水污染課程設(shè)計

1、課 程 設(shè) 計題 目：某城市日處理量6萬m3污水處理工程設(shè)計教 學(xué) 院： 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院專 業(yè)：學(xué) 號：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師： 2014年 6月12日目錄目錄- 2 -第一章 緒論- 4 - 4 - 4 - 4 -第二章 污水處理工藝流程說明- 5 -2.1、工藝方案分析- 5 -2.2、工藝流程- 5 -第三章 設(shè)計說明書- 5 -3.1、進(jìn)水管道的計算- 5 -3.2 集水池- 6 -3.2.1 設(shè)計說明- 6 -3.2.2 設(shè)計計算- 6 -3.3、粗格柵- 6 -3.3.1、柵條間隙數(shù)- 7 -3.3.2、柵槽寬度- 7 -3.3.3、過柵水頭損失：- 7 -3.3.4、格柵總高度的

2、計算- 7 -3.4、沉砂池- 8 -3.5、初沉池- 9 -3.5.1、沉淀池總面積- 10 -3.5.2、沉淀池有效水深- 10 -3.5.4、沉淀池長度- 10 -3.5.5、沉淀池的總寬度：- 10 -3.5.6、沉淀池個數(shù)- 10 -3.5.7、校核：- 10 - 11 -3.7 計量槽的設(shè)計- 11 -3.8、曝氣池的設(shè)計- 12 -3.8.1、曝氣池進(jìn)水濃度的確定- 13 -3.8.2、確定曝氣池對的去除率- 13 -3.8.3、確定混合液污泥濃度(X)- 14 -3.8.4、平均時需氧量的計算- 15 -3.8.6、供氣量的計算- 15 -3.8.7、空氣管計算- 17 -3.

3、9、鼓風(fēng)機選用- 17 -3.10、二次沉淀池- 18 -3.10.1、尺寸計算- 18 -3.10.2、校核- 19 -3.11、污泥泵房- 19 -3.12、消毒接觸池- 20 -3.12.1、接觸池的尺寸設(shè)計- 20 -3.12.2、加氯間設(shè)計- 20 -第四章 污水處理廠的總體布置- 21 -4.1、廠址選擇- 21 -4.2、平面布置- 21 -4.2.1、總平面布置原則- 21 - 22 -4.3、高程布置- 22 -4.3.1、高程布置原則- 22 -4.3.2、高程布置結(jié)果- 22 -4.4、附屬建筑物- 23 -第五章 參考文獻(xiàn)- 23 -第一章 緒論某城市日處理量6萬m3污

4、水處理工程設(shè)計污水經(jīng)二級處理后應(yīng)符合城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）一級出水B標(biāo)準(zhǔn)：CODCr 60mg/L，BOD520mg/L，SS20mg/L，NH3-N8mg/L進(jìn)水水質(zhì)：CODCr =250mg/L，BOD5=150mg/L，SS =200mg/L，NH3-N = 25mg/L，pH=7.0氣象及水文資料該市地處內(nèi)陸中緯度地帶，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候。年平均氣溫14.1，最熱月平均氣溫22.026.9，最冷月-4.5-0.5。極端最高氣溫41，極端最低氣溫-22.4。年日照時數(shù)2105小時。多年平均降雨量534毫米，集中于7、8、9月，占總量的5565%，受季

5、風(fēng)環(huán)流影響，冬季多北風(fēng)和西北風(fēng)，夏季多南風(fēng)或東南風(fēng)，市區(qū)全年主導(dǎo)風(fēng)向為東北風(fēng)，頻率為17%，年平均風(fēng)速2.55米/秒。污水排水接納河流資料：該污水廠的出水直接排入廠區(qū)外部的河流，其最高洪水位（50年一遇）為350.0m，常水位為348.0m，枯水位為345.0m。廠址及場地現(xiàn)狀：該污水處理廠選址于城市東郊，場地地勢平坦，由西北坡向東南，場地標(biāo)高35353.5米之間，位于城市中心區(qū)排水管渠末端，交通便利。出水水質(zhì)：CODCr 120mg/L，BOD5 30mg/L，SS 30mg/L。第二章 污水處理工藝流程說明2.1、工藝方案分析由于污水的水質(zhì)較好，污水處理工程沒有脫氮除磷的特殊要求，主要的去

