环境工程学课程设计.docx

1、环境工程学课程设计第一章：环境工程学课程设计任务书（水污染控制单元修建物工艺设计）课程名称环境工程学课程设计课程编号课程英文名 Course Design of Environmental课程种类必修称Engineering所属学科环境科学与工程学时和学分2周/2合用专业环境科学纲领执笔人方继敏订正时间2010年5月先修要求环境工程学等 课程设计基本目的本课程设计环节是环境科学专业的主要实践环节之一。本实践环节的主要任务是熟习环境工程学原理及水污染控制技术的基本源理和应用。 经过本环节的实践，使学生掌握水办理工程单元修建物设计的理念和方法； 使学生能从整体的角度和系统的看法出发， 认识环境工程

2、水办理单元修建物设计的过程和特色， 加强其设计能力， 掌握水办理设计的基本源则、 方法和步骤； 并经过对某一典型流程的设计计算、 画图，使学生初步具备水办理工程的设计能力， 加强学生的工程看法，加深对课本知识的理解和掌握。 学习收获1掌握环境工程水办理单元修建物设计的基本源则、方法和步骤；2认识水办理的设计规范及常用资料的查阅；3掌握典型水办理工艺流程的设计计算过程；4掌握水办理机械设备的选型及管渠系统的设计。5掌握对办理单元的修建物的图纸的绘制。 内容概要与要求： 水办理单元 修建物工艺流程的设计计算依照任务书的要求，达成工艺流程的选择， 坚固掌握各部分办理单元的设计过程。 机械设备的选型认

3、识设备选型的方法和依照。 画图绘制某一单元修建物的工艺图纸。 达成设计说明书的编写 设计基础资料：3题 目: 5 万 m/d 城市污水主要修建物工艺设计初始条件：1.4.1 、设计总水量：3污水类型为城市污水，设计水量为 5 万 m/d ； 水质状况（1）、BOD5为 170mg/L；（2）、TN为 20mg/L；（3）、TP为。1.4.3 出水状况出水标准依照国家标准（ GB18918-2002）中的一级 B 的标准 :（1）、BOD5最大为 20mg/L；（2）、TN最大为 20mg/L；（3）、TP最大为 1.0 mg/L 。第二章：设计说明书该城市污水办理厂主假如用于办理区内生活污水。

4、因为各个公司都拥有不定量不准时排放废水， 并且水质变化很大， 污水厂所办理的废水水量颠簸都较大， 依据这一特色，可见对污水一定进行较好的预办理，活性污泥法的办理成效较好，所以污水厂的主要工艺流程设计为：缓冲池 格栅 沉砂池 氧化沟 积淀池污泥回流池排海 出水调理池 气浮池 混凝絮凝池污泥脱水间 污泥浓缩池 污泥缓存池1.污水厂的工业废水与生活污水分流进入，因为工业废水不含大的垃圾，进水处不设格栅，格栅不过设在生活污水进水处，对生活污水进行预办理。2因为采纳的是活性污泥法， 水质水量的不稳固都会对活性污泥造成冲击，影响办理能力， 所以关于废水的预办理就至关重要， 而缓冲池均化池配水中和池就是这个

5、重要环节。 在流程之首就为各个工业用户配有特意的独立的一级缓冲池，而二级缓冲池将对几个用户进行混淆，在二级缓冲池中配有在线测毒仪（TOXIMETER）,它是模拟生化池的生物发应器， 进行对混淆废水的毒性在线监测，若检测到二级缓冲池的水质不切合设计的出水水质 （将可能造成克制或迫害活性污泥），池中的水将会切换到事故池中， 还有一台测毒仪将对每个用户的水质进行检查，找出造成毒性的本源后， 将本源的废水切换至事故池进行缓存。 在事故池的超标废水将进行曝气办理， 并将按必定的比率与生活污水一同排放到均化池中。进水仪表间主要设备：在线测毒仪： 3 台采样泵： 5 台，分别为 功率 ，流量 110650L

