水污染控制工程课程设计

《水污染控制工程课程设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水污染控制工程课程设计（22页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、第一章 总论第一节 设计目的、任务1. 复习和消化课程设计讲授内容2. 理论联系实际，培养分析问题和解决问题的能力3. 训练设计与制图的基本技能进行某城市污水处理设施的初步设计，其任务包括：1 根据所给的原始材料，计算进厂的设计流量和水质污染浓度2 根据水质的情况，地形和上述计算结果，确定污水处理方法和污水，污泥处理的流量以及有关的处理构筑物3 对各构筑物进行工艺计算，确定其形式，数目与尺寸4 进行个处理构筑物的总体布置。第二节 水量水质21 水量1 生活污水设计流量平均时：Q平=Q1+Q2+Q3 =(60000*170+70000*120+80000*85)/24/3600 =293.98L

2、/s总变化系数：Kz=2.7/Q平0.108=1.46最高时：Qmax=KzQ平=429.75L/s 居民区生活污水最大设计流量 2 工业废水设计流量平均时：Q=(8000*103+7000*103)/24/3600 =173.61L/s最高时：Qmax=KzQ=1.2*Q=208.33L/s3总设计流量：平均时：Q平=293.98+173.61=467.59L/s=0.468m3/s最大时：Qmax=429.75+208.33=638.08L/s=0.638m3/s22 水质CBOD=(25*210000+8000*400+7000*500)/467.59/24/3600 =0.296g/L

3、=296mg/L生活污水BOD可按每人每天2550g计算210000=60000+70000+80000Css=(40*210000+8000*400+7000*500)/467.59/24/3600 =0.374g/L=374mg/L生活污水SS可按每人每天4065g计算BOD去除率： （296-20）*100%/296= 93.24% 该厂污水排入水体前需要达到 BOD=20mg/L, SS=20mg/L表一 水量情况生活废水工业废水总量平均 L/s293.98173.61467.59最高L/s429.75208.33638.08表二 水质情况进水水质出水水质生活废水工业废水BOD mg/

4、L206.744720SS mg/L33144720第二章 污水处理工艺选择和说明第一节 处理程度的确定确保污水经处理后的排放水质达到国家排放标准。处理水质的要求如2.2所示。第二节 处理工艺选择该化学工业区污水处理设施主要用于处理石油化工废水和区内生活污水。污水处理设施主要工艺流程为：第三章 污水处理工艺设计及计算第一节 格栅进水中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。1.1 设计说明格栅（grating）是一种截留废水中粗大污物的预处理设施，是一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的

5、渠道,或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中较大的悬浮物及杂质，以保证后续处理构筑物或设备的正常工作。栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为0.61.0m/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25mm。1.2设计流量生活污水设计流量平均时：Q平=Q1+Q2+Q3 =(60000*170+70000*120+80000*85)/24/3600 =293.98L/s=2540

6、0m3/d总变化系数：Kz=2.7/Q平0.108=1.46最高时：Qmax=KzQ平=429.75L/s=0.43 m3/s=1547.1 m3/h 1.3设计参数栅条净间隙为b=25.0mm，栅前流速v=0.7m/s，过栅流速0.6m/s，栅前部分长度：0.5m，格栅倾角=60，单位栅渣量：W1=0.05m3栅渣/103m3污水。1.4设计计算1.4.1确定栅前水深根据最优水力断面公式计算得： 所以栅前槽宽约为1.11m。栅前水深为0.55m。1.4.2格栅计算说明：Qmax最大设计流量，m3/s；格栅倾角，度（）；h栅前水深，m；v污水的过栅流速，m/s。栅条间隙数（n）为： 栅槽有效宽

7、度（B）设计采用10圆钢为栅条，即S=0.01m。B=S (n-1)+b n=0.01(54-1)+0.02554=1.88(m)通过格栅的水头损失h2：h2=Kh0，h0= v2 sin /(2g)，式中： h0计算水头损失；g重力加速度；K格栅受污堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3；阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关对于本设计取圆形断面，所以，栅后槽总高度H：（一般取h1为栅前渠超高，一般取0.3m）H=h+h1+h2=0.55+0.3+0.025=0.875m栅槽总长度L：L=L1+L2+1.0+0.5+H1 / tan ，式中： L1进水渠渐宽部位的长度，m；L2栅槽与出水渠

8、连接处渐窄部分长度，m；B1进水渠宽度，栅前槽宽，m；1进水渐宽部分的展开角，一般取20。1.4.3栅渣量计算栅条间距b=25.0mm的中格栅，对于生活污水，每单位体积污水拦截污物为W1=0.05m3栅渣/103m3污水，每日栅渣量为拦截污物量远大于0.3m3/d，宜采用机械清渣。图2 格栅简图第二节沉砂池沉砂池的作用是去除密度较大的无机颗粒，一般设置在初沉池前。常用的沉砂池有平流式沉砂池、曝气沉砂池、竖流式沉砂池等。本设计采用平流式沉砂池。2.1设计参数最大设计流速为0.3m/s，最小设计流速为0.15m/s。最大流量试停留时间不小于30s，一般采用3060s，取40s。有效水深应不大于1.

