水污染控制工程课程设计说明书.docx
《水污染控制工程课程设计说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水污染控制工程课程设计说明书.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
水污染控制工程课程设计说明书
水污染控制工程课程设计说明书
《水污染控制工程》
课程设计报告
姓名 学号 班级
组号 第3组
20XX年3月
《水污染控制工程》课程设计报告
目录
第一部分：
设计任务及设计资料.............................................1
设计任务与内容.....................................................1基本资料..............................................................1污水水质水量.................................................1处理要求.......................................................1处理工艺.......................................................1气象水文资料...................................................3厂区地形.........................................................3
第二部分：
设计说明书.........................................................3
去除率的计算........................................................3溶解性BOD5的去除率...................................3CODcr的去除率............................................4SS的去除率..................................................4氨氮的去除率.................................................4污水处理构筑物的设计.............................................4粗格栅..........................................................4进水泵房.......................................................5
《水污染控制工程》课程设计报告
细格栅..........................................................5沉砂池..........................................................6初沉池..........................................................6厌氧池..........................................................7缺氧池..........................................................7曝气池..........................................................7二沉池..........................................................8污水厂平面及高程布置..............................................8平面布置.......................................................8管线布置.......................................................9高程布置.......................................................9
第三部分：
污水厂设计计算书.................................................10
污水处理构筑物设计计算.........................................10粗格栅........................................................10进水泵房.....................................................11细格栅........................................................15沉砂池........................................................17初沉池........................................................19厌氧池........................................................20
