环境工程课程设计正文49001985

辽辽 宁宁 科科 技技 学学 院院 2010 2010 级级 本科课程设计 题目 陕西某城市污水处理厂工艺设计 专 业 环境工程 班 级 环境 BG101 姓 名 苏广兵 学 号 6411110120 指导教师 兴虹 说明书 30 页 图纸 2 张 辽宁科技学院本科生课程设计 第1页 摘要 本设计任务是采用 SBR 法处理城市污水工艺设计 进水水质指标为 BOD5 180mg L CODcr 350mg L SS 220mg L TN 40mg L NH3 N 25mg L TP 8mg L pH 6 5 7 5 重金属及有毒物质 微量 对生化处理无不良 影响 出水水质要求达到 BOD5 30mg L CODcr 100mg L SS 30mg L 该工艺污 水处理流程为 进水 粗格栅 提升泵房 细格栅 沉砂池 初沉池 SBR 池 接触消 毒池 巴氏计量槽 出水排放 污泥处理流程为 污泥 污泥浓缩池 污泥提升泵房 污泥消化池 污泥脱水间 泥饼外运 通过此工艺的处理 出水水质将达到设计要 求 污水处理厂的平面布置 各种构筑物及各种管道布置应尽量紧凑 节省占地面积 同时还要遵守设计规范 考虑运行管理 检修 运输及远期发展的可能性 污水和污 泥流程应尽量考虑重力流 避免迂回曲折 污水 污泥处理流程的高程计算 沿污水 污泥处理中流动距离最长 水头损失最大流程 并按最大设计流量进行高程计算 根 据河流洪水位 从后往前 依次推算出各个构筑物的水面标高 根据某些构筑物的设 计要求进行核算 符合要求后 以此来绘制各处理构筑物与连接管道 槽 的高程剖 面图 计算各构筑物及管道中的水头损失 绘制污水 污泥处理流程的平面布置图和 高程布置图 本设计要求对主要处理构筑物进行选型和设计计算 绘制出污水处理厂平面布置 图和高程图 关键词 关键词 污水 构筑物 水位 水头损失 布置 辽宁科技学院本科生课程设计 第I页 目 录 1 前言 1 1 1 课程设计目的 1 1 2 设计依据与原则 1 1 2 1 设计依据 1 1 2 2 设计原则 2 1 3 废水水质水量 2 1 3 1 平均日流量 2 1 3 2 最大流量 2 2 处理构筑物设计与计算 3 2 1 泵前中格栅的设计计算 3 2 1 1 格栅的设计要求 3 2 1 2 格栅尺寸计算 4 2 2 污水提升泵房设计计算 5 2 2 1 提升泵房设计说明 5 2 2 2 泵房设计计算 6 2 3 泵后细格栅设计计算 6 2 3 1 细格栅设计说明 6 2 3 2 设计参数确定 6 2 3 3 设计计算 7 2 4 沉砂池设计计算 8 2 4 1 沉砂池选型 8 2 4 2 参考资料 9 2 4 3 设计参数确定 10 2 4 4 池体设计计算 10 2 5 初沉池设计计算 12 2 5 1 基本参数确定 12 2 6 SBR 池设计计算 14 2 6 1 参数拟定 14 辽宁科技学院本科生课程设计 第II 页 2 6 2 SBR 池容积 15 2 6 3 污泥体积 15 2 6 4 需氧量 16 2 6 5 滗水器 17 2 7 接触消毒池的计算 18 2 8 计量槽设计计算 19 2 8 1 基本参数 19 2 8 2 主要设计尺寸 20 2 8 3 计量槽总长度 20 2 9 污泥重力浓缩池设计计算 21 2 9 1 设计参数 21 2 10 柱体容积污泥厌氧消化池设计计算 22 2 10 1 一级消化池设计计算 22 2 10 2 二级消化池设计计算 23 2 10 3 储气罐计算 24 2 11 机械脱水间设计计算 25 2 11 1 污泥机械脱水设计说明 25 2 11 2 脱水机 25 3 污水处理厂的平面布置 25 3 1 总平面布置原则 25 4 污水处理厂的高程布置 25 4 1 污水高程布置 26 4 1 1 连接管段水头损失 26 4 1 2 各构筑物水头损失 26 4 2 污泥高程布置 28 参考文献 30 辽宁科技学院本科生课程设计 第1页 1 前 言 SBR Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process 是一种好氧微生 物污水处理技术 是连续进水 间歇排水的周期循环间歇曝气系统 该工艺集调节 初 沉 曝气 二沉 生物脱氮等过程于一池 按不同的时间顺序进行各种目的不同的操作 全 部过程都在一个池体内周而复始地进行 工艺流程简洁 布局紧凑合理 是一种先进的污 水处理系统 该技术适用于处理市政生活污水和中低浓度有机工业废水 能有效地去除 废水中 BOD5和悬浮固体 SS 将废水中的氮化合物转成硝酸盐 进而转成氨气 使出水的 氨氮 NH3 N 含量大大降低 与之相比较 传统的连续流水处理系统 CFS Continuous Flow System 是在空间上设置不同的设施而在同一时间内进行各种操作 该工艺将调 节 初沉 曝气 二沉 生物脱氮等过程设于多个池内进行 限制了反应器的功能 扩 大了使用空间和占地面积 使运行速度迟缓 空间和地面的有效利用率降低 不适应于大 中城市工业废水 生活污水和其它多种复杂环境中各种废水处理的需要 1 1 课程设计目的 1 掌握城市污水厂的计算和设计 复习和消化课程讲授的内容 2 掌握设计与制图的基本技能 3 了解并掌握城市污水厂设计的一般步骤和方法 