水污染控制工程课程设计某城市13万m3d污水.doc
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1、目录第一章 总论- 1 -第一节 摘要- 1 -第二节 设计任务和内容- 1 -第三节 基本资料 - 1 -第二章 污水处理工艺流程说明- 2 -第一节 设计流量的确定- 2 -第二节 进水水质和设计依据- 2 -第三节 污水处理工艺的确定和工艺流程图- 3 -第四节 工艺说明- 3 -第三章 处理构筑物设计- 4 -第一节 格栅间和泵房- 4 -第二节 沉砂池- 6 -第三节 初沉池- 8 -第四节 曝气池- 11 -第五节 二沉池- 17 -第四章 主要设备说明- 19 -第五章 污水厂总体布置- 20 -第一节 主要构(建)筑物与附属构筑物- 20 -第二节 污水厂平面布置- 22 -第
2、三节 污水厂高程布置- 24 -参考文献:- 27 -第一章 总论第一节 摘要 某城市13万m3/d污水进水水质为CODcr 480mg/L、BOD 250mg/L、SS 300mg/L经传统活性污泥法处理,使其达到以下标准:出水CODcr降至60mg/L以下,BOD5 降至20mg/L以下, SS 降至30mg/L以下。 关键词 :活性污泥法 BOD COD SS 外文翻译:A city of 130,000 m3 / d sewage water for the water quality of CODcr 480mg / L, BOD 250mg / L, SS 300mg / L by
3、 traditional activated sludge treatment to meet the following criteria: CODcr down to the water 60mg / L below BOD5 down to 20mg / L of the following, SS down to 30mg / L below. Key words: activated sludge BOD COD SS第二节 设计任务和内容本次设计是对于某城市13万m3/d污水处理厂工艺设计。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
4、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和污水处理厂高程图)。第三节 基本资料 某市是一个工业城市,位于中国东北地区,松花江贯穿市内,是该市的主要河流。该地区多年主导风向为西南风。年平均气温4.6;最热月平均气温为26.5;极端气温,最高为33;最低气温为-40;最大冻土深度为1.9m,多年平均降雨量639.9mm,年平均蒸发量1210mm,地下水位为56m。 现在的某市是以有色冶炼、铁路运输机车、汽车配件、摩托车、建筑材料、化工等为主体的重工业基地著称。大型工业和交通运输是某市的主导职能,其产业发展则以机械、化工、冶金和建材为主,它是某省高新技术产业的主要城
5、市。2000年工业总产值173.3亿元,占全市的83.0%。而其工业主要集中在江北和铁东地区,包括冶炼厂,香兰素厂,炼油厂,化工厂等污染较严重的单位,这些污染源大部分分布在城市生活用水取水源的下游,也是垂直于主导风向的地区,这给集中处理污水提供了地理条件。 该市市区人口50余万,其中工矿企业人口占大多数,人口分布明显呈随工业分布的形势。污水处理厂选址拟定于松花江的哈达湾地带,该地带是松花江流域的最下游,且处于污染较集中地区,便于收集污水,地价较便宜, 居民较少,适于建造大型污水处理厂。污水厂选址在185-192m之间,平均地面标高为187.5m。平均地面坡度为0.3%-0.5%,地势为西北高,
6、东南低。厂区征地面积为东西长380m,南北长280m。第二章 污水处理工艺流程说明第一节 设计流量的确定1.平均日流量 Q=108333.3(m3/d)=4513.9(m3/h)=1.25(m3/s)平均日流量在设计计算中的用途:该流量用来计算污水厂的栅渣量、沉砂量、污泥量、处理总水量、耗药量及年抽升电量。2.设计流量 Qmax=130000(m3/d)=5417(m3/h)=1.5(m3/s)设计流量的用途:(1). 设计流量用于污水处理厂中管渠计算及个处理构筑物设计。 由于设计流量持续较短,当曝气池设计水力停留时间在6h以上时,则用时平均流量作为曝气池的设计流量。(2).降雨时的设计流量(
7、m3/h或L/s) 该流量包括旱天流量和截留n倍的初期雨水流量。该流量校核初沉池以前的处理构筑物和设备。(3). 污水处理厂分期建设时,以相应的各期流量作为设计流量。3.最小污水流量 Qmin = Qmax =97500(m3/d )=4062.5(m3/h)=1.13(m3/s)根据经验为平均日流量的-,最小流量常用于污水泵站最低水位及污水泵选型等。第二节 进水水质和设计依据根据原始资料,污水处理厂的设计进水水质见下表:城市污水处理厂设计进水水质:处理水量(万m3/d)CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)进水13480250300出水13602030本次设计中氮、磷均不
