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水污染课程设计.doc
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1、水污染控制工程课程设计报告题目某城市污水解决厂设计系部环境科学与工程学院专业班级成员指导教师设计时间年月日小组任务分派1、 总设计思绪:2、 构筑物计算(1) 格栅、调节池、沉淀池(2) 厌氧池、MBR池(3) 混凝沉淀池、高程计算3、 CAD制图(1) 高程图、流程图(2) 流程图(3)重要构筑物图、平面图4、 汇总(1)解决流程各部分工艺(2)解决流程各部分工艺、总排版和文字编辑(3)平面布置、高程布置1 设计任务书31.1 设计目的31.2 设计任务及内容31.3 设计资料31.3.1 基本情况31.3.2 设计依据32 工艺流程的设计及说明42.1 工艺流程的选择与拟定42.1.1 解
2、决工艺的选择42.1.2 工艺流程的拟定62.2 工艺流程说明73 解决构筑物的设计计算73.1 格栅的设计计算73.1.1 格栅的选择83.2 调节池的设计计算123.2.1 调节池的选择123.2.2 调节池的计算133.3 沉淀池的设计计算153.3.1 沉淀池的选择153.3.2 沉淀池的计算163.4 厌氧池的设计计算193.4.1 设计参数193.4.2 厌氧池的计算193.5 MBR池的设计计算203.5.1 MBR池的设计参数203.5.2 MBR池的计算203.6 混凝沉淀池的设计计算263.6.1 混凝沉淀池的选择263.6.2 混凝沉淀池的计算264 附属建筑物的拟定27
3、4.1 办公楼设计275 污水解决厂的总体布置285.1 平面布置设计285.2 高程布置设计286 总结287 重要参考文献301 设计任务书1.1 设计目的1、通过课程设计,使学生掌握水解决工艺选择、工艺计算的方法,掌握平面布置图、高程图及重要构筑物的绘制方法,掌握设计说明书的写作规范。2、本设计是水污染控制工程教学中一个重要的实践环节,规定综合运用所学的有关知识,在设计中掌握解决实际工程问题的能力,并进一步巩固和提高理论知识。1.2 设计任务及内容设计任务:根据已知资料,进行污水解决厂的设计。规定拟定污水解决方案和流程,计算各解决构筑物的尺寸和选择设备,布置污水解决厂总平面图和高程图。规
4、定污泥解决工艺采用:“污泥浓缩污泥消化污泥脱水”或“污泥前浓缩污泥消化污泥后浓缩污泥脱水”或“污泥浓缩污泥一级消化污泥二级消化污泥脱水”工艺。设计规定:需上交的设计成果涉及1、设计说明书;2、设计图纸(平面图、流程高程图、重要构筑物图)。1.3 设计资料1.3.1 基本情况某酱油厂以大豆、豆饼、麦麸为原料,经发酵生产酱油。整个工艺的每个环节均有废水产生。1.3.2 设计依据(1)进出水水质标准:表1-1 进出水水质标准项目COD BOD5Cl-SSNH4+-NpH色度进水水质155067520234001507.51200倍出水水质1506070256920倍(2)气象水文资料:属北亚热带湿润
5、气候区风向:常年为偏东南风气温:年平均气温:14.9 oC地下水位:常年平均地下水位1.8米最高水位:4.26米最低水位:0.41米平均地面高程:4.2米地震烈度:6级地基承载力:各层均在120kPa以上(3)拟建污水解决厂的场地:为一3058平方米的平洼地,位于主厂区的东方,相对工厂地平面(+0.00)的标高为-1.0米。生产车间排水经管道自流到污水厂边的集水池(V=20m3,池底较主厂区地平面低6.00m)。接纳解决出水的排水沟底的相对标高为-3.00m。2 工艺流程的设计及说明2.1 工艺流程的选择与拟定2.1.1 解决工艺的选择某酱油厂以大豆、豆饼、麦麸为原料,经发酵生产酱油。整个工艺
6、的每个环节均有废水产生。酱油生产工艺过程涉及原料解决、制曲、发酵、浸出淋油及加热配制等工序。酱油废水是一种有机物含量较高的食品发酵废水。其成分重要为粮食残留物如碎豆屑、麸皮、面粉、糖分、酱油、发酵残渣、各种微生物及微生物分泌的酶和代谢产物、酱油色素、微量洗涤剂、消毒剂和少量盐分等,色度较高,废水解决具有一定的难度。酱油废水属于高浓度有机废水,以有机污染为主,可生化性良好,盐度高,冲击负荷变化大,生化解决工艺污泥产量高。目前常见的解决工艺以生物解决方法为主。以下是常用污水解决工艺的比较。表2-1 常用污水解决工艺对比工艺氧化沟MBR占地规模大小中小解决流程复杂简朴较简朴较复杂建设成本较高较高中较
7、高运营成本中中高低运转可靠性较好一般一般一般能耗中较低高低使用范围合用于同时除磷脱氮的场合;经典中小城乡污水和厂矿公司的工业废水合用于中小规模的城市污水解决厂。MBR工艺广泛应用于生活污水及各类工业废水的解决优点1.技术成熟,运营稳妥可靠,管理维护简朴,运营费用低;2.污染物去除效率高,运营稳定,具有较好的除P脱N功能,能较好的耐冲击负荷;3.具有改善污泥沉降性能的作用的能力,减少的污泥排放量;1. 流程十分简朴,运营效果稳定,2.解决效果好,有稳定的除P脱N功能;3. 解决设备少,构造简朴,便于操作和维护管理。4.工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整,运营灵活。1. 技术先进成熟,工艺
