水質(zhì)工程學(xué)課程設(shè)計(jì)方案任務(wù)書

1、課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書課 程 課題名稱 院（系） 專 業(yè) 姓 名 學(xué) 號(hào) 起訖日期 指導(dǎo)教師水質(zhì)工程學(xué)南京市浦口區(qū)21.5萬噸生活污水處理及中水回用工程設(shè)計(jì)市政工程系給水排水工程2008 年 _12月 24 日一、課程設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容和要求1. 基本資料本工程位于江蘇省南京市江北浦口區(qū)，主要接納該區(qū)污水截留管網(wǎng)輸送過來 的生活污水的處理，每天處理水量為21.5萬噸，部分污水要求處理成中水回用。 污水廠所在地為一平地，北面、西面以道路為限，南門以河流為限，東部可自由 征地。要求中水工程部分與污水處理部分獨(dú)立成兩塊區(qū)域。辦公區(qū)域按照實(shí)際要求共用。3班污水廠進(jìn)水水質(zhì)按下表考慮:水質(zhì)指標(biāo)CODcrB

2、OD5SSNH3-NTPpH水質(zhì)mg/L400200250354.0694班污水廠進(jìn)水水質(zhì)按下表考慮:水質(zhì)指標(biāo)CODCrBOD5SSNH3-NTPpH水質(zhì)mg/L380180230354.069出水水質(zhì)按國家GB 18918 2002-級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。10%的最終出水要求深度處理回用，回用標(biāo)準(zhǔn)按照CJ/T 48-1999生活雜用水水質(zhì)綠化用水標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。中水用戶區(qū)中水用戶區(qū)工程位置平面如上圖，紅線為規(guī)劃污水廠區(qū)的3條邊，虛線位置根據(jù)工程情 況完成征地工作，土地記入成本。2設(shè)計(jì)要求： 、選擇污水處理工藝，適當(dāng)進(jìn)行方案比選； 、進(jìn)行污水處理工程設(shè)計(jì)計(jì)算，確定各處理單元結(jié)構(gòu)尺寸、相關(guān)設(shè)備選型； 、進(jìn)

3、行污水廠總圖布置和高程布置，繪圖比例按國標(biāo)要求； 、污水深度處理工藝流程為：集水池一一泵房一混凝池一沉淀池一過濾池一消毒一清水池一二泵房一用戶 、進(jìn)行中水工程的設(shè)計(jì)計(jì)算 、完成中水工程的總圖布置和高程布置，繪圖比例按國標(biāo)要求； 、編制設(shè)計(jì)說明書和設(shè)計(jì)計(jì)算書；二、課程設(shè)計(jì)（論文）圖紙內(nèi)容及張數(shù)圖紙要求：（1）污水廠總平面圖及高程圖（2）中水處理總平面圖及高程圖（3）任選一個(gè)單體構(gòu)筑物，畫出其（平面、剖面、局部）圖三、參考文獻(xiàn) 城鎮(zhèn)污水廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002 ； 室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ4-87） 建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50015-2003； 給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（

4、GB50069-2002 ； 建筑中水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50336-2002 ； 城市污水再生利用標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 18919-1821-2002 ）； 建筑項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范（1996） 給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)四、課程設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)程安排起訖日期設(shè)計(jì)（論文）各階段工作內(nèi)容備注2008/12/26-2008/12/27準(zhǔn)備各種規(guī)范、手冊(cè)，熟悉設(shè)計(jì)任務(wù) 確定方案2天2008/12/28-2009/1/3完成污水處理設(shè)計(jì)7天2009/1/4-2009/1/8完成中水工程設(shè)計(jì)5天2009/1/9完成某個(gè)單體構(gòu)筑物圖紙繪制1天2009/1/10-2009/1/11完成總平、高程圖繪制2天2009/1/12 20

5、09/1/14整理計(jì)算說明書、打印，交圖紙、計(jì) 算書3天污水處理部分設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)、設(shè)計(jì)出水水質(zhì)及處理程度如下表:水質(zhì)指標(biāo)CODcrBOD5SSNH3-NTPPH進(jìn)水水質(zhì)380180230354.06-9(Mg/L)出水水質(zhì)60202081.06-9(Mg/L)去除率（%）84899177756-9出水水質(zhì)應(yīng)按國家 GB18918-200污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)一級(jí) B標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定執(zhí)行方案比較氧化溝工藝和傳統(tǒng)活性污泥工藝比較如下：1.結(jié)合了推流式和完全混合式兩種流態(tài)。 氧化溝在短時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)推流式而在 長時(shí)間呈現(xiàn)完全混合式特征，兩者結(jié)合可以減少短流，使進(jìn)水被數(shù)十倍甚至數(shù)百 倍的循環(huán)水所稀釋從而提高了氧化溝系統(tǒng)

6、的緩沖能力。2. 氧化溝具有明顯的溶解氧濃度梯度。氧化溝工藝可以在同一構(gòu)筑物中實(shí)現(xiàn) 硝化和反硝化，不僅可以利用硝酸鹽中的氧，節(jié)省了10%-308的需氧量，而且通 過反硝化恢復(fù)了硝化過程消耗的部分堿度， 比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省能源和減少化 學(xué)藥劑的用量。3. 氧化溝的整體體積功率密度較低， 水流循環(huán)克服沿程和局部損失很小， 不 需要沿溝長均勻分布曝氣設(shè)備，設(shè)計(jì)脫氮功能時(shí)，節(jié)能效果很明顯的， 比活性污 泥法能耗降低 20%-30%。4. 氧化溝工藝采用的處理流程十分簡(jiǎn)捷， 氧化溝采用的污泥平均停留時(shí)間較 長，其剩余污泥量少于傳統(tǒng)活性污泥處理工藝簡(jiǎn)單，運(yùn)行操作靈活性比較強(qiáng)。 傳 統(tǒng)活性污泥法，推廣年限

