污水處理廠課程設(shè)計

1、某市城市污水處理廠課程設(shè)計 姓名 * 學(xué)號*0713112 指導(dǎo)老師 趙群英11污水處理課程設(shè)計指導(dǎo)書一、 課程設(shè)計的目的通過城市污水處理廠的課程設(shè)計，鞏固學(xué)習(xí)成果，加深對污水處理課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)和理解，掌握污水處理廠設(shè)計的方法，培養(yǎng)和提高計算能力、設(shè)計和繪圖水平。在教師指導(dǎo)下，基本能獨立完成一個中、小型污水處理廠的工藝設(shè)計，鍛煉和提高分析及解決工程問題的能力。二、 課程設(shè)計的要求 基本要求：完成設(shè)計說明書一份，工藝擴初設(shè)計圖紙兩張（1#），其中污水處理廠平面布置圖一張，污水和污泥處理工藝高程布置圖一張。三、課程設(shè)計的內(nèi)容1、根據(jù)水質(zhì)、水量、地區(qū)條件、施工條件和一些污水處理廠運轉(zhuǎn)情況選定處理方案

2、和確定處理工藝流程。2、通過對比選定具體的構(gòu)筑物。3、擬定各種構(gòu)筑物的設(shè)計流量及工藝參數(shù)。4、計算的構(gòu)筑物的有關(guān)尺寸，數(shù)目。（設(shè)計時要考慮到構(gòu)筑物及其構(gòu)造、施工上的可能性。5、根據(jù)各構(gòu)筑物的確切尺寸，確定個構(gòu)筑物在平面布置上的確切位置，結(jié)合附屬構(gòu)筑物、廠區(qū)道路、綠化，最后完成平面圖布置。6、根據(jù)平面布置，計算確定各個主要構(gòu)筑物水面及管線的高程。最后完成工藝高程圖布置。7、繪制本設(shè)計任務(wù)書中指定的水廠平面，工藝高程圖紙兩張（1#圖）。8、寫出設(shè)計說明書。四、參考資料1、排水工程（第四版）教材（下冊）2給水排水設(shè)計手冊第一、五、十一冊。五、進度要求課程設(shè)計要求在兩周內(nèi)完成。下發(fā)設(shè)計任務(wù)日期：201

3、4年6月2日提交設(shè)計成果日期：2014年6月14日污水處理廠課程設(shè)計任務(wù)書一、 設(shè)計原始資料a 設(shè)計題目：某市城市污水處理廠課程設(shè)計b 題目背景1）城市概況：該市地處東南沿海，北回歸線橫貫市區(qū)中部，該市在經(jīng)濟發(fā)展的同時，城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)未能與經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展，城市污水處理率僅為3.4%，大量的污水未經(jīng)處理直接排入河流，使該城市的生態(tài)環(huán)境受到嚴重的破壞。為了把該城市建設(shè)成為經(jīng)濟繁榮、環(huán)境優(yōu)美的現(xiàn)代化城市，籌建該市的污水處理廠已迫在眉睫。 該市有人口52萬，規(guī)劃10年后發(fā)展到62萬人。該市是一個以輕工業(yè)、冶金、家電、外貿(mào)為主題的新興現(xiàn)代化城市。 2）自然條件： （1）地形地貌：該市具有中低山、丘陵、

4、盆地和平原等多種地貌類型，地勢西北高，東南低。 （2）工程地質(zhì)：該市地質(zhì)巖層出露白堊系地層，該市地層覆蓋層為第四紀近代沖擊層，厚4060米，上層一般為耕植土、淤土、砂質(zhì)粘土、亞粘土、細中砂和殘積粘土。地基承載力為1.23.5kg/cm2,地震等級為6級以下，電力供應(yīng)良好。 （3）氣象資料：該市地處亞熱帶，面臨東海，海洋性氣候特征明顯，冬季暖和有陣寒，夏季高溫?zé)o酷暑，歷年最高溫度38，最低溫度4，年平均溫度24。常年主導(dǎo)風(fēng)向為南風(fēng)。 （4）水文資料：該市內(nèi)河流最高洪水位+1米，最低水位3.5米，平均水位-2.5米，地下水位為離地面8.0米，廠區(qū)內(nèi)設(shè)計地面標(biāo)高為±0.0米,城市污水排水管

