污水处理厂SBR工艺的设计说明.docx
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污水处理厂SBR工艺的设计说明
荣成市污水处理厂初步设计
摘要
荣成市地处半岛最东端,三面环海,海岸线长500公里。
拥有石岛、龙眼两个一类开放口岸,省GDP排名第一的县级市(威海市代管),中国魅力城市,优秀旅游城市,生态园林城市,人居例城市,环保模城市,新兴工业强市,沿海开放城市,海洋经济大市,国家级海洋食品名城,人口较多。
所以使用SBR工艺设计一个荣成市的污水处理厂。
SBR是序列间歇式活性污泥法(SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess)的简称,是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术,又称序批式活性污泥法
与传统污水处理工艺不同,SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式,非稳定生化反应替代稳态生化反应,静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。
它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作‘SBR技术的核心是SBR反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,无污泥回流系统。
经过这个废水处理工艺的废水可达到设计要求,可以直接排放。
产生的污泥经过浓缩、压滤等处理后,进行堆肥产生一定的经济效益。
关键词:
荣成市;SBR工艺;生活污水;污泥
City25,000m3/dsanitarysewageSBRofRongchengdealswith
technologicaldesign
Abstract
RongchengislocatedintheeasterntipofShandongPeninsula,surroundedbythesea,acoastlineof500km.RongchenghasShidao,longanwhichareone-classopenport,anditisthefirstcounty-levelcityGDPrankings(WeihaiCityhosted)inShandongProvince.ItwasHewasknownastheChinesecharmofthecity,excellenttouristcity,eco-gardencity,livingexamplescities,environmentalprotectionmodelcity,theemergingstrongcity,coastalopencities,theGreatCityNatiorialOceanmarinefoodcity.However,ithaslagerpopulation.SousetheSBRprocessdesignofasewagetreatmentplantinRongcheng・
SBRistheabbreviationoftheintermittencetypeactivemudlaw(SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess)ofthearray,itisonekindthatexposestothesuntheactivemudsewagetreatmenttechnologythattheangrywayoperatesaccordingtotheintermittence,alsocalledthecriticizingtypelawofactivemudofpreface・
Differentfromtraditionalsewagedisposaleraft,SBRtechnologyadoptoperationmodethattimecutapartsubstituteoperationmodethatspacecutapart,stabilizebiochemistryisitsubstitutestablestatebiochemistryreact,quiettoputidealprecipitateandsubstitutethetraditionaldynamicsedimenttoreact・Onmaincharacteristicofitoperateinorderandintermittenceoperate,core,SBRoftechnologythatSBRreactsinthepool,thispoolcollectsmelting,sinkingforthefirsttime,functionthatbiodegradation,twosink,etc・inonepond,thereisnomudbacksetcurrentsystem・Canreachthedesigningrequirementthroughthewastewaterofthiswastewatertreatmentcraft,candischargedirectly・Mudthatproduceafterconcentrating,pressingandstrainingetc・dealingwith,gooncompostproducesureeconomicbenefits・
Keywords:
Rongcheng;SBRcraft;sanitarysewage;mud
