廢水處理工程課程設計某印染公司廢水處理工程方案設計

1、環(huán)境工程廢水工程課程設計說明書題 目：某印染公司廢水處理工程方案設計姓 名： 班 級： 環(huán)境工程 學 號： 指導教師： 成 績： 環(huán)境科學與工程學院2011 年 11月目錄第一章 總論- 4 -第一節(jié) 設計任務和內(nèi)容- 4 -1、設計任務- 4 -2、設計內(nèi)容- 4 -第二節(jié) 基本資料- 4 -1、水量水質資料- 4 -2、城市污水水量的確定- 5 -第二章 污水處理工藝流程說明- 6 -一、工藝流程說明- 6 -1、工藝流程圖- 6 -2、工藝流程說明- 6 -二、工藝特點- 7 -第三章 處理構筑物設計- 8 -第一節(jié) 格柵間和提升泵房- 8 -一、粗格柵設計計算- 8 -1、粗格柵設計計

2、算- 8 -2、格柵選型- 10 -二、提升泵房設計- 10 -1、設計說明- 10 -2、 設計計算選型- 11 -三、細格柵設計計算- 11 -1、設計說明- 11 -2、細格柵設計計算- 12 -第二節(jié) 沉砂池設計- 14 -一、設計說明- 14 -二、設計參數(shù)- 15 -三、設計計算- 15 -四、電磁流量計選型- 16 -第三節(jié) 氧化溝- 17 -一、設計說明- 17 -二、氧化溝設計計算- 17 -1、反應池容積v- 17 -2、反應池各部分尺寸- 17 -3、曝氣量計算- 17 -三、氧化溝后配水井設計- 18 -第四節(jié) 二沉池- 20 -一、二沉池設計說明- 20 -二、二沉池

3、設計計算- 20 -第五節(jié) 接觸消毒池- 21 -一、接觸消毒池設計說明- 21 -二、接觸消毒池設計計算- 21 -二、設計計算- 22 -第四章 廠址選擇和總體布局- 23 -第一節(jié) 污水廠平面布置- 24 -一、污水處理廠平面布置的特點- 24 -二、構筑物的布置- 24 -第二節(jié) 污水廠高程布置- 25 -一、說明- 25 -二、 高程計算- 26 -第五章 總結- 26 -參考文獻：- 27 -第一章 總論本課程設計所處理的水質為城市小區(qū)污水，伴隨著經(jīng)濟發(fā)展、人口增加、城鎮(zhèn)化進程的步伐加快，大量城市生活污水的排放嚴重污染了水體環(huán)境，為此，我們需要加大建設城市污水處理工程的力度?，F(xiàn)擬建

4、一處理規(guī)模為1500m3/d的某小區(qū)污水處理廠，排入類水體中，所以設計出水水質執(zhí)行城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準gb18918-2002一級b標準。本設計采用氧化溝工藝，經(jīng)比選，此工藝具有投資省、高緩沖能力、處理效果好、流程簡單、運行管理方便等優(yōu)點，適用于中小型污水處理廠使用。本設計包含污水處理工藝流程的確定，工藝流程中各單體的計算，施工圖紙的繪制等。本污水處理廠的建設將有效改善受納水體水質，促進環(huán)境與經(jīng)濟的的可持續(xù)發(fā)展。第一節(jié) 設計任務和內(nèi)容1、設計任務某小區(qū)的生活污水量為1500 m3/d，變化系數(shù)為1.97，codcr 480 mg/l，bod5 240mg/l，ss370 mg/l，處理

5、后出水排入類水體中。通過上述參數(shù)設計一污水處理廠。未提供的參數(shù)按照設計規(guī)范自行選取。2、設計內(nèi)容1、對工藝構筑物的選型進行論述；2、主要處理構筑物的工藝計算；3、污水處理廠平面布置、高程控制及主反應池。第二節(jié) 基本資料1、水量水質資料污水設計流量為1500 m3/d,污水流量總變化系數(shù)取1.97；其進水水質如表1，污水處理后的水質要求達到gb189182002中一級標準的b標準，具體數(shù)值如表2。表1 污水進水水質表項目單位mg/lmg/lmg/l數(shù)值240480370表2 設計出水水質表項目單位mg/lmg/lmg/l數(shù)值2060202、城市污水水量的確定 處理規(guī)模：1500 m3/d總變化系

