水污染控制工程課程設計-某化工區(qū)2.5萬m3d污水處理廠設計

目錄 設計任務書 2 第一章 環(huán)境條件 4 第二章 設計說明書 5 第三章 污水廠工藝設計及計算 7 第一節(jié) 格 柵 7 第二節(jié) 推流式 曝氣 池 9 第三節(jié) 沉淀池 11 第四節(jié) 混凝絮凝池 14 第五節(jié) 氣浮池 15 第六節(jié) 污泥濃縮池 17 第七節(jié) 脫水機房 19 第八節(jié) 其他 19 第四章 水頭損失 21 第五章 總結與參考文獻 22 1 設計任務書 1 設計任務： 某化工區(qū) m3/d 污水處理廠設計 2 任務的提出及目的，要求： 務的提出及目的 ： 隨著經(jīng)濟飛速發(fā)展，人民生活水平的提高，對生態(tài)環(huán)境的要求日益提高，要求越來越多的污水處理后達標排放。在全國乃至世界范圍內(nèi)，正在興建 及待建的污水廠也日益增多。有學者曾根據(jù)日處理污水量將污水處理廠分為大、中、小三種規(guī)模：日處理量大于 10 萬 大型處理廠， 1為中型污水處理廠，小于 1 萬 為小型污水處理廠。近年來，大型污水處理廠建設數(shù)量相對減少，而中小型污水廠則越來越多。如何搞好中、小型污水處理廠，特別是小型污水廠，是近幾年許多專家和工程技術人員比較關注的問題。 根據(jù)所確定的工藝和計算結果，繪制污水處理廠總平面布置圖，高程圖，工藝流程圖。 求： 方案選擇合理，確保污水經(jīng)處理后的排放水質(zhì)達到國家排放標準 所選廠址必須符合當?shù)氐囊?guī)劃要求，參數(shù)選取與計算準確 全圖布置分區(qū)合理，功能明確；廠前區(qū)，污水處理區(qū)污泥處理區(qū)條塊分割清楚。延流程方向依次布置處理構筑物，水流創(chuàng)通。廠前區(qū)布置在上風向并用綠化隔離帶與生產(chǎn)區(qū)隔離，以盡量減少對廠前區(qū)的影響，改善廠前區(qū)的工作環(huán)境。 構筑物的布置應給廠區(qū)工藝管線和其他管線設有余地，一般情況下，構筑物外墻距道路邊不小于 6米。 廠區(qū)設置地坪標高盡量考慮土方平衡，減少工程造價，同時滿足防洪排澇要求。 水力高程設計一般考 慮一次提升，利用重力依次流經(jīng)各個構筑物，配水管的設計需優(yōu)化，以盡量減少水頭損失，節(jié)約運行費用， 設計中應該避免磷的再次產(chǎn)生，一般不主張采用重力濃縮池，而是采用機械濃縮脫水的方式，隨時將排出的污泥進行處理。 所選設備質(zhì)優(yōu)、可靠、易于操作。并且 設計必須考慮到方便以后廠區(qū)的改造。 附有平面圖，高程圖各一份。 3 設計基礎資料： 該區(qū)為 工業(yè)門類比較齊全，主要為石油化工類，并規(guī)模較大，具有的化工廠目前為十多家，每天排出生活污水量 8000右，工 業(yè)廢水量為 18000污水 、堿、硫化物、石油、苯等濃度較高，若未經(jīng)處理處理直接排海，將會對生態(tài)環(huán)境造成重大影響，根據(jù)化工區(qū)規(guī)劃，必須建設一座污水處理廠。 水量 最大時水量： 1042m3/h 總設計規(guī)模為 25000m3/d。 (遠期設計規(guī)模為： 100000 m3/d) 2 水質(zhì)： 處理后出水水質(zhì) 主要性能指標 /mg/l 一般性能指標 / mg/l 其他 / mg/l 處理效果 0 5 0 00 石油類 10 50 揮發(fā)酚 化物 總磷酸鹽 醛 2 氰化物 進水水質(zhì)（進入生化池時的水質(zhì)） 正常 最高 mg/l 23 65 流量 m3/h 486 521 mg/l 11 17 溫度 0C 25 35 硝酸鹽 mg/l 3 5 mg/l 7 10 mg/l 571 753 硫酸鹽 mg/l 2719 3007 mg/l 283 367 mg/l 27 63 Kg/d 6656 9905 mg/l 8895 10356 Kg/d 3298 4827 mg/l 7 8 類 mg/l 4 9 3 第一章 環(huán)境條件 境條件狀況 降雨 全年雨量 1149毫米，降雨日數(shù) 132天 ,占全年總日數(shù)的 36%。因冬夏季風交替，降水受其影響，形成了全年 3個多雨期和 3個少雨期，即春雨期、梅雨期和秋雨期為多 雨期；盛夏、秋后期和冬季為少雨期。 氣溫 全年平均氣溫 1月最冷平均為 7 月最熱為 風向 年主導風向 東南 地質(zhì) 該 工業(yè)區(qū)總面積 中一半為圍海造地新圍墾形成的陸域，地勢平坦。 廠區(qū)地形 污水廠選址區(qū)域海拔標高在 + 地面平坦。 廠區(qū)征地面積為東西長 300m,南北長 250m。 4 第二章 設計說明書 該化學工業(yè)區(qū)污水處理廠主要是用于處理石油化工廢水和區(qū)內(nèi)生活污水。 由于各個企業(yè)都具有不定量不定時排放廢水，并且水質(zhì)變化很大，污水廠所處理的廢水水量波動都較大，根據(jù)這一特征，可見對污水必須進行較好的預處理，活性污泥法的處理效果較好，所以污水廠的主要工藝流程設計為： 1. 污水廠的工業(yè)廢水與生活污水分流進入，由于工業(yè)廢水不含大的垃圾，進水處不設 格柵，格柵只是設在生活污水進水處，對生活污水進行預處理。 2由于采用的是活性污泥法，水質(zhì)水量的不穩(wěn)定都會對活性 污泥造成沖擊，影響處理能力，所以對于廢水的預處理就至關重要，而緩沖池均化池配水中和池就是這個重要環(huán)節(jié)。在流程之首就為各個工業(yè)用戶配有專門的獨立的一級緩沖池，而二級緩沖池將對幾個用戶進行混合，在二級緩沖池中配有在線測毒儀（ ,它是模擬生化池的生物發(fā)應器，進行對混合廢水的毒性在線監(jiān)測，若檢測到二級緩沖池的水質(zhì)不符合設計的出水水質(zhì)（將可能造成抑制或毒害活性污泥），池中的水將會切換到事故池中，另有一臺測毒儀將對每個用戶的水質(zhì)進行調(diào)查，找出造成毒性的根源后，將根源的廢水切換至事故池進行緩存。在事 故池的超標廢水將進行 曝氣處理，并將按一定的比例與生活污水一起排放到均化池中。 進水儀表間主要設備： 在線測毒儀： 3 臺 采樣泵： 5 臺，分別為 功率 量 110650L/h，壓力 2率 量 535L/h，壓力 2 （ 2 臺） 功率 量 1050L/h，壓力 2 （ 2 臺） 事故池主要設備： 輸送泵： ： 2 臺（ 1 備一用），能力 200m3/h，功率 力 全部二級緩沖池的出水將匯集在均化池中進行充分的混合，另外還有生活污水直接排放在這。均化池具有 4 臺潛水攪拌器，并還有 4 臺水射器，其目的在于使池中的廢水具有一定的溶解氧，避免硫酸鹽（ 原成硫化物，可以避免對生化池的影響和對設備的腐蝕。 主要設備： 潛水泵： 2 臺（ 1 備一用），能力 548m3/h，功率 22力 水攪拌器： 4 臺，功率 13力射流器： 4 臺，功率 配水中和池將對均化池的出水進行中和（采用 98的 30的 使出水的 在7間。 