水污染控制工程課程設計AAO水處理工藝.docx
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目錄第一章 設計概論5 1.1設計題目5 1.2設計任務5 1.3城市概況、水文地質及氣象資料51.3.1城市概況51.3.2氣象資料61.3.3水文資料61.3.4自然特征一覽表6 1.4污水水質水量及處理程度計算7 1.5設計要求8第二章 方案確定10 2.1一級處理方案確定102.1.1格柵102.1.2沉砂池102.1.3初沉池10 2.2二級處理方案確定10 2.3三級處理方案確定112.3.1消毒池112.3.2混凝絮凝池(計劃)12 2.4污泥處理方案確定12第三章 構筑物的設計計算13 3.1格柵設計計算13 3.1.1基本參數(shù)133.1.2設計計算13 3.2平流式沉砂池153.2.1基本參數(shù)153.2.2設計計算15 3.3輻流式初沉池183.3.1設計計算18 3.4 AAO工藝設計計算223.4.1基本設計參數(shù)計算223.4.2平面尺寸計算233.4.3進出水系統(tǒng)243.4.4其他管道設計263.4.5剩余污泥量26 3.5曝氣系統(tǒng)工藝計算273.5.1需氧量計算273.5.2供氣量273.5.3空氣管路設置293.5.4空壓機選擇29 3.6輻流式二沉池30 3.7消毒池373.7.1設計說明383.7.2消毒劑投加量383.7.3平流式消毒池設計計算38 3.8污泥處理構筑物設計計算403.8.1設計說明403.8.2污泥量計算413.8.3輻流式濃縮池設計計算423.8.4貯泥池設計計算47第四章 總結50參考文獻51第一章 設計概論1.1.設計題目長春市日處理量10萬噸污水處理廠1.2.設計任務 1、根據(jù)設計原始資料提出合理的處理方案及處理工藝流程,包括各處理構筑物型式的選擇、污泥的處理及處置方法、處理后廢水的出路; 2、進行各處理構筑物的工藝設計計算,確定其基本工藝尺寸及主要構造(用單線條畫草圖并注明主要工藝尺寸); 3、進行污水處理廠的總體平面布置(包括各處理構筑物、輔助建筑物平面位置的確定,主要廢水和污泥管道的布置),并繪制平面布置圖(1圖紙,比例尺1:2001:500)(手工或CAD圖一張); 4、進行各處理構筑物的高程計算并繪制廢水處理廠(站)的流程圖(1圖紙,比例尺縱向1:501:100;橫向1:5001:1000)(手工或CAD圖一張);5、 編制工藝設計計算說明書。1.3.城市概況、水文地質及氣象資料1.3.1城市概況長春市位于吉林省和東北經濟區(qū)的核心地帶,總面積20571平方公里.截止到1995年末,總人口667.3萬人,其中非農業(yè)人口261.8萬人.長春市區(qū)有6個行政區(qū),經濟技術開放區(qū)和凈月潭旅游經濟開發(fā)區(qū),幅員面積3603平方公里,總人口270萬人,其中非農業(yè)人口194.6萬人;建成區(qū)面積143.03平方公里,非農業(yè)人口171.97萬人。1.3.2氣象資料長春市地處中國東北松遼平原腹地,市區(qū)海拔在250-350米之間,地勢平坦開闊。屬大陸性季風氣候區(qū),在全國干濕氣候分區(qū)中,地處濕潤區(qū)向亞干旱區(qū)的過渡地帶。氣溫自東向西遞增,降水自東向西遞減。春季干燥多風,夏季濕熱多雨,秋季天高氣爽,冬季寒冷漫長,具有四季分明,雨熱同季,干濕適中的氣候特征,為人類開發(fā)和利用大自然提供了良好的氣候環(huán)境。由于地理位置、地形結構與大氣環(huán)流相配合的作用,具有如下基本特征: 四季分明。春季較短,干燥多風;夏季溫熱多雨,炎熱天氣不多;秋季氣爽,日夜溫差大;冬季漫長較寒冷。 季風顯著,雨熱同季。冬季在強大的蒙古高壓控制下,氣候寒冷而干燥。夏季西太平洋副熱帶高壓常與東南移動的貝加爾湖的冷空氣交匯于此,降水豐沛而集中。氣候的大陸性強,氣溫的年差較大。冬季的氣溫低于同緯度地區(qū),夏季則高于同緯度地區(qū)。氣候東西過渡,熱量水分適中。由于長春市處于吉林省東部山地向西部松嫩平原的過渡地帶,所以具有東部山區(qū)濕潤氣候向西部半干旱氣候過渡的特征。過渡性氣候使長春市的光照充足,熱量條件優(yōu)于東部,而雨水條件又好于西部,為農業(yè)生產提供了良好的氣候條件。長春市年平均氣溫4.8C,最高溫度39.5C,最低溫度-39.8C,日照時間2,688小時。夏季,東南風盛行,也有渤海補充的濕氣過境。