某污水处理工程课程设计学士学位论文.docx

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某污水处理工程课程设计学士学位论文

设计任务书

设计说明与计算书

第一章设计资料的确定及污水、污泥处理工艺的选择…………………………2

第一节设计流量的确定………………………………………………………2

第二节污水、污泥的处理工艺流程确定……………………………………2

第二章污水处理构筑物的设计与计算…………………………………………4

第一节泵前中格栅设计计算…………………………………………………4

第二节污水提升泵房设计计算………………………………………………7

第三节泵后细格栅设计计算…………………………………………………8

第四节沉砂池设计与计算…………………………………………………10

第五节辐流式初沉池设计计算……………………………………………13

第六节传统活性污泥法鼓风曝气池设计计算……………………………16

第七节向心辐流式二沉池设计计算………………………………………19

第八节计量槽设计与计算…………………………………………………22

第三章污泥处理构筑物的设计与计算…………………………………………24

第一节污泥量计算…………………………………………………………24

第二节污泥泵房设计计算…………………………………………………24

第三节污泥重力浓缩池设计计算…………………………………………25

第四节贮泥池设计计算……………………………………………………27

第五节污泥厌氧消化池设计计算…………………………………………28

第六节机械脱水间设计计算………………………………………………29

第四章污水处理厂的平面布置………………………………………………30

第五章污水厂的高程布置……………………………………………………31

第一节高程控制点的确定…………………………………………………31

第二节各处理构筑物及连接管渠的水头损失计算………………………31

第三节污水处理系统高程计算……………………………………………32

第四节污泥处理系统高程计算……………………………………………33

设计体会…………………………………………………………………………35

参考文献…………………………………………………………………………36

附：

设计图纸

设计说明与计算书

第一章设计资料的确定及污水、污泥处理工艺的选择

第一节设计流量的确定

1.平均日流量

平均日流量为Qa＝（2.5＋8/2）×104m3/d＝7.50万m3/d

2.最大日流量

污水日变化系数取K日＝1.20，而Qd＝K日×Qa，则有：

最大日流量Qd＝K日×Qa＝1.20×7.50＝9万m3/d

3.最大日最大时流量（设计最大流量）

时变化系数取K时＝1.08，而Qh＝K时×Qd／24，则有：

最大日最大时流量Qh＝K时×Qd／24＝1.08×9／24＝0.405万m3/h

第二节污水、污泥的处理工艺流程确定

1.进水水质

根据原始资料，污水处理厂的设计进水水质见下表：

城市污水处理厂设计进水水质：

单位：

（mg/L）

CODcr

BOD5

SS

NH3－N

磷酸盐

进水

150-220

150-220

200-320

15-40

6.8-9.4

出水

≤60

≤20

≤20

本工程设计中氮、磷的去除不作要求，其他各项指标均应达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918—2002中的一级B标准，即要求出水BOD5降至20mg/L以下，CODCr降至60mg/L以下，SS降至20mg/L以下。

经分析，原污水各项指标均不是很高，采用传统的城镇污水处理工艺即可达到处理要求。

2.污水、污泥处理工艺的确定：

2.1污水处理工艺选择

教师批阅：

根据该地区污水水质特征，污水处理工程没有脱氮除磷的特殊要求，主要的去除目的是BOD5，CODCr和SS，本设计采用传统活性污泥法生物处理，曝气池采用传统的推流式曝气池。

细格栅

中

格

栅

进水

污水提

升泵房

辐流式初沉池

平流式沉砂池

计量槽

出水

传统活性污泥曝气池

向心辐流式二沉池

工作原理：

1）流入工序：

原污水从曝气池首端进入，由二沉池回流的回流污泥也同步注入，

2）曝气反应工序：

压缩机通过管道输送到设在池底的空气扩散装置，成为气泡弥散逸出，在气液界面把氧气溶入水中，污水和回流污泥形成的混合溶液在池内呈推流形式流动至池的末端.

3）沉淀工艺：

处理后的污水和活性污泥在二沉池内分离，

4）排放工序：

处理后的部分污泥作为剩余污泥排除系统进行污泥处理，另一部份活性污泥则回流到进水端。

特点：

①污水处理效果好，BOD5去除率可达到90%以上；

②通过对运行方式的调节，可进行除磷脱氮反应；

③不易发生污泥膨胀；

④曝气池容积大，占地规模大，基建费用高。

2.2污泥处理工艺方案

2.2.1污泥的处理要求

污泥生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高且不稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，若不妥善处理和处置，将造成二次污染。

污泥处理要求如下：

☆减少有机物，使污泥稳定化；

☆减少污泥体积，降低污泥后续处置费用；

☆减少污泥中有毒物质；

☆利用污泥中有用物质，化害为利；

教师批阅：

☆因选用生物脱氮除磷工艺，故应避免磷的二次污染。

2.2.2常用污泥处理的工艺流程：

（1）：

生污泥→浓缩→消化→机械脱水→最终处置

（2）：

生污泥→浓缩→机械脱水→最终处置

（3）：

生污泥→浓缩→消化→机械脱水→干燥焚烧→最终处置

（4）：

生污泥→浓缩→自然干化→堆肥→农田

由于该工艺选用传统活性污泥法，污泥较多，不稳定，且污水中重金属含量较多，不易采用农田处置方式，干燥焚烧方式没有必要，因此综合比较各处理工艺选用（生污泥→重力浓缩→厌氧消化→机械脱水→最终处置）如下图。

