污水厂课程设计_secret

西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 1 页 共 40 页 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 任务书西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 任务书 专业班级 给水20052005级 班 学生姓名 指导教师 签名 一 课程设计 论文 题目一 课程设计 论文 题目 城市污水处理厂工艺设计 二 本次课程设计 论文 应达到的目的二 本次课程设计 论文 应达到的目的 课程设计是高等工科学校给水排水工程专业本科学生培养计划中一个重要的实 践性教学环节 学生在学完 水质工程学 课程内容后必须进行两个课程设计 其 中一个就是 城市污水处理厂工艺设计 通过课程设计 培养学生综合运用 水质工程学 基本理论和专业知识的能力 培养学生进行城市污水处理工艺系统选择和单元构筑物设计计算的工程实践技能 培养学生独立分析问题和解决工程实际问题的初步能力 通过本课程设计训练学生 初步具备阅读中英文文献能力 技术和方案比较能力 理论分析与设计计算能力 应用计算机能力和工程制图及编写说明书的能力 三 本次课程设计 论文 任务的主要内容和要求 包括原始数据 技三 本次课程设计 论文 任务的主要内容和要求 包括原始数据 技 术参数 设计要求等 术参数 设计要求等 1 1 主要内容主要内容 完成城市污水处理厂工艺设计方案 2 2 基础资料及设计参数 基础资料及设计参数 1 设计人口 近期设计人口为 12 班次 10000人 学号 2000人 排水 量标准180L 人 天 远期发展人口 15 班次 10000人 学号 2000人 排 水量标准200L 人 天 2 工业废水 该城市工业企业生产废水全部经过厂内废水处理站进行处理后 已经达到城市污水管道的纳污能力 近期排水量0 15m3 s 远期排水量 0 2m3 s 时变化系数Kh 1 2 3 污水性质 COD 400mg L BOD5 COD 0 5 SS 180mg L 夏季水温25 冬季 水温15 常年平均水温20 4 纳污河流 位于城市南侧自西向东 01班 东侧自北向南 02班 北侧 自西向东 03班 西侧自北向南 04班 流量保证率为95 流量Q平 8m3 s 平均水深H平 2m 平均流速V平 0 2m s 平均水温T 15 溶解氧 DO 8mg L BOD5 2 8mg L SS 1 0mg L 河流允许增加悬浮物浓度 1 5mg L 20年一遇洪水水位标高412 5m 常水位标高410 3m 城市排污口下 游20km处有取水水源点 5 根据城市总体规划 污水厂拟建于该城市下游河流岸边 地势平坦 拟建处 的地面标高416 30m 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 2 页 共 40 页 6 该城市污水主干管终点 污水厂进水口 的管内底标高 411 00m D 800m i 0 002 v 1 15m s h D 0 56 7 气象条件 主导风向东北 01班 西南 02班 西北 03班 东南 04班 平均气温13 5 冬季最低气温 10 最大冰冻深度0 65m 夏 季最高气温38 年平均降雨量1010mm 蒸发量1524mm 8 处理要求 出水水质COD 80mg L BOD5 20mg L SS 20mg L 对污泥进行 稳定化处理 脱水后泥饼外运填埋或作农肥 处理后的污水纳入河流 9 设计规模 设计应考虑近期和远期城市发展情况 分期建设 说明一期建设 和二期建设各构筑物及建筑物有哪些 并阐明理由 3 3 任务要求 任务要求 1 设计时间 2 周 2008 12 22 2009 01 02 2 完成设计任务说明书 1 份 总篇幅 1 万字以上 内容包括 中英文摘要 目录 原始资料 系统选择 单元形 式选择比较 设计计算 计算草图 公式 参数 方法 设备选型 参考资料 致谢等 3 完成图纸 处理系统高程布置图 1 张 A1 污水处理厂平面布置图 1 张 A1 四 应收集的资料及主要参考文献四 应收集的资料及主要参考文献 给水排水设计手册 第 1 3 5 6 9 11 册 中国建筑工业出版社 泵站设计规范 中国计划出版社 给水排水设计标准图集 S1 S2 S3 中国建筑工业出版社 污水综合排放标准 GB8978 2002 水质工程学 教材 课堂笔记 及其它有关参考书 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 3 页 共 40 页 五 审核批准意见五 审核批准意见 教研室主任 签字 教研室主任 签字 年年 月月 日日 第一章 正文 1 1 设计题目 城市污水初步设计 1 2 原始资料 1 2 1 设计人口 近期设计人口为 12 班次 10000人 学号 2000人 水量标准180L 人 天 远期发展人口 15 班次 10000 人 学号 2000人 排水量标准200L 人 天 近期人口 人 20800020003410000 212 远期人口 人 23800020003410000 215 1 2 2 工业废水 该城市工业企业生产废水全部经过厂内废水处理站进行处 理后 已经达到城市污水管道的纳污能力 近期排水量 0 15m3 s 远期排水量0 2m3 s 时变化系数Kh 1 2 1 2 3 污水性质 COD 400mg L BOD5 COD 0 5 SS 180mg L 夏季水温25 冬季水温15 常年平均水温20 1 2 4 纳污河流 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 