《水污染控制工程》課程設(shè)計(jì)(2)

1、1.設(shè)計(jì)概述1.1設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)任務(wù)n 設(shè)計(jì)題目：10000立方/天小城鎮(zhèn)生活污水處理工程設(shè)計(jì)n 設(shè)計(jì)目的² 掌握基本的設(shè)計(jì)步驟² 掌握水污染控制工程設(shè)計(jì)技巧² 掌握小城鎮(zhèn)生活污水處理的基本工藝流程² 掌握水污染工程設(shè)計(jì)計(jì)算方法² 熟悉環(huán)境工程制圖標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范n 設(shè)計(jì)（研究）內(nèi)容和要求：l 完成一套完整的設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。要求如下：² 各構(gòu)筑物的尺寸，利于施工² 各設(shè)備的參數(shù)，利于選型² 各管道參數(shù)，利于安裝² 各控制節(jié)點(diǎn)的排布，利于管理² 各環(huán)節(jié)的水頭損失，利于節(jié)能l 設(shè)計(jì)圖集² 平面布

2、置圖² 高程圖² 主要構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)圖² 設(shè)備一欄表² 材料一欄表n 設(shè)計(jì)原始資料：² 小城鎮(zhèn)生活污水量是10000立方/天，水量變化系數(shù)取1.3。² 出水達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB18918-2002一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，即：，² 設(shè)計(jì)條件ü 日均待處理污水量：ü 進(jìn)水水質(zhì)：，1.3設(shè)計(jì)排水水質(zhì)去除率² 城市污水經(jīng)處理后，就近排入水體。污水處理廠出水水質(zhì)參考城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）中的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，并盡量爭(zhēng)取提高出水水質(zhì)，因此確定本污水廠出水水質(zhì)控制為：，²

3、 結(jié)合排放水要求和出水水質(zhì)，計(jì)算去除率，如表1所示：式中：進(jìn)水物質(zhì)濃度；出水物質(zhì)濃度表1 水質(zhì)去除率計(jì)算序號(hào)基本控制項(xiàng)目一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)（）進(jìn)水水質(zhì)（）去除率（%）15030083.3%21022095.5%31020095.0%40.51095.0%583073.3%669782.城市污水處理方案的確定2.1確定污水處理方式的原則影響物水處理方式與處理的相關(guān)狀況如;處理水量、排放標(biāo)準(zhǔn)、原水水質(zhì)、建設(shè)投資、運(yùn)行成本、處理效果及穩(wěn)定性，工程應(yīng)用狀況、維護(hù)管理是否簡(jiǎn)單方便以及能否與深度處理組合等因素相關(guān)。具體污水方式確定的原則，見(jiàn)表2。表2 污水處理方式的原則原則序號(hào)具體原則內(nèi)容1出水水質(zhì)穩(wěn)定、可靠、衛(wèi)

4、生安全；2抗水質(zhì)、水量變化能力強(qiáng)；3污泥處理與處置簡(jiǎn)單；4建筑管理和維護(hù)費(fèi)低；5維護(hù)管理簡(jiǎn)單方便；6必須時(shí)可與深度處理工藝進(jìn)行組合。2.2污水處理工藝的簡(jiǎn)介 根據(jù)測(cè)量的水量、水質(zhì)和環(huán)境容量降低的結(jié)論確定污水及污泥處理應(yīng)達(dá)準(zhǔn)，根據(jù)以上的分析和綜合，并且結(jié)合當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)狀況，故本設(shè)計(jì)所選擇的工藝為A/O工藝。A/O工藝特點(diǎn)：反硝化產(chǎn)生堿度補(bǔ)充硝化反應(yīng)之需，可以補(bǔ)償硝化反應(yīng)堿度的50%左右；可以利用污水中有機(jī)碳源；反硝化菌對(duì)碳源利用更加廣泛，及包括難降解的有機(jī)物；可以有效控制污泥膨脹；工藝流程簡(jiǎn)單，基建費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用較低，脫氮率在70%左右但出水中仍有部分硝酸鹽，在二次沉淀池終會(huì)造成反硝化反應(yīng)污泥上浮

