水质工程学污水处理课程设计.

课程设计题目：某城市日处理量3万m3污水处理工程设计教学院：环境科学与工程学院专业：给水排水工程学号：201140学生姓名：指导教师：2014年11月12日-1-目录目录………………………………………………………………………………1第1章概论…………………………………………………………………………21.1设计任务和工程概况……………………………………………………21.2原始资料…………………………………………………………………2第2章污水处理与污泥处理工艺设计方案……………………………………32.1污水处理工艺流程…………………………………………………………32.2污泥处理工艺流程…………………………………………………………32.3设计的基本流程图…………………………………………………………3第3章污水处理构筑物设计………………………………………………………43.1格栅设计……………………………………………………………………43.2污水提升泵房设计…………………………………………………………63.3沉砂池设计…………………………………………………………………63.4初次沉淀池设计……………………………………………………………83.5曝气池及曝气系统设计…………………………………………………103.6二次沉淀池设计…………………………………………………………143.7消毒池设计………………………………………………………………16第4章污泥处理构筑物设计……………………………………………………194.1污泥量的计算……………………………………………………………194.2污泥回流泵房设计………………………………………………………194.3污泥重力浓缩池设计……………………………………………………194.4污泥池设计………………………………………………………………214.5污泥脱水机房设计………………………………………………………23第5章污水处理厂总体布置……………………………………………………245.1污水处理厂平面布置……………………………………………………245.2污水处理厂高程布置……………………………………………………245.3污水处理构筑物设计一览表……………………………………………25总结…………………………………………………………………………………26参考文献……………………………………………………………………………26附图-2-第1章概况1.1设计任务和工程概况1.1.1设计题目某城市日处理量3万m3污水处理工程设计1.1.2课程设计内容（含技术指标）1.污水水量、水质（1）设计规模设计日平均污水流量Q=30000m3/d（2）进水水质CODCr=400mg/L，BOD5=180mg/L，SS=100mg/L，NH3-N=15mg/L，pH=7.0～8.52.污水处理要求污水经二级处理后应符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准出水：CODCr≤60mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L，NH3-N≤8mg/L。1.2基本资料1.2.1气象资料：该市地处内陆中纬度地带，气候适宜，四季分明，日照充足，属暖温带半湿润季风气候。年平均降水量556.9mm，平均日照2400h，无霜期200天，冰冻深度为40~60cm。年平均气温：12.9℃最高气温：42.7℃最地气温：-26.5℃最热月份为7月，平均气温26.5℃；最高月平均气温31.7℃；最冷月为1月，平均气温-2.9℃，最低月平均气温为-8.2℃。风向频率呈典型的又主型特征，夏季主导风向为东南风（频率为12%），冬季主导风向为西北风（频率为10%）1.2.2污水排水接纳河流资料：该污水厂的出水直接排入厂区外部的河流（符合地表水环境质量标准（GB3838-2002）Ⅲ类功能水域），其最高洪水位（50年一遇）为50.0m，常水位为48.0m，枯水位为45.0m。1.2.3厂址及场地现状：该污水处理厂选址于城郊，位于大河北岸河堤内一块长方形地带，场地地势平坦，由西北坡向东南，场地标高54.5～53.5米之间，位于城市中心区排水管渠末端，交通便利。-3-第2章污水处理与污泥处理工艺设计方案2.1污水处理工艺流程污水处理厂的工艺流程是指在达到所要求的处理程度的前提下，污水处理每个单元的有机结合，构筑物的选型则是指处理构筑物形式的选择，两者是互有联系，互为影响的。城市生活污水一般以BOD物质为其主要去除对象，因此，处理流程的核心是二级生物处理法——活性污泥法。具体的流程为：污水进入处理厂，经过格栅至集水间，由水泵提升到平流沉砂池，再到初次沉淀池，经初次沉淀池沉淀后，大约可去初SS50%,BOD25%，然后污水进入曝气池中曝气，采用传统活性污泥法。再经二次沉淀池泥水分离，到消毒池灭菌后排放。2.2污泥处理工艺流程污泥是污水处理的副产品，也是必然的产物，如从沉淀池排出的沉淀污泥，从曝气池排出的剩余活性污泥等。这些污泥如果不加以妥善处理，就会造成二次污染。污泥经浓缩处理后的含水率仍然很高，不宜长途输送和使用，因此，还需要进行脱水和干化等处理。具体过程为：二沉池的剩余污泥由螺旋泵提升至浓缩池，浓缩后的污泥进入污泥池，再送至脱水机房脱水，压成泥饼，泥饼运至厂外。2.3设计的基本流程图污水拟采用活性污泥工艺处理，流程图如下：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砂外运栅渣外运风机房-4-第3章污水处理构筑物设计3.1格栅设计3.1.1泵前中格栅设计计算根据设计要求，采用平面型机械格栅，由于城市排水系统为暗管，中途有泵站，所以在泵前只设一道中格栅。1.格栅设计参数的要求（1）水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：1)人工清除25～40mm2)机械清除16～25mm3)最大间隙40mm（2）过栅流速一般采用0.6～1.0m/s.（3）格栅倾角取600（4）格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4～0.9m/s.