水污染课程设计

湖北理工学院《水污染控制工程》课程设计班级：学号：姓名：完成日期：目录2013382污泥浓缩池.......................................................................................................................2234568第一章设计任务书设计题目20000m3∕d城市污水处理厂工程初步设计设计目的本设计是在学生经过环境工程专业课程学习后，在初步掌握污水和废水处理理论，处理工艺、处理方法和构筑物设计计算的基础上进行，是对学生的基本理论、基本知识、基本技能的一次综合性训练。通过毕业设计使学生掌握以下知识：1了解城市污水的来源、特点。2掌握城市污水处理工程设计的方法和步骤；3学习利用各种资料确定设计方案的方法；4熟悉构筑物工艺设计计算方法；5熟悉城市污水处理厂总体布置方法和原则；6加强工程制图能力。设计任务1．确定城市污水处理程度，选择污水处理流程。2．选择城市污水和污泥处理构筑物。3．进行城市污水和污泥处理构筑物工艺设计计算，确定主要尺寸。4．进行城市污水处理厂总体布置。5．整理计算书，编制说明书。基本设计资料某新镇地处鄂东南长江中游南岸，位于东经114°31′33″～115°15′42″，北纬29°51′16″～30°19′45″，东临长江，全镇东西宽70km、南北长53km，镇域总土地面积３000多km2。污染因子CODBOD5SSTNNH3-NTPＰＨ浓度mg/L26022018032256-9设计要求GB18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准一级A标准气象指标新镇处于亚热带向温带过渡的气候带，属大陆季风性湿润气候。春夏盛行东南风，秋冬季节多偏北风。水文及地质条件污水厂出水排入新镇湖内湖，位于新镇西南方向。地震烈度：根据《地震烈度区划图》本区基本地震烈度为6度。该地地形平坦，厂址周围方圆2公里内无公共建筑群和生活居住区。该地点位于新镇城区的正南方，距新镇城区大约８00km～1０00km左右。设计成果1设计说明书设计污水处理工艺，各构筑物布置必须合理，注意厂区布置考虑近远期结合，要考虑技术上的可行性及经济合理性，运行维护管理方便，运转灵活，在满足处理要求的前提下，节约基建投资和运行管理费。2设计计算书3设计图纸污水处理厂平面布置图＼主要处理构筑物图第二章设计计划书1水质分析城市生活污水来源生活污水是人们日常生活过程中排出的污水。城市生活污水是从住户，公共设施(饭店，宾馆，影剧院，体育馆，机关，学校，商店等）和工厂的厨房，卫生间，浴室及洗衣房等生活设施中排出的水。城市生活污水水质特点城市生活污水有机含量高，主要成分为糖类，蛋白质，脂肪等有机物，氮，磷，硫等无机盐类及泥沙等物质，还含有各种微生物及病原体。生活污水中的主要污染物有动植物油，悬浮物，碳水化合物，蛋白质，表面活性剂，氮和磷的化合物，微生物和无机盐等。生活污水中的有机污染物一般都是比较容易生物降解，而且污水的BOD/COD的值达到至。污水中含有氮磷等营养物质，因此典型的生活污水的可生化性比较好。所处理城市生活污水水质特点污水主要来自居民及办公场所的生活用水，超市商店用水等。其中混有果皮，塑料制品等大小不同的污染物，还含有相当量的泥沙等无机颗粒。2水源的重要性水是地球生物赖以存在的物质基础，水资源是维系地球生态环境可持续发展的首要条件，因此，保护水资源是人类最伟大、最神圣的天职。光从黄河中的用水列表中就看出来中国水资源的匮乏和水资源的利用之多无论是在工业还是农业都可一清楚的认识到，在日常生活中烧饭，洗碗用水时的间断(开门接客人，接电话，改变电视机频道时)，未关水龙头;停水期间，忘记关水龙头;洗手、洗脸、刷牙时，让水一直流着;睡觉之前、出门之前，不检查水龙头;设备漏水，不及时修好。都需要很庞大的用水量。这些数据都是我们无法想象的。人体重量的50～60%由水组成，儿童体内的水分更高达80%。可以说，没有水就没有生命。但地球上的淡水资源只占地球水资源总量的3%，在这3%。淡水中，可供直接饮用的只有%。地球是水之行星。地球表面约70%为水覆盖。地球上全部生物体主要由水组成，如：一棵树含有约60%水;多数蘑菇含有约80至90%水;而多数动物含有约50至65%水。因此，如没有水，没有生命能存在。2.