课程设计水质工程学排水工程四川大学廖建平Word文件下载.docx
《课程设计水质工程学排水工程四川大学廖建平Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课程设计水质工程学排水工程四川大学廖建平Word文件下载.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
Co
（4）气象条件
夏季主导风向为西南风，气压为730.2mm汞柱，年平均气温为15.1°
C,冬季最低月平均温度为8°
C。
（5）其它资料
厂区附近无大片农田。
拟由省建筑公司施工，各种建筑材料均能供应。
电力供应充足。
2总体设计概述
2.1设计流量
根据给定的原始资料，污水厂的设计规模采用日平均流量Q=7500〃F/〃,
日变化系数和时变化系数分别为KQ.2,心=1.33,设计最大流量为
Cmax=K「xQ=xx0=l・2xl・33x7500〃?
、/d=\1970/r/3/d=\.2Jinr/do
2.2污水处理程度的确定
设计处理后达到一级B标
处理前B0Ds=250mg/L,SS=300mg/L；
处理后BOD5=20mg/L,SS二20mg/L。
BOD5的处理程度：
0=（250-20）/250X100%二92%
SS的处理程度：
n=（300-20）/300X100%=93.3%取处理程度高的为本设计中污水厂的处理程度，即取n二93.3%。
2・3污水、污泥的处理方法及处理工艺流程
根据所要求的处理程度，按技术先进、经济合理的原则，本设计采用如下工艺流程：
3格栅的设计计算
3.1设计参数
污水处理厂最大设计流量emax=0.1W/5；
栅条釆用矩形断面10X50mm；
栅条间隙：
“=2Omm=O.O2〃?
；
过栅流速：
v=l〃?
/s：
设栅前水深h=0.3/7?
:
格栅倾角a=60°
o
3.2设计计算
（1）栅条的间隙数：
设栅前•水深力=0.3加，过栅流速v=\m/s,栅条间隙宽
度b=O.O2m,格栅倾角a=60°
则栅条的间隙数
bhv
’需瘠=2□取22个
（2）栅槽宽度：
栅槽宽度一般比栅条宽0.2m〜0.3m,取0.2m,栅条宽度取S二10mm
B=S（n-1）+bn+0.2=0.01（22-1）+0.02X22+0.2=0.85m
（3）进水渠道渐宽部分长度：
设进水渠宽BfO.65m,渐宽部分展开角。
产20°
此时进水渠道内的流速为0.77m/s,
L=（B-Bx）/2/tan20°
二（0.85-0.65）/2/tan20°
^0.27m
（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：
LfL’/2二0.27/2二0.14m
（5）通过格栅的水头损失，h、,m：
h、=小点
2/&
y/3
△力（严sin叱=0—
2g\b）
式中，&
为系数取3:
§
为阻力系数；
0取2.42。
£
=2.42〔—；
=0.96,A/l=0.96—sin60°
=0.042,
贝|J：
7（002丿019.6
h、=0.042x3=0」3m
（6）栅后槽总高度：
取栅前渠道超高花二0.3m,则栅前槽总高度H^h+hpO.3+0.3=0.6m,栅后槽总高度H二h+h+hpO.3+0.13+0.3=0.73m
（7）栅槽总长度：
L=Li+L：
+O.5+l+Hi/tan60°
=0.27+0.14+0.5+1+0.6/tan60°
=2.256m
（8）每日栅渣量:
取WK.07n?
/10M,计算得K0L.6,
W=Q_XW1X864OO/K总/1000二0.14X0.07X86400/1.6/1000=0.529m3/d>
0.2m3/d
采用机械清渣。
4沉砂池的设计计算
4.1设计参数
最大设讣流量时的流速取0.25m/s,最大设计流量时的停留时间取30so
（1）沉砂池的长度L,m：
L=0.25x30=7.5/rz
（2）水流断面面积A,m2：
人=Omax
式中，。
唤为最大设计流量，小。
x0.142
A==0.56〃广
0.25
（3）沉砂池总宽度B,m：
B二nb,取n二2格，每格宽b=0.6m；
则:
B—nb=2X0.6—1.2in
（4）有效水深厶,m：
A0.56
h、=—==0.47（//?
）
〜B1.2
（5）沉砂斗容积V,m3
0^x86400
KJ0&
式中，X：
单位城市污水沉砂量，取30m7106m3污水；
T：
清除沉砂的间隔时间取2d；
K:
：
污水流量总变化系数为1.6。
v=°
・14x30x2x86400=Q
1.6xl06
（6）每个沉砂斗容积V。
，m3：
设每一分格有2个沉砂斗，共有4个沉砂斗。
则：
（7）沉砂斗尺寸沉砂斗上口宽d,m：
y0.1曲
2x2
2/r
a=+a{
tan55
式中力3斗高取0.35m；
a
"
斗底宽取0.5m；
斗壁与水平面的倾角55°
。
・
沉砂斗容积m3
vi=Y（2«
2+2ag+2a；
）=乎x（2xl2+2xlx0.5+2x0.52）=0.20w3
（8）沉砂室高度怡：
釆用重力排砂，设池底坡度为0.06,坡向砂斗。
沉砂室山两部分组成：
一部分为沉砂斗，另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分：
-厶一2"
—0.27.5—2x1—0.2小乙-
・22
/?
3=h3+0.06x212=0.35+0.06x2.65=0.5lw
（9）沉砂池总高度H,m：
取超高A=0.3m
H=h}+h2+h3=0.3+0.47+0.51=1.28m
（10）验算最小流速5站在最小流量时，只用一格工作（2二1）。
%=號」17§
骼訂°
必＞°
•血人（符合要求）
图II沉砂池设计计算草图
5初沉池的设计计算
5・1设计参数
釆用平流式初次沉淀池，该污水厂最大设计流量11970m'
/d,设计人口5万人，沉淀时间设为1.5h,采用链带式刮泥机，根据所给参数，考虑经过沉淀后,B0D去除30%,SS去除35%。
（1）初次沉淀池总面积A,m:
彳_%3600
q
式中，Qmux=11970〃,/d=0A4itf/s；
q为表面负荷取2.0m3/（nT•h）。
（2）沉淀部分有效水深厶，m：
h2=qt
式中,t为沉淀时间取1.5ho
厶二2X1.5=3・0m
（3）沉淀部分有效容积m3
V=Qnrixxtx3600=0.14x1.5x3600=756m
（4）池长L,m：
L=vtx3.6
式中，y为最大设计流量时的水平流速，取3.5mm/so
L=3.5xl.5x3.6=l8.9ma19m
（5）池子总宽度B,m：
3=3=竺=13・6川
L19
（6）池子个数（分格数）n,个：
B
n=—
b
式中，z>
为每个池子分格宽度取3.4m。
WJ：
空=4个
3.4
（7）校核长宽比
±
=11=5.6>
4.0（符合要求）
b3.4
（8）污泥部分需要的总容积卩，m3：
v=^L
1000
取污泥量为25g/（人•d）；
污泥含水率为95%；
N为设计人口数5万人；
T为两次清除污泥间隔时间取2do
v=O,5x5OOOOx2=5O/y?
3
每格池子污泥所需容积厂'
IZ.V50—3
V=—=—=12.5/n
n4
（9）采用污泥斗见附图，污泥斗容积：
X冷也仏+厶+顾）
・=34_04%tan60。
=2.6m
42
K=*X2.6x（3.4x3.4+0.4x0.4+V3-42x0.42）=11.34”?
（10）污泥斗以上梯形部分污泥容积K,m3：
式中，厶为污泥斗以上梯形部分上底长度；
厶为污泥斗以上梯形部分下底长度。
hx=（19+0.3-3.4）X0.01=0.159m
厶=19+0.3+0.5=19.8m
lz=3.4m
岭=
33」|x0.159x3.4=6.27/n3
2丿
（11）污泥斗和梯形部分污泥容积
K+V11.34+6.27=17.61m8^18m3>
12.5m3
（12）池子总高度，设缓冲层高度A=0.50m,超高A=0.30m，则
//=/?
[+//-»
+h、+hq
h4=h4+h4=0.159+2.6=2.76m
H=0.3+3.0+0.5+2.76=6.56m
平流式沉淀池
图III初沉池设计计算草图
6曝气沉淀池的设计计算
6・1设计参数
采用圆形完全混合合建式叶轮曝气沉淀池。
处理水量7500m7d,总变化系数K尸1.6。
经格栅和初沉池预处理后，曝气池
进水B0D5浓度So=175mg/L,SS浓度Co=135mg/L<
>
出水水质要求达到BOD浓度S=20mg/L,SS浓度C=20mg/L,VSS与SS比值f二0.7,不考虑氨氮的硝化。
曝气池混合液污泥浓度X二4.Og/L,污泥负荷率Ns=0.34kgBOD5/kgMLSS・d,曝气池内溶解氧a=0.6kgO2/kgBOD5r污泥回流比R二400%。
（1）曝气区容积的确定
=965•曲
QS°
_7500x175
•亦厂4000x0.34
曝气池设4座，即千4,每座曝气池曝气区容积为241.28ms^242
（2）沉淀区面积与容积的确定
X值已定为4.Og/L，查表得上升流速^0.28mm/s,则沉淀区的面积为:
取沉淀时间为1・5仏则沉淀区的容积为：
Qt7500x1.511O3
K=—==117.2心118m
424x4
沉淀区高度为
118
5?
（3）
需氧量与充氧量的计算需氧量为：
充氧量R。
计算:
=a[0CM）_c]l.O24go）
根据资料有温度T=23°
、a二0.85,0二0.95,C=2mg/L,代入各值，得:
r=10.1x917=1?
un..
'
0.85[0.95x730.2-760x8.63-2]1.024*23_20）~'
2
（4）选定曝气叶轮形式，曝气区直径与面积的确定
选用泵型叶轮，查附录6得：
当R。
二18細必，叶轮直径为900mm,所需功率为4.7kWo
选用直径为0.9m的泵型叶轮。
采用A=l,因此，曝气区的直径为：
1=6J=6x0.9=5.4/7/
D、6
曝气区的面积：
f；
=—x5.42=22W
4
（5）导流室直径与宽度的确定
污水在导流室下降速度取值r2=15mm/s,则导流室的面积为:
_Q（1+R）_7500（1+4）=72亦
3.6v7z?
24x3.6xl5x4
导流室外直径:
导流室的宽度
3=21二21=竺土=0•伽22
（6）曝气沉淀池直径
（7）曝气沉淀池其他各主要部位尺寸的确定
1曝气区直壁高：
力2=+0.414B=1.5+0.414x0.4=1.7m
每池开20个回流窗孔，则每个窗孔面积为:
/,=7Tb-卜3.14x0.1寸7+U3.4曲
I1.41）I1.41丿
回流缝内污水的流速:
设计所得圆形曝气沉淀池各基本部位的尺寸见附图。
（10）
曝气沉淀池实际容积核算曝气沉淀池的总容积为：
曝气沉淀池结构容积系数取5%则其实际有效容积为：
V（1-5%）=380.5（1-5%）=361.5駢
沉淀区实际有效容积为：
K=^（£
2-D22）//,=岁（11.82-6.22）x1.5=11
曝气区（包括导流室和回流区）的实际有效容积为：
乂二片％二361・5-119二242.5m3
各部位实际有效容积与计算所需容积列于下表中，实际有效体积大于计算所需，所定尺寸勿需调整。
表格1曝气沉淀池各部分容积比较表
容积（m3）
计算所需
实际有效■
总容积
360
361.5
曝气区
242
242.5
沉淀区
119
经设计计算，采用四座圆形完全混合合建式叶2
伦曝气沉淀池，每座直径
11.8m,深5.4m,水深4.2m,见附图。
7紫外消毒池的设计计算
7.1紫外消毒技术的优势
紫外消毒是一种高效、安全、环保、经济的消毒技术，能够有效地灭活致病病毒、细菌和原生动物，而且儿乎不产生任何消毒副产物。
因此，在给水、污水、中水回用和工业水处理的消毒中，紫外消毒逐渐发展成为一种非常有效的消毒技术。
紫外消毒技术具有下列明显的优点。
（1）高效率消毒杀菌
紫外消毒技术具有其它消毒技术无可比拟的杀菌效率。
杀菌效率可达99%-99.9%o下表列岀紫外消毒技术对常见儿种细菌病毒的杀菌时间一般只需1秒以内。
而传统氯气、臭氧等化学消毒方法要达到紫外消毒技术的杀菌效果一般需要20分钟至1小时的时间。
表格2紫外消毒技术对常见细菌病毒的杀菌效率
种类
名称
100%杀灭所需的时间（秒）
100%杀火所需的时间（秒）
细菌类
大肠杆菌
0.36
结核（分支）杆菌
141
白喉杆菌
霍乱弧菌
164
破伤风杆菌
0.33
假单胞杆菌属
D.37
肉毒梭菌
0.80
沙门氏菌属
151
痢疾杆菌1
3.15
肠道发烧菌属
炭疽杆菌
）.30
鼠伤寒杆菌
D.53
钩端螺旋杆菌
）.20
志贺氏菌属
D.28
嗜肺军团菌属
葡萄球菌属
1.23
微球菌属
）41.53
链球菌属
D.45
病毒类
腺病毒
工10
流感病毒
D.23
噬菌胞病毒
脊髓灰质炎病毒
D.80
柯萨奇病毒
）.08
轮状病毒
D.52
爱柯病毒
）.73
烟草花叶病毒
16
爱柯病毒I型
）.75
乙肝病毒
3.73
霉菌抱子
黑曲霍
5.67
软砲子
D.33
曲霉属
0.73■&
80
青靈菌属
2.93-0.87
大粪真菌
3.0
产毒青霉
2.0-3.33
毛霊菌属
3.23-4.67
青靈其它菌类
D.87
水藻类
蓝绿藻
10-40
草履虫属
7.30
小球藻属
193
绿藻
1.22
线虫卵
3.40
原生动物属类
4-6.70
鱼类病
Fungi病
1.60
感染性胰坏死病
4.0
白斑病
2.67
病毒性岀血病
1.6
（2）消毒杀菌广谱性
紫外消毒技术在口前所有的消毒技术中，杀菌的广谱性是最高的。
它对儿乎所有的细菌，病毒都能高效率杀灭。
并且对一些对人类危害极大的，而氯气以至臭氧无法或不能有效杀灭的寄生虫类（例如隐性包囊虫cryptosporidium,贾第鞭毛虫giardia等）都能有效杀灭。
（3）无消毒副产物
由于紫外消毒技术可以被控制为仅仅是杀菌，并不加入任何化学药剂，无消毒副产物，因此它不会对水体和周围环境产生二次污染，不改变水中任何成分。
对氯消毒来说，其与水中有机物产生的有机氯已被公认为对人体有致癌作用，并且水中含有的氯化合物在某些场合下会起到反作用，对水中生物以及水环境产生毒害。
臭氧消毒也有类似的问题，大量难闻有毒的未溶解到水中的臭氧挥发到空气中，有害于附近工作人员的身心健康。
（4）运行安全、可靠
传统的消毒技术如采用氯或臭氧，其消毒剂本身就属于剧毒、易燃、易爆的物质。
这些物质的使用对操作现场人员以及周围环境和居民安全产生潜在的威胁，需要特别小心。
我国的公安、消防及环保等部门对这些高危物质的使用有严格的运输、保存和操作规定。
这些都极大地增加了基层使用单位领导、操作人员和周边居民的心理负担和不安全感。
现代紫外消毒系统不存在这样的安全隐患，是一种对周边环境以及操作人员相对安全可靠得多的消毒技术。
（5）运行维护费用低
通常一种高效率的技术总是和高成本，高运行费用联系在一块。
但是，紫外消毒技术却是例外。
由于九十年代对紫外消毒核心技术的完善，紫外消毒技术不仅消毒效率是所有消毒手段中最高的，而且消毒运行维护最简单，运行成本最低。
在千吨处理量水平可达到每吨水4厘人民币其至更低，因此，其性能价格比是所有消毒技术中最高的。
它既具有其它消毒技术无法比拟的高效率，乂具有成本和运行费低的优点。
在千吨水处理量水平，它的成本只是氯消毒的1/2,是氯加脱氯消毒的2/5,更只有臭氧消毒成本的1/9。
即使在十万吨处理量水平，紫外消毒技术的投资及运行成本也远远低于其它消毒技术。
（6）安装、操作简便
紫外消毒系统为模块化设计，安装简便，适合任何的安装现场条件，不破坏现场的设备、管线和建筑结构。
系统只需接上电源，即可一年365天，每天24小时连续运行，清洗灯管时无需停机，除定期需1-2小时例行维护外，均可不间断地使用。
而氯和臭氧消毒操作复杂，对操作人员质素要求高，任何疏忽都可能使消毒效果下降，甚至造成严重的事故。
（7）占地小，无噪音
日处理万吨水的紫外消毒设备仅需4平方米的运行操作空间，日处理5万吨污水的紫外消毒系统仅需1条（10米X2米）水渠。
而化学消毒方法则需要儿倍于此的药剂接触池用地。
另外，紫外消毒设备黑自流式供水（无需水泵），不产生任何噪音。
（8）连续大水量消毒
U前紫外消毒技术在实际应用中已达到日处理150万吨水量，如实际需要还可以更大，这是氯加脱氯及臭氧消毒方法难以做到的。
污水消毒不要求保持持久的消毒杀菌能力，只需要瞬间杀灭致病性病毒、细菌和原生动物等，达到排放标准即可。
紫外消毒技术无消毒副产物，不会对周圉水环境产生不良影响，能够连续大水量消毒等优势决定了紫外消毒技术在污水处理消毒中具有很大的适用性、经济型，本设计选择紫外线消毒技术对二级处理后的污水进行消毒处理。
7.2紫外消毒池设计计算
从网上查找企业样本，依据加拿大TROJAN公司生产的紫外线消毒系统的主要参数，选用设备型号UV4000PLUS,辐射时间：
10-100s,UV4000PLUS紫外线消毒设备每3800m3/d需要2.5根灯管，每根灯管的功率为2800wo
需要灯管数：
7?
=X2.5=7.875,取8根
3800
选用4根灯管为一个模块，则模块数N二2,则共有灯管8根。
按设备要求紫外消毒池深度取0.5m,设池中水流速度为0.3m/so
紫外消毒池过水断面积：
人Q119702
A=—==0.462〃广
v24x3600x0.3
消毒池宽度：
B=—==0.924/h,取加
H0.5
消毒池实际水流流速为：
011970,
v=—==0.277/?
?
/s
A24x3600x0.5
消毒池长度：
每个模块长度2.46m,本设计为便于施工取2・3m。
校核紫外线消毒辐射时间：
8污泥浓缩池的设计计算
采用连续式重力浓缩池
（1）污泥产量
1初沉池污泥产量K（m3/d）
干固体量：
炉Gn沪300X0.55X7500X10—1237.5（kg/d）
v_1QQC（刀0
1-103（100-/?
）p
式中，G为原污水中悬浮物浓度，为300mg/L,n为初次沉淀池沉淀效率55%,0为设计•污水量7500m'
/d,q为污泥含水率取96%,Q为初沉污泥容重以1000kg/m3ito则：
_100x300x0.55x75003
1_心（100-96）x1000m
2剩余污泥产量K（m3/d）
已知产率系数Y二0.5,污泥自身氧化率20.1,剩余污泥浓度取Xr=10*X10_3kg/m3o
干固体：
u/_SX_YQ（S.-Se）-K（iVXv
W2=T=f
=0.5x7500x（175-20）-0.1x965.1x0.7x4000xl0_3=44432f〃
0.7_'
湿污泥体积:
XrIO*10“
（2）污泥浓缩池所需面积月
污泥固体通量选用GL=40kg/（m:
•d）,设计釆用两个圆形池子。
=1237.5+444.32=2】02存
2x40
浓缩池直径D
（4）浓缩池深度〃
浓缩池工作部分的有效水深：
仏=八'
1+'
1）,式中T为浓缩时间取12h。
・24nA
人」2x（
升级会员 