3萬噸生活污水的缺氧好氧的脫氮設(shè)計2013

1、<p>　　水污染控制工程課程設(shè)計</p><p><b>　　項目</b></p><p>　　3萬噸生活污水的缺氧好氧的脫氮設(shè)計</p><p>　　學(xué) 院 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) 環(huán)境工程 </p><

2、;p>　　年級班別 10環(huán)境工程2班 </p><p>　　學(xué) 號 311******* </p><p>　　學(xué)生姓名 肥敏 </p><p>　　指導(dǎo)教師 羅建中 </p><p><b>　

3、　2013年 6 月</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、設(shè)計概述1</b></p><p>　　二、設(shè)計任務(wù)與內(nèi)容1</p><p><b>　　2.1設(shè)計任務(wù)1</b></p><p>

4、　　2.2設(shè)計規(guī)模和指標(biāo)1</p><p><b>　?。?）設(shè)計規(guī)模1</b></p><p><b>　　（2）設(shè)計指標(biāo)1</b></p><p>　　三、工藝流程及說明1</p><p><b>　　3.1工藝原理1</b></p><p&g

5、t;　　3.2 A/O工藝2</p><p>　　3.2.1工藝流程圖及說明2</p><p>　　3.2.2工藝特點:2</p><p>　　3.2.3 A/O工藝設(shè)計參數(shù)3</p><p>　　四、工藝設(shè)計計算3</p><p>　　4.1工藝設(shè)計參數(shù)3</p><p>　　4.

6、2反應(yīng)池容積計算4</p><p>　　4.2.1好氧池設(shè)計計算4</p><p>　　4.2.2缺氧池設(shè)計計算5</p><p>　　4.3反應(yīng)池尺寸計算5</p><p>　　4.3.1單組池容積5</p><p>　　4.3.2單組好氧池容積6</p><p>　　4.3.3單

7、組缺氧池容積6</p><p>　　4.4曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算6</p><p>　　4.4.1需氧量計算6</p><p>　　4.4.2空氣量計算7</p><p>　　4.4.3鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓計算8</p><p>　　4.5回流量比計算8</p><p>　　4.6反應(yīng)池進(jìn)、出水

8、系統(tǒng)計算8</p><p>　　4.6.1進(jìn)水流量8</p><p>　　4.6.2污泥回流管8</p><p>　　4.6.3混合液回流管8</p><p>　　4.6.4進(jìn)水管9</p><p>　　4.6.5出水管9</p><p>　　4.7二沉池工藝計算9</p&g

9、t;<p>　　4.7.1設(shè)計參數(shù)9</p><p>　　4.7.2設(shè)計計算10</p><p>　　五、機(jī)械設(shè)備選型12</p><p>　　5.1缺氧池設(shè)備選擇（以單組反應(yīng)池計算）12</p><p>　　5.2污泥回流設(shè)備12</p><p>　　5.4混合液回流設(shè)備13</p&g

10、t;<p><b>　　六、總結(jié)13</b></p><p><b>　　【參考文獻(xiàn)】14</b></p><p><b>　　【附件】14</b></p><p><b>　　一、設(shè)計概述</b></p><p>　　我國水體污染主要

11、來自兩方面，一是工業(yè)發(fā)展超標(biāo)排放工業(yè)廢水，二是城市化中由于城市污水排放和集中處理設(shè)施嚴(yán)重缺乏，大量生活污水未經(jīng)處理直接進(jìn)入水體造成環(huán)境污染。工業(yè)廢水近年來經(jīng)過治理雖有所減少，但城市生活污水有增無減，占水質(zhì)污染的51%以上。</p><p>　　本設(shè)計要求處理水量為3萬t/d的城市生活污水，設(shè)計方案針對已運(yùn)行穩(wěn)定有效的A/ O活性污泥法工藝處理城市生活污水。它可以同時完成有機(jī)物的去除，硝化脫氮的過量攝取而被去除等功

12、能，脫氮的前提是NH3－－N應(yīng)完全硝化，好氧池能完成這一功能，缺氧池則完成脫氮功能。</p><p><b>　　二、設(shè)計任務(wù)與內(nèi)容</b></p><p><b>　　2.1設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　根據(jù)所給資料利用缺氧好氧工藝設(shè)計一個合理的方案用于處理城市污水。</p><p>　　

13、2.2設(shè)計規(guī)模和指標(biāo)</p><p><b>　?。?）設(shè)計規(guī)模 </b></p><p>　　生活污水處理規(guī)模為3萬t/d</p><p><b>　　（2）設(shè)計指標(biāo)</b></p><p>　　本項目設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)根據(jù)生活污水來源和《生活污水排放標(biāo)準(zhǔn) GB 18918－20

