水污染控制工程课程设计.docx

JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY水污染控制工程课程设计学 院： 国土资源与环境学院 姓 名： 学 号： 专 业： 序 号： 目录第一章 总论 第一节 设计任务和内容 第二节 基本资料 第二章 污水处理工艺流程说明 第三章 处理构筑物设计 第一节 格栅间和泵房 第二节 平流式沉砂池 第三节 初沉池 第四节 曝气池 第五节 二沉池 第四章 主要设备说明 第五章 污水厂总体布置 第一节 主要构筑物与附属建筑物 第二节 污水厂平面布置第一章：总论第一节 设计任务和内容1.污水处理工艺选择及工艺单元的设计，包括工艺流程的确定，各单体构筑物的工艺设计。2.将污水处理厂各处理构筑物和辅助构筑物的平面布置图精确地画在图纸上，将各处理构筑物的各个节点的构造尺寸都在图纸中表示出了。3.污水处理厂的竖向布置和高程计算。第二节 基本资料1.厂址地形：平均地面坡度为0.300.5，地势为西北高，东南低。厂区征地面积为东西长380m，南北长280m。2. 污水厂地势基本平坦，地面标高约为19.8m（采用黄海系标高）。进水管管径为1.8m，进水管管底标高为14.8m。3. 污水水量与水质污水处理水量：变化系数：Kz=1.24.污水的主要来源：绝大多数为居民生活污水，少量为工业废水与其他污水。5.气象与水文资料风向：多年主导风向为北东风； 气温：最冷月平均为-3.5； 最热月平均为：32.5； 极端气温，最高为41.9，最低为-17.6，最大冻土深度为0.18m； 水文：降水量多年平均为：每年728mm； 蒸发量多年平均为：每年1210mm；地下水水位，地面下56m6. 进水水量与水质进水水量：18104m3/d污水水质：CODcr 250mgL，BOD5 125mgL，SS 200mgL，氨氮20mgL。7. 处理要求执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一级标准。基本控制项目最高允许排放浓度（日均值）（单位：mg/L）序号基本控制项目一级标准二级标准三级标准A标准B标准1化学需氧量（COD）50601001202生化需氧量（BOD5）102030603悬浮物（SS）102030504动植物油135205石油类135156阴离子表面活性剂0.51257总氮（以N计）15208氨氮（以N计）5（8）8（15）25（30）9总磷（以P计）05年12月31日前建设11.53506年1月1 日起建设的0.513510色度（稀释倍数）3030405011PH值6912糞大肠菌群数/（个/L）103104104A、 下列情况下按去除率指标执行，当进水COD大于350mg/L时，去除率应大于60%；BOD大于160mg/L时，去除率应大于50%。B、 括号外数值为水温12时的控制指标，括号内数值为水温12时的控制指标。 8. 接纳水体：X江第二章 污水处理工艺流程说明1.污水处理厂的工艺流程 污水进入厂区，先通过截流井（让厂能处理的污水进入厂区进行处理）进入粗格栅（打捞较大的渣滓）到污水泵（提升污水的高度）到细格栅（打捞较小的渣滓）到沉砂池（以重力分离为基础，将污水的比重较大的无机颗粒沉淀并排除）到初沉池（生物处理法中的预处理，去除30%的BOD5,55%的悬浮物），到曝气池（采用活性污泥法去除污水里的BOD5、SS和以各种形式的氮或磷），进入二沉池（排除剩余污泥和回流污泥），然后进行消毒处理，再排入X江。然后出水生化池、终沉池出的污泥一部分作为生化池的回流污泥，剩下的送入污泥脱水间脱水外运。具体流程：污水格栅提升泵房沉砂池初沉池曝气池二沉池接触池处理水排放第三章 处理构筑物设计第一节 格栅间和泵房1.粗格栅设计说明：粗格栅用以截留水中较大悬浮物和漂浮物，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及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证后续处理设施正常运行的装置。