環(huán)境工程課程設(shè)計-污水處理廠工藝流程

1、本溪北臺課程設(shè)計設(shè)計內(nèi)容 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 本溪北臺課程設(shè)計設(shè)計內(nèi)容 1 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 一、總論 3 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 設(shè)計任務(wù)和內(nèi)容 3基礎(chǔ)資料 4廢水水質(zhì) 4處理要求 4處理工藝流程 4氣象與水文資料 4 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 廠區(qū)地形 5 HYPERLINK l bookmark10 o Current Do

2、cument 工藝流程和設(shè)備選擇 5 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 工藝流程比較及選擇 5 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 設(shè)備選擇及功能介紹： 7 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 格柵選擇： 7 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 平流沉淀池： 7 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 深水井： 7 HYPERLINK l bookmark22

3、 o Current Document 攪拌槽： 7 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 渦流反應(yīng)器： 8斜板沉淀池： 8 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 工藝流程論證說明 8 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 平流沉淀池的選擇論證： 8斜管沉淀池的選擇論證： 9采用H2SO4調(diào)節(jié)pH值的原因： 9采用FeH2SO4作為混凝劑的原因： 10 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 二、生產(chǎn)車間設(shè)計 10

4、一、相關(guān)數(shù)據(jù)： 10二、處理工藝流程 11三、計算過程 111、生產(chǎn)車間排水管（明渠）設(shè)計 112、格柵或篩網(wǎng)設(shè)計 123、平流沉淀池 124、深水井設(shè)計 155濃硫酸溶解槽 156、混凝劑溶解槽設(shè)計 167、斜管沉淀池 17 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 四、泵的選用 19 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 1 #、 2#泵一用一備 19 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 3#、 4#、 5#污泥泵 兩用一備 19 HYPERLINK l

5、bookmark38 o Current Document 7#、8#、9#、10# 兩用兩備 19 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 五、工程概算及設(shè)計結(jié)論 20 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 構(gòu)筑物及設(shè)備一覽表 20工程概算表 20 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 六、注意事項： 21 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 1.設(shè)備注意事項： 21 HYPERLINK l bookmark4

6、8 o Current Document 2.廠址選擇注意事項： 22 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 廠區(qū)平面布置注意事項： 23 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 污水處理高程布置注意事項： 24一、總論設(shè)計任務(wù)和內(nèi)容本溪北臺管道公司， 是生產(chǎn)球墨鑄管的專業(yè)工廠， 其生產(chǎn)的管道 規(guī)格從 100mm1000mm。目前，公司年生產(chǎn)能力為 40萬噸，產(chǎn)品 不僅供應(yīng)國內(nèi)企業(yè)單位使用， 還出口到其他國家和地區(qū)。 隨著市場對 球墨鑄管的需求不斷增加， 公司每年的產(chǎn)量也將逐漸擴(kuò)大。 在球墨鑄 管的生產(chǎn)工

7、序中，需要在管道內(nèi)壁襯水泥砂漿，一是為了防腐，二是 為了提高耐磨性， 最終目的是為了提高鑄管的使用壽命。 在整個生產(chǎn) 過程中，有兩個工段生產(chǎn)廢水：一是離心內(nèi)襯過程，有部分水泥砂漿 外濺，形成剩余的水泥砂漿進(jìn)入生產(chǎn)排水系統(tǒng)；其次，對內(nèi)襯成型的 管道，為了保證其內(nèi)壁的光滑， 減少管道輸送阻力， 需要進(jìn)行內(nèi)研磨。 為了消除內(nèi)研磨過程中產(chǎn)生的粉塵及對研磨工具的保護(hù)，需噴水降 塵、降濕，此部分廢水濃度高、粒度細(xì)。根據(jù)公司提供的材料，整個 生產(chǎn)車間日排放工業(yè)廢水 3000m3,故本次廢水治理項目按3000m3/d 進(jìn)行設(shè)計。注：考慮本廠中有職工 300 人，由于職工方面宿舍、食堂、洗澡堂排 放的污水也要進(jìn)

