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文檔簡介

1、 廣州大學市政技術學院課程設計書課程設計名稱:某城市污水處理廠設計 系 部 環(huán)境工程系 專 業(yè) 14環(huán)境 班 級 14環(huán)工 姓 名 鄧敏艷 指導教師 王 昱 2016 年 5 月 30 日目錄一、課程設計內容說明3二 、設計原始數(shù)據資料3(一)城鎮(zhèn)概況3(二)工程設計規(guī)模:4(三)廠區(qū)附近地勢資料4(四)氣象資料5(五)水文資料5三、課程設計基本要求6四、課程設計6(一)、計算設計流量6(二)、計算設計格柵7(二)、沉砂池9(三)、曝氣池111、曝氣池的計算與各個部位尺寸的確定112、曝氣系統(tǒng)的計算與設計123、供氣量的計算134空氣管系統(tǒng)計算15(四)、二沉池設計204.1、二沉池池體計算2

2、04.2、二次沉淀池污泥區(qū)的設計214.3、二沉池總高度:22五、污水處理廠平面布置圖22六、污水處理廠的高程布置226.1、水力損失的計算226.1.1、構筑物水力損失表:226.1.2、污水管道水力計算表:236.2、構筑物水面標高計算表:236.3、污水處理廠的高程布置24七、參考文獻資料24八、總結25一、課程設計內容說明進行某城鎮(zhèn)污水處理廠的初步設計,其任務包括:1、根據所給的原始資料,計算進廠的污水設計流量;2、根據水體的情況、地形和上述計算結果,確定污水處理方法、流程及有關處理構筑物;3、對各構筑物進行工藝設計計算,確定其型式、數(shù)目與尺寸;4、進行各處理構筑物的總體布置和污水流程

3、的高程設計;5、設計說明書的編制。二 、設計原始數(shù)據資料(一)城鎮(zhèn)概況該城市地處東南沿海,北回歸線橫貫市區(qū)中部,該市在經濟發(fā)展的同時,城市基礎設施的建設未能與經濟協(xié)同發(fā)展,城市污水處理率僅為3.4%,大量的污水未經處理直接排入河流,使該城市的生態(tài)環(huán)境受到嚴重的破壞。為了把該城市建設成為經濟繁榮、環(huán)境優(yōu)美的現(xiàn)代化城市,籌建該市的污水處理廠已迫在眉睫。該城鎮(zhèn)計劃建設污水處理廠一座,并已獲上級計委批準。目前,城鎮(zhèn)面積約28Km2,根據城鎮(zhèn)總體規(guī)劃,城鎮(zhèn)面積40Km2,其出水進入B江,B江屬地面水類水體,要求排入的污水水質執(zhí)行污水綜合排放標準(GB18918-2002)中的一級標準中的B類標準,主要水

4、質指標為:COD60mg/L,BOD520mg/L,SS20mg/L,TN20 mg/L,NH3-N15mg/L,TP1.0mg/L。(二)工程設計規(guī)模:1、污水量:根據該市總體規(guī)劃和排水現(xiàn)狀,污水量如下:1.1生活污水量:該市地處亞熱帶,由于氣候和生活習慣,該市在國內一向屬于排水量較高的地區(qū)。據統(tǒng)計和預測,該市生活污水水量為7萬m3 /d。1.2工業(yè)污水量:市內工業(yè)企業(yè)的生活污水和生產污水總量 1 萬m3/d。1.3污水總量:市政公共設施及未預見污水量以10%計,總污水量為生活污水量、工業(yè)污水量及市政公共設施與未預見水量的總和。2、污水水質:進水水質:生活污水BOD5為 250 mg/l;S

