容均真實、可信。 論文(設(shè)計)作者簽名： 簽名日期: 年 月 日授權(quán)聲明學(xué)院有權(quán)保留送交論文(設(shè)計)的原件，允許論文(設(shè)計)被查閱和借閱，學(xué)?？梢怨颊撐?設(shè)計)的全部或部分內(nèi)容，可以影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文(設(shè)計)，學(xué)校必須嚴(yán)格按照授權(quán)對論文(設(shè)計)進(jìn)行處理，不得超越授權(quán)對論文(設(shè)計)進(jìn)行任意處理。 論文(設(shè)計)作者簽名： 簽名日期: 年 月 3摘要:本文采用卡魯塞爾氧化溝工藝對生活污水進(jìn)行處理，設(shè)計進(jìn)水水量為50000噸/天，COD為300mg/L，BOD為200mg/L，SS為260mg/L，TN(以N計)為30mg/L，TP(以P計)為5mg/L。設(shè)計主要工藝流程為格柵、沉砂池、氧化溝、二沉池、污泥濃縮池等，并根據(jù)設(shè)計參數(shù)對其主要構(gòu)筑物進(jìn)行設(shè)計計算，并繪制了工藝流程圖、平面布置圖、高程圖和主要構(gòu)筑物圖。結(jié)果表明：經(jīng)過該工藝處理后，COD的去除率是80%，BOD的去除率是90%，SS的去除率是92.3%，TN的去除率是50%，出水可達(dá)到國家城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB18918-2002中的一級標(biāo)準(zhǔn)中的B標(biāo)準(zhǔn)。工程總投資13820.8萬元，運行費用1548.86萬元/年，折合噸水成本為0.85元/噸。該工藝具有脫氮除磷效果好，運行簡單，費用低廉等特點，具有廣闊的市場經(jīng)濟(jì)價值和環(huán)境保護(hù)效益。關(guān)鍵詞: 生活污水 氧化溝 設(shè)計 Abstract: In this paper, its primarily about the Carrousel oxidation ditch process dealing with the sewage. The influent water designed is 50,000 tons/day, COD is 300 mg/L, BOD is 200 mg/L, SS is 260 mg/L, TN (N) is 30mg/L, and TP (P) is 5mg/L. The process includes the grille, grit chamber, oxidation ditch, secondary settling tank and sludge thickener. And calculate the size of its main structures in accordance with the design parameters. Then draw a flow chart, floor plan, elevation drawings, and the main structures as well. The results showed that: after this process, the removal ratios of COD is 80%, the removal ratios of BOD is 90%, the removal ratios of SS is 92.3%, the removal ratios of TN is 50%,when the effluent can reach a standard B of primary standard in The National Urban Sewage Treatment Plant Emission Standards (GB18918-2002). The total investment is 13820.8 million yuan, the operating cost is 1548.86 million yuan every year, and is equivalent to the water cost-0.85 yuan/ton. This process has a good processing effect in nitrogen and phosphorus removal, simple operation, low-cost, a wide market economic value and environmental benefits. Keywords: Sewage Oxidation ditch DesignII嘉興學(xué)院本科生畢業(yè)論文(設(shè)計) 生物與化學(xué)工程學(xué)院目 錄摘要IAbstractII1 緒論31.1 城市污水的危害31.2 城鎮(zhèn)污水處理工藝選擇42 設(shè)計概述82.1 設(shè)計任務(wù)82.2 設(shè)計依據(jù)82.3 設(shè)計原則82.4 設(shè)計水量及進(jìn)出水水質(zhì)83 工藝流程104 主要構(gòu)筑物設(shè)計114.1 粗格柵114.2 泵站134.2.1 污水流量134.2.2 集水池容積144.2.3 選泵前揚程估算144.3 細(xì)格柵144.4 沉砂池154.5 氧化溝174.6 二沉池224.7 污泥濃縮池244.8 加氯接觸池275 污水處理廠總體布置285.1 污水廠廠址選擇285.2 污水廠廠區(qū)平面布置285.2.1 各處理單元的平面布置285.2.2 管渠的平面布置295.3 污水處理工程高程布置295.3.1 高程布置原則295.3.2 高程計算306 工程經(jīng)濟(jì)分析356.1 工程費用估算356.1.1 建筑工程費用356.1.2 設(shè)備購置費366.1.3 安裝工程費用376.2 工程建設(shè)其他費用估算376.2.1 土地使用費376.2.2 建設(shè)單位管理費376.2.3 基本預(yù)備費376.2.4 運行費用386.3 污水廠的試運行與管理396.3.1 試運行內(nèi)容396.3.2 試運行目的396.3.3 管理397 結(jié)論與展望41致 謝42參考文獻(xiàn)43 1 緒論1.1 城市污水的危害隨著我過城市建設(shè)的速度不斷加快，污水排放量也不斷上升。