水污染的课程设计.doc

水污染控制工程课程设计题目：城镇污水处理厂设计姓名：胡宸锋班级：20061082学号：2006108218专业：环境工程学院：化生学院指导老师:高婷 2009年7月3日目录第一部分 设计说明书1一概况1二原始资料1三流量的计算2四污水处理工艺流程的说明24.1工艺流程的确定24.2工艺流程的说明4五污水处理厂整体布置：65.1污水处理厂的平面布置：65.2污水处理厂的高程布置：8第二部分 设计计算书9一格栅9二 污水提升泵站10三沉沙池11四初沉池12五曝气池15六二沉池20七消毒接触池及其设计22八污泥浓缩池23九污泥消化池24十贮泥池及贮泥泵25十一.污水处理厂平面设计及高程计算261 污水处理厂的平面布置262 污水处理厂的高程布置26第一部分.设计说明书一. 工程概况1.1概况设计的的污水处理厂的处理规模为5.6万m3/d。1.1 设计原则：(1）处理效果稳定，出水水质好；(2）工艺先进，工艺流程尽可能简单，构筑物尽可能少，运行管理方便；(3）污泥量少，污泥性质稳定；(4) 基建投资少，占地面积少。1.1 设计依据：给水排水设计手册第1、5、9、11册；给排水工程快速设计手册第2册；排水工程环境工程设计手册水污染控制1.1设计要求：城市污水要求处理后水质达到 BOD530mg/l；ss30mg/l。污泥处理后外运填埋。二. 原始资料原始资料及主要参数：1. 服务人口 10 万。有A、B两厂的污水进入市政系统。资料如表：2. 排水系统采用截流式合流制。截留倍数n0 4 。3. 水质：进水BOD5250mg/L，SS280mg/L；出水BOD530mg/L，SS30mg/L。4. 污水由水厂西南方进厂，水面高程40.0m。5. 厂区地形：基本平坦，原高程43.5m。6. 工程地质资料：（略）7. 水文及水文地质资料：受纳水体在水厂北面，距厂150m。最高洪水位：36.00m(其它略)8. 气象资料： 风向（自绘风玫瑰）气温（略）冻土深度：0.7m三. 流量计算由第二节的内容知四. 污水处理工艺流程说明4.1 工艺流程的确定 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。对脱磷脱氮有要求的城市，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。 由于该污水处理只需去除BOD5与SS,不考虑脱氮与除磷方面，所以选择两个比较好的方案：方案一：传统活性污泥法,其流程为:污水格栅提升泵房沉砂池初沉池曝气池二沉池接触池处理水排放方案二：厌氧池+氧化沟,其流程为: 污水中格栅提升泵房细格栅沉砂池厌氧池氧化沟二沉池接触池处理水排放传统活性污泥法优点：1.有机物经历了第一阶段的吸附和第二阶段的代谢的完整过程,活性污泥也历了一个从池道端的对数增长,经减速增长到池末端的内源呼吸的完全生长周期2.在池首端和前段混合液中的溶解氧浓度较低3.效果好,BOD除率达90%以上缺点： 1.曝气池首端有机污染物负荷高,耗氧速度也高2.暴气池溶积大,基建费用高.3.供氧与需氧不平衡4.对进水水质,水量变化的适应性较低,动行效果易受水质,水量变化的影响氧化沟优点：1.可考虑不设初沉池,有机性悬浮物在氧化化沟内能太到好氧稳定的程度2.可考虑不单敲边鼓二次沉淀池,可少去污泥回流装置.3.BOD负荷低缺点：占地面积较大 两个方案都能达到处理水质的要求,BOD5,SS去除都能达到出水水质,工艺都是比较简单的,在技术上都是可行的. 最终选择传统活性污泥法，原因有1.二者相比传统活性污泥法是比较成熟的工艺，就建成后的管理有比较成熟的管理方法 2 .氧化沟的很大一个缺点，占地面积大，对于宜昌这个中小城市来说还是不适合传统活性污泥流程图：4.2工艺流程的说明1.格栅 用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。