城鎮(zhèn)污水處理工藝設(shè)計

1、本科畢業(yè)設(shè)計本科畢業(yè)設(shè)計 10 頁21 頁緒論課題爭辯背景集合并輸送到污水處理廠進(jìn)展處理。2022 60%以上，因此，城市對水環(huán)境污染的重要途徑之一就是修建城市污水處理廠。的嚴(yán)峻制約因素。依據(jù)統(tǒng)計，小城鎮(zhèn)污水年排放量為270億噸，日排放量到達(dá)7400 萬噸，根本上沒有經(jīng)過處理。到2022年，小城鎮(zhèn)污水年排放量將增加到420億噸， 日排放量到達(dá)1.15億噸。依據(jù)國民經(jīng)濟(jì)和社會進(jìn)展“十五”打算和2022年遠(yuǎn)景目 2022年，小城鎮(zhèn)污水處理率要到達(dá)40，2022年小城鎮(zhèn)污水處 理率要到達(dá)60，任務(wù)是格外困難的，工程投資和運(yùn)行費(fèi)用格外浩大1。近年來， 2022年，我國要建城 市污水處理廠1000余座，

2、污水廠的投資將達(dá)1800億元2。在這一進(jìn)程中，城市污水 處理工藝的選擇，將是工程界面臨的首要問題。水質(zhì)、水溫、水中的溶氧量、pH值等有肯定的要求。污水三級處理是在一、二級難溶解的有機(jī)物、磷、氮等養(yǎng)分性物質(zhì)3。污水中的污染物組成格外簡單，經(jīng)常需要以上幾種方法組合，才能達(dá)處處理要求。1.1BO5與的比值高達(dá)0.5以上，可見，城鎮(zhèn)生活污水具有較高的生物可降解性。1.1北方城市污水的典型特征工程典型值工程典型值pH 值6.58NH -N/(mg/L)32030BOD/( mg/L)180200TP/( mg/L)45COD/( mg/L)300350P-PO 3-(無機(jī)磷)/( mg/L)434SS/

3、( mg/L)200250P-org(有機(jī)磷)/( mg/L)12TN/( mg/L)2540境污染，生態(tài)破壞。在“三廢”污染問題中，水污染問題成為重中之重。水是生命境污染，生態(tài)破壞。在“三廢”污染問題中，水污染問題成為重中之重。水是生命大河流、湖泊均不同程度的受到了污染的現(xiàn)狀，我國推行了一系列旨在節(jié)約用水，保護(hù)現(xiàn)有水資源的政策。大規(guī)模建設(shè)污水處理廠，從源頭治理，無疑是保護(hù)河流、湖泊不被污染的最好的方法4。同時，經(jīng)過污水處理廠處理的污水，其中BOD5、成污染，經(jīng)過進(jìn)一步處理的污水，還可作為中水，可用于澆灌、澆花等市政用水，也可用于洗車、沖廁所，可有效的緩解我國水資源緊缺的現(xiàn)狀，也保護(hù)了環(huán)境。設(shè)

4、計題目本設(shè)計為城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計。設(shè)計規(guī)模設(shè)計規(guī)模Q 指的是污水處理廠接納的日平均污水流量(單位為m3d)；最大流量指的是污水處理廠最大小時流量(單位為m3d )。污水處理廠的設(shè)計規(guī)模一般依據(jù)當(dāng)?shù)爻鞘幸?guī)劃部門確定的近期設(shè)計人口 (適當(dāng))(轉(zhuǎn)化為當(dāng)量人口)確定。在以當(dāng)前城市(或排水區(qū)域)狀態(tài)為設(shè)計依據(jù)時還可以通過現(xiàn)場實(shí)測確定5。設(shè)計水量Q7000m3dD設(shè)計水質(zhì)2.1 設(shè)計水質(zhì)工程COD BOD5SS進(jìn)水水質(zhì)(mg/L)750400120處理要求 COD=120mg/L；BOD5=30mg/L；SS=30mg/L； (P 計)：3 mg/L。進(jìn)出水水質(zhì)要求表2.2水質(zhì)處理效率計算序號根本污染