5、進入廠區(qū)的標(biāo)高為-1m。3>出廠水質(zhì)出水水質(zhì)；GB189182002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)一級A標(biāo)準(zhǔn) c工程設(shè)計規(guī)模： （1）污水量：根據(jù)該市總體規(guī)劃和排水現(xiàn)狀，污水量如下： 1）生活污水量： 該市地處亞熱帶，夏季氣候炎熱，由于氣候和生活習(xí)慣，該市在國內(nèi)一向?qū)儆谂潘扛叩牡貐^(qū)。據(jù)統(tǒng)計和預(yù)測，該市近期水量150L/人·d；遠期水量250L/人·d。 2）工業(yè)污水量：市內(nèi)工業(yè)企業(yè)的生活污水和生產(chǎn)污水總量4100m3/d。 3）污水總量：總污水量為生活污水量和工業(yè)污水量的總和。 （2）污水水質(zhì)：進水水質(zhì)： 生活污水BOD5為200mg/L,SS為300mg/L，TN為

6、25mg/l,氨氮為15mg/L,pH為69，總磷為2mg/L。 工業(yè)廢水:BOD5為500mg/L，SS為300mg/L, TN為50mg/l,氨氮為30mg/L,pH為69，總磷為3mg/L?；旌衔鬯疁囟龋合募?8，冬季10，平均溫度為20。 （3）工程設(shè)計規(guī)模：該市排水系統(tǒng)為完全分流制，污水處理廠設(shè)計規(guī)模主要按遠期需要考慮，以便預(yù)留空地以備城市發(fā)展所需。二、 設(shè)計要求：a 根據(jù)以上資料，對該城市進行污水處理廠的擴大初步設(shè)計。b 編寫設(shè)計說明計算書，包括確定合理的污水處理工藝流程，污水和污泥構(gòu)筑物的設(shè)計計算，計算正確并附有必要簡圖。進行污水處理廠的平面布置設(shè)計和高程布置，合理安排處理構(gòu)筑物

7、、站內(nèi)管道系統(tǒng)及輔助建筑物的平面位置及標(biāo)高。c 畫出兩張圖：(2號圖紙)污水處理廠平面布置圖污水和污泥處理工藝高程布置圖工業(yè)污水量4100 m3/d。有人口從52萬，規(guī)劃10年后發(fā)展從62萬。1污水處理工藝流程本工程，污水要求處理程度高，對SS,BOD5,NH3N,P去除率要求分別達到96.67%，95.35%,68.75%和75%以上的要求；BOD5:N:P=100:12.09:0.93,氮和磷明顯高于微生物所需要的BOD5:N:P=100:5:1的比例要求，需要進行脫氮除磷處理。1.1采用生物脫氮除磷工藝的可行性分析。 （1）BOD5:TN是評價能否采用生物脫氮的主要指標(biāo)，當(dāng)城市污水BOD

8、5:TN接近4，即可認為污水有足夠的碳源供反硝化細菌利用。本設(shè)計比例BOD5:TN=8.27,遠大于標(biāo)準(zhǔn)，滿足要求。 （2）BOD5:TP是評價能否采用生物除磷的主要指標(biāo)，較高的BOD5負荷可以取得較好的除磷效果。進行生物除磷的低限是BOD5:TP=17，本工程BOD5:TP=107.5，能滿足要求。據(jù)此分析，本設(shè)計可以采用生物法對污水進行脫氮除磷處理。工藝流程圖消毒原污水平流初沉池輻流二沉池平流沉砂池細格柵粗格柵排入納污河流提升泵房濃縮池曝氣池柵渣外運回流污泥鼓風(fēng)曝氣污泥機械脫水.泥餅外運2.1設(shè)計流量根據(jù)城市總體規(guī)劃，污水廠擬建于該城市南側(cè)，河流西岸，地勢平坦，擬建地面標(biāo)高為5m。該城市污

9、水主干管終點(污水廠進水口)的管內(nèi)底標(biāo)高411.00m，D=800m，i=0.002，v=1.15m/s，h/D=0.56。2.1：生活污水設(shè)計流量： 近期排水量： 遠期排水量： 2.2：生活污水總變化系數(shù)： 近期： 遠期：2.3工業(yè)廢水設(shè)計流量近期排水量：2.4工業(yè)廢水總變化系數(shù) 近期：2.5：平均流量： 平均流量=生活污水流量+工業(yè)廢水流量 近期： 遠期：2.6：最大設(shè)計流量：最大設(shè)計流量=生活污水×生活污水總變化系數(shù)Kz工業(yè)廢水×工業(yè)廢水時變化系數(shù) 近期最大設(shè)計流量：遠期最大設(shè)計流量：2.7混合液濃度前期；后期：3.1 處理程度計算3.1：SS的去除率:3.2:的去除

