污水处理厂初步设计——AB工艺

目 录一、课程设计要求1、总体要求2、设计要点二、污水处理构筑物设计计算三、污水处理构筑物设计计算1、原始资料计算2、处理程度计算3、中格栅设计说明4、污水提升泵房的计算5、沉砂池 6、A 段工艺计算7、中沉池8、B 段工艺计算9、二沉池10、鼓风机房11、接触消毒池12、污泥浓缩池设计计算13、贮泥池设计计算14、污泥提升泵的选择15、脱水（2 台）16、处理流程的高程计算四、高程水力计算表一、课程设计要求1、总体要求（1）在设计过程中，要发挥独立思考、独立工作的能力；（2）本课程设计重点训练对污水处理主要构筑物的设计计算和污水处理厂的总体布置。（3）课程设计不要求作多方案设计比较，污水处理构筑物选型，按其技术特征加以说明。（4）设计计算说明书，应内容完整（包括计算草图） ，简明扼要，文理通顺，字迹端正。设计图纸应按标准绘制，内容完整，主次分明。2、设计要点（1）污水处理设施设计一般规定该市排水系统为分流制，污水流量总变化系数取 1.4。处理构筑物流量：曝气池之前，各种构筑物按最大日最大时流量设计；曝气池之后（包括曝气池） ，构筑物按平均日平均时流量设计。处理设备设计流量：各种设备选型计算时，按最大日最大时流量设计。 管渠设计流量：按最大日最大时流量设计。各处理构筑物不应小于 2 组（格或座） ，且按并联设计。各处理构筑物形式自定，设计参数参见教材、室外排水设计规范及设计手册等资料。（2）污水处理厂平面布置平面布置原则参考教材污水处理厂设计篇章，重点考虑厂区功能区划、处理构筑物布置、构筑物之间及构筑物与管渠之间的关系。厂区平面布置时，除处理工艺管道之外，还应有空气管，自来水管与超越管，管道之间及其与构筑物，道路之间应有适当间距。污水厂厂区主要车行道宽 68m，次要车行道 34m ，一般人行道13m，道路两旁应留出绿化带及适当间距。污泥处理按污泥来源及性质确定，本课程设计仅根据所选方案在流程图中画出污泥处理流程，不做设计计算。污泥处理部分场地面积预留。污水厂厂区适当规划设计机房（水泵、风机、剩余污泥、回流污泥、便配电用房） 、办公（行政、技术、中控用房） 、机修及仓库等辅助建筑。厂区总面积自定，图面参考给水排水制图标准GB/T50106 2001，重点表达构（建）筑物外形及其连接管渠，内部构造及管渠不表达。（3）工艺流程布置图考虑构筑物及管道水头损失，合理进行高程布置。二、污水处理构筑物设计计算1、原始资料计算（1）总污水量该市排水系统为完全分流制。本工程设计规模为：6 万 m3/dQmax= Kz*Q =6000 万 L/d*1.4=7000 万 L/d=0.970m3/s（2）污水水质进水水质：COD 300 mg/L，BOD 5 200 mg/L，SS 100 mg/L，NH 3-N 40 mg/L出水水质要求 ：污水经二级处理后符合城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）标准中二级标准要求，即：COD100mg/L，BOD 530mg/L， SS30mg/L，NH 3-N25mg/L。2、方案选择众所周知,水资源是十分重要的自然资源,人类的生命活动和生产活动无一不需要水，水成为了人类社会可持续发展的限制因素. 而城市污水是水量稳定,供给可靠的水资源,故城市污水的再生利用,使其资源化是一项重要的而且切实可行的措施. 但是污水中含有大量的有毒有害物质,我们在利用之前必须把它处理好.这就关系到了一个处理方案选择的问题。怎样才能做到用一个切合实际,而效果又比较好的方法来处理呢?本设计初选择了传统活性污泥法和 AB 法.AB 法原理AB 法污水处理工艺，系吸附-生物降解(Adsorption-Biodegration)工艺的简称.是德国亚深工业大学宾克教授于 70 年代中开创的。污水自排水系统进入,经过吸附池中微生物的吸附,再到中间沉淀池,在到曝气池及二沉池,最大的优点就是该工艺分成 2 段，任何一段都有独立工作的能力。