5、物二級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)水水質(zhì)去除率1COD12075084.0%2BOD53040092.5%3SS3012075.0%4NH -N3255050設(shè)計內(nèi)容及要求設(shè)計。設(shè)計要求：方案選擇合理；參數(shù)選取和計算局部盡量準(zhǔn)確、具體；圖紙清楚以適應(yīng)水質(zhì)、水量變化。設(shè)計原則要求，廢水處理后必需確保各項出水水質(zhì)指標(biāo)均到達(dá)該標(biāo)準(zhǔn)的要求。承受技術(shù)、材料、有用性和先進(jìn)性兼顧，以有用牢靠為主。(4)治理、運(yùn)行、修理便利，盡量考慮操作自動化，削減勞動強(qiáng)度。用，削減占地面積和運(yùn)行費(fèi)。降低噪聲，改善廢水處理站及四周環(huán)境。本處理工藝流程要求耐沖擊負(fù)荷，有牢靠的運(yùn)行穩(wěn)定性。工藝流程確實(shí)定水質(zhì)狀況以及相關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn)，可以確定污水處理廠的

6、工藝流程6。對于城鎮(zhèn)生活物理與生物兩種方法結(jié)合來進(jìn)展處理，生物處理過程中主要以氧化溝完成。氧化溝的選擇氧化溝的類型目前應(yīng)用較為廣泛的氧化溝類型包括：帕斯韋爾(Pasveer)氧化溝、卡魯塞爾(Carrousel)(Orbal)氧化溝、T型氧化溝(三溝式氧化溝)、DE型氧化溝和一體化氧化溝。這些氧化溝由于在構(gòu)造和運(yùn)行上存在差異，因此各具特點(diǎn)。在污水脫氮除磷的工藝設(shè)計中必需具備厭氧、缺氧、好氧3個根本條件，但是運(yùn)行治理簡單。而卡魯塞爾氧化溝將厭氧、缺氧、好氧過程集中在一個池內(nèi)完成，環(huán)流淌的特性，把好氧區(qū)和缺氧區(qū)有機(jī)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)無動力回流，節(jié)約了去除硝酸鹽氮所需混合液回流的能量消耗7。Orbal氧

7、化溝由于具有良好的出磷脫氮力量、將選擇奧貝爾氧化溝作為生物處理工藝。各種氧化溝的比較Orbal 氧化溝，即“0、1、2”工藝，由內(nèi)到外分別形成厭氧、缺氧、和好氧三個區(qū)域，承受轉(zhuǎn)碟曝氣。Orbal氧化溝還具有脫氮除磷效果，對于城鎮(zhèn)生活污水中含有較高的氮、磷等物質(zhì)，因此，實(shí)行Orbal氧化溝技術(shù)進(jìn)展廢水處理可以到達(dá)預(yù)期的效果。Orbal氧化溝還具有流程簡潔，運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)8。三溝式氧化溝屬于交替運(yùn)行式氧化溝，由丹麥Kruger公司創(chuàng)立。由三條同容積這樣提高了曝氣轉(zhuǎn)刷的利用率(達(dá)59%左右)，另外也有利于生物脫氮。Carrousel 氧化溝使用定向把握的曝氣和攪動裝置，向混合液傳遞水平速度，氧濃度

8、梯度。氧化溝斷面為矩形或梯形，平面外形多為橢圓形，溝內(nèi)水深一般為2.54.5m，寬深比為2:1，亦有水深達(dá)7m的，溝中水流平均速度為0.3m/s9。OrbalOrbal 氧化溝是多溝串聯(lián)系統(tǒng)。在不同溝槽中的溶解氧濃度差異很大，以三溝 一般約為 50%90%的總耗氧是供給應(yīng)第一溝的，但是由于其中的耗氧速率格外高，其溶解氧濃度幾乎為零。該溝不但用于脫除 CODCr，對進(jìn)一步脫氮也較好。Orbal 氧化溝內(nèi)水深依據(jù)曝氣設(shè)備及實(shí)際運(yùn)行要求而定，承受曝氣轉(zhuǎn)刷時，水深宜取 2.5m 以內(nèi)；承受曝氣轉(zhuǎn)盤時，水深宜取4.5m 以內(nèi)；承受外表曝氣時，水深宜取5m 以內(nèi)10。Orbal3.1。3.1Orbal 氧

