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污水厂初步设计.doc
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1、污水厂初步设计目 录一、课程设计要求1、总体要求2、设计要点二、污水处理构筑物设计计算三、污水处理构筑物设计计算1、原始资料计算2、处理程度计算3、中格栅设计说明4、污水提升泵房的计算5、沉砂池 6、A段工艺计算7、中沉池8、B段工艺计算9、二沉池10、鼓风机房11、接触消毒池12、污泥浓缩池设计计算13、贮泥池设计计算14、污泥提升泵的选择15、脱水(2台)16、处理流程的高程计算四、高程水力计算表课程设计任务与要求一、设计目的课程设计是“水处理设备”课程教学的一个重要的实践性教学环节,其目的是使学生了解废水处理工程设计的一般程序和基本步骤;熟悉根据原始资料(废水的水质、水量资料和处理要求)
2、确定处理方案、选择工艺流程的基本原则;深化对本课程中基本概念、基本原理和基本设计计算方法的理解和掌握;掌握各种处理工艺和方法在处理流程中的作用、相互联系和关系以及适用条件、处理效果的分析比较;了解设计计算说明书基本内容和编制方法,初步训练处理工艺设计的制图和识图能力。通过较为全面的工艺设计计算练习,为今后的毕业环节及从事水污染控制工程实际工作打下良好的基础。二、设计任务1、根据设计原始资料提出合理的处理方案及处理工艺流程,包括各处理构筑物型式的选择、污泥的处理及处置方法、处理后废水的出路;2、进行各处理构筑物的工艺设计计算,确定其基本工艺尺寸及主要构造(用单线条画草图并注明主要工艺尺寸);3、
3、进行废水处理厂(站)的总体平面布置(包括各处理构筑物、辅助建筑物平面位置的确定,主要废水和污泥管道的布置),并绘制平面布置图(比例尺1:2001:500);4、进行各处理构筑物的高程计算并绘制废水处理厂(站)的流程图(比例尺纵向1:501:100;横向1:5001:1000);5、进行废水处理厂(站)初步的工程概算;6、编制工艺设计计算说明书。三、设计成果1、设计计算说明书一份;2、设计图纸4张,包括总体平面布置图、高程图、两个主要构筑物三视图。四、设计要求1、设计说明书中应对处理方案的比较选择作简要的说明,介绍所选工艺流程的特点和主要处理构筑物设置的作用、工艺构造要求和主要设计参数的选取及其
4、处理效率,最终处理出水水质。2、设计说明书中应有各个处理构筑物工艺计算的详细步骤和过程;必要时应注明所选参数和公式的出处;应附有按比例认真绘制的单线条计算草图,清晰的表明构筑物的主要构造和有关工艺尺寸;3、废水处理厂(站)平面图中不同类型的线条应有所区别以使图纸层次分明,便于识别。例如,可用带有特定符号的粗线条画各类管线,中线条画各类构筑物和建筑物,细线条画道路、绿地和围墙等。此外,图中应有处理构筑物和辅助建筑物一览表及必要的说明,管线应表明流向;4、流程和高程布置图中各处理构筑物和辅助建筑物应选择适宜的剖面,用单线条画出其主要构造(如必要的围墙、进出水挡板、出水堰和出水渠等)。画出连接管线以
5、及阀门、水泵和计量装置等控制点和水面线,标明水流方向并注明各部位的高程。注意:各类管线用粗线条画、水面线和标高线用细线条画;此外,图中应有图例和必要的说明;5、要求方案和工艺流程的选择较为合理,各项参数选择恰当,基本概念清楚,计算过程准确无误,设计计算说明书条理分明,文字通顺,叙述简明扼要,书写工整清晰。6、设计图纸要求表达正确、布局合理、线条层次分明,图面整洁。此外要求图中所有文字均必须用工程字(仿宋体)书写!一、某城市污水处理厂工艺设计根据城市总体规划,华东某市决定在其城西地区兴建一座城市污水处理厂,以完善该地区市政工程配套,控制日益加剧的河道水污染,改善环境质量。1、设计规模设计流量见设
6、计题目,总变异系数1.5。2、污水水质污水主要为城镇市政生活污水,具体水质参数见下表。处理水质应达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级B标准排放要求。 表1 进水水质 (单位:mg/L)项 目CODCrBOD5SSNH3-NTP进水水质380190238494.9出水水质602020150.53、其它有关资料规划中初步划定污水设在该地区西南部,厂区距运河尚有1.5公里。受纳河流常年平均水位1.4m(黄海基准标高,下同),最高洪水位2.50m,河床平均标高为-1.50m。该地区夏季主导风向为东南风。按照城市竖向规划,厂区地面标高应为2.76m。污水管由北向南进入污水厂区
