水质工程学计算说明书

水质工程学课程设计计算说明书课程水质工程学课题名称安徽马鞍山4.2万吨城镇污水处理厂及回用工程设计院（系）环境学院市政工程系专业给水排水工程姓名钟建松学号3404100132起讫日期2014.1.6-2014.1.18指导教师肖雪峰邓风孙文全吴慧芳梅凯夏霆南京工业大学水质工程学课程设计目录第一章污水处理第1节总论1.1基本资料………………………………………………………………………………………31.2污水处理工艺流程说明………………………………………………………………………31.3污水程度计算…………………………………………………………………………………4第2节一级处理构筑物以及设备的选择2.1设计参数……………………………………………………………………………………52.2中格栅………………………………………………………………………………………52.3污水提升泵房………………………………………………………………………………72.4细格栅…………………………………………………………………………………………72.5沉砂池…………………………………………………………………………………………82.6配水井………………………………………………………………………………………102.7氧化沟………………………………………………………………………………………112.8二沉池………………………………………………………………………………………172.9接触池与加氯间……………………………………………………………………………19第3节污泥处理构筑物3.1污泥浓池……………………………………………………………………………………223.2贮泥池………………………………………………………………………………………233.3污泥脱间……………………………………………………………………………………24第二章中水回用第4节中水回用处理厂规模及流程4.1设计流量……………………………………………………………………………………254.2工艺流程选择………………………………………………………………………………25第5节中水回用处理构筑物以及设备的选择5.1一级泵房……………………………………………………………………………………255.2药剂选择及投加方式………………………………………………………………………275.3混合设施……………………………………………………………………………………30南京工业大学水质工程学课程设计5.4絮凝池………………………………………………………………………………………315.5沉淀池………………………………………………………………………………………325.6普通快滤池…………………………………………………………………………………335.7消毒…………………………………………………………………………………………385.8清水池………………………………………………………………………………………395.9二级泵房……………………………………………………………………………………39第三章各构筑物的高程布置第6节高程计算………………………………………………………………………………41南京工业大学水质工程学课程设计3第一章污水处理第1节总论1.1基本资料为保证国家环保政策的顺利执行，实现节能减排目标目标，保护环境，同时根据环境影响评价，拟在安徽马鞍山建设一座污水处理厂，主要接纳南区污水截留污水渠输送过来的生活污水，对其进行处理，出水达标排放至城市外河。经过详细核算，污水厂要求每天处理水量为4.2万吨。由于该污水厂区周围水系分布较少，故考虑对部分污水进行深度处理，以达到中水回用水要求。污水厂所在地为一平地，红线不可逾越，黄线可适当扩充与缩减。考虑成本独立核算问题，要求污水处理部分与中水工程部分独立成两块区域。办公区域按照实际要求共用。污水厂进水水质按下表考虑：水质指标CODCrBOD5SSNH3-NTPpH水质mg/L420260210352.76～9出水水质按国家GB18918－2002一级A排放标准执行。其中45％的最终出水要求深度处理回用（主要用于林场绿化），回用标准按照CJ/T48-1999生活杂用水水质绿化、冲洗道路用水标准执行。工程位置见附图平面，红线为规划污水厂区的3条边，虚线位置根据工程情况完成征地工作，土地记入成本。1.2污水处理工艺流程说明按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10～20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱氮除磷有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2/O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。由于该设计中的污水属于生活污水对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理可供选取的工艺：氧化沟工艺，SBR及其改良工艺等。经过比较，我们选择氧化沟工艺，下面对氧化沟工艺的说明：严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟，如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化南京工业大学水质工程学课程设计4沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。氧化沟具有以下特点：(1)工艺流程简单，运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。(2)运行稳定，处理效果好。氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右。