6、數(shù)： 式中 kz 總變化系數(shù)q平均日平均時污水流量（l/s）已知：q = 1500 m3/d = 17.36l/s最大時流量（最大設計流量）m3/d=34.20l/s=0.0342 m3/s=129.12 m3/h 平均日流量（m3/d） 用以表示污水處理廠的公稱規(guī)模。主要表示處理總水量；計算污水處理廠的年抽升電耗和耗藥量；產(chǎn)生并處理的污泥總量設計最大流量(m3/d)污水處理廠進廠水管的設計。當污水處理廠的進水用水泵抽升時，則用組合水泵的工作流量作為設計最大流量，但應與設計流量相吻合。污水處理廠的各處理構筑物以及廠內(nèi)連接各處理構筑物的灌渠，都應滿足設計最大流量的要求降雨時的設計流量（m3/d）

7、包括旱天流量和截流流量n倍的初期雨水流量，用來校核初沉池以前的處理構筑物和設備當污水處理廠分期建設時，以相應的各期流量為設計流量通常情況下，污水處理廠的使用規(guī)模指平均日流量，設計規(guī)模指最大流量。對分流制系統(tǒng)要考慮雨水滲入，一般可達2530%。第二章 污水處理工藝流程說明一、工藝流程說明1、工藝流程圖污水格柵間提升泵房沉砂池流量計出水消毒池柵渣打包機配水井剩余污泥二沉池回流污泥砂泵砂水分離器砂外運集泥池濃縮池貯泥池污泥脫水機污泥外運氧化溝法污水處理及污泥處置工藝流程圖水路污泥及砂路氧化溝渣包外運2、工藝流程說明（1）污水進入廠區(qū)后經(jīng)格柵間的格柵截留較大懸浮物和漂浮物，柵渣打包外運。（2）在提升泵

8、的作用下污水流入鐘式沉砂池，污水中密度較大的無機顆粒物得到去除。沉砂斗中的沉砂由砂泵吸出，進入砂水分離器進行固液分離。分離后的砂用砂車外運，污水回流入格柵間。（3）從沉砂池流出的水經(jīng)一段明渠和暗管進入配水井（暗管上設電磁流量計進行水量計量），配水井向氧化溝進行配水，同時回流污泥液經(jīng)配水井向反應區(qū)分配。（4）污水經(jīng)氧化溝的生物處理，基本上可以達到去除bod、cod及氨氮的要求，處理出水自流進入二沉池，進行泥水分離，以達到處理要求。（5）二沉池處理后的清水流入接觸消毒池進行消毒處理，經(jīng)消毒后的水可回用或直接排放。(6)回流污泥在回流污泥泵作用下進入配水井；剩余污泥由地下管道自流入集泥池（剩余污泥泵

9、房），在剩余污泥泵作用下進入污泥濃縮池。經(jīng)濃縮后的污泥由濃縮污泥提升泵打入貯泥池，再送入污泥脫水機進行脫水處理，使之穩(wěn)定。泥餅外運，濃縮池的上清液和污泥脫水裝置所脫下來的水送至格柵前進行再處理。二、工藝特點本工藝采用氧化溝，去除bod與cod之外，還具備消化和一定的脫氮作用，以使出水低于排放標準。氧化溝性能特點：1、出水水質好，由于存在明顯的富氧區(qū)和缺氧區(qū)，脫氮效率高；2、曝氣設施單機功率大，調(diào)節(jié)性能好，并且曝氣設備數(shù)量少，既可節(jié)省投資，又可使運行管理簡化；3、有極強的混合攪拌與耐沖擊負荷能力；4、氧化溝溝深加大，使占地面積減少，土建費用降低；5、用電量較大，設備效率一般；6、設備安裝較為復雜

