课程设计-污水处理厂 19页

第1章课程设计任务书1.1设计题目1.某城市污水处理厂设计规模：平均处理日水量Q=10×104m3/d，水量总变化系数Kz=1.3，服务人口约25万，计算水温20℃。2.设计进水水质：CODCr≤350mg/L，BOD5≤150mg/L，SS≤160mg/L。3.设计出水水质：GB8978-1996一级排放标准，CODCr≤60mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L。1.2设计内容1．方案确定按照原始资料数据进行处理方案的确定，拟定处理工艺流程，选择各处理构筑物，说明选择理由，进行工艺流程中各处理单元的处理原理说明，论述其优缺点，编写设计方案说明书。2．设计计算进行各处理单元的去除效率估；各构筑物的设计参数应根据同类型污水的实际运行参数或参考有关手册选用；各构筑物的尺寸计算；设备选型计算，效益分析及投资估算。3．平面置根据构筑物的尺寸合理进行平面布置；4．编写设计说明书、计算书1.3设计成果1．污水处理厂总平面布置图1张2．处理工艺流程图1张3．主要单体构筑物（沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池）4．设计说明书、计算书一份第2章设计说明书2.1城市污水概论18\n城市污水主要包括生活污水和工业污水，由城市排水管网汇集并输送到污水处理厂进行处理。  城市污水处理工艺一般根据城市污水的利用或排放去向并考虑水体的自然净化能力，确定污水的处理程度及相应的处理工艺。处理后的污水，无论用于工业、农业或是回灌补充地下水，都必须符合国家颁发的有关水质标准。  现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理工艺。污水一级处理应用物理方法，如筛滤、沉淀等去除污水中不溶解的悬浮固体和漂浮物质。污水二级处理主要是应用生物处理方法，即通过微生物的代谢作用进行物质转化的过程，将污水中的各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质。生物处理对污水水质、水温、水中的溶氧量、pH值等有一定的要求。污水三级处理是在一、二级处理的基础上，应用混凝、过滤、离子交换、反渗透等物理、化学方法去除污水中难溶解的有机物、磷、氮等营养性物质。污水中的污染物组成非常复杂，常常需要以上几种方法组合，才能达到处理要求。   污水一级处理为预处理，二级处理为主体，处理后的污水一般能达到排放标准。三级处理为深度处理，出水水质较好，甚至能达到饮用水质标准，但处理费用高，除在一些极度缺水的国家和地区外，应用较少。目前我国许多城市正在筹建和扩建污水二级处理厂，以解决日益严重的水污染问题。2.2总体工艺流程图SBR是近年来在国内外迅速发展起来的一种新工艺，其对有机物的去除机理为：在反应器内预先培养驯化一定量的活性污泥，当废水进入反应器与活性污泥混合接触并有氧存在时，微生物利用废水中的有机物进行新陈代谢，将有机物降解并同时使微生物细胞增殖。将微生物细胞物质与水沉淀分离，废水即得到处理。其处理过程主要由初期的去除与吸附作用、微生物的代谢作用、絮凝体的形成与絮凝沉淀性能几个净化过程完成。SBR工艺运行灵活，可以间歇运行，停产长达3个月后，重新启动SBR池时，污泥活性可很快恢复，该工艺十分适用中、小型的废水处理。其总体工艺流程图如下：进水中格栅间进水泵房细格栅间沉砂池SBR池滗水器消毒池浓缩池污泥脱水出水泥饼运送2.3处理构筑物选择18\n污水处理构筑物形式多样，在选择时，应根据其适应条件和所在城市应用情况选择。选用平流沉砂池，普通辅流式沉淀池，SBR曝气池，辐流污泥浓缩池，采用带式压滤机进行污泥脱水。第3章污水工艺设计计算3.1中格栅1.设计说明 格栅的截污主要对水泵起保护作用，采用中格栅，格栅栅条间隙为20mm。设计流量：平均日流量Q=m3/d=4166.67m3/h=1.16m3/sQmax=Kz×Q=1.3×1.16=1.51m3/s2.格栅计算（1）栅条间隙数n为式中Qmax　最大设计流量，m3/s,Qmax=1.51m3/s格栅倾角，(°)取＝600b栅条间隙，m，取b＝0.02mn栅条间隙数，个h栅前水深，m，取h＝1mv过栅流速，m/s，取v＝0.9m/s。