水污染控制工程课程设计.docVIP

水污染控制工程课程设计题目：小型生活污水处理学院：化学化工学院专业：环境工程组员姓名：李剑霞 温朝阳 李坤 唐莉 张辉 学号：2013507211-2013507215目录前言1一、格栅21.1设计说明21.2设计流量21.3设计参数31.4 格栅设计计算3二、沉砂池52.1沉砂池总长度72.2过水断面的面积72.3沉砂池宽度72.4池的总宽度72.5有效水深72.6沉砂斗容积72.7每个沉砂斗容积Vo ，m3：72.8沉砂斗尺寸82.9沉砂室高度，h4，m82.11进水渐宽部分长度：92.12出水渐窄部分长度：92.13校核最小流量时的流速：92.14计算草图如下：10三、初沉池103.1设计参数1132设计有关计算12四、A2/O反应池设计计算144.1参数选取：144.2计算污泥负荷154.3计算曝气池内活性污泥浓度Xa154.4根据已定的SVI值，估算可能达到的最大回流污泥浓度154.5计算回流比154.6Xa计算及停留时间t164.7曝气池容积164.8各段水力停留时间及各段生化池体积164.9污泥设计计算174.10需氧量计算17五、二沉池设计计算175.1参数选取：185.2沉淀池尺寸设计18六、接触消毒池与加氯间196.1设计参数196.2设计计算206.2.1接触池容积：206.2.2加氯量计算：206.2.3混合装置：21七、污泥运行部分217.1回流污泥217.2剩余污泥22参考文献：22污水厂平面总图23格栅水力计算简图24平流式沉砂池工艺图25II前言本次课题是小型9000m3/d污水处理厂处理工艺设计，主要针对生活污水。设计要求表1-1 原水水质及设计要求项目进水水质(mg/l)出水水质(mg/l)BODCODSSNH3-NTP2003801502063010030253经小组讨论后决定采取A2/O反应池为主要工艺，工艺流程及相关数据计算如下：一、格栅进水中格栅是污水处理厂的第一道预处理设施，可去除大尺寸的漂浮物或悬浮物，以保护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。 拟用回转式固液分离机。回转式固液分离机运转效果好，该设备由动力装置，机架，清洗机构及电控箱组成，动力装置采用悬挂式涡轮减速机，结构紧凑，调整维修方便，适用于生活污水预处理。 1.1设计说明 栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为0.61.0m/s，槽内流速0.5m/s左右。如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。此外，在选择格栅断面尺寸时，应注意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的80%，以留有余地。格栅栅条间隙拟定为20.00mm。 1.2设计流量 a.日平均流量 Qd=9000m3/d375m3/h=0.1042m3/s=104.2L/s K2取1.4 b. 最大日流量 Qmax=K2Qd=1.4375m3 /h=525m3/h=0.1459m3/s 1.3设计参数 栅条净间隙为b=25.0mm 栅前流速=0.7m/s 过栅流速0.6m/s 栅前部分长度：0.5m 格栅倾角=60 单位栅渣量：=0.05m3栅渣/103m3污水 1.4 格栅设计计算1.4.1 确定栅前水深根据最优水力断面公式Q=B12v2 计算得：B1=2QV=20.14590.7=0.604mh=B12=0.6042=0.302m 所以栅前槽宽约0.604m。栅前水深h0.302m 1.4.2 格栅计算 说明： Qmax最大设计流量，m3/s； 格栅倾角，度（）； h栅前水深，m； 污水的过栅流速，m/s。 栅条间隙数（n）为 n=QMAXsinbhv=0.1459sin600.020.3020.7=33 栅槽有效宽度（B） 设计采用10圆钢为栅条，即S=0.01m。B=Sn-1+bn=0.0133-1+0.0233=0.98m=1.79(Sb)43h2=31.79(0.010.02)430.7229.81sin60=0.046m所以：栅后槽总高度HH=h+h1+h2=0.302+0.3+0.046=0.648m（h1栅前渠超高，一般取0.3m）L1=B-B12tan1=0.98-0.6042tan20=0.52mL2=L22=0.26mH1=h+h1=0.302+0.3=0.602mL=L1+L2+1.0+0.5+H1tan=0.52+0.26+1.0+0.5+0.602tan60=2.63m污水提升泵房 提升泵房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。