0引言1
1扌既2
1.1设计任务和依据2
1.1.1设计任务2
1.1.2设计依据2
1.2设计要求2
1.2.1污水处理厂设计原则2
1.2.2污水处理工程运行过程中应遵循的原则3
1.3原始数据3
1.4荣成市城市环境条件槪况4
1.4.1地理位置4
1.4.2气象水文4
2工艺比较分析5
3设计计算8
3.1原始设计参数8
3.2中格柿8
3.2.1设计说明8
3.2.2设计参数8
3.3污水提升泵房和集水井11
3.3.1提升泵11
3.3.2集水井11
3.5沉砂池14
3.5.1设计说明14
3.5.2设计参数14
3.5.3设计计算14
3.6配水井设计16
3.6.1配水井设计要求16
3.6.2配水井设计计算17
3.7SBR反应池18
3.7.1设计说明18
3.7.2SBR反应池容积计算20
3.7.3SBR反应池运行时间与水位控制21
3.7.4排水口高度和排水管管径22
3.7.5排泥量及排泥系统22
3.7.6需氧量及曝气系统设计计算23
3.7.7空气管计算25
3.7.8潔水器26
3.8鼓风机房26
3.9接鮒消毒池27
3.9.1设计说明27
3.9.2设计参数28
3.9.3设计计算28
3.10污泥处理系统的设计29
3.10.1污泥水分去除的意义和方法29
3.10.2产泥量29
3.10.3集泥井30
4污水处理站平面布置和高程布置31
4.1污水处理厂平面布置31
4.1.1平面布置原则31
4.1.2平面布置33
4.1.3构筑物和建筑物主要设计参数35
4.2污水处理厂高程布置35
4.2.1主要任务35
4.2.2高程布置原则35
4.2.3水头损失计算36
4.2.4污水处理厂高程计算表:
38
5结论39
6参考文献40
7致41
8附表42
附表一构筑物和建筑物主要设计参数42
附表二污水处理厂高程计算表43
0引言
水是人类的生命之源。
它孕育和滋养了地球上的一切生物,并从各个方面为人类服务。
水的用途大致有以下几个方面:
生活用水、工业用水、农业用水、渔业用水、交通运输用水等。
一般情况下,与人类生产和生活密切相关的前三种用水不能大规模取用海洋咸水,而只能取用淡水。
但是,水环境中的淡水资源却很少,仅占总量的2.53%,而目前能供人类直接取用的淡水资源仅占0.22%,加之自然水源的季节变化和地区差异,以及自然水体遭到的普遍污染,致使可能直接取用的优质水量日益短缺,难以满足人们生活和工农业生产日益增长的需求,因此保护和珍惜水资源,是整个社会的共同职责。
就我国而言,淡水资源人均不超过2545立方米,不到世界人均值的1/4,因此我们更应该保护和珍惜水资源。
SBR工艺早在20世纪初已有应用,由于人工管理的困难和繁琐未于推广应用。
此法集进水、曝气、沉淀在一个池子中完成。
一般由多个池子构成一组,各池工作状态轮流变换运行,单池由撇水器间歇出水,故又称为序批式活性污泥法。
该工艺将传统的曝气池、沉淀池由空间上的分布改为时间上的分布,形成一体化的集约构筑物,并利于实现紧凑的模块布置,最大的优点是节省占地。
另外,可以减少污泥回流量,有节能效果。
典型的SBR工艺沉淀时停止进水,静止沉淀可以获得较高的沉淀效率和较好的水质。
本次设计选择SBR工艺作为荣成市生活污水处理厂工艺的方案。
1概述
1.1设计任务和依据
1.1.1设计任务
本设计方案的编制围是荣成市生活污水处理工艺,处理能力为25000m7d,容包括处理工艺的确定、各构筑物的设计计算、设备选型、管道铺设、平面布置、高程计算。
完成总平面布置图、剖面图、一个主要构筑物的详图。
1.1.2设计依据
(1)《中华人民国环境保护法》和《水污染防治法》
(2)《污水综合排放标准GB8978-1996》
(4)《毕业设计任务书》
(5)《毕业设计大纲》
(6)业主提供的有关设计文件和基础数据
1.2设计要求
1.2.1污水处理厂设计原则
(1)污水厂的设计和其他工程设计一样,应符合适用的要求,首先必须确保污水厂处理后达到排放要求。
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。
(2)污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。
设计时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,全面地分析各种因素,选择好各项设计数据,在设计中一定要遵守现行的设计规,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(站)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尽可能采用合理扌皆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,但要确保安全可窕-
(5)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,设计时应为今后发展留有挖潜和扩建的条件。
(6)污水厂设计必须考虑安全运行的条件,如适当设置分流设施、超越管线、甲烷气的安全储存等。
(7)污水厂的设计在经济条件允许情况下,场布局、构(建)筑物外观、环境及卫生等可以适当注意美观和绿化。
1.2.2污水处理工程运行过程中应遵循的原则
在保证污水处理效果同时,正确处理城市、工业、农业等各方面的用水关系,合理安排水资源的综合利用,节约用地,节约劳动力,考虑污水处理厂的发展前景,尽量采用处理效果好的先进工艺,同时合理设计、合理布局,作到技术可行、经济
合理。
1.3原始数据
荣成市25000n?