3、工艺流程4、工艺特点全系统公分预处理段，A 段,B 段等 3 段.在预处理段只设格栅,沉砂池等简易处理设备,不设初沉池.A 段由吸附池和中间沉淀池组成,B 段则由曝气池及二沉池所组成A 段和 B 段各自拥有独立的污泥回流系统，两段完全分开，每段能够培育出各自独特的，适于本段水质的微生物种群.5、方案比较由于该城市属于中小型城市，并且在城市资料中提到该城市在经济发展的同时，城市的基础设施建设不能与经济发展相协调，可见，该城市在环境投入经费上一般，而且，该城市在处理污水的时候没有要求到脱氮除磷；另外 AB 法要培育活性污泥的时间比较长,主要用于高浓度污水的处理,而该城市的污水浓度低,所以从各方面来说,活性污泥法更适合于该城市.三、污水处理构筑物设计计算1、原始资料计算生活污水量（1）污水设计流量的水量确定已经知道某城市污水处理厂的设计规模为 Q=50000m3/d（2）污水水量变化系数的确定总变化系数 Kz=1.4（3）污水设计最大流量Qmax=Q×Kz=50000×1.4 =70000 m3/d2、处理程度计算（1）SS 的去除：原水中 SS=100mg/L；出水中 SS=20mg/LS102%80%原（2）BOD 5 的去除：原水中 BOD5=200mg/L ；出水中 BOD5=20mg/L90120-1BOD-5 （3）COD 的去除：原水中 COD=300 mg/L；出水中 COD=40mg/L'34%86.7%C（4）NH 3-N 的去除：原水中 NH3-N=40g/L；出水中 NH3-N=10 mg/L3NH-'01543、中格栅设计说明中格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进水口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。有关规定（1）泵前格栅栅条间空隙宽度不大于 20mm，污水处理系统前可不设格栅。（2）污水过栅流速宜采用 0.61.0m/s,格栅倾角宜采用 45o75 o.（3）污水上部必须设工作台，其高度应高出格栅前最高设计水位 0.5m，工作台上应有安全和冲洗设施.（4）格栅工作台两侧过道宽度不应小于 0.7m。工作台正面过道宽度，采用机械清渣时不应小于 1.5m。（5）格栅应设通风设施。（6）中格栅间隙 10-50mm。（7）栅前渠道内的水流速度一般采用 0.40.9m/s。3.1、设计参数设计流量: Q max=70000 m3/d=0.8m3/s栅前流速 v1=0.9m/s，过栅流速 v2=1.0m/s栅条宽度 s=0.01m，栅前部分长度 0.5m格栅倾角 =60°，单位栅渣量 1=0.05m3栅渣/10 3m3污水初定格栅间隙 b=20mm3.2、设计计算（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式 ,栅前流速 v1=0.9m/s21vBQ栅前槽宽 ，则栅前水深max1120.8139QBmv1.3065hm（2）栅条的间隙数取 58 个max2sin0.8sin657.31.bhv（3）栅槽宽度 设栅条宽度 S=0.01mB=S(n-1)+bn=0.01(58-1)+0.02×58=1.73m（4）进水渠道渐宽部分的长度 渐宽部分展开角度 1=20°11.730.62Bl mtgt（5）栅曹与出水渠道连接处的渐窄部分的长度 120.63l（6）通过格栅的水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面，取 K=34 42 23 31 0.1sin2sin60.1279.8SVhK mBg（7）栅后槽总高度：设栅前渠道超高 h2=0.3m，栅前槽高 H1=h+h2=0.95mH=h+h1+h2=0.65+0.127+0.3=1.077 m（8）栅槽总长度 112 0.95L.050.631.2.6Hl mtgtg（9）每日栅渣量 331QW864.842.7/0./K010dz故采用机械清渣（10）计算草图如下4、污水提升泵房的计算提升泵房设计说明本设计采用传统活性污泥法工艺系统，污水处理系统简单，只考虑一次提升。