水污染控制工程課程設計.doc

第一章 總論1一、課程設計題目1二、課程設計內容1三、基本資料1第二章 污水處理工藝流程說明2一、污水廠設計進出水水質2二、污水處理工藝的選擇2三、主要工藝參數(shù)3第三章 處理構筑物設計計算4一、格柵的設計計算4二、污水提升泵房6三、沉砂池的設計計算7四、初沉池的設計9五、提升泵房與砂水分離10六、配水井10七、鼓風曝氣型氧化溝設計計算11八、二沉池的設計計算14九、回流污泥泵房16十、消毒池的設計16十一、污泥的處理18第四章 主要設備說明20一、機械格柵20二曝氣池選擇21第五章 污水廠總體布置22第一節(jié) 主要構（建）筑物與附屬建筑物22第二節(jié) 污水廠平面布置23第三節(jié) 污水廠高程布置24課程設計體會25第一章 總論一、課程設計題目某城市日處理水量10萬m3/d污水處理廠工藝設計二、課程設計內容1對工藝構筑物選型作說明。2主要處理設施如格柵、沉砂池、初沉池、曝氣池、二沉池等的工藝計算。3污水處理廠平面和高程布置。三、基本資料1污水水量：10萬m3/d；水質：CODCr 400mg/L；BOD5 180mg/L；SS:200mg/L2處理要求：CODCr60mg/L,BOD520mg/L,SS20mg/L3處理工藝流程：采用活性污泥法工藝處理，流程如下：污水格柵沉砂池初沉池曝氣池二沉池出水4氣象與水文資料：風向：多年主導風向為東風氣溫：最冷月平均為-3.5OC；最熱月平均為32.5，極端氣溫最高為41.9 ，最低為-17.6，最大凍土深度為0.18m.水文：降水量多年平均為728mm/年，蒸發(fā)量多年平均為1210/年，地下水位為地面下56m.污水最終排入長江，長江最低水位標10.50m，年常水位標高為12.50m，最高水位標高為14.85m，河岸堤壩頂標高40m。5廠區(qū)地形：污水廠選址區(qū)域海拔標高在6466m之間，進水管水面標高58m，平均地面標高為64.5m。平均地面坡度為0.3%00.5%0，地勢為西北高，東南低。廠區(qū)征地面積為東西長380m,南北長280m.第二章 污水處理工藝流程說明一、污水廠設計進出水水質項目CODCrBOD5SS進水水質/（mg/L）400180200出水水質/（mg/L）602020國家一級排放標準（GB89871996）602020去除率（）8588.990二、污水處理工藝的選擇污水處理工藝采用DE氧化溝。氧化溝是活性污泥法的一種，它把連續(xù)的環(huán)行反應池作為生化反應器，混合液在其中連續(xù)循環(huán)流動。氧化溝的曝氣設備采用機械曝氣，曝氣設備除供氧外，還起到推動混合液在溝內循環(huán)流動和防止活性污泥沉淀的作用。工藝流程圖如圖：三、主要工藝參數(shù)各處理單元的設計參數(shù)處理單元項目設計參數(shù)備注沉砂池面積負荷停留時間1800 m3(m2d)3060s沉淀池面積負荷30m3(m2d)曝氣生物濾池濾速BOD容積負荷25m/d2.0kg/(m3d)處理水池有效容積好氧生物濾池反沖洗一次的用水量反沖洗污水池有效容積曝氣生物濾池反沖洗一次所產生的反沖洗污水量接觸反應池接觸反應時間15min污泥重力濃縮池固體物負荷40 kg/(m3d)污泥貯池停留時間2d污泥脫水機運行時間每周6次每次6小時第三章 處理構筑物設計計算一、格柵的設計計算格柵的主要作用是將污水中的大塊污物攔截，以免其后續(xù)處理單元的機泵或工藝管線造成損害。