8、行處理， 值得注意的是生活污水和工廠廢水不是一起 處理，而是采取將生活污水單獨處理的方式進(jìn)行處理。基礎(chǔ)資料廢水水質(zhì)根據(jù)公司提供的測試數(shù)據(jù)，廢水中主要含有：SS=5000啞/L ,COD=150 啞/L, pH=1213。處理要求根據(jù)實驗室小型實驗報告, 該廢水經(jīng)過自然沉淀和混凝沉淀可達(dá)到遼寧省綜合排放標(biāo)準(zhǔn)：SS100 啞/L , COD50 mg/L, pH=69。處理工藝流程廢水T平流沉淀池（沉砂堆放）T深水井（泵前加 H2SO4）t混 合攪拌槽（加混凝劑、管道混合）T渦流反應(yīng)器T斜管沉淀池（污泥 堆放）T出水（回用）氣象與水文資料 風(fēng)向：多年主導(dǎo)風(fēng)向為北風(fēng)東北風(fēng)；冬季室外平均風(fēng)速： 2.6

9、m/s；夏季室外平均風(fēng)速： 2.4m/s;風(fēng)載荷： 0.4kN/m2；雪載荷： 0.45kN/m2。氣溫：最冷月平均為-205C ;冬季室外采暖計算溫度為-19C; 最熱月平均為287C ;夏季室外通風(fēng)計算溫度為28C; 冬季室外通風(fēng)計算溫度：-12C;極端氣溫：最高為335C；最低為-356C；冬季室外通風(fēng)計算溫度：-12 C。水文：降水量多年平均為每年 825mm;蒸發(fā)量多年平均為每年 938mm;地下水水位，地面下 56m;最大凍土深度： 1.2m;地震設(shè)計： 7 度。廠區(qū)地形廢水處理車間位于生產(chǎn)車間北側(cè)，海拔標(biāo)高 76m，為平地建廠工藝流程和設(shè)備選擇工藝流程比較及選擇在此次設(shè)計初期我們

10、供選用兩種工藝流程：第一種工藝流程：廢水-平流沉淀池（沉砂堆放）-深水井（泵前加H2SO4）-混合攪拌槽（加混凝劑、管道混合）-渦流反應(yīng)器- 斜管沉淀池（污泥堆放）T出水（回用）第二種工藝流程：污水T分流閘井T格柵間T污水泵房T出水井T計量槽T沉砂池T初沉池T曝氣池T二沉池T消毒池T出水 注：本次課程設(shè)計不涉及填埋場堆放設(shè)計。工藝比較：由以上的第一種工藝流程基本上可知： 此種工藝流程適宜處理有 機(jī)物含量不是很高，但 SS 含量很高的場合，由加混凝劑可知，此種 廢水當(dāng)中含有部分膠體；由以上第二種工藝流程基本上可知此流程是屬于采用活性污泥法工藝出污水的流程設(shè)計步驟，活性污泥法是由曝氣池、沉淀池、污

11、 泥回流（此步驟省略）和剩余污泥處理系統(tǒng)組成，活性污泥法屬于生 化處理技術(shù)， 是通過微生物的新陳代謝作用， 將廢水中的有機(jī)物的一 部分轉(zhuǎn)化為微生物的細(xì)胞物質(zhì)， 另一部風(fēng)轉(zhuǎn)化為比較穩(wěn)定的化學(xué)物質(zhì)（無機(jī)物和簡單有機(jī)物）的方法。在絕大多數(shù)的情況下，生物處理的 主要作用對象 （即充當(dāng)微生物營養(yǎng)基質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)） 為可生化的有機(jī) 物；僅在個別的情況下，生物處理的主要對象可以是無機(jī)物（如好養(yǎng) 條件下進(jìn)行的硝化處理對象是氮， 厭氧條件進(jìn)行的反硝化處理對象是 硝酸鹽）。又由一設(shè)計任務(wù)及設(shè)計內(nèi)容可知：SS=5000啞/L ,COD=150啞/L ,pH=1213。此設(shè)計中，廢水中主要含有無機(jī)污染物，其中大部分為

