课程设计10万吨日污水处理厂设计Word下载.docx

1、4.4.2平面尺寸计算 514.4.3消化后污泥量计算 524.5污泥脱水 53第5章污水处理厂的布置 545.1污水处理厂的平面布置 545.2污水处理厂的高程布置 555.3污水处理厂高程计算 56参考文献 58第1章绪论1.1设计目的与意义课程设计是水污染控制工程”课程教学的一个重要的实践性教学环 节，其目的是使学生了解废水处理工程设计的一般程序和基本步骤，在 设计中学习、巩固和提高工程设计理论与解决实际问题的能力；熟悉城 市污水原始资料（废水的水质、水量资料和处理要求）确定处理方案、 选择工艺流程的基本原则；深化对本课程中基本概念、基本原理和基本 设计计算方法的理解和掌握；掌握各种处理

2、工艺和方法在处理流程中的 作用、相互联系和关系以及适用条件、处理效果的分析比较；了解设计 计算说明书基本内容和编制方法，初步训练学生查阅技术文献、资料、 手册、进行工程基本计算、工艺设计和制图能力。通过本课程设计的训 练，使学生具备独立进行城市污水处理厂的工艺优选和技术设计基本能 力，初步具备编制工程设计文件，加强学生对水污染控制工程的综合理 解和实际应用能力。1.2设计任务以长春市污水处理为对象，结合当地的自然气象条件，设计 10万吨/天污水处理工艺，主要任务如下：1.根据设计原始资料提出合理的处理方案及处理工艺流程，包括各 处理构筑物型式的选择、污泥的处理及处置方法、处理后废水的出路；2.

3、进行各处理构筑物的工艺设计计算，确定其基本工艺尺寸及主要 构造（用单线条画草图并注明主要工艺尺寸）；3.进行污水处理厂的总体平面布置（包括各处理构筑物、辅助建筑 物平面位置的确定，主要废水和污泥管道的布置），并绘制平面布置图（1#图纸，比例尺1: 2001: 500）（手工或CAD图一张）；4.进行各处理构筑物的高程计算并绘制废水处理厂（站）的流程图（1#图纸，比例尺纵向1: 501: 100；横向1: 5001: 1000）（手 工或CAD图一张）；5.编制工艺设计计算说明书。1.3设计资料1.3.1城市资料及气候自然特征长春地处北半球中纬度北温带，欧亚大陆东岸的中国东北平原腹地 松辽平原，

4、居北纬43 0545 15东经124 14127 05是东北地区 天然地理中心，东北亚几何中心，东北亚十字经济走廊核心。长春市地 处中国东北平原腹地，市区海拔在 250-350米之间，地势平坦开阔。属 北温带大陆性季风气候区，在全国干湿气候分区中，地处湿润区向亚干 旱区的过渡地带。气温自东向西递增，降水自东向西递减。春季干燥多 风，夏季湿热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷漫长，具有四季分明，雨 热同季，干湿适中的气候特征，为人类开发和利用大自然提供了良好的 气候环境。年平均温度下辖48C,最高温度395C,冬季平均温度-15C（ 夏季东南风，冬季为西北风，年平均降水量主要集中在夏季，平均为 522

5、615mm,冰冻线2.5m，。按照建设东北亚区域中心城市的战略定位， 长春人口承载要达到1400万。1.3.2设计条件及要求该城镇将建设各种完备的市政设施，其中排水系统采用完全分流制 体系。生活污水和工业污水混合后的水质水量预计为：（1）设计水量：近期：10万吨/日远期；（2）设计水质：进水如下图表1-1表1-1进水各物质的的浓度项目CODBODSSNH3-NTPTNPH浓度（mg/L）400250220603.29078（3）该厂污水排入水体要求达到国家城镇污水污水处理厂污染物 排放标准（GB18918-2002） 一级B级标准处理程度，一级B要求如下表1-2；表1-2 一级B级污水排放标准

6、2081第2章工艺方案的确定2.1工艺方案的选择2.1.1工艺方案选择的主要因素城市污水处理的目的是使之达标排放或污水回用于农田灌溉、城市 景观和工业生产等，以保护环境不受污染，节约水资源。污水处理工艺 流程的选择主要因素有：1.污水的水质和水量。水质是工艺选择的重要影响因素，而水量对构筑物的选择有很大影响。水质包括浓度、可生化性、 BOD: N : P、BOD : TN、BOD : COD、BOD : TP、SS、重金属、油类、抗生素以及 有毒有害成分、水温等。水量包括总量及其排放规律。2.出水水质指标或污水处理程度。出水指标应该满足国家规定的城 镇污水排放标。3.工程造价和维护费用。4.运

