例课程设计说明书好氧沉淀池.docx
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例课程设计说明书好氧沉淀池
活性污泥法的应用
例:
供参考
生活污水排放量90000mVd,采用普通活性污泥法处理,以格栅、曝气池、二沉池为
主要处理设备对其工艺进行设计。
1绪论
1.1城市污水处理技术的发展趋势
工艺名称
污泥负荷(
/(kgMLVSS
kgBOD
•d))
MLSS
(mg/L)
停留时间
(h)
特点
传统工艺
0.2〜
0.4
1500〜3000
4〜8
出水水质较好、污泥不稳定
分段进水
0.2〜
0.4
2000〜3500
3〜5
负荷适应性强、污泥不稳定
吸附再生
0.2〜
0.6
2000〜8000
3〜5
负荷适应性强、污泥不稳定
氧化沟
0.05-
-0.3
3000〜6000
8〜36
耐负荷、水质好、污泥较稳定
序批池
0.05-
-0.3
1500〜5000
12〜50
耐负荷、水质好、污泥较稳定
一体化池
0.05-
-0.3
1500〜5000
12〜50
耐负荷、水质好、污泥较稳定
A/0法
0.05-
-0.2
2000〜3500
6〜15
水质好、耐负荷、污泥较稳定
A/A/O法
0.1〜
0.25
2000〜3500
6〜12
水质好、耐负荷、污泥较稳定
AB法
0.3
〜5
1500〜3000
3〜5
针对高浓度进水、污泥不稳定
表几种不同污水处理工艺技术特点
1.2
废水处理过程中采用的工程菌为活性污泥絮凝体,也称为生物絮凝体,其骨干部分是由千万个细菌为主体结合形成的统称为“菌胶团”的团粒。
活性污泥内微生物处于内源呼吸器或减衰增值期后段时,运动性能微弱、动能较低,不能与范德华力相抗衡,摒弃贼布朗运动作用下,菌体互相碰撞,结合形成活性污泥絮凝体。
B0D5
城市生活污水的可生化性(竺竺)是不同的,(-BO^)值越大,则可生化性越
CODcrCODcr
好,生化处理效率高,反之,可生化性差,生化处理效果亦差。
本设计(COD
BOD^)=200/420=0.47属于可生化性范围内,说明本设计处理的废水可生
Cr
化性好,按给出的水质条件设计处理废水可以达到工艺要求。
2水处理厂设计方案的确定与论证
2.1设计任务
生活污水排放量90000mVd,采用普通活性污泥法处理,以格栅、曝气池、二沉池为
主要处理设备对其工艺进行设计。
C4333
污水的平均处理量为Q平=9"0m/d=3750m/h=1.04m/s;污水的最大处理量为
Qmax"。
少10m/d=4500m3/h=1.25m3/s;污水的最小处理量为
4333
为1.2。
⑴
Qmin=7.5x10m/d=3125m/h=0.868m/so总变化系数取K总
2.4.2设计水质设计水质如表所示。
表设计水质情况呵冋
项目
COD
BOD5
SS
入水(mg/L)
450
300
150
出水(mg/L)
100
<30
<30
去除率(%
77.7
90
80
2.5设计要求和主要参数
1.首先,必须确保污水厂处理后达到排放标准。
考虑现实的经济和技术条件,以及当地的具体情况(如施工条件),在可能的基础上,选择的处理工艺流程、构(建)筑物形式、主要设备、设计标准和数据等,应最大限度的满足污水厂功能的实现,使处理后污水符合水质要求。
2.污水厂设计采用的各项设计参数必须可靠。
设计师必须充分掌握和认真研究各项自然条件,如水质水量资料、同类工程资料。
按照工程的处理要求,全面的分析各种因素,选择好各项设计数据,在设计中一定要遵守现行的设计规范,保证必要的安全系数。
对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。
3.污水处理厂设计必须符合经济的要求,污水处理工程方案设计完成后,总体布置、单体设计及药剂选用等要尽可能采取合理措施降低工程造价和运行管理费用。
4.污水厂设计应当力求技术合理。
在经济合理的原则下,必须根据需要,尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术,但要确保安全可靠。
5.要根据当地自然、地形条件及土地与资源情况,因地制宜、综合考虑选择适合当地情况的处理工艺。
要尽量少占农田或不占农田,充分利用河滩沼泽地、洼地或旧运河。
6.污水厂设计必须注意近远期的结合,不宜分期建设的部分,如配水井、泵房及加药间等,其土建部分应一次建成;在无远期规划的情况下设计适应为今后发展留有挖潜和扩建的条件。
7.污水厂设计必须考虑安全运行的条件,土适当设计分流设施、超越管线、甲烷气的安全储藏等。