《水污染控制工程》课程设计报告
缺氧池........................................................20曝气池........................................................21二沉池........................................................26高程计算...............................................................28第四部分：
结论..................................................................30第五部分：
附图...................................................................31
《水污染控制工程》课程设计报告
第一部分：
设计任务及设计资料
设计任务与内容
某城市污水处理厂设计，针对某座二级处理的城市污水处理厂，要求进行：
工艺流程的选择、处理构筑物及其主要设备的选择、对主要污水处理构筑物的工艺设计计算、确定污水厂的平面布置和高程布置，最后完成设计计算说明书和设计图。
设计深度一般为符合初步设计的深度。
设计题目为：
中原某城市日处理水量6万吨污水处理厂工艺设计。
基本资料污水水质水量
污水处理水量：
6万m3/d；
污水水质：
CODcr300mg/L，BOD5150mg/L，SS200mg/L，氨氮40mg/L。
处理要求
污水经二级生物处理后应符合《城镇污水处理厂污染物排放标（GB18918-20XX）》中的二级标准，以下具体要求：
CODcr/d
所以宜采用机械格栅清渣。
进水泵房
本设计采用干式矩形半地下式合建式泵房，它具有布置紧凑、占地面积小、结构较省的特点。
集水池和机器间隔水墙分开，只有吸水管和叶轮浸没在水中，机器间经常保持干燥，以利于对泵房的检修和保养，也可以避免对轴承、管件、仪表的腐蚀。
在自动化程度较高的泵站，较重要地区的雨水泵站、开启频繁的污水泵站中，应尽量采用自灌式泵房。
自灌式泵房的优点是启动及时可靠，不需引水的辅助设备，操作简便；缺点是泵房较深，增加工程造价。
采用自灌式泵房时水泵叶轮低于集水池的最低水位，在高、中、低三种情况下都能直接启动。
设计概述
11
《水污染控制工程》课程设计报告
选择水池与机器间合建式的方形泵站，泵房工程结构按照远期流量设计。
采用A2/O工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。
污水经提升后流过细格栅，流入平流式沉砂池，然后自流通过厌氧池、缺氧池、曝气池、二沉淀及计量堰，最后有出水管道排入收纳水体。
各构筑物的水面标高和池底埋深见高程计算。
集水间计算
选择水池与机器间合建式的方形泵站，用3台泵，每台泵流量
为：
Q1010432436002/s
集水间容积相当于1台泵5分钟的容量：
V560125m
3有效水深采用h=2m，则集水池面积F125/2
泵的选择
选择进水管及出水管直径
根据设计规范规定：
吸水管设计流速为/s
出水管设计流速为/s于 R进水管半径：
当u=/s时，/1000/1000/1000Qu/1000u；
当u=/s时，；
当u=/s时，，取R=
12
《水污染控制工程》课程设计报告
核算：
uQS/1000/s，满足/s的要求，因此取2=。
出水管半径：
当u=/s时，/1000/1000/1000；
当u=/s时，；
当u=/s时，核算：
uQS/1000，取R=
满足/s的要求，因此取R=。
/s。
确定泵的扬程及流量泵的扬程:
H泵高度差+总阻力损失+自水头
总阻力损失=L沿程损失+L局部损失①沿程阻力损失
L沿程损失=L进水管+L出水管=1L1v12d12g2L2v22d22g
假设处理废水的物理性质与20℃的水相近，则：
1000kg/m,v1033Pas
本设计选择进出水管的材料为新的无缝钢管，则取进水管
Re1d1u1v2103752239>2300为紊流
紊流还需判别阻力区域，则：
Re（d8）7（1038）7134647752239
13
《水污染控制工程》课程设计报告
故流动处于紊流过渡区。
用公式（68dRe）
得（102752239）
假设进水管长为，则L进水管=L221v11d22
出水管
Re2u2210002dv103895522>2300为紊流
紊流还需判别阻力区域，则：
8Re（d87）（103）7112898895522
故流动处于紊流过渡区。
用公式（Re）
得（10368895522）2
假设出水管长为20m，则：
2L出水管=L2v22d22
L沿程损失=L进水管+L出水管=+=②局部阻力损失进水管
一个90°双缝焊接弯头，=，阻力损失=一个渐扩管=
14
《水污染控制工程》课程设计报告
阻力损失=
L进水管=+=出水管
两个90°双缝焊接弯头，=，阻力损失=2一个渐缩管=阻力损失=
2
L进水管=+=
L局部损失=L进水管+L出水管=+=
