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  • 2022-04-26 发布

毕业论文--安徽某啤酒厂废水处理厂工艺设计

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华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)安徽某啤酒厂废水处理厂工艺设计摘要本设计是在安徽省宿州市的水文地质、受纳水体水质资料、人口分布和气象条件分析后,进行的一整套污水处理厂的设计。其中,对进水水质、出水水质进行分析,以SBR法为主体的处理工艺流程的选择给予说明,对具体污水及污泥构筑物结构进行了详细计算。在设计中:1)严格执行环境保护的各项规定,确保经处理后污水的排放水质达到环保局有关规定;2)采用先进、可靠、简单的工艺使先进性和可靠性有机结合;3)采用目前国内成熟的先进技术,尽量降低工程投资和运行费用;4)平面布置和工程设计时,布局力求合理通畅,尽量节省占地;5)废水处理站运行和维护管理操作应尽量简单方便。由于该工厂排放量水量不大,可以采用系统简单处理效果好的新型处理工艺—SBR处理工艺,它采用集有机污染物降解与混合液沉淀于一体的反应器,无需设污泥回流设备,不设二沉池,建设费用与运行费用都较低。而且,污泥龄长,污泥沉降性能好,剩余污泥少。为了力求构筑物流程简单而不影响处理效果,在设计中采取粗格栅和提升泵房,细格栅和平流式沉沙池合建一起。关键词:水量;SBR处理工艺;污水处理n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)PROCESSDESIGNOFaBREWERYWASTEWATERTREATMENTPLANTINANHUIAbstractThedesignisinSuzhouCity,AnhuiProvince,hydrogeology,waterqualitydatatothereceivingwaterbody,analysisofpopulationdistributionandmeteorologicalconditions,asetofsewagetreatmentplantsaredesigned.Amongthem,waterquality,waterqualityanalysis,thechoiceofSBRtreatmentprocesstogiveinstructions,detailedcalculationsonthestructureofconcretesewageandsludgestructures.Inthedesign:1)strictlyenforcetheprovisionsofEnvironmentalProtection,EnvironmentalProtectionAgencywiththerelevantprovisionstoensurethatthewaterqualityofthedischargeofsewagetreatment;2)useofadvanced,reliableandsimpletechnologyadvancedandreliableorganiccombination;3)domesticadvancedtechnology,tominimizetheprojectinvestmentandoperatingcosts;4)layoutandengineeringdesign,layout,andstrivetobereasonablysmooth,andtrytosavefloor;5)wastewatertreatmentstationoperationandmaintenancemanagementoperationsshouldbeaseasyaspossible.Littlewateremissionsoftheplant,thesystemissimpleandgoodtreatmenteffectofnewtreatmentprocesses-SBRtreatmentprocess,whichusesorganiccontaminantswithamixtureofprecipitationinonereactorwithouthavingtosetupthesludgereturndevice,notsetupthesecondarysettlingtank,constructioncostsandoperatingcostsarelower.Moreover,thesludgeagelongsludgesettlingcharacteristics,lesssurplussludge.Anefforttostructuresimpleprocesswithoutaffectingthetreatmenteffect,takeninthedesignofthecoarsegridandupgradingpumpingstations,peaceinthefinegridflowsettlingbasininbuildingtogether.Keywords:water;ofSBRtreatmentprocess;sewagetreatmentn华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)1绪论1.1城市自然条件及出水去向本工程为安徽某啤酒厂废水处理厂工艺设计,厂区设计地面标高为32.00m,污水管进厂管内底标高18.60m,年降雨量800~1500mm,年平均气温9.3℃~21.9℃,,最大冻融深度为0.5米,主导风向为:东南偏东风。厂区地质情况基本满足水厂建设要求,地质较均匀。出水去向:出水排入就近的河流。1.2设计原则1.严格执行环境保护的各项规定,确保经处理后污水的排放水质达到环保局有关规定。2.采用先进、可靠、简单的工艺,使先进性和可靠性有机结合。3.采用目前国内成熟的先进技术,尽量降低工程投资和运行费用。4.平面布置和工程设计时,布局力求合理通畅,尽量节省占地。5.废水处理站运行和维护管理操作应尽量简单方便。1.3污水水质、水量及处理要求1.水量:该污水处理厂处理规模为16000m3/d,平均流量为666.67m3/h,最大设计流量为733.34m3/h。(设计中取水量变化系数Kp为1.10)2.污水水质分生活污水与工业废水其值分别为:工业废水:BOD5350~500mg/L,COD600~1200mg/L,SS400~500mg/L,水温20~30℃,阴离子表面活性剂<10mg/L。出水水质参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中一级B标准,并尽量提高水质出水标准,因此将水质控制在CODcr≤60mg/L,SS≤20mg/L,BOD5≤20mg/L。1.4污水计算污水量列表1-1如下:表1-1污水量列表项目设计水量m3/dm3/hL/s平均日污水量24656.51027.35285.38最大日污水量27122.151130.09313.91最大时污水量32053.451335.56370.991.5去除率的确定(1-9)n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)式中—进水物质浓度,;—出水物质浓度,。处理水质要达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中一级B标准,根据《给排水设计手册》(第五册),结合排放要求和进水水质,计算去除率,见表1-2。表1-2去除率列表序号基本控制项目一级标准GB进水水质去除率1COD60450.000.872BOD520900.000.983SS20450.000.96n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)2工艺方案的比较分析及构筑物简介2.1工艺流程的选择2.1.1工艺选择原则1.根据进水水质组成和浓度选择经济有效的废水和污泥流程,确保出水能符合回用水水质要求或排放的水质标准,并使污泥安全的利用和处置。2.处理工艺流程必须将废水处理工艺和污泥处理工艺一并考虑,统一研究。3.综合考虑处理厂规模,当地气候,地质,地形,人文素质,经济水平等因素。4.城市污水处理应采用先进的技术设备,要求经济合理,安全可靠,出水水质好;5.要求节能并且最大限度的使处理水能回用;6.提高自动化的程度,为科学管理创造条件;7.为确保处理效果,采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物;8.污水采用液氯消毒;9.提高管理水平和保证最佳运行效果;10.充分利用沼气能源,把沼气作为能源,节省燃料费用;11.查阅相关资料确定最佳方案。2.1.2工艺方案的比较分析1.最佳的污水方案应体现以下优点:(1)保证处理效果,运行稳定;(2)基建投资省,耗能低,运行费用低;(3)占地面积少,泥量少,管理方便。