氧化沟工艺处理城市污水说明计算书

1徐州工业职业技术学院毕业设计（论文）课题名称某市8万t/d污水处理工程设计课题性质工程设计班级环境监治131学生姓名陈坤坤学号1332107102指导教师孙美侠导师职称副教授2摘要本次毕业设计的题目为某污水处理厂设计——氧化沟工艺。主要任务是工艺流程选择及构筑物设计和计算。其中初步设计要完成设计说明书一份、污水处理厂总平面布置图一张、高程图一张，管道布置图一张。该污水处理厂工程，总规模达到8万吨/日。该污水厂的污水处理流程为：从泵房到沉砂池，进入氧化沟，二沉池，达不到一级标准还要进入混凝反映池和斜板沉淀池，进入接触消毒池，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，经过调节的污泥再送至污泥脱水机，进一步脱水后，运至垃圾填埋场。出水执行国家污水综合排放标准（GB8978-1996）一级标准。关键词：氧化沟工艺；第一章设计概论1.1设计依据和设计任务1.1.1原始依据1.设计题目:某市8万t/d污水处理工程设计2.设计基础资料：年平均气温13℃月平均最高气温24℃月平均最低气温4℃月最高气温36℃最低气温-4℃年平均降雨量1250mm冰冻线深200mm主导风向：东南风温度在0℃以下31天温度在-10℃以下0天相对湿度73%污水处理厂地势平坦，周围工程地质良好，抗震等级7级。1.2进出水水质根据污水量预测结果，拟建污水处理厂处理规模为8.0万t/d，污水处理厂进水水质见下表：表1-1污水处理厂进水水质污染指标COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)TN(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)浓度40020020040354.0根据环评批复，拟建污水处理厂出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标3准》（GB18918-2002）一级标准中的A类标准。表1-2污水处理厂出水水质污染指标COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)TN(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)浓度≤50≤10≤10≤15≤5≤1.51.3污水厂设计污水平均流量aQ80000t/d=80000m3/d≈3333.3m3/h=0.926m3/s总变化系数：0.110.112.72.71.27926ZaKQaQ-----平均流量；L/S因此，设计3max21.2780000101600/aQKQmd流量maxQ第二章工艺流程的确定2.1污水处理中生物方法的比较2.1.1工艺比较对几种常见的生物处理工艺进行比较：传统活性污泥法，，氧化沟，SBR法。(1)传统活性污泥法这是以传统活性污泥法处理城市污水的典型工艺。其特点是好氧微生物在曝气池中以活性污泥的形态出现，并通过鼓风机曝气供给微生物所需的足够氧量，促使微生物存在和繁殖，以分解污水中的有机物。A工艺特点：利用曝气池中的好氧微生物，来分解污水中的有机物质。混合液沉淀分离，活性污泥回流到曝气池中去，原污水从池口进入池内，回流污泥也同步注入，废水在池内呈推流形势流动至池的末端，流出池外至二沉池。a优点：①该工艺对污水的BOD和SS总处理效率均为90%～95%，处理效果好；②运行可靠，出水水质稳定；③适宜处理大量污水，所以多用于大中型污水处理厂。b缺点：①运行费用高，在曝气池的末端造成供氧的浪费，故提高了运行成本；②基建费用高，占地面积大，对水质、水量变化适应能力低；③由于沉淀时间短和沉淀后碳源不足等情况，对于N、P的去处率低。B适用条件：不要求脱氮除磷的大型和较大型污水处理厂4(2)传统SBR工艺传统SBR工艺也叫间歇式活性污泥法。A特点:a优点：①流程十分简单，管理方便；②合建式，占地省，处理成本较低；③有脱氮除磷功能，处理较好；④污泥同步稳定，不需厌氧消化；b缺点：①间歇周期运行，对自控要求高；②变水位运行，电耗量高；③脱氮除磷效果不太高；④污泥稳定性不如厌氧消化。B适用条件：中小型污水处理厂。