14、02標(biāo)準(zhǔn)列出，采用第一級B標(biāo)準(zhǔn)排放濃度，如下表1</p><p>　　設(shè)計進(jìn)、出水水質(zhì) 表1</p><p><b>　　三、工藝流程及說明</b></p><p><b>　　3.1工藝原理</b></p><p>　　污水在好氧條件下使含氮有

15、機(jī)物被細(xì)菌分解為氨，然后在好氧自養(yǎng)型硝化細(xì)菌的作用下進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，再經(jīng)好氧自養(yǎng)型硝化細(xì)菌作用轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，至此完成了硝化反應(yīng)；在缺氧條件下，兼性異氧細(xì)菌利用或部分利用污水中原有的有機(jī)物碳源為電子供體，以硝酸鹽代替分子氧作電子受體，進(jìn)行無氧呼吸，分解有機(jī)質(zhì)，同時，將硝酸鹽中氮還原成氣態(tài)氮，至此完成了反硝化反應(yīng)。A1/O工藝不但能取得比較滿意的脫氮效果，而且通過上述缺氧—好氧循環(huán)操作，同樣可取得高的COD和BOD的去除率。</

16、p><p><b>　　3.2 A/O工藝</b></p><p>　　3.2.1工藝流程圖及說明</p><p>　　a.缺氧池：反硝化菌利用污水中的有機(jī)物作為碳源，將回流液帶入的大量NO 3—N和NO2—N還原為N2釋放至空氣中。BOD5濃度下降，NO 3—N的濃度大幅度下降，而磷的變化很小。</p><p>　　b.好

17、氧池：有機(jī)物被微生物生化降解而繼續(xù)下降；有機(jī)氮被氨化繼而被硝化，使NH3—N濃度顯著下降，但該過程使NO 3—N濃度增加，磷隨著聚磷菌的過量攝取，也以較快速度下降。</p><p>　　好氧池將NH3—N完全硝化，缺氧池完成脫氮功能；</p><p>　　3.2.2工藝特點:</p><p>　　該工藝中反硝化反應(yīng)以污水中的有機(jī)物為碳源，生物接觸氧化池為做好養(yǎng)段的除

18、氮。反硝化產(chǎn)生的堿度可以補(bǔ)充硝化階段50%的需要堿量；利用原水中的有機(jī)物，無需外加碳源；利用硝酸鹽作為電子處理進(jìn)水中有機(jī)物，不僅節(jié)約后續(xù)曝氣量，而且反硝化對碳源的利用廣泛，甚至包括難降解的有機(jī)物；前置缺氧池可以有效的控制系統(tǒng)的污泥膨脹。</p><p>　　3.2.3 A/O工藝設(shè)計參數(shù)</p><p>　　查《污水處理廠工藝設(shè)計手冊》得A/O工藝設(shè)計參數(shù)如下：</p>&l

19、t;p>　　A/O工藝設(shè)計參數(shù)表</p><p><b>　　四、工藝設(shè)計計算</b></p><p><b>　　4.1工藝設(shè)計參數(shù)</b></p><p>　　本次設(shè)計參數(shù)確定為：</p><p><b>　　設(shè)計流量為</b></p><p>

20、;<b>　　設(shè)計溫度T=20℃</b></p><p>　　取污泥濃度（MLSS）XR=2.5g/L</p><p>　　4.2反應(yīng)池容積計算</p><p>　　4.2.1好氧池設(shè)計計算</p><p>　　4.2.1.1硝化系統(tǒng)的污泥齡</p><p>　　根據(jù)《水污染控制工程》P154污泥

21、泥齡法得，公式；</p><p>　　根據(jù)P125 表12-2 城鎮(zhèn)污水的典型動力學(xué)參數(shù)值（20℃）得</p><p>　　根據(jù)流量實際情況，選取Y=0.6，Kd=0.06，MLVSS/MLSS=0.7。</p><p>　　注意到，計算式中污泥齡并不是去除有機(jī)物的系統(tǒng)污泥齡，是消化系統(tǒng)的污泥齡，且15℃時硝化菌的最大比生長速率為0.47，</p>&

22、lt;p><b>　　則硝化菌比生長速率</b></p><p><b>　　即</b></p><p>　　其中F為污泥齡設(shè)計安全系數(shù)，一般取1.5~2.5，取2。</p><p>　　4.2.1.2好氧區(qū)容積</p><p>　　取好氧池實際體積為7700m3 。</p>&

23、lt;p><b>　　好氧池水力停留時間</b></p><p>　　（滿足5-15.5）</p><p><b>　　A/O總體容積為</b></p><p>　　總停留時間為（滿足8～16）</p><p>　　4.2.2缺氧池設(shè)計計算</p><p>　　4.2.

