福建师范大学水污染控制工程课程设计!

1 水水 污污 染染 控控 制制 工工 程程 课课 程程 设设 计计 2 目目录录 一 设计说明书一 设计说明书 4 1 公司概况 4 2 设计原则 4 2 1 可行性原则 4 2 2 可靠性原则 4 2 3 先进性原则 4 2 4 避免二次污染 4 3 设计依据 4 4 设计要求 5 二 原始资料二 原始资料 5 1 地形地势 5 2 气象资料 5 2 1 风向 5 2 2 气温 5 3 人员编制 5 4 水量 5 5 水质情况 5 6 水质参数 6 7 工艺流程图 6 7 1 工艺说明 6 三 设计计算部分三 设计计算部分 7 1 细格栅 7 1 1 格栅数 n 7 1 2 栅槽宽度 B 8 1 3 栅槽与进水渠道连接处的渐宽部分长度 L1 8 1 4 栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度 L2 8 1 5 通过格栅的水头损失 h2 9 1 6 栅后槽总高度 H 9 1 8 每日栅渣量 W 10 2 调节池 11 2 1 调节池的控制出水流量 11 2 4 调节池面积 F 11 2 5 池长 L 和池宽 B 12 2 6 池总高 H 12 2 7 曝气系统总供气量 Q 12 3 水解酸化池 12 3 1 池体有效容积 V 12 3 2 上升流速 v 13 3 3 配水方式 13 3 4 出水堰设计 14 3 3 5 集水水槽 14 3 6 进旋转推流式曝气池出水管管径 d 15 4 旋转推流式曝气池 15 4 1 BOD5 去除率 16 4 2 曝气池总体积 V 16 4 3 确定曝气池的各部位尺寸 17 4 4 污泥龄的计算 tw 18 4 5 总需氧量 O 18 4 6 标况下的需氧量 Os 19 4 7 供气量 Gs 19 4 8 污泥产量 W 19 4 9 剩余污泥排放量 W1 20 5 竖流式沉淀池 20 5 1 中心管截面积 f 20 5 2 中心管直径 d0 21 5 3 中心管喇叭口到反射板之间的间隙高度 h3 21 5 4 沉淀部分有效断面积 F 21 5 5 沉淀池直径 D 22 5 6 沉淀池有效水深 h2 22 5 7 校核池径水深比 22 5 8 校核集水槽每米出水堰的过水负荷 q0 23 5 9 污泥斗圆锥体高度 h5 23 5 10 圆锥截部分容积 V2 23 5 11 沉淀池总高度 H 24 6 污泥浓缩池 25 6 1 调节池污泥量 W1 25 6 2 曝气池污泥量 W2 26 6 3 二沉池污泥量 W3 26 6 4 浓缩池总处理污泥量 W 27 6 5 浓缩池直径 D 27 6 6 浓缩池工作部分高度 H 28 6 7 浓缩后污泥体积 V2 28 四 高层计算四 高层计算 28 1 调节池 28 2 水解酸化池 29 3 推流式曝气池 29 4 竖流式二沉池 29 5 污泥浓缩池 29 五 污水处理厂总体布置 污水处理厂总体布置 29 1 平面图 30 2 高程图 31 4 一 设计说明书一 设计说明书 1 公司概况公司概况 XX 纤维制品有限公司专业生产印染化纤 毛绒 毛毯类制品的专业 厂家 占地面积 约 2000m2 建筑面积 4 000 m2 在印染生产工序中 排放 是一种污染较严重的印染废水 本次设计废水流量主要考虑车间产 生的废水 2 设计原则设计原则 2 1 可行性原则可行性原则 在工程设计中 在确保工艺可行的同时 兼顾经济上许可的能力 总投资费 用省 运行费用低等 考虑工艺上的可行性与经济上的可行性协调统一 废水 处理设施力求占地面积少 运行能耗小 高程布置尽可能采用一次性提升 2 2 可靠性原则可靠性原则 通过对印染行业目前废水处理情况的调研 结合多年从事废水处理的经验 同时借鉴目前印染废水处理的成功个例 并与当前先进的废水处理设备相融合 制定合理 成熟 可靠的废水处理工艺 确保废水处理系统能长期 稳定 可 靠地运行 2 3 先进性原则先进性原则 采用当前废水处理的先进工艺和设备 2 4 避免二次污染避免二次污染 在治理废水的同时 避免污泥产生二次污染 3 设计依据设计依据 给水排水设计手册 第二版 第 5 册 水污染控制工程 高廷耀 第三版 下册 环境工程设计教程 徐新阳 郝文阁 