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1、精选优质文档-倾情为你奉上漳州市东区污水处理厂工艺设计【摘要】 本设计是位于福建省漳州市的漳州市东区污水处理厂工艺设计,随着社会进步,人们对于城市污水的处理的要求愈加严格。除了基本的去除污水中BOD和SS的要求外,通常还要求脱氮除磷,以保护水体环境。根据污水进水水质,以及所需要满足的出水要求,本设计即采用了众多脱氮除磷工艺中较为经济合理的AAO工艺对进入污水厂的污水进行处理。且该工艺对水质水量变化及冲击负荷适应性强、处理效果稳定可靠、运行模式灵活,可以实现不同运行工况,充分发挥各种处理工艺的特点,对污水进行有针对性的处理。设计污水处理厂日处理能力10万吨,有效去除水中BOD、SS以及氮、磷元素
2、,出水质量将达到国家污水综合排放标准二级标准。本设计对污水处理厂处理流程、处理构筑物、以及高程进行了初步设计。【关键词】:A2/O ,生物脱氮除磷 ,水污染治理,城市污水The design of process of Zhangzhou Easten sewage plantAbstract: This design is a sewage treatment plant which located in the east region of Zhangzhou city of Fujian province.With social progress, the demand for peop
3、les treatment of the municipal sewage is stricter.Except the demands of BOD and SS in the sewage, demand of denitrification and phosphorous removal yet usually acts as a basic one, in order to protect the water body environment .According to the quality of sewage and demand of effluent ,we have adop
4、ted A2O craft to deal with the sewage which enters the sewage factory in this design. Also, anther reason is that the adaptability of quality and quantity、impact load of the process will be much better.And, the treatment effect is stable and reliable. With a flexible operation mode, you can achieve
5、different operation conditions easily and give full play to the characteristics of the various treatment processes and targeted processing of sewage .The design of this sewage treatment plant has the processing capacity of tons and the effective removal of BOD in water and the SS as well as nitrogen
6、, phosphorus. And, the water quality will achieve the second standards of the national wastewater discharge standards. This paper introduces the principles of biological phosphorus and nitrogen removal with the A2O process and describes the flow chart of this process which is then analyzed In detail
7、Keyword: A2/O ,biological phosphorus and nitrogen removal,wastewater treatment municipal wastewater.目 录专心-专注-专业1、选题背景漳州闽南污水处理有限公司成立于2006年6月,公司运营的漳州市东区污水处理厂项目系福建省“九五”计划的重点项目,漳州市委市政府为民办实事和九龙江流域综合治理的主要工程。漳州市东区污水处理厂位于九龙江西溪畔,龙文区步文镇后坂村境内,厂区占地180亩。该工程由天津“中国市政华北设计研究院”设计,建设规模为日处理污水10万吨,概算总投资19770万元,包括污水处理和污泥
8、处理两个工程,污水处理工程于1997年开工,1999年完成厂区设备安装及调试,2000年5月建成投入试运行。污水处理采用吸附氧化二级处理工艺(AB法),处理后水质指标:BOD20mg/l,COD100mg/l,SS20mg/l,即满足GB897898一级污水综合排放标准,其中二类污染物满足一级新扩改标准,又能使九龙江西溪下游的水质达到国家三类饮用水体标准。污泥消化工程概算投资6400万元,采用中温厌氧消化处理方式,目前正处于调试阶段。而本次毕业设计则不是运用以前该污水处理厂固有的工艺,而是采用另外一种工艺进行设计。出水执行城镇污水处理厂污染物排放标准( GB189182002)的一级B标准。2