4 页 共 40 页 位于城市东侧自北向南 流量保证率为 95 流量 Q平 8m3 s 平均水深 H平 2m 平均流速 V平 0 2m s 平均水温 T 15 溶解氧 DO 8mg L BOD5 2 8mg L SS 1 0mg L 河流允 许增加悬浮物浓度 1 5mg L 20 年一遇洪水水位标高 412 5m 常 水位标高 410 3m 城市排污口下游 20km 处有取水水源点 1 2 5 气象资料 主导风向西南 平均气温13 5 冬季最低气温 10 最大 冰冻深度0 65m 夏季最高气温38 年平均降雨量1010mm 蒸发量1524mm 1 3 处理要求 1 3 1 出水性质 出水水质 COD 80mg L BOD5 20mg L SS 20mg L 1 3 2 污泥污水处理反方式 污水 处理过的污水纳入河流江心式排放 污泥 消化处理 脱水后泥饼外运作农肥 1 3 3 分期建设 考虑近期和远期城市发展的情况 1 4 设计流量 根据城市总体规划 污水厂拟建于该城市南侧 河流西岸 地 势平坦 拟建地面标高为 416 30m 该城市污水主干管终点 污 水厂进水口 的管内底标高 411 00m D 800m i 0 002 v 1 15m s h D 0 56 1 4 1 生活污水设计流量 近期排水量 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 5 页 共 40 页 s 440s m44 0 37440000 180208000 3 L L Q 天 远期排水量 s 550s m55 0 47600000 200238000 3 L L Q 天 1 4 2 生活污水总变化系数 近期 38 1 440 7 27 2 11 0 11 0 d Z Q K 远期 35 1 550 7 27 2 11 0 11 0 d Z Q K 1 4 3 平均流量 平均流量 生活污水流量 工业废水流量 近期 s m59 0 15 0 44 0 3 Q 远期 s m75 0 20 0 55 0 3 Q 1 4 4 最大设计流量 最大设计流量 生活污水 生活污水总变化系数 Kz 工业废水 工业废水时变化系数 近期最大设计流量 sL sm Q 787 787 0 38 1 44 0 2 115 0 3 远期最大设计流量 sL sm Q 983 983 0 35 1 55 0 2 12 0 3 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 6 页 共 40 页 1 4 5 最小设计流量 最小设计流量 生活污水量 工业废水量 2 1 近期最小设计流量 smQ 295 0 59 0 2 1 3 远期最小设计流量 smQ 375 0 75 0 2 1 3 1 5 处理程度计算 1 5 1 SS 的去除率 0 0 9 88 100 100 180 20180 100 100 1 原 出原 SS SSSS 1 5 2 的去除率 5 BoD 出水中总 根据课本公式将LmgBoD 20 5 183 P eaC bXBoD1 7 5 出水中总的计算成活性污泥的 5 BoD 5 BoD 公式中 b 微生物自身氧化率 取值范围为 0 05 0 1 1 d 在处理水的悬浮物固体中 在活性的微生物所占的比例 a X 的取值 对高负荷活性污泥处理系统为 0 8 延时曝气系 a X 统为 0 1 其他活性污泥处理系统 在一般负荷条件下 可 取 0 4 活性污泥处理系统的处理水中的悬浮固体浓度 mg L e C 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 7 页 共 40 页 则出水溶解性为 5 BoD L CbXBoD ea mg54 4 204 008 0 1 7 1 7 5 则 的去除率为 5 BoD 3 92 100 100 200 54 4 20200 100 100 200 o200 52 DB出水溶解性 1 6 设计方案 1 6 1 污水处理工艺的选择 按 城市污水处理和污染防治技术政策 要求推荐 20 万 t d 规模大 型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺 10 20 万 t d 污水厂可以采用常规 活性污泥法 氧化沟 SBR AB 法等工艺 小型污水厂还可以采用生物 滤池 水解好氧法工艺等 对脱氮除磷有要求的城市 应采用二级强化处 理 如 A2 O 工艺 A O 工艺 SBR 及其改良工艺 氧化沟工艺 以及水 解好氧工艺 生物滤池工艺等 由于该设计中的污水属于生活污水对脱氮 除磷有要求故选取二级强化处理可供选取的工艺 氧化沟工艺 SBR 及其 改良工艺等 氧化沟氧化沟 严格地说 氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺 但是随着氧化沟 技术的发展 它早已超出原先的实践范围 出现了一系列除磷脱氮技术与 氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程 按照运行方式 氧化沟可以分为 连续工作式 交替工作式和半交替工作式 连续工作式氧化沟 如帕斯韦 尔氧化沟 卡鲁塞尔氧化沟 奥贝尔氧化沟在我国应用比较多 这些氧化 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 8 页 共 40 页 沟通过设置适当的缺氧段 厌氧段 好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果 