则　　＝78.06　取79个（2）栅槽有效宽度B设计选取栅条断面形状为迎水面为半圆形的矩形,取S=10mm=0.01m。格栅总宽度B1=S(n-1)+bn=0.01×(79-1)+0.02×79=2.36m实际生产中，多使用两套以上格栅工作，此处设计三套格栅同时工作，备用一套,栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3m，取0.22m;则单个栅槽宽度　B＝S(-1)+b+0.288m＝0.01×(26.33-1)+0.02×26.33+0.22≈1m（3）栅槽高度计算过栅水头损失h1,m18\n式中　h1过栅水头损失，m；h0计算水头损失，m；　　g重力加速度，9.81m/s2；k系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k=3；阻力系数，与栅条断面形状有关，设计选取栅条断面形状为迎水面为半圆形的矩形，＝1.83。　　　m(4)栅后槽总高度H，m设超高h2=0.3m则H=h+h1+h2=1+0.078+0.3=1.4m（5）.栅槽总长度L,进水渠道渐宽部分的长度L1。设其渐宽部分展开角度1=200,进水渠宽B1=0.8m，进水渠道内的流速为0.63m/s。②栅槽与水渠连接处的渐窄部分长度L2，m18\n③栅后槽总长度L（6）.每日栅渣量W，m3/d在格栅间隙25mm的情况下，取栅渣量为0.07m3/103m3W===7.02m3/dW>0.2m3/d，所以宜采用机械清渣。3.2细格栅1．设计说明 设计流量：平均日流量Q=m3/d=4166.67m3/h=1.16m3/sQmax=Kz×Q=1.3×1.16=1.51m3/s2.格栅计算(1)栅条间隙数n为式中Qmax　最大设计流量，m3/s,Qmax=1.51m3/s格栅倾角，(°)取＝600b栅条间隙，m，取b＝0.01mn栅条间隙数，个h栅前水深，m，取h＝0.8mv过栅流速，m/s，取v＝0.8m/s。则　　　取220个（2）栅槽有效宽度设计选取栅条断面形状为迎水面为半圆形的矩形,取格栅总宽度B1=S(n-1)+bn=0.01×(220-1)+0.01×220=4.39m实际生产中，多使用两套以上格栅工作，此处设计4套格栅同时工作，备用一套,栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3m，取0.21m;则单个栅槽宽度　B＝S(-1)+b+0.21m18\n＝0.01×(55-1)+0.01×55+0.21＝1.3m（3）栅槽高度计算过栅水头损失h1,m式中　过栅水头损失，m；计算水头损失，m；　　重力加速度，9.81m/s2；系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k=3；阻力系数，与栅条断面形状有关，设计选取栅条断面形状为迎水面为半圆形的矩形，＝1.83。　m(4)栅后槽总高度，m设超高h2=0.3m则H=h+h1+h2=0.8+0.155+0.3=1.26m（5）.栅槽总长度，m进水渠道渐宽部分的长度。设其渐宽部分展开角度1=200,进水渠宽18\nB1=1m，进水渠道内的流速为0.47m/s。②栅槽与水渠连接处的渐窄部分长度，m③栅后槽总长度L（6）.每日栅渣量W，m3/d在格栅间隙10mm的情况下，设栅渣量为0.1m3/103m3W>0.2m3/d，所以宜采用机械清渣。3.3沉砂池目前，应用较多的陈沙迟池型有平流沉砂池、曝气沉砂池和钟式沉砂池。本设计中选用平流沉砂池，它具有颗粒效果较好、工作稳定、构造简单、排沙较方便等优点。1.沉砂池长度，m式中v——最大设计流量时的流速，m/s，取=0.25m/s；t——最大设计流量时的流行时间，s取t=30s。则2.水流断面面积A，m2m23.池总宽度B，m取=8格，备用2格，每格宽b=1m18\n4.有效水深h2，mm5.沉砂斗所需容积V，m3式中——城市污水沉沙量，m3/106m3污水,取X=30m3/106m3污水——清除沉沙的间隔时间，d，取T=2d;m36.每个沉砂斗容积V0，m3设每一分格有2个沉砂斗，共有16个沉沙斗。则V0m37.