水污染控制工程課程設(shè)計(jì)[1].

1、水污染控制工程課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目 1：某市衛(wèi)星城（ A 區(qū)）污水處理廠設(shè)計(jì)目錄第一章總論第一節(jié)設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容第二節(jié)基本資料第二章污水處理工藝流程說明第三章 處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)第一節(jié)設(shè)計(jì)流量的確定第二節(jié)格柵設(shè)計(jì)計(jì)算第三節(jié)沉砂池設(shè)計(jì)計(jì)算第四節(jié)輻流式初沉池設(shè)計(jì)計(jì)算第五節(jié)傳統(tǒng)活性污泥法鼓風(fēng)曝氣池設(shè)計(jì)計(jì)算第六節(jié)向心輻流式二沉池設(shè)計(jì)計(jì)算第四章 污泥量計(jì)算第五章 污水處理廠的平面布置第六章 污水廠的高程布置5第一早總論根據(jù)城市總體規(guī)劃，計(jì)劃將該衛(wèi)星城將在近期內(nèi)建成以輕工、科研和文教事 業(yè)為主的小城鎮(zhèn)，其中：工業(yè)以五個(gè)工廠為主體，人口為22萬(wàn)人。結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍?象資料、污水排水接納河流資料、工程地質(zhì)資料和城市的污水水

2、量、水質(zhì)，設(shè)置 一個(gè)合適的污水處理廠處理污水。第一節(jié)、設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容：根據(jù)規(guī)劃和所給的其它原始資料，設(shè)計(jì)污水處理廠，具體內(nèi)容包括：1 選擇污水廠的廠址；2 確定污水處理廠的工藝流程，選擇處理構(gòu)筑物并通過計(jì)算確定其尺 寸（附必要的草圖）；3 污水廠的工藝平面布置圖，內(nèi)容包括：標(biāo)出水廠的范圍、全部處理 構(gòu)筑物及輔助建筑物、主要管線的布置、主干道及處理構(gòu)筑物發(fā)展的可能 性（1#圖）；4 .污水廠工藝流程高程布置，表示原水、各處理構(gòu)筑物的高程關(guān)系、 水位高度以及污水廠排放口的標(biāo)高（1 #圖）；5 .按施工圖標(biāo)準(zhǔn)畫出曝氣池的平面、立面和剖面圖（1#圖）；6 .按擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)的要求，畫出二沉池的工藝設(shè)計(jì)圖

3、，包括平面圖、 縱剖面及橫剖面圖（1#圖）；7.編寫設(shè)計(jì)說明書、計(jì)算書。第二節(jié)、基本資料：1.氣象資料風(fēng)向全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)楸憋L(fēng)，夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)年平均風(fēng)速3.3m/s降雨量年平均9001200mm，其中2/3集中在夏季，7月15日至8月10日為暴雨集中期溫度年平均11oC,極端溫度：最高37.3oC，最低-20oC土壤冰凍深度0.70.83m地基承載力各層均在120Kpa以上地下水位地面下2.0m2.污水排水接納河流資料:據(jù)19601998年連續(xù)觀測(cè)，河道的最高洪水位標(biāo)高為214.00m,常水位標(biāo)為211.00m,枯水位標(biāo)高為 209.00m。經(jīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門商定：城市二級(jí)污水處理廠排水（BOD

4、$30mg/l，SS30mg/l）滿足河水水質(zhì)要求。3.工程地質(zhì)資料：地質(zhì)鉆探結(jié)果表明，沿河地質(zhì)結(jié)構(gòu)（由上而下）由表土層、亞粘土 層、細(xì)砂中砂層、卵石層以及基巖層構(gòu)成。其中表土層2m以下，亞粘土層3.56.5m。基巖層最淺7m以下，最深12m以下，地基計(jì)算強(qiáng)度建 議采用2.1kg/cm2，地下水質(zhì)對(duì)各類水泥均無侵蝕作用，地震基本烈度 為7度。4.污水水量、水質(zhì)科研和文教A）為22萬(wàn)根據(jù)城市總體規(guī)劃，該衛(wèi)星城將在近期內(nèi)建成以輕工、 事業(yè)為主的小城鎮(zhèn)，其中：工業(yè)以五個(gè)工廠為主體，人口（ 人。環(huán)保規(guī)劃及水量、水質(zhì)如下：1）排水系統(tǒng)：雨水與污水采用分流制，生活污水與工業(yè)廢水為合流制, 污水處理廠只考慮

