【文章內(nèi)容簡介】 20 ................20 ....................20 ......................20 ..........................21四、參考文獻....................................21一、總論設(shè)計題目某城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計設(shè)計資料城市概況——江南某城鎮(zhèn)位于長江沖擊平原，占地約 km，呈橢圓形狀，最寬處為 km，最長處為 km。自然特征——該鎮(zhèn)地形由南向北略有坡度，平均坡度為 ‰，地面平整，～ m， m。屬長江沖擊粉質(zhì)砂土區(qū)，承載強度7～11 t/m，地震裂度6 度，處于地震波及區(qū)。全年最高氣溫40 ℃，最低10 ℃。夏季主導風向為東南風。極限凍土深度為17 cm。全年降雨量為1000 mm。污水處理廠出水排入距廠150 m的某河中， m， m， m。規(guī)劃資料——該城鎮(zhèn)將建設(shè)各種完備的市政設(shè)施，其中排水系統(tǒng)采用完全分流制體系。規(guī)劃人口：近期30000 人，2020年發(fā)展為60000 人，生活污水量標準為日平均200 L/人。工業(yè)污水量近期為5000 m/d，遠期達10000 m/d，污水性質(zhì)與生活污水類似。生活污水和工業(yè)污水混合后的水質(zhì)預計為：BOD5 = 200 mg/L，SS = 250 mg/L，CODcr = 400 mg/L，NH4N = 30 mg/L，總P = 4 mg/L；要求達到的出水水質(zhì)達到國家污水綜合排放二級標準。規(guī)劃污水處理廠的面積約25600 m， m，處理廠四角的坐標為：X — 0，Y — 140 ； X — 0，Y — 0 ； X — 175，Y — 140 ； X — 190，Y — 0。污水處理廠的污水進水總管管徑為DN800， m， ‰，充滿度h/D = 。處理廠污泥經(jīng)濃縮脫水后外運填埋處置。2＋33二、污水處理工藝流程說明方案確定的原則(1)采用先進、穩(wěn)妥的處理工藝，經(jīng)濟合理，安全可靠。(2)合理布局，投資低，占地少。(3)降低能耗和處理成本。(4)綜合利用，無二次污染。(5)綜合國情，提高自動化管理水平。可行性方案的確定城市污水的生物處理技術(shù)是以污水中含有的污染物作為營養(yǎng)源，利用微生物的代謝作用使污染物降解，它是城市污水處理的主要手段，是水資源可持續(xù)發(fā)展的重要保證。城市二級污水處理廠常用的方法有：傳統(tǒng)活性污泥法、AB法、氧化溝法、SBR法等等。污水處理工藝流程的確定氧化溝利用連續(xù)環(huán)式反應池（Cintinuous Loop Reator,簡稱CLR）作生物反應池，混合液在該反應池中一條閉合曝氣渠道進行連續(xù)循環(huán)，氧化溝通常在延時曝氣條件下使用。氧化溝使用一種帶方向控制的曝氣和攪動裝置，向反應池中的物質(zhì)傳遞水平速度，從而使被攪動的液體在閉合式渠道中循環(huán)。氧化溝工藝一般可不設(shè)初沉池，在不增加構(gòu)筑物及設(shè)備的情況下，氧化溝內(nèi)不僅可完成碳源的氧化，還可實現(xiàn)硝化和脫硝，成為A/O工藝；氧化溝前增加厭氧池可成為A/O（AAO）工藝，實現(xiàn)除磷。由于氧化溝內(nèi)活性污泥已經(jīng)好氧穩(wěn)定，可直接濃縮脫水，不必厭氧消化。氧化溝污水處理技術(shù)已被公認為一種較成功的革新的活性污泥法工藝，與傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)相比，它在技術(shù)、經(jīng)濟等方面具有一系列獨特的優(yōu)點。① 工藝流程簡單、構(gòu)筑物少，運行管理方便。一般情況下，氧化溝工藝可比傳統(tǒng)活性污泥法少建初沉池和污泥厭氧消化系統(tǒng)，基建投資少。另外，由于不采用鼓風曝氣的空氣擴散器，不建厭氧消化系統(tǒng)，運行管理要方便。