50000噸SBR污水處理工藝設(shè)計(jì)

1、50000m3/dSBR工藝城市污水處理廠設(shè)計(jì)院系：生物與化學(xué)工程系班級(jí)：11級(jí)環(huán)境工程姓名：王甫學(xué)號(hào)： 2014年 5 月污水廠設(shè)計(jì)任務(wù)說明設(shè)計(jì)題目：某城市污水處理工程規(guī)模為：處理水量Q=5.0104m3/d,污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為BOD5=120mg/L，CODcr=240 mg/L，SS=220 mg/L，NH3-N=25 mg/L，TP=2.0-3.0mg/L；出水水質(zhì)執(zhí)行污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 8978-1996） 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即CODcr60 mg/L，BOD520mg/L，NH3-N15mg/L，SS20mg/L，磷酸鹽（以P計(jì)）0.5mg/L。要求相應(yīng)的污水處理程度為：E CO

2、Dcr75%，E BOD583.3%，E SS90.9%，E NH3-N40%，EP75%-83.3%。1 、設(shè)計(jì)處理水量： 日處理量： 50000 秒處理量： 0.579根據(jù)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范，查表并用內(nèi)插法得：所以設(shè)計(jì)最大流量:2、確定其原水水質(zhì)參數(shù)如下：BOD5=120mg/L CODcr=240 mg/L SS=220 mg/L NH3/L 3、設(shè)計(jì)出水水質(zhì)符合城市污水排放一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)： BOD520mg/L CODcr60 mg/L SS20mg/L NH3-N15mg/L 磷酸鹽（以P計(jì)）4、污水處理程度的確定根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，該廠處理規(guī)模定為：50000進(jìn)、出水水質(zhì):項(xiàng)目COD(mg/

3、L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)進(jìn)水24012022025出水60202015去除率75%83.3%9%40%泥餅外運(yùn)污泥濃縮脫水排入河流柵渣壓榨外運(yùn)進(jìn)水閘井粗格柵井提升泵房計(jì)量井細(xì)格柵渠 旋流沉沙池配水井SBR池沙水分離器鼓風(fēng)機(jī)房貯泥池剩余污泥除磷池濾液加藥沙水分離液上清液沙外運(yùn)事故排放進(jìn)水污水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算一、中格柵井及提升泵房中格柵井：進(jìn)水閘井7.0（H）m3中格柵井7.0（H）m3,分2組1中格柵設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量Q=104m3/d=m3/s過柵流速v2格柵間隙e=40mm柵條寬度格柵傾角=752.中格柵計(jì)算草圖如下3中格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）柵

4、條間隙數(shù)：式中：中格柵間隙數(shù)最大設(shè)計(jì)流量，e柵條間隙，取 404m；柵前水深，過柵流速，取 0.9m/s；格柵傾角，??；設(shè)計(jì)使用的格柵數(shù)量，本設(shè)計(jì)中格柵取使用 2 道，設(shè)計(jì)取28根（2）柵槽寬度式中：柵槽寬度，；格條寬度，取。 取（3）中格柵的柵前進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度 L1 根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式 設(shè)進(jìn)水渠寬，漸寬部分展開角（4）中格柵與提升泵房連接處漸窄部分長(zhǎng)度 L2（5）中格柵的過柵水頭損失式中：中格柵水頭損失，m；系數(shù)，當(dāng)柵條斷面為銳邊矩形斷面，為2.42；系數(shù)，一般取 k=3。（6）柵后槽總高度設(shè)柵前渠道超高=0.3m，有，為避免造成柵前涌水，故將柵后槽底下降作為補(bǔ)償。（7）柵槽總長(zhǎng)度式