12、粗分散系，其余部分為膠體。故在進(jìn)行以上兩種工藝流程的比較后， 我們選擇第一種工藝流程，正滿足處理此種廢水的處理要求。設(shè)備選擇及功能介紹：格柵選擇：格柵是用一組平行的剛性柵條制成的框架， 可以用它來攔截水中 的大塊漂浮物。 格柵通常傾斜設(shè)在其他處理建筑物之前或集水池進(jìn)水 口處的渠道中， 以防漂浮物阻塞構(gòu)筑物的孔道、 閘門和管道或損壞水 渠等機(jī)械設(shè)備。 因此，要在處理初期采用格柵處理設(shè)備以起著凈化水 質(zhì)和保護(hù)設(shè)備的雙重作用。平流沉淀池：平流沉淀池主要除去大的粗的顆粒物， 其可分為入流去、沉降區(qū)、 出流區(qū)、污水區(qū)和緩沖區(qū)五個功能區(qū)。 入流區(qū)和出流區(qū)的作用是進(jìn)行 配水和集水， 使水流均勻分布在各個過流

13、斷面上， 為提高溶劑利用系 數(shù)和固體顆粒的沉降提供盡可能穩(wěn)定的水利條件。 沉降區(qū)是可沉顆粒 與水分離區(qū)域。污泥區(qū)是泥渣貯存、濃縮和排放的區(qū)域。緩沖層分隔 沉降區(qū)和污泥區(qū)的水層，防止泥渣受水流泥渣沖刷而重新浮起。深水井：深水井主要在此工藝流程中起到過渡作用，可以調(diào)節(jié)水量。攪拌槽：攪拌槽主要起到配液的作用， 在攪拌槽中加入混凝劑， 使藥劑得 到充分混合，使其與膠體同時完成混合的構(gòu)筑物。渦流反應(yīng)器：渦流反應(yīng)器主要是用來完成膠體與混凝劑絮凝的反應(yīng)儀器。 廢水 在槽中的凈化是由混凝劑和原水中的微粒的混凝、 料漿中的懸浮泥渣 對為絮粒的接觸絮凝以及泥渣的沉降分離的過程來完成的。 斜板沉淀池：斜板沉淀池是根

14、據(jù)淺層沉降理論， 在沉淀池的沉淀區(qū)加斜板或斜管，以提高沉淀效率的一種新型沉淀池。它具有沉淀效率高、停留時 間段、占地面積少等優(yōu)點，在廢水處理、微細(xì)物漿體的濃縮、含油廢 水的隔油等方面取得了廣泛的應(yīng)用、斜板（管）沉淀池由斜板（管） 沉淀區(qū)、進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)、緩沖區(qū)和污泥區(qū)組成。按斜板或斜板間水流與污泥的相對運(yùn)動方向來區(qū)分， 斜管沉淀池 分為同向流和異向流兩種。 在污水處理中廣泛適用的是升流式異向斜 板沉淀池。工藝流程論證說明平流沉淀池的選擇論證：平流沉淀池主要除去大的粗的顆粒物， 其可分為入流區(qū)、沉降區(qū)、 出流區(qū)、污水區(qū)和緩沖區(qū) 5 個功能區(qū)。入流區(qū)和出流區(qū)的作用是進(jìn)行 配水和集水， 是水流均勻分