10、，維修和更換繁瑣。第三章 處理構筑物設計第一節(jié) 格柵間和提升泵房一、粗格柵設計計算1、粗格柵設計計算 （1）、柵條的間隙數(shù) 式中 qmax最大設計流量，qmax = 0.0342 m3/s 格柵傾角，取b 柵條間隙，m，根據(jù)一般經(jīng)驗公式取b25 mmn 柵條間隙數(shù)，個h 柵前水深，m，取h0.4m v 過柵流速，m/s，取v0.8m/s。則 3.97取4個(2)、柵槽寬度設柵條寬度s10（0.01m）則柵槽寬度bs(n-1)+bn 0.01(4-1)+0.02540.13m實際生產(chǎn)中，多使用兩套以上格柵工作，此處設計兩套格柵同時工作則單個柵槽寬度 bs(n-1)+bn 0.01(2-1)+0.

11、02520.06m (3)、進水渠道漸寬部分的長度設進水渠寬b1=0.04m，其漸寬部分開角度a1=20。= 0.028m (4)、柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度=0.014m (5)、過柵水頭損失 式中h1過柵水頭損失，m； h0計算水頭損失，m； g 重力加速度，9.81m/s2； k 系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般k =3；阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關，設計選取柵條斷面形狀為迎水面為半圓形的矩形，1.83。為了避免造成柵前涌水，故將柵后槽底下降h1作為補償見圖4。 0.11 m（6)、柵后槽總高度設柵前渠道超高h2 =1.0m h = h + h1 + h2 = 0

12、.4+ 0.11 + 1.0 =1.51 m 式中 h柵后槽總高度，m h柵前水深，m（7）、柵前渠道深h1=h+h2=0.4+1.0=1.4m（8）、柵槽總長度 =2.35 m（9）、每日柵渣量計算w在格柵間隙25mm的情況下，設柵渣量為每1000 m3污水產(chǎn)0.05 m3。 w = = = 0.075m3/dw0.2 m3/d，所以宜采用人工清渣圖1. 粗格柵示意圖2、格柵選型查給水排水工程快速設計手冊2排水工程選用lhg2.0型回轉式格柵除污機，相關參數(shù)如型號井寬柵條間距整機功率安裝傾角lhg2.02m20mm1.1kw二、提升泵房設計1、設計說明污水經(jīng)過一次提升進入沉砂池，然后通過自流

13、進入后續(xù)水處理構筑物。2、 設計計算選型污水泵總提升能力按qmax考慮，及qmax=129.12m3/h，選兩臺as75-4cb潛水排污泵（一備一用），單泵提升能力為145 m3/h。集水池容積按最大一臺泵6min出流量計算，則其容積為14.5 （m3） 集水池面積：取有效水深，則面積集水池長度取l=4m，則寬度b=f/l=7.25/4=1.81m, 取2.0m集水池平面尺寸：4m2.0m保護水深為1.2m，實際水深3.2m泵位及安裝：潛水電泵直接置于集水池內(nèi)，電泵檢修采用移動吊架根據(jù)流量，選用as75-4cb潛水排污泵，具體參數(shù)見表3.1。 表3.1 as75-4cb潛水排污泵參數(shù)型號排出口

14、徑/mm流量/（m3/h）揚程/m轉速/（r/min）電機功率/kw額定電壓/vas75-4cb1501451014507.5380數(shù)量：2臺，1備1用 三、細格柵設計計算1、設計說明 功能：去除廢水中較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質和固體顆粒物質，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運行，減輕后續(xù)處理單元的處理負荷，防止堵塞排泥管道。數(shù)量: 一座, 渠道數(shù)兩條2、細格柵設計計算（1）、柵條的間隙數(shù) 式中 qmax最大設計流量，qmax = 0.0342 m3/s 格柵傾角，取b 柵條間隙，m，取b0.01mn 柵條間隙數(shù)，個h 柵前水深，m，取h0.5mv 過柵流速，m/s，取v0.9 m/s。則