5、。2.3污水處理工藝流程示意圖2.4 主要構(gòu)筑物的選擇2.4.1 污水處理構(gòu)筑物的選擇l 格柵格柵主要是為了截留較大的懸浮物及漂浮物，減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷。清除截留污物的方法有兩種：人工清除和機(jī)械清除。大型污水處理廠，一般用機(jī)械清除截留物。本設(shè)計(jì)確定采用兩道格柵，50mm 的粗格柵和10mm的細(xì)格柵。l 進(jìn)水觀察井進(jìn)水觀察井于廠區(qū)進(jìn)水管和粗格柵間之間。l 污水泵房根據(jù)污水處理規(guī)模及相關(guān)情況選泵；污水泵站建設(shè)根據(jù)泵站規(guī)模大小、地質(zhì)水文條件、地形及施工方案、管理水平、環(huán)境要求等。本工程設(shè)計(jì)確定采用與粗格柵合建的潛水泵房。l 沉砂池沉砂池的功能的去除比重較大的無(wú)機(jī)顆粒。按水流方向的不同可分為

6、平流式、豎流式、曝氣沉砂池和旋流沉砂池四類。A. 豎流沉砂池排砂方便，效果好，構(gòu)造簡(jiǎn)單工作穩(wěn)定。池深大，施工困難，造價(jià)較高，對(duì)耐沖擊負(fù)荷和溫度的適應(yīng)性較差，池徑受到限制，過(guò)大的池徑會(huì)使布水不均勻。B. 平流沉砂池沉淀效果好，耐沖擊負(fù)荷，適應(yīng)溫度變化。工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于施工，便于管理。占地大，配水不均勻，易出現(xiàn)短流和偏流，排泥間距較多，池中約夾雜有15%左右的有機(jī)物使沉砂池的后續(xù)處理增加難度。C. 曝氣沉砂池克服了平流沉砂池的缺點(diǎn)，使砂粒與外裹的有機(jī)物較好的分離，通過(guò)調(diào)節(jié)布?xì)饬靠煽刂莆鬯男魉俣龋钩靶瘦^穩(wěn)定，受流量變化影響小，同時(shí)起預(yù)曝氣作用，其沉砂量大，且其上含有機(jī)物少。由于需要

7、曝氣，所以池內(nèi)應(yīng)考慮設(shè)消泡裝置，其他型易產(chǎn)生偏流或死角，并且由于多了曝氣裝置而使費(fèi)用增加，并對(duì)污水進(jìn)行預(yù)曝氣，提高水中溶解氧。D. 旋流沉砂池（鐘式沉砂池）占地面積小，可以通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，使得沉砂效果最好，同時(shí)由于采用離心力沉砂，不會(huì)破壞水中的溶解氧水平（厭氧環(huán)境）。氣提或泵提排砂，增加設(shè)備，水廠的電氣容量，維護(hù)較復(fù)雜?；谝陨纤姆N沉砂池的比較，本工程設(shè)計(jì)確定采用曝氣沉砂池。l 沉淀池由于本設(shè)計(jì)主要構(gòu)筑物采用A/O工藝，可設(shè)初次和二次沉淀池，初沉池設(shè)在沉砂池后面，生物處理構(gòu)筑物前面；二沉池設(shè)在生物處理構(gòu)筑物的后面，用于去除活性污泥或腐殖污泥。沉淀池有平流沉淀池、輻流沉淀池、豎流沉淀池、斜板（管）