(3)氧化沟工艺特点：氧化沟又称“循环曝气池”，是50年代由荷兰的Pasveer开发，属于活性污泥法的一种变形。其基本特征是曝气池呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥的混合液在环状渠道中不停的循环流动A工艺特点氧化沟一般采用延时曝气，并增加了脱氮功能，它采用机械曝气，一般不设初沉池和污泥消化池。由于氧化沟水深较浅（一般3m左右），流程较长，可以按照曝气器前作为缺氧段与曝气器后作富氧段的方式设计运行。提供兼氧菌与好氧菌交替作用的条件，达到脱氮的目的。a优点:①氧化沟内的循环流量很大，进入沟内的原污水立即被大量的循环水所混合和稀释，因此具有很强的承受冲击负荷能力，对不易降解的有机物也具有较好的处理效果；②处理效果稳定可靠，不仅可满足BOD5、SS的排放标准，还可以达到脱氮除磷的效果。③由于氧化沟的水力停留时间和污泥龄都很长，悬浮物、有机物在沟内可获得彻底的降解，活性污泥产量少且趋于稳定，一般不设初沉池和污泥消化池，有的甚至取消二沉池和污泥回流系统，简化了处理流程，减小了处理构筑物，使其基建费用低于一般活性污泥法。④承受水质、水温、水量能力强，出水质好。B缺点：①一般除磷需另设厌氧池；②化沟沟体占地面积较大；③于中、大型污水厂，基建费和运行费比普通活性污泥法高，同时无法得到生物能源。C适用条件：适用于大中型污水处理厂。通过以上比较，本设计采用三沟式氧化沟工艺。52.2工艺流程的确定2.2.1工艺流程如图2-1图2-1氧化沟处理工艺流程图第三章污水处理系统设计计算3.1格栅本污水处理厂设置粗、细两道格栅。格栅是由一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵站、集水井的进口处或处理厂的端部，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。截留污物的清除方法有两种，即人工清除和机械清除。大型污水处理厂截污量大，以减轻劳动强度，一般应用机械清除截留物。设计说明：栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为0.6～1.0m/s，槽内流速0.5m/s左右。栅渣的含水率一般为80%，容重约为960kg/m3,栅前渠道内流速一般采用0.4-0.9m/s,格栅倾角一般采用45%-75%，通过格栅水头损失一般采用0.08-0.15m,格栅间必须设置工作台，台面应高出最高设计水位0.5m。3.1.1设计参数6maxQ=1.176m3/s栅条宽度S=10.0mm=0.10m栅条间隙宽度取d=50mm=0.05m栅前水深h=0.4m过栅流速v=1.0m/s格栅倾角α=60°格栅两台使用，一台备用3.1.2设计计算本设计设计三组格栅，两用一备。设计图见3-1图3-1格栅示意图（1）格栅的间隙数量nmax/2sin0.588sin60270.050.40.1Qnbhv（个）取n=27式中:maxQ－最大设计流量,m3/sα-格栅倾角，°b-栅条间隙.mh-栅前水深,mv-污水流经格栅的速度,m/s（2）格栅的建筑宽度B设计采用圆钢为栅条，即s=0.01mB=Sn-1+bn=0.01(27-1)+0.0527=1.61m（）×式中:s-栅条宽度，mb-栅条间隙,mn-栅条间隙数，个7（3）进水渠道渐宽部分的长度（l1）取进水渠道B1=1m,其间宽部分展开角α1=20°1111.6110.91()2220BBlmtgtg式中：1B-进水渠道宽度，mα1-进水渠道渐宽部分的展开角一般取20°（4）栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度（l2）120.910.45()22llm（5）过栅的水头损失（h2）设栅条断面的锐边矩形，k=34231423h=()20.011sin6030.037()0.0529.81svbgmsink=2.42()ξ式中:ξ-阻力系数，其值与栅条断面形状有关，取2.412k-系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般取3g-重力加速度m/s2（6）栅后槽的总高度(H)设栅前总高度h2=0.3m12H=h+h+h=0.4+0.037+0.3=0.7(m)式中:h2-栅前渠道超高，取0.3米（7）栅槽总长度（L）12L=L+L+1.0+0.5+H/tg0.910.4501.00.50.7/8.533.26()m（8）每日栅渣量的计算在格栅间隙为50mm情况，设栅渣量为0.01m3/103m3,污水0.01m33max13W=(m/d)==0.98m/dzQwk××1.1760.01?1.27?