10、率：出水中總.根據(jù)課本公式將出水中總的計算成活性污泥的。公式中：b微生物自身氧化率。取值范圍為0.050.1； 在處理水的懸浮物固體中，在活性的微生物所占的比例。的取值：對高負荷活性污泥處理系統(tǒng)為0.8；延時曝氣系統(tǒng)為0.1；其他活性污泥處理系統(tǒng)，在一般負荷條件下，可取0.4。 活性污泥處理系統(tǒng)的處理水中的懸浮固體濃度mg/L。 則出水溶解性為： 則：的去除率為 4：處理構(gòu)筑物形式選擇：4.1：粗格柵：粗格柵用以截留水中的較大懸浮物或漂浮物，以減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負荷，用來去除那些可能堵塞水泵機組駐管道閥門的較粗大的懸浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運行的裝置。a.格柵的設(shè)計，應(yīng)符合下列要求：經(jīng)

11、初步核算每日柵渣量0.2 m3/d。所以采用機械除渣。我國過柵流速一般采用0.6-1.0m/s。此次設(shè)計采用0.9m/s。格柵傾角一般采用45-75°。機械清除國內(nèi)一般采用60-70°本設(shè)計采用60°。格柵前渠道內(nèi)水流速度一般取0.4-0.9 m/s。本設(shè)計取0.9 m/s。b.設(shè)計參數(shù)：設(shè)計流量：； 格柵間隙: ；過柵流速: ； 格柵傾角：柵條寬度: ； （1）確定格柵前水深，根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式計算得:柵前槽寬，則柵前水深（2）柵條間隙數(shù)： (取n=78)（3）柵槽有效寬度：B0=s（n-1）+en=0.01×（78-1）+0.02×78=

12、2.33m 考慮0.5m隔墻：B=2B0+0.5=（4）進水渠道漸寬部分長度：進水渠寬：（5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度：（其中1為進水渠展開角，取1=）（6）柵后槽總高度（H）本設(shè)計取柵前渠道超高=0.3m，則柵前槽總高度H1=h+h2=0.84+0.3=0.87mH=h+h1+h2=0.84+0.101+0.3=1.241m（7）柵槽總長度 L=L1+L2+0.5+1.0+ H1/ =4.84+2.42+0.5+1.0+0.87/tan60°=9.26m4.2 污水提升泵房設(shè)計計算本設(shè)計采用傳統(tǒng)活性污泥法工藝系統(tǒng)，污水處理系統(tǒng)簡單，只考慮一次提升。然后經(jīng)平流沉砂池，自流通

13、過初沉池、曝氣池、二沉池及接觸池，最后由出水管道排入納污河流。設(shè)計流量：Q=1.265m3/s1）泵房進水角度不大于45度。2）相鄰兩機組突出部分得間距，以及機組突出部分與墻壁的間距，應(yīng)保證水泵軸或電動機轉(zhuǎn)子再檢修時能夠拆卸，并不得小于0.8。如電動機容量大于55KW時，則不得小于1.0m，作為主要通道寬度不得小于1.2m。3）.水泵為自灌式。b.泵房設(shè)計計算各構(gòu)筑物的水面標(biāo)高和池底埋深計算見高程計算。集水池容積： 考慮不小于一臺泵5min的流量：泵房采用圓形平面鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),尺寸為18 m×12m,泵房為半地下式泵房高10m地下埋深6m，水泵為自灌式取有效水深h=1.3m，則集水

14、池面積為: 。4.3 泵后細格柵設(shè)計計算1.細格柵設(shè)計說明污水由進水泵房提升至細格柵沉砂池，細格柵用于進一步去除污水中較小的顆粒懸浮、漂浮物。細格柵的設(shè)計和中格柵相似。2.設(shè)計參數(shù)確定：已知參數(shù)：Kp=1.3，Qmax=0.95m3/s，。柵條凈間隙為3-10mm，取e=10mm，格柵安裝傾角600 過柵流速一般為0.6-1.0m/s ,取=0.9m/s,柵條斷面為矩形，選用平面A型格柵,柵條寬度S=0.01m，其漸寬部分展開角度為200設(shè)計流量：過柵流速: ； 柵條寬度: ； 格柵傾角：格柵間隙: ； 柵前流速：3. 設(shè)計計算 細格柵設(shè)計兩組，每組的設(shè)計流量為：。（1）確定格柵前水深，根據(jù)最