8、作要求,污水经二级处理后应达到以下要求:出水CODcr降至60mg/L以下,BOD5 降至20mg/L以下, SS 降至30mg/L以下。经分析,原污水各项指标均不是很高,采用传统活性污泥法处理工艺即可达到处理要求。设计依据:(1).老师提供的水质水量资料; (2).老师提供的出水标准; (3).给水排水常用数据手册; (4).给水排水设计规范。第三节 污水处理工艺的确定和工艺流程图根据该地区污水水质特征,污水处理工程没有脱氮除磷的特殊要求,主要的去除目的是BOD5,CODCr和SS,本设计采用传统活性污泥法生物处理,曝气池采用传统的推流式曝气池。污水拟采用传统活性污泥法工艺处理,具体流程如下
9、:分流闸井格栅间污水泵房污水出水井计量槽沉砂池初沉池曝气池二沉池消毒间出水第四节 工艺说明一.城市污水通过格栅去除固体悬浮物,然后进入平流沉砂池去除污水中密度较大的无机颗粒污染物(如泥砂,煤渣等),再进入平流式初沉池去除细小悬浮物,流入曝气池,在活性污泥的作用下进一步去除废水中的污染物。经过生物降解之后的污水经配水井流至二沉池,进行泥水分离,二沉池的出水CODcr降至60mg/L以下,BOD5 降至20mg/L以下, SS 降至30mg/L以下,即可达标排放。二沉池的污泥除部分回流外其余经浓缩脱水后外运。二.本工艺的优缺点: 污水处理效果好,BOD5去除率可达到90%以上; 工艺简单,便于管理
10、 不易发生污泥膨胀; 曝气池容积大,占地规模大,基建费用高。 三.处理构筑物选择: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进行选择。本次设计选用平面型倾斜安装机械中格栅、平流沉砂池,平流式初沉池,推流式鼓风曝气池,向心辐流式二沉池。第三章 处理构筑物设计 第一节 格栅间和泵房设计参数:1)每日栅渣量大于0.2m3,一般应采用机械清渣。 2)过栅流速一般采用0.61.0m/s。3)格栅前渠道内的水流速度一般采用0.40.9m/s。4)格栅倾角一般采用4575。5)通过格栅的水头损失,粗格栅一般为0.2m,细格栅一般为0.30.4m。型式:平面型 ,倾斜安装机械格栅Q=
11、130000(m3/d)=5417(m3/h)=1.5(m3/s),选三组格栅,则Qmax=0.50(m3/s)1.栅条的间隙数(n) 设栅前水深h=0.6m,过栅流速v=0.9m/s,栅条间隙宽度b=0.021m,格栅倾角=60。 n=42(个) 式中:n 栅条间隙数,个;Qmax 最大设计流量,m3/s; 格栅倾角度;e 栅条净间隙,粗格栅e50100mm,中格栅e1040mm,细格栅e310mm;v 过栅流速,m/s。2.栅槽宽度(B) 设栅条宽度 S=0.01(m) B=S(n-1)+bn=0.01(42-1)+0.02142=1.3(m)式中:B 栅槽宽度,m;S 栅条宽度,m,取0
12、.01m;n 栅条间隙数,个;e 栅条净间隙,粗格栅e50100mm,中格栅e1040mm格栅e310mm3.进水渠道渐宽部分的长度设进水渠宽B1=0.65m,其渐宽部分展开角度1=20, l1=0.9(m)4.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(l2) l2= =0.45(m) 式中:l1-进水渠道渐宽部分的长度(m) l2=-栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(m)5.通过格栅的水头损失(h1)(m) 设栅条断面为锐边矩形断面,则=2.42 h1=()4/3sink=2.42()4/3sin603=0.097(m)式中:h1 过栅水头损失,m;h0 计算水头损失,m;g 重力加速度,9.8
13、1m/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 , 当为矩形断面时,=2.42。6.栅后槽总高度(H) 设栅前渠道超高h2=0.3m。 H=h+h1+h2=0.6+0.097+0.3=1.0(m)7.栅槽总长度(L)L=l1+l2+0.5+1.0+=0.9+0.45+1.0+0.5+=3.37(m)式中:l1-进水渠道渐宽部分的长度(m) l2-栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(m) -进水渠道渐宽部分的展开角度,一般采用208.每日栅渣量(W) 在格栅间隙21mm的情况下,设栅渣量为每1000m3污水产0.07m3,设Kz=1.2。W
