《水污染控制工程》课程设计.doc

水污染控制工程课程设计计算说明书学 院：000姓 名：00班 级：00学 号：2000课程设计题目：长沙市某污水处理厂工艺设计课程名称：水污染控制工程评阅成绩：评阅意见：成绩评定教师签名：日期： 年 月 日水污染控制工程课程设计计算说明书22目录目录1第一章 课程设计任务书2一、课程设计的目的2二、课程设计的任务2三、设计内容及要求2四、设计题目3五、设计资料3六、设计成果4七、参考书目4第二章 污水处理工艺流程说明5一、气象与水文资料5二、厂区地形5三、工艺流程5第三章 工艺流程设计计算6一、污水总量的计算16二、格栅2361、格栅的设计参数62、格栅的设计计算7二、提升泵房9三、沉砂池491.平流式沉砂池的设计参数92.平流式沉砂池设计计算9四、A2 /0工艺5111、设计参数112、水质123、设计计算12五、二沉池18六、污泥浓缩21八、贮泥池22九、脱水间23第四章 设计图纸23第五章 参考文献23第一章 课程设计任务书一、课程设计的目的本课程设计是水污染控制工程课程系统教学的重要环节之一，要求综合运用所学的有关专业基础、专业、工程知识，在设计中学习、巩固和提高工程设计理论与解决实际问题的能力。通过本课程设计的训练，是学生具备独立进行城市污水和工业废水处理厂的工艺优选和技术基本能力，初步具备编制工程设计文件，加强学生对水污染控制工程的综合理解和实际应用能力。二、课程设计的任务根据所给基础资料，进行城市污水处理厂的方案设计，要求确定污水处理流程、计算各处理构筑物的尺寸、绘制污水处理厂总平面图、高程图和主要单体设计中掌握解决实际工程问题的能力，并进一步巩固和提高理论知识。采用以学生自主完成为主，教师予以启发性指导辅助的方法。三、设计内容及要求1、设计说明书：说明城市概况、设计任务、工程规模、水质质量、工艺流程、设计参数、主要构筑物的尺寸和个数、主要设备和辅导设备的型号和数量、处理构筑物平面布置及高程计算、参考资料；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。2、设计计算书：各构筑物的计算、主要设备（如水泵、鼓风机、曝气机等）得选取、污水处理厂的高程计算等（）各构筑物内部的水头损失查阅课本货手册，构筑物之间的水头损失按管道长度计算）。3、设计图纸：污水处理厂总平面图、高程布置图和主体构筑物工艺图。总平面图中应该表示出各构筑物的确切位置、外形尺寸、相互距离；其他辅助建筑物的位置、厂区道路、绿化布置等；污水污泥处理高程中标出各种构筑物的顶、底、水面以及重要构件的设计标高、地面标高等。四、设计题目长沙市某污水处理厂工艺设计五、设计资料1、城市概况该污水处理厂项目范围包括长善垸纳污区和厂区范围，其中纳污区汇水范围为西至车站路、东北至浏阳河，东南至圭塘河，南至石坝路，跨芙蓉区和雨花区两区，汇水面积18.89 km2。厂区占地和泵站占地面积为162.45亩。其中厂区占地面积为150.45亩，位于芙蓉区东岸乡西龙村，泵站占地面积为12亩，位于芙蓉区城市建设用地。管网占地为临时占地，共246.8亩，涉及长沙市2个区5个乡（街道办事处）15个村，包括芙蓉区的东岸乡、马王堆接到办事处、东屯渡街道办事处、火星镇街道办事处和雨花区的高桥街道办事处。2、自然特征该城区属北亚热带季风湿润气候区，常年气候适宜，四季分明，热量充足，雨水集中，春湿多变，严寒期短，暑热期长。年均气温16.9-17.2，年均日照时间1771.0 h，年均相对湿度78%。年均降雨量为1229.7 mm，月降雨量最大多出现在四、五、六月，最小多出现在九、十月。年均蒸发量为754.3mm，月蒸发量最大多出现在七、八月，最小多出现在一、二月。年主导风向为西北风，夏季为东南风，年平均风速2.9 m/s，无霜期281d。区内地势平坦，地形南高北低。厂区越过了；浏阳河，位于长善垸纳污区东北侧芙蓉区东岸乡的西龙村，地形平缓，起伏不大。3、规划资料该区域近期规划人口20万，远期规划人口45万。改城区将建设各种完备的市政设施，其中排水系统采用完全分流制体系。工业污水量近期为6104 m3/d，远期达12104 m3/d，工业污水变化系数为1.2，污水性质与生活污水相似。生活污水和工业污水混合后的水质预计为： BOD5=100mg/L， SS=250mg/L，COD=250mg/L ,NH3-N=30mg/L，TP=3mg/L；要求出水水质达到国家污水综合排放一级标准（GB8979-1996）。