活性污泥法污水處理.doc
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水污染控制工程課程設(shè)計(jì) 城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 劉軍壇 學(xué)號 130909221 姓名 秦琪寧 目錄 摘 要 3 第一章 引言 4 1.1設(shè)計(jì)依據(jù)的數(shù)據(jù)參數(shù) 4 1.2設(shè)計(jì)原則 5 1.3設(shè)計(jì)依據(jù) 5 第二章 污水處理工藝流程的比較及選擇 6 2.1 選擇活性污泥法的原因 6 第三章 工藝流程的設(shè)計(jì)計(jì)算 7 3.1設(shè)計(jì)流量的計(jì)算 7 3.2格柵 9 3.3提升泵房 11 3.4沉砂池 10 3.5初次沉淀池和二次沉淀池 11 3.6曝氣池 15 第四章 平面布置和高程計(jì)算 25 4.1污水處理廠的平面布置 25 4.2污水處理廠的高程布置 26 第五章 成本估算 27 5.1建設(shè)投資 27 5.2直接投資費(fèi)用 28 5.3運(yùn)行成本核算 29 結(jié)論 29 參考文獻(xiàn): 30 致謝 30 摘 要 本設(shè)計(jì)采用傳統(tǒng)活性污泥法處理城市生活污水,設(shè)計(jì)規(guī)模是200000m/d。該生活污水氨氮磷含量均符合出水水質(zhì),不需脫氮除磷,只考慮除掉污水中的SS、BOD、COD。傳統(tǒng)活性污泥法是經(jīng)驗(yàn)最多,歷史最悠久的一種生活污水處理方法。污泥處理工藝為污泥濃縮脫水工藝。污水處理流程為:污水從泵房到沉砂池,經(jīng)過初沉池,曝氣池,二沉池,接觸消毒池最后出水;污泥的流程為:從二沉池排出的剩余污泥首先進(jìn)入濃縮池,進(jìn)行污泥濃縮,然后進(jìn)入貯泥池,經(jīng)過濃縮的污泥再送至帶式壓濾機(jī),進(jìn)一步脫水后,運(yùn)至垃圾填埋場。本設(shè)計(jì)的優(yōu)勢是:設(shè)計(jì)流程簡單明了,無脫氮除磷的設(shè)計(jì),節(jié)省了成本,該方法是早期開始使用的一種比較成熟的運(yùn)行方式,處理效果好,運(yùn)行穩(wěn)定,BOD 去除率可達(dá)90%以上,適用于對處理效果和穩(wěn)定程度要求較高的污水,城市污水多采用這種運(yùn)行方式。 關(guān)鍵詞:城市污水 傳統(tǒng)活性污泥法 污泥濃縮 第一章 引言 水是人類生活生產(chǎn)所必須的元素,沒有水的世界,生命不會(huì)存在。我國地大物博,水含量世界前列,但是人口基數(shù)大,人均占有量明顯不足,人均水量僅有世界平均的四分之一,屬于缺水國家。由于我國水資源人均不足,并且分布不均,所以水資源顯得格外重要,目前我國還存在很多水污染問題,使能利用的水資源更加的稀少。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,國民素質(zhì)也是飛速提高,人民的環(huán)境保護(hù)意識也越來越高,水污染的治理越來越受到人們的關(guān)注?,F(xiàn)在,我國城市都存在不同程度的污染,城市污水如果不及時(shí)處理,會(huì)破壞人們生活環(huán)境,影響城市形象,并且滋生細(xì)菌病毒,影響人們身體健康,破壞大氣、土壤、地下水,使得人們的生活質(zhì)量的不到保障,所以城市污水處理廠的建設(shè)就尤為重要,根據(jù)城市規(guī)模建設(shè)合理的污水處理廠,使得城市污水得以及時(shí)處理,對人們的生活、生產(chǎn)十分重要,對環(huán)境的保護(hù)也起到積極地作用。另外,污水處理廠處理的水可以再利用于人們生活或者生產(chǎn)中,加強(qiáng)了水資源的循環(huán)利用,減緩了水資源緊張問題,會(huì)產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益的經(jīng)濟(jì)效益。 總之,在實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化過程中,水污染控制技術(shù)對環(huán)境保護(hù)、促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和保障人民健康有現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)影響,并使經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城鄉(xiāng)建設(shè)與環(huán)境建設(shè)同步規(guī)劃,同步實(shí)施,同步發(fā)展。