據(jù)報道，污水排放量每年以24億m3的速度蔓延1，但是，相應(yīng)的污水處理設(shè)施卻難以跟上。很多城市居民的生活污水沒有經(jīng)過處理，就直接排到江河湖泊水，對當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境造成了很大的破壞。城市污水(municipal sewage,municipal wastewater)是指排入城鎮(zhèn)污水系統(tǒng)的污水的統(tǒng)稱。載合流制排水系統(tǒng)中，還包括生產(chǎn)廢水和截留的雨水。 城市污水主要包括生活污水和工業(yè)污水，由城市排水管網(wǎng)匯集并輸送到污水處理廠進(jìn)行處理。隨著城市建設(shè)的不斷加快，特別是農(nóng)村城市化的進(jìn)程加快，城市污水的處理越來越受到人們的重視。城市污水中90以上是水，其余是固體物質(zhì)。水中普遍含有以下各種污染物：懸浮物：一般為200500毫克升，有時候可超過1000毫克升。其中無機(jī)和膠體顆粒容易吸附有機(jī)毒物、重金屬、農(nóng)藥、病原菌等，形成危害大的復(fù)合污染物。病原體：包括病菌、寄生蟲、病毒三類。常見的病菌是腸道傳染病菌，每升污水可達(dá)幾百萬個，可傳播霍亂、傷寒、腸胃炎、嬰兒腹瀉、痢疾等疾病。常見的寄生蟲有阿米巴、麥地那絲蟲、蛔蟲、鞭蟲、血吸蟲、肝吸蟲等，可造成各種寄生蟲病。病毒種類很多，僅人糞尿中就有百余種，常見的是腸道病毒、腺病毒、呼吸道病毒、傳染性肝炎病毒等。每升生活污水中病毒可達(dá)50萬到7000萬個。 需氧有機(jī)物：包括碳水化合物、蛋白質(zhì)、油脂、氨基酸、脂肪酸、酯類等。植物營養(yǎng)素：生活污水、食品工業(yè)廢水、城市地面徑流污水中都含有植物的營養(yǎng)物質(zhì)氮和磷。城市污水中磷的含量原先每人每年不到1千克,近年來由于大量使用含磷洗滌劑，含量顯著增加。來自洗滌劑的磷占生活污水中磷含量的3075，占地面徑流污水中磷含量的17左右。氮素的主要來源是食品、化肥、焦化等工業(yè)的廢水，以及城市地面徑流和糞便。硝酸鹽、亞硝酸鹽、銨鹽、磷酸鹽和一些有機(jī)磷化合物都是植物營養(yǎng)素，能造成地面水體富營養(yǎng)化、海水赤潮和地下肥水。硝酸鹽含量過高的飲水有一定的毒性，能在腸胃中還原成亞硝酸鹽而引起腸原性青紫癥。亞硝酸鹽在人體內(nèi)與仲胺合成亞硝胺類物質(zhì)可能有致畸作用、致癌作用。城市污水中除含以上四類普遍存在的污染物外，隨污染源的不同還可能含有多種無機(jī)污染物和有機(jī)污染物，如氟、砷、重金屬、酚、氰、有機(jī)氯農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴等。如果城市污水不經(jīng)處理就排入地面水體，會使河流、湖泊受到污染。 城市污水處理困難的原因2 1) 污水收集管網(wǎng)設(shè)計考慮不周全，建成的污水處理廠負(fù)荷率低，不能達(dá)到預(yù)期的處理量。 2) 相關(guān)管理監(jiān)督機(jī)制落后、混亂，嚴(yán)重影響污水處理廠的正常運行。 3) 對于污水處理的認(rèn)識不足，某些地方?jīng)]有真正意識到污水處理的緊迫與重要，沒有設(shè)立專門的維修養(yǎng)護(hù)資金，以致污水廠污水相關(guān)設(shè)施需保養(yǎng)維修甚至損壞，得不到及時處理，被迫停工停產(chǎn)。 4) 相關(guān)政策落后，沒有落實誰污染誰負(fù)責(zé)制度，僅靠國家和地方的財政支持建設(shè)處理廠，并且處理污水的成本與其帶來經(jīng)濟(jì)效益無法相持，使得整個建設(shè)過程之后緩慢，甚至出現(xiàn)某些城市政府不愿投資污水處理廠建設(shè)的現(xiàn)象。1.2 城鎮(zhèn)污水處理工藝選擇3 1 普通活性污泥法 該工藝的特征是有機(jī)物在曝氣池內(nèi)降解，經(jīng)歷了第一階段吸附和第二階段代謝的完整過程，活性污泥也經(jīng)歷了一個從池首端的對數(shù)增長，經(jīng)衰減到池末端的內(nèi)源呼吸期的生長周期。 由于有機(jī)物濃度沿池長逐步降低，需氧速率也是沿池長逐漸降低。因此，在池首端和前段混合液中的溶解氧濃度較低，甚至可能是不足的，沿池長逐漸增高，在池末端溶解氧含量一般都能達(dá)到規(guī)定的2mg/L。 經(jīng)長期運行實踐證實，這種系統(tǒng)的活性污泥法存在著下列一些問題： 1) 曝氣池首端有機(jī)物負(fù)荷率高，耗氧速率也高，為了避免缺氧形成厭氧狀態(tài)，進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷不宜過高。因此，曝氣池容積大，占用土地較多，基建費用高。 2) 對水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)能力較低，運行效果易受水質(zhì)、水量變化的影響。 3) 耗氧速率與供氧速率難以與沿池長吻合一致，在池前段可能出現(xiàn)耗氧速率高于供養(yǎng)速率的現(xiàn)象，池后段又可能出現(xiàn)相反的現(xiàn)象。 