活性污泥法污水处理.docx

资源描述

活性污泥法污水处理.docx

《活性污泥法污水处理.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《活性污泥法污水处理.docx（34页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

活性污泥法污水处理.docx

活性污泥法污水处理

水污染控制工程课程设计

城镇污水处理厂设计

指导教师刘军坛

学号130909221

姓名秦琪宁

摘耍3

第一章引言4

1.1设计依据的数据参数4

1.2设计原则5

1.3设计依据5

第二章污水处理工艺流程的比较及选择6

2.1选择活性污泥法的原因6

第三章工艺流程的设计计算7

3.1设计流量的计算7

3.2格栅9

3.3提升泵房11

3.4沉砂池10

3.5初次沉淀池和二次沉淀池11

3.6曝气池15

第四章平而布置和高程计算25

4.1污水处理厂的平面布置25

4.2污水处理厂的高程布置26

第五章成本估算27

5.1建设投资27

5.2直接投资费用28

5.3运行成本核算29

结论29

参考文献：

致谢30

本设计采用传统活性污泥法处理城市生活污水，设计规模是200000m3/do该生活污水氨氮磷含量均符合出水水质，不需脱氮除磷，只考虑除掉污水中的SS、BOD、CODo传统活性污泥法是经验最多，历史最悠久的一种生活污水处理方法。

污泥处理工艺为污泥浓缩脱水匸艺。

污水处理流程为：

污水从泵房到沉砂池,经过初沉池，曝气池，二沉池，接触消毒池最后出水；污泥的流程为：

从二沉池排出的剩余污泥首先进入浓缩池，进行污泥浓缩，然后进入贮泥池，经过浓缩的污泥再送至带式压滤机，进一步脱水后，运至垃圾填埋场。

本设计的优势是：

设计流程简单明了，无脱氮除磷的设计，节省了成本，该方法是早期开始使用的一种比较成熟的运行方式，处理效果好，运行稳定，B0D去除率可达90%以上，适用于对处理效果和稳定程度要求较高的污水，城市污水多采用这种运行方式。

关键i司：

城市污水传统活性污泥法污泥浓缩

第一章引言

水是人类生活生产所必须的元素，没有水的世界，生命不会存在。

我国地大物博，水含量世界前列，但是人口基数大，人均占有量明显不足，人均水量仅有世界平均的四分之一，属于缺水国家。

由于我国水资源人均不足，并且分布不均,所以水资源显得格外重要，LI前我国还存在很多水污染问题，使能利用的水资源更加的稀少。

随着我国经济的快速发展，国民素质也是飞速提高，人民的环境保护意识也越来越高，水污染的治理越来越受到人们的关注。

现在，我国城市都存在不同程度的污染，城市污水如果不及时处理，会破坏人们生活环境，影响城市形象，并且滋生细菌病毒，影响人们身体健康，破坏大气、土壤、地下水，使得人们的生活质量的不到保障，所以城市污水处理厂的建设就尤为重要，根据城市规模建设合理的污水处理厂，使得城市污水得以及时处理，对人们的生活、生产十分重要，对环境的保护也起到积极地作用。

另外，污水处理厂处理的水可以再利用于人们生活或者生产中，加强了水资源的循环利用，减缓了水资源紧张问题,会产生巨大的社会效益的经济效益。

总之，在实现四个现代化过程中，水污染控制技术对环境保护、促进工农业生产和保障人民健康有现实意义和深远影响，并使经济建设、城乡建设与环境建设同步规划，同步实施，同步发展。

这样才能实现经济效益、社会效益和环境效益的统一⑴。

1.1设计依据的数据参数

设计的的污水处理厂的处理规模为20万m3/do

本设计的城市地概况是：

温带季风大陆性气候，四季分明，江水较为丰沛。

具有多春旱，夏季多雨（间有伏旱），秋季乂旱，冬季干冷少雪的气候特点。

夏季多东南风，冬季多西北风，多年来平均气温13.6°C,最高年平均气温14.3°C,最低年平均气温12.7°C，常年极端最高气温40.3°C,极端最低气温-lS.VCo境内年均降水量666.3毫米，全年降水量的白分之六十集中于夏季，年最大降水量986.4毫米，年最小降水量430.9毫米。

