包头市污水处理设计方案.doc

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1、目 录导 言- 1 -第一章 概述- 2 -1.1地理气候- 2 -1.2自然资源- 2 -第二章 污水处理设计方案- 4 -2.1参数确定- 4 -2.1.1设计水量：- 4 -2.1.2进水水质：- 4 -2.1.3出水水质- 4 -2.2方案选择- 4 -2.3工艺流程：- 5 -第三章 污水处理方案设计计算- 6 -3.1格栅- 6 -3.2曝气沉砂池- 7 -3.3初沉池- 8 -3.4 A2/O反应池- 9 -3.4.1设计参数- 9 -3.4.2设计计算- 10 -3.5二沉池- 16 -3.6污泥浓缩池- 17 -3.7贮泥池- 19 -3.7.1贮泥池的作用- 19 -3.7

2、.2贮泥池的计算- 19 -3.8 污泥脱水- 20 -导 言包头是内蒙古自治区第一大城市，全国特大型城市。包头，源于蒙古语包可图，蒙古语意为“有鹿的地方”，所以又叫鹿城，草原钢城。随着包头钢铁（集团）有限责任公司和包头稀土研究院的建成与发展，这里又被称作稀土之都。包头市辖10个旗、县、区，其中：个市区（昆都仑区、青山区、东河区）个矿区（白云鄂博矿区、石拐区），个农牧业旗县区（土默特右旗、达尔罕茂明安联合旗、固阳县、九原区），1个经济开发区。总面积平方公里。人口.万， 居住着蒙、汉、回、满、达翰尔、鄂伦春等个民族。1998 年以来 , 包头市先后多次利用国外贷款 , 兴建、扩建了日处理能力 7

3、 万 m3、3万m3、2 万 m3和 7 万 m3的二级污水处理厂四座 , 服务面积 60147km2。包头市污水资源化利用主要用于城市绿化用水、工业用水和部分景观补充水。经调查 , 最高日回用水需求总量约为 915 万 m3, 其中杂用水量为616 万 m3, 工业用水量为 219 万 m3。现在日处理能力 215 万 m3的回用水处理系统和管网系统已投入使用 , 到 2005 年将在四个污水厂中建成规模为 615 万 m3/ d 的回用水处理系统 , 其中工业用水量占 45 % , 冬季可以达到70 %。第一章 概述1.1地理气候包头地处渤海经济区与黄河上游资源富集区交汇处，北部与蒙古国接

4、壤，南临黄河，东西接沃野千里的土默川平原和河套平原，阴山山脉横贯中部。包头的地理坐标是东经109度50分至111度25分、北纬41度20分至42度40分，面积为27691平方公里。 包头境内有阴山山脉的大青山、乌拉山（以昆都仑河为界），山峰平均海拔2000米，最高峰海拔2324米。全市由中部山岳地带、山北高原草地和山南平原三部分组成，呈中间高，南北低，西高东低的地势。黄河流经包头市境内214公里，公路、铁路两桥并行飞架黄河南北。 包头属半干旱中温带大陆性季风气候。这里景色宜人，气温适度。据包头市2002年国民经济和社会发展统计公报，2002年包头市年均气温8.5，年最低气温27.6，年最高气温

5、40.4， 年降水总量262.9毫米，年最大风速11.0米秒，平均风速1.8米秒，年日照时数2806小时，年平均相对湿度52，全年沙尘天气12次。夏秋之时，是包头绝佳季节，清风送爽，花香色艳，瓜果丰盛，蔬菜充足，是理想的避暑胜地。冬春二季，冰封雪飘，银装素裹，别具北国特色。1.2自然资源包头的矿产资源具有种类多、储量大、品位高、分布集中、易于开采的特点，尤以金属矿产得天独厚，其中稀土矿不仅是包头的优势矿种，也是国家矿产资源的瑰宝。已发现矿物74种，矿产类型14个。 充足的水资源是包头经济赖以展的重要条件。黄河流经包头境内214公里，水面宽130米到458米，水深1.6米到9.3米，平均流速为每

