1、洛阳理工学院水污染控制工程课程设计设计题目：某城市日处理 16 万 m3污水处理厂工艺设计系 别：环境工程与化学系专 业：环境监测与治理目录第一章 总论 .11.1 设计题目 .11.2 设计要求 .11.3 设计资料 .1第二章 污水处理工艺流程说明 .12.1 工艺方案分析 .12.2 工艺流程 .1第三章 设计说明书 .23.1 进水管道的计算 .23.2 粗格栅 .23.3 污水提升泵房 .43.4 细格栅 .53.5 沉砂池 .63.6 初沉池 .73.7 曝气池 .103.8 二沉池 .133.9 污泥泵房 .143.10 消毒池 .143.11 污泥浓缩脱水机房 .153.12
2、主要设备说明 .15第四章 污水厂总体布置 .174.1 污水处理厂平面布置 .174.2 污水处理厂处理工艺高程布置 .17参考文献 .17小结 .18水污染控制工程课程设计1第一章 总论1.1 设计题目某城市日处理 16 万 m3污水处理厂工艺设计1.2 设计要求污水经二级处理后应符合下列要求：CODCr mg/L, BOD5 20mg/L，SS 30mg/L, 氨氮 5mg/L。701.3 设计资料(1)污水水质水量污水处理水量：16 万 m3/d；污水流量总变化系数取 1.2污水水质：COD Cr=450mg/L, BOD5 =200mg/L，SS =250mg/L, 氨氮=15mg/
3、L 。(2) 气象及水文资料风向：全年主导风向为北北东风。气温：最冷月平均-3.5最热月平均 32.5最大冻土深度 0.18m水文：降水量年平均 728mm；蒸发量年平均 1210mm；地下水位，地面下 5-6m。(3) 厂区地形厂区海拔标高 65，污水进入格栅间水面相对原地面标高为-2.70，二沉池出水井水面相对原地面标高为-0.30。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BOD5，根据 0.3 可知,污水可生物降解, 重金属及其他难以生物降4.052crCODB解的有毒有害污染物一般不超标, 针对以上特点，以
4、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 工艺流程污水的处理工艺流程如下图：水污染控制工程课程设计2污水格栅污水泵房沉砂池初沉池曝气池二沉池消毒池出水第三章 设计说明书3.1 进水管道的计算根据流量 Q=160000m3/d=6666.7 m3/h=1.852 m3/s 污水流量总变化系数取 1.2,则最大设计流量 Qmax=192000 m3/d =8000 m3/h =2.222 m3/s，选择管径 D=500mm，坡度 i=0.0016。由环境工程设计手册查得，进水管充满度 h/D=0.75，
5、最小设计流速为 0.81。3.2 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：人工清除 2540mm机械清除 1625mm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 0.2m3） ，应采用机械清除。(3) 格栅倾角一般用 ，机械格栅倾角一般为 。257607(4) 过栅流速一般采用 0.61.0m/s设计计算：格栅的设计计算主要包括格栅形式选择、尺寸计算、水力计算、栅渣量计算等，都可通过
6、简图 3-1 进行格栅计算。水污染控制工程课程设计3图 3-1 格栅水力计算简图栅条间隙数:本设计选 4 台粗格栅，根据最优水利断面公式 知，每台过栅流量为2maxvhQm/s。设过栅流速 v=0.9m/s，栅条间隙宽度 b=0.025 m，栅56.02.maxaxQ条倾角. ，则栅前水深 m 栅条间隙数 n 为：656.092.h取 42 个.41.560.sinsinax bhvQn栅槽宽度设栅条宽 S=0.01m，则槽宽m 46.1205.1420.)1( bnSB过栅水头损失： sin32gvSkh式中：h 2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
7、 k=3 形状系数，本设计采用迎水为半圆形的矩形 ， =1.83 带入计算得：h 2=31.83(0.01/0.025)4/3(0.92/19.6)sin60=0.058 m格栅总高度的计算设栅前超高 h1=0.3m，格栅的总高： H=h+ h1+h2=0.56+0.3+0.058=0.918 m栅槽总长度 L 为：tgHm1210.5.试中： 栅前槽高，H 1=h+ h1=0.86m1L1进水管渠渐宽部分长度（m） ； 其中 B1 为进水渠道宽度112tgLB1=1.5h=1.50.56=0.84 m L1=(1.46-0.84)/2tg20=0.852mL2栅槽与出水渠道渐缩长度（m）;一