建筑给水排水设计规范 GBJ15 88 室外排水设计规范 GB50014 2006 给水排水制图标准 GB 50106 2001 建筑给水排水设计手册 污水处理技术 5 4 设计要求设计要求 城镇污水要求处理后达到BOD 30 mg L SS 30mg L 该厂的出水直 接排入城市污水收集管网 二 原始资料二 原始资料 1 地形地势地形地势 平坦环境幽雅 2 气象资料气象资料 2 1 风向风向 全年最多风向为东南风 2 2 气温气温 属亚热带季风气候 气候温和 日照充足 四季分明 雨量充沛 无霜期 长 春季回暖较快 夏季多高温和局地强降水 降水集中 分布不匀 梅雨期 多暴雨天气 夏季常受台风 热带风暴 影响 秋季降水较少 冬季较温暖 寒潮活动比较频繁 多雾天 雨量充沛 分布不匀 3 人员编制人员编制 本废水处理站 员工30 人 其中专业技术人员及设计人员20 名 日常维护保养由操作工负责 另外请厂方安排专人负责设备的中修或大修 4 水量水量 每天平均排放所有废水流量约Q 1000m3 d 5 水质情况水质情况 该公司排出的生产废水中含有柠檬酸 冰醋酸 阳离子有机染料 柔 软剂 缓染剂 平滑剂 消泡剂 保险粉 印花素 面糊料 硫酸 次氯 酸钠等 约 20 种化工物料 其中柠檬酸 冰醋酸易溶于水 属易生化处 理类物质 渗透剂 柔软剂等物料是表面活性剂 对微生物有毒害或抑制 6 作用 漂白用的次氯酸钠属氧化剂 具有杀菌作用 树脂糊料属高分子类 物质 属难生化降解类有机物 6 水质参数水质参数 排放的废水 PH8 5 色度 800 CODcr 2000mg L BOD5 500mg L 7 工艺流程图工艺流程图 车间出水 细格栅 调节池 水解酸化池 旋转推流式 竖流式 废水曝气池 沉淀池 栅渣污泥回流 污泥 外运 污泥干化 重力污泥浓缩池 7 1 工艺说明工艺说明 1 格栅 采用的是细格栅 因为我们厂是以专业生产印染化纤 毛绒 毛毯类制 品的专业厂家 2 调节池 调节 ph 到中性 3 水解酸化池 难降解有机物变成易降解有机物 大分子有机物降为小分子有机物 改 善脱色效果 而且提高 可生化性 为下一步的好氧处理铺垫 保证出水 水质 4 旋转推流式曝气 进一步处理水中的有机物 5 竖流式沉淀池 占地面积小 考虑经济的可行性 6 重力污泥浓缩池 使污泥浓缩 进而进行干化处理 7 三 设计计算部分三 设计计算部分 1 细格栅细格栅 设计参数设计参数 设备类型 机械格栅 台数 2 台 过栅速度 0 7m s 栅前水深 0 5m 格栅倾斜角度 60 栅条间隙 5mm 栅条宽 10mm 栅条高度 4m 选用矩形断面栅条 参考 给水排水设计手册 第二版 第 5 期 水污染控制工程 第三版 下册 1 1 格栅数格栅数 n 栅条的间隙数 n bhv Q n sin max Qmax 设计流量 m3 s 格栅倾角 b 栅条间隙 m h 栅前水深 m v 过栅流速 m s 已知 Qmax 10000 m3 d 60 b 0 005m h 0 5m v 0 7m s 则 个 568 55 7 05 0005 0 60sin 86400 10000 n 栅条数 n 1 56 1 55 条 n 8 1 2 栅槽宽度栅槽宽度 B B S 1 b n n S 栅条宽度 m b 栅条间隙 m 栅条间隙数 个 n 已知 b 0 005m 56 条 n 设栅条宽度 S 10mm 0 01m 则 B S 1 b 0 01 56 1 56 0 005 0 83 m n n 1 3 栅槽与进水渠道连接处的渐宽部分长度栅槽与进水渠道连接处的渐宽部分长度 L1 1 1 1 tan2 BB L B 栅槽宽度 m B1 进水渠宽 m 进水渠道渐宽部分展开角度 1 已知 B 0 83m 20 参考 给水排水设计手册 第二版 第 5 期 1 设进水渠宽 B1 0 7m 则 18 0 20tan2 7 083 0 1 mL 1 4 栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度 L2 2 1 2 L L L1 栅槽与进水渠道连接处的渐宽部分长度 已知 L1 0 18m 则 0 18 2 0 09 m 2 1 2 L L 9 1 5 通过格栅的水头损失通过格栅的水头损失 