污水处理厂专业课程设计.doc
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1、环境工程专业课程设计8.4万m3城市污水处理工程二级工艺设计班级: 环境13-1班 学号: 姓名: 雷浩俊 指导老师: 谢文玉 成绩: 目录第1章 污水设计任务内容和基础资料(1) 1.1 污水处理设计任务和内容 (1) 1.2 污水处理设计基础资料 (1)第2章 污水处理工艺步骤 (2)第3章 水质平衡计算 (3)第4章 总体设计 (3)第5章 处理构筑物设计 (3)5.1 格栅间 (3)5.2 泵房 (6) 5.3 沉砂池 (7) 5.4 初沉池 (9) 5.5 曝气池 (11)5.6 二沉池 (15)5.7 消毒接触池 (17)第6章 污水处理厂高程计算(18)第7章 关键设备说明 (2
2、0)第8章 污水厂总体部署 (21)8.1 关键构(建)筑物和隶属建筑物(21) 8.2 污水厂平面部署 (21)8.3 污水厂高程部署 (23)第9章 心得体会 (23)参考文件 (24) 第1章 污水设计任务内容和基础资料1.1 设计任务和内容1.1.1设计任务:城市日处理水量8.4万m3污水二级处理厂工艺设计1.1.2设计内容:1) 对关键构筑物选型作说明。2) 关键处理设施(格栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池)工艺计算(附必需计算草图)。3) 污水处理厂平面和高程部署。4) 编写设计说明书、计算书。1.2 基础资料1.2.1污水水量和水质:1) 设计人口:28万;2) 排水量标准:3
3、00升/(人天);污水水质:CODcr=250mg/L,BOD5=180mg/L,SS=200mg/L,大肠杆菌数超标3) 污水水温:22,pH =7.5。1.2.2处理要求出水水质要求:BOD520mg/L,CODcr60mg/L,SS30 mg/L,大肠菌群数不超出10个/mL, pH=69。1.2.3气象和水文资料1) 风向:夏季主导风向为东南风,台风最高达910级,10米以上构筑物应考虑台风影响。2) 年平均气温:23。3) 历年平均降水量:170.4毫米。4) 历年平均相对湿度为81%。1.2.4厂区地形污水厂地势基础平坦,自南向北逐步升高,地面标高在60.34米(地面高程60.34
4、米)。1.2.5城市地质资料厂区土层情况良好,地下2米深以内为粘土层,26.5米深为砂粘土,6.588米为砾石层。厂区为地震6级区。1.2.6场地和其它1) 场地坐标: X 0.00 350.00 0.00 350.00Y 0.00 0.00 n180.00 n180.00(Y正指向北)2) 来水方位:X:350.00 Y: 150.003) 地下水体:54.21米4) 管内底标高:57.21米;管径Dn200mm;充满度h/D=0.65) 接纳水体:在厂区西边,最高水位:56.08m第2章 污水处理工艺步骤污水拟采取传统活性污泥法工艺处理,具体步骤以下:废水经过排水管网搜集,流入污水处理部分
5、,流经格栅去除较大悬浮固体物质,出水再送入平流式初沉池,在初沉池中去除小部分BOD5,大部分悬浮物在自重下沉淀形成污泥,经管网搜集进入污泥浓缩池,经初沉池后废水在流经曝气池,采取表面曝气,投加悬浮填料使活性污泥体系稳定,去除绝大部分BOD5和部分SS,废水进入二沉池深入去除BOD5和SS,使排水达标,二沉池中部分污泥进行回流,流经曝气池进行污泥接种,剩下污泥送至污泥浓缩池,对初沉池和二沉池中混合污泥进行浓缩,然后进入后续处理(外运或燃烧)。紫外消毒:杀灭大肠杆菌。第3章 水质平衡计算进水BOD5 180 mg/L,出水要求BOD5 20 mg/L,处理效率为: 其它指标均和BOD5计算相同。水
6、质平衡计算表见表3-1。表3-1 水质平衡计算表项目指标BOD5CODSS处理效率88.89%76.00%85.00%第4章 总体设计4.1处理构筑物选择污水处理构筑物形式多样,在选择时,应依据其适应条件和所在城市应用情况选择。选择平流沉砂池,辐流式沉淀池,传统推流式曝气池,平流式消毒接触池,巴士计量槽,采取带式压滤机进行污泥脱水。4.2设计水量计算2.2.1 日平均流量:2.2.2 设计流量:总改变系数 :。则: 第5章 处理构筑物设计5.1 格 栅在处理系统前,均需设置格栅,以拦截水中较大悬浮物和漂浮物,确保后续处理设施正常运行。已知参数:Qd=84000m3/d,Kz=1.27,Qmax
