水处理课程设计

共享知识分享快乐卑微如蝼蚁、坚强似大象盛年不重来，一日难再晨。及时宜自勉，岁月不待人。课程设计书课程名称：水处理课程设计院（系）：土木与环境工程学院专业班级：10环境工程(1)班起止日期：指导教师：潘争伟共享知识分享快乐卑微如蝼蚁、坚强似大象目录11城城市市环环境境条条件件概概况况3311、、地地形形资资料料3322、、水水量量和和水水质质资资料料3333、、气气象象及及地地基基资资料料3322污污水水处处理理工工艺艺方方案案比比较较33一一、、工工艺艺方方案案分分析析3311、、普普通通活活性性污污泥泥法法方方案案4422、、氧氧化化沟沟方方案案44二二、、处处理理工工艺艺流流程程4433污污水水处处理理工工艺艺设设计计计计算算77一一、、粗粗格格栅栅77二二、、污污水水提提升升泵泵房房88三三、、细细格格栅栅99四四、、曝曝气气沉沉砂砂池池1100五五、、初初次次沉沉淀淀池池1133六六、、氧氧化化沟沟1155七七、、二二沉沉池池1177八八、、回回流流污污泥泥泵泵房房2211九九、、污污泥泥处处理理系系统统221144附附录录2255共享知识分享快乐卑微如蝼蚁、坚强似大象1、城市环境条件概况合肥王小郢污水处理厂是合肥市污水处理的主要工程，位于合肥市大城区东南。主要服务范围是合肥市中市区、东市区、西南郊的生活污水和东市区、西南郊的部分经初步处理但尚未达标的工业废水。服务人口约30万。1、地形资料污水处理厂位于淝河西六公里处，占地约45万平方米，地势西高东低。最高标高19m，最低为12m。污水总进水管底标高为12m，进水管处地面标高为16m。附近河流最高水位为9m。污水厂长（南北向）750m，宽（东西向）600m。2、水量和水质资料应处理水量：Q平均=150000m3/dQ最大=195000m3/d城市混合污水平均水质：mg/l指标CODCrBOD5SSTPTNNH4-N监测值35020020043625该厂处理后的污水排入南淝河，最终流进巢湖。因巢湖现在污染较为严重，为实现国务院的碧水蓝天计划，确保巢湖水达标任务，王小郢污水处理厂的排水必需达到以下指标：指标CODCrBOD5SSTPTNNH4-N达标值mg/l≤80≤25≤30≤1≤4≤3去除率%7887.5857588.9883、气象及地基资料年平均气温15.7℃，夏季平均气温28.3℃，冬季平均2.1℃；年平均降雨量1010mm，日最大降雨量160mm；地下水位10m；最大冻土2.5cm；土壤承载力2.3kgf/cm2；河流常水位8m，最高河水位9m，最低河水位7m。2、污水处理工艺方案比较1、工艺方案分析共享知识分享快乐卑微如蝼蚁、坚强似大象1、普通活性污泥法方案普通活性污泥法，也称传统活性污泥法，推广年限长，具有成熟的设计及运行经验，处理效果可靠。自20世纪70年代以来，随着污水处理技术的发展，本方法在艺及设备等方面又有了很大改进。在工艺方面，通过增加工艺构筑物可以成为“A/O”或“A2O”工艺，从面实现脱N和除P。在设备方面，开发了各种微孔曝气池，使氧转移效率提高到20%以上，从面节省了运行费用。国内已运行的大中型污水处理厂，如西安邓家村（12万m3/d）、天津纪庄子（26万m3/d）、北京高碑店（50万m3/d）、成都三瓦窑（20万m3/d）普通活性污泥法如设计合理、运行管理得当，出水BOD5可达10～20mg/L。它的缺点是工艺路线长，工艺构筑物及设备多而复杂，运行管理管理困难，基建投资及运行费均较高。国内已建的此类污水处理厂，单方基建投资一般为1000～1300元/m3·d，运行费为0.2～0.4元/(m3·d)或更高。本项目污水处理的特点为：①污水以有机污染为主，BOD/COD=0.42，可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒物一般不超标；②污水中主要污染物指标BOD5、CODcr、SS值比国内一般城市污水高70%左右；③污水处理厂投产时，多数重点污染源治理工程已投入运行。