具备初步的独立设计能力 4 提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力 1 2 设计依据与原则 1 2 1 设计依据 1 GB 50014 2006 室外排水设计规范 2 GB18918 2002 城镇污水处理厂污染物排放标准 3 张自杰 林荣忱 金儒霖 排水工程 下册 第四版 北京 中国建筑工业 出版社 2000 4 中国市政工程东北设计研究院主编 给水排水设计手册 第 1 册 常用资 料 第 2 版 北京 中国建筑工业出版社 2000 5 北京市市政工程设计研究总院主编 给水排水设计手册 第 5 册 城镇排 辽宁科技学院本科生课程设计 第2页 水 第 2 版 北京 中国建筑工业出版社 2004 1 2 2 设计原则 1 工艺可靠 灵活 卫生 节能 综合运行成本低廉 操作管理方便 节省投资 且能保证长期稳定运行的原则 2 电器设备尽可能采用简易半自动化控制 最大限度减轻劳动强度 3 考虑节省成本 设施建成半地下结构 4 降低噪声 改善废水处理站及周围环境 1 3 废水水质水量 1 3 1 平均日流量 依据设计任务书之已知 经查 城市居民生活用水量标准 可知该地区 陕西 人均用水定额为 85 140L 人 d 为保守起见 本设计取 140 L 人 d 依我国 室 外排水设计规范 规定 居民生活污水定额可按当地用水定额的 80 90 计算 本设 计取 90 则平均人均污水量为 0 140 90 0 126 m3 人 d 生活污水量 20 10 0 126 2 52 10 m3 d 291 67L s 1 Q 44 工业污水量 6 0 103 m3 d 2 Q 平均日流量为 3 12 10 m3 d 平均 Q 1 Q 2 Q 4 0 361m3 s 361 0 L s 1 3 2 最大流量 1 生活污水总变化系数取 工业废水总变化系数为45 1 67 291 7 27 2 11 0 11 0 1 Q KZ KZ2 1 2 则有 34 2211max 100 62 11052 2 45 1 QKQKQ ZZ 4 374 104m3 d 0 506 m3 s 2 进水管的设计选择 i 0 0010 h D 0 55 D 1100mm 辽宁科技学院本科生课程设计 第3页 v 1 0m s h D h D 605mm 2 污水处理构筑物的设计与计算污水处理构筑物的设计与计算 2 1 泵前中格栅设计计算 中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物 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驻管道阀门的较粗大的悬浮物 并保证后续处理设施能 正常运行的装置 草图如图 2 1 所示 2 1 1 格栅的设计要求 1 水泵处理系统前格栅栅条间隙 应符合下列要求 1 人工清除 25 40mm 2 机械清除 16 25mm 3 最大间隙 40mm 2 过栅流速一般采用 0 6 1 0m s 3 格栅倾角一般用 450 750 机械格栅倾角一般为 600 700 4 格栅前渠道内的水流速度一般采用 0 4 0 9m s 5 栅渣量与地区的特点 格栅间隙的大小 污水量以及下水道系统的类型等因素 有关 在无当地运行资料时 可采用 1 格栅间隙 16 25mm 适用于 0 10 0 05m3 栅渣 103m3污水 2 格栅间隙 30 50mm 适用于 0 03 0 01m3 栅渣 103m3污水 3 通过格栅的水头损失一般采用 0 08 0 15m 辽宁科技学院本科生课程设计 第4页 图1 中格栅计算草图 栅条工作平台 进 水 1 图 2 1 粗格栅计算草图 2 1 2 格栅尺寸计算 设计参数确定 设计流量 Q 0 253m3 s 设计 2 组格栅 以最高日最 2 1 max Q 高时流量计算 栅前流速 v1 0 9m s 过栅流速 v2 0 8m s 渣条宽度 s 0 01m 格栅间隙 e 0 02m 栅前部分长度 0 5m 格栅倾角 60 单位栅渣量 w1 0 05m3栅渣 103m3污水 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 0 75m 1 1 1 2Q B v 9 0 253 0 2 则栅前水深 h 0 38m 2 1 B 2 栅条间隙数 n 38 7 取 n 39 v eh Q 2 sin 8 038 0 02 0 60sin253 0 3 栅槽有效宽度 B0 s n 1 en 0 01 39 1 0 02 39 1 16m 辽宁科技学院本科生课程设计 第5页 考虑 0 4m 隔墙 B 2B0 0 4 2 72m 4 进水渠道渐宽部分长度 0 55m 其中 1为进水渠展开角 取 1 1 L 1 10 tan2 BB 20tan2 75 0 16 1 20 5 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 0 28m 2 L 2 1 L 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 m g kkhh10 0 60sin 81 9 2 8 0 02 0 01 0 42 2 