水污染控制工程課程設(shè)計

水污染控制工程課程設(shè)計-PAGE4-目錄第一章總論 21.建設(shè)背景 22.設(shè)計任務(wù) 33.城市污水水量確定 34.廠址的選擇 35．建設(shè)原則 3第二章污水處理工藝流程說明 41.工藝流程說明 41.1工藝流程圖 41．2工藝流程說明 42.工藝特點 5第三章處理構(gòu)筑物設(shè)計 61.粗格柵設(shè)計計算 61.1 設(shè)計參數(shù) 61.2設(shè)計計算 72.提升泵房計算 83.沉砂池設(shè)計 84.電磁流量計選型 115. 氧化溝設(shè)計計算 115.1反應(yīng)池容積V 115.2反應(yīng)池各部分尺寸 115.3曝氣量計算 115.4曝氣時間t： 115.5氧化溝后配水井設(shè)計 126．二沉池設(shè)計計算 137．接觸消毒池 147.1接觸消毒池設(shè)計說明 147.2接觸消毒池設(shè)計計算 148.污泥濃縮池 148.1設(shè)計參數(shù) 148.2設(shè)計計算 158.3機房脫水 16第四章污水處理廠的平面布置 161.總平面布置原則 162.總平面布置結(jié)果 16參考文獻 17污水處理廠初步設(shè)計第一章總論1.建設(shè)背景隨著經(jīng)濟的發(fā)展，社會的進步，我國取得了舉世矚目的驕人成績，令中華兒女和海外僑外都為之振奮。然而隨之而來的是各種污染現(xiàn)象，污染事故的發(fā)生，人們的生活環(huán)境越來越受到污染大氣、水體和噪聲的限制，人類的健康和生命變得愈加脆弱。為了保護環(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量，減少不良事故的發(fā)生，提倡“資源節(jié)約型，環(huán)境友好型”社會，某城市決定建設(shè)一座污水處理廠。污水處理廠的建立，能夠有效地減少水污染。城市的生活污水能夠有序的排進處理廠處理，減少受納河流的自凈負(fù)荷。一些工廠、公司的生產(chǎn)污水有路可去，減少了工廠的運行負(fù)擔(dān)，使一些小工廠在新的環(huán)境要求下能夠繼續(xù)運行下去，有利于城市工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。建設(shè)污水處理廠有利于污水集中處理，有效地節(jié)約治理污染的成本和解決一部分就業(yè)問題。在全市人民的一致支持下，污水處理廠的建立勢在必行。2.設(shè)計任務(wù)某城市污水處理廠設(shè)計規(guī)模：平均處理日水量Q=10×104m3/d，水量總變化系數(shù)Kz=1.3，服務(wù)人口約25萬，計算水溫20℃。設(shè)計進水水質(zhì)：CODCr≤360mg/L，BOD5≤190mg/L，SS≤250mg/L。設(shè)計出水水質(zhì)：GB18918-2002二級排放標(biāo)準(zhǔn)，CODCr≤100mg/L，BOD5≤3.城市污水水量確定總變化系數(shù)：ADVANCE=1.3最大時流量（最大設(shè)計流量）m3/d=1504.6L/s=1.5046m3/s=5416.6m3/平均日流量（m3/d）用以表示污水處理廠的公稱規(guī)模。主要表示處理總水量；計算污水處理廠的年抽升電耗和耗藥量；產(chǎn)生并處理的污泥總量設(shè)計最大流量(m3/d)污水處理廠進廠水管的設(shè)計。當(dāng)污水處理廠的進水用水泵抽升時，則用組合水泵的工作流量作為設(shè)計最大流量，但應(yīng)與設(shè)計流量相吻合。