污水處理廠工藝設(shè)計(jì)

1、前言水是一切生存必不可少的物質(zhì)之一，沒有水的世界是無法想象的。雖然我國水資源總量非常豐富, 年徑流總量2.m3,， 居世界第六位，但是由于人口眾多，人均占有僅2263 m3，約為世界平均的1/4，屬世界缺水國家之一。由于水污染控制的相對滯后，受到污染的水體逐年增加，又加劇了水資源的短缺。而中國迅速進(jìn)行的工業(yè)化、城市化、不可避免地會(huì)加快水污染速度。據(jù)統(tǒng)計(jì)，年我國城市污水排放量已達(dá)億立方米，其中絕大部分水未經(jīng)有效處理而排入江河湖海。全國以上的城市水域受到不同程度的污染，近的重點(diǎn)城鎮(zhèn)的集中飲用水源不符合標(biāo)準(zhǔn)。我國北方城市大部分受到資源型缺水困擾，南方多水地區(qū)由于受到不同程度的污染，已經(jīng)呈現(xiàn)缺水趨勢。

2、因此，增加污水處理比例和將污水處理之后再回用是今后我國城市污水處理的趨勢。今后年我國要新增萬噸城市污水日處理能力。此外，我國城市污水再生利用項(xiàng)目已經(jīng)啟動(dòng)，一些城市或區(qū)域正全面規(guī)劃污水資源化工程。到年，我國城市污水處理率將達(dá)。城市污水包括生活污水、工業(yè)污水（受輕微污染的冷卻水除外）、初期污染雨水三種。生活污水是指人類在日常生活中使用過的，并被生活廢料所污染的水。初期污染雨水只指降雨初期雨水沖刷地面后形成的污染嚴(yán)重的雨水。城市污水的性質(zhì)特征與下列因素有關(guān)：人們的生活習(xí)慣；環(huán)境氣候條件；生活污水與生活污水所占比例；所采用的排水體制以及國家、地方部門對水質(zhì)的要求等。城市污水排放至下水道時(shí)要滿足污水排入

3、城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（），排放到水體時(shí)要滿足污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（）。為有效的解決水污染問題，必須深入了解城市污水的各項(xiàng)特性。設(shè)計(jì)說明書一、設(shè)計(jì)課題某城市日處理水量10萬m3/d污水處理廠工藝設(shè)計(jì)。污水水質(zhì)如下表：表1-1 污水水質(zhì)項(xiàng)目CODCrBOD5SS氨氮PH進(jìn)水水質(zhì)/（mg/L）4202602801569該地區(qū)氣象和水文：風(fēng)向：多年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)。氣溫：最冷月平均為-4;最熱月平均34。 極端氣溫最高為42，最底為-15，最大凍土深度為0.18m 。水文： 降水量多年平均為728 mg/年，蒸發(fā)量多年平均為1210/年，地下水位為地面下5-6m 。廠區(qū)地形：地面較平坦。二、概況 某城市污水廠

4、設(shè)計(jì)規(guī)模為10萬m3/d，遠(yuǎn)期為20萬m3/d。該廠位于城郊。主要接納周圍居民區(qū)和工廠的排水。近期10萬m3/d規(guī)模分兩期建成。 全廠分五個(gè)區(qū)：水處理區(qū)、污泥處理區(qū)、中水處理區(qū)、實(shí)驗(yàn)場和管理區(qū)。各區(qū)之間用較寬的綠化帶分隔來美化環(huán)境。廠區(qū)管網(wǎng)繁多，為節(jié)約用地以及便利維修，設(shè)置環(huán)狀通行式管廊，總平面布置圖見圖2-1三、設(shè)計(jì)原則 進(jìn)水水質(zhì)為CODCr420（mg/L）、BOD5 260（mg/L）、SS280（mg/L）、氨氮15（mg/L）、PH69（mg/L） 處理程度其出水要求按GB8978-1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。CODCr60（mg/L）：BOD520（mg/L）；SS20（mg/L