/d生活污水SBR处理工艺设计
项目
进水水质(mg/1)
出水水质(mg/1)
BOD
240
W30
COD
390
£100
SS
220
W30
nh3-n
35
W25
TP
7.5
W3
设计要求
1.4荣成市城市环境条件概况
1.4.1地理位置
荣成市位于北纬36'58'—37°25‘,东经122°23'—122°35',地处半岛最东端,三面环海,海岸线长500公里。
拥有石岛、龙眼两个一类开放口岸,3个一类作业区,6个临时开放港口码头,拥有8处商港、12个万吨级以上码头,开启了13条国际国航线;深水良港多,港湾腹地大,水深坡陡,终年不冻,最近处距国际主航道仅5海里,对外开放和发展造船业条件优越。
陆地面积1495平方公里。
辖两区、12镇、10个街道、826个行政村、125个居委会,66.8万人。
1.4.2气象水文
(1)气象气候
荣成地处暖温带李风性湿润气候区,四季分明,年平均气温为12°C左右,年均日照2600小时左右,年均降水量800毫米左右。
常年受蒙古风和太平洋气流影响,年均风速5.4米/秒,沿海70米高处平均风速6.5米/秒,是全国风能资源最丰富的地区之一。
(2)工程地质资料
成土母质大部分为酸性岩风化物,土壊酸碱度在5.2〜&1之间,平均为6.4。
土壤代换量平均在6.5nie/100g土,保肥能力弱。
(3)水文资料
河网平均密度为0.22公里/平方公里。
多年平均年径流系数为0.36左右,2005年径流系数为0.51。
2工艺比较分析
(1)传统活性污泥法
传统活性污泥法,又称推流式活性污泥法,它是依据污水的自净作用发展而来的。
污水在经过沉砂、初沉等工序进行一级处理后,进入推流式曝气池,在曝气和水力条件下,曝气池中的水均匀地流动,污水从入口流向出口,前端液流不与后端液流混合。
在曝气池中,污水中的有机物绝大部分被微生物吸附、氧化分解,生成无机物,然后进入沉淀池。
在这个过程中,随着环境的变化,生物反应速度是变化的,F/M值也是不断变化的,微生物群的量和质不斷地变动,后行污泥的吸附、絮
凝、稳定作用不斷的变化,其沉降一浓缩性能也不斷地变化。
传统活性污泥法工艺流程图
传统活性污泥法的特点是:
1曝气池污水浓度从池首至池尾是逐渐下降的,由于在曝气池存在这种浓度梯度,污水降解反应的推动力较大,效率较高,对污水处理的方式较灵活。
2对悬浮物和BOI)的去除率较高。
3运行较稳定。
4推流式曝气池沿池长均匀供氧,会出现池首供氣过剩,池尾供氧不足,增加动力费用;且根据设计要求,对氮的去除率较高,而传统活性污泥法达不到要求。
(2)SBR工艺
SBR工艺早在20世纪初已有应用,由于人工管理的困难和繁琐未于推广应用。
此法集进水、曝气、沉淀在一个池子中完成。
一般由多个池子构成一组,各池工作状态轮流变换运行,单池由撇水器间歇出水,故又称为序批式活性污泥法。
‘泥饼外运
污泥浓缩
.泵
集泥井
一体机池
SBR工艺流程图
该工艺将传统的曝气池、沉淀池由空间上的分布改为时间上的分布,形成一体化的集约构筑物,并利于实现紧凑的模块布置,最大的优点是节省占地。
另外,可以减少污泥回流量,有节能效果。
典型的SBR工艺沉淀时停止进水,静止沉淀可以获得较高的沉淀效率和较好的水质。
SBR工艺一次性投资较少,SVI值较低,易于沉淀,一般不会出现污泥膨胀,自动化程度较高。
运行得当,处理效果优于连续式。