5、中：柵槽總長(zhǎng)度，m；中格柵的柵前進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度，m；中格柵與提升泵房連接處漸窄部分長(zhǎng)度，m。（7）每日柵渣量式中：每日柵渣量，柵渣量，污水，當(dāng)柵條間隙為1625mm，污水；當(dāng)柵條間隙為3050mm，污水。取，故采用機(jī)械清渣。4.格柵除污機(jī)的選擇：根據(jù)計(jì)算，可選用CH型正靶回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)，主要技術(shù)參數(shù)：表 HG-1500型回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)技術(shù)參數(shù)柵條間隙（mm）池深柵寬（mm）安裝角度（）排柵門高度（mm）10-50中等深度800-200060-90800污水提升泵房：污水經(jīng)提升后入細(xì)格柵渠及旋流沉砂池，然后配水井，通過生物脫氮除磷氧化池、二沉池及接觸池，最后由出水管道排出。當(dāng)流量小于2

6、m3/s時(shí)，常選用下圓上方形泵房1。本設(shè)計(jì)，故選用下圓上方形泵房。1.計(jì)算草圖：2.設(shè)計(jì)計(jì)算：（1）流量的確定本設(shè)計(jì)擬定選用 5 臺(tái)泵（4 用 1 備），則每臺(tái)泵的設(shè)計(jì)流量為：（2）揚(yáng)程的估算（1）（2） 進(jìn)口平均流量為，假設(shè)充滿度為0.75，查水力學(xué)圖，流速為m3/s，（3） 進(jìn)水管頭損失h1，設(shè)有一個(gè)全開閥門。則（4）假設(shè)選用泵的揚(yáng)程為8m，查手冊(cè)，可采用300QW900-8-37潛水排污泵。 表 250QW600-7-22潛水排污泵技術(shù)參數(shù)排出口徑（mm）流量（m3/h）揚(yáng)程（m）轉(zhuǎn)速（r/min）功率（kW）效率（%）重量（kg）3009008980371150（5）總揚(yáng)程核算： 出水

7、管 取900mm的鋼筋混凝土管，查水力學(xué)圖，設(shè)，則， 出水管頭損失h2 ，根據(jù)泵的選型，設(shè)有兩個(gè)90的彎頭，一個(gè)三通，一個(gè)截止閥，則 泵外管線水頭損失，擬建25m管長(zhǎng)至處理構(gòu)筑物，則 考慮安全水頭0.5m，站內(nèi)管線水頭損失為1.5m，則揚(yáng)程，故采用機(jī)械清渣。4.格柵除污機(jī)的選擇根據(jù)計(jì)算，可選用云南電力修造廠江蘇一環(huán)集團(tuán)公司生產(chǎn)的ZSB-4000型轉(zhuǎn)刷網(wǎng)箅式格柵除污機(jī)，主要技術(shù)參數(shù)：表3-2 XHG-2600型旋轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)技術(shù)參數(shù)每米深過水流量（m3/h）網(wǎng)毛刷轉(zhuǎn)速(r/min)安 裝角 度電動(dòng)機(jī)功率（kw）格柵間距（mm）70-8010旋流沉砂池：1.設(shè)計(jì)參數(shù)：a.旋流沉砂池最高時(shí)設(shè)計(jì)流量

8、時(shí)，停留時(shí)間不應(yīng)小于30s，設(shè)計(jì)水力表面負(fù)荷宜為150-200b.最大設(shè)計(jì)流速為0.25m/s，最小設(shè)計(jì)流速為0.15m/s；c.沉砂池的超高取0.3m。選定兩座旋流沉砂池，則。如下：圖 鐘氏旋流沉砂池各部尺寸圖表 旋流式沉砂池的部分尺寸（m）型號(hào)流量()ABCDEFGHJKL5505303. 排砂方法：本設(shè)計(jì)采用空氣提升器排砂，該提升裝置由設(shè)備廠家與槳葉分離機(jī)成套供應(yīng)4.排砂量計(jì)算 城鎮(zhèn)污水的沉砂量按污水計(jì)算，其含水率為60%，容重約為，則總沉砂量為 沉砂池的沉砂經(jīng)排砂泵裝置排除的同時(shí)，往往是砂水混合體，為進(jìn)一步分離砂和水，需配套砂水分離器。清除沉砂的時(shí)間間隔為2d，根據(jù)排砂量，選用LSSF

