计算说明

湘潭大学化工学院专业课程设计说明书题目：2万m³/d城镇污水处理厂A²/O工艺初步设计专业：环境工程学号：2008650323姓名：田光辉指导教师：黄立群完成日期：2012.03.01第一章绪论1.1课程设计目的本设计是环境工程专业教学中一个重要的实践环节，要求综合运用所学的有关知识进行实际的工程设计，使学生在设计中锻炼解决实际工程问题的能力，并能够进一步巩固和提高理论知识。1.2设计基础资料（1）设计水量：Q=20000m3/d（2）设计进水水质：项目BOD5CODSSTNNH3-NTP碱度（CaCO3）pH温度/℃平均值150320120342542807.0~7.520注：表中除pH值外，其余项目单位为mg/L。1.2.2处理要求处理后的水直接排放水体，处理要求根据受纳水体的使用功能确定。1.2.3进水条件来水水头无压来水管水面高程-4.00m出水渠水面标高为-2.0m1.2.4排水条件直排河流，河流最大流量33m3/s；最小流量1.7m3/s；最高水位-2.00m(50年一遇)。使用功能为集中式生活饮用水地表水源地二级保护区，属《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅲ类水域（出水水质要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）规定的一级标准的B标准）附：（GB18918-2002）一级标准的B标准注：表中除pH值外，其余项目单位为mg/L。1.2.5工程地质与水文地质资料地形平坦，平均高程按0.00m计1.2.6气象资料项目BOD5CODSSTN氨氮TPPH平均值20602015816--9最低气温-12℃，最高气温41℃，年平均气温15℃；主导风向东南风1.3相关设计规范与标准《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）1.4设计内容根据设计资料和设计要求，确定工艺流程，进行构筑物工艺设计计算，确定设备类型，绘制主要构筑物结构图，并进行平面布置。（1）工艺流程选择○1依据设计资料，确定设计工艺流程和各处理单元的功能及相互作用关系。○2计算和确定各处理单元的设计效率。（2）构筑物工艺设计计算○1确定主要构筑物的形式、工艺尺寸，其中污泥处理构筑物设计计算不要求。○2主要配套设备能力计算及选型（3）水力损失估算并进行高程布置系统水力损失估算（构筑物、构筑物连接管渠水力损失估算等），然后进行高程布置。（4）平面布置○1论述平面布置原则，在此基础上，依据构筑物形式及相互连接等确定本设计的平面布置；○2平面布置应充分考虑工艺布置要求、宜尽可能地紧凑，以节约用地。1.5设计成果1.5.1设计说明书○1目录；○2概述设计任务和依据，简要分析设计资料的特点；○3污水与污泥处理流程选择的各种因素分析和依据说明；○4各处理构筑物设计计算，确定各有关设计参数、负荷、尺寸，并对辅助设备进行选型；○5处理构筑物的平面布置和高程布置；说明书应简明扼要，力求多用草图、表格说明、要求文字通顺、段落分明、字迹工整。1.5.2图纸辐流式二沉池图纸一张第二章总体设计2.1设计方案的选择与确定由进出水水质条件可知，在一个流程中要同时完成脱N除P还有去除有机物的功能，依据生物脱N除P的理论而产生的最基本的工艺是AAO工艺。判断是否可采用AAO法：06.00267.01504841.9343205BODTPTNCOD符合要求，故可采用AAO法处理此废水。废水中各物质的去除率为：%67.8615020150005SSSeBOD%33.831202012000TSTSSTSSess%88.55341534TNTNTNeN%75414TPTPTPeP在各污水处理工艺中，AAO工艺能够达到较高的氮、磷和有机物的去除率。故可考虑采用AAO工艺处理该废水。其工艺流程如下：2.2有关AAO的介绍OA2脱氮除磷工艺（即厌氧-缺氧-好氧活性污泥法，亦称A-A-O工艺），它是在OA2除磷工艺基础上增设了一个缺氧池，并将好氧池流出的部分混合液回流至缺氧池，具有同步脱氮除磷功能。OA2法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO0.3mg/L)，释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮，缺氧段要控制DO0.7mg/L，由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中BOD作为氢供给体(有机碳源)，将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的。OA2工艺适用于对氮、磷排放指标均有要求的城市污水处理，其特点如下：①工艺流程简单，总水力停留时间少于其他同类工艺，节省基建投资。②该工艺在厌氧、缺氧、好氧环境下交替运行，有利于抑制丝状菌的膨胀，改善污泥沉降性能。③该工艺不需要外加碳源，厌氧、缺氧池只进行缓速搅拌，节省运行费用。④便于在常规活性污泥工艺基础上改造成OA2。⑤该工艺脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除鳞效果受回流污泥夹带的溶解氧和硝态氮的影响，因而脱氮除磷效果不可能很高。⑥沉淀池要防止产生厌氧、缺氧状态，以避免聚磷菌释磷而降低出水水质和反硝化产生N2而干扰沉淀。但溶解氧含量也不易过高，以防止循环混合液对缺氧池的影响。第三章工艺流程的计算3.1泵前粗格栅进水粗格栅是污水处理厂第一道预处理设施，可去除大尺寸的漂浮物或悬浮物，以保护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。3.1.1设计说明栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为0.6～1.0m/s，槽内流速0.5m/s左右。如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。此外，在选择格栅断面尺寸时，应注意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的80%，以留有余地。格栅栅条间隙拟定为25.00mm。