7、行管理和自动化要求。5.污泥处理工艺6.气象气候条件、用地与厂址、排放水体环境容量与洪水位、城市 排水体制等。7.考虑分期处理与排放利用情况2.1.2各污染物去除率计算去除率=C16 100% （2-1）C1式中：C1进水物质浓度（mg/L）；C2出水物质浓度（mg/L）；COD去除率=400 一 60 100%=85.00%;25020BOD 去除率= 100%=92.00%；220 20SS去除率= 100%=90.91%;NH3-N 去除率=型8 100%=86.67%；321TP 去除氯= 100%=68.75%;90_20TN 去除率= 100%=77.78%;2.2水质分析与工艺选

8、定2.2.1水质分析根据城镇污水排放标准一级B要求计算的出各种物质去除率要求分 别达到 COD 85.00%、BOD 92.00%、SS 90.91%、NH3-N 86.67%、TP 68.75%、TN 77.78%以上；而 BOD : TN : TP=250： 90： 3.2=100: 36： 1.28,氮和磷明显高于微生物所需要的 BOD : TP=100： 5： 1的比 例要求，所以能进行脱氮除磷处理。污水生物脱氮的可行性指标主要有 BOD : TN 和 BOD : TP。 COD 大于 0.3 则可生化， BOD : COD值越大，说明污水可生物处理性越好。而本设计的 BOD:COD=

9、0.625大于0.3可生化好，适合生物处理。 TN是评价能 否生物脱氮的主要指标， 由于饭硝化细菌实在分解有机物过程中进行反硝化脱氮的，在不投加外来碳源的条件下，污水必须有足够有机物， 才能保证反硝化的顺利进行，当城市污水 BOD : TN接近于4的时候， 即可认为污水有足够的碳源供反硝化细菌利用，本设计中 BOD :TN=2.78，需要加入少量碳源才能满足生物处理要求， BOD : TP是评价工艺能否采用生物除磷的主要指标，较高的 BOD负荷可以取得较好的除磷效果。进行生物除磷的底限是 BOD: TP=17,而本设计的BOD:TP=78.125远高于17,所以生物除磷效果显著还不需要外加碳源

10、。由于 磷为 3.2；去除氮时消耗磷，BOD : TP=100: 5: 1=250: 12.5: 2.5, 3.2-2.5=0.7小于1,所以不需要单独除磷，所以该处理适合运用生物脱 氮处理工艺。根据以上所述以及综合考虑选择只脱氮工艺 A/O工艺，由 于该城市排水系统为合流制污水，所以需要设置初沉池，综上所述在碳 源不够的情况下，可以投加生活污水、米泔水、淀粉等以补充碳源，2.2.2工艺选择为了得到较好的出水效果，根据实际情况分析选择主要的工艺构筑 物有粗格栅、泵房、细格栅、沉砂池、初沉池、 A/O生物曝气池、二沉池、接触消毒池、计量堰、污泥泵房、浓缩池、贮泥池、消化池等。其图2-1长春市10

11、万吨/天污水处理流程图第3章污水处理构筑物的设计计算3.1格栅设计计算3.1.1粗格栅设计计算日平均流量 Q=100000m3/d，换算得流量 Q 二 =1.157m3/s3600汉 24表3-1流量变化系平 均 日 流 量L/S461015254070120200750160Kw2.32.22.12.01.91.81.71.61.51.41.31.2由表表3-1取城市生活污水流量变化系数Kw=1.20,则最大流量Qmax=1.2 1.16=1.392m3/s，单组平均流量为 Q=0.579m3/s，取组数 N=2, 则每组最大流量Qmax= 1.392 = 0.696 m3/s。21.栅条间

12、隙数n栅条间隙数（个）；Qmax设计最大流量（m3/s）h栅前水深（m）；v过栅流速（m/s）;b粗格栅栅条间隙（m）；0 格栅倾角（。）设粗格栅 h=0.6m, v=0.900 m/s, b=0.06m, ： =60图3-1格栅计算图5.通过格栅的水头损失（3-5）h1=B （s/b）3 sin： k2ghi水头损失（m）；：格栅条阻力系数；k格栅受污物堵塞时水头损失增大系数，一般取 k=3; 设计取栅条断面为锐边矩形断面，B =2.42, k=34/3 0 92hi=2.42 （0.02/0.06） sin60 3=0.060m27816.栅后槽总高度H=h+ hi +h2 （3-6）H栅

13、后槽总高度 h栅前水深（m）; hi水头损失（m）； h2栅前渠道超高（m）;设计取 h2=0.4m,h=0.6;H =0.6+0.060+0.4=1.071m 取 H=1.1m7.栅后槽总长度H1L= I1+12+0.5+1.0+ （3-7）tg60L =0.536+1.702+0.5+1.0+ 04 =3.688m 取L=3.70m tg60s8.单组格栅每日栅渣量（3-8）Qmax86400 vv=1000W每日栅渣量W1 每10 m3污水的栅渣量 W1取0.050.1 m3/103 m3 设计取 W1=0.05 m3/103 m3污水，Kw=1.20W=0.696 0.05 86400

