#卡魯塞爾氧化溝處理某城市污水的工藝設(shè)計(jì)

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1、深圳市布吉污水處理廠工藝設(shè)計(jì) 資源環(huán)境學(xué)院 環(huán)境工程專業(yè) 高懸 指導(dǎo)老師：王應(yīng)軍 摘 要 ：本文介紹卡魯塞爾氧化溝處理城市污水的工藝設(shè)計(jì)，其工藝特點(diǎn)是能夠讓出水 BOD 穩(wěn)定在 20mg/L 以內(nèi)。進(jìn)水水質(zhì) COD=300mg/L，BOD=200mg/L ，SS=200mg/L， NH3-N=30 mg/L ， TP=2 mg/L ；出水水質(zhì) COD<60mg/L ， BOD<20mg/L ， SS<20mg/L， NH3-N<15 mg/L, TP<1 mg/L。根據(jù)工藝設(shè)計(jì)原則和進(jìn)出水水質(zhì)對(duì)整個(gè)工藝流程和主要構(gòu)筑 物進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞 ：卡魯塞爾；氧化溝；工藝設(shè)計(jì)；城市污

2、水處理 The Process Design of Buji Sewage Treatment Plant in Shenzhen Source and Environment College Environment Engineering Gao Xuan Academic advisor: Wang Yingjun Abstract: The paper introduce the process design of Carrousel Oxidation Ditch in municipal sewage treatment. The Technology Features is th

3、at it can keep the BOD of effluent below 20mg/L.The influent quality: COD=300mg/L,BOD=200mg/L,SS=200mg/L,NH 3-N=30mg/L, TP=2mg/L.The effluent quality: COD=30mg/L,BOD=20mg/L,SS=20mg/L,NH 3-N<15mg/L, TP<1mg/L.According to the principles of the process design and the water access, the passage give the

4、preliminary design to the entire process and major structures. Keywords: Carrousel; Oxidation ditch; Process design; Municipal sewage treatment 、尸■ 、 亠 前言 目前,一般的城市生活污水處理工藝多采用普通活性污泥法、 SBR 法以及生物膜法等。 本文考慮到現(xiàn)在的城市污水的復(fù)雜性,由于人們生活中的洗滌會(huì)使用一些含磷洗滌劑,使 污水中有不少的磷；其次,沖廁的污水沒有和其它污水進(jìn)行分流,使得污水中總氮含量有 所增加；另外,城市排水系統(tǒng)的不健全,沒有

5、完全建立分流制排水系統(tǒng),工業(yè)污水與生活 污水相互混雜，導(dǎo)致污水水質(zhì)變化較大。普通的活性污泥法不能夠有效的去除 N和P,而 生物膜法處理大流量的污水,其抗沖擊負(fù)荷不高,且基礎(chǔ)投資較大。為找到一個(gè)既在技術(shù) 上可行又在經(jīng)濟(jì)合理的方法，本文采用CarrouseI氧化溝活性污泥法，它既可以有效降低污 水的COD、BOD，又可以有效去除總N。文章主要從工藝方案的比選、工藝流程的確定、 各構(gòu)筑物尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算、污泥的消化處置以及本工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等諸多方面進(jìn)行設(shè) 計(jì)和計(jì)算。 1 總則 1.1 設(shè)計(jì)原則 （1） 處理工藝符合最佳適用技術(shù)（即技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理）和清潔生產(chǎn)的基本要 求。 （2）

6、建設(shè)項(xiàng)目符合國(guó)家和地方的環(huán)境法律法規(guī)的有關(guān)規(guī)定。 （3） 廠址的選擇符合城市發(fā)展規(guī)劃的布局。 （4） 各處理單元構(gòu)筑物的平面布置應(yīng)根據(jù)各構(gòu)筑物的功能要求和水力要求， 結(jié)合地形 和地質(zhì)條件，確定其在廠區(qū)內(nèi)的平面排列和布局的合理通暢，以節(jié)省占地。 （5） 輔助建筑物的面積或規(guī)模應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。 （6） 設(shè)備選型和價(jià)格經(jīng)濟(jì)合理。 （7） 設(shè)計(jì)中盡量選用低噪聲的動(dòng)力設(shè)備， 產(chǎn)生臭氣或者噪聲的設(shè)備或構(gòu)筑物應(yīng)加蓋處 理，防止二次污染。 1.2 設(shè)計(jì)依據(jù) （1）《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》 （2） 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 （ GB 18918-2002） （3） 《中華人民共和國(guó)

7、水污染防治法》 （4） 《水處理工程師手冊(cè)》 （5） 《污水處理廠工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》 （6） 《環(huán)保機(jī)械產(chǎn)品手冊(cè)》 （7） 《給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》及有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范 （8） 《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》 （9）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 （10）《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)環(huán)境管理?xiàng)l例》 （11） 《城鎮(zhèn)污水處理廠附屬建筑和附屬設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 （GJ 31-89） （12） 《全國(guó)市政工程投資估算指標(biāo)》 （13）《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè) 第10冊(cè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)》 （ 14）《城市污水處理及防治技術(shù)政策》建城 [2000]124 號(hào) (15)《城市污水處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》建城 [2001]77號(hào) 1.3設(shè)計(jì)范