8.污水长的设计在经济条件允许情况下,厂内布局、构(建)筑物外观、环境及卫生等可以适当注意美观和绿化。
9.施工和运行管理也是确定处理工艺应考虑的因素,如地下水较高、地质条件较差
另外,也应考虑所确定处理工艺
的地区,就不宜选用深度大、施工难度高的处理构筑物。
应运行简便、操作方便。
等因素加以选择。
主要设计参数
2.7设计方案的综合比较
按照污水处理工艺设计依据和原则,经过对传统活性污泥法、延时曝气活性污泥法、
AB法进行比选:
方案一、
传统活性污泥法工艺方案
A工艺特征
B方案主要特点
1.处理效率高。
一般BOD去除率为90%-95%
2.适用于处理要求高而水质比较稳定的废水
3.工艺设备容易设计
4.运行参数熟悉,操作简单
5.易于管理。
6.工艺十分成熟。
设备费用低。
方案二、
AB活性污泥法工艺方案
AB活性污泥法是活性污泥法的一种变形。
此法B段投资和费用较高;另外,由于A
段去除了较多的BOD可能造成碳源不足,难以实现脱氮工艺.对于污水浓度较低的场合,
B段运行较为困难,也难以发挥优势。
方案三、
传统活性污泥法工艺方案和延时曝气活性污泥法方案的主要优缺点进行比较。
比较见下表
可知延时曝气活性污泥法工艺存在反应器容积大、污泥沉降性能差、需氧量大,而传统活性污泥法工艺成熟,设备容易设计,且成本较低,特别适合城市污水处理,完全可以满足本设计的要求。
综上所述,并结合实践表明,采用传统活性污泥法工艺。
表5
传统活性污泥法工艺方案
延时曝气活性污泥法方案
主要优点
1.
处理效果高,效果稳定出水水质好;
2.
流程简单,维护管理方便,运行灵活;
3.
工艺性能熟悉,容易预测
3.剩余污泥稳定性好
4.
工艺和设备容易设计
4.硝化程度咼
5.
运行参数熟悉,操作稳定
6.
应用广泛,适合处理城市污水
7.
投资和运行费用中等
8.
污泥沉降性能中等
主要缺点
1.
硝化效果差
1.反应器容积大
2.污泥沉降性能差
3.需氧量大
图1传统活性污泥法
3主要构筑物的选择及设计计算
3.4沉砂池
3.4.1沉砂池设计说明
沉砂池的形式有平流式、竖流式、辐流式沉砂池。
其中,平流式矩形沉砂池是常用的
形式,具有结构简单,处理效果好的优点。
其缺点是沉砂中含有15%勺有机物,使沉砂的后续处理难度加大。
竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内,无机物颗粒借重力沉于池底,处理效果一般较差。
曝气沉砂池是在池体的一侧通入空气,使污水沿池旋转前进,从而产生与主流垂直的横向环流。
其优点:
通过调节曝气量,可以控制污水的旋流速度,使除砂效果较稳定;受流量变化的影响较小;同时还对污水起预曝气作用,而且能克服平流式沉砂池的缺点
综上所述,采用曝气沉砂池。
池子共有2座;
尺寸:
12mrK6.25mX4.09m;
有效水深为2.0m。
3.4.2沉砂池池体的计算
(1)池子总有效容积V
V=Qmaxt咒60
t最大设计流量时的流行时间,min,—般为1min〜3min,据相关资料,
此处取t=2min。
则:
V=Qaxt^60=1.25260紿50
(2)水流断面面积A
A_Qmax
V
式中:
V――最大设计流量时的水平流速,ms,据相关资料,取v=0.1ms。
一般为0.06m/s—0.1m/s
iTltlAQmax匸25虫cL2
则:
A===12.5m
V0.1
(3)池子总宽度B
A
B=—
h2
式中:
h2――设计有效水深,m,据相关资料,取h2=2.0m,一般值为2m—3m。
则:
b=°=256.2m
h22.5
(4)池子单格宽度b
b=B
n
式中:
n——池子分格数,个,取n=2。
则:
|3=旦=逻=3.1口
n2
(5)校核宽深比:
%2=3.1/2.0=1.55,在1—2范围内,符合要求。
⑹池长L
A
则:
L=匕=型=12口
A12.5
(7)校核长宽比:
L/B=12/3.1=3.87>3.5,符合要求。
(8)每小时所需空气量q
q=dQmaxX3600
式中:
则:
d――每m3污水所需空气量,m3/m3,据相关资料,取d=0.2m7m3。
q=dQaxX3600=0.21.2536O0n9OO
(1)砂斗所需容积V
VQmaxXTX86400
K总咒106
式中:
X——城市污水沉砂量,m3/106m3污水,据相关资料,取X=9m7106m3污水;
T――两次清除沉砂相隔的时间,d,据相关资料,取T=2d;
生活污水流量总变化系数,由设计任务书K总=1.2。
贝y.VQmaXTx864001.25x30x2x864005伽3
、:
-K总X106-1.2X106-.
