水污染课程设计.docx
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水污染课程设计
湖北理工学院水污染控制工程
课程设计
3
题目：
某城市日处理量6万m污水处理工程设计
教学院：
环境科学与工程学院
专业：
学号：
学生姓名：
指导教师：
2014年6月12日
-1-
湖北理工学院水污染控制工程
目录....................................................................
-2-
第一章
绪论
............................................................
-4-
1.1
设计题目.........................................................
-4-
1.2
设计要求.........................................................
-4-
1.3
设计资料.........................................................
-4-
第二章
污水处理工艺流程说明......................................
-5-
2.1
、工艺方案分析....................................................
-5-
2.2
、工艺流程........................................................
-5-
第三章
设计说明书.....................................................
-5-
3.1
、进水管道的计算..................................................
-5-
3.2
集水池...........................................................
-6-
3.2.1
设计说明...................................................
-6-
3.2.2
设计计算...................................................
-6-
3.3
、粗格栅..........................................................
-6-
3.3.1
、栅条间隙数................................................
-7-
3.3.2
、栅槽宽度..................................................
-7-
3.3.3
、过栅水头损失：
............................................
-7-
3.3.4
、格栅总高度的计算
..........................................
-7-
3.4
、沉砂池..........................................................
-8-
3.5
、初沉池..........................................................
-9-
3.5.1
、沉淀池总面积.............................................
-10-
3.5.2
、沉淀池有效水深...........................................
-10-
3.5.4
、沉淀池长度...............................................
-10-
3.5.5
、沉淀池的总宽度：
.........................................
-10-
3.5.6
、沉淀池个数...............................................
-10-
3.5.7
、校核：
...................................................
-10-
3.6
除油设备........................................................
-11-
3.7
计量槽的设计....................................................
-11-
3.8
、曝气池的设计...................................................
-12-
3.8.1
、曝气池进水BOD5
浓度的确定...............................
-13-
3.8.2
、确定曝气池对BOD5的去除率...............................
-13-
3.8.3
、确定混合液污泥浓度
（X）....................................
-14-
3.8.4
、平均时需氧量的计算
.......................................
-15-
3.8.6
、供气量的计算.............................................
-15-
3.8.7
、空气管计算...............................................
-17-
3.9
、鼓风机选用.....................................................
-17-
3.10、二次沉淀池....................................................
-18-
3.10.1
、尺寸计算................................................
-18-
3.10.2
、校核....................................................
-19-
-2-
湖北理工学院水污染控制工程
3.11、污泥泵房......................................................
-19-
3.12、消毒接触池....................................................
-20-
3.12.1
、接触池的尺寸设计........................................
-20-
3.12.2
、加氯间设计..............................................
-20-
第四章
污水处理厂的总体布置...........................................
-21-
4.1
、厂址选择.......................................................
-21-
4.2
、平面布置.......................................................
-21-
4.2.1
、总平面布置原则...........................................
-21-
4.2.2
总平面布置结果............................................
-22-
4.3
、高程布置.......................................................
-22-
4.3.1
、高程布置原则.............................................
-22-
4.3.2
、高程布置结果.............................................
-22-
4.4
、附属建筑物.....................................................
-23-
第五章
参考文献......................................................