境内常年地面温度为15.9°C，比年平均气温高为2.3°C，地面温度最高位17.8°C,最低为14.7°Co常年冻土平均厚度13.1厘米，冻土最深38厘米。

进水水质及出水水质要求如下

项目

BODs

CODcr

NH/-N

TP（以PiT）

原水水质

250

700

400

6.5〜8.5

出水水质

6〜8

城市污水从西面进入污水处理厂，污水处理后排入东面的水体，要求处理后的水质达到《城镇污水处理厂污水排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准，即SS^20mg/L,BOD5^20mg/L,C0DCr^60mg,/L（有出水水质要求按要求汁算）。

污泥处理后外运填埋。

1.2设计原则

1）处理效果稳定，出水水质好；

2）工艺先进，工艺流程尽可能简单，构筑物尽可能少，运行管理方便；

3）污泥量少，污泥性质稳定；

4）基建投资少，占地面积少。

5）规划布置四优先：

工艺流程先进，安全可靠优先；运行管理便利，经济优先；环境绿化、美化优先；有利于排水事业可以持续发展优先。

1.3设计依据

1.相关规划及设计标准

2.《水处理工程》

3.《给水排水设计手册》、环境工程设计手册

第二章污水处理工艺流程的比较及选择

2.1选择活性污泥法的原因

按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。

对脱磷脱氮有要求的城市，应釆用二级强化处理，如A7O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。

由于该污水处理水量大，出水稳定，所以选用活性污泥法。

其流程为：

污水一粗格栅一提升泵房一细格栅一沉砂池一初沉池一曝气池一二沉池一消毒池一处理水排放

选择传统活性污泥法的原因是：

传统活性污泥法是发展历史最久，技术最成熟，污水处理系统简单，氧化沟法是在它的基础上开发出的新方法，本设计中氨氮含量达标，不需要进行脱氮除磷，氧化沟中的脱氮用不着•这样就节省了一部分费用。

在与技术上经济上的造价以及运行费用的综合比较，传统污泥法是最终方法。

流程图如下：

城市污水

脱水间<储泥池<—浓缩池

泥饼外运

第三章工艺流程的设计计算

3.1设计流量的计算

Qd=200000m5/d污水平均流量：

20x10“2

==2.315m%

24x3600

查资料可得，污水总变化系数K“=1.55,由公式Qmax=KdxQd可得:

=1.3x2.315=3.001/zz'/s

3.2格栅

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，并使之正常运行。

要根据流量选择清渣方式，人工清渣格栅适用于小型污水厂，机械清渣格栅适用于栅渣量大于0.2m3/do提升泵站前用粗格栅，提升泵站后用细格栅比

设计参数:

a.栅条间隙：

人工清除为25〜100mm,机械清除为16〜100mm；最大间隙:

100mm）

b、格栅栅渣量：

格栅间隙为16〜25mm时是0.10〜0.05m3栅渣/10分污水,

格栅间隙为30〜50mm时是0.03〜0.Oln?

栅渣/10m‘污水；栅渣含水率一般为80%,容重约为960kg/m3

C、格栅上部必须设置工作台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m,工

作台上应有安全冲洗设施;

d、机械格栅不宜少于2台。

e、污水过栅流速宜采用0.6〜1.Om/s,格栅前渠道水流速0.4〜0.9m/s；

f、格栅倾角一般采用45。

〜75°；

g、格栅水头损失0.08〜0.15m。

格栅

（1）设栅前水深h二0.8m,过栅流速0.9m/5,格栅间隙e二50mm,格栅安装

倾角＜z=6O°

则栅条间隙数心嘖匚喘若加".9（个」取】94设计两组格栅，每组格栅间隙数n二97条

（2）栅槽有效宽度

取栅条宽度S二0.01m,栅条间隙0.02m,则

B产S（n-1）+en=0.01x（97-1）+0.02x97=2.9m

栅槽总宽度B二2x2.9二5.8m

栅前槽宽B尸2h二2x0.8=1.6m

（3）进水渐宽部分长度

（4）栅槽与岀水渠道连接处的渐窄部分仁=丄二2・95m

二2

（5）通过格栅的水头损失

爪如3x2.42x|般卜船560。

二0.097m

（6）栅后槽总高度

取栅前渠道超高力2=03〃根据公式=力+屁

H}=h+h2=0.3+0.3=0.6（m）

厶=厶+人+1・0+0・5+邑

如

0.6=5.8+2.95+1.0+0.54-

仗60

=10.6/77

（7）每日栅渣量

2.315x0.1x86400

1x1000

=20.00//d

山于日产渣量较大采用机械清渣方式。

3.3提升泵房

污水处理工艺采用传统曝气活性污泥处理，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。

污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过初沉池、曝气池、二沉池及接触池，最后山出水管道排入河道。

