环境工程毕业设计淀粉废水处理工程设计计算.docx

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环境工程毕业设计淀粉废水处理工程设计计算

环境工程毕业设计计算

淀粉废水处理工程设计

学生姓名：

指导教师:

设计总说明

针对这种废水，设计中采用物化加生化方法加以处理，主要流程为：

混凝

沉淀一A/0系统一混凝气浮一化学氧化。

根据已建印染厂废水处理站的经验数据和工艺设计参数，计算了各构筑物的尺寸与主要设备的选型。

经核算可知该工艺可以较好地去除废水中的难降解物质，色度去除率高，各项指标均能达标排放，且投资和运行成本较低。

设计中还初步制定了整个排水车间的平面布置图、管道布置图、高程布置图和主要设备工艺图，并且进行了经济技术分析，经分析可知该工艺成本与目前治理印染废水的平均水平相当，具有较好的应用前景。

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1.粗格栅的计算

设计要求

1.污水处理系统前格栅条间隙，应该符合以下要求：

a：

人工清除25〜40mmb:

机械清除16〜25mmc:

最大间隙40mm污水处理厂也可设细粗两格栅.

2.若水泵前格栅间隙不大于25mm寸，污水处理系统前可不再设置格栅.

3.在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2m3）,一般

采用机械清除.

4.机械格栅不宜小于两台，若为若为一台时，应设人工清除格栅备用

5.过栅流速一般采用〜1.0m/s.

6.格栅前渠道内的水速一般采用〜0.9m/s.

7.格栅倾角一般采用45〜75，人工格栅倾角小的时候较为省力但占地多.

8.通过格栅水头损失一般采用〜0.15m.

9.格栅间必须设置工作台，台面应该高出栅前最高设计水位0.5m.工作台

上应有安全和冲洗设施.

10.格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m.

布置：

格栅是由一组平行的金属栅条或筛网组成的，本设计安装在污水渠

道上、泵房集水井的进口处，用以截留较大的悬浮物和漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、塑料制品等。

本设计格栅池内放置机械粗格栅和细格栅各一台。

粗格栅的设计计算

1.栅条间隙数（n）：

设计平均流量：

Q=60000（t/d）=（L/s）,总变化系数KZ=〜

._3

则最大设计流量Qax=60000X（t/d）=78600（t/d）=（m/s）

栅条的间隙数n,个

QmaxVSinn

bhvm

式中Qax-

最大设计流量，mVs;

格栅倾角，取a=60；

栅条间隙，m取b=0.04m；栅条间隙数，个;

栅前水深，m取h=0.8m;

过栅流速，m/s,取v=0.8m/s;

—设计使用的格栅数量，本设计格栅取用2组

则:

0.9097Jsin60°

0.040.80.82

（个）

取n=17（个）

2.栅条宽度（B）:

设栅条宽度S=0.01m

则栅槽宽度B=S（n-1）+bn

X（17-1）+X17

=0.84m

3.进水渠道渐宽部分的长度

L1.设进水渠道B1=0.71m，其渐宽部分展开角

BB1

2tan1

度a1=20

0.84O.]0.18（m）

2tan20

4.格栅与出水总渠道连接处的渐窄部长度L2m,

晋0.09（m）

5.通过格栅的水头损失h1，

1=h0k

v2sin

式中:

设计水头损失,

h0-

计算水头损失,

重力加速度，m/s2

系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；

阻力系数，与栅条断面形状有关；设栅条断面为锐边矩形断面

hok

皆/sin2g

2.42

0.0132.__0-

（）30.8sin603

0.04

19.6

=（m）

6.栅槽总长度L,

L1L20.51.0

tan

式中，Hl为栅前渠道深,

H1hh2m.

L0.180.090.5

1.0

0.80.3

tan600

=（m）

7.栅后槽总高度

H,m

设栅前渠道超高

h2=0.3m

H=h+h

i+h2=++

=（m）

8.每日栅渣量Wm/d

W86400Qmax

W1—1—

1000Kz

式中，W为栅渣量，m/103m污水，格栅间隙30〜50mmM,W=

0.01m3/103m3污水；本工程格栅间隙为40mrm取W=.