因此总阻力损失=L沿程损失+L局部损失=+=
根据
扬程H=泵房水位与细格栅栅前水位高程差+泵房最大水位变化值
+总阻力损失+自水头
得H=+++=，取。
流量Q=/s=1500m3/h泵的选型
根据以上数据选择型号为350LW1500-15-90的立式排污泵3台，2用1备。
该泵单台提升流量为1500m3/h时，扬程15m>，满足要求，转速980r/min，功率为90kw，效率为%。
污水泵房设计占地面积100m2高12m，地下埋深8m。
细格栅设计参数
设计流量：
Q=720XXm3/d
栅前流速：
v1/s 过栅流速：
v2/s
15
《水污染控制工程》课程设计报告
栅条宽度：
s 格栅间隙：
e20mm栅前部分长度：
格栅倾角：
60单位栅渣量1=栅渣/103m3污水
设计计算
设过栅流速v2=/s，格栅安装倾角为60°，则：
栅前槽宽B1B122Qmaxv22
栅前水深h==
Qmaxsin栅条间隙数n=
ehv2=（取n=65）
栅槽有效宽度B=s（n-1）+en=×（65﹣1）＋×65=进水渠道渐宽部分长度L1=水渠展开角）
栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2=L1/2=过栅水头损失因栅条边为矩形截面，取k=3,则
h1=kh0=kBB12tan1=
（其中1为进
v22gsin=33
其中：
ε——阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=，ε
=4/3
esh0——计算水头损失
k——系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数取k=3栅后槽总高度
取栅前渠道超高h2=，则栅前槽总高度H1=h﹢h2=﹢=栅后槽总高度H=h﹢h1﹢h2=﹢﹢=
16
《水污染控制工程》课程设计报告
格栅总长度 L=L1＋L2＋＋＋
H1tan=＋＋＋＋
=
每日栅渣量ω=Q平均日1=60000×/1000=/d>/d所以宜采用机械格栅清渣。
沉砂池
本设计采用平流式沉砂池
设计参数
设计流量：
Qmax60000720XXm3/d设计流速：
v/s水力停留时间：
t50s
设计计算
沉砂部分的长度L:
Lvt5010m
水流断面面积A：
AQmax/v720XX/（243600）
池总宽度b:
设计n=4格，b=4B,沉砂池有效水深h2介于到1m,取,池总宽度大于。
BA/h2/（4）4B4
贮砂斗所需容积V：
V86400QmaxTX/（1000Kz）864002/（1000）其中设计T：
排泥间隔天数，取2天；
17
《水污染控制工程》课程设计报告
X：
城市污水沉砂量，取/1000m3；
Kz：
污水流量总变化系数，取
贮砂斗各部分尺寸计算：
设贮砂斗底宽b1=，斗壁与水平面的倾角为60度，斗高h3=,则贮砂斗的上口宽b2为：
b22h3/tan60b121/tan60
在实际操作中取b2为。
贮砂斗的容积V1：
V1h3'（S1S2S1S2）/31/3 贮砂斗的上口宽为且上下面积取为正方形。
于V1=<,所以贮砂斗要设4个，则总体积4V1=。
可以满足要求。
贮砂室的高度h3：
假设采用重力排砂，池底设6%坡度坡向砂斗，则：
h3h3'l2h'3（L2b2）/21（104）/2
池总高度H：
Hh1h2h3,取。
其中h3为超高，取。
进水渐宽部分长度：
L1bB12tan20
出水渐窄部分长度：
L3L1
校核最小流量时的流速：
最小流量即平均日流量：
Q平均日6104/（360024）/s则vminQ平均日/A//s/s，符合要求。
18
《水污染控制工程》课程设计报告
初沉池设计参数
本设计中采用中央进水幅流式沉淀池两座。
则每座设计进水量：
Q=36000m3/d采用周边传动刮泥机。
表面负荷：
qb范围为/m2·h，取q=2m3/m2·h水力停留时间：
T=2h
设计计算
每座初沉池的表面积A和直径D：
按表面负荷计算：
AQ2qb1042224750m
2 D4A440m
初沉池有效水深h2：
h2q0t24m沉淀区有效容积V：
VAh275043000m3污泥量W：
SS的去除率η范围50%~60%，取η=50%，又C0=200mg/l，可得出C1==100mg/l。
取污泥容重r=1000kg/m3，污泥含水率P0=95%，则污泥量为 WQC0C11001000100P0T1020XX001004C0C1C0。
10001000100952288m
3污泥斗容积V1：
设池边坡度为，椎体底部圆的半径r=1m，则污泥斗高度h5：
h5（Rr）（201） 锥体部分容积V1：
V13h5（RrRr）（2020XX）418m
223
19
《水污染控制工程》课程设计报告
初沉池总高度H：
设沉淀池超高h1=，缓冲层高度h3=，污泥池底坡落差h4=，则初沉池总高度Hh1h2h3h4h54 取H=6m
池周边水深H0h2h3h54径深比校核：
D40h2410介于6~12，符合情况。
堰负荷：
QnD402/2L/
要设双边进水的集水槽。
厌氧池设计参数
设计流量：
最大日平均时流量Q=/s水力停留时间：
T=1h
设计计算
厌氧池容积：
VQT136003000m3
厌氧池尺寸：
水深h取为5m则厌氧池面积:
AV/h3000/5600m3池长取40m，则池宽BA/L600/4015m