5、）；氨氮15（mg/L）；PH69 水工程規(guī)劃問題中，應(yīng)從全局出發(fā)，合理布局，使其成為整個(gè)城市有機(jī)的組成部分。 符合環(huán)境保護(hù)要求；綜合考慮，盡可能減少污染源，有利于回收利用。 處理好近期的關(guān)系，做好遠(yuǎn)期規(guī)劃。 要考慮現(xiàn)狀，充分發(fā)揮原有排水設(shè)施的作用。對原有設(shè)施進(jìn)行分析，改造，利用。 排水工程的規(guī)劃與設(shè)計(jì)應(yīng)處理好污染源治理與集中處理的關(guān)系；二者相互結(jié)合，以集中處理為主的原則。注意工程建設(shè)中經(jīng)濟(jì)方面的要求；合理布置，節(jié)省投資。 在規(guī)劃與設(shè)計(jì)排水工程時(shí)，必須認(rèn)真貫徹執(zhí)行國家和地方有關(guān)部門制定的現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范，或規(guī)定。四、工藝及處理設(shè)施的選型說明 (1) 中格柵:選用距型雙槽式，共設(shè)三座；最大設(shè)計(jì)

6、流量6520 /h，平均設(shè)計(jì)流量4167 /h；柵條間距20mm；柵槽的長為6700mm，寬為2420mm，高為2430mm；采用機(jī)械清渣方式，鏈條式除渣機(jī)的安裝角度為，每座格柵安裝一臺(tái)除渣機(jī), 共設(shè)3臺(tái)除渣機(jī)。（） 初沉池：采用平流式沉淀池，池長為27m,池寬為113m,有效水深為3m,池?cái)?shù)為16個(gè)。設(shè)計(jì)流量為 m3/h，表面負(fù)荷為2 m3/ m3.h，停留時(shí)間為1.5h，水平流速為5mm/s.排泥方式采用橋式刮泥機(jī)，定容式螺桿式污泥排泥泵排泥。污泥同樣回流利用，剩余污泥進(jìn)入濃縮池濃縮（）反應(yīng)池：共設(shè)座，水深m，長為m，寬為m，周期為h,進(jìn)水量6250 m3（） 鼓風(fēng)機(jī)房：將機(jī)房隔成兩間，一

7、間安裝電機(jī)驅(qū)動(dòng)的臺(tái)離心式鼓風(fēng)機(jī)臺(tái)風(fēng)量為 ，風(fēng)壓.m水柱，用于曝氣池送風(fēng)。另外一間安裝2臺(tái)沼氣驅(qū)動(dòng)的離心式風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)規(guī)格相同，配有沼氣撿漏報(bào)警儀。鼓風(fēng)機(jī)房內(nèi)設(shè)機(jī)械通風(fēng)措施。流量均用轉(zhuǎn)子流量計(jì)控制。 （） 濃縮池：共設(shè)2座，池徑均為783m，有效水深為670m，池中上部進(jìn)泥，下部出泥，采用重力濃縮。（） 污泥回流泵房：活性污泥回流采用混流泵，共4組，每組6臺(tái)，單臺(tái)流量260m3/h,揚(yáng)程為6.0m，功率為4.4kW,回流比為30%100%。（） 消化池：直徑25m，圓拄體高度125m，共設(shè)兩座。在消化池壁上設(shè)有液位計(jì)，PH計(jì)，溫度計(jì)，檢測信號(hào)送往數(shù)據(jù)控制中心。污泥停留時(shí)間20天，溫度保持在3335

8、之間。旁邊設(shè)有熱交換器。（）污泥脫水機(jī)房：平面尺寸為.m m，機(jī)房內(nèi)設(shè)兩臺(tái)寬為25m帶式壓濾機(jī)，脫水能力約600；泥餅裝車外運(yùn)或現(xiàn)場堆棚。脫水在現(xiàn)場操作，運(yùn)行中的故障傳送到中心控制室（）沼氣罐：為直徑23m鋼制濕式螺旋升降浮筒式氣罐，容積為3000，工作壓力為5000Pa，氣罐上有安全伐，容積儀，壓力計(jì)等儀表。中心控制根據(jù)檢測到的信號(hào)控制沼氣余氣燃燒運(yùn)行。（）接觸消毒池：設(shè)有圓形鋼筋混凝土接觸消毒池兩座，直徑10.0m，接觸時(shí)間30min,設(shè)有ZJ型轉(zhuǎn)子加氯機(jī)，加氯量510mg/L，經(jīng)處理后的污水進(jìn)行消毒。設(shè)計(jì)計(jì)算書五、主要處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì) 總變化系數(shù)1.5 最大設(shè)計(jì)流量QmaxQK總1.51.