-23-
-3-
湖北理工学院水污染控制工程
第一章绪论
1.1设计题目
某城市日处理量6万m3污水处理工程设计
1.2设计要求
污水经二级处理后应符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）
一级出水B标准：
CODCr≤60mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L，NH3-N≤8mg/L
1.3设计资料
进水水质：
CODCr=250mg/L，BOD5=150mg/L，SS=200mg/L，NH3-N=25mg/L，
pH=7.0～8.5
气象及水文资料
该市地处内陆中纬度地带，属暖温带大陆性季风气候。
年平均气温12.1~14.1℃，最热月平均气温22.0～26.9℃，最冷月4.5～0.5℃。
极端最高气温41℃，极端最低气温22.4℃。
年日照时数2105小时。
多年平均降雨量534毫米，集中于7、8、9月，占总量的55～65%，受季风环流影响，冬季多北风和
西北风，夏季多南风或东南风，市区全年主导风向为东北风，频率为17%，年平
均风速2.55米/秒。
污水排水接纳河流资料：
该污水厂的出水直接排入厂区外部的河流，其最高洪水位（50年一遇）为
350.0m，常水位为348.0m，枯水位为345.0m。
厂址及场地现状：
该污水处理厂选址于城市东郊，场地地势平坦，由西北坡向东南，场地标高
354.5～353.5米之间，位于城市中心区排水管渠末端，交通便利。
出水水质：
CODCr≤120mg/L，BOD5≤30mg/L，SS≤30mg/L。
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湖北理工学院水污染控制工程
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
5
BOD5
150
0.6＞0.3
可知,污水可生物降解,
重金属及其
BOD，根据
CODcr
250
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
出水
污水的处理工艺流程如下图：
原污水污水泵房格栅沉砂池计量槽曝气池二沉池
回流污泥
泥饼外运
污泥脱水机库
污泥浓缩池
污泥泵房
第三章设计说明书
3.1、进水管道的计算
根据流量Q
60000m3/d
2500m3/h
0.694m3/s该市排水系统为合流
制，污水流量总变化系
数为KZ=1.38，所以设计流量为，
Qmax82800m3/d
3450m3/h
0.958m3/s选择管径D=1000mm，坡度i0.0057。
由《水污染控制工程》附录查得，进水管充满度
h/D=0.55，流速2.22m/s。
计算得设计水深h
0.55m。
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3.2集水池
3.2.1设计说明
集水池的作用是尽可能减少废水特征上的波动，为后续水处理系统提供一个
稳定和优化的操作条件，一般采用不大于最大一台水泵5min的出水量。
设计参数：
设计流量Q=3450m3/h；
有效水深h＝3m
水力停留时间t＝5min。
3.2.2设计计算
1.集水池有效容积（V）
5
V＝Q·t＝3450×60＝287.5m3
为保证正常工作，设计为有效容积的1.2倍，则
V=1.2×287.5＝345m3设计为长方体形状。
2.集水池表面积（A）
V345
A＝h＝3＝115m3
3.设计长L=15m,宽B=10m。
则集水池实际容积
V=12×10×3＝360m3
3.3、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
3
（3）格栅倾角一般用25~75，机械格栅倾角一般为
60~70。
（4）过栅流速一般采用0.6~1.0m/s
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设计计算：
3.3.1、栅条间隙数
设粗格栅前水深h=1.0m过栅流速v=0.8m/s，栅条间隙宽度b=0.02m栅条倾角.=60°。
栅条间隙数n为：
Qmaxsin60
0.958
sin60
个
n
0.02
78.7取79
bhv
1.00.8
3.3.2、栅槽宽度
设栅条宽S=0.01m，则槽宽
BS（n1）bn0.01（791）0.02792.36m
3.3.3、过栅水头损失：
S
4
v2
3
hk
sin
b
2g
式中：
h——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，背水面均为半圆形的矩形，=1.67
代人算得：
h31.67（
0.01
）34
0.82
sin600.112m
0.02
2
9.8
取水头损失为：
h0.112m
3.3.4、格栅总高度的计算
栅前超高h2=0.3m，格栅的总高：
H=h+h2+h=0.6+0.3+0.112=1.012m
3.3.5、栅槽总长度L为：
L10.5H1/tan1.02
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式中：
H1——栅前槽高，H1=h+h2=0.6+0.3=0.9m
1
——进水管渠渐宽部分长度（m）；
1（
B
D
）/2tan1
（
）
1.87
2.36-1.0/（2tan20）
2——栅槽与出水渠道渐缩长度（m）;2=1/2=1.87/2=0.93m
1——进水渠展开角，
1=20
代入式中：
L
2.36
0.5
0.9/tan601.0
0.935.31m
计算结果：
栅槽总长度：
5.31m
栅槽宽度：
2.36m
栅槽总高度：
1.012m
水头损失：
0.112
3.4、沉砂池
沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒，保证后续处理
构筑物的正常运行。
本设计采用的是具有脱氮除磷能力的A2/O工艺，为了保证除磷脱氮效果，不能采用曝气沉砂池，最后选用平流式沉砂池。
设计规定：
（1）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），并按并联运行原则考虑。
（2）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。
（3）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。
（4）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。
（5）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55，排砂管直径应不小于0.3m。
（6）沉砂池的超高不宜小于0.3m.
