氧化沟课程设计
②:城镇污水处理厂污染物排放标准,见下表:
城镇污水处理厂污染物排放标准mg/L
基本控制项目
一级标准(A/B)
二级标准(A/B)
三级标准(A/B)
化学需氧量(COD)
50/60
60/60
100/120
生化需氧量(BOD)
10/20
20/20
30/30
悬浮物(SS)
10/20
20/20
30/30
本设计要求为一级B标。
径深比为: ,在6至12之间。
4、污泥部分所需容积
则
采用间歇排泥,设计中取两次排泥的时间间隔为
5、污泥斗计算
式中 ——污泥斗上部半径, ;
——污泥斗下部半径, ;
——倾角,一般为 。
设计中取 = , = 。
污泥斗体积计算:
6、污泥斗以上圆锥体部分污泥容积
设计中采用机械刮吸泥机连续排泥,池底坡度为0.05
(1)设计参数
(1)基本设计参数
污泥产率系数Y=0.5
混合液悬浮固体浓度(MLSS)X=4000mg/L,混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)XV=3000mg/L (MLVSS/MLSS=0.75);通常的泥龄取值为10~30d。本设计污泥龄 。污泥自身氧化率(1/d),对于城市污水,一般采用0.05~0.1。
则浓缩池总高度h=3.12+1.25+0.5=4.87m
计算草图如下:
⑥:带式压滤机脱水
污泥经浓缩后含水率降低取90%,由公式:
得出:污泥量=11500×(1-97%)/(1-90%)=3450kg/d
X1=200一0.7 200=60mg/L=0.06(kg/m3)
X2——TSS的浓度。本式中XC=20mg/L=0.02kg/m3
故
去除每1kg BOD5产生的干污泥量
(3)脱氮计算
氧化的氨氮量。假设总氮中非氨态氮没有硝酸盐的存在形式,而是大分子中的化合态氮,其在生物氧化过程中需要经过氨态氮这一形式。另外,氧化沟产生的剩余生物污泥中含氮率为12. 4%。则用于生物合成的总氮为:
式中 ——20℃时氧的饱和度,取 =9.17mg/L
——25℃时氧的饱和度,取 =8.38mg/L
——溶解氧浓度
——修正系数,取0.85
——修正系数,取0.95
——进水最高温度,℃
=
氧化沟采用三沟通道系统,计算溶解氧浓度C按照外沟:中沟:内沟=0.2:1:2充氧量分配按照外沟:中沟:内沟= 65:25:10来考虑,则供氧量分别为:
进出水管直径 取0.8m(800mm)
校核进出水管流速 ≤1.0m/s(满足要求)
②出水堰计算。为了能够调节曝气转碟的淹没深度,氧化沟出水处设置出水竖井,竖井内安装电动可调节堰。初步估计为 ,因此按照薄壁堰来计算。
取堰上水头高度H=0.2m
则堰 取b=2.6m
考虑可调节堰的安装要求(每边留0. 3 m )则出水竖井长度L=0.3×2+b=0.6+2.6=3.2(m)
所以剩余污泥量Q=△X/30=383m3/d
(2)浓缩池面积
A=QC0/Cu=383×30/30=383m3
(3)浓缩池直径
5个池子,每个面积为77m3,故D=9.9m
(4)浓缩池高
浓缩池工作部分有效水深h2=QT/24A=1.25m(浓缩时间T取30h)
超高h1=0.3m,缓冲高h3=0.2m,浓缩池采用重力排泥,池斗壁与水平面角度a=55°,污泥斗下底直径1m,则污泥斗高度h4=(9.9-1)/2·tan55°=3.12m
需要氧化的氨氮量N1=进水TKN一出水NH3-N一生物合成
所需氮量N0
脱氮量Nr。需要的脱氮Nr=进水总氮量一出水总氮量一生物合成所需的氮量
计算脱氮所需池容V2及停留时间T2
脱硝率
14℃时
脱氮所需的容积
停留时间
(4)氧化沟总容积V总及停留时问t总
校核污泥负荷
设计规程规定氧化沟污泥负荷应为0.05~0. 1kg BOD5/ kgVSS·d)
(2)进水水质
CODCr=350mg/L,BOD5=180mg/L,SS=200mg/L,NH3-N=35mg/L
2、污水处理要求
污水经过二级处理后应符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级标准的B标准,即:
CODCr≤60mg/L,BOD5≤20mg/L,SS≤20mg/L,NH3-N≤8mg/L。
3、处理工艺流程
污水拟采用活性污泥法工艺处理,具体流程如下:
4、资料
市区全年主导风向为北风,频率为18%,年平均风速2.50米/秒。污水处理厂场地标高205~201米之间,
5、污水排水接纳河流资料:
该污水厂的出水直接排入厂区外部的河流,其最高洪水位(50年一遇)为180.0m,常水位为178.0m,枯水位为175.0m。