9、7m3/s (一) 格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算 (1) 格柵間隙數(shù)：n 取a600.02m；1.0m；1.0 m/s 則n 81個(gè) (2) 柵槽的設(shè)計(jì)寬度：Bs（n1）n取s0.01m Bs（n1）n 0.01（811）0.0281 2.42 m (3) 柵前渠道擴(kuò)大段的長度： l1 取進(jìn)水渠道B1=0.5m，漸寬部分展開角a1=200 l12.63 m (4) 柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度l2： l21.31 m (5) 通過格柵的水頭損失：h13h0 h13h03sin （）4/32.42（）4/30.96 h13h03sin30.96sin60 0.13 m (6) 柵室總高H：Hh h1 h

10、22.00.130.32.43 m （7） 柵槽總長度：Ll1l21.00.5 Ll1l21.00.5 2.631.371.00.51.3 6.7 m （8） 每日柵渣量： W=QmaxW186400K總1000 W=1.8 m3/s (二) 初沉池的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1） 池子總面積：A取Qmax1.7 m3/s、q2.0 m3/（m2h） A3060 m2 （2） 沉淀部分有效水深：h2qt取t1.5hh2qt2.21.53.0 m （3） 沉淀部分有效容積：VA h230603.09180 m3 （4） 池子總長度：L3.6vt取v5mm/s則L3.651.527.0 m （5） 池子總寬度：

11、B113 m （6） 池子個(gè)數(shù)：n12個(gè) （7） 每日產(chǎn)生的污泥量： =371.4 m3 每個(gè)沉淀池的污泥量：W1=371.4/12 =30.95 m3 (8) 池子總高度：Hh1 h2h3h4 0.33.00.42.8 =7.0 m （三） SBR反應(yīng)池的設(shè)計(jì) （1） 確定設(shè)計(jì)參數(shù) 污泥容積負(fù)荷NV=0.5KgBOD5/ m2h，SVI=100 MISS=3000mg/L 反應(yīng)池N=4，反應(yīng)池水深H=4 m 運(yùn)行周期T=6 h，則一天內(nèi)的周期數(shù)為 N=24/6=4(周期/天) 周期內(nèi)時(shí)間分配： 進(jìn)水：2 h；曝氣：2 h；沉淀1 h ；排水待機(jī)：1 h 周期進(jìn)水量QO： Q0=QT/24N=

12、6/244=6250 m3。 （2） 反應(yīng)池有效容積V V =13000 m3 （3） 反應(yīng)池最小水量Vmin Vmin m3 (4) 校核周期水量和有效容積 周期進(jìn)水量應(yīng)滿足： m3符合要求 （5） 有效容積應(yīng)滿足： 符合要求。 （6） 確定單座反應(yīng)池的尺寸： H=4 m，確定B=50 m，取超高為0.5 m，則有： （7） 需氧量和需氧速率R的計(jì)算： 每周期曝氣2h,一天4個(gè)周期，共曝氣8 h （8） 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的供氣量與供氣量的計(jì)算： 供氣量采用穿孔管擴(kuò)散設(shè)備，安裝在距池底0.5 m處，故淹沒水深為 3.5m最高水溫為30C，此時(shí)的氧的飽和溶解度為Cs（30）7.6 mg/L, 而20C

13、時(shí)，氧的飽和溶解度為Cs（20）9.2 mg/L。 穿孔管出口處的絕對壓力為： Pb1.0131059.83.510001.356105 若穿孔管的氧利用率EA為6,則空氣離開水面時(shí)的氧百分濃度為： Qt100 10020 曝氣池中的平均氧飽和度為： Csm（30）Cs（30）() 7.6（）8.36 mg/L Csm（20）9.2（）10.1 mg/L 取0.8；b0.9，1；C2 mg/L；脫氧清水的充氧量為：Ro =4881.36 kg/L 曝氣池平均供氣量： 空氣提升器所需的空氣量按最大回流污泥量的5倍計(jì)算： 所需空氣量為 5/240.5=10416 m3/h（5） 鼓風(fēng)機(jī) 可根據(jù)所需

