水污染控制工程课设

目录一．设计题目二．设计资料三．设计内容第一节格栅第二节曝气沉砂池第三节初沉池第四节曝气池第五节二沉池第六节消毒接触池第七节污泥浓缩池第八节污泥厌氧消化池第九节污泥脱水设备四．污水厂总体布置五．心得体会一．设计题目某城市污水处理厂设计二．设计资料华北地区某城市面积307.00公顷，人口密度500人/公顷。该河流水体等级为Ⅲ类水体。污水总流量Q=0.463m3／s，生化需氧量BOD5＝180mg／L（折合BOD20＝257.1mg／L），SS=350mg/L。污水处理厂的设计地面标高为0.00m，河水最高洪水位较设计地面标高低3.00m。1．常年主干风向，夏季为东南风，冬季为西北风2．冰冻深度为1.6m三．设计内容1．确定原始设计数据污水水质水量、排放标准、去除率(处理程度)等。若处理程度小于90%，取90%作为污水处理厂的设计依据2.排定污水处理工艺流程；考虑污水水质，处理程度和出水水质要求，污水可生化性，气候情况，结合各种处理工艺的处理程度，功能特点，适用条件，基建费用，运行管理费用和难易情况拟订处理工艺方案，经经济技术比较后确定处理工艺流程方案。本设计污水采用二级处理。一级处理选用格栅，沉砂池，初次沉淀池；二级处理选用活性污泥法，二次沉淀池，经消毒后排放或灌溉。污泥处理采用重力浓缩脱水，厌氧消化，机械脱水后利用或其它最终处置。3.构筑物选型及计算；格栅采用粗、中两道平面格栅，采用机械刮渣，栅渣经小车外运；采用暴气沉砂池，沉砂用机械排砂装置排出；选用幅流式初次沉淀池，通过静水压力排砂法排除沉砂；选用传统廊道式暴气池活性污泥处理工艺，该处理工艺是本设计的核心处理单元；污水经漂白粉消毒后排放或利用。如果初沉池污泥含水率较低可直接消化处理，否则应与二沉池污泥混合先进行浓缩处理，采用连续流重力浓缩池，上清夜回流生物池处理；经浓缩处理的污泥通过污泥投配池进入厌氧消化池稳定处理，降解污泥中的有机物，还可起到灭菌的作用；再经过机械脱水后利用或其它最终处置。同时要设置污水配水构筑物和计量设备，污泥需排泥泵，回流泵等。现代污水处理工艺还配有在线控制设备，课程设计不要求。4.进行水厂的总平面布置与高程布置；依据设计地区的地形、地质条件，进出水位置，工艺流程，构筑物间距，厂内交通，绿化面积，气象条件等确定处理单元、鼓风机房、泵房、办公室、宿舍、食堂等的位置。在布置时应为远期工程留有余地。3.1处理方法的选择一般城市生活污水的处理工艺包括传统活性污泥法、生物接触氧化法和SBR工艺等，下列将它们分别进行比较3.1.1传统活性污泥法污水→集水池→泵站→初沉池→曝气池→二沉池→排放根据本项目的原水水质和处理要求，必须采用生化处理方能达到排放所要求的处理程度，在大规模的城市污水处理厂中应用最为广泛的生化法处理是传统活性污泥法工艺以及由此派生出来、种类繁多的变形工艺。传统活性污泥法处理污水基本原理是：首先利用生活污水中的好氧微生物进行培养，形成适于降解污染介质，并具有相当规模微生物群落，即活性污泥；再通过这些好氧微生物群落（活性污泥）来代谢有机污染介质，达到处理和净化污水的目的。但传统的活性污泥法耐冲击负荷低，泥量大，占地面积大，土建投资高等缺点，已逐渐被新的生化处理工艺所代替。3.1.2生物接触氧化法污水→集水池→泵站→曝气沉砂池→接触氧化池→二沉池→排放生物接触氧化法是在池内设置填料，池底曝气，充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。填料上长满生物膜，污水与生物膜相接触，在生物膜微生物的作用下，污水得到净化。因此，生物接触氧化法是一种介于活性污泥法和生物膜法之间的处理工艺，又称为“淹没式生物滤池”。生物接触氧化池法的中心处理构筑物是接触氧化池，接触氧化池是由池体、填料、布水装置和曝气系统等几部分组成，生物膜受到上升气流的冲击、搅动，加速脱落、更新，使其经常保持较好的活性，可避免堵塞。