15、7.1個 取8個 （2）、柵槽寬度設柵條寬度s0.01m則柵槽寬度bs(n-1)+bn 0.01(8-1)+0.0180.15 m 細格柵設計為兩臺，一臺備用。細格柵設計計算示意圖如圖所示：細格柵示意圖（3）、過柵水頭損失 式中h1過柵水頭損失，m； h0計算水頭損失，m； g 重力加速度，9.81m/s2； k 系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般k =3；阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關，設計選取柵條斷面形狀為迎水面為半圓形的矩形，1.83。為了避免造成柵前涌水，故將柵后槽底下降h1作為補償 0.21m（4）、柵后槽總高度設柵前渠道超高h2 =0.8m h = h + h1 + h

16、2 = 0.5+ 0.21+ 0.8 =1.51m 式中 h柵后槽總高度，m h柵前水深，m（5）、柵槽總長度 =2.3 m式中 l柵槽總長度 h1柵前渠道深 m (h1 =h+ h2)（6）、每日柵渣量計算 w 在格柵間隙10mm的情況下，設柵渣量為每1000 m3污水產(chǎn)0.10 m3。 w = = = 0.15m3/dw 3250m3 故本設計符合要求 3、曝氣量計算 活性污泥需氧量一般為1.42.2kg/kgbod5，氧化溝工藝一般取為1.4kg/kgbod5。 則每日需氧量sor=1.4(24020)10-31500=462kg/d=19.25kg/h 4、曝氣時間t： 有效容積v=3

17、278.25m3 曝氣時間(小時) 圖3 氧化溝示意圖三、氧化溝后配水井設計1、設計說明沉砂池后端設置配水井，污水進入配水井向氧化溝配水，同時回流污泥液經(jīng)配水井向反應區(qū)分配。配水井內(nèi)設分水鋼閘門。2、 設計計算 （1）進水管徑d1厭氧池至配水井管道計算，設計流量為污水量與回流量之和：q=qmax +40%qmax，進水管流速控制在1m/s以下，取0.9m/s。進水管直徑 則 （m） 取300mm校核進水管流速m/s1m/s合符要求。（2）、矩形寬頂堰進水從配水井底中心進入，經(jīng)等寬度堰流入2個水斗，在由管道直接接入后續(xù)構筑物，每個后續(xù)構筑物的最大分配的水量為61.56m3/h，配水采用矩形溢流堰

18、流至配水管。（3）、配水管管徑d2：配水管管徑d2即配水井至氧化溝管道，每個時段只有1個氧化溝進水，每條管道流量為0.048m3/s，管路流速控制在1m/s以下，取0.9m/s。出水管直徑 則 （m） 取300mm校核出水管流速m/s1m/s合符要求。（4）、配水漏斗上口口徑d：按配水井內(nèi)徑的1.5倍設計：配水井尺寸的大小：長2m，寬2m,高1.5m。圖4 配水井設計草圖第四節(jié) 二沉池一、二沉池設計說明為了使得沉淀池內(nèi)水流更穩(wěn)（如避免橫向錯流、異重流、出水束流等）、進出水配水更均勻、存排泥更方便，本設計采用幅流式二沉池。型式：中心進水，周邊出水輻流式二沉池；表面負荷q=0.81.5m3/m2.

19、h，可取1；水力停留時間t=1.52.5h二、二沉池設計計算1、沉淀池表面面積a：a=q/q 其中：a沉淀池表面積，m2 q設計流量，選用最大時流量，2955/24=129.125m3/h q表面水力負荷，m3/(m2h)，取為1.0m3/(m2h) a=130，設計建造兩個池子，則每池面積a=130/2=75m22、沉淀池直徑d：，整去為d=10m.3、有效水深h2:一般情況下圓形池體直徑與有效水深的比例關系為d:h2=612,即h2的范圍在1.0752.15m，取有效水深h2=2.15m4、沉淀時間t：t=h2/q=2.15，可見1.52.154.0，故沉淀時間負荷設計要求。5、池體總高h