并且SBR系统可在生物处理后进行物化处理,不需要增加设施,便于水的回收利用,并且工艺流程简单、造价低。
主体设备只有一个序批式间歇反应器,无二沉池、污泥回流系统,调节池、初沉池也可省略,布置紧凑、占地面积省,适用于中小城镇的工程设计。
但是,SBR工艺也有一些缺点。
它对自动化控制要求很高,并需要大量的电控阀门和机械撇水器,稍有故障将不能运行,一般必须引进全套进口设备。
由于一池有多种功能,相关设备不得已而闲置,曝气头的数量和鼓风机的能力必须稍大。
池子总体容积也不减小。
另外,由于撇水深度通常有1.2-2米,出水的水位必须按最低撇水水位设计,故总的水力高程较一般工艺要高1米左右,能耗将有所提高。
SBR(序批式活性污泥法)工艺早在1914年即已开发,但由于当时监测手段落后,并没有得到推广应用。
1979年美国的L.Irvine对SBR工艺进行了深入的研究,并于1980年在印第安那州的Culver改进并投产了一个SBR污水处理厂。
此后随着计算机监控技术、各种新型不堵塞曝气器和软件技术的出现,同时也由于开发了在线溶解氣测定仪、水位计等精度高并且对过程控制比较经济的水质检测仪表,污水处理厂的运行管理逐渐实现了自动化,加之SBR具有均化水质、工艺简单,处理效果稳定,耐冲击负荷力强,出水质好,操作灵活、占地面积少等优点而成为包括美、徳、日、澳、加等在的许多工业发达国家竞相研究和开发的热门工艺。
以澳大利亚为例,近10多年来建成采用SBR工艺的污水处理厂就达近600座之多。
SBR工艺一般适用于中小规模、土地紧、具有引进设备条件的场合。
所以选用SBR工艺。
3设计计算
3.1原始设计参数
原水水量
Q=25000m7d=0.289m7s
取流量总变化系数为
_2.7_2.745
ze011289.35()JI・
设计流量
(2max=K7Q=0.289xl.45=0.4196m3/s
3.2中格栅
3.2.1设计说明
格栅一般斜置在进水泵站之前,主要对水泵起保护作用,截去生活水中较大的悬浮物,它本身的水流阻力并不大,水头损失只有几厘米,阻力主要产生于筛余物堵塞栅条,一般当格柵的水头损失达到10-15厘米时就该清洗。
格栅按形状可分为平面格柵和曲面格柵两种,按格柵栅条间隙可分为粗格栅(50'100min)»中格栅(10~40mm)»细格柵(3~10mm)三种。
根据清洗方法,格柵和筛网都可设计成人工清渣和机械清渣两类,当污染物量大时,一般应采用机械清渣,以减少人工劳动量。
本设计栅渣量大于0.2m:
7d,为改善劳动与卫生条件,选用机械清渣,由于设计流量小,悬浮物相对较少,采用一组中格柵,既可达到保护泵房的作用,又经济可行,设置一套带有人工清渣格栅的旁通事故槽,便于排除故障。
3.2.2设计参数
设过栅流速:
v=0.9m/s(取0.6-1.Om/s)
枷前水深:
h二0.4m(取0.3~0.5m)
格柿安装倾角:
a=60°(取60-75)
机械清渣设备:
选择旋转式格柿除污机
hd
格栅计算草图
3.2.3设计计算(3个,2用1备)
(1)格栅间隙数
疵歸一0.4196Jsin60°_
2bhv2x0.03x0.4x0.9
Qmx最大废水设计流量m7s
a——格柿安装倾角60~75:
取60>
h栅前水深0.4m
b——栅条间隙宽度取30伽
过栅流速0.9m/s
验算平均水量流速v=0.87m/s符合(0.4-0.9m/s)
(2)栅槽宽度B
B=5(n-1)+Z?
z?