(3)能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。(4)污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为20～30d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。(5)可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一般＞80%。但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施。1.3污水处理程度计算城市污水排入受纳水体后，经过物理的、化学的和生物的作用，使污水中的污染物浓度降低，受污染的受纳水体部分地或全部地恢复原状，这种现象称为水体自净或水体净化，水体所具有的这种能力称为水体自净能力。在选择污水处理程度时，既要充分利用水体的自净能力，又要防止水体受到污染，避免污水排入水体后污染下游取水口和影响水体中的水生动植物。污水中的各项指标处理程度计算:水质指标CODCrBOD5SSNH3-NTPpH水质mg/L420260210352.76～9出水水质mg/L5010105（8）0.56～9中水回用指标mg/L50101020—6.5～9污水的处理程度（%）88.196.295.285.781.5污水量：Q=42000吨/天=42000m3/d=486.11L/S中水回用量：Q中=45％·Q=18900m3/d=218.75L/S南京工业大学水质工程学课程设计5第2节一级处理构筑物以及设备的选择2.1设计参数已知Q=486.11L/S=0.49m3/s变化系数：0.110.112.72.71.37486.11ZdKQ则3max0.671/,Qms设两组格栅，'3max0.336/Qms2.2中格栅格栅是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，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常进行。被截留的物质称为栅渣。这里中格栅共设两套。设计中格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。格栅断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水力条件好，但刚度差，故一般多采用矩形断面。格栅按照栅条形式分为直棒式格栅、弧形格栅、辐流式格栅、转筒式格栅、活动格栅等；按照格栅栅条间距分为粗格栅和细格栅（1.5～10mm）；按照格栅除渣方式分为人工除渣格栅和机械除渣格栅，目前，污水处理厂大多都采用机械格栅；按照安装方式分为单独设置的格栅和与水泵池合建一处的格栅。在此设计中，由于生活污水中含有大尺寸的生活杂物，我们选用栅条间隙为20mm的中格栅。组数为两组。则每组格栅的过栅流量为Q=0.336m3/s1、中格栅的平面图、剖面图及尺寸：2、格栅尺寸计算：查手册得以下设计参数：南京工业大学水质工程学课程设计6栅前流速10.7/vms过栅流速20.9/vms栅条宽度0.01Sm格栅间隙20bmm栅前部分长度0.5m格栅倾角060单位栅渣量33310.05/10wmm污水根据最优水力断面公式221BQ计算得：11220.3360.70.96QBm所以栅前槽宽约0.96m，则10.482Bhm，取栅前水深0.4m。计算格栅间隙数：0.336sin60440.020.40.9sinQnbhv个栅槽宽度：0.01(441)(1)0.02441.31BSnbnm格栅的水头损失：因栅条为矩形格栅，取k=3,=2.42，计算水头损失得：22443310.010.9()sin2.42()sin6030.1020.0229.81svhkmbg格栅后槽的总高度，取渠前超高h2=0.3m，H=h+h1+h2=0.4+0.10+0.3=0.80m格栅总长度：设进水宽10.96Bm，渐宽部分展开角201，此时进水槽的流速为：max10.3360.880.40.96/QmshB进水渠道渐宽部分的长度：1111.310.960.482tan220tanBBlm栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：1220.24llmH1=h＋h2=0.4+0.3=0.7m1120.51.0tan60HLll=0.48+0.24+0.5+1.0+ta0.7n60=2.62m栅渣量计算：对于栅条间距20emm的格栅，城市污水每单位体积污水拦截污物为33310.05m/10Wm，一组格栅每日栅渣量为：南京工业大学水质工程学课程设计7'3max10.3864000.0586400/10001361..37100006zQWWmdK因为拦截污物量大于30.3/md，宜采用机械清渣。2.3污水提升泵房提升泵房用以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过，从而达到污水的净化。污水提升泵站的设计计算：设计流量Qmax=2415.6m3/h，我们选择集水池与机器间合建式的圆形泵站。选择3台水泵，两用一备。每台水泵的的容量为：2415.6/2=1207.8m3/h。估算扬程为12m。查《手册第11册》P299，具体参数见下表：型号流量/h3m扬程m转速in/mr功率kW效率%出口直径mm重量kg350QW1500-15-901500159909082.13502000尺寸：L=888mm，B=2140mm，D=490mm扬程校核：最终计算高程时，算得所需扬程为8.01m，以上所选泵符合要求。集水池：的容积相当于一台泵6分钟的容量：W=15006/60=1503m有效水深采用3m，那么集水池的面积F=50m2，集水池的尺寸为LB=8.5m6m2.4细格栅用机械清渣，设计两套，设计两个沉砂池：已知Q=486.11L/S=0.