生物接触氧化法对废水的水质、水量的变化有较强的适应性，和活性污泥法相比，管理较方便，生态系稳定，剩余污泥量少。3.1.3SBR工艺污水→集水池→泵站→曝气沉砂池→SBR池→排放常规活性污泥系统由曝气池、沉淀池、回流污泥系统和供养设备四部分组成。进入70年代以来，随着科技的发展、微机与自控技术设备的进步与普及，人们对常规活性污泥法工艺进行改革，推出序批式活性污泥法、即SBR工艺。SBR工艺采用可变容器间歇式反应器，省去了回流污泥系统及沉淀设备，曝气与沉淀在同一容器中完成，利用微生物在不同絮体负荷条件下的生长速率和生物脱氮除磷机理，将生物反应器与可变容积反应器相结合而成的循环活性污泥系统。这是SBR工艺的一种革新形式。SBR工艺是在同一生物反应池中完成进水、曝气、沉淀、撇水、闲置四个间段，其所经历时间周期，根据进水水质水量预先设定或及时调整。实践证明，这种工艺过程，其处理效果可达到常规活性污泥法处理标准。SBR工艺具有工艺简单，运行可靠，管理方便，造价低廉等优点，电脑自控要求高，对设备、阀门、仪表及控制系统的可靠性要求高。3.1.4方案定夺综观以上几点可知每个方案都能达到处理水质的要求，BOD5，SS，CODcr，NH3-N去除都能达到出水水质，在技术上都是可行的。由于传统活性污泥法运行方便，投资省，该污水处理要去除BOD5与SS，CODcr，NH3-N，所以采用传统活性污泥法。再考虑到厌氧池+氧化沟处理工艺占地较大，投资较多，生活杂用水等,水质及其稳定性要求高,因此根据小区生活污水水质、水量以及小区功能和环境要求,长期安全可靠地运行，我们选择合理、可靠的传统活性污泥法处理工艺。3.2处理工艺特点活性污泥法是处理城市生活污水最广泛使用的方法，它能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解的有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其它一些物质。它既适用于大流量的污水处理，也适用于小流量的污水处理。运行方式灵活，日常运行费用较低，但管理要求较高。活性污泥法本质上与天然水体的自净过程相似，二者都为好氧生物过程，只是它的净化强度大，因而活性污泥法是天然水体自净作用的人工化和强化。该污水处理系统所处理的是小区的生活污水，设计流量为80000吨/天，属于中小型污水处理厂。废水主要来源于小区居民的日常生活排放的卫生间粪便冲洗水、淋浴水、厨房废水以及日常清洗废水。污水中多为用机污染物，无机物污染物、重金属以及氮、磷含量甚少。活性污泥法由曝气池，沉淀池，污泥回流系统和剩余污泥排除系统所组成，各级处理效果与总处理效果比较好，出水水质达标。3.3工艺流程砂外运栅渣外运风机房图2.1工艺流程第一节格栅1.1计算依据重要参数的取值依据取值安装倾角一般取60º～70ºθ=60º栅前水深一般取0.3～0.5mh=0.4m栅条间距宽：粗：40mm中：15～25mm细：4～10mmb1=40mmb2=25mm水流过栅流速一般取0.6～1.0m/sv=0.9m/s格栅受污染物阻塞时水头增大的倍数一般采用3k=3栅前渠道超高一般采用0.3mh2=0.3m进水渠道渐宽部分的展开角度一般为20ºKf=1.5栅条断面形状阻力系数计算公式形状系数栅条尺寸（mm）剩余污泥出水原污水二沉池格栅沉砂池计量槽曝气池污泥浓缩池污泥脱水机房泥饼外运污水泵房污泥池回流污泥污泥泵房迎水背水面均为锐边矩形=β(s/b)4/3=2.42长=50，宽S=101.2计算方法主要的计算公式（1）格栅的间隙数0.5(sin)/nQbvh（2）格栅宽度(1)BSnbn（3）通过格栅的水头损失10hhk20sin2vhg（4）栅后槽总高度12Hhhh（5）栅前扩大段长度11()/2tanLBB（6）栅后收缩段长度21/2LL（7）栅前渠道深112Hhh（8）栅槽总长度21210.51.0/tanLLLH（9）每日栅渣量max1/1000fWQWk