污水處理規(guī)模：100000理廠的各處理構(gòu)筑物以及廠內(nèi)連接各處理構(gòu)筑物的灌渠，都應(yīng)滿足設(shè)計最大流量的要求降雨時的設(shè)計流量（m3/d）包括旱天流量和截流流量N倍的初期雨水流量，用來校核初沉池以前的處理構(gòu)筑物和設(shè)備當(dāng)污水處理廠分期建設(shè)時，以相應(yīng)的各期流量為設(shè)計流量通常情況下，污水處理廠的使用規(guī)模指平均日流量，設(shè)計規(guī)模指最大流量。對分流制系統(tǒng)要考慮雨水滲入，一般可達(dá)25~30%。4.廠址的選擇（1）處理廠廠址選擇，應(yīng)遵循以下原則：①污水處理廠應(yīng)選在城鎮(zhèn)水體下游，污水處理廠處理后出水排入的河段，應(yīng)對上下游水源的影響最小。②廠址選擇要便于污泥處理和處置。③廠址一般應(yīng)位于城鎮(zhèn)夏季主風(fēng)向德下風(fēng)側(cè)，保持一定的衛(wèi)生防護距離。④廠址應(yīng)有良好的工程地質(zhì)條件。⑤應(yīng)盡量少拆遷、少占農(nóng)田，使污水廠工程易于實施。⑥廠址選擇應(yīng)考慮遠(yuǎn)期發(fā)展的可能性。⑦廠區(qū)地形不應(yīng)受洪澇災(zāi)害影響，不應(yīng)設(shè)在雨季易受水淹的低洼處。⑧有方便的交通、運輸和水電條件，有利于縮短污水廠建造周期和污水廠的日常管理。⑨如有可能，選擇在有適當(dāng)坡度的位置。5．建設(shè)原則（1）建設(shè)范圍建設(shè)范圍為污水處理廠所有污水、污泥處理工程及公用與輔助工程。（2）建設(shè)原則①研究基礎(chǔ)資料，掌握水質(zhì)水量的特點和地域特性，合理選擇好設(shè)計參數(shù)；②選擇建設(shè)條件好、環(huán)境影響小的廠址；③污水處理工藝技術(shù)，應(yīng)達(dá)到治理要求的前提下應(yīng)優(yōu)先選擇基建投資和運行費用少、運行管理簡便的先進的工藝；④全面考慮施工、運行和維護的要求，協(xié)調(diào)好平面布置、高程布置及管線布置間的相互關(guān)系，力求整體布局合理完美；⑤污水處理廠出水應(yīng)盡可能回用，以緩解城市缺水問題；⑥污泥及浮渣處理應(yīng)盡量完善，消除二次污染；⑦污水處理過程中的自動控制，力求安全可靠、經(jīng)濟實用，以利提高管理水平，降低勞動強度和運行費用；⑧污水處理廠應(yīng)近遠(yuǎn)期全面規(guī)劃，并作出分期建設(shè)安排，合理確定近期規(guī)模；⑨滿足安全要求；⑩盡量減少工程占地。第二章污水處理工藝流程說明1.工藝流程說明1.1工藝流程圖 圖1氧化溝法污水處理及污泥處理工藝流程 1．2工藝流程說明（1）污水進入廠區(qū)后經(jīng)格柵間的格柵截留較大懸浮物和漂浮物，柵渣打包外運。（2）在提升泵的作用下污水流入鐘式沉砂池，污水中密度較大的無機顆粒物得到去除。沉砂斗中的沉砂由砂泵吸出，進入砂水分離器進行固液分離。分離后的砂用砂車外運，污水回流入格柵間。（3）從沉砂池流出的水經(jīng)一段明渠和暗管進入配水井（暗管上設(shè)電磁流量計進行水量計量），配水井向氧化溝進行配水，同時回流污泥液經(jīng)配水井向反應(yīng)區(qū)分配。（4）污水經(jīng)氧化溝的生物處理，基本上可以達(dá)到去除BOD、COD及氨氮的要求，處理出水自流進入二沉池，進行泥水分離，以達(dá)到處理要求。（5）二沉池處理后的清水流入接觸消毒池進行消毒處理，經(jīng)消毒后的水可回用或直接排放。(6)回流污泥在回流污泥泵作用下進入配水井；剩余污泥由地下管道自流入集泥池（剩余污泥泵房），在剩余污泥泵作用下進入污泥濃縮池。經(jīng)濃縮后的污泥由濃縮污泥提升泵打入貯泥池，再送入污泥脫水機進行脫水處理，使之穩(wěn)定。泥餅外運，濃縮池的上清液和污泥脫水裝置所脫下來的水送至格柵前進行再處理。循環(huán)活性污泥工藝（cyclicactivatedsludgesystem,CASS）CASS的整個工藝為一間歇式反應(yīng)器,在此反應(yīng)器中進行交替的曝氣—不曝氣過程的不斷重復(fù),將生物反應(yīng)過程及泥水的分離過程結(jié)合在一個池子中完成。因此,它是SBR工藝及ICEAS工藝的一種最新變型。CASS反應(yīng)器由三個區(qū)域組成:生物選擇區(qū)、兼氧區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。生物選擇區(qū)是設(shè)置在CASS前端的小容積區(qū),通常在厭氧或兼氧條件下運行。兼氧區(qū)不僅具有輔助厭氧或兼氧條件下運行的生物選擇區(qū)對進水水質(zhì)水量變化的緩沖作用,同時還具有促進磷的進一步釋放和強化反硝化作用。主反應(yīng)區(qū)則是最終去除有機物的場所。圖2CASS工藝的循環(huán)運行操作過程2.工藝特點本工藝采用氧化溝，去除BOD與COD之外，還具備消化和一定的脫氮作用，以使出水低于排放標(biāo)準(zhǔn)。氧化溝性能特點：1、出水水質(zhì)好，由于存在明顯的富氧區(qū)和缺氧區(qū)，脫氮效率高；2、曝氣設(shè)施單機功率大，調(diào)節(jié)性能好，并且曝氣設(shè)備數(shù)量少，既可節(jié)省投資，又可使運行管理簡化；3、有極強的混合攪拌與耐沖擊負(fù)荷能力；4、氧化溝溝深加大，使占地面積減少，土建費用降低；5、用電量較大，設(shè)備效率一般；6、設(shè)備安裝較為復(fù)雜，維修和更換繁瑣。第三章處理構(gòu)筑物設(shè)計1.粗格柵設(shè)計計算圖3格柵的設(shè)計圖設(shè)計參數(shù)（1） 日平均流量Q=10×104m3/d，水量總變化系數(shù)Kz=1.3；（2） 最大日流量:Qmax=Qav×KZ=1.3×100000=130000m3/d=130000/86400=1.50m3/s；（3） 設(shè)計中格柵2組(1用1備)，故每組中格柵的日最大設(shè)計流量為Q=Qmax/1=1.50m3/s。2. 設(shè)計參數(shù)最大流量：Q=1.5m3/s；柵條間距：b=30mm；柵條寬度：s=10mm；過柵流速：v=0.8m/s；柵前水深：h=0.8m柵前部分長度：L1=0.5m；柵后部分長度:L2=1.0m；格柵傾角：α=60°；每日柵渣量：w1=0.05m3柵渣/103m3污水；生活污水流量總變化系數(shù)：KZ=1.3；格柵前渠道超高：h1=0.3m;進水渠道漸寬部位的展開角度：α1=20°。1.2設(shè)計計算（1）格柵的間隙數(shù)量（n）：n=（2）柵槽總寬度（B）：設(shè)計采用?10圓鋼為柵條，即S=0.01m。B=S(n-1)+bn=0.01×(73-1)+0.03×73=2.91m核算實際流速:V=（3）通過格柵的水頭損失h2：柵條的斷面形式采用沉水面為半圓的矩形h式中：h0——計算水頭損失，h0 g——重力加速度； K——格柵受污染物堵塞使水頭損失增大的倍數(shù),一般取3； ——-阻力系數(shù),其數(shù)值與格柵刪條斷面幾何形狀有關(guān),關(guān)于圓形斷面。=則，h2（4）柵后槽總高度H：H=（5）柵前槽高：H1=h+h1=0.8+0.3=格柵總長度L：進水渠長度：B1=Q/(h?V)=1.5/(0.85×0.8)=2.21mLLL==0.97+0.49+1.0+0.5+1.1/ 式中：L1——進水渠漸寬部位長,m; L2——柵槽與出水渠連接處漸窄部分長度,m；α2——（6）每日柵渣量WW= 故采用機械清渣。2.提升泵房計算污水經(jīng)過一次提升進入沉砂池，然后通過自流進入后續(xù)水處理構(gòu)筑物。污水泵總提升能力按Qmax考慮，及Qmax=5400m3/h，選兩臺潛水排污泵（一備一用），單泵提升能力為4500m3/h。