连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式 交替工作式氧化沟一般采用 合建式 多采用转刷曝气 不设二沉池和污泥回流设施 交替工作式氧化 沟又可分为单沟式 双沟式和三沟式 交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和 SBR 工艺的一些特点 可以根据水量水质的变化调节转刷的开停 既可以 节约能源 又可以实现最佳的除磷脱氮效果 氧化沟具有以下特点 1 工艺流程简单 运行管理方便 氧化沟工艺不需要初沉池和污泥 消化池 有些类型氧化沟还可以和二沉池合建 省去污泥回流系统 2 运行稳定 处理效果好 氧化沟的 BOD 平均处理水平可达到 95 左 右 3 能承受水量 水质的冲击负荷 对浓度较高的工业废水有较强的 适应能力 这主要是由于氧化沟水力停留时间长 泥龄长和循环稀释水量 大 4 污泥量少 性质稳定 由于氧化沟泥龄长 一般为 20 30 d 污 泥在沟内已好氧稳定 所以污泥产量少从而管理简单 运行费用低 5 可以除磷脱氮 可以通过氧化沟中曝气机的开关 创造好氧 缺 氧环境达到除磷脱氮目的 脱氮效率一般 80 但要达到较高的除磷效 果则需要采取另外措施 A2 O A2 O 处理工艺是 Anaerobic Anoxic Oxic 的英文缩写 它是厌氧 缺 氧 好氧生物脱氮除磷工艺的简称 A2 O 工艺是在厌氧 好氧除磷工艺的 基础上开发出来的 该工艺同时具有脱氮除磷的功能 A2 O 工艺的特点 一 厌氧 缺氧 好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 9 页 共 40 页 菌群的有机配合 能同时具有去除有机物 脱氮除磷功能 二 在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中 该工艺流程最为简单 总的水力停留时间也少于同类其它工艺 三 在厌氧 缺氧 好氧交替运行下 丝状菌不会大量繁殖 SVI 一 般小于 100 不会发生污泥膨胀 四 污泥中含磷量高 一般为 2 5 以上 SBR SBR 是一种间歇式的活性泥泥系统 其基本特征是在一个反应池内完 成污水的生化反应 固液分离 排水 排泥 可通过双池或多池组合运行 实现连续进出水 SBR通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的 处理目标 具有很大的灵活性 SBR 池通常每个周期运行 4 6 小时 当出 现雨水高峰流量时 SBR 系统就从正常循环自动切换至雨水运行模式 通 过调整其循环周期 以适应来水量的变化 SBR 系统通常能够承受 3 5 倍 旱流量的冲击负荷 SBR 工艺具有以下特点 1 SBR 工艺流程简单 管理方便 造价低 SBR 工艺只有一个反应器 不需要二沉池 不需要污泥回流设备 一般情况下也不需要调节池 因此 要比传统活性污泥工艺节省基建投资 30 以上 而且布置紧凑 节省用地 由于科技进步 目前自动控制已相当成熟 配套 这就使得运行管理变得 十分方便 灵活 很适合小城市采用 2 处理效果好 SBR 工艺反应过程是不连续的 是典型的非稳态过程 但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的 尽管是处于完全混合状 态中 随时间的延续而逐渐降低 反应器内活性污泥处于一种交替的吸 附 吸收及生物降解和活化的变化过程之中 因此处理效果好 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 10 页 共 40 页 3 有很好的除磷脱氮效果 SBR 工艺可以很容易地交替实现好氧 缺 氧 厌氧的环境 并可以通过改变曝气量 反应时间等方面来创造条件提 高除磷脱氮效率 4 污泥沉降性能好 SBR 工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状 菌的生长 减少了污泥膨胀的可能 同时由于 SBR 工艺的沉淀阶段是在静 止的状态下进行的 因此沉淀效果更好 5 SBR 工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量 水质波 动 其中改进工艺包括了 ASBR 它是在 20 世纪 90 年代 由美国 Dague 教 授等将过去用于好氧生物处理的 SBR 工艺用于厌氧生物处理 开发了厌氧 序批式活性污泥法 Anaerobic Sequencing Batch Reactor 简称 ASBR ASBR 法是一种以序批间歇运行操作为主要特征的废水厌氧生物处理工艺 一 个完整的运行操作周期按次序分为进水 反应 沉淀和排水 4 个阶段 与 连续流厌氧反应器相比 ASBR 具有如下优点 不会产生断流和短流 不需大 阻力配水系统 减少了系统能耗 不需要二次沉淀池及出水回流 所需要的 搅拌设备和滗水器在国内为定型设备 便于建设运行 运行灵活 抗冲击能 力强 能适应废水间歇无规律排放 根据该地区污水水质特征 污水处理工程没有脱氮除磷的特殊要求 主要的去除目的是 BOD5 CODCr和 SS 本设计采用传统活性污泥法生物 处理 曝气池采用传统的推流式曝气池 1 6 2 说明 近 远期所设处理构筑物有粗 细格栅 沉砂池 初沉池 曝 气池 二沉池 接触池 浓缩池 消化池 脱水机械 格栅 格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成 安装在污水渠道 泵 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 11 页 共 40 页 