8、般 L2=0.5 L1=0.50.852=0.426m水污染控制工程课程设计4进水渠展开角， =1120代入式中：L=0.852+0.426+0.5+1.0+0.86/1.732=3.27m 每日栅渣量 W 10864maxzKQ式中：W 1单位体积污水栅渣量，m 3/(103 m3污水)一般取 0.1-0.01，细格栅取大值，粗格栅取小值；K z污水流量总变化系数。代入式中：W=2.2220.0286400/(1.21000)=3.2 m 3/d 0.2 m3/d宜采用机械清渣。栅宽=0.556/(0.560.9)=1.103m选用 4 台 GH-1300 弧形格栅除污机，主要技术参数见表
9、3-1。表 3-1 GH-1300 弧形格栅除污机主要技术参数有效栅宽/mm 设备宽度/mm 耙齿间隙/mm 适用槽宽/mm 安装角度/()耙行速度/(m/min)1140 1300 25 1400 75 2.143.3 污水提升泵房提升泵房以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过，从而达到污水的净化。设计计算：经泵提升后的水面高度=二沉池出水井水面相对原地面标高+二沉池水损+曝气池水损+初沉池水损+沉砂池水损+细格栅水损+管道水头损失+富余水头=-0.3+0.6+0.4+0.6+0.25+0.2+0.95+0.5=3.2m设集水池有效水深=2.00m，过格栅水头损失=0.06
10、m，进水管的管底标高=-2.7m 则集水井最低水位=-2.7+0.50.75-2.0-0.06=-4.765m取泵站内水头损失=0.30m，富余水头=1.00m 则水泵扬程=提升后的水面高度-集水井最低水位+泵站内水头损失+富余水头=3.2-(-4.765)+0.30+1.00=9.265m根据 Qmax=192000 m3/d =8000 m3/h，选用 4 用 1 备 450QW2200-10-110 型潜水排污泵，采用自动耦合式安装形式，主要性能参数见表 3-2。水污染控制工程课程设计5表 3-2 450QW2200-10-110 型潜水排污泵主要性能参数流量/( m3/h)扬程/m 排
11、出口口径/mm功率/kw 转速/(r/min)泵重/kg2200 10 450 110 990 23003.4 细格栅栅条间隙数:选用 4 台细格栅，每个旋流沉砂池各对应 1 台细格栅。每台过栅流量为m/s, 设栅前水深 h=0.8m,过栅流速 v=0.9m/s,栅条间隙宽度56.042.maxaxQb=0.01 m，栅条倾角 . ，则栅条间隙数，取 72 个86.719.01.sin56sina bhvn栅槽宽度设栅条宽 S=0.01m，则槽宽m43.1720.1720.)1( bnSB过栅水头损失： sin342gvSkh式中：h 2水流通过格栅的水头损失（m ）k系数，格栅受污堵塞后，水
12、头损失增加倍数，一般 k=3 形状系数，本设计采用迎水为半圆形的矩形 ， =1.83 带入计算得：h 2=31.83(0.01/0.01)4/3(0.92/19.6)sin60=0.196 m格栅总高度的计算设栅前超高 h1=0.3m，格栅的总高： H=h+ h1+h2=0.8+0.3+0.196=1.3 m栅槽总长度 L 为：tgHm1210.5.试中： 栅前槽高，H 1=h+ h1=1.1m1L1进水管渠渐宽部分长度（m） ； 其中 B1 为进水渠道宽度112tgL水污染控制工程课程设计6B1=1.5h=1.50.8=1.2m L1=(1.43-1.2)/2tg20=0.315mL2栅槽与
13、出水渠道渐缩长度（m）;一般 L2=0.5 L1=0.50.315=0.158m进水渠展开角， =1120代入式中：L=0.315+0.158+0.5+1.0+1.1/1.732=2.61m 每日栅渣量 W 10864maxzKQ式中：W 1单位体积污水栅渣量，m 3/(103 m3污水)一般取 0.1-0.01，细格栅取大值，粗格栅取小值；K z污水流量总变化系数。代入式中：W=2.2220.0986400/(1.21000)=14.4 m 3/d 0.2 m3/d宜采用机械清渣。栅宽=0.5561000/(0.80.9)=772.2选用 4 台 GH-1300 弧形格栅除污机，主要技术参数
