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1、第1章 總論1.1設(shè)計(jì)任務(wù)及基本資料1.1.1 設(shè)計(jì)題目秦皇島第二污水處理廠設(shè)計(jì)1.1.2設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)見(jiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。根據(jù)所給的設(shè)計(jì)資料進(jìn)行城市污水處理廠設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)內(nèi)容如下:1.完成一套完整的設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。說(shuō)明書(shū)應(yīng)當(dāng)包括:污水水量的計(jì)算;污水、污泥處理工藝流程確定;污水、污泥處理單元構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算;廠區(qū)總平面布置說(shuō)明等。2繪制1號(hào)圖紙2張(廠區(qū)總平面布置圖1張,曝氣池平、剖面圖1張)。1.1.3 設(shè)計(jì)范圍分流制城市二級(jí)污水處理廠設(shè)計(jì)1.1.4基本設(shè)計(jì)資料見(jiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。1.排水體制:完全分流制2.污水量(1) 污水接納區(qū)域服務(wù)人口為15萬(wàn)人。(2) 工業(yè)污水量為15000立方米/平均日,其
2、中包括工業(yè)企業(yè)內(nèi)部生活及淋浴污水。(3) 城市混合污水變化系數(shù)日變化系數(shù)k日=1.1,總變化系數(shù)為k總=1.43工業(yè)污水水質(zhì)bod5=190mg/l ss=210mg/l 重金屬及有毒物質(zhì):微量,對(duì)生化處理無(wú)不良影響;4氣象資料(1) 氣溫;年平均12,夏季平均30,冬季平均4(2) 常年主導(dǎo)風(fēng)向:東南風(fēng)(3) 年平均降雨量1200mm冬季平均溫度:12 0c; 夏季平均溫度: 250c;5. 氣象資料:年平均溫度: 170c; 夏季計(jì)算溫度: 280c;冬季計(jì)算溫度: -40c; 年降水量: 650 mm;結(jié)冰期:30天; 主導(dǎo)方向: 夏季為東南風(fēng),冬季為西北風(fēng)06. 水體資料: 95%保證
3、率的設(shè)計(jì)流量 15m3/秒; 出水口水體資料:最高水位:10.00m; 平均水位:8.00m; 最低水位:6.00m 07. 污水處理廠廠區(qū)資料:廠區(qū)地形平坦,地面標(biāo)高為:12.00m;地下水位: 9.00m;地基承載力: 15噸/m3;入廠口管層標(biāo)高: 7.00m; 管徑:d=0.8 m; 充滿(mǎn)度h/d=8.混合污水處理程度:按懸浮物為89%; 按bod5為92%;1.2設(shè)計(jì)水量及水質(zhì)1.2.1 設(shè)計(jì)水量1計(jì)算平均日生活污水量q1(根據(jù)設(shè)計(jì)人口)生活污水量q1: q1=nqs=20104150103 =24000m3/d式中:n-設(shè)計(jì)人口,設(shè)計(jì)人口20萬(wàn)人 qs-居住區(qū)生活污水定額,q取 1
4、50 2工業(yè)廢水量q2:q2=16000m3/d 3城市公共建筑污水排放量q3: q3= q130%=2400030%=7200 m3/d4平均日混合污水量q =q1+q2+ q3 =24000+16000+7200=47200m3/d5最高日污水量qmr: qmr= qk日=472001.2=56640m3/d 6. 最高時(shí)污水量qmax: qmax= qk總=472001.3=61360m3/d7.設(shè)計(jì)水量表: 表1-1設(shè)計(jì)污水量表項(xiàng) 目設(shè)計(jì)水量m3/dm3/hl/s平均日污水量47200196.67546.3最大日污水量566402360655.6最大時(shí)污水量613602556.7710
5、.21.2.2 設(shè)計(jì)水質(zhì)城市污水的設(shè)計(jì)水質(zhì)主要是確定bod5和ss的濃度,在無(wú)資料時(shí),一般是根據(jù)設(shè)計(jì)人口數(shù)及室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范中的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行計(jì)算確定。1.懸浮物 ss:(1).生活污水查給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第5冊(cè),城鎮(zhèn)給水綜合生活用水為120240,本設(shè)計(jì)取120計(jì)算。 其中:-每人每日ss排出的克數(shù),規(guī)范規(guī)定為3550,本設(shè)計(jì)取40; -每人每日排水量,以l計(jì); -每人每日用水量,以l計(jì); 有=333.33 mg/l(2).工業(yè)廢水: ss=295mg/l (3).對(duì)于混合水質(zhì)的ss: 其中: 生活污水量,l/s; 工業(yè)廢水量,l/s; 生活污水的進(jìn)水ss濃度,mg/l;工業(yè)廢水的進(jìn)水ss