7、長，具有成熟的設(shè)計(jì)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，處理效果可靠，如設(shè)計(jì) 合理，運(yùn)行得當(dāng)，出水 BOD時(shí)達(dá)10-20mg/L,它的缺點(diǎn)是工藝路線長，工藝構(gòu) 筑物及設(shè)備多而復(fù)雜，運(yùn)行管理困難，運(yùn)行費(fèi)用高。5. 氧化溝處理效果穩(wěn)定， 出水水質(zhì)好，實(shí)際應(yīng)用表明，氧化溝工藝在有機(jī)物 和懸浮物去除方面比傳統(tǒng)活性污泥法更好且更穩(wěn)定的效果。BOD去除率達(dá)95%-99%脫氮效果可達(dá)90%以上。和傳統(tǒng)活性污泥法工藝相比，在去除 BOD去 除BOD和 NH3 -N及去除BODffi脫氮三種情況下，基建費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用都有較大 降低，特別是在去除BODffi脫氮情況下更省。同時(shí)統(tǒng)計(jì)表明在規(guī)模較小的情況下， 氧化溝的基建投資比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)

8、省更多。由以上資料， 經(jīng)過簡(jiǎn)單的分析比較，氧化溝工藝具有明顯優(yōu)勢(shì)，故采用氧化 溝工藝?？_賽爾氧化溝工藝氧化溝時(shí)二十世紀(jì) 50 年代由荷蘭的巴斯維爾開發(fā)，后在歐洲、北美迅速推 廣， 80 年代中期，我國部分地區(qū)也建造了氧化溝污水處理工程。近幾年來，處 理廠的規(guī)模也發(fā)展到從200 m3/d到650000 m3/d的工業(yè)廢水及城市污水的大、中 型污水處理工程。氧化溝之所以能在近些年來得到較快的發(fā)展，在于它管理簡(jiǎn)便、運(yùn)行穩(wěn)定、 流程簡(jiǎn)單、耐沖擊負(fù)荷、 處理效果好等優(yōu)點(diǎn)， 特別是氧化溝具有特殊的水流混合 特征，氧化溝中的曝氣裝置只設(shè)在某幾段處， 在靠近曝氣器下游段水流攪動(dòng)激烈， 溶解氧濃度較高，但隨著

9、水流遠(yuǎn)離曝氣區(qū)， 水流攪動(dòng)迅速變緩， 溶解氧則不斷減 少，甚至出現(xiàn)缺氧區(qū)，這種水流變化的特征，可發(fā)生硝化、反硝化作用，以達(dá)到 生物脫氮的目的，故氧化溝法處理 NH3-N 效果非常好，同時(shí)由于存在厭氧、好氧 條件，對(duì)污水中的磷也有一定的去除率。氧化溝根據(jù)構(gòu)造和運(yùn)行方式的不同，目前較多采用的型式有“卡羅賽爾型氧 化溝”、 “ Orbal 型氧化溝”、“一體化氧化溝”和“交替式氧化溝”等，其中，由 于交替式氧化溝要求自動(dòng)化水平較高，而 Orabal 氧化溝因水深較淺，占地面積 較大，。本設(shè)計(jì)采用的是卡羅賽爾氧化溝工藝 . 卡式氧化溝的優(yōu)點(diǎn)： 立式表曝機(jī)單機(jī) 功率大，調(diào)節(jié)性能好，節(jié)能效果顯著；有極強(qiáng)的

10、混合攪拌與耐沖擊負(fù)荷能力；曝 氣功率密度大，平均傳氧效率達(dá)到至少 2.1kg/ (kWK h)；氧化溝溝深加大，可 達(dá)到 5.0 以上，是氧化溝占地面積減小，土建費(fèi)用降低。其工藝的處理流程圖如下圖 1-1 所示:粗格柵提升泵細(xì)格柵曝氣沉砂池厭氧池卡羅賽爾氧化溝二沉池 *接觸剋圖|-|卡羅賽爾氧化溝工藝址程圖I濃縮池n一j芝泥池一*脫水i污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算i.i進(jìn)水閘門井的設(shè)計(jì)進(jìn)水閘門井單獨(dú)設(shè)定，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。設(shè)閘門井一座，閘門的有效面積為 1.95m ,其具體尺寸為1.3 X 1.5 m,有效尺寸為1.3 m X 1.5 m x 4.5 m。設(shè)一臺(tái)矩 形閘門。當(dāng)污水廠正常運(yùn)行時(shí)開啟，

11、當(dāng)后序構(gòu)筑物事故檢修時(shí)，關(guān)閉某一閘門或者 全部關(guān)閉，使污水通過超越管流出污水處理廠。1.2粗格柵的設(shè)計(jì)與計(jì)算其計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖1-2所示1-500. | .100011亙1! 1F!i hF圖1-2格丑計(jì)算示意圖(1) 格柵間隙數(shù)：設(shè)柵前水深 h=0.5m,過柵流速v=1.0m/s,柵條間隙寬度b=0.025m,格柵傾角:=60,建議格柵數(shù)為2, 一備一用Qmax Sin :Nbhv=2.141 x (sin60)9.5/(0.025X0.5 X)胡60 個(gè)(2) 格柵寬度:設(shè)柵條寬度S=0.01m,B=S(n-1)+bn=0.01 x( 160-1)+0.025 x 160=5.59 5.6m(