4) 沒有除磷脫氮的功能 2 AB法AB法即吸附和生物降解兩段活性污泥法。A段為高負(fù)荷的生物吸附階段，即充分利用原污水中的微生物，以生物吸附為主去除BOD5，污水經(jīng)中間沉淀池后進(jìn)入B段，B段則按常規(guī)活性污泥法進(jìn)行。它最突出的優(yōu)點是增加了高負(fù)荷的A段，增強(qiáng)了抗沖擊負(fù)荷的能力，對PH和有毒物質(zhì)的影響具有很大的緩沖作用，特別是適合于處理濃度較高，水質(zhì)、水量變化較大的污水。該工藝的主要弱點是A段的污泥量較高且不穩(wěn)定，給污泥處理增加了難度，與普通活性污泥法相比雖然可以不建初沉池，但由于菌種問題，流程上需設(shè)兩個曝氣池、兩個二沉池和兩個污泥回流系統(tǒng)。另外由于A段需高負(fù)荷運轉(zhuǎn)，要求進(jìn)水的BOD5在300mg/L以上才能有效發(fā)揮A段的作用。因此，該工藝的構(gòu)筑物較為復(fù)雜，并且，其除磷脫氮的效果不理想。 3 氧化溝法和傳統(tǒng)的活性污泥法相比，氧化溝工藝可以節(jié)省掉調(diào)節(jié)池、初沉池和污泥消化池，流程簡單化，而且出水水質(zhì)比以前要好，操作企業(yè)也比較方便，運行費用還比較節(jié)省。具有較好的處理效果。氧化溝利用連續(xù)環(huán)式反應(yīng)池作生物反應(yīng)池，氧化溝提供很大的稀釋倍數(shù)而提高了緩沖能力，一般是污水進(jìn)水流量的數(shù)倍乃至數(shù)十倍，水在溝內(nèi)的停留時間較長，對不易降解的有機(jī)物也有較好的處理能力。在實踐中發(fā)展中，氧化溝演化成多種形式，如T型氧化溝和DE型氧化溝、Orbal氧化溝。主要特點：1) 具有廣泛的適用性和靈活性：既可以用于中小型污水處理廠，又可以用于較大型污水處理廠；既可以去除有機(jī)污染物，又可以脫氮除磷；既可以作為主體工藝取代多項污水處理單元，也可以只作為曝氣設(shè)施取代曝氣池；既可以機(jī)械曝氣，也可以鼓風(fēng)曝氣；既可以低負(fù)荷運行，也可以高負(fù)荷運行。2) 由于絕大多數(shù)氧化溝都是采用延時曝氣，泥齡長，負(fù)荷低，因而去除有機(jī)物效率很高。3) 氧化溝的循環(huán)流態(tài)和機(jī)械曝氣，可以控制溝內(nèi)某些溝段處于缺氧狀態(tài)，為污水反硝化創(chuàng)造條件，因此可以說只要是氧化溝就具有脫氮功能，適用于要求脫氮的地方。4) 氧化溝通常不設(shè)初沉池和污泥消化池，整個處理工藝非常簡單，處理構(gòu)筑物的規(guī)模不及常規(guī)活性污泥法的一半，操作管理大大簡化，這對于技術(shù)力量相對較弱、管理水平相對較低的中小型污水處理廠很合適。5) 氧化溝的循環(huán)流態(tài)使進(jìn)入的污水立刻被溝中循環(huán)流動的混合液稀釋幾倍到幾十倍，具有很強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力，對水質(zhì)、水量變化劇烈的中小型污水處理廠很有利。6) 氧化溝存在的溶解氧濃度梯度使微生物交替處于好氧狀態(tài)和缺氧狀態(tài)，而引起污泥膨脹的絲狀菌絕大多數(shù)是專性好氧菌，在這種環(huán)境中處于生存劣勢，加之不設(shè)初沉池增大了污泥中的無機(jī)固體比重，提高了污泥的沉淀性能，因而氧化溝可以有效抑制污泥膨脹，解決了多年來困擾常規(guī)活性污泥法的一大難題。7) 氧化溝設(shè)備基本實現(xiàn)了國產(chǎn)化，在質(zhì)量上能滿足使用要求，價格比國外設(shè)備便宜很多，能顯著降低設(shè)備費用。8) 國內(nèi)大量工程實踐表明，在100000m3/d規(guī)模以下，氧化溝的基建費用明顯低于常規(guī)活性污泥法、A/O法及A2/O法等工藝。 4 SBR法傳統(tǒng)SBR法處理污水是將連續(xù)流工藝中污水先進(jìn)入反應(yīng)池，進(jìn)水時形成厭氧、缺氧，然后進(jìn)入沉淀池泥水分離，曝氣充氧，完成脫氮除磷過程，并在同一容器中沉淀。這種方法不需要回流污泥，無專門的厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)，分時段進(jìn)行攪拌、曝氣、沉淀，形成厭氧、缺氧、好氧過程，沉淀性能好，有機(jī)物去除效率高，提高難降解廢水的處理效率，抑制絲狀菌膨脹，不需要二沉池和污泥回流、工藝簡單。適用于中、小型污水處理廠。優(yōu)點：1) 在大多數(shù)的情況下，無需設(shè)置調(diào)節(jié)池；2) SVI值較低，污泥易于沉淀，一般不易發(fā)生污泥膨脹；3) 通過調(diào)節(jié)運行方式，在單一的曝氣池內(nèi)能夠進(jìn)行除磷脫氮；4) 運行管理得當(dāng)，處理出水水質(zhì)優(yōu)于連續(xù)式。缺點：1) 運行管理難度較大；2) 工程投資比氧化溝略高；3) 曝氣頭易堵塞，維修困難。 5 A2/O工藝A2/O工藝是目前生物除磷脫氮工藝中應(yīng)用較多一種方法，是最簡單的同步除磷脫氮工藝，利用厭氧、缺氧、好氧實現(xiàn)有機(jī)物的降解過程，原污水首先進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，轉(zhuǎn)化為小分子發(fā)酵產(chǎn)物。隨后廢水進(jìn)入缺氧區(qū)，達(dá)到同時去碳和脫氮的目的。釋放能量可供本身生長繁殖，吸收周圍環(huán)境中的溶解磷，有機(jī)物經(jīng)厭氧區(qū)、缺氧區(qū)后，濃度已相當(dāng)?shù)?。A2/O工藝總水力停留時間小于其它同類工藝，厭氧、缺氧和好氧三個區(qū)嚴(yán)格分開，有利于不同微生物菌群地繁殖生長，因此脫氮除磷效果非常好?？