房集水井的进口处或污水处理厂的端部 用以截留较大的悬浮 物或漂浮物 如纤维 碎皮 毛发 果皮 蔬菜 塑料制品等 以便减轻后续处理构筑物的处理负荷 并使之正常进行 被截 留的物质称为栅渣 设计中格栅的选择主要是决定栅条断面 栅条间隙 栅渣清除方式等 格栅断面有圆形 矩形 正方形 半圆形等 圆形水力条件好 但刚度差 故一般多采用矩形断 面 格栅按照栅条形式分为直棒式格栅 弧形格栅 辐流式格 栅 转筒式格栅 活动格栅等 按照格栅栅条间距分为粗格栅 和细格栅 1 5 10mm 按照格栅除渣方式分为人工除渣格栅 和机械除渣格栅 目前 污水处理厂大多都采用机械格栅 沉砂池 沉砂池是城市污水处理厂必不可少的处理设施 主要去除污水 中粒径大于 0 2mm 的砂粒 除砂的目的是为了避免砂粒对后续处 理工艺和设备带来的不利影响 砂粒进入初沉池内会使污泥刮板 过度磨损 缩短更换周期 砂粒进入泥斗后 将会干扰正常排泥 或堵塞排泥管路 进入泥泵后将使污泥泵过度磨损 使其降低使 用寿命 砂进入带式压滤脱水机将大大降低污泥成饼率 并使滤 布过度磨损 以上情况 足以说明除砂对污水处理厂的重要性 常用的沉砂池有平流式 竖流式 曝气式和涡流式四种形式 平 流式沉砂池具有结构简单 处理效果较好的优点 竖式沉砂池处 理效果一般较差 曝气沉砂池的最大优点是能够在一定程度上使 砂粒在曝气的作用下互相磨擦 可以去除砂粒上附着的有机污染 物 同时 由于曝气的气浮作用 污水中的油脂类物质会升到水 面形成浮渣而被除去 涡流式沉砂池利用水力涡流 使沉砂和有 机物分开 以达到除砂目的 四种形式沉砂池有各自不同的适用 条件 其选型应视具体情况而定 本设计中选用平流沉砂池 它 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 12 页 共 40 页 具有颗粒效果较好 工作稳定 构造简单 排沙较方便等优点 初沉池 处理的对象是悬浮物质 同时可去除部分 可改善生物 5 BoD 处理构筑物的运行条件并降低其负荷 设计中采用辐流式 5 BoD 初沉池 中心进水 周边出水 优点 机械排泥 运行可靠 管理简单 排泥设备定型化 曝气池 活性污泥的反应器是活性污泥系统核心设备 活性污泥系统的 净化效果在很大程度上取决于曝气池的功能是否能正常发挥 设计采用推流式曝气池 鼓风曝气 推流式曝气池设有廊道可 提高气泡与混合液的接触时间 处理效果高 构造简单 管理 方便 二次沉淀池 沉淀或去除活性污泥或腐殖污泥 它是生物处理系统的重 要组成部分 设计中采用辐流式二沉池 周边进水 中心出水 优点 机械排泥 运行可靠 管理简单 排泥设备定型化 浓缩池 污泥浓缩主要是减小污泥体积 降低污泥含水率 为污泥消化 处理提供方便 污泥中所含水大致分为四类 颗粒间的孔隙水 约占总水分的 70 毛细水 约占 20 污泥颗粒吸附水和颗粒 内部水约占 10 浓缩法主要降低的是污泥的孔隙水 污泥中 采用重力浓缩 优点 污泥含水率可以从 99 降低至 96 污 泥体积可减小 3 4 含水率从 97 5 降低至 95 体积可减小 1 2 为后续处理创造条件 消化池 降解污泥中有机物 使污泥得到稳定 实现污泥 四化 减 量化 稳定化 无害化 资源化 设计中采用中温两级厌氧消 化 优点 条件容易实现 产气量少 但对寄生虫卵及大肠杆 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 13 页 共 40 页 菌的杀菌率降低 脱水机械 主要目的在于降低污泥中含水率 为污泥的后续处理打好基 础 设计中采用带式压滤机脱水 优点 设备简单 动力消耗少 可连续生产 1 6 3 处理构筑物形式选择 1 6 3 1 粗格栅 a 格栅的设计 应符合下列要求 经初步核算每日栅渣量 0 2 m3 d 所以采用机械除渣 我国过栅流速一般采用 0 6 1 0m s 此次设计采用 0 9m s 格栅倾角一般采用 45 75 机械清除国内一般采用 60 70 本设计采用 60 格栅前渠道内水流速度一般取 0 4 0 9 m s 本设计取 0 9 m s b 设计参数 设计流量 格栅间隙 dmQ 89 0 3 max mme60 过栅流速 格栅倾角 smv 90 0 1 0 60 栅条宽度 ms01 0 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 2 1 2 1 1 vB Q 栅前槽宽 1 13m 则栅前水深 1 1 1 2Q B v 20 443 0 7 1 1 13 0 56 22 B hm 2 栅条间隙数 取 n 42 1 2 sin0 443sin60 41 73 0 020 560 9 Q n ehv 3 栅槽有效宽度 B0 s n 1 en 0 01 42 1 0 02 42 1 24m 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 14 页 共 40 页 考虑 0 5m 隔墙 B 2B0 0 5 2 98m 4 进水渠道渐宽部分长度 进水渠宽 max 1 0 886 2 25 0 70 56 Q Bm v h 1 1 2 982 25 1 01 2tan2tan20 BB Lm 其中 1为进水渠展开角 取 1 20 5 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 1 2 0 51 22 1 01L Lm 6 过栅水头损失 h1 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 422 2 3 10 0 010 9 sin32 42 sin600 101 20 