3.1.2设计流量a.日平均流量Q=20000m3/d≈833.33m3/h=0.2315m3/s=231.5L/sb.最大日流量总变化系数：zK=0.11Q7.2=11.05.2317.2=1.48∴Qmax=QZK=1.48×833.33m3/h=1236.3m3/h=0.3434m3/s(取Qmax=0.345m3/s)3.1.3设计参数栅条净间隙为b=25.0mm栅前流速ν1=0.5m/s过栅流速2v=0.7m/s栅前槽宽B1=1.0m栅前水深h=0.5m栅前部分长度：0.5m格栅倾角α=60°单位栅渣量：ω1=0.05m3栅渣/103m3污水3.1.4设计计算（1）栅条间隙数n格栅设一组则2maxsinbhvQn=2.347.05.0025.060sin345.0(取35个)说明：Qmax—最大设计流量，m3/s；α—格栅倾角，度（°）；h—栅前水深，m；2v—污水的过栅流速，m/s。（2）栅槽宽度B取栅条宽度S=0.01m。栅槽宽度一般比格栅宽0.2~0.3m,取0.2m。mbnnSB415.12.035025.0)135(01.02.0)1(（3）进水渠道渐宽部分长度mBBL59.020tan*20.1415.1tan*2111B1—进水渠宽，；α1—进水渐宽部分的展开角，一般取20°。（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度mLL29.0212（5）过栅水头损失h101hKhsin2220gh3479.1bsh1—计算水头损失；K—格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3；ξ—阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于锐边矩形断面，)(05.060sin8.927.0025.001.042.23sin2)23422341mkgVbSh（（6）栅后槽总高度HH=h+h1+h2=0.5+0.05+0.3=0.85(m)（h2—栅前渠超高，一般取0.3m）mhhH8.03.05.021（7）格栅总长度mHLLL84.260tan8.05.00.129.058.0tan5.00.1121L1—栅槽与进水渠连接处渐宽部分长度，m；L2—栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m；（8）每日栅渣量W=z1max1000K86400Q=676.048.1100005.02315.086400m3/d0.2m3/d所以宜采用机械格栅清渣（9）计算草图如下：工作平台栅条粗格栅计算草图αα1α3.1.5格栅除污机设备选用（1）每日栅渣量经计算该污水处理厂每日栅渣量为0.676dm30.2m3/d,需采用机清渣。（2）格栅除污机的选用拟用一台回转式格栅除污机。回转式格栅除污机运转效果好，该设备由动力装置，机架，清洗机构及电控箱组成，动力装置采用悬挂式涡轮减速机，结构紧凑，调整维修方便，适用于生活污水预处理。则其过水流量为Q=Qmax=0.345m3/h,栅槽宽度B=1.415m1500mm，故设备宽度为1500-100=1400mm,此回转式格栅除污机可表示为HG-1400.3.2泵后细格栅细格栅的作用是拦截粗格栅未截留的悬浮物或漂浮物。3.2.1设计说明栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为0.6～1.0m/s，槽内流速0.5m/s左右。如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。此外，在选择格栅断面尺寸时，应注意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的80%，以留有余地。格栅栅条间隙拟定为12.00mm。3.2.2设计流量a.日平均流量Q=20000m3/d≈833.33m3/h=0.2315m3/s=231.5L/sb.最大日流量总变化系数：zK=0.11Q7.2=11.05.2317.2=1.48∴Qmax=QZK=1.48×833.33m3/h=1236.3m3/h=0.3434m3/s(取Qmax=0.345m3/s)3.2.3设计参数栅条净间隙为b=12.00mm栅前流速ν1=0.5m/s过栅流速2v=0.7m/s栅前槽宽B1=1.2m栅前水深h=0.6m栅前部分长度：0.5m格栅倾角α=60°单位栅渣量：ω1=0.1m3栅渣/103m3污水3.2.4设计计算（1）栅条间隙数n格栅设一组（2）则2maxsinbhvQn=3.597.06.0012.060sin44.1(取60个)说明：Qmax—最大设计流量，m3/s；α—格栅倾角，度（°）；h—栅前水深，m；2v—污水的过栅流速，m/s。（2）栅槽宽度B取栅条宽度S=0.01m。栅槽宽度一般比格栅宽0.2~0.3m,取0.2m。mbnnSB6.12.060012.0)160(01.02.0)1(（3）进水渠道渐宽部分长度mBBL55.020tan*22.16.1tan*2111B1—进水渠宽，；α1—进水渐宽部分的展开角，一般取20°。（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度mLL275.0212（5）过栅水头损失h101hKhsin2220gh34bsh1—计算水头损失；K—格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3；ξ—阻力系数，其数值与格栅栅条断面几何形状有关，对于锐边矩形断=2.42。)(13.060sin8.927.0012.001.042.23sin2)23422341mkgVbSh（（6）栅后槽总高度HH=h+h1+h2=0.6+0.13+0.3=1.03(m)（h2—栅前渠超高，一般取0.3m）mhhH9.03.06.021（7）格栅总长度mHLLL84.260tan9.05.00.1275.055.0tan5.00.1121L1—栅槽与进水渠连接处渐宽部分长度，m；L2—栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m；（8）每日栅渣量