24、2.1排除生物脫氮系統(tǒng)的剩余污泥量</p><p>　　4.2.2.2缺氧區(qū)容積</p><p>　　取生物反應(yīng)池進(jìn)水總凱氏氮濃度為50mg/L（氨氮濃度為25mg/L,凱氏氮為有機(jī)氮與氨氮的總量），反應(yīng)池出水總氮濃度20mg/L，混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度XV為4gMLVSS/L，反硝化速率Kde為0.05gNO3--N(gMLVSS*d)。</p><p>　　取

25、缺氧池實際體積為2700m3 。</p><p>　　缺氧池的水力停留時間為（滿足0.5-3）</p><p>　　4.3反應(yīng)池尺寸計算</p><p>　　4.3.1單組池容積</p><p>　　反應(yīng)池總體積V=10400m3 </p><p><b>　　設(shè)反應(yīng)池2組，</b></p

26、><p>　　4.3.2單組好氧池容積</p><p>　　設(shè)計有效水深 h＝6m</p><p><b>　　單組好氧池體積為：</b></p><p><b>　　有效面積</b></p><p>　　擬采用廊道式推流反應(yīng)池，廊寬b = 5 m，廊道數(shù)n = 5個</p

27、><p>　　單組好氧反應(yīng)池長度 </p><p><b>　　校核：</b></p><p>　　取超高為1.0m，則反應(yīng)池總高 H＝6+1＝7m</p><p>　　4.3.3單組缺氧池容積</p><p>　　單組缺氧池體積為： </p><p>　　缺氧池寬b =12.

28、5m</p><p><b>　　缺氧池長</b></p><p>　　取超高為1.0m，則反應(yīng)池總高H＝6+1=7 m</p><p>　　4.4曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算</p><p>　　4.4.1需氧量計算</p><p>　　已知系統(tǒng)每天排除的剩余污泥量，進(jìn)、出水的總凱氏氮濃度分別為50mg/L

29、和12mg/L，進(jìn)水總氮濃度為55mg/L，出水總硝態(tài)氮濃度取5mg/L。</p><p>　　4.4.2空氣量計算</p><p>　　如果采用鼓風(fēng)曝氣，設(shè)曝氣池有效水深6m，曝氣擴(kuò)散器安裝距池底0.2m，則擴(kuò)散器上靜水壓5.8m，其他相關(guān)參數(shù)選擇：</p><p>　　α值取0.7，β值取0.95，ρ=1，曝氣設(shè)備堵塞系數(shù)F取0.8，采用管式微孔擴(kuò)散設(shè)備，EA=

30、18%，擴(kuò)散器壓力損失4kPa，20℃水中溶解氧飽和度為9.17mg/L。</p><p>　　擴(kuò)散器出口處絕對壓力：</p><p>　　空氣離開曝氣池面時，氣泡含氧體積分?jǐn)?shù)：</p><p>　　20℃時曝氣池混合液中平均氧飽和度</p><p>　　將計算需氧量換算為標(biāo)準(zhǔn)條件下（20℃，脫氧清水）充氧量</p><p

31、><b>　　曝氣池供氣量</b></p><p>　　如果選擇四臺風(fēng)機(jī)，三用一備，則單臺風(fēng)機(jī)風(fēng)量：</p><p>　　4.4.3鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓計算</p><p>　　選擇一條最不利空氣管路計算空氣管的沿程和局部壓力損失，如果管路壓力損失5.5kPa，擴(kuò)散器壓力損失4kPa，出口風(fēng)壓</p><p><b

32、>　　4.5回流量比計算</b></p><p>　　取污泥回流比R取50%</p><p>　　在污泥回流比R=0.5時，內(nèi)回流比（混合液回流比）Ri在300%處對氨氮的去除效果最好。所以，取混合液回流比Ri =300%。</p><p>　　4.6反應(yīng)池進(jìn)、出水系統(tǒng)計算</p><p><b>　　4.6.1進(jìn)

33、水流量</b></p><p><b>　　單組反應(yīng)池進(jìn)水流量</b></p><p>　　4.6.2污泥回流管</p><p>　　單組反應(yīng)池回流污泥管流量</p><p><b>　　設(shè)管道流速</b></p><p><b>　　管道過水?dāng)嗝娣e&l