(2)每个砂斗所需容积V.
n
式中:
n——砂斗个数,设沉砂池每个格含两个沉砂斗,有2个分格,沉砂斗个数为4
(3)砂斗实际容积V
V^-^(2a1+2a2+2a1a2)
2h4+
印=+a2
tana
⑦一一砂斗下口宽,m,据相关资料,取a2=1m;h4――砂斗高度,m,据相关资料,取h4=0.8m;a——斗壁与水平面倾角,二据相关资料,取o=55"o
rrm2h42咒0.8
贝a^+a2=+1s:
2.1m
tanatan55
V^h((2a12+2a|+2a1a2)=竺(2咒2.12+2咒12+2咒2.1O)
66
=2.03m3>VF1.35m3
(4)沉砂池总高度H(采用重力排砂)
H=h1+h^+h^+h4
h3=(L-ai)i
式中:
hi――超高,m,据相关资料,取h=0.3m;
i――池底坡向砂斗的坡度,据相关资料,取i=0.1,—般值为0.1—0.5
贝U:
h3-(L-aQi=(12-2.1)x0.1=0.99m
H=^1)+0+hB+人4=0.3+2.0+0.99+0.8=4.09m
(5)最小流速校和
v二Qmin
式中:
minnWminambd
Q设计流量,m3/s,取Q=1.04m3/s;
Qmin――最小设计流量,m3/s;Qmin=0.868m3/s
采用重力排砂,排砂管直径D=300mm,在沉砂池旁设贮砂池,并在管道首端设贮砂阀门。
(1)贮砂池容积V
V讪+7.5h2b
贝V=nV+7.5h2b=4X2.03+7.5咒2.0咒3.1=54.62m3
查《给排水设计手册》,经曝气沉砂池,ss去除率10%。
则:
SS=150x(1-10%)=150^90%=135mg/L
3.5初沉池
3.5.1初沉池设计说明
沉淀池主要去除依附于污水中的可以沉淀的固体悬浮物,按在污水流程中的位置,可以分为初次沉淀池和二次沉淀池。
初次沉淀池是对污水中的以无机物为主体的比重大的固体悬浮物进行沉淀分离。
沉淀池按水流方向可分为平流式的、竖流式的和辐流式的三种。
竖流式沉淀池适用于处理水量不大的小型污水处理厂。
而平流式沉淀池具有池子配水不易均匀,排泥操作量大
的缺点。
辐流式沉淀池不仅适用于大型污水处理厂,而且具有运行简便,管理简单,污泥处理技术稳定的优点。
所以,本设计在初沉池选用了辐流式沉淀池。
初沉池共有2座,直径为40m,高为6.83m,有效水深为4.0m。
为了布水均匀,进水管设穿孔挡板,穿孔率为10%-20%,出水堰采用直角三角堰,池内设有环形出水槽,双堰出水。
每座沉淀池上设有刮泥机,沉淀池采用中心进水,周边出水,单周边传动排泥。
其特点是运行效果好,设备简单。
3.5.2初沉池池体尺寸计算
(1)沉淀部分水面面积F
式中:
Qmax――最大设计流量,m3/h,Qmax=4500m7h;
池子直径D
实际水面面积Fo
nF,2x1256
核算表面负荷:
q=2二」75^=1.5m3/m2hv1.8m3/m2h,符合要求.