梢种平z狀菌繁殖，克服污泥膨脹，對較高濃度和較低濃度均能得到良好的處理效果。優(yōu)點：1) 運行效果穩(wěn)定、可靠，BOD5去除率一般可達(dá)90%，有較豐富的運行管理經(jīng)驗；2) 鼓風(fēng)機(jī)采用曝氣池溶解氧來自動控制，可降低運行電費；3) 具有較好的抗沖擊負(fù)荷能力，適用中小城市水質(zhì)水量變化較大的污水處理；4) 出水水質(zhì)好，能深度脫氮、除磷。缺點：1) 運行操作難度較大；2) 工程占地面積較大；3) 污泥產(chǎn)量較大。 6 生物接觸氧化法 該工藝管理較簡單、節(jié)能，在我國也得到廣泛地應(yīng)用，該工藝采用接觸氧化池，已經(jīng)充氧的污水浸沒全部填料，通過曝氣，在微生物新陳代謝的作用下，污水中有機(jī)物得到去除，污水得到凈化去除效果明顯。優(yōu)點是：池內(nèi)充氧條件好，可以達(dá)到較高的容積負(fù)荷，不需要設(shè)污泥回流系統(tǒng)，不存在污泥膨脹問題，運行管理簡單，對水質(zhì)水量的聚變有較強(qiáng)的適用能力。生物接觸氧化處理技術(shù)的主要缺點是：受設(shè)計參數(shù)和工藝布置的限制，如設(shè)計活運行不當(dāng)填料可能堵塞，此外布水曝氣不易均勻，可能在局部出現(xiàn)四角。該氧化法目前僅僅在工業(yè)廢水或小規(guī)模生活廢水中得到應(yīng)用。2 設(shè)計概述2.1 設(shè)計任務(wù)4 1) 確定處理工藝流程 2) 完成初步設(shè)計，包括各構(gòu)筑物的工藝尺寸、設(shè)計計算、設(shè)備選擇、平面布置、高程計算、經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析 3) 用Auto CAD畫出污水處理工藝流程圖、主要構(gòu)筑物圖、平面布置圖以及高程圖2.2 設(shè)計依據(jù)1)中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法2)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB18918-20023)污水處理廠工藝設(shè)計手冊4)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)5)城市污水處理廠污水污泥排放標(biāo)準(zhǔn)（CG3025-93）6)城市污水處理工程項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)（2001年修訂版）2.3 設(shè)計原則51) 依照國家環(huán)境保護(hù)的基本國策，執(zhí)行國家有關(guān)法律法規(guī)、政策、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。2) 依據(jù)城市的整體規(guī)劃，依據(jù)保護(hù)和改善環(huán)境、防止和減少污染、造福人民的原則，結(jié)合實際情況，對工業(yè)園區(qū)污水進(jìn)行綜合處理，滿足現(xiàn)代化城市對環(huán)境的要求。3) 依據(jù)城市基礎(chǔ)設(shè)施統(tǒng)一規(guī)劃、分期實施的方針，在廢水處理系統(tǒng)和廠區(qū)的選擇方面，充分考慮近、遠(yuǎn)期相結(jié)合，合理設(shè)計，并為遠(yuǎn)景發(fā)展留有余地。4) 采用集中處理和分散處理相結(jié)合、以集中處理為主的原則，充分利用現(xiàn)有的污水設(shè)施，實行污水綜合治理，設(shè)置污水處理廠并配套相應(yīng)污水管道。5)處理構(gòu)筑物盡可能布置緊湊以減少動力消耗，同時應(yīng)根據(jù)河流的水位變化及環(huán)境容量，處理流程考慮多種運行方式。6) 處理工藝力求技術(shù)先進(jìn)、成熟、可靠、經(jīng)濟(jì)合理、高效節(jié)能、運行管理方便、簡單、成本低、占地少。7) 妥善處置污水處理過程中產(chǎn)生的柵渣、沉砂及污泥，避免二次污染。 8) 采用可靠的控制系統(tǒng)，做到技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理、操作簡便，以實現(xiàn)污水處理廠的科學(xué)管理。2.4 設(shè)計水量及進(jìn)出水水質(zhì) 進(jìn)水量Q=50000m3/d，總變化系數(shù)為1.3該廠最大設(shè)計流量Qmax=500001.3=65000m3/d。本工程采用城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB18918-2002中的一級標(biāo)準(zhǔn)中的B標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)出水水質(zhì)如下：表2-1生活污水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)項目BOD5 (mg/L)CODcr(mg/L)pHSS/(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)廢水水質(zhì)200300810260305排放標(biāo)準(zhǔn)206069201513 工藝流程傳統(tǒng)的卡魯塞爾氧化溝的缺氧區(qū)和好氧區(qū)在一條溝內(nèi)，沒有明顯的分界線，只是在溶解氧降低至0.5mg/L以下時才形成缺氧區(qū)，而溝中的溶解氧受很多因素的影響，包括水量、水質(zhì)、充氧情況、水溫等各種因素，只要其中一種參數(shù)變化，溝中溶解氧的分布也隨之改變，缺氧區(qū)的范圍也隨之改變。