6、/h，压力 2Pa 功率，流量 535L/h ，压力 2Pa（2 台）功率，流量 1050L/h ，压力 2Pa（2 台）事故池主要设备：3输送泵：2 台（1 备一用），能力 200m/h ，功率，压力 0.6Pa 3所有二级缓冲池的出水将齐集在均化池中进行充足的混淆，此外还有生活污水直接排放在这。 均化池拥有 4 台潜水搅拌器， 并还有 4 台水射器， 其目的-在于使池中的废水拥有必定的溶解氧，防止硫酸盐（ SO4 ）复原成硫化物，能够防止对生化池的影响和对设备的腐化。主要设备：3潜水泵： 2 台（ 1 备一用），能力 548m/h ，功率 22KW，压力潜水搅拌器： 4 台，功率 13KW

7、水力射流器： 4 台，功率4配水中和池将对均化池的出水进行中和 （采纳 98的 H2SO4，30的 NaOH），使出水的 PH值在 7-9 之间。主要设备：搅拌机 (1 台， 11KW)5生化池采纳阶段曝气式活性污泥法（曝气系统是表曝机）使用了二廊道设计，在池中不一样地方设置了三个在线溶氧仪，对池中水的 DO值进行监测，并控制六台表曝机的运行时间（保持 DO值在 24mg/l 范围内）。主要设备：潜水搅拌器： 6 台，功率 13KW表面曝气机： 6 台，功率 35KW6 二沉池为中心进水辐流式，刮泥桥的转速为 60r/h ，积淀下的污泥先采集在污泥回流井中，节余的污泥将进入污泥缓存池。主要设备

8、：桥驱动： 1 台，功率污泥回流泵： 2 台（ 1 备 1 用），能力 548 m3/h ，功率 22KW，扬程 10m排污泵： 2 台（ 1 备 1 用），能力 25 m3/h ，功率，扬程 12m 7混凝絮凝池分为两个相连的池子，废水先经过混凝池，进行迅速搅拌，投加 FeCl3 作为混凝剂使油滴，胶体和悬浮固体脱稳产生小矾花，再进入絮凝池进行低速搅拌，增添 PAM（聚丙烯酰胺）将矾花齐集较大的坚固的矾花。主要设备：搅拌机： 3 台，功率分别为 0.37 KW，1.5 KW，5.5 KW8气浮的主要设备有空气干燥机，空压机，压力溶气罐，竖流式气浮池。溶气罐的运行压力为 5105Pa，空气注入

9、罐后在水中溶解， 而后饱和空气的水经过一个释压装置送至气浮池进口， 保证产生 50-80 微米的气泡。产生的污泥有积淀下的污泥和浮渣，这些污泥将采集到污泥缓存池。主要设备：桥驱动： 1 台， 0.37 KW循环泵： 2 台（ 1 备 1 用），能力 170 m3 /h ，功率 55KW，扬程 6m空压机： 2 台（ 1 备 1 用），能力 30 m3/h ，额定压力 1Mpa水压力容器： 1 套，额定压力 600Kpa，容量 2000L污泥泵： 2 台（ 1 备 1 用），能力 210 m3/h ，功率 3KW，压力 2Pa3潜水排污泵： 1 台， 23.6 m /h ，功率，压力件。浓缩脱水

10、方法有重力沉降浓缩、 上调浓缩以及其余浓缩方法。 这里使用重力浓缩辅流式污泥浓缩池。 浓缩后的污泥采纳带式压滤机办理污泥， 最后产生的干泥运往垃圾燃烧厂办理。主要设备：带式压滤机：型号：DY 1000；滤带有效宽：1000mm；滤带速度：；压迫过滤面积：；冲洗水压力；产泥量：50kg/h m外型： 575018562683mm；功率 3KW 10出水调理池能够稳固水质，保证水质达到排放标准。第三章：城市污水办理厂主要修建物工艺设计及计算本设计方案的主要生产修建物包含：格栅、涡流式沉砂池、改进式氧化沟、二沉池。设计流量a.日均匀流量Qd =50000m3/d33/s=578L/sK Z578Q