考虑的超高，故池总高度为H=h+=5+=设双廊道式厌氧池。
缺氧池设计参数
20
《水污染控制工程》课程设计报告
设计流量：
最大日平均时流量Q=/s水力停留时间：
T=1h
设计计算
缺氧池容积：
VQT136003000m
3缺氧池尺寸：
水深h取为5m则缺氧池面积:
AV/h3000/5600m3池长取40m，则池宽BA/L600/4015m
考虑的超高，故池总高度为H=h+=5+=设双廊道式缺氧池。
曝气池
本设计采用传统推流式曝气池。
曝气池的计算与各部位尺寸的确定
曝气池按BOD污泥负荷率确定
拟定采用的BOD-污泥负荷率为/（kgMLSSd）。
但为稳妥，需加以校核，校核公式：
Nsk2Sef
MLVSSMLSS
k2值取，Se/L,,f 代入各值：
Ns=/（kgMLSSd）
计算结果确证，Ns取是适宜的。
确定混合液污泥浓度 SVI值取120，根据式X106SVI1RRr
21
《水污染控制工程》课程设计报告
式中，X----曝气池混合液污泥浓度； R----污泥回流比。
取r＝，R＝50％，代入得：
X106SVI1RRr=1061203333mg/L
确定曝气池容积，我国现行的《室外排水设计规范》中，其公式为：
VQNsX，代入各值得：
V600003333=5411m3
根据以上计算，取曝气池容积V6000m3 确定曝气池各部位尺寸 名义水力停留时间 t600024mVQ60000
实际水力停留时间 tV24s（1R）Q6000
（1）60000
污泥龄 t1maN
sb 式中，a----污泥增殖系数，一般为，取； b----污泥自身氧化率，一般为，取。
代入各值，得：
t1m=11d
设两组曝气池，每组容积为6000/2=3000m3 池深H=5m，则每组面积F=3000/5=600m2
池宽取B=10m，则B/H=10/5=2，介于1-2之间，符合规定。
22
《水污染控制工程》课程设计报告
池长L=F/B=600/10=60m
设三廊道式曝气池，则每廊道长：
L1L/360/320m 取超高，则池总高为 H=5+= 尺寸计算结果：
曝气池总长：
60m宽：
10m高：
曝气系统的计算与设计
本设计采用鼓风曝气系统
1．需氧量计算日平均需氧量O2O2＝a′QLr+b′VX′
式中a′——微生物氧化分解有机物过程中的需氧率；b′——污泥自身氧化需氧率。
取a′= b′=
O2=×60000×+×6000× =kgO2/d =/h
去除每公斤BOD5需氧量ΔO2
O2a'b'
1kgO2/kgBOD最大需氧量O2maxO2max＝a′QLrK+b′VX′
考虑BOD5负荷变化，最大需氧量变化系数K=
O2max=×60000××+×6000×
=kgO2/d
23
《水污染控制工程》课程设计报告
=kg/h
供气量的计算
本设计采用网状模型中微孔空气扩散器，敷设于距池底米处，淹没水深米，计算温度定为30摄氏度。
选用Wm-180型网状膜空气扩散装置。
其特点不易堵塞，布气均匀，构造简单，便于维护和管理，氧的利用率较高。
每扩散器服务面积，动力效率/KWh，氧利用率12%-15%。
查表得20℃和30℃，水中饱和溶解氧值为：
Cs（20）＝/L；Cs（30）=/L
空气扩散器出口处的绝对压力：
PbP10H3
其中，P----大气压力105Pa； H----空气扩散装置的安装深度，m。
PbP10H=1010147360Pa353
空气离开曝气池池面时，氧的百分比为：
Ot21（1EA）7921（1EA）%
其中，EA----空气扩散装置氧的转移效率，一般为6%-12％。
对于网状膜中微孔空气扩散器，EA取12%，代入得：
Ot21（1EA）7921（1EA）=21（112%）7921（112%）%%
曝气池混合液中平均氧饱和度即：
Csb（T）Cs（105Ot42）
式中，Cs----大气压力下，氧的饱和度，mg/L。
代入各值，得：
Csb（T）（105）=/L
24
《水污染控制工程》课程设计报告
换算为在20摄氏度的条件下，脱氧清水的充氧量，即：
R0RCs（20）T20C（T）
取值=,,C,；代入各值，得：
R0=/h
相应的最大时需氧量为：
R0（max）=/h
曝气池的平均时供氧量：
Gs10012100/h
3曝气池最大时供氧量：
Gs（max）1001210011050m/h
3去除每公斤BOD5的供气量
GSQLr（60000/24）/kgBOD35
每m3污水供气量：
24=空气/m污水
空气管系统计算
选择一条从鼓风机房开始最长的管路作为计算管路，在空气流量变化处设设计节点，统一编号列表计算。
按曝气池平面图铺设空气管。
空气管计算见图5.
在相邻的两廊道的隔墙上设一根干管，共6根干管，在每根干管上设5对配气竖管，共10条配气竖管，全曝气池共设60根曝气竖管，每根竖管供气量为：
25
《水污染控制工程》课程设计报告
GSmax601105060181m/h
3曝气池总平面面积为20601200m2
每个空气扩散装置的服务面积按计，则所需空气扩散装置的总数为：
=2400个
则每个竖管上的空气扩散装置数目为：
240060=40个
110502400=/h
3每个空气扩散装置的配气量为：
总压力损失包括空气管道系统的总压力损失和网状膜空气扩散器的压力损失两部分，网状膜空气扩散器的压力损失为，空气管道系统的总压力损失不超过2kPa，则总压力损失不超过+2=。
为安全计，设计取值。
升级会员 