9、2m，一般采用0.21.0m，每个宽度不宜小于0.6m。池底坡度一般为0.010.02，当设置除砂设备时，可根据设备考虑池底形状。储砂时间2d。沉砂斗底的长和宽均为0.6m，上长口、宽分别为2.1m、1.2m。上口宽为斗壁与水平面的倾角为60。2.2设计计算2.2.1沉砂池长度L=v t=0.2540=9.6m2.2.2水流断面面积 2.2.3池总宽度设有效水深h2=1.0m2.2.4沉砂斗所需容积X=30m3/(106m3污水)设2个沉沙斗，每个沉砂斗容积2.2.5沉砂斗尺寸污泥斗高 2.2.6沉砂斗容积：2.2.7沉砂室高度采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗，沉砂室高度为2.2.

10、8沉砂池总高超高h1=0.3mH=h1+h2+h3=0.3+1+0.682=1.982m2.2.9最小流速校核第三节初沉池生活污水中既含有分散颗粒又含有絮凝性颗粒，初沉池主要用于生物处理法的预处理，对于污水，可以去除约30%的BOD和50%的悬浮物。3.1设计参数沉淀时间一般为13h，取1.5h。最大设计流量时水平流速取为6m/s有效水深一般为3.03.5m池的长宽比应不小于41池长与有效水深之比不小于81池底坡度一般采用0.010.02初沉池表面负荷q为2.0m3/m2h。3.2设计计算3.2.1初沉池总表面积A3.2.2沉淀部分的有效水深h2h2=qt=21.5=3.0m3.2.3沉淀部分

11、有效容积VV=Q max t=1547.11.5=2320.65m33.2.4池长LL=v t=61.5=32.4mL/h2=32.4/3=10.88（符合要求）3.2.5池总宽BB=A/L=773.6/32.4=23.9m3.2.6池子个数n设n=3，则b=B/3=23.9/3=7.9m 取8mL/b=32.4/8=4.054.0，符合要求。3.2.7污泥容积采用机械排泥，储泥时间取4h。非机械排泥，储泥时间最大取2d。本设计的储泥时间取1d，污泥含水率为95%。污水SS=331mg/L，则3.2.8污泥斗容积污泥斗底长与宽均为0.5m，上口长与宽均为5.8m，污泥斗壁与水平的夹角为60。污

12、泥斗的高度3.2.9污泥斗以上梯形部分的容积 池底坡度取0.01，梯形部分的高度3.2.10污泥斗及梯形部分的容积3.2.11 初沉池总高度缓冲层高度，超高图3 平流式初沉池简图第四节 推流式曝气池活性污泥法是现今比较成熟的污水处理工艺,并且效果比较好,但是对于污水的水质，DO，pH，温度等要求比较严格。通过比较，该厂采用推流式活性污泥法，曝气设备采用鼓风曝气，该法对于池中不同阶段的需氧量能够灵活控制，活性污泥法要求水中的DO=24mg/L，BOD:N:P=100:5:1，在这范围内处理能力较好。4.1 设计参数 进水Q=40400 m3/d 回流比池体超高 有效水深 微生物每代谢1kgBOD

13、5 所需要的氧量=0.75（以kg计）每kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧量=0.16（以kg计）污泥增长系数a=0.6kgVSS/KgBOD5污泥自身氧化率b=0.05kgVSS/KgVSSdMLVSS/MLSS=0.8 污泥负荷=0.18kgBOD5/KgMLSSd4.2 采用推流式 图4 曝气池简图4.3 计算4.3.1 BOD去除率4.3.2 污泥容积指数4.3.3 曝气池总体积4.3.4 单池计算n=4单池有效体积： 单池有效面积： 单廊道：B=8mB/=8/4.5=1.78（12之间），满足要求。每座曝气池采用3廊道，则每个廊道长。单座曝气池平面尺寸总高：4.3.5 总需氧量日平均