15、優(yōu)水力斷面公式計算得柵前槽寬，則柵前水深（2）柵條間隙數(shù) （3）柵槽有效寬度B=s（n-1）+en=0.01×（80-1）+0.01×80=1.59m考慮0.5m隔墻：B=2B0+0.5=（4）進水渠道漸寬部分長度：進水渠寬：（5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度：（其中1為進水渠展開角，取1=）（6）柵后槽總高度（H） 取柵前渠道超高h2=0.3m，則柵前槽總高度H1=h+h2=0.82+0.3=1.12m 柵后槽總高度H=h+h1+h2=0.82+0.26+0.3=1.38m（7）格柵總長度 L=L1+L2+0.5+1.0+ H1/tan=2.42+6.8+0.5+1

16、.0+1.12/tan60°=11.3m4.4 平流式沉砂池污水中將比重較大的顆粒去除，其工作原理是以重力分離為基礎(chǔ)，故應(yīng)將沉砂池的進水流速控制在只能使比重大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒則隨水流帶起立平流沉砂池截留無機顆粒效果好，屬于最基本結(jié)構(gòu)最簡單造價較低廉的沉砂設(shè)施，工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡單，排沉沙斗較方便，截流效果好。 這里流量Q按平均流量計算，所以（1）平流沉砂池長度：L設(shè)： （流速要求在0.150.3m/s）；（停留時間要求為30s60s）。則： 。（2）水流斷面積 （3）池總寬度：設(shè)2格，取格寬； 則：（4）有效水深： ，滿足要求。（5）沉砂池室所需容積： 設(shè)計T=2d，即考

17、慮排泥間隔天數(shù)為2天，則每個沉砂斗容積為： （6）每個沉砂斗容積：設(shè)取一個分格有兩個沉砂斗,則 （7）沉砂斗各部分尺寸設(shè)計斗底寬=1.0m，斗壁與水平面的傾角為60°，斗高=1.0m，則沉砂斗上口寬：沉砂斗容積：（8）沉砂室高度：采用重力排砂，設(shè)池底坡度為0.06，坡向砂斗，則 ： 則沉泥區(qū)高度為： 池總高度H:設(shè)超高，則總高為（9）驗算最小流速： 0.15m/s，符合要求。（10）排砂管道 本設(shè)計采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管徑4.5 平流初沉池沉淀效果好，對沖擊負荷和溫度變化適應(yīng)能力強，施工簡單，布置緊湊排泥設(shè)備趨于穩(wěn)定適用于大、中、小型污水處理廠。進水處應(yīng)設(shè)檔板，其高出池內(nèi)

18、水面0.1-0.15m.擋板淹沒深度為進水口處不應(yīng)小于0.25，溢流多采用三角堰出水，水面宜高于齒高的1/2處，出水堰前需要設(shè)置收集和排除浮渣的設(shè)施。設(shè)2個初沉池。取 表面水利負荷q=2 m3 /( m2 h)沉淀時間t=1h（1）沉淀區(qū)水域面積A=m2（2）有效水深（3）沉淀區(qū)有效容積（4）池長 取 V= 10mm/s總長度L=57.2+0.5=0.3=58.0m(5)池子寬 B B1=（6）池子高H（7）校核長寬比（8）校核長深比4.6 曝氣池傳統(tǒng)活性污泥法，又稱普通活性污泥法，污水從池子首段進入池內(nèi)，二沉池回流的污泥也同步進入，廢水在池內(nèi)呈推流形式流至池子末端，流出池外進入二次沉淀池，進

19、行泥水分離。污水在推流過程中，有機物在微生物的作用下得到降解，濃度逐漸降低。傳統(tǒng)活性污泥法對污水處理效率高，BOD去除率可待90%以上，是較早開始使用并沿用至今的一種運行方式。本工藝設(shè)計曝氣池采用廊道式，二沉池為輻流式，采用螺旋泵回流污泥。 根據(jù)要求，處理效率應(yīng)90。（1）曝氣池按-污泥負荷法計算設(shè)置近期曝氣池2個，原水=200mg/l,假定一級處理去除率為25%，所以濃度為216（125%）=183.6 mg/l； 帶入值，有：（2）混合液污泥濃度： 查圖4-7得到相應(yīng)的值為120.且取. 則： (3)確定曝氣池容積： （4）曝氣池各部分尺寸確定：本設(shè)計設(shè)組5廊道曝氣池，在曝氣池進水端和出水