14、= 式中: W 每日栅渣量,m3/d; W1 栅渣量,(m3/103m3 污水)取0.10.01;粗格栅用小值,细格栅用大值,中格栅用中值; W=2.88(m3/d)0.2( m3/d) ,易采用机械清渣方式。 9.提升泵房进水泵采用五台潜污泵,其中一台备用,置于集水池中。集水池尺寸为5.8 m8 m9 m,水泵单机流量0.43 m3/s。据现行污水处理厂的运行资料显示,采用PLC系统可以根据水位控制水泵的开停,也可使泵按交替方式运行,效果良好,自控程度较高,建议采用。如果来水量大于设计流量,水位异常升高时,将通过溢流道溢出,溢流水位是3.40 m。 提升上来的污水由三个渠道通过细格栅拦污。按
15、上式的计算,渠道长3.7 m,宽4.6 m,深1.6 m,每条渠道前后均设插板闸门,也可以采取2用1备的运行方式。进水泵房的能力可以满足近期和远期水量的要求。 第二节 沉砂池设计参数:1) 最大流速为0.3 m/s,最小流速为0.15 m/s. 2) 最大流量时停留时间不小于30 s,一般采用30-60 s。3) 有效水深不应大于1.2 m,一般采用0.25-1 m,每格宽度不易小于0.6 m.4) 进水头部应采取消能和整流措施。5) 池底坡度一般为0.01-0.02.当设置沉砂设备时,可根据设备要求考虑池底形状。沉砂池的选型:沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm,密度2.65t/m3的
16、砂粒,以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和旋流式四种形式。由于旋流式沉砂池有占地小,能耗低,土建费用低的优点;竖流式沉砂池污水由中心管进入池后自下而上流动,无机物颗粒借重力沉于池底,处理效果一般较差;区旗沉砂池则是在池的一侧通入空气,使污水沿池旋转前进,从而产生与主流方向垂直的横向恒速环流。砂粒之间产生摩擦作用,可使沙粒上悬浮性有机物得以有效分离,且不使细小悬浮物沉淀,便于沉砂和有机物的分别处理和处置。平流式沉砂池具有构造简单、处理效果好的优点。本设计采用平流式沉砂池,共选四组,每组两格,则Qmax=0.38(m3/s)设沉砂池中最大流速vmax=0.3m/s
17、,最大流量时停留时间t=50s。1.沉砂池长度(L) L=vmaxt=0.350=15(m) 式中:vmax-最大设计流量时的流速(m/s) t-最大设计流量时的流行时间(s)2.水流断面面积(A) A=1.27(m2) 式中:Qmax -最大设计流量(m3/s)3.池总宽度(B) 设n=2格,每格宽b=0.8m B=nb=20.8=1.6(m)4.有效水深(h2) h2=0.79(m) 式中:h2 -设计水深(m)5.沉砂斗所需容积(V) 设T=2d,则 V=2.74(m3) 式中:X-城市污水沉砂量,一般采用30m3/106m3污水 T-清除沉砂的间隔时间(d) Kz-生活污水流量总变化系
18、数6.每个沉砂斗容积(V0) 设每一分格有两个沉砂斗,则V0=0.69(m3)7.沉砂斗各部分尺寸 设斗底宽a1=0.5m,斗壁与水平面的倾角为55,斗高h=0.35m,沉砂斗上口宽: a=+ a1=+0.5=1.0(m) 式中:a1-斗底宽度(m) h-斗高(m)8.沉砂室高度(h3)采用重力排砂,设池底坡度为0.01,坡向砂斗,则 h3=h+0.02l2=0.35+0.012.65=0.38(m)式中:l2为砂粒密度9.池总高度(H)设超高h1=0.3 m则H= h1+ h2+h3=0.3+0.79+0.38=1.47(m)式中:h1-超高(m) h3-沉砂室高度(m)10.验证最小流速(
19、Vmin)在最小流量时只用一格工作(n1=1) Vmin= =0.45(m/s)0.15(m/s) 式中:Qmin-最小流量(m3/s) n1 -最小流量时工作的沉砂池数目(个) wmin-最小流量时沉砂池中的水流断面面积(m2)第三节 初沉池设计参数:1) 沉淀池设计流量取最大设计流量,初次沉淀池沉淀时间取12h,表面负荷取1.52.5 m3/(m2h),沉淀效率为40%60%。2) 池(或分格)的长宽比不小于4,长深比采用812.3) 设计有效水深不大于3.0m。4) 缓冲层高度在非机械排泥时,采用0.5m;机械排泥时,则缓冲层上缘高出刮泥板0.3m。5) 进水出设阀门调节流量,淹没式潜孔
20、的流速为0.10.4m/s,出水设三角形溢流堰,溢流堰流量的计算式为 Q=1.43H5/2 式中 Q-三角堰的过堰流量(m3/s); H-堰顶水深(m)。6)池底坡度一般为0.010.02;采用多斗时,每斗设单独的排泥管及排泥闸阀,池底横向坡度采用0.05。7)进出水处设置挡板,高出池底内水面0.150.2m,设其淹没深度为进水处不小于0.25m,出水处不大于0.25m,挡板位置距进水口为0.52.0m,距离出水口为0.250.5m。8)污泥斗的排泥管一般采用铸铁管,其直径不小于0.2m,下端伸入斗底中央处,顶端敞口,伸出水面,便于疏通和排气。在水面以下1.52.0m处,与排泥管连接水平排出管
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