8、圍 本文根據(jù)國(guó)內(nèi)污水處理工藝技術(shù)的研究發(fā)展現(xiàn)狀， 確定了經(jīng)濟(jì)可靠的carrousel氧化溝 工藝來處理城市污水。文章主要對(duì)carrouseI氧化溝工藝主要污水處理構(gòu)筑物和污泥消化池 進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，確定各構(gòu)筑物的基本尺寸、主要設(shè)備的選型、基本建設(shè)投資、運(yùn)行成本概 算和整個(gè)污水處理廠的平面布置等情況。另外，文章的最后還提出工藝和技術(shù)方面的改進(jìn) 措施。 2工程概況 該污水處理廠位于深圳市鹽田區(qū)布吉鎮(zhèn)， 廠區(qū)離城鎮(zhèn)中心距離約2000m，靠近深圳河。 污水廠出水的直接受納水體為深圳河，再由深圳河流入珠江，最終流入南海。布吉鎮(zhèn)常住 人口數(shù)約為400000人，按照每人每天排放污水150L計(jì)算，日處

9、理水量60000m3/d。主體 構(gòu)筑物占地約57000m2，其他附屬建筑物占地面積約 60000m2，構(gòu)筑物實(shí)際占地約26400m2， 綠化占地面積約50000m2 (占總面積的30%左右)；總投資約9681萬元，其中設(shè)備投資約 1035萬元，土建投資約7440萬元，綠化及其他費(fèi)用約1500萬元。污水廠出水水質(zhì)達(dá)到國(guó) 家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 GB18918-2002 —級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)。處理成本為0.59 元 /m3。 3 3 該城市污水處理廠的最大設(shè)計(jì)污水量 Qmax = 86000m /d (1.0 m /s)，污水平均流量為 3 3 3 3 60000 m /d (0.

10、69 m /s),最小設(shè)計(jì)污水量 Qmin = 30000 m /d (0.35 m /s),流量變化系數(shù) Kz =1.3。進(jìn)水水質(zhì) COD=300 mg/L，BOD=200mg/L，SS=200mg/L,按照污水排放標(biāo)準(zhǔn)要求 出水水質(zhì) COD=60 mg/L，BOD<20mg/L，SS<20mg/L。 3工藝設(shè)計(jì) 3.1污水排放執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和國(guó)家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 GB18918-2002一級(jí)B排放 標(biāo)準(zhǔn)，列出污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)如表如表 1: 表1設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)表 項(xiàng)目 COD Cr BOD 5 SS NH3-N TP 進(jìn)水水質(zhì)/mg/

11、L 300 200 200 30 2 出水水質(zhì)/mg/L GB18918-2002 一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn) V 60 V 20 V 20 V 15 V 1 3.2工藝流程的選擇和布置 工藝方案的比選 321.1氧化溝工藝簡(jiǎn)介 污水進(jìn)入工藝系統(tǒng)，經(jīng)格柵除污機(jī)去除浮渣，再經(jīng)沉砂池將污水中的砂粒沉降后用砂 水分離裝置分離，上清夜進(jìn)入氧化溝主體生物處理構(gòu)筑物。氧化溝可以采用轉(zhuǎn)刷或者轉(zhuǎn)碟 曝氣。其BOD去除率高達(dá)93%以上，COD去除率為90%以上，NH3-N和TP的去除率分 別是80%和65%以上。由于其采用循環(huán)式曝氣，實(shí)際處理水量相當(dāng)于普通活性污泥法的 5~6 倍。氧

12、化溝出水經(jīng)二沉池沉淀后，上清夜 BOD穩(wěn)定在20mg/L以下，污泥經(jīng)過回流至氧化 溝進(jìn)水口與沉沙池出水共同進(jìn)入氧化溝混合，如此循環(huán)。出水若需達(dá)到更高要求，必須進(jìn) 行消毒處理后方能排放。以下為氧化溝的主要性能參數(shù)： BOD-SS 負(fù)荷 0.03~0.05 kgBOD5/(kgMLSS d),污泥回流比 100%，污泥停留時(shí)間 24h, 3 2 表面負(fù)荷15m /(m d)，水力停留時(shí)間4.0h,BOD去除率93%以上，出水BOD穩(wěn)定在20mg/L 以下，抗水量、濃度變化能力強(qiáng)，水溫變化影響小，容易實(shí)現(xiàn)脫氮且效率高，在國(guó)內(nèi)沿海 地區(qū)應(yīng)用廣泛，占地面積大，建設(shè)費(fèi)相對(duì)較高。 污水處理工藝的比較

13、 根據(jù)污水處理方式的影響因素，采用列表比較法。具體比較項(xiàng)目和工藝見表 2。 表2污水處理工藝方式比較 序號(hào) 項(xiàng)目 標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法 生物轉(zhuǎn)盤法 氧化溝法 延時(shí)曝氣法 接觸曝氣法 SBR法 1 BOD去除率 △ X ◎ ◎ ◎ △ 2 抗負(fù)荷變化能力 △ △ O O O △ 3 污泥膨脹的控制 △ O O △ O X 4 污泥回流設(shè)備 △ O △ △ O O 5 污泥量 △ O ◎ ◎ O △ 6 氣溫、水溫的影響 O X O O O O 7 日常操作難易 △ O O O

