课程设计-污水处理厂

1第1章课程设计任务书1.1设计题目1.某城市污水处理厂设计规模：平均处理日水量Q=10×104m3/d，水量总变化系数Kz=1.3，服务人口约25万，计算水温20℃。2.设计进水水质：CODCr≤350mg/L，BOD5≤150mg/L，SS≤160mg/L。3.设计出水水质：GB8978-1996一级排放标准，CODCr≤60mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L。1.2设计内容1．方案确定按照原始资料数据进行处理方案的确定，拟定处理工艺流程，选择各处理构筑物，说明选择理由，进行工艺流程中各处理单元的处理原理说明，论述其优缺点，编写设计方案说明书。2．设计计算进行各处理单元的去除效率估；各构筑物的设计参数应根据同类型污水的实际运行参数或参考有关手册选用；各构筑物的尺寸计算；设备选型计算，效益分析及投资估算。3．平面置根据构筑物的尺寸合理进行平面布置；4．编写设计说明书、计算书1.3设计成果1．污水处理厂总平面布置图1张2．处理工艺流程图1张3．主要单体构筑物（沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池）4．设计说明书、计算书一份第2章设计说明书2.1城市污水概论城市污水主要包括生活污水和工业污水，由城市排水管网汇集并输送到污水处理厂进行处理。城市污水处理工艺一般根据城市污水的利用或排放去向并考虑水体的自然净化能力，确定污水的处理程度及相应的处理工艺。处理后的污水，无论用于工业、农业或是回灌补充地下水，都必须符合国家颁发的有关水质标准。2现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理工艺。污水一级处理应用物理方法，如筛滤、沉淀等去除污水中不溶解的悬浮固体和漂浮物质。污水二级处理主要是应用生物处理方法，即通过微生物的代谢作用进行物质转化的过程，将污水中的各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质。生物处理对污水水质、水温、水中的溶氧量、pH值等有一定的要求。污水三级处理是在一、二级处理的基础上，应用混凝、过滤、离子交换、反渗透等物理、化学方法去除污水中难溶解的有机物、磷、氮等营养性物质。污水中的污染物组成非常复杂，常常需要以上几种方法组合，才能达到处理要求。污水一级处理为预处理，二级处理为主体，处理后的污水一般能达到排放标准。三级处理为深度处理，出水水质较好，甚至能达到饮用水质标准，但处理费用高，除在一些极度缺水的国家和地区外，应用较少。目前我国许多城市正在筹建和扩建污水二级处理厂，以解决日益严重的水污染问题。2.2总体工艺流程图SBR是近年来在国内外迅速发展起来的一种新工艺，其对有机物的去除机理为：在反应器内预先培养驯化一定量的活性污泥，当废水进入反应器与活性污泥混合接触并有氧存在时，微生物利用废水中的有机物进行新陈代谢，将有机物降解并同时使微生物细胞增殖。将微生物细胞物质与水沉淀分离，废水即得到处理。其处理过程主要由初期的去除与吸附作用、微生物的代谢作用、絮凝体的形成与絮凝沉淀性能几个净化过程完成。SBR工艺运行灵活，可以间歇运行，停产长达3个月后，重新启动SBR池时，污泥活性可很快恢复，该工艺十分适用中、小型的废水处理。其总体工艺流程图如下：2.3处理构筑物选择中格栅间进水泵房细格栅间沉砂池SBR池滗水器消毒池浓缩池污泥脱水出水泥饼运送进水3污水处理构筑物形式多样，在选择时，应根据其适应条件和所在城市应用情况选择。选用平流沉砂池，普通辅流式沉淀池，SBR曝气池，辐流污泥浓缩池，采用带式压滤机进行污泥脱水。第3章污水工艺设计计算3.1中格栅1.设计说明格栅的截污主要对水泵起保护作用，采用中格栅，格栅栅条间隙为20mm。设计流量：平均日流量Q=100000m3/d=4166.67m3/h=1.16m3/sQmax=Kz×Q=1.3×1.16=1.51m3/s2.格栅计算（1）栅条间隙数n为bhvQnsinmax式中Qmax最大设计流量，m3/s,Qmax=1.51m3/s格栅倾角，(°)取＝600b栅条间隙，m，取b＝0.02mn栅条间隙数，个h栅前水深，m，取h＝1mv过栅流速，m/s，取v＝0.9m/s。则9.0102.060sin51.1n＝78.06取79个（2）栅槽有效宽度B设计选取栅条断面形状为迎水面为半圆形的矩形,取S=10mm=0.01m。格栅总宽度B1=S(n-1)+bn=0.01×(79-1)+0.02×79=2.36m实际生产中，多使用两套以上格栅工作，此处设计三套格栅同时工作，备用一套,栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3m，取0.22m;则单个栅槽宽度B＝S(-1)+b+0.288m＝0.01×(26.33-1)+0.02×26.33+0.22≈1m（3）栅槽高度计算过栅水头损失h1,mkhh01sin2g20h3/4bS式中h1过栅水头损失，m；4h0计算水头损失，m；g重力加速度，9.81m/s2；k系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k=3；阻力系数，与栅条断面形状有关，设计选取栅条断面形状为迎水面为半圆形的矩形，＝1.83。kShsin2gb23/41078.0360sin9.8129.00.0201.083.123/41hm(4)栅后槽总高度H，m设超高h2=0.3m则H=h+h1+h2=1+0.078+0.3=1.4m（5）.栅槽总长度L,进水渠道渐宽部分的长度L1。设其渐宽部分展开角度1=200,进水渠宽B1=0.8m，进水渠道内的流速为0.63m/s。mBBL27.020tan28.01tan2111②栅槽与水渠连接处的渐窄部分长度L2，mmLL14.0212③栅后槽总长度L5mHLLL78.260tan5.15.00.114.027.0tan5.00.1121（6）.