0229 81 v hkhkm g 其中 4 3 s e h0 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 56 0 3 0 86m H h h1 h2 0 56 0 101 0 3 0 96m 8 栅槽总长度 L L1 L2 0 5 1 0 0 64 0 30 tan 1 01 0 51 0 5 1 0 0 64 0 30 tan60 2 89m 9 每日栅渣量 在格栅间隙在 20mm 的情况下 每日栅渣量为 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 15 页 共 40 页 max 33 1 864000 890 05 86400 2 95 0 2 10001 30 1000 Z Q Wmdmd K 所以宜采用机械清渣 1 6 3 2 污水提升泵房设计计算 a 提升泵房设计说明 本设计采用传统活性污泥法工艺系统 污水处理系统简单 只考虑一 次提升 污水经提升后再过细格栅 然后经平流沉砂池 自流通过初 沉池 曝气池 二沉池及接触池 最后由出水管道排入纳污河流 设计流量 Q 0 89m3 s 1 泵房进水角度不大于 45 度 2 相邻两机组突出部分得间距 以及机组突出部分与墙壁的间距 应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸 并不得小于 0 8 如电动机容量大于 55KW 时 则不得小于 1 0m 作为主要 通道宽度不得小于 1 2m 3 泵站采用矩形平面钢筋混凝土结构半地下式 尺寸为 15 m 12m 高 12m 地下埋深 7m 4 水泵为自灌式 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 16 页 共 40 页 进水总管 粗格栅 吸水池最 底水位 411 148 410 678 411 00 411 448 416 30 b 泵房设计计算 各构筑物的水面标高和池底埋深计算见高程计算 再根据设计流量 0 89m3 s 属于大流量低扬程的情形 考虑选用选用 5 台 350QW1200 18 90 型潜污泵 流量 1200m3 h 扬程 18m 转速 990r min 功率 90kw 四用一备 流量 33 max 0 22 44 0 89 798 Q Qmmhs 集水池容积 考虑不小于一台泵 5min 的流量 3 798 5566 5 6060 Q Wm 取有效水深 h 1 3m 则集水池面积为 2 66 5 51 15 1 3 W Am h 泵房采用圆形平面钢筋混凝土结构 尺寸为 15 m 12m 泵房为半地下式 地下埋深 7m 水泵为自灌式 1 6 3 3 泵后细格栅设计计算 1 细格栅设计说明 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 17 页 共 40 页 污水由进水泵房提升至细格栅沉砂池 细格栅用于进一步去除污水 中较小的颗粒悬浮 漂浮物 细格栅的设计和中格栅相似 2 设计参数确定 已知参数 Qa 41200m3 d Kp 1 3 Qmax 0 89 m3 s 栅条净间隙为 3 10mm 取 e 10mm 格栅安装倾角 600 过栅流速一般为 0 6 1 0m s 取 0 9m s 栅条断面为矩形 选用平面 A 型格栅 栅条宽度 S 0 01m 2 v 其渐宽部分展开角度为 200 设计流量 dmQ 89 0 3 max 过栅流速 smv 90 0 2 栅条宽度 格栅倾角 ms01 0 0 60 格栅间隙 栅前流速 mme10 smv 70 0 1 3 设计计算 细格栅设计两组 每组的设计流量为 smsLQ 45 0 450 3 1 确定格栅前水深 根据最优水力断面公式计算得栅前槽宽 2 11 1 2 B v Q 则栅前水深 1 1 1 220 443 1 13 0 7 Q Bm v 1 1 13 0 56 22 B hm 2 栅条间隙数 取 n 83 1 2 sin0 443sin60 82 46 0 01 0 640 9 Q n ehv 3 栅槽有效宽度 B s n 1 en 0 01 83 1 0 01 83 1 64m 4 进水渠道渐宽部分长度 1 1 1 1 640 56 0 71 2tan2tan 20 BB Lm 其中 1为进水渠展开角 取 1 20 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 18 页 共 40 页 5 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 1 2 0 71 0 35 22 L Lm 6 过栅水头损失 h1 因栅条边为矩形截面 取 k 3 则 m g v kkhh26 0 60sin 81 9 2 9 0 01 0 01 0 42 2 3sin 2 2 3 4 2 01 其中 4 3 s e 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 7 栅后槽总高度 H 取栅前渠道超高 h2 0 3m 则栅前槽总高度 H1 h h2 0 56 0 3 0 86m 栅后槽总高度 H h h1 h2 0 56 0 26 0 3 1 12m 8 格栅总长度 L L1 L2 0 5 1 0 H1 tan 0 71 0 35 0 5 1 0 0 86 tan60 3 06m 9 每日栅渣量 max 33 1 864000 890 05 86400 2 95 0 2 10001 30 1000 Z Q Wmdmd K 所以宜采用机械格栅清渣 1 6 3 4 