這樣才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一[1]。 1.1設(shè)計(jì)依據(jù)的數(shù)據(jù)參數(shù) 設(shè)計(jì)的的污水處理廠的處理規(guī)模為20萬m3/d。 本設(shè)計(jì)的城市地概況是:溫帶季風(fēng)大陸性氣候,四季分明,江水較為豐沛。具有多春旱,夏季多雨(間有伏旱),秋季又旱,冬季干冷少雪的氣候特點(diǎn)。夏季多東南風(fēng),冬季多西北風(fēng),多年來平均氣溫13.6℃,最高年平均氣溫14.3℃,最低年平均氣溫12.7℃,常年極端最高氣溫40.3℃,極端最低氣溫-18.1℃。境內(nèi)年均降水量666.3毫米,全年降水量的百分之六十集中于夏季,年最大降水量986.4毫米,年最小降水量430.9毫米。境內(nèi)常年地面溫度為15.9℃,比年平均氣溫高為2.3℃,地面溫度最高位17.8℃,最低為14.7℃。常年凍土平均厚度13.1厘米,凍土最深38厘米。 進(jìn)水水質(zhì)及出水水質(zhì)要求如下 項(xiàng)目 BOD5 CODCr SS TN NH4+-N TP(以P計(jì)) pH 原水水質(zhì) 250 700 400 20 6.5~8.5 出水水質(zhì) 30 80 20 20 20 10 6~8 城市污水從西面進(jìn)入污水處理廠,污水處理后排入東面的水體,要求處理后的水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污水排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中的一級B標(biāo)準(zhǔn),即SS≤20mg/L,BOD5≤20mg/L,CODCr≤60mg/L(有出水水質(zhì)要求按要求計(jì)算)。污泥處理后外運(yùn)填埋。 1.2設(shè)計(jì)原則 1)處理效果穩(wěn)定,出水水質(zhì)好; 2)工藝先進(jìn),工藝流程盡可能簡單,構(gòu)筑物盡可能少,運(yùn)行管理方便; 3)污泥量少,污泥性質(zhì)穩(wěn)定; 4)基建投資少,占地面積少。 5)規(guī)劃布置四優(yōu)先:工藝流程先進(jìn),安全可靠優(yōu)先;運(yùn)行管理便利,經(jīng)濟(jì)優(yōu)先;環(huán)境綠化、美化優(yōu)先;有利于排水事業(yè)可以持續(xù)發(fā)展優(yōu)先。 1.3設(shè)計(jì)依據(jù) 1.相關(guān)規(guī)劃及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 2.《水處理工程》 3.《給水排水設(shè)計(jì)手冊》、環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊 第二章 污水處理工藝流程的比較及選擇 2.1 選擇活性污泥法的原因 按《城市污水處理和污染防治技術(shù)政策》要求推薦,20萬t/d規(guī)模大型污水廠一般采用常規(guī)活性污泥法工藝,10-20萬t/d污水廠可以采用常規(guī)活性污泥法、氧化溝、SBR、AB法等工藝,小型污水廠還可以采用生物濾池、水解好氧法工藝等。對脫磷脫氮有要求的城市,應(yīng)采用二級強(qiáng)化處理,如A2/O工藝,A/O工藝,SBR及其改良工藝,氧化溝工藝,以及水解好氧工藝,生物濾池工藝等。 由于該污水處理水量大,出水穩(wěn)定,所以選用活性污泥法。 其流程為: 污水→粗格柵→提升泵房→細(xì)格柵→沉砂池→初沉池→曝氣池→二沉池→消毒池→處理水排放 選擇傳統(tǒng)活性污泥法的原因是:傳統(tǒng)活性污泥法是發(fā)展歷史最久,技術(shù)最成熟,污水處理系統(tǒng)簡單,氧化溝法是在它的基礎(chǔ)上開發(fā)出的新方法,本設(shè)計(jì)中氨氮含量達(dá)標(biāo),不需要進(jìn)行脫氮除磷,氧化溝中的脫氮用不著.這樣就節(jié)省了一部分費(fèi)用。 在與技術(shù)上經(jīng)濟(jì)上的造價(jià)以及運(yùn)行費(fèi)用的綜合比較, 傳統(tǒng)污泥法是最終方法。