9、、方案论证根据水质特点以及预期处理效果,本设计主要采用活性污泥法,目前,国内外城市污水处理厂厂采用的活性污泥法工艺有普通活性污泥法、A/O生物脱氮活性污泥法、A/A/O生物脱氮除磷工艺、AB工艺、氧化沟法(循环混合式活性污泥法)、SBR间歇时活性污泥法等工艺。比较几种方法的特点:2.1 普通活性污泥法本工艺出现最早,至今仍有较强的生命力。普曝法处理效果好,经验多,可适应大的污水量,对于大厂可集中建污泥消化池,所产生沼气可作能源利用。传统普曝法的不足之处是只能作为常规二级处理,不具备脱氮除磷功能。2.2 A/O生物脱氮活性污泥法缺氧池在前,污水中的有机碳被反硝化菌所利用,可减轻其后好氧池的有机负
10、荷,反硝化反应产生的减度可以补偿好氧池中进行硝化反应对碱度的需求。 好氧在缺氧池之后,可以使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除,提高出水水质。BOD5的去除率较高可达9095%以上,但脱氮除磷效果稍差,脱氮效率7080%,除磷只有2030%。2.3 AB工艺该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧,A级负荷高,曝气时间短,产生污泥量大,污泥负荷2.5kgBOD/(kgMLSSd)以上,池容积负荷6kgBOD/(m3d)以上;B级负荷低,污泥龄较长。2.4 氧化沟法工艺简单,运行管理方便,出水水质好,但污泥浓度高,污水停留时间长,基建投资大,曝气效率低,对环境温度要求高2.5 SBR间歇时活性污泥
11、法占地面积小,机械设备少,运行费用低,操作简单,自动化程度高;但还需曝气能耗,污泥产量大。2.6 A/A/O生物脱氮除磷工艺利用生物处理法脱氮除磷,可获得优质出水,是一种深度二级处理工艺。A/A/O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成:一是除磷,污水中的磷在厌氧状态下(DO0.3mg/L),释放出聚磷菌,在好氧状况下又将其更多吸收,以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮,缺氧段要控制DO0.7 mg/L,由于兼氧脱氮菌的作用,利用水中BOD作为氢供给体(有机碳源),将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气,达到脱氮的目的。综上,通过比较,对于处理效果能达到较好效果的可采用A/A/O生
12、物脱氮除磷工艺。该工艺对水质水量变化及冲击负荷适应性强、处理效果稳定可靠、运行模式灵活,可以实现不同运行工况,充分发挥各种处理工艺的特点,对污水进行有针对性的处理。3、过程论述基于扩建,原扩建工艺为AB法,而本次设计拟采用AA/O工艺,通过对生物反应池进水点和混合液回流点的合理设置,该工艺对水质水量变化及冲击负荷适应性强、处理效果稳定可靠、运行模式灵活,可以实现不同运行工况,充分发挥各种处理工艺的特点,对污水进行有针对性的处理。在设计中如若计算有出入,则根据实际计算再进行西部调整或者工艺的调整,或者进行后续的加载化学方法,以达到出水水质要求。其工艺流程图:图1-1 工艺流程图4、设计资料4.1
13、 水质、水量条件设计水量为,水质条件见下表:表1-1 水质条件项目进水水质出水水质4.2 气象资料常年主导风向为东南风,其他具体资料见下表:表1-2 具体气象资料年平均气温21月平均最高气温(8月,)28.4年最高气温39月平均气体气温(1月,)12.8年最低气温84.3 地质资料地质资料:土壤为亚粘土,地下水位为-5.5m,承载力210 KPa。处理厂地形平坦,地面标高60.00m,处理后出水排入市政污水管网。5、构筑物计算5.1粗格栅5.1.1 设计说明粗格栅通常倾斜架设在其他处理构筑物或泵前集水池进口处的渠道中,以防大的漂浮物阻塞构筑物的孔道、闸门和管道或损坏水泵等机械设备,起着预处理和
14、保护设备的双重作用。本设计粗格栅采用机械清除格栅,安装角度为。5.1.2 设计参数选取设计水量:栅条宽度:栅条厚度:栅条净间隙:5.1.3 设计计算图1-2 格栅示意图5.1.3.1 粗格栅间隙数式中:粗格栅间隙数 设计流量,平均污水量,污水量时变化系数取1.5 格栅倾角,取 栅条间隙,取 栅前水深,取 过栅流速,取所以间隙数取为415.1.3.2 粗格栅栅槽宽度式中:格栅槽宽度,;栅条宽度,取;粗格栅间隙数,取5;栅条间隙,取5.1.3.3进水渠道渐宽部分的长度式中:进水渠道渐宽部分长度/m栅槽宽度,为进水渠道宽度,取进水渠道渐宽部分展开角度,取5.1.3.4栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长
15、度式中:进水渠道渐宽部分长度/m栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度/m5.1.3.5通过格栅水头损失式中:通过格栅的水头损失/;水头损失增大倍数,一般为3;形状系数,取圆形栅条断面形状1.79;格条宽度,;栅条净隙,100;过栅流速,0.8;格栅倾角,;5.1.3.6 栅后槽总高度式中:栅后槽高度/ 栅前水深,取通过格栅的水头损失,为0.028;栅前渠道超高,取5.1.3.7 栅后槽总长度式中:栅后槽总长度/进水渠道渐宽部分长度3.24栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度1.62栅前渠道深,0.5 栅前水深,取栅前渠道超高,取5.1.3.8 每日栅渣量式中:每日栅渣量栅渣量(污水),取0.10.