14、 O △ 8 設(shè)備的可靠性 O X O O △ X 9 噪聲 O O O O O O 衛(wèi)生 O O O O O O 美觀 O O O O O O 10 設(shè)施面積 O △ △ △ O ◎ 11 能耗 △ ◎ O X O ◎ 12 脫氮運(yùn)行 △ O ◎ O O O 13 工程應(yīng)用實(shí)績(jī) O △ O O △ O 3 適 Q<1000m /d O ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 用 Q<5000m 3/d O O ◎ ◎ O O 性 Q<

15、10000m3/d ◎ O ◎ ◎ O △ 3 Q>10000m /d ◎ △ O △ △ X 14 維護(hù)管理費(fèi) △ O O △ O O 15 建設(shè)費(fèi) △ X △ △ △ O 16 綜合評(píng)價(jià) △ X ◎ ◎ △ O 注：◎?yàn)閮?yōu)良 O為良好 △為一般 X為差 由上表可以很明顯的看出氧化溝工藝在處理較大水量的城市生活污水時(shí)，與其他幾個(gè) 工藝相比，無論從處理能力還是經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的綜合性能看，都具有較大的優(yōu)勢(shì)，所以采用氧 化溝工藝是經(jīng)濟(jì)可行的。 工藝流程布置 由上面的工藝方式比較，可以采用氧化溝工藝，本例采用卡魯塞爾式

16、（ Carrouse）氧 化溝，曝氣方式采用轉(zhuǎn)碟延時(shí)曝氣。因?yàn)檠趸瘻瞎に嚨难h(huán)水量是設(shè)計(jì)水量的 30~60倍， 所以此工藝可以不設(shè)初次沉淀池。由于氧化溝工藝所產(chǎn)生的污泥含有的揮發(fā)性物質(zhì)濃度較 大，必須進(jìn)行穩(wěn)定化處理，讓揮發(fā)性物質(zhì)降低到40%以下即可認(rèn)為污泥已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。 本例采用厭氧消化方式進(jìn)行污泥的穩(wěn)定化處理。氧化溝工藝流程圖見下圖 3-1: 回流污泥 圖1工藝流程圖 平面布置 總平面布置原則 廠區(qū)的總平面布置主要包括：污水處理廠廠址的選擇；各種構(gòu)（建）筑物的平面定位; 各種線管、管道及渠道的平面布置；各種管道交叉位置；道路、綠化、圍墻及輔助建筑物 的布置等。所有廠

17、區(qū)的平面布置因該符合以下要求。 ① 按功能分區(qū)，配置得當(dāng)。主要是對(duì)生產(chǎn)、輔助生產(chǎn)、生產(chǎn)管理等各部分的布置，要做 到分區(qū)明確、配置得當(dāng)，而又不過分獨(dú)立分散。 ② 功能明確，布置緊湊。保證生產(chǎn)需要，結(jié)合地形、地質(zhì)、土方結(jié)構(gòu)和施工等因素全面 考慮。布置時(shí)力求減少占地面積，減少連接管長(zhǎng)度，便于操作和管理。 ③ 順流排列，流程簡(jiǎn)捷。 ④ 構(gòu)（建）筑物布置應(yīng)注意風(fēng)向和朝向。 ⑤ 必要時(shí)應(yīng)預(yù)留適當(dāng)余地，考慮擴(kuò)建和施工的可能性。 ⑥ 充分利用地形，平衡土方，降低工程費(fèi)用。將排放異味，有害氣體的構(gòu)（建）筑物布 置在居住與辦公場(chǎng)所的下風(fēng)向；為保證良好的自然通風(fēng)條件，建筑物布置應(yīng)考慮主導(dǎo)風(fēng)向 323.

18、2總平面布置結(jié)果 根據(jù)污水處理廠的平面布置要求和規(guī)范，本污水處理廠的平面布置見圖 3-2。 15 15 15 II 15 17 II II II 15 II 15 20 圖2平面布置圖 編號(hào) 名稱 1 宿舍 2 食堂及活動(dòng)屮心 -3~ 維修機(jī)房 4 化驗(yàn)樓 辦公樓 ~6~ 配電房 砂水分離器 ~8~ 泵房 9 格柵 10 沉砂池 11 氧化溝 12 二沉池 13 氯庫(kù) 14 接觸池 15 污泥消化池 16 污泥堆肥場(chǎng) 17 污泥脫水機(jī)房 18 停車場(chǎng) 19 門衛(wèi) 20 未開發(fā)場(chǎng)

19、地 3.3構(gòu)筑物的尺寸設(shè)計(jì) 根據(jù)工藝流程圖，計(jì)算確定流程中的主要構(gòu)筑物的尺寸并選擇所需要的主要設(shè)備 格柵 由設(shè)計(jì)要求知qmax=1.0m3/s，Kz=1.3，由于污水量較大，設(shè)計(jì)兩個(gè)并聯(lián)的柵條槽，每個(gè) 柵槽通過的最大水量 Qmax=0.5 m3/s。柵槽內(nèi)設(shè)置一道細(xì)格柵，柵條間距 b=20mm h i h ?H ? * H -w (1)柵條間隙數(shù)n 設(shè)柵前水深h= 0.5m,過柵流速v= 0.9m/s，柵條間距b = 20mm,格柵傾角 a60° 則柵條數(shù) Qmax sin： 0