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。对脱氮除磷有要求的城市,应采用二级强化处理,如A2/O工艺及其改良工艺,A/O工艺,SBR工艺,氧化沟工艺,以及水解好氧工艺,生物滤池工艺等。由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理。可供选取的工艺:如A2/O工艺及其改良工艺、A/O工艺、SBR工艺、氧化沟工艺。2.适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺该污水处理厂要求对原水中的氮、磷有比较好的去除,应采用二级强化处理。根据《城市污水处理和污染防治技术政策》推荐,以及国内外工程实例和丰富的经验,比较成熟的适合中小规模具有除磷、脱氮的工艺有:A2/O工艺、A/O工艺、SBR及其改良工艺,氧化沟及其改良工艺。A/O工艺、A2/O工艺、各种氧化沟工艺、SBRn华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)工艺这些从活性污泥法派生出来的工艺都可以实现除碳、除氮、除磷三种流程的组合,都是比较实用的除磷脱氮工艺。3.方案比较第一种方案:A2/O工艺(1)A2/O法同步脱氮除磷工艺流程:进水沉砂池初沉池厌氧池回流混合液出水二沉池好氧池缺氧池剩余污泥回流污泥图2-1  A2/O法工艺流程图(2)A2/O工艺的特点A.A2/O工艺可实现厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机结合,能同时具有去除有机物,脱氮除磷的功能,该系统是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。B.在厌氧(缺氧)、好氧交替运行条件下,丝状菌不能大量繁殖,无污泥膨胀之虞,SVI值一般均小于100。C.污泥含磷浓度高,一般为2.5%以上,具有很高的肥效。D.运行中勿需投药,厌氧段和缺氧段只用轻缓搅拌以不增加溶解氧浓度,故运行费用低。(3)存在问题:A.除磷效果难于再行提高,污泥增长有一定的限度,不宜提高,特别是P/BOD值高时更是如此。B.脱氮效果也难于提高,内循环量一般以2Q为限,不宜太高。C.对沉淀池要保持一定浓度的溶解氧,减少停留时间,防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现,但溶解氧浓度也不易过高,以防循环混合液对缺氧反应器的干扰。第二种方案:氧化沟工艺(1)工艺流程:进水格栅沉沙池氧化沟二沉池出水回流污泥剩余污泥图2-2 氧化沟流程图n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)严格地说,氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。但是随着氧化沟技术的发展,它早已超出原先的实践范围,出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。按照运行方式,氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟,如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多,这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。 交替工作式氧化沟一般采用合建式,多采用转刷曝气,不设二沉池和污泥回流设施。交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式,交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点,可以根据水量水质的变化调节转刷的开停,既可以节约能源,又可以实现最佳的除磷脱氮效果。(2)氧化沟具有以下特点:A.工艺流程简单,运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建,省去污泥回流系统。B.运行稳定,处理效果好。氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右。C.能承受水量、水质的冲击负荷,对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。D.污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为20~30d,污泥在沟内已好氧稳定,所以污泥产量少从而管理简单,运行费用低。E.可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关,创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的,脱氮效率一般>80%。但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施。F.基建投资省、运行费用低。和传统活性污泥法工艺相比,在去除BOD、去除BOD和NH3-N及去除BOD和脱氮三种情况下,基建费用和运行费用都有较大降低,特别是在去除BOD和脱氮情况下更省。同时统计表明在规模较小的情况下,氧化沟的基建投资比传统活性污泥法节省更多。(3)主要缺点A.对于中大型污水厂,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;B.氧化沟沟体占地面积较大。第三种方案:SBR工艺  SBR是一种间歇式的活性泥泥系统,其基本特征是在一个反应池内完成污水的生化反应、固液分离、排水、排泥。可通过双池或多池组合运行实现连续进出水。SBR通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标,具有很大的灵活性。  SBR池通常每个周期运行4-6小时,当出现雨水高峰流量时,SBR系统就从正常循环自动切换至雨水运行模式,通过调整其循环周期,以适应来水量的变化。SBR系统通常能够承受3-5倍旱流量的冲击负荷。SBR工艺具有以下特点:n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)(1) SBR工艺流程简单、管理方便、造价低。SBR工艺只有一个反应器,不需要二沉池,不需要污泥回流设备,一般情况下也不需要调节池,因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资30%以上,而且布置紧凑,节省用地。由于科技进步,目前自动控制已相当成熟、配套。这就使得运行管理变得十分方便、灵活,很适合小城市采用。(2) 处理效果好。SBR工艺反应过程是不连续的,是典型的非稳态过程,但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的(尽管是处于完全混合状态中),随时间的延续而逐渐降低。反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程之中,因此处理效果好。(3) 有较好的除磷脱氮效果。SBR工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境,并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率。(4) 污泥沉降性能好。SBR工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长,减少了污泥膨胀的可能。同时由于SBR工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的,因此沉淀效果更好。5) SBR工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质波动。综上所述,加之对该市的水文地质、受纳水体水质资料、人口分布和气象条件的分析,可以得出SBR处理工艺比其它生物处理法都更为经济有效、灵活可靠。所以本课题选择SBR处理工艺。2.1.3工艺流程简图的确定本课题研究方案即工艺流程初定如下:SBR池水解酸化池调节池与泵房细格栅粗格栅污水脱水间贮泥池污泥浓缩池集泥池加药间普通快滤池管式混合器图2-3工艺流程简图n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)2.2各构筑物简介2.2.1格栅1.格栅是用来除去可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物,并保证后续处理设施能正常运行。格栅是由一组(或多组)平行的金属条与框架组成。倾斜安装在进水渠道或进水泵站集水井的进口处,以拦截污水中粗大悬浮物及杂质。2.