6、濃度,mg/l。故=320.34 mg/l 2. bod5的計(jì)算:(1).生活污水查給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第5冊(cè),城鎮(zhèn)給水綜合生活用水為150240,本設(shè)計(jì)取120計(jì)算。 其中:每人每日bod5排出的克數(shù),規(guī)范規(guī)定為2035,本設(shè)計(jì)取30; 每人每日排水量,以l計(jì); 每人每日用水量,以l計(jì); 排放系數(shù),0.85。有=250mg/l(2).工業(yè)廢水: bod5=200mg/l (3):對(duì)于混合水質(zhì)的bod5: 其中:生活污水量,l/s; 工業(yè)廢水量,l/s; 生活污水的進(jìn)水bod5濃度,mg/l;工業(yè)廢水的進(jìn)水bod5濃度,mg/l。故=233.05mg/l1.3 設(shè)計(jì)人口與當(dāng)量人口 n=n1+n2式中
7、: n-設(shè)計(jì)人口數(shù)(人); n1-居住區(qū)人口數(shù)(人); n2-工業(yè)廢水折合的當(dāng)量人口數(shù)(人)。n2的計(jì)算:n2式中: ci某工廠工業(yè)廢水中的bod5或ss的濃度(g/m3 ); qi某工廠工業(yè)廢水平均日流量(m3/d); asbod5,ss污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)。 1.一級(jí)處理主要以去除ss為標(biāo)準(zhǔn) 式中: as每人每天排出的ss克數(shù),3550,取as=40; c污水的懸浮物濃度,c=210mg/l。 人 對(duì)于一級(jí)處理(初沉池)來(lái)說(shuō)n=n1+n2 =200000+106667=306667人2.二級(jí)處理主要以去除bod為標(biāo)準(zhǔn) 式中:as每人每天排出的bod克數(shù),2035,取as=30 c污水的bod濃
8、度,c=190mg/l。 人對(duì)于二級(jí)處理(二沉池)來(lái)說(shuō)n=n1+n2 =200000+118000=318000人1.4 污水處理程度混合污水處理程度指標(biāo):1.按懸浮物為89%計(jì);2.按bod5為92%計(jì)。2.出水濃度:去除率 得 ce=(1-e)coco進(jìn)水濃度(mg/l) ce出水濃度(mg/l)出水bod5濃度ce215(1-92%)=17.2mg/l出水ss濃度 ce268(1-89%)=29.48mg/l3.ph值:7.07.4。4.有毒物質(zhì):微量,對(duì)生物處理無(wú)不良影響。1.5處理方法和處理流程1.5.1處理方法:擬采用普通活性污泥法。1.5.2處理流程:整個(gè)工藝處理流程如下。進(jìn)水
9、格柵 /泵站 沉砂池 初沉池 曝氣池 二沉池 出水 回流污泥 剩余污泥傳統(tǒng)活性污泥法工藝流程圖1.5.3主要處理構(gòu)筑物的選擇(1)進(jìn)水閘井 (2)格柵(3)污水 (4)沉砂池(5)生物反應(yīng)池 (6)沉淀池(7)接觸池 (8)計(jì)量設(shè)備:(9)濃縮池 (10)污泥脫水第2章 進(jìn)水泵站2.1污水泵站的布置形式及布置原則2.1.1 污水泵站的特點(diǎn)及形式:泵站形式的選擇取決于水利條件和工程造價(jià)其他考慮因素還有:泵站規(guī)模、大小、泵站的性質(zhì)、水文地質(zhì)條件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、環(huán)境性質(zhì)要求、選用水泵的形勢(shì)及能否就地取材等。污水泵站的主要形式: 合建式矩形泵站:裝設(shè)潛污泵,水泵數(shù)為四臺(tái)或更多時(shí),
10、采用矩形,機(jī)器間、機(jī)組管道和附屬設(shè)備布置方便,啟動(dòng)簡(jiǎn)單,占地面積大。 合建式圓形泵站:裝設(shè)立式泵,自灌式工作臺(tái),水泵數(shù)不超過(guò)四臺(tái),圓形泵站水利條件好,便于沉井施工法,可降低工程造價(jià),水泵啟動(dòng)方便。對(duì)于自灌式泵房,采用自灌式水泵,葉輪(泵軸)低于集水池最低水位,在最高、中間和最低水位都能直接啟動(dòng),其優(yōu)點(diǎn)為啟動(dòng)及時(shí)可靠,不需引水輔助設(shè)備,操作簡(jiǎn)單。非自灌式水泵,泵軸高于集水池最高水位,不能直接啟動(dòng),由于污水泵水管不得設(shè)底閥,故需設(shè)引水設(shè)備,但管理人員必須能熟練的掌握水泵的啟動(dòng)程序。由以上可知,本設(shè)計(jì)因水量大,并考慮到造價(jià)、自動(dòng)化控制等因素,以及施工的方便與否,采用潛污泵。2.1.2.泵站的布置:該