9、化溝簡圖工藝流程確實(shí)定城鎮(zhèn)生活污水處理廠工藝流程圖如圖 3.2。進(jìn)水粗格柵提升泵房細(xì)格柵曝氣沉砂池進(jìn)水粗格柵提升泵房細(xì)格柵曝氣沉砂池出水二沉池Orbal 氧化溝初沉池污泥外運(yùn)污泥回流污泥處理池得以去除。初沉池流出的水隨著水力作用進(jìn)入Orbal 氧化溝開頭進(jìn)展污水的二級，外運(yùn)出廠11。構(gòu)筑物設(shè)計及計算粗格柵的正常工作。目前普遍做法是將泵前格柵均做成明渠。承受機(jī)械清渣時，由于機(jī)械12。0.61.0m/s，0.5m/s 左右。假設(shè)流速過大，不僅過柵水頭損失增加，還可能將已截留留有余地。計算草圖4.1hhH21HhhBB1BB14.1格柵計算示意圖主要設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量(最大流量)：日平均污水量Q 為

10、7000 m3/d；總變化系數(shù)k為1.7，則z設(shè)計流量(最大流量)Qmax k Q 1.70.081m3s 0.138m3szS：10mm；過柵流速：0.6 m/s；柵前渠道流速：0.4 m/s；柵前渠道水深：0.4m； 格柵傾角：60； 工藝尺寸柵條間隙數(shù)n ：s i Qn s i Q (4.1)n 0.138sin600.020.4sin6026.8，取n 27。式中:Q為最大設(shè)計流量，m3/smax 為格柵傾角mh 為柵前水深，mv 為污水流經(jīng)格柵的速度，m/sB ： ( (4.2)B 0.01(271)0.0227 0.8m格柵的選擇XQ-10004.1。4.1 XQ1000 型機(jī)械格

11、柵技術(shù)參數(shù)型號設(shè)備寬度/mm有效柵寬/mm有效間隙/mm水流速度/(m/s)電動機(jī)功率/kW安裝角度XQ-10001000900200.310.7560實(shí)際過柵流速為：Qsinv Qsinbhn(4.3)帶入數(shù)據(jù)得：v 0.138sin60 0.6m0.020.427水頭損失 2.42 。通過格柵水頭損失h ：1h S)4v2 sink4.4)31b2gh1 2.42(0.01)4 0.6230.023sin603 0.05m取h 0.1m。1格柵尺寸進(jìn)水渠道漸寬局部長度：設(shè)進(jìn)水渠道寬 B10.4m ，其漸寬局部開放角度 1 20 進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為0.4m/s)。BBl 1(4.5)12 t

12、 an10.80.40.55m12tan20柵槽與出水渠道連接處的漸窄局部長度：ll 1 0. 5 0. 2 5l222柵槽的總長度為：H0.40.3L l l0.51.01 0.550.280.51.02.73m12tan1tan 20其中：H1hh2 0.4 0.3 0.7m柵渣量：86400QWW m a x1(4.6)1000kz本科畢業(yè)設(shè)計本科畢業(yè)設(shè)計第 第 11 頁共 21 頁864000.1380.07帶入數(shù)據(jù)得：W 0.5m3 d 0.2m3 d1000 1.7有計算可知，應(yīng)承受機(jī)械清渣。提升泵房水泵的選擇7000 m3/d2 臺潛污泵(11 備)，則單臺流量為：Q 0.138

13、m3s 496.8m3h112m(見水力計算和高程布置)。400QW500-22 4-213。則泵的基座尺寸為：4.2型潛污泵技術(shù)參數(shù)揚(yáng)程/m轉(zhuǎn)速/r/min電動機(jī)功率/kw泵重/kg26018.3145022720集水池的設(shè)計水池的容積6min 最大流量出流量設(shè)計，則集水池的有效容積為：500V 6 50m360(2) 集水池的面積2mF Q5025m2 ；H2集水間平面尺寸為： L B 5m 8m ；保護(hù)水深為1.2m，則實(shí)際水深為3.2m。泵位及安裝144.2 所示。本科畢業(yè)設(shè)計本科畢業(yè)設(shè)計第 第 12 頁共 21 頁出水出水進(jìn)水細(xì)格柵主要設(shè)計參數(shù)4.2泵房設(shè)計草圖設(shè)計流量(最大流量)：