16、01,粗格栅用小值,细格栅用大值,中格栅用中值取 = 0.07,所以此处取为0.01设计最高污水量()生活污水量总变化系数,取1.55.1.3.9 格栅除污机选型根据计算可得,选取两台格栅除污机较为实际,由于GSHP型回转耙式格栅除污机用于城市污水处理厂、自来水厂、雨水泵站等进水渠(井),拦截水中的漂浮物,保证水泵和后续工序的正常运行。具有一些自身的特点:由于回转耙式格栅除污机的栅条放置于齿耙牵引链的中间位置(其他机械格栅置于牵引链之下),改变了齿耙在清捞过程中的运动方向(与其他格栅相反),避免把硬物带入底部将齿耙及牵引链卡死;在减速机输出轴端的链轮盘上安装了过载安全保护装置,以避免因意外原因
17、过载而损坏设备;由于格栅机回转链配置带过个排污齿耙,使得除污效率高,清污彻底;结构简单、运行可靠、安装维护方便、可实现自动化控制。因此,选取GSHP-2400型号的格栅除污机,其具体性能参数见下表:表1-3 GSHP-2400型回转耙式格栅除污机型号格栅宽度格栅净距安装角/过栅流速电动机功率/GSHP-240026001006012.25.2细格栅5.2.1 设计说明细格栅可以有多个置放地点,它可以置于粗格栅后作为预处理设施,也可以替代初沉池作为一级处理单元,还可以用来处理合流制排水的溢流水。细格栅还可以置于初沉池后,用来处理沉淀池的出水,防止对后续生物滤池造成堵塞,此处的设置细格栅作为预处理
18、设施。5.2.2 设计参数选取设计水量:栅条宽度:栅条厚度:栅条净间隙:5.2.3 设计计算设计计算草图如下图示:图1-3 格栅示意图5.2.3.1 格栅间隙数式中:格栅间隙数 设计流量,平均污水量,污水量时变化系数取1.5 格栅倾角,取 栅条间隙,取 栅前水深,取 过栅流速,取所以间隙数取为2025.2.3.2 格栅栅槽宽度式中:格栅宽度,;栅条宽度,取;格栅间隙数,取202;栅条间隙,取5.2.3.3进水渠道渐宽部分的长度式中:进水渠道渐宽部分长度/m栅槽宽度,为进水渠道宽度,取进水渠道渐宽部分展开角度,取5.2.3.4栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度式中:进水渠道渐宽部分长度/m栅槽与
19、出水渠道连接处的渐宽部分长度/m5.2.3.5通过格栅水头损失式中:通过格栅的水头损失/;水头损失增大倍数,一般为3;形状系数,取圆形栅条断面形状1.79;格条宽度,;栅条净隙,20;过栅流速,0.8;格栅倾角,;5.2.3.6 栅后槽总高度式中:栅后槽高度/ 栅前水深,取通过格栅的水头损失,为0.24;栅前渠道超高,取5.2.3.7 栅后槽总长度式中:栅后槽总长度/进水渠道渐宽部分长度4.88栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度2.44栅前渠道深,0.5 栅前水深,取栅前渠道超高,取5.2.3.8 每日栅渣量式中:每日栅渣量栅渣量(污水),取0.10.01,粗格栅用小值,细格栅用大值,中格栅用
20、中值取 = 0.07,所以此处取为0.01设计最高污水量()生活污水量总变化系数,取1.55.2.3.9 格栅除污机选型经计算可以确定选用两台链条回转式多耙平面除污机GH-3000,其具体规格为:表1-4 链条回转式多耙平面除污机GH-3000性能表型号格栅宽度格栅净距安装角/过栅流速电动机功率/GH-3000300020601,计算可知设计尺寸满足要求。5.3.3.8 沉砂室高度采用重力沉砂,设池底坡度为0.06,坡向砂斗,则得:式中:沉砂室高度();沉砂斗高();池底长度();5.3.3.9 池总高度设超高为:式中:沉砂池总高度();超高高度();沉砂池有效水深();沉砂室高度();5.3
