兴仁县污水处理厂设计.docx
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兴仁县污水处理厂设计
JIUJIANGUNIVERSITY
《环境工程学》课程设计
题目贵州省兴仁县1.5万t/d的污水处理厂A2O工艺设计
英文题目Designof1.5t/danaerobic-anoxic-oxicsewagetreatmentplantofxingren
院系化学与环境工程学院
专业资源环境科学
姓名刘猛
年级A1341班
指导教师王天烽
二零一六年5月
目录
第一章设计概论2
1.1设计依据和任务2
1.2设计要求2
第二章工艺流程的选择2
第三章工艺流程设计计算3
3.1设计流量的计算3
3.2设备设计计算3
3.2.1沉砂池3
3.2.2初沉池5
3.2.3A2/O6
3.2.4二沉池10
第四章参考文献12
摘要
随着社会进步，人们对于城市污水的处理的要求愈加严格。
除了基本的去除污水中BOD和SS的要求外，通常还要求A2/O工艺由于不同环境条件，不同功能的微生物群落的有机配合，加之厌氧、缺氧条件下，部分不可生物降解的有机物能被开环或断链，使得N、P、有机碳被同时去除，并提高对不可降解有机物的去除效果。
它可以同时完成有机物的去除，硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NH3－N应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮功能。
厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。
此外该工艺还具有高效、节能的特点，且耐冲击负荷较高，出水水质好。
因此,更具有广泛的适应性，完全适合本设计的实际要求。
本工艺的主要构筑物包括格栅、污水泵房、平流沉砂池、好氧池、厌氧池、缺氧池、二沉池、接触消毒池、浓缩池、污泥脱水机房等。
关键词：
A2/O厌氧池二沉池
第一章设计概论
1.1设计依据和任务
1.本课程设计课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等）设计基础资料：
贵州省兴仁县1.48万t/d的污水处理厂A2/O工艺设计
进水水质：
BOD5（mg/L）
SS（mg/L）
TN（mg/L）
NH3-N（mg/L）
TP（mg/L）
区
220
40
35
20
3
（1）污水处理要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级B标准。
（2）生化部分采用A2/O工艺。
（3）该区人口约57万，人均每日用水量约130.5L/人
（4）服务人口按人口五分之一约为11.4万人。
1.2设计要求
1．作出流程图（铅笔）
2．说明设计的任务、内容和要求，设计的范围和依据，计算主要构筑物（沉砂池，初沉池，厌氧池，缺氧池，好氧池，二沉池）尺寸及运行参数
第二章工艺流程的选择
本项目污水处理的特点为：
①污水以有机污染为主,可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；②污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值为典型城市污水值。
针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。
由于将来可能要求出水回用，处理工艺尚应硝化，考虑到NH3-N出水浓度排放要求较低，不必完全脱氮。
根据国内外已运行的中、小型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用“A2/O活性污泥法”。
具体工艺流程：
第三章工艺流程设计计算
3.1设计流量的计算
平均流量：
=57×
×0.1305=1.4877万t/d=1.4877×104m3/d=0.173m3/s=173.0L/s
总变化系数：
=2.7/Qa=1.53（由于200-500L/s是1.5-1.4根据内插法算数总变化系数为1.53）
设计流量
：
1.53×173L/s=265L/s=0.265m3/s
3.2设备设计计算
3.2.1沉砂池
沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒，保证后续处理构筑物的正常运行。
选型：
平流式沉砂池
设计参数：
设计流量Qmax=0.265m3/s，设计水力停留时间t=40s（t在30-60之间）
水平流速v=0.25m/s（最大流速0.3m/s,最小流速0.15m/s）
（1）长度L=vt=0.25×40=7.5m
（2）水流断面面积：
A=
=
=1.06m2
（3）池总宽度：
B=
=2.13m，有效水深h2=0.6m（h2取值范围是0.25-1.0）
（4）沉砂斗容积：
V=
=
=0.9m3
T＝2d，X＝30m3/106m3
（5）每个沉砂斗得容积（
）
设每一分格有2格沉砂斗，公共有4个沉砂斗，则V0=