因此，本工藝采用卡魯塞爾2000型，將前置缺氧脫氮工藝和氧化溝有機(jī)結(jié)合起來，在傳統(tǒng)的氧化溝前邊設(shè)置單獨的缺氧溝，其工況不受水量水質(zhì)等因素的影響，可以始終保持缺氧工況，達(dá)到很高的脫氮率。具體的工藝流程圖見下圖：圖3-1 工藝流程圖4 主要構(gòu)筑物設(shè)計4.1 粗格柵格柵6是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在污水渠道、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，如纖維、碎皮、果皮、塑料制品等，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷，并使之能正常進(jìn)行，被截留的物質(zhì)稱為柵渣。設(shè)計粗格柵的選擇主要是決定柵條斷面、柵條間隙、柵渣清除方式等。格柵斷面有圓形、矩形、正方形、半圓形等。圓形水力條件好，但剛度差，故一般多采用矩形斷面。格柵按照柵條形式分為直棒式格柵、弧形格柵、輻流式格柵、轉(zhuǎn)筒式格柵、活動格柵等；按照格柵柵條間距分為粗格柵和細(xì)格柵(1.510mm)；按照格柵除渣方式分為人工除渣格柵和機(jī)械除渣格柵，目前，污水處理廠大多都采用機(jī)械格柵。 柵條的斷面主要根據(jù)過柵流速確定，過柵流速一般為0.61.0m/s，槽內(nèi)流速0.5m/s左右。如果流速過大，不僅過柵水頭損失增加，還可能將已截留在柵上的柵渣沖過格柵，如果流速過小，柵槽內(nèi)將發(fā)生沉淀。 本設(shè)計中粗隔柵采用平面隔柵(2座) 隔柵示意圖如圖4-1圖4-1隔柵示意圖 1) 隔柵的間隙數(shù)量n 最大進(jìn)水流量為Q=0.752m/s 每座隔柵最大設(shè)計流量Qmax=Q/2=0.38m/s 取過柵流速0.8m/s，格柵傾角=60，柵條間隙b=30mm，柵前水深0.8m n =Qmax/(bhv) =0.380.93/(0.030.80.8) =18.41取 n=19條 式中: Qmax：最大設(shè)計流量,m3/s a：格柵傾角 b：柵條間隙.m h：柵前水深,m v：污水流經(jīng)格柵的速度,m/s2) 隔柵槽總寬度 B 設(shè)計采用10圓鋼為柵條，即S=0.01m B=S(n-1)+bn = 0.0118+0.0319=0.75 m 式中：B：隔柵寬度，m S：柵條寬度，m b：柵條凈間隙，m n：隔柵間隙數(shù)。3) 過柵水頭損失 通過格柵的水頭損失h2可以按下式計算： h2=kh0 (1) (2) h2=30.690.820.866/(29.8)=0.059m 式中：h2：過柵水頭損失，m ho：計算水頭損失，m ：阻力系數(shù)，其值與柵條的斷面幾何形狀有關(guān)，取迎水、背水面均為半圓形的矩形， =0.69 g：重力加速度，取9.8m/s2 k：系數(shù)，格柵受污染物堵塞后，水頭損失增大倍數(shù)，一般采用k=3. 4) 柵后槽的總高度H H=h+h1+h2 =0.8+0.3+0.059=1.159m 式中：H ：柵后槽總高度，m h ：柵前水深，m h1 ：格柵前渠超高，一般取h1 =0.3 m h2 ：格柵的水頭損失 5) 格柵的總長度 L L =L1+L2+0.5m+1.0m+H1/tg =0.21+0.210.5+0.5+1.0+0.3/tg=2.64 m 式中：L1 進(jìn)水渠道漸寬部位的長度，m L1=(B-B1 )/2tg1，B1為進(jìn)水渠道寬度，B1hvQ，取0.6m，1為進(jìn)水渠道漸寬部位的展開角度，一般取20 ，L1=(0.75-0.6/2tg20=0.21 L2 ：格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部位的長度，一般取0.5L1 H1 ：格柵前槽高 6) 每日柵渣量W 1.26m3/d0.2m3/d 式中：W：每日柵渣量，m3/d W1：單位體積污水柵渣量，m3/(103m3污水)，一般取0.1-0.01，細(xì)格柵取大值，粗隔柵取小值，取0.05 Kz：污水流量總變化系數(shù)，取1.3 因為每日格柵量0.2m3/d，所以采用機(jī)械除渣，共兩臺，具體參數(shù)見表4-1表4-1 GLB型格柵除污機(jī)技術(shù)參數(shù)型號 格柵外形寬/m柵條間距/mm安裝角度格柵井深/m電機(jī)總功率/kWGLB0.5-2.815-6060-75121.1-2.24.2 泵站4.2.1 污水流量選擇集水池與機(jī)械間合建式泵站，4臺水泵（3用1備），每臺水泵的容量為752/3=251L/s4.2.2 集水池容積采用相當(dāng)于一臺泵6min的容量 W=251606/1000=92m3有效水深采用h=2.5m，集水池面積為F=92/2.5=36.14m24.2.3 選泵前揚程估算集水池正常水位與所需提升經(jīng)常高水位之間的高差估計為7m，總出水管251L/s選用管徑DN400mm的鑄鐵管，查表得：v1.23m/s，i5設(shè)管總長為20m，局部損失占沿程的20%，則泵站外管線水頭損失為 20（1+0.2）5/1000=0.12m，泵站內(nèi)管線水頭損失假設(shè)為1.5m，考慮安全水頭0.5m，則估算水泵總揚程為 H=1.5+7.0+0.12+0.59.12m Qs251L/s由泵的性能曲線和效率選擇：表4-2 污水提升泵型號 流量揚程轉(zhuǎn)速功率效率300QW800-15-55800m3/h15m980r/m55kw81.34.3 細(xì)格柵 設(shè)計參數(shù) 設(shè)計以最大流量為依據(jù)，設(shè)計2座 