3sin 2 2 3 4 2 2 01 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 5m 则栅前槽总高度 H1 h h2 0 38 0 50 0 88m H h h1 h2 0 38 0 10 0 5 0 98m 8 栅槽总长度 L L1 L2 0 5 1 0 H1 tan 0 55 0 28 0 5 1 0 0 38 0 50 tan60 2 84m 9 每日栅渣量 在格栅间隙在 20mm 的情况下 每日栅渣量为 W 1 56 m3 d 0 2 m3 d 1000 86400 wQ平均 1000 8640005 0 361 0 所以宜采用机械清渣 辽宁科技学院本科生课程设计 第6页 2 2 污水提升泵房设计计算 2 2 1 提升泵房设计说明 本设计采用SBR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 入平流沉砂池 然后自流通过SBR池 接触消毒池 巴氏计量槽 最后由出水管道排入 河流 设计流量 Q Qmax 0 506m3 s 30 36m3 h 1 泵房进水角度不大于 45 度 2 相邻两机组突出部分的间距 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 12 m 5m 高 20m 地下 埋深 12m 4 水泵为自灌式 2 2 2 泵房设计计算 各构筑物的水面标高和池底埋深计算见后续的高程计算 污水提升前水位 827 5m 既泵站吸水池最底水位 提升后水位 844 22m 即细格 栅前水面标高 所以 提升净扬程 Z 844 60 827 5 17 10m 水泵水头损失取 2m 从而需水泵扬程 H 19 1m 再根据设计流量 0 506m3 s 属于大流量低扬程的情形 考虑选用选用 2 台 WQ45 30 7 5 型潜污泵 流量 40m3 h 扬程 30m 转速 1470r min 功率 7 5kw 一用一备 集水池容积 考虑不小于一台泵 10min 的流量 W 3 7 610 60 40 10 60 m Q 取有效水深 h 2m 则集水池面积为 A m 35 3 2 7 6 h W 辽宁科技学院本科生课程设计 第7页 泵房采用矩形面钢筋混凝土结构 尺寸为 12 m 5m 泵房为半地下式地下埋深 12m 水泵为自灌式 2 3 泵后细格栅设计计算 2 3 1 细格栅设计说明 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 3 2 设计参数确定 设计流量 Q 0 217m3 s 设计 2 组格栅 以最高日最高时流量计算 2 1 max Q 栅前流速 v1 0 9m s 过栅流速 v2 0 8m s 渣条宽度 s 0 01m 格栅间隙 e 0 01m 栅前部分长度 0 5m 格栅倾角 60 单位栅渣量 w1 0 10m3栅渣 103m3污水 栅条断面为矩形 选用平面 A 型格栅 其渐宽部分展开角度为 20 计算草图如图 2 2 所示 图1 中格栅计算草图 栅条工作平台 进 水 1 图 2 2 细格栅计算草图 辽宁科技学院本科生课程设计 第8页 2 3 3 设计计算 污水由两根污水总管引入厂区 故细格栅设计两组 每组的设计流量为 Q 0 253m3 s 1 确定格栅前水深 根据最优水力断面公式计算 栅前槽宽 2 11 1 2 B v Q 0 75m 则栅前水深 1 1 1 2Q B v 9 0 253 0 2 h 0 38m 2 1 B 2 栅条间隙数 n 77 4 取 78 v eh Q 2 sin 8 038 0 01 0 60sin253 0 3 栅槽有效宽度 B0 s n 1 en 0 01 78 1 0 01 78 1 55m 4 进水渠道渐宽部分长度 1 10m 其中 1为进水渠展 20tan2 75 0 55 1 tan2 1 10 1 BB L 开角 取 1 20 5 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 0 55m 2 L 2 1 L 2 10 1 6 过栅水头损失 h1 因栅条边为矩形截面 取 k 3 则 m g v kkhh21 060sin 81 92 8 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 5m 则栅前槽总高度 H1 h h2 0 38 0 5 0 88m 辽宁科技学院本科生课程设计 第9页 栅后槽总高度 H h h1 h2 0 38 0 21 0 5 1 09m 8 格栅总长度 L L1 L2 0 5 1 0 H1 tan 1 10 0 55 0 5 1 0 0 38 0 50 tan60 3 66m 9 每日栅渣量 W 3 12m3 d 0 2 m3 d 1000 8640010 0 361 0 1000 86400 wQ平均 所以宜采用机械清渣 2 4 沉砂池设计计算 2 4 1 沉砂池的选型 沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0 2mm 密度2 65t m3的砂粒 以保护管道 阀门等设施免受磨损和阻塞 沉砂池有平流式 竖流式 曝气式和旋流式四种形式 