沉砂斗各部分尺寸⑴沉沙斗上口宽a，m式中h3’斗高，m，取h3’=0.45m；18\na1斗底宽，m，取a1=0.6斗壁与水平面的倾角为55ºm(2)沉砂斗容积：m38.沉砂室高度h3，m采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗。沉沙室由两部分组成：一部分为沉沙斗，另一部分为沉砂池坡向沉沙斗的过渡部分，沉沙室的宽度为[2(L2+a)+0.2]。(0.2为二沉沙斗之间隔壁厚)mm9.沉沙池总高度，m取超高h1=0.3mm10.验算最小流速，在最小流量时，只用一格工作(n=1)。==m/s＞0.15m/s式中最小流量，m3/s；最小流量时工作的沉砂池数目，个；最小流量时沉砂池中的水流断面面积，㎡。则m/s﹥0.15m/s3.4初次沉淀池采用普通辐流式沉淀池，中心进水，周边出水，共4座，其中一座为备用.沉淀池表面负荷q取2.0m3/(m2·h)，一般为1.5～3.0m3/(m2·h)，图如下18\n辐流式沉淀池简图1．单池表面积AA==式中q——表面负荷,取q=2.0m3/(m2·h)n——池数单池直径D===33.96m取D=34m2．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m一般为1.5～3.0mm(6～12)符合规范要求。3．沉淀池每天污泥量W1每座沉淀池污泥部分所需容积m3式中S——每人每日污泥量[L/(人·d)],一般采用0.3～0.8,取0.5L18\nN——设计人数,为25万T——两次清除污泥间隔时间(d),机械排泥取h=dn——池数污泥斗的容积式中---污泥斗高度（），---污泥斗倾角，60º---污泥斗上部半径，3.0---污泥斗下部半径，2.0设池底坡向污泥斗的坡度为0.05，则底坡落差池底可贮存污泥体积为：式中---沉淀池半径，17m所以，可贮存污泥的总体积290.3>27.78，满足要求。18\n4．沉淀池高度式中---超高m,取0.3m---有效水深m,3.0m---缓冲层高m，取0.3m---沉淀池底坡落差m,由0.05坡度计算为0.7m---污泥斗高度取1.73m=0.3+3.0+0.3+0.7+1.73=6.03m5.沉淀池周边处的高度沉淀池的出水采用锯齿堰，堰前设挡板，拦截浮渣。沉在底部的沉泥通过刮泥机刮至污泥斗，依靠静水压力排除。3.5SBR池污水进水量m3/d，进水BOD5=150mg/L，处理水质BOD5=20mg/L，SS值≦20mg/L1．参数拟定：BOD—污泥负荷：NS=0.3kgBOD5/(kgMLSS·d)；反应池数：n=8，备用池1个；反应池水深：H=5.5m；活性污泥界面以上最小水深：ε=0.5m；2.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2h4-5h1h1h0.5h-1h3．反应池容积计算：1)污泥量计算：18\n设计沉淀后污泥的（污泥容积指数）=80，（SBR工艺中一般取80~150），在100以下沉降性能良好。则污泥的体积为1)SBR池反应池容积计算：SBR池反应池容积式中——代谢反应所需污泥容积——反应池换水容积（进水容积）——保护容积则单池污泥容积为则2)反应器的尺寸构造如下：设计反应池为长方形方便运行，一端进水一端出水，SBR池单池的平面面积为60×30m2，水深5.5m，池深6.0m。单池容积为则保护容积为八个池总容积3)反应器的运行水位计算：排水结束时水位：h1=3.0m基准水位h2=3.5m高峰水位h3=5.5m警报，溢流水位：h4=5.5+0.5=6.0m污泥界面：h5=h1-0.5=3-0.5=2.50m4．产泥量计算：SBR的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成。SBR生物代谢产泥量为：18\n式中:a——微生物代谢增系数,;b——微生物自身氧化率，根据生活污泥性质，参考类似经验数据，设=0.70，=0.05,则有：假定排泥含水率为P=98%，则排泥量为或（）5．需氧量计算SBR反应池需氧量计算式为:式中:——微生物代谢有机物需氧率，——微生物自氧需氧率，——去除的()经查有关资料表，取=0.50，=0.191,需氧量为：6.供气量的计算设计采用管式微孔扩散设备，敷设SBR反应池池底，淹没深度H=5.5m。