② 處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好。實際運行效果表明，氧化溝在去除BOD5和SS方面均可取得比傳統(tǒng)活性污泥法更高質(zhì)量的出水，運行也更穩(wěn)定可靠。同時，在不增加曝氣池容積時，能方便地實現(xiàn)硝化和一定的反硝化處理，且只要適當擴大曝氣池容積，能更方便地實現(xiàn)完全脫氮的深度處理。2③ 基建投資省，運行費用低。實際運行證明，由于氧化溝工藝省去初沉池和污泥厭氧消化系統(tǒng)，且比較容易實現(xiàn)硝化和反硝化，當處理要求脫氮時，氧化溝工藝在基建投資方面比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省很多（當只需去除BOD5時，可能節(jié)省不多）。同樣，當僅要求去除BOD5時，對于大規(guī)模污水廠采用氧化溝工藝運行費用比傳統(tǒng)活性污泥法略低或相當，而要求去除BOD5且去除NH3N時，氧化溝工藝運行費用就比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省較多。④ 污泥量少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定。由于氧化溝所采用的污泥齡一般長達20～30d，污泥在溝內(nèi)得到了好氧穩(wěn)定，污泥生成量就少，因此使污泥后處理大大簡化，節(jié)省處理廠運行費用，且便于管理。⑤ 具有一定承受水量、水質(zhì)沖擊負荷的能力?！?，氧化溝的總長為L，則水流完成一個循環(huán)所需時間t=L/S,當L=90～600m時，t=5～20min。由于廢水在氧化溝中設(shè)計水力停留時間T為10～24h，因此可計算出廢水在整個停留時間內(nèi)要完成的循環(huán)次數(shù)為30～280次不等。可見原污水一進入氧化溝，就會被幾十倍甚至上百倍的循環(huán)量所稀釋，因此具有一定承受沖擊負荷的能力。⑥ 占地面積少。由于氧化溝工藝所采用的污泥負荷較小、水力停留時間較長，使氧化溝容積會大于傳統(tǒng)活性污泥法曝氣池容積，占地面積可能會大些，但因為省去了初沉池和污泥厭氧消化池，占地面積總的來說會少于傳統(tǒng)活性污泥法。污水處理工藝流程說明⑴ 進水水質(zhì)生活污水和工業(yè)污水混合后的水質(zhì)預計為：BOD5 = 200 mg/L，SS = 250 mg/L，COD = 400 mg/L，NH4N = 30 mg/L，總P = 4 mg/L。⑵出水水質(zhì)出水水質(zhì)達到國家污水綜合排放二級標準。BOD5 = 30 mg/L，SS = 30 mg/L，COD = 120 mg/L，NH4N = 25 mg/L，總P = 1 mg/L。⑶進水流量規(guī)劃人口：近期3萬 人，2020年發(fā)展為6萬 人，生活污水量標準為日平均200 L/人。工業(yè)污水量近期為5000 m/d，遠期達10000 m/d，污水性質(zhì)與生活污水類似。污水處理廠： 設(shè)計日最大流量Qmax=Q生活+Q工業(yè)33＋＋ =60000180。200180。1033+10000180。3=25000m/d=三、處理構(gòu)筑物設(shè)計格柵格柵用以去除廢水中較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運行，減輕后續(xù)處理單元的負荷，防止阻塞排泥管道。格柵的設(shè)計計算主要包括格柵形式選擇、尺寸計算、水力計算、柵渣量計算等。：n=Qmaxsinabhv3式中：Qmax——最大設(shè)計流量，m/s； b——柵條間隙，m，取b=；h——柵前水深，m，取h=；v——過柵流速，ms，取v=； sina——經(jīng)驗修正系數(shù)，取a= 60o；180。sin60176。則 n=bhv=180。180。187。25 B：B=S(n1)+bn式中：S——柵條寬度，m， m。則： B=S(n1)+bs=180。(251)+180。