城市污水处理后用于锅炉用水设计说明书

城市污水处理后用于锅炉用水设计指导书一、设计目的：通过该设计，学生能够综合运用课堂上学过的相关专业知识，巩固和深化课程内容，熟悉使用规范、设计手册和查阅参考资料。培养学生们分析问题、解决问题和独立思考的能力，并进一步提高学生的计算、绘图和编写说明书的基本技能。二、设计内容：该设计基本按初步设计要求，根据所提供城市污水参数，确定工艺流程，对各处理构筑物进行较详细的工艺计算，使用CAD绘制必要的图纸。三、设计成果1、设计说明书：（1）整理后的说明应编有章节目录，要有摘要和前言。（2）处理构筑物的设计与计算应按流程的先后次序分章编写。（3）对所采用的设计数据（反映了设计者的设计思想及设计原则）应作必要的说明。2、图纸要求：（1）工艺的总工艺流程图，并附有图例、建筑物名称及必要的说明。（2）主要构筑物主视图即剖面图，图内应注明。四、参考资料1、《水处理构筑物设计与计算》2、《锅炉水处理实用手册》3、《锅炉水处理初步设计》内容摘要水是不但是人类生活中必不可缺的资源，也是人类可持续发展赖以生存的基础，而水污染又使得很多水资源无法利用，再加上水资源管理不善，全球水资源危机日益加重。因此对污水的处理回用显得尤为重要。污水处理达到锅炉用水标准主要分为两部分，第一部分为初步处理，即一般的城市生活污水处理流程；第二部分为进一步深度处理，达到锅炉用水标准。本设计主要针对第二部分进行工艺流程设计以及构筑物计算。此次设计针对水中残余的BOD5采用高负荷生物滤池进行进一步的生化处理，针对锅炉对用水水质的离子浓度的要求，采用强酸阳离子交换器降低水中的离子含量，以达到水质要求。目录设计指导书内容摘要第一章设计目的........................................1第二章工艺流程........................................2第三章设计计算........................................33.１高负荷生物滤池................................33.1.1滤池面积..................................33.1.2校核容积负荷与表面水力负荷................33.1.3滤池尺寸计算..............................43.２澄清池........................................43.2.1第二絮凝室.............................43.2.2导流室.................................53.2.3分离室.................................63.2.4池深及容积.............................63.2.5配水三角槽.............................73.2.6第一絮凝室.............................83.2.7容积计算...............................83.2.8容积校核...............................93.2.9进水系统...............................93.2.10集水系统.............................103.2.11排泥及排水计算.......................113.３快滤池.......................................113.3.1滤池面积及尺寸...........................123.3.2滤池高度.................................133.3.3每个滤池的配水系统.......................133.3.4洗砂排水槽...............................143.3.5滤池的各种管渠计算.......................153.3.6反冲洗高位水箱...........................163.４离子交换柱...................................16参考资料：............................................191第一章设计目的将城市生活污水经过处理后回用于锅炉用水。根据已知参数设计相应的工艺流程以及计算构筑物的设计参数。已知参数：污水水量3000吨/小时，COD含量250~400mg/L，BOD5含量180~250mg/L，总氮含量20~40mg/L，总磷含量1mg/L，固体悬浮物200mg/L，油脂20mg/L，微量重金属。此次设计分为两部分，一部分为初步处理，即一般的城市生活污水处理流程；第二部分为进一步深度处理，达到锅炉用水标准。本设计主要针对第二部分进行工艺流程设计以及构筑物计算。主要是去除水中的有机物以及钙镁离子，降低水硬度以达到锅炉用水的水质要求。2第二章工艺流程考虑经过第一部分处理后，污水中仍然残余部分有机物，所以考虑进行进一步的生化处理以降低水中的有机物含量，由于此时水中的有机物含量并不是很高，并且对处理后出水水质有较高要求，因此采用高负荷生物虑池进行进一步的生化处理。经过进一步生化处理后，要考虑去除水中的悬浮物，因此接下来采用机械搅拌式澄清池以及快滤池，进行絮凝、沉淀、过滤以去除水中的悬浮物，同时对水中的离子也有一定的去除作用。最后则是进行离子交换处理，彻底的降低水的硬度，达到锅炉水的水质要求。