流程圖如下: 格柵 曝氣沉砂池 曝氣池 二沉池 接觸消毒池 污泥泵房 濃縮池 儲(chǔ)泥池 脫水間 剩余污泥 污泥回流 柵渣 砂水分離 泥餅外運(yùn) 城市污水 出水 初沉池 第三章 工藝流程的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1設(shè)計(jì)流量的計(jì)算 污水平均流量: 查資料可得,污水總變化系數(shù),由公式可得: 3.2格柵 用以截留較大的懸浮物或漂浮物,以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷,并使之正常運(yùn)行。要根據(jù)流量選擇清渣方式,人工清渣格柵適用于小型污水廠,機(jī)械清渣格柵適用于柵渣量大于0.2m3/d。提升泵站前用粗格柵,提升泵站后用細(xì)格柵[2]。 設(shè)計(jì)參數(shù): a、柵條間隙:人工清除為25~100mm,機(jī)械清除為16~100mm;最大間隙:100mm。 b、格柵柵渣量:格柵間隙為16~25mm時(shí)是0.10~0.05m3柵渣/10m3污水,格柵間隙為30~50mm時(shí)是0.03~0.01m3柵渣/10m3污水;柵渣含水率一般為80%,容重約為960kg/ m3 c、格柵上部必須設(shè)置工作臺(tái),其高度應(yīng)高出格柵前最高設(shè)計(jì)水位0.5m,工作臺(tái)上應(yīng)有安全沖洗設(shè)施; d、機(jī)械格柵不宜少于2臺(tái)。 e、污水過柵流速宜采用0.6~1.0m/s,格柵前渠道水流速0.4~0.9m/s; f、格柵傾角一般采用45~75; g、格柵水頭損失0.08~0.15m。 格柵 (1)設(shè)柵前水深h=0.8m,過柵流速0.9m,格柵間隙e=50mm,格柵安裝傾角 則柵條間隙數(shù)(個(gè)), n取194 設(shè)計(jì)兩組格柵,每組格柵間隙數(shù) n=97 條 (2)柵槽有效寬度 取柵條寬度S=0.01m,柵條間隙0.02m,則 B1=S(n-1)+en=0.01(97-1)+0.0297=2.9m 柵槽總寬度B=22.9=5.8m 柵前槽寬B2=2h=20.8=1.6m (3)進(jìn)水漸寬部分長度 =5.8m (4)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分 =2.95m (5)通過格柵的水頭損失 ==0.097m (6) 柵后槽總高度 取柵前渠道超高 根據(jù)公式 m (7) 每日柵渣量 由于日產(chǎn)渣量較大采用機(jī)械清渣方式。 3.3提升泵房 污水處理工藝采用傳統(tǒng)曝氣活性污泥處理,污水處理系統(tǒng)簡單,對于新建污水處理廠,工藝管線可以充分優(yōu)化,故污水只考慮一次提升。污水經(jīng)提升后入平流沉砂池,然后自流通過初沉池、曝氣池、二沉池及接觸池,最后由出水管道排入河道。 污水提升前水位-5.9m(既泵站吸水池最底水位),提升后水位2.90m(即細(xì)格柵前水面標(biāo)高)。 所以,提升凈揚(yáng)程Z=2.90-(-5.69)=8.59m 水泵水頭損失取2m 從而需水泵揚(yáng)程H=Z+h=10.59m 采用MN系列污水泵(30MN-33B) 該泵提升流量4800m3/h,揚(yáng)程10.6m,轉(zhuǎn)速415r/min,功率153.96Kw,效率90%。 占地面積為π32=28.26m2,即為圓形泵房D=6m,高12m,泵房為半地下式,地下埋深7m,水泵為自灌式。 3.4沉砂池 用于去除比重較大的無機(jī)顆粒。沉砂池分為平流式、豎流式、曝氣式和旋流式,下面是對它們特點(diǎn)的介紹: 平流式沉砂池:污水在池內(nèi)沿水平方向流動(dòng),構(gòu)造簡單,截留無機(jī)顆粒效果好 豎流式沉砂池:污水自下而上由中心管流入池內(nèi),無機(jī)物顆粒籍重力沉于池底,處理效果一般較差 曝氣式沉砂池:通過曝氣量,可以控制污水的旋流速度,除沙效率較穩(wěn)定,受流量變化影響小,對污水起預(yù)曝氣作用。(按生物脫氮除磷設(shè)計(jì)的污水處理廠,為了保證除磷效果,一般不采用曝氣式沉砂池) 旋流式沉砂池:利用機(jī)械力控制流態(tài)與流速,加速沙粒的沉淀,有機(jī)物被留在污水中,具有沉砂效果好,占地省的特點(diǎn)。