当栅条间距为16~25mm时,栅渣截留量为0.1~0.05m/10m污水;当栅条间距为40mm时栅渣截留量为0.1~0.05m/10m污水,栅渣含水率约为80﹪,密度约为960kg/m,每天栅渣量大于0.2m时,一般应采用机械清除方法。3.本设计将采用机械清除的方法。2.2.2调节池水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。调节池的作用是均质和均量,一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。2.2.3泵房对经过格栅间的污水提升到后处理所需要的高度。2.2.4.水解酸化池水解酸化一种生物氧化方式,在没有外源最终电子受体的条件下,化能异养型微生物细胞对能源有机化合物的氧化与内源的有机化合物的还原相耦合,一般并不发生经包含细胞色素等的电子传递链上的电子传递和电子传递磷酸化,而是通过底物(激酶的底物)水平磷酸化来获得代谢能ATP;能源有机化合物释放的电子一级电子载体NAD(nicotinamideadeninedinucleotide,一种转递电子的辅酶),以NADH的形式直接将电子交给内源的有机受体而再生成NAD,同时将后者还原成水解酸化产物(不完全氧化的产物,有利于后续的好氧段处理)。细胞中的NAD是有限的,如果作为一级电子载体的辅酶NAD不能得到再生,有效的电子载体就会愈来愈少,脱氢反应就不能持续进行下去了。因此辅酶NAD的再生是生物氧化(包括发酵)继续进行下去的必要条件。2.2.5SBR反应池SBR系统的间歇式运行,是通过其主要反应器—曝气池的运行操作而实现的。曝气池的运行操作是由(1)流入;(2)反应;(3)沉淀;(4)排放;(5)待机等五个工序组成。这五个工序都在曝气池这一个反应器内进行、实施,将同步去除BOD、脱氮、除磷的A-A-O工艺集于这一池,无污泥回流和混合液的内循环,能耗低。而且,污泥龄长,污泥沉降性能好,剩余污泥少。n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)2.2.6加药间加药间设有各类加药储罐和溶解罐(池),用于向污水系统投加所需的化学药剂。2.2.7管式混合器管道混合器具有快速高效,低能耗的管道螺旋混合。对于两种介质的混合时间短,扩散效果达90%以上。可节省药剂用量约20~30%。而且结构简单占,地面积小。采用玻璃钢材质具有加工方便,坚固耐用耐腐蚀等优点。在给排水和环保工程中对投加各种混凝剂、助凝剂、臭氧、液氯及酸碱中和、气水混合等方面都非常有效。对提高水处理效果,节省能源,具有重大的经济意义。2.2.8普通快滤池普通快滤池(rapidfilter)指的是为传统的快滤池布置形式,滤料一般为单层细砂级配滤料或煤、砂双层滤料,冲洗采用单水冲洗,冲洗水由水塔(箱)或水泵供给。2.2.9污泥浓缩池污泥浓缩是降低污泥含水率,减少污泥体积的有效方法。污泥浓缩主要减缩污泥的间隙水。经浓缩后的污泥近似糊状,仍保持流动性。其中剩余污泥的含水率一般为99.2~99.6%,污泥固体负荷宜采用30~60kg/m2·d.浓缩后的污泥含水率宜为97~98%。本设计采用气浮浓缩池。2.2.10脱水机房浓缩脱水一体机的主要特点是将污泥的浓缩和脱水两个功能组合在一起完成,省去重力浓缩池。所需的停留时间短,占地面积小,剩余活性污泥可从二沉池排出后,经化学调节直接进行浓缩、脱水,避免在浓缩池中因厌氧而释放磷,因此特别适用于脱氮除磷工艺的污泥脱水。n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)3污水计算3.1进水干管设计污水处理厂进水管要求1.进水流速在(如明渠,=);2.管材为钢筋混凝土管;3.非满流设计,=0.014。由前面的计算和=,查《给水排水设计手册》第一册得,,,管内流速,则:。所以,管内水面标高为:;管顶标高为:3.2粗格栅的设计计算设计中选择二组格栅,,每组粗格栅单独设置,每组粗格栅的设计流量为。3.2.1设计要求1污水处理系统前格栅栅条净间隙,应符合下列要求:⑴人工清除:mm;⑵机械清除:mm;⑶最大间隙:100mm。污水处理厂可设置中、细两道格栅,大型污水处理厂亦可设置粗、中、细三道格栅。2.栅渣量与地区的特点、格栅的间隙大小、污水流量及下水道系统的类型等因素有关。无当地运行资料时,可采用:⑴格栅间隙:栅渣污水;⑵格栅间隙:栅渣污水。3.在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅(每日栅渣量大于),一般应采用机械清渣,小型污水处理厂也可采用机械清渣。4.机械格栅不宜少于2台,如为1台时,应设人工清除格栅备用。5.过栅流速一般采用。6.格栅倾角一般采用。人工清除的格栅倾角较小时,较省力,但占地多。7.通过格栅的水头损失,一般采用。n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)3.2.2格栅的间隙数(3-1)式中—格栅栅条间隙数(个);—设计流量();—格栅倾角(°);—设计的格栅组数(组);—格栅栅条间隙();—格栅栅前水深();—格栅过栅流速();设计中取,,,,个(取12个)3.2.3格栅槽宽度(3-2)式中—格栅槽宽度();—每根格栅条的宽度()设计中取,3.2.4进水渠道渐宽部分的长度(3-3)式中—进水渠道渐宽部分的长度();—进水明渠宽度();—渐宽处角度(°),一般采用;设计中取,,n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)3.2.5出水渠道渐窄部分的长度(3-4)式中—出水渠道渐窄部分的长度();3.2.6通过格栅的水头损失(3-5)式中—水头损失(m);—格栅条的阻力系数,查表=2.42;—格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数,一般采用=3。3.2.7栅后明渠的总高度(3-6)式中—栅后明渠的总高度();—明渠超高(),一般采用。设计中取,3.2.8格栅槽总长度(3-7)式中—格栅槽总长度();—格栅明渠的深度()。3.2.9每日栅渣量(3-8)式中—每日栅渣量();—每日每污水的栅渣量(污水),采用0.03污水。n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)设计中取污水出水管道粗格栅的污水,经2条管径450mm的钢筋混凝土管进入细格栅。3.3细格栅设计计算设计中选择二组格栅,,每组粗格栅单独设置,每组粗格栅的设计流量为。3.3.1格栅的间隙数式中—格栅栅条间隙数(个);—设计流量();—格栅倾角(°);—设计的格栅组数(组);—格栅栅条间隙();—格栅栅前水深();—格栅过栅流速();设计中取,,,,个(取40个)3.3.2格栅槽宽度式中—格栅槽宽度();—每根格栅条的宽度()设计中取,3.3.3进水渠道渐宽部分的长度n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)式中—进水渠道渐宽部分的长度();—进水明渠宽度();—渐宽处角度(°),一般采用;设计中取,,3.3.4出水渠道渐窄部分的长度式中—出水渠道渐窄部分的长度();3.3.5通过格栅的水头损失式中—水头损失(m);—格栅条的阻力系数,查表=2.42;—格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数,一般采用=3。3.3.6栅后明渠的总高度式中—栅后明渠的总高度();—明渠超高(),一般采用。设计中取,3.3.7格栅槽总长度式中—格栅槽总长度();—格栅明渠的深度()。n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)3.3.8每日栅渣量式中—每日栅渣量();—每日每污水的栅渣量(污水),采用0.08污水。设计中取污水应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣,采用机械栅渣打包机将栅渣打包,汽车运走。3.3.9进水与出水渠道管道城市污水通过DN600mm的管道送入进水渠道,设计中取进水渠道宽度,进水水深,出水渠道,出水水深。单独设置的细格栅平面布置同图3-1。出水管道细格栅的水,经1条管径600mm的钢筋混凝土管进入调节池。单独设置的细格栅平面布置同图3-1。图3-1细格栅示意图3.4调节池计算3.4.1调节池有效容积V=QT=666.7×6=4000m33.4.2调节池水面面积取池子总高度H=5.5m,其中超高0.5m,有效水深h=5m,则池面积为A=V/h=4000/5=800m2调节池的尺寸n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)池长取L=28.5m,池宽取B=28.5m,则池子总尺寸为L×B×H=28.5m×28.5m×5.5m=4467.4m3。3.4.3调节池的搅拌器使废水混合均匀,调节池下设两台LFJ-350反应搅拌机。出水管道调节池的水,经1条管径600mm的钢筋混凝土管进入泵房。