（1）、阻力系數(shù) 阻力系數(shù)，其值與柵條斷面的形狀有關 e柵條凈間隙，粗格柵e=50100mm，中格柵e=1040mm，細格柵e=310mm，； s格條寬度，10 mm （2）、通過格柵的水頭損失 過柵水頭損失，m計算水頭損失，mg 重力加速度，9.81m/sk 系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般k=3 取60 v 取1m/s（3）、格柵建筑寬度式中 B柵槽寬度，m s格條寬度，m ，取0.01 n格柵間隙數(shù)； Qmax最大設計流量，m/s 格柵傾角； h柵前水深，m；取1m（取1.8 m）（4）、柵后槽總高度 H柵槽總高度，m； h2柵前渠道超高，m；一般用0.3 m。 （取1.5 m）（5）、格柵總建筑長度 式中 L 柵槽總長度， H1 柵前槽高，m; l1 進水渠道漸寬部分長度，m; B1 進水渠道寬度，m; 進水渠展開角，一般用20 l2柵槽與出水渠連接的漸縮長度，m;格柵的尺寸為LBH = 3.5 m1.8 m1.5 m，選擇兩臺高鏈式機械格柵機。二、污水提升泵房（1）、設計說明 采用氧化溝工藝方案，污水處理系統(tǒng)簡單，對于新建污水處理廠，工藝管線可以充分優(yōu)化，故污水只需一次提升。污水經提升后進入曝氣沉砂池，然后自流進入氧化溝、二沉池及消毒池。設計流量為4170。（2）、設計選型 污水經消毒池處理后排入市政污水管道，消毒水面相對高程為0.00m，則相應的二沉池、氧化溝、曝氣沉砂池水面相對標高分別為0.50m、1.00m和1.60m。污水提升前水位為-2.50m，污水總提升高程為4.10m，采用螺旋泵，其設計提升高度為H=4.5m。設計流量為4170，采用3臺螺旋泵1875。采用LXB1500型螺旋泵4臺，3用1備。該泵提升流量為21002300，轉速為42，頭數(shù)3，功率55KW，占地面積為（2.0016.0）（3）、提升泵房 螺旋泵泵體室外安裝，電機、減速機、電控柜、電磁流量計顯示器室內安裝，另外考慮一定檢修空間。 提升泵房占地面積為，其工作間占地面積為。三、沉砂池的設計計算選平流式沉砂池，其設計參數(shù)及資料如下：最大流速為0.3m/s,最小流速為0.15 m/s。最大停留時間不小于30s，一般采用3060s。其設計尺寸如下：（1）、長度L取=0.3 m/s, S ,則（2）、水流斷面積A（3）、池的寬度B取格，每格寬，則m（4）、沉砂池水深池面積 池容積池水深（5）、沉砂池所需有效容積，設 （6）、沉砂斗各部分尺寸 設斗底寬，斗壁與水平面的傾角50，斗高h/3=0.4m,坡斗上口寬沉砂斗容積（7）、沉砂池的高度采用重力排砂，設池底坡度為0.05，坡向砂斗，沉砂室含兩部分：一部分為沉砂斗，另一部分為沉砂池坡向沉沙斗的過渡部分，沉沙室的寬度為（0.2為二個沉砂斗之間隔壁厚）（8）、沉砂池總高度取超高h1=0.3m總高：校核面積負荷 q池內平均流速 u （雖然計算值比設計參數(shù)大，但相差不是太大，所以可以采用）沉砂池為矩形的鋼筋混凝土結構，LBH = 12 m1.8 m2.0 m（有效水深為1.6m）分兩槽，每槽寬1m。每條槽的一側，裝有帶上噴口的鋼管一條，管徑按噴口出流而減小，在池末端該管終端。四、初沉池的設計表2 不同沉淀池的比較平流式沉淀池由流入裝置、流出裝置、沉淀區(qū)、緩沖層、污泥區(qū)及排泥裝置等組成；流入裝置由配水槽、擋流板組成，流出裝置由流出槽與擋板組成，緩沖層的作用時避免已沉污泥被水流攪起以及緩解沖擊負荷，污泥區(qū)起貯存、濃縮和排泥作用，排泥方式有靜水壓力法、機械排泥法。輻流式沉淀池池型呈圓形或正方形，直徑（或邊長）6-60m，池周水深1.5-3.0m，用機械排泥，池底坡度不宜小于0.05。可用作初沉池或二沉池。豎流沉式淀池池型可用圓形或正方形。