由于旋流式沉砂池有占地小 能耗低 土建费用低的优点 竖流式沉砂池污水由中心 管进入池后自下而上流动 无机物颗粒借重力沉于池底 处理效果一般较差 曝气沉 砂池则是在池的一侧通入空气 使污水沿池旋转前进 从而产生与主流方向垂直的横 向恒速环流 砂粒之间产生摩擦作用 可使沙粒上悬浮性有机物得以有效分离 且能 使细小悬浮物沉淀 便于沉砂和有机物的分别处理和处置 平流式沉砂池具有构造简 单 处理效果好的优点 本设计采用平流式沉砂池 2 4 2 参考资料 1 沉砂池表面负荷200m3 m2h 水力停留时间不少于30s 一般为30 60s 有效 水深不应大于1 2m 一般采用0 25 1 0m 从养护方面考虑 梅格池宽不宜小于 0 6m 2 进水渠道直段长度为渠道宽度的7倍 并不小于4 5 米 以创造平稳的进水条 件 3 进水渠道流速 在最大流量的40 80 的情况下为0 6 0 9m s 在最小流量 时大于0 15m s 但最大流量时不大于1 2m s 污水在池内的最大流速为0 3m s 最小 流速为0 15m s 辽宁科技学院本科生课程设计 第10 页 4 出水渠道与进水渠道的夹角大于270 度 以最大限度的延长水流在沉砂池中的 停留时间 达到有效除砂的目的 两种渠道均设在沉砂池的上部以防止扰动砂子 5 出水渠道宽度为进水渠道的两倍 出水渠道的直线段要相当于出水渠道的宽度 6 沉砂池前应设格栅 沉砂池下游设堰板 以便保持沉砂池内需要的水位 计算草图如图2 3所示 图 2 3 平流式沉砂池计算草图 2 4 3 设计参数确定 设计流量 0 506m3 s 设计 2 组池子 每组分为 2 格 每组设计流量为 max Q Q 0 253m3 s 设计流速 v 0 20m s 水力停留时间 t 40s 2 4 4 池体设计计算 1 沉砂池长度 L vt 0 20 40 8m 2 水流断面面积 辽宁科技学院本科生课程设计 第11 页 A Q v 0 253 0 20 1 27m2 3 沉砂池总宽度 设计 n 4 格 每格宽取 b 0 8m 0 6m 每组池总宽 B 2b 1 6m 4 有效水深 h2 A B 1 27 1 6 0 79m 1 2m 介于 0 25 1m 之间 5 贮泥区所需容积 设计 T 2d 即考虑排泥间隔天数为 2 天 每格沉砂池设两个沉砂斗 两组共有八 个沉砂斗 则八个沉砂斗总容积 1 87 m3 55 10 32361 0 86400 10 86400 XTQ V 平均 其中城市污水沉砂量 X 3m3 105m3污水 则每个砂斗的容积为 0 23m3 8 87 1 8 1 V V 6 沉砂斗各部分尺寸及容积 设计斗底宽 a1 0 50m 斗壁与水平面的倾角为 55 斗高 hd 0 60m 则沉砂斗上 口宽 1 34m5 0 55tan 6 02 55tan 2 1 a h a d 沉砂斗实际容积 2 8 0 34 1 5 0 6 02 10 baahV d 0 44m3 0 23m3 符合要求 7 沉砂室高度 采用重力排砂 设计池底坡度为 0 06 两斗的间距为 0 2m 坡向沉砂斗长度 1 b 2 56m2 2 034 1 28 2 2 1 2 baLl 则沉泥区高度为 h3 hd 0 06L2 0 60 0 06 2 56 0 75m 池总高度 H 设超高 h1 0 5m H h1 h2 h3 0 5 0 78 0 75 2 03m 8 进水渐宽部分长度 2tan 1 6 0 6 2tan200 1 37m 1 L 0 B 1 B 1 9 出水渐窄部分长度 L3 L1 1 37m 辽宁科技学院本科生课程设计 第12 页 10 校核最小流量时的流速 Qmin 0 75Q平均 则 min min 1min Q n A 0 15 m s 符合要求 21 0 8 079 0 2 361 0 75 0 min 11 进水渠道 格栅的出水通过DN800mm的管道送入沉砂池的进水渠道 然后向两侧配水进入进水 渠道 污水在渠道内的流速为 1 05 m s v1 11 HB Q 4 06 0 253 0 式中 B1 进水渠道宽度 m 本设计取0 6m H1 进水渠道水深 m 本设计取0 4m 12 出水管道 出水采用薄壁出水堰跌落出水 出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定 堰上水头 为 H 0 19m gmb Q 2 1 3 2 8 928 024 0 253 0 3 2 式中 m 流量系数 一般采用0 4 0 5 本设计取0 4 13 排砂管道 本设计采用沉砂池底部管道排砂 排砂管道管径DN 200mm 2 5 辐流式初沉池设计计算 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 池径不宜小于 16m 池径与有效水深的比值宜为 6 12 缓冲层高度 非机械排泥 时宜取 0 5m 机械排泥时高出刮泥板上边缘 0 3m 坡向泥斗的坡度不宜小于 0 05 本设计选择两组辐流式沉淀池 每组设计流量为 0 253m3 s 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 计算草图如图 2 4 所示 辽宁科技学院本科生课程设计 第13 页 2 5 1 基本参数确定 1 