=0.02x(19-1)+0.03x19=O.93m
s——栅条宽度取0.02m
B格栅宽度in
(3)进水渠道渐宽部分长度I】
进水渠宽B「渐宽部分展开角度匕=20。
hxv0.4x0.7
近水渠流速取0.7m/s
2tanOj2tan20°
(4)柵槽与出水渠道连接处渐窄部分1,
12=/1/2=0.125w
(5)栅槽总长度
Tjn7
厶=li+h+0・5+l・0+——=0.25+0」25+0・5+1・0+—:
—=2.28/h
tan60°tan60°
=h+/?
1h2栅前渠道超高*采用0.3m
(6)过栅的水头损失
h.=£——sinok
2g
£——阻力系数
P——设栅条斷面为锐边矩形斷面取2.42
求出11)=0.15m
(7)栅后槽总高度H
//=h+/?
1+/?
2=0.85/h
(8)栅渣量(总)
甲_86400久訓
1000K,
说一一柿渣量,由格柿间隙决定,查表得0.03,
W=0.75m3/d>0.2m3/d宜采用机械清渣。
选择获转式格栅除污机GH-1000一台
格栅宽度
桶条间距
整机功率
桶条截面积
格栅
(nun)
(nini)
(KW)
(nmixnun)
倾角
1000
10-50
0.75-3
10x50
60°~75°
3.3污水提升泵房和集水井
3.3.1提升泵
根据污水流量'泵房设计为LxB=10x8m°
提升泵选型:
采用300QW800-12型潜水排污泵
转速:
980r/min
流量Q:
875mVh
提升高度:
12m
功率:
45Kw
购买3台,2台工作,1台备用。
3.3.2集水井
设计中选用3台污水泵(2用1备),则每台污水泵的设计流量为:
Q=15102=755n?
/5
122
按一台泵最大流量时5min的出水量设计»则集水池的容积:
¥=0^=755-60x6=75.5(/»3)
取集水池的有效水深为h=2.5加
集水池的面积为:
f=X==30.2(w2)
h2.5
集水池尺寸:
采用宽度为5m,则集水池长度7m。
集水池保护水深0.5m»实际水深为2.5+0.5=3.Oin。
3.4泵后细格栅(3个,2用1备)
公式计算同上。
参数选取:
柵前水深h=0.4m
过栅流速v二0.8m/s
栅条间隙宽b=10mm
格栅安装倾角a=60。
(1)格栅间隙数
Onwc后°・4196Jsin60°
2bhv2x0.01x0.4x0.8
=62个
验算平均水量流速v=0.8m/s符合(0.4-0.9m/s)
(2)栅槽宽度B
B=S(n-l)+/?
z?
=0.01x(62-1)+0.01x62=1.23m
(3)进水渠道渐宽部分长度I】
进水渠宽h,渐宽部分展开角度@=20。
「3=°如96/2=075加hxv0.4x0.7
v*近水渠流速取0.7m/s
>1=
B—B】_1・23-0・75
2tan8]2tan20°
=0.66m
(4)栅槽与出水渠道连接处渐窄部分匚
12=/|/2=0・33加
(5)柵槽总长度
厶=1+人+0.5+1.0+H、=0.66+0.33+0.5+1.0+°”=2.95/n
1・tan60°tan60°
H严h+h
h2——栅前渠道超高,采用0.4m
(6)过栅的水头损失
h.=s——sillok
2g
>——阻力系数
0——设栅条断面为圆形断面取1.79
h|=0・15m
(7)栅后槽总高度H
(8)栅渣量(总)
H=h+人+鸟=0.95加
评_86400QJ仏
1OOOKZ
阀一一柿渣量,由格柿间隙决定,查表得0.10,
W=2.49m3/d>0.2m3/d宜采用机械清渣。
选择旋转式格柿除污机FH-1400
格栅宽度
柿条间距
整机功率
栅条截面积
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