城镇污水处理厂课程设计资料

课程设计课程名称： 环保工艺、设备及其应用课程设计题目：内循环好氧生物流化床污水处理工程技术学院：资源与环境化工系： 环境工程专业班级：环工132学号：5802113074学生姓名：游成赞起讫日期： 2016.12.30-2016.12.31指导教师： 黄冬根 职称：教授学院审核（签名）：审核日期：I 月 J |I 1 1 11 1 1I十 11 1 2十 112设计内容.一21.2.1 基本资料1.2.2 主要内容1.2.3 水质去除率计算2.城镇污水处理厂设计方案的确定. 2.1 污水处理方式的设计原则与设计依据2.1.1 设计原则2.2 内循环好氧生物流化床的简介.2.2.1 内循环好氧生物流化床的由来23455882.2.2 内循环好氧生物流化床的主要特征.错误！未定义书签。2.2.3 内循环好氧生物流化床的处理机理和适用范围 92.2.4 内循环好氧生物流化床的除磷脱氮.错误！未定义书签。2.2.5 内循环好氧生物流化床的优缺点错误！未定义书签。2.4主要构筑物的选择.241污水处理构筑物的选择.10242污泥处理构筑物的选择.102.5内循环好氧生物流化床工艺流程示意图错误！未定义书签。3设计计算及说明123.2格栅的设计计算.143.2.1泵前中格栅.143.3污水提升泵房163.2,2泵后细格栅错误！未定义书签。161181819错误！未定义书签。191.1.1 选泵1.1.2 集水池1.1.3 潜污泵的布置1.1.4 泵房高度的确定1.1.5 泵房附属设施1.1.6 单管出水井的设计3.4 曝气沉砂池的设计计算3.4.1 池子的有效容积（V） 203.4.2 流断面积（A） 203.4.3 池总宽度（B） 203.4.4 每格池子宽度（b） 203.4.5 池长（L）203.4.6 每小时的需空气量（q） 203.4.7 沉砂室所需容积（V/m3） 21348每个沉砂斗容积（V0） 223.5 内循环好氧生物流化床的设计计算 213.6 供氧的设计计算272727273.7 化学除磷.3.8 消毒3.9 污泥回流.3.10 污泥处理.284检测与过程控制294.1 一般规定.29294.3过程控制与控制系统.305.主要辅助工程.316施工与验收.327运行与维护.388 .附录A429附录B4610附图,571.刖言1.1设计概述1.1.1设计目的通过课程设计，加深理解所学专业知识，培养学生运用所学专业知识 的能力，在 设计、计算、绘图方面得到锻炼，初步学会针对污水处理设计任务如何选择处理工艺方 法，如何组织工艺流程，如何计算和确定主要的构筑物、如何选择设备。1.1.2设计背景水是人类生活和生产活动不可缺少、不可替代的宝贵资源，是社会可持续发展的重要因素。由于城市化、工业化和农业集约化的迅速发展，以及人类对水资源、水污染认识上存有一些误区，使得许多城市原有水资源不敷所用，许多地区进入水资源的污染物超过其环境容量，从而导致水体污染。并呈发展趋势，这都是长期而我国水环境污染和生态破坏相当严重，以来城市排水工程欠账太多之故，每年有近300亿立方米污水未经处理而直接排放，使水环境的污染量大大超过了自净能力所能承受的程度，从而破坏了水的良性循环，导致水资源危机的加剧，进而影响城市的可持续发展。水资源的 短缺和水污染的加重，使人们已警觉到污水再生处理已直接关系到人民的健康安全和社 会、经济的可持续发展、关系到子孙后代的可持续生存1.2设计内容1.2.1 基本资料污水处理量：600m3/d,城镇污水（污水厂主要处理构筑物拟分为二组，每组处理规 模为5万吨/天。）