(4)沉淀部分有效水深h2
式中:
t——沉淀时间,h,据相关资料,取t=2.0h。
则:
d=qt=2.0x2.04m0
⑸校核径深比:
D/h1=40/4.0=10,在6—11内,符合要求
沉淀部分有效容积V'
V'=Qmaxt
污泥部分所需的容积V
SNT
V=
1000n
式中:
S——每人每日污泥量,L/人£,查《给排水设计手册》取S=0.6L/人d;一般
范围为(0.3—0.8)L/人d
N――设计人口数,人,取N=27"04人;为SS的设计人口,因为此处主要去除
的就是SS
T――两次清除污泥相隔时间,h,据相关资料,取T=4h0
d=(「1-r2)tanet
式中:
hs——污泥斗高度,m;
ri
污泥斗上部半径,m,据相关资料,取r1=2.0m;
「2――污泥斗下部半径,m,据相关资料,取r2=1.0m;
a――斗壁与水平面倾角,0,据相关资料,取a=60\
则:
ho=(「1-「2)tan=(2.—01.0)tan6m1.73
y=哑(『+^「2+「22)=3.14x1.73x(2.02+2.0X1.0+1.02)=12.7m3
33
(9)污泥斗以上圆锥部分污泥容积V,
V2=^(r2+Rr1+『)
3
式中:
h4――圆锥体高度,m;
R——池子半径,i—坡度,据相关资料,此处取i=0.05
mD40
贝U:
h4=(R-r1)i=(亍一r)=(y-2.0)x0.05=0.9m
兀hq223.1^^0.9223
V2=—(R2询+『)=(202+20X2.0+2.02)=418.2m3
33
(10)沉淀池总高度H
式中:
h1――超高,据相关资料,取h1=0.3m;
h3――缓冲层高度,据相关资料,取h3=0.3m,一般值为0.3—0.5
h2—锥体高度,为0.9mho—泥斗高度,为1.73m
则:
H=h+h+h
+h+h0亍34.0P.3+0.91.73m7.23
(11)沉淀池池边高
(12)污泥总容积V
V=V什V2=12.7+418.3=430.9m>20m3
(13)校核径深比:
(14)
D/h=40/4=10.00在6〜12之间,符合要求
(2)中心管设计要求
⑶套管直径D,取D1=2.2m
h=电=竺=2.0m
22
4“252=0.165m/s
np2x3.14x2.2
V2在0.15~0.20m/s之间,符合要求。
(4)设8个进水孔,取B=2b
兀D1=8(B+b)
⑸h,取V3=0.18ms
1.25
⑹V1,取d=900mm
则:
V1=4Qma2L=4灯.252=0.983m/s
n;rd2x3.14x0.9
v1在0.9~1.2m/s之间,符合设计要求。
3.5.4
h=0.04m,一般为
出水堰的计算
(1)出水堰采用直角三角堰,过水堰水深,据相关资料,取0.021—0.2之间
堰口流量:
q=1.4h"=0.448L/S三角堰个数:
n-Q^s」25咒10=1395个
mq2x0.448
出水堰的出水流速取:
V=0.8m/S
则:
断面面积A=Qm—匸25=0.39m2
2nv2X2X0.8
(5)据相关资料,取槽宽为0.8m,水深为0.8m,出水槽距池内壁0.5m贝U:
D内=D-0.8X2-0.5咒2=40-1.6-1.0=37.4m
D外=D-0.8咒2=40—1.6=38.4m
(6)出水堰总长l
I"(D内+D外)=3.14x(36.8+38.4)=236m
(7)单个堰堰宽r=L二23613=0.17m
n1395
(8)堰口宽0.10,堰口边宽0.17-0.10=0.07m
017
(9)堰高^=0.085m
2
q'在1.5〜2.9L/S之间,符合设计要求。
3.5.5集配水井计算
(1)设计用一个集配水井,共一座。
Q^Qmax=1^=1.25m7s
11
⑵配水井来水管管径D1取D1=1500mm,其管内流速为v
⑶上升竖管管径D2取D^1600mm,其管内流速为v?