设计计算：设计选4台水泵(3台使用1台备用)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V=Qmax660n0.14596603=17.5m设有效水深h=1.4m。则集水池的面积：S=Vh=17.51.4=12.5m2本设计取集水池面积：S=16m2，选择池长为4m，宽为4m。计算结果：提升泵房集水池长：4m提升泵房集水池宽：4m有效水深：1.4m说明：因为前面粗格栅的栅条间隙宽度为0.02m小于0.025m所以提升泵房后不设细格栅。二、沉砂池沉砂池的作用是从污水中将比重比较大的颗粒去除其工作原理是以重力分离为基础故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无极颗粒沉淀而有机悬浮颗粒则随水流带走。设计规定：（1） 城市污水厂一般应设置沉砂池座数或分格应不少于2座并按并联运行原则考虑。 （2） 设计流量应按分歧建设考虑a) 当污水自流进入时应按每期的最大设计流量计算b) 当污水为用提升送入时则应按每期工作水泵的最大组合流量计算c) 合流制处理系统中应按降雨时的设计流量计算。（3） 沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为2.65粒径为0.2以上的颗粒为主。（4） 城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂量为30m3计算期含水率为60%容重为1500kg/m3。 （5） 贮砂斗容积应按2日沉砂量计算贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于55排砂管直径应不小于0.3m。 （6） 沉砂池的超高不宜小于0.3m。（7） 除砂一边采用机械方法。当采用重力排砂时沉砂池和晒砂场硬尽量靠近以缩短排砂管的长度。说明：采用平流式沉砂池具有结构简单处理效果好的优点分两格。设计计算：沉砂池的长度设水平流速v=0.20m/s污水在沉砂池中的停留时间t=50s。 2.1沉砂池总长度L=vt=0.250=10m2.2过水断面的面积A=Qmaxv=0.14590.2=0.73m22.3沉砂池宽度沉砂池分两格即n=2设每格宽度b=0.5m。2.4池的总宽度B=nb=20.5=1.0m2.5有效水深h2=Ab=0.731=0.73m2.6沉砂斗容积 V=QmaxTX86400105=0.14593286400105=0.76m3其中X：城市污水沉砂量3m3/105m3 ;T清除沉砂的间隔时间，d，取T=2d；2.7每个沉砂斗容积Vo ，m3：设每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗。则:VO=0.7622=0.19m32.8沉砂斗尺寸沉砂斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为55o，斗高h3=0.4m，则沉砂斗上口宽：a=2h3tan55+a1=20.4tan55+0.5=1.06m沉砂斗容积：V=h362a2+2aa1+2a2=0.4621.062+21.060.5+20.52=0.25m3（略大于VO=0.22m3，符合要求）2.9沉砂室高度，h4，m采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向沉砂斗。沉砂室有两部分组成：一部分是沉砂斗，另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分，沉砂室的宽度为L=2L2+a+0.2。L2=L-2a-0.22=10-21.06-0.22=3.84m（0.2为两沉砂斗之间隔壁厚）h4=h3+0.06L2=0.4+0.063.84=0.63m2.10沉砂池总高度H，m取超高h1=0.3mH=h1+h2+h4=0.3+0.73+0.63=1.66m2.11进水渐宽部分长度：L1=B-B12tan20=1-0.52tan20=0.68m 其中B1为进水口池宽。