城镇污水的设计水质应根据实际测定的调查资料确定，其测定方 法和数据处理方法应符合HJ/T 91的规定无调查资料时，可按下列标准折算确定:1）生活污水的五日生化需氧量按每人每天25 g50 g计算；2）生活污水的悬浮固体量按每人每天40 g65 g计算；3）生活污水的总氮量按每人每天5 g11g计算；4）生活污水的总磷量按每人每天0.7 g1.4 g计算。1 .进水水质（表1-1 ）:指标BOD（mg/L）CODcr（mg/L）S（ mg/L）总氮（mg/L）总磷（mg/L）数值1673752673452 .出水水质（表1-2 ）:城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918序号基本控制项目一级B标准1COD602BOD203SS204TN205TP1.53 .处理工艺：二级处理，拟采用内循环好氧生物流化床污水处理工程技术4 .设计内容：1） 处理流程确定；2） 主要污水处理构筑物的工艺尺寸进行设计计算；122主要内容针对一座二级处理的城市污水处理厂，要求对主要污水处理构筑物的工艺尺寸进 行设计计算，最后完成计算说明书和设计图（污水处理厂平面布置图）。该污水厂拟处理600t/d的生活污水。规划人口约4000,生活污水 标准为150L/ 人天，其总变化系数为2.3，工业最大日污水量为1380米3/日，排水采用分流制。 污水水质按一般的生活污水性质考虑。生活污水与工业废水混合后其水质平均值为：BOD=165mg/L, SS=267mg/LCOD=375mg/L, TP=5mg/L TN=34mg/L要求经过处理后水质达到以下标准(BODK 20mg/L, SSA 20mg/L, COD 60mg/L,TN 200mm,J 150mmBOD&CODcr,NV=4kgCOD/m3 .d)水力停留时间o =3hV1 = Q 0= 6003 =75m3好氧反应区容积24孔3好氧反应区为圆柱体，其高径比宜取38,取3,即Di结合体积算得好氧区直径D仁3.17m高度 H=9.51mD2 = -DA1.585m令厌氧区VQ22直径2则厌氧反应区容积V2= -A=AVA=25m3Di- D223.172 -1.58521 mrnr 2 mm3.5.2流化床载体3.521载体选择3.5.1.1 宜选用陶粒、橡胶和塑料类载体等。陶粒载体粒径以 为宜，比重宜为1.50 g/ciTp左右，磨损率宜不大于0.5%；橡胶载体粒径以2 mnrr 8 mm为 宜 世重宜为1.3。g/crrP左右；塑料类载体粒径以1。mnr25 mm为宜，比重宜为0.94 g/cm 3-0.98 g/cm3。3.5.1.2 载体的级配以dmax/ dminV 2为宜。3.5.1.3 载体的形状宜接近球形。3.5.1.4 载体表面应粗糙，以利于微生物栖附、生长。3.5.2载体投加量3.5.2.1 投加载体的体积占好氧反应区的体积比应按下式计算：XCs v 100%1000mcs-投加载体的体积占好氧反应区的体积比；%流化床内混 液挥发性悬浮固体平均浓度，合gMLVSS/L mi单位体积载体上的生物量，g/mL。352.2投加载体的体积宜为好氧反应区体积的15%30%取Cs =20%投加体积15m33.523流化床中所需的生物浓度应按下式计算:Nv式中：X 流化床内生物浓度，kgMLVSS/mN容积负荷，kgCOD/( mb d)；1.0 kg COD/N 污泥负荷，宜为0.2 kgCOD/ / kgMLVSS d)/kgMLVSSd)。X=8kgMLVSS/m3.5.3载体分离器3.5.3.1宜采用迷宫式载体分离器，其结构如图4所示a bAh流化载体04迷宫式载体分离器结构示意图3.532反射锥顶角（B）宜为45 90。3.5.3.3 反射锥之间的距离（a）宜为2 cm3 cm反射锥底面宽度（b）宜为a值的2 5倍。