SBR工藝設(shè)計說明書

前言隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，環(huán)境問題越來越受到人們的普遍關(guān)注，為保護(hù)環(huán)境，解決城市排水對水體的污染以保護(hù)自然環(huán)境、自然生態(tài)系統(tǒng)，保證人民的健康，這就需要建立有效的污水處理設(shè)施以解決這一問題，這不僅對現(xiàn)存的污染狀況予以有效的治理，而且對將來工、農(nóng)業(yè)的發(fā)展以及人民群眾健康水平的提高都有極為重要的意義，因此，城市排水問題的合理解決必將帶來重大的社會效益。第一章緒論1.1、本次課程設(shè)計應(yīng)達(dá)到的目的：本課程設(shè)計是水污染控制工程教學(xué)的重要實踐環(huán)節(jié)，要求綜合運用所學(xué)的有關(guān)知識，在設(shè)計中熟悉并掌握污水處理工藝設(shè)計的主要環(huán)節(jié)，掌握水處理工藝選擇和工藝計算的方法，掌握平面布置圖、高程圖及主要構(gòu)筑物的繪制，掌握設(shè)計說明書的寫作規(guī)范。通過課程設(shè)計使學(xué)生具備初步的獨立設(shè)計能力，提高綜合運用所學(xué)的理論知識獨立分析和解決問題的能力，訓(xùn)練設(shè)計與制圖的基本技能。某城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計日平均水量為20000m3/a,進(jìn)水水質(zhì)如下：BOD5(mg/L)NH3-N(mg/L)3(1)、污水處理要達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級B標(biāo)準(zhǔn)。(3)、來水管底標(biāo)高446.0m.受納水體位于廠區(qū)南側(cè)150m。50年一遇最高水(4)、廠區(qū)地勢平坦，地坪標(biāo)高450.0m。廠址周圍工程地質(zhì)良好，適合修建城市污水處理廠。(5)、所在地區(qū)平均氣壓730.2mmHg柱，年平均氣溫13.1℃,常年主導(dǎo)風(fēng)向為東南風(fēng)。具體設(shè)計要求：(1)、計算和確定設(shè)計流量，污水處理的要求和程度。(2)、污水處理工藝流程選擇(簡述其特點及目前國內(nèi)外使用該工藝的情況即(3)、對各處理構(gòu)筑物進(jìn)行工藝計算，確定其形式、數(shù)目與尺寸，主要設(shè)備的選取。(4)、水力計算，平面布置設(shè)計，高程布置設(shè)計。第二章SBR工藝流程方案的選擇SBR是序列間歇式活性污泥法的簡稱，與傳統(tǒng)污水處理工藝不同，SBR技術(shù)采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動態(tài)沉淀。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉池等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)。經(jīng)過這個廢水處理工藝的廢水可達(dá)到設(shè)計要求，可以直接排放。處理后的污泥經(jīng)機(jī)械脫水后用作肥料。此工藝在國內(nèi)外被引起廣泛重視和研究日趨增多的一種污水生物處理新技術(shù)，目前，已有一些生產(chǎn)性裝置在運行之中。它主要應(yīng)用在城市污水、工業(yè)廢水處理方面。污水粗格柵提升泵站細(xì)格柵沉砂池初沉池SBR池出水接觸池集泥井提升泵污泥濃縮池脫水機(jī)房—4—本設(shè)計選擇單獨設(shè)置的格柵，傾角=603.2.1、格柵槽總寬度B=1.19m,取1.5m3.2.2、通過格柵的水頭損失h?=0.026m3.2.3、柵后明渠的總高度H=0.726m3.2.4、格柵槽總長度L=4.67m3.2.6、機(jī)械除渣，用NC—1200型機(jī)械除砂器一臺本設(shè)計選擇格柵和沉砂池合建。