12、3) 進(jìn)水渠道漸寬部分的長度：設(shè)進(jìn)水渠道寬B=3m,其漸寬部分的展開角=20 (進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為0.82m/s),B B10l1= 丄=(5.6-3)/(2X tg20 )3.57m2tg(4) 柵槽與出水渠道連接處漸窄部分的長度：|112= 1 =3.57/2=1.78m(5)通過格柵的水頭損失：設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面(14入=:-3 sin： K1 b 2gx (0.01/0.025(4/3)x 1/19.6=2.42 , K=3),=2.42=0.094m(6) 柵后槽總高度：設(shè)柵前渠道超高 g=0.5m,H = h h, h2 =0.5+0.094+0.5 1.094m(7) 柵槽

13、總長度：x sin60 x 3H1L = l1 l20.5 1.0 一tg60=7.4m=3.57+1.78+0.5+1.0+(0.5+0.5 ) /tg60(8)每日柵渣量：在格柵間隙為 25mm的情況下，設(shè)柵渣量為每 1000用污水產(chǎn) 0.08 m ,Kz 1000宜采用機(jī)械清渣。1.3細(xì)格柵的設(shè)計(jì)與計(jì)算 其計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖1-2所示(1)格柵間隙數(shù)：設(shè)柵前水深W = QmaxW 86400=2.141 x 0.08 x 86400/ (1.4 x 1000) =10.57m3/d 0.2 m3/dh=0.5m,過柵流速 v=1.0m/s,柵條間隙寬度 b=0.005m,格柵傾角:=60，格柵

14、數(shù)為2。n =n” =2.141 x( sin60 ) A0.5/(2 x 0.005 x0.5 x1)399 個(gè)Nbhv格柵寬度：設(shè)柵條寬度S=0.01m,B=S(n-1)+bn=0.01 x( 399-1)+0.005 x 399=5.98m(3) 進(jìn)水渠道漸寬部分的長度：設(shè)進(jìn)水渠道寬B1=3.0m,其漸寬部分的展開角=20 (進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為0.82m/s ),l1=1 =(5.98-3)/(2 x tg20 )4.09m2tg%(4) 柵槽與出水渠道連接處漸窄部分的長度：|1 l2 = - =4.09/2=2.05m2(5) 通過格柵的水頭損失：設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面(一：=2.4

15、2 , K=3),4g = i S 丄 sin ： Kb 2g=2.42=0.76m(6)柵后槽總高度:x (0.01/0.005)A(4/3) x 1/19.6 x sin60 x 3設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.5m,H = h h1 h2 =0.5+0.76+0.5 1.76m(7)柵槽總長度:HL =1, l20.5 1.01tg60=4.09+2.05+0.5+1.0+(0.5+0.5 ) /tg60 =8.22m(8)每日柵渣量：在格柵間隙為 6mm勺情況下，設(shè)柵渣量為每1000帛污水產(chǎn) 0.08 m3，QmaxW 漢 8640033W max 1=2.141 X 0.08 X 8640

16、0/( 2X 1.4 X 1000) =5.28m/d 0.2 m/dKZ 000宜采用機(jī)械清渣。1.4曝氣沉砂池的設(shè)計(jì)與計(jì)算本設(shè)計(jì)采用曝氣沉砂池，通過調(diào)節(jié)曝氣量，可以控制污水的旋轉(zhuǎn)速度，使除 砂效率穩(wěn)定，受流量變化的影響小。設(shè)兩組沉砂池一備一用。其計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 1-3所示。3V=Qmax t X 60=2.141 X 1X 60=129 m 水流斷面積：設(shè) V1=0.1m/sA=Qmax =2.141/0.1=21.41m 2V1沉砂池設(shè)兩格，有效水深為2.50m，單格的寬度為2.4m 池長：L=V=129/21.41=6.02m，取 L=6.2 mA(4) 每格沉砂池沉砂斗容量：V0 =0

17、.6 X 1.0 X 6.2=3.72 m(5) 每格沉砂池實(shí)際沉砂量：設(shè)含砂量為20 m3/106 m3污水，每?jī)商炫乓淮?3V0 / =20X 2.141 X 86400X 2/ (2X 10A6) =3.75.1 m(6) 每小時(shí)所需空氣量：設(shè)曝氣管浸水深度為2.5 m，查表得單位池長所需空氣量為28 m/(m - h),q=28X 6.2 X (1+15%)X 2=399.3 m3式中(1+15%)為考慮到進(jìn)口條件而增長的池長。1.5厭氧池的設(shè)計(jì)與計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù)33設(shè)計(jì)流量為185000 m/d，設(shè)計(jì)為四座每座的設(shè)計(jì)流量為 46250 m/d 水力停留時(shí)間：T=4h。污泥濃度：X =30

18、00mg/L污泥回流液濃度：Xr=10000 mg/L設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 厭氧池的容積：3V 二 QT =46250X 4/24=7708 m(2) 厭氧池的尺寸： 水深取為h=5,則厭氧池的面積：A=V/h=7708/5=1542 m2。厭氧池直徑:D =(4 X 1542/3.14)95=45 m考慮0.5的超高，故池總高為H=h+0.5=5.5m。(3)污泥回流量的計(jì)算 回流比計(jì)算：xR=0.42Xr -X污泥回流量：QR 二 RQ =0.42 X 46250=19425 需/d1.6卡羅賽爾氧化溝的設(shè)計(jì)與計(jì)算氧化溝，又被稱為循環(huán)式曝氣池，屬于活性污泥法的一種。見圖1-4氧化溝設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流