污水厂的设计规模污水厂的处理量20000m3/d。处理程度的计算污水经过污水处理厂处理后，其水质应达到我国污水综合排放一级标准及城镇污水污染物排放标准中的一级标准，SS20mg/L,COD60mg/L,BOD20mg/L,TN15mg/L。工艺方案的选择原则（1）采用先进，稳妥的处理工艺，经济合理，安全可靠。（2）合理布局，投资低，占地少。（3）降低能耗和处理成本。（4）综合利用，无二次污染。（5）综合国情，提高自动化管理水平。可行性方案的确定要处理的污水是城市污水，经过预处理和生物处理后排放，避免了排放污水对自然水体的污染。污水处理流程要达到降低污水有机质和含氮磷量，通过SBR工艺与CASS工艺和氧化沟比较，选用SBR法比较，选择SBR主体处理构筑物，即序批式活性污泥法。SBR处理工艺通过限制性曝气可以达到很好的脱氮除磷效果。处理流程味粗格栅间→细格栅间→沉砂池→初沉池→SBR池→消毒池。通过对主体处理构建物的设计计算，使出水质良好，经过处理后的水质达到国家一级标准。SBR法的方案特点:(1）理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧,好氧处于交替状态，净化效果好。（2）运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短，效率高，出水水质好。（3）耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释，缓冲作用，有效抵抗水量和有机物的冲击。(4）工艺过程中的各工序可根据水质，水量进行调整，运行灵活。（5）处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。（6）反应池内存在DO,BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。(7)SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。(8）脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧，缺氧，厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。(9)工艺流程简单，造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池，污泥回流系统，调节池，初沉池也可以省略，布置紧凑，占地面积省。从上面的对比中我们可以得到如下结论：从工艺技术角度考虑，普通曝气池和SBRS法出水指标均能满足设计要求。但是，SBR法结构简单，造价低，又适合中小型污水处理厂，这跟实际相符，所以选SBR法。主要构筑物的选择1.格栅格栅用以去除废水较大的悬浮物，漂浮物，纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的负荷，防止阻塞排泥管道。2.泵房考虑到水力条件，工程造价和布局的合理性，采用长方形泵房。为充分利用时间。选择集水池与机械间合建的半地下式泵房，这种泵房布置紧凑，占地少，机构省，操作方便。水泵及吸水管的充水采用自灌式，其优点是启动及时可靠，不需引水的辅助设备，操作简便。3.沉淀池沉淀池的形式有平流式，竖流式和霸气沉淀池。其作用是从污水中去除沙子，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。工作原理是重力沉降。设计中采用的是平流式沉淀池，它的截留效果好，工作稳定，构造简单。4.SBR池本设计采用SBR法，该法对BOD的处理效果可达到90%以上。SBR工艺的曝气池，在流态上属于完全混合型，在有机物降解上，确实时间的推流，有机物是随着时间的推移而被降解的。曝气系统采用鼓风曝气，选择其中的网状微穿孔。5.接触池城市污水经二级处理后，水质改善，但仍有存在病原菌的可能，因此在排放前进行消毒处理。液氯是国内外应用最广泛的投加消毒剂，氯气投加量一般控制在1-5mg/L，接触时间为30分钟。6.浓缩池污泥浓缩的对象是颗粒间的孔隙水，浓缩的目的是在于缩小污泥的体积，便于后续污泥处理。浓缩池的形式有重力浓缩池，气浮浓缩池，辐流浓缩池，竖流浓缩池和离心浓缩池。