某城市污水处理厂工艺设计

水污染控制工程课程设计环工07k1藏斌1科技学院课程设计报告(2009--2010年度第1学期)名称：水污染控制工程课程设计题目：某城市污水处理厂工艺设计院系：科技学院，动力系班级：环工07K1学号：071905010101学生姓名：藏斌指导教师：苏金坡设计周数：1成绩：日期：2010年7月8日水污染控制工程课程设计环工07k1藏斌0目录一、课程设计(综合实验)的目的与要求———————————-—————————1二、设计（实验）正文——————————————-—————————————11.总论————————————————-————————————————11-1.设计题目————————————————————————————11-2.设计要求————————————————————————————11-3.设计资料————————————————————————————12.污水处理工艺流程说明——————————-——————————————12-1.工艺方案分析——————————————————————————12-2.工艺流程————————————————————————————13.设计说明——————————————-——————————————-—13-1.进水管道的计算—————————————————————————13-2.粗格栅—————————————-——————————————-—13-3.污水提升泵房——————————-——————————————-—33-4.沉砂池—————————————-——————————————-—33-5.初沉池—————————————-——————————————-—63-6.曝气池的设计——————————-——————————————-—93-7.二次沉淀池———————————-——————————————-—133-8.消毒接触池———————————-——————————————-—15三、课程设计（综合实验）总结或结论———————————-—————————161.主要设备说明————————————-——————————————-—162.附属建筑—————----———————-——————————————-—17四、参考文献———————————————————————-————————17水污染控制工程课程设计环工07k1藏斌1一、课程设计(综合实验)的目的与要求水污染控制工程课程设计是环境工程专业本科生的专业必修课，通过《水污染控制工程》的理论及工程学方法，学习污水处理厂工艺设计的一般步骤和方法，学会使用设计工具书和参考资料，培养学生分析、解决实际工程问题的能力；独立进行设计计算，绘制工艺流程图的技能，初步树立正确的设计思想，并通过设计进一步系统地掌握课程内容。二、设计（实验）正文1.总论1-1.设计题目：某城市污水处理厂工艺设计1-2.设计要求：要求出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）中的一级标准的B标准,即：COD≤60mg/L,BOD5≤20mg/L,SS≤20mg/L1-3.设计资料：某城市污水流量18400m3/d,主要污染物为COD=199mg/L,BOD5=75mg/L,SS=227mg/L。2.污水处理工艺流程说明2-1.工艺方案分析：由于污水的水质较好，污水处理工程没有脱氮除磷的特殊要求，主要的去除目标是BOD5，根据BOD5COD=75199=0.3770.3可知，污水可生物降解，针对这一特点，一级出水要求，现在城市污水处理技术的特点，采用传统活性污泥法工艺处理，本设计采取活性污泥法二级生物处理，曝气池采用传统的推流曝气池。2-2.工艺流程污水的处理工艺流程如下图：污水→格栅→污水泵房→出水井→计量槽→沉砂池→初沉池→曝气池→二沉池→消毒池→出水3.设计说明3-1.进水管道的计算根据流量Q=18400m3/d=767m3/h=0.2131m3/s，选择管径D=500mm，坡度i=0.0016。(由《环境工程设计手册》查得)设，进水管充满度h/D=0.50。设计水深h=D×0.50=0.5×0.50=0.25m流速v=QA/2=QπD28=0.21313.14×..05×058=2.172m/s水污染控制工程课程设计环工07k1藏斌23-2.粗格栅粗格栅用以截留水中较大的悬浮物和漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组主管道的较大的悬浮物，并保证后续处理设施正常运行的装置。设计规定：（1）水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合一下要求：1）人工清除25~40mm2）机械清除16~25mm3）最大间隙40mm（2）在大型污水处理厂或泵站前大型格栅（每日栅渣量0.2m3），应采用机械清除。（3）格栅倾角一般用25o~75o，机械格栅倾角一般为60o~70o。（4）过栅流速一般采用0.6~1.0m/s设计计算3-2-1.栅条间隙数设粗格栅前水深h=0.25m，过栅流速v=0.8m/s，栅条间隙宽度b=0.02栅条倾角α=60o。栅条间隙数n为：n=Qmax√sin60obhv=0.2131√sin60o0.02×0.25×0.8=49.6取50个3-2-2.栅槽宽度设栅条宽S=0.01m，则槽宽B=S(n−1)+bn=0.01×(50−1)+0.02×50=1.49m3-2-3.过栅水头损失：h2=kβ(sb)43v22gsinα水污染控制工程课程设计环工07k1藏斌3式中：∑h——水流通过格栅的水头损失（m）k——系数，格栅受污阻塞后，水头损失增加倍数，一般k=3β——形状系数，本设计采用锐边矩形β=2.42代入算得：h2=3×2.42×(0.010.02)43×0.822×9.8sin60o=0.081m取水头损失为：h2=0.081m介于0.08~0.15m（符合要求）3-2-4.格栅总高度的计算栅前超高h1=0.3m，格栅的总高度：H=h+h1+h2=0.25+0.3+0.081=0.631m3-2-5.