要根据流量选择清渣方式，人工清渣格栅适用于小型污水厂，机械清渣格栅适用于栅渣量大于0.2m3/d。提升泵站前用中格栅，提升泵站后用细格栅。 设计参数： a、栅条间隙：人工清除为2540mm，机械清除为1625mm；b、格栅栅渣量：格栅间隙为1625mm时是0.100.05m3栅渣/10m3污水，格栅间隙为3050mm时是0.030.01m3栅渣/10m3污水；栅渣含水率一般为80，容重约为960kg/ m3 c、格栅上部必须设置工作台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作台上应有安全冲洗设施； d、机械格栅不宜少于2台。 e、污水过栅流速宜采用0.61.0m/s，格栅前渠道水流速0.40.9m/s； f、格栅倾角一般采用4575；g、格栅水头损失0.080.15m。 2.沉砂池 用于去除比重较大的无机颗粒。本设计采用钟式沉砂池，它利用机械力控制水流流态与流速，加速砂粒的沉淀并使有机物随水流带走。具有沉砂效果好、工作稳定、清洗、排沉砂较方便等优点。 设计参数： a、水力表面负荷为200 m3/ m2.h,停留时间约为2030s； b、进水渠道直段长度应为宽度的7倍，并且不小于4.5米； c、进水渠道流速，在最大流量的4080情况下为0.60.9m/s,在最小流量时大于0.15m/s,但最大流量时不大于1.2m/s； d、出水渠道与进水渠道的夹角大于270。，两种渠道均设在沉砂池的上部；e、出水渠宽度为进水渠道的2倍，出水渠道直线段长度要相当于出水渠的宽度；3.初次沉淀池 去除悬浮物质，同时可去除部分BOD5，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。本设计选用中心进水周边出水辐流式沉淀池。它的优点是进水中间进水管进水，然后经过水流向四边扩散，布水均匀；多位机械排泥，运行较好，管理方便，而且排泥设施已趋于稳定型。 设计参数： a、沉淀时间为11.5h； b、表面水力负荷为1.53.0 m2/m3*h；校核负荷q14.34（m3/m2.h)； c、每人每日污泥量为1427g/（pd）或0.360.83L/（pd）； d、池径不宜小于16m，池底坡度一般采用0.050.10； e、污泥含水率为9597%； f、池子直径与有效水深之比为612，缓冲层高度,非机械排泥时宜为为0.5m；机械排泥时，缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m。4.曝气池 本设计选用传统活性污泥曝气池，采用鼓风曝气系统。所谓推流，就是污水从池的一端流入，在后继水流的推动下，沿池长度流动，并从池的另一端流出。 设计参数： a、进水方式不限，出水多用溢流偃，水位较固定； b、曝气池池长与池宽之比（L/B），一般大于510； c、有效水深最小为3m，最大为9m；超高一般为0.5m，当采用表曝机时，机械平宜高出水面1m左右。 d、曝气池廊道的宽：深，多介于1.01.5之间；廊道长宜为5070m； e、曝气池一般结构上分为若干单元，每个单元包括一座或几座曝气池，每座曝气池常由1个或25个廊道组成；当廊道数为单数时，污水的进、出口分别位于曝气池的两端；而当廊道数为双数时，则位于廊道的同一侧； f、在池底应考虑排空措施，按纵向留2/1000左右的坡度，并设直径为80100mm的放空管。 g、曝气池的进水与进泥口均设于水下，采用淹没出流方式。5.二次沉淀池 设计参数： a、沉淀时间为1.52.5h； b、表面水力负荷为1.01.5 m2/m3*h； c、污泥量为1021g/（pd）； d、污泥含水率为99.299.6%； e、池径不宜小于16m，池底坡度一般采用0.050.10； f、池子直径与有效水深之比为612，缓冲层高度为0.5m。 g、最大允许的水平流速要比初次沉淀池的小一半； h、中心管中的下降流速不应超过0.03m/s；g、 其静水头可降至0.9m，污泥底坡与水平夹角不应小于50度。