5、S為 200 mg/l?;旌衔鬯疁囟龋合募?8,冬季10,平均溫度為20。3、工程設計規(guī)模:該市排水系統(tǒng)為完全分流制,污水處理廠設計規(guī)模需預留空地以備城市發(fā)展所需。(三)廠區(qū)附近地勢資料1、污水廠選址區(qū)域在海拔標高在+136.5+138m之間,平均海拔在+137m左右,廠區(qū)征地面積為東西長2000m,南北長1000m,平均地面坡度為0.3-0.5,地勢東南高,西北低。2、進廠污水管道水面標高為131m;3、廠區(qū)附近地下水位標高 110m ;4、廠區(qū)附近土層構造。表土砂質粘土細砂中砂粗砂粗砂、礫石粘土砂巖石層1m1.5m1m2m0.8m1m2m(四)氣象資料該市地處亞熱帶,面臨東海,海洋性氣候特

6、征明顯,冬季暖和有陣寒,夏季高溫無酷暑,歷年最高溫度38,最低溫度5,年平均溫度24,冬季平均溫度12。常年主導風向為南風。(五)水文資料最高水位133m ;最低水位125m;常水位129m ;污水廠具體地形另見附圖:三、課程設計基本要求(一)提交設計說明書一份,圖紙二張。(二)設計說明書的內容包括下列各項:四、課程設計(一)、計算設計流量已知:1、生活污水水量為7萬m3 /d;2、工業(yè)污水量總量1萬m3/d。3、污水總量:市政公共設施及未預見污水量以10%計??偽鬯繛樯钗鬯?、工業(yè)污水量及市政公共設施與未預見水量的總和。所以:污水總量=(7+1)×(1+10%)=8.8萬m3

7、/d=1.02m3 /s(二)、計算設計格柵已知數(shù)據:流量Qmax=8.8萬m3 /d=1.02m3 /s 設計采用中格柵,柵條間距e為20mm=0.02m;柵條設計為矩形,長20mm,寬10mm柵前水深設計為0.5m1、 柵渣量2、確定清渣方式因為:W=3.39m3 /d0.2m3 /d所以:采用機械清運的清渣方式3、 傾角因為采用機械清渣所以設計傾角為60°4、過柵流速設計過柵流速值為0.6-1.0m/s。取值0.8m/s5、柵條數(shù)格柵間隙數(shù):柵條數(shù):n-1=119-1=118 (條)6、柵槽寬度7、過柵損失k取值3水頭損失:過柵水頭損失:8、 柵槽總高度 9、柵槽總長度 10、

8、格柵選型根據設計選型選擇采用鏈條回轉式多靶平面格柵除污機GH-800。選用兩臺,一備一用。(二)、沉砂池采用平流式沉砂池(一座兩格四斗)設計最大流速v=0.2m/s ;最大流量停留時間t=50s 有效水深h2=1.0m ;沉砂池超高h1=0.5m1、沉砂池水流部分長度:2、水流斷面積: 3、池總寬度:4、沉砂斗容積:5、設計沉砂斗:設計沉砂池的上底長1.5m,下底長0.5m。斗壁傾角為60°計算出沉砂斗高度為:6、沉砂池高度:7、驗算通過驗算可知設計合格。(三)、曝氣池設計采用推流式曝氣池(鼓風曝氣池),采用傳統(tǒng)活性污泥法。1、曝氣池的計算與各個部位尺寸的確定1.1、BOD-污泥負荷

9、率的確定 式中:K2-系數(shù),對于城市污水其值介于0.0168-0.028,取值0.0185 F-MLVSS/MLSS。對于城市污水f=0.75 Le-有機物降解后的出水濃度,按標準設計取值20mg/L -有機物去除率。1.2、確定混合液污泥濃度X根據已經確定的Ns值,查閱圖書水處理工程技術P191圖(11-2)得到相應的SVI值為100120,取值100。對此r=1.2,污泥回流比R設計為50%。則:1.3、確定曝氣池容積式中:Sa-原污水中的BOD濃度,250mg/L1.4、確定曝氣池各部位的尺寸設4組曝氣池,每組容積為池深取4.5m,則每組曝氣池的面積為:池寬取6.3m,B/H=6.3&#