9、-260無軸螺旋砂水分離器。四、配水井五、生物脫氮除磷氧化池1.確定其原水水質(zhì)參數(shù)如下：BOD5=120mg/L CODcr=240 mg/L SS=220 mg/L NH3符合城市污水排放一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)： BOD520mg/L CODcr60 mg/L SS20mg/L NH3-N15mg/L 磷酸鹽（以P計(jì)）如果達(dá)標(biāo)出水，本設(shè)計(jì)總氮僅需去除10mg/L，脫氮率僅為40%。因此，可以通過在曝氣階段調(diào)節(jié)DO，通過同步硝化反硝化作用脫氮，而不必設(shè)計(jì)專門的缺氧階段。因此本設(shè)計(jì)只需做硝化設(shè)計(jì)。3.SBR設(shè)計(jì)參數(shù)：周期時(shí)間TC=6h，周期數(shù)N=4。采用限制性曝氣，進(jìn)水時(shí)間TF=1h，曝氣時(shí)間TA=3h,沉

10、淀時(shí)間TS=1h，排水時(shí)間TD=1h。池?cái)?shù)n=6。長(zhǎng)寬比B:L=1:2，有效水深為H=，超高h(yuǎn)=。污水處理廠每組SBR池的運(yùn)行情況如下表所示。表 污水處理廠每組SBR的運(yùn)行情況項(xiàng)目第一小時(shí)第二小時(shí)第三小時(shí)第四小時(shí)第五小時(shí)第六小時(shí)1池進(jìn)水曝氣曝氣曝氣沉淀潷水2池曝氣曝氣曝氣沉淀潷水進(jìn)水3池曝氣曝氣沉淀潷水進(jìn)水曝氣4池曝氣沉淀潷水進(jìn)水曝氣曝氣5池沉淀潷水進(jìn)水曝氣曝氣曝氣6池潷水進(jìn)水曝氣曝氣曝氣沉淀4.氧化池設(shè)計(jì)計(jì)算：（1）設(shè)計(jì)水量Qmax污水處理廠最大進(jìn)水流量（m3/d）；Q污水處理廠處理水量（m3/d）；Kd總變化系數(shù)。?。?）設(shè)計(jì)水量下需要處理的BOD5：S0反應(yīng)池進(jìn)水BOD5濃度（mg/L）

11、（3）計(jì)算設(shè)計(jì)泥齡XA：=7dF安全系數(shù)，污水處理廠規(guī)模小于1200 kg BOD5/d時(shí)取1.8，大于6000 kg BOD5/d時(shí)取1.45，其余規(guī)模按內(nèi)插法計(jì)算；T設(shè)計(jì)溫度（），北方通常取10，南方地區(qū)可取11-12；氨氧化細(xì)菌在15時(shí)的最小世代時(shí)間（d）；經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，保證活性污泥中維持足夠的硝化菌。（4）剩余污泥量X的計(jì)算計(jì)算內(nèi)源硝化溫度系數(shù)FT。FT（T-15）（12-15）計(jì)算污泥產(chǎn)率系數(shù)Y。= =1.40 kgSS/kg BOD5SS0進(jìn)水懸浮固體濃度（mgSS/L）；K修正系數(shù)，取值為0.9。反應(yīng)池剩余污泥產(chǎn)量X。=9660 kgSS/dSe反應(yīng)池出水BOD5濃度（mg/L）。（

12、5）MLSS的選定為了節(jié)約有機(jī)碳源，本設(shè)計(jì)不設(shè)初沉池，為了強(qiáng)化硝化效果，選擇較高的MLSS（曝氣池混合液污泥濃度）值，查下表，取MLSS=4g/L。表3 SBR反應(yīng)池的MLSS的標(biāo)準(zhǔn)值處理目標(biāo)MLSS取值范圍（kg/m3）有初沉池?zé)o初沉池?zé)o硝化硝化（及反硝化）污泥穩(wěn)定（6）反應(yīng)池容積VT的確定反應(yīng)池總?cè)莘eVT。=16905m3XT生物反應(yīng)池內(nèi)混合液懸浮固體平均濃度（gMLSS/L）。每個(gè)SBR反應(yīng)池的體積VT。=2818 m3SBR反應(yīng)池內(nèi)部尺寸的確定。取反應(yīng)池有效水深H=5m，長(zhǎng)寬比L:B=2:1則反應(yīng)池長(zhǎng)為：=3m取34m34=17m核算污泥負(fù)荷：kgBOD5/(kgMLSSd)滿足污泥負(fù)