污水处理厂的污水进水总管管径为DN800-DN1200，进水泵房处沟底标高设为30.0m初沉污泥和二沉池剩余污泥经浓缩脱水后外运填埋处理。六、设计成果设计计算说明书设计图纸：厂区平面图、污水处理高程图和主要单体构筑物工艺图。七、参考书目污水处理厂设计，化学工业出版社，2003年给水排水设计手册，中国建筑工业出版社，2004年污水处理厂工艺设计手册，化学工业出版社，2003年三废处理设计手册（废水卷），化学工业出版社室外排水设计规范 GBJ 14-87给排水制图标准 GB/T50106-2001水污染控制工程，高等教育出版社，2006年水处理工程师手册，化学工业出版社，2000年水处理工程典型设计实例，化学工业出版社，2005年等第二章 污水处理工艺流程说明一、气象与水文资料风向：多年主导风向为西北风；水文：降水量多年平均为每年1229.7mm； 蒸发量多年平均为每年754.3mm； 年平均水温：16.917.2二、厂区地形污水厂选址区域地势平坦，地形南高北低，厂区征地面积为东西长280m，南北长380m。三、工艺流程本污水处理的特点为：污水以有机污染为主，BOD/COD =0.40,可生化性一般，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；污水中主要污染物指标SS值较高，COD一般，BOD5含量偏低。考虑脱氮除磷功能，选用A2/O工艺第三章 工艺流程设计计算一、污水总量的计算1生活污水长沙为南方特大城市,则：q=260L/d N=20万 Q1 = 665 L/d Kz=1.30工业用水Q2=61041.2=7.2104 m3/d=833L/d污水总量Q总= Q1+Q2=665+833=1498 L/s 取QMAX=1.5 m3/sQMIN= 511.5+694.2=1.2 m3/s二、格栅231、格栅的设计参数（1）格栅的栅条间距:格栅设于水处理系统之前，采用机械除污时，栅条间距为1025mm，取20mm10.8m3 （6）贮砂室的高度h3： 假设采用重力排砂，池底设6%坡度坡向砂斗，则： （7）池总高度H： H=h1+h2+h3=0.3+1.0+0.94=2.24m H 池总高度，m h1 超高，m 取0.3m （8）核算最小流速Vmin： 四、A2 /0工艺51、设计参数 A2/0厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺主要设计参数项目数值BOD5污泥负荷 KgBOD5/（KgMLSSd）0.150.20TN负荷 KgTN/（KgMLSSd）0.05(好氧段)TP负荷 KgTP/（KgMLSSd）0.06(厌氧段)污泥浓度 MLSS/（mg/L）30004000污泥龄c/d1020水力停留时间t/h811各段停留时间比例A:A:O(1：1：3)(1：1：4)污泥回流比R/%25100混合液回流比R内/%100300溶解氧浓度DO/mg/L厌氧8（厌氧池）TP/BOD50.06(厌氧池)T/13-182、水质 设计进水水质：COD=250mg/L BOD5=100mg/L SS=250mg/L NH3-N=30mg/L TP0=3mg/L 设计出水水质：COD=60mg/L BOD5=20mg/L SS=20mg/L NH3-N=15mg/L TP=0.5mg/L3、设计计算 （1）判断是否可采用A2/0法 符合要求 （2）有关设计参数 BOD5污泥负荷0.13 KgBOD5/（KgMLSSd） 回流污泥浓度Xz=10000 mg/L 污泥回流比R=50% 停留时间t=8h 混合液悬浮固体浓度 混合液回流比R内 TN去除率 混合液回流比 取R内=200% （3）反应池容积V, m3 QMAX=1.5m3/s=129600 m3/d=5400m3/h V=QMAX*t=5400*8=43200 m3 各段水力停留时间和容积： 厌氧：缺氧：好氧=1：1：4 （4）校核氮磷负荷好氧段总氮负荷： KgBOD5/（KgMLSSd）厌氧段总磷负荷： KgTP/（KgMLSSd）（5）剩余污泥量X, kg/d 取污泥增值系数Y=0.6，污泥自身氧化率kd=0.05，则Pr=0.6129600(0.1-0.02)-0.0528803.3330.7=2894.4 kg/dPs=(0.25-0.02)12960050%=17884.8 kg/d（6）反应池主要尺寸 反应池总容积V=43200 m3 设反应池4组，单组池容V单=43200/4=10800 m3 有效池深h=4.0 