=0.225m3
（6）沉砂斗各部分尺寸：
设贮砂斗底宽b1＝0.4m；斗壁与水平面的倾角60°，贮砂斗高h’3＝0.6m
b2=
+b1=1.09m
（6）贮砂斗容积：
（V1）
V1=
（8）沉砂室高度：
（h3）
设采用重力排砂，池底坡度i＝6％，坡向砂斗，则
h3=h3＇+0.06（L-2b2）=1+0.06×（8－2×1.09）=0.78m
（9）池总高度：
（H）
设超高
，
H=h1+h2+h3=0.3+0.6+0.78=1.68m
（10）核算最小流速
平流式沉沙池设计计算草图
3.2.2初沉池
1、初沉池的作用室对污水仲密度大的固体悬浮物进行沉淀分离。
2、选型：
平流式沉淀池
3、计算
（1）池子总面积A，表面积水力负荷
q=Q/A
q=2.0m3/（m2·h）
（2）沉淀部分有效水深h2
h2=q×t=2×1.5=3m,取停留时间（t=1.5h）
（3）沉淀部分有效容积
V´=Ah2=477.0×3=1431m3
（4）池长
采用4座池子，每座池子面积为119m2。
L=119/4.5m=26.44mB=4.5m池宽根据刮泥机规格4.5m，取进水区0.5m，出水区0.3m，L总=27.24m
（5）池子总宽度
B=A/L=479.2/27.24m=17.51m
（6）校核
长宽比L/b=26.44/4.5=5.87>4，（符合要求）
长深比L/H=26.44/3=8.81，在8-12之间，满足条件
（8）污泥部分所需总容积V4
已知进水SS浓度C0=40mg/L,初沉池效率设计50％，则出水SS浓度
C=C0×（1-0.5）=40×（1-0.5）=20mg/L
设污泥含水率95％，采用静水压排泥方式，两次排泥时间间隔T=2d，污泥容重
r=1t/m3
v=
=
12m3
一个沉淀池设一个污泥斗
（9）每格池污泥所需容积
V´=12/4=3m3
（10）污泥斗容积V1，
泥斗高度h4’’=（b-b1）/2×tg60°=（4.5-0.5）/2×tg60°=3.46m
V1=
=26.24m3
（11）污泥斗以上梯形部分污泥容积V2设计超高h1=0.3m，缓冲层h4=0.5m
总长度l1=27.24m梯形下底长l2=5m
V2=1/3（25+20.25+
）×0.5=8.33m3
（12）污泥斗和梯形部分容积
V1+V2=26.24+8.33=34.5m3>（3m3）
（13）沉淀池总高度H
H=h1+h2+h3+h4=0.3+3+0.5+3.013=6.813m
3.2.3A2/O
设计参数
1、设计最大流量Q=22762m3/d
2、设计进水水质
BOD5（S0）=220mg/L;SS=40mg/L;NH3-N=20mg/L;TN=35mg/L;TP=3mg/L
3、设计出水水质
BOD5（Se）=20mg/L;SS=20mg/L;NH3-N=8mg/;LTN=20mg/L;TP=1mg/L
4、设计计算，采用A2/O生物除磷工艺
TP/BOD5=3/220=0.013<0.6符合要求
（1）BOD5污泥负荷N=0.18kgBOD5/（kgMLSS·d）
（2）回流污泥浓度XR=106/SVI×r=106/150×1=6600mg/L；
污泥指数SVI=150，r=1
（3）污泥回流比R=100%
（4）混合液悬浮固体浓度X=
（5）TN去除率ηTN=
（6）混合液回流比R内=
×100%=
取R内=150%
（7）反应池容积VV=
m3
（8）反应池总水力停留时间t=V/Q=8430/22762×24=8.9h
（9）各段水力停留时间和容积
厌氧：
缺氧：
好氧＝1：
1：
3
厌氧池水力停留时间和容积：
t厌=0.2×8.9=1.78h，V厌=0.2×8430=1686m3
缺氧池水力停留时间和容积：
t缺=0.2×8.9=1.78h，V缺=0.2×8430=1686m3
好氧池水力停留时间和容积：
t好=0.6×8.9=5.34h，V好=0.6×8430=5058m3
（10）剩余污泥量ΔX=PX+PSPX=YQ（S0-SE）-KdVPS=Q（SS0-SSe）×50%
取Y=0.6Kd=0.05
PX=0.6×22762×（0.22-0.02）-0.05×8430=2310kg/d
PS=（0.04-0.02）×50%×22762=227kg/d
ΔX=2310+227=2537kg/d
（11）反应池主要尺寸
反应池总容积
V=8430m3
设反应池2组，单组池容V单=V/2=4215m3
有效水深h=4.5m
单组有效面积S单=V单/h=4215/4.5=937m3
采用5廊道式推流式反应池，廊道宽b=5m
单组反应池长度L=S单/B=937/（5×5）=37.48m
校核
b/h=5/4.5=1.1（满足1~2）
L/b=41.6/5=8.32（满足5～10）
取超高为1m，则反应池总高H=4.5+1=5.5m
（12）曝气系统设计计算
设计需氧量OR=a´Q（S0-Se）+b´XVV+4.6Nr-2.6NO3
其中：
第一项为合成污泥需要量，第二项为活性污泥内源呼吸需要量，第三项为消化污泥需氧量，第四项为反硝化污泥需氧量
