化工原理泵A2O法处理城市污水的初步工艺设计.doc
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1、 水污染控制工程课程设计目录引言11、设计内容和任务21.1、设计题目21.2、设计目的21.3、设计要求21.4、设计内容22.1、设计任务32.1.1、污水资料32.1.2、出水水质要求32、污水处理工艺流程说明42.1、工艺流程图42.2、 A/O法同步脱氮除磷工艺特点43、工艺流程设计计算53.1、设计流量:53.2、设备设计计算:53.2.1、中格栅53.2.2、细格栅73.2.3、提升泵房93.2.4、调节池103.2.5、平流式沉淀池113.2.6 、工艺153.2.7二沉池244、心得体会295、参考文献30引言本次课程设计采用的是A2/O法处理城市污水,A2/O可在一个处理系
2、统中同时具有厌氧区、缺氧区、好氧区,能够同时做到脱氮、除磷和有机物的降解。该工艺流程简洁,污泥在厌氧、缺氧、好氧环境中交替运行。丝状菌不能大量繁殖,污泥沉降性能好。该处理系统出水中磷浓度基本可达1mg/L以下,氨氮也可达到8mg/L以下。本课程设计是综合应用水污染控制工程和有关先修课程所学基础知识,以水处理构筑物和相关设备为主,进行水处理工艺设计的实践环节。通过这一环节,我们可以初步掌握水处理工艺设计的基本程序和方法,并在查阅技术资料、筛选公式和计算方法,用简洁文字、图表表示设计结果及制图等能力方面得到一次全面的实践锻炼。1、设计内容和任务1.1、设计题目A/O法处理城市污水的初步工艺设计1.
3、2、设计目的 巩固及深化对基本理论与基本概念的理解; 培养学生分析问题与解决问题的能力; 培养具有运用理论知识和已有图纸完成污水处理工程设计的初步能力。1.3、设计要求 工艺选择要求技术先进,在处理出水达到排放要求的基础上,鼓励采用新技术; 充分考虑污水处理与中水回用相结合; 除磷脱氮是工艺选择中关键之一,方案设计中必须全面考虑; 工程造价是工程经济比较的基础,控制工程总造价是小城镇生活污水处理技术之一; 工程运行管理方便,处理成本低。1.4、设计内容 根据原始资料,计算设计流量和水质污染浓度; 根据水质情况、地形和上述计算结果,确定污水处理方法和污水、污泥处理的流量以及有关的处理构筑物; 对
4、各构筑物进行工艺计算,确定其形式、数目和尺寸; 进行各处理构筑物的总体布置和污水与污泥处理流程的高程设计; 完成图纸的绘制(工艺流程图和主要构筑物图); 设计说明书的编制2.1、设计任务2.1.1、污水资料表1.1水量(m3/d)BOD (mgL-1)COD (mgL-1)SS(mgL-1)TN (mgL-1)TP(mgL-1)2.510525037022035122.1.2、出水水质要求表1.2BOD (mgL-1)COD (mgL-1)SS(mgL-1)NH3-N (mgL-1)TP(mgL-1)206020812、污水处理工艺流程说明2.1、工艺流程图原污水中格栅细格栅污水提升泵调节池
5、平流沉淀池 A/A/O生物反应池 二沉池出水2.2、 A/O法同步脱氮除磷工艺特点 本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺,总的水力停留时间少于其他同类工艺; 在厌氧(缺氧)、好氧交替运行条件下,丝状菌不能大量增殖,无污泥膨胀之虑,SVI值一般均小于100; 污泥中含磷浓度高,具有很高的肥效; 运行中勿需投药,两个A段只用轻缓搅拌,以不增加溶解氧为度,运行费用低。缺点: 除磷效果难于再行提高,污泥增长有一定的限度,不易提高,特别是当P/BOD值高时更是如此; 脱氮效果也难于进一步提高,内循环量一般以2Q为限,不宜太高; 进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧,减少停留时间,防止产生厌
6、氧状态和污泥释放磷的现象出现,但溶解氧浓度也不宜过高,以防循环混合液对缺氧反映器的干扰。3、工艺流程设计计算3.1、设计流量: 平均流量:Qa=250000m3/d=10416.67m3/h=2.89 m3/s3.2、设备设计计算:3.2.1、中格栅格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物,以减轻后续处理构筑物的负荷,用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物,并保证后续处理设施能正常运行的装置。 图3.3.1中格栅计算草图设计规定: (1)水泵处理系统前格栅栅条间隙,应符合下列要求: 1) 人工清除 2540mm 2) 机械清除 1625mm 3) 最大间隙 40mm (2)在大型污
7、水处理厂或泵站前原大型格栅(每日栅渣量大于),一般应采用机械清渣。 (3)格栅倾角一般用 。机械格栅倾角一般为 。(4)通过格栅的水头损失一般采用 0.080.15m。 (5)过栅流速一般采用 0.61.0m/s。设计计算:(1)设格栅前水深 h = 1.0m,过栅流速 v =0.9 m/s,栅条间隙宽度 b=0.04 m ,栅条倾角=60,格栅数 N=1,则栅条间隙数 n 为 设栅条宽度为 S = 0.01 m,则栅槽宽度 B 为 B=S(n-1)+bn=0.01(75-1)+0.0475=3.74m (2)水流通过格栅的水头损失为 式中 h 水流通过格栅的水头损失 ( m ); k 系数,