集水池=450（m3）集水池面積：取有效水深，則面積集水池長度取L=8m，則寬度B=F/L=112.5/8=14.05m,集水池平面尺寸：8m×保護水深為1.2m，實際水深3.2m泵位及安裝：潛水電泵直接置于集水池內(nèi)，電泵檢修采用移動吊架.3.沉砂池設(shè)計沉砂池的設(shè)置目的是去除污水中污泥、煤渣等相對密度較大的無機顆粒，以免影響后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運行。其工作原理是以重力分離或離心力分離為基礎(chǔ)，即控制進入沉砂池的污水流速或旋流速度，使相對密度大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒則隨水流帶走。圖4沉砂池設(shè)計圖沉砂部分的長度L，mL=vt式中：v——最大設(shè)計流量時的流速m/s,取v=0.25m/s； t——最大設(shè)計流量時的流行時間，s.取t=50s；則：L=vt=0.25×50=12.5m水流斷面面積A，m2A=式中：Qmax為最大設(shè)計流量，m3/s.A=池總寬度B，m設(shè)有n=2格，則每隔寬b=3m。則：B=2×3=6m有效水深h2，mh沉砂斗容積V,m3V=式中：X——城市污水沉砂量，m3/106 T——清除沉砂的時間間隔，d。取T=2d. Kz——污水流量總變化系數(shù)，取Kz=1.3.v=每個沉砂斗的容積V0，m3設(shè)每一分格有2個沉砂斗，共有4個沉砂斗則：沉砂斗尺寸沉砂斗上口寬， 式中：——斗高，，??； ——斗底寬，，取。 斗壁與水平面的傾角。沉砂斗容積， 沉砂室高度，采用重力排砂，設(shè)池底坡度為0.02，坡向砂斗。沉砂室由兩部分組成：一部分為沉砂斗，另一部分為沉砂池坡向沉砂斗的過渡部分，沉砂室的寬度為。（0.2為兩沉砂斗之間隔壁厚）沉砂池總高度，;取超高.驗算最小流速，在最小流量時，只用一格工作。式中:——最小流量，； ——最小流量時工作的沉砂池數(shù)目，個； ——最小流量時沉砂池中的水流斷面面積，。則：4.電磁流量計選型電磁流量計選用VWB型電磁流量計。其規(guī)格￠700mm～￠1600mm,輸出1～5V，4～20mA,適用于管道安裝，能用于腐蝕介質(zhì)。氧化溝設(shè)計計算5.1反應(yīng)池容積V按照BOD-SS負(fù)荷計算：其中：Q——處理水量，m3/dCs——進水BOD濃度，mg/LLs——BOD-SS負(fù)荷率，kgBOD/(kgSS·d)，取為0.6kgBOD/(kgSS·d)CM——氧化溝內(nèi)MLSS濃度，mg/L，一般范圍2500~5000,取為3600mg/L\5.2反應(yīng)池各部分尺寸氧化溝采用循環(huán)水流，池數(shù)N=1，有效水深范圍為8~10m，本設(shè)計取為H=9m，池寬W=10m，則池長度L為：m，取為L=圓弧部水面積A1：A1=π×102=314m直線段水面積A2：A2=（100－2×10）×10×2=160有效容積=（314+1600）×9=17226m3>故本設(shè)計符合要求5.3曝氣量計算活性污泥需氧量一般為1.4~2.2kg/kgBOD5，氧化溝工藝一般取為1.4kg/kgBOD5。則每日需氧量SOR=1.4×(360－20)×10-3×100000=47600kg/d=1983.335.4曝氣時間t：有效容積V’=17226曝氣時間(小時)圖5氧化溝示意圖5.5氧化溝后配水井設(shè)計1、設(shè)計說明沉砂池后端設(shè)置配水井，污水進入配水井向氧化溝配水，同時回流污泥液經(jīng)配水井向反應(yīng)區(qū)分配。配水井內(nèi)設(shè)分水鋼閘門。設(shè)計計算（1）進水管徑D1厭氧池至配水井管道計算，設(shè)計流量為污水量與回流量之和：Q=Qmax+40%×Qmax，進水管流速控制在1m/s以下，取0.9m/s。