14、1.20 1000采用机械清渣，中格栅与之相同9.进水与出水管道城市污水通过DN=1200mm的管道进入粗格栅水渠，设计中去 进水渠道宽和进水宽相同 B1=0.8m，进水和出水水深h=0.6m，然后经泵 的提升流入细格栅槽，根据流量选择合适的泵即可。3.1.2细格栅设计计算1栅条间隙数Q max . sin :-n=NbhvQmax 设计最大流量（m3/s） h栅前水深（m）； v过栅流速（m/s）;a 格栅倾角（。设细格栅 h=0.6m, v=0.800 m/s， b=0.01m, ： =600.696 sin60n= =1360.01 0.6 0.82.格栅槽宽度B=S（ n-1）+bnB

15、格栅槽宽度（m）;S 栅条宽度（m）；设计取S=0.02mB=0.01 （136-1）+0.01 136=2.710m3.进水渠道渐宽部分长度B -B111 =2tg :11进水渠道渐宽部分长度（m）；B1 进水渠宽（m）; 1 渐宽部分展开角，一般采用1030 ；（3-9）（3-10）（3-11）若 B1=0.8m, ： 1=204.栅槽与出水道连接处的渐窄部分长度：（3-12）12=0.511l2 出水渠道渐窄部分长度（m）；12=0.5 2.610=1.305mhi=B （s/b）3 sin： k （3-13）hi=2.42 （0.02/0.01） 4/3 -08 sin60 3=0.2

16、32m29.81H=h+ h1 +h2 （3-14）H栅后槽总高度h栅前水深（m）; h1水头损失（m）；设计取h2=0.4mH=0.6+0.232+0.4=1.232m,取 H=1.3mL=丨1 +12+0.5+1.0+ 1 （3-15）L=1.305+2.610+0.5+1.0+6 04 =5.995m 取L=6.00mtg 60（3-16）W=QmaxW1 86400Kw 勺000W1每103 m3污水的栅渣量 W1取0.050.1 m3/103 m3 设计取 W1=0.05 m3/103 m3污水，Kw=1.200.696 0.05 86400 3 3.,W= =2.506m/d 0.

17、2 m /d,米用机械清渣,1.20 汉 1000与粗格栅采用相同的进水渠道。3.2平流沉砂池的设计计算污水经配水井后进入平流沉砂池，分为两组，单组最大设计流量Q=0.696 m3/s,平均流量为 Q=0.580m3/s1.沉砂池长度L=v t （3-17）L池子长度（m）v平流沉砂池流速，一般取0.150.3 m/s；t停留时间，一般取3060s；设计取 v=0.2 5m/s，t=40sL=0.25 M00=10m2.水流断面面积A=Qmax （3-18）vA水流断面面积（m2）;Qmax 设计最大流量（m3/s）;A=0.696/0.25=2.784m23.沉砂池宽度B=A/h2 （3-1

18、9）B 沉砂池宽度（m）h2沉砂池有效水深，一般采用0.251.0m； 设计取h2=1m，每组沉砂池设两格；4.沉淀室所需总容积X 城市污水沉砂量，一般采用30 m3/ 106m3污水;T清除沉砂的时间间隔，一般取12d；3设计中取 T=2d; Qmax=1.392m /sV= 1.392 30 62 86400=7.216m35.单个沉砂斗容积V。nn 沉砂斗个数总；h3沉砂斗高度（m）;fl 沉砂池上口面积（m2）;f2 沉砂池下口面积（m2）; 一般为 0.4 %.40.6 0L6m2;设计中取沉砂池上口面积f1=B =1.392 1.392,沉砂池下口面积f2 =0.5 0.57.沉砂

19、室的高度设每个分格有两个沉砂斗，则总共有Vmin 一最小流速（ m/S）；厲一沉砂池格数（个）；最小流量Qmin 般采用0.75Q ;最小流速vmin 一般采用v0.15m/s；沉砂池格数n1最小流量时取1;最小流量时过水断面面积 Amjn取0.5A ov min0.75 1 . 1 5=0.620m/s 0.15 m/s,符合要求10.5 2.7 8410.进水渠道格栅的出水通过DN 1200mm的管道送入沉砂池前的配水渠，由配水 渠道向两侧配水进入沉砂池，进水渠道的水流流速V1进水渠道的水流流速（m/s）;B1 进水渠道宽度（m）;H1 进水渠道水深（m）;设计取 B1=1.0m, H1=

