水处理厂工艺流程设计―平流式沉淀池

1、第一章概述本课程设计的主要任务是设计城市50000m3/d污水处理厂的三级处理工艺和部分构筑物。本设计处理的原水属于城市污水经过二级生物处理后的出水(中水)。浊度、CODcr、SS等。的水符合国家污水排放标准。但是，作为景观水和部分工业补充水，其浊度和卫生指标较高，需要进一步深度处理。本课程设计的目的是将活性污泥法处理后的出水作为原水，进一步采用混凝沉淀工艺进行处理，以满足景观和部分工业用水的要求。本课程设计的目的是加深对所学专业知识的理解，培养学生应用所学专业知识的能力，进一步培养学生独立分析和解决问题的能力，培养学生综合运用所学知识的能力，并得到设计、计算和绘图方面的训练。三级处理也称为高

2、级处理和高级处理。目的是进一步去除二次处理无法去除的污染物，包括残留的细颗粒、溶解的有机物、无机盐(如氮、磷、重金属等)。)、色素、细菌、病毒等。三级处理根据出水的不同回用要求采用不同的方法，如混凝沉淀法、砂滤法、生物除磷脱氮法、活性炭吸附法、离子交换电渗析法、反渗透法等。三级处理后的出水水质可进一步改善，去除大部分氮和磷。三级处理后的出水具有较高的回用价值，如作为电厂锅炉补给水的原水和循环冷却水，不受限制的农业回用和安全排入水体进入供水管网等。三级处理的投资和运行成本明显较高，即使在发达国家也没有得到广泛应用。这是一种对水质要求高、成本高的处理工艺。第一节设计任务和内容一.设计任务1.本课程

3、是为一些结构的初步工艺设计和设计计算而设计的。设计要求如下：(1)工艺设计：给出污水混凝沉淀处理工艺流程图，并说明原因；给出了设计标高图，要求一次提升和自然流动。(2)给出所需单体结构的结构设计、设计计算和设计图纸。包括平面图、a-a、b-b、立面图和工艺流程图。2.工艺流程二级生物处理后的污水经格栅拦截大颗粒有机物和漂浮物后进入三级污水处理厂，经过加药池，由泵提升，经过三级污水处理后达到要求，进入城市工业用水管道。二、设计内容1.工艺设计：给出污水三级处理流程图并说明原因。2.立面设计：绘制三级污水处理厂立面图，需要一次提升和自然流动。3.根据计算比例绘制水平流沉淀池的工艺结构图。第二节基本

4、信息一、污水处理的数量和质量进入水处理厂的市政再生水的数量和质量如下：设计流量：50000m3日常废水处理中水水质：酸碱度 7.0水温为4.5 25CODCr 50毫克/升生化需氧量 20毫克/升SS 250毫克/升总氮 5毫克/升总磷 0.05毫克/升二、加工要求中水经过深度处理后，应满足以下要求：酸碱度 7.0CODcr 20毫克/升生化需氧量15毫克/升SS 10毫克/升总氮 5毫克/升总磷 0.05毫克/升三、气象和水文资料：风向：冬季盛行风向为西北风，夏季盛行风向为东南风。风速：平均风速为2m/s，最大风速为20m/s气温：年平均气温6冷月平均气温为-13.5(1月)最热的月份平均气

5、温为22(7月)水文：年平均降水量：417.5毫米年平均蒸发量：1824.2毫米初始地下水位：6 8m地形：厂区地形从西向东呈下降趋势。第二章混凝沉淀工艺设计第1节工艺流程设计和描述该厂设计水量为每天5万立方米，厂内自用水量为5%。原水是经过二次生物处理后的污水。首先进入泵房提升，扬程7.4米。然后，它通过一个细网格进一步去除大颗粒的有机物，在整个过程中形成自然水流。提升后进入混合反应池，通过配水井的闸门控制每个絮凝池的水量。水流在混合反应池中形成大的矾花，然后进入水平流沉淀池。沉淀池出水经过配水井后进入快速过滤器，过滤后进入消毒接触室消毒，最后进入水管网。沉淀池和快速滤池产生的污泥进入污泥浓

