污水厂课程设计.doc

目录
一、设计任务书 2
1．基本情况 2
2．污水排放现状 2
3. 设计规模、设计水质及处理后排放水质 2
4. 设计任务及要求 2
二、设计说明书 3
1.设计依据和执行规范 3
2.设计规模、设计水质及处理后排放水质 3
3.污水处理工艺方案的选择 3
3.1工艺类型介绍 3
3.2各方案的比较及选择 3
4. 污水处理工艺及流程 6
4.1 污水处理工艺流程 6
4.2 工艺流程说明 6
4.3各处理单元处理效果览表 6
三、设计计算 8
1.污水处理工艺设计计算 8
2.污水处理系统 8
2.1格栅 8
2.2调节池 9
2.3事故池 9
2.4一沉池 10
2.5卡鲁塞尔氧化沟 11
2.6二沉池 14
3.污泥处理系统 15
3.1污泥井 15
3.2污泥浓缩池 16
3.3污泥脱水系统 17
4.其他构筑物设计 18
4.1脱水机房 18
4.2工作区 18
4.3生活区 19
个人小结 20
参考文献 21

第一部分 设计任务书

1．基本情况
拟建地形平坦，气象及水文资料
风向：多年主导风向东南风
气温：最冷月平均为-2
最热月平均为40
最大冻土深度为0.2米
2．污水排放现状
根据建设单位提供的资料，该厂以废纸为原料生产箱板纸，废纸经碎浆，磨浆，筛选后送造纸机，再经烘干即成成品。废水排放主要；来源于筛选及造纸机白水等工序。每天产生废水量为2000 m³/d
3设计规模、设计水质及处理后排放水质
3.1 设计处理水量：
日处理量： 2000吨/d
时处理量： 83.33吨/h
污水流量总变化系数（总不均匀系数）：1.9
3.2确定其原水水质参数如下：（除PH外单位均为mg/L）
项目
PH
COD
BOD
SS
污物含量mg/L
8.5
580
260
600
3.3设计出水水质（除PH外单位均为mg/L）
项目
pH
COD
B0D
SS
污物含量mg/L
6-9
≤450
≤100
≤100

4 设计任务及要求
4.1查阅相关资料，选择两到三种处理方案，进行技术、经济上的分析、比较，选出最佳方案。要求运行处理效果好，投资省，占地面积小，运行费用低，管理方便，出水稳定、达标。
4.2写设计说明书，说明工艺选用理由及应用原理及主要构筑物选择及理由。
4.3编写设计计算书，对选择的主要设施（格栅、初沉池、曝气池、二沉池）进行工艺计算；
4.4设计计算说明书一份。
4.5图纸绘制：工艺流程图（2号图）、污水处理厂平面布置图（2号图）。主要构筑物高程布置图。（2号图）。要求用CAD绘制。