34、t;/b></p><p><b>　　管徑 </b></p><p>　　取進(jìn)水管管徑DN500mm</p><p><b>　　校核流速</b></p><p>　　確保流速不超過預(yù)設(shè)流速</p><p>　　4.6.3混合液回流管</p><p

35、>　　單組反應(yīng)池回流污泥管流量</p><p><b>　　設(shè)管道流速</b></p><p><b>　　管道過水?dāng)嗝娣e</b></p><p><b>　　管徑 </b></p><p>　　取進(jìn)水管管徑DN1200mm</p><p>&l

36、t;b>　　校核流速</b></p><p>　　確保流速不超過預(yù)設(shè)流速</p><p><b>　　4.6.4進(jìn)水管</b></p><p>　　反應(yīng)池進(jìn)水管設(shè)計流量</p><p><b>　　設(shè)管道流速</b></p><p><b>　　管

37、道過水?dāng)嗝?lt;/b></p><p><b>　　管徑</b></p><p>　　取出水管徑DN1400mm</p><p><b>　　校核管道流速</b></p><p>　　確保流速不超過預(yù)設(shè)流速</p><p><b>　　4.6.5出水管<

38、;/b></p><p>　　取與進(jìn)水管相同的管徑DN1400</p><p>　　4.7二沉池工藝計算</p><p><b>　　4.7.1設(shè)計參數(shù)</b></p><p>　　設(shè)計流量為Q=20000m3/d=0.23 m3/s</p><p><b>　　最大流量</

39、b></p><p>　　表面負(fù)荷：qb范圍為0.6—1.5 m3/ m2·h ，取q=1m3/ m2·h</p><p>　　固體負(fù)荷：qs =140 kg/ m2·d</p><p>　　水力停留時間（沉淀時間）：T=2 h</p><p><b>　　4.7.2設(shè)計計算</b>&

40、lt;/p><p>　　本設(shè)計采用輻流式二沉池。設(shè)計兩座。選取中心進(jìn)水的形式。</p><p>　　4.7.2.1沉淀池面積: </p><p><b>　　設(shè)兩座沉淀池n=2</b></p><p><b>　　按表面負(fù)荷算：</b></p><p>　　4.7.2.2沉淀池直

41、徑：</p><p><b>　　取D=52m</b></p><p>　　D＞20m，采用周邊轉(zhuǎn)動式刮泥機(jī)。</p><p>　　4.7.2.3污泥區(qū)高度</p><p>　　為了防止磷在池中發(fā)生厭氧釋放，故貯泥時間采用Tw=2h，混合液濃度 ，回流污泥濃度為，二沉池污泥區(qū)所需存泥容積Vw</p><

42、;p><b>　　每個沉淀區(qū)容積：</b></p><p>　　每個沉淀池污泥區(qū)的容積V’=2808</p><p><b>　　則污泥區(qū)高度為</b></p><p>　　4.7.2.4沉淀區(qū)有效水深</p><p>　　設(shè)計沉淀時間t=3h, h2=qbT=1×3=3m (介于2

43、～4m)</p><p>　　4.7.2.5儲泥斗體積</p><p>　　取污泥斗直徑為5m,故污泥斗高度為h6=12.5/5=2.5m。</p><p>　　4.7.2.6二沉池總高度：</p><p>　　取二沉池緩沖層高度h3=0.4m，超高為h1=0.3m</p><p><b>　　則池邊總高度為

44、</b></p><p>　　h=h1+h2+h3+h4=0.3+3.0+0.4+1.3=5m</p><p>　　設(shè)池底度為i=0.05，則池底坡度降為</p><p><b>　　m</b></p><p>　　式中：d為下口直徑，取2m。</p><p><b>　　則

45、池中心總深度為：</b></p><p>　　H=h+h5+ h6=5+1.25+2.5=8.75m</p><p>　　4.7.2.7沉淀池進(jìn)水管、出水管和排泥管的管徑</p><p>　　取進(jìn)水管：DN=1400mm</p><p>　　出水管：DN=900mm</p><p>　　排泥管：DN=900

46、mm</p><p>　　4.7.2.8輻流式二沉池計算草圖如下：</p><p><b>　　五、機(jī)械設(shè)備選型</b></p><p>　　5.1缺氧池設(shè)備選擇（以單組反應(yīng)池計算）</p><p>　　缺氧池設(shè)導(dǎo)流墻，將池分2格，每格內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)2臺，按5w/m3比容計。</p><p>　　

47、厭氧池有效容積 V厭=2700m3</p><p>　　全混合池污水所需功率：5×2700=5400w</p><p>　　則每臺潛水?dāng)嚢铏C(jī)功率：</p><p>　　查手冊選?。篞JB2.5/8-400/3-7408</p><p><b>　　5.2污泥回流設(shè)備</b></p><p&g