管式微孔扩散设备的氧转移效率为=18%，曝气设备堵塞系数F取0.8。20℃时水中溶解氧饱和度为，空气扩散器出口处的绝对压力为：空气离开曝气池时，氧的百分比为曝气池中溶解氧平均饱和度为：18\n20℃时脱氧清水充氧量为：式中:——污水中杂质影响修正系数，取0.8(0.78~0.99)——污水含盐量影响修正系数，取0.9(0.9~0.97)——混合液溶解氧浓度，取c=4.0最小为2——气压修正系数曝气池中溶解氧在最大流量时不低于2.0mg/L,即取=2.0，则计算得：SBR反应池供气量为:每立方污水供气量为:()——反应池进水容积m3/h7．上清液排出装置：撇水器由于SBR工艺是周期排水，且排水时池中水位是不断变化的，为了保证排水时不扰动池各层清水，且排出的总是上层，同时为了防止水面上的浮渣溢出，排水堰口始终处于淹没流状态。因此，SBR工艺要求使用滗水器（浮动式排水堰）。3.6污泥浓缩池污泥浓缩的主要目的是减少污泥体积，以便后续的单元操作。污泥浓缩的技术界限大致为活性污泥含水率可降至97%～98%，初次沉淀污泥可降至90%～92%。浓缩方法有重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩。本设计采用重力浓缩方法处理污泥。1.主要参数进泥浓度：污泥含水率18\n污泥总流量:m3/d设计浓缩后含水率污泥固体负荷：污泥浓缩时间：贮泥时间：2．每座浓缩池所需表面积浓缩池直径3．浓缩池深度有效水深超高，缓冲高度，设机械刮泥，，污泥斗下底直径，上底直径4．底坡落差：5．污泥斗高度6．浓缩池总高度：=0.3+3.125+0.30+0.276+1.0=5.0m6.浓缩后污泥体积VV=3.7污泥脱水间浓缩脱水方法有重力沉降浓缩、上浮浓缩以及其他浓缩方法。这里使用重力浓缩—辅流式污泥浓缩池。浓缩后的污泥采用带式压滤机处理污泥，最后产生的干泥运往垃圾焚烧厂处理。第4章污水厂平面布置污水处理厂厂区平面布置遵循国家有关标准和规范进行。本设计将污水18\n处理厂厂区平面按功能区划分，并进行相关布置。厂区分为办公生活区，污水处理区，维修区三大部分，各区既相互独立又相互联系，最大限度的减小占地和管道连接，又便于管理。厂区工艺平面布置图如CAD图所示。4.1污水处理工程设施组成根据选定的处理方案和处理工艺流程，污水处理工程设施包括生产性构筑物、辅助建筑物、各类管道和其他设施。各类管道包括厂区管道包括污泥管道、污水管道、空气管道、加药管道、沼气管道、上清液管道。其他设施包括道路、绿化、照明、围墙、大门。4.2平面布置1.工艺流程：采用折线型，这样布置生产联路管线短，管理方便，且有利于日后扩建。2.平面布置：按照功能将厂区分成以下三区：1)污水处理区：有各项水处理设施组成，一般呈线型布置。2)办公生活区：将办公楼、食堂、宿舍等建筑物组合在一个区内。为不使这些建筑物过于分散，将食堂与宿舍，使这些建筑物相对集中。布置在水厂门附近，便于外来人员联系。3)维修区：将机修间、水表修理间、电修间合建，仓库与车库合建，靠近生产区，以便设备的检修，为不使维修区与生产区混为一体，用道路将两区隔开，考虑扩建后生产工艺系统的使用，维修区位置兼顾今后的发展。4.3场区道路布置1.主厂道布置：由厂外道路与厂内办公楼连接的道路采用主厂道，道宽6.0m,设双侧1.5m人行道，并植树绿化。2.车行道布置：主要构筑物间，道宽4.0m，呈环状布置，以便车辆回程。3.步行道布置：加药间、加氯间、药库与消毒池间，设步行道。4.4场区绿化布置1.绿地：在厂门附近，办公楼、宿舍食堂、泵房的门前空地预留扩建场地，修建草坪。2.花坛：在正对厂门内布置花坛。3.绿带：利用沉淀池与建筑物间的带状空地进行绿化。18\n4.行道树和绿篱：步行到两侧，草坪周围栽种，高度0.6-0.8m，围墙采用1.8m。18\n设计体会通过这次课程设计，我对水污染控制工程的任务及目前的形势有了更深刻的了解。我还掌握了很多关于水处理方面的知识，巩固了所学的理论知识，把理论知识和实践结合起来，培养了解决实际工程问题的能力。同时，我发现了自己专业理论基础还不够扎实，观察不仔细，考虑问题不全面等方面的不足，认为还需要通过进一步的学习和锻炼来提高自己。总之，这次课程设计加深了我对本专业的了解，更加增添了我对本专业的信心。19