粗格栅的计算：图表 1：粗格栅水利计算示意图（1） 栅条的间隙数n设计流量设栅前水深h=0.8m,过栅流速取v=0.8m/s,栅条间隙宽度b=0.025m个（2） 栅槽宽度B （3） 进水渠道渐宽部分的长度 设进水渠宽，其渐宽部分展开角度，进入水渠流速为,（4） 栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度（5） 通过格栅的水头损失设栅条断面为锐边矩形断面, 取k=3 h0：计算水头损失 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（6） 栅后槽总高度 取栅前渠道超高 h2=0.3m 栅前槽总高度:=0.8+0.3=1.1m 栅后槽总高度: 为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降作为补偿（7） 栅槽的总长度L（8） 每日栅渣量 采用机械清渣2.污水提升泵房提升泵房用以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过 ，从而达到污水的净化。该污水处理工艺采用传统曝气活性污泥处理，污水处理系统简单，所以污水只需一次提升。污水经提升后入初沉池，然后进入曝气池、二沉池，最后由出水管道排入河道。设计流量Q=2.5/s,考虑到经济适用性，采用25000LZ-B型号的污水泵4台，三备一用，在平时4台泵替换使用，可有效地延长寿命，同时，在某台污水泵出现故障时，可启用备用水泵，实现污水处理的持续运转。污水提升泵房的集水池容积：（以一台水泵工作6分钟的水量计算） 设有效水深h=2m。则集水池的面积：本设计取集水池面积：S=125，选择池长为25m，宽为5m。3.细格栅的计算（1） 栅条的间隙数n设计流量设栅前水深h=1.1m,过栅流速取v=0.7m/s,栅条间隙宽度b=0.005m个（2） 栅槽宽度B (3)进水渠道渐宽部分的长度 设进水渠宽，其渐宽部分展开角度，进入水渠流速为,（4） 栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度（5） 通过格栅的水头损失设栅条断面为锐边矩形断面, 取k=3（6） 栅后槽总高度 取栅前渠道超高 h2=0.3m 栅前槽总高度:=1.1+0.3=1.4m 栅后槽总高度: 为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降作为补偿（7） 栅槽的总长度L（8） 每日栅渣量 取=0.1/(污水)第二节 平流式沉砂池1. 设计依据：（1）污水在池内的最大流速为0.3m/s,最小流速为0.15m/s;（2）最大流量时，污水在池内的停留时间不少于30s,一般为3060s;（3）有效水深应不大于1.2m,一般采用0.251.0m,池宽不小于0.6m；（4）池底坡度一般为0.010.02,当设置除砂设备时，可根据除砂设备的要求，考虑池底形状。2.平流式沉砂池计算（1）沉砂池的长度设水平流速v=0.30m/s，污水在沉砂池中的停留时间t=50s。则沉砂池总长度（2）过水断面的面积： 取1（3）沉砂池宽度沉砂池分两格，即n=4，设每格宽度c=2m。池的总宽度：(4)有效水深：（5）沉砂池所需容积设清除沉砂的时间间隔T=2d，X=0.08L/沉砂室所需的容积：（6）每个沉砂斗所需的容积：设每一个分格有两个沉砂斗，共有8个沉砂斗则每个斗所需的容积：(7)沉砂斗的各部分尺寸：设斗底宽b1=0.5m，斗壁和水平面的倾角为，斗高=0.35m，沉砂斗的上口宽度： (8)沉砂斗的实际容积：(9)沉砂室高度沉砂池高度采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗，沉砂池含两个部分：一部分为沉砂斗，另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过滤部分沉砂池的宽度为2（+a）+0.2(9)沉砂室总高度H：沉砂池超高取：，则沉砂池的总高度：本设计取沉砂池总高度：H=2.45m。