48、t;　　污泥回流比：R=50%</p><p><b>　　污泥回流量：</b></p><p>　　設(shè)回流污泥泵房一座，內(nèi)設(shè)2臺潛污泵（1用1備）</p><p>　　單泵流量QR單=Q2=468.72m3/h</p><p>　　5.4混合液回流設(shè)備</p><p>　　混合液回流比 R內(nèi)=3

49、00%</p><p><b>　　混合液回流量</b></p><p>　　設(shè)混合液回流泵房2座，內(nèi)設(shè)3臺潛污泵（2用1備）</p><p>　　單泵流量QR單=Q3/4=703m3/h</p><p><b>　　六、總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過了兩周每天一點點

50、的努力，積累起來，我就完成了這份課程設(shè)計。剛開始接觸水污染控制工程這門課程的時候，對缺氧—好氧工藝的了解僅僅是局限于課本上的流程和原理，對它的構(gòu)筑物并不是十分清楚，而且對其他相關(guān)的活性污泥法的性能和曝氣設(shè)備都沒有具體詳細(xì)的概念。雖然大二的時候，已經(jīng)開始學(xué)習(xí)做化工原理課程設(shè)計，也進(jìn)行了關(guān)于填料塔的課程設(shè)計。但是，因為一開始對污水處理工藝的了解并不到位，導(dǎo)致了這次課程設(shè)計從開始就有些棘手。后來在同學(xué)的解說下大概的理清了思路。于是從總體的反應(yīng)

51、池體積開始，慢慢細(xì)分到缺氧池、好氧池的尺寸，還有相關(guān)管道的設(shè)計和設(shè)備的使用，結(jié)合理論上的計算和參數(shù)，把各種相關(guān)公式和參數(shù)聯(lián)系起來，但是又由于不同參考書有不同的解法。所以，我必須在大量查找資料，詳細(xì)了解后，選定適合的方法和參數(shù)。經(jīng)過幾天的運(yùn)算，基本上完成了設(shè)計計算，在這個過程中也重新認(rèn)識了缺氧—好氧工藝的特點和腦子里對該工藝更加深刻。</p><p>　　在從開始的無從下手，到一步一個腳印的計算、推算、驗算等，再到

52、查找設(shè)計參數(shù)資料、設(shè)備參數(shù)，最后到兩天一夜連續(xù)畫圖的全過程里，我學(xué)習(xí)到的不僅僅是缺氧池、好氧池的設(shè)計計算等，更多的是一整套的設(shè)計思路和設(shè)計過程。雖然，相比起真正的設(shè)計，這一份簡簡單單的設(shè)計簡直就是小巫見大巫，相差的距離是很遙遠(yuǎn)的。但是，高樓大廈是要從地基建起，目的地也是要從腳下走起，能夠有這么的一次完整的設(shè)計經(jīng)歷，對我是有著不一般的提升的。而且，大一時學(xué)過的CAD制圖操作，經(jīng)過這一次的訓(xùn)練，已經(jīng)達(dá)到可以不借助任何幫助，自主完成CAD圖的

53、繪制了，這是一個很好的進(jìn)步，而且CAD也是我們做設(shè)計必備的一項技巧。所以，這幾天雖然很辛苦，但很充實，付出了許多，但是收獲的更多。</p><p>　　同時，還要感謝老師在此次設(shè)計中給予我的幫助。感謝您上課帶來的知識，以及和我們分享您的經(jīng)驗。無論是在學(xué)習(xí)上，還是人生方向上，都給了我很大的啟發(fā)。</p><p><b>　　【參考文獻(xiàn)】</b></p>&

54、lt;p>　　高廷耀，顧國維，周琪主編. 水污染控制工程 下冊.北京：高等教育出版社，2007</p><p>　　崔玉川，劉振江，張紹怡等編. 城市污水廠處理設(shè)施設(shè)計計算. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004</p><p>　　王志魁編. 化工原理 第三版. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004</p><p>　　游映玖主編. 新型城市污水處理構(gòu)筑物圖集. 北

55、京：中國建筑工業(yè)出版社，2007</p><p>　　5.付忠志，鄒利安．深圳羅芳污水廠一期工程試運(yùn)行簡評[J]．給水排水，2000，26(1)：6—10．</p><p>　　6.方茜，韋朝海，張朝升，等．碳氮磷比例失調(diào)城市污水的同步脫氮除磷[J]．環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2005，6(11)：46—50．</p><p>　　7.陳際鮮,龍秋明,蔣以元,吳成強(qiáng),