水污染控制工程课程设计

课 程 设 计题 目： 某城市经济开发区日处理量 4 万 m3污水处理工程设计 教 学 院： 环境科学与工程学院 专 业： 给水排水工程 学 号： 200940320116 学生姓名： 盛畅 指导教师： 白翠萍 2012 年 12 月 09 日- 1 -目 录目 录 1第一章 概论21.1 设计任务和工程概况 21.2 基本资料 2第二章 污水处理与污泥处理工艺设计方案 32.1 污水处理工艺流程32.2 污泥处理工艺流程32.3 设计的基本流程图3第三章 污水处理构筑物设计43.1 格栅设计43.2 污水提升泵房设计63.3 沉砂池设计63.4 初次沉淀池设计83.5 曝气池及曝气系统设计 103.6 二次沉淀池设计 143.7 消毒池设计 16第四章 污泥处理构筑物设计 194.1 污泥量的计算 194.2 污泥回流泵房设计 194.3 污泥重力浓缩池设计 194.4 污泥池设计 214.5 污泥脱水机房设计 23第五章 污水处理厂总体布置 245.1 污水处理厂平面布置 245.2 污水处理厂高程布置 245.3 污水处理构筑物设计一览表 25总结26参考文献26附图- 2 -第一章 概论1.1 设计任务和工程概论1.1.1 设计题目某城市经济开发区日处理量 4 万 m3污水处理工程设计1.1.2 设计内容1.设计规模：设计日平均污水流量 Q=40000m3/d2.进水水质：COD Cr =350mg/L，BOD 5 =180mg/L， SS =120mg/L，NH 3-N = 35mg/L，pH=7.08.53.污水处理要求：污水经二级处理后应符合城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002）一级 B 标准出水：COD Cr 60mg/L，BOD 520mg/L，SS20mg/L，NH 3-N8mg/L1.2 基本资料1.2.1 气象资料该市地处内陆中纬度地带，气候适宜，四季分明，日照充足，属暖温带半湿润季风气候。年平均降水量 556.9mm，平均日照 2400h，无霜期 200 天，冰冻深度为 4060cm。年平均气温：12.9最高气温：42.7最低气温：-26.5最热月份为 7 月，平均气温 26.5；最高月平均气温 31.7；最冷月为 1月，平均气温-2.9，最低月平均气温为-8.2。风向频率呈典型的又主型特征，夏季主导风向为东南风（频率为 12%） ，冬季主导风向为西北风（频率为 10%）1.2.2 污水排放接纳河流资料该污水厂的出水直接排入厂区外部的河流（符合地表水环境质量标准（GB3838-2002）类功能水域），其最高洪水位（50年一遇）为50.0m，常水位为48.0m，枯水位为45.0m。1.2.3 厂址及场地现状该污水处理厂选址于城郊，位于大河北岸河堤内一块长方形地带，场地地势平坦，由西北坡向东南，场地标高 54.553.5 米之间，位于城市中心区排水管渠末端，交通便利。- 3 -第二章 污水处理与污泥处理工艺设计方案2.1 污水处理工艺流程污水处理厂的工艺流程是指在达到所要求的处理程度的前提下，污水处理每个单元的有机结合，构筑物的选型则是指处理构筑物形式的选择，两者是互有联系，互为影响的。城市生活污水一般以BOD物质为其主要去除对象，因此，处理流程的核心是二级生物处理法活性污泥法。具体的流程为：污水进入处理厂，经过格栅至集水间，由水泵提升到平流沉砂池，再到初次沉淀池，经初次沉淀池沉淀后，大约可去初SS 50%,BOD 25%，然后污水进入曝气池中曝气，采用传统活性污泥法。再经二次沉淀池泥水分离，到消毒池灭菌后排放。2.2 污泥处理工艺流程污泥是污水处理的副产品，也是必然的产物，如从沉淀池排出的沉淀污泥，从曝气池排出的剩余活性污泥等。这些污泥如果不加以妥善处理，就会造成二次污染。污泥经浓缩处理后的含水率仍然很高，不宜长途输送和使用，因此，还需要进行脱水和干化等处理。具体过程为：二沉池的剩余污泥由螺旋泵提升至浓缩池，浓缩后的污泥进入污泥池，再送至脱水机房脱水，压成泥饼，泥饼运至厂外。2.3 设计的基本流程图原污水 格栅 沉砂池 污水泵房格栅初沉池 计量槽 曝气池 二沉池原污水排放污泥泵房污泥池 污泥浓缩池泥饼外运污泥回流脱水机房消毒池- 4 -第三章 污水处理构筑物设计第一节 设计流量的确定1. 平均日流量=4 万dQ/m32. 最大日流量污水日变化系数： 39.196.427.0zk最大日流量 ： hmssLQKdz /8.2314/4./.3.639.1 33max 第二节 泵前中格栅设计计算中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。1.格栅的设计要求（1）水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：1) 人工清除 2540mm2) 机械清除 1625mm3) 最大间隙 40mm（2）过栅流速一般采用 0.61.0m/s.（3）格栅倾角一般取 600 （4）格栅前渠道内的水流速度一般采用 0.40.9m/s.（5）通过格栅的水头损失一般采用 0.080.15m。2. 格栅尺寸计算设计参数确定：设计流量 Q1=0.643m3/s（设计 2 组格栅） ，以最高日最高时流量计算；栅前流速：v 1=0.6m/s， 过栅流速：v 2=0.8m/s；渣条宽度：s=0.01m， 格栅间隙：e=0.02m；栅前部分长度：0.5m， 格栅倾角：=60；单位栅渣量：w 1=0.06m3栅渣/10 3m3污水。- 5 -图 1 中 格 栅 计 算 草 图栅 条 工 作 平 台进水 1设计中的各参数均按照规范规定的数值来取的。（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式 计算得:21vBQ栅前槽宽 = m，则栅前水深 m12QBv46.1.03 73.046.h（2）栅条间隙数： 518.0732.sinsin21 ehv（3）栅槽有效宽度：B 0=s（n-1）+en=0.01（51-1）+0.0251=1.52m考虑 0.4m 隔墙：B=2B 0+0.4=3.44m（4）进水渠道渐宽部分长度：进水渠宽： m47.13.6B1maxhvQL.20tant21（其中 1为进水渠展开角，取 1= ）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度m36.27.L12- 6 -（6）过栅水头损失（h 1）设栅条断面为锐边矩形截面，取 k=3，则通过格栅的水头损失： m0814.6sin81.920).(4.23sin23401 gvkh其中： 4/3()seh0：水头损失；k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取 k=3；：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时 =2.42。（7）栅后槽总高度（H）本设计取栅前渠道超高 h2=0.3m，则栅前槽总高度 H1=h+h2=0.73+0.3=1.03mH=h+h1+h2=0.73+0.0814+0.3=1.111m（8）栅槽总长度 L=L1+L2+0.5+1.0+（0.79+0.30）/tan=2.71 +1.36+0.5+1.0+(0.73+0.3/tan60=6.16m（9）每日栅渣量在格栅间隙在 20mm 的情况下，每日栅渣量为：,所以宜采dmKwWz /2.041039.8664108Q3max 用机械清渣。第二节 污水提升泵房1 水泵选择设计水量 42600m3/d，选择用 4 台潜污泵(3 用 1 备) hmQ/7.5933max单型 轴 流 式 潜 水 电 泵选 择 7035ZQB扬程/m 流量/(m3/h)转速/(r/min)轴功率/kw 叶轮直径/mm效率/%7.45 574 1450 19.8 300 69.5第三节 沉砂池设计计算1. 沉砂池的选型：沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度2.65t/m3的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和旋流式四种形式。平流式沉砂池具有构造简单、处理效果好的优点。本设计采用平流式沉砂池。2 设计资料1）沉砂池水力停留时间30-60s；2）有效水深不大于1.2m；3）水流速，0.15-0.3m/s；- 7 -4）每格宽度不小于0.6m。计算草图如下页图 4 所示：2.1 设计参数确定设计流量： =643.51L/s（设计 1 组池子） maxQ设计流速：v=0.25m/s 水力停留时间：t=50s2.2 池体设计计算（1）沉砂池长度：L=vt=0.2550=12.5m（2）水流断面面积： 56.2.0/64/vQA（3）沉砂池总宽度：设计 n=2 格，每格宽取 b=2m0.6m，每组池总宽 B=2b=4.0m（4）有效水深：h2=A/B=2.56/4=0.64m （小于 1.2m）（5）贮泥区所需容积：设计 T=2d，即考虑排泥间隔天数为 2 天，城市污水沉砂量 则每个沉砂斗容积35310/mX 333ax m4.9.106408864 zKTXQV.02.（每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗）（6）沉砂斗各部分尺寸及容积： LL32aL21h3d21出出 出B1 DN20闸 阀H1B- 8 -设计斗底宽 a1=0.50m，斗壁与水平面的倾角为 60，斗高 hd=1.0m，则沉砂斗上口宽： 122.051.6tn60tn6dhm沉砂斗容积： 3322212 6.07.1)50.615.(30)(3 mahVd 符合要求（7）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为 0.02，坡向沉砂斗。沉砂室由沉砂斗与沉砂室坡向陈啥都的过渡部分两部分组成，沉砂池的长度为0.2 为两个沉砂斗之间的隔壁厚。 为沉砂室的长2.0)(2alL 2L度，则5.4206.15.2 则沉泥区高度为mLhd 9.4.0.023池总高度 H ：设超高 h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.64+1.09=2.03m（10）校核最小流量时的流速： mini1QA最小流量一般采用即为 0.75Qa，则，符合要求.smsnv /15.0/28.)09.164(5.0237mi1i （11） 排砂管道本设计采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管径DN=200mm。第四节 初沉池设计计算本次设计中采用平流式沉淀池。原水经投药、混合与絮凝后，水中悬浮物质逐步形成粗大的絮凝体，通过沉淀池分离可以完成澄清过程。（1）池子总面积 A 按 计算qQQ 取最大设计流量，即 Q=40000 =0.643 ；取dm/3s/3 )/(0.223hmq- 9 -24.15723604. mqQA（2）有效水深 ，取 。2hht.则 351（3）沉淀部分有效容积 /V3/ 47260.4.036mQtV（4）池长 L,最大设计流量时水平流速取 。sv/5/.则 L.35.1.3（5）池子总宽度 BmA6.47.2（6）每个池子宽度 b 取 5m，池子个数 n。则 个1056.47n（7）校核长宽比（符合要求）48.32BL（8）校核长深比（符合要求）1.32h（9）污泥部分所需容