[3] 本設(shè)計(jì)采用曝氣式沉砂池 設(shè)計(jì)參數(shù): a、旋流速度應(yīng)保持0.25~0.30m/s; b、水平流速為0.06~0.12m/s c、最大流量時(shí)停留時(shí)間為1~3min d、有效水深為2~3m,寬深比一般采用1:2; e、長寬比可達(dá)5,當(dāng)池長比池寬大得多時(shí),應(yīng)考慮橫向擋板; f、每立方米午睡的曝氣量為0.2m空氣或3~5 m3/m2.h,也可以按下表計(jì)算: 曝氣管下浸沒深度(m) 最低空氣用量(m3/m2.h) 達(dá)到最好除沙效果最大空氣量 1.5 12.5~15.0 30 2.0 11.0~14.5 29 2.5 10.5~14.0 28 3.0 10.5~14.0 28 4.0 10.0~13.5 25 (1)池子總有效容積V: 式中:V——總有效面積,㎡; ——最大設(shè)計(jì)流量,㎡/s; t——最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的停留時(shí)間,min。 設(shè)t=30s,則 (2)池?cái)嗝婷娣e: 式中:A——池?cái)嗝婷娣e,㎡; v——最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速,m/s; 設(shè)v=0.3m/s,則 (3) 沉砂池設(shè)兩格,池寬2m,池底坡度0.5m,超高0.6m,全池總高3.4m。 (4) 進(jìn)水?dāng)嗝婷娣e(實(shí)際) (5) 池長: (6) 每格沉砂池沙斗容量: (7) 每格沉砂池實(shí)際沉砂量:設(shè):含沙量為20m3/106m3污水,沒兩天排一次 ,小于7.2m (8) 每小時(shí)所需空氣量:設(shè)曝氣管浸水深度為2.0m,查表得所需空氣量為29m/mh 3.5初次沉淀池和二次沉淀池 沉淀池類型及其比較: 類型 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適用條件 平流式 1 對沖擊負(fù)荷和溫度變化適應(yīng)能力較強(qiáng) 2 施工簡單,造價(jià)低 1 采用多斗排泥時(shí),每個(gè)泥斗需要單獨(dú)設(shè)排泥管各自操作 2 采用機(jī)械排泥時(shí),大部分機(jī)械設(shè)備位于水下,易腐蝕 1 適用于地下水位較高及地質(zhì)較差的地區(qū) 2 適用于大、中、小型污水處理廠 豎流式 1 排泥方便,管理簡單 2 占地面積小 1 池子深度大,施工困難 2 對沖擊負(fù)荷和溫度變化適應(yīng)能力較差 3 造價(jià)較高 4 池徑不宜太大 適用于處理水量不大的小型污水處理廠 輻流式 1 采用機(jī)械排泥運(yùn)行較好 2 排泥設(shè)備有定型產(chǎn)品 1 水流速度不穩(wěn)定 2 易于出現(xiàn)異重流現(xiàn)象 3 機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜,對池體施工質(zhì)量要求高 1 適用于地下水位較高地區(qū) 2 適用于大、中型污水處理廠 平流式沉淀池對水質(zhì)沖擊變化效果好,施工簡單,造價(jià)低,使用廣泛,而豎流式施工難度大,北方城市溫差大,豎流式對溫度變化適應(yīng)能力差.初沉池選擇平流式,二沉池選擇輻流式 a、池子的長寬比不宜小于4,以4~5為宜; b、使用機(jī)械排泥時(shí),寬度根據(jù)排泥設(shè)備確定; c、池子的長深比不宜小于8,以8~12為宜; d、池底縱坡:采用機(jī)械刮泥時(shí),不小于0.005,一般采用0.01~0.02; e、按表面水力負(fù)荷計(jì)算時(shí),應(yīng)對水平流速進(jìn)行校核;最大流速:初沉池為7mm/s,二沉池為5mm/s; f、進(jìn)出口應(yīng)設(shè)置擋板,高出池內(nèi)睡眠0.1~0.15m; g、在出水堰前應(yīng)設(shè)置收集與排出浮渣的設(shè)施。 輻流式 設(shè)計(jì)參數(shù): a、沉淀時(shí)間為1.5~2.5h; b、表面水力負(fù)荷為1.0~1.5 m2/m3*h; c、污泥量為10~21g/(pd); d、污泥含水率為99.2~99.6%; e、池徑不宜小于16m,池底坡度一般采用0.05~0.10; f、池子直徑與有效水深之比為6~12,緩沖層高度為0.5m。 g、最大允許的水平流速要比初次沉淀池的小一半; h、中心管中的下降流速不應(yīng)超過0.03m/s; 其靜水頭可降至0.9m,污泥底坡與水平夾角不應(yīng)小于50度。 