SBR法处理某城市生活污水工艺方案设计教学提纲Word文件下载.docx
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1厂区附近无大片农田;
2管底标高446.00m;
3受纳水体位于厂区南侧,50年一遇最高水位为448.00m。
(6)气象及工程地质
1该区平均气压为730.2mmHg柱;
2年平均气温为13.1C;
3冬季最低为8C;
4常年主导风向为东南风;
5最大风速为32m/s,平均为1.6m/s,历史最高台风12级;
6厂址周围工程地质良好,适合于修建城市污水处理厂。
1.3设计内容
(1)工艺流程选择此设计选用SBR法,简述其特点及目前国内外使用该工艺的情况即可。
(2)构筑物工艺设计计算;
(3)水力计算;
(4)高程及平面布置;
(5)附属构筑物设计。
1.4设计成果
(1)设计说明书一份
(2)图纸三张:
曝气池构筑物图(2#)平面布置图(2#)高程图(2#)
1.5设计要求
1)设计参数选择合理。
2)设计说明书要求计算机打印出来,条理清楚,计算准确,并要求附有设计计算示意图。
3)图纸布局紧凑合理,可操作性强。
格式规范,表达准确、规范。
标注及说明全部用仿宋体书写。
4)同组同学不得有抄袭现象。
1.6设计时间
总时间:
第6学期16-17周(6.9-6.22)
第16周(6.9-6.15)
6.9:
安排设计任务;
6.10(星期二下午):
确定具体处理工艺,指导教师确认;
6.9-6.13:
查找资料,进行设计计算,编制设计说明书;
6.13(星期五下午):
中期检查(重点:
说明书的编制);
6.14-6.15;
修改说明书,开始绘图;
第17周(6.16-6.22)
6.16-6.18:
绘制CAD图;
6.18(星期三下午):
图纸抽查;
6.20(星期五下午):
上交设计,进行答辩;
6.21-6.22:
修改设计,上交定稿。
1.7主要参考资料
[1]教材《水污染控制工程》;
[2]《水污染防治手册》;
[3]《环境工程设计手册》;
[4]《给水排水制图标准》;
[5]《建筑给水排水设计规范》(GBJ15-88);
[6]本专业相关期刊。
第二章处理工艺的选择与确定
2.1方案确定的原则
(1)采用先进、稳妥的处理工艺,经济合理,安全可靠。
(2)合理布局,投资低,占地少。
(3)降低能耗和处理成本。
(4)综合利用,无二次污染。
(5)综合国情,提高自动化管理水平。
2.2可行性方案的确定
城市污水的生物处理技术是以污水中含有的污染物作为营养源,利用微生物的代谢作用使污染物
降解,它是城市污水处理的主要手段,是水资源可持续发展的重要保证。
城市二级污水处理厂常用的方法有:
传统活性污泥法、AB法、氧化沟法、SBR法等等。
下面对传统活性污泥法和SBR法两种方案
进行比较,以便确定污水的处理工艺。
SBR法的方案特点:
(1)
好。
(2)
(3)
击。
(4)
(5)
理想的推流过程使生化反应推动力增大,效率提高,池内厌氧、好氧处于交替状态,净化效果
运行效果稳定,污水在理想的静止状态下沉淀,需要时间短、效率高,出水水质好。
耐冲击负荷,池内有滞留的处理水,对污水有稀释、缓冲作用,有效抵抗水量和有机污物的冲
工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整,运行灵活。
处理设备少,构造简单,便于操作和维护管理。
(6)反应池内存在DOBOD浓度梯度,有效控制活性污泥膨胀。
(7)SBR法系统本身也适合于组合式构造方法,利于废水处理厂的扩建和改造。
(8)脱氮除磷,适当控制运行方式,实现好氧、缺氧、厌氧状态交替,具有良好的脱氮除磷效果。
(9)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。
从上面的对比中我们可以得到如下结论:
从工艺技术角度考虑,普通曝气法和SBR法出水指标均
能满足设计要求。
但是,SBR法结构简单,造价低,又适合中小型污水处理厂,这跟实际相符,所以
选SBR法。
2.3污水处理工艺流程的确定
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,进水、