年平均降水量522至615毫米,夏季降水量占全年降水量的60%以上;最熱月(7月)平均氣溫23。秋季,可形成持續(xù)數(shù)日的晴朗而溫暖的天氣,溫差較大,風速也較春季小。1.3.3水文資料長春市的地表水屬第二松花江水系,松花江、飲馬河、伊通河的中下游,還有沐石河、雙陽河、霧開河、新開河及卡岔河等流經境內,有波羅泡子、敖寶吐泡子、元寶泡子等主要泡子湖泊7處。 市區(qū)的地表水,較大的河流為第二松花江的支流,也是飲馬河的支流伊通河及其支流新開河等。由于市區(qū)的下部基巖為中生代白堊系紅色巖系,巖層致密,為一不透水層或含水性極微,因而無深層地下水源,故地下水貧乏。1.3.4自然特征一覽表名稱指標名稱指標最高溫度38年平均溫度4.9最低溫度-36.5年降雨量593.5mm最熱月平均溫度27.9主導風向西南最冷月平均溫度-26.1平均風速3.8m/s冬季平均溫度-10冰凍線169mm1.4.污水水質水量及處理程度計算水量近期 Q=100000m3/d=1.16 m3/s遠期Q=50000m3/d=0.58 m3/s水質污染物濃度(mg/L)GB18918-2002一級標準(mg/L)處理程度計算(%)COD30050COD=300-50300100%=83.3%BOD12010BOD=120-10120100%=91.7%SS14010SS=140-10140100%=92.9%NH3-N355NH3-N=35-535=85.7%TP80.5TP=8-0.58100%=93.8%TN4515TN=45-1545100%=57.1%1.5設計要求1.要求學生認真分析課程設計的題目以及所給出的設計條件、設計數(shù)據(jù),根據(jù)所學理論知識,通過分析、比較確定設計方案,2.學生可進行組內討論,分析設計方案,但應獨立完成設計計算,并針對自己的設計內容獨立完成設計計算書、設計說明書以及工程設計圖。設計說明書中應對處理方案的比較選擇作簡要的說明,介紹所選工藝流程的特點和主要處理構筑物設置的作用、工藝構造要求和主要設計參數(shù)的選取及其處理效率,最終處理出水水質。3.設計說明書中應有各個處理構筑物工藝計算的詳細步驟和過程;必要時應注明所選參數(shù)和公式的出處;應附有按比例認真繪制的單線條計算草圖,清晰的表明構筑物的主要構造和有關工藝尺寸。4.課程設計正文內容序號為采用三級標題;文本每頁下部居中必須有頁碼。(模板見附頁)5.污水處理廠平面圖中不同類型的線條應有所區(qū)別以使圖紙層次分明,便于識別。例如,可用帶有特定符號的粗線條畫各類管線,中線條畫各類構筑物和建筑物,細線條畫道路、綠地和圍墻等。此外,圖中應有處理構筑物和輔助建筑物一覽表及必要的說明,管線應表明流向;6.流程和高程布置圖中各處理構筑物和輔助建筑物應選擇適宜的剖面,用單線條畫出其主要構造(如必要的圍墻、進出水擋板、出水堰和出水渠等)。畫出連接管線以及閥門、水泵和計量裝置等控制點和水面線,標明水流方向并注明各部位的高程。注意:各類管線用粗線條畫、水面線和標高線用細線條畫;此外,圖中應有圖例和必要的說明;7要求方案和工藝流程的選擇較為合理,各項參數(shù)選擇恰當,基本概念清楚,計算過程準確無誤,設計計算說明書條理分明,文字通順,敘述簡明扼要,書寫工整清晰;設計圖紙要求表達正確、布局合理、線條層次分明,圖面整潔。此外要求圖中所有文字均必須用工程字(仿宋體)書寫!8.總結:對整個設計工作進行歸納,闡述本課題設計中尚存在的問題及改進想法。簡述自己通過本設計的體會及建議。 9.列出參考文獻。 第二章 方案確定2.1一級處理方案確定2.1.1格柵 在污水廠前端設置中格柵截留污水中粗大的懸浮物和漂浮物,使后續(xù)的泵房提升階段得以穩(wěn)定運行。以防止粗大的漂浮物阻塞構筑物的孔道、閘門和管道或損壞水泵等機械設備,起著預處理和保護設備的雙重作用。2.1.2沉砂池在污水中會含有相當數(shù)量的砂粒等雜質。設置沉砂池可以避免后續(xù)處理構筑物和機械設備的磨損,減少管渠和處理構筑物內的沉積,避免重力排泥困難,防止對生物處理系統(tǒng)和污泥處理系統(tǒng)運行的干擾。 沉砂池有平流、豎流、曝氣、渦流等形式。由于平流式沉砂池的污水在池內沿水平方向流動,具有構造簡單、截留無機顆粒效果較好的優(yōu)點,所以本設計中的沉砂池采用平流式沉砂池。2.1.3初沉池初次沉淀池式借助于污水中的懸浮物質在重力的作用下可以下沉,從而與污水分離,初次沉淀池去除懸浮物40%50%,去除BOD 20%30%。 