所以，总体的工艺流程图如下所示：3第三章设计计算进水水质：BOD5：36-50mg/LCOD：70-150mg/L；出水水质：BOD5：20mg/L以下3.１高负荷生物滤池高负荷生物滤池的用途是对污水进行进一步的生化处理，用以降低水中的有机物浓度。普通生物滤池的BOD去除率较高，但是有机负荷比较小，滤池的有效高度受到限制，因此滤池的容积很大，占地面积达，在夏季容易滋生滤池蝇，卫生条件差，因为采用高负荷生物滤池。高负荷生物滤池被看作是生物滤池的第二代工艺，它是在解决和改善普通生物滤池在净化功能和运行中存在的实际弊端的基础上开发出来的。本次设计采用高负荷生物滤池考虑到进水已经经过一次生化处理，因此水中有机物浓度并不是很高，因此采用高负荷生物滤池。3.1.1滤池面积进水BOD5为150mg/L不需进行稀释，滤池面积负荷选取为2000gBOD5/(m2·d)，则25400200015072000mNQSAAa滤料层高h2=4m,则滤料总体积为32160054004mV总3.1.2校核容积负荷与表面水力负荷滤池容积负荷NV为dmgBODNV35/5002160015072000表面水力负荷Nq为dmmAQNq23/33.13540072000计算值在推荐范围内43.1.3滤池尺寸计算设计6座圆形滤池并联运行，则每池面积29006/54006/mAA总单单池直径mAD86.3390044ππ单设滤池超高h1=0.8m,底部构造层高h3=1.5m，则滤池总高mhhhH3.65.148.03213.２澄清池机械搅拌澄清池是利用转动的叶轮使泥渣在池内循环流动，完成接触絮凝和澄清的过程。该型澄清池由第一絮凝室、第二絮凝室和分离室组成。在第一和第二絮凝室内，原水中胶体和回流泥渣进行接触絮凝，结成大的絮体后，在分离室中分离。清水向上集水槽排出。下沉的泥渣一部分进入泥渣浓缩室经排泥管排除，另一部分沿回流缝在进入第一絮凝室进行絮凝。机械搅拌澄清池对原水的浊度、温度和处理水量的变化适应性较强，处理效率高，运行较稳定。但需要有一套机械搅拌设备，日常维修量大，维修技术要求较高。机械搅拌澄清池的单位面积产水量较大，出水浊度一般不大于10NTU。因此本次设计采用机械搅拌澄清池。考虑进水量，建造四个澄清池回流量与设计净水量之比采用5:1单池流量hQQ/m7504/30004/3总3.2.1第二絮凝室第二絮凝室流量：sQQ/m04.13600/57505'3设第二絮凝室内导流板截面积A=0.035m2，u1=0.04m/s。则第二絮凝室截面积为：211m04.2604.0/04.1u/'Qω5第二絮凝室内径为：m76.5)035.05.12(4)(4111ππωAD絮凝室壁厚δ1=0.25m。第二絮凝室外径为：m26.65.076.5δ211'1DDt1取60s。第二絮凝室高度为：mQH40.226.646004.1t'2111πω3.2.2导流室导流室中导流板截面积为：A2=A1=0.035m2导流室面积为：ω2=ω1=26.04m2导流室内径为：m51.8035.004.26426.64442222'12）π（π）ωπ（πADD取8.5m导流室壁厚为δ2=0.1m。导流室外径为：mDD7.82.05.8δ222'2第二絮凝室出水窗高度为：mDDH12.12/)26.65.8(2'22导流室出口流速u6=0.05m/s。出口面积为：26304.2604.0041.1u'mQA出口截面宽为：mDDAH12.126.65.804.2622'1233）（π）π（出口垂直高度为：mHH58.112.1414.123'363.2.3分离室取u2=0.001m/s。分离室面积为：223208001.0208.0umQω池子总面积为：222'2300.26545.82084mDππωω池子的直径为：mD38.1800.26544ππω半径为R=9.19m3.2.4池深及容积如图1所示。图1池深计算图取水停留时间为1.5h。池子的有效容积为：311255.1208.036003600'mQTV考虑增加4%的结构容积，则池子的计算总容积为：3117004.11125)04.01('mVV池子的超高取H0=0.3m。池子的直壁高设为H4=1.8m池子直壁部分容积为：73242137.4778.1438.184mHDWππ313263.69237.4771125mWVWW取池圆台高度H5=3.8m，池子圆台斜边倾角为45°。则底部直径为：mHDDT78.108.3238.1825本池池底采用球壳式结构，取球冠高H6=1.1m。圆台容积为：322225252.64839.539.519.919.938.322223mDDDDHWTTππ球冠半径为：mHHDRT76.131.181.1478.1084226262球冠体积为：32626387.503/1.176.131.13/mHRHW）（π）（π池子的实际有效容积为：332176.117687.5052.64837.477m实际总停留时间为：35.113104.1/76.117604.1/'mVVh51.11125/5.15.1131T池子总高度为：mHHHHH00.71.18.38.130.065403.2.5配水三角槽进水流量增加10%的排泥水量，槽内流速u3取0.5m/s。三角槽直角边长为：mQB68.00.5208.010.1u10.131三角槽采用孔口出流，孔口流速同u3。出水孔总面积为：234576.05.0/208.010.1u/10.1mQ孔径为0.1m，每孔面积为0.007854m2，出水孔数为58.26个，83.2.6第一絮凝室第二絮凝室底板厚度δ3=0.15m。第一絮凝室上端直径为：mBDD9