張靜生物轉(zhuǎn)盤水處理工藝的設(shè)計精華

1、目 錄摘要關(guān)鍵詞ABSTRACT1緒論1.1生物轉(zhuǎn)盤的發(fā)展與現(xiàn)狀1.2生物轉(zhuǎn)盤工藝特征生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造生物轉(zhuǎn)盤的凈化原理生物轉(zhuǎn)盤的工藝特征2設(shè)計說明2.1設(shè)計概況設(shè)計原則設(shè)計依據(jù)2.2設(shè)計基礎(chǔ)資料2.3設(shè)計規(guī)模2.4廢水處理程度進出水水質(zhì)廢水處理程度2.5工藝方案的比較和確定穩(wěn)定塘污水土地處理活性污泥法生物膜2.6生物轉(zhuǎn)盤工藝流程的選擇和評價格柵提升泵房初次沉淀池生物轉(zhuǎn)盤二次沉淀池接觸消毒池計量槽2.7污泥處理工藝流程的選擇污泥濃縮池消化池污泥脫水污泥的最終處置3污水處理構(gòu)筑物設(shè)計計算3.1泵前格柵設(shè)計草圖設(shè)計參數(shù)設(shè)計計算設(shè)計結(jié)果3.2提升泵房設(shè)計參數(shù)和設(shè)計結(jié)果設(shè)計計算設(shè)計結(jié)果3.3初次沉淀池設(shè)

2、計草圖設(shè)計參數(shù)設(shè)計計算設(shè)計結(jié)果3.4生物轉(zhuǎn)盤設(shè)計草圖設(shè)計參數(shù)設(shè)計計算設(shè)計結(jié)果3.5二次沉淀池設(shè)計草圖設(shè)計參數(shù)設(shè)計計算設(shè)計結(jié)果3.6 消毒接觸池設(shè)計草圖設(shè)計參數(shù)設(shè)計計算設(shè)計結(jié)果4污泥處理構(gòu)筑物設(shè)計計算4.1污泥量計算4.2污泥濃縮池設(shè)計草圖設(shè)計參數(shù)設(shè)計計算設(shè)計結(jié)果4.3污泥消化池設(shè)計草圖設(shè)計參數(shù)一級消化池設(shè)計計算二級消化池設(shè)計計算設(shè)計結(jié)果4.4污泥脫水5總 結(jié)6致謝詞參考文獻 污水處理廠污水處理量為1000 m3/d，要求出水水質(zhì)滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB 18918-2002）中的一級B標準。結(jié)合城市污水的水質(zhì)特征，通過對不同污水處理工藝的比較，本次設(shè)計最終選用生物轉(zhuǎn)盤工藝為處理廠

3、中心處理流程的主要工藝，并依據(jù)各構(gòu)筑物的主要作用選型，確定污水處理工藝流程和污泥處理工藝流程。確定的污水處理流程為：污水細格柵提升泵房豎流沉淀池生物轉(zhuǎn)盤二沉池接觸消毒池處理水，并對工藝主要構(gòu)筑物進行設(shè)計計算，最終確定各主要構(gòu)筑物的尺寸。 設(shè)計 污水處理 污泥處理 生物轉(zhuǎn)盤地表水環(huán)境質(zhì)量標準（GB 3838-2002）污水綜合排放標準（GB 8978-1996）城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB 18918-2002）三廢處理工程技術(shù)手冊廢水卷給水排水設(shè)計手冊，第5冊城鎮(zhèn)排水污水排入城市下水道水質(zhì)標準（CJ 18-16）該污水處理廠的水文特征如表2-216所示。表2-2 萬州水文資料年平均降水量