6、秒1.4米，最大流量每秒6400立方米，年平均径流量为260亿立方米，是包头地区工农业生产和人民生活的主要水源。此外，艾不盖河、哈德门沟、昆都仑河、五当沟、水涧沟、美岱沟等河流，水流量可观，也是可以利用的重要水资源。 包头可利用地表水总量为0.9亿立方米（不包括黄河过境水）。地下水补给量为8.6亿立方米。从50年代起，包头就开始了大规模的水资源开发，先后修建了黄河水源地多处，以及奥陶窑子、团结渠、民生渠、磴口扬水站、画匠营水源地等较大的黄河提水工程，先后构筑了昆都仑、刘宝窑、水涧沟等中小型水库，进行了大规模的水资源开发。包头地区的生活、工业及农业用水设施已经能够满足本地区经济社会发展的需要。

7、第二章 污水处理设计方案2.1参数确定2.1.1设计水量：Q=410000m3/日2.1.2进水水质：COD:810 mg/LBOD:405 mg/LSS:323 mg/LTN: 50mg/LTP:10mg/LpH:62.1.3出水水质GB189182002（按照国家一级A标准）：COD:=50 mg/L BOD:=10mg/L SS:=10 mg/L TN:=15 mg/L TP:0.35Kz=1.2(1)格栅间隙：e=25mm=0.25m栅前水深：h=0.8m过栅流速：v=0.9m/s安装倾角：=60栅条间隙数:=228用6个格栅，n=228/6=38(2)栅槽宽度：设栅条宽度s=0.01

8、mB=s(n-1)+en=1.32m(3)进水渠道渐宽部分长度：设进水渠B1=0.65m渐宽部分展开角1=20，此时进水渠道内的流速为0.77m/s.L1=0.92m(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：L2=L1/2=0.46m(5)过栅头损失：设栅条为矩形断面，取k=3h1=kSin=1.13m（6）栅后总高度：取栅前渠道超高h2=0.3m栅前槽高H1=h+h2=1.1mH=h+h1+h2=2.23m(7)栅槽总长度：L=L1+L2+1.0+0.5+H1/tan1(8)每日栅渣量：取w1=0.08m3/103m3W=27.36m3/d 0.2m3/d宜采用机械清渣3.2曝气沉砂池（1）

9、池子总有效容积设t=2minV=Qmaxt60=570m3(2)水流断面积设(3)池总宽度设h2=2m 则B=23.75m(4) 沉砂池设两格，每格池宽5.9m，池底坡度0.5m，超高0.6m，全池总高5m。每格沉砂池实际进水断面面积A=5.95.0-3.01.51/2=23.7m2 (5)池总宽B=A/h2=47.5/2.3=20.7m3 每格宽10.35m（6）池长： L=V/A=12m(7)每格沉砂池砂斗容量（8）每格沉砂池实际沉沙量设含沙量为20m3/106m3,污水每两天排一次（9）每小时所需空气量设曝气管进水深度为3m，单位池长所需空气量为28m3/(m.h)q=28 12 (1+

10、15%) 2=772.8m33.3初沉池包头市人口为200万人，沉淀时间1.5小时（1）池子总表面积设表面负荷q=2.0m3/m2h设计流量Q=4.75m3/s则m2(2)沉淀部分有效水深h2=q1.5=3.0m(3)沉淀部分有效容积 V=Qt3600=25650m3(4)池长设v=6mm/sL=vt 36=61.53.6=32.4m(5)池子的总宽度B=A/L=8550/43.2=264m(6)池子个数设每个池子宽8mn=B/b=33(个)（7）校核长宽比L/b=32.4/8=4.054.0 (符合要求)（8）污泥部分需要的总容积设T=2.0d,污泥量为25g,污泥含水率为95%，则S=（9

11、）每格池污泥所需容积V”=V/n=60.6m33.4 A2/O反应池判断是否可采用A2/O法： COD/TN=810/50=16.210 BOD /TP =405/10=40.520 符合要求，故可采用此法。已知条件:设计流量Q=410000m3/d(不考虑变化系数)设计进水水质：COD=810mg/L，BOD5=405mg/L，SS=323mg/L，TN=50mg/L， TP=10mg/L，最低水温 4 0C，pH=6。设计出水水质:COD50mg/L，BOD510mg/L，SS10mg/L，TN15mg/L，TP0.5mg/L 3.4.1设计参数 BOD5污泥负荷 N=0.18kg BOD