流量Qmax=0.752m3/s，柵前水深0.8m， 過柵流速v=0.8m/s柵條間隙b=10mm，柵前長度L1=1.0m，柵后長度L2=1.0m格柵傾角a=60， 柵條寬度S=10mm，柵前渠超高h(yuǎn)2=0.5m1) 格柵的間隙數(shù) n =Qmax/(bhv) =0.7520.93/(0.010.80.8)=109.3 取n=110條 2) 格柵槽總寬度 B=S(n-1)+bn =0.01(110-1)+0.01110=2.19m 3) 過柵水頭損失 h2=k=0.059m 4) 柵后槽的總高度 H=h+h1+h2=0.8+0.3+0.059=1.159 5) 格柵的總長度 L =L1+L2+0.5m+1.0m+H1/tg=2.64m 6) 每日格柵量 2.02m3/d0.2m3/d因為每日格柵量0.2m3/d，所以采用機(jī)械除渣，共2臺，具體參數(shù)見表4-3表4-3 SHG型回轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵除污機(jī)技術(shù)參數(shù)型號 格柵寬度/mm柵條間距/mm安裝角度格柵井深/m整體功率/kW粑行速度/(m/min)SHG2500250010-8060-75102.25.974.4 沉砂池 沉砂池7，8的作用是去除污水中密度較大的有機(jī)顆粒，如泥沙、煤渣等，一般設(shè)在泵站、倒虹管、沉淀池前，以減輕水泵和管道的磨損，防止后續(xù)處理構(gòu)筑物管道的堵塞，縮小污泥處理構(gòu)筑物的容積，提高污泥有機(jī)組分的含量，提高污泥作為肥料的價值。 設(shè)計參數(shù)：1) 污水在池內(nèi)的最大流速為0.3m/s，最小流速應(yīng)不小于0.15m/s2) 最高時流量時，污水在池內(nèi)的停留時間不應(yīng)小于30s，一般取30-60s3) 有效水深不應(yīng)大于1.2m，一般采用0.25-1.0m,每格寬度不宜小于0.6m4) 池底坡度一般為0.01-0.02，當(dāng)設(shè)置除砂設(shè)備時，可根據(jù)除砂設(shè)備的要求，確定池底的形狀。本設(shè)計采用平流式沉砂池，設(shè)計2個平流式沉砂池，以進(jìn)水最大流量設(shè)計，Qmax=Q/2=0.38m/s1) 沉砂部分的長度L L=vt=0.2540=10m 式中：L：沉砂池沉砂部分長度，m v：最大設(shè)計流量時的速度，取0.25m/s t：最大設(shè)計流量時的停留時間，取40s 2) 水流斷面面積A A=Qmax/v=0.38/0.25=1.52m2 式中：A：水流斷面面積，m2 Qmax ：最大設(shè)計流量，m3/s 3) 池總寬度B 設(shè)每個池子格數(shù)n2，每格寬b0.6m，則B=nb=20.6=1.2m 4) 有效水深h2 h2=A/B=1.52/1.2=1.27m 5) 貯砂斗所需容積V: V=86400T XQmax/(1000KZ)=8640020.030.38/(10001.3)=1.52m3 式中： V：沉砂斗容積 ，m3 X：城鎮(zhèn)污水的沉沙量，一般采用0.03L/m3(污水) T：排沙時間的間隔，取2d 6) 每個沉砂斗容積 每一個格有2個沉砂斗，每個沉砂斗的體積Vo Vo=1.52/2/2=0.38m3 7) 沉砂斗各部分尺寸 設(shè)貯砂斗底寬b1=0.5m，斗高h(yuǎn)3 =0.35m，斗壁與水平面的傾角為60o，則貯砂斗的上口寬b2為： b2=2h3/tg60o +b1=0.9m 8) 貯砂室的高度 h3 假設(shè)采用重力排砂，池底設(shè)6%坡度坡向砂斗，則： h3 =h3 + 0.06 l2=h3+0.06=0.59m 9) 池總高度H H=h1+h2+h3=0.3+1.27+0.59=2.16 m 式中：H 池總高度 h1 超高取0.3m 10) 核算最小流速Vmin Vmin =0.190.15m/s ，符合 式中：Qmin：設(shè)計最小流量，m3/s n1：最小流量時工作時，取n1=1 Amin：最小流量時沉砂池中的過水?dāng)嗝婷娣e，m3 平流式沉砂池采用旋流除砂設(shè)備，共4臺，具體參數(shù)見表4-4表4-4 旋流除砂設(shè)備技術(shù)參數(shù)型號 處理量/(m3/h)攪拌裝置排砂泵鼓風(fēng)機(jī)葉輪轉(zhuǎn)速/(r/min)功率/kW流量/(L/s)功率/kW風(fēng)量/(m3/min)風(fēng)壓/kPa功率/kWXCS1980198012-201.55-9.80.372.0344.134.5 氧化溝9,10 1) 設(shè)計流量 Q=1.350000m3/d=65000m3/d=2708m3/h 2) 確定設(shè)計泥齡 硝化泥齡=10d 反硝化泥齡按下列公式計算 No=N-0.05(So-Se)-Ne =36.4-0.05(200-20)-15 =12.4 mg/L式中，No:需反硝化的硝態(tài)氨濃度，mg/L N：進(jìn)水總氨濃度，mg/L Ne：出水總氨濃度，mg/L So：進(jìn)水BOD濃度，mg/L Se：出水BOD濃度，mg/L Kde=式中：Kde為反硝化速率 查資料，取 總泥齡 缺氧泥齡 3) 計算污泥產(chǎn)率系數(shù)Y Y=K0.75+0.6 =0.90.75+0.6 =1.05kgSS/kgBOD式中：XO為進(jìn)水中SS濃度，mg/L 核算污泥負(fù)荷： Ls=kgBOD/kg(MLSSd) 4) 確定污泥濃度 取X=4 g/L SVI=100mL/g 因為有反硝化，取tE=2h 回流污泥濃度按下式計算： XR=0.7 =0.7 =8.82g/L R= 符合要求 5) 計算好養(yǎng)溝容積 VO= = =26933m3 6) 計算缺氧溝容積 VD= = =6734 7) 