設(shè)計中選擇兩組格柵，N=23.4.1、格柵槽總寬度：B=1.28m,設(shè)計中取1.5m—5—3.4.6、機(jī)械除渣，用NC—800型機(jī)械除砂器一臺設(shè)計中取停留時間t=2min,設(shè)計中取n,=2m(設(shè)計有效水深),q=d·Q·3600=0.2×0.343×3600=246.設(shè)計中取清除沉砂的間隔時間T=2d,城市污水沉砂量X=30m2/10°m3污水(1)每個沉砂斗容積：—6—設(shè)有2個沉砂斗，則設(shè)計中取沉砂斗上口面積0.8×0.8m,下口面積0.4×0.4m。3.5.7、沉砂室高度：h?=h,+il?=0.92+0.2×(1.07-0.8)=0.974m設(shè)計中取進(jìn)水渠道寬度B?=1.8m,進(jìn)水渠道水深H=0.5m,出水采用沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保證沉砂池內(nèi)水位標(biāo)高恒定，堰上水頭0.2m。排水干管采用鋼管，管徑DN=800mm。采用吸砂泵排砂，吸砂泵設(shè)置在沉砂斗內(nèi)，借助空氣提升將排出沉砂斗至3.6、初沉池設(shè)計本工藝采用選用輻流式沉淀池。—7—式中：t——沉淀時間，一般取1.0～3.0h;設(shè)計中取2.0h3.6.4、沉淀部分所需容積：n——沉淀池中懸浮物的去除率，%;一般取40%～60%P———污泥含水率，%;輻流式沉淀池采用重力排泥，將污泥排入污泥斗，然后用靜水壓力將污泥排出池外。設(shè)計中選擇圓形污泥斗，污泥斗上口半徑2m,底部半徑1m,傾角60°,有效高度h、=(2-1)×tan60°=1.73m。污泥斗容積—8—沉淀池底部圓錐體體積R———沉淀池半徑，m;r———沉淀池底部中心圓半徑，m;設(shè)計中取r=1m3.6.6、沉淀池總高度：H=h?+h?+h?+h?+h,則，H=0.3+4+0.3+0.65+1.73=6.98m3.6.7、進(jìn)水裝置：本工藝輻流式沉淀池采用池中心進(jìn)水，通過配水花墻和穩(wěn)流罩向池四周流動。進(jìn)水管道采用鋼管，管徑DN=800mm,管內(nèi)流速0.68m/s。出水采用池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保證池內(nèi)水位標(biāo)高恒定，堰上水頭式中：H---堰上水頭(m);m---流量系數(shù)，一般采用0.4～0.5b?---堰寬(m),等于沉淀池寬度。出水堰自由跌落0.2m后進(jìn)入出水渠，出水渠寬B,=2m,水流流速v?=0.89m/s,采用出水管道在出水槽中部與出水槽連接，出水管道采用鋼管，管徑DN=800mm,管內(nèi)流速V?=0.68m/s。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,將污泥排到池外集泥井內(nèi)。浮渣用浮渣刮泥板收集，定期清渣，刮泥板裝在刮泥機(jī)桁架的一側(cè)，高出水面0.2m,在出水堰前設(shè)置浮渣擋板攔截浮渣，排渣管管徑取為DN300mm。3.7.1、SBR池計算：反應(yīng)池運行周期為8小時。進(jìn)水(厭氧)1小時，反應(yīng)(曝氣)4小時，沉淀(缺氧)2小時，排水排泥1小時。低污泥負(fù)荷下有利于硝化菌、反硝化菌等自養(yǎng)菌的生長。設(shè)計取Ns=0.1KgBOD5/(KgMLSS·d)。設(shè)置4個反應(yīng)池，反應(yīng)池前設(shè)一個調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池與曝氣沉砂池相連。當(dāng)前一個反應(yīng)池運行2小時后，下一個反應(yīng)池開始運行。