8、沉淀池。綜合比較，四種沉淀池的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合本設(shè)計(jì)的具體資料要求，本設(shè)計(jì)二沉池采用中心進(jìn)水、周邊出水的輻流式沉淀池。l A/O池本設(shè)計(jì)結(jié)合設(shè)計(jì)初始數(shù)據(jù)和經(jīng)濟(jì)情況及污水廠所在地氣候條件，采用A/O型工藝。l 消毒污水處理廠一般消毒方法有液氯消毒、漂白粉消毒、紫外線消毒和臭氧消毒等四種，比較其優(yōu)缺點(diǎn)本設(shè)計(jì)采用紫外線消毒。2.4.2 污泥處理構(gòu)筑物的選擇ü 污泥濃縮濃縮池有重力濃縮池和浮選濃縮池。重力濃縮池由運(yùn)行方式分間歇式或連續(xù)式重力濃縮池。浮選濃縮池用于濃縮活性污泥及生物濾池等較輕型污泥，貯泥能力小運(yùn)行費(fèi)用較高。重力濃縮池適用于濃縮初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，動(dòng)力消耗小運(yùn)行費(fèi)用低。綜合

9、比較，本設(shè)計(jì)采用連續(xù)式重力濃縮池。ü 污泥脫水污泥脫水的方法：機(jī)械脫水、自然干化和污泥燒干、焚燒等。本設(shè)計(jì)綜合各種方法后采用帶式壓濾機(jī)的機(jī)械脫水。3.污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1進(jìn)水觀察井污水處理若出現(xiàn)故障時(shí)，為了維修故障構(gòu)筑物，保護(hù)所有構(gòu)筑物，在進(jìn)入格柵井前設(shè)置進(jìn)水觀察井。1、進(jìn)水觀察井的作用：匯集各種來(lái)水并改變進(jìn)水方向，確保進(jìn)水的穩(wěn)定性。2、進(jìn)水觀察井前設(shè)跨越管，跨越管的作用：當(dāng)污水廠出現(xiàn)故障或維修時(shí)，可使污水直接排入水體，跨越管的管徑比進(jìn)水管要略大，取為3、進(jìn)水觀察井設(shè)計(jì)要求如下:設(shè)在污水處理前，在具體構(gòu)筑物粗格柵、集水池前；形式為圓形、矩形或梯形；井底高程不得高于最低來(lái)水管管底，

10、水面不得淹沒(méi)來(lái)水官管頂。4、考慮施工方便以及水力條件具體設(shè)計(jì)要求：進(jìn)水觀察井尺寸取、井深、井內(nèi)水深；進(jìn)水觀察井井底標(biāo)高為（設(shè)地面高標(biāo)為），進(jìn)水觀察井水面標(biāo)高為，超越管位于進(jìn)水管頂處，即超越管管底標(biāo)高為。采用ZMQF型明桿式鑄鐵方井門(mén)：尺寸為，重量為。啟閉機(jī)的選擇根據(jù)啟閉力在給水排水手冊(cè)第11冊(cè)P705-706上查得采用XLQ-5型啟閉機(jī)。型號(hào)型式啟閉能力t啟閉高度m功率kwXLQ-5手、電兩用5141.15、污水廠進(jìn)水管設(shè)計(jì)l 設(shè)計(jì)依據(jù)：ü 進(jìn)水流速在；ü 進(jìn)水管管材為鋼筋混凝土管；ü 進(jìn)水管按非滿流設(shè)計(jì)，。l 設(shè)計(jì)計(jì)算ü 取進(jìn)水管徑為，流速，設(shè)計(jì)坡度。

11、ü 已知最大日污水量；ü 初定充滿度，則有效水深；ü 已知管內(nèi)底標(biāo)高為，則水面標(biāo)高為：；ü 管頂標(biāo)高為：；ü 進(jìn)水管水面距地面距離：。3.2格柵l 設(shè)計(jì)要求a) 污水處理系統(tǒng)前格柵條間隙應(yīng)符合：人工清除;機(jī)械清除;最大間隙。b) 水泵前格柵間隙不大于,污水處理前可不再設(shè)置格柵；c) 粗格柵間隙一般采用 ,細(xì)格柵采用;d) 過(guò)柵流速一般采用；格柵前渠道水流速度一般采用；e) 格柵傾角一般采用；f) 通過(guò)格柵的水頭損失一般采用 ；g) 格柵間工作臺(tái)兩側(cè)過(guò)道寬度不應(yīng)小于；h) 工作臺(tái)正面過(guò)道寬度：人工清除，不小于；機(jī)械清除，不小于；i) 機(jī)械格柵的動(dòng)