19、量 Q=25000n/d 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì) BOD=180mg/L; COD=380mg/L SS=230mg/L(考慮到格柵以及曝氣沉砂池對(duì) SS的去除率為25%; NH-N=35mg/L。設(shè)計(jì)出水水質(zhì) BOD=20mg/L; COD=60mg/L SS=20mg/L NH-N=8mg/L污泥產(chǎn)率系數(shù)Y=0.55;污泥濃度(MLSS X=4000mg/L;揮發(fā)性污泥濃度(MLVSS Xv=2800mg/L;污泥齡入=30d;內(nèi)源代謝系數(shù)K=0.055.設(shè)計(jì)計(jì)算(1)去除BOD氧化溝出水溶解性 BOD濃度S。為了保證沉淀池出水 BOD濃度Se20mg/L, 必須控制所含溶解性BOD濃度S,因?yàn)槌恋?/p>

20、池出水中的VSS也是構(gòu)成BOD濃度的 一個(gè)組成部分。S=S-S 1S1為沉淀池出水中的VSS所構(gòu)成的BOD濃度。S=1.42(VSS/TSS) x TSSX (1-e 23 5 )=1.42x 0.7 x 20 x (1-e 亠23 5)=13.59 (mg/L)S=20-13.59=6.41(mg/L)好氧區(qū)容積M。好氧區(qū)容積計(jì)算采用動(dòng)力學(xué)計(jì)算方法。v=YTcQ(Sq -S)1 Xv(1 Kh)=0.55 x 30 x 46250X( 0.16-0.00641 ) / (2.8 X( 1+0.055 x 30)=15796用好氧區(qū)水力停留時(shí)間：t= 1 =15796x 24/46250=8.

21、20h Q剩余污泥量 X2 Y：X=Q(So-S)(. ) Q(Xo-X1)-QXe1 + KdBc,z 0 55=46250 x (0.16-0.00641) 沆 055 汁46250 J +0.05530 丿(0.195-0.137)-462500.02=1474.32+2682.5-925=3231.8 (kg/d去除每1kgBOD所產(chǎn)生的干污泥量=-=0.455 (kgDAgBOD)。Q(S。- S)脫氮需氧化的氨氮量N。氧化溝產(chǎn)生的剩余污泥中含氮率為12.4%，則用于生物合成的總氮量為：M=0.124 x 769.93 x 1000/46250=2.06(mg/L)需要氧化的氨氮量N

22、=進(jìn)水TKN-出水NH3-N-生物合成所需要的氨NoN=35-8-2.06=24.94(mg/L)脫氮量 NR=進(jìn)水 TKN-出水 TN-生物合成所需要的氨N=35-20-2.06=12.94(mg/L)脫氮所需要的容積：qdn X v匕=_QN_ =46250x 12.94/ (0.022 x 2800) =9715 m3脫氮水力停留時(shí)間t2：V2t2= 2 =5.04hQ氧化溝總體積V及停留時(shí)間t:V=V+V2=15796+9715=25511m3t=V/Q=13.24 h校核污 泥負(fù)荷 N=QSXV=46250 X 0.16/(2.8 X 25511) =0.104 kgBOD5 /(k

23、gMLVSSd 卩氧化溝尺寸：取氧化溝有效水深為 5m超高為1m氧化溝深6m氧化溝面積為A=V=25511/5=5102mh單溝寬10m中間隔墻寬0.25m。貝U彎道部分的面積為:A=3(2 10 0.25、2 )(3 10 J3 025).10=965.63直線段部分的面積：A=A-A =5102-965.63=4136.37 m單溝直線段長度:LA =4136.37/ (4X 10) =103.41m,取 104m4 3進(jìn)水管和出水管：污泥回流比R=63.4%,進(jìn)出水管的流量為：3aQ=(1+R)Q =1.634 X 46250m/d=0.875m /s，管道流速為 v=1.0m/s。則管

24、道過水?dāng)嗝妫篈=0.875/1=0.875m管徑d=1.056m,取管徑 1200mmv=Q =0.77m校核管道流速:需氧量實(shí)際需氧量：AOR=DDrD3+D-D5去除BOD需氧量：D=aQ(S0 -S) bVX =15939.12(kg/d) (其中 a =0.52 , b =0.12) 剩余污泥中BOD需氧量：D2=1.42X1=1131.64(kg/d)剩余污泥中NHkN耗氧量：&=4.6漢 0.124 漢也X =1843.4(kg/d)(0.124 為污泥含氮率)去除NHkN的需氧量：D4=4.6 X( TKN出水 NH-N)X Q/1000=5744.3(kg/d)脫氮產(chǎn)氧量：D5

25、=2.86 X 脫氮量=1514.37(kg/d)AOR= D-D2-D3+D4-D5=17194.04(kg/d) 考慮安全系數(shù) 1.4，則 AOR=17194.0X 1.4=24071.61(kg/d) 去除每1kgBOD需氧量=一AORQ(S。-S)=24071.61/ (46250X( 0.16-0.00641 )=3.3 (kgQ/kgBOD)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下需氧量SORSOR=aAORCS(20)(CS(T)-C) 1.024(T0)(Cs(20)20r時(shí)氧的飽和度，取 9.17mg/L ; T=25C； Cs(t)25C時(shí)氧的飽和度， 取 8.38mg/L; C溶解氧濃度，取 2 mg

26、/L ; a =0.85 ; B =0.95 ; p =0.909)SOR=24071.6X 9.17/ (0.85 X( 0.95 X 0.909 X 8.38-2 ) X 1.024(25-20) =44059.21(kg/d)ASOR去除每 1kgBOD需 氧量= R =5.41 (kgQ/kgBOD)Q(S。-S)曝氣設(shè)備的選擇：設(shè)兩臺(tái)倒傘形表面曝氣機(jī)，參數(shù)如下：葉輪直徑：4000mm葉輪轉(zhuǎn)速：28R/min;浸沒深度：1m電機(jī)功率：210KW 充氧量：2.1kgO2/(kW- h)。1.7二沉池的設(shè)計(jì)與計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù)Qmax=2141 L/s=7707.6 m3/h;氧化溝中懸浮固體濃

