水质工程学2课程设计secret

环化学院课程设计学号：水质工程学II课程设计计算书设计题目：污水课程设计学院：环境与化学工程学院专业：给水排水工程班级：100241姓名：指导教师：完成日期：2013年12月10日2第一章总论.........................................................31.1设计内容和任务...........................................31.1.1设计题目.......................................31.1.2设计内容.......................................31.2基本资料.................................................3第二章污水处理工艺流程说明.........................................42.1处理工艺流程.............................................42.1.1氧化沟方案.....................................52.1.2CASS工艺方案..................................52.1.3方案的确定.....................................7第三章处理构筑物设计和选型.........................................73.1格栅的设计...............................................73.1.1设计要求.......................................83.1.2设计计算.......................................83.1.3格栅的选型....................................113.1.4污水提升泵房计算..............................113.2沉砂池的设计............................................123.3CASS池设计.............................................163.4接触消毒池计算.........................................203.4.1设计参数......................................203.4.2设计计算......................................203.5污泥浓缩池的设计........................................213.5.1设计要求......................................213.5.2设计计算......................................22第四章主要设备说明...............................................23第一章3第一章总论1.1设计内容和任务1.1.1设计题目南方某城市日污水处理厂工艺设计。1.1.2设计内容针对一座二级处理的城市污水处理厂，要求对主要污水处理构筑物的工艺尺寸进行设计计算，确定污水厂的平面布置和高程布置。最后完成设计计算说明书和设计图(污水处理厂平面布置图、单体构筑物图和污水处理厂高程图)。设计深度一般为初步设计的深度。1.2基本资料(1)污水水量与水质污水处理水量：变化系数：Kz=1.2(2)污水厂地势基本平坦，地面标高约为19.8m（采用黄海系标高）。进水管管径为1.8m，进水管管底标高为14.8m。(3)污水的主要来源：绝大多数为居民生活污水，少量为工业废水与其他污水。(4)接纳水体：某江(5)气象信息：该区域属亚热带湿润气候，气候温暖，雨量充沛。年均气温为17.1°c，全年日照时数为1853.1小时，历年无霜期258天。年平均风速为1.5m/s，全年静风约占25%，年主导风向为主导风为NE(东北)风，出现频率为20%。a风向：项目所在地全年主导风为N-NNE-NE(北-北北东-北东)风，出现频率分别为16.39%、12.24%、14.70%，最小频率的风向出现在WNW(西北西)，其出现频率为0.66%，全年静风出现频率为24.92%。4b风速：项目所在地年平均风速为1.5m/s。9月平均风速最大，为2.0m/s，4月平均风速最小，为1.26m/s。水量：15×104m3/d污水水质：Codcr250mg／L，BOD5125mg／L，SS200mg／L，氨氮20mg／L。（6）气象与水文资料风向：多年主导风向为北东风；气温：最冷月平均为-3.5℃；最热月平均为32.5℃；极端气温，最高为41.9℃，最低为-17.6℃，最大冻土深度为0.18m；水文：降水量多年平均为每年728mm；蒸发量多年平均为每年1210mm；地下水水位，地面下5～6m。(7)处理要求污水处理厂设计出水水质达到国家污水经二级处理后应符合以下具体要求：《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级Ｂ标准。CODcr≤60mg／L，BOD5≤20mg／L，SS≤20mg／L(8)厂区地形污水厂选址区域海拔标高在19.75-19.85m之间，平均地面标高为19.80m。平均地面坡度为0.30‰～0.5‰，地势为西北高，东南低。第二章污水处理工艺流程说明2.1处理工艺流程工艺流程1：污水→格栅和提升泵房→沉砂池→Cass池→消毒池→排水↓污泥浓缩池→污泥外运工艺流程2：污水→格栅→沉砂池→初沉池→氧化沟→二次沉淀池→→排水↘↘↓5↘浓缩↘↓脱水→污泥外运2.1.1氧化沟方案氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。