11、污水泵站設(shè)在污水處理廠內(nèi),與其它構(gòu)筑物統(tǒng)一布置,為防止噪音和污染,應(yīng)用綠化帶和公共建筑隔離,隔離寬度一般不小于30米。泵站進(jìn)出口比地面高0.2米以上。每臺(tái)泵應(yīng)設(shè)置單獨(dú)的吸水管,這不僅改善水利條件,而且可以減少雜質(zhì)杜塞管道的可能性。泵房?jī)?nèi)的排水:由于泵房較深,采用電動(dòng)排水。泵房的通風(fēng)設(shè)施:自然通風(fēng):采用全部自然通風(fēng)布置特點(diǎn),要有足夠自然通風(fēng)要求,只用于地面泵房活埋身較淺的地下室或半地下室泵房。機(jī)械通風(fēng):采用全部機(jī)械通風(fēng)和部分機(jī)械通風(fēng)。部分通用機(jī)械通風(fēng)機(jī)械將電機(jī)排出的熱風(fēng)排出,冷空氣自然補(bǔ)充。機(jī)械排風(fēng)可以為電機(jī)分別排風(fēng),也可以多臺(tái)電機(jī)組成排風(fēng)系統(tǒng),使用較廣泛,一半用于半地下泵房。2.2 污水泵站的
12、設(shè)計(jì)污水泵站用于水處理前端的污水提升,以滿(mǎn)足后續(xù)工藝的高程布置,本工程根據(jù)具體情況,將泵站和中格柵合建。2.2.1設(shè)計(jì)依據(jù)1.設(shè)計(jì)水量應(yīng)該按最高日高時(shí)水量qmax=0.98m3/s考慮,并滿(mǎn)足最大充滿(mǎn)度時(shí)流量要求。2.選泵時(shí)應(yīng)該盡量選擇同類(lèi)型的水泵,以便于檢修,但還需滿(mǎn)足低流量時(shí)需求。3.泵站構(gòu)筑物不允許地下水滲入,應(yīng)設(shè)有高出地下水位0.5m的防水措施。4.泵站形式的選擇主要取決于水力條件和工程造價(jià)。2.2.2泵站的設(shè)計(jì)與計(jì)算1.流量q的確定 取最大流量qmax=1990m3/h=553l/s 2.選泵 本設(shè)計(jì)擬訂選用4臺(tái)泵(3用1備),則每臺(tái)泵的設(shè)計(jì)流量為: q= qmax /3=553/3
13、=185 l/s選250tlw-530a型泵四臺(tái),單臺(tái)流量q=195.6 l/s,揚(yáng)程h=12.5m3. 集水池容積v 泵站集水池容積一般取最大一臺(tái)泵56分鐘的流量設(shè)計(jì),取6min v=185606/1000=66.6 m3 , 取70 m3 有效水深h為3米,則水池面積f為: f=v/h=70/3=23.33m2,取24 m24.水泵揚(yáng)程的校核: 1)各個(gè)構(gòu)筑物之間的水頭損失估算如下:出廠管: 0.5m 計(jì)量槽: 0.5m接觸池:0.2m二沉池配水井:0.2m二沉池 :0.3m 二沉池集水井 :0.2m曝氣池 :0.4m 初沉池集水井 :0.2m 初沉池配水井 :0.2m 初沉池:0.2m沉
14、砂池:0.2m 沉砂池配水渠:0.2m構(gòu)筑物總水頭損失3.3 m2).出水口最低水位為8米,最高水位為10米 水泵出水井水位10+10+3.3=13.3m3). 入廠口管層標(biāo)高: 8.00m 入廠水管管徑0.8m 格柵損失:0.1m 充滿(mǎn)度h/d= 0.8吸水井最低水位按低于最高水位1.5m 計(jì),則,水泵吸水井水位7.0+0.64-0.1-1.5=6.04m 4).泵站管路損失以1.5m計(jì),泵站內(nèi)部損失以2.0沒(méi)計(jì),自由水頭以1m計(jì)5)所以水泵的揚(yáng)程為m所選水泵揚(yáng)程為15m,能夠滿(mǎn)足需求,故選泵合適。2.3污水泵站的布置1.水泵機(jī)組基礎(chǔ)的確定 機(jī)組安裝在共同基礎(chǔ)上,基礎(chǔ)的作用是支撐并固定機(jī)組,
15、使之運(yùn)行穩(wěn)定。不致發(fā)生劇烈震動(dòng),更不允許發(fā)生沉降,對(duì)基礎(chǔ)的要求: 1)堅(jiān)實(shí)牢固,除能承受機(jī)組靜荷載外,還能承受機(jī)械振動(dòng)荷載; 2)要澆制在較堅(jiān)實(shí)的地基上,以免發(fā)生不均勻沉降或基礎(chǔ)下沉。 本設(shè)計(jì)采用zzb型水泵,手冊(cè)上沒(méi)有這種泵的基礎(chǔ),為了安全起見(jiàn),基礎(chǔ)多出泵50mm,得水泵機(jī)組基礎(chǔ)尺寸為2502*920 mm。機(jī)組總重量也沒(méi)有給出,為安全起見(jiàn),基礎(chǔ)高采用1000 mm。2. 污水泵站的布置 本設(shè)計(jì)所選用泵的臺(tái)數(shù)為4臺(tái),泵房采用矩形。1) 進(jìn)水側(cè)基礎(chǔ)與墻壁的凈距為2048mm;2) 基礎(chǔ)尺寸為2502920 mm;3) 基礎(chǔ)間凈距為1100m; 4) 出水側(cè)基礎(chǔ)與墻壁的凈距為1500 m。 泵房
16、尺寸為150006000 m m; 泵房具體布置如下圖3.2。圖3.2 泵房平面布置圖第3章 一級(jí)處理構(gòu)筑物3.1格柵格柵一般設(shè)置在處理系統(tǒng)前,以攔截較大的雜物。按柵條間隙有粗格柵、中格柵、細(xì)格柵之分,按清渣方式有人工格柵與機(jī)械格柵之分。 粗格柵、中格柵一般設(shè)于污水提升泵前, 細(xì)格柵可設(shè)于泵后以減輕后續(xù)生物處理的負(fù)荷。 本設(shè)計(jì)采用中格柵一道,設(shè)于污水泵站前。1.設(shè)計(jì)參數(shù) 中格柵間隙1040mm; 格柵不宜少于兩臺(tái),如為一臺(tái)時(shí),應(yīng)設(shè)人工清除格柵備用; 過(guò)柵流速一般采用0.60.8m/s; 格柵前渠道內(nèi)水流速度一般采用0.4-0.9 m/s; 格柵傾角一般采用4575;通過(guò)格柵的水頭損失一般采用0