3.5污水泵房设计3.5.1一般规定1.应根据远近期污水量,确定污水泵站的规模,泵站设计流量一般与进水管设计流量相同;2.应明确泵站是一次建成还是分期建设,是永久性还是半永久性,以决定其标准和设施。并根据污水经泵站抽升后,出口入河道、灌渠还是进处理厂处理来选择合适的泵站位置;3.污水泵站的集水池与机器间在同一构筑物内时,集水池和机器间须用防水隔墙隔开,不允许渗漏,做法按结构设计规范要求;分建时,集水井和机器间要保持的施工距离,其中集水池多为圆形,机器间多为方型;4.泵站构筑物不允许地下水渗入,应设有高出地下水位0.5米的防水措施。3.5.2污水提升泵的选择1.污水泵站选泵应考虑因素:⑴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;⑵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;⑶由于生活污水,对水泵有轻微腐蚀作用,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:⑴扬程估算:计量槽:0.5     普通快滤池:0.5SBR反应池:0.6加药间:0.3管式混合器:0.5水解酸化池:0.3管渠:0.369总水头损失为:  =3.069则水泵压水管出口标高为:n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)  (3-9)进水管管底标高为,管径,充满度0.63,则进水管最高水位为:设最高水位与最低水位之差为1.0m,则最低水位:泵站管路损失按1.5计,泵内损失以2.0计,自由水头以1计,则水泵总扬程为:⑵流量确定:拟采用2台水泵,则单泵流量为:=367⑶选泵根据本设计的流量和所需扬程,选用型潜水给水泵三台,2用1备。泵的相关参数如下:表3-1 型立式污水泵性能表型号流量()扬程(m)转速(r/min)泵效率(KW)配套功率(KW)口径/mm对应机型号(kg)自动耦合装置QXG400-27-4540027147079%45200M225200GAK3.5.3集水池计算集水池容积可按最大一台泵5~6min流量计算,本设计取6min,则集水池容积为:设计取有效水深为:,则集水池面积为:集水池3.5.4泵房平面布置图机器间为泵站的主要组成部分,在满足水泵正常运行和管理方便的条件下,可适当压缩尺寸,以节约工程造价。n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)机器间的平面尺寸主要决定于设计水量、所选水泵的型号和数目、管件的布置、起重条件以及泵站的深度,一般要求对地面和空间充分利用,为保证管理人员的同行和水泵的拆卸安装,泵站机器间布置应符合有关规定,见表3-2,泵座与集水池、墙壁距离,取决于水泵吸水管、闸门、零件的尺寸和装卸的宽裕度,楼梯宽度不宜小于0.8米,平台宽度不宜小于1.0米。表3-2  机组布置间距序序号布置情况最小距离一般采用距离11两相邻机组机器间的净距(1)电机容量≤55千瓦时(2)电机容量>55千瓦时(3)轴流泵和混流泵泵轴间距不得<0.8米不得<1.2米应为口径的3倍1.0~1.2米1.5~1.6米22无吊车起重设备的泵房至少在每个机组的一侧应有比机组宽度大0.5米的通道,但不得小于1米之规定33相邻两机组突出基础部分的间距(或与墙的距离)应保证水泵与电动机能在检修时拆卸,并不得小于1米44作为主要通道的宽度不得<1.2米1.5~2.0米55配电盘前面的通道宽度(1)低压配电时(2)高压配电时当采用在配电盘后面抢修时不得<1.5米不得<2.0米距后墙不得<1.0米1.5~1.6米2.0~2.2米1.0米66有桥式吊车设备的泵房内应有调运设备的通道应保证吊车运行时,不影响管理人员通行吊车最大部件尺寸加0.8~1.0米77设专用维修点时应根据机组外形尺寸决定,并应在周围设有不小于0.7米的通道周围设0.7~1.0米的通道88辅助泵(真空泵、排水泵等)利用泵房内的空间不增加泵房尺寸,可靠墙设置,只需一边留通道n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)泵房内的地面做成0.02的坡度,坡向集水坑,集水坑的尺寸为:L×B×H=0.3×0.3×0.8m,集水坑内的集水,通过在吸水管处设置DN50的软管进行吸水,以防止泵房内集水。3.5.5泵房高度计算及起重设备的选用1.泵房高度计算:本设计采用半地下式泵房,—泵房地下部分高度,m;—泵房地上部分高度,,,所以,泵房高度用以下公式计算:(3-10)(3-11)式中—单轨吊车梁高度,;—滑车架高度,;—其中电葫芦在钢丝绳绕紧状态下的长度,;—起重绳长度(对水泵为0.85X,对电机为1.2X,X为起重部件宽),;e—最大一台泵的高度,;h--吊起物底部与泵房进口处室内地坪或平台的距离(一般不小于m);f—吊起物底部和最高一台机组顶部的距离(一般不小于0.5m),取2.0m;g—最高一台水泵或电动机顶至室内地坪的高度(m)。查《给水排水设计手册》第11册,取,,=0.6,,。所以,泵房总高度为,设计中取9.0。2.起重设备选择选用LX型电动单梁悬挂桥式起重机,跨度为10.0m,配套电动葫芦参数如下:表3-3 电动葫芦性能表电动葫芦型号起重量(t)起升高度(m)起升速度(m/min)运行速度(m/min)CD15-12D512820/30运行电动机功率(KW)运行速度(m/min)ZDY112-40.820/30出水管道n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)泵房的水,经1条管径600mm的钢筋混凝土管进入水解酸化池。3.6水解酸化池的计算3.6.1设计尺寸设计水量为Q=16000m3/d,废水停留时间为t=5h。则水解酸化池容积为:式中:Q——处理水量,m3;t——污水停留时间,h。反应池面积:式中:H——填料高度,4m。本设计设水解酸化池1座,分两格。反应池深度:h1——超高,0.5m;h2——填料上部稳定水深,0.5m;h3——填料距池底的高度,1.0m。式中H——填料高度,4m。3.6.2布水系统本设计采用导流廊道,设进水流速为0.99m/s,进水管从池底部进。用DN200的无缝钢管。3.6.3出水系统水解酸化池与SBR之间采用穿孔花墙布水。穿孔墙上的孔口流速采用0.1m/s,则孔口总面积为1.8m2,每个孔口尺寸为20cm×10cm,孔口数为90个。墙的总长为30m.水解酸化池的水,经3条管径350mm的钢筋混凝土管进入SBR池。3.7SBR反应池计算3.7.1设计数据1.SBR的运行周期由充水时间、反应时间、沉淀时间、排水排泥时间和闲置时间来确定。充水时间一般取1~4。反应时间可适当取长一些,一般在2~8n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)。沉淀排水时间一般按2~4设计。闲置时间一般按2设计;2.排出比()一般为1/2~1/6;3.一般为1500~5000;4.负荷[],一般为0.03~0.4;5.在高负荷运行[0.1~0.4]时污泥产量以每流入1SS产生1计算,在低负荷运行(0.03~0.1时以每流入1kgSS产生0.75计算。3.7.2池体计算1.水中非溶解性BOD5含量为:(3-12)式中—微生物自身氧化率,一般在0.05~0.10之间,取;—活性微生物在处理水中所占的比例,取=0.4;—处理水中悬浮固体浓度,=20则水中非溶解性BOD5含量为:出水中的总含量20,故处理水中溶解性含量为:=(3-13)则BOD5的去除率E为:(3-14)2.BOD5—污泥负荷率的确定为保证曝气池在低温季节也能取得良好的处理效果,故拟定采用的—污泥负荷率为0.2,为稳妥计,应加以校核,公式为:(3-15)式中—污泥负荷,;—系数,一般在0.0168~0.0281,取=0.0180;—系数,一般为0.7~0.8,取则污泥负荷率:在之间,符合设计要求。3.确定混合液污泥浓度Xn华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)(3-16)式中—污泥体积指数,,一般为100~120mg/L,取=120mg/L;—污泥回流比,取;—考虑污泥在二沉池中停留时间、池深、污泥厚度等因素的有关系数,取;则混合液污泥浓度为:4.反应池运行周期各工序时间计算⑴曝气时间(3-17)式中—进水平均,400;—SBR池内浓度,3300;—污泥负荷,0.23;1/m—排出比,设为1/2;则曝气时间为:⑵沉淀时间初期沉降速度(3-18)水温℃,则初期沉降速度为:因此,必要的沉降时间为(3-19)式中—反应池内水深,本设计取4;—超高,取为0.5。则必要的沉降时间为:n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)⑶排水时间沉淀时间在1.62,排水时间在2左右,与沉淀时间合计为4,因此排水时间取为2。⑷一个周期所需时间h,取(3-20)所以周期数为:(3-21)⑸进水时间(3-22)式中N—SBR反应池个数。