27、度 X =4000 mg/L;二沉池底流生物固體濃度 Xr =10000 mg/L;污泥回流比R=63.4%。設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 沉淀部分水面面積 F根據(jù)生物處理段的特性，選取二沉池表面負(fù)荷 q=0.9m3/(m2 - h),設(shè)兩座二次沉淀池 n =2.F=Qmax/nq=7707.6/(4 X 0.9)=2141 (m 2)(2) 池子的直徑 DD= (4F/ n ) 95=(4 X 2141/3.14)9.5=52.22 (m)，取 D =52m。(3) 校核固體負(fù)荷GG=24X (1+R)QX/F=24X (1+0.634) X 46250X 4000/2141=159.1 kg/(m 2

28、- d)(符合要求)(4) 沉淀部分的有效水深h2設(shè)沉淀時(shí)間為3.0h。h2 二 qt 二 0.9 X 3.0=2.7 (m)(5) 污泥區(qū)的容積VV=2T(1+R)QX/(24X (X+Xr)=2 X 2X (1+0.634) X46250X 4000/(24 X(10000+40000)3=3598.7 (m )污泥區(qū)高度h4污泥斗高度。設(shè)池底的徑向坡度為0.05，污泥斗底部直徑D2=2.0m,上部直徑D1=5.0m,傾角為60,貝h4=Dl _D2 tg 60=5-2)/2tg 60 =2.1 (m)222ViDiDiD2d2 =21.45 (m3)12圓錐體高度D D1h4 =- 0.

29、05 = (56-4) X 0.05/2 = 1.3(m)2V2 =4 D DD1 D112ji x 0 9223=09 (40240 4 42)=1113.37(m3)12豎直段污泥部分的高度I 9Wh4 =v -y -v2F=(3598.7-21.45-1113.37)/2141=1.15(m)污泥區(qū)的高度 h4 二 h4 h； h4 =2.1+1.3+1.15=4.55(m)沉淀池的總高度H設(shè)超高 h1=0.5m,緩沖層高度h3=0.5m，則 H =h1 h2 h3h4 =0.5+2.7+0.5+4.55=8.25m取 H =7.2 m1.8接觸池的設(shè)計(jì)與計(jì)算采用隔板式接觸反應(yīng)池。其計(jì)算

30、簡(jiǎn)圖如圖1-5所示。D設(shè)計(jì)參數(shù)水力停留時(shí)間：t=30mi n 平均水深：h=2.4m。隔板間隔：b=1.5m。池底坡度：3%排泥管直徑：DN=200mm設(shè)計(jì)計(jì)算接觸池容積:3V =Qt =2.141 X 30X 60=3853.8 m水流速度：v=Q/hb=2.141/(2.4 X 1.5)=0.59m/s表面積：F= V /h=3853.8/2.4=1606m 2廊道總寬度：隔板數(shù)米用10個(gè)，則廊道總寬度為B=11X b=11X 1.5=16.5m。接觸池長度：L=F/B=1606/16.5=97.3m 取 100m水頭損失，取0.5m2污泥處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1污泥濃縮池的設(shè)計(jì)與計(jì)算采

31、用輻流式濃縮池，用帶柵條的刮泥機(jī)刮泥，采用重力排泥。設(shè)計(jì)為四座 其計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖1-6所示。設(shè)計(jì)參數(shù)01-6接觸池計(jì)算示意因設(shè)計(jì)進(jìn)泥量：Qw =5493.64kg/d 污泥固體負(fù)荷：Nwg =45 kg/d 污泥濃縮時(shí)間：T =15 h。貯泥時(shí)間：6h。進(jìn)泥含水率：99.5%。出泥含水率：97%進(jìn)泥濃度：10000mg/L設(shè)計(jì)計(jì)算A二2Nwg濃縮池的面積：=5493.64/(45 X 2)=61.04 m濃縮池的直徑:D = ”.A =8.03m D=8.0m濃縮池的有效水深:取 h1 =3 m校核水力停留時(shí)間濃縮池的有效容積：3V = A h1 =61.04 X 3=183.12 m 污泥在池

32、中停留時(shí)間：T 二=0.79d=18.9h (符合要求) Qw確定泥斗尺寸濃縮后的污泥體積為：Vi=Qw(1-p1”(1-p2)=549.36/2X (1-0.995”(1-0.997)=45.78 m貯泥區(qū)所需容積：按6h泥量進(jìn)行計(jì)算，則為 V2=6X 45.78/24=11.45 m 3泥斗的容積：V3 二丸 r12 r1r2 r； =3.14 X 2X (9+6+4)/3=39.77 m 3池底坡度為0.06，池底坡降為：h5 =0.06 X( 7.0-3 ) - 2=0.12 m故池底可貯泥容積為：V4 二邑 r； “R R2 =3.14 X 0.12 X (16+8+4)/3=3.5

33、2m3因此，總貯泥容積為：3V =V3 V4 =39.77+3.52=43.29 m 滿足要求濃縮池的總高度超高h(yuǎn)2 =0.5 m，緩沖層高度h3=0.5 m則濃縮池的總高度為：H = h1 h2 h3 h4 h5 =3+0.5+0.5+2+0.12=6.12 m2.2貯泥池的設(shè)計(jì)與計(jì)算采用矩形貯泥池，貯存來自濃縮池的污泥量其泥量為QQ=88.24m/d貯泥池設(shè)為一座。設(shè)計(jì)貯泥池的貯泥時(shí)間t= 8 h，池高h(yuǎn)2=3 m,則貯泥池的表面積F為F = Q=88.24 X 8/(3 X 24)=9.8 m2 h2ID工0圖1-7濃縮池計(jì)算圖設(shè)計(jì)貯泥池池寬為B=2 m 池長L為L = F =4.9 m