6、處目標(biāo)是BOD5，根據(jù) 可知,污水可生物降解, 重金屬及其他難以生物降解的有毒有害污染物一般不超標(biāo), 針對以上特點，以及出水要求，現(xiàn)有城市污水處理技術(shù)的特點，即采用傳統(tǒng)活性污泥法工藝處理本設(shè)計采取活性污泥法二級生物處理，曝氣池采用傳統(tǒng)的推流曝氣池。出水2.2、工藝流程污水的處理工藝流程如下圖：曝氣池計量槽格柵污水泵房原污水二沉池沉砂池回流污泥污泥濃縮池污泥泵房污泥脫水機庫泥餅外運第三章 設(shè)計說明書3.1、進(jìn)水管道的計算 根據(jù)流量該市排水系統(tǒng)為合流制，污水流量總變化系數(shù)為K=1.38，所以設(shè)計流量為，選擇管徑D=1000mm，坡度。由水污染控制工程附錄查得，進(jìn)水管充滿度h/D=0.55，流速。計

7、算得設(shè)計水深。3.2 集水池3.2.1 設(shè)計說明集水池的作用是盡可能減少廢水特征上的波動，為后續(xù)水處理系統(tǒng)提供一個穩(wěn)定和優(yōu)化的操作條件，一般采用不大于最大一臺水泵5min的出水量。設(shè)計參數(shù)：設(shè)計流量Q=3450m3/h；有效水深h3m 水力停留時間t5min。3.2.2 設(shè)計計算1.集水池有效容積（V）VQ·t3450×為保證正常工作，設(shè)計為有效容積的1.2倍，則×287.5345m3 設(shè)計為長方體形狀。2.集水池表面積（A）A115m33.設(shè)計長L=15m,寬B=10m。則集水池實際容積 V=12×10×3360m33.3、粗格柵粗格柵用以截

8、留水中較大懸浮物和漂浮物，以減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷，用來去除那些可能堵塞水泵機組駐管道發(fā)夢的較大的懸浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)施正常運行的裝置。設(shè)計規(guī)定：（1） 水泵處理系統(tǒng)前格柵柵條間隙，應(yīng)符合以下要求：1） 人工清除2540mm2） 機械清除1625mm3） 最大間隙40mm（2） 3），應(yīng)采用機械清除。（3） 格柵傾角一般用，機械格柵傾角一般為。（4）設(shè)計計算：3.3.1、柵條間隙數(shù)設(shè)粗格柵前水深h=1.0m過柵流速v=0.8m/s，柵條間隙寬度b=0.02m柵條傾角. =60°。柵條間隙數(shù)n為： 取79個3.3.2、柵槽寬度設(shè)柵條寬S=0.01m，則槽寬3.3.3、過柵水頭損失

9、：式中：水流通過格柵的水頭損失（m）k系數(shù)，格柵受污堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，一般k=3形狀系數(shù)，本設(shè)計采用迎水，背水面均為半圓形的矩形 ，代人算得：取水頭損失為：3.3.4、格柵總高度的計算柵前超高=0.3m，格柵的總高：H=h+3.3.5、柵槽總長度L為：式中：柵前槽高，=h+進(jìn)水管渠漸寬部分長度（m）；柵槽與出水渠道漸縮長度（m）; =進(jìn)水渠展開角，=代入式中：計算結(jié)果：3.4、沉砂池沉砂池的作用是從污水中去除砂子、煤渣等比重較大的顆粒，保證后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運行。本設(shè)計采用的是具有脫氮除磷能力的A2/O工藝，為了保證除磷脫氮效果，不能采用曝氣沉砂池，最后選用平流式沉砂池。設(shè)計規(guī)定：（