氨氮中被氧化后有90%参与了反硝化过程，有10%氮仍以NO3存在
用于还原的NO3-N=（20-8）×90%=10.8mg/L
仍以NO3-存在的NO3-N=（20-8）×10%=1.2mg/L
取a＇=0.6（0.4～0.7）b=0.07（0.035～0.09）
OR=a´Q（S0-Se）+b´XVV+4.6Nr-2.6NO3=0.6×22762×（0.22-0.02）+0.07×8430×2+（4.6-2.6）×10×10%×22762×10-3=3957.2kg/d=164.88kg/h
所以总需氧量为164.88
最大需要量与平均需氧量之比为1.4，则
Omax=1.4OR=1.4×164.88=230.8kg/h
去除1kgBOD5的需氧量为
kgO2/kgBOD5
标准需氧量
采用鼓风曝气，微孔曝气器。
曝气器敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度4.3m，氧转移效率EA＝20％，计算温度T=25℃。
Cs（20）=9.17mg/LCs（25）=8.38mg/L
空气扩散Q出口处绝对压Pb=1.013×105+9.8×103H=1.434×105Pa
空气离开好氧反应池时含氧比Qt=
好氧反应池中平均溶解氧饱和度
Csm（25）=Csm（20）（
）=8.38×
=9.29mg/L
取α=0.7β=0.95CL=2mg/L
OR=
=286.6kgO2/d
相应的最大标准需氧量ORmax=1.4SOR=1.4×286.6=401.3kg/h
GS=
m3/h
最大时的供气量GSmax=1.4G=1.4×4776.7=6687m3/h
所需空气压力p
P=h1+h2+h3+h4+Δh=0.2+4.3+0.4+0.5=5.4m
式中
污泥回流比曝气器数量计算（以单组反应池计算）
按供养能力计算所需曝气器数量
N1=QRmax/（2×qc）=401.3/（2×0.14）=1434（个）
（14）厌氧池设备选择（以单组反应池计算）厌氧池设导流墙，将厌氧池分成3格。
每格内设潜水搅拌机1台，所需功率按5w/m3池容计算。
厌氧池有效容积V厌=1686m3
混合全池污水所需功率为5×1686=8430w
污泥回流设备
污泥回流比R=100%
回流污泥量QR=RQ=22762m3/d=948.4m3/h
设混合液回流泵房2座，每座泵房内设3台潜污泵（2用1备）
单泵流量QR单=QR/（2×2）=237.1m3/h
水泵扬程根据竖向流程确定。
（15）混合液回流设备
混合液回流比R内=150%
混合液回流量QR=R内Q=1.5×22762=34143m3/d=1422m3/h
设混合液回流泵房2座，每座泵房内设4台潜污泵（3用1备）
单泵流量QR单=QR/（2×3）=1422/6=237m3/h
3.2.4二沉池
1．设计概述
本设计中采用中央进水辐流式沉淀池三座。
则每座设计进水量：
Q=22762/3=7587.3m3/d采用周边传动刮泥机。
表面负荷：
qb范围为1.0—1.5m3/（m2·h），取qb=1m3/（m2·h）
水力停留时间（沉淀时间）：
T=2.5h
2．设计
（1）沉淀池面积:
按表面负荷计算:
A=
=
=316.14m2
（2）沉淀池直径：
D=
=
=20m>16m
有效水深为：
h1=qb×T=1×2.5=2m<4m
=
=8（介于6～12）
（3）贮泥斗容积：
为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用Tw=2h，二沉池污泥区所需存泥容积：
VW=
=
=153.78m3
设池边坡度为0.05，进水头部直径为2m，则：
h4=（R-r）×0.05=（11-1）×0.05=0.5m
锥体部分容积为：
V=
h4（R2+Rr+r2）=
×0.5×（121+11+1）=22.17m3
另需一段柱体装泥，设其高为h3，则：
h3=
=
=0.35m
（4）二沉池总高度：
取二沉池缓冲层高度h5=0.5m，超高为h2=0.3m
则二沉池总高度
H＝h1+h2+h3+h4+h5=2.5+0.3+0.35+0.5+0.3=3.95m
则池边总高度为
h=h1+h2+h3+h5=2.5+0.3+0.35+0.3=3.45m
（5）校核堰负荷：
径深比
=
=7.14
=
=6,34
均在6-12之间，符合要求。
堰负荷
=
=0.92L/（s•m）<2.9L/（s•m）
符合要求，单边进水即可。
幅流式二沉池设计计算简图
第四章参考文献
1．《污水处理构筑物设计与计算》，韩洪军，哈尔滨工业大学出版社，2002年
2．《环境工程学》（第三版），蒋展鹏、杨宏伟，高等教育出版社，2013年
3．《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002
4.《排水工程》，张自杰、林荣忱、金儒霖，中国建筑工业出版社，2014年
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