13、荷的范圍要求。（7）需氧量計(jì)算去除有機(jī)物的需氧量。計(jì)算需氧量的時(shí)候，為了安全起見，取設(shè)計(jì)泥齡為6d。去除有機(jī)物的需氧量計(jì)算：=kgO2/d硝化需氧量。 =10 mg/LONdSNH.R/1000=3153.3kgO2/dSNH.R硝化過程中去除的NH4+-N濃度（mg/L）；S進(jìn)水氨氮濃度（mg/L）；S設(shè)計(jì)出水氨氮濃度（mg/L）；5安全量（mg/L）。最高時(shí)總需氧量計(jì)算。每個(gè)SBR反應(yīng)池日耗氧量峰值（O2）為：= kgO2/hfC峰值系數(shù)，最大時(shí)除有機(jī)物的需氧量與日平均需氧量之比值，取1.25；fN峰值系數(shù)，為2h內(nèi)最大TKN負(fù)荷與日平均TKN負(fù)荷之比，取1.0；TA曝氣時(shí)間（h）；N一天

14、運(yùn)行周期數(shù)；nSBR池?cái)?shù)。表4 耗氧量峰值系數(shù)污泥齡d46810152025fNfC處理規(guī)模6000kgBOD5/d污水處理廠每小時(shí)都有3格反應(yīng)池在曝氣，日耗氧峰值為kgO2/h。(7)空氣量計(jì)算如果采用鼓風(fēng)曝氣，設(shè)曝氣池有效水深,，曝氣擴(kuò)散器安裝距池底，則擴(kuò)散器上靜水壓4.8m,其他相關(guān)參數(shù)選擇：值取0.7，值取0.95，壓力修正系數(shù)=1，曝氣設(shè)備堵塞系數(shù)F取0.8，采用管式微孔擴(kuò)散設(shè)備. =20%,擴(kuò)散器壓力損失：4Kpa，20水中溶解氧飽和度為9.17mg/L。擴(kuò)散器出口處絕對(duì)壓力：10101010 PaP大氣壓力，10Pa;H空氣擴(kuò)散裝置的安裝深度，m;空氣離開曝氣池面時(shí)，氣泡含氧體積

15、分?jǐn)?shù)：=100%=100%=17.5%空氣離開曝氣池面時(shí)，氣泡含氧體積分?jǐn)?shù)，%；空氣擴(kuò)散裝置的氧轉(zhuǎn)移效率，小氣泡擴(kuò)散裝置一般取6%12%，微孔曝氣器一般取15%25%。20時(shí)曝氣池混合液中平均氧飽和度：=()=9.17（鼓風(fēng)曝氣池內(nèi)混合液溶解氧飽和度，mg/L;大氣壓力為10Pa時(shí)溶解氧飽和濃度，mg/L;將計(jì)算需氧量轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)條件下（20，脫氧清水）充氧量：Q=Kg/d=3Kg/d=1440Kg/hQ在標(biāo)準(zhǔn)條件下脫氧清水中的充氧量，kg/h;混合液需氧量，kg/kg;水溫為20時(shí)的溶解氧飽和濃度，mg/L；污水中總傳質(zhì)系數(shù)與清水中總傳質(zhì)系數(shù)之比；污水中的與清水中之比； C混合液中溶解氧濃度取