栅槽总长度L为：L=L1+0.5+H1tanα+1.0+L2式中：H1——栅前槽高，H1=h+h1=0.25+0.3=0.55mL1——进水管渠肩宽部分长度（m）；L1=（B−D）2tanα1=1.49−0.52×tan20o=1.36mα1——进水渠展开角，α1=20oL2——栅槽与出水渠道渐缩长度（m）；L2=l12=1.362=0.68m代入式中：L=1.36+0.5+0.55/tan60o+1.0+0.68=3.86m计算结果：栅槽总长度：3.86m栅槽宽度：1.49m栅槽总高度：0.631m水头损失：0.081m3-3.污水提升泵房提升泵房以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过，从而达到污水的净化。设计计算设计选择4台水泵（3台使用，1台备用），污水提升泵房的集水池容积：（以一台水泵工作6分钟的水量计算）V=Qmax×6×60÷n=0.2131×6×60÷3=25.6m3设有效水深h=1.4m。则集水池的面积：S=V/h=25.6/1.4=18.3m2本设计取集水池面积：S=20m2，选择池长为5m，宽为4m计算结果：提升泵房集水池长：5m提升泵房集水池宽：4m有效水深：1.4m水污染控制工程课程设计环工07k1藏斌4说明：因为前面粗格栅的栅条间隙宽度为0.02m小于0.025m，所以提升泵房后不设细格栅。3-4.沉砂池沉砂池的作用是从污水中将比重比较大的颗粒去除，其工作原理是以重力分离为基础，故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒沉淀，而有机悬浮颗粒则随水流带走。设计规定：（1）城市污水厂一般应设置沉砂池，座数或分格应不少于2座（格），并按并联运行原则考虑。（2）设计流量应按分期建设考虑：1）当污水自留进入时，应按每期的最大设计流量计算；2）当污水为用提升送入时，则应按每期工作是泵的最大组合流量计算：3）合流制系统中，应按降雨时的设计流量计算。（3）沉砂池去除的沙粒杂质是以比重为2.65，粒径为0.2以上的颗粒为主。（4）城市污水的沉砂量可按每月106m3污水沉砂量为30m3计算，其含水率为60%，容重为1500kg/m3。（5）贮砂斗容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于55o，排砂管直径应不小于0.3m。（6）沉砂池的超高不宜小于0.3m。（7）除砂一边采用机械方法。当采用重力排砂时，沉砂池和晒砂场应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。说明：采用平流式沉砂池，具有结构简单，处理效果好的优点，分两格。水污染控制工程课程设计环工07k1藏斌5设计计算3-4-1.沉砂池的长度设水平流速v=0.25m/s，污水在沉砂池中的停留时间t=50s。则沉砂池总长度：L=vt=0.25×50=12.5m3-4-2.过水断面的面积：A=Qmaxv=0.21310.25=0.8524m2取1m23-4-3.沉砂池宽度沉砂池分两格，即n=2，取每格宽度c=1m。池的总宽度：b=nc=2×1.0=2m3-4-4.有效水深：h2=12=0.5m3-4-5.沉砂池所需容积设清楚沉砂的时间间隔T=2d，沉砂室所需的容积：V=86400QmaxXTKz×106=86400×0.2131×30×21.2×106=0.92m3式中：X——城市污水的沉砂量，一般采用30m3/106（污水）Kz——污泥流量总变化系数，取1.2水污染控制工程课程设计环工07k1藏斌63-4-6.每个沉砂斗所需的容积：设每一个分割有两个沉砂斗，则每个斗所需的容积：V0=Vn×2=0.922×2=0.23m33-4-7.沉砂斗的各个部分尺寸：设斗底宽b1=0.5m，斗壁和水平面的倾角为60o，斗高h3’=0.35m，沉砂斗的上口宽度：b2=2h3‘tan60o+b1=2×0.35tan60o+0.5=0.9m3-4-8.沉砂斗的实际容积：V0‘=h3‘3(b12+b22+b1b2)=0.353(0.52+0.92+0.5×0.9)=0.2m3-4-9.沉砂池高度沉砂室高度采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗，b‘=0.2l2=L−2b2−b’2=12.5−2×0.9−0.22=5.25m沉砂室高度：h3=h3’+0.06l2=0.35+0.06×5.25=0.665m沉砂池超高取：h1=0.3m则沉砂池的总高度：H=h1+h2+h3=0.3+0.5+0.665=1.465m本设计取沉砂池总高度：H=1.5m。设计结果：沉砂池长度：12.5m沉砂池宽度：2m（每格宽1m）有效水深：0.5m3-5.初沉池密度大于水的悬浮物在重力的作用下出现下沉，从而实现泥水分离，使得污水得到净化。设计规定：（1）设计流量应按分期建设考虑；（2）沉淀池的个数或分格不应少于2个，并按并联系列设计；（3）池的超高至少0.3m（4）一般沉淀时间不小于1.0小时，有效水深多采用2~4m；（5）沉淀池的缓冲层高度，一般用0.3~0.5m；（6）污泥斗壁与水平面的倾角，方斗不宜小于60o，圆斗不宜小于70o（7）初沉池的污泥区容积，一般按不小于2日的污泥量计算，采用机械排泥时，可按4消失的污泥量计算。水污染控制工程课程设计环工07k1藏斌7说明：平流式沉淀池有沉淀效果好，对冲击负荷和水温变化的适应能力强；施工简易，造价较低的优点。本设计采用平流式沉淀池。平流式沉淀池3-5-1.沉淀池总面积设表面负荷：q‘=2m3/(m2∙h)，沉淀时间：t=2.5h则沉淀池的总面积：A=3600Qmaxq’=3600×0.21312=383.5m3取384m33-5-2.沉淀池有效水深：h2=q‘t=2×2.5=5m3-5-3.沉淀部分有效容积：V0=3600Qmax∙t=3600×0.2131×2.5=1917.9m3取1918m33-5-4.沉淀池长度取水平流速v=5mm/s，沉淀池的总长度：L=3.6vt=3.6×5×2.5=45m3-5-5.沉淀池的总宽度：B=AL