也就是說每周期從調(diào)節(jié)池注入一個SBR反應(yīng)池的水量相當(dāng)于2小時內(nèi)從沉砂池流進(jìn)調(diào)節(jié)池的平均水量。1)調(diào)節(jié)池的容積：以3小時內(nèi)流進(jìn)調(diào)節(jié)池的平均水量計算調(diào)節(jié)池的體積，這樣既可對因上游來水不均勻造成的水位波動起到緩沖作用(K?=1.48),又可以保證在有一個SBR反—10—調(diào)節(jié)池尺寸L×B×H=25×20×5,正常運行時最高水深為3.33m,最低水深1.6m,池底出水。出水管(鋼混)流量出水結(jié)束由調(diào)節(jié)池及SBR中液位控制。2)活性污泥量(以MLSS計)采用污泥負(fù)荷法計算：則總活性污泥量：3)剩余污泥量：Kg(干)剩余污泥包括兩部分：a、微生物降解BOD后代謝增殖的污泥量。b、吸附在菌膠團(tuán)上的不可降解的非揮發(fā)性固體(進(jìn)水水中的SS)。(1)增殖活性污泥以SS計△Xss=YQ(S,-S。)-KXV式中：f--VSS與SS之比值，取0.6;Y--產(chǎn)率系數(shù)，kgVSS/kgBOD?,取0.6;K?--內(nèi)源代謝系數(shù)，取0.06;(2)假設(shè)進(jìn)水中的SS被活性污泥吸附后，能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。所以每天排泥(MLSS-SS)2240kg。所以污泥體積—11—指數(shù)SVI=167ml/g)Vss=280m3/d,含水率P=99.2%。(SVI=125ml/g)4)計算反應(yīng)器中的總污泥量(MLSS-SS)污泥當(dāng)中的SS(來自進(jìn)水)與活性組分(以MLSS計)的質(zhì)量比例關(guān)系為設(shè)含水率92.2%,則以體積計Vs=1750m25)SBR反應(yīng)池容積V=Vg+V+V,取超高0.5m,每個SBR反應(yīng)池的尺寸L×B×H=34m×20m×6.0m則保護(hù)容積V?=323m3,安全高度,符合0.3～0.5.排出比6)排水及排泥系統(tǒng)：排水管(鋼混)與港水器相連，每池設(shè)一個排水管。在池底設(shè)置簡易半圓形集泥槽(φ=300m),剩余污泥在重力作用下排入—12—7)SBR反應(yīng)運行時間與水位控制：SBR泡頂量商淮位最數(shù)液位進(jìn)水開始與結(jié)束由水位控制，進(jìn)水結(jié)束即開始曝氣階段，曝氣結(jié)束由時間控制，沉淀開始到結(jié)束由時間控制，沉淀結(jié)束即開始排水排泥，排水結(jié)束由水位控制。8)關(guān)于脫氮除磷效果的說明：有資料顯示SBR處理城市污水的處理效果為：BOD?NH?--N去除率82~88%85~93%85~99%在上述工況下，除TN外其余指標(biāo)均能達(dá)標(biāo)。在運行調(diào)試階段，強化硝化反硝化過程，提高TN的去除率。3.7.2、需氧量及曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算：1)需氧量：取a’=0.50kg/kg,b’=0.190(1/d)。2)供氣量計算：設(shè)計采用SX-1型空氣曝氣器，敷設(shè)在SBR反應(yīng)池池底，距池底距離500mm,—13—務(wù)面積為1～2m2/m,軟管間距取500mm。0.973×10?Pa,所以曝氣器出口處的絕對壓力為：P=0.973×10?+9.8×103×H=0.973×10?+9.8×103×5=1.463×10?Pa曝氣池中溶解氧平均飽和度為：(水溫20·c)=4985.0kg/d=207.7kg/h式中α——污水中雜志影響修正系數(shù)，取0.7;β——污水含鹽量影響修正系數(shù)，取0.95;C——混合液溶解氧濃度，取2.0;p——氣壓修正系數(shù)，SBR反應(yīng)池的供氣量空氣管平面布置圖如下圖，鼓風(fēng)機(jī)房出來的空氣供給供氣干管，在相鄰兩SBR池的隔墻上設(shè)兩根供氣支管，為四個SBR反應(yīng)池供氣。