第二部分 设计说明书
1.设计原则、设计依据和执行规范
1. 1设计原则
A.采用技术先进可靠、占地省、出水水质稳定，效果好的工艺；
B.选择造价低、节省电力、效率高的耐用设备；
C.因地制宜、合理布局、统一规划。
1. 2设计依据和执行规范
A. 根据GB3544-2001《造纸工业水污染排放标准》进行设计；
B. 执行室外给水设计规范GBJ14－87；
C. 执行室外排水设计规范GBJ14－87。
2设计规模、设计水质及处理后排放水质
A 设计处理水量：
日处理量： 2000吨/d
时处理量： 83.33吨/h
污水流量总变化系数（总不均匀系数）：1.9
B确定其原水水质参数如下：
PH：8.5；COD：580 mg/L；BOD：260 mg/L；SS ：600mg/L
C设计出水水质
COD≤450mg/1；B0D≤100mg/1；SS≤100mg/1；pH= 6-9
3.污水处理工艺方案的选择
就规模而言，本项目属于中小型的造纸工业废水处理。根据本工程水质的浓度和处理程度要求（B/C比较小），所选的污水处理工艺必须能有效去除有机物。
3.1工艺类型介绍
目前国内外, 中小型的造纸工业废水处理工艺主要有: 化学混凝气浮法（化学混凝沉淀法）、普通活性污泥法、LRP工艺（木质素去除工艺）、卡鲁塞尔氧化沟、ABR法（厌氧折流板反应器）、生物接触氧化法、SBR法（序批式活性污泥法）。符合所需功能的工艺有如：
A 普通活性污泥法 中段水采用推流式的普通活性污泥法处理，对污水处理效果极好，BOD5去除率基本可达90％以上，适用于处理净化程度和稳定程度较高的污水，但也存在耐冲击能力差的缺点。
B卡鲁塞尔氧化沟 卡鲁塞尔氧化沟属于活性污泥法中延时曝气类型，同其它类型的活性污泥法相比，剩余污泥较少，除营养盐与脱水用絮凝剂，整个系统
不加任何药剂，处理后的排水即能达到国家排放标准。该法具有以下优点：（1）耐冲击负荷能力强，可承受较大程度的水质变化，短时进水COD即使高达3000 mg/l，也不影响生物的活性和出水水质；（2）去除率高，COD去除率为75.8%，BOD去除率为89.3%；（3）操作维护方便，运行稳定性好；（4）电耗低，曝气机充气动力效率为2.03kgO2/kWh;(5)具有缺氧、厌氧、好氧的综合功能，不需生物选择器，即可抑制丝状菌的生长，避免污泥膨胀。
C 生物接触氧化法 该法是在接触滤池和生物滤池的基础上发展起来的生物接触氧化法，又称淹没式生物滤池法。用该法处理24h(HRT),BOD5去除率可达９０％左右，ＣＯＤ去除率可达６５％左右，如果出水经活性炭吸附8h,可作为造纸厂的回用水。
3.2各方案的比较及选择
考虑到该项目污水水量大、色泽深、PH 值高、臭味重、污染程度高，同时B/C约在0.25-0.30，可生物降解性较差。为了达到较好的生物处理效果，一般采用卡鲁塞尔氧化沟工艺去处理污水，从而达到处理目的。
因为本处理系统为中小型的造纸工业废水处理系统，对于上述生物处理方法从经济、技术等方面做一个分析（参见表1），以采用合理的工艺方法。

序号
项目
普通活性污泥
生物接触氧化-化学絮凝法
卡鲁塞尔氧化沟工艺
1
处理能力/（m3.d）
12000
60000
50000
2
进水水质/(mg/L)
COD
1000-1500
800-1000
≤1800
BOD
300-500
250-400
≤600
SS
600-800
90-130
≤2200
3
出水水质/(mg/L)
COD
≤450
≤350
≤450
BOD
≤200
≤150
≤200
SS
≤100
≤100
≤200
4
要求管理水平
复杂
较简单
简单
5
占地面积/万m2
8.7
6.4
5.5
6
工程总投资（万元）
9000
6000
4800
7
年运行费用/万元
384.6
482.3
937
单位成本/（元/m3污水）
0.64
0.77
0.55

通过技术、经济等比较(见表1)，并考虑污水性质，水里含有大量的木素、半纤维素、糖类及其它溶出物（残碱、无机盐、挥发酸、氨氮等）等，这些物质不易生物处理，比较生物接触氧化-化学絮凝法与卡鲁塞尔氧化沟工艺，作者认为用卡鲁塞尔氧化沟工艺较为适合，本项目以生物接触氧化-化学絮凝法工艺为框架，以卡鲁塞尔氧化沟为主体处理该废水。

4.污水处理工艺及流
4.1污水处理工艺流程
造纸中段废水沿排水管道经格栅截流污物后，自流进入集水池，由污水泵提升送至一沉池，去除细颗粒及杂质后，废水进入卡鲁塞尔氧化沟，同时对其进行表面曝气，废水中的有机物经缺氧-厌氧-好氧工艺分解后，出水水质符合GB3544-2001《造纸工业水污染排放标准》中非木浆漂白标准。（工艺流程如图1所示 ，详细参见图纸中工艺流程框图）。
　 事故池 　　　 表面曝气 加药设备计量泵
废水 格栅 调节池　 污水泵 一沉池　　 卡鲁塞尔氧化沟　 二沉池出水
垃圾外运
污水泵 泥 回流泵回流污泥污泥回流池