7、,管径d600mm,管底标高-1.80m。厂区地基承载力满足污水处理厂一般要求,地下水位为-1.5m。2、方案选择 众所周知,水资源是十分重要的自然资源,人类的生命活动和生产活动无一不需要水,水成为了人类社会可持续发展的限制因素. 而城市污水是水量稳定,供给可靠的水资源,故城市污水的再生利用,使其资源化是一项重要的而且切实可行的措施. 但是污水中含有大量的有毒有害物质,我们在利用之前必须把它处理好.这就关系到了一个处理方案选择的问题。怎样才能做到用一个切合实际,而效果又比较好的方法来处理呢?本设计初选择了传统活性污泥法和AB法.AB法原理 AB法污水处理工艺,系吸附-生物降解(Adsorpti
8、on-Biodegration)工艺的简称.是德国亚深工业大学宾克教授于70年代中开创的。 污水自排水系统进入,经过吸附池中微生物的吸附,再到中间沉淀池,在到曝气池及二沉池,最大的优点就是该工艺分成2段,任何一段都有独立工作的能力。3、工艺流程4、工艺特点全系统公分预处理段,A段,B段等3段.在预处理段只设格栅,沉砂池等简易处理设备,不设初沉池.A段由吸附池和中间沉淀池组成,B段则由曝气池及二沉池所组成A段和B段各自拥有独立的污泥回流系统,两段完全分开,每段能够培育出各自独特的,适于本段水质的微生物种群.5、方案比较由于该城市属于中小型城市,并且在城市资料中提到该城市在经济发展的同时,城市的基
9、础设施建设不能与经济发展相协调,可见,该城市在环境投入经费上一般,而且,该城市在处理污水的时候没有要求到脱氮除磷;另外AB法要培育活性污泥的时间比较长,主要用于高浓度污水的处理,而该城市的污水浓度低,所以从各方面来说,活性污泥法更适合于该城市.三、污水处理构筑物设计计算1、原始资料计算生活污水量(1)污水设计流量的水量确定已经知道某城市污水处理厂的设计规模为Q=35000m3/d(2)污水水量变化系数的确定总变化系数Kz=1.4(3)污水设计最大流量Qmax=QKz=350001.4 =49000m3/d2、处理程度计算(1)SS的去除:原水中SS=238mg/L;出水中SS=20mg/L(2
10、)BOD5的去除:原水中BOD5=200mg/L ;出水中BOD5=20mg/L(3)COD的去除:原水中COD=300 mg/L;出水中COD=40mg/L(4)NH3-N的去除:原水中NH3-N=40g/L;出水中NH3-N=10 mg/L3、中格栅设计说明中格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成,安装在污水渠道、泵房集水井的进水口处或污水处理厂的端部,用以截留较大的悬浮物或漂浮物,以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。有关规定(1)泵前格栅栅条间空隙宽度不大于20mm,污水处理系统前可不设格栅。(2)污水过栅流速宜采用0.61.0m/s,格栅倾角宜采用45o75o.(3)污水上部必须设工作台,其
11、高度应高出格栅前最高设计水位0.5m,工作台上应有安全和冲洗设施.(4)格栅工作台两侧过道宽度不应小于0.7m。工作台正面过道宽度,采用机械清渣时不应小于1.5m。(5)格栅应设通风设施。(6)中格栅间隙10-50mm。(7)栅前渠道内的水流速度一般采用0.40.9m/s。3.1、设计参数设计流量: Qmax=70000 m3/d=0.8m3/s栅前流速v1=0.9m/s,过栅流速v2=1.0m/s栅条宽度s=0.01m,栅前部分长度0.5m格栅倾角=60,单位栅渣量1=0.05m3栅渣/103m3污水初定格栅间隙b=20mm3.2、设计计算(1)确定格栅前水深,根据最优水力断面公式,栅前流速
12、v1=0.9m/s栅前槽宽,则栅前水深(2)栅条的间隙数 取58个(3)栅槽宽度 设栅条宽度S=0.01mB=S(n-1)+bn=0.01(58-1)+0.0258=1.73m(4)进水渠道渐宽部分的长度 渐宽部分展开角度a1=20(5)栅曹与出水渠道连接处的渐窄部分的长度(6)通过格栅的水头损失:设栅条断面为锐边矩形断面,取K=3(7)栅后槽总高度:设栅前渠道超高h2=0.3m,栅前槽高H1=h+h2=0.95mH=h+h1+h2=0.65+0.127+0.3=1.077 m(8)栅槽总长度(9)每日栅渣量故采用机械清渣(10)计算草图如下4、污水提升泵房的计算提升泵房设计说明本设计采用传统