重力浓缩池是污水处理工艺中常用的一种污泥浓缩方法，按照运行方式分为间歇式和连续式，前者适用于大中型污水处理厂，后者适用于小型污水处理厂和工业企业的污水处理厂。浮选浓缩适用于疏水性污泥或者悬浊液很难沉降且易于混合的场所。设计采用竖流浓缩池，形式为间歇式的，其特点是结构简单，操作方便，动力消耗少，运行费用低，贮存污泥能力强，采用水密性钢筋混泥土建造，设有进泥管和排上清液管。7.污泥脱水污泥机械脱水与自然干化相比较，其优点是脱水效率较高，效果好，不受气候影响，占地面积小。常用设备有真空过滤脱水机，加压过滤脱水机及带式压滤机。本设计采用带式压滤机，其特点是滤带可回旋，脱水率高，噪声小，省能源，附属设备少，操作管理维修方便，另外设置事故干化厂，为防止突然事故。第三章主要构筑物与设备的设计与计算泵前中格栅设计计算1.经上网查阅资料可知格栅的设计要求：（1）根据GB18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准一级A标准。处理后排入水体，具体水质指标如下：COD=50mg/LBOD5=10mg/LSS=10mg/LTN=15mg/LTP=1mg/LNH3-N=5mg/L（1）总变化系数K=最大设计流量：QMAX=(24X60X60）=s（2）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（3）过栅流速一般采用～s.（4）格栅倾角一般用450～750。机械格栅倾角一般为600～700.（5）格栅前渠道内的水流速度一般采用～s.（6）栅渣量与地区的特点、格栅间隙的大小、污水量以及下水道系统的类型等因素有关。在无当地运行资料时，可采用：①格栅间隙16～25mm适用于～栅渣/103m3污水；②格栅间隙30～50mm适用于～栅渣/103m3污水.（7）通过格栅的水头损失一般采用～，本次设计采用.2.格栅尺寸计算设计参数确定：设计流量Q1=s（设计2组格栅），以最高日计算。（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式Q1=B2v1/2计算得:式中v1-栅前流速，取值v1=s，栅前槽宽根据公式B=√2Q1/v1，解得B1=，则栅前水深h=B1/2=（2）栅条间隙数:n=Q1√sina/(ehv2)=(取n=33)式中：e-格栅间隙，取值e=，v2-过栅流速，取值v2=s；（3）栅槽有效宽度：B0=s（n-1）+en=×（33-1）+×33=式中：s-渣条宽度，取值s=，2组格栅总长度：B1=2B0=（4）进水渠道渐宽部分长度：进水渠宽：B2=QMAX/v1h=L1=（B1-B2）/（2tana）=（其中α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L2=L1/2=（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：h1=kεv22/（2g）sina=式中：4/3(/)sek-系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3；e-阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=。a-格栅倾角,取值α=60°；（7）栅后槽总高度（H）本设计取栅前渠道超高h2=，则栅前槽总高度H1=h+h2=+=H=h+h1+h2=++=（8）栅槽总长度L=L1+L2+++（+）/tanα=+++++/tan60°=（9）每日栅渣量（格栅间隙在20mm下）在格栅间隙在20mm的情况下，每日栅渣量为：W=86400QMAXW1/（1000K）参考水污染控制工程，W1-栅渣量，取W1=103m3污水。代入数据得W=dd，宜采用机械清灰，所以宜采用机械清渣。污水提升泵房设计计算1.泵房设计计算本设计采用传统活性污泥法工艺系统，污水处理系统简单，只考虑一次提升。污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过初沉池、曝气池、二沉池及，最后由出水管道排入涪江。设计流量：Q=20000m3/h=300L/s①．泵房进水角度不大于45度。②．相邻两机组突出部分得间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能