14、见表 3-3。表 3-3 GH-1300 弧形格栅除污机主要技术参数有效栅宽/mm 设备宽度/mm 耙齿间隙/mm 适用槽宽/mm 安装角度/()耙行速度/(m/min)1140 1300 10 1400 75 2.143.5 沉砂池沉砂池的作用是从污水中将比重比较大的颗粒去除，其工作原理是以重力分离为基础，故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无极颗粒沉淀，而有机悬浮颗粒则随水流带走。设计规定： 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） ，并按并联实行原则考虑。 设计流量应按分歧建设考虑：当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；当污水为用提升送入时，则应按每期工
15、作水泵的最大组合流量计算合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。 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。水污染控制工程课程设计7 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。 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 ，排砂管直5径应不小于 0.3m。 沉砂池的超高不宜小于 0.3m. 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。常用的沉砂池形式有平流式、曝气、旋流沉砂池等。平流式沉砂池是常用的一种形式，具有结构简单，处
16、理效果好的优点，但流速不易控制，排砂常需要洗砂处理等；曝气沉砂池通过调节曝气量可控制流速，沉砂效率稳定但耗能高；旋流式沉砂池可利用机械力控制水流流态与流速，沉砂效果好且占地面积小。说明：通过比较，本设计采用旋流式沉砂池。设计计算：设计 4 个 2 组合建旋流式沉砂池，则每个设计流量=8000/4=2000 m 3/h=48000 m3/d根据给水排水设计手册第 5 册，选用旋流式沉砂池-12，沉砂池直径为 D=3.66m，水深 h=0.94m,池高 H=3.55 m。下面校核表面负荷和停留时间。表面负荷 m3/(h),符合 150-200 m3/(h)的要求；2.1906.341202AQq沉
17、砂池总容积 V=AH=1/43.143.663.55=37.3 m3,t=V/Q=37.3/0.556=67s 满足停留时间不小于 30s。污水的沉砂量，可按 0.03L/ m3计算则排砂量=0.031920000.001=5.76 m 3/d每个旋流式沉砂池各选用一台南京蓝深环境工程设备有限公司生产的 XLCS-1800A 旋流式沉砂池除砂器，流量 1800 ，中心气提方式吸砂。每组选一台与其配套使用的 LSSFh/3型螺旋式砂水分离器。3.6 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： 设计流量应按分期建设考虑；水污染控制工程课程设计8
18、沉淀池的个数或分格不应少于 2 个，比宜按并联系列设计； 池的超高至少用 0.3m； 一般沉淀时间不小于 1.0 小时，有效水深多采用 24m； 沉淀池的缓冲层高度，一般用 0.30.5m; 污泥斗斜壁于水平面的倾角，方斗不宜小于 ，圆斗不宜小于6070 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。沉淀池按池内水流方向不同分为平流式、竖流式及辐流式三种。三种沉淀池的优缺点及适用条件见表 3-4表 3-4 三种沉淀池的优缺点及适用条件池型 优点 缺点 适用条件平流式 对冲击负荷和温度变化适应能力较强施工简单，造价低 池子配水不均匀 采用多斗排
19、泥时，每个泥斗需要单独设排泥管各自操作；采用机械排泥时设备易腐蚀适用地下水位较高及地质较差的地区适用大、中、小型污水处理厂竖流式 排泥方便，管理简单占地面积小 池子深度大，施工困难 对冲击负荷及温度变化适应能力差且造价高 池径不宜太大适用于处理水量不太大的小型污水处理厂辐流式 采用机械排泥，运行较好排泥设备有定型产品 水流速度不稳定； 易于出现异重流现象； 机械排泥设备复杂，对池体施工质量要求高适用地下水位较高的地区适用大、中型污水处理厂说明：通过比较，本设计采用中间进水周边出水辐流式沉淀池。设计计算：每个沉淀池表面积 A：取表面水力负荷 q=3.0 m3/(h),池个数 n=47.63480maxnqQA