初次沉淀池根據(jù)運行方式的不同分為平流沉淀池、豎流沉淀池、輻流沉淀池、斜板沉淀池。其中平流沉淀池占地面積大,采用多斗排泥每個泥斗需要單獨設置排泥管各自操作,若用機械排泥設備位于水下易腐蝕。豎流式沉淀池由于池體深度大不適于大型污水處理廠。斜板沉淀池沉淀效果好但造價、維護費用高,且斜管易堵塞。而輻流沉淀池排泥方便,運行管理方便。2.2 二級處理方案確定 本次設計條件BOD濃度較低,進水為140mg/L,氨氮和總磷含量和去除率較高,分別為85.7%,93.8%,所以二級處理主要著重于對氮磷的去除,設計中選用A-A-O工藝,利用生物處理法脫氮除磷,可獲得優(yōu)質出水,是一種深度二級處理工藝。A/A/O法的可同步除磷脫氮機制由兩部分組成:一是除磷,污水中的磷在厭氧狀態(tài)下(DO0.3mg/L),釋放出聚磷菌,在好氧狀況下又將其更多吸收,以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。二是脫氮,缺氧段要控制DO0.2 m3/d,應采用機械除渣。3.2平流式沉砂池3.2.1 基本參數(shù)設計中選用兩組平流式沉砂池,N=2組,分別與格柵連接,每組沉砂池設計流量為0.58 m3/s。水平流速取0.25m/s,停留時間45s。3.2.2 設計計算3.2.2.1沉砂池長度L=vt=0.2545=11.25m 式中:L沉砂池的長度; v設計流量時的流速(m/s),一般采用0.150.30m/s; t停留時間,一般取3060s。3.2.2.2水流過水斷面面積A=Qv=0.580.25=2.32(m2) 式中:A水流過水斷面面積(m2); Q設計流量(m3/s)。3.2.2.3沉砂池寬度B=Ah2=2.32/20.8=1.45(m)式中:B沉砂池寬度(m);h2設計有效水深(m),一般采用0.8m,每組沉砂池取兩格。3.2.2.4沉砂室所需容積V=QXT864001000000=0.58302864001000000=3.01m3 式中:Q0平均流量(m3/s) X城市污水沉沙量(m3/106m3污水); T清除沉砂的間隔時間(d); 設計中清除沉沙的間隔時間為T=2d,城市污水沉砂量X=30 m3/106m33.2.2.5每個沉砂斗容積V0=Vn=3.018=0.38m3 式中:V0每個沉砂斗容積(m3); n沉砂斗個數(shù)(個); 設計中取每一個分格有2個沉砂斗,共有n=2*2*2=8個沉砂斗3.2.2.6沉砂斗高度h3=3V0f1+f2+f1f2=30.382.41=0.47m 式中:h沉砂斗的高度(m); f1沉砂斗上口面積(m2); f2沉砂斗下口面積(m2); 設計中取沉砂斗高度為h3=0.50m。3.2.2.7沉砂室高度h3=h3+il2=0.5+0.0211.25-21.45=0.67m 式中:h3沉砂室高度(m); i沉砂池底坡度,一般采用0.010.02; l2沉砂池底長度(m)。 設計中取沉沙池底坡度i=0.02。3.2.2.8沉砂池總高度H=h1+h2+h3=0.4+0.8+0.67=1.87m 式中:H沉砂池總高度(m); h1沉砂池超高(m),一般采用0.30.5m。 設計中取超高為0.4m。3.2.2.9進水管道 格柵的出水通過DN1200mm的管道送入沉砂池的進水渠道,然后向兩側配水進入進水渠道。3.2.2.10出水管道 出水采用薄壁出水堰跌落出水,出水堰可保證沉砂池內水位標高恒定。3.2.2.11排沙管道 采用沉砂池底部管道排沙,排沙管道直徑DN=200mm。3.3輻流式初次沉淀池3.3.1設計計算 設計中選擇二組輻流沉淀池,N=2組,每組設計流量為0.58m3/s。3.3.1.1沉淀部分有效面積F=Q3600q=0.5836002=1044m2 式中:F沉淀部分有效面積(m2); Q設計流量(m3/s);q表面負荷m3/(m2h),一般采用1.53.0 m3/(m2h)。 設計中取沉淀池的表面負荷q=2 m3/(m2h)。3.3.1.2沉淀池直徑D=4F=410443.14=36.47m 式中:D沉淀池直徑(m); 設計中取D=36.5m3.3.1.3沉淀池有效水深h2=qt=22=4m 式中: h2沉淀池有效水深(m); t沉淀時間(h),一般采用13h。 設計中取沉淀時間t=2.0h。