污水提升前水位-5.9m（既泵站吸水池最底水位），提升后水位2.90m（即细格栅前水面标高）。

所以，提升净扬程Z二2.90-（-5.69）=8.59m

水泵水头损失取2m

从而需水泵扬程H二Z+h二10.59m

采用MN系列污水泵（30MN-33B）该泵提升流量4800m'/h,扬程10.6m,转速415r/min,功率153.96Kw,效率90%。

占地面积为n3'=2&26m',即为圆形泵房D=6m,高12m,泵房为半地下式，地下埋深7m,水泵为自灌式。

3.4沉砂池

用于去除比重较大的无机颗粒。

沉砂池分为平流式、竖流式、曝气式和旋流式，下面是对它们特点的介绍：

平流式沉砂池：

污水在池内沿水平方向流动，构造简单，截留无机颗粒效果好

竖流式沉砂池：

污水自下而上山中心管流入池内，无机物颗粒籍重力沉于池底，处理效果一般较差

曝气式沉砂池：

通过曝气量，可以控制污水的旋流速度，除沙效率较稳定,受流量变化影响小，对污水起预曝气作用。

（按生物脱氮除磷设计的污水处理厂,为了保证除磷效果，一般不采用曝气式沉砂池）

旋流式沉砂池：

利用机械力控制流态与流速，加速沙粒的沉淀，有机物被留在污水中，具有沉砂效果好，占地省的特点。

131

本设计采用曝气式沉砂池

设计参数：

a＞旋流速度应保持0.25〜0.30m/s；

b、水平流速为0.06〜0.12m/s

c、最大流量时停留时间为1〜3min

d、有效水深为2〜3m,宽深比一般采用1:

2；

e、长宽比可达5,当池长比池宽大得多时，应考虑横向挡板；

f、每立方米午睡的曝气量为0.2nf空气或3〜5m3/m2.h,也可以按下表计

算:

曝气管下浸没深度5）

最低空气用量（m7m\h）

达到最好除沙效果最大空气量

1.5

12.5〜15.0

2.0

11・0〜14・5

2.5

10.5〜14.0

3.0

10.5〜14.0

4.0

10.0〜13.5

（1）池子总有效容积V：

八60QmE

式中：

V——总有效面积，耐；

Cmax最大设计流量，m7s；

t——最大设计流量时的停留时间，min。

设t二30s,则

W=6O0唤xr=3x30=90/n3

（2）池断面面积：

4=-mav

式中:

A——池断面面积，nf；

v——最大设计流量时的水平流速，m/s；

设v二0.3m/s,则

n3心乂吗=_=10加2

v0.3

（3）沉砂池设两格,池宽加,池底坡度0.5m,超高0.6m,全池总高3.4m<>

（4）进水断面面积（实际）

A=2x2.2-1^^=4.157w2

y35

（5），也长：

L=—=—=8.5//1

A4.1

（6）每格沉砂池沙斗容量：

仏=0.6x1x8.5=55

（7）每格沉砂池实际沉砂量：

设：

含沙量为20m3/106m3污水，没两天排一次

；=20x0.6%86400x2=2.1也’，小于7.2m3

106

（8）每小时所需空气量：

设曝气管浸水深度为2.0m,查表得所需空气量为29m

3/mh

3.5初次沉淀池和二次沉淀池

沉淀池类型及其比较:

类型

优点

缺点

适用条件

平流式

1对冲击负荷和温度变化适应能力较强

2施工简单，造价低

1采用多斗排泥时，每个泥斗需要单独设排泥管各自操作

2采用机械排泥时，大部分机械设备位于水下，易腐蚀

1适用于地下水位较高及地质较差的地区2适用于大、中、小型污水处理厂

竖流式

1排泥方便，管理简单

2占地面积小

1池子深度大，施工困难

2对冲击负荷和温度变化适应能力较差

3造价较高

4池径不宜太大

适用于处理水量不大的小型污水处理厂

辐流式

1采用机械排泥运行较好

2排泥设备有泄型产品

1水流速度不稳左

2易于出现异重流现象

3机械排泥设备复杂，对池体施工质量要求高

1适用于地下水位较高地区

2适用于大、中型污水处理厂

平流式沉淀池对水质冲击变化效果好，施工简单，造价低，使用广泛，而竖流式施工难度大，北方城市温差大，竖流式对温度变化适应能力差.初沉池选择平流式，二沉池选择辐流式

&、池子的长宽比不宜小于4,以4〜5为宜；

b、使用机械排泥时，宽度根据排泥设备确定；

c、池子的长深比不宜小于8,以8〜12为宜；

d、池底纵坡：

采用机械刮泥时，不小于0.005,一般采用0.01〜0.02；

e、按表面水力负荷计算时，应对水平流速进行校核；最大流速:

初沉池为7mm/s,二沉池为5mm/s；

f、进出口应设置挡板，高出池内睡眠0.1〜0.15m；

g、在出水堰前应设置收集与排出浮渣的设施。

辐流式

设计参数：

a、沉淀时间为1.5〜2.5h；

b、表面水力负荷为1.0〜1.5m2/m3*h；

c、污泥量为10〜21g/（p•d）；

d、污泥含水率为99.2〜99.6%；

e、池径不宜小于16m,池底坡度一般采用0.03〜0.10：

f、池子直径与有效水深之比为6〜12,缓冲层高度为0.5m。

g、最大允许的水平流速要比初次沉淀池的小一半；

h、中心管中的下降流速不应超过0.03m/s；

其静水头可降至0.9m,污泥底坡与水平夹角不应小于50度。

初沉池

选用平流式沉淀池，日平均流量为0.185m3/s,最大设计流量为0.287m3/s,

设计人口为N二100000人，沉淀时间t=lh

池子总面积：

设表面负荷q=3卅曲心

A_Qm.X36OO

_3.001x3600

=5401.8m

（1）沉淀部分有效水深:

h、=qt取q二3hh=3m

（2）沉淀部分有效容积：

V二Ah尹5401.8x3=16205.4m3

（3）池长：

设水平流速V二6mm/s

L=3.6W=3.6x10x4=144/rz

（4）池子总宽度:

B=-=

=54018=37.51.

L144

（5）池子个数为4

（6）宽度:

（7）污泥部分所需要的总容积：

设T二2d

”SNT0.5x100000x2“3

V=——==100/

10001000

（8）每格池污泥部分所需容积:

（9）污泥斗容积:

叫=平幺+/2+77石）十¥52（4宀0・52+科乔

=21.3m

（10）污泥斗以上梯形部分污泥容积:

=8・5用

（11）污泥斗和梯形部分污泥容积：

V,+V,=21.3+8.5=29.8/?

大于25m2

（12）池子总高度：

设缓冲层高度=°-5，?

H=片+h2+方3+力4+力4

=0.3+3.0+0.5+0」61+3.2

=7」6加

斗内污泥可用静水压、泵吸或吸泥机排出。

二沉池

该沉淀池采用中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，采用机械刮泥。

设计参数

设计进水量:

Q=Qmax/2=4167m3/h

表面负荷：

q范围为1.0—1.5m3/m2,h,取q二1.5m3/m2,h

水力停留时间：

T二2.2h

设置2座。

设计计算

1）每座沉淀池面积A:

按表面负荷算：

A=2=“"7=1388.8〃『

q1.5x2

直径D：

亦=42皿取42m

X,=X（l+0.6）

0.6

_3.3（1+06）

_0^6

=&Skg/m^

污泥区所需存泥容积：

1Z4（1+/?

）QX

5x+xr

_4x（l+0・6）x4167x3・3

3.3+&8

=72133m3

每个污泥斗的容积

V,f=72733/2=3636.65m3

4）污泥区高度为

A3636.65

=2m

池底坡度为0.05池底进口处4m

池底坡度降

5）二沉池总高度:

缓冲层高度h3=0.5m,取超高为hl二0.4

则池边总高度为

H1二hl+h2+h3+h4二0.4+3.3+2+0.5=6.2m

池中总高度为:

H二Hl+h5二6.2+0.36=6.56m

6）径深校核

£>/人=42/6.56=6.4合格。

3.6曝气池

本设讣选用传统活性污泥曝气池，釆用鼓风曝气系统。

所谓推流，就是污水从池的一端流入，在后继水流的推动下，沿池长度流动，并从池的另一端流出叫

设计参数：

a、进水方式不限，出水多用溢流偃，水位较固定；

b、曝气池池长与池宽之比（L/B）,一般大于5〜10；

C、有效水深最小为3m,最大为9m；超高一般为0.5m,当采用表曝机时，机械平

宜高出水面lm左右。

d、曝气池廊道的宽：

深，多介于1.0〜1.5之间；廊道长宜为50〜70m；

e、曝气池一般结构上分为若干单元，每个单元包括一座或儿座曝气池，每座曝气池常由1个或2〜5个廊道组成；当廊道数为单数时，污水的进、出口分别位于曝气池的两端；而当廊道数为双数时，则位于廊道的同一侧；