6、缩池，经消化脱水形成泥饼，运出工厂。工厂工艺流程如下：图2.1.1工艺流程图主要设备：1.集水井：收集原水，以方便后续工艺流程。3.水泵：泵房入口处有一个闸门，可以用手电筒操作。采用螺旋提升泵，一次将水位提升至7.4米，在后续过程中形成自然水流。4.计量罐：测量进入后续工序的水量，便于调整后续工序的用量。5.混合反应池：流入物在此与试剂反应生成大的明矾花。6.水平流沉淀池：用已知数据计算(具体计算见第三章)，用静水压排泥。6.快速过滤：通过计算可知(见第四章主要设备说明)，过滤器采用5种单层滤料，滤料为石英砂。用于去除残留的胶体和一些可溶性杂质。7.消毒接触室：用于污水消毒。8.污泥浓缩池：污

7、泥浓缩处理的主要功能是降低污泥中的含水量，减少污泥体积。9.污泥消化池：污泥通过污泥厌氧消化进行处理。厌氧消化池一般由四部分组成：集气盖、池盖、池体和下锥体，带有搅拌和加热设备。10.脱水间：来自沉淀池和快速过滤器的污泥通过排泥管进入浓缩池，然后进入消化池，最后由污泥泵泵入污泥脱水间。污泥中的部分水分被脱水室的离心脱水机去除，污泥饼被输送到厂外。第二节流程图和立面图一、工厂流程图(见附图)二。工厂立面图(见附图)污水处理工程污水处理工艺立面布置的主要任务是确定各处理构筑物和泵房的标高，以及各处理构筑物之间连接管道的尺寸和标高。确定各部分的水面标高，使污水在处理构筑物之间顺畅流动，保证污水处理过

8、程的正常运行。该路线的设计仅决定结构的水头损失，而不是运河的水头损失。1.布局原则：A.一级泵房的水位应一次升至足够的水位，以使后续工艺流程自然进行。水泵的安装高度不应太低，以减少调节水箱的水头损失。B.过程中各种设备之间的水头损失高度差不应过大，以减少不必要的水头损失。c .泵的提升高度是各设备水头损失、管道损失和工艺损失的安全裕度之和。2.高程图的特点简要反映了整个水厂中各建筑的高度比，使人们能够清楚地了解水的流动过程和能量损失的来源。立面图和平面图的结合能够充分反映整个水厂的规模和比例，工程建设容易。为了一次提高自然流量，总水头从通过下一个水池的损失水头中减去，差值是下一个能量水头，依次

9、计算到最后。高程图部分描述如下：1.泵房：水泵将原水水位一次提升至7.4m，形成自然水流，以减少水头损失第三章水平流沉淀池的计算第一节概述用于沉淀的结构称为沉淀池。沉淀池根据池内水流方向可分为水平沉淀池、径向沉淀池、垂直沉淀池和斜板斜管沉淀池。本课程设计中使用的卧式沉淀池。图3.1.1卧式沉淀池卧式沉淀池具有以下优点：1、可以就地取材，成本低。2.操作管理方便，施工相对简单。3.适应性强，潜力大，治疗效果稳定。4、配有机械除泥设备，除泥效果好。平流沉淀池是最早的沉淀设备。由于其结构简单、运行可靠、对水质适应性强，目前仍在使用。通过对卧式沉淀池的研究，有助于了解各种沉淀设备的原理、水力条件和工艺

10、参数。水平沉淀池通常是矩形池，通常称为矩形沉淀池。整个池塘可分为进水区、沉淀区、出水区和排泥区。1.进水区混凝处理后的水首先进入沉淀池的进水区，进水区设有配水槽和穿孔墙。配水槽壁上的配水孔使水均匀分布在整个池塘的宽度上，穿孔壁使水均匀分布在整个池塘的断面上。2.沉淀带沉淀区是沉淀池的核心，其功能是完成固体颗粒与水的分离。3.出水口区域出水区的作用是在沉淀区沉淀后均匀收集出水，使其进入出水渠道并流出水池。为了确保沉淀池宽度上的均匀集水，并防止水流将沉淀在沉淀池底部的悬浮固体带出沉淀池，必须合理设计运河的取水结构。4.污泥区及污泥处置措施污泥区的作用是收集从沉淀区沉淀下来的悬浮固体颗粒。我们在这里