离心脱水机 计量泵 加药设备 剩余污泥 污泥泵
　　　　　　　　 泥饼外运 污泥浓缩池
滤液 带式脱水机 上清液
滤液
图1 工艺流程图
4.2工艺流程说明
由厂区收集来的造纸工业废水经过机械格栅拦截垃圾杂物，出水提升泵进入调节池，计划调节池的停留时间为1小时。污水经调节池进入初沉池。调节池对后续处理构筑物对水质水量稳定性起调节作用，因为污水水量变化不大，所以调节池设计容积较小。因为废水的B/C比较小，之后污水进入卡鲁塞尔氧化沟去处理。出水经二沉池（选用辐流式沉淀池的）进行排放。
其中初沉池颗粒较大的砂子杂物靠重力沉降到池底，污水流入调节池，而污泥杂物由泵抽调进入污泥井。二沉池的污泥自流进入污泥回流池。池内设有污泥泵，将井内污泥调到污泥浓缩池去，经浓缩后污泥输送到污泥脱水系统，利用带式压滤机进行脱水，最后把泥饼外运。
4.3各处理单元处理效果览表
表2 各处理单元处理效果表

项目（mg/l）
PH
COD
BOD
SS
处理单元

原水

8.5
580
260
600
格栅
去除率
0%
0%
0%
0%
出水浓度
8.5
580
260
600
调节池
去除率
0%
0%
0%
0%
出水浓度
8.5
580
260
600
初沉池
去除率
0%
10%
2%
44%
出水浓度
8.5
522
254.8
336
卡鲁塞尔氧化沟
去除率
0%
75%
89%
89％
出水浓度
8.5
130.5
28.03
36.96
二沉池
去除率
0%
5%
4%
9％
出水浓度
8.5
123.98
26.91
33.63
要求目标
出水浓度
6～9
≤450
≤100
≤100

第三部分 设计计算书
1.污水处理工艺设计计算
污水处理工艺具体设计计算
进水情况：（Q=2000 m3/d，上浮90%进行计算）Q＝3800m3/d=158.33m3/h=0.044 m3/s；COD =580mg/L；BOD=260mg/L；SS =600 mg/L。

2污水处理系统
2.1格栅
设计流量：最大日流量Qmax＝0.044m3/s；栅条间隙宽度b＝0.005m,栅前水深h=0.4m, 过栅流速v＝0.9m/s,格栅倾角=60。 ，格栅采用地埋式。如图2所示：
图2 格栅
A栅条间隙数(n):

B 格栅宽度(B)：
设计栅条宽度S=0.01m

C进水渠渐宽部分长度(l1):
进水渠宽B1＝0.04m，进水渠速度0.77m/s,渐开部分展开角度a1＝20.

D栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(l2):

E 通过格栅的水头损失(h1):
设计栅条断面为锐边矩形，那么：

F 栅后槽总高度(H):
栅前渠道超高h2 =0.2m

G栅槽总长度(L):

H 每日栅渣量(w):
对于栅条间隙b=5mm的格栅，取=0.0710
设污水总变化系数Kz＝1.5

格栅除污机的选用 选用2台WGS系列机械格栅，根据宜兴天地环保设备有限公司提供的WGS-1000A型机械格栅的有关技术资料，所选设备的技术参数为：安装角度为60°；电机功率为1.5kW；导流槽长度为1.5m；耙齿栅宽为828mm；过水流速≤1m/s；过水流量为10000-20000t/d。
2.2调节池
A.调节池有效容积：设停留时间T＝2h，
m3 ；
B 调节池的尺寸：规划其有效水深h=1.5m，采用方形池，则池表面积，所以，L=B=（取15m）。
在池底设集水坑，水底以i=0.01的坡度坡向集水坑。
C调节池前采用LXB-900-3-Z型螺旋提升泵2台，1用1备。该泵单台扬程为3m，螺旋外径900mm，提升流量为480m3/h,转速为48r/min,配用功率为11KW。
2.3事故池
A事故池有效容积为调节池的1/2，即；