4、（mm）年平均蒸發(fā)量（mm）最大積雪深度（cm）相對濕度（%）12436202.076該污水處理廠的地質(zhì)特征：廠址位于萬州東南部（長江下游），廠址所在地區(qū)地質(zhì)較好，地下水位在地表以下23 m，地面平均標高為48.2 m。（1）（2）（3）考慮到水力條件、工程造價和布局的合理性，本設(shè)計采用長方形泵房。為充分利用時間，選擇集水池與機械間合建的半地下式泵房，這種泵房布置緊湊，占地少，機構(gòu)省，操作方便。水泵及吸水管的充水采用自灌式，其優(yōu)點是啟動及時可靠，不需引水的輔助設(shè)備，操作簡便。泵站采用為半地下式。采用LXB-100023系列污水泵2臺（1用1備）。22二次沉淀池進行生物處理后的固液分離主要是用來

5、分離懸浮生長生物處理工藝中的活性污泥和生物膜法工藝中脫落的生物膜。本設(shè)計在生物轉(zhuǎn)盤之后設(shè)置沉淀池，主要目的就是沉淀、去除生物轉(zhuǎn)盤中產(chǎn)生的生物膜，以獲得澄清的處理水。二沉池有別于一般的沉淀池，在功能上要同時泥水分離(沉淀)和污泥濃縮，因此其設(shè)計與一般的沉淀池有所差別。二沉池的構(gòu)造與初沉池類似，也可以采用平流式、豎流式和輻流式三種形式。但泥斗的容積要考慮污泥濃縮的要求，并應(yīng)設(shè)置浮渣的收集、撇除、輸送和處置裝置。本設(shè)計選用豎流沉淀池型，采用兩座沉淀池和一座備用沉淀池。二沉池和貯泥斗斷面均采用圓形，單斗排泥。城市污水經(jīng)過一級或二級處理(包括活性污泥法和膜法)后，水質(zhì)改善，細菌含量也大幅度減少，但其絕對

6、值仍很可觀，并有存在病源菌的可能。因此，污水排入水體前應(yīng)進行處理，即后處理系統(tǒng)流程。本設(shè)計在二級處理后采用接觸消毒法處理污水，進一步改善水質(zhì)。消毒劑的選擇見下表2-724：表2-7消毒劑的比較經(jīng)過以上的比較，并根據(jù)污水處理廠處理規(guī)模，決定使用二氧化氯消毒劑。采用射流泵加二氧化氯，使得處理污水與消毒液充分接觸混合，以處理水中的微生物，盡量避免造成二次污染。采用1個3廊道平流式接觸消毒池。為提高污水廠的工作效率和運轉(zhuǎn)管理水平，并積累技術(shù)資料，以總結(jié)運轉(zhuǎn)經(jīng)驗，為今后處理廠的設(shè)計提供可靠的依據(jù)，設(shè)計計量設(shè)備，以正確掌握污水量、污泥量、空氣量以及動力消耗等。本設(shè)計選用巴式計量槽23，設(shè)在污水處理系統(tǒng)的末

7、端。工藝過程中初沉池和二沉池分離產(chǎn)生的剩余污泥經(jīng)泵房調(diào)節(jié)流量后，需進一步處理、處置。污泥的處理流程如圖2-2所示。污泥濃縮的主要目的是通過降低污泥中的空隙水來減少污泥體積。因為空隙水占污泥水分的70%，故濃縮是污泥減容的主要方法。若后續(xù)處理為厭氧消化，則消化池容積可大大縮小24。所以本設(shè)計首先采用污泥濃縮池濃縮污泥，然后采用消化池進行污泥的穩(wěn)定。濃縮池常用形式有重力濃縮池、氣浮濃縮池和離心濃縮池等。重力濃縮池是污水處理工藝中常用的一種污泥濃縮方法，按運行方式分為連續(xù)式和間歇式，前者適用于大中型污水廠，后者適用于小型污水廠和工業(yè)企業(yè)的污水處理廠。本設(shè)計采用重力豎流濃縮池將初沉污泥和二沉池的污泥進