21、.3.10 验算最小流速在最小流量时,只用两格工作(),得:式中:最小流速();最小流量();最小流量时工作的沉砂池数目(个);最小流量时沉砂池中的水流断面面积();每格沉砂池宽度()沉砂池有效水深();所以,计算可知最小流速0.290.15,设计满足要求。5.3.3.11 进水渠道格栅的出水通过的管道送入沉砂池的进水渠道,然后配水进入配水渠道,污水在渠道内的流速为:式中:设计流量();进水渠道水流流速();进水渠道宽度(),设计中取;进水渠道水深(),设计中取。5.3.3.12 出水渠道设计该沉砂池出水渠道与进水渠道对称,因此,出水渠道与进水渠道采用同样的尺寸5.3.3.13 排砂管道采用沉
22、砂池底部管道排砂,排砂管道直径5.4 工艺5.4.1 设计说明厌氧-缺氧-好氧工艺,是通过厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合,达到去除有机物、脱氮和除磷的目的。5.4.2 设计参数5.4.2.1 水力停留时间工艺的水力停留时间一般采用,设计中取。5.4.2.2 曝气池内活性污泥浓度曝气池内活性污泥浓度一般采用,设计中取。5.4.2.3 回流污泥浓度式中:回流污泥浓度();污泥指数,一般采用100;系数,一般采用。5.4.2.4 污泥回流比式中:曝气池内活性污泥浓度();污泥回流比;回流污泥浓度(),。反解上式得:解得:5.4.2.5 去除率式中:去除率(%);进水
23、浓度();出水浓度();5.4.2.6 内回流倍数式中:内回流倍数;去除率(%)。5.4.3 设计计算5.4.3.1 总有效容积式中:总有效容积();进水流量(),按平均流量计;水力停留时间()。厌氧、缺氧、好氧各段内水力停留时间的比值为,则每段的水力停留时间分别为:厌氧池内水力停留时间;缺氧池内水力停留时间;好氧池内水力停留时间。5.4.3.2 平面尺寸曝气池总面积:式中:曝气池总面积();曝气池有效水深(),取为5。每组曝气池面积:式中:每座曝气池表面积();曝气池总面积();曝气池个数,取为2。每组曝气池共设5廊道,第1廊道为厌氧段,第2廊道为缺氧段,后3个廊道为好氧段,每廊道宽取为,则
24、每廊道长为:式中:曝气池每廊道长();每座曝气池表面积();每廊道宽度();廊道数。所以,厌氧-缺氧-好氧池的平面布置如下图所示:图1-5 厌氧-缺氧-好氧池平面布置图5.4.4 进出水系统5.4.4.1 曝气池的进水设计在进水渠道内,水流分别流向两侧,从厌氧段进入,进水渠道宽度为,渠道内水深为,则渠道内的最大水流流速为:式中:渠道内的最大水流流速();设计流量();曝气池个数;进水渠道宽度();进水渠道有效水深()。反应池采用潜孔进水,孔口面积为:式中:每座反应池所需空口面积();设计流量();曝气池个数;孔口流速(),一般采用。设每个孔口尺寸为,则孔口数为:式中:每座曝气池所需孔口数(个)
25、;每座反应池所需空口面积();每个孔口的面积()。由计算可知,孔口数选取为。5.4.4.2 曝气池的出水设计出水采用矩形薄壁堰,跌落出水,堰上水头为:式中:堰上水头();每座反应池出水量(),指污水最大流量(1.73)与回流污泥量、回流流量之和();流量系数,一般采用;堰宽();与反应池宽度相等。所以,经计算可得厌氧-缺氧-好氧池的最大出水流量为,出水管管径采用,送往二沉池,管道内的流速为1.21。5.4.4.3 其他管道设计 污泥回流管在本设计中,污泥回流比为,从二沉池回流过来的污泥通过两根的回流管道分别进入首端两侧的厌氧段,管内污泥流速为。 消化液回流管消化液回流比为200%,从二沉池出水