8、格栅受污堵塞后,水头损失增大倍数,一般 k = 3; 形状系数,本设计中,栅条采用迎水面为半圆的矩形,= 1.83; 将各参数数值代入上式,计算得,h = 0.0309m,取h = 0.05m (3)格栅总高度 H 为 H = h + +h 式中 栅前渠道超高,取0.3m 则栅槽总高度为 H = 1.0+0.3+0.05 =1.35m。 (4)栅槽总长度 L 为 式中 进水管渠道渐宽部分长度( m );,为进水渠宽,计算得2.98m, 为进水渠展开角,一般用 20;=1.04m 栅槽与出水渠道渐缩长度( m ),=0.52m; 栅前槽高 ( m ),= +=1.0+0.3=1.3m; 将各参数
9、代入,计算得 L = 3.81 m。 (5)每日栅渣量W:设每日栅渣量为0.03m3/1000m3, 采用机械清渣。3.2.2、细格栅图3.3.3细格栅计算草图(1)设格栅前水深 h = 1.0m,过栅流速 v =0.9 m/s,栅条间隙宽度 b=0.009 m ,栅条倾角=60,格栅数 N=2,则栅条间隙数 n 为 设栅条宽度为 S = 0.005 m,则栅槽宽度 B 为 B=S(n-1)+bn=0.005(166-1)+0.009166=2.32m (2)水流通过格栅的水头损失为 式中 h 水流通过格栅的水头损失 ( m ); k 系数,格栅受污堵塞后,水头损失增大倍数,一般 k = 3;
10、 形状系数,本设计中,栅条采用迎水面为半圆的矩形,= 1.83; 将各参数数值代入上式,计算得,h = 0.09m,取h = 0.1m (3)格栅总高度 H 为 H = h + +h 式中 栅前渠道超高,取0.3m 则栅槽总高度为 H = 1.0+0.3 +0.1 =1.4m。 (4)栅槽总长度 L 为 式中 进水管渠道渐宽部分长度( m );,为进水渠宽,计算得2.11m, 为进水渠展开角,一般用 20;=0.58m 栅槽与出水渠道渐缩长度( m ),=0.29m; 栅前槽高 ( m ),= +=1.0+0.3=1.3m; 将各参数代入,计算得 L = 3.12 m。 (5)每日栅渣量W:设
11、每日栅渣量为0.07m3/1000m3,采用机械清渣。3.2.3、提升泵房(一)泵的选择(1)泵站形式:(自灌式)考虑到场地地形、地势及水量采用半地下式方形泵站。(2)选泵原则:根据流量、扬程选择污水泵。(二)设计参数选定设计流量:Q=,泵房工程结构按远期流量设计,考虑选取8台潜水排污泵(6用2备),则每台流量为:。(三)泵房设计计算采用A2/O工艺方案,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。污水经提升后入曝气沉砂池,然后自流通过A2/O池、接触池,最后由出水管道排出。各构筑物的水面标高和池底埋深见高程计算。污水提升前水位H1(既泵站吸水池最底水位)
12、,提升后水位H2(即出水井水面标高)。所以,提升净扬程Z=H2-H1水泵水头损失取H0从而需水泵扬程H=Z+H0再根据设计流量Q= =10416.67/h,采用QW系列潜水污水泵8台(6用2备)。该泵提升流量1800/h,扬程12m,转速980r/min,功率84kW,效率=70%。(四)集水池一、容积按一台泵最大流量时6min的出流量设计,则集水池的有效容积二、面积取有效水深,则面积将其设计为矩形同时为减少滞流和涡流可将集水池的四角设置成内圆角。并应设置相应的冲洗或清泥设施。三、泵位及安装潜水电泵直接置于集水池内,电泵检修采用移动吊架占地面积为816.6=132.8,高15.54m,泵房为半
13、地下式,地下埋深9.34m。 3.2.4、调节池 本次设计按连续进水进行设计调节池的调节容积按日处理量的30%50%计算,即相当于812倍的平均时水量(一)调节池平面尺寸设计由于水量大设计六个调节池,调节容积取日处理量的30%,即相当于8倍的平均时水量则每个调节池容积V=2500006248=13888.88()有效水深h=4 m则池子的面积F=Vh=13888.884=3472.2 () 调节池为圆形设计则调节池圆形直径D=66.7667(m)设超高h=0.5 m则池子总高度H=4+0.5=4.5 (m)(二)调节池提升泵选择在调节池的积水坑中安装2台自动搅匀潜污泵,一用一备,水泵的基本参数
14、为: 200h;杨程H=20m:配电机功率N=20KW初沉池密度大于水的悬浮物在重力的作用下出现下沉,从而实现泥水分离,使得污水得到净化。3.2.5、平流式沉淀池一、设计规定:设计流量应按分期建设考虑;沉淀池的个数或分格不应少于2个,比宜按并联系列设计;池的超高至少用0.3m;一般沉淀时间不小于1.0小时,有效水深多采用24m;沉淀池的缓冲层高度,一般用0.30.5m;污泥斗斜壁于水平面的倾角,方斗不宜小于,圆斗不宜小于初沉池的污泥区容积,一般按不小于2日的污泥量计算,采用机械排泥时,可按4小时的污泥量计算。说明:平流式沉淀池有沉淀效果好;对冲击负荷和水温变化的适应能力强;施工简易,造价较低的
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