7、=4445m3/h=1.23m3/s。栅条净间隙为20mm,格栅安装倾角70,过栅流速通常为0.6-1.0m/s ,取=0.8m/s,栅条断面为矩形,选择平面A型格栅,栅条宽度s=0.01m。1、栅条间隙数n设明渠数N=2, 取栅前水深h=0.5m,过栅流速,栅条间隙宽度b=0.02m,格栅倾角,则栅条间隙数n 为2、栅槽宽度B=s(n-1)+bn式中: B-栅槽宽( m) s-栅条宽度 (m) b-栅条间隙 (m) n-栅条间隙数 (个) B/m=s(n-1)+bn=0.01(75-1)+0.0275=2.243、进水渠道渐宽部分长度l1进水渠宽B1=1.24m,其渐宽部分展开角度为=20,
8、则4、栅槽和出水渠道连接处渐窄部分长度l2l2/m=5、经过格栅水头损失h1由公式 h1=h0k式中:h0-计算水头损失,h0=-阻力系数,其值和栅条断面形状相关, 当为矩形时 ,=2.42. =0.96 k-系数,通常采取3 .故h0=0.96=0.029m h1=0.0293=0.088(0.080.15) 符合要求。设计中取0.10m。6、栅槽总高度H=h+h1+h2式中h2-栅前渠道超高,通常采取0.3m。则 H/m=0.50+0.10+0.30=0.907、栅槽总长度L=l1+l2+1.0+0.5+式中 l1-进水渠道渐宽部分长度 m ; B1-进水渠宽 ; l2-栅槽和出水渠道连接
9、处渐窄部分长度 m ; H1-栅前渠道深m,H1=h+h2。 故 L=1.37+0.69+1.0+0.5+=3.858、每日栅渣量W=式中:W1-栅渣量(m3/103m3污水) ,格栅间隙为20mm时 W1=0.05-0.10,取0.06。Kz-生活污水流量改变系数1.29。代入数值得W=5.51m3/dW0.2 m3/d,所以宜采取机械清渣。9、计算草图5.2 提升泵房1、泵类型选择:本设计采取传统活性污泥法工艺系统,污水处理系统简单,只考虑一次提升。污水经提升后入平流沉砂池,然后自流经过初沉池、曝气池、二沉池及接触池,最终由出水管道排入江。最大设计流量:Qmax= 4445m3/h =12
10、34.7L/s=1.2347m3/s依据污水高程计算结果,设泵站内总损失为2m,吸压水管路总损失为2m,则可确定水泵扬程H为H=63.420-57.34+2+2=10.1m选择KDW201 201A型卧式离心泵2台,一用一备,单泵性能参数为:流量为367.5L/s,扬程为18m,电机功率95kW.扬程/m流量/(m3/h)转速/(r/min)轴功率/kw效率/%10.14000900180852、集水池设计 容积 按一台泵最大流量时6min出流量设计,则集水池有效容积面积 取有效水深,则面积,取100m2 集水池长度取8m,则宽度 集水池平面尺寸 保护水深为1.2m,实际水深为5.2m5.3
11、沉砂池1、计算草图:现在,应用较多沉砂池池型有平流沉砂池、曝气沉砂池和钟式沉砂池。本设计中选择平流沉砂池,它含有颗粒效果很好、工作稳定、结构简单、排沙较方便等优点。2、平流沉砂池设计计算已知参数 Qmax=1.2347m3/s 停留时间t取30s。 1)长度 设=0.5m/s则2)水流断面积3)池总宽度 设n=2格,每格宽b=2.0m4)有效水深(1.2m,合理)5)沉砂斗所需容积V城镇污水沉砂量X取0.03L/,每两天除砂一次,则6)每个沉砂斗容积设每一分格有2个沉砂斗,共有4个沉砂斗。每个沉砂斗体积 7)沉砂斗各部分尺寸设砂斗中贮砂高度为,斗底尺寸为0.50.6m2,斜壁和水平面夹角为55
12、,则解得沉砂斗实际高度应比贮砂高度大些,取砂斗实际高度为h3=1.66m沉砂斗上口宽度为:则沉砂斗上部尺寸为2.32.0m28)池总高度设超高h1=0.3m ,取H=2.2m9)验算最小流速min最小流量,则(符合最小流速0.15m/s要求)沉砂池底部沉砂经过吸砂泵,送至砂水分离器,脱水后清洁砂砾外运,分离出来水回流至泵房吸水井。沉砂池出水经过管道送往初沉池集配水井,输水管道管径为1500mm,管内最大流速为0.59m/s。集配水井为内外套筒式结构,外径6.0m,内经3.0m。由沉砂池过来输水管道直接进入内层套筒,进行流量分配,经过4根管径为400mm管道送往4个首次沉淀池,管道内最大水流速度