17、.08-0.17 m/s; 格柵間必須設(shè)置工作臺(tái),臺(tái)面應(yīng)高出柵前最高設(shè)計(jì)水位0.5m,工作臺(tái)設(shè)有安全和沖洗設(shè)施; 格柵間工作臺(tái)兩側(cè)過(guò)道寬度不應(yīng)小于0.7m,工作臺(tái)正面過(guò)道寬度:人工清除,不小于1.2m,機(jī)械清除,不小于1.5m,機(jī)械格柵的動(dòng)力裝置一般宜設(shè)在室內(nèi)或采取其他保護(hù)設(shè)備的措施;設(shè)置格柵裝置的構(gòu)筑物必須考慮設(shè)有良好的檢修、柵渣的日常清除等。2.粗格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算格柵計(jì)算草圖見(jiàn)圖3-1。設(shè)過(guò)柵流速取v=0.8 m/s,用中格柵,柵條間隙e=20mm,格柵安裝傾角=60,格柵數(shù)n=3。 柵前水深的確定 根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式q= 所以b= m 則:柵前水深h=b/2=1.33/2=0.66m 取
18、0.7m 柵條間隙數(shù): n= 式中 ,e柵條間隙,20mm; n格柵間隙數(shù); qmax最大設(shè)計(jì)流量,0.7102m3/s;傾角;60度;h柵前水深,0.7m; v過(guò)柵流速,m/s,取0.8 m/sn格柵數(shù)。n=2 n=柵槽寬度:b=s(n-1)+en 式中,b柵槽寬度,m; s柵條寬度,0.01m; n格柵間隙數(shù),20個(gè) 則, b=s(n-1)+en=0.01(30-1)+0.0230=0.89m ,為了方便選設(shè)備,取0.9m。圖3.1 格柵計(jì)算草圖 進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度 l1= 式中, l1進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度,m.;b1進(jìn)水渠道寬度,取0.65m;其漸寬部分展開(kāi)角度,取20;所以: l
19、1= m 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度 l2=l1/2 式中:l2柵槽與出水渠道連接渠的漸縮部分長(zhǎng)度,m。 l2=0.34/2=0.17 m。 通過(guò)格柵的水頭損失 h1=kh0 h0= 式中,h1過(guò)柵水頭損失,m。 h0計(jì)算水頭損失,m; g重力加速度,9.81; k系數(shù),一般取3; 阻力系數(shù),與柵條斷面形狀有關(guān),=(s/e)4/3,當(dāng)為矩形斷面時(shí),=2.42 為避免造成柵前涌水,故將柵后槽底下降h1為補(bǔ)償。 所以:h1= 柵槽總高度h: h 式中:h柵前水深,m。 h2柵前渠道超高,取0.3m h=0.7+0.081+0.3=1.081m。 柵槽總長(zhǎng)度l: l=l1+l2+0.5+1.
20、0+h/tg=0.34+0.17+0.5+1+1.081/tg60=2.63m 每日柵渣量 w= 式中:w每日柵渣量,w1柵渣量(m3/103污水),取0.1-0.01,粗格柵取用小值,細(xì)格柵取用大值,中格柵取用中值。當(dāng)1625mm時(shí),w1=0.050.1,本設(shè)計(jì)取0.1。 k生活污水流量總變化系數(shù)1.3。 w=m3/d0.2 m3/d 宜采用機(jī)械清渣。3.2沉砂池3.2.1沉砂池的類(lèi)型及特點(diǎn)沉砂池的功能是去除比重較大的無(wú)機(jī)顆粒(如泥沙,煤渣等,它們相對(duì)密度約為2.65),可設(shè)在沉淀池前以減輕沉淀池負(fù)荷及改善污泥處理構(gòu)筑物的處理?xiàng)l件。常見(jiàn)的池型主要有1.平流沉砂池 它具有截流無(wú)機(jī)顆粒效果好,工
21、作穩(wěn)定,構(gòu)造簡(jiǎn)單,排沙方便等優(yōu)點(diǎn);但沙中夾有有機(jī)物,是沉砂的后續(xù)處理增加了難度;占地大,配水不均勻;容易出現(xiàn)短流和偏流。 2. 曝氣沉砂池 曝氣沉砂池克服了平流沉砂池的缺點(diǎn);但增加了曝氣裝置運(yùn)行費(fèi)用較高;工作穩(wěn)定,通過(guò)調(diào)節(jié)氣量可控制污水的旋流速度;應(yīng)設(shè)有泡裝置。 除此之外,還有鐘式沉砂池、多爾沉砂池等。本設(shè)計(jì)擬采用平流沉砂池2座。3.2.2 平流沉砂池的設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)參數(shù) 1)按最大設(shè)計(jì)流量設(shè)計(jì) 2)設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速:最大流速為0.3m/s,最小流速0.15m/s 3)最大設(shè)計(jì)流量時(shí),污水在池內(nèi)停留時(shí)間不少于30s一般為3060s 4)設(shè)計(jì)有效水深不應(yīng)大于1.2m一般采用0.251.0m每格