34、 B貯泥池底部為斗形，下底為 則貯泥池的總高度H為：0.5 mX 0.5 m 咼度 h3 =2 m，超咼設(shè)為 h1 =0.5 mH = h| + h2 +h3 =0.5+3+2=5.5 m2.3污泥脫水設(shè)備采用帶式壓濾機(jī)，污泥硝化過程中由于分解而使體積減少， 按硝化污泥中有 機(jī)物含量占60%分解率為50%污泥含水率為95%則由于含水率的下降而剩 余污泥量為：100 Pt3Q = Q0- =88.24 X 0.6=52.94 m /d100 - P2分解污泥容積為：3Qi =52.94 X 0.6 X 0.5=15.88 m /d硝化后剩余的污泥量為：3Q2 =52.94-15.88=37.06

35、 m /d選擇兩臺(tái)雙網(wǎng)帶式壓濾機(jī)（一備一用），每臺(tái)處理污泥能力為2nVh ,每天工 作20小時(shí)。脫水后，污泥的含水率為 75%可用車外運(yùn)。污水提升泵房的設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)流量和揚(yáng)程的確定設(shè)計(jì)流量一般按最高日最大時(shí)的污水流量確定。其中 Q=2480.1L/s設(shè)六臺(tái)水泵，五用一備。每臺(tái)的流量為496.02L/S.2初選水泵選擇型號(hào)為400WS-600A虧水泵。其額定性能參數(shù)為：揚(yáng)程20m 流量1900nVh,轉(zhuǎn)速735r/min，功率131Kw,效率79%.3集水池容積的確定集水池的容積一般不小于最大一臺(tái)泵 5分鐘的流量即集水池的容積應(yīng)不小 于158.34 m3。取長X寬X高為7X 6X 3.8m，則集水

36、池的容積為159.6 m3?？梢?滿足要求。4機(jī)組尺寸的確定機(jī)組安裝在共同的基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)的作用是支撐并固定機(jī)組，使它運(yùn)行平穩(wěn)， 不致發(fā)生劇烈的震動(dòng)，更不容許產(chǎn)生基礎(chǔ)沉降。因此對(duì)基礎(chǔ)的要求是：堅(jiān)實(shí)牢固， 除承受機(jī)組靜荷載外還能承受機(jī)組震動(dòng)荷載。基礎(chǔ)尺寸一般按所選水泵的安裝尺寸確定。基礎(chǔ)長為L=3000mm基礎(chǔ)寬為B=1200mm 基礎(chǔ)高度為H=1820mm5選泵后揚(yáng)程的核算根據(jù)泵站布置，對(duì)水泵總揚(yáng)程及吸程進(jìn)行核算：由于是潛水污水泵就不考慮吸水高度。總揚(yáng)程H = hi h2式中hi出水管路全部水頭損失； h2 集水池水位與出水水位差。XE 出：同心心漸擴(kuò)管 dn200DN350，E =0.34;

37、90 鑄鐵彎頭 2 個(gè)，DN350, E =0.67。2 312h2 =0.00233 (11.5220)(0.34 0.67 2)0.54 (m )19.6H=15m所選水泵可以滿足要求。中水回用部分1中水回用處理廠規(guī)模及流程1.1 中水回用處理廠的設(shè)計(jì)規(guī)模中水回用處理廠的設(shè)計(jì)規(guī)模以最高日設(shè)計(jì)流量計(jì)算，為18500 m3/d.1.2 處理廠工藝流程的選擇中水處理廠工藝流程的確定，應(yīng)根據(jù)CJ/T 48-1999生活雜用水水質(zhì)綠化 用水標(biāo)準(zhǔn)，水廠所在地區(qū)的氣候情況、設(shè)計(jì)水量、設(shè)計(jì)規(guī)模等因素，通過調(diào) 查研究，參考相似水廠的設(shè)計(jì)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。 處理工藝：(1)集水池一一泵房一混凝

38、池一沉淀池一過濾池一消毒一清水池一二泵房 一用戶2藥劑選擇及投加方式2.1 混凝劑1混凝劑的選擇：應(yīng)用于水處理的混凝劑應(yīng)符合以下要求： 混凝效果好；對(duì)人體健康無害; 使用方便；貨源充足，價(jià)格低廉。聚會(huì)氯化鋁符合以上要求，故選用。2混凝劑投加量的確定據(jù)原水渾濁度最高值800 mg/L以及混凝劑投加量參考值確定投加量為29.5 mg/L混凝劑投加量參考值原水濁 度7時(shí)較 有效Ph值影響小，PH值小時(shí)，剩 余臭氧殘留較久在管網(wǎng)中 的剩余消 毒作用有比液氯有更長的剩余消 毒時(shí)間無，需補(bǔ)加氯國內(nèi)應(yīng)用 情況廣泛在城市水廠中極少應(yīng)用較少接觸時(shí)間30mi n數(shù)秒至10mi n適用條件極大多數(shù)水廠用氯消 毒，漂