W=（8640（XX-（1000X=（m3/d）>（m3/d）

采用机械清渣.

选型：

选用JGS型阶梯式机械格栅（环境保护设备选用手册一水处理设

备P3页表1-5）

2.提升泵房的计算

设计参数

1）污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵5min的出水量；如

水泵机组为自动控制时，每小时开动水泵不得超过6次。

2）集水池池底应设集水坑，倾向坑的坡度不宜小于10%。

3）水泵吸水管设计流速宜为〜1.5m/s。

出水管流速宜为〜2.5m/s。

其他规定见GB50014-2006《室外排水设计规范》。

4）泵站设在污水处理厂内，与其它构筑物统一布置，为防止噪音和污染，

应用绿化带和公共建筑隔离，隔离宽度一般不小于30米。

泵站进出口比室外地

面高0.2米以上。

每台泵应设置单独的吸水管，这不仅改善水力条件，而且可以减少杂质堵塞管道的可能性。

设计与计算

1.设计中选用6台污水泵（4用2备），则每台污水泵的设计流量为：

Q=0.23m3/s，

按最大流量时5min的出水量设计，则集水池的容积为:

V0.9097560273m3

取集水池的有效水深为h=4.0m

则集水池的面积:

AV68.270

取集水池保护水深1.0m，则实际水深：

h=+=o

2.水泵的选型

QW系列潜水排污泵高效、防缠绕、无堵塞、自动耦合、高可靠、自动控制、

并设置了各种状态的显示保护装置等优点。

泵的覆盖面积大，泵与电机共轴,结构紧凑，便于维修。

选用6台QW系列潜水排污泵（4用2备），型号为，每台污水泵的设计流量为Q=0.278m/s=1000m3/ho具体规格如下表所示；

表：

QW系列潜水排污泵具体规格

型号

流量

扬

转

电机功

效

m3/h

L/s程

速

率

H/m

r/min

（KW

000

3.进水池与污水泵房合建

综合考虑，节约用地，将进水井与污水提升泵房合建。

3.细格栅的设计计算

1.栅条间隙数（n）：

QmaxUsinn

bhvm

式中Qar

最大设计流量，0.9097m7s;

格栅倾角，（。

），取a=60；

栅条隙间，m取b=0.016m;

栅条间隙数，个;

栅前水深，m取h=0.8m；过栅流速，m/s,取v=0.8m/s;

m—设计使用的格栅数量，本设计格栅取用2道

贝ynQmaxJsn

bhvm

0.9097Jsin600413个

20.0160.80.8.

取n=42个

2.栅条宽度（B）:

设栅条宽度S=0.01m

则栅槽宽度B=S（n-1）+bn

X（42-1）+X42

=（m）

3.进水渠道渐宽部分的长度L1，设进水渠道B=0.71m，其渐宽部分展

开角度a1=20。

BB11.0820.71

10~

2tan12tan20

4.格栅与出水总渠道连接处的渐窄部分长度

L2.

0.255（m）

5.通过格栅的水头损失

i=h0k

v2sin

式中

设计水头损失，m

计算水头损失，m重力加速度，m/s2

系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3;

阻力系数，与栅条断面形状有关；设栅条断面为锐边

矩形断面，P=.

hok

中訂2sin

2.42（■0.01p0.82sin6003

0.016

19.6

=（m）

（符合〜0.15m范围）.

6.栅槽总长度L,

L1L20.51.0巴

tan

式中，Hl为栅前渠道深,

H1hh2m.

L0.510.2550.51.0

0.80.3

tan600

~2.90m

7.栅后槽总高度H,m

设栅前渠道超高

h2=0.3m

H=h+h

i+h2=++

=（m）

8.每日栅渣量W

m/d

W86400Qmax

1000Kz

式中，W为栅渣量，m/103m污水，格栅间隙16〜25mm寸，W=〜0.05m3/103m污水；本工程格栅间隙为16mm取W=

W=（8640（XX-（1000X=6（m7d）>（m3/d）

米用机械清渣.