3.3.1.4污泥部分所需容積V=QC1-C286400T100K3(100-p0)n1000000=0.58140-70864000.1100(100-97)21000000=5.8m3 式中:Q設計流量(m3/s); C1進水懸浮物濃度(mg/L); C2出水懸浮物濃度(mg/L),一般采用沉淀效率g=40%60%; K2生活污水量總變化系數(shù); r污泥容重(t/m3),約為1; P0污泥含水率(%)。 設計中取T=0.1d, P0=97%,g=50%,C2=100%-50% C1=0.5 C1。輻流沉淀池采用周邊傳動刮泥機,周邊傳動刮泥機的周邊線速度為23m/min,將污泥推入污泥斗,然后用靜水壓力將污泥排出池外。3.3.1.5污泥斗容積 輻流沉淀池采用周邊傳動刮泥機,池底需做成2%的坡度,刮泥機連續(xù)轉動將污泥推入污泥斗,設計中選擇矩形污泥斗,污泥斗上口尺寸2m2m,底部尺寸0.5m0.5m,傾角為600,有效高度1.35m。污泥斗容積V1=h5(aa+aa1+a1a1)3=2.36m3 式中:V1污泥斗容積(m3); 污泥斗高度(m); a污泥斗上口邊長(m);a1污泥斗底部邊長(m),一般采用0.5m。沉淀池底部圓錐體體積V2=h4(RR+Rr+rr)3=117.64m3 式中:V2沉淀池底部圓錐體體積(m3); h4沉淀池底部圓錐體高度(m);R沉淀池半徑(m); r沉淀池底部中心圓半徑(m)。 設計中取h4=0.32m,r=1m。沉淀斗總容積V3=V1+V2=2.36+117.64=120m33.3.1.6沉淀池總高度H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+4+0.3+0.85+1.35=6.8m 式中:H沉淀池總高度(m); h1沉淀池高(m),一般采用0.30.5m; h3沉淀池緩沖層高度(m),一般采用0.3m。 設計中取h3=0.3m, h3=0.3m3.3.1.7進水集配水井 輻流沉淀池分為二組,在沉淀池進水端設集配水井,污水在集配水井中部的配水井平均分配,然后流進每組沉淀池。配水井的中心管直徑D2=4Qv2=1.43m式中:D2配水井內中心管直徑(m); v2配水井內中心管上升流速(m/s),一般采用v20.6 m/s。 設計中取配水井中心管內污水流速v2=0.7 m/s。配水井直徑D3=4Qv3+D2D2=2.60m 式中:D3配水井直徑(m); v3配水井內污水流速(m/s),一般取v=0.20.4 m/s。 設計中取v3=0.3 m/s。3.3.1.8出水擋渣板 三角堰前設有出水浮渣擋渣板,利用刮泥機桁架上的浮渣 刮板收集。擋渣板高出水面0.15m,伸入水下0.5m,在擋渣板旁設一個浮渣收集裝置,采用管徑DN300mm的排渣管排出池外。3.3.1.9出水渠道 出水槽設在沉淀池四周,雙側收集三角堰出水,距離沉淀池內壁0.4m,出水槽寬0.6m,深0.7m,有效水深0.50m,水平流速0.83m/s。出水槽將三角堰出水匯集送入出水管道,出水管道采用鋼管,管徑DN1000mm,管內流速v0=0.63m/s,水力坡度i=0.497.3.3.1.10刮泥裝置 沉淀池采用周邊傳動刮泥機,周邊傳動刮泥機的線速度為23m/min,刮泥機底部設有刮泥板,將泥污推入污泥斗,刮泥機上部設有刮渣板,將浮渣刮進排渣裝置。3.3.1.11排泥管 沉淀池采用重力排泥,排泥管管徑DN300mm,排泥管伸入污泥斗底部,排泥靜壓頭采用1.2m,連續(xù)將污泥排出池外貯泥池內。3.4 A-A-O工藝設計計算3.4.1基本設計參數(shù)計算3.4.1.1水力停留時間A-A-O工藝的水力停留時間一般采用68h,設計中取t=8h。3.4.1.2曝氣池內活性污泥濃度曝氣池內活性污泥Xv濃度一般采用20004000mg/L,設計中取Xv=3000mg/L。3.4.1.3回流污泥濃度Xr=1000000SVIr=10000001001.2=12000mg/L式中:Xr回流污泥濃度(mg/L);SVI污泥指數(shù),一般采用100;r系數(shù),一般采用r=1.2。3.4.1.4污泥回流比Xv=R1+RXr=3000=R1+R9000 式中:R污泥回流比; Xr回流污泥濃度(mg/L),Xr=f Xr=0.7512000=9000mg/L。 解得R=0.53.4.1.5 TN去除率e=S1-S2S1100%=45-1545=66.7% 式中:eTN去除率(%); S1進水TN濃度(mg/L); S2出水TN濃度(mg/L)。3.4.1.6內回流倍數(shù)R內R內=e1-e=66.7%1-66.7%=2 式中:R內內回流倍數(shù) 設計中取R內為200%。