水污染控制课程设计--某城市日处理16万m3污水处理厂工艺设计-精品.doc
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《水污染控制工程》课程设计
水污染控制工程
课
程
设
计
设计题目：
某城市日处理16万m3污水处理厂工艺设计
系别：
环境工程与化学系
专业：
环境监测与治理
18
目录
第一章总论 1
1.1设计题目 1
1.2设计要求 1
1.3设计资料 1
第二章污水处理工艺流程说明 1
2.1工艺方案分析 1
2.2工艺流程 1
第三章设计说明书 2
3.1进水管道的计算 2
3.2粗格栅 2
3.3污水提升泵房 4
3.4细格栅 5
3.5沉砂池 6
3.6初沉池 7
3.7曝气池 10
3.8二沉池 13
3.9污泥泵房 14
3.10消毒池 14
3.11污泥浓缩脱水机房 15
3.12主要设备说明 15
第四章污水厂总体布置 17
4.1污水处理厂平面布置 17
4.2污水处理厂处理工艺高程布置 17
参考文献 17
小结 18
第一章总论
1.1设计题目
某城市日处理16万m3污水处理厂工艺设计
1.2设计要求
污水经二级处理后应符合下列要求：
CODCrmg/L,BOD5≤20mg/L，SS≤30mg/L,氨氮≤5mg/L。
1.3设计资料
（1）污水水质水量
污水处理水量：
16万m3/d；污水流量总变化系数取1.2
污水水质：
CODCr=450mg/L,BOD5=200mg/L，SS=250mg/L,氨氮=15mg/L。
（2）气象及水文资料
风向：
全年主导风向为北北东风。
气温：
最冷月平均-3.5℃
最热月平均32.5℃
最大冻土深度0.18m
水文：
降水量年平均728mm；蒸发量年平均1210mm；地下水位，地面下5-6m。
（3）厂区地形
厂区海拔标高65，污水进入格栅间水面相对原地面标高为-2.70，二沉池出水井
水面相对原地面标高为-0.30。
第二章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，主要的去处目标是BOD5，根据0.3可知,污水可生物降解,重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标,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，即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→沉砂池→初沉池→曝气池→二沉池→消毒池→出水
第三章设计说明书
3.1进水管道的计算
根据流量Q=160000m3/d=6666.7m3/h=1.852m3/s污水流量总变化系数取1.2,则最大设计流量Qmax=192000m3/d=8000m3/h=2.222m3/s，选择管径D=500mm，坡度i=0.0016。
由《环境工程设计手册》查得，进水管充满度h/D=0.75，最小设计流速为0.81。
3.2粗格栅
粗格栅用以截留水中较大悬浮物和漂浮物，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驻管道发梦的较大的悬浮物，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，应符合以下要求：
①人工清除25~40mm
②机械清除16~25mm
③最大间隙40mm
（2）在大型污水处理厂或泵站前大型格栅（每日栅渣量大于0.2m3），应采用机械清除。
（3）格栅倾角一般用，机械格栅倾角一般为。
（4）过栅流速一般采用0.6~1.0m/s
设计计算：
格栅的设计计算主要包括格栅形式选择、尺寸计算、水力计算、栅渣量计算等，都可通过简图3-1进行格栅计算。
图3-1格栅水力计算简图
①栅条间隙数:
本设计选4台粗格栅，根据最优水利断面公式知，每台过栅流量为m/s。
设过栅流速v=0.9m/s，栅条间隙宽度b=0.025m，栅条倾角.，则栅前水深m栅条间隙数n为：
取42个
②栅槽宽度
设栅条宽S=0.01m，则槽宽
m
③过栅水头损失：
式中：
h2——水流通过格栅的水头损失（m）
k——系数，格栅受污堵塞后，水头损失增加倍数，一般k=3
——形状系数，本设计采用迎水为半圆形的矩形，=1.83
带入计算得：
h2=3×1.83×（0.01/0.025）4/3×（0.92/19.6）sin60°=0.058m
④格栅总高度的计算
设栅前超高h1=0.3m，格栅的总高：
H=h+h1+h2=0.56+0.3+0.058=0.918m
⑤栅槽总长度L为：
试中：
——栅前槽高，H1=h+h1=0.86m
L1——进水管渠渐宽部分长度（m）；其中B1为进水渠道宽度
B1=1.5h=1.5×0.56=0.84mL1=（1.46-0.84）/2×tg20°=0.852m
L2——栅槽与出水渠道渐缩长度（m）;一般L2=0.5L1=0.5×0.852=0.426m
——进水渠展开角，=
代入式中：
L=0.852+0.426+0.5+1.0+0.86/1.732=3.27m
⑥每日栅渣量W
式中：
W1—单位体积污水栅渣量，m3/（103m3污水）一般取0.1-0.01，细格栅取大值，粗格栅取小值；Kz—污水流量总变化系数。
代入式中：
W=2.222×0.02×86400/（1.2×1000）=3.2m3/d>0.2m3/d
宜采用机械清渣。
栅宽=0.556/（0.56×0.9）=1.103m
选用4台GH-1300弧形格栅除污机，主要技术参数见表3-1。
表3-1GH-1300弧形格栅除污机主要技术参数
有效栅宽/mm
设备宽度/mm
耙齿间隙/mm
适用槽宽/mm
安装角度/（°）
耙行速度/（m/min）
1140
1300
25
1400
75
2.14
3.3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：
经泵提升后的水面高度=二沉池出水井水面相对原地面标高+二沉池水损+曝气池水损+初沉池水损+沉砂池水损+细格栅水损+管道水头损失+富余水头=-0.3+0.6+0.4+0.6+0.25+0.2+0.95+0.5=3.2m
设集水池有效水深=2.00m，过格栅水头损失=0.06m，进水管的管底标高=-2.7m则集水井最低水位=-2.7+0.5×0.75-2.0-0.06=-4.765m
取泵站内水头损失=0.30m，富余水头=1.00m则水泵扬程=提升后的水面高度-集水井最低水位+泵站内水头损失+富余水头=3.2-（-4.765）+0.30+1.00=9.265m
根据Qmax=192000m3/d=8000m3/h，选用4用1备450QW2200-10-110型潜水排污泵，采用自动耦合式安装形式，主要性能参数见表3-2。
表3-2450QW2200-10-110型潜水排污泵主要性能参数
流量/（m3/h）
扬程/m
排出口口径/mm
功率/kw
转速/（r/min）
泵重/kg
2200
10
450
110
990
2300
3.4细格栅
①栅条间隙数:
选用4台细格栅，每个旋流沉砂池各对应1台细格栅。
每台过栅流量为m/s,设栅前水深h=0.8m,过栅流速v=0.9m/s,栅条间隙宽度b=0.01m，栅条倾角.，则栅条间隙数
，取72个
②栅槽宽度
设栅条宽S=0.01m，则槽宽
m
③过栅水头损失：
式中：
h2——水流通过格栅的水头损失（m）
k——系数，格栅受污堵塞后，水头损失增加倍数，一般k=3
——形状系数，本设计采用迎水为半圆形的矩形，=1.83
带入计算得：
h2=3×1.83×（0.01/0.01）4/3×（0.92/19.6）sin60°=0.196m
④格栅总高度的计算
设栅前超高h1=0.3m，格栅的总高：
H=h+h1+h2=0.8+0.3+0.196=1.3m
⑤栅槽总长度L为：
试中：
——栅前槽高，H1=h+h1=1.1m
L1——进水管渠渐宽部分长度（m）；其中B1为进水渠道宽度
B1=1.5h=1.5×0.8=1.2mL1=（1.43-1.2）/2×tg20°=0.315m
L2——栅槽与出水渠道渐缩长度（m）;一般L2=0.5L1=0.5×0.315=0.158m
——进水渠展开角，=
代入式中：
L=0.315+0.158+0.5+1.0+1.1/1.732=2.61m
⑥每日栅渣量W
式中：
W1—单位体积污水栅渣量，m3/（103m3污水）一般取0.1-0.01，细格栅取大值，粗格栅取小值；Kz—污水流量总变化系数。
代入式中：
W=2.222×0.09×86400/（1.2×1000）=14.4m3/d>0.2m3/d
宜采用机械清渣。
栅宽=0.556×1000/（0.8×0.9）=772.2㎜
选用4台GH-1300弧形格栅除污机，主要技术参数见表3-3。
表3-3GH-1300弧形格栅除污机主要技术参数
有效栅宽/mm
设备宽度/mm
耙齿间隙/mm
适用槽宽/mm
安装角度/（°）
耙行速度/（m/min）
1140
1300
10
1400
75
2.14
3.5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极颗粒沉淀，而有机悬浮颗粒则随水流带走。
设计规定：
⑴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），并按并联实行原则考虑。
⑵设计流量应按分歧建设考虑：
①当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；
②当污水为用提升送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流量计算
③合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。
⑶沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为2.65，粒径为0.2以上的颗粒为主。
⑷城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂量为30m3计算，期含水率为60%，容重为1500kg/m3。
⑸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，排砂管直径应不小于0.3m。
⑹沉砂池的超高不宜小于0.3m.
⑺除砂一边采用机械方法。
当采用重力排砂时，沉砂池和晒砂场硬尽量靠近，以缩短排砂管的长度。
常用的沉砂池形式有平流式、曝气、旋流沉砂池等。
平流式沉砂池是常用的一种形式，具有结构简单，处理效果好的优点，但流速不易控制，排砂常需要洗砂处理等；曝气沉砂池通过调节曝气量可控制流速，沉砂效率稳定但耗能高；旋流式沉砂池可利用机械力控制水流流态与流速，沉砂效果好且占地面积小。
说明：
通过比较，本设计采用旋流式沉砂池。
设计计算：
设计4个2组合建旋流式沉砂池，则每个设计流量=8000/4=2000m3/h=48000m3/d
根据《给水排水设计手册》第5册，选用旋流式沉砂池Ⅱ-12，沉砂池直径为D=3.66m，水深h=0.94m,池高H=3.55m。
下面校核表面负荷和停留时间。
表面负荷m3/（㎡·h）,符合150-200m3/（㎡·h）的要求；沉砂池总容积V=AH=1/4×3.14×3.66×3.55=37.3m3,t=V/Q=37.3/0.556=67s满足停留时间不小于30s。
污水的沉砂量，可按0.03L/m3计算则排砂量=0.03×192000×0.001=5.76m3/d
每个旋流式沉砂池各选用一台南京蓝深环境工程设备有限公司生产的XLCS-1800A旋流式沉砂池除砂器，流量1800，中心气提方式吸砂。
每组选一台与其
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