氧化溝總?cè)莘e V=VO+VD=26933+6734=33667m3 其中好氧占80%，缺氧占20% 水力停留時間：T=V/Q=33667/50000=0.6d=16.2h 8) 厭氧池計算將回流污泥分為兩部分分別回流到厭氧池(R1)和缺氧池(R2),以減少回流到厭氧池的硝態(tài)氮，同時為了滿足厭氧污泥占全系統(tǒng)總污泥量比值不小于10%的要求，通過試算，取R1=90%,則厭氧池污泥濃度為： 厭氧池容積為： VA=0.75Q(1+R1) =0.752375(1+0.9) =3384m3 核算厭氧污泥量比值： =近似于10% 符合要求 9) 計算需氧量 OC=1.05kgO2/kgBOD St=fcQa(So-Se) =1.1850000(200-20)/1000 =10620kg/d =443kg/h式中：fc：BOD負(fù)荷波動系數(shù)，取1.18 Qa:平均污水量 硝化的氨氮量：Nht Nht=24QN-0.05(So-Se)-2/1000 =24237530-0.05(200-20)-2/1000 =1197kg/d =50kg/h 反硝化的硝酸鹽量：Not Not=24QNo/1000 =2423756/1000 =342kg/d =15kg/h O2=OcSt+4.57Nht-2.86Not =1.05443+4.5750-2.8615 =651kgO2/h單位耗氧量： O2/St=651/443=1.47kgO2/kgBOD需氧量修正系數(shù)Ko=1.59 Os=KoO2=1.59651=1035kgO2/h 10) 選擇和計算曝氣設(shè)備 選用DXB復(fù)合葉輪倒傘曝氣機(jī)，具體參數(shù)見表4-5表4-5 DXB復(fù)合葉輪倒傘曝氣機(jī)技術(shù)參數(shù)型號 葉輪直徑/mm充氧動力效率/kgO2/kWh配套電機(jī)功率/kW充氧量/(kgO2/h)污水中清水中DXB3500B/H35003.223.9575242 AT=1035/2424.3臺 選用6臺 11) 溝型設(shè)計單座氧化溝平面布置如圖4-2如圖4-2 卡魯塞爾氧化溝氧化溝座數(shù)：M=2座，每做設(shè)曝氣葉輪2臺有效水深：H=5m每座氧化溝溝道數(shù)：m=4溝道寬：B=9m 各部尺寸計算： 體積 Vo=V/M=33667/3=11222 m3 面積 Fo=Vo/H=11222/5=2245m2 每座氧化溝溝道總長 L=Fo/B=2245/9=250m好氧溝和缺氧溝分隔處有兩個圓弧，占用了池容，這個池容折算為直線段池長，按3m計算，則每座氧化溝溝道總長為： 250+3=253m其中彎道(好氧溝和缺氧溝分隔處得兩個彎道不計)長度(3個小彎和1個大彎)為： L1=30.59+0.527=85m直線段總長 L2=L-L1=250-85=165m單溝道直線段長 L3=L2/4=41.25m 取L3=42m缺氧溝溝長計算：缺氧溝有效容積占總溝容20%，在分隔處弧形鎘墻折算直線長3m應(yīng)為缺氧溝和好氧溝各1.5m，故其溝道長度為： LD=0.2250+1.5=51.5m其中彎道(一個小彎)長度為 L1=14m直線段長度為： L2=LD-L1=51.5-14=37.5m單溝道直線段長(包括分隔處彎道折算為直線段，見圖) Li= L2/2=18.3m在缺氧溝中安裝水下攪拌器按3-8W/m3池容選用電機(jī)功率 12) 厭氧池配置每座氧化溝前段設(shè)置一座厭氧池，每池容積為： VAi=VA/M=3384/3=1128m3采用矩形池，水深5m，長36m，寬度為： B=1128/5/36=6.3m每座厭氧池設(shè)水下攪拌器2臺，每臺功率5.5kW厭氧池水出水進(jìn)入缺氧池4.6 二沉池 二沉池設(shè)計為輻流式沉淀池，每座氧化溝配2座二沉池，共設(shè)4座二沉池，每座二沉池的設(shè)計水量為： Qi=1.350000/4=16250m3/d=677m3/h 表面負(fù)荷 q=1m3/(m2h) 污泥回流比 R=50% 1) 沉淀部分水面面積Fi Fi= 2) 沉淀池直徑D D= 取直徑D=30 m 3) 沉淀區(qū)有效水深h2 沉淀時間t取3hh2=qt=3m 4) 污泥區(qū)尺寸設(shè)上口半徑r2=2m，下口半徑r1=1m，傾角60，坡度i=0.06，則 沉淀池坡落差h4 =(R-r2)i=(21-2)0.06=1.14m 污泥斗高度h5 =(r2-r1)tan60=(2-1)tan 60=1.73m 沉淀池超高h(yuǎn)1取0.3m 緩沖層高度h3取0.5m 5) 二沉池總高度HH=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.0+0.5+1.14+1.73=6.67(m)6) 污泥區(qū)所需容積Vs Vs=RQtS=0.56672=667m3 式中：Vs：污泥區(qū)容積 R：最大回流比 tS：污泥在二沉池中的濃縮時間，h7) 二沉池污泥量 每日排放污泥 x=m3/d式中: x：二沉池每日排泥量，kg/d；Q平：平均日處理污水量，m3/dLr：去除的BOD濃度，kg/m3；Kd：衰減系數(shù)，1/d，一般為0.050.1Qc：污泥齡，d 回流污泥 QR=QmaxR=6670.5=333.5m3/d 總污泥量=x+QR=346m3/d二沉池采用ZG型周邊傳動刮泥機(jī)，共4座，具體參數(shù)見表4-6表4-6 ZG刮泥機(jī)主要技術(shù)參數(shù)型號 池直徑/m池邊深度/m電機(jī)功率/kW周邊速度/(m/min)ZG-303040.7524.7 污泥濃縮池污泥濃縮的主要目的是減少污泥體積，以便后續(xù)的單元操作。