B 事故池的尺寸：规划其有效水深h=1.5m，采用方形池，则池表面积，所以，L=B=（取11m）。
在池底设集水坑，水底以i=0.01的坡度坡向集水坑。
2.4一沉池
设在这阶段 COD处理率为10%，BOD处理率为5%，SS的处理率为44％；那么出水：COD为522mg/L，BOD为254.8mg/L，SS为336mg/L。
初沉池采用半地埋式，设1池。设停留时间取T＝1.5h，池子表面负荷q＝25-30m3/(m2.d)。如图3所示：

图3 一沉池
A沉淀部分水面面积: （取q=25m3/(m2.d)）
B池子直径：（取D=10m）
C有效水深: h2（取q=25m3/(m2.d)）
D沉淀池总高度：H=0.3+1.67 +0.5+0.045+0.87=3.39m
① 初沉池污泥量：
② 污泥斗容积：污泥斗上部半径r1=1m，r2=0.5m,则污泥斗高度 h5=
V1=

③ 污泥斗以下圆锥体部分容积：底坡落差

共可储存污泥体积
④ 沉淀池总高度：H=0.3+1.56+0.5+0.12+0.87=3.4m
⑤ 沉淀池周边处的高度：
E径深不校核：，在6-12范围内，满足要求。
F采用机械刮泥 选用2台BZX25型半桥式周边传动刮泥机。根据无锡金源环境保护设备有限公司提供有关技术资料，所选设备的技术参数为：①周边速度为2.0m/min；②驱动功率为0.37kw。
2.5卡鲁塞尔氧化沟
设在这阶段 COD处理率为75%，BOD处理率为89%，SS的处理率为89％；那么出水：COD为130.5mg/L，BOD为28.03mg/L，SS为36.96mg/L。
卡鲁塞尔氧化沟采用半地下式，设二池。设停留时间为24h，MLSS =4-6g/l，污泥回流比R=75%以上，泥龄25-30d。如图4所示：
图4 氧化沟
A氧化沟总容积：V=158.33×24=3800 m3,则单座氧化沟容积V单
=
B取氧化沟有效水深h=4m，超高为1m，氧化沟深度H=4+1=5m，中间分隔墙厚度为0.25m。则氧化沟面积：
C令单沟道宽度b=4m，则弯道部分的面积：
；
直线段部分面积；
单沟直线段长度：（取18m）
D进水管和出水管 污泥回流比R=75%以上，管道流速v=1.0m/s，进水管流量（R取100%）。
则管道过水断面
管径，取0.200（200mm）。
校核管道流速
E出水堰及出水竖井
水堰 堰上水头高H=0.15m，堰宽b=
为了便于设备的选型，堰宽b取1.3m，校核堰上水头H

②出水竖井 考虑可调桉安装要求，堰两边各留0.3m的操作距离。
出水竖井长L=0.3×2+b=0.6+1.3=1.9m；
出水竖井宽B=1.4m(满足安装要求)；
则出水竖井平面尺寸为L×B=1.9m×1.4m,氧化沟出水孔尺寸为b×h=1.3m×0.5m。
F投加营养盐的计算：

营养盐投加比例：BOD：N：P=100：（1-2）：（0.2-0.4），而BOD为254.8mg/l，则每天投加尿素的最大量：，每天投加磷酸三钠的最大量：。
选用江苏宜兴天地环保机械设备有限公司提供的JYB10-0.4型玻璃钢液体搅拌机，其技术参数为：液槽尺寸为；电机功率为0.55kW；叶轮直径为460mm；叶轮转速为131r/min；
选用40FS-26A型塑料泵输送，其技术参数为；流量为6.55m3/h；电机功率
为1.5kW；扬程为20.5m；转速为2900r/min；进口口径为40mm，出口口径为25mm。
G曝气设备选择
①实际需氧量AOR
Ⅰ去除BOD需氧量

其中X为MLVSSg/l，取2.08g/l。
Ⅱ剩余污泥中BOD的需氧量
；
总需氧量AOR=D1-D2=1396.6-45.62=1350.98 kg/d，考虑安全系数1.4，则 AOR=1.4×1350.98=1891.37kg/d。
②标准状况下需氧量SOR