10、1） 城市污水廠一般應(yīng)設(shè)置沉砂池，座數(shù)或分格應(yīng)不少于2座（格），并按并聯(lián)運行原則考慮。（2） 設(shè)計流量應(yīng)按分歧建設(shè)考慮：1） 當(dāng)污水自流進(jìn)入時，應(yīng)按每期的最大設(shè)計流量計算；2） 當(dāng)污水為用提升送入時，則應(yīng)按每期工作水泵的最大組合流量計算3） 合流制處理系統(tǒng)中，應(yīng)按降雨時的設(shè)計流量計算。（3） 沉砂池去除的砂粒雜質(zhì)是以比重為2.65，粒徑為0.2以上的顆粒為主。（4） 城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂量為30m3計算，期含水率為60%，容重為1500kg/m3。（5） 貯砂斗容積應(yīng)按2日沉砂量計算，貯砂斗池壁與水平面的傾角不應(yīng)小于，排砂管直徑應(yīng)不小于0.3m。（6） 沉砂池的超高不宜小于

11、0.3m.（7） 除砂一邊采用機械方法。當(dāng)采用重力排砂時，沉砂池和曬砂場硬盡量靠近，以縮短排砂管的長度。設(shè)計參數(shù)：設(shè)計流量，設(shè)計水力停留時間t=10min(1) 長度：(2) 水流斷面面積：(3) 池總寬度：，有效水深沉砂斗容積： V= 共設(shè)2個，則每個有效容積（V1）(4) V1(5) 每個沉砂斗得容積（） 設(shè)每一分格有2格沉砂斗，則 （6）池長（L） L(7)池總高度：(H) 設(shè)超高，3.5、初沉池密度大于水的懸浮物在重力的作用下出現(xiàn)下沉，從而實現(xiàn)泥水分離，使得污水得到凈化。設(shè)計規(guī)定：（1） 設(shè)計流量應(yīng)按分期建設(shè)考慮；（2） 沉淀池的個數(shù)或分格不應(yīng)少于2個，比宜按并聯(lián)系列設(shè)計；（3） 池的

12、超高至少用0.3m；（4） 一般沉淀時間不小于1.0小時，有效水深多采用24m；（5） 沉淀池的緩沖層高度，一般用0.30.5m;（6） 污泥斗斜壁于水平面的傾角，方斗不宜小于，圓斗不宜小于（7） 初沉池的污泥區(qū)容積，一般按不小于2日的污泥量計算，采用機械排泥時，可按4小時的污泥量計算。說明：平流式沉淀池有沉淀效果好；對沖擊負(fù)荷和水溫變化的適應(yīng)能力強；施工簡易，造價較低的優(yōu)點。本設(shè)計采用平流式沉淀池。排泥3.5.1、沉淀池總面積設(shè)表面負(fù)荷：，沉淀時間：t=2h則沉淀池的總面積： 取17253.5.2、沉淀池有效水深3.5.3、沉淀部分有效容積：3.5.4、沉淀池長度取水平流速，沉淀池的總長度：

13、3.5.5、沉淀池的總寬度：取45m3.5.6、沉淀池個數(shù)設(shè)每個池寬度為b=5m沉淀池的個數(shù)：個3.5.7、校核：長寬比：長深比：經(jīng)校核，設(shè)計符合要求。進(jìn)水口處設(shè)置擋流板，距池邊0.5m，出水口也設(shè)置擋流板，距出水口0.3m。選用傳統(tǒng)的平流式隔油池。廢水從池的一端流入池內(nèi)，從另一端流出。在隔油池中，由于流速降低，比重小于1.0而顆粒較大的油珠上浮至睡眠，比重大于1.0的雜質(zhì)沉降至池底。3.7 計量槽的設(shè)計 本設(shè)計的計量設(shè)備選用巴士計量槽，適用大中小型污水廠，優(yōu)點是水頭損失小，不易發(fā)生沉淀，操作簡單，缺點是施工技術(shù)要求高，不能自己記錄數(shù)據(jù)。 計量槽主要部分尺寸：上游漸縮段長度（m）喉部長度（m）