25=：h1=kh0h0=xv22gsina式中：h1——過柵水頭損失，m；h0——計算水頭損失，m； ξ——阻力系數(shù)，柵條形狀選用正方形斷面所以x=(b+Seb1)=(+180。)=，其中e=；222g——重力加速度，ms，取g=；k——系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大倍數(shù)，一般采用k=3；則： h1=kxv22gsina=3180。180。180。180。sin60176。=：H=h+h1+h2式中：h2——柵前渠道超高，m，取h2=。則： H=h+h1+h2=++= ：H1tanaL=L1+L2+++BB12tana1式中：L1 ——進水渠道漸寬部位的長度，m，L1=，其中，B1為進水渠道寬度，m,a1為進水渠道漸寬部位的展開角度，取a1=20o；L2——格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度，m，取L2=；H1——格柵前槽高，：L1=BB12tana1=176。=L2==H1=h+h2=+=L=L1+L2+++H1tana=++++176。=：QmaxW1180。86400Kz180。1000 W= 式中：W——每日柵渣量，m/d；333 W1——單位體積污水柵渣量，m/(10m污水)，取W1=；3333 Kz——： W=QmaxW1180。86400Kz180。1000=180。180。180。1000m/d=33由所得數(shù)據(jù)，所以采用機械除污設(shè)備。污水提升泵房提升泵房以提高污水的水位，保證污水能在整個污水處理流程過程中流過，從而達到污水的凈化。3設(shè)計水量為25000m/d，選用2臺潛水排污泵（一用一備），則流量為w=Qn=25000100002424180。13=41042=。3泵的選型如下：表32 型號 排出口徑(mm)流量(m/h)3揚程(m)轉(zhuǎn)速(r/min)功率(kw)250QW600722 250 1260 7 970 22沉砂池沉砂池的形式有平流式、豎流式和曝氣沉砂池。其作用是從污水中去除沙子，渣量等比重較大的顆粒，以免這些雜質(zhì)影響后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運行。工作原理是以重力分離為基礎(chǔ)，即將進入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒則隨水流帶走。設(shè)計中采用的平流式沉砂池是最常用的一種形式，它的截留效果好，工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡單。（1）。（2）最大時流量時，污水在池內(nèi)的停留時間不應小于30s，一般取30s—60s。（3），—。（4）—，當設(shè)置除砂設(shè)備時，可根據(jù)除砂設(shè)備的要求，確定池底的形狀。⑴沉砂部分的長度L：L=vt 式中： L——沉砂池沉砂部分長度，m。v——最大設(shè)計流量時的速度，ms，取v=。t——最大設(shè)計流量時的停留時間，s，取t=30s。則：L=vt=180。30=9m⑵水流斷面面積 AA=Qmaxv2式中：A——水流斷面面積，m；Qmax——最大設(shè)計流量，m則： A=⑶沉砂池有效水深h2 ：采用兩個分格，每格寬度b=，總寬度B=h2=ABQmaxv3s。2==式中：B——池總寬度，m；h2——設(shè)計有效水深，m。則： h2= AB==（⑷貯砂斗所需容積V： V=86400QmaxTXKz180。1063式中：V——沉砂斗容積，m；X——城鎮(zhèn)污水的沉砂量，m/10m污水，取X=30m/10m污水；T——排砂時間的間隔，d，取T=2d；Kz——污水流量總變化系數(shù)。86400QmaxTXKz180。106363363則：V==86400180。180。2180。180。106=3⑸貯沙斗各部分尺寸計算：設(shè)貯沙斗底寬b1=，斗壁與水平面的傾角為60176。；則貯沙斗的上口寬b2為： b2=貯砂斗的容積V1： V1=13162。2h3tan60176。