11、用静水压力排放污泥。静水压法利用水箱中的静态水位将污泥排出水箱。第二节水平流沉淀池的计算已知条件：水厂设计水量q=50000m/d；自来水厂的自用水考虑为5%，平均流量为4.5毫米/秒；降水时间为1.5h，其他数据可根据情况确定。设计参数和计算过程：(1)设计流量：q=50000 (15%)=52500/d=2187.5/h(2)池大小：(1)水池总面积a，设置表面荷载q=2.0/(*h)(2)降水部分的有效水深，降水时间取t=1.5h=qt=21.5=3.0m(3)沉淀部分的有效体积=A=1093.83.0=3281.4(4)水池长度，水平流速为4.5/s(5/s)=4 . 51 . 53

12、. 6=24.3米池塘总宽度为45米池数N，每个池宽4.5m=10(件)检查长宽比和深度比纵横比：=5.44.0(符合要求)长深比：=8.1(在要求的8 12范围内)(3)污泥部分(污泥通过静水压排出)(1)污泥部分所需体积注：t-两次泥浆清洗之间的时间间隔(1d)P96%，K=1.2，=1.0t/262.5每个池中污泥部分的所需体积为：26.25(2)污泥斗容积：污泥斗上口采用4500毫米4500毫米污泥斗下口的宽度为500mm-500mm污泥斗的倾斜壁面与水面之间的角度为上部开口面积为4.54.5=20.25m2，下部开口面积为0.50.5=0.25m2排泥管直径：污泥斗高度：tg=3.4

13、6m米污泥斗容积：(3)泥浆桶上方梯形部分的体积(设置罐底坡度为0.01):梯子高度：污泥斗上方梯形部分的体积：(4)污泥和梯形部分污泥体积26.25(4)水池总高度缓冲高度(0.3 0.5)，超高(取7.4m)(5)进水穿孔墙：墙长4.5m，墙高3.5m，超高0.5m(1)孔内流速(0.2 0.3)单池总面积(7)出口三角形堰：采用锯齿形三角形堰堰上的水头每个三角形堰的流量：单池三角形堰数：(1)，取14堰的下端与出水箱之间的距离为：50 70 三角形堰的中间距离：(8)沉淀池水力条件审查水力半径：弗劳德数：雷诺数：第三节水平流沉淀池结构图根据以上计算，绘制折返式水平沉淀池及其断面图(见附图

14、)第三章主要设备说明二级生物处理后的污水经拦截大颗粒有机物和格栅间漂浮物后进入水池，通过一级污水提升泵进入三级污水处理厂，经污水处理厂处理后符合要求的出水进入城市工业用水管道。三级处理的具体工艺流程由进出水水质数据设计。1.泵房泵房入口处有一个闸门，既可以用手电筒也可以用手电筒操作。设置两个泵，一个备用。一次将水位提高到7.4米。2.格子格栅是一种粗过滤设备，对后续处理构筑物或水泵机组有保护作用。根据栅条的净间距，可分为粗栅、中栅和细栅。设计采用细网格，具体计算如下：(1)网格间隙数n，设置网格前水深h=0.8m，通过网格的流速1.0 m/s，网格间隙宽度b=0.01m，网格倾角=60，=21

15、87.5 m/sN=70.971(2)栅槽b的宽度设定为栅条s的宽度=0.01米b=s(n-1)bn=0.01(71-1)0.0171=1.41米(3)进水通道逐渐加宽部分的长度设定为=1.2m宽角度=20(入口通道的流速为0.8 m/s)(4)格栅槽与出水通道交接处的锥形部分长度()(5)通过网格的水头损失()设置锐边矩形截面k=3(6)后闸门槽的高度(h)将闸门前的通道设置为超高。H=h h=0.8 0.32 0.3=1.42m米(7)门槽的总长度L，(8)炉排渣(W)的日清除量为10毫米，炉排渣的量为0.1(机械清理和粘结)，基于1000个污水污泥。格栅渣量m/d3.混合反应罐混合反应池由混合池和反应池组成，化学物质和水充分混合形成大的明矾花，大大改善了水质。(1)混凝剂的选择混凝剂应根据要求的出水水质和气象水文信息进行选择。当地年平均气温为6，其中最冷的一月为-13.5，最热的七月为22。处理前后水的酸碱度保持不变。综上所述，硫酸铝用作混凝剂，活性硅胶用作助凝