2.12出水渐窄部分长度：L3=L1=0.68m2.13校核最小流量时的流速：最小流量时只用一格工作，即n1=1，其过水断面面积Amin=bh2vmin=Qminn1Amin=0.70.104210.730.50.19ms0.15m/s，符合要求其中，Q min最小流量，取0.7Q平沉砂池的沉砂经排砂装置排除的同时，往往是砂水混合体，为进一步分离出砂和水，需配套砂水分离器。平流式沉砂池出砂含有较多有机物，因此需要配备洗砂机，对出砂进行洗涤，否则容易引起大量细菌的滋生。2.14计算草图如下：三、初沉池竖流式沉淀池又称立式沉淀池，是池中废水竖向流动的沉淀池。池体平面图形为圆形或方形，水由设在池中心的进水管自上而下进入池内（管中流速应小于30mm/s），管下设伞形挡板使废水在池中均匀分布后沿整个过水断面缓慢上升（对于生活污水一般为0.5-0.7mm/s，沉淀时间采用1-1.5h），悬浮物沉降进入池底锥形沉泥斗中，澄清水从池四周沿周边溢流堰流出。堰前设挡板及浮渣槽以截留浮渣保证出水水质。池的一边靠池壁设排泥管（直径大于200mm）靠静水压将泥定期排出。竖流式沉淀池的优点是占地面积小，排泥容易，缺点是深度大，施工困难，造价高。适用于处理水量小于20000m3/d的污水处理厂。3.1设计参数 池子直径（或正方形的一边）与有效水深之比不大于3.0，池子直径不宜大于8.0m，一般采用4.07.0m。 中心管流速不大于30mm/s,本设计中取V0=28mm/s 中心管下口设有喇叭口和反射板，反射板板底距泥面至少0.3m；喇叭口直径及高度为中心管直径的1.35倍；反射板的直径为喇叭口的1.3倍，反射板表面积与水平面的倾角为17。 中心管下端至反射板表面之间的缝隙高在0.250.50m范围内，缝隙中污水流速在初沉池中不大于30mm/s,本设计中取v1=20mm/s。当池子直径小于7.0m时，处理出水沿周边流出，当直径D7.0时，应增设辐流式集水支渠。 排泥管下端距池底不大于0.20m，管上端超出水面不小于0.40m。 浮渣挡板距集水槽0.250.50m,高出水面0.10.15m，淹没深度0.30.40m。32设计有关计算设中心管内流速v0=0.03m/s，采用4个竖流沉淀池，则池子最大设计流量 qmax=QMAX4=0.14594=0.036m3/s3.2.1中心管面积：f=qmaxv0=0.0360.03=1.2m23.2.2 中心管直径：d0=4f=41.2/3.14=1.24m3.2.3中心管嗽叭口与反射板之间的缝隙高度：设v1=0.02m/s d1=1.35d0=1.351.24=1.674mh3=qmaxv1d1=0.0360.023.141.674=0.342m3.2.4 沉淀部分有效断面积：设表面负荷q=2.5m3/(m2h)则v=2.53600=0.0007m/s F=qmaxv=0.0360.0007=51.43m2沉淀池直径：D=4F+f=451.43+1.23.14=8.19m采用D=8.5m 沉淀部分有效水深：3.2.5设t=1.5h，h2=vt3600=0.00071.53600=3.8mDh2=8.53.8=2.233 （符合要求）3.2.6 校核集水槽出水堰负荷：qmaxD=0.03610003.148.5=1.3521.5m33.2.9沉淀池总高度H设池子保护高度h1=0.3m,缓冲高度h4=0.3m,H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.8+0.342+0.3+5=9.742m四、A2/O反应池设计计算原水与从沉淀池回流的污泥首先进入厌氧池，在此污泥中的聚磷菌利用原污水中的溶解态有机物进行厌氧释磷；然后与好氧末端回流的混合液一起进入缺氧池，在此污泥中的反硝化菌利用剩余的有机物和回流的硝酸盐进行反硝化作用脱氮；脱氮反应完成后，进入好氧池，在此污泥中的硝化菌进行硝化作用将废水中的氨氮转化为硝酸盐同时聚磷菌进行好氧吸磷，剩余的有机物也在此被好氧细菌氧化，最后经沉淀池进行泥水分离，出水排放，沉淀的污泥部分返回厌氧池，部分以富磷剩余污泥排出。4.1参数选取：产率系数Y=0.5gVSS/g BOD微生物内源呼吸系数Kd=0.05d-1SVI=70污泥可挥发度MLVSS/MLSS=0.75污泥龄c=7d曝气池中污泥浓度为X=3000mg/L液面超高h1=1m 4.2计算污泥负荷Ls=1c+KdY=17+0.050.5=0.386试中Ls污泥负荷 kg/BOD/(kgMLSSd)4.3计算曝气池内活性污泥浓度XaXa=ctY(S0.-Se)1+Kdc变化可得XaV=cQY(S0.