3.5.3.4 两层反射锥之间的距离（h）宜为5 cm15 cm。3.6 供氧3.6.1 去除含碳污染物时，流化床污水需氧量宜取0.7 kgQ/kgBOD1.2kgC2/kgBOD。3.6.2 流化床工艺选用鼓风曝气装置和设备时，应根据不同的鼓风设备、曝气装置、位于 水面下的深度、水温、在污水中氧总转移特性、当地的海 拔高度以及预期生物流化床中溶 解氧浓度等因素，将计算的污水需氧量换算为标准状态下污水需氧量。3.6.3 流化床工艺宜设置一套备用的鼓风曝气设备。3.6.4 应选用低噪声的鼓风机，鼓风机房应采取隔音降噪措施，并符合GB 12523的规定。 单级高速曝气离心鼓风机应符合HJ/T 278的规定罗茨鼓风机应符合HJ/T 251的规定； 微孔曝气器应符合HJ/T 252的规定。3.7 化学除磷3.7.1 当出水总磷达不到排放标准要求时，宜采用化学除磷作为辅助除磷手段。3.7.2 化学除磷构筑物宜设置在流化床后，参见图1。3.7.3 药剂种类、剂量和投加点宜通过试验确定。3.7.4 化学除磷药剂可采用铝盐、铁盐，也可采用石灰。采用铝盐或铁 盐作除磷剂时，投 加的除磷剂与污水中总磷的摩尔比宜为（1.5-3） ： 1。3.7.5 接触铝盐和铁盐等腐蚀性物质的设备和管道应采取防腐蚀措施。3.8 消毒消毒系统的设计应符合GB 50014的规定。3.9 污泥（污水）回流3.9.1 宜在流化床前单独设置缺氧池。流化床出水利用液位差回流至缺氧 池，与进水混合 完成反硝化后，用泵提升回流化床。流化床出水上清液回流比宜采用100 %200%或视出 水水质及总氮的排放要求确定。3.9.2 宜在流化床后单独设置贮泥池，通过污泥回流保持流化床中悬浮生 物量。污泥回流 比宜为50 % 100%污泥回流设备可采用离心泵、混流 泵、潜水泵或螺旋泵。3.9.3 污泥回流设备应不少于2台，当生物处理系统中带有厌氧区（池）、缺氧区（池） 时，应选用不易复氧的污泥回流设备。3.10 污泥处理3.10.1 污泥处理设计应考虑剩余污泥和化学除磷污泥。3.10.2 剩余污泥量可按下列公式计算：1）按污泥泥龄计算：VX，X 3.15kgSS/d-C式中：剩余污泥量，kgSS/d；V 流化床的总容积，m;X 流化床内混合液悬浮固体平均浓度，kgMLSS/ m ;0 c -污泥泥龄，d。3.10.3 化学除磷污泥量应根据药剂投加量计算。3.10.4 污泥系统宜设置计量装置，可采用湿污泥计量和干污泥计量两种方式。3.10.5 污泥脱水设备可选用厢式压滤机、板框压滤机、带式压榨过滤机、污泥浓缩带式脱 水一体机，所选用的设备应符合HJ/T 242、HJ/T 283、HJ/T 335的规定。3.10.6 城镇污水污泥处理后应符合GB 18918的规定，混合废水或工业废水污泥的鉴别、 处理和处置应符合国家相关固体废物污染控制标准的要求。4检测与过程控制4.1 一般规定4.1.1 流化床污水处理工程应配置相关的检测仪表和控制系统。4.1.2 自动化仪表和控制系统应保证流化床系统的安全性和可靠性。4.1.3 流化床污水处理工程设计应根据工程规模、工艺流程、运行管理要求确定检测和控 制内容。4.1.4 参与控制和管理的机电设备应设置工作和事故状态的检测装置。4.1.5 电气柜防护等级IP55。元、器件选择、内外布线、安全接地保护、设备短路保护、过载保护、绝缘电阻值均应符合GB/T 3797的要求。电线、电缆选择应符合GB 5226.1的要求。4.1.6过程检测4.2.1预处理检测421.1预处理构筑物宜设酸碱度计、水位计、水位差计，可增设化学需氧量检测仪、悬浮物检测仪和流量计。4.2.1.2 pH值应控制在6.09.0之间。