39、白粉只適用于小 水廠原水中有機(jī)物如酚污染 嚴(yán)重時(shí)，須在現(xiàn)場(chǎng)制備， 直接應(yīng)用制水成本咼，適用于有機(jī)污 染嚴(yán)重的情況。因無持續(xù)消 毒作用，在進(jìn)入管網(wǎng)的水中 還需加少量氯消毒從經(jīng)濟(jì)性，可行性等因素考慮，本設(shè)計(jì)選擇液氯為消毒劑：其在國內(nèi)外各 大水廠應(yīng)用最廣，除消毒外，還起氧化作用；加氯操作簡(jiǎn)單，價(jià)格低，且在管 網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。2加氯裝置加氯機(jī)加氯機(jī)用以保證消毒安全和計(jì)量準(zhǔn)確。加氯機(jī)臺(tái)數(shù)按最大加氯量選用，至少安裝2臺(tái)，備用臺(tái)數(shù)不少于一臺(tái)。在氯瓶與加氯機(jī)之間宜有中間氯瓶，以沉淀氯氣中的雜質(zhì)，萬一加氯機(jī) 發(fā)生事故時(shí)，中間氯瓶還可以防止水流入氯瓶。3中水處理構(gòu)筑物的選擇5.3.1 混合設(shè)施混合設(shè)施應(yīng)根

40、據(jù)混凝劑的品種進(jìn)行設(shè)計(jì)，使藥劑與水進(jìn)行恰當(dāng)、急劇充分的混 合。一般混合時(shí)間1030s。本設(shè)計(jì)的混合設(shè)施采用“管式靜態(tài)混合器”，管式靜態(tài)混合器有其獨(dú)特 的優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)造簡(jiǎn)單、安裝方便、維修費(fèi)用低。又由于水廠運(yùn)行穩(wěn)定，并不存 在“流量降低，混合效果下降”的情況，所以選用管式靜態(tài)混合器（圖5-4） 管式混合方式的主要特點(diǎn)及使用方式特點(diǎn)及使用條件管式混合管道混合混合簡(jiǎn)單，無需另建混合設(shè)施，混合效果不穩(wěn)定，流 速低時(shí)，混合不充分靜態(tài)混合器構(gòu)造簡(jiǎn)單，無運(yùn)動(dòng)設(shè)備，安裝方便，混合快速均勻； 當(dāng)流量降低時(shí)，混合效果下降加藥管式靜態(tài)混合器工作原理： 混合器內(nèi)安裝若干混合單元，每一混合單元有 若干固定葉片按一定角度交叉

41、組成。水流和藥劑通過混合器時(shí)，將被單元體多 次分割，改向并形成渦流，達(dá)到混合目的。3.2 澄清池設(shè)計(jì)中選擇機(jī)械攪拌澄清池代替絮凝沉淀設(shè)備。因?yàn)闄C(jī)械澄清池有以下優(yōu)點(diǎn)：1、比水力澄清池更能適應(yīng)流量變化處理效果較穩(wěn)定；2、處理效率高，單位面積產(chǎn)水量大；3、大大減小了水廠面積。3.3 過濾在常規(guī)水處理過程中，過濾一般是指以石英砂等粒狀濾料層截留水中懸 浮雜質(zhì)，從而使水的澄清的工藝過程。濾池有多種形式，以石英砂為濾料的普通快濾池使用歷史最久。為充分 發(fā)揮濾料層截留雜質(zhì)能力，又出現(xiàn)了雙層，多層及均質(zhì)濾料濾池等?，F(xiàn)在應(yīng) 用較多較多的有普通快濾池、V型濾池、虹吸濾池等。其中 V型濾池采用 氣水反沖洗，又具又表

42、面橫向掃洗功能，沖洗效果好，節(jié)水。，從節(jié)水、過濾效果考慮，設(shè)計(jì)中采用 V型濾池。4機(jī)械攪拌澄清池設(shè)計(jì)計(jì)算本設(shè)計(jì)按照不加斜板進(jìn)行，考慮以后加斜板，計(jì)算過程中對(duì)進(jìn)水、出水。 集水等案2Q進(jìn)行校核。機(jī)器設(shè)置兩座，則Q= Qd近 /2=448 m3/h其中5%為水廠自用水量.4.1 第二絮凝室第二絮凝室流量為Q = 5Q = 448X 5/3600 =0.622m3/s取第二絮凝室導(dǎo)流板截面積 A =0.040卅，流速“=0.04m/s則第二絮凝室截面積1 =Q 7 *=0.622/0.04=15.55 m2第二絮凝室內(nèi)徑：Dr = J41 + A1）=4.46m，取 4.50m絮凝室壁厚：6i=0.

43、25m則第二絮凝室外徑為rDi = Dr +2 r =4.50+0.50=5.00m停留時(shí)間ti取60s，則第二絮凝室高度為：Hr = Q / r =2.34m，取 2.50m.4.2 導(dǎo)流室導(dǎo)流室內(nèi)導(dǎo)流板截面積取為：A2 = A, =0.040 m2導(dǎo)流室面積：2= 1=15.55 m2則導(dǎo)流室內(nèi)徑為D2= j4（ItD4+2 +A） =6.70m，取 7m導(dǎo)流室壁厚2 =0.1m，則導(dǎo)流室外徑為FD2 = D2+22 =7.2m第二絮凝室出水窗高度為：=1m導(dǎo)流室出口流速U6=0.04m/s則導(dǎo)流室出口面積為A3=Q /ub =0.622/0.04=15.55 m出口斷面寬為 H3=3=0

44、.83m，取1m3 +D2)出口垂直高度 H3 = 2H 3 =1.414U2 仁1.40m平而E5機(jī)械攪拌澄清池計(jì)算示意圖4.3 分離室取分離室流速u2=0.001m/s,則分離室面積為：3=Q/u2=448/ (3600 X 0.001 ) =125 m2澄清池總面積為：=.3+D2 =125+ X 7.2A2=130.7 m24 4澄清池直徑為D= 4, =12.9m,取13米兀4.4 池深取水停留時(shí)間取為T=1.5h，則池子有效容積為： V 丄QT=448X 1.5=672 m3考慮增加4%的結(jié)構(gòu)容積，則池子計(jì)算總?cè)莘e：V= (1+4% V * =700 m3 取池子超高H=0.50m