10、247;4.5=1.4介于12之間,符合規(guī)定。池長: 符合規(guī)定。設5廊道式曝氣池,廊道長:取超高0.5m,則池總高度為: 4.5+0.5=5m2、曝氣系統(tǒng)的計算與設計本次設計采用鼓風曝氣系統(tǒng)。2.1平時需氧量的計算查閱水處理工程技術P214(11-2表)知對于生活污水a=0.420.53 ;b=0.1880.1 ; 取值a=0.5 ;b=0.15Sr=Sa-Se=250-20=230mg/L。進水有機物濃度與出水有機物濃度之差Xv,即是MLVSS。MLVSS=f×MLSS=0.75×4000=3000mg/L代入各值:2.2最大時需氧量的計算根據原始數(shù)據 Kz=1.3,代入

11、各值:2.3每日去除BOD5 值 2.4去除每kgBOD的需氧量2.5最大時需氧量與平均時需氧量之比3、供氣量的計算采用網狀模型中微孔空氣擴散器,敷設于距離池底0.2m處,淹沒水深4.3m。計算溫度定為28。查閱水處理工程技術附錄2表,得:水中溶解氧飽和度:Cs(20)=9.17mg/L : Cs(28)=7.92mg/L3.1、空氣擴散器出口處的絕對壓力壓強Pb:3.2、空氣離開曝氣池面時,氧氣的百分比:EA-空氣擴散器的氧轉移效率, 對網狀模型中微孔擴散器,取值12% 3.3、曝氣池混合液中平均氧飽和度(按最不利溫度條件,30計算)3.4、換算為在20條件下,脫氧清水的充氧量,即:查閱資料

12、,取其值=0.85 ;=0.95 ;p=1 ; 水溫28代入各值,得:相應的最大時需氧量為:3.5、曝氣池平均時供氧量:3.6、曝氣池最大供氧量:3.7、去除每kgBOD5的供氣量:3.8、每m³污水的供氧量:4空氣管系統(tǒng)計算按下圖所示的曝氣池平面圖,布置空氣管道。在相鄰的兩個廊道的隔墻上設一根干管,共10根干管。在每根干管上設5對配氣豎管,即10條配氣豎管。全曝氣池共設100條配氣豎管。4.1.1、每根豎管的供氣量為:4.1.2、曝氣池平面面積:4.1.3、每個空氣擴散器服務面積按0.50計,則所需空氣擴散器的總數(shù)為:4.1.4、本設計采用8400個空氣擴散器,則每個豎管上安設的空

13、氣擴散器的數(shù)目為:4.1.5、每個空氣擴散器的配氣量為:4.2、空氣管的選擇布置將已布置的空氣管路及布設的空氣擴散器繪制成空氣管路計算圖:如圖所示用以進行計算:根據空氣管路計算圖,空氣干管和支管以及配氣豎管的管徑,根據通過的空氣量和相應的流速按水處理技術附錄3加以計算并確定。計算結果列入表格第6項。 空氣管路的局部阻力損失,根據配件的類型按水處理技術式(11-34)折算成當量長度l0,并計算出管道的計算長度l+l0,(l是管段長度)計算結果列入計算表中第8,9項。 空氣管道的沿程阻力損失,根據空氣管的管徑、空氣量、計算溫度和曝氣池水深2,查附錄3得。結果列入計算表第10項。 9項和10項相乘,

14、得壓力損失h1+h2,結果列入表第11項。管段編號管段長度L(m)空氣流量空氣流速v(m/s)管徑D(mm)配件管段當量長度L0(m)管段計量長度L0+L1(m)壓力水頭(m³/h)(m³/min)9.8(Pa/m)9.8(Pa)123456789101122-210.54.760.07938彎頭一個0.551,050.140.1521-200.59.520.15938三通一個1.461.960.240.4720-190.514.280.23838三通一個1.461.960.400.7819-180.519.040.31738三通一個1.461.960.851.6718-1