f、在池底应考虑排空措施，按纵向留2/1000左右的坡度，并设直径为80〜100mm的放空管。

g、曝气池的进水与进泥口均设于水下，采用淹没出流方式。

设计流量Qmax=24800m3/d

（1）处理效率E：

L-L

E=xlOO%

=5x100%

式中La——进水B0D浓度kg/m3；

L,——出水B0D浓度，kg/m3；

Lr——祛除BOD浓度，kg/m3,

进水B0DLfl=250mg/l=0.25kg/m3,出水BOD厶二30mg/l=0・03kg/m3

E=L（l~L（xlOO%

=88%

（2）污泥负荷的确定：

选取N,=Q・3kgBODJkgMLVSSd

（3）污泥浓度的确定：

混合液污泥浓度（混合液悬浮物浓度）X（MLSS）

Rx1O3

（1+R'SVI

式中SVI——污泥指数。

根据M值，取SVI二120

r——二沉池中污泥综合指数，取卢1・2

R污泥回流比。

取R二50%

=3.3kg/nr

“0.5x1.2x10’

（1+0.5）x120

混合液挥发性悬浮物浓度

X=fX

式中f——系数，取f二0.7

X=0.7x3.3=23kg/m3

in3in3

污泥回流浓度Xr=xr=■p石x1.2=\0kg/m'

（4）核算污泥回流比R

X（l+R）

10=

3.3x（l+/?

）

R二49%,取50%

（3）容积负荷“=XNs=2.3x03

=0.69kSBOD>/mid

（6）曝气池容积]/_OnmXL,.

X\Ns

=30000x038

一2.3x0.3

=7826.1卅

（7）水利停留时间

（8）剩余污泥量

AX=aQmaxLr-b\^

式中3——污泥产率系数，取&二0.6

B——污泥自身氧化率，取b二0.05^=aQ_Lr-bVX

=0.6x30000x0.18-0.05x7826.1x2.3=2340.0焙/d

（9）污泥龄

7826.1x2.3”

==7.7〃

2340.4

池体结构计算:

选用推流式曝气池，廊道式、鼓风曝气。

（1）曝气面积

设4组曝气池，每组体积为

V_7826.1

=1956.5/n3

取池有效水深H二3.5m

则每组曝气池的面积为

J9565=55W

3.5

（2）曝气池宽度

取池宽B二5m

£=2_=i,43介于1-2之间符合要求H3.5

（3）池长rF{462.1心川

L=—==92.4/rz

-=—=18.5>10符合要求

（4）曝气池的平面形式

设曝气池为三廊道式，则每廊道长£=A=^ri=30.8/n

（5）曝气池总高度:

取超高为0.5m

H+0.5=3.5+0.5=4/n

（6）进水方式

从池首进水，按传统活性污泥法运行

曝气系统的设计计算

（1）需氧量计算

O2=a'Qm^Lr+b'VX'

式中N——微生物氧化分解有机物过程中的需氧量，取0.5b，——污泥自身氧化需氧量，取0.15

O2=0.5x30000x0.18+0.15x7826.1x2.3

=5400如2/〃

=225kgth

祛除每公斤从力，需氧量

c，犷cr0.15

△O、=aH=0.5H

-N,0.3

=\kgO」kgBOQ

最大需氧量：

最大需氧量变化系数取K二1.4

O论丄K+bVX'

=0.5x30000x0.18x1.4+0.15x7826.1x2.3

=6480如三/〃

=223.IkgOJh

（2）供气量

采用膜片式微孔曝气装置，距池底0.2m,故淹没水深为3.3m,水质水温为20—30°Co

溶解氧饱和度查表得：

水温20°C时，“2。

）=9.17吨//

水温30°C时，Geo）=7.63加gH

曝气器出口绝对压力几"+9E10W

式中P——标准大气压P=l.013pa

H——曝气器安装深度，H=3.3m

Pb=1.013x105+9.8x103x3.3=1.337x105pa

空气离开曝气池面时，氧的白分比

=%100%

‘79+21（1-Ea）

式中匕——氧转换率，取18%

21（1-18%）xl00%=17.9%

'79+21（1-18%）

曝气池混合液平均饱和浓度:

按最不理温度30°C考虑

C如30）

；伽（

展开阅读全文