3.4.2平面尺寸計算3.4.2.1總有效面積V=Qt=100000824=33333.3m3式中:V總有效容積(m3); Q進水流量(m3/d),按平均流量計,Q=100000m3/d; t水力停留時間(d)。厭氧、缺氧、好氧各段內水力停留時間的比值為,則每段的水力停留時間分別為:厭氧池內水力停留時間t1=1.6h;缺氧池內水力停留時間t2=1.6h;好氧池內水力停留時間t3=4.8h。3.4.2.2平面尺寸曝氣池總面積A=Vh=33333.34.2=7936.51m3式中:A曝氣池總面積(m2); h曝氣池有效水深(m)。設計中取h=4.2m。每組曝氣池面積A1=AN=7936.512=3968.25m2式中:A1每座曝氣池表面積(m2); N曝氣池個數(shù)。 每組曝氣池共設5廊道,第1廊道為缺氧段,后三個廊道為好氧段,每廊道寬取10.0m,則每廊道長L=A1bn=3968.25105=79.37m 式中:L曝氣池每廊道長(m); b每廊道寬度(m); n廊道數(shù)。3.4.3進出水系統(tǒng)3.4.3.1曝氣池的進水設計 在進水渠道內,水流分別流向兩側,從厭氧段進入,進水渠道寬度為1.2m,渠道內水深為1.0m,渠道內最大水流流速為:v1=QsNb1h1=1.1621.21=0.48m/s 式中:v1渠道內最大水流速(m/s);B1進水渠道寬度(m); h1進水渠道有效水深(m)。 設計中取b1=1.2m,h1=1.0m反應池采用潛孔進水,空口面積F=QsNv2=1.1620.4=1.45m2 式中:F每座反應池所需孔口面積(m2);v2孔口流速(m/s),一般采用0.21.5m/s。 設計中取v2=0.4m/s,設每個孔口尺寸為0.50.5m,孔口個數(shù)為n=Ff=1.450.50.5=6 式中:n每座曝氣池所需孔口數(shù)(個); f每個孔口的面積(m2)。3.4.3.2曝氣池的出水設計 厭氧-缺氧-好氧池的出水采用矩形薄壁堰,跌落出水,堰上水頭H=Qmb2g23=1.16+3.360.47229.823=0.32m 式中:H堰上水頭(m); Q每座反應池出水量(m3/s),指污水最大流量(1.16m3/s)與回流污泥量、回流量之和(1.161.16250%) b堰寬(m);與反應池寬度相等。 設計中取m=0.4m,b=7.0m。 出水管管徑采用DN1800mm,送往二沉池。3.4.4 其他管道設計3.4.4.1污泥回流管 在本設計中,污泥回流比為50%,從二沉池回流過來的污泥通過兩根DN500mm的回流管道分別進入首端兩側的厭氧段。3.4.4.2硝化液回流管 硝化液回流比為200%,從二沉池出水回至缺氧段首端,硝化液回流管道管徑為DN1000mm。3.4.5剩余污泥量W=aQ平Sr-bVXv+LrQ平50%=0.61000000.08-0.0533333.33+0.0710000050%=3300kg/d式中:W剩余污泥量(kg/d); a污泥產率系數(shù),一般采用0.50.7; b污泥自身氧化系數(shù)(d-1),一般采用0.050.1; Q平平均日污水流量;Lr反應池去除SS濃度(kg/m3),Lr=140-50%140-10=70mg/L=0.07kg/m3Sr反應池去除BOD5濃度(kg/m3),Sr=120-25%120-10=80mg/L=0.08kg/m3設計中取a=0.6,b=0.07。3.5 曝氣系統(tǒng)工藝計算3.5.1需氧量計算O2=aQSr+bVXv=0.51.16120-25%120-101000+0.1533333.330000.751000=468.78kg/h式中:O2混合液需氧量(kgO2/d); a活性污泥微生物每代謝1kgBOD所需的氧氣kg數(shù),對于生活污水,a值一般采用0.420.53之間; Q污水流量(m3/s);Sr被降解的BOD濃度(g/L);b每1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧氣kg數(shù),b值一般采用0.1880.11; Xv揮發(fā)性總懸浮固體濃度(g/L)。 設計中取a=0.5,b=0.15。3.5.2 供氣量采用WM-180型網狀膜微孔曝氣擴散器,每個擴散器的服務面積為,敷設于池底,淹沒深度為,計算溫度定位30。查表得20和30時,水中飽和溶解氧值為:;3.5.2.1 空氣擴散器出口處的絕對壓力Pb=1.013105+9800H=1.405105Pa 式中:Pb出口處絕對壓力(Pa); H擴散器上淹沒深度(m)。 