针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。由于将来可能要求出水回用，处理工艺尚应硝化，考虑到NH3-N浓度较低，不必完全脱氮。根据国内外已运行的大、中型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用“普通活性污泥法”或“氧化沟法”。2、氧化沟方案氧化沟污水处理技术，是20世纪50年代由荷兰人首创。60年代以来，这项技术在欧洲、北美、南非、澳大利亚等国已被广泛采用，工艺及构造有了很大的发展和进步。随着对该技术缺点（占地面积大）的克服和对其优点（基建投资及运行费用相对较低，运行效果高且稳定，维护管理简单等）的逐步深入认识，目前已成为普遍采用的一项污水处理技术。据报道，1963～1974年英国共兴建了300多座氧化沟，美国已有500多座，丹麦已建成300多座。目前世界上最大的氧化沟污水厂是德国路德维希港的BASF污水处理厂，设计最大流量为76.9万m3/d,1974年建成。氧化沟工艺一般可不设初沉池，在不增加构筑物及设备的情况下，氧化沟内不仅可完成碳源的氧化，还可实现硝化和脱硝，成为A/O工艺；氧化沟前增加厌氧池可成为A2/O（A-A-O）工艺，实现除磷。由于氧化沟内活性污泥已经好氧稳定，可直接浓缩脱水，不必厌氧消化。氧化沟污水处理技术已被公认为一种较成功的革新的活性污泥法工艺，与传统活性污泥系统相比，它在技术、经济等方面具有一系列独特的优点。①工艺流程简单、构筑物少，运行管理方便。一般情况下，氧化沟工艺可比传统活性污泥法少建初沉池和污泥厌氧消化系统，基建投资少。另外，由于不采用鼓风曝气的空气扩散器，不建厌氧消化系统，运行管理要方便。②处理效果稳定，出水水质好。实际运行效果表明，氧化沟在去除BOD5和SS方面均可取得比传统活性污泥法更高质量的出水，运行也更稳定可靠。同时，在不增加曝气池容积时，能方便地实现硝化和一定的反硝化处理，且只要适当扩大曝气池容积，能更方便地实现完全脱氮的深度处理。共享知识分享快乐卑微如蝼蚁、坚强似大象③基建投资省，运行费用低。实际运行证明，由于氧化沟工艺省去初沉池和污泥厌氧消化系统，且比较容易实现硝化和反硝化，当处理要求脱氮时，氧化沟工艺在基建投资方面比传统活性污泥法节省很多（当只需去除BOD5时，可能节省不多）。同样，当仅要求去除BOD5时，对于大规模污水厂采用氧化沟工艺运行费用比传统活性污泥法略低或相当，而要求去除BOD5且去除NH3-N时，氧化沟工艺运行费用就比传统活性污泥法节省较多。④污泥量少，污泥性质稳定。由于氧化沟所采用的污泥龄一般长达20～30d，污泥在沟内得到了好氧稳定，污泥生成量就少，因此使污泥后处理大大简化，节省处理厂运行费用，且便于管理。⑤具有一定承受水量、水质冲击负荷的能力。水流在氧化沟中流速为0.3～0.4m/s，氧化沟的总长为L，则水流完成一个循环所需时间t=L/S,当L=90～600m时，t=5～20min。由于废水在氧化沟中设计水力停留时间T为10～24h，因此可计算出废水在整个停留时间内要完成的循环次数为30～280次不等。可见原污水一进入氧化沟，就会被几十倍甚至上百倍的循环量所稀释，因此具有一定承受冲击负荷的能力。⑥占地面积少。由于氧化沟工艺所采用的污泥负荷较小、水力停留时间较长，使氧化沟容积会大于传统活性污泥法曝气池容积，占地面积可能会大些，但因为省去了初沉池和污泥厌氧消化池，占地面积总的来说会少于传统活性污泥法。我国自20世纪80年代起，也已普遍采用氧化沟技术处理污水，如桂林东（4万m3/d）、昆明兰花沟（6万m3/d）、邯郸东（一期6.6万m3/d）、长沙第二（14万m3/d）、西安北石桥（一期15万m3/d）等城市污水处理厂都采用此工艺，均取得了很好的效果，出水BOD5一般为10mg/L左右。