13、活性污泥法工艺系统,污水处理系统简单,只考虑一次提升。污水经提升后进入曝气沉砂池,然后自流通过初沉池、曝气池、二沉池及接触池,最后由出水管道排入河流。有关规定(1)泵房进水角度不大于45度(2)相邻两机组突出部分的间距,以及机组突出部分与墙壁额间距,应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸,并不得小于0.8。如电动机容量大于55KW时,则不得小于1.0m,作为主要通道宽度不得小于1.2m(3)泵站采用矩形平面钢筋混凝土结构半地下式,尺寸为15m12m,高12m,地下埋深7m。(4)水泵为自灌式设计参数设计流量:Q=1186.4L/s泵房设计计算计算草图如下:泵的型号:根据后面的高程计算,所需要
14、的泵的最小扬程为10米左右,而最大设计流量为3500m3/h,选泵结果为:3个350WL2190-11.8泵型号流量(m3/h)扬程(m)转速(r/min)350WL2190-11.8219011.8550污水泵房占地:LB=2015=300m25、沉砂池 沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒,以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。平流沉砂池的主要缺点是沉沙中约夹杂有15%的有机物,使沉沙的后续处理增加难度。故常需配洗砂机,把排砂经清洗后,有机物含量低于10%,称为清洁砂,再外运。曝气沉砂池可克服这一缺点。故采用曝气沉砂池。图5 曝气沉砂池示意图有关规定(1)旋流速度控制在0.250
15、.30m/s(2)最大时流量的停留时间为13min、水平流速为0.1m/s(3)有效水深为23m,深宽比为1.01.5,长宽比可达5(4)曝气装置,可采用压缩空气竖管连接穿孔管(穿孔孔径为2.56.0mm)或压缩空气竖管连接空气扩散板,每m3污水所需曝气量为0.10.2 m3或每m2池表面积35 m3/h设计参数设计流量:Q=0.8m3/s水平流速:v1=0.1m/s , 水力停留时间:t=2min设计有效水深h2=2m,每立方米污水所需空气量d=0.15m3/m3设计计算(1) 池子总有效容积 V=60Qmaxt=600.82=96m3(2) 水流断面积:设v1=0.1m/s(3) 沉砂池为
16、一格,池总宽度B=A/h2=4m(4)池长 L=vt=0.1260=12m(5)每小时所需空气量q=dQmax3600=0.150.83600=432m3/h(6)贮泥区所需容积:设计T=2d,即考虑排泥间隔天数为2天, (7)每个沉砂斗容积为(设每1分格有一个沉沙池) (8)沉砂斗各部分尺寸及容积为: 设计斗底宽a1=1.0m,斗壁与水平的倾角为60,斗高h3=0.8m,则沉砂斗上口宽:(取2m)沉砂斗容积:(9)沉砂池高度:采用重力排砂,设计池底坡度为0.1,坡向沉砂斗,则则沉泥区高度为h3= 池总高度H :设超高h1=0.3m,H=h1+h2+h3=0.3+3+1.8=5.1m(10)计
17、算草图如下图6 曝气沉砂池计算草图现需要2格,故一格备用。6、A段工艺计算在处理过程中,A段通常在缺氧环境中运行,A段对于 水质、水量、pH值和有毒物质等的冲击负荷有巨大的缓冲作用,能为其后的B段创造一个良好的进水条件。有关规定设计参数确定污泥负荷:NSA=3kgBOD5/(kgMLSSd)污泥回流比:RA=50%混合污泥浓度:XA=2300mg/LBOD去除率:EA=60%SVI=751污水处理程度计算及曝气池的运行方式曝气池的运行方式,在本设计中应考虑曝气池运行方式的灵活性与多样性。即:以传统活性污泥法作为基础,又可按阶段曝气法和再生曝气系统等运行方式调试运行。2曝气池的计算与各部位尺寸的
18、确定(1)BOD5污泥负荷率的确定: 取BOD5污泥负荷率为3kg/(MLSSd),为稳妥起见,加以校核式中K2介于0.01680.0281之间,取0.0242,Se=14.9,结果证明NS值取3是适宜的。(2)确定曝气池容积:(3)污泥龄:设a=0.6(4)回流污泥量(5)确定曝气池各部位尺寸设2组曝气池,每组容积: 池深取4米,则每组曝气池的面积:F=m2池宽为6米,B/H=1.5介于12间,符合规定。池长:;,符合规定。设三廊道式曝气池,廊道长:(6)需氧量,设a=0.6(7)曝气时间计算TA=取超高为0.5米,则池总高度为:4+0.5=4.5m。(8)出水设计A段曝气池的出水采用矩形薄
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