主要設備：攪拌機 (1 臺， 11緩沖池 均化池 中和池 推流式 曝 氣池池 沉淀池 混凝絮凝池 氣浮池 污泥緩存池 污泥濃縮池 污泥脫水間 污泥回流池 出水調(diào)節(jié)池 排海 5 5生化池采用階段 曝 氣式活性污泥法（ 曝 氣系統(tǒng)是表 曝 機）使用了二廊道設計，在池中不同地方設置了三個在線溶氧儀，對池中水的 進行監(jiān)測，并控制六臺表 曝 機的運行時間（保持 在 2 4mg/ 主要設備： 潛水攪拌器： 6 臺，功率 13面 曝氣 機： 6 臺，功率 35二沉池為中心進水輻流式，刮泥橋的轉(zhuǎn)速為 60r/h，沉淀下的污泥先收集在污泥回流井中，剩余的污 泥將進入污泥緩存池。 主要設備： 橋驅(qū)動： 1 臺，功率 泥回流泵： 2 臺（ 1 備 1 用），能力 548 m3/h，功率 22程 10m 排污泵： 2 臺（ 1 備 1 用），能力 25 m3/h，功率 程 12m 7混凝絮凝池分為兩個相連的池子，廢水先經(jīng)過混凝池，進行快速攪拌，投加 為混凝劑使油滴，膠體和懸浮固體脫穩(wěn)產(chǎn)生小礬花，再進入絮凝池進行低速攪拌，添加 丙烯酰胺）將礬花聚集較大的牢固的礬花。 主 要設備： 攪拌機： 3 臺，功率分別為 W， W， W 8氣浮的主要設備有空氣干燥機，空壓機，壓力溶氣罐，豎流式氣浮池。溶氣罐的運行壓力為 5 105氣注入罐后在水中溶解，然后飽和空氣的水通過一個釋壓裝置送至氣浮池入口，保證產(chǎn)生 50米的氣泡。產(chǎn)生的污泥有沉淀下的污泥和浮渣，這些污泥將收集到污泥緩存池。 主要設備： 橋驅(qū)動： 1 臺， W 循環(huán)泵： 2 臺（ 1 備 1 用），能力 170 m3/h，功率 55程 6m 空壓機 ： 2 臺（ 1 備 1 用），能力 30 m3/h，額定壓力 1壓力容器： 1 套，額定壓力 600量 2000L 污泥泵： 2 臺（ 1 備 1 用），能力 2 10 m3/h，功率 3力 2水排污泵： 1 臺， 23.6 m3/h，功率 力 污泥濃縮的目的是使污泥初步脫水、縮小污泥體積為后續(xù)處理創(chuàng)造條件。濃縮脫水方法有重力沉降濃縮、上浮濃縮以及其他濃縮方法。 這里使用重力濃縮 輔流式污泥濃縮池。濃縮后的污泥采用帶式壓濾機處理污泥 ，最后產(chǎn)生的干泥運往垃圾焚燒廠處理。 主要設備： 帶式壓濾機：型號： 1000；濾帶有效寬： 1000帶速度： 壓榨過濾面積： 洗水壓力 泥量： 50kg/h m 外型： 5750 1856 2683率 30出水調(diào)節(jié)池可以穩(wěn)定水質(zhì)，保證水質(zhì)達到排放標準。 6 第三章 污水處理廠工藝設計及計算 第一節(jié) 格柵 進水中格柵是污水處理廠第一道預處理設施，可去除大尺寸的漂浮物或懸浮物，以保護進水泵的正常運轉(zhuǎn)， 并盡量去掉那些不利于后續(xù)處理過程的雜物。 擬用回轉(zhuǎn)式固液分離機?；剞D(zhuǎn)式固液分離機運轉(zhuǎn)效果好，該設備由動力裝置，機架，清洗機構及電控箱組成，動力裝置采用懸掛式渦輪減速機，結構緊湊，調(diào)整維修方便，適用于生活污水預處理。 設計說明 柵條的斷面主要根據(jù)過柵流速確定，過柵流速一般為 s，槽內(nèi)流速 s 左右。如果流速過大，不僅過柵水頭損失增加，還可能將已截留在柵上的柵渣沖過格柵，如果流速過小，柵槽內(nèi)將發(fā)生沉淀。此外，在選擇格柵斷面尺寸時，應注意設計過流能力只為格柵生產(chǎn)廠商提供的最大過 流能力的 80%，以留有余地。格柵柵條間隙擬定為 設計流量： 000m3/d 333m3/h=s=93L/s 錯誤 !未找到引用源。 b. 