14、日平均污水量Q7000 m3/d；總變化系數(shù)kz1.7，則設(shè)計流量(最大流量)Qmax k Q 1.70.081m3s 0.138m3szS：10mm；過柵流速：0.6 m/s；柵前渠道流速：0.4 m/s；柵前渠道水深：0.4m； 格柵傾角：60； 工藝尺寸柵條間隙數(shù)n ：s i Q0.138s is i n m a x 5 3 . 0.010 . 6取n 54。式中:Qmax為最大設(shè)計流量，m3/s 為格柵傾角mh 為柵前水深，mv 為污水流經(jīng)格柵的速度，m/sB ：B ( 1) b 0. 0 (41)00 15 m格柵的選擇4.3XQ-800 型機(jī)械格柵技術(shù)參數(shù)型號設(shè)備寬度/mm有效柵寬

15、/mm有效間隙/mm水流速度/(m/s)電動機(jī)功率/kW安裝角度XQ-800800750104400.7560實(shí)際過柵流速為：Q0.138s i6 0s i v m a xm sbhn0.015 s i 水頭損失 2.42 。通過格柵水頭損失h ：13h (S)4v2 sink 2.42(0.01)4 0.6233sin603 0.12m1b2g0.0119.6取h 0.15m。1格柵尺寸進(jìn)水渠道漸寬局部長度：設(shè)進(jìn)水渠道寬 B10.6m ，其漸寬局部開放角度 1 20進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為0.4m/s)。BBl 112 t an1 1 . 070. 650.62t a0.6柵槽與出水渠道連接處的漸

16、窄局部長度：本科畢業(yè)設(shè)計本科畢業(yè)設(shè)計第 第 14 頁共 21 頁ll 1 0. 60. 3l222柵槽的總長度為：H0.40.3L l l120.51.01tan1 0.650.330.51.02.88mtan20其中：H1hh2 0.40.3 0.7m柵渣量：86400QWWmax11000kz864000.1380.01 7m3 d 0.2m3 d10001.7有計算可知，應(yīng)承受機(jī)械清渣。曝氣沉砂池0.2mm 的砂曝氣沉砂池。6090 cm 處設(shè)置曝氣裝置，在池底設(shè)置沉砂斗。污水在曝氣沉砂池中存在兩種運(yùn)動形式，其一為水平流淌流速一般為0.1s ，不得超過0.3 ms，同時，通過在曝氣沉砂池

17、內(nèi)一側(cè)鼓入空氣，由于曝氣作量要保證在池中污水的旋轉(zhuǎn)速度到達(dá) 0.250.4 ms，計算草圖如圖4.3 所示。由于5%左右，長期擱置也不至于腐化。BHBHb11h2h3h4b”4.3 曝氣沉砂池計算草圖設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量(按最大流量設(shè)計)Qmax0.138m3 s；停留時間t ： 2min ； 水平流速v ：0.06ms；沉沙量：30m3106 m3 (污水)；0.2m3(空氣) m3(污水) ；主干管空氣流速v1：12m3 s;支管空氣流速v24.5m3 s。沉砂池尺寸沉砂池有效容積16V Qmaxt60 0.138260 16.56m3沉砂池有效容積V Qt60(4.7)m a x帶入數(shù)據(jù)得：

18、V 0.138260 16.56m3QAmaxQ0.1382.3mv0.06取有效水深h為1.53m2 個格，一用一備，則每格寬：b1.5mh1.53寬深比滿足要求，池體總寬度為：1.5 2 3.0m 。池體平面尺寸L V 7.2m ；A2.3B L 3.0m7.2m沉沙量及排沙設(shè)備沉沙量Q 3 6 0 0V m a xkz106(4.8)帶入數(shù)據(jù)得：V 0.13830 2436001.71060.21m3 d設(shè)T 3d ，則V 3V10.63m3 ；每一個分格有一個沉砂斗，其體積為：V 0.63m3；沉砂斗尺寸設(shè)沉砂斗底寬0.4m ，斗高0.5m ，沉砂斗上口寬a 1m ，則沉砂斗容積為：h