平流式沉砂池 近期 总变化系数 smQ 787 0 3 max smQ 0295 0 3 min 38 1 Z K 远期 smQ 302 0787 0089 1 3 max smQ 16 0 3 min 总变化系数 35 1 Z K 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 19 页 共 40 页 1 平流沉砂池长度 L 设 流速要求在 0 15 0 3m s smv 25 0 停留时间要求为 30s 60s st40 则 mvtL 0 104025 0 2 水流断面积 A 2max 56 1 25 0 390 0 m v Q A 3 池总宽度 设 2 格 取格宽 mb5 1 则 mbB0 35 122 4 有效水深 2 h 满足要求 mm B A h2 152 0 0 3 56 1 2 5 沉砂池室所需容积 V 设计 T 2d 即考虑排泥间隔天数为 2 天 则每个沉砂斗容积为 3 66 max 95 1 1038 1 8640040239 0 10 86400 m K TQ V Z 6 每个沉砂斗容积 设取一个分格有两个沉砂斗 则 3 49 0 22 95 1 mVo 7 沉砂斗各部分尺寸 L L3L2aL2L1 h3 hd h2h1 出4 出出出出出出出出出出 出出 B1 DN200 闸阀 H1 B 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 20 页 共 40 页 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 1 22 1 0 0 501 65 tan601 732 d h aam 沉砂斗容积 322 2 11 2 27 1 50 0 50 0 65 1 65 1 3 0 1 3 maaaa h V d O 8 沉砂室高度 采用重力排砂 设池底坡度为 0 06 坡向砂斗 则 m aL L35 3 2 65 1 210 2 2 2 则沉泥区高度为 mLhh d 20 1 35 3 06 0 0 106 0 23 池总高度 H 设超高 则总高为mh3 0 1 mhhhH02 2 20 1 52 0 3 0 321 9 进水渐宽部分长度 mL06 2 3609 0 4 3 1 10 出水渐窄部分长度 mLL06 2 13 11 验算最小流速 0 15m s 符合要求 sm An Q v 19 0 56 1 2 1 15 0 min1 min min 12 排砂管道 本设计采用沉砂池底部管道排砂 排砂管道管径 mmDN200 1 6 3 5 辐流式初沉池 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 21 页 共 40 页 辐流式初沉池拟采用中心进水 沿中心管四周花墙出水 污水 由池中心向池四周辐射流动 流速由大变小 水中悬浮物流动 中在重力作用下沉降至沉淀池底部 然后用刮泥机将污泥推至 污泥斗排走 澄清水从池周溢流入出水渠 辐流沉淀池由进水 装置 中心管 穿孔花墙 沉淀区 出水装置 污泥斗及排泥 装置组成 从沉砂池流出来的污水进入集配水井 经过集配水 井分配流量后流入辐流沉淀池 计算草图如下图 辐流式初沉池计算草图 1 沉淀部分水面面积 F 表面负荷一般采用 1 5 3 0 本设计取 2 0 32 mmh q 32 mmh 沉淀池座数 n 2 3 708 22 3600787 0 3600 m nq Q F 2 池子直径 D 31 02 30 70844 2 mDm F D取 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 22 页 共 40 页 3 沉淀部分有效水深 2 h 设沉淀时间 t 1 5h 则mtqh0 35 12 2 4 沉淀部分有效容积 V 3 9 21245 1 2 2 2833 mV 污泥部分所需的容积 V 设取人均污泥量为 则 5 0dLS人 hT4 3 67 8 2421000 42080005 0 1000 m n SNT V 污泥斗容积 1 V 设 mr2 1 mr1 2 0 60 则 mtgtgrrh73 1 60 12 0 215 322 2 221 2 1 5 1 70 12 1122 3 73 1 3 mrrrr h V 5 污泥斗以上圆锥体积部分污泥容积 2 V 设池底坡度采用 0 05 则 mrRh675 0 05 0 2 5 15 05 0 4 3 22 2 11 24 2 6 194 22 5 15 5 15 3 675 0 3 m rRrR h V 6 污泥总容积 21 VV 满足要求 3 21 3 207 6 19470 12mVV 3 2 16 m 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 23 页 共 40 页 7 沉淀池总高度 H 设 mh3 0 1 mh5 0 3 则沉淀池总高度为 m hhhhhH 21 6 73 1 675 0 5 00 33 0 54321 8 沉淀池池边高度 H mhhhH8 35 00 33 0 321 9 径深比 2 h D 满足要求 3 10 0 3 31 2 h D 辐流式沉淀池近期使用 2 个 1 个备用用来处理远期污水 1 6 3 6 曝气池 传统活性污泥法 又称普通活性污泥法 污水从池子首段进入 池内 二沉池回流的污泥也同步进入 废水在池内呈推流形式 流至池子末端 流出池外进入二次沉淀池 进行泥水分离 污 水在推流过程中 有机物在微生物的作用下得到降解 浓度逐 渐降低 传统活性污泥法对污水处理效率高 BOD 去除率可待 90 