初沉池 選用平流式沉淀池,日平均流量為0.185m/s,最大設(shè)計(jì)流量為0.287 m/s,設(shè)計(jì)人口為N=100000人,沉淀時(shí)間t=1h 池子總面積:設(shè)表面負(fù)荷 (1)沉淀部分有效水深: 取q=3h h=3m (2)沉淀部分有效容積: V=Ah2=5401.8 =16205.4m3 (3)池長:設(shè)水平流速V=6mm/s (4)池子總寬度: (5)池子個(gè)數(shù)為4 (6)寬度: 長寬比大于4,符合條件 (7)污泥部分所需要的總?cè)莘e:設(shè)T=2d (8)每格池污泥部分所需容積: (9)污泥斗容積: (10)污泥斗以上梯形部分污泥容積: (11)污泥斗和梯形部分污泥容積: 大于25m (12)池子總高度:設(shè)緩沖層高度 斗內(nèi)污泥可用靜水壓、泵吸或吸泥機(jī)排出。 二沉池 該沉淀池采用中心進(jìn)水,周邊出水的幅流式沉淀池,采用機(jī)械刮泥。 設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)進(jìn)水量:Q=Qmax/2=4167m3/h 表面負(fù)荷:q范圍為1.0—1.5 m3/ m2.h ,取q=1.5 m3/ m2.h 水力停留時(shí)間:T=2 .2h 設(shè)置2座。 設(shè)計(jì)計(jì)算 1)每座沉淀池面積A: 按表面負(fù)荷算: 直徑D: 取42m 2)有效水深為: h2=qT=1.52.2=3.3m 3)污泥斗容積 取回流比 污泥回流濃度 污泥區(qū)所需存泥容積: 每個(gè)污泥斗的容積 4)污泥區(qū)高度為 池底坡度為0.05 池底進(jìn)口處4m 池底坡度降 5)二沉池總高度: 緩沖層高度h3=0.5m, 取超高為h1=0.4 則池邊總高度為 H1=h1+h2+h3+h4=0.4+3.3+2+0.5=6.2m 池中總高度為:H=1+h5=6.2+0.36=6.56m 6)徑深校核 合格。 3.6曝氣池 本設(shè)計(jì)選用傳統(tǒng)活性污泥曝氣池,采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)。所謂推流,就是污水從池的一端流入,在后繼水流的推動(dòng)下,沿池長度流動(dòng),并從池的另一端流出[4]。 設(shè)計(jì)參數(shù): a、進(jìn)水方式不限,出水多用溢流偃,水位較固定; b、曝氣池池長與池寬之比(L/B),一般大于5~10; c、有效水深最小為3m,最大為9m;超高一般為0.5m,當(dāng)采用表曝機(jī)時(shí),機(jī)械平 宜高出水面1m左右。 d、曝氣池廊道的寬:深,多介于1.0~1.5之間;廊道長宜為50~70m; e、曝氣池一般結(jié)構(gòu)上分為若干單元,每個(gè)單元包括一座或幾座曝氣池,每座曝氣池常由1個(gè)或2~5個(gè)廊道組成;當(dāng)廊道數(shù)為單數(shù)時(shí),污水的進(jìn)、出口分別位于曝氣池的兩端;而當(dāng)廊道數(shù)為雙數(shù)時(shí),則位于廊道的同一側(cè); f、在池底應(yīng)考慮排空措施,按縱向留2/1000左右的坡度,并設(shè)直徑為80~100mm的放空管。 g、曝氣池的進(jìn)水與進(jìn)泥口均設(shè)于水下,采用淹沒出流方式。 設(shè)計(jì)流量Qmax=24800m3/d (1)處理效率E: 式中——進(jìn)水BOD濃度kg/m; ——出水BOD濃度,kg/m; ——祛除BOD濃度,kg/m, 進(jìn)水BOD=250mg/l=0.25 kg/m,出水BOD=30mg/l=0.03 kg/m (2)污泥負(fù)荷的確定:選取 (3)污泥濃度的確定: 混合液污泥濃度(混合液懸浮物濃度)X (MLSS) 式中 SVI——污泥指數(shù)。根據(jù)值,取SVI=120 r——二沉池中污泥綜合指數(shù),取r=1.2 R——污泥回流比。取R=50% 混合液揮發(fā)性懸浮物濃度 式中f——系數(shù),取f=0.7 污泥回流濃度 (4)核算污泥回流比R R=49%,取50% (5)容積負(fù)荷 (6)曝氣池容積 (7)水利停留時(shí)間 名義水利停留時(shí)間 實(shí)際水利停留時(shí)間 (8)剩余污泥量 式中a——污泥產(chǎn)率系數(shù),取a=0.6 B——污泥自身氧化率,取b=0.05 (9)污泥齡 池體結(jié)構(gòu)計(jì)算: 選用推流式曝氣池,廊道式、鼓風(fēng)曝氣。 (1)曝氣面積 設(shè)4組曝氣池,每組體積為 取池有效水深H=3.5m 則每組曝氣池的面積為 (2)曝氣池寬度 取池寬B=5m 介于1-2之間符合要求 (3)池長 符合要求 (4)曝氣池的平面形式 設(shè)曝氣池為三廊道式,則每廊道長 (5)曝氣池總高度:取超高為0.5m (6)進(jìn)水方式 從池首進(jìn)水,按傳統(tǒng)活性污泥法運(yùn)行 曝氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 (1)需氧量計(jì)算 式中——微生物氧化分解有機(jī)物過程中的需氧量,取0.5 ——污泥自身氧化需氧量,取0.15 祛除每公斤需氧量 最大需氧量: 最大需氧量變化系數(shù)取K=1.4 (2)供氣量 采用膜片式微孔曝氣裝置,距池底0.2m,故淹沒水深為3.3m, 水質(zhì)水溫為20—30℃。 溶解氧飽和度查表得:水溫20℃時(shí), 水溫30℃時(shí), 曝氣器出口絕對壓力 式中 P——標(biāo)準(zhǔn)大氣壓P=1.013pa H——曝氣器安裝深度,H=3.3m pa 空氣離開曝氣池面時(shí),氧的百分比 式中——氧轉(zhuǎn)換率,取18% 曝氣池混合液平均飽和濃度: 按最不理溫度30℃考慮 20℃下,脫氧清水充氧量 式中R——實(shí)際條件下充氧量, ——廢水液相傳質(zhì)系數(shù)KLa的修正系數(shù),取0.8 β——廢水C5的修正系數(shù),取0.9 ρ——壓力修正系數(shù),取1 C——氧實(shí)際濃度,取2mg/L 最大時(shí)需氧的充氣量Ro max 曝氣池平均時(shí)供氣量Gs 最大時(shí)供氣量GS max 去除每公斤BOD5的供氣量 每m3污水的供氣量 (3)空氣管計(jì)算 按曝氣池平面圖布置空氣管道,在相鄰兩個(gè)廊道的隔墻上設(shè)一根空氣干管,共六根干管。在每根干管上設(shè)六對配氣豎管,共12條配氣豎管。全曝氣池共設(shè)72條配氣豎管。 每根豎管的供氣量: 空氣擴(kuò)散器總數(shù): 曝氣池平面面積:30.860=1848m2 取微孔曝氣器服務(wù)面積1㎡ 曝氣器總數(shù):個(gè) 每根豎管上安設(shè)的曝氣器數(shù)目:,取26個(gè) 每個(gè)曝氣器的配氣量 (4)鼓風(fēng)機(jī)的選用: 污泥提升不用空氣提升器,不消耗空氣,考慮到曝氣沉砂池用氣量, 總供氣量為: 最大時(shí):7931.5 +283.5=8215m/h=136.92 m/min 平均時(shí):6609.3+283.5= 6892.8m/h=114.88 m/min 根據(jù)所需壓力與空氣量,決定采用LG60型空壓機(jī)4臺(tái),該型空壓機(jī)風(fēng)壓50Kpa,風(fēng)量。 正常條件下,3臺(tái)工作,1臺(tái)備用;高負(fù)荷時(shí),4臺(tái)工作。 3.8污泥濃縮池和儲(chǔ)泥池 污泥濃縮池 采用幅流式污泥濃縮池,用帶柵條的刮泥機(jī)刮泥,采用靜壓排泥。 濃縮池設(shè)計(jì)計(jì)算 污泥量的計(jì)算 1)初沉池污泥量: 2)二沉池污泥量 式中:△X——每日增長的污泥量,kg/d; Y——產(chǎn)率系數(shù),取0.5; Sa——經(jīng)過預(yù)先處理,污水含有的有機(jī)物(BOD)量,250mg/L; Se——經(jīng)過活性系統(tǒng)處理,污水含有的有機(jī)物(BOD)量,30mg/L; Q——設(shè)計(jì)污水量,24800m3/d; Kd——衰減系數(shù),取0.09; V——曝汽池的容積,6470m3; Xv——MLVSS,Xv=2.3kg/m3; 代入各值可得: =1388.7kg/d 則每日從曝氣池中排除的剩余污泥量: 所以,總剩余污泥量W=6.9+8.27=15.17m3/h=364.08m3/d。 濃縮池池體計(jì)算[5] 本設(shè)計(jì)中采用兩座幅流式圓形重力連續(xù)式污泥濃縮池,用帶柵條的刮泥機(jī)刮泥,采用靜壓排泥,污泥泵房將污泥送至濃縮池。 (1)設(shè)計(jì)參數(shù) 進(jìn)泥濃度:5g/L 進(jìn)泥含水率P1=99.4%, 出泥含水率P2=97.0% 濃縮后污泥濃度:qs=30g/L 污泥濃縮時(shí)間:T=16h 貯泥時(shí)間:t=6h 固體通量M=1kg/(m2.h) (2)每座濃縮池所需表面積 每個(gè)池的面積A1=151.7/2=75.85 m2 (3)濃縮池直徑: ,取10m (4)濃縮池有效水深: h1= 校核水力停留時(shí)間: 濃縮池有效體積: 污泥在池中停留時(shí)間 符合要求 (5)確定污泥斗尺寸 每個(gè)泥斗濃縮后的污泥體積: 每個(gè)貯泥區(qū)所需容積: 泥斗容積: 式中:h4——泥斗的垂直高度,取1.0m r1——泥斗的上口半徑,取2.5m r2——泥斗的下口半徑,取1.0m 設(shè)池底坡度為0.05,池底坡降為: 故池底可貯泥容積: = 因此,總貯泥容積為: (滿足要求)。 