五. 污水厂的总体布置5.1. 污水厂的平面布置污水处理厂的平面布置包括：生产性的处理构筑物和泵房、鼓风机房、药剂间、化验室等辅助性建筑物以及各种管线等的布置。在厂区内还有道路系统、室外照明系统和美化的绿地设施。根据处理厂的规模大小，一般采用比例尺的地形图绘制总平面图，常用比例尺为。5.1.1平面布置原则a、贯通、连接各隔离构筑物之间的管、渠便捷、直通，避免迂回曲折； b、土方量作到基本平衡，并避开劣质土壤地段； c、在处理构筑物之间，应保持一定的间距，以保证敷设连接管、渠的要求，一般的间距可取值510m，某些有特殊要求的构筑物，如污泥消化池、消化气贮罐等，其间距应按有关规定确定； d、各处理构筑物在平面布置上，应考虑适当紧凑。 5.1.2平面布置1、工艺流程布置工艺流程布置根据设计任务书提供的面积和地形，采用直线型布置。这种布置方式生产联络管线短，水头损失小，管理方便，且有利于日后扩建。2、构（建）筑物平面布置按照功能，将污水处理厂布置分成三个区域：1）污水处理区，由各项污水处理设施组成，呈直线型布置。包括：污水总泵站、格栅间、曝气沉砂池、厌氧池+DE型氧化沟、辐流沉淀池、消毒池、计量堰、鼓风机房。2）污泥处理区，位于厂区主导风向的下风向，由污泥处理构筑物组成，呈直线型布置。包括：污泥浓缩池、污泥消化池、贮泥池等。3）生活区，该区是将办公室、宿舍、食堂、锅炉房、浴房等建筑物组合的一个区，位于主导风向的上风向。3、污水厂管线布置污水厂管线布置主要有以下管线的布置：1）污水厂工艺管道污水经总泵站提升后，按照处理工艺经处理构筑物后排入水体。2）污泥工艺管道污泥主要是剩余污泥，按照工艺处理后运出厂外。3）厂区排水管道厂区排水管道系统包括构筑物上清液和溢流管、构筑物放空管、各建筑物的排水管、厂区雨水管。对于雨水管，水质能达到排放标准，可以直接排放，而构筑物上清液和溢流管与构筑物放空管及各建筑物的排水管，这些污水的污染物浓度很高，水质达不到排放标准，不能直接排放，设计中把它们收集后接入泵前集水池继续进行处理。4）空气管道5）超越管道6）厂区该水管道和消火栓布置由厂外接入送至各建筑物用水点。厂区内每隔120.0m的检间距设置1个室外消火栓。4、厂区道路布置1）主厂道路布置由厂外道路与厂内办公楼连接的带路为主厂道路，道宽6.0m，设双侧1.5m的人行道，并植树绿化。2）车行道布置厂区内各主要构（建）筑物布置车行道，道宽4.0m呈环状布置。3）步行道布置对于无物品、器材运输的建筑物，设步行道与主厂道或车行道相连。5、厂区绿化布置在厂区的一些地方进行绿化。厂区平面布置见污水处理平面图附图污水厂。5.2 污水厂的高程布置高程布置的原则充分利用地形地势及城市排水系统，使污水经一次提升便能顺利自流通过污水处理构筑物，排出厂外。协调好高程式布置与平面布置的关系，做到既减少占地，又利于污水，污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本。做好污水高程布置与污泥高程不知的配合，尽量同时减少两者的提升次数和高难度。协调好污水处理厂总体高程不知与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。处理厂内的管道采用重力流，并尽量减小水头损失，各理构筑物的水头损失按经验数值选取。设计计算书一 隔栅1取=1.8m/s，则A=/=2.391/1.8=1.33=b， ，取=1.1m,=1.2m，i=0.002,计算得：=0.44m,=1.35m/s。2.用晴天流量来设计隔栅，取V=0.8m/s，则有：, 雨天校核：得v=1.19m/s0.2 所以宜采用机械格栅清渣。二污水提升泵房1. 最大设计流量Q=2391L/s=8608采用螺旋泵4台，每台提升流量=2152,采用LXB-1500型螺旋泵5台，4用1备，该泵提升流量2100-2300，转速42r/min,头数3，功率55kw，占地面积（2.0016.0）2.