h3=h3,+il=1+0.02×2.75=1.06m
8):沉砂池总高度
h=h1+h2+h3=0.3+0.8+1.06=2.16m
9)验算
Qmin=Q平均/2
Vmin=Qmin/(n·W)=0.17m/s
最小流速Vmin≥0.15m/s,符合要求。
3氧化沟
拟用Obral氧化沟,去除 与COD之外,还具备一定的硝化和脱氮除磷作用,使出水 低于排放标准,工艺草图如上图所示。
取栅前渠道超高h1=0.3m,栅前槽高H1=h+h1=1.62m,H= h+h1+h2=1.72m
栅槽总长度:
L=l1+l2+0.5+1.0+H1/tan60°=1.07+0.54+1.5+1.62/tan60°=4.05m
每日排渣量:
W=Qmax×W1×86400/(Kz×1000)=10m3/d
内沟道面积=[ ]×2=1555.17(m2)
外沟道占总面积的比例=
中沟道占总面积的比例=
内沟道占总面积的比例=
基本符合奥贝尔氧化沟各沟道容积比(一般为50:33:17左右)
(7)进出水管及调节堰计算
①进出水管
污泥回流比R=100%,进出水管流量Q'=8×37500=300000(m3/d),进出水管控制流速≤1.0m/s
2、根据污水处理程度结合污水厂的地形条件,选择污水、污泥的处理流程和处理构筑物。
3、对所选择的处理构筑物进行工艺设计计算,确定形式和主要尺寸。
4、绘制污水厂的总体布置(包括平面布置和高程图)。
5、编写说明书。
三、设计原始资料
1、污水水量、水质
(1)设计规模
设计日平均污水流量Q=200000m3/d;KZ=1.5
4):沉砂斗容积
V=Q×X1×t’/100000=18m3
5):每个沉砂斗所需容积
V0=V/n=18/8=2.25m3
6):砂斗实际容积的计算
设斗底宽a1=1m、倾角α=60°,斗高h3’=1m,则斗上口宽:
a=2h3’/tan60+a1=2.15m
单斗实际容积:
V0’=2.6m³>V0满足条件
7):沉砂池高
则
氧化沟有效水深h取4.5 m,超高0.5 m;外、中、内三沟道之间隔墙厚度为0.25m。
1直线段长度L,取内沟、中沟、外沟宽度分别为13m、13m、13m
则L=
2中心岛半径r
(式中所指面积为各沟道弯道面积)
即r=2.46m
3校核各沟道的比例
外沟道面积=[ ]×2=3718.63(m2)
中沟道面积=[ ]×2=2636.90(m2)
栅条间隙数:
n=Qmax×√sinα/ehv=97.9≈98个
栅槽宽度:栅条宽度S=10mm
B=S×(n-1)+e×n=3.42
进水槽渐宽部分展开角α1=20°
故:L1=(B-B1)/2tanα1=1.07m
栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度:L2=L1/2=0.54m
过栅水头损失h2=0.1m
栅后槽总高度:
(5)需氧量计算
①设计需氧量AOR。氧化沟设计需氧量AOR=去除BOD5需氧量﹣剩余污泥中BOD5的需氧量+去除NH3-N耗氧量﹣剩余污泥中N H3-N的耗氧量﹣脱氮产氧量
a.去除BOD5需氧量D1
式中 ——微生物对有机底物氧化分解的需氧率,取0.52
——活性污泥微生物自身氧化的需氧率,取0. 12
b.剩余污泥BOD5需氧量D2
c.去除氨氮的需氧量D3。每lkg NH3-N硝化需要消耗4.57kgO2
d.剩余污泥中NH3-N耗氧量D4
e.脱氮产氧量D5。每还原1kgN03--N产生2. 86 kgO2
总需氧量=D1-D2+D3-D4-D5=83629.56
考虑安全系数1.3,则
AOR=
②标准状态下需氧量SOR
2、确定污水处理程度:
1生化需氧量(BOD)的处理程度
η=(180-20)/180×100%=88.9%
2悬浮物(SS)的处理程度
η=(200-20)/200×100%=90%
3、污水、污泥的处理方法及处理工艺:
4、各处理单元构筑物计算、并绘出计算草图。
1格栅
栅条采用矩形断面10×50mm,过栅水头损失直接取10cm,栅条间距取e=25mm,过栅流速取v=1.0m/s,格栅倾角α=60°,污水量Qmax=3472L/s,设格栅进水宽度B1= =2.64m,则进水水深h=1.32m。
一、设计目的
根据设计任务书中所给予的原始资料,对某些小镇的污水处理厂进行设计。通过设计学会运用原始资料,确定污水处理方案的一般原则,熟悉有关构筑物的计算方法和了解设计步骤及规律,使学到的基本知识,理论知识和基本技能能得到一次综合性的训练。