5、處理生活污水與工業(yè)廢水，輸入污水廠的污水干 管直徑為900mm管底埋深為地面以下5.3m，充滿度為0.5 ;類別流量(m3/d)COD(mg/l)BOD5(mg/l)SS(mg/l)pH生活污水2700040030020067工 業(yè) 廢 水甲廠480060035040067乙廠130010005007006.87.5丙廠1200496185中性丁廠3700657281131中性戊廠500047819199中性注：（1）表中數(shù)值為日平均值；（2）工業(yè)廢水的時(shí)變化系數(shù)為1.3， 生活污水總變化系數(shù)為1.4 ; （3）污水平均水溫為25oC（夏季）和15oC 左右（冬季）；（4）工業(yè)廢水的水質(zhì)不影響

6、生物處理。2） A區(qū)地面由北向南坡度為1%污水處理廠擬用場(chǎng)地選在 A區(qū)南段， 此處由西北向東南方向的坡度為 0.5%,進(jìn)入污水廠的A區(qū)排水管端 點(diǎn)的地面標(biāo)高為220.00m第二章污水處理工藝流程說明進(jìn)水沉 砂 池、iT沉池接計(jì)觸量池槽出水回流污泥污泥泵房濃 縮 池剩余污泥污泥第早處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)加氯鼓風(fēng)機(jī)房11第一節(jié)設(shè)計(jì)流量的確定1. 平均日流量平均日流量為Qa二43000m3 / d2. 最大日流量污水日變化系數(shù)取K日= &二13 =1.08，而Qd= K日Qa，則有：日Kh 1.2d日最大日流量Q尸 K日 Qa=1.08 43000= 46400m3/d3. 最大日最大時(shí)流量（設(shè)計(jì)最大流量）

7、時(shí)變化系數(shù)取Kh=1.3，而Qh= Kh Q，則有：24最大日最大時(shí)流量Qh= Kh匯色=1.3漢A6400 = 2513m3/h2424第二節(jié)格柵設(shè)計(jì)計(jì)算中格柵用以截留水中的較大懸浮物或漂浮物，以減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷, 用來去除那些可能堵塞水泵機(jī)組駐管道閥門的較粗大的懸浮物，并保證后續(xù)處理 設(shè)施能正常運(yùn)行的裝置。1. 格柵的設(shè)計(jì)要求(1) 水泵處理系統(tǒng)前格柵柵條間隙，應(yīng)符合下列要求：1) 人工清除2540mm2) 機(jī)械清除1625mm3) 最大間隙40mm(2) 過柵流速一般采用0.61.0m/s.(3) 格柵傾角一般用4575。機(jī)械格柵傾角一般為6070.(4) 格柵前渠道內(nèi)的水流速度

8、一般采用0.40.9m/s.(5) 柵渣量與地區(qū)的特點(diǎn)、格柵間隙的大小、污水量以及下水道系統(tǒng)的類型等 因素有關(guān)。在無當(dāng)?shù)剡\(yùn)行資料時(shí)，可采用：1 )格柵間隙1625mm適用于0.100.05m3柵渣/10卅污水；2)格柵間隙3050mm適用于0.030.01m3柵渣/10卅污水.(6) 通過格柵的水頭損失一般采用 0.080.15m。柵條工作平臺(tái)進(jìn) 水圖1中格柵計(jì)算草圖2. 格柵尺寸計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù)確定:設(shè)計(jì)流量Q=2513m3/h =0.70m3/s (設(shè)計(jì)2組格柵)，以最高日最高時(shí)流量計(jì)算；柵前流速：V1=0.7m/s ,過柵流速：V2=0.9m/s ;渣條寬度：s=0.01m,格柵間隙：b=0

9、.02m；柵前部分長(zhǎng)度：0.5m,格柵傾角：a =60;單位柵渣量：w=0.05m3柵渣/103m污水。設(shè)計(jì)中的各參數(shù)均按照規(guī)范規(guī)定的數(shù)值來取的。2(1) 確定格柵前水深，根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式 Q,二里也計(jì)算得:柵前槽寬則柵前水深h = 0，1m(2) 柵條間隙數(shù)： n 空 07 沁 48.1 (取n=48)bhv20.02 x0.71 x0.9(3) 柵槽有效寬度:Bo=s (n-1 ) +bn=0.01 x( 48-1 ) +0.02 x 48=1.43m 考慮 0.4m 隔墻：B=2B+0.4=3026m(4) 進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度：L-y261.4-2.54m2 tan:,2tan 2