14、上游漸擴段長度（m） 上游渠道寬度（m） 下游渠道寬度（m）3.7.1、設(shè)計上游渠道，上游水深。 上游渠道寬度： 上游渠道長度：3.7.2、計量槽喉寬：校核上游渠道長度：下游渠道寬度：?。ㄗ杂闪鳎?下游水深：上游漸縮段長度：上游水位觀測口位置。上游漸縮段渠道壁長度為：水位觀測空位置：巴氏計量槽長度： 總長度：3.7.3、下游渠道長度：3.7.4、上下游渠道及巴氏槽總長度：，符合要求。3.8、曝氣池的設(shè)計曝氣池的活性成分為活性污泥，活性污泥是細(xì)菌，真菌，原生動物和后生動物等不同的微生物組成的。在凈化廢水時，它們與廢水中的有機營養(yǎng)物形成了極為復(fù)雜的食物鏈?；钚晕勰鄬U水中懸浮性或溶解性有機污染物（

15、少數(shù)無機污染物）的凈化，是由活性污泥吸附與凝聚和氧化與合成兩個活性作用完成的。說明：本設(shè)計采用平推流式曝氣池，平推流式曝氣池處理效率高，適于處理要求高而水質(zhì)穩(wěn)定的廢水。曝氣池工作流程圖如下：設(shè)計計算：3.8.1、曝氣池進(jìn)水濃度的確定經(jīng)由一級處理，對的去除率取35%，則進(jìn)入曝氣池的濃度為mg/L3.8.2、確定曝氣池對的去除率由于二級處理的出水要求，處理水中的非溶解性的濃度為：式中： b處理水中懸浮固體濃度，取20mg/L處理水中溶解性的值為則二級處理對的去除率為 NS0.3 kgBOD5kgMLVSS·d （1）混合液污泥濃度 式中 SVI污泥指數(shù)。根據(jù)NS值，取SVI=120 rR

16、污泥回流比。取R=50% (2)混合液揮發(fā)性懸浮物濃度（MLVSS）X= fX 式中 f系數(shù)，MLVSS/MLSS，取fX× （3）污泥回流濃度VNV=XNS×5/m3·d式中 Q 設(shè)計流量 （1）理想停留時間 （2）實際停留時間Xa Q LrbVX 式中式中 a污泥產(chǎn)率系數(shù)，取ab污泥自身氧化率，取b×60000××11143×3.8.3、確定混合液污泥濃度(X)污泥回流率為,最大污泥回流比?；旌弦何勰酀舛葹椋?.8.4、平均時需氧量的計算平均時需氧量為：O2×60000××11143

17、5;式中：活性污泥代謝活動被降解的有機污染物的()量：，活性污泥微生物氧化分解有機物過程的需氧率，活性污泥微生物內(nèi)源代謝的自身氧化過程的需氧率。3.8.5、最大時需氧量為：，O2maxaQLrK + bVXO2max×60000×××11143×3.8.6、供氣量的計算采用，敷設(shè)于距池底0.2m處，淹沒深度3.8m，計算溫度定為30。查表得20和30，水中飽和溶解氧值為： ;空氣擴散器出口處的絕對壓力： 空氣離開曝氣池池面時，氧的百分比式中：空氣擴散裝置氧的轉(zhuǎn)移效率，取12%曝氣池混合液中平均氧飽和濃度式中：鼓風(fēng)曝氣池內(nèi)混合液溶解氧飽和度平均值

18、，mg/L換算為在20度條件下，脫氧清水的沖氧 取值.相應(yīng)的最大需氧量為曝氣池平均供氧量：曝氣池最大時供氧量：去除1kg的供氧量1污水的供氣量3.8.7、空氣管計算 按曝氣池平面圖布置空氣管道，在相鄰兩個廊道的隔墻上設(shè)一根空氣干管，共6根干管。在每根干管上設(shè)6對配氣豎管，共12條配氣豎管。全曝氣池共設(shè)72條配氣豎管。 （1）每根豎管的供氣量 （2）空氣擴散器總數(shù) 曝氣池平面面積50×60=3000m2 取微孔曝氣器服務(wù)面積1m2曝氣器總數(shù)：3000個 （3）每根豎管上安設(shè)的曝氣器數(shù)目 3000/72=42個（4）每個曝氣器的配氣量3.9、鼓風(fēng)機選用 （1）總風(fēng)量確定最大時：GSTma