u 以上 是较早开始使用并沿用至今的一种运行方式 本工艺设计曝气池采用廊道式 二沉池为辐流式 采用螺旋泵 回流污泥 根据要求 处理效率应 90 1 曝气池按 污泥负荷法计算BOD 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 24 页 共 40 页 拟定采用的 污泥负荷率为 0 3BOD 5 dkgMLSSkgBOD 但为稳妥计 需加以校核 所以 fSK N e s 2 0185 0 2 KLmgSe 46 1554 4 20 3 92 67 0 3 0 200 0 MLSS MLVSS f 带入值 有 21 0 923 0 67 0 46 150185 0 s N 5 dkgMLSSkgBOD 2 混合液污泥浓度 X 查图 4 7 得到相应的值为 135 且取 SVI50 R 则 Lmg SVIR rR X 96 2962 135 5 01 102 15 0 1 10 66 3 确定曝气池容积 20 58 8192 96 296221 0 25488200 m XN SQ V s 4 曝气池各部分尺寸确定 本设计设 2 组 5 廊道曝气池 在曝气池进水端和出水端设横向配 水渠道 在两池中间设配水渠道与横向配水渠相连 污水与二沉 池回流污泥从第一廊道进入曝气池 曝气池平面图如图 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 25 页 共 40 页 设 2 组曝气池 则每组容积为 3 3 4096 2 58 8192 m 池深取 4 5m 则两组曝气池的面积 F 为 2 29 910 5 4 3 4096 mF 池宽取 5 5m 1 1 22 2 符合要求 22 1 5 4 5 5 HB 池长 51 165 5 5 29 910 B F 符合要求 09 30 5 5 51 165 B L m10 设五廊道式曝气池 廊道长 m L L02 33 5 1 165 5 1 取超高为 则 池总高度为 m5 0m0 55 05 4 在曝气池面对初沉池和二沉池的一侧 各设横向配水渠道 在 池中部设纵向中间配水渠道与横向配水渠道相连接 在两侧向 配水渠道上设进水口 两组曝气池共有 5 个进水口 曝气池系统的计算与设计 采用鼓风曝气系统 1 平均时需氧量的计算 vr VXbQSaQ 2 查设计手册 5 页 可得 取 315 P5 0 a15 0 b 带入各值 可得 hKg dKg Q 05 329 2 7897 1000 96 2962 58 819215 0 1000 20200 8640059 0 5 0 2 2 最大时需氧量计算 近期38 1 Z K 代入各值 可得 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 26 页 共 40 页 hKg dKg Q 52 415 36 9972 1000 96 2962 58 819215 0 1000 20200 38 1 8640059 0 5 0 2 3 每日去除的值 5 BOD r BOD LKgBODr 68 9175 1000 20200 8640059 0 4 去除每需氧量 KgBOD 2 O KgBODKgOO 86 0 68 9175 2 7897 22 5 最大时与平均时需氧量之比 2 max 2 O O 26 1 05 329 52 415 2 max 2 O O 供气量计算 采用网状膜型中微孔空气扩散器 敷设于距地面 0 2m 处 淹没水深为 4 0m 计算温度定位 C 0 25 查课本附录可得 LmgCs 15 10 15 LmgCs 38 8 25 1 空气扩散器出口的绝对压力 b P a b P HP 5 35 35 10405 1 100 48 910013 1 108 910013 1 2 空气离开曝气池面时氧的百分比 t Q 0 0 0 0 0 0 43 18 100 12 0 1 2179 12 0 1 21 100 12179 121 A A t E E Q 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 27 页 共 40 页 3 曝气池混合液中平均氧饱和度 Tsb C 4210026 2 5 tb sTsb QP CC 按最不利温度来计 Ct 0 25 LmgC Tsb 0 8 42 43 18 10026 2 10405 1 38 8 5 5 4 换算成在条件下脱氧清水的充氧量 C 0 15 O R hKg CC RC R T TSb S O 89 511 024 1 1 280 195 0 82 0 57 29315 10 024 1 1 1525 15 15 相应最大需氧量为 hKg 41 706 5 曝气池平均时供氧量计算 hm E R G A O S 17 14219100 123 0 89 511 100 3 0 3max max 6 曝气池最大时供氧量计算 hm E R G A O S 5 19622100 123 0 41 706 100 3 0 3max max 7 去除每 5 KgBOD 的供气量 5 3 5 19 3724 68 9175 17 14219 KgBODmBOD空气 8 每污水供气量为 3 m 污水空气 33 69 6 24 8640059 0 17 14219 mm 9 本系统的氧总用量 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 28 页 共 40 页 hm 2 10195 24 8640059 0 6 08 3 总需氧量为 hm 7 29817 2 10195 5 19622 