最大日流量 z 333m3/h=h=s 設計參數(shù)： 柵條凈間隙為 b= 柵前流速 1=s 過柵流速 s 柵前部分長度： 柵傾角 =60 單位柵渣量： 1=渣 /103水 設計計算： 定柵前水深 根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式 錯誤 !未找到引用源。 計算得： 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 所以柵前槽寬約 前水深 h 格柵計算 錯誤 !未找到引用源。 說明： 最大設計流量， m3/s； 格柵傾角，度（）； h 柵前水深， m； 污水的過柵流速， m/s。 柵條間隙數(shù)（ n） 為 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 柵槽有效寬度（ 錯誤 !未找到引用源。 ） 設計采用 10 圓鋼為柵條，即 S= 錯誤 !未找到引用源。 =m) 通過格柵的水頭損失 誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 計算水頭損失； g 重力加速度； K 格柵受污物堵塞使水頭損失增大的倍數(shù)，一般取 3； 阻力系數(shù)，其數(shù)值與格柵柵條的斷面幾何形狀有關，對于圓形斷面， 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 所以：柵后槽總高度 H 7 H=h+h1+m) （ 柵前渠超高，一般取 柵槽總長度 L 錯誤 !未找到引用源。錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 誤 !未找到引用源。 進水渠長， m； 柵槽與出水渠連接處漸窄部分長度， m； 進水渠寬，； 1 進水漸寬部分的展開角，一般取 20。 錯誤 !未找到引用源。 圖一 格柵簡圖 渣量計算 對于柵條間距 b=中格柵，對于城市污水，每單位體積污水爛截污物為 03日柵渣量為 錯誤 !未找到引用源。 =d 攔截 污物量大于 d，宜采用機械清渣。 第二節(jié) 推流式 曝氣池 采用活性污泥法是現(xiàn)今比較成熟的污水處理工藝，并且處理效果好，但是對于污水的水質(zhì)， 度等要求比較嚴格。通過比較，該廠采用階段 曝氣法，曝氣系統(tǒng)采用倒傘式表曝機，該法對于池中不同階段的需氧量能夠靈活控制，活性污泥法要求水中的 2 4,N： P=100： 5： 1，在這范圍內(nèi)處理能力較好。 設計參數(shù)： 67 ， 0 進水 Q=25000m3/d=1042 m3/d =m3/d X=， 回流比 R=體超高 有效水深 生物每代謝 1a=以 ） 每 性污泥每天自身氧化所需的氧量 b=以 ） 污泥增長系數(shù) a=0.6 泥自身氧化率 b=d 時變化系數(shù) f= 完全混合系數(shù) 采用推流式： 錯誤 !未找到引用源。 圖二 曝氣池簡圖 計算： 除率： 錯誤 !未找到引用源。 污泥負荷： 錯誤 !未找到引用源。 誤 !未找到引用源。 (合 50150) 曝氣池總體積： 錯誤 !未找到引用源。 （設計取 18000 錯誤 !未找到引用源。 ） 8 單池計算： 單池有效體積： V=V/2=18000/2=9000 錯誤 !未找到引用源。 有效面積： S=V/000/000廊道： W= 錯誤 !未找到引用源。 總高 :H=h1+力停留時間 : 理論 (1+R)Q 錯誤 !未找到引用源。 總需氧量： 錯誤 !未找到引用源。 日去除 誤 !未找到引用源。 每公斤污泥每天需氧量 錯誤 !未找到引用源。 去除每公斤 氧量 錯誤 !未找到引用源。 