濃縮池的超高h(yuǎn)2取0.30m,緩沖層高度h3取0.50m 則濃縮池的總高度H為 =3.2+0.30+0.50+1.0+0.14=5.14m 貯泥池 1)設(shè)計(jì)參數(shù) 進(jìn)泥量:初沉池污泥量 經(jīng)濃縮排出含水率的污泥流量 總泥量: 貯泥時(shí)間:T=20h 2)貯泥池的設(shè)計(jì)計(jì)算 貯泥池容積 貯泥池設(shè)置2座,則每座容積為: V1=V/2=99.2m3 尺寸(設(shè)為正方形),取邊長為5m 則池的有效容積為V1=555=125m>99.2m3 (符合要求)。 污泥干化(脫水)設(shè)備 根據(jù)實(shí)際的的情況,選用3臺(tái)WL—200離心脫水機(jī),2用1備 第四章 平面布置和高程計(jì)算 4.1污水處理廠的平面布置 污水處理廠的平面布置包括處理構(gòu)筑物、辦公樓、化驗(yàn)室及其他輔助建筑物以及各種管道、渠道、道路、綠化帶等的布置。 4.2污水處理廠的高程布置 布置原則 污水處理工程的污水處理流程高程布置的主要任務(wù)是確定各處理構(gòu)筑物和泵房的標(biāo)高,確定處理構(gòu)筑物之間連接管渠的尺寸及其標(biāo)高;通過計(jì)算確定各部位的水面標(biāo)高,從而使污水能夠在處理構(gòu)筑物之間通暢的流動(dòng),保證污水處理工程的正常運(yùn)行。 污水水頭損失計(jì)算 根據(jù)要求,管道損失一般不超過構(gòu)筑物損失的30%,而總水頭損失為管道損失和經(jīng)過構(gòu)筑物的損失之和,所以可以認(rèn)為總水頭損失約是污水流經(jīng)構(gòu)筑物損失的1.3倍[6]。 本流程所設(shè)計(jì)的污水處理構(gòu)筑物水頭損失參照下表 各個(gè)構(gòu)筑物的水頭損失 構(gòu)筑物 水頭損失cm 構(gòu)筑物 水頭損失cm 格柵 10--25 生物濾池 270--280 沉砂池 10--25 曝氣池 25--50 平流式沉砂池 20--40 混合池 10--30 豎流式沉砂池 40--50 接觸池 10--30 幅流式沉砂池 50--60 則有:粗格柵水頭損失0.11m 細(xì)格柵水頭損失0.11m 沉砂池水頭損失0.2m 沉砂池到初沉池沿程水頭損失為0.06m 初沉池水頭損失0.35m 初沉池到曝氣池沿程水頭損失為0.105m 曝氣池水頭損失0.45m 曝氣池到二沉池沿程水頭損失為0.135m 二沉池水頭損失0.55m 二沉池到消毒池沿程水頭損失為0.165m 消毒池水頭損失0.2m 消毒池到出水沿程水頭損失為0.06m 高程計(jì)算 設(shè)計(jì)洪水位相對標(biāo)高為0m 高程(米) 洪水位 0 排水管道水位 0.56 接觸池水位 0.76 二沉池出水水位 0.93 二沉池水位標(biāo)高 1.48 曝汽池的水位 2.07 初沉池的水位 2.53 沉砂池的水為 2.79 細(xì)格柵前水位 2.90 第五章 成本估算 5.1建設(shè)投資 土建費(fèi)用造價(jià)列表 名稱 規(guī)格 數(shù)量 造價(jià)(萬元) 曝氣沉砂池 LBH=8.5m2m3.4m V=57.8m3 1 18 初沉池 LBH=20m16.7m6.56m V=2191.04m3 1 270 曝氣池 LBH=30.8m60m4m V=7392m3 4 870 二沉池 直徑21m,H=5.51m V=1908.4m3 2 256 接觸消毒池 LBH=52.7m10.5m1.7m V=940.7m3 2 190 污泥濃縮池 直徑10,H=5.14m V=403.7m3 2 105 造價(jià)總和 1709 5.2直接投資費(fèi)用 由于商家的資料不全且涉及到估計(jì)數(shù)值,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值和同水量的水廠進(jìn)行比較基本設(shè)備費(fèi)用在40%左右[7],考慮未計(jì)算的構(gòu)筑物取300萬元。因此,本污水處理廠總計(jì)一次性基建投資為:1709+300=2009萬元 此為直接投資。 