設計中取H=4.0m??諝怆x開曝氣池池面時,氧的百分比Ot=211-EA79+211-EA100%=18.96% 式中:Ot氧的百分比(%); EA空氣擴散器的氧轉移效率 設計中取EA=12%。3.5.2.2 曝氣池混合液中平均氧飽和度(按最不利的溫度條件考慮)Csb(30)=CsPb2.066105+Ot42=8.63mg/L 式中:Csb(30)30時,鼓風曝氣池內混合液溶解氧飽和度的平均值(mg/L); Cs30時,在大氣壓力下,氧的飽和度為(mg/L)。換算為20條件下,脫氧清水的充氧量R0=RCs(20)Csb(T)-C1.024T-20=468.789.170.820.9518.63-21.02410=667.17kg/h 式中:R混合液需氧量(kg/h);Csb(20)20時,鼓風曝氣池內混合液溶解氧飽和度的平均值(mg/L); 、修正系數(shù); 壓力修正系數(shù); C曝氣池出口處溶解氧濃度(mg/L)。 設計中取=0.82,=0.95,=1.0,C=2.0。3.5.2.3曝氣池供氧量Gs=R00.3EA=667.170.312%=18532.5m3/h3.5.3 空氣管路設置 在相鄰的兩個廊道的隔墻上設一根干管,共7根,每根干管上設8對曝氣豎管,共16條配氣豎管,曝氣池共設112條配氣豎管,每根豎管的供氣量為:18532.5112=165.47m3/h 曝氣池的平面面積為7936.51m3,每個空氣擴散器的服務面積按0.49m3計,則所需空氣擴散器的總數(shù)為7936.510.49=16197(個) 每根豎管上安裝的空氣擴散器的個數(shù)為:16197112=144.6個,取155個。 每個空氣擴散器的配氣量為18532.5112155=1.07m3/h3.5.4空壓機選擇空氣擴散裝置安裝在距離池底0.2m處,曝氣池有效水深為4.2m,空氣管路內的水頭損失按1.0m計,則空壓機所需壓力為:P=4.2-0.2+1.09.8=49kPa空壓機供氣量:Gs=18532.5m3h=308.9m3/min3.6 輻流式二次沉淀池 設計中選擇二組輻流沉淀池,N=2,每組設計流量為0.58m3/s。3.6.1沉淀部分有效面積F=Q3600q=0.5836001.4=1491.43m2 式中:F沉淀部分有效面積(m2); Q設計流量(m3/s); q表面負荷m3/(m2h),一般采用1.52.0 m3/(m2h)。 設計中取沉淀池的表面負荷q=1.4 m3/(m2h)。3.6.2 沉淀池直徑D=4F=41491.433.14=43.59m 式中:D沉淀池直徑(m); 設計中取D=43.6m,半徑為R=21.8m。3.6.3沉淀池有效水深h2=qt=1.42.5=3.5m 式中: h2沉淀池有效水深(m); t沉淀時間(h),一般采用13h。 設計中取沉淀時間t=2.5h。3.6.4污泥部分所需容積V1=21+RQ0X12X+XrN=20.5+11.16300036000.53000+120002=2505.6m3 式中:V1污泥部分所需容積(m3); Q0污水平均流量(m3/s); R污泥回流比(%); X曝氣池中污泥濃度(mg/L); Xr二沉池排泥濃度(mg/L); 設計中取Q0=1.16m3/s,R=50%,X=3000mg/L,Xr=12000mg/L。3.6.5沉淀池總高度H=h1+h2+h3+h4+h5式中:沉淀池總高度();沉淀池超高(),一般采用0.30.5;沉淀池有效水深();沉淀池緩沖層高度(),一般采用;沉淀池底部圓錐體高度();沉淀池污泥區(qū)高度()。設計中取,h1=0.3m,h3=0.3m,h2=3.5m,根據(jù)污泥部分容積過大及二沉池污泥的特點,采用機械刮吸泥機連續(xù)排泥,池底坡度為0.05。h4=r-r10.05=21.8-10.05=1.04m式中:沉淀池底部圓錐體高度();沉淀池半徑();沉淀池進水豎井半徑(),一般采用;沉淀池池底坡度。h5=V1-V2F=2505.6-542.131491.43=1.32m式中:V1污泥部分所需容積();沉淀池底部圓錐體容積();沉淀池表面積()。 設計中V1=5.8m3,V2=542.13m3V2=3h4r2+rr1+r12=31.0421.82+21.81+11=542.13m3式中:V1沉淀池底部圓錐體容積();沉淀池底部圓錐體高度();沉淀池半徑();沉淀池進水豎井半徑(),一般采用;3.6.6進水管的計算Q1=Q+RQ0=0.58+50%0.58=0.87m3/s式中:進水管設計流量();單池設計流量();污泥回流比(%);單池污水平均流量()。