表曝機的選用： 采用固定倒傘式，包括電動機，傳動裝置，曝氣葉輪 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 單池具有 6 部 曝氣機，單機充氧量 R=h 取直徑 D=核： D/水深 =!未找到引用源。 （ 池型修正系數(shù)） 葉輪直徑 錯誤 !未找到引用源。 錐體直徑 錯誤 !未找到引用源。 葉片寬 錯誤 !未找到引用源。 葉片高 錯誤 !未找到引用源。 葉片數(shù) n=18 片 錯誤 !未找到引用源。 圖三 倒傘式曝氣葉輪結構簡圖 污泥產(chǎn)量： 錯誤 !未找到 引用源。 泥齡： 錯誤 !未找到引用源。 剩余污泥排放量： 錯誤 !未找到引用源。 第三節(jié) 沉淀池 采用中心進水輻流式沉淀池： 9 圖四 沉淀池簡圖 設計參數(shù)： 沉淀池個數(shù) n=2； 水力表面負荷 q=1出水堰負荷 s m(m d)；沉淀時間 T=2h；錯誤 !未找到引用源。 污泥斗下半徑 m，上半徑 m；剩余污泥含水率 設計計算： 池表面積 錯誤 !未找到引用源。 池面積 錯誤 !未找到引用源。 （取 530 錯誤 !未找到引用源。 ） 直徑 錯誤 !未找到引用源。 （取 530m） 淀部 分有效水深 (混合液在分離區(qū)泥水分離，該區(qū)存在絮凝和沉淀兩個過程，分離區(qū)的沉淀過程會受進水的紊流影響，取 錯誤 !未找到引用源。 淀池部分有效容積 錯誤 !未找到引用源。 淀池坡底落差 （取池底坡度 i= 錯誤 !未找到引用源。 淀池周邊（有效）水深 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 泥斗容 積 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 池底可儲存污泥的體積為： 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 淀池總高度 H=+誤 !未找到引用源。 進水系統(tǒng)計算 池設計流量 521m3/h（ s） 進水管設計流量： (1+R)=s 管徑 00錯誤 !未找到引用源。 水豎井 進水井徑采用 出水口尺寸 6個沿井壁均勻分布 出水口流速 10 錯誤 !未找到引用源。 流筒計算 圖六 進水豎井示意圖 筒中流速 錯誤 !未找到引用源。 紊流筒過流面積 錯誤 !未找到引用源。 紊流筒直徑 錯誤 !未找到引用源。 水部分設計 形集水槽內(nèi)流量 錯誤 !未找到引用源。 =m3/s 形集水 槽設計 采用單側集水環(huán)形集水槽計算。 錯誤 !未找到引用源。 設槽中流速 v=s 設計環(huán)形槽內(nèi)水深為 水槽總高度為 高） =用 90三角堰。 水溢流堰的設計（采用出水三角堰 90） 上水頭（即三角口底部至上游水面的高度） 誤 !未找到引用源。 誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 圖七 溢流堰簡圖 第四節(jié) 混凝絮凝池 設計參數(shù)： 混凝池：（池數(shù)： 2 個） 單池流量 Q=1042/2=521 m3/h 停留時間 深 H=高 h=誤 !未找到引用源。 （取 9 S=9/計池為方形， L=W= 絮凝池 ： （池數(shù)： 2 個） 單池流量 Q=1042/2=521 m3/h 停留時間 5深 H=高 h=誤 !未找到引用源。 S=8.9 計池長 W=5m， L=五節(jié) 氣浮池 11 設計參數(shù)： 水力負荷 q=分離區(qū)原水懸浮物濃度 00=氣壓力 P= 錯誤 !未找到引用源。 溫 錯誤 !未找到引用源。 （溶解度系數(shù) 105空氣飽和量 ） 溶氣效率： f=流密度： I=2500 錯誤 !未找到引用源。 ， 污泥含水率 6% 單池流量 Q=1042/2=521m3/h，氣固比： =每天產(chǎn)生污泥量： 干泥量： 21 12.6 kg/污泥量： 誤 !未找到引用源。 （取 8 m3/h） 回流水量： 錯誤 !未找到引用源。 空壓機的額定氣量： 錯誤 !未找到引用源。 氣浮池：（輻流式底部進水，池數(shù)： 2 個） 積計算： 設計上浮速度 0，下沉速度 接觸區(qū)面積： 錯誤 !未找到引用源。 （取 20 錯誤 !未找到引用源。 ） 分離區(qū)面積： 錯誤 !未找到引用源。 （取 110 錯誤 !未找到引用源。 ） 總面積： A=20+110=130 錯誤 !未找到引用源。 直徑： D=13m 錯誤 !未找到引用源。 體積計算： 分離部分有效水深： h2=qT=誤 !未找到引用源。 離部分有效容積： 錯誤 !未找到引用源。 周邊有效水深： H0=h2+錯誤 !未找到引用源。 ） 池底計算 取池底坡度 i=誤 !未找到引用源。 池底體積： 錯誤 !未找到引用源。 污泥斗： 上部邊長為： l=部邊長為： l=角 錯誤 !未找到引用源。 斗高： 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 總體積： 總高 H=0+h4+誤 !未找到引用 源。 錯誤 !未找到引用源。 渣斗計算： 錯誤 !未找到引用源。 12 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 第六節(jié) 污泥濃縮池 泥量： W=2=92=611.6 m3/d=m3/h 脫水后污泥的含水率 5% 淀 池剩余污泥濃縮后體積： 錯誤 !未找到引用源。 浮池污泥濃縮后體積： 錯誤 !未找到引用源。 產(chǎn)泥量： 錯誤 !未找到引用源。 縮池設計計算：（懸掛式中心傳動） 設兩座輻流式濃縮池，池內(nèi)設一臺帶攪動柵的中心傳動刮泥機，并帶工作橋。，進泥管采用上部進泥，每池進泥管上設手、電動閘閥一個，可控制兩池進泥狀態(tài)。 數(shù)： 污泥量 d=h，表面水力負荷 q=m3/h，停留時間 7h 池底傾角 錯誤 !未找到引用源。 ；底部泥斗：上直徑 m，下直徑 m， 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 體計算： 錯誤 !未找到引用源。 單池面積： 錯誤 !未找到引用源。 ，直徑 D=5m 有效水深： m，有效體積： 錯誤 !未找到引用源。 池底落差： 錯誤 !未找到引用源。 池底體積： 錯誤 !未找到引用源。 泥斗高： 錯誤 !未找到引用源。 泥斗體積： 錯誤 !未找到引用源。 單池總有效體積： 錯誤 !未找到引用源。 總高： H=h1+h2+h3+（ 雙池總體積： 核： 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 ,合乎要求 第七節(jié) 脫水機房 13 脫水機房由污泥混合池、脫水機房及泥餅堆放間合建而成。污泥混合池平面尺寸為 2m 效水深 2m。為了避免剩余污泥在混合貯池內(nèi)沉淀，設有攪拌機一臺。 脫水間平面尺寸為 12m，安裝有制藥液裝置一套，最大制備能力 10kg/用 液濃度 投藥泵 2臺 (1用 1備 )，選用計量泵， Q=H=20m。另外設螺桿泵兩臺（一用一備），從混合池抽吸污泥到脫水機。設 帶式壓濾機 2臺 (一用一備，與螺桿泵和投藥泵對應 )，處理能力 為 30m3/水后污泥通過無軸螺旋輸送機，輸送至污泥堆放間，運到污水廠附近的垃圾焚燒場進行處理