13、为1.08m/s。5.4 首次沉淀池初沉池作用是对污水中以无机物为主体相对密度大固体悬浮物进行沉淀分离;去除50%60%SS,使污水BOD5降低25%35%;去除漂浮物,和均和水质。本污水厂采取辐流式初沉池,它是一个直径较大圆形水池,污水从池中心进入,呈水平方向向四面辐射流动,流速从大到小改变,污水中悬浮物在重力作用下沉淀,澄清水从池四面溢出。设计初沉池计算:设计四座初沉池。以下计算以一个沉淀池计算:1、池子表面积A:取初沉池表面负荷,则 2、池子直径D:,取D =27m3、沉淀部分有效水深h2:设沉淀时间t = 1.5h,则 4、沉淀部分有效容积:5、污泥部分所需容积V:设T = 4h, ,
14、则 7、污泥斗容积V1: 式中:h5 污泥斗高度(m), r1 污泥斗上部半径(m), r2 污泥斗下部半径(m)。 取污泥斗上部半径r1 = 2.0 m,下部半径r2 = 1.0 m,污泥斗倾角 = 60o,则污泥斗高度h5为: , 故:8、污泥斗以上圆锥体部分污泥容积V2: 式中:h4 圆锥体高度(m), R 池子半径(m),此处为10 m, r1 污泥斗上部半径(m),此处为2.0 m。 设池底坡向污泥斗坡度为0.05,则坡底落差h4为:, 故:9、可贮存污泥总体积:,符合要求。10、沉淀池总高度H: 式中:h1 保护高度(m),取0.3m, h2 有效水深(m),此处为3 m, h3
15、缓冲高度(m),取0.3 m。 h4 沉淀池底坡落差(m),此处为0.4m, h5 污泥斗高度(m),此处为1.73 m。 故:11、径深比校核:,符合要求。沉淀池出水采取锯齿堰,堰前设挡板,拦截浮渣。沉在底部沉泥经过刮泥机刮至污泥斗,依靠静水压力排除。初沉池出水经过渠道流回初沉池集配水井外层套筒,渠道宽度500mm,渠道内水深0.5m,水流速度为0.5m/s。5.5 曝气池 来水经过配水井均匀配水后,进入曝气沉淀池。在曝气沉淀池内,污水和活性污泥混合,充足接触,污水中可生物降解物质被微生物代谢和利用,最终变为无机物,达成去除污染物目标,最终泥水在外部沉淀池内进行泥水分离,上清夜由出水堰排出,
16、下面泥部分排出池体,剩下经过回流缝回流,进入曝气池,再次利用。本污水厂采取传统推流式曝气池,污水从池一端进入曝气池内,回流污泥也以后同时流入。混合液从池尾部流出进入二次沉淀池进行泥水分离,污泥由二次沉淀池底部排出,剩下污泥排出系统,回流污泥流至曝气池。设计曝气池计算:设计四座曝气池,采取传统活性污泥法。1、污水处理程度计算经首次沉淀池处理 BOD5按降低25%计算,则进入曝气池污水BOD5值为:为了计算去除率,首先计算处理水中非溶解性BOD5值,即=7.1bXaCe式中 Ce- 处理水中悬浮固体浓度,取值为 30mg/L b - 微生物本身氧化率,通常介于0.05-0.1之间,取值为0.09
17、Xa- 活性微生物在处理水中所占百分比,取值0.4代入数值 ,得 =7.10.090.430=7.67mg/L处理水中溶解性BOD5值为:20-7.67=12.33mg/L则BOD5去除率为=2、曝气池计算和各部位尺寸确实定1)确定BOD污泥负荷Ns: 拟采取BOD污泥负荷为0.3 kg/( kgd ),但为稳妥,需加以校核,校核公式为 其中,K2值取0.02,Se = 12.33 mg/L, = 0.897,f = 0.75,将各值代入上式,得Ns = 0.19,所以Ns值按0.2计算。2)确定混合液污泥浓度X: 依据已确定Ns值,可知对应SVI值为135,取r = 1.2,R = 50 %
18、 ,按下式计算X值,即 3)确定曝气池总容积V: 则每座曝气池容积V0为19136.0/4 = 4784m3,4)确定曝气池各部位尺寸:设池深h = 4.2 m,则每座曝气池面积F为:F/m2 = 4784/4.2 =1139设计池宽B = 5 m,则池长L为:L/m = F/B = 1139/5 = 228校核:B/h = 5/4.2 = 1.19,介于1 2之间,符合要求; L/B = 228/5 = 45.6 10,符合要求。设每座曝气池共5个廊道,则每个廊道长L1为:L1/m = L/5 = 228/5 = 45.6,取46m。曝气池超高取0.5 m,则池子总高H为:H/m = 4.2
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