11、db.最大日流量Qmax=K zQd333/s 格栅设计及计算进水中格栅是污水办理厂第一道预办理设备， 可去除大尺寸的飘荡物或悬浮物，以保护进水泵的正常运行，并尽量去掉那些不利于后续办理过程的杂物。拟用展转式固液分别机。 展转式固液分别机运行成效好， 该设备由动力装置，机架，冲洗机构及电控箱构成，动力装置采纳悬挂式涡轮减速机，结构紧凑，调整维修方便，合用于生活污水预办理。 设计说明栅条的断面主要依据过栅流速确立，过栅流速一般为 0.6 ，槽内流速左右。假如流速过大，不单过栅水头损失增添，还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅，假如流速过小，栅槽内将发生积淀。别的，在选择格栅断面尺寸时，应注意设计过

12、流能力只为格栅生产厂商供给的最大过流能力的80%，以留有余地。 详细设计3.1.2.1 粗格栅格栅倾角资料资料本源格栅倾角人工消除机械消除国内污水厂一般为 45 75日本指针45 6070左右美国污水厂手册30 4540 90本规范30 6060 901 设计参数：3设计流量1:Q =0.578m /s;过栅流速1:v =0.90m/s;栅条宽度 :s=0.01m;格栅空隙 :e=60mm;栅前部分长度；格栅倾角 : =603栅渣 /1033单位栅渣量 W1m 污水2 设计计算（ 1）确立格栅前水深，依据最优水力断面公式Q1B12 v1 计算得栅前槽宽2B1B11.13m ，则栅前水深 h22

13、（ 2）栅条空隙数 nQ1 sinsin 60176 .62（取 n=18）eh1 v1（3）栅槽有效宽度 :B 2=s（ n-1 ） (18-1)+0.06 （ 4）进沟渠道渐宽部分长度B2B1L12 tan12 tan 20（此中 1 为进沟渠睁开角）（ 5）栅槽与出沟渠道连结处的渐窄部分长度L2L1m22（ 6）过栅水头损失（ h1）因栅条边为矩形截面，取 k=3，则242h1kh0 k v sin( ) 32sin 602g此中 :h0：计算水头损失 mk：系数，格栅受污物拥塞后，水头损失增添倍数，取k=3：阻力系数，与栅条断面形状相关，=（s/e ）4/3当为矩形断面时 =（ 7）栅

14、后槽总高度（ H）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（8）格栅总长度 L=L1 +L2+0.5+1.0+ H 1/tan Qmax W1 86400计算，取33 3（ 9）每天栅渣量 : 用公式 W=1000W1=0.02m /10 mK总Q max W1 864000.775 0.02 864003/d3W=1.40 10000.2m /dK 总 1000所以宜采纳机械格栅清渣（ 10）计算草图以下：栅条 工作平台进水1=20图1 中格栅计算草图 细格栅1设计参数：设计流量 :Q13/s; 过栅流速 :v 1=0.80m/s; 栅条宽度 :

15、s=0.01m;格栅空隙 :e=10mm;栅前部分长度格栅倾角 : =60;3栅渣 /1033污水单位栅渣量 W1m2设计计算2（ 1）确立格栅前水深，依据最优水力断面公式 Q1 B1 v1 计算得栅前槽宽2B12Q12 1.2m ，则栅前水深 hB1v122Q1 sinsin60（取 n=120）（ 2）栅条空隙数 nehv1设计三组格栅，每组格栅空隙数 n=40 条（3）栅槽有效宽度 B2 =s（n-1 ）（40-1 ）+0.01 所以总槽宽为3+0.2 2 2.77 （考虑中间隔墙厚）（ 4）进沟渠道渐宽部分长度L1B B1m2 tan2 tan20（此中 1 为进沟渠睁开角）（ 5）栅