·864001000864001000因为W＞0.2m3/d所以选择机械清渣3.2污水泵房城市污水处理厂的运行费用大部分来自于电能，其中40%的电能为水泵消耗，8所以，确定合理的水泵及水泵站是污水处理厂的关键所在。(1)污水泵站的特点及形式泵站形式的选择取决于水力条件和工程造价，其它考虑因素还有：泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形条件、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。污水泵站特点及主要形式：1）合建式矩形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数为4台或更多时，采用矩形，机器间、机组管道和附属设备布置方便，启动简单，占地面积大；2）合建式圆形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵台数不超过4台，圆形结构水力条件好，便于沉井施工法，可降低工程造价，水泵启动方便。对于自灌式泵房，采用自灌式水泵，叶轮（泵轴0）低于集水池最低水位，在最高、中间和最低水位都能直接启动，其优点为启动及时可靠，不需引水辅助设备，操作简单。非自灌式泵房，泵轴高于集水池最高水位，不能直接启动，由于污水泵水管不得设蝶阀，故需设计水设备，但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。由以上可知，本设计因水量大，并考虑到造价、自动化控制等因素，以及施工的方便与否，采用自灌式半地下式矩形泵房。(2)泵站的布置该污水泵站设在污水处理厂内，与其它构筑物统一布置，为防止噪声污染，应用绿化带和公共建筑隔离，隔离宽度一般不小于30米。泵站进出口比室外地面高0.2米以上。每台泵应设置单独的吸水管，这不仅改善水力条件，而且可以减少杂质堵塞管道的可能性。(3)泵房内部的排水由于泵房较深，采用电动排水。(4)泵房的通风设施自然通风、机械通风。自然通风：采用全部自然通风布置特点，要有足够自然通风要求，适用于地面泵房或埋深较浅的低下式或半地下式泵房。机械通风：采用全部机械通风和部分机械通风。部分机械通风机械将电机排出的热风抽出，冷空气自然补充。机械排风可以分别是为电机分别排风。也可以多台电机组成排风系统。使用较广泛，一般用于半地下式泵。3.2.1选泵参数计算(1)污水泵站选泵应考虑因素：①选泵机组泵的总抽升能力，应按进水管的最大时污水量计，并应满足最大充满度时的流量要求；②尽量选择类型相同和相同口径的水泵，以便维修，但还须满足低流量时的需求；③由于生活污水，对水泵有腐蚀作用，故污水泵站尽量采用污水泵，在大的污水泵站中，无大型污水泵时才选用清水泵。（2)选泵具体计算泵站选用集水池与机器间合建式的矩形泵站。①流量的确定QQmax1204L/S本设计拟订选用5台泵（4用1备），则每台泵的设计流量Q=Qmax/4=1204/4=301.00L/S②集水池容积VA泵站集水池容积一般取最大一台泵5～6分钟的流量设计V=301.0×5.5×60/1000=99.33m取V=100B有效水深h为2.5m，则水池面积F为:210045.02.5VFmh取45m2（3）扬程的估算H9H=H静+2.3+1.0式中：2.0——水泵吸水喇叭口到沉砂池的水头损失；1.0——自由水头；H静——水泵集水池的最底水位H1与水泵出水管提升后的水位H2之差；H1=进水管底标高+h–集水池有效水深=279.413+3.4-2.5=280.313mH2=接触池水面标高+沉砂池至接触池间水头损失=286.5+4.5291.0m沉砂池至接触池间水头损失为3.5—4.5米，取4.5m则：H2=286.50+4.5=291.00mH静=H2-H1=291-280.813=10.20则水泵扬程为：H=H静+2.0+1.0=10