5万吨天流量城市污水处理厂污水处理工艺设计 15页

'环保设备课程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-15- 环保设备课程设计目录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-4-3.1.1格栅的设计计算示意图-4-3.1.2设计计算-4-3.2平流式沉砂池设计计算-6-3.2.1平流式沉砂池设计计算示意图-6-3.2.3部分设计参数-6-3.2.3设计计算-7-3.3辐流式初沉池的设计计算-8-3.3.1辐流式初沉池设计计算示意图-8-3.3.2辐流式沉淀池的设计参数-8-3.3.3设计计算-8-3.4曝气沉砂池的设计计算-10-3.4.1混合曝气池的设计参数-10-3.4.2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-12-3.5.1辐流式二沉池设计计算示意图-12-3.5.2辐流式二沉池主要尺寸计算-13-3.5.2进水系统设计计算-13-总结：-15--15- 环保设备课程设计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）沉砂池采用平流式，初沉池及二沉池采用辐流式，曝气池采用完全混合曝气。（2）Qmax=2.25*(13+1)=31.5*104t/d31.5>20,按照设计要求，此处添加缩放系数2，即Qmax=31.5/2=15.75万吨/d=1.82m3/s（3）污水总变化系数KZ=1.2-15- 环保设备课程设计3工艺设计3.1格栅设计计算3.1.1格栅的设计计算示意图图3-1格栅设计计算示意图3.1.2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-15- 环保设备课程设计此处取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，其数值与栅条断面形状有关β——形状系数，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——栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m——进水渠宽，此处取0.8m——进水渐宽部分的展开角，一般取20°。（6）每日栅渣量W式中——栅渣量，/103污水，此处取0.05KZ——污水总变化系数，取1.2。6.55/5=1.31.>0.3,.采用机械清渣。-15- 环保设备课程设计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3.2.3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°，-15- 环保设备课程设计(8)贮砂斗高度h3’=0.55m,(9)i=0.06,b’=0.2m,(10)超高h1=0.3m3.2.3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：设斗壁与水平面得倾角为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设采用重力排砂，池底坡度i=0.06，坡向砂斗，则-15- 环保设备课程设计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=0.6m3.3.3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-15- 环保设备课程设计（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;采用机械清渣，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H-15- 环保设备课程设计3.4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-1-15- 环保设备课程设计污泥泥龄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：计算系统排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：①每座池的表面积A：取水深h=3m②池长L：取池宽B=4m设10个廊道，每个廊道长22.1m③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用鼓风曝气，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-15- 环保设备课程设计=1，曝气设备堵塞系数F取0.8，采用管式微孔扩散设备，EA=18%，扩散器压力损失：4kPa,20℃水中溶解氧饱和度为9.17mg/L（1）扩散器出口处绝对压力：Pd=p+9.8*103H=(1.013*105+9.8*103*5.8)Pa=1.58*105Pa（2）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：如果选择三台风机，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，如果管路压力损失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-15- 环保设备课程设计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-15- 环保设备课程设计出水口流速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）采用周边集水槽，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为安全系数，采用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（2）出水溢流堰的设计采用出水三角堰（90°）1）堰上水头H1=0.05m(H2O)2)每个三角堰的流量q1q1=1.343H12.47=1.343*0.052.47=0.0008213m3/s2）三角堰个数n设计取370个3.排泥部分设计（1）单池污泥量回流污泥量QR=Q设*R=1092*0.5=546m3/h(2)剩余污泥量-15- 环保设备课程设计Q污泥=QR+QS=546+245.5/24=535.7m3/hQ单=537.7/6=89.6m3/h两边集泥，故设计泥量为q=89.6/2=44.8m3/h(3)集泥槽宽b=0.9q0.4=0.9*(44.8/3600)0.4=0.15m起点泥深h1=0.75b=0.75*0.15=0.112m(取h1=0.2m)终点泥深h2=1.25b=1.25*0.15=0.1875m(取h2=0.2m)集泥槽深均取0.8m(超高0.2m)总结：污水处理厂的工艺流程设计是一次实实在在的将所学有关环境工程专业水处理方面的知识运用到实际的过程，也是真正能够检验我们所学内容的过程。通过此次设计，我深深体会到了将知识运用于实践的快乐，也进一步灵活掌握了各种污水处理设备的工作原理和一般的设计要求。同时，在设计的过程中，我也发现了一些不足，比如，对有些复杂的计算公式的原理不甚明白，对各个设备之间的设计参数的连贯性处理不当。同样，很多参数需要通过查阅大量资料来预先获得，其反复校正使计算结果符合设计要求的过程需要相当的时间。此外，此次设计仅仅是一次理论的演算，很多设备实际投产是的工艺运作条件还未纳入考虑范围，比如，省略了污泥回流泵房的设计，管道的铺设也没有设计，鼓风机的具体选型也没有考虑。因此，计算结果未必能够应用于实际生产中去。-15-'