+b1162。(S1+S2+h33S1S2)式中：V1——貯砂斗容積，m；h3162?！A砂斗高度，m，取h339。=；S1,S2——分別為貯砂斗下口和上口的面積，m。則：b2= V1= =⑹貯砂室的高度h3：假設(shè)采用重力排砂，池底設(shè)6%的坡度坡向砂斗，則： h3=h3+l2=h3+162。162。L2b2b162。2162。2h3tan60176。132+b1=2180。176。+=162。(S1+S2+h313S1S2)21162。22h3(b1+b2+b1b2)=180。180。(++180。)=式中：b39?！獌沙辽岸分g的平臺長度，m，取b39。=。則： h3=h3+180。⑺池總高度H：H=h1+h2+h3 162。l2b2b162。2=+180。92180。= 式中：H——池總高度，m；h1——超高，m,取h1=；則：H=h1+h2+h3=++=⑻核算最小流速vmin： vmin=Qminn1Amin式中：Qmin——設(shè)計最小流量，m/s； n1——最小流量時工作的沉砂池數(shù)目；Amin——最小流量時沉砂池中的過水斷面面積，m； 則：vmin=Qminn1Amin=180。180。=(m/s)23(合格)氧化溝氧化溝是延時曝氣法的一種特殊形式，一般采用圓形或橢圓形廊道，池體狹長，池深較淺，在溝槽中設(shè)有機械曝氣和推進裝置，近年來也有采用局部區(qū)域鼓風曝氣外加水下推進器的運行方式。池體的布置和曝氣、攪拌裝置都有利于廊道內(nèi)的混合液單向流動?！?，使活性污泥呈懸浮狀態(tài)，在這樣的廊道流速下，混合液在5—15min內(nèi)完成一次循環(huán)，而廊道中大量的混合液可以稀釋進水20—30倍，廊道中水流雖呈推流式，但過程動力學接近完全混合反應池。當污水離開曝氣區(qū)后，溶解氧濃度降低，有可能發(fā)生反硝化反應。大多數(shù)情況下，氧化溝系統(tǒng)需要二沉池，但有些場合可以在廊道內(nèi)進行沉淀以完成泥水分離過程。該設(shè)計為小型污水廠，選擇交替型三溝式氧化溝，其出水水質(zhì)高，脫氮除磷效果明顯，構(gòu)筑物簡單。三溝式氧化溝（T型）是由三個相同的氧化溝組建在一起作為一個單元運行，三個氧化溝之間相互雙雙連通，兩側(cè)的氧化溝可起曝氣和沉淀的雙重作用，中間的氧化溝一直作為曝氣池，原污水交替進入兩側(cè)的氧化溝，處理水則相應的從作為沉淀池的兩側(cè)氧化溝流出。其運行方式可以根據(jù)不同的進水水質(zhì)及出水水質(zhì)要求而改變，所以系統(tǒng)運行靈活，操作方便。三溝式氧化溝是一個AO（兼氧好氧）活性污泥系統(tǒng)，可以完成有機物的降解和硝化反硝化過程，能取得良好的BOD5去除效果和脫氮效果，依靠三池工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，可以免除污泥回流和混合液回流，運行費用大大的降低，處理流程簡單，省去二沉池，管理方便，基建費用低，占地面積小。⑴進水水質(zhì)BOD5濃度S0=200mg/L；SS = 250 mg/L；COD = 400 mg/L；NH4N = 30 mg/L；總P=4mg/L ⑵出水水質(zhì)BOD5濃度Se=30mg/L ；TSS濃度Xe=30mg/L； 混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度(MLVSS)Xv=2500mg/L(VSS/TSS=)； 污泥齡qc=25d；混合液懸浮固體濃度(MLSS)X=4000mg/L 內(nèi)源代謝系數(shù)Kd=＋Q=⑴氧化溝出水溶解性BOD5濃度S=SeS1，為了保證氧化溝出水的BOD5濃度，必須控制氧化溝出水所含溶解性的BOD5的濃度。其中S1為沉淀池出水中的VSS所構(gòu)成的BOD濃度S1=(VSS/TSS)180。TSS180。(1e=180。180。30180。(1e=(mg/L)180。180。55))S=SeS1==(mg/L)⑵好氧區(qū)容積V1： V1=YqcQ(S0S)Xv(1+Kdqc)式中：Y—污泥的產(chǎn)率系數(shù)，；q