22、池寬不應(yīng)小于0.6m 5)沉砂量的確定,城市污水按每10萬(wàn)立方米污水砂量為3立方米,沉砂含水率60%,容重1.5t/立方米,貯砂斗容積按2天的沉砂量計(jì),斗壁傾角5560度 6)沉砂池超高不宜小于0.3m.2.設(shè)計(jì)計(jì)算 沉砂池設(shè)計(jì)計(jì)算草圖見(jiàn)圖3.3。1)沉砂池水流部分的長(zhǎng)度 沉砂池兩閘板之間的長(zhǎng)度為流水部分長(zhǎng)度:式中,l水流部分長(zhǎng)度,mv最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流速,取0.25 m/st最大流速時(shí)的停留時(shí)間,取30s 2)水流斷面積a=式中,最大設(shè)計(jì)流量,a水流斷面積, 圖3.4沉砂池設(shè)計(jì)計(jì)算草圖3)池總寬度 設(shè)n=2,有效水深h2 =1m 則每座池的總寬度為b= m4) 沉砂室所需容積 v=2.83m
23、3式中,城市污水含沙量,t排砂間隔時(shí)間,2日流量總變化系數(shù),1.35)每個(gè)沉砂斗容積 設(shè)每分格有2個(gè)沉砂斗 v1=m36) 沉砂斗各部分尺寸 設(shè)斗底寬0.5m,斗壁水平傾角600度斗高=1.2m沉砂斗上口寬m沉砂斗容積:v0= =1.924 m0.7 m7) 沉砂室高度采用重力排砂,設(shè)池底坡度為0.06,坡向排砂口h3=+0.06l2=1.2+0.061.75=1.3m式中:斗高,ml2 由計(jì)算得出 l2 = = m8)沉砂池總高度 h=h1+h2+h3=0.3+1+1.3=2.6m 式中, 超高,0.3m 貯砂斗高度,m9)驗(yàn)算最小流速:vmin= m/s0.15m/s(符合要求)3.3初次
24、沉淀池3.3.1沉淀池的類(lèi)型及特點(diǎn)初沉池主要用于沉淀ss及部分bod5,以減輕后續(xù)構(gòu)筑物的負(fù)荷。常見(jiàn)的池型主要有平流式沉淀池、 豎流式沉淀、輻流池沉淀池。因處理水量較大,如采用平流式沉淀池,則占地面積大,采用豎流式,池?cái)?shù)較多,造價(jià)高,故擬采用中進(jìn)周出式輻流沉淀池2座。3.3.2設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及原則:1)池子的直徑與有效水深的比值,一般采用6122)池徑不宜小于16m3)池底坡度一般采用0.054)一般采用機(jī)械排泥,也可附有氣力提升或靜水頭排泥設(shè)施5)當(dāng)池徑20m時(shí),也可采用多斗排泥6)進(jìn)出水管的布置采用中間進(jìn)水周邊出水7)池徑20m時(shí),一般采用周邊傳動(dòng)刮泥機(jī),其傳動(dòng)裝置設(shè)在桁架外緣8)刮泥機(jī)的旋轉(zhuǎn)速
25、度一般為13轉(zhuǎn)/h,外周刮泥板的線速度不超過(guò)3m/min,一般采用1.5m/min9)在進(jìn)水口的周?chē)鷳?yīng)設(shè)置整流板,整流板的開(kāi)口面積為池?cái)嗝娣e的102010)浮渣用浮渣刮板收集,刮板裝在刮泥機(jī)桁架的一側(cè),在出水堰前應(yīng)設(shè)置浮渣擋板3.3.3設(shè)計(jì)計(jì)算gaoq i=0.05r2r1600h1h2h3h5h4圖3.5 初沉池計(jì)算草圖1)沉淀部分水面面積: f= 式中,q平均日設(shè)計(jì)流量,m3/h n 池?cái)?shù),取2個(gè)表面負(fù)荷,取2 m3/m2.h f=1421.9/4=355.5m2 2)池直徑: d=21.28,取d=22m3)沉淀部分有效水深: 設(shè)沉淀時(shí)間t=1.5小時(shí),有效水深 h2=1.52=3.0m
26、4)沉淀部分有效容積 v=1066.4m3 5)污泥部分所需的容積 設(shè)s=0.7,由于機(jī)械刮泥,所以貯泥時(shí)間t=4h,污泥部分所需的容積: v=13.34 m3 式中,s每人每天污泥量,一般采用0.30.8,取0.7n設(shè)計(jì)人口數(shù)(cap),取228750人t貯泥時(shí)間,取4h 6)污泥斗容積: 設(shè)污泥斗上部半徑r=2m,污泥斗下部半徑r=1m,傾角=60,污泥斗的高度:h=( r- r)tg60=1.732m污泥斗容積: v1=(r12+r1r2+ r22) 式中,h5污泥斗的高度r1污泥斗上部直徑,取2mr2污泥斗下部直徑,取1m則v1=(22+2+12)=12.70m3 7)污泥斗以上圓錐部
27、分污泥容積:(設(shè)池底徑向坡度為0.05) 則圓錐體的高度:h4=(r-r1)0.05=(11-2)0.05=0.45mv2=(r2+rr1+r12)=(112+112+22)=100m3 共可貯有污泥體積為:v1+ v2=12.7+100=112.7 m313.34m3 8)沉淀池總高度: h=h1+ h2+ h3+ h4+ h5 式中, h1超高,一般取0.3h3緩沖層高度h =0.3+3+0.5+0.45+1.732 =5.98m 以6m計(jì)。 9)徑深比校核:d/h2=22/3=7.336 (符合要求) 10)集水槽堰負(fù)荷校核 設(shè)集水槽堰雙面出水,則集水槽出水堰的堰負(fù)荷為: =1.43l/