式中 ——20℃时氧的饱和度，查表取9.17mg/l；
——T=25℃时氧的饱和度，查表取8.38 mg/l；
C——溶解氧浓度，0-4 mg/l，取4mg/l；
（取南京的平均气压）；
——修正系数，取0.85；

——修正系数，取0.95。
③单座氧化沟需氧量：
SOR1=
2.6二沉池
设在这阶段 COD处理率为5%，BOD处理率为4%，SS的处理率为9％；那么出水：COD为123.98mg/L，BOD为26.91mg/L，SS为33.63mg/L。
二沉池采用地埋式，设2池。设停留时间取T＝3.6h，池子表面负荷q＝20-25m3/(m2.d)。如图5所示：
图5 二沉池
A沉淀部分水面面积: （取q=20m3/(m2.d)）
B池子直径：（取D=11m）；
C有效水深: h2（取q=20m3/(m2.d)）
D沉淀池总高度
① 二沉池污泥量：
② 污泥斗容积：污泥斗上部半径r1=1m，r2=0.5m,则污泥斗高度 h5=
V1=

③ 污泥斗以下圆锥体部分容积：底坡落差

共可储存污泥体积
④ 沉淀池总高度：H=0.3+1.67 +0.5+0.045+0.87=3.39m
⑤ 沉淀池周边处的高度：
E径深不校核：，在6-12范围内，满足要求。
F采用机械刮泥 选用2台BZX25型半桥式周边传动刮泥机。根据无锡金源环境保护设备有限公司提供有关技术资料，所选设备的技术参数为：①周边速度为2.0m/min；②驱动功率为0.37kw。
3.污泥处理系统
3.1污泥井
A污泥井污泥量：
①剩余活性污泥量以VSS计：

②剩余活性污泥量以SS计：
；
③剩余活性污泥量以体积计：
；
④污泥井污泥量以体积计：

。
污泥井有效容积：设停留时间T＝1h。
；
B 污泥井的尺寸：规划其有效水深h=2.5m，采用方形井，则井表面积，所以，L=B=。 （取2.4m）
在井底设污泥坑，水底以i=0.01的坡度坡向污泥坑。
C污泥井外另设2台LXB-300型潜水排污泵，一用一备，其技术参数为：①扬程为1.5m；②转速为110r/min；③电机功率为1.1kW；④排出口径为80mm；⑤流量为40m3/h。
3.2污泥浓缩池
设计水量Q=333.59m3/d,设表面负荷q=0.42 m3/m2.h，停留时间T=8h剩余污泥含水率为99.6%，浓缩污泥含水率为98%。如图6所示：
图6 污泥浓缩池
A浓缩池水面面积 设计采用n=1个圆形辐流池。
；
B浓缩池直径
浓缩池直径（取D=7m）

C浓缩池深度H
① 有效水深：
② 超高h1=0.3m，缓冲层高度h2=0.3m，浓缩池设机械刮泥，池底坡度i=0.05，污泥斗下部直径D1=0.5m，上部直径D2=1.0m。
池底坡度造成的深度
污泥斗高度
浓缩池深度H
D刮泥机的选用 选用江苏南通华新环保设备工程有限公司提供的周边传动浓缩池刮泥机，其技术参数为：①速度为1.25-3m/min。
3.3污泥脱水系统
⑴带式压滤机的设计计算：
A浓缩污泥量
；
B带宽2.0m的压滤机台数 设滤饼含水率达80%时，滤布移动速度为v=0.85m/min，过滤产率为248kg干泥/h。
设脱水机工作每天三班，24h运行。则所需压滤机台数为：
，取n=12
设计选用带宽2.0m的滚压带式压滤机15台，其中3台备用。
C附属设备
①污泥投配设备 选用15台单螺杆污泥投配泵，与15台滚压带式压滤机一一对应。每台投配泵的流量：

投配泵的扬程应根据吸泥液位和压滤机高差及管路的水头损失计算。
②加药系统 用滚压带式压滤机脱水的污泥，化学调理设计为聚丙烯酰胺，消耗干药量为1-5kg/t干泥，取5kg/t。故每天药剂投加量：