20、：h=h1+h2+h3+h4+h5 其中：h1沉淀池超高，m，取為0.3m h2有效水深，m h3緩沖層高度，m，取為0.8m h4沉淀池底坡落差，m,取為0.5m h5污泥斗高度，m，取為0.5m 第五節(jié) 接觸消毒池一、接觸消毒池設計說明因為納污河段水質標準地面水環(huán)境質量標準（gb3838-88）中“iv”標準，故需要消毒后處理出水才能排放。 氯價格便宜，消毒可靠且經(jīng)驗成熟，是應用最廣泛的消毒劑，所以本設計選用液氯消毒。二、接觸消毒池設計計算設計廊道式接觸反應池1座，水力停留時間t時間為20min設計流量q=2955m3/d=2.152m3/min1、接觸池容積 v=qt=2.15220=4

21、3.04m32、池形狀形式：長方形迂回廊道式，水流斷面寬2.0m，有效水深1.0m接觸池長度 第六節(jié) 污泥濃縮池一、設計說明二沉池產(chǎn)生剩余活性污泥及其他處理構筑物排除污泥由地下管道自流入集流井，剩余污泥泵(采用地下式)將其提升至污泥處理系統(tǒng)。二、設計計算1、剩余污泥量wx： 其中：y凈污泥產(chǎn)率系數(shù)，kgmlss/kgbod5,在污泥齡取為20d時，y=0.52 q污水的平均日流量，m3/d lr去除的bod5濃度，mg/l kd污泥自身氧化率，d-1，對于城市生活污水，一般為0.050.10d-1，取為0.10d-1 ts污泥齡，d，取為ts=20d 濕泥量qs:2、濃縮池面積a 相關的設計參

22、數(shù)如下： 池體數(shù)量n=1 濃縮時間t一般為1224h，有效水深不小于3m，一般以4m左右為宜 濃縮前污泥含水率p1=99.4%，濃縮后含水率p2=97% 濃縮前污泥固體濃度c1=（1p1）103 =（10.994）103 =6kg/m3 濃縮前污泥固體濃度c2=（1p2）103 =（10.97）103 =30kg/m3 濃縮池面積a: 其中：q污泥量，m3/d c污泥固體濃度，kg/l m污泥固體通量，kg/(m2d)，對于剩余污泥，一般取為1035kg/(m2d)，本次設計取m=27kg/(m2d) 3、池體直徑d：4、池體總高h： 其中:h1濃縮池工作不分有效水深， h2濃縮池超高，一般取

23、為0.3m h3緩沖層高度，一般取為0.3m h4刮泥設備所需池底坡度造成的深度 h5泥斗深度，取為0.8m 第四章 廠址選擇和總體布局第一節(jié) 污水廠平面布置一、污水處理廠平面布置的特點在該污水構筑物設計中，將污水處理構筑物和污泥處理構筑物都按一字型排列，布置緊湊，流線清楚。1、從大門為綜合樓、食堂等，形成入口的生活活動區(qū)，該區(qū)位于主導風向的上風向，距離格柵及污泥處理系統(tǒng)較遠，并且加強綠化，所以該區(qū)為生活區(qū)環(huán)境較好。2、污泥區(qū)和污水區(qū)之間由一條主要道路分開。3、設有后門，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的柵楂、泥餅等由后門運走，而不從前門運起，避免影響大門處生活區(qū)的環(huán)境清潔。4、在兩組構筑物之間有一條寬4m的道