20、0.8m1.0 0.80.696 门 c” z V1= =0.870m/s11.出水管道出水采用沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水，保证沉砂池内水位标高恒 定，出水堰堰上水头Hi出水堰堰上水头（m）;Q1 沉砂池内设计流量（m3/s）;m流量系数，一般取0.40.5;b2 堰宽等于沉砂池宽度（m）;设计取 m=0.4, b=1.392m, Qi=0.696出水堰后自由跌落0.15m,出水流入出水槽，出水槽宽度B2=1.20m 出 水槽水深h2=0.8m，水流流速与进水渠中流速相同V1=0.870m/s用出水管 道在出水槽中部与出水槽连接，出水管道采用钢管，管径DN2=1000mm, 管内水流速为V2

21、,（3-29）Q V2D2V2 管内水流速为m/s；Q设计流量（m3/s）d出水管道管径12.排砂装置采用重力排砂，沉砂斗底部管道管径DN=200mm3.3集配水井的设计计算沉砂池进水端设进水配水井，污水在配水井内平均分配，然后流进 每组沉砂池，后面辐流初沉池以及二沉池的集配水井采用相同的尺寸。1.配水井内中心管直径 （3-30）D2配水井内中心管直径（m）;v2配水井中心管上升流速，一般V2 0.6 m/s设计中取v2=0.8m/s2.配水井直径 D3= 4Q D22 （3-31）Y叱D3配水井直径（m）;V3配水井内污水流速，一般取 V3=0.20.4m/s； 设计中取V3=0.3 m/s

22、m x 1 392 2D3= 1.52 =2.856m 取 D3=2.90V兀汇0.33. 集水井直径 D1= 4Q D32 （3-32）Vv,D3集水井直径（m）;v1集水井内污水流速（m/s）, 般采用0.20.4m/s；设计中取V1=0.25 m/s14x1.392 2D1= 2.902 =3.938mV3.149254.进水管和出水管管径取进水管和出水管的管径都为 DN=1000mm；4Q 21 392流速校核v=上笃= 2 =0.8870.6m/s符合要求。2兀 D2 3.145.总出水管取出水总管管径D=1500mm, v=0.788 m/s；集配水井内设有超越阀门，以便超越3.4

23、辐流初沉池的设计计算选择两组辐流沉淀池，即N=2，每组辐流初沉池平均流量为Q=0.580m/s;每组最大流量 Qmax=1-392 = 0.696 m/s 1.沉淀池部分有效面积（3-33）Q 3600 F=、qF沉淀池部分有效面积（m3）；_3 2q 表面负荷，一般采用1.53.0 m /（ m h）;Q设计流量（m3/s）;设计取 Q=0.696m3/s, q设计中取 q =2 .0m3/（ m2 h）（3-34）D 池子直径（m）;D=4 1252.8=39.94m 取 40mJI3.沉淀部分有效水深h2= q t（3-35）.式中：h2沉淀部分有效水深（m）；t沉淀时间，一般采用1.0

24、2.0h;设计中取t=2hh2=2 2=4m校核：D/ h2=10在612范围内，满足要求4.沉淀部分有效容积V二Q汉 3600V=0.696 2 3600=5011.2 n?5.污泥部分所需容积V= Q（G C2）汉 86400 汉T00= K2 （100-F0）n 106（3-36）（3-37）V污泥部分所需容积（m3）；Q设计污水流（m3/s）;C1 进水悬浮物浓度（mg/L）;C2出水悬浮物浓度（mg/L）；K2 水量总变化系数；污泥容重，约为1；Po污泥含水率（），初沉池一般在95%97%;n沉淀池组数；T清除污泥时间间隔，人工排泥一般取12,机械刮泥机排泥 为 0.050.2d;n

25、初沉池去除SS的效率，一般取40%55%;设计取 Q=1.392 m3/s, 3=220mg/L, C2=C1 （1-n） =50% , P0=97%, C2=110mg/L、，1.392 （220 -110） 86400 0.15 100 “ 3V= 6 =27.562 m1.2x1x（100 97）x26.污泥斗容积輕 2 2V1= h5（a + a1 a+ ai ） （3-38）V1污泥斗容积（m3）;h5污泥斗高度（m）;a沉淀池污泥斗上口半径（m）；a1沉淀池污泥斗下口半径，一般采用 0.40.5m； 一污泥斗倾角。设计中取 a=2m, a1=0.5m, =60 , 污泥斗高度 h5= （a- ai） tan60 = （2-0.5） Xan60 =1.299mV1= 1.299 （22+2 0.5+0.52）=2.273 m37.沉淀池底部圆锥部分体积. 2 2（3-39）V2=h4（R2+ r1 R+ r12）R沉淀池半径（m）