26、回至缺氧段首端,消化液回流管道管径为,管内流速为。5.4.4.4 剩余污泥量式中:曝气池内每日增加的污泥量();污泥产率系数,一般采用0.50.7,本设计采用0.6;曝气池进水浓度(),;曝气池出水浓度(),;平均日污水量();曝气池容积();曝气池内活性污泥浓度(),取;污泥自身氧化率,一般采用0.040.1,本设计采用0.1。5.4.5 曝气系统计算5.4.5.1 需氧量式中:混合液需氧量();活性污泥微生物每代谢所需的氧气数,对于生活污水,值一般采用0.420.53之间;污水的平均流量();被降解的浓度();每1活性污泥每天自身氧化所需的氧气数,一般采用0.1880.11;挥发性总悬浮固
27、体浓度()。5.4.5.2 供气量采用型网状膜微孔曝气扩散器,每个扩散器的服务面积为,敷设于池底,淹没深度为,计算温度定位30。查表得20和30时,水中饱和溶解氧值为:; 空气扩散器出口处的绝对压力式中:出口处的绝对压力();扩散器上淹没深度()。空气离开曝气池池面时,氧的百分比为:式中:氧的百分比(%);空气扩散器的氧转移效率,本设计中取为12%。 曝气池混合液中平均氧饱和度(按最不利的温度条件考虑)式中:30时,鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值();30时,在大气压力条件下,氧的饱和度()。换算为20条件下,脱氧清水的需氧量式中:混合液需氧量();20时,鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和
28、度的平均值();修正系数;压力修正系数;曝气池出口处溶解氧浓度()设计中取,。 曝气池供气量式中:曝气池供气量();混合液需氧量();空气扩散器的氧转移效率,本设计中取为12%。5.4.5.3 空压机选型根据计算,空气扩散装置安装距离水深0.2处,曝气池有效水深为,空气管路内的水头损失按计,则空压机所需压力为:根据所需压力及空气量,选择空压机为L82WDA型罗茨风机6台,其中4用2备。其性能参数见下表:表1-6 空压机型号一览表型号转速n(r/min)升压(kPa)进口流量()轴功率(kW)配套电动机主 机重 量(kg)型号功 率(kW)L82WDA73057100142JS128-81554
29、7005.5 二次沉淀池5.5.1 设计说明平流式沉淀池很少用于二沉池,而竖流式沉淀池一般用于小型污水处理厂,斜管斜板沉淀池一般常用于小型污水处理厂或工业企业内的小型污水处理站。辐流式沉淀池适用于大中型污水厂,一般采用对称布置,配水采用际配水井,各池之间配水均匀,结构紧凑。辐流式沉淀池排泥机械已定型化,运行效果好,管理方便。所以,本设计二沉池的布置采用辐流式沉淀池作为二沉池。5.5.2 设计计算设计中选择四组辐流式沉淀池,每池设计流量为0.433,从曝气池流出的混合液进入集配水井,经过集配水井分配流量后流进流进辐流式沉淀池。设计计算草图如下图:图1-6 辐流式二沉池剖面图5.5.2.1 沉淀池
30、表面积式中:沉淀部分有效面积();设计流量();表面负荷,一般采用0.51.5。5.5.2.2 沉淀池直径式中:沉淀池直径();沉淀部分有效面积();经计算,沉淀池的直径可以取为36.4,则半径为18.2。5.5.2.3 沉淀池的有效水深式中:沉淀池的有效水深();表面负荷;沉淀时间(),一般采用。5.5.2.4 径深比式中:沉淀池直径();沉淀池的有效水深();经计算,可得径深比满足要求,设计合理。5.5.2.5 污泥部分所需容积式中:污泥部分所需容积();污水平均流量();污泥回流比(%);曝气池中污泥浓度();二沉池排泥浓度();辐流式沉淀池组数。其中:式中:回流污泥浓度();污泥指数,