為了池內水流分布均勻，池徑不宜太大，一般采用4-7m。沉淀區(qū)呈柱形，污泥斗呈截頭倒錐體。 本設計中采取平流式沉淀池： （1） 池子總面積：A取Qmax1.7 m3/s、q2.0 m3/（m2h） A3060 m2 （2） 沉淀池部分有效水深：h2qt取t1.5hh2qt2.21.53.0 m （3） 沉淀部分有效容積：VA h230603.09180 m3 （4） 池子總長度：L3.6vt取v5mm/s則L3.651.527.0 m （5） 池子總寬度：B113 m （6） 池子個數(shù)：n12個 （7） 每日產生的污泥量： =371.4 m3 每個沉淀池的污泥量：W1=371.4/12 =30.95 m3 (8) 池子總高度：Hh1 h2h3h4 0.33.00.42.8 =7.0 m五、提升泵房與砂水分離 選用直徑0.5m鋼制壓力式旋流砂水分離一臺，砂水分離器外形高入水口離地面相對高程為11.0m則抽砂泵靜揚程砂水分離器入口的壓力為。則抽砂泵所需揚程為設泵房一座，配用臺提砂泵，一用一備，共兩臺。選用螺旋離心泵，電動機功率為11.0KW。提升泵房平面尺寸：。六、配水井曝氣沉砂后污水進入配水井向氧化溝配水，每組氧化溝設配水井一座，同時回流污泥也經配水井向氧化溝分配。配水井尺寸直徑3.05.0m。配水井設分水鋼閘門兩座，選用SYZ型閘門規(guī)格為直徑為800毫米，配手搖式啟閉機兩臺。七、鼓風曝氣型氧化溝設計計算曝氣池池型設計為循環(huán)混合式曝氣池，它是介于推流式和完全混合式之間。一方面，水流在曝氣池中是推流地，另一方面，由于水流的循環(huán)量很大，與進水和回流污泥能很好地混合，因此稱為循環(huán)混合式，屬于此型的是氧化溝。氧化溝的基本形式類似于跑道即環(huán)行溝渠，溝深26 m。流速為0.30.4m/s，氧化溝的過水斷面可以是矩形，也可以是梯形。氧化溝的類型很多，在這里選擇卡羅塞爾氧化溝。利用鼓風曝氣，卡羅塞爾鼓風曝氣氧化溝是將充氧設備和水流推動設備分開設置的一種新型氧化溝工藝。該工藝采用鼓風機供氣和高效的微孔曝氣器在池底布氣充氧，同時采用潛水推進器推動池內水流。設計參數(shù)如下：設計參數(shù)表項目數(shù)值污泥負荷比NSkgBOD5/(kgMLSSd)0.051.0水力停留時間T（h）不大于16污泥齡去除BOD5時，58；去除BOD5并消化時，1020，去除BOD5并反消化時，30污泥回流比R50100污泥濃度X（mg/L）20005000氧化溝計算公式表項目公式符號說明氧化溝容積V(m3)La，L分別為進出水BOD5濃度（mg/L）Y凈污泥率系數(shù)kgBOD5/(kgMLSSd)需氧量O2(kg/h)用A1/O法剩余污泥量Wx(kg/d)Q污水平均日污水量（m3/d）Lr=LaL,q去除的BOD5濃度（mg/L）ts 污泥齡（d）Kd污泥自身氧化率（d-1） 對城市污水，一般為0.050.1 d-1曝氣時間t(h)Q/污水設計流量（m3/d）污泥回流比R（） X氧化溝中混合液污泥濃度（mg/L）XR二沉池底流污泥濃度（mg/L）污泥負荷率NSkgBOD5/(kgMLSSd)XVMLVSS（mg/L）（1）、污泥體積指數(shù)（SVI） SVI 在50100之間，所以符合要求（2）、氧化溝的總容積（3）、氧化溝分四組，則每組三溝式氧化溝的容積為V/4（4）、氧化溝的水深??；每組氧化溝的平面面積為（5）、三溝中每條溝的平面面積為（6）、取氧化溝為矩形斷面，且單溝寬度為，則單溝長為（7）、剩余污泥量計算X為揮發(fā)性剩余污泥量；Q為平均日流量，a、b分別為污泥產率系數(shù)和污泥自身氧化率，以生活污水為主的城市污水，a一般為0.50.65、b為0.050.1d-1;Xv為混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度(mg/L);V為曝氣池容積(m3)；f=MLVSS/MLSS，城市污水一般為0.75。 （取4727kg/d）剩余污泥的體積量（濕泥量）V2（m3/d） （8）、曝氣機的設計選型a、需氧量的計算標準需氧量為：R0b、曝氣機數(shù)量 選用DY325型倒傘型表面曝氣機，直徑3.5，N=55KW，單臺每小時最大充氧能力為125。曝氣機所需數(shù)量為n，則臺每組氧化溝曝氣機數(shù)量n1為，取6臺考慮備用每組曝氣池共設7臺曝氣機，其中每組3臺為變頻調速。校核（1）、曝氣時間最短時間 （符合要求）（2）、污泥負荷 kgBOD5/(kgMLSSd) (符合要求)由計算并核算可知設計符合參數(shù)要求，鼓風曝氣型氧化溝采用鋼筋混凝土結構。一共設兩組鼓風曝氣型氧化溝，每組的尺寸為，每組池設三個溝。在每個池內設溶解氧儀3臺隨時檢測數(shù)據(jù)。從曝氣池的出水經過管道流入二次沉淀池進行二次沉淀。八、二沉池的設計計算采用圓形輻流式鋼筋混凝土結構沉淀池，共兩座。輻流式沉淀池是一種大型沉淀池，池徑可達到100 m，池周水深1.53 m。有中心進水與周邊進水兩種型式，此工藝采用周邊進水周邊出水輻流式沉淀池，周邊進水周邊出水方式可提高設計表面負荷，減小沉淀池直徑和占地面積。對于輻流式沉淀池的刮泥機械有中心傳動式刮泥機和吸泥機以及周邊傳動式的刮泥機和吸泥機等。為了達到刮泥機的排泥要求，輻流式沉淀池的池底坡度平緩，常取i=0.05（1）、沉淀池的表面積（取2084 m2）單池的面積為： （2）、圓形輻流式沉淀池的直徑（取37 m）（3）、沉淀池的有效水深h2t為沉淀時間在二沉池中一般取1.52.5h（4）、沉淀池的有效容積V（取4300 m3）（5）、沉淀池底坡落差（取池底坡度為i=0.05）（6）、污泥斗容積的計算（采用幾何公式法）（7）、沉淀池周邊有效水深為（8）、沉淀池總高度H ，取6.5 m（9）、二沉池的污泥XT 剩余污泥的體積量（濕泥量）V2（m3/d） （10）、污泥回流量V2核算實際面積負荷由核算可知面積負荷大于30 m2，所以圓形輻流式沉淀池的直徑偏小，應該設計大一些，所以設計為45 m。所以圓形輻流式沉淀池的直徑應該設為45 m，沉淀池高度為6.5 m。經二沉池處理后的出水通過管道流入消毒池。九、回流污泥泵房（1）、設計說明 二沉池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒閥井中，然后由管道輸送至回流污泥站。其它污泥由刮泥板刮入污泥斗中，再由排泥管排入剩余污泥泵站集泥井中。設計回流量為QR=11002000（2）、回流污泥泵設計選型a揚程 二沉池水面相對標高+0.50，套筒閥井泥面相對高程為+0.10.2，回流污泥泵房泥面相對標高為-0.20.3。氧化溝的水面標高為+1.0，污泥回流泵所需提升高度為1.8b流量 兩組氧化溝設一座回流污泥泵房，每個泵房回流污泥量為 11002000。c選泵 選用LXB1500螺旋泵2臺，每站一臺，單臺提升能力為21002300，提升高度為2.02.5，電動機轉速為42，電動機的功率為。回流污泥泵站一組占地面積為十、消毒池的設計因為處理要求達到GB8978-1996污水綜合排放標準一級標準，故需經消毒后處理出水才能排放。所以設置消毒池（接觸式）一座，并用液氯消毒法進行消毒。在加氯量時應經試驗后確定。對于生活污水，可參用下列數(shù)值：一級處理水排放時，投氯量為2030mg/L；不完全二級處理水排放時投氯量為1015 mg/L；二級處理水排放時投氯量為510 mg/L。接觸消毒池設計的接觸時間為30min，沉降速度采用11.3mm/s。保證余氯量不少于0.5 mg/L。（1）、 池體容積 （2）、消毒池池長 L=30m 每格池寬b=6m，長寬比L/b=5（3）、接觸消毒池總寬 （4）、消毒池有效水深設計為 H1=4.0m（5）、實際消毒池容積為 滿足有效停留時間的要求。 加氯量計算 設計最大投氯量為 每日投氯量為 選用貯氯量為1000kg的液氯鋼瓶，每日加氯量為1/2瓶，共貯用10瓶。每日加氯機1臺，單臺投氯量為1525kg/h。配置注水泵兩臺，一用一備，要求注水量Q=36m，揚程不小于20mH2O.混合裝置 在接觸消毒池第一格和第二格起端設置混合攪拌機2臺（立式）?；旌蠑嚢铏C功率為 N0=式中 QT混合池容積，m 水力粘度，20時 =1.0610G 攪拌速度梯度，對于機械混合500s實際選用 JBK-2200柜式調速攪拌機，攪拌器直徑2200 mm，高度H=2000mm，電動機功率為4.0KW。十一、污泥的處理1、濃縮池的設計計算濃縮池為鋼筋混凝土結構圓形池，濃縮池有重力濃縮、氣浮濃縮、機械濃縮三種，在此選擇重力濃縮，重力濃縮池的形式設計為輻流式的，帶有刮泥機及攪動柵的圓形輻流式沉淀池。進入濃縮池前，含水率，濃縮后污泥含水率為。進泥管DN150 mm；中心進泥筒直徑為500 mm。（1）、計算污泥濃度（污泥密度按1000kg/m3計）（2）、污泥濃縮池的面積污泥固體通常取30kg/m2 則（3）、污泥濃縮池的直徑（4）、污泥濃縮池的高度（5）、超高：。 緩沖層：（6）、池底坡度造成的深度為（7）、泥斗深度：（8）、有效水深：（9）、濃縮池總深度核算所處理的污泥量為（取1724）固體物質負荷處理后的污泥量為=2、濃縮污泥提升泵房（1）、污泥提升泵 流量Q=300=12.5揚程H=4.0（-1.5）+6.0+1.5=13選用2PN污泥泵兩臺，一用一備，單臺Q=40，H=21.0H2O，N=11KW。（2）、泵房 平面尺寸LB=6.05.03、污泥的脫水間進泥量Q=300=12.5 Q=300=12.5，P=95.0出泥餅 G=45，P=75.0泥餅干重 W=11.25選用DY3000帶式脫水機，帶寬3，處理能力為600kg干泥，選用2臺。每臺脫水機沖洗用水量為35；單臺系統(tǒng)總功率N=36.9KW。脫水車間平面尺寸LB=30.018.04、污泥外運通過濃縮脫水和的污泥用車輛外運，如果有利用價值時可以考慮一下污泥生產磚和水泥，或者可以做一些副業(yè)，因為污泥中的肥料豐富所以可以種植蔬菜和花木。如果沒有利用價值就可以利用它來填埋土地。第四章 主要設備說明一 機械格柵1、 簡介由驅動裝置、機架、除污耙、撇渣機構、同步鏈條、柵條等組成。該機兩內側各有一圈鏈條同步運轉。、除污耙架的三角桿架結點之一與鏈條通過銷軸絞結，另兩結點有滾輪插入，在平行于柵條的導軌槽中，當鏈條由除污機上部的驅動裝置帶動后，耙架受鏈條絞結點和導軌的約束做平面運動，當耙板運動到除渣口部位時，除渣裝置在重力作用下，把耙板上的污物刮到除渣口。2、 規(guī)格及主要技術參數(shù)參數(shù)型號柵寬度/mm柵高度/mm柵條間隙/mm除污耙行走速度/m/min格柵傾角電機功率/kwGLGS980980700200020504.42750.75GLGS11001100700200020504.42750.75GLGS12201220700200020504.42750.75GLGS13401340700200020504.42751.1GLGS14601460700200020604.42751.1GLGS15801580700200020604.42751.1GLGS17001700700200020604.42751.5GLGS18201820700200020604.42751.5GLGS19401940700200020604.42751.5GLGS20602060700200020604.42751.53、 適用范圍該格柵適用于深池，如污水收集深井池等。對污水中的長纖維、帶狀物等雜質物去除效果尤好。4、 優(yōu)缺點該格柵占地面積小。由于傳動部件均在水面以上，結構較為簡單，因此制造、維護較為方便。缺點是雜物進入鏈條和鏈輪之間時容易被卡住，套筒滾子造價高，耐腐蝕性差。二曝氣池選擇選擇ASQ型射流曝氣機1、 簡介 ASQ型射流曝氣機由射流曝氣器、循環(huán)水泵、機座、吸氣管等組成，由循環(huán)泵輸送廢水，經泵嘴混合形成負面而吸入空氣，在經擴散管均勻混合噴出，達到充氧與攪拌的功能。其投資較省，安裝及維修方便，但氧的利用率較低。適用調節(jié)池預曝氣、接住氧化池等處理設施。2、 規(guī)格及性能參數(shù)型號配套水泵/kw循環(huán)水量/m3/h吸氣量/m3/h充氧量/kg/h吸氣口直徑mm處理水深度mmASQ11.520110.83235ASQ22.240281.54235ASQ33.060452.55035ASQ44.090804.55035ASQ55.51201206.55035處理單元項目設計參數(shù)備考沉砂池面積負荷停留時間1800 m3(m2d)3060s沉淀池面積負荷30m3(m2d)曝氣生物濾池濾速BOD容積負荷25m/d2.0kg/(m3d)處理水池有效容積好氧生物濾池反沖洗一次的用水量反沖洗污水池有效容積曝氣生物濾池反沖洗一次所產生的反沖洗污水量接觸反應池接觸反應時間15min污泥重力濃縮池固體物負荷40 kg/(m3d)污泥貯池停留時間2d污泥脫水機運行時間每周6次每次6小時第五章 污水廠總體布置第一節(jié) 主要構（建）筑物與附屬建筑物一、 主要構筑物1. 格柵：尺寸為LBH = 3.5 m1.8 m1.5 m 選擇兩臺高鏈式機械格柵機，一臺備用。2. 沉砂池：沉砂池為矩形的鋼筋混凝土結構，LBH = 12 m1.8 m2.0 m（有效水深為1.6m）分兩槽，每槽寬1m。每條槽的一側，裝有帶上噴口的鋼管一條，管徑按噴口出流而減小，在池末端該管終端。3. 初沉池：平流式沉淀池，一共12座，每座尺寸為LBH = 27 m10 m7 m 4. 氧化溝：鼓風曝氣型氧化溝采用鋼筋混凝土結構，一共設兩組鼓風曝氣型氧化溝，每組的尺寸為，每組池設三個溝。5. 二沉池：圓形輻流式沉淀池，直徑設為45 m，沉淀池高度為6.5 m。6. 污泥濃縮池：直徑設為25 m，高度為2.8 m。二、 附屬建筑物1. 集水井：格柵除渣后污水進入集水井向提升泵房給水。2.提升泵房：泵房一座，配用臺提砂泵，一用一備，共兩臺。選用螺旋離心泵，電動機功率為11.0KW。提升泵房平面尺寸：。3.配水井：曝氣沉砂后污水進入配水井向氧化溝配水，每組氧化溝設配水井一座，同時回流污泥也經配水井向氧化溝分配。配水井尺寸直徑3.05.0m。第二節(jié) 污水廠平面布置一、污水廠平面布置原則處理構筑物是污水處理廠的主體建筑物，在對它們進行平面布置時，應根據(jù)各構筑物的功能和水力要求結合當?shù)氐匦蔚刭|條件，確定它們在廠區(qū)內的平面布置應考慮：（1）貫通，連接各處理構筑物之間管道應直通，應避免迂回曲折，造成管理不便。（2）土方量做到基本平衡，避免劣質土壤地段（3）在各處理構筑物之間應保持一定產間距，以滿