20、端設(shè)橫向配水渠道，在兩池中間設(shè)配水渠道與橫向配水渠相連，污水與二沉池回流污泥從第一廊道進入曝氣池。曝氣池平面圖如圖 設(shè)2組曝氣池，則每組容積為： 池深取5m，則兩組曝氣池的面積F為： 池寬取6m，。11.22,符合要求。 池長： ，符合要求。設(shè)五廊道式曝氣池：廊道長：取超高為；則：池總高度為：近期設(shè)曝氣池2個，遠期備用1個。4.7 輻流式二沉池 輻流式沉淀池：進水槽斷面較大，而槽底的孔口較小，布水比較均勻，過水面積大，下向流的流速小，可促使活性污泥絮凝。沉淀池內(nèi)水流更穩(wěn)、進出水配水更均勻、存排泥更方便，提高了沉淀池容積利用系數(shù)。 為了使沉淀池內(nèi)水流更穩(wěn)、進出水配水更均勻、存排泥更方便，采用吸泥

21、機排泥。二沉池選用圓形的向心流輻流式沉淀池,即周邊進水周邊出水方式。該沉淀池采用周邊進水，中心出水的幅流式沉淀池，采用吸泥機排泥。因其可設(shè)計的個數(shù)較少,運行管理較簡單.向心流輻流式沉淀池在一定程度上也克服了普通輻流式沉淀池中心進水流速較大對池底污泥干擾等缺點，容積利用率大大提高較普通輻流式沉淀效率更高.計算草圖如下圖：二沉池計算草圖平均日流量為：近期。曝氣池混合液懸浮濃度；回流污泥濃度，污泥回流比. 超高，取0.3m。 緩沖層高，機械排泥，取0.3m。 污泥斗高度，取1.5m（1）沉淀池部分水面面積： 設(shè)池數(shù)個；表面負荷，則： （2）池子直徑： (3)單池設(shè)計流量： （4）沉淀池有效水深：設(shè)（

22、5）池邊高度： （6）沉淀池高度： 二沉池近期使用2個；遠期1個，進入二沉池的管徑取DN400mm。出水管管徑DN=1000m，沉淀池采用周邊傳動刮吸泥機，周邊傳動刮吸泥機的線速度為2-3m/min，刮吸泥機底部設(shè)有刮泥板和吸泥管，利用靜水壓力將污泥吸入污泥槽，沿進水豎井中的排泥管將污泥排至分配井中。排泥管采用DN200mm.經(jīng)校核滿足要求。4.8濃縮池 濃縮池計算草圖（1）曝氣池系統(tǒng)每日增加的活性污泥量：(2） 曝氣池每日排出的剩余污泥量為：（3） 則：2個曝氣池每日排出剩余污泥總量為： 設(shè)經(jīng)曝氣池后污泥的含水率為，則：濕泥量為： （4）濃縮池平面面積： 使用公式為： 此設(shè)計中：,則： （5

23、）本設(shè)計采用4個污泥濃縮池，則單個池面積為。 （6）濃縮池的直徑： ，本設(shè)計取。 （7）濃縮池的容積： 式中：-濃縮池濃縮時間（h），一般采用1016h，本設(shè)計取12h。（8）沉淀池有效水深：(9)總高度：濃縮池的超高h1取0.30m，緩沖層高度h3取0.30m，h4泥斗的垂直高度，取1.5m則總高度H: 本設(shè)計最后確定濃縮池的總高度為，近期考慮設(shè)3座，遠期使用1座，各部分尺寸相同，采用污泥管道最小管徑為，間歇將污泥排出。 經(jīng)校核滿足要求。4.9 污泥機械脫水1. 污泥機械脫水設(shè)計說明： 污水處理廠污泥二級消化后從二級消化池排出污泥的含水率約95%左右，體積很大。因此為了便于綜合利用和最終處置，需對污泥做脫水處理，使其含水率降至60%-80%，從而大大縮小污泥的體積。（1） 污泥脫水機械的類型，應(yīng)按污泥的脫水性質(zhì)和脫水要求，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后選用。 （2） 污泥進入脫水機前的含水率一般不應(yīng)大于98。（3） 經(jīng)消化后的污泥，可根據(jù)污水性質(zhì)和經(jīng)濟效益，考慮在脫水前淘洗。 （4） 機械脫水間的布置，應(yīng)按規(guī)范有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，并應(yīng)考慮泥餅運輸設(shè)施和通道。 （5）脫水后的污泥應(yīng)設(shè)置污泥堆場或污泥料倉貯存，污泥堆場或污泥料倉的容量應(yīng)根據(jù)污泥出路和運輸條件等確定。 (6) 污泥機械脫水間應(yīng)設(shè)置通風(fēng)設(shè)施。每小時換氣