10、0(其中a 1為進(jìn)水渠展開角，取a 1=20 )(5) 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度L22.542= 1.27m(6)過柵水頭損失(hk=3，則通過格柵的水頭損失:設(shè)柵條斷面為銳邊矩形截面，取242v20.010.9h =kh0 =k sin： -3 2.42 ()sin 60 = 0.103m2g0.022 漢9.81其中： ，s/b)4/3h0：水頭損失；k:系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取k=3;阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當(dāng)為矩形斷面時(shí)B =2.42。(7) 柵后槽總高度(H)本設(shè)計(jì)取柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m,則柵前槽總高度 H=h+b=0.71+0.3=1.01

11、m H=h+h+b=0.71+0.103+0.3=1.11m(8) 柵槽總長(zhǎng)度L=L 1+L2+0.5+1.0+ H 1/tan a=2.54+1.27+0.5+1.0+1.01/ta n60=7.06m(9) 每日柵渣量在格柵間隙在20mm的情況下，每日柵渣量為：Q max：86400KZ 10000.7 0.05 864001.2 1000=2.52 (m / d) 0.2m / d所以宜采用機(jī)械清渣 第三節(jié)沉砂池設(shè)計(jì)計(jì)算1.沉砂池的選型：沉砂池主要用于去除污水中粒徑大于 0.2mm密度2.65t/m3的砂粒，以保護(hù)管 道、閥門等設(shè)施免受磨損和阻塞。沉砂池有平流式、豎流式、曝氣式和旋流式四

12、種形式。由于旋流式沉砂池有占地小，能耗低，土建費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)；豎流式沉砂 池污水由中心管進(jìn)入池后自下而上流動(dòng)，無機(jī)物顆粒借重力沉于池底，處理效果 一般較差；區(qū)旗沉砂池則是在池的一側(cè)通入空氣，使污水沿池旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，從而產(chǎn) 生與主流方向垂直的橫向恒速環(huán)流。砂粒之間產(chǎn)生摩擦作用，可使沙粒上懸浮性 有機(jī)物得以有效分離，且不使細(xì)小懸浮物沉淀，便于沉砂和有機(jī)物的分別處理和 處置。平流式沉砂池具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、處理效果 好的優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)米用平流式沉砂池。2設(shè)計(jì)資料1）沉砂池表面負(fù)荷200mV（m2h）,水力停留時(shí)間40s；2） 進(jìn)水渠道直段長(zhǎng)度為渠道寬度的7倍，并不小于4.5米，以創(chuàng)造平穩(wěn)的進(jìn)水 條件；3） 進(jìn)水渠

13、道流速，在最大流量的40%-808的情況下為0.6-0.9m/s，在最小流量 時(shí)大于0.15m/s ;但最大流量時(shí)不大于1.2m/s ；4）出水渠道與進(jìn)水渠道的夾角大于270度，以最大限度的延長(zhǎng)水流在沉砂池 中的停留時(shí)間，達(dá)到有效除砂的目的。兩種渠道均設(shè)在沉砂池的上部以防止擾動(dòng)砂子。5）出水渠道寬度為進(jìn)水渠道的兩倍。出水渠道的直線段要相當(dāng)于出水渠道的寬 度。6）沉砂池前應(yīng)設(shè)格柵。沉砂池下游設(shè)堰板，以便保持沉砂池內(nèi)需要的水位。計(jì)算草圖如下圖所示:2.1設(shè)計(jì)參數(shù)確定圖4平流式沉砂池計(jì)算草圖設(shè)計(jì)流量：Qmax=700L/s (設(shè)計(jì)2組池子，每組Q=450L/s=0.45m/s ) 設(shè)計(jì)流速：v=0.