则:5.反应池容积的计算与各部分尺寸的确定⑴反应器容积(3-23)式中n—周期数;1/m—排出比;N—池的个数⑵进水流量变动的计算根据进水时间和进水流量变化模式,一个周期的最大进水量变化比为=1.5。超过一周期污水进水量与V比值为(3-24)如其他反应池尚未接纳容量,考虑流量的变动,各反应池的修正容量为(3-25)反应池水深4m,则反应池表面积为此外,在沉淀排出工艺中可能接受污水进水量V的10%,则反应池的必要安全容量为n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)(3-26)(3-27)反应池水深4m,则反应池表面积为排水结束时水位(3-26)基准水位(3-28)高峰水位警报,溢流水位(3-29)污泥界面(3-30)⑶确定反应池各部分尺寸设置3组反应池,每组容积为,池深取4.5m,则每组反应池面积为池宽取B=30m池长6.SBR池的污泥产量SBR池的剩余污泥主要来自微生物代谢的增殖污泥还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成,SBR池生物代谢产泥量为(3-31)式中a—微生物代谢增殖系数,;b—微生物自身氧化率,;—每日的有机污染物降解量,,;Q—每日挥发性悬浮固体()净增量。设计中取,,假定污泥含水率为98%,则污泥量为(3-32)3.7.3曝气系统设计与计算SBR池运行方式:本设计共设立3个曝气池,3座连在一起。n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)所有池子从一侧进水,每池进水采用配水管配水使水分布均匀,出水采用一根出水管,污泥采用潜污泵提升于每池的池尾。⑴需氧量计算SBR反应池需氧量R:(3-33)式中,—混合液需氧量,;—微生物代谢有机物需氧率,;—微生物自养需氧率,;—去除的,,;经查有关资料表,取=0.50,=0.19,需氧量为⑵最大时需氧量计算(3-34)⑶每日去除的的需氧量(3-35)⑷去除每的需氧量(3-36)⑸最大时需氧量与平均时需氧量之比(3-37)3.7.4供气量采用型网状膜微孔空气扩散器,每个空气扩散器的服务面积为,敷设于距池底1.2处,淹没深度3.8,计算温度定为30,查得20和30时,水中饱和溶解氧值为:,。⑴空气扩散器出口处的绝对压力()(3-38)⑵空气离开水面时氧的百分比(3-39)⑶曝气池混合液中平均氧饱和度n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)(3-40)⑷换算成20条件下脱氧清水的充氧量(3-41)式中,—污水中杂质影响修正系数,取0.84;—污水含盐量影响修正系数,取0.95;—混合液溶解氧浓度,取C=2;—气压修正系数,=1.0;相应的最大时需氧量为⑸曝气池平均时供气量(3-42)⑹曝气池最大时供气量(3-43)⑺去除1kg的供气量(3-44)⑻1m3污水的供气量(3-45)⑼本系统空气总用量(本系统无需设污泥回流装置,不必考虑提升回流污泥所需空气量)。3.7.5空气管道系统计算按图3-1所示的反应池平面图布置空气管道,共6根干管。在每根干管上设5对配气管,共10条配气竖管。全曝气池共60条配气竖管,每根竖管的供气量为曝气池平面面积为每个空气扩散器的服务面积为0.5m2,则需空气扩散器的总数为n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)所以每个竖管上设置的空气扩散器的数目为每个空气扩散器的配气量为图3-2反应池空气管道布置将已布置的空气管路及布设的空气扩散器绘制成空气管路计算图(如下图3-2),用以进行计算n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)图3-2空气管路计算图参照上图,选择一条从鼓风机房开始的最远最长的管路作为计算管路。在空气流量变化处设计计算节点,统一编号后列表进行空气管道计算,计算结果见表3-4。经过计算得到空气管路的总压力损失为:网状膜空气扩散器的压力损失为5.88kPa,则总压力损失为:,为安全起见,取6.1kPa。n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)表3-4空气管道计算结果压力损失9.8(Pa)111.405.487.802.211.815.5711.669.267.4412.3218.0112.679.8(Pa/m)101.022.53.60.420.240.220.700.440.290.480.430.43管段计算长度(m)91.372.192.175.277.5525.316.6521.0425.6725.6741.8729.47管段当量长度(m)80.371.191.674.276.5518.410.6515.0419.6719.6738.8724.47配件7弯头1个三通1个三通1个异型管1个三通1个异型管1个四通1个异型管1个三通1个阀门1个弯头3个四通1个异型管1个四通1个异型管1个四通1个异型管1个四通1个异型管1个四通1个异型管1个弯2个三通1个异型管1个空气流速v(m3/s)5———4.04.04.211.012.012.013.013.013.0空气流量m3/min40.140.280.420.841.684.28.416.825.233.64242m3/h38.416.825.250.4100.825250410081512201625202520管段长度L(m)21.01.01.01.01.09.06.06.06.06.03.05.0管段编号117~1616~1515~1414~1313~1212~1111~1010~99~88~77~66~5n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)压力损失9.8(Pa)1116.6212.4034.49合计159.1479.8(Pa/m)100.420.260.40管段计算长度(m)939.5647.6886.22管段当量长度(m)834.5645.1856.22配件7三通1个异型管1个三通1个异型管1个四通1个异型管1个管径D(mm)6400500600空气流速v(m3/s)513.014.015.0空气流量m3/min484126252m3/h35040756015120管段长度L(m)25.02.530管段编号15~44~3.53.5~0n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)3.7.6空压机房1.空压机的选择空气扩散器安装在距曝气池池底0.2m处,因此,空压机所需压力为:空压机供气量为:最大时:平均时:根据所需压力和空气量,决定采用型罗茨鼓风机5台。该型空压机风压。正常条件,3台工作,2台备用,高负荷时4台工作,1台备用。2.空压机房⑴双设电源;⑵每台空压机单设基础,间距以上;⑶机房包括机器间、配电室、进风室(设空气净化设备)、值班室;⑷空压机房内外应采取防止噪声的措施;⑸值班室和机器间之间应有隔墙设备和观察窗;⑹设计空压机房占地,H取6。3.7.7滗水器现在的SBR工艺一般都采用滗水器排水。滗水器排水过程中能随水位的下降而下降,使排出的上清液始终是上层清液。为防止水面浮渣进入滗水器被排走,滗水器排水口淹没在水下一定深度。目前SBR使用的滗水器主要有旋转式滗水器、套管式滗水器和虹吸式滗水器三种。本工艺采用浮动滗水器,其由浮箱、伸缩器、进出水管、气动阀、空气压缩机等组成。它采用浮筒结构,浮筒下方为进水口,该结构可保证进水口始终能取到上清液。进水口安装有气动蝶阀,通过空压机控制,气动蝶阀已做防油防腐处理并具有良好的密封性。该滗水器采用伸缩软管,随水位变化自由伸缩,伸缩动程大。3.7.8进出水管路设计⑴来水由水解酸化池的水经管径为350的管道进入池,然后水通过配水渠流入池内,配水渠与曝气池同深,渠深,宽度,渠内流速,可保证配水均匀,且水头损失较小。水解酸化池与反应池进水井之间设阀门井,并接出超越管线;⑵每个反应池采用管径为300的管道,采用污泥泵输送污泥到集泥井;⑶反应池水经管径为600的管道流入加药间;⑷放空管设在池末端底部,管径200,在反应池底设槽,槽深0.5;n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)⑸每个反应池在池底以上2.5处设管径为200的事故排放管。3.8加药间3.8.1溶解池容积按下式计算Q为处理的水量,;a为PAC混凝剂最大投加量取150;c为溶液浓度,取6%;n为每日调制次数,取2次;3.8.2溶液池容积按下式计算设溶解池溶液池池深都为4.5米,溶解池表面积为100,溶液池表面积为445,则加药间L×B=30×20=600.出水管道加药的水,经1条管径600mm的钢筋混凝土管进入管道混合器。3.9管道混合器根据流量选GW型管式静态混合器表3-5GW型管式静态混合器管径DN(mm)流速()流量()总损失(m)投药d(mm)管长L(mm)法兰尺寸(mm)bn8000.3050.9132260050067058538203525出水管道管道混合器的水,经1条管径600mm的钢筋混凝土管进入滤池。