進水管管徑取為,流速為:3.6.7 進水豎井計算進水豎井直徑采用;進水豎井采用多孔配水,配水口尺寸,共設六個沿井壁均勻分布;孔距:式中:配水孔孔距();進水豎井直徑();配水孔口寬()。3.6.8 穩(wěn)流筒計算筒中流速:(設計中取0.02m/s);穩(wěn)流筒過流面積:f=Q1v3=0.870.02=43.5m2式中:穩(wěn)流筒過流面積();進水管設計流量();筒中流速(); 穩(wěn)流筒直徑D3:D3=4f+D22=7.71m式中::穩(wěn)流筒直徑();穩(wěn)流筒過流面積();進水豎井直徑();3.6.9 出水槽計算雙邊三角堰出水槽集水,出水槽沿池壁環(huán)形布置,環(huán)形槽中水流由左右兩側匯入出水口。每側流量:Q=0.582=0.29m3/s集水槽中流速為:;設集水槽寬度為:;槽內終點水深h2:h2=QvB=0.290.60.6=0.81m槽內臨界水深hk=0.29m槽內起點水深h1=0.75m設計中取出水堰后自由跌落,集水槽高度:0.1+0.75=0.85m,取。集水槽斷面尺寸為:。3.6.10出水堰計算q=Qn=0.582639=0.22L/sn=Lb=263.890.1=2639(個)L=L1+L2=130.06+133.83=263.89mh=0.7q52=0.70.0227=0.016mq0=QL=0.581000263.89=2.2L/(sm)式中:三角堰單堰流量();進水流量();集水堰總長度();集水堰外側堰長();集水堰內側堰長();n三角堰數(shù)量(個);三角堰單寬();堰上水頭();堰上負荷。設計中取,水槽距池壁。其中:L1=43.6-1.0=133.83mL2=43.6-1.0-0.62=130.06m根據(jù)規(guī)定二沉池出水堰上負荷在1.52.9 L/(sm)之間,計算結果滿足要求。3.6.11出水管出水管管徑為:3.6.12排泥裝置沉淀池采用周邊傳動刮吸泥機,周邊傳動刮吸泥機線速度為,刮吸泥機底部設有刮泥板和吸泥管,利用靜水壓力將污泥吸入污泥槽,沿進水豎井中的排泥管將污泥排出池外。排泥管經,二沉池回流的污泥通過兩根的回流管道分別進入首端兩側的厭氧段,管內污泥流速為。3.6.13集配水井的設計計算 配水井中心管管徑D2=4Qv2=41.160.7=1.45m式中:配水井中心管直徑();中心管內污水流速(),一般采用;進水流量()。設計中取,Q=1.16。經計算,設計中選取配水井中心管管徑為1.45m。 配水井直徑D3=D32+4Qv1=2.74m式中:配水井直徑();配水井中心管直徑();配水井內污水流速(),一般采用;進水流量()。設計中取,經計算取配水井直徑為2.90。 集水井直徑式中:集水井直徑();進水流量()。配水井直徑();集水井內污水流速(),一般采用;設計中取,經計算選取集水井直徑為3.80。 進水管管徑取進入二沉池的管徑。校核流速:滿足要求。 出水管管徑根據(jù)前面結果可以知道,。 總出水管 取出水管管徑D=1100mm,集配水井內設有超越閥門,以便超越。3.7消毒池設計計算3.7.1設計說明污水經過處理構筑物處理后,雖然水質得到了改善,細菌數(shù)量也大幅減少,但是細菌的絕對值仍然十分可觀,并存在病原菌的可能。因此,污水在排放水體前,應進行消毒處理。污水消毒的主要方法是向污水中投加消毒劑,目前用于污水消毒的常用消毒劑主要有液氯、次氯酸鈉、臭氧、二氧化氯、紫外線。而本次設計的污水處理規(guī)模較大,受納水體衛(wèi)生條件無特殊要求,設計中采用液氯作為消毒劑對污水進行消毒。液氯消毒的優(yōu)點是效果可靠,投配設備簡單,價格便宜;缺點是余氯對水生生物有害,氯化后可能產生致癌物質。主要是適用于大、中型污水處理廠。3.7.2消毒劑的投加3.7.2.1加氯量計算二級處理出水采用液氯消毒時,液氯投加量一般為510mg/L,本設計中液氯投加量采用8.0mg/L。每日投加量為:q=q0Q864001000=81.16864001000=801.79kg/d式中:q每日加氯量(kg/d);q0液氯投量(mg/L);Q污水設計流量(m3/s)。3.7.2.2加氯設備液氯由真空轉子加氯機加入,加氯機設計兩臺,采用一用一備。