h2 khh 02 sin 2 2 0 g v h 3 4 b s h0 计算水头损失 m g 重力加速度 m s k 系数 格栅受污泥堵塞时的水头损失增大倍数 一般采用 3 阻力系数 形状系数 格栅倾角 S 栅条宽度 m b 栅条间隙 m v 过栅流速 m s 已知 g 9 8m s2 k 3 600 S 0 01 b 0 005m v 0 7m s 设栅条断面为锐边矩形断面 则 2 42 参考 给水排水设计手册 第二版 第 5 期 10 6 005 0 01 0 42 2 3 4 3 4 b S m 063 0 360sin 8 92 7 0 1 6sin 2 22 02 k g v khh 1 6 栅后槽总高度栅后槽总高度 H H h h1 h2 h 栅前水深 m h1 栅前渠道超高 m h2 水头损失 m 10 已知 h2 0 063m 设 h 1 1m h1 0 3m 参考 水污染控制工程 第三版 下册 P24 一般取 h1 0 3m 则 463 1063 03 01 1 21 mhhhH 1 7 栅槽总长度栅槽总长度 L L L1 L2 1 0 0 5 H1 tan L1 栅槽与进水渠道连接处的渐宽部分长度 m L2 栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度 m 格栅倾角 H1 格栅前槽高 m H1 h h2 h 栅前水深 m h2 水头损失 m 已知 L1 0 18m L2 0 09m h 1 1m h2 0 063m 600 则 01 3 60tan 063 0 1 1 5 00 128 0 56 0 tan 5 00 1 1 21 m H LLL 1 8 每日栅渣量每日栅渣量 W 1000 1maxW Q W W1 单位体积污水栅渣量 m3 103m3污水 Qmax 设计流量 m3 d 已知 Qmax 10000m3 d 设 W1 0 08m3 103m3污水 参考 水污染控制工程 第三版 下册 P25 W1一般取 0 1 0 01m3 103m3污水 细格栅 取大值 粗格栅取小值 则 0 8 m3 d 1000 08 010000 W 0 8m3d7m 应增设辐射式集水支渠 参考 环境工程设计教程 5 6 沉淀池有效水深沉淀池有效水深 h2 h2 vT 3600 v 污水在池内上升流速 m s T 沉淀时间 s 已知 v 0 00042m s 设沉淀时间T 2 5h 参考 水污染控制工程 第三版下册P45 则 h2 vT 3600 0 00042 2 5 3600 3 75 m 5 7 校核池径水深比校核池径水深比 水污染控制工程 第三版下册P50中 池径水深比一般不大于3 则D h2 11 13 3 75 2 97 3 符合要求 4fF D 4fF D 13 11 14 3 224 95 4 m 23 5 8 校核集水槽每米出水堰的过水负荷校核集水槽每米出水堰的过水负荷 q0 水污染控制工程 第三版下册P45中 集水槽每米出水堰的过水负荷q0不宜大 于1 7 L s m 则q0 qmax D 1 14L s m 1 7 L s m 符合要求 5 9 污泥斗圆锥体高度污泥斗圆锥体高度 h5 D 沉淀池直径 m 圆锥底部直径 m d 已知D 11 13m 设圆锥底部直径 0 4m 参考 给水排水设计手册 第二版 第五册 d 则 5 10 圆锥截部分容积圆锥截部分容积 V2 h5 污泥斗圆锥体高度 m R 沉淀池半径 m r 中心管半径 m 已知h5 7 66m D 11 13m d0 1 6m R D 2 11 13 2 5 57 m r d0 2 1 6 2 0 8 m 则 289 60 m 13 1114 3 100004 0 0 5 55tan 22 dD h 0 5 55tan 22 dD h 66 7 55tan 2 4 0 2 13 11 0 m RrrR h V 22 5 2 3 RrrR h V 22 5 2 3 8 077 5 8 057 5 3 66 714 3 22 24 5 11 沉淀池总高度沉淀池总高度 H H h1 h2 h3 h4 h5 h1 沉淀池超高 m h2 沉淀池有效水深 m h3 中心管喇叭口到反射板之间的间隙高度 m h4 缓冲层高度 