1.3计算过程1）粗格栅：（1）1.157(sin60)/0.040.40.9n74.77取75根（2）0.01740.04753.74Bm(3)渐宽部分取13.50Bm，20（进水渠道内的流速为0.8/ms）1(3.743.50)/2tan200.33Lm（4）20.33/20.165Lm（5）4/31102.42()0.38340210.930.383sin600.04129.81hm（6）20.33/20.165Lm(7)0.70.330.1650.50.12.40tan60Lm（8）10.40.30.7Hm(9)b=40mm时,1W=0.025(333/10mm污水)，53100.0251.67/10001.50Wmd30.2/md选用机械清渣。2）中格栅：（1）1.157(sin60)/0.0250.40.9n111.3取112根（2）0.011110.0251123.91Bm（3）渐宽部分取13.70Bm，20（进水渠道内的流速为0.8/ms）1(3.913.70)/2tan200.29Lm（4）20.29/20.145Lm（5）4/31102.42()0.71525210.930.715sin600.07729.81hm（6）0.40.0770.30.777Hm（7）0.70.290.1450.50.11.44tan60Lm（8）10.40.30.7Hm（9）b=25mm时，10.02W(333/10mm污水)，53100.021.33/10001.50Wmd30.2/md选用机械清渣。第二节曝气沉砂池2.1一般规则1）空气扩散装置设在池的一侧，距池底为0.60.9m，送气管应设置调节气量的阀门。α1进水工作平台栅条αα中格栅计算草图2）池子的形状应尽可能不产生偏流或死角。池宽与池深比为11.5，池长宽比可达5，当池长宽比大于5时，应考虑设置横向挡板。3）池子的进口和出口布置应防止发生短路，进水方向应与池中旋流方向一致；出水方向应与进水方向垂直，并宜考虑设置挡板。4）池内考虑消泡装置。5）曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，孔径为2.56.0mm，距池底约0.60.9m。2.2设计参数水平流速一般取0.060.12/ms10.1/Vms污水在池内的停留时间为13min；雨天最大流量时为13min2mint池的有效水深为23m，23.0hm清除沉砂间隔时间2Td总变化系数1.50ZK每3m污水的曝气量为30.10.2m空气330.2/dmm城市污水沉砂量3/03.0mLX(污水)池个数2n2.3计算过程1．曝气沉砂池的尺寸设计1）池子总有效容积（取停留时间2mint）3max56.55602463.060mtQV2）水流断面面积（取水平流速10.1/vms）21max63.41.0463.0mvQA3）池子总宽度（取有效水深23.0hm）mhAB54.10.363.42取池子格数2n格，每个池子宽度mnBb77.0254.14）池长mAVL1263.456.555）每小时所需空气量（取330.2/dmm）hmdQq/36.3333600463.02.036003max2．沉砂室设计计算1)沉砂斗所需容积3max6.15.1100003.02463.086400100086400mKXTQVz2）沉砂室坡向沉砂斗的坡度0.10.5i，取0.5i。每个分格有2个沉砂斗，共有4个沉砂斗，则34.046.14mVVo沉砂斗各部分尺寸：a设斗底宽11.0am，斗壁与水平面的倾角为60，斗高h=0.6m，沉砂斗容积223011(222)6hVaaaa35.3)25.0225.02(1mb沉砂室高度：本设计采用重力排砂，池底坡度为0.05坡向砂斗，沉砂室含两部分：一部分为沉砂斗；另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分。maBl17