12、5/(kgMLSS*d) 回流污泥浓度XR=8600(mg/L) 污泥回流比 R=85% 混合液悬浮固体浓度 3-49 混合液回流比 R内TN 去除率 3-50 混合液回流比 3-51取R内=240%3.4.2设计计算反应池容积 V 3-52反应池总水力停留时间: 3-53各段水力停留时间和容积:厌氧缺氧好氧=113厌氧池水力停留时间 : 厌氧池容积 : 缺氧池水力停留时间 : 缺氧池容积 : 好氧池水力停留时间 : 好氧池容积 : 校核氮磷负荷， kg TN / (kgMLSS d) 好氧段总氮负荷kg TN / (kg*MLSS d)厌氧段总磷负荷 kg TN / (kg*MLSS d)剩

13、余污泥 取污泥增殖系数 Y=0.5， 污泥自身氧化率 Kd=0.05， 将各值代入公式，得Px=0.5410000(0.4050.01) 0.052276633.9520.7 =49485(kg/d)Ps=(0.3230.01) 41000050%=64165(kg/d)X=4948564165=113650 (kg/d)湿污泥量：设污泥含水率为则剩余污泥量为： 反应池主要尺寸反应池总容积 V=227663(m3)设反应池10组，单组池容积 V单=V/10=22766.3 (m3)有效水深 5m；S单= V单 /5=4553.26 m2采用五廊道式推流式反应池，廊道宽b=7 m；单组反应池长度

14、：L=S单/B=4553.26/(57)= 130.1(米)；取131米。校核：b/h=7/5=1.4(满足b/h=12)； L /b=131 /7=18.7 (满足L /b10)；取超高为0.7 m， 则反应池总高 H=5+0.7=5.7 (m)反应池进、出水系统计算 Qmax=4.75(m3/s) 管道流速 v=1.4 m/s 管道过水断面积 A=Q/v=4.751.4= 3.4(m2) 3-60 管径 3-61 取DN=2100(mm)曝气系统设计计算设计需氧量 AORAOR=去除BOD5需氧量剩余污泥中BODU氧当量NH3H 硝化需氧量剩余污泥中NH3H的氧当量反硝化脱氮产氧量 3-6

15、8式中:a需氧率，取值为 1K变化系数，取值 1.3Q每日处理污水量 S0处理BOD5浓度， 211.1mg/LSe出水BOD5浓度，20mg/Lb系数，4.6TN038.1mg/L15mg/LC系数，2.86 最大需氧量与平均需氧量之比为1.34，则 去除每1 kg BOD5 需氧量 3-69(9)标准需氧量采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度4.3m，氧转移效率=20%，计算温度T=25 ，将实际需氧量 AOR换算成标准状态下的需氧量 SOR 式中: 气压调整系数，取值为 1 曝气池内平均溶解氧，取=2mg/L 污水中饱和溶解氧与请水中饱和溶解氧之比，取 0

16、.95 空气扩散器出口处绝对压力： 空气离开好氧反应池时氧的百分比： 3-71好氧反应池中平均溶解氧饱和度： 3-72标准需氧量为： 3-73相应反应池最大时标准需氧量： 3-74好氧反应池平均时供气量 3-75最大时供气量： 3-76（10）厌氧池设备选择(以单组反应池计算)： 厌氧池内设推流式潜水搅拌机3台，所需功率按 5W/m3 池容计算.厌氧池有效容积 混合全部污水所需功率为 （11）缺氧池设备选择(以单组反应池计算) 缺氧池内设推流式潜水搅拌机3台， 所需功率按 5W/m3 池容计算.缺氧池有效容积 混合全部污水所需功率为（12）污泥回流设备污泥回流比 ; 变化系数1.2污泥回流量（

17、13）在曝气池的2个相邻廊道的隔墙上布设1条空气干管，共3条空气管，在每根干管上布设16对空气竖管，全曝气池共设96跟空气竖管。全曝气池共设48根配气竖管，每根竖管的供气量=m3/h。 曝气池每廊道纵向设6跟曝气管，每根支管设9个曝气头。下面是管道压力损失计算表管段管段长度空气流量流速管径配件当量计算压力损失h1+h2编号L/mm3/hm3/minm/smm长度m长度m9.8pa/m9.8pa26250.74.05 0.067 32.00 弯头10.62 1.420.12 0.17 25240.7 8.10 0.134 32.00 三通10.29 1.09 0.18 0.20 23220.71