28、(m*s)0.5h. 池尺寸需氧量供氣量1)曝氣池的設(shè)計(jì)與計(jì)算該地區(qū)日污水量為37537.5m3/d,時(shí)變化系數(shù)1.3,原水bod5為215mg/l, 要求處理水bod5為17.2mg/l.1. 設(shè)計(jì)內(nèi)容1) 確定工藝流程2) 計(jì)算曝氣池尺寸3) 設(shè)計(jì),計(jì)算鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)1) 處理程度計(jì)算初沉池對(duì)bod5的去除率按25%考慮計(jì)算,進(jìn)入曝氣池的bod濃度(s0)為: s0 =215*(1-25%)=161.25 mg/l計(jì)算處理水中非溶解性bod5濃度: bod5 = 式中 處理水中懸浮固體濃度,為18.08 mg/l; 微生物自生氧化率,一般在0.050.1之間,取0.0;活性微生物在處理水懸浮
29、物中所占的比例,取0.4。代入數(shù)據(jù): bod5 =mg/l 處理水中溶解性bod5 濃度: 17.2-4.4=12.8 mg/l 去除率: 2) 處理工藝流程選擇該污水為典型的城市污水,bod5濃度適中,對(duì)處理水無(wú)特殊要求,擬采用活性污泥法工藝。污水經(jīng)沉砂,沉淀池預(yù)處理后進(jìn)入曝氣池,然后進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離,出水排放。 根據(jù)污水的水質(zhì)情況,該工程采用傳統(tǒng)活性污泥法設(shè)計(jì),但同時(shí)考慮按階段曝氣法和吸附再生法運(yùn)行的可能性。曝氣池為廊道式、二沉池為輻流式,曝氣池選擇: 推流式曝氣池, 設(shè)兩組5道曝氣池,在曝氣池進(jìn)水端和出水端設(shè)橫向配水渠道,在兩池中間設(shè)配水渠道與橫向配水渠相連,每個(gè)曝氣池設(shè)5個(gè)進(jìn)水口
30、,回流污泥從兩組曝氣池的第一廊道進(jìn)入曝氣池,按傳統(tǒng)活性污泥法運(yùn)行時(shí),污水只從第一廊道進(jìn)入曝氣池;按階段曝氣法運(yùn)行時(shí),污水分別從5個(gè)廊道的5個(gè)進(jìn)水口均量進(jìn)入曝氣池;按吸附再生法運(yùn)行時(shí),污水從第二廊道進(jìn)入,再生池容積與曝氣池總?cè)莘e之比為33%,第三廊道進(jìn)水,再生池容積與曝氣池總?cè)莘e之比為66%;。3) 曝氣池設(shè)計(jì)與計(jì)算確定污泥負(fù)荷 取k2=0.0185kgbod/(kgmlss*d),f=0.75:0.193kgbod/(kgmlss*d)0.20kgbod/(kgmlss*d)4) 確定混合液濃度 根據(jù)值確定相應(yīng)的svi值為120,r=50%,r=1.2. 3333.33 5) 確定曝氣池容積
31、,其中sa取值161mg/l6) 確定曝氣池尺寸 設(shè)兩組曝氣池,每組容積為: 9156.82=4578池深取4.2米,加0.5m超高,寬度取b=4.5m f=4578/4.2=1090m2l=f/b=10904.5=242.2b/h=4.5/4.2=1.07 介于12之間符合要求;l/b=242.2/4.5=53.810,符合要求;采用五廊道式曝氣池,故每廊道長(zhǎng)為 取超高0.5m,則池的總高度為4.2+0.5=4.7m確定曝氣池構(gòu)造形式 設(shè)兩組5廊道曝氣池,在曝氣池進(jìn)水端和出水端設(shè)橫向配水渠道,在兩池中間設(shè)配水渠道與橫向配水渠相連,每個(gè)曝氣池設(shè)2個(gè)進(jìn)水口,回流污泥從兩組曝氣池的第一廊道進(jìn)入曝氣
32、池,按傳統(tǒng)活性污泥法運(yùn)行時(shí),污水只從第一廊道進(jìn)入曝氣池;按階段曝氣法運(yùn)行時(shí),污水分別從5個(gè)廊道的5個(gè)進(jìn)水口均量進(jìn)入曝氣池.7)需氧量計(jì)算本設(shè)計(jì)采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)。平均時(shí)需氧量計(jì)算(1)平均時(shí)需氧量計(jì)算式中:o2-混合液需氧量a - 活性污泥微生物對(duì)有機(jī)物的氧化分解過(guò)程的需氧量,即活性污泥微生物每代謝1kgbod所需氧量以kg計(jì)a=0.5q- 污水流量(m3/d)sr-經(jīng)性污泥代謝活動(dòng)被降解的有機(jī)污染物量以bod值計(jì)sa-se=154.54b-活性污泥微生物通過(guò)內(nèi)源代謝的自身氧化所需的氧量以kg計(jì),b=0.15v-曝氣池容積,立方米,xv-單位暴氣池容積內(nèi)的揮發(fā)性懸浮固體(mlss)量。代入各值:
33、,取 (1)最大時(shí)需氧量(k=1.3) 最大時(shí)需氧量與平均時(shí)需氧量的比值為: (2)每日去除的bod5值: (3)去除1kgbod5 的需氧量8) 供氣量計(jì)算(1)用穿孔管曝氣,敷設(shè)于距池底0.2米處,設(shè)計(jì)水深4.20.2=4.0米,查附錄一水溫20溶解氧飽和度為:cs(20)=9.2mg/l, cs(16)=6.22mg/l 穿孔管出口處絕對(duì)壓力為(2)空氣離開(kāi)曝氣池面的氧的百分比為空氣擴(kuò)散裝置氧的轉(zhuǎn)移率一般取6%12%,因考慮最不利的情況故取下限。(3)曝氣池混合液中平均氧飽和度(按最不利的溫度條件考慮)(4)按換算成20條件下,脫氧清水的充氧量,即:相應(yīng)的最大時(shí)需氣量為:(5)曝氣池的平
34、均時(shí)供氣量,即(6)曝氣池的最大時(shí)供氣量,即(7)去除每bod5的供氣量: (8)每m3污水的供氣量: (9)本系統(tǒng)的空氣總用量 除采用鼓風(fēng)曝氣外,本系統(tǒng)還采用空氣在回流污泥井提升污泥,空氣按回流污泥量的8倍考慮,污泥回流比取60%,這樣提升回流污泥所需空氣為:總需氣量:21833+7507.5=29340.59) 空氣管系統(tǒng)計(jì)算:按圖,曝氣池平面圖,布置空氣管道,在相鄰的隔墻上設(shè)一根干管,共5根干管,在每根干管設(shè)5對(duì)配氣豎管,共10條配氣豎管。全暴氣池共50條配氣管,每根豎管的供氣量: 曝氣池面積為:494.5=2205 m3 每個(gè)空氣擴(kuò)散器的服務(wù)面積按0.49平方米計(jì)算;則所需空氣擴(kuò)散器總
35、數(shù)為:,為安全計(jì),本設(shè)計(jì)采用1750個(gè)空氣擴(kuò)散器 每個(gè)豎管上安裝的擴(kuò)散器的數(shù)目為:每個(gè)空氣擴(kuò)散起器的配氣量為:將已布置的空氣管路及布防的空氣擴(kuò)散器繪制成空氣管路計(jì)算圖:選擇一條從鼓風(fēng)機(jī)房最遠(yuǎn)最長(zhǎng)的管路作為計(jì)算管路:在空氣流量變化處設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn),統(tǒng)一編號(hào)列表進(jìn)行空氣管路計(jì)算: 空氣管路計(jì)算表管段編號(hào)管段長(zhǎng)度 l(m)空氣流量空氣流速管徑d配件管段當(dāng)量長(zhǎng)度管段計(jì)算長(zhǎng)度壓力損失9.89.8m3/hm3/minv(m/s)(mm)lo(m)lo+l(m)(pa/m)(pa)123456789101121-200.54.850.0832彎頭1個(gè)0.621.120.180.220-190.59.70.1632
36、三通1個(gè)1.181.680.601.0119-180.514.550.2432三通1個(gè)1.181.681.101.8518-170.519.40.3232三通1個(gè)1.181.681.482.4917-160.2524.250.4032三通1個(gè),異型管1個(gè)1.271.523.264.9616-150.948.50.814.560三通1個(gè),異型管1個(gè)3.854.750.683.2315-140.9971.624.590四通1個(gè),異型管1個(gè)7.758.650.413.5514-136.75242.54.049.1100閘門(mén)1個(gè),彎頭3個(gè),三通1個(gè)12.8919.641.2825.1413-125.5
37、4858.087.8150三通1個(gè),異型管1個(gè)11.5617.060.589.8912-115.597016.1614.8150四通1個(gè),異型管1個(gè)14.319.801.3226.1411-105.5145524.2513.2200四通1個(gè),異型管1個(gè)20.1925.690.8822.6110-95.5194032.3314.5200四通1個(gè),異型管1個(gè)20.1925.690.3910.029-85.5242540.4213.5250四通1個(gè),異型管1個(gè)26.3931.890.8025.518-75.5291048.512.9300四通1個(gè),異型管1個(gè)32.8538.350.5922.637-
38、65.5339556.5814.7300四通1個(gè),異型管1個(gè)32.8538.350.5721.686-55.5388064.6712350四通1個(gè),異型管1個(gè)39.5245.020.6127.465-47.0436572.7512.8350四通1個(gè),異型管1個(gè),彎頭2個(gè)61.5768.570.5839.774-39.08118.75135.3111.9500三通1個(gè),異型管1個(gè)49.0458.040.3319.153-29.012483.75208.0613.8600三通1個(gè),異型管1個(gè)61.0370.030.30215489.0113.2800四通1個(gè),異型管1個(gè)
39、106.58136.580.3446.44合計(jì)334.92空氣干管和支管以及配氣豎管的管徑,根據(jù)通過(guò)的空氣量和相應(yīng)的流速按附錄2加以確定。計(jì)算結(jié)果列入計(jì)算表中第6項(xiàng)。 空氣管路的局部阻力損失,根據(jù)配件的類(lèi)型按公式折算成當(dāng)量長(zhǎng)度l0,并計(jì)算出管道的計(jì)算長(zhǎng)度l+ l0(l為管段長(zhǎng)度),計(jì)算結(jié)果列入表第8、9兩項(xiàng)。空氣管路的沿程阻力損失,根據(jù)空氣管的管徑(d)mm,空氣量m3/min,計(jì)算溫度 0c和曝氣池水深,查附錄3求得,結(jié)果列入計(jì)算表的第10項(xiàng)。9項(xiàng)與10項(xiàng)相乘,得壓力損失h1+h2, 結(jié)果列入計(jì)算表的第11項(xiàng)。將表中11項(xiàng)各值相加,得空氣管道系統(tǒng)總壓力損失為:334.929.8=3.282