提升泵房：螺旋泵泵体室外安装，电机，减速机，电控柜，电磁流量计显示器室内安装，另外考虑一定检修时间，占地面积（15.0+0.5+11.0）10.0=265.0，其工作间占地面积为11.010.0=110.0.三.曝气沉砂池本设计采用的沉沙池为曝气沉砂池；沉砂池个数两个，最大设计流量的停留时间T=1min；沉砂曝气池示意图：1. 沉砂池总有效容积V：雨季最大设计流量的停留时间T=1min； 2. 水流断面面积A取雨季最大设计流量时水平前进流速v=0.1m/s，则 3.池总宽B取有效水深h2=3m，则B=23.9/3=8m当池的总数N=2时，每个池的宽度b=8/2=4m,则b/H=4/3=1.31.54.池长L=172.08/23.9=6m,则L/b=6/4=1.555.沉砂斗所需容积V2设沉砂池贮砂时间T=2d沉砂部分所需容积一共取两个沉砂池，每个沉砂池里做一个沉砂斗，排砂方法用重力排砂，则单个斗的容积V=8.79/2=4.4.砂斗部分做成长方体，取D=1.5m,D=6m,h=0.5m,得则沉砂池的总高度H=m6.所需曝气量q=60D60,其中D取0.1.7.每小时所需的空气量q=.经上述计算后，应复核当晴天最大设计流量Q=0.65时,曝气沉砂池的停留时间满足要求曝气管采用多孔管曝气四初沉池1. 沉淀区的表面积A 由表取q=2.0 A=2. 沉淀区有效水深设污水在沉淀池内的沉淀时间t为2h.则沉淀池的有效水深 h2=t=22=4.0m3. 沉淀区有效容积V= 4. 沉淀区长度LL= 5. 沉淀区总宽度B= 分为四格，则每格b=32.5/4=8.1m取两格为一座沉淀池，6. 污泥区容积取即每格7. 污泥斗，每格两个，方斗取坡向泥斗得底板则总高度H= 污泥斗容积 式中 -污泥斗高度（）， -污泥斗倾角，60 -污泥斗上部半径 -污泥斗下部半径，1.0污泥斗以上梯形部分容积则，满足要求校核：满足要求。五.曝气池1. 污水处理程度的计算污水中的设一级处理对的去除率为25%，则进入曝气池中污水的浓度计算去除率，首先计算处理水中溶解性BOD5值，Se=Sz-7.1KdfCe 式中:Se出水溶解性BOD5Sz二沉池出水总BOD5,Sz=30mg/L;b活性污泥自身氧化系数，典型值为0.08活性微生物在处理水中所占比例，一般取0.4Ce|二沉池出水SS,Ce=30mg/L代入数值 Se=30-7.10.080.430=23.18(mg/L)取23mg/L去除率 =88%2.曝气池的计算与各部位尺寸的确定曝气池按BOD污泥负荷法计算 BOD-污泥负荷率的计算拟定采用的BOD污泥负荷率为0.33 kgBOD5/(kgMLSS.d)，但为稳妥计需加以校核 Ns=式中 Kz-系数 其值在0.0168-0.0281之间，取0.0172 Se- 经活性污泥处理系统处理后，处理水中残留的有机污染物BOD量 对生活污水 值为0.72左右 代入数值 Ns=0.33kgBOD5/(kgMLSS.d) 确定混合液污泥浓度(X)根据已确定的Ns值，查图4-7 得相应的SVI值为100-120，取值100X=式中 R= 污泥回流比 取0.3-是考虑污泥在二次沉淀池中停留时间，池深，污泥厚度等因素的有关系数，一般取值1.2左右SVI污泥指数，值取100代入数值X=3000mg/L 确定曝气池容积V=式中 V- 曝气池容积m3 Sa-原污水的BOD5值 mg/L Sa=187.5mg/LX-曝气池内混合液悬浮固体浓度(MLSS)mg/L X=3000mg/L代入数值 V=7825m3 确定曝气池各部位尺寸设有4组曝气池，每组容积为7825/4=1956m3 ，池深取4m，则每组曝气池的面积为F=1956/4=489m2 ,池宽取5m， 宽深比B/H=6/4=1.25宽深比大于1，小于2，满足设计规范要求要求池长L=F/B=489/5=98m设每组曝气池共3廊道，每组廊道长 L1=L/3=98/3=33m长宽比校核L1/B=33/5=6.6长宽比大于5，小于10，满足设计规范要求。