31、一般采用70150;系数,采用。式中:曝气池内活性污泥浓度();污泥回流比;二沉池排泥浓度(),5.5.2.6 沉淀池总高度式中:沉淀池总高度();沉淀池超高(),一般采用0.30.5;沉淀池有效水深();沉淀池缓冲层高度(),一般采用;沉淀池底部圆锥体高度();沉淀池污泥区高度()。其中各参数确定的过程为:该设计中取,根据污泥部分容积过大及二沉池污泥的特点,采用机械刮吸泥机连续排泥,池底坡度为0.05。式中:沉淀池底部圆锥体高度();沉淀池半径();沉淀池进水竖井半径(),一般采用;沉淀池池底坡度。式中:污泥部分所需容积();沉淀池底部圆锥体容积();沉淀池表面积()。式中:沉淀池底部圆锥体
32、容积();沉淀池底部圆锥体高度();沉淀池半径();沉淀池进水竖井半径(),一般采用;5.5.2.7 进水管的计算式中:进水管设计流量();单池设计流量();污泥回流比(%);单池污水平均流量()。进水管管径取为,流速为:式中:进水管内流速();进水管设计流量();进水管管径()。5.5.2.8 进水竖井计算进水竖井直径采用;进水竖井采用多孔配水,配水口尺寸,共设六个沿井壁均匀分布;流速:式中:进水竖井配水孔内流速();进水管设计流量();进水竖井配水孔截面积之和()。经计算,流速满足要求。孔距:式中:配水孔孔距();进水竖井直径();配水孔口宽()。5.5.2.9 稳流筒计算筒中流速:(设计
33、中取0.02);稳流筒过流面积:式中:稳流筒过流面积();进水管设计流量();筒中流速();稳流筒直径:式中:稳流筒直径();稳流筒过流面积();进水竖井直径();5.5.2.10 出水槽计算采用双边三角堰出水槽集水,出水槽沿池壁环形布置,环形槽中水流由左右两侧汇入出水口。每侧流量:集水槽中流速为:;设集水槽宽度为:;槽内终点水深:槽内起点水深:式中:槽内起点水深();槽内终点水深();槽内临界水深();其中:式中:槽内临界水深();系数,一般采用1;重力加速度。集水槽宽度为();单池设计流量();设计中取出水堰后自由跌落,集水槽高度:,取。集水槽断面尺寸为:。5.5.2.11 出水堰计算个式
34、中:三角堰单堰流量();进水流量();集水堰总长度();集水堰外侧堰长();集水堰内侧堰长();三角堰数量(个);三角堰单宽();堰上水头();堰上负荷。设计中取,水槽距池壁其中:根据规定二沉池出水堰上负荷在1.52.9之间,计算结果满足要求。5.5.2.12 出水管出水管管径为:管内流速为:式中:出水管管内流速();单池设计流量();出水管管径()。5.5.2.13 排泥装置沉淀池采用周边传动刮吸泥机,周边传动刮吸泥机线速度为,刮吸泥机底部设有刮泥板和吸泥管,利用静水压力将污泥吸入污泥槽,沿进水竖井中的排泥管将污泥排出池外。排泥管经,二沉池回流的污泥通过两根的回流管道分别进入首端两侧的厌氧段,管内污泥流速为。5.5.2.14 集配水井的设计计算 配水井中心管管径式中:配水井中心管直径();中心管内污水流速(),一般采用;进水流量()。设计中取,。经计算,设计中选取配水井中心管管径为1.60。 配水井直径式中:配水井直径();配水井中心管直径();配水井内污水流速(),一般采用;进水流量()。设计中取,经计算取配水井直径为2.90。 集水井直径式中: