水课程设计---某屠宰场污水处理方案设计.doc

金 华 职 业 技 术 学 院jinhua college of profession and technology水污染控制技术课程设计题 目 某屠宰场污水处理方案设计 学 院 化工与制药学院 专 业 环境监测与治理技术 班 级 环保083 组 员 2010年 12月31 日目录1、课程设计的目的12、设计要求13、设计依据24、设计原则25、参考书目6、设计题目7、设计方案确定8、工艺处理构筑物与设备的设计8.1、集水池和泵的设计参数及计算结果8.2、格栅的设计参数及计算结果8.3、沉砂池的设计参数及计算结果8.1、sbr工艺的设计参数及计算结果9、各处理构筑物及辅助设备的工艺计算 9.1、集水池的容积计算 9.2、泵的选型 9.3、格栅的设计 9.3.1、格栅的计算公式 9.3.2、格栅的计算步骤 9.3.3.1、粗格栅的计算步骤 9.3.3.2、细格栅的计算步骤 9.4、沉砂池的设计9.4.1、沉砂池计算公式 9.4.2、沉砂池计算步骤 9.5、sbr工艺的设计 9.5.1、sbr工艺计算公式 9.5.2、sbr工艺计算步骤10、高程计算11、本设计方案的主要特点12、总结附件1：平面布置图附件2：高程图1、课程设计的目的 1、进一步巩固和加深对水处理工程的基本理论知识的理解与掌握； 2、初步锻炼学生综合运用所学知识进行工程设计的能力； 3、掌握水处理工艺的选择与确定及处理构筑物的选型； 4、基本掌握对污水厂进行平面和高程的布置方法。2、设计要求 1、时间：两周(2010年12月20日-2010年12月31日) ，具体安排如下：序号内容场地时间1课程设计内容与要求讲授教室12月20日2收集设计资料图书馆等12月21日3污水厂和企业污水处理设施参观企业4课程设计构筑物的计算教室12月22-24日5课程设计图纸的绘制机房12月27-29日6课程设计的说明书编制教室1月30-31日 2、本设计包括设计说明书一份和图纸二张。 a)设计说明书内容包括下列各项； (1)概述设计任务和依据； (2)污水处理工艺流程，选择构筑物形式的理由； (3)各处理构筑物及其辅助设备的工艺计算，应列出所采用全部计算公式和计算数据； (4)采用的污水泵、鼓风机等主要设备的形式和主要参数； (5)污水与污泥处理构筑物之间的水力计算及其高程设计 (6)处理构筑物总体布置的特点及依据说明 说明书应简明扼要，力求多用草图、表格说明、要求文字通顺、段落分明、字迹工整。设计计算说明书应有封页和目录。 b)绘制下列图纸： (1)厂区总平面图（1：500）。图中应表示各构筑物的确切位置、外形尺寸、相互距离；各构筑物之间的连接管道及场区内各种管道的平面位置；其它辅助建筑物的位置、厂区道路、绿化布置等。 (2)污水高程图（横向1：500，纵向1：100）。图中标出各种构筑物的设计标高。3、设计依据（1）排水工程（上），第四版，中国建筑工业出版社，2000年6月；（2）排水工程（下），第四版，中国建筑工业出版社，2000年3月；（3）给水排水设计手册（第1、5、6、11等分册）中国建筑工业出版社；（4）题目所给数据4、设计原则（1）经处理后出水水质达到国家排放标准原则（2）减少占地面积、节省工程投资原则（3）降低能耗，节约日常运行费用原则（4）方便操作管理原则5、参考书目 1、污水厂工艺设计手册 化学工业出版社 2003年10月 ； 2、污水处理工艺及工程方案设计中国建筑工业出版社，2000年4月； 3、水处理工程典型设计实例 化学工业出版社 2001年5月； 4、给水排水设计手册（第1、5、6、11等分册）中国建筑工业出版社； 6、设计题目 某屠宰场，每天宰猪2000-2500头，约产生废水1400m3，设计进水水质及排放要求如下表：项目bod5codcrssnh3-n进水水质700120050050排放指标5011015010 厂址及场地现状：污水处理厂拟用场地较为平整。假定平整后厂区的地面标高为0.00m，原污水将通过管网输送到污水厂，污水管管底标高为-5.50m，充满度为0.5m。7、设计方案确定 污水拟采用sbr工艺处理，具体流程如下：污泥浓缩池污泥脱水机房出水集水池细格栅sbr泥饼外运沉砂池泵房粗格栅8、工艺处理构筑物与设备的设计8.1、集水池和泵的设计数据 集水池为钢筋混凝土结构的方池，尺寸8.5m5m3m，池底标高-1m，集水池面积42.5m2；选择集水池与机器间合建式的圆形泵站，考虑3台水泵（其中一台备用），泵平均秒流量为46.5l/s，选泵型号为：nl50-30-11型,品牌：汉诺威，此泵扬程8-30m,流量为50-100l/h。8.2、格栅8.2.1、格栅的设计数据、水泵前格栅栅条间隙，应根据水泵要求确定； 、设计流量qmax=1400m3 =1400/（83600）=0.048m3/s； 、污水处理系统前格栅栅条间隙，符合人工清理2540mm，应选用格栅间隙为40mm；符合机械清理1625mm，应选用格栅间隙为20mm； 、过粗格栅流速应选0.3m/s；格栅前渠道内水流速度应选0.4m/s；过细格栅流速应选0.5m/s；格栅前渠道内水流速度应选0.6m/s； 、栅条宽度s应选0.01m 、格栅倾角一般采用4575国内一般采用6070，应选60； 、格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位0.4m，工作台上应有安全设施和冲洗设施；8.2.2、计算结果、粗格栅的栅条宽度b=0.04m，细格栅的栅条宽度b=0.02；、粗格栅的栅槽总长度l=2.71 m，细格栅的栅槽总长度l=2.37m、粗格栅的栅后槽总高h=0.7045m，细格栅的栅后槽总高h=0.732m；、粗格栅单位栅渣0.03m3栅渣/103m3污水，细格栅单位栅渣0.08m3栅渣/103m3污水，总的单位栅渣 0.11m3栅渣/103m3污水。8.3、沉砂池8.3.1、沉砂池的设计数据（1）、最大流速为0.048m/s, 最小流速为0.024m/s。 （2）、最大流量时停留时间一般采用30s60s，取30s。 （3）、有效水深为0.1m1.2m；每格宽度为0.8m。 （4）、进水头部应采取消能和整流措施。 （5）、池底坡度一般为0.05,当设置除砂设备时，可根据设备要求考虑池底形状。8.3.2、计算结果（1）、池子总宽度b=0.6m；（2）、池子长度l=9.03m；（3）、沉砂室高度h3=0.47m；（4）、池总高度h=0.87m；8.4、sbr工艺8.4.1、sbr工艺的设计数据（1）、设计污水量采用最大日污水量计算。 （2）、设计进水水质按设计规划年内污染物负荷量，并参考其原单位量来决定，并考虑负荷的变动；对于分流制下水道的生活污水，其原水水质典型值为bod5、ss为200mg/l、总氮为3040mg/l、磷为46mg/l。 （3）、反应池数原则上不少于2个。 （4）、水深为4-6米，池宽与池长之比为（1：1）（1：2）。 （5）、sbr工艺设计参数表名称高负荷运行低负荷运行间歇进水间歇进水或连续进水bod-污泥负荷/0.1-0.40.03-0.11500-5000周期数3-42-3排除比（每一周期的排水量与反应池容积之比1/4-1/21/6-1/3安全高度/cm（活性污泥界面以上最小水深）50m以上需氧量0.5-1.51.5-2.5污泥产量约1约0.75溶解氧好氧工序缺氧工序进水0.30.5沉淀、排水反应池数/个8.4.2、计算结果反应器个数2池，水深5m，曝气池的长为14米，宽为10米，、每池供氧量18.96kgo2/h9、各处理构筑物及辅助设备的工艺计算 9.1、集水池的容积计算 采用相当于一台泵30min的容积 w=（46.56030）/1000=85 有效水深采用h=2m,则集水池面积f=42.5m2 集水池尺寸8.5m5m3m,池底标高-1m 9.2、泵的选型 （1）、平均秒流量 q=1400 m2/（36008）=46.5l/s 选择集水池与机器间合建式的圆形泵站，考虑3台水泵（其中一台备用） （2）、选泵前总扬程估算：经过格珊的水头损失为0.081m. 在根据总扬程为10，流量为167.4l/h,查得可选泵型号为：nl50-30-11型,品牌：汉诺威，此泵扬程8-30m,流量为50-100l/h 9.3、格栅的设计 9.3.1、格栅的计算公式名称公式符号说明栅槽宽度b/mb=s(n-1)+bn n=s栅条宽度，m；b栅条间隙，m； n栅条间隙数，个；qmax最大设计流量，/s ；a格栅倾角，()；h栅前水深，m；v过山流速，m/s通过格栅的水头损失 计算水头损失，m；g重力加速度，；k系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；阻力系数，其值与栅条断面形状有关，可按表3-2栅后槽总高度h/m栅前渠道超高，m，一般采用0.3栅槽总长度l/m进水渠道渐宽部分的长度，m；进水渠道，m；进水渠道渐宽部分的展开角度， ，一般可采用；栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度，m；栅前渠道深，m每日栅渣量 栅渣量，(污水)，格栅间隙为1625mm时，=0.100.05；格栅间隙为30-50mm时，=0.030.01；生活污水流量总变化系数 9.3.2、格栅的计算步骤 9.3.2.1、粗格栅的计算步骤 （1）粗格栅栅条的间隙数（n） 设栅前水深h=0.4m，过栅流速v=0.3m/s，栅条间隙宽度b=0.04m，格栅倾=。 n=（0.0480.93）/0.040.40.3=10个 （2）栅槽宽度（b） 设栅条宽度s=0.01m。 b=s（n-1）+bn=0.01（10-1）+100.04=0.49m （3）进水渠道渐宽部分的长度 设进水渠宽b1=0.10m，其渐宽部分展开角度（进水渠道内的流为0.7m/s） l1=(b-b1)/2tan=(0.49-0.10)/0.72=0.54m （4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（） l2=l12=0.54/2=0.27m （5）通过格栅的水头损失 设栅条断面为锐边矩形断面， 。 h1 =4/3 ()k =2.42(0.01/0.04）4/3 (0.09/19.6)(sin)3 =0.0045m （6）栅后槽总高度（h） 设栅前渠道超高h2=0.3m。 h=h1+h2+h3=0.4+0.0045+0.3=0.7045m （7）栅槽总长度（l） =0.54+0.27+1.0+0.5+(0.7/1.732)=2.71 m （8）每日栅渣量（w） 在格栅间隙40mm的情况下，设栅渣量为每1000，污水产0.03。 =（864000.0480.03）/1500 =0.08 0.2，所以宜采用机械清渣。 9.4、沉砂池的设计 9.4.1、沉砂池计算公式名称公式符号说明长度l /ml=vt v-最大设计流量时的流速，m/s；t-最大设计流量时的流行时间，s水流断面面积a/ -最大设计流量，池总宽度 b/m -设计有效水深，m沉砂室所需容积x-城市污水沉砂量，（污水），一般采用30；t-清除沉砂的间隔时间，d;-生活污水流量总变化系数池总高度h/m超高，m；沉砂室高度，m验算最小流速最小流量，最小流量时工作的沉砂池数目，个；最小流量时沉砂池中的水流断面面积， 9.4.2、沉砂池计算步骤 （1）长度（l）设v=0.3m/s，t=30s,则： l=vt=0.330=9.03m （2）水流断面积（a） =0.048/0.3=0.16 （3）池总宽度（b）设n=2格，每格宽b=0.3m，则 b=nb=20.3=0.6m （4）有效水深（h2） h2=a/b=0.16/0.6=0.3m （5）沉砂斗所需容积（v）设t=1d，则 =(0.04830186400)/1000000=0.12 （6）每个沉砂斗容积（v0）设每一分格有2个沉砂斗，则 v0=0.12/(22)=0.03 （7）沉砂斗各部分尺寸设斗底宽a2=0.35m，斗壁与水平的倾角为60，斗高h3=0.3m,沉砂斗上口宽： a=(2h3)/tg+a1=0.74m 沉砂斗容积： v0=(0.3/6)(20.740.74+20.40.74+20.40.4)=0.1 （8）沉砂室高度（h3）采用重力排砂，设池底坡度为0.05，坡向砂斗，则 l2=(l-a)/2-b=(9-0.74)/2-0.8=3.33m h3=h3+0.05l2=0.3+0.053.33=0.47m (9)池总高度（h）设超高h1=0.3，则 h=h1+h2+h3=0.3+0.1+0.47=0.87m (10)验算最小流速（vmin） 在最小流量时，只用1格工作（n1=1） =0.024/(10.80.1)=0.3m/s0.3m/s 9.5、sbr工艺的设计 9.5.1、sbr工艺计算公式名称公式符号说明bod-污泥负荷bod-污泥负荷，kgbod/(kgmlssd)；q污水进水量，；进水的平均,mg/l;x-曝气池内mlss浓度，mg/l;v-曝气池容积，e-曝气时间比，;n-周期数，周期，d曝气时间1个周期的曝气时间，h；1/m排出比沉淀时间沉淀时间，h；h反应池内水深，m；安全高度，m；活性污泥界面的初期沉降速度，m/h;；t水温， 1个周期所需时间一个周期所需时间排水时间，h周数期曝气池容积n池的个数，个超过曝气池容量的污水进水量超过曝气池容量的污水进水量，；r1个周期的最大进水量变化比，一般采用1.21.8曝气池的必需安全容量曝气池的必需安全容量，；在沉淀和排水期中可接纳的污水量，修正后的曝气池容量修正后的曝气池容量，曝气装置的供氧能力每小时需氧量，kg/h清水20（）的氧饱和浓度mg/l清水(）的氧饱和浓度mg/l曝气装置水深修正系数t混合液的水温,混合液的do，mg/l抱起装置的供氧能力，kg/h的修正系数，高负荷法为0.83，低负荷法为0.93氧饱和温度的修正系数，高负荷法为0.95，低负荷法为0.97p处理厂的大气压，mmhg 9.5.2、sbr工艺计算步骤 、设计条件 最大日污水量1400=0.048 进水 水温 b、计算条件 反应器个数2池 水深5m 污泥界面上最小水深0.5m 排水比1/4 mlss浓度 c、处理水质标准 ，根据sbr工艺参数表得bod-ss负荷=0.2 kgbod/(kgmlssd)（脱氮率80%） （1）、曝气时间 ta=(24s0)/(lsmx)=(24700)/(0.244000)=5.25h （2）、沉淀时间 水温时 沉淀时 排水时间td=1.35h （3）、周期数的确定（n） 1个周期所需时间tcta+ts+td=5.25+1.35+2=8.6h 周期次数为n=24/t=24/8.6=2.8个 取n=3 则每1周期为9h （4）、进水时间 =9/2=4.5h （5）、反应器容器v 取曝气池的长为14米，宽为10米 （6）、需氧量aor 按去除1kgbod需要1kg计算 周期数n=3，反应器个数为2池，则1个周期的需氧量 do=910/(32)=152kgo2/h以曝气时间ta=5.25为周期的需氧量为do=152/5.25=29.8kgo2/h (7)、供氧量 取计算温度， 设曝气头距池底0.2m，则淹没水深为4.8m，空气离开反应器时氧的百分浓度为 每池供氧量 曝气阶段应该供给的氧量为 sor(tc / ta)=18.96(24/12)=37.92 kgo2/h （8）、供风量 /min10、高程计算 （1）、压力管管径取v=1m/s 根据工程需要取=1400mm （2）、排水管管径由题意得d=1400mm （3）、 弯头、阀门阻力损失 弯头阻力损失:查表得所以每个弯头阻力损失 闸阀阻力损失:查表得所以每个闸阀阻力损失 （4）、高程 a、取地面标高为+0.00m ,河道标高-2.00 , 污水厂排出口到河道入口管道长度取 则水头损失弯头损失=n=20.781/(29.8)=0.08m曝气池出水口高程-2.00+4.00+0.08=2.08m 查表取曝气池水头损失0.55m 则曝气池进水高程:h1 =2.08+0.55=2.63m b、曝气池到沉砂池水头损失: 取两构筑物之间管道长度为10m 含4个弯头，1个闸阀 则：沿程 弯头损失=n=20.781/(29.8)=0.0.08m 阀门=2.31/(29.8)=0.117m 沉砂池出水口高程h2=0.0893+0.08+0.117+2.67=2.9563m 沉砂池水头损失0.2m 则沉砂池进水口高程: h2=2.9563+0.2=3.1563m c、细格栅到沉砂池的水头损失：取两构筑物之间管道长度为10m，含弯头3个 则沿程 弯头损失=n=20.781/(29.8)=0.08m h3=0.0893+0.08+3.1563=3.3256m 细格栅水头损失为0.081m 细格栅出水口高程:h3=3.3256+0.081=3.3337m 细格栅进水到出水