选型：

选用HG-1200回转式格栅除污机（环境保护设备选用手册一水处理

设备P17）

4.曝气沉砂池

曝气沉砂池主体设计

1.设计参数:

最大设计流量Qmax=s最大设计流量时的流行时间t2min（1〜3min）

最大设计流量时的水平流速V10.1m/s0.06m/s~0.12m/s

2.设计计算:

（1）曝气沉砂池总有效容积:

V=60QmaXt=60XX2=109.2m

（2）水流断面面积:

设0.1m/s,AQmx=09097=9.097m

v0.1

（3）沉砂池断面尺寸:

设有效水深h22m（2〜3m）,池总宽B=A/h2=2=4.55m

分两格，每格宽b=2=2.275m

宽深比b/h为（1〜2）满足要求

（4）池长L=60t=60XX2=12m

（5）每小时所需空气量

设每一立方米污水所需空气量d=0.2m3空气/m3污水（），每小时所

需空气量q=3600dQmax=360XX=655（m/h）

（6）沉砂槽所需容积

设沉砂时间T=2d,沉砂槽所需容积

VQpT60000302

106

3.6（m3）

每个沉砂槽的所需容积

V芟1.8（m3）

（7）沉砂槽几何尺寸的确定

设沉砂槽底宽0.5m,沉砂槽斜壁与水平面的夹角为60°,沉砂槽高度

h3=0.4m,沉砂槽上口宽b120.4ctan600.50.96m

沉砂槽容积V1亜严O.412仞3伽3

（8）池子总高

设池底坡度为，坡向沉砂槽，池底斜坡部分的高度

bb1

h40.06

2.2750.96

0.060.04m

池子总高Hh1

h2h3h40.320.40.042.74m

（超高hi取0.3m）

（9）排砂方法

曝气沉砂池集砂槽中的砂可采用机械刮砂空气提升器或泵吸式排砂机

排除。

本设计中，选用机械刮砂。

原水水质CODcr=330mg/L,BOD5=180mg/,SS=320mg/L,NH3-N=40

mg/L,TN=60mg/L,TP=mg/L

出水：

COD=60mg/L,BOD=18mg/L,SS=18mg/L,NH3-N=15mg/

L,TN=12mg/L,TP=/L（按标准的60%）1.设计参数计算

（1）BOD亏泥负荷：

Ns0.13kgBOD5/（kgMLSS.d）

Ns<

⑵污泥指数：

SVI=150

（3）回流污泥浓度Xr但.r（r

SVI

1）16600mg/l

150

（4）污泥回流比R=100%

（5）曝气池内混合液污泥浓度

Fr-

（30005000）

—66003300mg/l

（6）TN去除率N

TNOTNe

TNo

誉100

80%

（7）内回流比R内

1TN

罟100%

400%（200%-500%

0池主要尺寸计算

（1）有效容积V

QLo

NsX

600001.31150

0.133300

27483（m3）

（2）有效水深H=4.5m

（超高0.5m）

（3）曝气池总面积A-

274836108（m2）

H14.5

（4）分两组，每组面积A1—3054m2

（5）设5廊道式曝气池，廊道宽b=9m则每组曝气池长度

（宽深比为2在1-2范围内符合要求）

A3054

看68m（隔墙300mm

Li/b=68/9=（满足Li/b=5〜10）

（6）污水停留时间

tV274838.39h

Q60000/241.31

（7）采用A:

O=1:

4，则A段停留时间为t,1.678h,O段停留时间为

t26.712h

3.剩余污泥量WaQ平LrbVXv

0.5Q平Sr

（1）

降解BOD生成污泥量

aQ平Lr0.560000（0.18

0.018）4860kg/d

内源呼吸分解泥量XvfX

bVXv0.05274832.475

0.7533002475mg/l

3401kg/d

（3）

不可生物降解和惰性悬浮物量（NVSS该部分占总TSS约50%则

0.5Q平Sr0.560000（0.320.018）9060kg/d

剩余污泥量为

WWW2W348603401906010519kg/d

每日生成活性污泥量XwW1W2486034011459kg/d

（5）湿污泥体积

污泥含水率

P=%

则Qs

10519

1000（1P）1000（10.992）1315m/d

（6）污泥龄c

VXv

27483

1459

247546.6d10d

4.最大需氧量

SORmaxaQLr匕叫

LNdc'XwaQL。

Le）LQNk。

g）0.12Xw]

b[Q（NKoNKeNoe）

0.12XW]0.56cXW

式中NO是出水硝酸盐浓度，mg/l;N是进出水凯式氮浓度，mg/l

SORmax1600001.31（0.18

4.6[600001.31（0.060.012

0.018）4.6[60000

0.012）0.121459]

1.31（0.060.012）0.121459]

0.561.42145920373kg/d

好氧池平均时供气量:

10014148m3/h

10020373

0.3Ea0.30.2024

EA为空气扩散装置的氧转移效率，EA=2（K

最大时供气量:

GmaX==x=l9807nnZh

5.所需要的空气压力P（相对压力）

P=h+h2+h3+h4+Ah

0.2m；h3为曝气器淹没

其中hi+h2为供风管道盐城与局部阻力之和，取值为水头，取值为4.3m；h4为曝气器阻力，取值为0.4m；Ah为富余水头，取值为0.5m。

带入公式，得到P=5.2m

6.曝气器数量的计算（以单组反应池计算）

按供氧能力计算所需要的曝气器数量。

n仁SORaJ（24Xqc）

qc为曝气器标准状态下，与好氧反应池工作条件接近时的供氧能力，kgQ/

（h•个），选用微孔曝气器，工作水深为4.3m,在供风量1~3m3/（h•个）时,

曝气器利用效率EA=20%®务面积~0.75m2,qc=（h•个）。

计算得n1=12216个

对微孔曝气器服务面积进行校核:

f=F/h1=6108/12216=v,满足要求。

7.供风管道的计算（供风干管采用树状布置）

Qs=Gs（max）/2=9903.5m3/h=2.75m3/s

流速v=10m/s

管径d

4Qs

0.59m,取干管管径DN600mm

6.二沉池（辐流沉淀池，中心进水，周边出水）

设计参数:

表面负荷q，=1nT/设计流量Q（600001.31）m3/d3275m3/h,池数n=2

主要尺寸计算

池表面积A竽3275m2

单池面积A-Q-32751637.5m2

nq'21

45.67m取46m

沉淀部分有效水深h2q,t

13.53.5m

有效容积V—h2314

至3.55814m3

沉淀池坡底落差，取i=

D46

h4i2）O.。

2）1.05m

（6）沉淀池周边水深

设缓冲层h3=0.5m,刮泥机高h5=0.5m有效水深的高度H0h2h3h53.50.50.54.5m4m

（D/H。

二规范规定辐流式二沉池D/H=6-12）

污泥斗容积

集泥斗上部直径为

5m下部直径为3m,倾角为600

则污泥斗高度h6

（r1r2）tan（2.5

1.5）tan601.73m

污泥斗有效容积为

3.141.732

）—^（2.5

2.51.51.52）22.18m3

沉淀池的高度，设超高m0.3m

1.737.58m

HH0h4h1h64.51.050.3

进水系统计算

进水管的计算

单池设计污水流量Q单

2聲1637.5m3/h0.455m3/s

进水管设计流量

Q进Q单（1R）1637.5

（11.0）3275m3/h0.9097m3/s

管径D=800mmVi=1.12m/s;1000i=

进水竖井进水井径采用D2=1.5m出水口尺寸0.451.5m2,共6个沿井壁均匀分布

09097

出水口流速V2—0.2m/s（0.150.2m/s）

0.451.56

稳流筒计算

筒中流速V30.030.02m/s（取0.03m/s）

稳流筒过流面积

Q进

啤30.32m2

0.03

稳流筒直径D3

D；）｛（寄^52）5

单池设计流量Q单

环形集水槽内流量

出水部分设计

32751637.5m3/h0.455m3/s

q集2^04550.2275m3/s

环形集水槽设计

采用周边集水槽，单侧出水，每池只有一个总出水口

集水槽宽度为b0.9（kq集）0.40.9（1.30.2275）0.40.553m

式中，k为安全系数，采用，这里k取

集水槽起点水深为h起0.75b0.750.5530.415m

集水槽终点水深为％1.25b1.250.5530.691m

槽深均取0.8米

采用双侧集水环形集水槽计算。

取槽宽b=1.0m;槽中流速

v=0.6m/s

槽内终点水深:

20^0.38m

vb0.61.0

槽内起点水深:

『hk3

Ih4

忙）

faq2J1.0（0.455/2）2门

乂2^o.382）0.556m

hkV眉V9.81.02

校核

当水流增加一倍时,

q=0.455m3/s;v，=0.8m/s

q0.455

vb0.81.0

0.57m

帆季0.276m

Hgb19.81.0

仲j）孜签笋0.572）0.74m

设计取环形槽内水深为0.6m,集水槽总咼为+（超咼）=0.9m,米用90°二角

出水溢流堰的设计采用出水三角堰（900）

堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）H10.05m（H2O）

每个三角堰的流量qiI.343H12.47

1.3430.052.470.0008214（m3/s）

三角堰个数n1V禺

553.93个设计取554个

三角堰中心距（单侧出水）

I1n1

I（D2b）

3.14（46

554

4320.26m

排泥部分设计单池污泥量总污泥量为回流污泥量加剩余污泥量

回流污泥量QrQ设R327513275m3/h

剩余污泥量Qs念丫（S0Se）Qg

f.Xr

式中丫-污泥产率系数，生活污水一般为，城市污水（取）

Kd-污泥自身氧化率，生活污水一般为，城市污水左右（取）

XvfX0.7533002475mg/12.475kg/m3

106106

Xr「.丽1面6600mg/l6'6kg/m3

QXY（S。

Se）QKdVXV

f.Xrf.Xr

0.5（0.180.018）3275240.07274832.475

1.310.756.6

248m3/d11m3/h

Q泥总QrQs3275113286m3/h

Q泥总1643m3/h

集泥槽沿整个池径为两边集泥；故其设计泥量为

1643L3,,___c3,

821.5m/h0.228m/s2

集泥槽宽

b0.9q04

0.9

0.2280'40.4982m（取b0.5m）

起点泥深

0.75b

0.75

0.50.375m（取h10.4m）

终点泥深

1.25b

1.25

0.50.625m（取h?

0.7m）

集泥槽深均取

0.8m（超高0.2m）

7.污泥浓缩池

设计说明

污泥浓缩的对象是颗粒间的孔隙水，浓缩的目的是在于缩小污泥的体积,便于后续污泥处理。

常用污泥浓缩池分为竖流浓缩池和辐流浓缩池两种。

沉淀池排出的剩余污泥含水率高，污泥数量较大，需要进行浓缩处理。

设计中一般

采用浓缩池处理剩余活性污泥。

浓缩前污泥含水率为99%浓缩后污泥含水率

设计参数

1.进泥为剩余污泥时，进泥含水率一般为％〜％，浓缩后污泥含水率为97%〜98%。

2.进泥为初沉池污泥时，进泥含水率一般为95％〜97％，浓缩后污泥含水

率为92%〜95%。

3.进水为混合污泥时，进泥含水率一般为98%〜99%，浓缩后污泥含水率

为94%〜96%。

4.浓缩时间大于12h,小于24h。

5.浓缩池有效水深不小于3m一般4m为宜。

6.污泥池容积，应根据排泥方法和排泥间隔时间确定，排泥间隔定期排泥时一般为

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