19、V3 (aa )L(4.9)帶入數(shù)據(jù)得：V00210.5(0.41)7.2 2.53m3 0.63m32排砂設(shè)備的選擇 型液下渣漿泵(4.4)，每10min。本科畢業(yè)設(shè)計本科畢業(yè)設(shè)計第 第 17 頁共 21 頁4.4 40PV-SP型液下渣漿泵技術(shù)參數(shù)最大功率/kW15流量/( m319.4443.2揚(yáng)程/(轉(zhuǎn)/min)4.528.5轉(zhuǎn)速/(m/s)10002200葉輪直徑/mm188曝氣量q 3600d Qmax36000.20.138100m3 h風(fēng)機(jī)的選擇選用兩臺 RB-505A 型羅茨鼓風(fēng)機(jī)(一用一備)，配以 JQ271-6 型電動機(jī)(功率17kW)4.5。4.5 RB-505A 型羅

20、茨鼓風(fēng)機(jī)參數(shù)型號mmr/minkPa標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣量m3/minkw電機(jī)極數(shù)RB-505A50115019.60.821.14空氣管道計算按風(fēng)機(jī)實(shí)際風(fēng)量計算D 1 0.84mD4q4qv14170.560 850mm 。驗(yàn)算氣流速度： v1”4qD214 17 0.85260 0.5m s ，符合要求。1m 分出兩個支管，則總支管數(shù)為n 27.2 14.4 (個)，取14 個，每支支氣管q17氣量q2 0.02m3 s ；14601460支氣管氣流速度為v 4.5m3s ，則支管直徑為：24q4qv222 0.2mD440.020.7200mm。 24q 0.64m s ，符合要求。 D22輻流式初

21、沉池邊出水、周邊進(jìn)水中心出水、周邊進(jìn)水周邊出水。設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量(最大流量Qmax)Qmax 0.138m3 s ；外表負(fù)荷q” 2.0m3m2 h；沉淀時間t” 1.5h；中心進(jìn)水管：下部管內(nèi)流速v11.2m s；上部管內(nèi)流速v1.0m s ；2出管流速v3 0.8m s ；出水堰負(fù)荷2.9L sm池底坡度：0.05；沉淀池類型：圓形輔流沉淀池，承受中心進(jìn)水，周邊出水。初沉池尺寸設(shè)計17單池面積F Q0.1383600(4.10)F 2初沉池的直徑4FD4F 248.4m2(4.11)4248.4帶入數(shù)據(jù)得：D 17.8m，取 D4248.4初沉池有效水深Qth 2A q”t(式 4.12)

22、h2 2.01.5 3.0m初沉池有效容積本科畢業(yè)設(shè)計本科畢業(yè)設(shè)計第 第 19 頁共 21 頁V ”Q t 0.13836001.5 745.2m3n設(shè)集泥斗上部直徑為 2m，下部為 0.8m，傾角為 45，泥斗高為h01m ，則泥斗的有效容積為： h220.80.8V0 ()2 ()2 1.64m3032222初沉池池邊總高度設(shè)緩沖層高度為 0.5m，超高h(yuǎn)10.3m，則總高度為：H h h h1230.330.53.8m初沉池中心高度H ” H h00.02(182) 1 3.810.16 4.96m2中心進(jìn)水管設(shè)計 1 . 2下部管直徑：D 1m a xv10 . 3 D1400mm；上部管直徑：D24Qm v20 . 4 D 1 . 0 500mm ；Q0.138出流面積：Am a 0 . 1 7 m2v0 . 8310 個出水孔，每個尺寸為115mm150mm 。導(dǎo)流筒設(shè)導(dǎo)流筒的深度h0” 為池深的一半，即h0” 1.5m ，導(dǎo)流筒面積按沉淀面積的3%計，則導(dǎo)流筒的直徑為：4 3 F4 3 F0D0 3m出水堰的設(shè)計Hw為5cm， 為60；本科畢業(yè)設(shè)計本科畢業(yè)設(shè)計第 第 20 頁共 21 頁由公式 B2Hw tan2可得， B 5