(4)竖管喇叭口口径D3,其管内流速为V3
D3=1.302=1.3x1600=2080mm取D^2100mm
⑸喇叭口扩大部分长度h,,取a=45"
⑹喇叭口上部水深h1=0.5m,其管内流速为V4
(7)配水井尺寸:
直径D4=D3+(1.0~1.6),取D4=D3+1.5
则:
则:
D^D3+1.5=2.1+1.5=3.6m
(8)集水井与配水井合建,集水井宽B=1.2m,集水井直径D5
Ds“4+2B=3.6+2咒1.2=6.0m
3.5.6出水水质
查《给排水设计手册》,经初沉池BOD5、SS去除率分别取25%、60%。
B0D5=300x(1-25%)=225mg/L
SS=135x(1-60%)=135咒40%=54mg/L
3.5.7选型
依据上述计算结果,选用DZG型单周边传动刮泥机能够满足设计要求。
数量两台,每座初沉池一台。
其性能如表8所示。
表8DZG-35型单周边传动刮泥机性能表
3.7二沉池
3.7.1二沉池设计说明
二次沉淀池是对污水中的以微生物为主体的、比重小的、因水流作用易发生上浮的固体悬浮物进行分离。
本设计二沉池选用辐流式沉淀池。
二沉池3座,直径为36m高为6.79m有效水深为3.5m。
也采用中心进水,周边出水,排泥装置采用单周边传动的刮吸泥机。
其特点是运行效果好,设备简单。
3.7.2二沉池池体尺寸计算
(1)沉淀部分水面面积F
(2)池子直径D
则:
(4rj^^33.7m取D=36m
V兀V3.14
(3)实际水面面积F©
Fq=
核算表面负荷q=“=一3750一=1.23m3/m2比,
F.1017.4^3
q在0.72〜1.80m7m2h之间,符合设计要求。
(4)沉淀部分有效水深h2
h2=qt式中:
t——沉淀时间,h,据相关资料,取t=2.5h。
贝9:
h2=qt=1.4x2.5=3.5m
(5)沉淀部分有效容积V
Q
V'=-t
n
则:
V'=Qt二3750%?
^=3125m3
n3
(6)污泥部分所需的容积V
1000n
式中:
S——每人每日污泥量,L/人d,据相关资料,取S=0.6L/人d;
N——设计人口数,人,取N=27x104人;
T――两次清除污泥相隔时间,h,据相关资料,取T=4h0
4
rmi、,SNT0.627104.
则:
V===9.m
100r02410003
(7)污泥斗容积V
兀hs22
V1二〒(r1「1「2+「2)h5=(「1T2)tana
式中:
――V^^(r12
3
+叩2中「22)污泥斗高度,m;
「1――污泥斗上部半径,m,据相关资料,取r1=2.0m;
a——斗壁与水平面倾角,:
据相关资料,取a=60”0
则:
h5=(「1-0tan=(2.-01.0)tan6m1.73
y=亠(rj+^「2十^)=3.14咒1.73咒(2.02+2.0冥1.0+1.02)=12.7m33-
(8)污泥斗以上圆锥部分污泥容积V2
V2=^(R2予+『)
3
式中:
h4――圆锥体高度,m;
R——池子半径,
D36
则:
h4-(R-rJi=(——「)=(—-2.0)x0.06=0.96m
2
兀h4
2
V2=^(r2+Rr1+rj)=3.14天0.96(182+18^2.0+2.02)=365.7口3
33
(9)沉淀池总高度H
H=h,+h2+hs+hu+hs
式中:
h1――超高,据相关资料,取h1=0.3m;
(10)沉淀池池边高H'
H,=hi+h2+h3
(11)污泥总容积V
(12)径深比D/h2
D/h2=363.5=10.3在6~12之间,符合设计要求。
3.7.3中心管计算
(1)进水管直径D「,取D尸800mm
v■在0.9~1.2m/s之间,符合设计要求。
(2)中心管设计要求
v^^QmaX^=—=0.164m/s
n^D123X3.14X1.82
V2在0.15~0.20m/s之间,符合设计合理要求。
(4)设8个进水孔,取B=2b
心=8(B+b)
⑸h,取V3=0.18m/s
(6)v-i,取d=800mm
v1在0.8~1.2m/s之间,符合设计要求。
(1)
(5)取槽宽为0.5m,水深为0.8m,出水槽距池内壁0.5m贝U:
D内=D-0.5x2-0.5x2=36-1-1=34m
D外=D—0.5x2=36—1=35m
(6)出水堰总长l
I=;i(D内+D外)=3.14x(34+35)=216.66m
⑺单个堰堰宽21666=0.21m
n1042
(8)堰口宽0.14,堰口边宽0.21-0.14=0.07m
025
(9)堰高■=0.125m
1.25X10
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