15、布在各個過流斷面上， 為提高溶劑利用系 數(shù)和固體顆粒的沉降提供盡可能穩(wěn)定的水利條件。 沉降區(qū)是可沉顆粒 與水分離區(qū)域。污泥區(qū)是泥渣貯存、濃縮和排放的區(qū)域。緩沖區(qū)分隔沉降區(qū)和污泥區(qū)的水層，防止泥渣受水流泥渣沖刷而重新浮起。 綜上論述可知：選擇平流沉淀池處理粗的大的顆粒物相對來說較好。 斜管沉淀池的選擇論證：斜板沉淀池是根據(jù)淺層沉降理論， 在沉淀池的沉淀區(qū)加斜板或斜 管，以提高沉淀效率的一種新型沉淀池。它具有沉淀效率高、停留時 間短、占地面積少等優(yōu)點，在廢水處理、微細(xì)物料漿的濃縮、含油廢 水的隔油等方面取得了廣泛的應(yīng)用。斜板（管）沉淀池由斜板（管） 沉淀區(qū)、進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)、緩沖區(qū)和污泥區(qū)組成。按斜

16、板或斜板間水流與污泥的相對運(yùn)動方向來區(qū)分， 斜管沉淀池 分為同向流和異向流兩種。 在污水處理中廣泛適用的是升流式異向斜 板沉淀池。 綜上所述可知：采用斜管沉淀池處理細(xì)的顆粒物比較好，且適用。 采用 H2SO4 調(diào)節(jié) pH 值的原因：在本次設(shè)計中所主要處理的廢水對象是生產(chǎn)球墨鑄管的過程中 產(chǎn)生的廢水，通過對廢水的測定可知廢水 pH 值在 1213，所以需要 用酸來中和才不至于影響以后的處理， 而在該廢水中令水呈堿性的物 質(zhì)主要是無機(jī)物，所以在處理過程中也采用無機(jī)的酸性物質(zhì)來中和， 目前在投酸處理堿性廢水時常用的酸性中和藥劑主要有硫酸、 鹽酸及 壓縮二氧化碳， 從這三種試劑的比較上看硫酸的中和效果

17、好， 沉淀效 果佳，而且費(fèi)用較少，相對來說是最優(yōu)的選擇。采用 FeH 2SO4 作為混凝劑的原因：在混凝處理中， 主要是通過壓縮雙電層和電性中和機(jī)理起作用的 絮凝劑，通過吸附橋聯(lián)機(jī)理起作用的絮凝劑。 目前最常用的混凝劑有 無機(jī)金屬鹽類和有極高分子聚合物兩大類。 本次設(shè)計中我們采用無機(jī) 金屬類的鐵系。鐵的聚合鹽是具有一定堿化度的無機(jī)高分子聚合物， 與普通的鐵、鋁鹽相比有投加劑量小、絮體生成快、對水質(zhì)的適應(yīng)范 圍廣以及水解時消耗水中堿度少等一系列優(yōu)點，所以選擇采用 FeH2SO4 作為混凝劑。、生產(chǎn)車間設(shè)計、相關(guān)數(shù)據(jù)：生產(chǎn)車間日排放量： Q=1000m3/d廢水水質(zhì)：根據(jù)公司提供的測試數(shù)據(jù)，廢水中

18、主要含有：SS= 5000mg/L , COD = 150mg/L , pH = 1213處理要求根據(jù)實驗室小型試驗報告， 該廢水經(jīng)過自然沉淀和混凝沉淀即可達(dá)到遼寧省綜合排放標(biāo)準(zhǔn)：SS 100mg/L , COD 50mg/L , pH = 69二、處理工藝流程根據(jù)試驗結(jié)果和現(xiàn)場觀測， 廢水中主要含有無機(jī)污染物， 其中大部分 為粗分散系，其余部分為膠體。所以，本次課程設(shè)計直接確定采用如 下工藝流程：廢水 i 格柵 i 平流沉淀池（沉砂堆放） i 深水井（泵前加 H2SO4） 混合攪拌槽（加混凝劑、 管道混合） i 渦流反應(yīng)器 i 斜管沉淀池（污 泥堆放） i 出水（回用） 注：本次課程設(shè)計不涉