18、2.150.20132.00 三通10.29 1.09 0.25 0.27 22210.716.20 0.268 32.00 三通10.29 1.09 0.370.3721201.2 36.40 0.6034.6440.00 三通1,异形管11.27 2.37 0.82 1.94 20191.2 72.801.206 5.86 50.00 四通1 ,异形管12.18 3.280.76 2.50 19-180.6 108.54 1.809 3.45 80.00 三通1,弯头32.30 19.68 0.26 5.12 18-177.00 217.08 3.618 6.90 80.00 三通14.4

19、1 11.41 0.40 4.5617-167.2 434.16 7.236 13.80 80.00 四通13.56 10.81 3.01 17.62 16157.2 651.24 10.854 17.00 100.00 四通1,异形管13.01 10.26 2.62 26.88 15147.2868.32 14.472 11.77150.00 四通1，异形管14.90 12.15 0.71 8.63 14137.2 1085.4018.09 15.69 150.00 四通13.7611.01 0.36 3.96 13127.2 1302.4821.70811.04 200.00 四通1，异形

20、管14.04 11.29 0.70 7.90 12117.21519.5625.32613.20 200.00 四通1 5.31 12.56 0.39 4.90 11107.21953.7232.562 13.00 200.00 四通13.7611.01 0.47 5.17 1097.22170.8036.1811.70 200.00 四通14.02 11.27 0.36 4.06 987.22387.8839.79814.00 250.00 四通1 ，异形管17.19 14.440.40 5.78 877.22604.96 43.41612.50 250.00 四通1 5.00 12.250

21、.47 5.76 767.22822.0447.03414.20 300.00 四通1 ，异形管112.09 19.340.38 7.35657.2 3039.1250.65214.20 300.00 四通1 5.38 12.63 0.65 8.21 547.2 3256.2 54.27 13.50 350.00 四通1 ，异形管15.2212.470.37 4.61437.23473.2857.88811.30350.00四通14.9812.230.637.703214.93690.3661.50615.69400弯头1，四通1，异径112.0826.830.4110.98213511071

22、184.514.12500四通1，异径110.9945.990.3616.54合计160.323.5二沉池采用辐流式沉淀池3.6污泥浓缩池进入浓缩池的剩余污泥量为6765，设计中选用4座浓缩池，单池流量为：1691.25，。设计中浓缩前污泥含水率为，浓缩后污泥含水率为，固体浓度。 图4-1浓缩池计算简图（1）浓缩池面积 A , 浓缩污泥为剩余污泥,污泥固体通量选用 30(kg/(m2.d)浓缩池面积 （2）浓缩池直径,设计采用圆形辐流沉淀池：直径 取 D=21(m) 则 A=346.36(m2)（3）浓缩池深度浓缩池工作部分的有效水深 T 为浓缩时间, 取16(h)超高 , 缓冲层高度, 浓缩

23、池设机械刮泥,池底坡度 ,污泥斗上底直径,下底直径池底坡度造成的深度 污泥斗高度 浓缩池深度 （4） 浓缩后分离出来的污水 （5） 浓缩后剩余污泥量 3.7贮泥池3.7.1贮泥池的作用剩余污泥经浓缩后进入贮泥池，主要作用为：调节污泥量；药剂投加池；预加热池。3.7.2贮泥池的计算贮泥池用来贮存来自浓缩池的污泥，。本设计采用2座贮泥池，贮泥池采用竖流沉淀池构造。（1）贮泥池的容积 设计中取贮泥池设计容积： 设计中取，污泥斗底为正方形，边长为（2） 贮泥池高度计算 设计中取3.8 污泥脱水目前，常用的污泥脱水设备有板框压滤脱水机、带式压滤脱水机和离心脱水机。本设计采用带式压滤脱水机。带式压滤机的基本原理是通过设置一系列压辊及滚筒，将上下层滤带张紧，滤带间的污泥不断受挤压剪切后，加速泥水的分离。带式压滤机一般分为三个阶段，重力脱水段，楔形预压段，中/高压段。 设备选型：DY-3000型带式压滤机四台性能参数：干污泥产量 600kg/h 泥饼含水率 - 20 -