8、流程简朴,运营管理方便;2.解决效果好,工艺的调节适应性强,耐冲击负荷,有稳定的除P脱N功能;3.基建费用低,占地小,布置紧凑;1.可以实现反映器水力停留时间HRT和SRT的充足分离;2.占地面积小;3.剩余污泥产量极低,理论上可以实现零污泥排放;4.系统硝化良好,难降解有机物得到了进一步充足的降解。缺陷1、解决构筑物较多;2、污泥回流量大,能耗高;3、用于小型水厂费用偏高;4、沼气运用经济效益差。1、间歇运营,对自动化控制能力规定高;2、污泥稳定性没有厌氧消化稳定;3、容积及设备运用率低;4、变水位运营,电耗增大;1、周期运营,对自动化控制能力规定高;2、污泥稳定性没有厌氧消化稳定;3、容积
9、及设备运用率低;4、脱氮效果较低。1、基础造价较高;2、膜组件易受污染;3、膜使用寿命有限;4、运营费用高。本次设计污水解决的特点为:一、污水中重要污染物指标BOD、COD、SS值为典型城市污水值。此外考虑到NH4+-N出水浓度排放规定比较高,因此需要采用可以同时脱氮除磷且效果较好的工艺;二、污水以有机污染为主,BOD/COD =0.440.3,可生化性比较好,重金属及其他的难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标;三、本课题污水解决量比较小,在达成污水解决规定的前提下,也应着重考虑工程占地面积。针对以上特点,以及出水规定,以采用生化解决最为经济。根据国内外已运营的中、小型污水解决厂的调查,要达
10、成拟定的治理目的,可采用MBR膜生物解决法。2.1.2 工艺流程的拟定图2-1 工艺流程图2.2 工艺流程说明污水通过细格栅去除较大的悬浮物,然后进入调节池调节水量后进入沉淀池,此过程中可去除SS,再通过厌氧池和MBR池将废水中的BOD、COD、氨氮去除,再通过混凝沉淀和氧化脱色减少废水的色度。3 解决构筑物的设计计算3.1 格栅的设计计算格栅属于预解决设备,一般设于污水解决厂所有解决构筑物之前,是由一组或多组平行的金属栅调制成的框架,放置在废水流经的渠道中或泵站集水池的进口处,用于截留废水中粗大的悬浮物或漂浮物,防止其后解决构筑物的管道阀门或水泵堵塞。图3-1 格栅的结构3.1.1 格栅的选
11、择1)栅条间隙根据污水种类、流量、代表性杂物种类和大小来拟定,一般选取范围如下:机械清栅:325mm;人工清栅:515mm;筛网:0.12mm。2)在大中型污水站,应设立两道机械格栅:第一道为粗格栅:1040mm,第二道为细格栅:310mm。在小污水站,设立一道格栅即可,栅条间隙应为315mm。3)过栅流速:污水在栅前渠道内的流速应控制在0.40.8m/s,通过格栅的流速应为0.61.0m/s。过栅水头损失与过栅流速相关,一般应控制在0.10.3m之间。栅后渠底应比栅前相应减少0.10.3m。4)格栅有效过水面积按流速0.61.0m/s计算,但总宽度不小于进水管渠宽度的1.2倍,格栅倾角应为4
12、575,假如为人工格栅则采用安装角度3060。5)格栅必须设立工作台,台面应高出栅前最高水位0.5m,台上应设安全和冲洗设施。工作台两侧过道宽度不应小于0.7m。台正面宽度,当采用人工清渣时,不应小于1.2m,当采用机械清渣时,不应小于1.5m。对于酱油生产废水格栅的选用,通过对各种格栅的对比,我们选用回转式格栅机。本设计中栅条形状采用矩形断面并在污水泵站前设立一道格栅(细格栅一道),另放一道备用。采用机械清渣,安装倾角为60900,设为700。经计算设计流量为0.018m3/s。3.1.2 格栅的计算1.进水渠道宽度计算根据最优水力断面公式 设计中取污水过栅流速v=0.8m/s则栅前水深:
13、h=B1/2=0.11m2.格栅的间隙数式中:b栅条间隙,m ,取b=0.005m; h栅前水深,m ; v过栅流速,m/s;-安装倾角=3.格栅栅槽宽度式中:S栅条宽度,m,取0.01 m;4.进水渠道渐宽部分的长度计算式中:L1进水渠道渐宽部分长度,m;1a渐宽处角度,取20。5.进水渠道渐窄部分的长度计算6.通过格栅的水头损失式中:h1水头损失,m;格栅条的阻力系数,查表知=2.42; k格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数,一般取 k=3。7.栅后槽总高度式中:h2栅前渠道超高,m,取h2=0.3m。8.栅槽总长度9.每日栅渣量式中: W每日栅渣量,m3/d;W1每日每1000m3污水的