（7）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。
设计参数：
设计流量Qmax82800m3/d，设计水力停留时间t=10min水平流速v=0.25m/s
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湖北理工学院水污染控制工程
（1）
长度：
lvt
0.2540
10m
（2）
水流断面面积：
Qmax0.958
3.832
A
0.25
v
（3）
池总宽度：
B
3.832
4.79，有效水深h20.8m
0.8
沉砂斗容积：
V=60Qmaxt＝600.95810＝574.8m3
共设2个，则每个有效容积（V）
1
（4）V1＝V574.8
287.4m3
22
（5）每个沉砂斗得容积（V0）
设每一分格有2格沉砂斗，则V0
3.8
0.95m3
2
2
（6）池长（L）L＝V
574.8
150m
A
2.832
（7）池总高度：
（H）
设超高h10.3m，Hh1h2h30.30.81.202.3m
3.5、初沉池
密度大于水的悬浮物在重力的作用下出现下沉，从而实现泥水分离，使得污水得到净化。
设计规定：
（1）设计流量应按分期建设考虑；
（2）沉淀池的个数或分格不应少于2个，比宜按并联系列设
计；
（3）池的超高至少用0.3m；
（4）一般沉淀时间不小于1.0小时，有效水深多采用2~4m；
（5）沉淀池的缓冲层高度，一般用0.3~0.5m;
（6）污泥斗斜壁于水平面的倾角，方斗不宜小于60，圆斗
不宜小于70
（7）初沉池的污泥区容积，一般按不小于2日的污泥量计算，采用机械排泥时，可按4小时的污泥量计算。
说明：
平流式沉淀池有沉淀效果好；对冲击负荷和水温变化的适应能力强；施工简易，造价较低的优点。
本设计采用平流式沉淀池。
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3.5.1、沉淀池总面积
设表面负荷：
q'
2m3/m2h，沉淀时间：
t=2h则沉淀池的总面积：
3600Qmax
36000.958
3
m3
A
2
1724.4m
取1725
q
3.5.2、沉淀池有效水深
h2q't224m
3.5.3、沉淀部分有效容积：
V03600Qmaxt36000.95826897.6m3取6897.6m3
3.5.4、沉淀池长度
取水平流速v5mm/s，沉淀池的总长度：
L3.8vt3.85238m
3.5.5、沉淀池的总宽度：
A
1725
B
45.4m取45m
L
38
3.5.6、沉淀池个数
设每个池宽度为b=5m沉淀池的个数：
n
45
个
9
5
3.5.7、校核：
长宽比：
L38
7.64
b5
长深比：
L38
h4
9.58
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经校核，设计符合要求。
进水口处设置挡流板，距池边0.5m，出水口也设置挡流板，距出水口0.3m。
3.6除油设备
选用传统的平流式隔油池。
废水从池的一端流入池内，从另一端流出。
在隔油池中，由于流速降低，比重小于1.0而颗粒较大的油珠上浮至睡眠，比重大于1.0的杂质沉降至池底。
3.7计量槽的设计
本设计的计量设备选用巴士计量槽，适用大中小型污水厂，优点是水头损失小，不易发生沉淀，操作简单，缺点是施工技术要求高，不能自己记录数据。
计量槽主要部分尺寸：
L10.5b1.2m
L20.6m
L30.9m
B11.2b0.48m
B2b0.3m
L1—上游渐缩段长度（m）
L2—喉部长度（m）
L3—上游渐扩段长度（m）
B1—上游渠道宽度（m）
B2—下游渠道宽度（m）
3.7.1、设计上游渠道v1
1.2m
s
，上游水深H10.5m
。
上游渠道宽度：
B1
Qmax
0.958
v1H1
1.6m
1.20.5
上游渠道长度：
L4
2.5B1
4.0m
3.7.2、计量槽
喉宽：
b0.58B10.581.6
0.93m
校核上游渠道长度：
B11
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