第三节 初沉池1.设计依据： 型式：平流式。 除原污水外，还有浓缩池、消化池及脱水机房上清液进入。 表面负荷可选2.03.0m3(m2h)，沉淀时间1.52.0h，SS去除率5060。 排泥方法：机械刮泥，静压排泥。池底纵向坡度不小于0.005，一般采用0.010.02 沉淀池贮泥时间应与排泥方式适应，静压排泥时贮泥时间为2d。平流式沉淀池的长度一般为3050m,不宜大于60m，为了保证污水在池内分布均匀，池长与池宽比不宜小于4，长度与有效水深不宜小于8.一般按表面负荷设计，按水力负荷校核。最大流速：7mm/s入口的整流措施可采用溢流式入流装置，并设置有孔整流墙。出口的整流措施可采用溢流式集合槽。2. 平流式沉淀池计算进水出水出水出水排泥（1）沉淀池总面积设表面负荷：，沉淀时间：t=2.0h则沉淀池的总面积： （2）沉淀池有效水深：（3）沉淀区的有效容积： （4）沉淀池长度取水平流速，沉淀池的总长度：（5）沉淀池的总宽度： （6）沉淀池个数设每个池宽度为沉淀池的个数：16（7）校核：长宽比：；长深比：；经校核，设计符合要求。进水口处设置挡流板，距池边0.5m，出水口也设置挡流板，距出水口0.3m。（8）污泥容积取清除污泥的时间间隔为。进入池时的悬浮固体浓度为。设沉淀池对悬浮固体的去除率为，则出水中的悬浮固体浓度为：取污泥含水率为，则污泥容积为：每个池的污泥部分所需的容积：(9)污泥斗的容积污泥斗的上口宽度为，下口宽度，选用方斗斗壁和水平面的倾角为。则污泥斗的高度为：污泥斗上口的面积，下口的面积污泥斗的实际容积：(10)梯形部分容积取污泥斗上梯形的坡度，坡向污泥斗，梯形的高度：梯形部分的污泥容积：,梯形上下底边长，m =L+0.5+0.3=36.8m =b=8m(11)校核：污泥斗和梯形部分污泥容积 (符合要求)设缓冲层的高度。(12)沉淀池的总高度：本设计取第四节 曝气池推流式曝气池1. 设计依据 型式：传统活性污泥法采用推流式鼓风曝气。 曝气池进水配水点除起端外，沿流长方向距池起点1234池长以内可增加23个配水点。 曝气池污泥负荷宜选0.3kgBOD5(kgMLSSd)，再按计算法校核。 污泥回流比3080，在计算污泥回流设施及二沉池贮泥量时，R取大值。 SVI值选120150mlR，污泥浓度可计算确定，但不宜大于3500mgL。 曝气池深度应结合总体高程、选用的曝气扩散器及鼓风机、地质条件确定。多点进水时可稍长些，一般控制L58B。 曝气池应布置并计算空气管，并确定所需供风的风量和风压。2.曝气池的设计计算（1）污水处理程度的计算污水中的根据一级B标准出水 =20mg. 去除率 =84%（2）曝气池的计算与各部位尺寸的确定曝气池按BOD污泥负荷法计算1） BOD污泥负荷率的计算拟定采用的BOD污泥负荷率为0.3 kgBOD5/(kgMLSS.d)，但为稳妥计需加以校核 Ns=式中 Kz系数 其值在0.0168-0.0281之间，取0.0168 Se 经活性污泥处理系统处理后，处理水中残留的有机污染物BOD量 对城市污水值一般为0.75 代入数值 Ns=0.3kgBOD5/(kgMLSS.d) 2） 确定混合液污泥浓度(X)SVI值取值120，污泥回流比取0.5，=8333.3X=3125mg/L3） 确定曝气池容积V=2.4m34） 确定曝气池各部位尺寸设有2组曝气池，每组容积为2.4=1.2m3 ，池深取8m，则每组曝气池的面积为F=1.2/6=2000m2 ,廊道宽b取10m，宽深比B/H=10/8=1. 25,满足设计规范要求要求设每组曝气池共3廊道，廊道总宽B=b3=103=30m廊道长L=F/B=2000/30=66.7m长宽比校核L/b=66.7/10=6.67,满足设计规范要求。