污水处理厂的基建投资和运行费用与各厂的污水浓度和建设条件有关，但在同等条件下的中、小型污水厂，氧化沟法比其他方法低，据国内众多已建成的氧化沟污水处理厂的资料分析，当进水BOD5在120～180mg/L时，单方基建投资约为700～900元/（m3/d），运行成本为0.15～0.30元/m3污水。1、设计污水量：150000sm/32、最大污水流量：195000sm/3总变化系数：K=11.07.2Q0.723设计最大流量：maxQ=2.26sm/3二、处理工艺流程待处理原水需要脱氮除磷，本设计拟采用以为生氧化沟处理工艺，特点为①氧化沟法方案在达到与传统活性污泥法同样的去除BOD5效果时，还能有更充分的硝化和一定的反硝化效果；②氧化沟法管理较简单，适合该市污水处理管理技术水平现状；③氧化沟法污水处理厂总占地108.4亩，单位占地6.78亩/（万m3·d），比普通活性污泥法减少了占地约10%；④氧化沟法总投资1057万元，单位投资717.0元/（m3·d），比普通活性污泥法减少投资约为29.8%；⑤氧化沟法处理运行费用1215.7万元/年，处理1t污水运行成本为0.22元/m3污水，比共享知识分享快乐卑微如蝼蚁、坚强似大象普通活性污泥法减少运行费约15.4%。综合以上对比分析，本工程以氧化沟法污水处理厂工艺方案作为推荐方案。3、流程如图所示：渣包外运垃圾打包机格栅原污水提升泵超越闸沉砂池初沉池鼓风机空气流量计曝气池空气鼓风机空气滤清器二沉池接触池分水井防洪闸排放河农灌砂泵砂水分离器砂外运集泥井回流泵套管阀加氯机液氯沼气压缩沼气压缩浓缩池污泥泵一级消化二级消化投泥泵污泥脱水机泥饼外运沼气柜沼气锅炉污泥加热余热回收沼气发电升压站电网至回用水深度处理系统图1普通活性污泥法污水处理工艺流程(第一方案)巢湖巢湖共享知识分享快乐卑微如蝼蚁、坚强似大象渣包外运栅渣打包机格栅原污水提升泵超越闸沉砂池流量计鼓风机空气氧化沟二沉池接触池分水井防洪闸排放河农灌砂泵砂水分离器砂外运回流泵套管阀加氯机液氯污泥泵污泥泵贮泥池浓缩池污泥脱水机泥饼外运至回用水深度处理系统集泥井图2氧化沟法污水处理工艺流程(第二方案)3污水处理工艺设计计算一、粗格栅污水处理厂的污水由一根污水管从城区直接入格栅间。格栅设置3个，可以在水量较小的时候，开启2个运行；达到水量大的时候，1个同时开启运行。格栅计算已知条件：最大流量maxQ=2.26sm/3，取栅前明渠水流速度v=0.6m/s。1、栅条的间隙数(栅格设两个)设栅前水深h=0.8m，过栅流速v=0.9m/s，栅条间隙宽度b=0.02m，格栅倾角o60，则：maxQ=0.5*2.26=sm/3n=9.0*8.0*02.060sin*13.1sin*maxbhvQ=55.48个，取56个式中maxQ—最大设计流量，sm/3;—栅格倾角，（），取o60;b—栅条间隙，m，取b=0.02m;n—栅条间隙数，个;h—栅前水深，m，取h=0.8m;共享知识分享快乐卑微如蝼蚁、坚强似大象v—过栅流速，m/s，取v=0.9m/s。2、栅槽宽度B栅槽宽度一般比格栅宽0.2~0.3m，取0.2m设栅条宽度：S=0.01m则栅槽宽度：B=S（n-1）+bn=0.01*（56-1）+0.02*56+0.2=1.87m2.0m3、通过格栅的水头损失h1=（0.1~0.25）取h1=0.25m4、栅格总长度LL=tan5.00.1121HLL式中H1—栅前渠道水深，H1=21hh,m；2h—超高，m。L=0.69+0.35+1.0+0.5+60tan3.08.0=3.18m5、每日栅渣量WW=zKWQ1000864001max式中W1—栅渣量，33310/mm污水，格栅间隙为16~25mm时，1W=0.05~0.1033310/mm污水：格栅间隙为30~50mm，1W=0.03~0.133310/mm。本工程格栅间隙取20mm，取1W=0.0733310/mm污水。W=341.1*100007.0**86400maxQ=18.9dm/30.2dm/3采用机械清渣。二、污水提升泵房1、集水间计算选择水池和机器间合建式泵站，采用8台甭（6用2备）没台水泵的流量Q=2.