12、力裝置一般宜設(shè)在室內(nèi)或采取其它保護(hù)設(shè)備的措施；j) 格柵間應(yīng)安設(shè)調(diào)運(yùn)設(shè)備，以進(jìn)行檢修、柵渣的日常清除。3.2.1格柵的設(shè)計(jì)u 格柵設(shè)計(jì)參數(shù)：ü 柵前流速：ü 過(guò)柵流速：；ü 格柵間隙：；ü 柵條寬度:；ü 格柵安裝傾角:；ü 每1000立方污水的單位柵渣量：u 格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算ü 柵前水深 ：；ü 柵條間隙數(shù)： ü 柵槽寬度Bu 格柵的柵前進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度 設(shè)進(jìn)水渠寬，漸寬部分展開(kāi)角，則此進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為，即：u 粗格柵與提升泵房連接處漸窄部分長(zhǎng)度：u 粗格柵的過(guò)柵水頭損失：設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面，

13、則：u 柵前槽總高度：設(shè)柵前渠道超高，則柵前槽高：u 柵后槽總高度：設(shè)柵前渠道超高，則柵前槽高：u 柵槽總長(zhǎng)度u 每日柵渣量 故采用機(jī)械清渣。3.3曝氣沉砂池設(shè)計(jì)3.3.1曝氣沉砂池參數(shù)ü 設(shè)計(jì)流量的確定：當(dāng)污水自流入池時(shí)，應(yīng)按最大設(shè)計(jì)流量計(jì)算；當(dāng)污水用水泵抽升入池時(shí)，按工作水泵的最大組合流量計(jì)算；合流制處理系統(tǒng)，按降雨時(shí)的設(shè)計(jì)流量計(jì)算；ü 設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速：最大流速為0.3m/s，最小流速為0.15m/s。這樣的流速范圍，可基本保證無(wú)機(jī)顆粒能沉掉，而有機(jī)物不能下沉；ü 最大設(shè)計(jì)流量時(shí)，污水在池內(nèi)的停留時(shí)間一般為1-3min；ü 設(shè)計(jì)有效水深一般采用

14、2-3m，寬深比為1-2；ü 1m3污水曝氣量為0.2m3空氣，長(zhǎng)寬比可達(dá)5，大于5要設(shè)擋板。ü 沉砂池超高不宜小于0.3m。3.3.2曝氣沉砂池計(jì)算ü 池子總有效容積V（設(shè)）：ü 水流斷面積A(設(shè))：ü 池總寬度B（設(shè)）：ü 每格池子寬度b（設(shè)格）：寬深比介于1.01.5之間，符合規(guī)定。ü 池長(zhǎng)L：ü 每小時(shí)所需空氣量q（設(shè)）：ü 沉砂斗所需容積，設(shè),則：ü 每個(gè)沉砂斗容積，設(shè)每一分格有2個(gè)沉砂斗，則ü 沉砂斗各部分尺寸設(shè)斗底寬，斗壁與水平面的傾角為55度，斗高，沉砂斗上口寬：沉砂斗

15、容積：ü 沉砂室高度，采用重力排砂，設(shè)池底坡度為，坡向砂斗，則：ü 池總高度，設(shè)超高，則：ü 驗(yàn)算最小流速在最小流量時(shí)，只用1格工作（）：ü 尺寸大?。?#252; 曝氣設(shè)備計(jì)算：干管直徑：由給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)知曝氣方式分為穿孔管曝氣，干管管徑110mm,豎管和橫支管管徑均為80，橫支管上裝有12DN13小支管向下交叉打孔5，孔距50。ü 鼓風(fēng)機(jī)的選擇：由給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)查并選T30型軸流通風(fēng)機(jī)2臺(tái)（一用一備）3.4 沉淀池的設(shè)計(jì)在本次設(shè)計(jì)中為了提高沉淀效率，節(jié)約土地資源，降低籌建成本，采用機(jī)械刮泥吸泥機(jī)的輻流沉淀池，進(jìn)出水采用中心進(jìn)水，周邊出水