19、及填埋堆放場設(shè)計。三、計算過程1、生產(chǎn)車間排水管（明渠）設(shè)計設(shè)計參數(shù)：L = 200m , i = 5%。設(shè)計計算：流量Q=1000m3/d,取總變化系數(shù)為1.2,則實際流量最大值： 1200m3/d明渠采用矩形斷面，混凝土材料，粗糙系數(shù) n=0.014流速應(yīng)滿足： 0.4m/sv4 平流沉淀池：10.8X 2*1.93 x 1.8污泥斗容積計算:Co=5000mg/LC=5000X( 1-0.705 ) =1475mg/LP=60%ss=5000mg/L 貝 U =1005kg/m3T=1d安全系數(shù)0.8Vw=Q10CQ8=13.2漏斗設(shè)計：本沉淀池很小，可以不設(shè)刮泥設(shè)備，而在沿池的長度方向

20、設(shè)計多 個泥斗，每個泥斗各自單獨排泥，既不相互干擾，也有利于保證 污泥濃度。設(shè)共用六個污泥漏斗：則每一個V=2.2 m3取污泥高度為0.5m上邊長為3.16m 泥斗 壁傾斜角=60則污泥漏斗體積為：1/2 X (3.16+3.16-2 x 0.5cot60 ) X 1.93 X 0.5=2.77 m32.2 m3符合要求。取保護(hù)高度h1=0.3m緩沖層高度h3=0.5m池子總高度 H=h1+h2+h3+h4=0.3+1.8+0.5+0.5=3.1m平流沉淀池：10.8X 2*1.93 X 1.8A7V:平流沉淀池示意圖4、深水井設(shè)計設(shè)深水池停留時間為1h則V二Qt=1200/24=50m設(shè)井深

21、H=10mr=、V/ h =1.26m取 r=1.5m D=3m5濃硫酸溶解槽根據(jù)試驗報告，采用濃H2SO4調(diào)節(jié)pH值，泵前加入。深水井（H、V）設(shè)計；把濃硫酸配制成60%濃度再加入，根據(jù)試驗 要求，1m3廢水加入濃硫酸2Kg。所以，應(yīng)設(shè)計一個濃硫酸溶解槽。每天配置一次每天需要濃硫酸：M98%=1200X 2=2400kg/d每天需要 60%勺硫酸：M%=2400X 98/60=3920kg/d每天需要水：M水=3920-2400=1520 kg/d已知濃硫酸和水的密度分別為 1840kg/m3和1000 kg/mV98嘛酸=m/ =2400/1840=1.3 m3V 水二 m/ =1520/

22、1000=1.52 m3需要槽的體積 V=+=1.3+1.52=2.82 m3取硫酸溶解槽體積為3m3設(shè)計長為3m寬為2m高為0.5m溶解槽尺寸 3*2*0.5=3m32.82m36、混凝劑溶解槽設(shè)計根據(jù)試驗報告，采用硫酸亞鐵作為混凝劑，1m3廢水加入硫酸亞鐵25g。所以，應(yīng)設(shè)計兩個混凝劑溶解槽，配藥濃度 10%。每日配藥一 次。需要硫酸亞鐵25 x 1200=30kg/dV= =30/152/0.1=1.97 m3/dMC忽略硫酸亞鐵的體積，所以需要水的體積為：1.97 m3/d 分兩個溶解槽則每個溶解槽的蓄水量為0.99 m3/d取每個溶解槽的體積1.2 m3溶解槽的長為2m 寬為1m 高

23、為0.6cm混凝劑溶解槽:2*1*0.6=1.2m30.99m3渦流反應(yīng)器直接選取標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備F = 2m （設(shè)計計算略）。7、斜管沉淀池SS去除率：進(jìn)入斜管沉淀池廢水濃度C=1475mg/L要求出水SS5.2m3 符合 要求 取保護(hù)高度h1=0.5m緩沖層高度h4=0.5m總高度 h 總二h1+h2+h3+h4+h5=0.5+1.0+0.87+0.5+0.5=3.37m斜管沉淀池示意圖表4-2廢水處理構(gòu)筑物的水頭損失構(gòu)筑物名稱水頭損失（m）明渠0.2篩網(wǎng)0.05平流沉淀池0.4深水井0.1四、泵的選用1#、2#泵一用一備作用：把調(diào)節(jié)池中的廢水送到平流沉淀池3#、4#、5#污泥泵 兩用一備作用:把