沉淀面积 表面负荷一般采用 1 5 3 0 本设计取 3 0 沉淀池座数 32 mmh q 32 mmh n 2 2max 6 303 0 32 3600506 0 3600 m nq Q F 2 池子直径 D 取 20m m F D67 19 6 30344 3 沉淀部分有效水深 设沉淀时间 t 1h 有效水深 h2 qt 3 1 3m 图 2 4 辐流式初沉池草图 4 沉淀部分有效容积 3max 8 9101 2 3600506 0 mt n Q Q 5 污泥部分所需的容积 设进水悬浮物浓度 C0为 0 22kg m3 出水悬浮物浓度 C1以进水的 50 计 初沉池 污泥含水率 p0 95 污泥容重取 r 1000kg m3 取贮泥时间 T 8h 两个池污泥部分所 需的容积 3 0 10 06 32 951001000 100811 0 22 0 2 8 910 100 100 m pr TCCQ V 则每个沉淀池污泥所需的容积为 16 03m3 辽宁科技学院本科生课程设计 第14 页 两初沉池每天共产生湿污泥体积为 32 06 24 8 96 18m3 d 6 污泥斗容积 设污泥斗上部半径 r1 1 5m 污泥斗下部半径 r2 0 8m 倾角取 60 则污泥 斗高度 h5 r1 r2 tg 1 5 0 8 tg60 1 21m 污泥斗容积 V1 r12 r2r1 r22 1 52 1 5 0 8 0 82 5 18m3 3 5 h 3 21 1 14 3 7 污泥斗以上圆锥体部分污泥容积 池底坡度采用 0 05 0 10 本设计径向坡度 i 0 05 则圆锥体的高度为 h4 R r1 i 10 0 1 5 0 05 0 425m 圆锥体部分污泥容积 V2 R2 Rr1 r12 h4 3322 52 165 15 110 0 010 3 425 0 14 3 m 污泥总体积 V V1 V2 5 18 52 16 57 34 m3 16 03m3 满足要求 8 沉淀池总高度 设沉淀池超高 h1 0 3m 缓冲层高 h3 0 5m 沉淀池总高度 H h1 h2 h3 h4 h5 0 3 3 0 5 0 425 1 21 5 44 m 9 沉淀池池边高度 H h1 h2 h3 0 3 3 0 5 3 8 m 10 径深比 D h2 20 3 6 67 符合要求 在 6 12 之间 11 进水集配水井 辐流沉淀池分为二组 在沉淀池进水端设集配水井 污水在集配水井中部的配水 井平均分配 然后流进每组沉淀池 配水井中心管径 m v Q D92 0 7 0 506 0 44 2 2 辽宁科技学院本科生课程设计 第15 页 式中 v2 配水井内中心管上升流速 m s 一般采用 v2 0 6m s 取 0 7m s 配水井直径 mD v Q D73 1 92 0 3 0 506 0 44 22 2 3 max 3 式中 v3 配水井内污水流速 m s 一般采用 v3 0 2 0 4m s 取 0 3m s 12 排泥管 沉淀池采用重力排泥 排泥管管径 DN200 排泥管伸入污泥斗底部 连续将污泥排 出池外贮泥池内 2 6 SBR 池设计计算 SBR 反应池的形式分为完全混合型和循环水渠型 完全混合型反应器布置紧凑 占 地面积小 池较深 上清液排出比可灵活改变 循环水渠型反应器可用于氧化沟法的 初期运行 可省去二沉池 反应器的形状以方形和矩形为准 池长与宽比为 1 1 至 1 2 水深 4 6m 反应器的数量设两座以上 反应器分高负荷和低负荷两种 高负荷 反应器的 BOD 负荷为 0 1 0 4 kgBOD5 kgMLSS d 低负荷为 0 03 0 05 kgBOD5 kgMLSS d 水平均进水量为 3 12 104m3 d 进水 BOD5 180 mg L CODCr 350mg L SS 220mg L TN 40mg L NH3 N 25mg L TP 8mg L PH 6 5 7 5 重金属及有毒物质微 量 对生化处理无不良影响 水温 14 22 出水水质 BOD5 30 mg L CODCr 100mg L SS 30mg L 本设计采用四个 SBR 反应池 每个池处理量为 7800m3 d 2 6 1 参数确定 BOD 污泥负荷 0 21kgBOD5 kgMLSS d s N 反应池数 N 4 反应池水深 H 5 0m 排出比 1 m 1 2 曝气时间 1 7h 取 2 0h A T XmN S s a 24 3000421 0 18024 辽宁科技学院本科生课程设计 第16 页 2 6 2 SBR 池容积 1 根据实际工程经验设计反应池运行周期各工序时间 进水 曝气 沉淀 排水排泥 闲置 1 0h 2 0h 1 5h 1 0 h 0 5 h 2 故一周期所需时间 T 1 0 2 0 1 5 1 0 5 6h 每天运行周期数 n 4 6 24 3 反应池容积计算 V 3900m Nn Qm 平均 44 312002 3 4 SBR 池的平面尺寸 F 780m 长 宽 30m 26m H V 5 3900 2 5 SBR 池的总高度 H 5m 超高取 0 5m 则总高 H 5 0 0 5 5 5m 每个 SBR 池每日活性污泥微生物的净增殖量为 X Y Q V ea SS 平均d K V X 24 42 1000 30003900065 