3.10普通快滤池滤池选用普通快滤池,设计水量Q=16000/d设计数据滤速8m/s冲洗强度15L/sn华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)冲洗时间5min3.10.1滤池面积工作时间T=24-0.124/12=23.8(式中只考虑反冲洗停用时间,不考虑排放出滤水时间)滤池面积为F=Q/VT=16000/8*23.8=84.133.10.2单池尺寸采用滤池个数3个f=F/n=84.13/3=28.1采用滤池长宽比L/B=1.5L=6.0mB=4.3m校核强制滤速V’=NV/N-1=3*8/2=12m/h3.10.3滤池高度支承层高度采用0.5m滤料层高度采用0.7m砂面上水深采用1.7m保护高度采用0.3m故滤池总高==0.45+0.7+1.7+0.3=3.15m出水管道采用钢管,管径为,管内流速,水力坡度‰。沉淀池采用机械排泥,排泥管管径,排泥管伸入污泥斗底部,排泥静压头采用,连续将污泥排出池外贮泥池内。n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)4污泥处理构筑物的计算4.1SBR污泥量计算反应池每日排出的污泥量4.2集泥井的计算=式中为泵的抽升能力L/St取5min根据吸程,池高选耐腐蚀管道泵型号40FSG-18表4-1GW型管式静态混合器流量扬程转速吸程m进出口配套电机12182900640401.54.3污泥浓缩池污泥浓缩的对象是颗粒间的孔隙水,浓缩的目的在于缩小污泥的体积,便于后续污泥处理。本设计采用辐流浓缩池处理剩余活性污泥。污泥通过管径300mm的排泥管进入浓缩池,浓缩池剩余污泥量,采用2个浓缩池,则单池流量为:4.3.1浓缩池的容积(4-1)式中—浓缩池的容积();—浓缩池浓缩时间(),一般采用10~16。设计中取4.3.2浓缩后剩余污泥量(4-2)式中—浓缩后剩余污泥量();n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)4.3.3池底高度辐流浓缩池采用周边驱动刮泥机,池底需做成1%的坡度,刮泥机连续转动将污泥推入污泥斗。池底高度:(4-3)式中—池底高度();—池底坡度,一般采用0.01。4.3.4污泥斗容积的计算⑴污泥斗高度(4-4)式中—污泥斗高度();—泥斗倾角,为保证排泥顺畅,圆形污泥斗倾角一般采用55°;—污泥斗上口半径();—污泥斗底部半径()。设计中取=1.25m,=0.25m⑵污泥斗的容积(4-5)式中—污泥斗容积();—污泥斗高度()。⑶污泥斗中污泥停留时间(4-6)式中—污泥斗容积();—污泥在泥斗中的停留时间()。n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)4.3.5浓缩池总高度(4-7)式中—浓缩池总高();—超高(),一般采用0.3;—缓冲层高度(),一般采用0.3~0.5。设计中=0.3,m设计中取浓缩池总高度。4.3.6浓缩后分离出的污水量(4-8)式中—浓缩后分离出的污水量();—进入浓缩池的污泥量();—浓缩前污泥含水率;—浓缩后污泥含水率,一般采用97%。4.3.7溢流堰浓缩池溢流出水经过溢流堰进入出水槽,然后汇入出水管排出。出水槽流量,设出水槽宽,水深,则水流速为。溢流堰周长(4-9)式中—溢流堰周长();—浓缩池直径();—出水槽宽()。溢流堰采用单侧90°三角形出水堰,三角堰顶宽0.16m,深0.08m,每格浓缩池有三角堰。每个三角堰流量(4-10)式中—每个三角堰流量();—三角堰水深()。n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文),设计中取。三角堰后自由跌落,则出水堰水头损失为。4.3.8溢流管溢流水量,设溢流管管径,管内流速。4.3.9刮泥装置浓缩池采用中心驱动刮泥机,刮泥机底部设有刮泥板,将污泥推入污泥斗。4.3.10排泥管剩余污泥量,采用污泥管道直径,间歇将污泥排入贮泥池。4.4贮泥池贮泥池用来贮存浓缩池的污泥,由于污泥量不大,本设计采用2座贮泥池,贮泥池采用竖流沉淀池构造。贮泥池设计进泥量为:4.4.1贮泥池的容积的计算贮泥池的容积(4-11)式中—贮泥池计算容积();—每日产泥量();—贮泥时间(),一般采用8~12;—贮泥池个数。设计中取,,贮泥池设计容积(4-12)(4-13)式中—贮泥池容积();—贮泥池有效深度();—污泥斗高度();—污泥贮池边长();—污泥斗底边长();n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)—污泥贮池个数;—污泥斗倾角,一般采用60°。设计中取=2个,=4.0,=3.0,污泥斗底为正方形,边长=1.0,,符合要求。4.4.2贮泥池高度(4-14)式中—污泥贮池高度();—超高(),一般采用0.3;—污泥贮池有效深度();—污泥斗高()。4.4.3管道部分每个贮泥池中设的吸泥管一根,2个贮泥池互相连通,连通管DN100mm,共设有2根进泥管,来自污泥浓缩池,管径均为。4.5污泥脱水污水处理厂污泥从浓缩池排出污泥的含水率为97%左右,体积很大。因此为了便于综合利用和最终处置,需对污泥作脱水处理,使其含水率降至60%-80%,从而大大缩小污泥的体积。脱水前进泥管采用DN150mm.4.5.1脱水污泥量计算脱水后污泥量(4-15)(4-16)式中—脱水后污泥量();—脱水前污泥量();—脱水前污泥含水率(%);—脱水后污泥含水率(%);—脱水后干污泥重量(Kg/d)。设计中取=120.96,=97%,=75%,n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)污泥脱水后形成泥饼用小车运走,分离液返回处理系统前端进行处理。4.5.2脱水机的选择机械脱水方法有真空吸虑法、压滤法和离心法。目前常用的脱水机械主要有:真空转鼓过滤机、板框压滤机、离心机。各种脱水机的主要特点见表4-2。设计中选用型带式压滤机,其主要技术指标为:干污泥产量为,泥饼含水率为75%,絮凝剂聚丙烯酰胺投量按干污泥量的2.0‰。设计中采用2台带式压滤机,其中2用1备,工作周期定为12小时,所以每台处理的污泥为:,可以满足要求。4-2常用脱水机主要特点名称特点适用范围真空转鼓过滤机能够连续生产,可以自动控制,构造复杂,附属设备多,运行费用高应用较少,适用于工业企业板框压滤机构造简单,劳动强度大,不能连续工作适合小型污泥处理装置带式压滤机可以连续工作,脱水效率高,噪音小、能耗低、操作管理方便应用广泛,适合大中小型污泥处理装置离心机构造简单,脱水效果好,动力消耗大,噪声较大应用广泛,适用大中小型污泥处理装置n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)5中水构筑物的设计计算本设计中,中水处理部分采用普通快滤池处理。设计处理能力为设计水量为5.1滤池面积及尺寸5.1.1滤池面积滤池每日工作时间为24小时,冲洗周期为12小时。滤池总面积(5-1)滤池每日实际工作时间(5-2)式中—滤池面积();—设计水量(包括厂用水量)();—设计滤速(),石英砂单层滤料一般采用8~10,双层滤料一般采用10~14;—滤池每日实际工作时间();—滤池每日工作时间();—滤池每日冲洗后停用和排放初滤水时间();—滤池每日冲洗及操作时间();设计中取=2次,,不考虑排放初滤水时间,即=0,设计中选用单层滤料石英砂滤池,取,5.1.2滤池单池尺寸采用滤池数个,布置成单行排列。单个滤池面积(5-3)式中—滤池总面积(m2);—滤池个数;采用滤池长宽比为左右,则滤池尺寸,。校核强制滤速(5-4)n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)5.2滤池高度(5-5)式中—滤池高度();—支承层(砾石)高度();—滤料层(石英砂)高度(),不小于;—砂面口水深(),一般采用1.5~2.0;—超高(),一般采用0.3;—砾石距池底高度,1.05;设计中取=0.5,=0.7,=1.80,=0.30,=1.055.3配水系统(单个滤池)5.3.1干管干管流量:(5-6)式中—反冲洗干管流量();—反冲洗强度,一般采用12~25。设计中取,采用管径:dg=500mm(干管应埋入池底,顶部设滤头成开孔布置)。干管始端流速:5.3.2支管每池支管数:(5-7)式中—单池中支管根数(根);—滤池长度();—支管中心间距(),一般采用0.25~0.30。设计中取,每根支管入口流量:(5-8)n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)式中—单根支管入口流量()。支管始端流速:(5-9)式中—支管始端流速(),一般采用1.5~2.0;—支管管径()。设计中取,5.3.3孔眼布置支管孔眼总面积与滤池面积之比K采用0.25%孔眼总面积:(5-10)式中—孔眼总面积();—支管孔眼总面积与滤池面积之比,一般采用0.2%~0.25%。