每日栅渣量W，m3/d在格栅间隙25mm的情况下，取栅渣量为0.07m3/103m3W=zKWQ1000864001max=3.11000864007.001.51=7.02m3/dW0.2m3/d，所以宜采用机械清渣。3.2细格栅1．设计说明设计流量：平均日流量Q=100000m3/d=4166.67m3/h=1.16m3/sQmax=Kz×Q=1.3×1.16=1.51m3/s2.格栅计算(1)栅条间隙数n为bhvQnsinmax式中Qmax最大设计流量，m3/s,Qmax=1.51m3/s格栅倾角，(°)取＝600b栅条间隙，m，取b＝0.01mn栅条间隙数，个h栅前水深，m，取h＝0.8mv过栅流速，m/s，取v＝0.8m/s。则56.2198.08.001.060sin51.1n取220个（2）栅槽有效宽度设计选取栅条断面形状为迎水面为半圆形的矩形,取格栅总宽度B1=S(n-1)+bn=0.01×(220-1)+0.01×220=4.39m实际生产中，多使用两套以上格栅工作，此处设计4套格栅同时工作，备用一套,栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3m，取0.21m;则单个栅槽宽度B＝S(-1)+b+0.21m＝0.01×(55-1)+0.01×55+0.21＝1.3m6（3）栅槽高度计算过栅水头损失h1,mkhh01sin2g20h3/4bS式中过栅水头损失，m；计算水头损失，m；重力加速度，9.81m/s2；系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k=3；阻力系数，与栅条断面形状有关，设计选取栅条断面形状为迎水面为半圆形的矩形，＝1.83。kShsin2gb23/41155.0360sin9.8128.00.0101.083.123/41hm(4)栅后槽总高度，m设超高h2=0.3m则H=h+h1+h2=0.8+0.155+0.3=1.26m（5）.栅槽总长度，m进水渠道渐宽部分的长度。设其渐宽部分展开角度1=200,进水渠宽B1=1m，进水渠道内的流速为0.47m/s。7mBBL412.020tan213.1tan2111②栅槽与水渠连接处的渐窄部分长度，mmLL206.0212③栅后槽总长度LmHLLL75.260tan1.15.00.1206.0412.0tan5.00.1121（6）.每日栅渣量W，m3/d在格栅间隙10mm的情况下，设栅渣量为0.1m3/103m3zKWQ1000864001max1000.31864001.01.51W0.2m3/d，所以宜采用机械清渣。3.3沉砂池目前，应用较多的陈沙迟池型有平流沉砂池、曝气沉砂池和钟式沉砂池。本设计中选用平流沉砂池，它具有颗粒效果较好、工作稳定、构造简单、排沙较方便等优点。1.沉砂池长度，mvtL式中v——最大设计流量时的流速，m/s，取=0.25m/s；t——最大设计流量时的流行时间，s取t=30s。则mvtL5.73025.02.水流断面面积A，m204.625.051.1maxvQAm23.池总宽度B，m取=8格，备用2格，每格宽b=1mmnbB8184.有效水深h2，m876.0804.62BAhm5.沉砂斗所需容积V，m36max1086400ZKTXQV式中——城市污水沉沙量，m3/106m3污水,取X=30m3/106m3污水——清除沉沙的间隔时间，d，取T=2d;03.6021.6103.18640023051.16Vm36.每个沉砂斗容积V0，m3设每一分格有2个沉砂斗，共有16个沉沙斗。则V038.0377.08203.6m37.沉砂斗各部分尺寸⑴沉沙斗上口宽a，m1'3552atgha式中h3’斗高，m，取h3’=0.45m；a1斗底宽，m，取a1=0.6斗壁与水平面的倾角为55º924.16.05545.025521'3tgatgham(2)沉砂斗容积：)222(62112'30aaaahV396.0)6.026.024.1224.12(645.0220Vm38.沉砂室高度h3，m采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗。沉沙室由两部分组成：一部分为沉沙斗，另一部分为沉砂池坡向沉沙斗的过渡部分，沉沙室的宽度为[2(L2+a)+0.2]。(0.2为二沉沙斗之间隔壁厚)41.222.024.125.722.022aLLm6.0595.041.206.045.006.02'33mLhhm9.沉沙池总高度，m取超高h1=0.3m66.16.076.03.0321hhhHm10.验算最小流速，在最小流量时，只用一格工作(n=1)。=min1minnQ=m/s＞0.15m/s式中最小流量，m3/s；最小流量时工作的沉砂池数目，个；最小流量时沉砂池中的水流断面面积，㎡。则m/s﹥0.15m/s3.4初次沉淀池采用普通辐流式沉淀池，中心进水，周边出水，共4座，其中一座为备用.沉淀池表面负荷q取2.0m3/(m2·h)，一般为1.5～3.0m3/(m2·h)，图如下10辐流式沉淀池简图1．单池表面积AA=max0Qnq=21.51360090623m´=´式中q——表面负荷,取q=2.0m3/(m2·h)n——池数单池直径D=A4=49063.14´=33.96m取D=34m2．沉淀池的有效水深设污水在沉淀池内的沉淀时间t为2h.则沉淀池的有效水深2021.53.0hqt==?m一般为1.5～3.0m23411.333Dh=?m(6～12)符合规范要求。3．沉淀池每天污泥量W1每座沉淀池污泥部分所需容积1000SNTVn=m3式中S——每人每日污泥量[L/(人·d)],一般采用0.3～0.8,取0.5LN——设计人数,为25万11T——两次清除污泥间隔时间(d),机械排泥取4T=h=16dn——池数3478.27631000410255.0mV