每個供氣支管設(shè)17條配氣豎管，為SBR池供氣，四池共四條供氣支管，68條配氣豎管。每條配氣—14—1.25——安全系數(shù)氣量20～25m3/h,服務(wù)面積為1～2m2/m。鼓風(fēng)機(jī)房要給曝氣沉砂池和SBR池供氣，選用TS系列羅茨鼓風(fēng)機(jī)選用TSD-150型鼓風(fēng)機(jī)9臺，工作8臺，備用1臺。風(fēng)量20.4m3/min(總風(fēng)量為20.4×60×8=9792m3/min,符合本工藝所需9272.3+274=9546.3m3/min);升壓44.1KPa(曝氣器出口處的壓力為44.1KPa,符合);配套電機(jī)型號Y200L-4;轉(zhuǎn)速1220r/min;機(jī)組最大重量730kg;設(shè)計鼓風(fēng)機(jī)房占地L×B=20×10=200m2。3.8.1、本工藝采用液氯消毒，每日加氯量為：液氯由真空轉(zhuǎn)子加氯機(jī)加入，加氯機(jī)選用三臺，采用二用一備。每小時加氯量為148.176/48=6.174kg/h,設(shè)計中采用ZJ-2型轉(zhuǎn)子加氯機(jī)。本設(shè)計采用1個4廊道平流式消毒接觸池。3.8.7、進(jìn)水部分消毒接觸池的進(jìn)水管管徑D=1300mm,v=1.24m/s,i=1.161%混合采用管道混合的方式，加氯管線直接接入消毒接觸池進(jìn)水管，為增強混合效果，加氯點后接D=1300mm的靜態(tài)混合器。—16—3.9.1、產(chǎn)泥量：每日處理剩余污泥量為400m2/d,其中含水率P=99.4%設(shè)集泥井有效井深1m,設(shè)計尺寸L×B=5×4=20m3,集泥井為地下式，池頂加選用型號LXB-400泵2臺，工作1臺，備用1臺。螺旋外徑：400mm;轉(zhuǎn)速：84r/min;流量：75m3/h;最大提升高度：2.5m;功3.9.4、污泥濃縮池設(shè)計：(池型：輻流式濃縮池)(1)沉淀部分有效面積：F=119.07m2,設(shè)計中取120m(2)濃縮池直徑D:設(shè)計中取12.4mT:濃縮池濃縮時間，一般采用10-16h,設(shè)計采用15h。(4)濃縮后剩余污泥量：p。:濃縮后污泥含水率，97%(5)濃縮池有效水深：h,=2.8m(6)池底高度：輻流沉淀池采用中心驅(qū)動刮泥機(jī)，池底需做成4%的坡度，刮泥機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動將污泥推入污泥斗。池底高度：設(shè)計中取0.25m(7)污泥斗容積：a:泥斗傾角，為保證排泥順暢，圓形污泥斗傾角采用55°;a:污泥斗上口半徑，取1.25m;b:污泥斗底部半徑，取0.25m;污泥斗中污泥停留時間：T=0.88h(8)濃縮池總高度：h=5.08mh1:超高，一般采用0.3mh3:緩沖層高度，一般采用0.3-0.5m,設(shè)計采用0.3m(9)濃縮后處理的污水量：q=319.68m3/d,濃縮后污泥含水97%(10)溢流堰：濃縮池溢流出水經(jīng)過溢流堰進(jìn)入儲水槽，然后匯入出水管排出。出水槽流量q=0.0037m3/s,設(shè)出水槽寬0.2m,水深0.1m,則水流速為0.185m/s。溢流堰周長C=π(D-2b)=π×(12.4-2×0.2)=37.7m(11)溢流管：溢流水量0.0037m3/s,設(shè)溢流管徑DN100mm,管內(nèi)流速0.47m/s.(12)刮泥裝置：濃縮池采用中心驅(qū)動刮泥機(jī)，刮泥機(jī)底部設(shè)有刮泥板，將污泥推入泥斗。(13)排泥管：剩余污泥量0.00092m3/s,泥量很小，采用污泥管道最小管徑DN150mm。間歇將污泥排入壓濾機(jī)。