進水管直徑則（m）取兩條各1000mm（2）、矩形寬頂堰進水從配水井底中心進入，經(jīng)等寬度堰流入2個水斗，在由管道直接接入后續(xù)構(gòu)筑物，每個后續(xù)構(gòu)筑物的最大分配的水量為61.56m3/h，配水采用矩形溢流堰流至配水管。（3）、配水管管徑D2：配水管管徑D2即配水井至氧化溝管道，每個時段只有1個氧化溝進水，每條管道流量為0.048m3/s，管路流速控制在出水管直徑則（m）取兩條各1000mm（4）、配水漏斗上口口徑D：按配水井內(nèi)徑的1.5倍設(shè)計：配水井尺寸的大小：長2m，寬2m,高1.5m。圖6配水井設(shè)計草圖6．二沉池設(shè)計計算1、沉淀池表面面積A：A=Q/q其中：A——沉淀池表面積，m2Q——設(shè)計流量，選用最大時流量，130000/24=5416.67mq——表面水力負(fù)荷，m3/(m2·h)，取為1.0m3/(m2·A'=5400，設(shè)計建造4個池子，則每池面積A=5400/4=13502、沉淀池直徑D：，整去為D=40m.3、有效水深h2:一般情況下圓形池體直徑與有效水深的比例關(guān)系為D:h2=6~12,即h2的范圍在6.67-3.33m，取有效水深h2=5m4、沉淀時間t：t=h2/q=5，可見1.5<2.15<4.0，故沉淀時間負(fù)荷設(shè)計要求。5、池體總高H：H=h1+h2+h3+h4+h5其中：h1——沉淀池超高，m，取為0.3mh2——有效水深，mh3——緩沖層高度，m，取為0.8mh4——沉淀池底坡落差，m,取為0.5mh5——污泥斗高度，m，取為0.5m7．接觸消毒池7.1接觸消毒池設(shè)計說明因為納污河段水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-88）中“IV”標(biāo)準(zhǔn)，故需要消毒后處理出水才能排放。氯價格便宜，消毒可靠且經(jīng)驗成熟，是應(yīng)用最廣泛的消毒劑，所以本設(shè)計選用液氯消毒。7.2接觸消毒池設(shè)計計算設(shè)計廊道式接觸反應(yīng)池4座，水力停留時間t時間為20min設(shè)計流量Q=100000m3/d=1、接觸池容積V=Qt=1290×20=25800m32、池形狀形式：長方形迂回廊道式，水流斷面寬12.0m，有效水深接觸池長度8.污泥濃縮池8.1設(shè)計參數(shù)二沉池產(chǎn)生剩余活性污泥及其他處理構(gòu)筑物排除污泥由地下管道自流入集流井，剩余污泥泵(采用地下式)將其提升至污泥處理系統(tǒng)。1.進泥含水率當(dāng)為初次污泥時，其含水率一般為；當(dāng)為剩余活性污泥時，其含水率一般為；當(dāng)為混合活性污泥時，其含水率一般為。2.污泥固體負(fù)荷當(dāng)為初次污泥時，泥固體負(fù)荷宜采用；當(dāng)為剩余活性污泥時，污泥固體負(fù)荷宜采用；當(dāng)為混合活性污泥時，污泥固體負(fù)荷宜采用。濃縮后污泥含水率由二沉池進入污泥濃縮池的污泥含水率，當(dāng)采用時，濃縮后污泥含水率宜為。污泥停留時間濃縮時間不宜小于12小時，但也不要大于24小時，以防止污泥厭氧腐化。有效池深一般為4m，最低不小于3m。產(chǎn)生污泥量：污泥自身氧化率,污泥泥齡，去除的BOD濃度。則：8.2設(shè)計計算濕污泥體積：設(shè)污泥含水率，則：濃縮池直徑當(dāng)進泥含水率取99.4%時，污泥固體濃度，濃縮池污泥固體通量，則：采用兩個污泥濃縮池,每個池面積為則濃縮池直徑為。濃縮池工作部分高度取污泥濃縮時間,則:濃縮池總高度:設(shè)超高，緩沖層高，則：濃縮后污泥體積：設(shè)濃縮后污泥含水率，則：8.3機房脫水脫水機房由污泥混合池、脫水機房及泥餅堆放間合建而成。設(shè)帶式壓濾機2臺(一用一備)，脫水后污泥通過無軸螺旋輸送機，輸送至污泥堆放間，運到污水廠附