14、栅渣量,设计中取0.1m3/(103m3污水);KZ-总变化系数,经内插法计算得KZ=2.210.进水与出水渠道生产车间排水经DN200的管道自流到污水厂边的集水池,从集水池进入格栅进水渠道,然后,就由提高泵将污水提高至调节池。11.格栅后污水提高泵的选择与计算 泵房采用下圆上方形泵房,集水池与泵房合建,集水池在泵房下面,采用全地下式。考虑两台水泵,一用一备。取=64.17,则一台泵的流量应大于为64.17。根据室外排水规范选取相关设计参数如下:集水池容积不小于最大一台水泵5min的出水量;吸水管设计流速宜为0.71.5m/s,出水管流速宜为0.82.5m/s。1)水泵的扬程H水泵全扬程H:通
15、过格栅的水头损失为0.56m,调节池最低水位与所需提高水位之间的高为3+1.11=4.11m吸水管水头损失:设弯头、喇叭管阻力系数分别为0.8、0.1,则出水管水头损失:设弯头、喇叭管、阀门的阻力系数为0.8、0.1、0.1,安全水头:取。 管线水头损失假设为1.0m故水泵的扬程为 , 取7m。2)泵的选取下表为部分水泵的性能及参数,通过对比,选用QW80-65-25-7.5型水泵两台,一备一用,性能及参数见下表。表3-1 部分水泵的型号及性能型号口径(mm)流量(m3/h)扬程(m)功率(kw)转速(r/min)效率(%)QW25-8-22-1.1258221.1282538.5QW32-1
16、2-15-1.13212151.1282540QW40-15-15-1.54015151.5284045.1QW40-15-30-2.24015302.2284048QW50-20-7-0.75502070.75139054QW50-10-10-0.755010100.75139056QW50-20-15-1.55020151.5284055QW50-15-25-2.25015252.2284056QW50-18-30-35018303288058QW50-25-32-5.55025325.5290053QW50-20-40-7.55020407.5290055QW65-25-15-2.265
17、25152.2284052QW65-37-13-36537133288055QW65-25-30-46525304289058QW65-30-40-7.56530407.5290056QW65-35-50-1165355011293060QW65-35-60-1565356015293063QW80-40-7-2.2804072.2142052QW80-43-13-38043133288050QW80-40-15-48040154289057QW80-65-25-7.58065257.5290056QW100-80-10-410080104144062QW100-110-10-5.510011
18、0105.5144066QW100-100-15-7.5100100157.5144067QW100-85-20-7.510085207.5144068QW100-100-25-111001002511146065QW100-100-30-151001003015146066QW100-100-35-18.51001003518.51470653.2 调节池的设计计算3.2.1 调节池的选择调节池,采用钢筋混凝土池,以防沉淀物在调节池中沉淀下来。调节池事实上是一座变水位的储水池,污水进入调节池后,以平均流量输出到后续污水解决系统中,多余的水量储存起来,再来水量低于平均流量时再输出。通常情况下,
19、用于工业废水的调节池,可按6-8h的废水量计算,若水质水量变化大时,可取10-12小时的流量,甚至采用24小时流量计算。均量池一般为重力流进水,出水用泵抽升,池中最高水位不高于进水管的设计水位,最低水位为死水位,有效水深为23m。为避免污水中杂质再调节池中沉淀,可在池内设立各种混合搅拌设备,如水泵强制循环搅拌、空气搅拌、机械搅拌等。本次设计中采用空气搅拌,在池底装设穿孔管与鼓风机空气管相连,用压缩空气搅拌,气水比4:1。3.2.2 调节池的计算1.池容V=Qt式中,V-池容,m3;Q-流量,m3/h;t-调节时间,h,取7hV=Qt=64.177449m3,取450m32.调节池面积式中,A-
20、调节池面积,m2;H-调节池水深,m,本次设计取3.5m,超高0.5m取调节池长宽高=15m10m3m=450m33.空气管计算在调节池内布置曝气管,气水比为4:1,空气量为。运用气体的搅拌作用使来水均匀混合,同时达成预曝气的作用。空气总管D1取90mm,管内流速v1为v1在1015m/s范围内,满足规范规定空气支管D2:共设4根支管,每根支管的空气流量q为:支管内空气流速v2应在510m/s范围内,选v2=8m/s,则支管管径D2为取D2=60mm,则穿孔径D3:每根支管连接两根穿孔管,则每根穿孔管的空气流量为q1=0.009m3/s,取v3=7m/s则取D3=45mm,则4.孔眼计算孔眼开
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