14、25m/s水力停留時(shí)間：t=40s2.2 池體設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 沉砂池長(zhǎng)度：L=vt=0.25 X 40=10m(2) 水流斷面面積：A =Q/v =0.45/0.25 =1.8m2(3) 沉砂池總寬度：每組寬取B=2m0.6m(4) 有效水深：h2=A/B=1.8/2=0.9m(介于 0.25 1m之間)(5) 貯泥區(qū)所需容積：設(shè)計(jì) T=2d,即考慮排泥間隔天數(shù)為2天，則每個(gè)沉砂斗 容積QmaxTX4 10646400 2 304 106=0.70m3(每組沉砂池設(shè)兩個(gè)沉砂斗，兩組共有 4個(gè)沉砂斗) 其中城市污水沉砂量：x=30m/105m.(6)沉砂斗各部分尺寸及容積：設(shè)計(jì)斗底寬a1=0.5

15、0m,斗壁與水平面的傾角為60,斗高h(yuǎn)d=1.0m,則沉砂 斗上口寬：2hdtan 60-a12 1.00.50 =1.65m tan60沉砂斗容積:hd 221.022V = d (aaa1 a1(1.651.65 0.50 0.50 )33=1.27m3(7)沉砂池高度：采用重力排砂，設(shè)計(jì)池底坡度為0.06 ,坡向沉砂斗長(zhǎng)度：L 2a 102 0.65L23.35m2 2則沉泥區(qū)高度為h3=hd+0.06L2 =1.0+0.06 X 3.35=1.20m池總高度H :設(shè)超高h(yuǎn)1=0.3m,H=h+h2+h3=0.3+0.6+1.20=2.1m(8)進(jìn)水漸寬部分長(zhǎng)度B -Bj2 tan 20

16、2 -1.272 tan 20= 1.0m23(9)出水漸窄部分長(zhǎng)度L3=L1=1.0m(10) 校核最小流量時(shí)的流速: 最小流量一般米用即為0.5Qmax，貝UQminn1 Aminminn1 Amin10.62Qmin0.5 0.7 =1.2m/s . 0.15m/ s，符合要求.(11) 進(jìn)水渠道格柵的出水通過DN1200m的管道送入沉砂池的進(jìn)水渠道，然后向兩 側(cè)配水進(jìn)入進(jìn)水渠道，污水在渠道內(nèi)的流速為：0.70.93m / s B1 H11.5 0.5式中：H(12)B1進(jìn)水渠道寬度(m，本設(shè)計(jì)取1.5m； 進(jìn)水渠道水深(n)，本設(shè)計(jì)取0.5m。出水管道出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰

17、可保證沉砂池內(nèi)水位標(biāo)高恒定，堰上水頭為：0.7=(2 230.733 二()3 二0.26m2 0.4 1.5-2 9.8式中：(13)m流量系數(shù)，一般采用0.4-0.5 ;本設(shè)計(jì)取0.4 ；排砂管道本設(shè)計(jì)采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管徑DN=200mm第四節(jié)輻流式初沉池設(shè)計(jì)計(jì)算輻流式初沉池?cái)M采用中心進(jìn)水，沿中心管四周花墻出水，污水由池中心向池 四周輻射流動(dòng)，流速由大變小，水中懸浮物流動(dòng)中在重力作用下沉降至沉淀池底 部，然后用刮泥機(jī)將污泥推至污泥斗排走，澄清水從池周溢流入出水渠。輻流沉 淀池由進(jìn)水裝置、中心管、穿孔花墻、沉淀區(qū)、出水裝置、污泥斗及排泥裝置組 成。從沉砂池流出來本設(shè)計(jì)選擇兩組

18、輻流式沉淀池，每組設(shè)計(jì)流量為0.3m3/s，的污水進(jìn)入集配水井，經(jīng)過集配水井分配流量后流入輻流沉淀池。 計(jì)算草圖下圖R1一-r 1口00 51 = U _r 2h ih 2h 3h 4 h 5圖5 輻流式沉淀池計(jì)算草圖1. 沉淀部分水面面積表面負(fù)荷一般米用1.5-3.0 m3 /(m2 h)，本設(shè)計(jì)取q =2.0 m3 /(m2 h)，沉淀池座數(shù) n=2。0.7 36002 22=630m2Q 3600F =nq2. 池子直徑D =yjn = J430 = 28.3m2 (D取 29m)3. 沉淀部分有效水深設(shè)沉淀時(shí)間t = 2h , 有效水深：h 2 =qt =2 x 2=4m4. 沉淀部分