16、槽与出沟渠道连结处的渐窄部分长度L2L1m2（6）过栅水头损失（ h1）因栅条边为矩形截面，取 k=3，则h1 kh0 k v242sin3 2.42 ( ) 322g此中 =（ s/e ）4/3h 0：计算水头损失k ：系数，格栅受污物拥塞后，水头损失增添倍数，取 k=3：阻力系数，与栅条断面形状相关，当为矩形断面时 （ 7）栅后槽总高度（ H）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（8）格栅总长度 L=L1 +L2 （ 9）每天栅渣量W=Q maxW186400 3 3 /dK 总1000所以宜采纳机械格栅清渣（10）计算草图以下：栅条 工作平

17、台进水图3 细格栅计算草图 沉砂池设计及计算当前，应用许多的沉沙池型有平流沉砂池、 曝气沉砂池和钟式沉砂池。 本设计中采纳平流沉砂池，它拥有颗粒成效较好、工作稳固、结构简单、排沙较方便等长处。DN300来水自提高泵房DN300DN300楼梯细格栅及平流式沉砂池平面图DN300来水自提高泵房细格栅及平流式沉砂池剖面图已知参数3逗留时间 t 取 45s。Q max=578m/s1、长度DN700出水至分派井1DN700出水至分派井设则 L vt 0.25 45 11.25m 2、 水流断面积AQmax2v3、池总宽度设有效水深 h2A则池宽 Bh2共分 3 格，每格宽4、 沉砂斗所需容积设3VQ

18、maxTX864003K Z1065、 每个沉砂斗容积设每一分格有 2 个沉砂斗V0.90 32 36、沉砂斗各部分尺寸设斗底宽 a =0.5m, 斗壁与水平面的倾角为55o，斗高 h 132h32沉砂斗上口宽： aa1tg 55tg 55沉砂斗容积：0.35 (2 12V0h3 (2a 22aa1 2a12 )2 123667、沉砂室高度采纳重力排砂，设池底坡度为 0.06 ，坡向砂斗。L2a21ml 222h3 h38、 池总高度设超高 h1=H h1 h2 h3 沉砂池底部的沉砂经过吸砂泵，送至砂水分力气，脱水后的洁净砂砾外运，分别出来的水回流至泵房吸水井。沉砂池的出水经过管道送往初沉池

19、集配水井，输水管道的管径为 800mm，管内最大流速为。集配水井为内外衣筒式结构， 外径为，内径为。由沉砂池过来的输水管道直接进入内层管道，进行流量分派，经过两根管径500mm的管道送往 2 个首次积淀池，管道内最大水流速度为 。3.3 曝气池的设计及计算 方案技术比较及介绍方案方案一： A2 /O 工艺长处：(1)本工艺在系统上可称为最简单的同步脱氮除磷工艺 , 总的水力逗留时间少于其余同类工艺。(2)在厌氧好氧交替运行条件下 , 丝状菌不可以大批增殖 , 无污泥膨胀之虞 ,SVI 值一般小于。(3)污泥中含磷浓度高拥有高肥效。(4)运行时不须投药 , 两个 A 段只用搅拌，运行花费低。弊端

20、：(1)除磷成效难以提高 , 污泥增添有必定的限度 , 不宜提高。(2)脱氮成效难于提高 , 内循环以 Q为限。(3)进入积淀池的办理水要保持必定浓度的溶解氧 , 减少逗留时间 , 防备产生厌氧状态和污泥开释磷的现象出现 , 溶解氧浓度也不宜过高 , 以防循环混淆液对缺氧反响器的扰乱。方案二：厌氧池加氧化沟长处：(1)本工艺也是比较简单的脱氮除磷的工艺。(2)其流态介于混淆和推流之间 , 稀释能力强 , 保护管理简单 , 它的独到水流状态利于活性污泥的生物凝集作用 , 并且可将其划分为好氧段缺氧段用以进行硝化和反硝化 , 获得脱氮效应。(3)污泥负荷低 , 瀑气时间长 , 抗冲击能力强污泥量少