15、70.523.80.39738三通一個1.461.961.422.7817-160.2528.560.47638三通一個異形管一個1.571.821.6029116-150.657.120.9524.568三通一個異形管一個3.153.750.471.7615-140.9114.241.904590四通一個異形管一個5.255.580.382.2214-130.9171.362.8565120四通一個異形管一個7.418.310.403.3213-128.3399.846.6636.5150閘閥1個、3個彎頭、三通1個17.5425.8404210.8512-116.5799.6813.288

16、200四通一個異形管一個13.6820.180.6012.1111-106.51599.3626.6569.5250四通一個異形管一個17.8824.380.5012.1910-96.52399.0439.989.5300四通一個異形管一個22.2528.750.4914.099-86.53198.7253.3129.5350四通一個異形管一個267733.270.3210.658-79.83998.466.6413350四通1個彎頭2個40.9453.540.5227.847-612.63998.466.6411800三通1個彎頭1個60.7273.320.128.296-512.57996

17、.8133.2811800三通1個異形管1個564769.070.128.295-412.611995.2199.9212800三通1個56.4769.070.128.294-312.615993.6266.5612800三通1個56.4769.070.128.293-212.619988.4333.1412800三通1個56.4769.070.128.292-112.639984666.28141000三通一個異形管一個79.3791.970.2119.31將表中的第11項各值累加,得空氣管道系統(tǒng)的總壓力損失為:網狀膜空氣擴散器的壓力損失為5.88kPa,則總壓力損失為: 為安全計,設計取值

18、9.8kPa4.3、空壓機的選定空氣擴散裝置安裝在距曝氣池池底0.2m處,因此,空壓機所需壓力為: 空壓機供氣量: 最大時:40023m³/h=667.05m³/min 平均時:34346.67m³/h=572.45m³/min根據所需壓力以及空氣量,決定采用(四)、二沉池設計設計采用設有行車式刮泥機的平流式沉淀池。設計主要參數(shù)取值: 水力表面負荷:q=1.5m³/(·h) 沉淀時間:t=2h 水平流速:v=4m/s 配水槽到擋流板的距離:0.5m 流出槽到擋流板的距離:0.3m4.1、二沉池池體計算4.1.1、二沉池的表面積:4.1

19、.2、二沉池的有效水深:4.1.3、二沉池的有效容積:4.1.4、二沉池長度:4.1.6、沉淀池總寬:4.1.7、沉淀池座數(shù)和分格數(shù):設計分為兩座沉淀池,再分為9格,則每格寬度為:驗算:長寬比: 長深比:驗算結論:沉淀池尺寸設計合理。4.2、二次沉淀池污泥區(qū)的設計設計污泥斗下底為0.5m,傾角為60°設計草圖:4.2.1、污泥量: 則二沉池每座每格的污泥量為:4.2.2、污泥斗的容積V14.2.3、污泥斗以上梯形部分的污泥容積V2梯形上底:梯形下底:驗算:污泥斗的設計符合要求。4.3、二沉池總高度:h1-超高,取值0.3m。h3-緩沖高度,0.3m。五、污水處理廠平面布置圖污水處理廠的平面布置圖詳見圖紙。六、污水處理廠的高程布置6.1、水力損失的計算6.1.1、構筑物水力損失表:構筑物名稱水力損失(m)格柵0.2沉砂池0.2曝氣池0.5平流式沉淀池0.46.1.2、污水管道水力計算表:構筑物管渠名稱流量管渠設計參數(shù)水頭損失D(mm)I(%o)V(m/s)L(m)沿程局部總計出水干管36729003.151.602000.630.140.77二沉池出水管渠18366006.21.7560.450.3850.8291.214二沉池進水管渠18366006.21.7560.450.3850.8111.196曝氣池

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