20、.5 、sin 60 條 — 52( 條 ) bhv 0.02 0.5 0.9 (2)柵槽寬度B 設(shè)柵條寬度s= 0.01m B= s (n-1) +bn= 0.01 (52-1) +0.02 g2=1.55(m) (3)進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度 設(shè)進(jìn)水渠寬B1 = 0.80m,漸寬部分展開角 如=20°° 2 tan :-1 2 tan 20 03(m) (4) 出水渠道漸窄部分長(zhǎng)度12 |2 丄=^^ = 0.52(^) 2 2 (5) 過柵水頭損失h2 設(shè)柵條為銳邊矩形斷面，取k=3 R f s 1 - h2 =kQ 一 | ——sin 口 =3漢

21、 2.42 漢 lb 丿 2g 漢sin 60 =0.10m 0.02 2 9.81 (6) 柵后槽總高度H 取柵前渠道超高h(yuǎn)1 = 0.3m, 柵前槽高 H1=h+h1 = 0.5+0.3= 0.8 (m) 柵后槽總高度 H= H 1+ h 2=0.8+0.1=0.9 (m) (7) 柵槽總長(zhǎng)度L L ￡ 0.5 1.0 丨2 - tan ot -1.03 1.5 0.52 tan 60 =3.51(m) (8) 每日柵渣量W 取 w=0.075m3/i03m3 W Qmaxw 21000 86000 0.075 -1.3 1000

22、 = 4.96m3/d>0.2m3/d 適宜采用機(jī)械清渣。 平流式沉砂池 共設(shè)池子個(gè)數(shù)N=5,每個(gè)池子格數(shù)n = 2, 設(shè)水力停留時(shí)間t=30s，沉砂停留時(shí)間T= 2d, 每格寬b = 0.6m，每一分格有2個(gè)沉砂斗。 城市污水沉砂量X=30m3/106m3。具體設(shè)計(jì) 如下。 欄桿 (1) 池長(zhǎng)L 設(shè) v= 0.25m/s, t= 30s L = v t =0.25 30 = 7.5(m) (2) 水

23、流斷面積A (3) 池總寬度B 設(shè)池子個(gè)數(shù)N=5,每個(gè)池子格數(shù)n=2,每格寬b= 0.6m，貝U B=Nn b=5>2X).6=6.0m (4) 有效水深h2 A 4 h2 0.67( m) B 6 (5) 貯砂斗所需容積V 設(shè)停留時(shí)間T= 2d,城市污水沉砂量X=30m3/106m3,則 V _CUXT3640\1.030<2X864003 99肩 kz 1(f 1.310 (6) 每個(gè)沉砂斗容積V0 設(shè)每一分格有2個(gè)沉砂斗，共5個(gè)沉砂池，每個(gè)沉砂池有兩個(gè)分格，則 V 3.99 3 V) 0.20(1) N n 2 5 2 2 (7) 沉砂斗各部分尺寸

24、 設(shè)斗底寬a1=0.5m，斗高h(yuǎn)3‘ =0.35m,斗壁傾角 a 55°則砂斗上口寬 tg: a—2 0.35 0.5=1.0(m) tg55 復(fù)核沉砂斗容積 圖5沉砂斗計(jì)算圖 V' = h3 (3 S2 0.35 (0.52 1.02 、0.52 1.02 ) = 0.2( m3) 3 3 符合要求。 (8) 沉砂室高度h3 采用重力排砂，設(shè)池底坡度i=0.06,坡向砂斗， L-2a-0.2 12= 0.5 (7.5-2 1.0-0.2) =2.65(m) 2 h3=h3 0.06 l2 =0.35 0.06 2.

25、65 =0.51(m) (9) 沉砂池總高度H 設(shè)超高h(yuǎn)1=0.3m H = h,① h^ 0.3 0.67 0.5仁 1.92m (10) 驗(yàn)算最小流速Vmin 在最小流速時(shí)，只用兩池工作(n= 2) Vmin 0.35 2 2 0.67 0.6 =0.22(m/s) 0.15m/s 符合要求 3.3.3 carrousel 氧化溝 假設(shè)沉砂池出水BOD=200mg/L,氧化溝出水BOD=20mg/L。 圖6氧化溝計(jì)算圖 (1) 氧化溝所需容積V 設(shè)污泥負(fù)荷 Ns=0.06kgBOD5/(kgMLSS d) 污泥回流比R

26、=100%，污泥回流濃度 XR=6000mg/L (6kg/m3) 混合液污泥濃度 3100 mg /l 1 100% 7 ss Xr R 200 6000 100% X 二 1 + R 氧化溝所需容積 x/ Q(L°-Le) V 二 NsX =60000(200 -20)=58065曲) 0.06 3100 (2) 氧化溝平面尺寸的確定 設(shè)池?cái)?shù)為兩個(gè)，則每個(gè)池子的容積 V0為: 3 V=V/2=0.5 >8065=29032(m) 設(shè)池寬w=13m，池深h=4.5m,超高h(yuǎn)1=0.5m (采用曝氣轉(zhuǎn)碟曝氣)，則池長(zhǎng)為 2 2 ,V°-3「：

27、whc 29032 -3二 13 4.5 l _ 3w 3 13 = 132( m) 4wh 4X13X4.5 所以氧化溝的工藝尺寸為：132m (長(zhǎng))>52m (寬)>5m (高)>2 (池?cái)?shù)) (3) 校核 氧化溝有效容積: V' =6 4 l -3w wh 3二w2h = 28926(m3) BOD-SS 負(fù)荷: ? 60000 180 0.06kgBOD 5/(kgMLSS? d) VX 58065 3100 =0.06kgBOD5/(kgMLSS d)(在 0.03~0.15范圍之間) 容積負(fù)荷: Nv QL。 60000 200 10 V 58065

28、 -=0.21kgBODs/(mtd) (在0.2~0.4范圍之間) 水力停留時(shí)間: 24V -Q 24 58065 -23.2(h) 60000 (在10~48小時(shí)之間) X -ss R ' XR-X 6000 -3100 污泥回流比: 3100 -200 1.0 在 50%~100%之間) 污泥齡: VX 58065 3100 760 — -1210(kg/h) 760 24 R 15(d) 200 60000 (在10~20天去除BOD并消化) (4) 曝氣設(shè)備必要需氧量(SOR 設(shè)去除IkgBO

29、D需氧2kg，則每天實(shí)際需氧量 AOR=LrXQ>2= (200-20) X10-3>60000>2=21600kg/d 標(biāo)準(zhǔn)條件下必須的供氧量(SOR (AORGw 蘭 760= 1 1.024七節(jié):CCS -CA) p 24 21600 匯 8.84 20 _20 1.024 0.93 (0.97 8.84- 1.5) CsW=8.84mg/L, CS=8.84mg/L (假設(shè)水溫為 20C), CA=1.5mg/L; a 0-修正系數(shù)，利用延時(shí)曝氣法 0=0.93, 3=0.97; P—當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)，P=760mmHg。 由于有2個(gè)氧化溝池子，每個(gè)池子每小時(shí)需氧量為

30、 SOR 1209 (SOR)0 605 kg/h 選用ZD型轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)，ZD-12型(電機(jī)功率37kw) 8臺(tái)X2池 轉(zhuǎn)碟安裝間距， 4(1 -3w) 3二 w t D 62( m) 8 輻流式二次沉淀池 最大設(shè)計(jì)流量Qmax=3750m3/h，設(shè)混合液懸浮固體濃度 Nw=3100mg/L,回流污泥濃度 Cu=6000mg/L，污泥回流比R=1.0,因?yàn)檠趸瘻蠟檠訒r(shí)曝氣方式，所以二沉池設(shè)計(jì)參數(shù)可按 延時(shí)曝氣參數(shù)選擇。 圖7輻流式二次沉淀池計(jì)算圖 ⑴沉淀部分水面面積F' 設(shè)池?cái)?shù)n=2，表面負(fù)荷q'=1.0m3/(m2 h)，則水面面積為: nq 3750 2 1.0

31、 = 1875(m2) (2) 沉淀池直徑D 取直徑D=50m。 (3)實(shí)際水面面積F 二 D2 =1963(m2) 3750 q' = 0.96(m3/m! h) (4) 實(shí)際表面負(fù)荷q nF 2 1963 在0.5~1.5范圍之間，符合要求。 (5) 單池設(shè)計(jì)流量Q0 Q 3750 3 Q 1875(m /h) n 2 ⑹復(fù)核堰口負(fù)荷q1' 設(shè)池邊水深h=3.6m，則 q 1875 q 0 11.658l￡/(s*m))< 1.7IL((sm)?(符合要求) n h^D 2 匯 3.6 兀匯 50 (7) 復(fù)核

32、固體負(fù)荷q2‘ '24(1 R)Q°Nw24 24 (1 1.0) 1875 3.1 2 2 . q2 142.1(kg/m d) ：： 150kg/m d F 1963 =142.1kg/m2 d<150 kg/m2 d (符合要求) (8) 沉淀區(qū)水深h2 設(shè)沉淀時(shí)間t=1h，則澄清區(qū)水深h2' Q°t F -0.96 1 -0.96(m) 按最小咼度1.5m計(jì)。 設(shè)污泥停留時(shí)間t=1.5h，則污泥區(qū)高度h2'' (1 + R)QoNwt2 = (1+"875?>d.5=i 0.5(Nw Cu)F 0.5 (3.1 6) 1963 池邊水深h2 h2=h2

33、'+h 2”=1.5+1.95=3.75(m) 取 h2=4.0m。 (9) 污泥區(qū)所需容積V 設(shè)污泥貯留時(shí)間T=2h,污泥量為S=0.6L/ (人d),貝U 、， SNT 0.6 400000 2.0 3、 V 240(mr) 1000n 1000 2 (10) 污泥區(qū)尺寸 設(shè) r1=2m, r2=1m，傾角 a55° 坡度 i=0.06，貝U h3=(R-rJ 0.06 = (25-2) 0.06=1.38(m) h4=(ri-r2) tan： -(2-1) tan55 = 1.43m) (11) 二沉池總高度H H = h1+h2+h3+h4=0.4+4.0+1.

34、4+1.4=7.2(m) (12) 驗(yàn)算污泥斗容積 污泥區(qū)上部分容積 兀 02 2 1 4 2 2 3 VI 3(R2 Rr1 r；) (252 25 2 22) =680.9(m3) 3 3 污泥區(qū)下部分容積 H h 2 2 H X 14 2 2 3 V2 - (r1 r1r2 r2 ) (2 2 11) = 10.3( m ) 3 3 復(fù)核污泥區(qū)容積 3 3 V1 V2 =10.3 680.9 = 691.2(m ) 240m (符合要求) 污泥消化池 采用中溫厭氧分級(jí)消化，以達(dá)到污泥的穩(wěn)定化。 (1) 消化池有效容積 由二沉池每日產(chǎn)生污泥480m3確定每日

35、投入消化池中的污泥量，為便于管理和檢修， 一級(jí)消化池共設(shè)四座，二級(jí)消化池二座(均設(shè)為圓柱型) ，設(shè)一級(jí)消化池污泥停留時(shí)間為 20天，二級(jí)消化池停留時(shí)間為10天(溫度在33~35(C)o 一級(jí)消化池： y =Q污泥J竺蘭= 2400 m3 n 1 4 二級(jí)消化池: Q污泥T2 480 10 =2400 m3 n2 (2) 確定消化池尺寸 設(shè)一級(jí)消化池直徑D=20m, 圓柱高h(yuǎn)3=10m,底面坡度i=0.08，頂蓋坡度0.2,集氣罩 直徑取2m,高度1.2m，污泥斗 r1=2m, r2=1m, a= 55°。則 hi=1.2m h2=(10-1) (X

36、2=1.8m h3=10m h4=(10-2) 0.08=0.64m (取 0.65m) h5=(2-1) tan55 =1.43m (取 1.45m) 總高度 H=h 1+h 2+h 3+h 4+h 5=1.2+1.8+10+0.65+1.45=15.1(m) 驗(yàn)算咼和直徑的比值 H 15.1 20 0.76 (約為0.8,在0.8~1.0之間，符合要求) (3) 驗(yàn)算容積 圓柱容積 V圓柱 2 1 2 3 3 D h3 20 10 =3140 m 2400m 4 (符合要求) 池頂部距污泥面的高度 h'=1.8+1.2=3.0m>1.5m (符合要求) (4

37、) 二級(jí)消化池 二級(jí)消化池同一級(jí)消化池尺寸完全相同(不需安裝攪拌裝置) 加氯接觸池 (1)接觸池所需容積 設(shè)氯氣與二沉池出水接觸時(shí)間為 30min。 Q 60000 30 =1250 m3 24 24 60 (2)確定接觸池尺寸 設(shè)有效水深 h=2.2m,超高 hi=0.3m, L=30m, w=20m 驗(yàn)算接觸池容積 Vo=Lwh=3O>20 >2.2=1320m3>1250m3 （符合要求） 3.4設(shè)備選擇 根據(jù)構(gòu)筑物的基本尺寸，各處理單元的主要設(shè)備選用如下表 3： 表3構(gòu)筑物尺寸和設(shè)備選用表 構(gòu)筑物 設(shè)備 名稱 尺寸/m 材料 數(shù)量 名稱 型號(hào)

38、 格柵槽 3.51 >.55 >95 混凝土 2 FH型旋轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī) FH-1300 沉砂池 7.5 >X1.92 鋼筋混凝土 5 LSSF砂水分離器 LSSF-300 氧化溝 132 >52 >5 鋼筋混凝土 2 ZD型轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī) ZD-12 二沉池 ?50 >7.2 鋼筋混凝土 2 BG型周邊傳動(dòng)刮泥機(jī) BG-50 污泥 一級(jí) ?20 M5.1 鋼筋混凝土 4 混合式沼氣攪拌裝置 消化池 二級(jí) ?20 M5.1 鋼筋混凝土 2 一 一 接觸池 30 >20 >2.2 鋼筋混凝土 1

39、 加氯裝置 JY0.6/1.44 脫水間 一 一 1 污泥脫水機(jī) LY500 4技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 4.1運(yùn)行費(fèi)用概算 基本建設(shè)投資估算 參照1996年建設(shè)部頒發(fā)的《全國(guó)市政工程投資估算指標(biāo)》和《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè) 第 10冊(cè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)》，并結(jié)合近年來各地市政設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)際施工工程投資結(jié)算情況，對(duì) 基本建設(shè)投資進(jìn)行估算，見表4-1 o 表4污水處理廠單位水量投資及主要材料消耗的綜合指標(biāo) 規(guī)模 104m3/d 單位投資元 /m3 主要材料 鋼材/kg 水泥/kg 木材/m 金屬管/kg 非金屬管/kg 二級(jí)污水處理 20以

40、上 950~1000 16~19 95~115 0.013~0.015 9~11 4~6 10~20 1100~1250 18~22 115~140 0.015~0.018 11~15 6~8 5~10 1250~1450 20~24 135~160 0.018~0.022 15~17 8~9 2~5 1450~1750 24~28 150~180 0.022~0.025 17~23 9~12 1~2 1750~2000 28~32 180~240 0.025~0.030 23~40 12~22 根據(jù)上表4可以得出本工程

41、項(xiàng)目的基本建設(shè)投資費(fèi)用，如下表 5 表5基本建設(shè)投資費(fèi)用 規(guī)模 104m3/d 單位投資 （元）/m3 主要材料 鋼材/kg 水泥/kg 木材/m 金屬管/kg 非金屬管/kg 二級(jí)污水處理 6 1240 20.8 140 0.019 15.4 8.2 合計(jì)/萬元 7440 124.8 840 0.114 92.4 49.2 設(shè)備成本概算 6。 根據(jù)各構(gòu)筑物的尺寸，查詢《環(huán)保機(jī)械產(chǎn)品手冊(cè)》選取合理適用的設(shè)備，如表 表6設(shè)備價(jià)格計(jì)算表 設(shè)備名稱 型號(hào) 性能特點(diǎn) 單價(jià) /力兀 臺(tái)數(shù) 合計(jì) /萬元

42、FH型旋轉(zhuǎn)式 GH-1300 結(jié)構(gòu)新穎，占地少，運(yùn)行平穩(wěn)安全，能 8 2 16 格柵除污機(jī) 耗低，安裝維護(hù)方便，電機(jī)功率 1.2kW 污水提升泵 AS75-4CB 流量145m3/h，揚(yáng)程10m，功率7.5kW， 0.3750 18 6.75 轉(zhuǎn)速 1450r/min （1備） 污泥回流泵 AS30-2CB 流量42m3/h，揚(yáng)程11m，功率3kW，轉(zhuǎn) 0.26 5 1.3 速 2850r/min （1備） 排泥泵 AS10-2CB 流量15m3/h，揚(yáng)程4.5m，功率4kW，轉(zhuǎn) 速 2850

43、r/min 0.12 8 0.96 LSSF砂水分 LSSF-300 分離效率 96%-98%，可分離粒徑大于 2 3 6 離器 0.2mm的顆粒，處理量5~35L/s，電機(jī)功 率 0.6kW （1備） ZD型轉(zhuǎn)碟曝 ZD-12 充氧能力 76kg/h，轉(zhuǎn)速50~r/min，功率 20 18 360 氣機(jī) 37kW （2備） 鼓風(fēng)機(jī) 流量范圍為1. 46立方米/分?711立方 8 16 (2備) 128 米/分，升壓范圍 9. 8kPa — 68.6kPa BG型周邊傳 BG-50 池徑

44、50m，池深 2.5~4.5m，周邊線速 40 2 80 動(dòng)刮泥機(jī) 2~3m/min，功率(0.55~0.75) 2kW 混合式沼氣攪 拌裝置 混合充分，維修方便 0.2 5 1 加氯裝置 JY0.6/1.44 結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、質(zhì)量輕，可適用 4.5 4 18 不冋工藝要求 污泥脫水 LY500 設(shè)計(jì)先進(jìn)合理故障率，低處理能力大， 脫水效率咼，能連續(xù)生產(chǎn)性能穩(wěn)定，全 自動(dòng)化，生產(chǎn)能力 90~100t/d 40 3 120 其它電氣設(shè)備、 自動(dòng)化設(shè)備及管道設(shè)置等 300

45、總合計(jì)： 1035萬兀 污水處理成本的計(jì)算 污水處理成本一般包括土建費(fèi)用、設(shè)備購(gòu)置費(fèi)、設(shè)備安裝費(fèi)、處理人工費(fèi)、電費(fèi)、藥 劑費(fèi)、維修費(fèi)等費(fèi)用組成，具體計(jì)算可以按如下公式進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算 處理成本二折舊成本?運(yùn)行成本 折舊成本: 基本土建費(fèi)+設(shè)備及其安裝費(fèi) 日處理流量 運(yùn)行年限（n） 365 運(yùn)行成本 = 維修費(fèi) 日處理流量 運(yùn)行年限（n） 365 處理日人工費(fèi) 定員總數(shù)+日用藥劑費(fèi) 士弗 + +電費(fèi) 日處理流量 其中設(shè)備安裝費(fèi)按照設(shè)備購(gòu)置費(fèi)的10%計(jì)算；維修費(fèi)按總投資的3%計(jì)算；運(yùn)行年數(shù) 假定為15年；電費(fèi)按0.23元/m3計(jì)算；日用藥劑費(fèi)假設(shè)為1000元/d;每人每

46、日人工費(fèi)按 60元/（人天），工廠定員按照《城鎮(zhèn)污水處理廠附屬建筑和附屬設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 （GJ 31-89） 有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。表7城市二級(jí)污水處理廠（處理規(guī)模 5~10X104m3/d）定員表統(tǒng)計(jì)如下： 表7城市二級(jí)污水處理廠（處理規(guī)模 5~10X 104m/d ）定員表 定員項(xiàng)目 監(jiān)測(cè)化驗(yàn) 生產(chǎn)和維修 管理 行政辦公 工藝技術(shù) 合計(jì) 定員/人 5~7 16~25 5~8 4~8 4~8 35 所以計(jì)算出折舊成本為0.30元/m3，運(yùn)行成本0.29元/m3為，所以處理成本為0.59元/m3 4.2技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 為確定本工藝在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的合理與否，以下

47、將其與國(guó)內(nèi)同類型污水處理廠進(jìn)行比 較，比較項(xiàng)目有規(guī)模、工藝、總投資、運(yùn)行成本等，統(tǒng)計(jì)如下表 8: 表8污水處理廠情況調(diào)查表 序 號(hào) 城市 污水廠名 規(guī)模 4 3 /10 m 米用工藝 總投資 /力兀 運(yùn)行成 本/元 折舊成 本/元 處理成 本/元 1 廣州 廣州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā) 區(qū)污水處理廠 3 活性污泥法 4694 0.38 0.29 0.67 2 深圳 深圳市招商局蛇口 工業(yè)區(qū)污水處理廠 2.8 氧化溝 7000 0.4 0.46 0.86 3 深圳 深圳龍崗區(qū)平湖污 水處理廠 4.5 TE-氧化溝 / A2/O) 73

48、60 0.35 0.30 0.65 4 珠海 珠海香洲水質(zhì)凈化 中心 3.2 氧化溝 6500 0.35 0.37 0.72 5 佛山 南海桂城區(qū)污水處 理廠 1.4 氧化溝 4400 0.61 0.57 1.18 6 朝州 朝州市區(qū)污水處理 廠 4 氧化溝 / A/O ) 9360 0.31 0.42 0.73 7 - 本例污水處理廠 6 氧化溝 9681 0.29 0.30 0.59 由上表可以很明顯的看出此污水處理廠在工藝技術(shù)上能夠運(yùn)用于城市污水的處理，并 且氧化溝工藝在實(shí)際運(yùn)用上也取得了不錯(cuò)的效果，運(yùn)

49、行費(fèi)用和折舊成本相對(duì)其他幾個(gè)已經(jīng) 運(yùn)行的例子也較低一些，所以得出結(jié)論本污水處理廠的設(shè)計(jì)工藝在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上是可行 的，可以進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)和投入建設(shè)。 5結(jié)論與改進(jìn) 本污水處理廠是一大型污水處理廠， 總占地面積約180000m2,其中工藝主體構(gòu)筑物及 設(shè)施占地57000m2，其綠化面積和輔助建筑屋符合建設(shè)項(xiàng)目有關(guān)規(guī)范。平面布置也是按照 均是按照設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行。污水的處理成本相對(duì)同等工藝來說較低，運(yùn)行費(fèi)用很少，只需要 支付工人工資、設(shè)備耗電費(fèi)和藥劑費(fèi)，維修費(fèi)較少，其出水水質(zhì)也能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理 廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）—級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算過程中未對(duì) NH3-N和TP進(jìn)行 計(jì)

50、算，是因?yàn)槟壳八醒趸瘻瞎こ虒?shí)例中對(duì) NH3-N和TP的去除率都在50%以上，本例中 NH3-N和TP含量低，其去除率達(dá)到50%就可以滿足要求，運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以不對(duì)其計(jì)算。 但其初投資比普通活性污泥法高，占地面積也較大，不適于用地緊張和地皮較貴的地區(qū)使 用。另外，二沉池的污泥中 MLVSS含量較高，必須對(duì)污泥進(jìn)行穩(wěn)定化處理（本例采用污 泥厭氧消化）。 本工藝還有許多有待改進(jìn)的地方，以下對(duì)該工藝設(shè)計(jì)提出幾點(diǎn)建議。 （1） 如果污水流量不穩(wěn)定，變化幅度較大，可以在沉砂池后設(shè)一調(diào)節(jié)池，使氧化溝可 以連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。 （2） 如果污水水質(zhì)變化較大，氧化溝對(duì)高負(fù)荷和低負(fù)荷的水質(zhì)處理效果較差，可以在

51、 氧化溝進(jìn)水處設(shè)置選擇器，使其有更穩(wěn)定的進(jìn)水水質(zhì)。 （3） 氧化溝的溝槽較寬，使得在圓弧處產(chǎn)生水量的不平衡，靠近圓心的水量小，而遠(yuǎn) 離圓心的水量大流速快，為解決這一問題，可以在氧化溝槽內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流墻或?qū)Я靼澹ㄈ鐖D） 圖8氧化溝導(dǎo)流墻示意圖 （4） 合理利用污泥消化產(chǎn)生的沼氣能源，可以將其用于發(fā)電，如此可以節(jié)約運(yùn)行成本； 沼氣還可以直接作為燃料供給于廠內(nèi)。 （5） 脫水后的污泥可以用來種植花草和景觀林木，即使污水中含有有害金屬，被植物 吸收后也不會(huì)進(jìn)入人和動(dòng)物的食物鏈，危害人體健康。 參考文獻(xiàn) [1] 施成忠.昆明第一污水廠氧化溝工藝運(yùn)行實(shí)踐及分析 [J].中國(guó)給水排水，1997，13

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