14、氣量和壓力，選擇鼓風(fēng)機(jī)型號(hào)和臺(tái)數(shù)，需有一臺(tái)備用。 鼓風(fēng)機(jī)所需供氣量： 最大時(shí)：Gsmax= m3/h 平均時(shí)：Gst= m3/h 最小時(shí)：GSTmin=0.5GST=0.5= m3/h （9） 最佳排水深度： （10）剩余污泥排放量: 每池每個(gè)運(yùn)行周期應(yīng)排放的剩余污泥干量XW =1218.7Kg 每池每個(gè)運(yùn)行周期應(yīng)排放剩余污泥容積量： =396.09 m3 （四） 污泥量的計(jì)算 （1） 初沉污泥量： =371.4 m3/d (2) 剩余污泥量: 剩余污泥干重 =1218.7Kg 剩余污泥體積量 =1582.8 m3/d 剩余污泥濃縮后的體積量 =316.56 m3/d （3） 總的污泥量 V=

15、V1+V3 =371.4 m3/d +316.56 m3/d =687.96 m3/d （五）污泥濃縮 采用重力濃縮：連續(xù)式，豎流連續(xù)式濃縮池 重力濃縮池的設(shè)計(jì)： 進(jìn)泥為剩余污泥時(shí)，進(jìn)泥含水率為99.2%99.6%，設(shè)計(jì)固體通量為3060 m3/d，濃縮后污泥含水率為97%88% 進(jìn)泥為初沉污泥時(shí)，進(jìn)泥含水率為95%97%，設(shè)計(jì)固體通量為80120 m3/d，濃縮后的污泥含水率為92%95%。 進(jìn)泥為混合污泥時(shí)，進(jìn)泥含水率為98%99%，設(shè)計(jì)固體通量為3080 m3/d，濃縮后的污泥含水率為94%96%。 濃縮時(shí)間為16h。 有效水深為4m. 排泥間隔為8 h（六）污泥消化池 一級(jí)消化工藝：中

16、溫消化，3335，有機(jī)負(fù)荷為2.53.0kgBOD5/(m3/d)產(chǎn)氣量為11.3 m3/(m3/d)，消化時(shí)間約為20天。投配率為7%。PH值為56.5。（七）污泥機(jī)械脫水 自動(dòng)板框壓濾機(jī) 過濾壓力為0.3920.49Mpa,污泥經(jīng)污泥泵直接壓入。每臺(tái)壓濾機(jī)單獨(dú)配制1臺(tái)污泥泵。 壓濾機(jī)的過濾能力:過濾消化污泥時(shí)為24kg干污泥/( m3/h) 過濾周期為1.54h 過濾機(jī)的過濾面積： 六、儀器自動(dòng)控制部分 儀表設(shè)計(jì) 監(jiān)測儀表主要有分析儀表，此外均為液位、流量、溫度、壓力、界面、電流和電壓等儀器。主要分析儀器有溶解氧分析儀、浸入式污泥濃度儀、污泥界面計(jì)、電磁流量計(jì)、pH計(jì)。 自控設(shè)計(jì)功能為集中

17、監(jiān)測，分散控制。系統(tǒng)控制主要有以下內(nèi)容：初沉池排泥系統(tǒng)的定時(shí)、條件控制；回流污泥量設(shè)定植控制；剩余污泥量的條件控制；污泥濃縮、消化系統(tǒng)的批量、定時(shí)、條件控制；曝氣池溶解氧-鼓風(fēng)風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)閉環(huán)控制等。 七、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 根據(jù)計(jì)算分析，污水廠的基建投資與其它方法相比較：工藝流程簡單，運(yùn)行操作可通過自動(dòng)控制裝置完成，管理簡單，投資較省比傳統(tǒng)工藝節(jié)省投資額左右，占地面積小。這大大減少了工程的投入，減輕了運(yùn)行負(fù)擔(dān)。與其它工藝相比較污水處理設(shè)施能有效的去除氮、磷，相對于其他工藝去除率較高，污泥沉降性能較好對水質(zhì)水量的變化適應(yīng)性強(qiáng)。廢水的年處理量較高。八、論述 該污水處理工藝采用新型SBR技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（）工藝流程簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，基建費(fèi)用較低；（）處理效果良好，出水可靠；（）較好的除磷脫氮效果；（）污泥性能良好。工藝的局限性：（）反應(yīng)器容積利用率低；（）水頭損失大；（）不連續(xù)的出水；（）峰值需氧量高；（）設(shè)備利用率低；（）對管理人員技術(shù)素質(zhì)要求高；（）不適合大型污水廠，因?yàn)榇笮臀鬯畯S進(jìn)水量大，需設(shè)計(jì)多個(gè)反應(yīng)池，運(yùn)行費(fèi)用高。 總之，S