反应、沉淀、排水及空载5个工序,依次在同一SBR反应池中周期运行,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,流程简单。
污水工艺流程的确定主要依据污水水量、水质及变化规律,以及对出水水质和对污泥的处理要求
来确定。
本着上述原则,本设计选SBR法作为污水处理工艺。
2.4主要构筑物的选择
2.4.1格栅
格栅用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质,以保证后续处理单元和水泵的正常运行,减轻后续处理单元的负荷,防止阻塞排泥管道。
本设计中在泵前设置一道中格栅。
由于污水量大,相应的栅渣量也较大,故采用机械格栅。
栅前栅后各设闸板供格栅检修时用,每个格栅的渠道内设液位计,控制格栅的运行。
格栅间配有一台螺旋输送机输送栅渣。
螺旋格栅压榨输送出的栅渣经螺旋运输机送入渣斗,打包外运。
242泵房
考虑到水力条件、工程造价和布局的合理性,采用长方形泵房。
为充分利用时间,选择集水池与机械间合建的半地下式泵房,这种泵房布置紧凑,占地少,机构省,操作方便。
水泵及吸水管的充水采用自灌式,其优点是启动及时可靠,不需引水的辅助设备,操作简便。
243沉砂池
沉砂池的形式有平流式、竖流式和曝气沉砂池。
其作用是从污水中去除沙子,渣量等比重较大的
颗粒,以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。
工作原理是以重力分离为基础,即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉,而有机悬浮颗粒则随水流带走。
设计中采用的平流式沉砂池是最常用的一种形式,它的截留效果好,工作稳定,构造简单。
池的
上部是一个加宽了的明渠,两端设有闸门以控制水流。
池的底部设置贮砂斗,下接排砂管。
244SBR池
本设计采用SBR法(又称序批式活性污泥法),该法对BOD勺处理效果可达90%以上。
SBR工艺的曝气池,在流态上属于完全混合,在有机物降解上,却是时间上的的推流,有机物是随着时间的推移而被降解的。
推流式曝气特点是:
废水浓度自池首至池尾是逐渐下降的,由于在曝气池内存在这种浓度梯度,废水降解反应的推动力较大,效率较高;
推流式曝气池可采用多种运行方式;
对废水的处理方式较灵活;
由于沿池长均匀供氧,会出现池首供气不足,池尾供气过量的现象,增加动力费用的现象。
完全混合式曝气池的特点是:
冲击负荷的能力较强;
由于全池需氧要求相同,能节省动力;
曝气
池与沉淀池合建,不需要单独设置污泥回流系统,便于运行管理;
连续进水、出水可能造成短路;
易
引起污泥膨胀;
适于处理工业废水,特别是高浓度的有机废水。
曝气系统采用鼓风曝气,选择其中的网状微孔空。
2.4.5接触池
城市污水经二级处理后,水质改善,但仍有存在病原菌的可能,因此在排放前需进行消毒处理。
液氯是目前国内外应用最广泛的消毒剂,它是氯气经压缩液化后,贮存在氯瓶中,氯气溶解在水
中后,水解为Hcl和次氯酸,其中次氯酸起主要消毒作用。
氯气投加量一般控制在1-5mg/L,接触时间
为30分钟.
246浓缩池
浓缩池的形式有重力浓缩池,气浮浓缩池和离心浓缩池等。
重力浓缩池是污水处理工艺中常用的
一种污泥浓缩方法,按运行方式分为连续式和间歇式,前者适用于大中型污水厂,后者适用于小型污
水厂和工业企业的污水处理厂。
浮选浓缩适用于疏水性污泥或者悬浊液很难沉降且易于混合的场合,
例如,接触氧化污泥、延时曝起污泥和一些工业的废油脂等。
离心浓缩主要适用于场地狭小的场合,
其最大不足是能耗高,一般达到同样效果,其电耗为其它法的10倍。
从适用对象和经济上考虑,故本设计采用重力浓缩池。
形式采用间歇式的,其特点是浓缩结构简单,操作方便,动力消耗小,运行费
用低,贮存污泥能力强。
采用水密性钢筋混凝土建造,设有进泥管、排泥管和排上清夜管。
247污泥脱水
污泥机械脱水与自然干化相比较,其优点是脱水效率较高,效果好,不受气候影响,占地面积小。
常用设备有真空过滤脱水机、加压过滤脱水机及带式压滤机等。
本设计采用带式压滤机,其特点是:
滤带可以回旋,脱水效率高;
噪音小;
省能源;
附属设备少,操作管理维修方便,但需正确选用有机
高分子混凝剂。
另外,为防止突发事故,设置事故干化场,使污泥自然干化。
第三章主要构筑物及设备的设计与计算
3.
