万吨天流量城市污水处理厂污水处理工艺设计

/环保设备及应用课程设计班级环境工程082班姓名顾凤准考证号050841213题目31.5万吨/天流量城市污水处理厂污水处理工艺设计2011年5月18日书目1工艺流程图 -3-2设计要求 -3-2.1对水质的要求 -3-2.2对处理设备的要求 -3-3工艺设计 -4-3.1格栅设计计算 -4-格栅的设计计算示意图 -4-设计计算 -4-3.2平流式沉砂池设计计算 -6-平流式沉砂池设计计算示意图 -6-部分设计参数 -6-设计计算 -7-3.3辐流式初沉池的设计计算 -8-辐流式初沉池设计计算示意图 -8-辐流式沉淀池的设计参数 -8-设计计算 -8-3.4曝气沉砂池的设计计算 -10-混合曝气池的设计参数 -10-混合曝气池的设计计算 -10-3.4曝气系统的设计计算 -11-3.5辐流式二沉池的设计计算 -12-辐流式二沉池设计计算示意图 -12-辐流式二沉池主要尺寸计算 -13-进水系统设计计算 -13-总结： -15-1工艺流程图进水→格栅→泵房→沉砂池→初沉池→曝气池→二沉池→出水至清河2设计要求2.1对水质的要求进水水质参数mg/l出水水质参数mg/lBOD5500≤100COD200≤20SS400≤302.2对处理设备的要求（1）沉砂池采纳平流式，初沉池及二沉池采纳辐流式，曝气池采纳完全混合曝气。（2）Qmax=2.25*(13+1)=31.5*104t/d31.5>20,根据设计要求，此处添加缩放系数2，即Qmax=31.5/2=15.75万吨/d=1.82m3/s（3）污水总改变系数KZ=1.23工艺设计3.1格栅设计计算格栅的设计计算示意图图3-1格栅设计计算示意图设计计算（1）格栅间隙数n式中——最大设计流量，m3/sα——格栅倾角，60°b——栅条间隙，20mmh——栅前水深，0.4mv——污水的过栅流速，0.9m/s(2)栅槽宽度B =0.01*237+0.02*236=7.09m取5个格栅，每个格栅7.09/5=1.42m式中S——栅条宽度，10mm。(3)通过格栅的水头损失h2h2=kh0其中所以此处取h2=0.08m式中h0——计算水头损失，g——重力加速度K——格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3ζ——阻力系数，其数值和栅条断面形态有关β——形态系数，栅条断面为锐边矩形时取1.83。（4）栅后槽总高度HH=h+h1+h2=0.4+0.3+0.08=0.78m式中h1——栅前渠高，一般取0.3m。（5）栅槽总长度L其中L2=L1/2H1=h+h1式中L1——进水渠渐宽部分长度，mL2——栅槽和出水渠连接处渐窄部分长度，mQUOTE——进水渠宽，此处取0.8m——进水渐宽部分的绽开角，一般取20°。（6）每日栅渣量W式中——栅渣量，QUOTE/103污水，此处取0.05 KZ——污水总改变系数，取1.2。6.55/5=1.31.>0.3,.采纳机械清渣。3.2平流式沉砂池设计计算3.2.1平流式沉砂池设计计算示意图图3-2平流式沉砂池设计计算示意图部分设计参数(1)最大设计流量时的水平流速v=0.3m/s,(2)最大设计流量时的停留时间t=30s,(3)贮砂斗高度h2=1m,(4)排砂时间的间隔T=2d,（5）城镇污水的沉沙量X=0.03L/m3,(6)b1——贮砂斗底宽b1=0.5m,(7)α=60°，(8)贮砂斗高度h3’=0.55m,(9)i=0.06,b’=0.2m,(10)超高h1=0.3m设计计算（1）池长LL=vt=0.3*30=9m（2）水流断面面积A(3)池总宽B取每个沉砂池宽b=0.6m,共6.07/0.6=10个沉砂斗，核算h2=6.07/0.6/10=1m（4）沉淀部分所需容积V已知10个沉砂斗共20格，每格的容积V0=7.862/20=0.393m3（5）贮砂斗各部分尺寸①贮砂斗上口宽b2：设斗壁和水平面得倾角为60°取b2为1.14m②贮砂斗的容积V1：式中S1、S2——分别为贮砂斗上口和下口面积，③贮砂室的高度h3设采纳重力排砂，池底坡度i=0.06，坡向砂斗，则④池子总高度hh=h1+h2+h3=0.3+1+0.746=2.046m0.15<0.29<0.3,m/s,符合要求。