19、x=3Gsmax=3×26693m3/h=1334.65 m3/min平均時：GST=3Gs=3×33/min （2）風(fēng)壓確定H = ( ) ×式中 h1空氣管道沿程損失，mH2Oh2空氣局部阻力，mH2O 曝氣頭安置深度h4空氣擴散阻力（曝氣裝置）H鼓風(fēng)機所需壓力 H = (h1 + h2 + h3 + h4) ×9.8=（6-0.2+1.0）× （3）選型號選用高速空氣懸浮離心鼓風(fēng)機5臺，風(fēng)機風(fēng)壓為70KPa，風(fēng)量15萬m3/min，正常條件下3臺工作2臺備用。3.10、二次沉淀池二次沉淀池有別于其他沉淀池，首先在作用上有其特點。它除了進(jìn)行

20、泥水分離外，還進(jìn)行污泥濃縮；并由于水量，水質(zhì)的變化，還要暫時貯存污泥。由于二次沉淀池需要完成污泥濃縮作用，所需要的池面積大于進(jìn)行泥水分離所需要的池面積。其次，進(jìn)入而出沉淀池的活性污泥混合液在性質(zhì)上有其特點?；钚晕勰嗷旌弦旱臐饪s高（20004000mg/L），具有絮凝性能，屬于成層沉淀。沉淀時泥水有清晰的界面，絮凝體結(jié)成整體共同下沉，初期泥水界面的沉速固定不變，僅與初濃度C有關(guān)u=f(c)。3.10.1、尺寸計算（采用普通輻流式沉淀池）：沉淀池表面積：取，N=2池直徑:池子直徑D： = =46.8（m）：取 D=47m; h2×2.5=5（m）按4h計算二沉池污泥部分所需容積： 式中為

21、回流污泥濃度沉淀池圍邊有效水深： 取 緩沖層高度，刮泥板高度校核： ,介于612之間，符合要求。沉淀池總高度： 取保護(hù)高度3.10.2、校核槽內(nèi)水流速度：沉淀池的出水采用鋸齒堰，堰前設(shè)擋板，攔截污渣。出水采用雙側(cè)集水，取水槽寬為B=0.3m，水深h=1.0m，符合要求。符合要求計算結(jié)果：二沉池直徑47m，高度4.1m。3.11、污泥泵房（1） 設(shè)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泵站。其他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(shè)計參數(shù)設(shè)計回流污泥量為QR=12502500m3/h污泥回流比R=50%100

22、%回流污泥泵設(shè)計選型二沉池水面相對地面標(biāo)高為0.50m,由二沉池污泥回流氧化溝時，抽送污泥一般要求靜水頭0.91.8m，總揚程1.84.5m。（1）流量 兩組氧化溝設(shè)一座回流污泥泵房，每泵房回流污泥量為6251250m3/h。（2）選泵 選用LXB-1500螺旋泵2臺，每座回流污泥泵房一臺，單臺提升能力21002300m3/h，提升高度為2.02.5m，電動機轉(zhuǎn)速42r/min，電動機功率N55KW。回流污泥泵房一座占地面積：L×B×m23.12、消毒接觸池說明：本設(shè)計采用兩組三廊道平流式消毒接觸池,接觸時間t=30min,液氯消毒.3.12.1、接觸池的尺寸設(shè)計每座接觸池

23、的溶積為:設(shè)有效水深，則每座接觸池的表面積為: 設(shè)接觸池每廊道寬B=2.5m,則廊道總長為: 設(shè)廊道長:效核長寬比為:(符合要求)3.12.2、加氯間設(shè)計（1）、加氯量：按每立方米投加5g計，則（2）、加氯設(shè)備：選用5臺REGAL-2100型負(fù)壓加氯機（4用1備），單臺加氯量為75kg/h。第四章 污水處理廠的總體布置4.1、廠址選擇選擇城市污水處理廠建設(shè)場地時，應(yīng)在整個廢水處理系統(tǒng)設(shè)計方案中全面規(guī)劃、綜合考慮，必須進(jìn)行現(xiàn)場勘察，經(jīng)多方案比較而確定。在確定場址時，一般應(yīng)考慮以下幾點：（1）在地形條件方面利于處理構(gòu)筑物的平面與高程布置，地質(zhì)條件比較好，地下水位底，巖石少，便于施工。（2）少占或不