曝气池超高取 0.5m 则池总高度为8+0.5=8.5m（3）曝气系统的计算与设计本设计采用鼓风曝气系统1）平均日需氧量的计算O2=aQSr+bVXv式中 O2 混合液需氧量（kgO2/d）; a活性污泥微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧率，即活污泥微生物每代谢1kgBOD所需要的氧量，以kg计,查表取a=0.5 Q污水平均流量（m3/d） Sr经活性污泥微生物代谢活动被降解有机污染物量，以BOD值b活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率，即每kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，以kg计，查表取 b=0.12V曝气池容积(m)3Xv单位曝气池容积内的挥发性悬浮固体(MLVSS)量 kg/m3代入数值计算 O2=0.5180000(125-20)+0.122400031250.75=16200000kg/d=675000kg/h2）最大时需氧量的计算根据原始数据，K=1.2最大时O2(max)=0.556000(125-20)+0.122400031250.75=18090000kg/d=754000kg/h3） 最大时需氧量与平均日需氧量之比O2(max)/O2=754000/675000=1.121.3,满足要求。4）采用微孔曝气，氧转移效率设计为10%，曝气头到池底距0.5m,则淹没水深为8-0.5=7.5m;温度为20时清水中的饱和溶解氧为9.17mg/L. 温度为30时清水中的饱和溶解氧为7.63mg/L.扩散器出口压力空气离开池氧的分压值曝气池30时，平均溶氧饱和度氧的离开口压力nzu161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616165）平均时氧量 最大时供氧量Rs(max)= 5） 供气量 (4)空气管路系统计算在池中间设一根干管，两个池共两根，每根管设5对曝气竖管，共10条配气管，全池共设20条配气管，每根竖管的供气量为： 曝气池平均面积为 每个空气扩散器的服务面积按0.49计，则所需空气扩散器的总数为 个 取4100个每个竖管上安装的空气扩散器的数目为4100/20=20.5个 取21个每个空气扩散器的配气量为 经估算得空气管路系统的总压力损失为1.0KPa网状膜扩散器的压力损失为5.88KPa，则总的压力损失为 5.88+1.0=6.88KPa第五节 二沉池1. 设计依据: 型式：中心进水，周边出水，辐流式二沉池。 二沉池面积按表面负荷法计算。选用表面负荷时，注意活性污泥在二沉池中沉淀的特点，q应小于初沉池。 计算中心进水管，应考虑回流污泥，且R取大值。中心进水管水流速度可选0.20.5ms，配水窗水流流速可选0.50.8ms。 2. 设计计算（1）沉淀池面积:按表面负荷计算：（2） 沉淀池直径：（3）沉淀部分有效水深：=q=1.5（4）沉淀区有效容积V：（5）污泥池底坡落差i=0.05.则h4（6）池周边水深缓冲层高度去1.0m,径深比校核： = =11.75介于612，符合情况。(7)二沉池总高度H：设沉淀池超高h1=0.3m，则二沉池总高度 取H=8.2m污泥量W（贮泥所需容积）： 取SVI=100，R=0.8 （8）堰负荷： ,要设双边进水的集水槽。中心进水管管径D1： 中心进水管水流速度范围0.20.5m/s，取v1=0.3m/s，则中心进水管管径 ，取D1=250mm配水管管径D2： Q=18104m3/d=2.5m3/s 配水窗水流流速范围0.50.8m/s，取v2=0.6m/s,则配水管管径 ，取D2=434mm进水系统：需处理的废水首先经过中心进水管，再流入进水竖井中进入二沉池中。出水系统：采用两个环形集水槽，池周边一个，池中央一个。池周边采用单侧集水槽，池中央采用双侧集水槽，最后经过出水堰、出水管流出。第四章 主要设备说明主要设备说明序号名称规格数量设计参数主要设备1粗格栅水头损失：0.043mLBH =6.75.031.21座设计流量Qd=2.5m3/s栅条间隙栅前水深过栅流速HG-1200回旋式机械格栅1套超声波水位计2套螺旋压榨机（300）1台螺纹输送机（300）1台钢闸门（2.0X1.7m）4扇手动启闭机（5t）4台2进水泵房