8、行濃縮，用帶柵條的刮泥機，采用靜圧排泥。污泥消化是污泥穩(wěn)定的方法，其主要作用就是減少污泥中的有機物含量和致病微生物的數(shù)量，降低污泥利用的風(fēng)險，同時其產(chǎn)生的沼氣能作為能源，可發(fā)電用。本設(shè)計采用中溫二級消化處理，消化池停留時間30 d，消化池控制溫度3335，新鮮污泥年平均溫度17.3，日平均最低溫度12，池外界質(zhì)為空氣時全年平均氣溫9，介質(zhì)為土壤時全年平均氣溫1116。一級消化池加熱攪拌，二級消化池不加熱，不攪拌，均采用固定蓋式消化池。池形采用圓柱形，優(yōu)點是減少耗熱量，減少攪拌所需能耗，熟污泥含水率低。污泥脫水的主要目的是進一步降低污泥的含水率，經(jīng)脫水后的污泥可直接進行最終處置。污泥脫水得方式主

9、要有機械脫水和自然干化。與自然干化相比較，機械脫水的優(yōu)點是脫水效率較高，效果好，不受氣候影響，占地面積小。機械脫水的常用設(shè)備有真空過濾機、板框壓濾機及帶式壓濾機等。常用脫水機的主要特點見表2-824。表2-8 常用脫水機的主要特點本設(shè)計選用DY3000型帶式壓濾機23對污泥進行機械脫水。設(shè)計共采用3臺（2用1備），工作周期12小時。另外，為防止突發(fā)事故，設(shè)置事故干化場，使污泥自然干化。污泥經(jīng)濃縮、穩(wěn)定機脫水處理后，不僅體積大大減小，而且在一定程度上得到了穩(wěn)定，但污泥作為污水處理過程中的副產(chǎn)物，還需考慮其最終去向，及最終處置。目前，污泥的最終處置有污泥填埋，污泥焚燒，污泥堆肥和污泥工業(yè)利用四種途

10、徑。該廠的污泥主要來源于城市污水，完全可以再利用。只需在廠內(nèi)進行預(yù)處理將重金屬去除，該廠的污泥用于農(nóng)業(yè)是完全可能的。目前暫時有困難，也可將污泥用于園林綠化，使污泥中的肥分得以充分利用，污泥也可得以妥善處置。根據(jù)上述原則，決定污泥采用中溫厭氧二級消化，再經(jīng)機械脫水后運出廠外處置，這時的污泥已基本實現(xiàn)了無害化，不會對環(huán)境造成二次污染。污泥消化產(chǎn)生的沼氣用于燒鍋爐和發(fā)電，熱量可滿足消化池污泥加熱需要，電能供本廠使用。泵前細格柵設(shè)計草圖如3-1所示。（1）（3-1） 根據(jù)格柵槽寬度公式：（3-2） （2） 通過格柵的水頭損失（h2） 根據(jù)計算水頭損失公式： （3-3）式中 阻力系數(shù)，值與柵條斷面幾何形

11、狀有關(guān)，現(xiàn)采用面； 重力加速度，取9.81 m/s2。查表22，取1.67，得， 根據(jù)過柵水頭損失公式： （3-4）式中 系數(shù)，一般采用16。確定過柵水頭損失校核過柵水頭損失在（3） 柵后槽總高度（H）根據(jù)柵后槽總高度公式： （3-5）確定柵后槽總高度（4） 柵槽總長度（L） 出水渠道漸窄部分長度一般取8，得出水渠道漸窄部分長度 根據(jù)柵前渠道深公式： （3-7）確定柵前渠道 根據(jù)柵槽總長度公式： （3-8）確定柵槽總長度（5） 每日柵渣量（W）根據(jù)每日柵渣量公式： （3-9）確定每日柵渣量泵房提升流量q泵房進水角度泵房地下部分高h11.1.1 設(shè)計計算（1）（2） 提升凈揚程（Z）根據(jù)公式確定