考慮到不可預(yù)見費(fèi)用及調(diào)試費(fèi)用的存在,乘以1.2的系數(shù),從而得出直接投資為: 20091.2 =2410萬元 運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算 成本估算 電價(jià):基本電價(jià)為0.5元/(kwh) 工資福利:每人每年1.2萬元 動(dòng)力費(fèi)用 主要電器消耗電力設(shè)備一覽表 設(shè)備名稱 單機(jī)功率(kw) 數(shù)量(個(gè)) 工作時(shí)間(h) 總功率(kw/h) 螺旋泵 153.96 1用1備 24 153.96 表曝機(jī) 110 2 24 5280 潛水污泥泵 30 2 24 1440 單螺桿泵 7.5 1 24 180 螺旋輸送機(jī) 1.5 1 24 36 其他 500 電機(jī)總功率 7590 電表綜合電價(jià)(元/d)為:75900.5=3795 即每月電費(fèi)(元)為: 379530=113850 每年電費(fèi)為136.6萬元。 工資福利開支 全廠10人,共計(jì)費(fèi)用(萬元/年)為:101.2=12。 生產(chǎn)用水水費(fèi)開支 污水廠每天用水20m3,水費(fèi)(萬元)為:203651.0/10000=0.73。 運(yùn)費(fèi) 每天外運(yùn)含水率75%的濕泥25m3(1m3泥約為1t),運(yùn)價(jià)為0.4元/(tkm),費(fèi)用(萬元/年)為: 250.410365/10000=3.65。 維護(hù)維修費(fèi) 維護(hù)維修費(fèi)取率按3.1%計(jì),則每年維護(hù)修理費(fèi)用(萬元/年)為17093.1%=52.98萬元。 管理費(fèi)用 (136.6+12+0.73+3.65+52.98)8%=16.48(萬元/年) 5.3運(yùn)行成本核算 合計(jì)每年運(yùn)行費(fèi)用為222.44萬元,則每立方米污水的治理成本為0.381元。 結(jié)論 本設(shè)計(jì)方案是參考了大量的資料后完成的,現(xiàn)在城市污水處理廠越來越多,隨著時(shí)間的推移人們的環(huán)保意識更加強(qiáng)烈,特別是節(jié)約水資源、減少水污染方面,同時(shí)水處理技術(shù)的進(jìn)一步的發(fā)展,各種工藝也會(huì)更加成熟。 經(jīng)過一段時(shí)間的規(guī)劃,然后從計(jì)算、編輯、制圖、排版,本設(shè)計(jì)圓滿完成。設(shè)計(jì)內(nèi)容、格式均符合設(shè)計(jì)要求。 參考文獻(xiàn): [1] 黃維生.淺談我國污水處理工程的現(xiàn)狀[J].西南給排水.2005(6).50-58. [2] 韓洪軍、杜茂安主編,周彤副主編.水處理工程設(shè)計(jì)計(jì)算[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2005. [3] 高廷耀,顧國維,周琪水污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,2007. [4] 崔玉川,劉振江,張紹怡等編.城市污水廠處理設(shè)施設(shè)計(jì)計(jì)算[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社:2004. [5] 崔玉川、員建、陳宏平編.水處理設(shè)施設(shè)計(jì)計(jì)算[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003 [6] 鄭明主編,陳萬金副主編.環(huán)保設(shè)備-原理.設(shè)計(jì).應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001. [7] 孫力平主編.污水處理新工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例[M].北京:科學(xué)出版社,2001. 致謝 經(jīng)過這近一個(gè)月的努力本設(shè)計(jì)終于圓滿完成,在這期間,不僅僅深入了解了本專業(yè)污水處理的知識和設(shè)計(jì)程序,同時(shí)也積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。 本設(shè)計(jì)經(jīng)過多次的修正才完成,這里面有很多人的努力。首先要感謝老師耐心的指導(dǎo);其次要感謝同學(xué)們在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中的幫助,在這個(gè)過程中明白了很多東西。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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