其中污泥浓缩，机械脱水污泥含水率能达到80%以下。

重力

浓缩池

初沉

池污泥

二沉

池污泥

机械脱水

厌氧

消化池

泥饼外运

贮泥池

3.处理构筑物选择

污水处理构筑物形式多样，在选择时，应根据其适应条件和所在城市应用情况选择。

选用平流沉砂池，普通辐流式初沉淀池，传统活性污泥法鼓风曝气，向心辐流式二沉池，巴氏计量槽，污泥泵房，竖流式污泥浓缩池，正方形贮泥池，固定盖式消化池，采用带式压滤机进行污泥脱水。

第二章污水处理构筑物的设计与计算

第一节泵前中格栅设计计算

中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，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阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。

1.格栅的设计要求

（1）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25～40mm

2）机械清除16～25mm

3）最大间隙40mm

（2）过栅流速一般采用0.6～1.0m/s.

教师批阅：

（3）格栅倾角一般用450～750。

机械格栅倾角一般为600～700.

（4）格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4～0.9m/s.

（5）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0.10～0.05m3栅渣/103m3污水；

2）格栅间隙30～50mm适用于0.03～0.01m3栅渣/103m3污水.

（6）通过格栅的水头损失一般采用0.08～0.15m。

2.格栅尺寸计算

设计参数确定：

设计流量Q1=0.565m3/s（设计2组格栅），以最高日最高时流量计算；

栅前流速：

v1=0.7m/s，过栅流速：

v2=0.9m/s；

渣条宽度：

s=0.01m，格栅间隙：

e=0.02m；

栅前部分长度：

0.5m，格栅倾角：

α=60°；

单位栅渣量：

w1=0.05m3栅渣/103m3污水。

设计中的各参数均按照规范规定的数值来取的。

（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得:

栅前槽宽==1.27m，则栅前水深

教师批阅：

（2）栅条间隙数：

（取n=46）

（3）栅槽有效宽度：

B0=s（n-1）+en=0.01×（46-1）+0.02×46=1.37m

考虑0.4m隔墙：

B=2B0+0.4=3.14m

（4）进水渠道渐宽部分长度：

进水渠宽：

（其中α1为进水渠展开角，取α1=）

（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度

（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：

其中：

h0：

水头损失；

k：

系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3；

ε：

阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42。

（7）栅后槽总高度（H）

本设计取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.64+0.3=0.94m

H=h+h1+h2=0.64+0.103+0.3=1.04m

（8）栅槽总长度

L=L1+L2+0.5+1.0+（0.64+0.30）/tanα

=0.85+0.43+0.5+1.0+（0.64+0.30）/tan60°

=3.32m

（9）每日栅渣量

在格栅间隙在20mm的情况下，每日栅渣量为：

所以宜采用机械清渣。

教师批阅：

10

第二节污水提升泵房设计计算

1.提升泵房设计说明

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=4050m3/h1130L/s

1）．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够拆卸，并不得小于0.8。

如电动机容量大于55KW时，则不得小于1.0m，作为主要通道宽度不得小于1.2m。

3）.泵站采用矩形平面钢筋混凝土结构半地下式，尺寸为15m×12m，高12m，地下埋深7m。

4）.水泵为自灌式。

2.泵房设计计算

各构筑物的水面标高和池底埋深计算见第五章的高程计算。

污水提升前水位61.2m（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位71.92m（即细格栅前水面标高）。

所以，提升净扬程Z=71.92-61.2=10.72m

水泵水头损失取2m，安全水头取2m

从而需水泵扬程H=15m

教师批阅：

再根据设计流量1.13m3/s，属于大流量低扬程的情形，考虑选用选用5台350QW1200-18-90型潜污泵（流量1200m3/h，扬程18m，转速990r/min，功率90kw），四用一备，流量：

集水池容积：

考虑不小于一台泵5min的流量：

取有效水深h=1.3m，则集水池面积为:

泵房采用圆形平面钢筋混凝土结构,尺寸为15m×12m,泵房为半地下式

地下埋深7m，水泵为自灌式。

第三节泵后细格栅设计计算

1.细格栅设计说明

污水由进水泵房提升至细格栅沉砂池，细格栅用于进一步去除污水中较小的颗粒悬浮、漂浮物。

细格栅的设计和中格栅相似。

2.设计参数确定：

已知参数：

Q’=75000m3/d，Kp=1.3，Qmax=4050m3/h=1.13m3/s。

栅条净间隙为3-10mm，取e=10mm，格栅安装倾角600过栅流速一般