1粗格栅
图3-1格栅计算示意图
■
1
o
a」
■■
SCO
——™
串/t砧口摄
QmaxIsin
bhv
生活污水流量总变化系数,根据设计任务书K总=1.5。
2
v.
h1ksin
2g
式中:
h,――设计水头损失,
条形状选用正方形断面
k――系数,格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数,一般采用
则:
hk—sin3
g――重力加速度,ms2,取g=9.81m;
s2;
0.77-09sin600.082m,符合设计要求。
29.81
3.1.3栅后槽总高度H
HhAh2
Hhhh2=0.4+0.082+0.3=0.782。
3.1.4栅槽总长度L
l1l21.0
0.5
H1
tan
I1
BB1
2tan
l20.5l1
H1hh2
l1——进水渠道渐宽部分的长度,m;
Bi——进水渠宽,m,取Bi=0.8m;
i——进水渠道渐宽部分的展开角度,。
,取i=200;
•——栅槽与进水渠道连接处的渐窄部分长度,m;
H1――栅前渠道深,m.
BBi1.070.8
l1L=0.37m
2tan12tan20
I20.5l10.19m
H1hh20.40.30.7m
H10.7
Ll1l21.00.5—=0.370.190.51.02.46m
tantan60
3.1.5每日栅渣量W
86400QmaxW|
1000K
W——栅渣量,m3..;
103m3污水,取W=0.03m3103m3污水。
格栅的日栅渣量为:
W0.600.2m3.'
d,宜采用机械清渣。
3.1.6格栅的选择
表3-1HG-1400型回转格栅技术参数
项
目
格栅宽度mm
栅条间距
mm
安装角
电机功率
kw
参
数
1400
900
60-75
1.5
3.2提升泵房
设计水量为20000m3/d,选用2台潜水排污泵(一用一备),则流量为
Q20000436mm^h所需的扬程为4.34m(见水力计算和高程计算)
n241
泵的选型如下:
表3-2
型号
排出口径(mm)
流量(m3/h)
扬程(m)
转速(r/min)
功率(kw)
250QW600-7-22
250
1260
7
970
22
3.3巴氏计量槽
3.3.1计量槽主要部分尺寸
A10.5b1.20.50.75
1.21.575m
A2
0.6m
A
0.9m
B1
1.2b0.481.20.75
0.481.38m
B2
b0.30.75
0.31.05
A—
—渐缩部分长度,
m
喉部长度,m
—渐扩部分长度,
b—
-一喉部宽度,m,,
一般取
0.75m
B—
上游渠道宽度,
R—
—下游渠道宽度,
3.3.2计量槽总长度
计量槽应设在渠道的直线段上,直线段的长度不应小于渠道宽度的8~10倍,在计量槽上游,直线
段不小于渠宽的2~3倍;
下游不小于4~5倍。
计量槽上游直线段长为
L1
3B1
1.38
4.14m
计量槽下游直线段长为
L2
5B2
5
1.05
5.25m
计量槽总长为LL1
A1
A3
4.141.5750.60.95.2512.465m
3.3.3计量槽的水位,当
b=0.75m时,
Q=1.777
1.558
XH
贝U:
H,1.558/Q/1.777l15588O052/l.77.B5m).459m
*飞1.777
H1――上游水深,m
当b=0.3~2.5m时,H2/H10.7时为自由流:
H2下游水深,m
3.3.4渠道水力计算
(1)上游渠道:
过水断面面积A:
ABiHi1.380.350.48m
湿周f:
B2H11.3820.352.08m
A048水力半径R:
R-—0.23m
f2.08
Q0.35crc,流速v:
v0.73m/s
A0.48
22
水力坡度i:
i(vnR3)
n――粗糙度,一般取0.013
(2)下游渠道:
过水断面面积A:
AB2
湿周f:
fB22H21.052
(0.730.0130.233)0.64%。
H21.050.240.252m2
0.241.53m
水力半径
R:
A進0.16m
f1.53
流速v:
型1.38m/s
0.252
(vnR
3)2(1.380.0130.16?
)2
3.7%
水厂出水管采用重力流铸铁管,流量Q=0.35m/s,DN=250
3.4细格栅(本设计采用2个细格栅)
3.4.1单个格栅的隔栅尺寸
、.3
(1)最大设计流量:
Q=0.35m/s
(2)栅条间隙数n
Qmax、sinn
2bhv
h――栅前水深,
m,取h=0.4m;
n――栅条间隙数,个;
K总一一生活污水流量总变化系数,根据设计任务书Km=1.5。
总、总、
则nQmax-sin
0.35.sin60
20.010.40.9
45个
有效栅宽B
BS(n1)bn
BS(n1)bn=0.01x(45-1)+0.0145=0.89m
3.4.2通过格栅的水头损失
4/32
h1
sv..