12、提升凈揚程：（3）1.1.2圖3-2 初沉池設(shè)計草圖1.1.3 設(shè)計參數(shù)采用池數(shù)，每池最大設(shè)計流量按設(shè)計要求，豎流沉淀池作為初沉池的設(shè)計參數(shù)如表3-5所示。表3-5 初次沉淀池設(shè)計參數(shù)續(xù)表3-51.1.4 設(shè)計計算（1） 中心管的面積（f1）與直徑（d0）根據(jù)中心管面積公式： （3-10）確定中心管面積，中心管直徑（2） 沉淀池有效斷面面積（f2）沉淀池有效斷面面積公式： （3-11）確定沉淀池有效斷面面積，（3） 沉淀池直徑（D）沉淀池直徑沉淀池直徑小于8 m22。（4） 沉淀池有效水深（h2）根據(jù)有效水深與沉淀時間、表面負荷的關(guān)系： （3-12）確定有效水深校核池徑水深比3，符合要求22。

13、（5） 集水槽每米出水堰的過水負荷（q0）根據(jù)過水負荷公式： （3-13）校核集水槽每米出水堰的過水負荷，符合要求22。（6） 中心管喇叭口到反射板之間的間隙高度（h3） 喇叭口直徑（d1）和反射板直徑（d2）16，得喇叭口直徑，16，得反射板直徑 根據(jù)間隙高度公式： （3-13）確定中心管喇叭口到反射板之間的間隙高度（7） 污泥部分所需容積（V）和每池污泥體積（V）根據(jù)水中懸浮物濃度計算公式： （3-14）確定污泥部分所需容積及每池污泥體積（8） 泥斗容積（V1）由公式得泥斗高度 根據(jù)泥斗容積公式： （3-15）確定泥斗容積泥斗足夠容納污泥量。（9） 沉淀池總高度（H）根據(jù)沉淀池總高公式：

14、（3-16）確定沉淀池總高度1.1.5 設(shè)計結(jié)果d0中心管喇叭口到反射板之間的間隙高h3泥斗傾斜角泥斗底部直徑d沉淀池總高H生物轉(zhuǎn)盤的設(shè)計草圖如圖3-3所示。圖 3-3 生物轉(zhuǎn)盤設(shè)計草圖0.10.2 m3（1）根據(jù)轉(zhuǎn)盤總面積公式： （3-17）確定轉(zhuǎn)盤總面積（2） 轉(zhuǎn)盤盤片數(shù)（m）根據(jù)盤片數(shù)公式： （3-18）確定盤片總數(shù)片，取1600片。采用兩組四軸四級式的生物轉(zhuǎn)盤，每座每軸盤片數(shù)200個，一、二級每級盤片數(shù)60片，三、四級每級40片。（3） 氧化槽有效長度（L）根據(jù)有效長度公式： （3-19） 式中 K系數(shù)，一般取1.2。確定各級有效長度：每個氧化槽的有效長度氧化槽有效長度L7.6 m，符

15、合要求22。（4） 氧化槽有效容積（V）和凈容積（V1）根據(jù)公式： （3-20） （3-21）現(xiàn)r/D=0.1時，系數(shù)取0.29416。確定氧化槽有效容積及氧化槽凈容積（5） 轉(zhuǎn)盤的最小轉(zhuǎn)速（n0）根據(jù)轉(zhuǎn)速公式 （3-22）確定轉(zhuǎn)盤最小轉(zhuǎn)速校核轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速，在2.04.0 r/min范圍內(nèi)，符合要求22。根據(jù)水力負荷公式校核水力負荷： （3-23）轉(zhuǎn)盤水力負荷，在0.10.2 m3（6） 污水在氧化槽內(nèi)的停留時間（t）根據(jù)停留時間公式： （3-24）1.1.6最大設(shè)計流量。按設(shè)計要求，豎流沉淀池作為二次沉淀池的設(shè)計參數(shù)列表3-9。表 3-9二次沉淀池設(shè)計參數(shù)（1） 中心管的面積（f1）與直徑（d0

