某城市污水處理廠工藝設(shè)計專業(yè)名稱：環(huán)境工程水污染控制課程設(shè)計 4一、基礎(chǔ)資料 4二、污水水質(zhì)、水量及變化特點 4三、進水水質(zhì)、出水目標(執(zhí)行標準)及去除效率 4四、確定工藝流程 5五、相關(guān)設(shè)計依據(jù) 5 6一、設(shè)計方案的選擇與確定 61、根據(jù)排放標準確定處理程度 62、選擇合理的工藝流程 6二、工藝流程說明 7 72、各構(gòu)筑物單元的功能 7 9 91、主要設(shè)計參數(shù) 92、工藝尺寸 9 1 1、主要設(shè)計參數(shù) 2、工藝尺寸 3、構(gòu)筑物簡圖 3、構(gòu)筑物簡圖 2、工藝尺寸 六、二沉池的設(shè)計和計算 2、工藝尺寸 3、構(gòu)筑物簡圖 七、接觸池(消毒池) 2、工藝尺寸 3、加氯間 水污染控制課程設(shè)計 3、構(gòu)筑物簡圖 九、污泥濃縮池的計算與設(shè)計 2、工藝尺寸 3、構(gòu)筑物簡圖 十、脫水機房的計算 1、壓濾機 2、加藥量計算 第1章緒論一、基礎(chǔ)資料(1)城市基本情況(2)氣象與水文資料地下水水位為地面下6～7m。(3)廠區(qū)地形設(shè)計中地面標高為155.00m,進水管底標高151.75m,管徑500mm,出水二、污水水質(zhì)、水量及變化特點(1)污水水質(zhì)COD≤500mg/L,B0D≤300mg/L,SS≤200mg/L,氨氮≤45mg/L,磷≤6mg/L,pH為6～9.(2)計算日污水處理量Q=103gW=103×170×0.8×250000m3/d=34000n3/dq一人均日排水量，查資料可知可按用水定額的80%計算，式中k,—總變化系數(shù)，查用內(nèi)插法求得k,=1.435。三、進水水質(zhì)、出水目標(執(zhí)行標準)及去除效率表1-1BOD(mg/L)氨氮(mg/L)磷(mg/L)進水6執(zhí)行標準3去除率四、確定工藝流程污水——粗格柵——集水提升泵房——細格柵——平流式沉砂池——主體(1)基礎(chǔ)資料里的城市基本情況、氣象與水文資料和廠區(qū)地形參考自《水污染控制工程課程設(shè)計任務書(10級)》。(2)污水水質(zhì)參考自《水污染控制工程課程設(shè)計任務書(10級)》。(3)計算日污水量時：a、人均日排水量按照用水定額的80%計算表1-2生活用水定額(L/d)分城市規(guī)模區(qū)特大城市大城市中、小城市一二三注：1、居民生活污水定額一般地區(qū)可按用水定額的80%計。2、特大城市指：市區(qū)和近郊區(qū)非農(nóng)業(yè)人口100萬以上的城市；大城市指：市區(qū)和近郊區(qū)非農(nóng)業(yè)人口50萬以上不滿100萬的城市；中小城市指：市區(qū)和近郊區(qū)非農(nóng)業(yè)人口不滿50萬的城市。b、總變化系數(shù)k?根據(jù)下表用內(nèi)插法求得表1-3生活污水量總變化系數(shù)k值平均日流量(L/s)5K(3)執(zhí)行標準參考自《水污染控制工程實踐教程》。一、設(shè)計方案的選擇與確定污水處理廠的出水水質(zhì)可確定相應各污染物的處理程度(見表1-1)。氧化溝是在20世紀50年代開發(fā)的，又名氧化渠，因其構(gòu)筑物呈封閉的溝合液在5～15min內(nèi)完成一次循環(huán)，而廊道中大量的混合液可以稀釋進水20～,區(qū)后30倍，溶解氧濃度降低，有可能發(fā)生反硝化反應?，F(xiàn)明顯的溶解氧濃度梯度。(3)、氧化溝的整體體積功率密度較低：氧化溝可在的消耗自然降低。(4)、氧化溝工藝采用的處理流程十分簡捷：氧化溝 水污染控制課程設(shè)計氧化溝處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好：實際應用表明，氧化溝工藝在有機物和懸浮二、工藝流程說明污水粗格柵提升泵房細格柵沉砂池砂水分離曝氣氧化溝砂沉池濃縮池接觸池濃縮池脫水機房排污水處理工藝流程2、各構(gòu)筑物單元的功能(1)格柵的功能格柵由一組或數(shù)組平行的金屬柵條、塑料遲溝或金屬篩網(wǎng)、框架及相關(guān)裝置組成，傾斜安裝在污水渠道、泵房集水井的進口處或污水處理廠的前端，用來截留污水中較粗大的漂浮物和懸浮物，防止堵塞和纏繞水泵機組、曝氣器、管道閥門、處理構(gòu)筑物配水設(shè)施、進出水口，減少后續(xù)處理產(chǎn)生的浮渣，保證污水處理(2)提升泵房的功能提升泵房主要用于提高污水的水位，保證污水能在整個污水處理流程過程中(3)沉砂池的功能沉砂池主要用于去除污水中粒徑大于0.2mm,密度大于2.65t/立方米的砂粒，以保護管道、閥門等設(shè)施免受磨損和阻塞。(4)曝氣池氧化溝曝氣池氧化溝可以混合液稀釋進水20-30倍。(5)二沉池的功能二沉池設(shè)在生物處理構(gòu)筑物后面，用于沉淀分離活性污泥或去除生物膜法中(6)接觸池的功能接觸池即消毒池，用于降解水中的污染物。(7)濃縮池的功能(8)脫水間的作用第3章工藝流程的計算采用機械清渣方法1、主要設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量(最大流量):Omx=2033n2/h=0.565m3/s;h=(0.8×0.6)m=0.48m;數(shù)量：2座；單位體積污水柵渣量：格柵間隙為40mm,則柵渣量W?可取0.03m3/103m3污水。(1)格柵形式格柵柵條的形式有圓形、半圓形、三角形等，不同的柵條結(jié)構(gòu)水力條件不同，相應地阻力系數(shù)也不同，對于其他構(gòu)筑物而言，格柵阻力要小得多，因此，在考慮格柵柵條形式時主要從清渣方便的角度考慮。(2)過柵流量(3)柵條間隙數(shù)(4)格柵槽寬度B=S(n-1)+bn=[0.02×(20-1)+0.04×20]m=1.18m (5)過柵水頭損失g—重力加速度，取9.81m/s2(6)柵后槽的總高度H=h+h+h?=(0.48+0.3+0.12)m=0.9m(7)格柵的總長度L?=0.5L=0.5×0.52m=0a?—進水渠道漸寬部位的展開角度，α?=20°;(8)每日柵渣量水污染控制課程設(shè)計W?—單位體積污水柵渣量，m3/(103m3污水);k:—污水流量總變化系數(shù)。粗格柵水力計算簡圖集水提升泵房1、設(shè)計水量設(shè)計流量(最大流量)為Qm=2033m3/h,選擇用3臺潛污泵(2用1備),則提升泵房有效水深取2.5m選擇20SA-22JA型單級雙吸收中開離心清水泵容積(按一臺泵最大流量時6min的出流量設(shè)計)集水池長度取7m,寬度集水池平面尺寸：L×B=7m×7m細格柵采用機械清渣方法1、主要設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量(最大流量):Omx=2033n3/h=0.565m3/s;柵條間隙寬度：b=10mm;h=(0.8×0.6)m=0.48m;則柵前水深數(shù)量：2座；單位體積污水柵渣量：柵條間隙為10mm,則柵渣量為0.08m3/103m2污水。2、工藝尺寸(1)格柵形式格柵柵條的形式有圓形、半圓形、三角形等，不同的柵條結(jié)構(gòu)水力條件不同，相應地阻力系數(shù)也不同，對于其他構(gòu)筑物而言，格柵阻力要小得多，因此，在考慮格柵柵條形式時主要從清渣方便的角度考慮。(2)過柵流量(3)柵條間隙數(shù)(4)格柵槽總寬度B=S(n-1)+bn=[0.01×(69-1)+0.01×69]m=1.37m式中：S—柵條寬度，m。 (5)過柵水頭損失柵條斷面形狀選擇迎水、背面均為半圓形的矩形，則阻力系數(shù)為：計算水頭損失：過柵水頭損失：h?=k●h=3×0.047m=0.142m式中：5—阻力系數(shù)，其值與柵條的斷面幾何形狀有關(guān)；g—重力加速度，取9.81m/s2k—系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大倍數(shù)，一般采用k=3。(6)柵后槽的總高度H=h+h+h=(0.48+0.3+0.142)m=0.922m(7)格柵的總長度L?=0.5L=0.5×0.78m=0.39m=D=800mm=0.8m;a?—進水渠道漸寬部位的展開角度，α?=L,—格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部位的長度，m;(8)每日柵渣量水污染控制課程設(shè)計k_—污水流量總變化系數(shù)。3、構(gòu)筑物簡圖細格柵水力計算簡圖平流式沉砂池具有截留無機顆粒效果較好、構(gòu)造較簡單等特點，但也存在流速不易控制、沉砂中有急性顆粒含量較高、排砂常需要洗砂處理等缺點。沉砂池的主體部分，實際是一個加寬、加深了的明渠，由入流渠、沉砂區(qū)、出流渠、沉砂斗等部分組成，兩端設(shè)有閘板以控制水流。在池底部設(shè)置1～2個貯砂斗，下(1)沉砂部分的長度L=vt=0.3×30m=9.0mv—最大設(shè)計流量時的速度，m/s;水污染控制課程設(shè)計(2)水流斷面面積(3)池總寬度設(shè)沉砂池分格數(shù)n=2格，每格寬b=0.95m,則池總寬度：B=nb=2×0.95=1.9m(4)有效水深(5)貯砂斗所需容積設(shè)排砂時間的間隔T=2d,則貯砂斗所需容積(6)每個貯砂斗容積(7)貯砂斗各部分尺寸計算設(shè)貯砂斗底寬b?=0.5m,貯砂斗的上口款b,=1.4m,斗壁與水平面的傾角為水污染控制課程設(shè)計(8)貯砂室的高度假設(shè)采用重力排砂，池底設(shè)0.06坡度坡向砂斗，則貯砂室的高度：(9)池總高度H=h+h?+h?=(0.3+1.0+0.954)m=2.254m平流式沉砂池工藝圖五、氧化溝工藝的計算和設(shè)計 反硝化速率：riw=0.05mgNG-N/mgVSSed污泥負荷0.10BOD,kg/(kgMLSS·d)混合液懸浮固體濃度：MLVSS=4000mg/Lf=0.7TSS=200mg/L氨氮量=45mg/LTSS=30mg/L氨氮量=25mg/L(1)硝化菌的生長速率u,-硝化菌的增長速率d;水污染控制課程設(shè)計Do-氧化溝中溶解氧的濃度mg/L;K。-氧的半速常數(shù)O?mg/L,0.45～2.0mg/L;(2)滿足硝化最小污泥停留時間(3)氧化溝設(shè)計污泥停留時間O=SF0=(2.5×3.3)d=8.25dSF-安全系數(shù)，通常取.0～3.0;(4)實際設(shè)計泥齡θ=25d(5)對應生長速率(6)去除有機物及硝化所需的氧化溝體積Y-污泥的產(chǎn)泥系數(shù)QgVSS/kg去除BOD),對城市污水取~0.5;O-污泥齡d0,如果考慮污泥，穩(wěn)嘛30d左右K-污泥內(nèi)源呼吸系數(shù)1,對于城市污水耳0.03~0.1d-;X-混合液污泥濃度MLVSXS考慮脫氮時2取~3.5kgVS/$;=0.04mgNO-N/mgVS&rjy-實際反硝化速率ngNG-N/(mgVSSed);ry-反硝化速率mgNQ-N/(mgVSSed),在溫度為15~27c,城市污水取值范圍0.03~0.11Do-反硝化條件下的溶解氧農(nóng)度mg/L;(8)每日產(chǎn)生的生物污泥量(9)二沉池設(shè)計的生物合成需氮量12%×1464=175.6kg/d(10)折合每單位體積進水用于生物合成的氮量175.68×1000÷24408≈7.2mg/L(11)反硝化NO?-N量△NO?=45-7.2-25=12.8mg/L△So,=12.8×24408÷1000≈313kg/d(13)反硝化所要求增加的氧化溝的體積(14)每組氧化溝的體積V=V+V'=(13076+2564m3=15640n2(15)氧化溝設(shè)計水力停留時間HRT=V÷Q=[15640÷(24408÷24)]h=13.4h(16)取有效水深4.5m,寬度為7m,則所需溝的總長度為496m,超高取0.5m(17)每組溝需氧量的確定，速率常數(shù)k取0.22d-=3973kg/d(18)混合要求的最小功率·/V=0.94×(μ)°3(MLSS)°298=[0.94×(1.0087°3×(4000°298]W/m3≈11.2W/m3水污染控制課程設(shè)計μ-絕對粘滯性系數(shù)20c時取1.0087;MLSS-氧化溝中混合液污泥渡，mg/L;Xg-回流污泥濃度(20)回流污泥量計算(根據(jù)物料守恒)(TSS)Q+XQ=(Q+Q)X200×24408+1000Q=(24408+Q)×4000Q=154584m3/dQx-回流污泥量m3/d;R-回流比；(21)每組溝剩余污泥量計算△X=Q△S[Y/f(1+Kθ)]+X?Q-X。Q=28243kg/dQ-污水流量m3/d;△S-BOD?進水與出水的差值；X?-污泥中的惰性物質(zhì)；3、工藝簡圖水污染控制課程設(shè)計每組氧化溝曝氣機的布置草圖二沉池的設(shè)計和計算二沉池設(shè)在生物處理構(gòu)筑物后面，其功能是既要保證出水的水質(zhì)，又要保證設(shè)計流量(平均流量+回流污泥量):9=(34000+154584)m3/d=206m3/h;沉淀池型：平流式沉淀池。2、工藝尺寸(1)沉淀區(qū)的表面積9一設(shè)計流量(平均流量+回流污泥量),m3/h;(2)沉淀區(qū)有效水深h?=qot=1.5×2m=3.0m水污染控制課程設(shè)計(3)沉淀區(qū)有效容積(4)沉淀池長度L=3.6v●t=3.6×5×2m=36mv—水平流速，mm/s,一般不大于5mm/s。(5)沉淀區(qū)的總寬度(6)沉淀池的數(shù)量,則取b=9m,那么n—沉淀池的數(shù)量。(7)污泥區(qū)的容積兩次排泥的時間間隔按T=2d計算，則S—每人每日產(chǎn)生的污泥量，L/(人·d);N—設(shè)計人口數(shù)，人；(8)沉淀池的總高度H=h+h?+h?+h?+h"?=(0.3+3+0.5+3.9+0.62)m=8.32mh,—沉淀區(qū)的有效水深，m;h?—緩沖層高度，m,無機械刮泥設(shè)備時為0.5m,有機械刮泥設(shè)備時，其上緣應高出刮板0.3m;h?—貯泥斗高度，m,(9)貯泥斗的容積水污染控制課程設(shè)計S,一貯泥斗的上口面積，m2,S?=52m2=25m2:S,一貯泥斗的下口面積，m2,S?=0.52m2=0.25m2。(10)貯泥斗以上梯形部分污泥容積L?—梯形上底邊長，m,相當于沉淀池長度；L?—梯形下底邊長，m,相當于貯泥斗上邊長。七、接觸池(消毒池)消毒是保證污水安全排放或回，用的最后環(huán)節(jié)。盡管在污水處理過程中，水中的微生物和可能的致病菌已絕大部分被殺滅或隨著沉淀物一起被去除，但經(jīng)二級處理的城市污水中仍可能含有一些游離的微生物，其排放仍可能對水體的衛(wèi)生安全造成威脅。因此，消毒是污水處理必須的最終的處理單元。污水常用的消毒劑為氯系消毒劑，主要為液氯和漂白粉。1、設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量(平均流量):Q=34000m3/d=0.39m3/s;2、工藝尺寸(1)接觸池容積V=Qt=0.39×30×60m3=702m3 水污染控制課程設(shè)計(2)接觸池面積(3)廊道寬(4)接觸池寬設(shè)隔板數(shù)n=12,則接觸池寬B=(n+1)b=(12+1)×1m=13m(5)接觸池長