24、占良田，同時考慮為今后發(fā)展留余地。（3）考慮對周圍環(huán)境的影響，如處理設(shè)備對環(huán)境沒有顯著影響，并應(yīng)設(shè)在居住區(qū)和生產(chǎn)區(qū)的下風(fēng)向，與居住區(qū)保持一定距離并用綠化帶隔離。（4）處理廠應(yīng)設(shè)在交通方便，靠近電源的地方，并考慮給水、排水、排泥的方便。（5）污水處理廠占地面積是選擇裝置建設(shè)場地的重要條件，占地面積與處理水量、處理工藝的選擇等因素有關(guān)。4.2、平面布置4.2.1、總平面布置原則該污水處理廠為新建工程，總平面布置包括：污水與污泥處理工藝構(gòu)筑物及設(shè)施的總平面布置，各種管線、管道及渠道的平面布置，各種輔助建筑物與設(shè)施的平面布置?？倛D平面布置時應(yīng)遵從以下幾條原則。（1）、處理構(gòu)筑物與設(shè)施的布置應(yīng)順應(yīng)流程、

25、集中緊湊，以便于節(jié)約用地和運行管理。（2）、工藝構(gòu)筑物（或設(shè)施）與不同功能的輔助建筑物應(yīng)按功能的差異，分別相對獨立布置，并協(xié)調(diào)好與環(huán)境條件的關(guān)系（如地形走勢、污水出口方向、風(fēng)向、周圍的重要或敏感建筑物等）。（3）、構(gòu)（建）之間的間距應(yīng)滿足交通、管道（渠）敷設(shè)、施工和運行管理等方面的要求。（4）、管道（線）與渠道的平面布置，應(yīng)與其高程布置相協(xié)調(diào)，應(yīng)順應(yīng)污水處理廠各種介質(zhì)輸送的要求，盡量避免多次提升和迂回曲折，便于節(jié)能降耗和運行維護(hù)。（5）、協(xié)調(diào)好輔建筑物，道路，綠化與處理構(gòu)（建）筑物的關(guān)系，做到方便生產(chǎn)運行，保證安全暢道，美化廠區(qū)環(huán)境。污水處理廠呈長方形，設(shè)計長L為320m，寬B為250m，總占

26、地面積80000m2。廠區(qū)道路寬16m，構(gòu)（建）筑物之間間距不小于10m。其中構(gòu)筑物占地面積為68600m2；兩個設(shè)備間占地面積為1920m2，一個設(shè)備間放有鼓風(fēng)機房、回流污泥泵房，另一設(shè)備間放有剩余污泥泵、濃縮污泥提升泵；辦公樓、綠化帶等輔助建筑物占地面積約為3496m2。污水從西北角進(jìn)，東南角出。布置考慮了以上各種因素，設(shè)計基本符合要求。城市污水處理廠平面布置圖見圖紙。4.3、高程布置4.3.1、高程布置原則（1）充分利用地形地勢及城市排水系統(tǒng)，使污水經(jīng)過一次提升便能順利自流通過污水處理構(gòu)筑物，排出廠外。（2）協(xié)調(diào)好高程布置與平面布置的關(guān)系，做到既減少占地，又利于污水、污泥輸送，并有利于減少工程投資和運行成本。（3）做好污水高程布置與污泥高程布置的配合，盡量同時減少兩者的提升次數(shù)和高度。（4）協(xié)調(diào)好污水處理廠總體高程布置與單體豎向設(shè)計，既便于正常排放，又有利于檢修排空。4.3.2、高程布置結(jié)果采用氧化溝工藝，氧化溝、二沉池的占地面積很大，如果埋深設(shè)計過大，既不利于