24、平流沉淀池和斜管沉淀池中的污泥抽出7#、8#、9#、10# 兩用兩備作用：向深水井加藥五、工程概算及設(shè)計結(jié)論構(gòu)筑物及設(shè)備一覽表構(gòu)筑物/設(shè)備數(shù)量尺寸備注明渠1200*0.5*0.14鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)池112*5*5鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)平流沉淀池115*3*4.8鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)深水井15*5*7鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)濃硫酸沉淀池10.5*0.5*1.0直接購買混凝劑溶解槽11.0*1.0*1.2直接購買斜管沉淀池14*4*7直接購買篩網(wǎng)1直接購買渦流反應(yīng)器1=2直接購買控制室12.工程概算表費(fèi)用名稱名項數(shù)量單價總計/元土建費(fèi)用廠房及構(gòu)筑物面積550m21000 元 / m2550000s設(shè)計結(jié)論：經(jīng)過概算得知

25、，該廢水處理項目所需的投資經(jīng)費(fèi)未超過預(yù) 算額度，經(jīng)處理后的廢水水質(zhì)能達(dá)到遼寧省綜合排放標(biāo)準(zhǔn)， 故該工程 經(jīng)濟(jì)可行。六、注意事項：設(shè)備注意事項：1）平流沉淀池采用多斗排泥時，每個泥斗需單獨設(shè)排各自排 泥，操作工作量大，采用機(jī)械排泥時，機(jī)械設(shè)備和驅(qū)動條 件均浸于水中，易生銹。在連續(xù)運(yùn)行的沉淀池中，污水是 連續(xù)不斷地流入和排出。污水中懸浮物的沉淀是在污水流 過池時完成的，這是可沉降顆粒受到重力所造成的沉降速 度和水流流動速度的雙重作用，水流流動的速度對顆粒的沉降有重要的影響；設(shè)備安排時考慮高差方面的影響，要盡力只采取一次抽水即可滿足設(shè)計高差，舍去不必要的添加設(shè)備的費(fèi)用。廠址選擇注意事項：1. 應(yīng)與選

26、定的污水處理工藝相適應(yīng)， 如選定穩(wěn)定塘或土地 處理系統(tǒng)為處理工藝時，必須有適當(dāng)?shù)耐恋孛娣e；應(yīng)盡量做到少占農(nóng)田和不占農(nóng)田；廠址必須位于集中供水水源地下游， 并設(shè)在城鎮(zhèn)、 工廠 區(qū)及生活區(qū)下游和夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向；處理廠出水排放口應(yīng)與受納水體接近；廠址不宜設(shè)在雨季易受水淹的低洼處， 靠近水體的處理 廠要考慮不受水體洪水威脅。 廠址盡量設(shè)在地質(zhì)條件較 好的地方，以便施工，降低造價；充分利用地形， 如有條件應(yīng)選擇有適宜坡度的地區(qū)， 以 滿足污水處理構(gòu)筑物高程布置的需要，減少土方工程 量；根據(jù)城市總體發(fā)展規(guī)劃， 污水處理廠廠址的選擇應(yīng)考慮 遠(yuǎn)期發(fā)展的可能性，有擴(kuò)建的余地。3. 廠區(qū)平面布置注意事項：1) 處理構(gòu)筑物的布置應(yīng)緊湊，個處理單元可毗鄰布置 連成一片，節(jié)約用地；2) 處理構(gòu)筑物應(yīng)盡可能的按流程布置， 以免管線迂回， 同時應(yīng)充分利用地形，以減少土方量；遠(yuǎn)景設(shè)施的安排應(yīng)在原始設(shè)計中仔細(xì)考慮，除了滿 足遠(yuǎn)景