（5）通过格栅的水头损失一般采用0.08～0.15m。2.格栅尺寸计算设计参数确定：设计流量Q1=493/s栅前流速：v1=0.7m/s，过栅流速：v2=0.9m/s；渣条宽度：s=0.01m，格栅间隙：e=0.02m；栅前部分长度：0.5m，格栅倾角：α=60°；单位栅渣量：w1=0.05m3栅渣/103m3污水。格栅设计草图如图3-1所示：-5-α1进水α图3-1中格栅计算草图α设计中的各参数均按照规范规定的数值来取的。（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式21211vBQ计算得:栅前槽宽1112QBv=2034310706...m，则栅前水深1107053522B.h.m（2）栅条间隙数：12sinα0.343sin60370.020.5350.8Qnehv（3）栅槽有效宽度：B0=S（n-1）+en=0.01×（37-1）+0.02×37=1.1m（4）进水渠道渐宽部分长度：11'2.61.072.102tan2tan20BBLm（其中α1为进水渠展开角，取α1=20）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度12.101.05222LLm（6）过栅水头损失（h1）设栅条断面为锐边矩形截面，取k=3，则通过格栅的水头损失：0814.060sin81.928.0)02.001.0(42.23sin20234201gvkkhhm其中：4/3(/)seh0：水头损失；k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3；ε：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42。（7）栅后槽总高度（H）本设计取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.56+0.103+0.3=0.87mH=h+h1+h2=0.56+0.103+0.3=0.87m（8）栅槽总长度-6-L=L1+L2+0.5+1.0+1tanH=0.25+0.13+0.5+1.0+0.86/tan60°=2.38m（9）每日栅渣量在格栅间隙在20mm的情况下，每日栅渣量为：3max1864000.3430.06864001.20.2/10001.481000zQWWmdK,所以宜采用机械清渣。3.1.3污水提升泵房水泵选择将安装高度，水头损失综合考虑，设计泵的扬程取13m水泵的设计流量为30000根据设计手册资料可选用3台型号为300QW900-18-37型潜污泵(2用1备)表3-1扬程/m流量/(m3/h)转速/(r/min)功率/kw出口直径/mm效率/%18.090098083.225083.23.2沉砂池设计计算3.2.1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。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。3.2.2设计资料及参数的选定1）沉砂池水力停留时间30s；2）每格宽度不小于0.6m。3)设计流量Qmax=493L/s（设计1组平流式沉砂池）3.2.3池体的设计计算（1）平流沉砂池长度：L=v·t式中：L—沉砂池长度（m）;v—设计流量时的流速（m/s），一般采用0.15～0.30m/s;t—设计停留时间，一般采用30～60s本次设计的设计流速：v=0.25m/s，水力停留时间：t=50sL=vt=0.25×30=7.5m（2）水流断面面积：20.3431.370.25QAmV（3）沉砂池总宽度：设计n=2格，每格宽取b=1.2m0.6m，每组池总宽B=2b=2.4m如图3-2所示（4）有效水深：h2=A/B=1.972/2.4=0.82m（小于1.2m）（5）贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积-7-33max386400864000.3430.031021.2101.48zQTXVmK31.20.322Vm（每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗）（6）沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽a1=0.50m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高hd=0.5m，则沉砂斗上口宽：1220.80.41.32tan60tan60dhaam沉砂斗容积：222233110.8()(1.321.320.40.4)0.650.333dhVaaaamm符合要求（7）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.02，坡向沉砂斗。沉砂室由沉砂斗与沉砂室坡向陈啥都的过渡部分两部分组成，沉砂池的长度为2L为沉砂室的长度，则220.212.521.320.24.8322LaLm则沉泥区高度为320.020.80.024.830.90dhhLm池总高度H：设超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.82+0.66=1.78m（10）校核最小流量时的流速：minmin1min0.750.3430.24/0.15/20.4(0.460.90)QvmsmsnA，符合要求.如图3-2所示-8-LL3L2aL2L1h3hdh2h1B1DN200闸阀H1B图3-23.3初沉池设计计算本次设计中采用平流式沉淀池。（1）沉淀池表面积A的计算qQA式中A—沉淀池表面积(m2);Q—设计流量（m3/h）;q—表面负荷[m3/(m2·h)]，一般采用1.5～3.0m3/(m2·h)Q取最大设计流量，即Q=20000dm/3=0.343sm/3；取)/(0.223hmmq20.3433600617.42QAmq（2）有效水深h2h2=q·t式中h2—有效水深（m）；t—沉淀时间（h）,一般取1.0～2.0h;本次设计t取1.5hh2=2.0×1.5=3.0m（3）沉淀部分有效容积/V/3