设计中取,每个孔眼面积:(5-11)式中—配水支管上单个孔眼面积();—配水支管上孔眼的直径(),一般采用9~1.2,设计中取,孔眼总数:个(5-12)式中—孔眼总数(个)。每根支管孔眼数:n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)个(5-13)式中—每根支管上的孔眼数(个)。支管孔眼布置设2排,与垂线成45°夹角向下交错排列。每根支管长度:(5-14)式中—单根支管长度();—单个滤池宽度();—配水干管管径()。每排孔眼中心距:(5-15)式中—每排孔眼中心距()。5.3.4孔眼水头损失孔眼水头损失(5-16)式中—孔眼平均水头损失();—冲洗强度[];—流量系数,与孔口直径和壁厚的比值有关;—支管上孔口总面积与滤池面积之比,一般采用0.2%~0.28%。设计中取=5mm,=0.25%,则孔口直径与壁厚之比,选用流量系数=0.68。5.3.5复算配水系统对于大阻力配水系统,要求支管长度与直径之比不大于60:n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)(5-17)对于大阻力配水系统,要求配水支管上孔眼总面积与支管总横截面积之比小于0.5:(5-18)干管横截面积与支管总横截面积之比为1.75~2.0:(5-19)孔眼中心距应小于0.2:(5-20)5.4洗砂排水槽洗砂排水槽中心距采用(一般采用1.5~2.1)排水槽根数:根排水槽长度:每槽排水量:(5-21)采用三角形标准断面。槽中流速采用,槽断面尺寸(5-22)式中—洗砂排水槽断面模数();—洗砂排水槽流量();—槽中流速(),一般采用。,采用0.16。洗砂排水槽顶距砂面高度(5-23)式中—洗砂槽顶距砂面高度();—滤层厚度();—滤层最大膨胀率(%),一般为30%~50%;—排水槽底厚度(),采用0.05;—槽的超高()。n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)洗砂排水槽总平面面积(5-24)复算:排水槽总平面面积与滤池面积之比,一般小于25%,(5-25)5.5滤池的各种管渠计算5.5.1进水进水总流量:采用进水渠断面,渠宽,水深为。渠中流速:,各个滤池的进水流量:,采用进水管直径,管中流速。5.5.2冲洗水冲洗水总流量:采用管径,管中流速5.5.3清水清水总流量:清水渠断面,同进水渠断面。每个滤池清水管流量:采用管径,管中流速。5.5.4排水排水流量:渠断面:宽度,渠中水深,渠中流速为。5.5.5冲洗水箱(或水泵)冲洗时间冲洗水箱容积(5-26)水箱底至滤池配水管间的沿途及局部损失之和配水系统水头损失承托层水头损失(5-27)n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)滤料层水头损失(5-28)式中—滤料的容重(石英砂为2.65);—水的容重(1);—滤料膨胀前的孔隙率(石英砂为0.41);—滤层膨胀前厚度()。安全富余水头,采用冲洗水箱底应高出沉砂排水槽槽面:(5-29)n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)6污水厂总体布置6.1平面布置6.1.1总平面布置原则此污水处理厂为新建工程,总平面布置包括:污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置,各种管线、管道及渠道的平面布置,各种辅助建筑物与设施的平面布置。总图平面布置时应遵从以下几条原则:1.处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑,以便于节约用地和运行管理;2.工艺构筑物(或设施)与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异,分别相对独立布置,并协调好与环境条件的关系(如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等);3.构(建)之间的间距应满足交通、管道(渠)敷设、旋工和运行管理等方面的要求;4.管道(线)与渠道的平面布置,应与其高程布置相协调,应顺应污水处理厂各种介质输送的要求,尽量避免多次提升的迂回曲折,便于节能降耗和运行维护;5.协调好辅建筑物、道路、绿化与处理构(建)筑物的关系,做到方便生产运行,保证安全畅通,美化厂区环境。6.1.2总平面布置结果污水处理厂呈长方形,东西长320,南北长420m。办公楼、职工活动区及其他主要辅助建筑位于厂区东南,正门在东南面,占地较大的水处理构筑物在厂区中部,沿流程自西北向东北排开。为了改善办公及生活区环境,在厂东边另设一大门,以便污泥及沉砂外运。厂区主干道宽10m,两侧构(建)筑物间距不小于5m。SBR工艺方案总平面布置参见平面布置图。6.2污水厂高程布置污水处理厂污水处理高程布置的任务是:确定各构筑物和泵房的标高;确定污水处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高;通过计算确定各部位的水面标高,从而能够使污水沿处理流程在构筑物之间畅通的流动,保证污水处理厂的正常运行。6.2.1污水厂高程布置注意事项1.选择一条最长、水头损失最大的流程进行水力计算,并应适当留有余地,以保证任何情况下,处理系统能够正常运行;2.计算水头损失时,一般以近期最大的流量作为构筑物和管渠的设计流量;计算涉及远期流量的管渠和设备时,应以远期最大流量为设计流量,并酌加扩建时的备用水头;n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)3.在作高程布置时应该注意污水流程和污泥流程的配合,尽量减少抽升的污泥量。6.2.2污水厂高程布置内容1.各处理构筑物之间的水头损失2.构筑之间的连接管渠中的沿程与局部水头损失3.计量设备等的水头损失4.各污水处理构筑物的高程6.2.3水区、泥区各构筑物损失的确定1.污水构筑物水头损失:表6-1  构筑物水头损失(包括集配水渠)表构筑物名称水头损失m构筑物名称水头损失m格栅0.55水解酸化池0.3调节池0.4巴氏计量槽0.5加药池0.3普通快滤池0.5管式混合器0.5SBR反应池0.62.污水管渠水力计算:表6-2  污水管渠水力计算表名称流量L/s管渠设计参数水头损失(m)水面标高(m)D(mm)1000iV(m/s)L(m)沿程局部构筑物合计上游下游出水口至计量槽185.26000.9020.636160.0140.0100.024-0.526-0.55计量槽185.20.50.500-0.0260.526计量槽至普通快滤池185.26000.9020.636320.0290.0110.0400.0140.026普通快滤池185.20.50.50.5140.014n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)续表6-2  污水管渠水力计算表普通快滤池至管道混合器185.26000.9020.63680.0070.0110.0180.5320.514管道混合器185.20.50.51.0320.532管道混合器至加药间185.26000.9020.636380.0340.0120.0461.0781.032加药间185.20.30.31.3781.078加药间至SBR池185.26000.9020.636380.0340.0110.0461.4241.378SBR池185.20.62.0241.424SBR池至水解酸化池61.83501.720.618820.1480.0130.1612.1852.024水解酸化池185.20.30.32.4852.185水解酸化池至泵房185.26000.9020.636270.0240.010.0342.5192.485表6-6 污泥管渠水力计算n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)名称流量L/s管渠设计参数水头损失(m)D(mm)1000iV(m/s)L(m)沿程局部合计集泥池至浓缩池2.057013.60.585440.5980.1410.739浓缩池至贮泥池1.45023.70.66330.7820.0420.8246.2.4污水厂高程布置计算方法1.污水高程出水口出水31.45m计量槽水位出水:31.45+0.024=31.474进水:31.474+0.5=31.974m普通快滤池出水:31.974+0.04=32.014m进水:32.014+0.5=32.514m管道混合器出水:32.514+0.018=32.532m   进水:32.532+0.5=33.032m加药间出水:33.032+0.046=33.078m   进水:33.078+0.3=33.378mSBR池出水:33.378+0.046=33.424m进水:33.424+0.6=34.024m水解酸化池出水位:34.024+0.161=34.185m进水:34.185+0.3=34.485m泵房:出水位:34.485+0.034=34.519m2.