24、路，用于工作人員巡視和設備搬運，其間可通過一輛汽車。5、廠區(qū)內(nèi)道路設計考慮工作人員可以順利地到達任何一處。污水廠廠區(qū)主要車行道寬68m，次要車行道寬34m，一般人行道13m，道路兩旁應留出綠化帶及適當間距。二、構筑物的布置1、各處理單元構筑物的平面布置。處理構筑物是污水處理廠的主體建筑，在作平面布置時，根據(jù)各構筑物的功能要求，結合地形和地質條件確定它們在廠區(qū)內(nèi)平面的位置，作如下考慮：（）貫通連接各處理構筑物之間的管、渠，應便捷、直通，避免迂回曲折；（）基本在處理構筑物之間應保持一定的間距，以保證敷設連接管、渠的要求，一般的間距可取值58；（）各處理構筑物在平面布置上，應考慮盡量緊湊；（）污泥處

25、理系統(tǒng)在下風向、生活區(qū)在上風向。2、附屬構筑物的平面布置。輔助構筑物的位置應根據(jù)方便、安全等原則確定。變電間設在泵房附近；化驗室設在綜合樓內(nèi)，遠離污泥堆場，以保證良好的工作環(huán)境；辦公室、會議室與處理構筑物保持適當?shù)木嚯x，并位于主導風向的上風向。3、廠區(qū)內(nèi)道路規(guī)劃。在廠區(qū)內(nèi)設置環(huán)狀道路，方便運輸，踟邊種植樹木美化廠區(qū)。設有使工作人員方便的巡視各處理構筑物的道路。主干道8m；次干道4m；人行道2m。4、管線布置。除了在各處理構筑物之間設有貫通連接的管、渠，還應設置能夠使各個處理構筑物獨立運行的超越管道，當某一處理構筑物因故障停止要作時，其后的構筑物仍然保持正常的運行。同時還應設置事故排放管，它可超

26、越全部處理構筑物，直接排放水體。此外在廠區(qū)內(nèi)還設有：給水管、輸配電線管、雨水管、廠區(qū)內(nèi)污水管等。5、廠區(qū)占地面積及綠化率。綠化區(qū)廠區(qū)面積的30%以上。6、污泥處理部分場地面積預留，可相當于污水處理部分占地面積的20%30%。第二節(jié) 污水廠高程布置一、說明為了降低運行費用和便于維護管理，污水在處理構筑物之間的流動，以按重力流考慮為宜（污泥流動不在此列）。廠區(qū)內(nèi)高程布置的主要特點是先確定末端構筑物的標高，然后根據(jù)水頭損失通過水力計算遞推前面構筑物的各項控制標高。污水處理工程的高程布置一般應遵循以下原則：1、認真計算管道沿程損失、局部損失，各處理構筑物、計量設備及聯(lián)絡管渠的水頭損失；考慮最大時流量、

27、雨天流量和事故時流量的增加，并留有一定的余地；還應考慮當某座構筑物停止運行時，與其并聯(lián)運行的其余構筑物及有關的連接管渠能通過全部流量。2、考慮遠期發(fā)展，水量增加的預留水頭。3、避免處理構筑物之間跌水等浪費水頭的現(xiàn)象，充分利用地形高差，實現(xiàn)自流。4、在認真計算并留有余量的前提下，力求縮小全程水頭損失及提升泵站的揚程，以降低運行費用。5、需要排放的處理水，在常年大多數(shù)時間里能夠自流排放水位時，可進行短時間的提升排放。6、應盡可能使污水處理工程的出水管渠管渠高程不受水體洪水頂托，并能自流。二、 高程計算為了使污水和污泥能在各處理構筑物之間通暢流動，以保證污水處理廠正常運行，必須進行高程布置，以確保各處理構筑物、泵房以及各連接管渠的高程；同時計算確定個部分水面標高。水力計算常以接受處理后污水水體的最高水位作為起點，逆污水流程向上倒推計算，以使處理后的污水在洪水季節(jié)也能直流排出，而水泵需要的揚程則較小，運行費用也較低。但是同時應考慮土方平衡，并考慮有利排水。污水處理廠污水的水頭損失主要包括：水流經(jīng)過各處理構筑物的水頭損失；水流經(jīng)過連接前后兩構筑物的管渠的水頭損失，包括沿程損失與局部損失；水流經(jīng)過量水設備的損失。高程計算分污水高程與污泥高程。第五