40、kpa,網(wǎng)狀膜空氣擴(kuò)散器的壓力損失為5.88kpa,則總壓力損失為:5.88+3.282=9.16kpa 。為安全計(jì),設(shè)計(jì)取值為9.8kpa.(1)空壓機(jī)的選定 空氣擴(kuò)散裝置安裝在距池底0.2m處,因此空壓機(jī)所需壓力為: p=(4.5-0.2+1.0)9.8=51.94 kpa (2)空壓機(jī)供氣量: 最大時(shí):29340.5 m3/h=489m3/min 平均時(shí):26396.5 m3/h=439.94m3/min根據(jù)所需壓力機(jī)空氣量,決定采用re-200型羅茨鼓風(fēng)機(jī)5臺(tái)。正常條件下,3臺(tái)工作,2臺(tái)備用,高負(fù)荷時(shí)4臺(tái)工作,1臺(tái)備用。性能如下表3-8。表3-8 空壓機(jī)性能參數(shù)表型號(hào)轉(zhuǎn)速(r/min)
41、口徑(mm)58.8 kpa電動(dòng)機(jī)qslapore-2001350200a64.08090y2805安裝尺寸(采用直聯(lián)方式):l=2368mm b=1030mm h=3447mm布置如下圖3.7。4.2二次沉淀池 二次沉淀池池型同初沉池,也擬采用輻流式,設(shè)2座。4.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)1池子直徑與有效水深之比6-122有效水深不大于4米3池底坡度不小于0.054.沉淀時(shí)間取1.52.5h4一般采用機(jī)械排泥,有時(shí)附有氣力提升5池徑大于20米時(shí),采用周邊傳動(dòng)刮泥機(jī)6刮板機(jī)旋轉(zhuǎn)速度為1-3轉(zhuǎn)/時(shí),外周刮泥板線速度不超過(guò)3m/min,一般為1.5m/min7在進(jìn)水口周?chē)O(shè)置整流板,整流板開(kāi)口面積為池?cái)嗝娣e的
42、10-20%8浮渣用浮渣刮板收集,刮渣板裝在刮泥機(jī)桁架的一側(cè),出水堰前設(shè)浮渣檔板9表面負(fù)荷取0.8-2m3/(m2h),沉淀效率40%-60%10.堰口負(fù)荷不大于1.7l/m.si=0.05r2r1600h1h2h3h5h44.2.2設(shè)計(jì)計(jì)算圖3.10 二沉池計(jì)算草圖1)沉淀部分水面面積: f= 最大日設(shè)計(jì)流量,m3/h n 池?cái)?shù),取4個(gè) 表面負(fù)荷,m3/m2.h,取1 m3/m2.h則,f=1564/4=391m2 2)池子直徑: d=29.18,取d=28m3)沉淀部分有效水深: 設(shè)沉淀時(shí)間t=2.5小時(shí),有效水深 h2= =2.51.09=2.72m4)沉淀部分有效容積 v= =557.
43、18m3 5)污泥部分所需的容積 規(guī)范規(guī)定:二沉池每人每日污泥量1021g/cap*d,含水率99.299.6%。本設(shè)計(jì)取16g/cap*d,含水率取99.4% 當(dāng)量人口以n=245000人計(jì)算,每人每天污泥量 s=采用連續(xù)排泥,排泥間隔時(shí)間按4小時(shí)計(jì)v=49 m3 n設(shè)計(jì)人口數(shù)(cap),取245000人t貯泥時(shí)間,取4h6)污泥斗以上圓錐部分污泥容積: 設(shè)池底徑向坡度為0.05,池底=1m則=0.65mv1=(d2+dr1+r12)=(142+141+12) =143.55m349m3 7)沉淀池總高度: h=h1+ h2+ h3 h4 +h5 h1超高,一般取0.3mh3緩沖層高度,取0
44、.5m則,h =0.3+2.5+0.5+0.5 =4.17m8)池邊高度 h=h1+ h2+ h3=0.3+2.720.5=3.52 m 9)徑深比校核:d/h2=24/2.5=9.6 (612之間符合要求)10)堰口負(fù)荷校核:集水槽設(shè)在池邊,槽寬0.5m,池深0.5m,則集水槽出水負(fù)荷為:11)刮泥設(shè)備:擬采用周邊傳動(dòng)式刮泥機(jī)。 第5章 消毒5.1消毒設(shè)備 城市污水經(jīng)二級(jí)處理后,水質(zhì)有所改善,但仍存在病原菌,在夏秋季節(jié)要進(jìn)行季節(jié)性消毒,設(shè)計(jì)為常用的液氯消毒,加氯機(jī)加藥。采用加氯消毒的方式,向清水池進(jìn)水口處加氯,采用此種方法的優(yōu)點(diǎn)是: 1) 具有余氯的持續(xù)消毒作用; 2) 價(jià)值成本低; 3) 操作簡(jiǎn)單;準(zhǔn)確。 4) 不需龐大的設(shè)備。5.2 液氯消毒的設(shè)計(jì)計(jì)算1.設(shè)計(jì)參數(shù) 加氯量:510mg/l,取8mg/l; 氯與水的接觸
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