0 1000 78003018055 0 643 5 253 5 390 Kg d Y 产率系数为 0 55kgMLVSS kgBOD5 Kd 微生物自生氧化率为 0 065 1 d 取 0 60 则总污泥量fMLSSMLVSS MLSS X f 390 0 60 650kg d 2 6 3 污泥体积 污泥含水率 99 2 容重 约为 1000kg m 3 则 每个池每天产生的湿污泥体积 V MLSS 1000 1 99 2 650 1000 1 99 2 辽宁科技学院本科生课程设计 第17 页 81 25m d 3 即每天共产生湿泥体积为 4 81 25 325m3 d 2 6 4 需氧量 每个池需氧量 Q V 2 O r S V X 24 42 1000 39003000162 0 1000 30180 780048 0 1193 4kgO2 d 式中 活性污泥微生物对有机污染物的氧化分解过程的需氧量 即活性污泥 微生物每代谢所需要的氧量 以计 本工程取 0 48 kgBOD1kg 活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化分解过程的需氧量 即 1kg 活性污泥每天自身氧化所需要的氧量 以计 本工程取 0 162 kg 废水流量 Qdm 3 SBR 池容积 V 3 m 进水 BOD 浓度 取 180 0 SLmg 出水 BOD 浓度 取 30 r SLmg 取 10 一般在 6 12 范围内 A E 曝气池出口处溶解氧浓度 C 2mg L SBR 池有效水深 6m 曝气头安装在距池底 0 2m 处 则淹没水深为 5 8m 根 据下式计算曝气池内平均溶解氧饱和度 Csb C C sbs 5 10026 2 b P 42 t O 1 空气扩散器出口处绝对压力 Pb 1 013 10 9 8 10 5 8 1 58 10 55 2 空气离开池表面时氧的百分比 O 19 3 t 100 1 01 2179 1 01 21 100 1 2179 1 21 A A E E 3 确定 22 和 14 计算水温 的氧的饱和度 辽宁科技学院本科生课程设计 第18 页 经查得 CS 20 9 17mg L C 22 8 83mg L C 14 10 37mg L ss 22 10 952mg L sb C 42 3 19 10026 2 10582 1 83 8 5 5 14 12 863mg L sb C 42 3 19 10026 2 10582 1 37 10 5 5 4 计算在 22条件下 脱氧清水的充氧量 如下 C 20 20 2 0 024 1 T Tsb Cs CC CO R 2022 024 1 2952 10192 0 86 0 17 9 4 1193 1292 3dkg 式中 污水充氧修正系数 分别取 0 86 0 92 1 5 每个池每天供气量的计算 46154m3 d100 1028 0 3 1292 100 28 0 0 A s E R G 每个池每天运行 4 个周期 每个周期曝气 2 小时 每天曝气 8h 故 该工艺共需气 量为 46154 4 184616m3 d 184616m3 8h 384 6m3 min 曝气头安装在池底 0 2m 以上 池的有效水深为 5m 自由压为 1 5m 损失为 0 5m 则鼓风机的风压为 5 0 2 1 5 0 5 6 8m 6 风机的选型 每分钟曝气量 Q 384 6 m3 min 选型号为 WHR250 的罗茨鼓风机 5 台 四用一备 其规格为 风量为 104 5 m3 min 功率为 45kw 排出压力为 19 6kpa 2 6 5 滗水器 每池滗水器负荷 1950m3 h 0 144 31200 d d Nnt Q Q 每池设 5 个滗水器 则每个滗水器负荷为 390m3 h 5 1950 5 1 d d Q Q 本设计采用的滗水器规格如下表 选用型号为 LXB 400 参数如表 2 1 所示 辽宁科技学院本科生课程设计 第19 页 表表 2 1 LXB 型滗水器参数表 型 号 出水 堰长 度 mm 处理水 量 m3 h 过水流速 L m s 滗水深度 mm 预留出 水管 mm 电机 功率 kw LXB 501200 0 50 30 0 2500 DN1500 55 LXB 1001800 0 100 30 0 2500 DN2000 55 LXB 1501800 0 150 30 0 2500 DN2500 55 LXB 2001800 0 200 30 0 2500 DN2500 55 LXB 3002500 0 300 30 0 2500 DN3000 55 LXB 4003600 0 400 30 0 2500 DN4000 75 LXB 5004000 0 500 30 0 2500 DN4000 75 LXB 6005000 0 600 30 0 2500 DN4500 75 2 7 接触消毒池的计算 本设计采两组五廊道平流式消毒基础池 两组平行运行 接触时间 t 0 5h 采用 液氯消毒 由于 SBR 池间歇出水 所以在接触消毒池前设置配水井 采用液氯消毒时 其接触时间不宜小于 30min 投加液氯时应设加氯机 加氯机至 少具备指示瞬时投加量的仪表和防止水倒灌氯瓶的措施 加氯间应与其他工作室隔开 