配制成浓度为1%的溶液体积：
脱水机房每天工作为三班制，每班配药1次，则每次配药的体积为，考虑一定的安全系数和搅拌时的安全超高，故设计选用两个容积为6.0m3的药箱，配置两台JBK型反应搅拌机，浆叶直径为1200mm，功率为0.75kW，浆板外缘线速为5-6m/min。
聚丙烯酰胺投加浓度为0.1%，故选用3套在线稀释设备，包括3台水射器和3台流量计量仪，以及配套的调节控制阀件。
聚丙烯酰胺药剂的投加采用单螺杆泵，共3台，每台泵的投加流量：

③反冲洗水泵 根据带式压滤机带宽和运行速度，每台脱水机反冲洗耗水量为10-12m3/h,反冲洗水压不小于0.5MPa。故选用15台离心清水泵，12用3备。
⑵离心脱水机的选型
根据初沉池的污泥量Q=54.9m3/d，结合上海化工机械厂的相关资料，选用2台LW355×860-N型卧式螺旋卸料沉降离心机，一用一备。其技术参数为：转鼓直径为355mm；转鼓转速为1600r/min；电机功率为主18.5kw，副5.5kw；机器重量为2207kg；外形尺寸为2730mm×885mm×1035mm；处理能力为1.5-5m3/h。
4其它设备构筑物的设计
4.1脱水机房
脱水机房1座，12.0m×6.0m×4.0m，为污泥脱水机房、加药间及污泥运送泵房，三班制，每班2人，定员6人。选用15台DYQ2000国产带式压滤机，2台2台LW355×860-N型卧式螺旋卸料沉降离心机。
4.2.生活区
A传达室
传达室1座，5.0m×4.0m×3.5m，为工厂收发和休息之用，定员1人。
B综合楼
综合楼1座，分三层，15.0m×8.0m×10.0m,包括生产管理用房(计划室、技术室、调度室、劳动工资室、财会室、技术资料室、电话总机室和活动室等)、行政办公用房（办公室、打字室、资料室和接待室等）、化验室（水分析室、泥分析室、天平室、仪器室、办公室和更衣室等）和宿舍等，定员7人。
C食堂
食堂1座，一层，10.0m×6.0m×3.5m，包括餐厅和厨房（烧火、操作、贮藏、冷藏、烘烤、办公和更衣用房等），定员4人。

D浴室和锅炉房
浴室和锅炉房各1座，一层，10.0m×6.0m×3.5m，男女浴室包括淋浴间、盂洗间、更衣室、厕所等，定员2人。
E运动场
运动场的面积为15.0m×10.0m，为员工业余休闲之用。
4.3工作区
A维修间
维修间1座，一层，10.0m×6.0m×3.5m，包括机修间、电修间和泥水工间，定员4人。
B仓库
仓库1座，一层，12.5m×8.0m×5.0m，为存储之用，定员1人。
C车库
车库1座，一层，10.0m×6.0m×3.5m，包括停车间、检修坑、工具间和休息间等，定员1人（兼管堆棚）。
D堆棚
堆棚1座，一层，10.0m×5.0m×3.5m，为存储管配件之用。
E绿化用房
绿化用房1座，一层，4.0m×4.0m×3.5m，为绿化工及工具存储之用，定员3人。

个人小结
经过一段时间的准备,然后花两天时间编写设计说明计算书,终于将课程设计初步完成。这次课程设计是第一次从找资料到画图到最终定稿都是由自己独立完成。虽然中间还有很多不足之处,但还是觉得挺有成就感,也更加懂得了学习必须脚踏实地的道，学到了以前没学的知识，同时得对知识的更加了解结合运用的了解。也为自己在今后的岗位上有了初步的经验。这次还要特别感谢张老师的谆谆教诲，知道我们不懂的东西耐心的讲解。您对知识对工程的严谨态度让我受益匪浅。希望在以后的学习或工作中，能有更多的机会从事排水的设计。老师还要帮我们完成以后的指导在学习当中。

主要参考文献
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