sinadc
b2g
形状系数,取=1.67(由于选用断面为迎水背水面均为半圆形的矩形)。
k=3;
g—重力加速度,ms2,取g=9.81ms2;
式中:
则:
ht――栅前渠道超高,m,取h2=0.3m。
HhAh2=0.4+0.179+0.3=0.879m。
3.4.4栅槽总长度L
l1l21.00.5上
hh2
tan
h——进水渠道渐宽部分的长度,m;
12――栅槽与进水渠道连接处的渐窄部分长度,
Hi――栅前渠道深,m.
l1
BB10.890.6门“
1=0.40m
2tan12tan20
J
0.5l1=0.20m
hh20.40.30.7m
L
H07
l1l21.00.51=0.400.201.00.5一24^0Tn
tantan20
3.4.5
每日栅渣量W
W
86400QmaxW
W——栅渣量,m[‘103m3污水,取W=0.07m3103m3污水。
86400QmaxW864000.350.07,,3/,
W1.41md
1000K10001.5
1.41>
0.2m3jd,宜采用机械清渣。
表3-3HG-1000型回转式机械格栅技术参数
设备宽
度
1000
10
60
1.1
3.5沉砂池
3.5.1计算
池子长度L
(2)水流断面面积A
AQmax
v
Qmax――最大设计流量,
m3s,
Qmax=0.35m-s;
aQmax.空m21.4m2
v0.25
(3)池子总宽度B
Bnb
n—池子分格数,个,设置n=2。
有效水深ht
h2
14
m0.875m
1.6
QmaxXT86400
Kz106
X城市污水沉砂量,m3f106m3污水,取X=30m3106m3污水;
K――生活污水流量总变化系数,由设计任务K=1.5。
T――沉砂周期,d,取T2d。
(2)每个砂斗所需容积V。
n――砂斗个数,设沉砂池每个格含两个沉砂斗,有2个分格,沉砂斗个数为
V。
V旦0.30m3n4
(3)沉砂斗各部分尺寸
a.沉砂斗上口宽:
b2
2h3
tan60
b1――斗底宽,m,取b1=0.5m;
h3'
斗高,m,取h3'
=0.35m。
tan60斗壁与水平面的倾角。
a_2h3R20.350.50.904m
tan60tan60
b.沉砂斗容积:
1——
Vih3(siS2SiS2)
122122
-h3(b1b2Dd)-0.35(0.90420.520.9040.5)0.18m
33
h3‘——斗高,m,取h3'
=0.35m;
b2――沉砂斗上口宽,m。
(4)沉砂室高度也
采用重力排砂,设斗底坡度为0.06,坡向砂斗,
l
2b2b
0.06-
h3h3
b2每个沉砂斗,m,取b2=1.0m;
b'
――两沉砂斗之间的平台长度,m,取b'
=0.2m。
h3h30.06〔2b2b0.350.061021°
20.58m22
3.5.3池体总高度H
Hh|h2h3
h超高,m,取h=0.3m;
h,——有效水深,m;
h3——沉砂室高度,
Hh1h2h30.30.8750.581.728m
3.6SBR反应池
谡沐管]
1=
出水胃
出水管
y最高水位
,最低水位
SBR反应池
(1)曝气池运行周期
反应器个数n4,周
期时间t6h,周期数n24,每周期处理水量
VQmax200001.53
Vw24’24m
4-
t6
1875m3,每周期分为进水、曝气、沉淀、排水4个阶段。
ni
2424
其中进水时间览-厂
1.5h
ng
根据滗水器设备性能,排水时间
td0.5(h)
MLSS取4000mg/L,
污泥界面沉降速度:
u4.610440001.261.33m/s
曝气滗水高度入1.7m,安全水深0.5m,沉淀时间为
th1
Ls
u
1.70.5
1.7h
1.33
曝气时间:
tattetstd61.51.70.52.3h
t23反应时间:
e空230.38
T6
(2)曝气池体积V
二沉池出水BOD5由溶解性bod5和悬浮性bod5组成,其中只有溶解性bod5与工艺计算有
关,出水溶解性BOD5可用下式估算:
SeSz7.1KdfCe
Se――出水溶解性bod5
Sz二沉池出水BOD5,取SZ=20mg/L
Kd――活性污泥自身氧化系数,典型值为0.06
f――二沉池出水SS中VSS所占比例,取f=0.75
C
e二沉池出水SS,取Ce=20mg/L
Se=207.10.060.75201