m h5 污泥斗圆锥体高度 m 已知 h2 3 75m h3 0 2m h5 7 66 m 设沉淀池超高h1 0 3m 参考 水污染控制工程 第三版下册P45中 沉淀池超高不应小于0 3m 设缓冲层高度h4 0 5m 无机械刮泥时 参考 水污染控制工程 第三版下册P49 则H h1 h2 h3 h4 h5 0 3 3 75 0 2 0 5 7 66 12 41 m 25 6 污泥浓缩池 污泥浓缩池 设计参数设计参数 进泥浓度 C 6g L 污泥含水率 P1 99 4 设计流量 Q 10000m3 d 416 7m3 h 设计浓缩后含水率 P2 96 0 固体通量 M 取 27kg m2 d 污泥浓缩时间 T 13h 以上参考 给水排水工程快速设计手册 2 P180 6 1 调节池污泥量调节池污泥量 W1 0 21 1 X yCCQ W ss 平 C1 悬浮物进水浓度 mg L C2 悬浮物出水浓度 mg L 去除率 40 60 ss y X0 初沉污泥浓度 0 02 0 05 t m3 已知 C2 30mg L 设 C1 150mg L 50 X0 0 05 ss y 26 则 12 05 0 105 0 30150 10000 3 6 1 dmW 6 2 曝气池污泥量曝气池污泥量 W2 一级处理对 BOD5的去除率为 25 参考 环境工程设计教程 则进入曝气池中污水的 BOD5的浓度 375 251 500LmgLa 设计出水 BOD 要达到二级标准排放 则出水的 BOD Lt 30mg L 参考 给水排水设计手册 第二版 第五册 去除率 92 100375 30375 100 100 La Lr La LtLa E 参考 环境工程设计教程 P135 剩余污泥排放量 5 13 9 324 9 55 01 5 05750 1 33 2 hmdm R VR W 参考 给水排水设计手 册 第二版 第五册 P315 6 3 二沉池污泥量二沉池污泥量 W3 按 B0D5去除率计算 设 BOD5去除率 80 则经曝气池后的二沉池 BOD5进水浓度为 Lmg 75 801 375 即 BOD5进出水差值 75 30 45mg L 污泥湿重 robQL YW Lr BOD5进出水差值 mg L Yob 污泥产率系数 8 0 4 0 进水流量 m3 d Q 已知 Q 10000m3 d BOD5进出水差值 45mg L 设 Yob 0 6 则污泥湿重 27010 3075 100006 0 3 dkgW 27 污泥干重 1000 1 3 P W W P 污泥含水率 99 2 99 6 污泥湿重 kg d W 已知 270kg d 设 P 99 4 0 994 W 则 45 1000 994 01 270 3 3 dmW 6 4 浓缩池总处理污泥量浓缩池总处理污泥量 W W W1 W2 W3 W1 调节池污泥量 kg d W2 曝气池污泥量 kg d W3 二沉池污泥量 kg d 已知 W1 12kg d W2 324 9kg d W3 45kg d 则 9 38145 9 32412 3 dmW 6 5 浓缩池直径浓缩池直径 D 浓缩池面积 M WC A M 浓缩污泥固体通量 kg m2 d C 污泥浓度 g L W 浓缩池总污泥量 m3 d 已知 W 381 9m3 d 设 M 27kg m2 d C 6g L 则 9 84 27 69 381 2 mA 采用 1 个污泥浓缩池 则浓缩池直径 4 10 14 3 9 844 14 3 4 m A D 参考 给水排水工程快速设计手册 P182 28 6 6 浓缩池工作部分高度浓缩池工作部分高度 H 取污泥浓缩时间 则 hT13 4 2 9 8424 9 38113 24 1 m A TW h 超高 h2取 m3 0 缓冲层高 mh3 0 3取 浓缩池总高度 0 33 03 04 2 321 mhhhH 参考 给水排水工程快速设计手册 P182 6 7 浓缩后污泥体积浓缩后污泥体积 V2 1 1 2 1 2 P PW V 浓缩池总污泥量 为 381 9m3 dW 经二沉池进入浓缩池污泥含水率 1 P 6 99 2 99 98 97 2 污泥浓缩后污泥含水率 P 已知 W 381 9m3 d 设 P1 99 4 P2 97 则 4