每小时换气 8 12 次 每次从 SBR 池排向每组消毒池的水量为 1950 2m 3900m 排水时间为 1 0 小时 则每秒流量为 Q 3900 3600 1 083m s 3 1 总加氯量计算 一般 5 10mg L 本设计中液氯投量采用 8 0mg L 则每日加氯量为 249 6kg d 10 4kg h 1000 312008 1000 0 平均 Qq q 消毒液氯的储备量一般按最大用量的 15 20d 计算 本设计按 15d 计算 储存液 氯瓶按标准规格 如表 2 2 取用 容量 1000kg 直径 800mm 长度 2020mm 瓶质量 800kg 氯瓶总质量 1800kg 辽宁科技学院本科生课程设计 第20 页 表 2 2 常用氯瓶规格表 容量 kg直径 mm长度 mm瓶质量 kg氯瓶总质量 kg 3503501335350700 5006001800400900 100080020208001800 2 加氯设备 液氯由转子加氯机取入 型号为 ZJ 1 流量为 4 45kg h 加氯机 设计两台 一用一备 3 消毒池尺寸 容积 V Q t 3900m h 0 5h 1950m 3 消毒接触池表面积 F V h 设计取 h 2 5m F 1950 2 5 780m 22 2 消毒池廊道长 L F B1设廊道单宽 B 4m 则 L 780 4 195m 采用 5 廊道 则池长 L L 5 195 5 39m 校核长宽比 L B 195 4 48 75 10 合乎要求 接触消毒池 超高 h1取 0 3m 池高 H h h 0 3 2 5 2 8m 1 池宽 B B1 5 4 4 20m 2 8 计量槽设计计算 2 8 1 基本参数 污水测量装置的选择原则是精密度高 操作简单 水头损失小 不宜沉积杂物 污水厂常用的计量设备有巴氏计量槽 薄壁堰 电磁流量计 超声波流量计 涡流流 量计 其中巴氏计量槽应用最为广泛且具备以上特点 本设计的计量设备选用巴氏计量槽 选用的测量范围为 0 2 1 5m3 s 草图如 图 2 5 所示 辽宁科技学院本科生课程设计 第21 页 B1 L b B2 K P 1 L2 L3 H1 H2 C 图9 巴氏计量槽计算草图 图 2 5 巴氏计量槽计算草图 2 8 2 主要部分尺寸设计 出水排放渠设计考虑最佳水力断面 1 04m H1 B1 2 0 52m 8 0 433 0 22 1 1 v Q B 即计量槽上游水深为 0 52m 流量取 0 433m3 s 在自由流条件下 B 1 2b 0 48m 得 b 0 47m 取 b 0 5m 的巴氏槽 1 渐缩部分长度 L1 0 5b 1 2 0 5 0 5 1 2 1 45m 喉部宽度 L2 0 6m 渐扩部分长度 L3 0 9m 上游渠道宽度 B1 1 2b 0 48 1 2 0 5 0 48 1 08m 下游渠道宽度 B2 b 0 3 0 50 0 30 0 80m 2 8 3 计量槽总长度 计量槽应设在渠道的直线段上 直线段的长度不应小于渠道宽度的 8 10 倍 在 计量槽上游 直线段不小于渠宽的 2 3 倍 本设计取 3 下游不小于 4 5 倍 本设计 取 5 计量槽上游直线段长为 A 3 B 3 1 08 3 24m 11 计量槽下游直线段长为 A 5 B2 5 0 80 4 0m 2 计量槽总长 L L L2 L A A2 131 1 45 0 6 0 9 3 24 4 0 10 19m 辽宁科技学院本科生课程设计 第22 页 2 9 污泥重力浓缩池设计计算 将初沉池和 SBR 池的污泥通过静压排入污泥分配井 然后进入浓缩池 本设计采 用带有竖向栅条污泥浓缩机的辐流式重力浓缩池 用带有栅条的刮泥机刮泥 采用静 压排泥 进泥含水率 当为初次污泥时 95 97 当为剩余活性污泥时 99 2 99 6 其固体通量为 30 60 kg m2 d 浓缩时间不宜小于 12h 但也不 要超过 24h 有效水深一般为 4m 最低不小于 3m 当采用刮泥机时 池底坡向泥斗的 坡度不宜小于 0 05 泥斗于水平面的夹角应不小于 50 计算草图如图 2 6 所示 d1 图10 浓缩池计算草图 d2 H i 0 05 D h 图 2 6 浓缩池计算草图 2 9 1 设计参数 处理泥量为 325 96 18 421 18m3 d 浓缩污泥为初沉池和二沉池污泥之和 以二沉池污泥为主 初沉池污泥只是和二 沉池污泥一起进入浓缩池 以便后续处理 浓缩后的污泥含水率取为 p2 97 污泥浓 度 C 为 8g L 浓缩前固体浓度 333 11 810 992 0 1 10 1 mkgpC 浓缩后固体浓度 333 22 3010 97 0 1 10 1 mkgpC 固体通量一般为 30 60 kg m2 d 浓缩污泥为初次污泥与剩余活性污泥的混 合污泥 故取污泥固体通量选用 M 42kg m2 d 1 75 kg m2 h 浓缩池面积 21 22 80 75 1 24 818 421 m M CQ A 本设计采用 2 座浓缩池 则每座面积 A 40 11m2 则浓缩池直径为 m A D2 7 14 3 22 404 14 3 4 辽宁科技学院本科生课程设计 第23 页 浓缩池高度 浓缩池工作部分的有效深 m A TQ h5 3 211 4024 1618 421 24 1 2 式中 T 