3 空气机的选定 空气机供气量 最大时 hmhm 96 496 7 29817 2 10195 5 19622 33 平均时 hmhm 91 406 37 24414 2 1019517 14219 33 根据所需空气量及压力要求 查课本附录 5 采用型 a KP9 480LG 空气机 7 台 风量为 风压为 min 80 3 m a P5000 正常条件下 5 台工作 2 台备用 高负荷时 6 台工作 1 台备用 近期设曝气池 3 个 备用一个 1 个备用为远期时使用 1 6 3 7 辐流式二沉池 为了使沉淀池内水流更稳 进出水配水更均匀 存排泥更方便 常采用圆形辐流式二沉池 该沉淀池采用周边进水 中心出水 的幅流式沉淀池 采用吸泥机排泥 计算草图如下图 二沉池计算草图 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 29 页 共 40 页 平均日流量为 近期 曝气池hmdm 2124 509768640059 0 33 混合液悬浮浓度 回流污泥浓度 污泥回 3 0 3mKgNW 3 0 8mKgCu 流比 6 0 R 1 沉淀池部分水面面积 F 设池数个 表面负荷 则 2 nhmmq 1 23 2 1062 12 2124 m qn Q F 2 池子直径 D 40 78 36 14 3 106244 mDm F D 取 3 实际水面面积 1 F 2 22 1 1256 4 40 4 m D F 4 实际表面负荷 1 q 天 85 0 12562 2124 23 1mm nF Q q 5 单池设计流量 0 Q hm n Q Q 1062 2 2124 3 0 6 校核堰口负荷 2 q 17 1 4014 3 6 32 1062 6 32 0 2msL l Q q 符合要求 17 1 msL 7 1msL 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 30 页 共 40 页 校核固体负荷 3 q 41 97 1256 2431062 6 01 24 1 2 0 3 dmKg F NQR q W 符合要求 41 97 2 dmKg 150 2 dmKg 7 澄清池高度 设ht2 m F tQ h69 1 1256 21062 0 2 8 污泥区高度 2 h 设 则 2 t m FCN tNQR h W W 43 1 1256 83 5 0 231026 6 01 5 0 1 n 0 2 9 池边深度 2 h 取 3 5m m42 3 3 043 1 69 1 3 0 222 hhh 10 沉淀池高度 H 设池底坡度为 污泥斗直径 池中心与池边落差05 0 m2d 超高 污泥m dD h95 0 2 240 05 0 2 05 0 3 mh5 0 1 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 31 页 共 40 页 斗高度 则 mh0 1 4 取 m695 5 0 195 0 5 35 0 4321 m hhhhH 二沉池近期使用 2 个 远期 3 个 进入二沉池的管径取 DN400mm 出水管管径 DN 1000m 沉淀池采用周边传动刮吸泥机 周边传动刮吸泥 机的线速度为 2 3m min 刮吸泥机底部设有刮泥板和吸泥管 利用静水 压力将污泥吸入污泥槽 沿进水竖井中的排泥管将污泥排至分配井中 排泥管采用 DN200mm 经校核满足要求 1 6 3 8 浓缩池 浓缩池计算草图 1 曝气池系统每日增加的活性污泥量 X LKg VXKQSSYX 23 4817 1 2 3 409608 0 5097602 0 2 06 0 vde0 2 曝气池每日排出的剩余污泥量为 2 Q 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 32 页 共 40 页 dKg fX X Q V 31 1204 4 23 4817 2 则 2 个曝气池每日排出剩余污泥总量为 dKg 02 2468231 1204 设经曝气池后污泥的含水率为 则 湿泥量为 0 0 99 dKgX 246802 1 02 2468 0 0 3 浓缩池平面面积 A 使用公式为 GL X A 20GL30 此设计中 则 8 0 G 2 34 411 25 1 24 246802 m GL X A 4 本设计采用 4 个污泥浓缩池 则单个池面积为 2 84 102m 5 浓缩池的直径 D 本设计取 m A D44 11 84 10244 m 0 12 6 浓缩池的容积 V 3 54 150 224 1216 602 2 m QT V 式中 浓缩池浓缩时间 h 一般采用 10 16h 本设计取T 12h 7 沉淀池有效水深 m F V h46 1 84 102 54 150 2 本设计最后确定浓缩池的总高度为 近期考虑设 4 座 远期m4 使用 6 座 各部分尺寸相同 采用污泥管道最小管径为 间歇将污泥排出 经校核满足要求 mmDN150 1 6 3 9 厌氧消化池 1 消化池的计算草图如下 西安建筑科技大学华清学院课程设计 论文 用纸 第 33 页 共 40 页 厌氧消化池计算草图 2 初沉池污泥量计算 W 使用公式 t P CCQ W 100 100 24 0 10max 分别是进水与沉淀池水的悬浮物浓度 污泥含水 10 C C 3 mKg 0 P 率 0 0 污泥容重 两次排泥时间间隔 3 1000mKg t 则可得 dm W 06 713 96100 1000 100 65180180 24 864 18 3 0 0 3 剩余活性污泥量经浓缩后量 W 设活性污泥量经浓缩后含水率由变为 则 0