-Se)1+Kdc=790000.5(0.2-0.03)1+0.057=3966.67所以Xa=3966.67V4.4根据已定的SVI值，估算可能达到的最大回流污泥浓度Xrmax=106SVI=10670=14285mg/lXr=0.7514285=10714mg/L=10.71kg/m34.5计算回流比由1c=QV1+R-RXrXa17=9000V1+R-10.713966.67RVV=63000(R+1)1+170.1R设R=0.4，得V=1278m34.6Xa计算及停留时间tXa=3966.67V=3966.671278=3.1kg/m3=3100mg/Lt=VQ=12789000=0.142d=3.4h4.7曝气池容积取曝气池有效水深H1=4m曝气池总有效面积S总=VH1=12784=319.5m2设置三廊道曝气池廊道宽为b=2m，则曝气池池长L=S3b=319.532=53.25m4.8各段水力停留时间及各段生化池体积厌氧：缺氧：好氧=1:1:3所以t厌氧=0.68h t缺氧=0.68h t好氧=2.04h V厌氧=Qt厌氧24=90000.6824=255m3V缺氧=Qt缺氧24=90000.6824=255m3V好氧=Qt好氧24=90002.0424=765m3生化池高H=h+h1=4+1=54.9污泥设计计算回流污泥浓度XRXR=(R+1)XR=(0.4+1)30000.4=10500mg/L则回流污泥量QR=RQ=0.4*9000=3600m3/d剩余污泥量Xv=XMLVSSMLSS=30000.75=2250mg/LXv=YS0-SeQ-KdVXv=0.50.2-0.039000-0.0512782.25=621.2 kgd-14.10需氧量计算O2=a1QSr+b1VXv=0.590000.2-0.03+0.1512782.25=1196.325 kgd-1 五、二沉池设计计算该沉淀池采用中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，采用刮泥机。5.1参数选取：表面负荷q=1.2m3/(m2h) 沉淀时间t=2.0h 超高h1=0.5m 缓冲层高度h2=0.25m 污泥斗上部半径r1=2m 污泥斗下部半径r2=1m 倾角=605.2沉淀池尺寸设计沉淀池表面积FF=Q24q=9000241.2=312.5m2沉淀池直径DD=4F=4312.53.14=19.95m实际水面面积FF=D24=3.1419.9524=312.43沉淀池有效水深h0h0=qt=1.22=2.4m径深比为：Dh0=19.952.4=8.3，在6至12之间，符合设计要求污泥部分所需容积采用间歇排泥，设计中取两次排泥的时间间隔为T=1hV1=1+RQXT0.5(X+XR)=1+0.4900030000.5(3000+10500)24=233.3m3泥斗计算h3=r1-r2tan=2-1tan60=1.73m污泥斗体积计算V3=h53r12+r1r2+r22=3.141.73322+21+1=12.68m3六、接触消毒池与加氯间采用隔板式接触反应池6.1设计参数设计流量：Q=4000m3d=46.3L/s水力停留时间：T=0.5h=30min设计投氯量：=3.0mg/L平均水深:h=2.0m隔板间隙：b=2.0m6.2设计计算6.2.1接触池容积：V=QT=46.310-33060=84m3接触池表面积：A=Vh=842=42m2隔板数采用2个，则廊道总宽为B=2+12=6m接触池长度L=AB=426=7长宽比Lb=72=3.5实际消毒池容积为V=BLh=672=84池深取2.0+0.3=2.3m（0.3为超高）经校核均满足有效停留时间的要求6.2.2加氯量计算：设计最大加氯量为max=3.0mgL，每日投氯量为=maxQ=3400010-3=12kgd=0.5kgh选用贮氯量为15kg的液氯钢瓶，每日加氯量为4/5瓶,共贮用6瓶，每日加氯机一台，单台投氯量为0.5kg/h左右。配置注水泵两台，一用一备，要求注水量Q=1-3m3h,扬程不小于10mH2O6.2.3混合装置：在接触消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机2台（立式），混合搅拌机功率NoNO=QTG235102=1.0610-40.046360500235102=0.05kW实际选用JWH3101机械混合搅拌机，浆板深度为1.5m,浆叶直径为0.31m,浆叶宽度0.9m，功率4.0Kw七、污泥运行部分7.1回流污泥 回流污泥是指由二沉池分离出来，回流至好氧段的活性污泥