每小時加氯量為:801.7924=33.41kg/h設計中采用ZJ1型轉子加氯機。3.7.3.平流式消毒接觸池 設計中采用2個3廊道平流式消毒接觸池,單池設計計算如下:3.7.3.1消毒接觸池容積V=Qt=0.583060=1044m3式中:V消毒接觸池的容積(m3);Q污水設計流量(m3/s);消毒接觸時間(h),一般采用30min。3.7.3.2消毒接觸池表面積F=Vh2=10442.5=417.6m2式中:V消毒接觸池的容積(m3);F消毒接觸池表面積(m2);h2消毒接觸池有效水深(m),設計中取2.5m。3.7.3.3消毒接觸池池長L=FB=417.65=83.52m式中:L消毒接觸池池長(m);F消毒接觸池表面積(m2);B消毒接觸池廊道單寬(m),設計中取5m。消毒接觸池采用3廊道,所以,消毒接觸池長:L=LB=83.523=27.84m 設計中取L=28m。式中:消毒接觸池池長(m); L消毒接觸池池長(m);校核長寬比:LB=83.525=16.710,合乎要求。3.7.3.4池高H=h1+h2=0.3+2.5=2.8m式中:h1超高(m),一般采用0.3m;h2有效水深(m)。3.7.3.5進水部分每個消毒接觸池的進水管管徑DN=800mm,v=1.0m/s。3.7.3.6 出水部分H=Qnmb2g23=1.1620.42529.823=0.157m式中:H堰上水頭(m);n消毒接觸池個數(shù),為4;m流量系數(shù),一般采用0.42;b堰寬,數(shù)值等于池寬(m),設計中取4.5m。3.8污泥處理構筑物計算3.8.1設計說明污水處理廠在處理污水的同時,每日要產生大量的污泥,這些污泥若不進行有效處理,必然要對環(huán)境造成二次污染。這些污泥根據(jù)來源可分為初沉池污泥和剩余污泥。初沉污泥是來自初次沉淀池的污泥,污泥含水率較低,一般不需要濃縮處理,可直接進行硝化,脫水處理。剩余污泥來自曝氣池,活性污泥微生物在降解有機物的同時,自身污泥量也在不斷增長,為保持曝氣池內污泥量的平衡,每日增加的污泥量必須排出處理系統(tǒng),這一部分污泥被稱作剩余污泥。剩余污泥含水率較高,需要進行濃縮處理,然后進行消化、脫水處理。污泥濃縮的對象是顆粒間的孔隙水,濃縮的目的是在于縮小污泥體積,便于后續(xù)污泥處理。常用污泥濃縮池分為豎流式濃縮池和輻流式濃縮池兩種,本設計采用輻流式濃縮池。二沉池排放后的剩余污泥含水率高,污泥數(shù)量大,需要進行濃縮處理,設計中一般采用濃縮池處理剩余污泥。濃縮前污泥的含水率為99%,濃縮后污泥含水率為97%。3.6.2污泥量計算3.6.2.1初沉池污泥量計算V=QC1-C224T100K2100-p0n=1.163600(0.07-0.032)41001000100-972=10.58m3 式中:Q設計流量(m3/h); C1進水懸浮物濃度(kg/m3); C2出水懸浮物濃度(kg/m3); K2生活污水總變化系數(shù);污泥容重(kg/m3),一般采用1000kg/m3; p0污泥含水率(%)。 設計中取T=4h,p0=97%,=50%,C2=(100%-60%)C1=0.4C1, 初沉池污泥量Q1=2610.58=126.96m3/d=10.58m3/次3.8.2.2 曝氣池污泥量計算1.曝氣池內每日增加的污泥量根據(jù)3.4.5計算知,曝氣池內每日產生的污泥量為X=3300kg/d。2.曝氣池每日排出的剩余污泥量Q2=XfXr=33000.7512000/1000=366.67m3/d=0.0042m3/s 式中:Q2曝氣池每日排出的剩余污泥量(m3/d); f0.75;Xr回流污泥濃度(mg/L)。 設計中Xr=12000mg/L。3.8.3輻流式濃縮池設計計算進入濃縮池的剩余污泥量為,采用兩個濃縮池,所以可得單池流量為:3.8.3.1沉淀部分有效面積式中:沉淀部分有效面積();流入濃縮池的剩余污泥濃度(),一般采用;固體通量,一般取0.81.2,本設計中采用1.0入流剩余污泥流量()。3.8.3.2 沉淀池直徑式中:沉淀池直徑();淀部分有效面積();經計算,設計中沉淀池直徑取為9.9m。3.8.3.3濃縮池的容積式中:濃縮池的容積();入流剩余污泥流量()。濃縮池濃縮時間(),一般采用1016,本設計取用16。3.8.3.4沉淀池有效水深式中:沉淀池有效水深();濃縮池的容積();沉淀部分有- 配套講稿:
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