16、，以獲得較高的容積利用率和較好的沉淀效果。3.4.1 設(shè)計(jì)參數(shù)ü 沉淀池的直徑一般不小于，當(dāng)直徑小于時(shí)，可采用多斗排泥；當(dāng)直徑大于時(shí)，應(yīng)采用機(jī)械排泥；ü 沉淀池有效水深大于，池子直徑與有效水深比值不小于6；.ü 池子超高至少應(yīng)采用；ü 池底坡度不小于0.05；ü 表面負(fù)荷取，沉淀效率；ü 池子直徑一般大于，有效水深大于；ü 池底坡度一般采用；ü 排泥管設(shè)于池底，管徑大于，管內(nèi)流速大于，排泥靜水壓力，排泥時(shí)間大于。 3.4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算ü 沉淀部分水面面積： 設(shè)沉淀池個(gè)數(shù)，表面負(fù)荷，ü 池子直徑D

17、：ü 實(shí)際水面面積：ü 實(shí)際表面負(fù)荷：ü 校核堰口負(fù)荷：ü 沉淀部分有效水深（設(shè)）：ü 沉淀池部分有效容積：ü 沉淀池坡底落差 （取池底坡度）：設(shè)污泥斗下半徑，上半徑，則ü 污泥斗高度：ü 污泥斗容積ü 污泥斗圓錐體以上部分污泥容積為：ü 共可儲(chǔ)存污泥的體積為：ü 沉淀池總高度:設(shè)超高，緩沖度高度，則3.5 A/O工藝的設(shè)計(jì)3.5.1 A/O工藝依據(jù)本設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)的要求；本設(shè)計(jì)采用缺氧/好氧活性污泥生物脫氮工藝A/O工藝。3.5.2 A/O工藝流程本A/O工藝由前段厭氧池和后

18、段生物接觸氧化池串聯(lián)組成，在A/O工藝系統(tǒng)中, 反硝化反應(yīng)器在前；BOD去除、硝化兩項(xiàng)反應(yīng)的綜合反應(yīng)在后。反硝化反應(yīng)時(shí)以原污水中的有機(jī)物為碳源， 硝化反應(yīng)器內(nèi)有大量硝酸鹽的消化液回流到反硝化反應(yīng)器，進(jìn)行反硝化脫氮反應(yīng)。好氧段采用生物接觸氧化工藝，好氧段的出水經(jīng)沉淀處理后進(jìn)入生物活性碳吸附氧化工段，廢水中的有機(jī)物被吸附在活性炭表面和小孔中，活性炭表面和小孔中生活著無(wú)數(shù)微生物將吸附的有機(jī)物不斷氧化分解，使廢水進(jìn)一步得到凈化。3.5.3 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)A/O工藝由缺氧和好氧兩段組成，兩段可以分建也可以合建，合建要求兩段擋板隔開(kāi)；缺氧段水力停留時(shí)間，溶解氧小于，同時(shí)加強(qiáng)攪拌混合，防止污泥沉積，應(yīng)設(shè)置攪拌器或水下推動(dòng)器。好氧段結(jié)構(gòu)和普通活性污泥法相同，要保證溶解氧,水力停留時(shí)間。3.5.4 A/O工藝設(shè)計(jì)規(guī)定：ü 污泥負(fù)荷率：在0-0.18之間；ü 總氮負(fù)荷：小于等于0.05；ü 污泥齡d：大于10h；ü 混合液回流比在：50-100%；ü 污泥回流比R：50-100%；ü 污泥濃度)：30005000(3000)；ü 溶解氧：A段低于, O段介于；ü 溫度/: 20-30；ü 反硝化池：。3.5.5 A/O