14、需氧量最大需氧量O2max采用可变微孔曝气器，氧转移率取20%，铺设在池底0.5m处，淹没水深4m。最大日供氧量与日平均供氧量之比： （1）扩散器出口处绝对压力（2）空气离开水面时氧的百分比（3）曝气池混合液平均氧饱和浓度 换算成20条件下的日平均充氧量(4)平均时供气量（5）最大时供气量4.3.6 曝气器的选用单个曝气器的通气量为，则曝气器数量为：每个曝气池设置曝气器的数量 曝气器的布置每个廊道应布置 4.3.7 污泥产量4.3.8泥龄4.3.9剩余污泥排放量第五节 沉淀池5.1 采用中心进水辅流式沉淀池图5辐流式沉淀池简图5.2 设计参数沉淀池个数n=4；水里表面负荷q=1m3/(m2h)

15、；出水堰负荷1.7L/sm(146.88m3/md)；沉淀时间T=2h；h3为缓冲层高度，取0.5m；h5为刮泥板高度，取0.5m。泥斗下半径r2=1m，上半径r1=2m；剩余污泥含水率P1=99.2%。5.2.1设计计算5.2.1.1 池表面积5.2.1.2 单池面积5.2.1.3 池直径5.2.1.4 沉淀部分有效水深(h2)混合液在分离区泥水分离,该区存在絮凝和沉淀两个过程,分离区的沉淀过程会受进水的紊流影响,取有效水深h2=3m。5.2.1.5 沉淀池部分有效容积 5.2.1.6 沉淀池的坡底落差取池底坡度i=0.055.2.1.7 沉淀池周边（有效）水深5.2.1.8 污泥斗容积污泥

16、斗高度池底可储存污泥的体积为：共可储存污泥体积为：5.2.1.9 沉淀池总高度，取6.6m5.3 进水系统计算5.3.1 设计流量单池设计流量：进水管设计流量：0.117（1+R）=0.175m3/s管径D1=500mm5.3.2 进水竖井进水竖井采用1.2m出水口尺寸 0.30*1.2m2，共6个沿井壁均匀分布出水口流速 图6 进水竖井示意图5.3.3 紊流筒计算 筒中流速 紊流筒过滤面积 紊流筒直径 5.4 出水部分设计5.4.1环形集水槽设计5.4.2 环形集水槽设计采用单侧集水环形集水槽计算槽宽（其中k为安全系数采用1.21.5）设槽中流速v=0.5m/s设计槽中水深为，固定集水槽总高

17、度为0.4+0.4（超高）=0.8m，采用三角堰。5.4.3出水溢流堰的设计（采用出水三角堰）5.4.3.1 堰上水头即三角口底部至上游水面的高度5.4.3.2 每个三角堰的流量5.4.3.3三角堰个数5.4.3.4三角堰中心距5.4.3.5校核出水堰负荷符合要求。图7溢流堰简图第六节 污泥浓缩池由于初沉池污泥含水率大约为95%，可以不经过浓缩直接进行消化处理。因此，污泥浓缩仅处理剩余活性污泥。6.1 设计参数设计流量（初沉污泥量+剩余污泥量）污泥浓度浓缩后污泥含水率97%浓缩时间浓缩池污泥固体负荷 浓缩池数量 1座浓缩池池型 圆形辐流池6.2 设计计算6.2.1 面积6.2.2直径6.2.3

18、总高度工作高度取超高为0.3m，缓冲层高度为0.3m，6.2.4 浓缩后污泥体积污泥浓缩前后含水率为99.4%，浓缩后含水率取97%，浓缩后每天产生的污泥体积第四章 污水处理厂平面布置 第一节 污水厂平面布置说明 污水处理厂平面设计的任务是对个单元处理构筑物与辅助设施等的相对位置进行平面布置，包括处理构筑物与辅助构筑物，各种管线，辅助建筑物，以及道路，绿化等。 污水处理厂平面布置的合理与否直接影响用地面积，日常的运行管理与维修条件，以及周围地区的环境卫生等。进行平面布置时，应综合考虑工艺流程与高程布置中的相关问题，在处理工艺不变的前提下，可根据具体情况做适当调整，如修正单元处理构筑物的数目或池型。第二节 污水厂平面布置图见附录参考资料：1 北京市市政工程设计总院.给水排水设计手册第五册（城镇排水）,M,中国建筑工业出版社.5 高廷耀，顾国维.水污染控制工程 第三版(下册) ,M, 高等教育出版社.致谢感谢XX老师对本次水污染控制工程设计的悉心指导，在此次课程设计中我体会到了将理论变为实际的过程，获益良多。22