为浓缩时间 取为 16h 超高 h1 0 3m 缓冲层高度 h3 0 3m 浓缩池设机械刮泥 池底坡度 i 0 05 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 mi DD h12 005 0 2 4 2 2 2 7 22 1 4 污泥斗高度 污泥斗斗壁与水平m DD h21 1 3 2 0 1 2 4 2 60tan 22 012 5 面形成的角度取为 60 浓缩池的高度 取为 5 5mmhhhhhH43 5 21 1 12 0 3 05 33 0 54321 浓缩后的污泥体积 剩余含水率 P1为 99 2 浓缩后的污泥含水率 P2为 97 浓缩后的污泥体积为 V V 100 99 2 100 97 21 421 18 100 99 2 100 97 112 31m3 d 2 10 污泥厌氧消化池设计计算 本设计采用两级高负荷率厌氧污泥消化系统 中温厌氧消化污泥投配率为 5 8 厌氧消化池直径一般为 6 35m 总高度与直径之比取 1 0 8 1 0 内径与 柱高之比取 2 1 底坡取 8 池顶距污泥面的高度大于 1 5m 顶部的集气罩直径为 2m 高度为 1 2m 2 10 1 一级消化池设计计算 1 一级消化池计算草图如图 2 7 所示 2 消化池容积 V 112 31 2 5 1123 1m nP Q 3 式中 Q 污泥量 m3 d P 投配率 中温消化时一级消化池采用 5 8 本设计取 5 辽宁科技学院本科生课程设计 第24 页 n 消化池个数 本设计设置 2 座 d H 1 h3 V1 V2 V3 V4 图11 厌氧消化池计算草图 h2h1 h4 h5h6 d2 图 2 7 厌氧消化池计算草图 3 各部分尺寸确定 厌氧消化池直径一般为 6 35m 本设计采用消化池直径 D 为 16m 集气罩直径 d1 2m 高 h1 2m 池底锥底直径 d2 2m 上下锥体倾角 150 内径与圆柱高之比取 2 1 则 消化池柱体高度与内径之比为 1 2 则柱体高度 h3应为 8 0m 下锥体高 m dD h88 1 2 216 15tan 2 tan 2 4 上锥体高 h h 1 88m 24 消化池总高度为 H h h 2 0 1 88 8 0 1 88 13 76m 12 h 34 h H D 13 76 16 0 86 符合高度与筒体内径之比在 0 8 1 0 范围内 消化池各部分容积 上盖容积 V 6 28m 11 1 4 h d 2 4 214 3 2 3 上锥体容积 125 93m88 1 4 16 3 1 43 1 2 2 2 2 h D V 3 下椎体容积等于上锥体容积 V4 125 93m 3 辽宁科技学院本科生课程设计 第25 页 柱体容积 1607 68m0 8 4 1614 3 4 2 3 2 3 h D V 3 一级消化池有效容积 V V V V 125 93 1607 68 125 93 1859 54m 1123 1m 0234 33 2 10 2 二级消化池设计计算 1 二级消化池容积 V V 2 1123 1 2 561 55m 1 3 2 各分尺寸确定 消化池直径 D 采用 12m 集气罩直径 d1 2m 高 h1 2m 池底锥底直径 d2 2m 上下锥 体倾角 150 m dD h34 1 2 212 15tan 2 tan 2 4 2 22 04 113 4 1214 3 4 m D A 上锥体高 h h 1 34m 24 消化池柱体高度与内径之比为 1 2 则柱高 h3应为 6 0m 消化池总高度为 H h h 2 0 1 34 6 0 1 34 10 68m 12 h 34 h H D 10 68 12 0 89 符合高度与筒体内径之比在 0 8 1 0 范围内 消化池各部分容积 上盖容积 V 6 28m 11 1 4 h d 2 4 214 3 2 3 上锥体容积 50 49m334 1 4 12 3 1 43 1 2 2 2 2 h D V 下椎体容积等于上锥体容积 v 50 49m 4 3 柱体容积 678 24m6 4 1214 3 4 2 3 2 3 h D V 3 二级消化池有效容积 V V V V 50 49 678 24 50 49 799 22m 561 55m 0234 33 2 10 3 储气罐计算 中温消化条件下 挥发性有机物负荷为 0 6 1 5kg m3 d 产气量约为 1 1 3 m m d 本设计取 1 0 m m d 3333 气量 dmaxq 1 1123 1 11230 1 3 辽宁科技学院本科生课程设计 第26 页 按 8h 平均产气量设计污泥贮罐 则气罐体积为 1123 1 24 8 374 37 m 3 设计高 H 10m 直径 D 7m 374 37m 3 22 65 38410 4 714 3 4 mH D V 3 2 11 机械脱水间设计计算 2 11 1 污泥机械脱水设计说明 污水处理厂污泥二级消化后 从二级消化池排出污泥的含水率 95 左右 体积很大 因此为了便于综合利用和最终处置 需对污泥做脱水处理 使其含水率降 60 80 从而大大缩小污泥的体积 1 污泥脱水机械的类型 应按污泥的脱水性质和脱水要求 经技术经济比较后选 用 2 污泥进入脱水机前的含水率一般不应大于 98 3