它是活性污泥法的一种变型。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。氧化沟的技术特点：（1）氧化沟结合推流和完全混合的特点，有力于克服短流和提高缓冲能力，通常在氧化沟曝气区上游安排入流，在入流点的再上游点安排出流。（2）氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化－反硝化生物处理工艺。（3）氧化沟沟内功率密度的不均匀配备，有利于氧的传质，液体混合和污泥絮凝。（4）氧化沟的整体功率密度较低，可节约能源。氧化沟缺点尽管氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化控制等优点。但是，在实际的运行过程中，仍存在污泥膨胀的问题、泡沫问题、污泥上浮问题、流速不均及污泥沉积问题等一系列问题。2.1.2CASS工艺方案CASS(CyclicActivatedSludgeSystem)是周期循环活性污泥法的简称，又称为循环活性污泥工艺CAST(CyclicActivatedSludgetechnology)，是在SBR的基础上发展起来的，即在SBR池内进水端增加了一个生物选择器，实现了连续进水(沉淀期、排水期仍连续进水)，间歇排水。设置生物选择器的主要目的是使系统选择出絮凝性细菌，其容积约占整个池子的10%。生物选择器的工艺过程遵循活性污泥的基质积累--再生理论，使活性污泥在选择器中经历一个高负荷的吸附阶段(基质积累)，随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段，以完成6整个基质降解的全过程和污泥再生。CASS工艺的优点：（1）工艺流程简单，占地面积小，投资较低CASS的核心构筑物为反应池，没有二沉池及污泥回流设备，一般情况下不设调节池及初沉池。因此，污水处理设施布置紧凑、占地省、投资低。（2）生化反应推动力大CASS工艺从污染物的降解过程来看，当污水以相对较低的水量连续进入CASS池时即被混合液稀释，因此，从空间上看CASS工艺属变体积的完全混合式活性污泥法范畴；而从CASS工艺开始曝气到排水结束整个周期来看，基质浓度由高到低，浓度梯度从高到低，基质利用速率由大到小，因此，CASS工艺属理想的时间顺序上的推流式反应器，生化反应推动力较大。（3）沉淀效果好CASS工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用，沉淀阶段的表面负荷比普通二次沉淀池小得多，虽有进水的干扰，但其影响很小，沉淀效果较好。实践证明，当冬季温度较低，污泥沉降性能差时，或在处理一些特种工业废水污泥凝聚性能差时，均不会影响CASS工艺的正常运行。实验和工程中曾遇到SV30高达96%的情况，只要将沉淀阶段的时间稍作延长，系统运行不受影响。（4）运行灵活，抗冲击能力强CASS工艺在设计时已考虑流量变化的因素，能确保污水在系统内停留预定的处理时间后经沉淀排放，特别是CASS工艺可以通过调节运行周期来适应进水量和水质的变比。当进水浓度较高时，也可通过延长曝气时间实现达标排放，达到抗冲击负荷的目的。在暴雨时，可经受平常平均流量6信的高峰流量冲击，而不需要独立的调节地。多年运行资料表明，在流量冲击和有机负荷冲击超过设计值2－3信时，处理效果仍然令人满意。而传统处理工艺虽然已设有辅助的流量平衡调节设施，但还很可能因水力负荷变化导致活性污泥流失，严重影响排水质量。当强化脱氮除磷功能时，CASS工艺可通过调整工作周期及控制反应池的溶解氧水平，提高脱氮除磷的效果。所以，通过运行方式的调整，可以达到不同的处理水质。（5）不易发生污泥膨胀7污泥膨胀是活性污泥法运行过程中常遇到的问题，由于污泥沉降性能差，污泥与水无法在二沉池进行有效分离，造成污泥流失，使出水水质变差，严重时使污水处理厂无法运行，而控制并消除污泥膨胀需要一定时间，具有滞后性。因此，选择不易发生污泥膨胀的污水处理工艺是污水处理厂设计中必须考虑的问题。由于丝状菌的比表面积比菌胶团大，因此，有利于摄取低浓度底物，但一般丝状菌的比增殖速率比非丝状菌小，在高底物浓度下菌胶团和丝状菌都以较大速率降解底物与增殖，但由于胶团细菌比增殖速率较大，其增殖量也较大，从而较丝状菌占优势。而CASS反应池中存在着较大的浓度梯度，而且处于缺氧、好氧交替变化之中，这样的环境条件可选择性地培养出菌胶团细菌，使其成为曝气池中的优势菌属，有效地抑制丝状菌的生长和繁殖，克服污泥膨胀，从而提高系统的运行稳定性。2.1.3方案的确定由以上知，两种工艺都能达到预期的处理效果，且都为成熟工艺，但经分析比较，CASS工艺方案在该污水厂的建立有以下方面具有明显优势：（1）工艺流程简单，占地面积小，投资较低，不需设置二沉池。（2）不易发生污泥膨胀，而氧化沟在实际的运行过程中，仍存在污泥膨胀的问题、泡沫问题、污泥上浮问题、流速不均及污泥沉积问题等一系列问题。（3）CASS工艺适用范围广，适合分期建设。综合以上对比分析，采用工艺流程1。第三章处理构筑物设计和选型3.1格栅的设计本设计采用中格栅，格栅建于泵站前。中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。83.1.1设计要求(1)中格栅间隙一般采用10～40mm；(2)格栅不宜少于两台，如为一台时，应设人工清除格栅备用；(3)过栅流速一般采用0.4～0.9m/s；(4)格栅倾角一般采用45°～75°；(5)通过格栅的水头损失一般采用0.08m/s～0.17m/s；(6)格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位0.5m，工作台有安全和冲洗设施；(7)格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m，工作台正面过道宽度：人工清除，不小于1.2m；机械清除，不小于1.5m；(8)机械格栅的动力装置一般宜设在室内或采取其它保护设备的措施；(9)设置格栅装置的构筑物必须考虑设有良好的检修、栅渣的日常清除。3.1.2设计计算（