(1)污泥產(chǎn)量：污泥濃縮后產(chǎn)量，產(chǎn)生含水量為97%的干污泥加上初沉池80m3/d80+80=160m3/d=6.67m3/h(2)污泥脫水機(jī)：根據(jù)所需污泥處理量，選用DY-2000型帶式壓濾機(jī)2臺，工作1臺，備用1臺?！?8—選用流量較大的壓濾機(jī)，不設(shè)貯泥柜，減少占地面積。處理能力8-12m3/h;帶寬2000mm;沖洗水壓≥0.4Mpa;沖洗耗水≥8;氣壓0.3-0.5Mpa;電機(jī)功率2.2kW;泥餅含水率65-75%;質(zhì)量5600kg。(3)污泥餅體積：設(shè)泥餅含水率為75%V=V?(c。/C)=160(1-97%)/(1-75%)=19.2m3污泥脫水機(jī)房高度5m,L×B=10×10m2。第四章污水處理廠高程布置主要任務(wù)：確定各處理構(gòu)筑物的標(biāo)高，確定各處理構(gòu)筑物之間連接管渠的尺寸及標(biāo)高，確定各處理構(gòu)筑物的水面標(biāo)高，從而能夠使污水沿處理構(gòu)筑物之4.1.1、構(gòu)筑物水頭損失表2.1構(gòu)筑物水頭損失表構(gòu)筑物名稱水頭損失(m)構(gòu)筑物名稱水頭損失(m)格柵0.2+0.46調(diào)節(jié)池有效水深的一半1.67沉砂池SBR池茫水深度2.45初沉池消毒池4.1.2、管渠水力計算表2.2污水管渠水力計算表管渠與構(gòu)筑物名稱管渠設(shè)計參數(shù)水頭損失D)I)V沿程局部合計出水口至消毒池消毒池至SBR池SBR池至調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池至初沉池初沉池至沉砂池細(xì)格柵至泵房污水管渠局部阻力損失按照阻力系數(shù)法和當(dāng)量長度法計算：局部阻力包括流體在管路的進(jìn)口、出口、彎頭、閥門、擴(kuò)大、縮小等局部位置流過時產(chǎn)生的。出水口至消毒池——進(jìn)口，出口，大圓角彎頭(Le=12.5m),止回閥(全開Le=45m)消毒池至SBR池——進(jìn)口，出口，大圓角彎頭兩個(Le=25m),分支管道SBR池至調(diào)節(jié)池——進(jìn)口，出口，大圓角彎頭(Le=12.5m),閘閥(全開Lo=10m),分支管道調(diào)節(jié)池至初沉池——進(jìn)口，出口初沉池至沉砂池——進(jìn)口，出口細(xì)格柵至泵房———進(jìn)口，出口4.1.3、構(gòu)筑物及管渠水面標(biāo)高計算本設(shè)計中，由于50年一遇最高水位為448m,其水位較低，污水廠出水能在洪水位自流排出，故污水處理廠未設(shè)置終點泵站，。但考慮到土方平衡，建筑成本，管線埋深等因素，出水口標(biāo)高設(shè)定為449m,故可推算其他構(gòu)筑物、管渠高表2.3構(gòu)筑物及管渠水面標(biāo)高計算表序號管渠與構(gòu)筑物名稱水面上游標(biāo)高(m)水面下游標(biāo)高(m)構(gòu)筑物水面標(biāo)高(m)地面標(biāo)高(m)1出水口至消毒池449.3842消毒池449.684449.384449.5343消毒池至SBR池449.997449.6844SBR池452.447449.997451.2225SBR池至調(diào)節(jié)池452.723452.4476調(diào)節(jié)池454.423452.723453.5737調(diào)節(jié)池至初沉池454.471454.4238初沉池454.971454.471454.7219初沉池至沉砂池455.027454.971沉砂池455.227455.027455.127細(xì)格柵455.687455.227細(xì)格柵至泵房455.741455.687排泥流速一般大于1.5m/s,重力排泥管道水力坡度在10%~20%—20—4.2.1、污泥處理構(gòu)筑物水頭損失當(dāng)污泥以重力流排出池體時，污泥處理構(gòu)筑物的水頭損失以各構(gòu)筑物的出流水頭計算，初沉池，濃縮池，一般取1.5m。表2.4污泥管道水力計