4.2.1.3 应检测进水化学需氧量、氨氮、悬浮物、流量和温度等数据用于工艺控制。4.2.2流化床检测4.2.2.1 流化床宜设溶解氧检测仪和水位计，缺氧区的溶解氧浓度应控制在0.2 mg/L0.5 mg/L,好氧区的浓度一般不小于3.0 mg/L,条件允许 时可米用实时检测设备。4.2.2.2 流化床出水水质检测项目主要包括： COD、NH+-N、NO-N、TNPO3-、TP和SS,条件允许时可采用实时检测设备。4.2.2.3 流化床生物量应大于3 gSS/L，检测方法按照附录A执行。42.2.4载体生物膜厚度宜控制在100 p m200 口 m以120 口 m140 口 m为佳，检测方法按照附4.2.3 回流污泥及剩余污泥检测4.2.4 流化床反硝化区域出水硝酸盐氮检测可采用实验室检测方式，药剂根据检测值投加如条件允许时可设总氮在线检测仪，检测值用于自动控制药剂投加系统。4.3过程控制与控制系统431污水处理厂（站）应根据其处理规模，在满足工艺控制条件 的基础上合理选择配置集散控制系统（DCS或可编程序控制系统（PLC）。4.3.2 采用成套设备时，成套设备自身的控制宜与污水处理厂（站）设置的控制系统结合。4.3.3 自动控制系统应具有信息收集、处理、控制、管理和安全保护功能。4.3.4自动控制 系统的设计应符合下列要求:1）根据工程具体情况，经技术经济比较后选择网络结构和通信速率；2）对操作系统要从运行稳定、易于开发、操作界面方便等方面综合考虑；3）厂（站）级控制室面积应视其使用功能设定，并应考虑今后的发展；4）防雷和接地保护应符合国家现行标准的要求。5主要辅助工程5.1 供电5.1.1 流化床工艺装置的用电负荷应为二级负荷。5.1.2 流化床工艺装置的高、低压用电电压等级应与其供电的电网电压等级相一致。5.1.3 流化床工艺装置的中央控制室的仪表电源应配备在线式不间断供电电源设备（UPS。5.1.4 流化床工艺装置的接地系统宜采用三相五线制系统（TN-S）。5.2低压配电变电所低压配电室的配电设备布置，应符合国家标准GB 50053的规定5.3二次线531流化床工艺线上的电气设备宜设置现场和控制室的双重控制，并纳入工控机系统。532流化床工艺电气系统的控制水平应与工艺水平相一致。6施工与验收6.1 一般规定6.1.1 工程设计、施工单位应具有国家相应的工程设计、施工资质；工程项目宜通过招投标确定施工单位和设计、监理单位。6.1.2 应按工程设计图纸、技术文件、设备图纸等组织工程施工，工程的变更应取得设计 单位的设计变更文件后再实施。6.1.3 施工前，应进行施工组织设计或编制施工方案，明确施工质量负责人和施工安全负 责人，经批准后方可实施。6.1.4 工程建设、施工安装和调试，应符合建设工程质量管理条例的 要求。6.1.5 施工过程中，应作好材料设备、隐蔽工程和分项工程等中间环节的质量验收；隐蔽 工程应经过中间验收合格后，方可进行下一道施工工序。6.1.6 管道工程的施工和验收应符合GB 50268的规定；混凝土结构工程的施工和验收应 符合GB 50204的规定；构筑物的施工和验收应符合GBJ 141的规定。6.1.7 施工使用的材料、半成品、部件应符合国家现行标准和设计要求。设备安装应符合GB 50231的规定6.1.8塑料管道阀门的连接应符合HG 20520规定；金属管道安装与焊接应符合GB 50235的要求。6.1.9 工程竣工验收后，建设单位应将有关设计、施工和验收的文件立卷归档。6.2 施工6.2.1 土建施工6.2.1.1 在进行土建施工前应认真阅读设计图纸，了解结构型式、基础（或地基处理）方案、池体抗浮措施以及设备安装对土建的要求，土建施工应事先预留 预埋，设备基础应严格控制在设备要求的误差范围内。