污泥濃縮池的技術(shù)界限大致為：活性污泥含水率可降至97%-98%，初次沉淀污泥可降至90%-92% 1) 污泥量的計算 二沉池每日產(chǎn)生的污泥量為Q=3464=1384m3/d2) 濃縮池面積污泥濃縮濃度按10000kg/m3計濃縮前 濃縮后 污泥固體通量M取60kg/m2d 則濃縮池總面積為 設(shè)2座污泥濃縮池，則每座 直徑 取12.5米3) 濃縮池高度 取濃縮時間為T=8h 則高度為 4) 有效水深 池超高，取0.3m 緩沖層高度，取0.3m5) 池底坡度造成的深度 取上口半徑為r1=2m 坡度為i=0.02 則 6) 泥斗容積 泥斗上、下口半徑分別為， 泥斗深度為 泥斗容積為 泥斗以上椎體部分的體積 7) 總深度 取10m8) 污泥體積 檢驗： 符合要求9) 進(jìn)泥管徑 設(shè)排泥速度為1.2m/s 取270mm10) 排泥管徑 設(shè)排泥速度為1.0m/s 取130mm11) 出水管徑設(shè)排水速度為1.8m/s 取194mm12) 機(jī)械設(shè)備的選用 濃縮池采用C型刮泥機(jī)，共4臺，具體參數(shù)見表4-7表4-7 C刮泥機(jī)主要技術(shù)參數(shù)型號 池直徑/m池深/m驅(qū)動功率/kW周邊速度/(m/min)CG10C103.00.372 選用NG型濃縮池刮泥機(jī) 規(guī)格為：NG19C 周邊線速度為：2.3m/min 驅(qū)動功率為：1.5kw13) 選取吸泥泵 吸泥泵采用IS型單級單吸懸臂式離心泵 規(guī)格為：IS100-100-125 流量為：100m3/h 楊程為：5m 轉(zhuǎn)速為：1460轉(zhuǎn)/分 驅(qū)動功率為：2.2kw14) 污泥泵房 二沉池回流污泥：回流泥量： 選型：FR端吸離心污泥泵兩臺，一臺備用。 性能范圍：流量Q可達(dá)8000m3/h 揚程H可達(dá)70m 混合污泥: 二次池剩余污泥量：59.4m3/h 選型100WL126-5-4l立式污水物泵兩臺，一臺備用。 性能參數(shù)：流量126 m3/h 揚程5m 排出口徑100mm4.8 加氯接觸池1) 接觸池所需容積設(shè)兩座接觸池，氯氣與二沉池出水接觸時間為30min。 2) 確定接觸池尺寸設(shè)有效水深h=2.5m，超高h(yuǎn)1=0.3m，長L=20m，寬b=15m驗算接觸池容積V0=Lbh=20152.5=750m3>677m3(符合要求)5 污水處理廠總體布置5.1 污水廠廠址選擇11城市廢水處理廠的廠址應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)水資源情況、受納水體的功能劃分類別、污染與自凈情況、城市和工廠廠區(qū)的總體規(guī)劃與自然條件等因素確定。此外，處理后廢水與污泥的利用的可能性與途徑及出路以及所選定的廢水處理工藝流程等對廠址的選擇也有一定的影響，具體來說，廠址的選擇應(yīng)當(dāng)考慮一下原則： 1) 廠址首先應(yīng)當(dāng)與工藝流程相適應(yīng) 2) 無論采用何種工藝，都應(yīng)盡量少占或不占農(nóng)田 3) 廠址必須位于集中給水水源下游，并應(yīng)設(shè)在城市與工廠廠區(qū)及生活區(qū)的下游，同時保持300m以上的距離，還應(yīng)設(shè)在夏季主風(fēng)的下風(fēng)向。 4) 當(dāng)處理后的廢水回用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、或漁業(yè)時，廠址應(yīng)盡可能與用戶臨近，或者位于交通方便利于輸送的地方。 5) 充分利用地形，選擇有適當(dāng)坡度的地段，以滿足廢水處理構(gòu)筑物高程布置的需要，減少土方量與某些構(gòu)筑物的埋深或減少污水與污泥的提升設(shè)備并節(jié)省動力費用。 6) 根據(jù)城市總體發(fā)展規(guī)劃或工廠與廠區(qū)的發(fā)展規(guī)劃，廢水處理廠廠址的選擇應(yīng)考慮遠(yuǎn)期發(fā)展的可能性，必要時留有擴(kuò)建的余地。 7) 除采用穩(wěn)定塘等處理工藝外，廠址不宜建在雨季易受潮水淹的低洼處?？拷w的處理廠，要考慮避免受洪水及其他自然災(zāi)害的威脅。當(dāng)污水處理廠有可能污染地下水時應(yīng)考慮防滲措施。 8) 有條件的地方，廠址盡可能選擇在地質(zhì)條件較好，地下水位較低的地方，以便于施工，降低工程造價。5.2 污水廠廠區(qū)平面布置12在污水處理工程墻內(nèi)平面布置主要包括：各處理單元構(gòu)筑物，連通各處理構(gòu)筑物之間的管、渠及其他管線，輔助性建筑物，道路以及綠化地等的合理布置。在進(jìn)行處理工程墻內(nèi)平面規(guī)劃、布置時，應(yīng)考慮的一般原則如下：5.2.1 各處理單元的平面布置 處理構(gòu)(建)筑物是污水處理工程的主體建筑物，在作平面布置時，應(yīng)根據(jù)各構(gòu)筑物的功能要求和水力要求，結(jié)合地形和地質(zhì)條件，確定它們在廠區(qū)內(nèi)平面的位置。1) 貫通、連接各處理構(gòu)筑物之間的管、渠便捷、直通，避免迂回曲折。盡量按流程方向布置，避免與進(jìn)（出）水方向相反安排：各構(gòu)筑物之間的連接管（渠）應(yīng)以最短路線布置，盡量避免不必要的轉(zhuǎn)彎和用水泵提升，嚴(yán)禁將管線埋在構(gòu)（建）筑物下面。目的在于減少能量（水頭）損失、節(jié)省管材、便于施工和檢修。2) 充分利用地形，土方量作到基本平衡，并避開劣質(zhì)土壤地段，降低工程費用。某些構(gòu)筑物放在較高處，便于減少土方，便于放空、排泥，又減少了工程量，而另一些構(gòu)筑物放在較低處，使水按流程按重力順暢輸送。3) 在處理構(gòu)筑物之間，應(yīng)保持一定的間距，以保證敷設(shè)連接管、渠的要求，一般的間距可取5m-10m，某些有特殊要求的構(gòu)筑物，如污泥消化池，消化