45、池子直壁部分高度 H4=1.85m工H圖6池深示意圖W2+W3 = V- W =700-245.43=455m3取圓臺(tái)高度為： 出=3.9口；池子圓臺(tái)斜邊傾角為45 ;則底部直徑為Dt= 2H5=13-2X 3.9=5.2mH6=1.2m澄清池底部采用球殼式結(jié)構(gòu)，取球冠高度 圓臺(tái)容積：3匕2丿 2212丿.=269.04m3球冠半徑：r=Dt2 4H628H6=3.5m球冠容積：W3=： H62(R-H63)=13.43m3池子實(shí)際有效容積：V= W +她 +W3 =245.43+269.04+13.43=527.9m3實(shí)際總停留時(shí)間：V =V/1.04=527.9/1.04=507.60m3

46、T=507.60X 1.5/672=1.13h池子總高度：H=H。H4 H5 H6=0.50+1.85+3.9+1.2=7.45m4.5 配水三角堰進(jìn)水流量增加10%的排泥量，槽內(nèi)流速取U3=0.5m/s,則三角堰直角邊長為Bi =三角堰采用孔口出流，孔口流速同u3，貝U出水孔總面積為1.10Q/U3=1.10X 448/ (3600X 0.5 ) =0.2738 m2取空口直徑為0.10m,每孔面積為0.007854 m,出水孔總數(shù)為 81.08 個(gè)；為施工方便，采取沿三角堰，每4設(shè)置一孔，共90個(gè)?？卓趯?shí)際流速為u3 =1.10Q_2 =0.19m/s“0.10、90兀I 2丿4.6 第一

47、絮凝室取第二絮凝室底板厚度3=0.15m，貝U第一絮凝室上端直徑為D3 = D1 +2 B +2 -3 =5.0+2 X 0.80+2X 0.15=6.90m第一絮凝室高度為H7 = H4+H5 - H1 -、3=1.85+3.90 2.50-0.15=3.10m傘形板延長線交點(diǎn)處直徑為：Dt + d3D4 = T3 + H7 =(5.2+6.9)+3.10=9.15m取泥渣回流量為Q =4Q，回流速度U4 =0.15m/s，回流縫寬度4Q9=0.116mhD4u4設(shè)裙板厚度為4 =0.06m，貝U傘形板下端圓柱直徑為：D5= D4 2 (、2B2 +、4)=8.7m按照等腰三角形計(jì)算，傘形板

48、下端圓柱體高度為：H8= D4 D5 =9.15-8.7=0.45m傘形板離池體高度為：H10= ( D5 Dt ) /2= (8.7 5.2 ) /2=1.75m傘形板錐部高度為：H9= H7 H8 H10=3.10 0.45 1.75=0.9m4.7 容積計(jì)算第一絮凝室：V13 卜 22222 2=111.82m3第二絮凝室：. 2 1 2 2 V2=D1 H1 (D2 -D1 )(已-BJ443=38.75m分離室：V3=V -( V1+V2)=698.88( 111.82+38.75 )=548.31 m3實(shí)際各室容積之比：第二絮凝室：第一絮凝室：分離室=V2 : V : V3=38.

49、75: 111.82: 548.31=1 : 2.88: 14.15 澄清池內(nèi)各室停留時(shí)間：第二絮凝室：38.75X 60/448=5.2mi n第一絮凝室：5.2 X 2.80=14.56mi n分離室：5.2 X 6.71=34.89min4.8 進(jìn)水系統(tǒng)取進(jìn)水流速為V6=1.0m/s進(jìn)水管管徑設(shè)計(jì)中取進(jìn)水管管徑為 DN400，貝U實(shí)際進(jìn)水流速為:4QV6=2 =0.99m/snd4.9據(jù)此設(shè)計(jì)出水管管徑為400mm 集水系統(tǒng)集水槽采用輻流式集水槽和環(huán)形集水槽，設(shè)計(jì)時(shí)，輻射槽、環(huán)形槽、總 出水槽之間按水面連接考慮。圖7輻射櫓計(jì)算示意圖1輻流式集水槽：池共設(shè)6根輻流式集水槽，每根集水槽流量為

50、 q輻=Q/6=448/ (3600 X 6)=0.0207m3/s設(shè)輻射槽寬R=0.25m,槽內(nèi)水流速度U51 =0.4m/s，槽內(nèi)坡降iL=0.1m， 則槽內(nèi)終點(diǎn)水深為h,=出=0.207mU51b1槽臨界水深：hk =0.323m槽起點(diǎn)水深為:h1 =仇-iL/3)2 -23iL=0.530m按2q輻校核，取水槽內(nèi)流速U51 =0.6m/s，則h? =0.276mh1 =0.460m設(shè)計(jì)槽內(nèi)起點(diǎn)水深0.46m,終點(diǎn)水深0.56m,出水孔前水位0.05m，孔口 出流跌落0.07m,槽超高0.2m,貝U槽起點(diǎn)斷面高：0.46+0.07+0.05+0.20=0.78m槽終點(diǎn)斷面高：0.56+0.07+0.05+0.20=0.88m每槽孔口總面積為刀= q0 122g h=0.01689 m2孔眼直徑設(shè)計(jì)為 25mm則彈孔面積f0 =4.91 cm 2，則每槽孔眼總數(shù)為:N=E fo/fo =392.8/4.91=80 個(gè)，每側(cè) 40 個(gè)。2 環(huán)形集水槽：Q = q環(huán)=Q/2=448/ (3600X 2) =0.0622m3/siL=0.取u52 =0.6m/s，槽寬b2 =0.5m，考慮到施工方便