3.3辐流式初沉池的设计计算3.3.1辐流式初沉池设计计算示意图图3-3辐流式初沉池设计计算示意图3.3.2辐流式沉淀池的设计参数（1）选型：选用向心（周边进水）沉砂池（2）表面水力负荷q=3m3/(m3h)（3）池子直径D=30m(4)沉淀时间t=1h（5）超高h1=0.3m,缓冲层高度h3=0.6m设计计算（1）沉淀部分水面面积A1（2）池子数n取池子数为4个（3）沉淀部分有效水深h2h2=qt=3*1=3m径深比为D／h2＝30/3.0＝10符合要求（4）沉淀部分有效容积V‘（5）污泥部分所需容积（即每池每天污泥量）V式中S——每人每日污泥量，L/(人/d),取0.5；N——设计人口，人；T——两次排泥时间间隔，d;采纳机械清渣，T=8/24d（6）污泥斗尺寸计算①污泥斗高度为：②坡底落差③污泥斗容积V1④污泥斗以上圆锥部分容积V2⑤沉淀池总高度H3.4曝气沉砂池的设计计算3.4.1混合曝气池的设计参数（1）K2=0.0215（2）进出水质进水水质参数mg/l出水水质参数mg/lBOD550020COD20010SS400303.4.2混合曝气池的设计计算（1）处理效率η：式中s0——进水的BOD浓度，mg/Lse——出水的BOD浓度，mg/L（2）确定污泥负荷LS拟设LS=0.3校核,其中=0.64Ls＝0.3～0.5（kgBOD5/kgMLSS•d）则η≥90％，SVI＝80～150，SVI取120，污泥回流比R取50%（3）确认X,取3300mg/L（4）曝气池容积V①按污泥负荷算：（此处添加缩放系数6，将数值缩小6倍）

Q=1.82/6=0.303m3/s,V=31854.5/6==5309m3②按污泥泥龄算：产率系数Y=0.6gVSS/gBOD5,内源代谢系数Kd=0.06d-1污泥泥龄θc=10d设两组曝气池，每组一座，则每座池容积V0=5360/2=2680m3(5)计算每天派出的剩余污泥量△XV：①按表观污泥产率计算：计算系统解除的以挥发性悬浮固体计算的干污泥量：②按污泥泥龄算：（6）曝气池需氧量：（7）曝气池尺寸计算：每座池的表面积A：取水深h=3m池长L：取池宽B=4m设10个廊道，每个廊道长22.1m池总高H:取超高0.3m，总高H=0.3+3=3.3m3.4曝气系统的设计计算采纳鼓风曝气，设曝气池有效水深6.0m,曝气扩散器安装距池底0.2m，则扩散器上静水压5.8m，其他相关参数选择：α值取0.7，β值取0.95，ρ=1，曝气设备堵塞系数F取0.8，采纳管式微孔扩散设备，EA=18%，扩散器压力损失：4kPa,20℃水中溶解氧饱和度为9.17mg/L（1）扩散器出口处肯定压力：Pd=p+9.8*103H=(1.013*105+9.8*103*5.8)Pa=1.58*105Pa空气离开曝气池面时，起跑含氧体积分数计算：(3)20℃时曝气池混合液中平均氧饱和度计算：（4）将计算需氧量换算为标准条件下充氧量：（5）曝气池供气量：假如选择三台风机，两用一备，则单台风机风量：3214m3/h（6）鼓风机出口风压计算：选择一条最不利空气管路计算空气管的沿程和局部压力损失，假如管路压力损失5.5kPa，扩散器压力损失4kPa，出口风压p:P=H+hd+hf=(5.8*9.8+4+5.5+3)kPa=69.3kPa3.5辐流式二沉池的设计计算3.5.1辐流式二沉池设计计算示意图图3-5辐流式二沉池设计计算示意图3.5.2辐流式二沉池主要尺寸计算水力表面负荷q’=1.0—1.5m3/(m2h)沉淀池个数取n=6，沉淀时间取T=3h（1）池表面积单池面积A0=A/n=6552/6=1092m2(3)池直径设计取D=40m（4）沉淀部分有效水深h2=q*T=1*3=3m(5)沉淀部分有效容积(6)沉淀池堤坡落差取池底坡度i=0.05,则（7）沉淀池周边（有效）水深H=h2+h3+h5=3+0.5+0.5=4m(8)沉淀池总高度H=H0+h4+h1=4+0.9+0.3=5.4m式中:h1为沉淀池超高0.33.5.2进水系统设计计算1进水管的计算（1）单池设计流量进水管设计流量Q进=Q单*（1+R）=1092*1.5=1638(2)进水竖井进水井直径D2=1.5m,,出水口尺寸0.45*1.5m2，共六个沿井壁分布出水口流速2出水部分设计（1）单池设计流量(2)环形集水槽内流量q=/2=1092/2=546=0.152(3)集水槽设计1）采纳周边集水槽，单侧集水，每池只有一个总出水口。集水槽宽度b=0.9*(k*q)0.4=0.9*(1.2*0.152)0.4=0.455m,取b=0.5mk为平安系数，采纳1.5——1.2。2）集水槽起点水深H起=0.75b=0.75*0.5=0.375m3)集水槽终点水深H终=1.25b=1.25*0.5=0.625m槽深均取0.8m出水溢流堰的设计采纳出水三角堰（90°）堰上水头H1=0.05m(H2O)2)每个三角堰的流量q1q1=1