16、）根據(jù)公式，確定中心管面積，及中心管直徑。（2） 沉淀池有效斷面面積（f2）和沉淀池直徑（D）根據(jù)公式，確定沉淀池有效斷面面積 及沉淀池直徑，沉淀池直徑小于8 m。（3） 沉淀池有效水深（h2）根據(jù)有效水深與沉淀時間、表面負荷的關(guān)系公式，確定有效水深校核池徑水深比3，符合要求。（4） 校核集水槽每米出水堰的過水負荷，符合要求。（5） 中心管喇叭口到反射板之間的間隙高度（h3） 喇叭口直徑，反射板直徑 確定中心管喇叭口到反射板之間的間隙高度（6） 污泥部分所需容積（V）和每池污泥體積（V）根據(jù)生物轉(zhuǎn)盤污泥產(chǎn)量W=0.6 kg/kgBOD5計算二沉池污泥產(chǎn)量確定二沉池污泥區(qū)容積及每池污泥體積（7）

17、 泥斗容積（V1）由公式得泥斗高度 泥斗容積 泥斗足夠容納污泥量。（8） 沉淀池總高度（H）根據(jù)公式確定二沉池總高 1.1.7 設(shè)計結(jié)果d0中心管喇叭口到反射板之間的間隙高h3泥斗傾斜角泥斗底部直徑d沉淀池總高H圖3-5 消毒接觸池設(shè)計草圖設(shè)一座3廊道平流式接觸消毒池，設(shè)計流量Qmax=2100 m3/d=87.5 m3/h消毒接觸池設(shè)計參數(shù)16列表3-11。表3-11消毒池設(shè)計參數(shù)項目參數(shù)水力停留時間T1.0 h消毒池超高h10.3 m消毒池有效水深h2.0 m廊道單寬b2.0 m最大投劑量max5.0 mg/L（1） 消毒接觸池容積根據(jù)接觸池容積公式： （3-25）確定接觸池容積（2） 消

18、毒接觸池表面積根據(jù)表面積公式： （3-26）確定接觸池表面積（3） 消毒接觸池長度L根據(jù)廊道總長公式： （3-27）確定接觸廊道總長（取22.5m）采用3廊道，則接觸池長度，接觸池寬度B=6m。校核長寬比L0/b=22.5/2=11.2510，符合要求22。 （4） 消毒接觸池池高根據(jù)池高公式： （3-28）確定接觸消毒池池高校核滿足有效停留時間的要求。（5） 加消毒劑的量（w）每日投加消毒劑的量項目尺寸消毒池表面積A43.75 m2消毒接觸池長度L7.5 m消毒接觸池寬度B6 m消毒接觸池高度H2.3 m每日投加消毒劑的量5.0 kg圖4-1 污泥濃縮池設(shè)計草圖按要求，污泥濃縮池設(shè)計參數(shù)16

19、如表4-1所示： 表4-1 污泥濃縮池設(shè)計參數(shù)項目參數(shù)濃縮前污泥含水率P199%濃縮后污泥含水率P297%中心進泥管流速00.03 m/s污水在濃縮池內(nèi)上升流速0.000067 m/s喇叭口與反射板之間縫隙流出速度10.02 m/s續(xù)表 4-1項目參數(shù)污泥濃縮時間t10 h污泥斗傾角55°泥斗底部直徑d0.4 m（1） 中心進泥管面積（f）和中心進泥管直徑（d0）根據(jù)公式： （4-1）確定中心進泥管面積及中心進泥管直徑設(shè)計采用進泥管DN150mm23，管內(nèi)流速（2） 濃縮后分離出的污水量（q）根據(jù)公式： （4-2）確定濃縮分離出的污水量（3） 濃縮池水流部分面積（F）和濃縮池直徑（D）根據(jù)公式： （4-3）確定濃縮池水流部分面積及濃縮池直徑（取3.7 m）（4） 濃縮池有效水深（h2）根據(jù)公式： （4-4）確定濃縮池有效水深（取2.5m）（5） 中心進泥管喇叭口與反射板之間的縫隙高度（h3）喇叭口直徑根據(jù)公式： （4-5）確定縫隙高度（取0.06m）（6） 濃縮后剩余污泥的量（Q1）和污泥根據(jù)公式： （4-6）確定濃縮后剩余污泥的量：（7） 濃縮池污泥斗高度（h5）和容積（V）根據(jù)公式： （4-7）確定污泥斗高度根據(jù)污泥斗容積公