m单组有效面积采用7廊道式推流式反应池，廊道宽b=8.0m单组反应池长度 校核：b/h=8.0/4.0=2 (12) L/b=50/8.0=6.25 (510)取超高为1.0m，则反应池总高H=4.0+1.0=5.0m（7）反应池进出水系统计算 进水管单组反应池进水管设计流量管道流速v=0.8 m/s管道过水断面面积A=Q1/v=0.375/0.8=0.46875 m2管径 取整750取进水管管径DN750mm 回流污泥管单组反应池回流污泥管设计流量 m3/s管道流速v=0.8m/s取回流污泥管管径DN500mm 进水井反应池进水孔尺寸进水孔过流量孔口流速v=0.6m/s孔口过水断面面积 m2孔口尺寸取为 1m1m进水井平面尺寸取为 2.5m2.5m出水堰及出水井 b堰宽，m 8m H堰上水头，m出水孔过流量 Q3=Q4=1.5 m3/s孔口过水断面面积A=Q4/v=1.5/0.6=2.5 m2孔口尺寸取 2.5m1m出水井平面尺寸取 3m1.5m出水管反应池出水管设计流量Q5=Q2=0.5625 m3/s管道流速v=0.8 m/s管道过水断面面积A=Q5/v=0.5625/0.8=0.7031 m2管径取出水管管径DN1000mm校核流速（8）曝气系统设计计算6 设计需氧量TO2 AOR=去除BOD5需氧量剩余污泥中BODu氧当量+NH3-N硝化需氧量剩余污泥中NH3-N的氧当量反硝化脱氧产氧量 碳化需氧量 硝化需氧量 硝酸盐还原提供的氧当量 总需氧量 每组需氧量=580.33/4=145.08 KgO2/h去除1Kg BOD5的需氧量曝气机选择78 采用转刷曝气，机型选择为德国PASSAVANT公司产的Mammn-tratoren机型，转速72r/min，淹没深度0.3m，重阳能力8.0 KgO2/(mh)，L=7.5m ，池深范围2-4m（符合要求），转刷直径1000mm。 每组需要曝气机数量为运行需要3台 备用1台 ，合计 4台曝气机/组 （9）厌氧池设备选择（以单组反应池计算） 厌氧池设导流墙，将厌氧池分成4格，每格内设置潜水搅拌机1台，所需功率按5W/m3池容计算厌氧池长度V厌=7200/4 = 1800 m3 混合全池污水所需功率为（10）缺氧池设备选择（同厌氧池）（11）污泥回流设备 污泥回流比R=50% 污泥回流量 设回流污泥泵房1座，内设六台潜污泵（2用1备） 单泵流量 m3/h（12）混合液回流设备 混合液回流 混合液回流量 设混合液回流泵房4座，每座泵房内设3台潜污泵（2用1备） 单泵流量混合液回流管回流混合液由出水井重力流至混合液回流泵房，经潜污泵提升后送至缺氧段首段混合液回流管设计流量泵房进水管设计流速采用v=0.8m/s管道管径m 取1.2取泵房进水管径DN1200mm泵房压力出水总管设计流量Q7=Q6=0.75m3/s设计流速v=1.2m3/s 管道管径m 取1.0取泵房进水管径DN1000mm五、二沉池 采用中心进水辐流式二沉池（1）沉淀池部分水面面积F 最大设计流量QMAX=129600/24=5400 m3/h 采用4座向心辐流式沉定池，表面负荷q取0.9 m3/(m2h)，则 m2（2）池子直径D 取45m（3）校核堰口负荷q Kg/m2d（4）校核固体负荷G Kg/m2d（5） 澄清区高度 设沉淀池沉淀时间t=3h （6）污泥区高度 设污泥停留时间3h （7）池边水深h2 （8）污泥斗高h4 设污泥斗底直径D2=1.0m，上口直径2.0m，斗壁与水平夹角60。则 （9）池总高度H 二沉池拟采用单管吸泥机排泥，池底坡度取0.02，排泥设备中心立柱的直径为1.5m 池中心与池边落差 超高h1=0.3m，则 H=h1+h2+h3+h4=0.3+3.1+0.43+0.87=4.70 m六、污泥浓缩 X=Pr+Ps=2894.4+14904= 17798.4 Kg/d Q=X/XR=17798.4/10=1779.84 m3/d （1）浓缩池面积A 浓缩污泥为剩余活性污泥，污泥固体通量选取30 Kg/（m2d），则 Q 污泥量，m3/d XR 污泥固体浓度，kg/m3 G 污泥固体通量，Kg/（m2d） （2）浓缩池直径 设计采用n=2个圆形辐流池单池面积 A1=A/2=593.28/2=296.64 m2浓缩池直径 取20m（3）浓缩池深度H T为浓缩时间，h 取T=16h 浓缩池工作部分有效水深 超高h1=0.3m，缓冲层h3=0.3m 浓缩池设机械刮泥，池子坡度i=1/20污泥斗下底直径D1=1.0m，上底直径D2=2.4m池底坡度造成的深度： 污泥斗