曝气池超高取 0.5m 则池总高度为4+0.5=4.5m校核：3.曝气系统的计算与设计本设计采用鼓风曝气系统（1） 平均日需氧量的计算O2=aQSr+bVXv式中O2 -混合液需氧量（kgO2/d）; Q-污水平均流量（m3/d） a-活性污泥微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧率，即活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需要的氧量，以kg计,查表取a=0.5 b-活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率，即每kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，以kg计，查表取 b=0.15Sr-经活性污泥微生物代谢活动被降解的有机污染物量，以BOD值V-曝气池容积(m)3Xv-单位曝气池容积内的挥发性悬浮固体(MLVSS)量 kg/m3代入数值O2=0.5+0.15=7033kg/d=293kg/h（2） 最大时需氧量的计算根据原始数据，K=1.41O2(max)=0.5+0.15 =353kg/h（3） 最大时需氧量与平均日需氧量之比O2(max)/O2=353/293=1.2采用可变微孔曝气器，氧转移效率设计为20%，则离开曝气池时的百分比为18.43%，温度为20时清水中的饱和溶解氧为10.17mg/L.（4）充氧量R0=式中 -修正系数 = (0.8 0.85) 取=0.82-修正系数 = （0.9 0.97）取=0.95C=2.0; r=1.0代入数值 ,得R0=475kg/h 则曝气池平均日供氧量Gs=7917m3/h最大时供气量Gs(max)=1.27917=9500 m3/h（4） 曝气器采用华北市政院江都水处理设备厂生产的型号为HWB-3微孔曝气器。（5） 风机选择采用唐山环保机械工程公司生产的D-120-61型多级离心鼓风机4台，单台风量120 m3/min4.剩余污泥量,取a=0.6,b=0.08,则Y=0.6413160.17-0.0878252.4=113 m3/h5.曝气池计算草图：六.二沉池采用普通辅流式沉淀池，中心进水，周边出水，共2座，沉淀池表面负荷q一般为1.0-1.5m3/(m2.h)，沉淀时间t=3h,Q=0.65 m3/s1.单池表面面积AA=975m22.池子直径D=35.2m取D=36m3.沉淀池的有效水深设污水在沉淀池内的沉淀时间t为2h，则沉淀池的有效水深h2=qt=1.23=3.6m4.沉淀部分有效容积V= 5.沉淀池底坡落差i=0.05则6.沉淀池周边有效水深-缓冲层高 ，取0.5-污泥斗高度 取0.5m即=3.6+0.5+0.5=4.6m,而D/=36/4.6=8满足6-12要求7.沉淀池总高H式中 -超高取0.3-沉淀池底坡落差m 由0.05坡度计算为0.8代入数据得H=4.6+0.8+0.3=5.7m8. 泥斗容积取得V=9.二沉池计算草图：沉淀池的出水采用锯齿堰，堰前设挡板，拦截浮渣，出水槽采用双侧集水，出水槽宽度为0.5m，水深0.4m，槽内水流速度0.59m/s，堰上负荷为1.46L/(m.s)10，合乎要求。 4 .消毒接触池池高： H=h1+h2 式中：h1消毒池超高(m)，一般采用0.3m； 设计中取h1=0.3m，计算得 H=2.8m。5. 进水部分： 每个消毒接触池的进水管管径D=800mm，v=1.0m/s。6. 混合： 采用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒接触池进水管，为增强混合效果，加氯点后接D=800mm的静态混合器。 八污泥浓缩池 采用座一座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。