6.2.1.2 土建施工应重点控制池体的抗浮处理、地基处理、池体抗渗处理，满足设备安装对土建施工的要求。6.2.1.3 对于软弱地基上的工程，需对地基进行处理时，应确保地基处理的可靠性，严 防池体因不均匀沉降而导致开裂。6.2.1.4 模板、钢筋、碎分项工程应严格执行GB 50204规定，并符合以下要求:(1 )模板架设应有足够强度、刚度和稳定性，表面平整无缝隙，尺寸正(2)钢筋规格、数量准确，绑扎牢应满足搭接长度要求，无锈蚀；(3)硅配合比、施工缝预留、伸缩缝设置、设备基础预留孔及预埋螺栓位置均应符合规范和设计要求，冬季施工应注意防冻。6.2.1.5 施工过程中应加强建筑材料和施工工艺的控制，杜绝出现裂缝 和渗漏。出现渗漏处，应会同设计等有关方面确定处理方案，彻底解决问题。621.6现浇钢筋混凝土水池施工允许偏差应符合表3的规定3现浇钢筋混凝土水池施工允许偏差项次项目允许偏差(mr)1轴线位置底板15池壁、柱、梁82高程垫层、底板、梁池壁、柱、 10L 20 m 203长面宽寸直混）土底板和池体20 mv L 50 m士 L/100050 mvL 250 m 504截面尺寸池壁、柱、梁、顶板+ 10洞、槽、沟净空 105垂直度H 5 m85 mv H 20 m1.5H/10006表面平整度（用2m直尺检查）107中心位置预埋件、预埋管5预留洞10注：L为底板和池体的长、宽或直径；H为池壁、柱的高度622设备安装622.1 流化床的曝气器（曝气头或曝气管）应水平安装，曝气器的气孔应处于同一高程的 水平面上。622.2 .2 设备基础应按照设计要求和图纸规定浇筑，碎强度等级、基面位置高程应符合 说明书和技术文件规定。混凝土基础应平整坚实，并有隔振措施。622.3 预埋件水平度及平整度应符合GB 50231规定。622.4 地脚螺栓应按照原机出厂说明书的要求预埋，位置应准确，安装应稳固。622.5 .5安装好的流化床等应严格符合外形尺寸的公称允许偏差，不允许超差。622.6 .6各种机电设备安装后试车应满足下列要求：D启动时应按照标注箭头方向旋转，启动运转应平稳，运转中无振动和异常声响；2）运转啮合与差动机构运转应按产品说明书的规定同步运行， 没有阻塞、碰 撞现象；3）运转中各部件应保持动态所应有的间隙，无抖动晃摆现象；4）试运转用手动或自动操作，设备全程完整动作5次以上，整体设备应运行灵活，并保持紧张状态；5）各限位开关运转中动作及时，安全可靠；6）电机运转中温升在正常值内；7）各部轴承注加规定润滑油，应不漏、不发热，温升小于60 C 6.3 工程验收6.3.1 工程竣工验收应按照建设项目（工程）竣工验收办法、相应 专业现行验收规范 和本标准的有关规定执行。632流化床安装完成后应按照GBJ 141的规定进行满水试验，地面以下渗水量应符合设计规定，最大不得超过2 L/ （m d）。633泵站和风机房等都应按设计的最多开启台数作48 h运转试验，水泵和污泥泵的流量和机组功率应作测定，有条件的应测定其特性曲线。6.3.4鼓风曝气系统安装平整牢，布置均匀，曝气头无漏水现象，曝气管内无杂质，曝气量满足设计要求，曝气稳定均匀。6.3.5 检查导流板的安装强度，不得有振动现象。6.3.6 闸门、闸阀和溢流堰不得有漏水现象。637排水管道应做闭水试验，上游充水管保持在管顶以上2 m,外观检查应24 h无漏水 现象。6.3.8 空气管道应做气密性试验，24 h压力降不超过允许值为合格。6.3.9 变电站高压配电系统应由供电局组织电检、验收。6.4 环境保护验收6.4.1 污水处理厂（站）应进行纳污养菌调试，在正式投入生产或使用之前，建设单位应 向环境保护行政主管部门提出环境保护竣工验收申请。