16、2。曝氣池供氣量：=m/h=25714m/hm/min如果選擇四臺(tái)分機(jī)，三用一備，則單臺(tái)分機(jī)分量：8571m/h（143 m/min）（8）潷水器設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)式潷水器由撇水堰槽、下降管、水平管、軸承座、電動(dòng)執(zhí)行器、傳動(dòng)桿組成(見圖1)。撇水堰槽設(shè)計(jì) 撇水堰槽在SBR反應(yīng)池水面上，水平管在反應(yīng)池下部。圖2a所示為下降管直立時(shí)的位置，水槽底板的水平方向與下降管垂直；后壁擋水板是一塊夾角為120的折板，上段直立，下段與底板成150角；前壁堰板略微向后傾斜20，與底板成70角。圖2b為下降管與水平成70角，是在反應(yīng)池最高水位開始排水狀態(tài)。堰板處于直立是最佳撇水機(jī)位。圖2c為下降管與水平成30角，是排水至最

17、低水位，堰板已傾斜至與水平成50角，tan 1.2，堰流量影響系數(shù)K0.95(可忽略不計(jì))，后壁下段成直立狀。設(shè)撇水堰板高為300 mm，擋水板上段180 mm，下段300 mm，底板寬250300 mm，在潷水器直立時(shí)，后壁上沿高程比前壁上沿高50 mm。撇水槽采用5 mm不銹鋼板制作。撇水堰流量計(jì)算：在最大流量時(shí)(如圖2b)，撇水堰并非自由出流，下游為淹沒出流，按淹沒堰流量公式計(jì)算。設(shè)定：撇水堰板高300 mm；在最高水位開始排水時(shí)，撇水堰頂浸入水面H100 mm。開始排水時(shí)為潷水器的最大撇水量，堰下游為淹沒出流，Z/H=0.8，則 2g3/23 600=211.7 m3/h。潷水器最小設(shè)

18、計(jì)流量按H=50 mm計(jì)算。隨著水位下降，堰上流量逐漸減小，下降管流速降低，水力損失減小，撇水槽內(nèi)水位也隨之降低。當(dāng)H=50 mm時(shí)，堰后水位已低于堰頂高度，堰流量按非淹沒堰計(jì)算：Q1min=m(2g)1/2H3/2(2g)1/23/23600=74.1 m3/h潷水器在每一個(gè)步進(jìn)周期中的水量變化如下：潷水器靜止時(shí)，堰流量由Q1maxQ1min；潷水器下降一個(gè)步進(jìn)行程，堰流量由Q1minQ1max。撇水器單寬流量Q1在74.1211.7 m3/h之間變化。設(shè)計(jì)流量Q1取上述變化范圍的中間值：100200 m3/h。潷水器排水能力：Q=BQ1式中 B潷水器的總寬 下降管的設(shè)置下降管設(shè)置原則：按潷

19、水器寬度B均勻分布；下降管根數(shù)為偶數(shù)；下降管間距1.0 m；下降管直徑按撇水堰單寬流量計(jì)算。設(shè)計(jì)下降管流速：v=2.0 m/s下降管：D=150 mm最大流速：Q1max=211.7 m3/h時(shí)，vmax=3.33 m/s最小流速：Q1min=74.1 m3/h時(shí)，vmin=1.17 m/s下降管在設(shè)計(jì)流量時(shí)的水頭損失應(yīng)小于最低水位時(shí)排水水頭；下降管最大流量時(shí)的水頭損失應(yīng)小于最高水位時(shí)的排水水頭。 水平管設(shè)計(jì)水平管管徑按設(shè)計(jì)流速v=2.0 m/s，設(shè)計(jì)流量Q=BQ1進(jìn)行計(jì)算。舉例：設(shè)B=4 m，則Q=4Q1=480 m3/h；水平管D=300 mm。下降管根數(shù)n=4，間距為1 m。水平管與下降管一般用法蘭連接，水平管上設(shè)4只DN150法蘭短管（見圖3）。水平管長(zhǎng)： L=（n-1）L12L2 =3520mm 式中 L1下降管之間的間距，L1=1 000 mm L2外側(cè)下降管中心至水平管管端的距離，取L2=260 mm可選用湖北洪城通用機(jī)械股份有限公司生產(chǎn)的XB-1000潷水器表 XB-1000潷水器技術(shù)參數(shù)出水能力（m3/h）堰口寬度2L(m)潷水可調(diào)深