泥处理高程:集泥池泥位:32.20m浓缩池泥位:32.20-0.739=31.461m贮泥池泥位:31.461-0.824=30.637mn华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)7污水厂供热系统与供电仪表设计污水厂除上述处理构筑物外,要使该处理系统正常运行,还必须一定的供电系统、供热系统及仪表,同时,还必须满足水厂职工的正常生活需求。7.1变配电系统1.全厂变配电采用10千伏双电源供电,380伏变配电系统;2.污水泵,回流污泥泵房就地控制;3.变配电间,低压电瓶设有紧急按钮,污水泵可按水位自动停车;4.变配电间从邻近接触220伏照明电源。7.2监测仪表的设计7.2.1设计原则1.污水和污泥两部分分别集中设置显示记录仪,污水部分设置单独的仪表间,污泥记录仪设在污泥泵房内;2.根据目前国内监测仪表情况,选定物力化学参量时均采用DDZ—Ⅱ型监测仪表;3.仪表自动控制设计:在工程实效的前提下,考虑技术的先进性。7.2.2监测内容1.污水泵房:集水池液位应集中显示,并设上下限报警;2.格栅间:设置栅前与栅后水位监测仪,以控制除污机的运行;3.沉砂池:水温指示记录,PH值指示记录;4.SBR反应池:水温指示记录,PH,COD监测,以及污泥回流,硝化液回流流量计;5.接触池:水温指示记录,PH指示记录,DO指示记录;6.浓缩池:泥温,泥位指示记录,并设上下限报警,PH指示记录;7.污泥脱水机房:污泥流量指示记录,加药量指示记录;8.普通快滤池:空气与反冲洗水管流量计,以控制滤池的反冲洗运行,滤池水位计等;9.清水池:设置水下探头,观察加氯情况。7.2.3供热系统的设计本设计污水厂处于华北地区,冬季应考虑采暖问题,供热范围有:综合楼,职工娱乐室,食堂、中控室、加氯间、加药间等供热方式选用暖气,各室内装有散热片。n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)8污水厂定员8.1定员原则按劳动定员试行规范规定:日处理量5~10万吨的城市二级污水处理厂职工定员不小于50人,日处理量在5万吨以下的职工人数为20~30人(不包括管理人员和干部),占全厂人数的70%。8.2定员人数本设计污水厂污水量为16000吨,采用职工人数为21人。管理人员及干部5人占23.8%,工人14人占66.7%,其它2人占9.5%。n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)9工程概预算及运行管理9.1污水处理成本分析污水处理成本通常包括:工资福利、电费、药剂费、折旧费、动力费、检修维护费、行政管理费、辅助材料费、污水污泥综合利用收入等。9.2污水成本估算1.动力费(9-1)式中—动力费(一般为电费)(元/年);N—水泵、鼓风机等的电机功率之和(不包括备用设备)(千瓦);D—电费(元/度);K—污水总变化系数;本设计中,格栅除污机2台:1.0×2=2.0kw污水提升泵3台:35×3=105kw细格栅除污机2台:0.37×2=0.74kwSBR反应池鼓风机5台:159×5=795kw沉淀池刮泥机2台:0.75×4=1.5kw剩余污泥泵1台:970kw浓缩池刮泥机2台:1.5×2=3.0kw脱水机2台:22×2=44kw总功率为:1921.24kw所以,年动力费用为元/年=1950万元/年2.药剂费(9-2)式中,—药剂费(元/年);Q—平均日污水量(m3/d);a1、a2—分别为各种药剂的投加量(mg/l),平均取10mg/Lb1、b2—分别为各种药剂的单价(元/吨),平均取300元/吨=365×10-6×16000×10×300=17520元/年=1.76万元/年3.工资福利费(9-3)式中—工资福利费(元/年);n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)A—职工每人每年的平均工资福利,可按每人每年3000元计;M—劳动定员数。/年1.折旧提成费(9-4)式中—折旧提成费(元/年);S—工程总费用,即总概算内第一部分费用(元);P—综合折旧提成率,包括基本折旧率与大修率,一般采用6.2%;万元/年2.检修维护费(9-5)式中—检修维护费(元/年);S—同上;万元/年3.其他费用(包括行政管理费用和辅助材料费)7.污水、污泥综合利用收入(元/年)8.全年经营费用为:9.年处理水量(9-6)式中Q—日平均污水量(m3/d);m310.单位污水量处理成本T9.3安全措施1.考虑到全厂发生事故时,构筑物检查停用时可将进入污水厂的污水通过超越管排入河流,故在进水闸井前,生物反应池前和接触池前分别设置超越管,管径1500mm;2.为了能够随时掌握厂内各构筑物的运行情况,设中央控制系统进行全方位监测,并在厂内及各高位处设置监视器。n华北电力大学科技学院本科毕业设计(论文)9.4污水厂运行管理1.定期进行培训考核,提高污水厂操作工人的污水处理基本知识和基本技能;2.定期对处理系统进行巡视和做好处理构筑物的清洁保养工作;3.切实做好控制,观察、记录分析试验工作对于检验数据设立技术档案并妥善保管;4.对污水处理厂的运行采用自动监测,自动记录,自动化设备与人工操作相结合,并设中控室,实行集中管理。5.加强厂区环境保护和绿化工作。9.5污水厂运行中注意事项1.防止污水处理过程中出现污泥膨胀,污泥腐化等现象,切实做好预防和整理工作,严格控制并且及时排泥;2.督促环保部门加强对污水排放企业的监督,使其排放水达到污水排放标准,以确保污水厂正常运行。n结论随着经济的迅速发展,工业废水水量在不断上升,接纳水体的被污染仍在不断加重。所以,当今迫切需要实现工业废水的有效处理。新型的SBR处理工艺在工业废水处理中,易于被采用和发挥作用,具有较好的应用前景。本设计所述的工业废水处理工艺既为SBR处理法,该处理法工艺系统组成简单,不需设二次沉淀池,将同步去除BOD、脱氮、除磷,无污泥回流和混合液的内循环,能耗低。曝气池容积也小于连续式,建设费用与运行费用都较低。而且,污泥龄长,污泥沉降性能好,剩余污泥少,而且运行容易、所需人员少、污泥产量低、出水水质能达到《污水综合排放标准(GB8978-2002)》中的排放标准,是适合我国中小型工厂使用的简单、高效的污水处理技术。73n参考文献参考文献[1]中华人民共和国国家标准,地表水环境质量标准(GB3838-2002)[2]中华人民共和国国家标准,城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)[3]中华人民共和国国家标准,污水综合排放标准(GB8978-1996)[4]中华人民共和国城镇建设行业标准,污水排入城市下水道水质标准(CJ3082-1999)[5]中华人民共和国城镇建设行业标准,城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准(CJJ31-89)[6]中华人民共和国城镇建设行业标准,城市污水处理厂污水污泥排放标准(CJ3025-93)[7]中华人民共和国国家标准,给水排水制图标准(GB/T50106-2001)[8]中华人民共和国国家标准,给水排水设计基本术语标准(GBJ125-89)[9]中华人民共和国国家标准,室外排水设计规范(GB/T 18920-2002)2、主要参考书目[10]中国市政工程西南设计研究院主编.给水排水设计手册,第1册,常用资料,北京:中国建筑工业出版社,2002[11]北京市市政工程设计研究院主编.给水排水设计手册,第5册,城镇排水,北京:中国建筑工业出版社,2004[12]上海市政工程设计研究院主编.给水排水设计手册,第9册,专用机械,北京:中国建筑工业出版社,2002[13]中国市政工程西北设计研究院主编.给水排水设计手册,第11册,常用设备,北京:中国建筑工业出版社,2002[14]中国市政工程华北设计研究院主编.给水排水设计手册,第12册,器材与装置,北京:中国建筑工业出版社,200274n致谢华北电力大学科技学院四年多学习生活即将结束,借此机会,向一直支持、关心我学习和生活的各位领导、老师、同学、同事、亲友等致以真挚的谢意。衷心地感谢我的导师毕荫来老师无论是在课堂教学、日常交往还是在撰写论文过程中,导师渊博的学识、独到的见解、严谨的作风和春雨润物般的教诲令我受益终身。感谢建筑工程系各位领导和老师在我求学过程中给予的帮助,是你们为我打开了新知识的大门,丰富了我的知识,拓展了我的视野,提高了我学以致用的能力。感谢同学在我论文撰写过程中以及在平时的学习、工作和生活中给予的关心、指导和帮助。感谢各参考文献的作者们,是在你们研究成果的基础上,本论文才得以顺利完成。感谢父母在我求学过程中默默的关爱与支持,使我顺利完成了四年的学业。最后对评阅本文的专家表示真挚的谢意,科技学院的学习生活令我终身难忘,祝母校的明天更美好。5··

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