642污水处理厂（站）竣工环境保护验收应按照建设项目竣工环境保护验收管理办法 的规定和工程环境影响评价报告的批复进行。643污水处理厂（站）验收前应进行试运行，测定设施的技术数据和经济指标数据，填写试运行记录。试运行记录可作为环境保护验收的技术支持文件，试运行记录应包括下列内容：1）各组建筑物都应按设计负荷，全流程通过所有构筑物，以考核各构筑物高程布置有否问题；2）测试并计算各构筑物的工艺参数；3）测定沉砂池的沉砂量，含水率及灰分；4）测定沉淀池的污泥量、含水率及灰分；5）测定剩余污泥量、含水率及灰分；6）统计处理厂（站）进出水量、用电量和各分项用电量；7）计算处理厂（站）技术经济指标：五日生化需氧量（BOD）去除总量、五日生化需氧量（BOD）去除单耗（度电/kgBODs）、污水处理成本（元/kgBOD）。7运行与维护7.1 一般规定7.1.1 流化床工艺污水处理设施的运行、维护及安全管理应参照CJJ 60执行。7.1.2 污水处理厂（站）的运行管理应配备专业的人员和设备。7.1.3 污水处理厂（站）在运行前应制定设备台帐、运行记录、定期巡视、交接班、安全检查等管理制度，以及各岗位的工艺系统图、操作和维护规 程等技术文件。7.1.4 操作人员应熟悉本厂（站）处理工艺技术指标和设施、设备的运行要求，操作人员 经技术培训和生产实践，再经考试合格后方可上岗。7.1.5 各岗位的工艺系统图、操作和维护规程等应示于明显部位，操作人员应按规程操作。7.1.6 工艺设施和主要设备应编入台帐，应定期检查各类建（构）筑物、设备、电器和仪 表的运行是否正常，定期对各类建（构）筑物、设备、电器和仪表进行检修维护，确保设 施稳定可靠运行。7.1.7 应定期检测进出水水质，并对检测仪器、仪表进行校验。7.1.8 运行中应严格执行经常性的和定期的安全检查，及时消除事故隐患，防止事故发生。7.1.9 各岗位人员在运行、巡视、交接班、检修等生产活动中，应做好相 关记录。7.2 水质检测7.2.1 污水处理厂（站）应设水质检验室，并配备检验人员和仪器。7.2.2 水质检验室内部应建立健全水质分析质量保证体系。7.2.3 检验人员应经培训后持证上岗，并应定期进行考核和抽检。7.2.4 采用流化床工艺的城镇污水处理厂（站）污水正常运行检验的项目与周期，应符合CJJ 60的规定，其他采用流化床工艺的污水处理工程的检验项目与周期参照CJJ 60执 行。7.2.5 水质检测方法应符合国家相关规定。7.2.6 流化床的悬浮生物量应每隔24h检测一次，总生物量根据运行的实际需要确定检测 周期，检测方法详见附录A。727载体生物膜厚度测试方法详见附录B。7.3 运行调节7.3.1 处理水量变化较大时，应按高峰期日处理水量、低谷期日处理水量、 日均处理水量调整运行参数。7.3.2 一天中设施进水量随时间变化较大时，宜调节进水量使其相对稳定，保证流化床处于良好运行状态。7.3.3 当设施进水悬浮物浓度300 mg/L时，应增加预处理混凝剂和絮凝 剂药量。7.3.4 当进水COD浓度出现异常波动，且日最高COD浓度与日最低COD浓度比值大于2时，应调整工艺各构筑物的回流污泥量、水力停留时间和污泥停留 时间等。7.3.5 当进水NH/-N和TN浓度出现异常波动时，且日最高NH/-N和TN浓度与日最低 NH/-N和TN浓度比值大于2时，应及时调整工艺各构筑物的曝气量、回流污泥量、好氧 池硝化液回流量（视TN去除率确定）和碳源投加量等。7.3.6 当进水Pd3-和TP浓度出现异常波动时咀日最高PC43-或TP浓度与日最低PO?- 或TP浓度比值大于2时，应及时调整工艺各构筑物的曝气量、回流污泥量、好氧池硝化 液回流量和除磷药剂投加量等。7.3.7 当出水氨氮不能达到排放标准时