21、且稳固 , 可不设初沉池。(4)在氧化沟前加设厌氧池，可起到除磷作用。(5)基建花费低于 A2/O 工艺。(6)氧化沟只有瀑气器和池中推动器保持沟内正常运行，电耗较小运行花费低。弊端：占地面积较 A2/O 大经过以上技术方案比较，再加之所知的污水的进水各污染参数，此中TN=20mg/L，切合城市污水办理厂污染物排放标准（ GB18918-2002）中的一级 B 中的总氮的排放标准， 在污水办理中不用进行脱氮办理。 综上所述可知： 本设计采纳方案二作为办理厂的二级办理更加适合，方便。 选定方案的设计及计算1厌氧池（ 1）设计参数设计流量：设计一组四座，则每座设计流量为3水力逗留时间：污泥浓度：

22、3000mg/L考虑到厌氧池与氧化沟为一个办理单元 , 总的水力逗留时间会超出 15 小时 , 所以设计水量按最大日均匀时流量考虑 .（ 2）设计计算a. 厌氧池容积： VQT 19410 336001746 m3b. 厌氧池尺寸：水深取为则厌氧池的面积： AV1746582m2h取厌氧池的宽为 24.6m, 则长为： 582考虑池的超高 0.3m, 故池总高为：c.污泥回流比计算：因为进水 BOD5=170mg/L,出水 BOD5最大同意限值为 20 mg/L 。故 BOD5去除率为： 170 20 100% 88.2% 170取污泥龄为 4d，由公式 1YQ(S0 S)kd 可知：cVX有

23、效容积 :V=4285.7 m 3VX故每天清除污泥量： Qw= =268.1 m3/d回流比为： QR= 50000 2000 9000 13941.0 m3/d9000 2000Qr13941RQ50000氧化沟（1） 设计参数及设计说明 溶解性 BOD去除率：活性污泥办理系统办理水中的 BOD5值是由残余的溶解性 BOD5(Se) 和非溶解性BOD5两者构成，尔后者主要以生物污泥的残屑为主体。活性污泥的净化功能，是去除溶解性 BOD5。所以从活性污泥的净化功能考虑，应将非溶解性 BOD5从水的总 BOD5值中减去。办理水中非溶解性值可用以下公式求得， 此公式仅合用于氧化沟 （本任务已定为

24、氧化沟）。BOD5f=0.7 Ce1.42(1 e- 5)=0.7 201.42(1 e- 5所以：办理水中溶解性 BOD5为所以：溶解性 BOD5的去除率为 : =170 6.4 100 17020 20 总氮 TN的去除率 : = 100%=0 总磷的去除率 : = 100%=60%设计参数：氧化沟设计为四座，按按最大日均匀时流量设计，每座设计流量为194L/S, 即12500 m3 / d ；总泥龄： 18d；MLSS=4000mg/L MVLSSMLSS入水碱度： 2000mg/L节余碱度： 100mg/L（）总氮 TN硝化转变系数： 其余参数： a 0.6kg VSS / kg BOD 5 b 0.05L / d（2） 设计计算a. 碱度均衡计算：因为设计的出水BOD 5 为 20mg/L，则出水中溶解性 BOD 5 为：20 0.7 201.42 (1 e 0.23 5 ) 6.4mg / L采纳污泥龄 18d，则日产污泥量为：aQL r0.6 125001701 bt m1000 1645.79kg / d18设此中有 12.4%为氮 , 近似等于 TNK顶用于合成的部分为 :80.08kg / dTNK中有 80.08 10006.4m