污水经提升后进入曝气沉砂池，然后自流通过初沉池、曝气池、二沉池及接触池，最后由出水管道排入河流。有关规定（1）泵房进水角度不大于 45 度（2）相邻两机组突出部分的间距，以及机组突出部分与墙壁额间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于 0.8。如电动机容量大于55KW 时，则不得小于 1.0m，作为主要通道宽度不得小于 1.2m（3）泵站采用矩形平面钢筋混凝土结构半地下式，尺寸为 15m×12m，高 12m,地下埋深 7m。(4)水泵为自灌式设计参数设计流量：Q=1186.4L/s泵房设计计算计算草图如下： 进 水 总 管 中 格 栅 吸 水 池 最底 水 位 ±0.泵的型号:根据后面的高程计算,所需要的泵的最小扬程为 10 米左右,而最大设计流量为 3500m3/h,选泵结果为:3 个 350WL2190-11.8 泵型号 流量(m3/h)扬程(m)转速(r/min)350WL2190-11.8 2190 11.8 550污水泵房占地：L×B=20×15=300m 25、沉砂池 沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。平流沉砂池的主要缺点是沉沙中约夹杂有 15%的有机物，使沉沙的后续处理增加难度。故常需配洗砂机，把排砂经清洗后，有机物含量低于 10%，称为清洁砂，再外运。曝气沉砂池可克服这一缺点。故采用曝气沉砂池。 坡 度 =0.1-5头 部支 座集 砂槽 扩 散 设 备空 气 干 管支 管图 5 曝气沉砂池示意图有关规定（1）旋流速度控制在 0.250.30m/s（2）最大时流量的停留时间为 13min、水平流速为 0.1m/s（3）有效水深为 23m，深宽比为 1.01.5，长宽比可达 5（4）曝气装置，可采用压缩空气竖管连接穿孔管（穿孔孔径为 2.56.0mm）或压缩空气竖管连接空气扩散板，每 m3 污水所需曝气量为 0.10.2 m3 或每 m2池表面积 35 m 3/h设计参数设计流量：Q=0.8m 3/s水平流速：v 1=0.1m/s , 水力停留时间：t=2min设计有效水深 h2=2m,每立方米污水所需空气量 d=0.15m3/m3设计计算(1)池子总有效容积V=60Qmaxt=60×0.8×2=96m3(2)水流断面积：设 v1=0.1m/s2max1Q0.8Av(3)沉砂池为一格，池总宽度B=A/h2=4m（4）池长L=vt=0.1×2×60=12m（5）每小时所需空气量q=dQmax3600=0.15×0.8×3600=432m3/h（6）贮泥区所需容积：设计 T=2d，即考虑排泥间隔天数为 2 天， 3max55QTX8640.286402.911zVmK（7）每个沉砂斗容积为（设每 1 分格有一个沉沙池） 32.960.（8）沉砂斗各部分尺寸及容积为： 设计斗底宽 a1=1.0m，斗壁与水平的倾角为 60°，斗高 h3=0.8m，则沉砂斗上口宽：（取 2m）mh92.106tan8.260tan13沉砂斗容积： 3322212'3 8.17.)0.1.(68.)(6 mhV (9)沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为 0.1，坡向沉砂斗，则则沉泥区高度为h3= mlh8.1)2(.081.2'3 池总高度 H ：设超高 h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+3+1.8=5.1m(10)计算草图如下图 6 曝气沉砂池计算草图现需要 2 格，故