19、有效容積251322 =2513m35. 污泥部分所需的容積進(jìn)水懸浮物濃度G為0.474kg/m3,出水懸浮物濃度C1以進(jìn)水的50%十，初沉池 污泥含水率p=97%污泥容重取r=1000kg/m3，取貯泥時(shí)間T=4h,污泥部分所需 的容積：V=Q(C0 - CRT x 100 = 丫 ( 100- p 0)2513 (0.474 -0.474/2) 4 100=79.4m31000 (100 97)則每個(gè)沉淀池污泥所需的容積為39.7m36. 污泥斗容積設(shè)污泥斗上部半徑1 = 2m污泥斗下部半徑r2=1m傾角取a =60,貝U污泥斗高度：h 5 = (2- r 1) tg a = (2-1 )

20、 x tg60 =1.73m污泥斗容積：n h533.14 x 1.733x( 22+2X 1 +12) =12.68m37. 污泥斗以上圓錐體部分污泥容積池底坡度采用0.05-0.10，本設(shè)計(jì)徑向坡度i=0.05，則圓錐體的高度為: h4 = ( R- r 1) i= (13-2) x 0.05 = 0.55m圓錐體部分污泥容積：一專(品卄2)=于(也歸污泥總體積：3aV= V1+ V2 =12.68+114.56 =127.24 m 16.2m，滿足要求。8. 沉淀池總高度設(shè)沉淀池超高h(yuǎn)1=0.3m,緩沖層高h(yuǎn)a =0.5m，沉淀池總高度：H = hi+h2 +h3+h4+h5= 0.3+

21、4+0.5+0.55+1.73 = 7.08 m9. 沉淀池池邊高度H= h i+h2 + h 3 = 0.3+4+0.5 = 4.8 m10. 徑深比D/ h 2 = 29/4 = 7.2 （符合要求）11. 進(jìn)水集配水井輻流沉淀池分為二組，在沉淀池進(jìn)水端設(shè)集配水井，污水在集配水井中部的 配水井平均分配，然后流進(jìn)每組沉淀池。配水井中心管徑：応6=1.伽二 0.7m/s），一般采用 V2 蘭0.6m/s ;取 0.7m/s式中：V2配水井內(nèi)中心管上升流速 配水井直徑：D34 1.87二 0.31.132 = 3.04m式中：V3 配水井內(nèi)污水流速（m/s）, 般采用V3=0.2-0.4m/s

22、;取0.3m/s.12. 進(jìn)水管及配水花墻沉淀池分為四組，每組沉淀池采用池中心進(jìn)水，通過配水花墻和穩(wěn)流罩向池 四周流動(dòng)。進(jìn)水管道采用鋼管，管徑 DN=600gm進(jìn)水管道頂部設(shè)穿孔花墻處的管 徑為800mm沉淀池中心管配水采用穿孔花墻配水，穿孔花墻位于沉淀池中心管上部，布 置6個(gè)穿孔花墻，過孔流速：二 0.26m/s_ Q _0.28B h n 一0.3 0.6 6式中： B 孔洞的寬度（m）；h孔洞的高度（m）；n 孔洞個(gè)數(shù)（個(gè)）。V4穿孔花墻過孔流速（m/s），一般采用0.2-0.4m/s ；13. 集水槽堰負(fù)荷校核設(shè)集水槽雙面出水，則集水槽出水堰的堰負(fù)荷為：Qh2513_ r 3q = 2

23、nnD =.19 m /（m s）i2nn D 3600 漢2 汽2沢3.14 漢29=1.9L/（m S）10(符合設(shè)計(jì)要求)本設(shè)計(jì)設(shè)五廊道式曝氣池，廊道長(zhǎng)度為：L1 = L/5=108/5 = 21.6m本設(shè)計(jì)取超高為0.5 m，則曝氣池總高為：H = 4.2+ 0.5 = 4.7m第六節(jié)向心輻流式二沉池設(shè)計(jì)計(jì)算為了使沉淀池內(nèi)水流更穩(wěn)、進(jìn)出水配水更均勻、存排泥更方便，常采用圓形 輻流式二沉池。該沉淀池采用周邊進(jìn)水，中心出水的幅流式沉淀池，采用吸泥機(jī) 排泥。計(jì)算草圖如下圖1.設(shè)計(jì)參數(shù)的選取表面負(fù)荷：qb范圍為1.01.5 m3/ m HD F = .h，取q=1.5 m3/ m2.h，出水堰負(fù)荷設(shè)計(jì) 規(guī)范規(guī)定取值范圍為1.5 2.9L/s.m，取2.0 L/(s.m);沉淀池個(gè)數(shù)n=4