環(huán)境091水處理課程設(shè)計報告書

..水處理課程設(shè)計 ______日期：前言中國水污染問題形勢嚴峻我國是一個嚴重缺水的國家。海河、遼河、淮河、黃河、松花江、長江和珠江7大江河水系,均受到不同程度的污染。萬里海疆形勢也不容樂觀,赤潮年年如期而至。在美麗的渤海灣,濁流迸濺,海面上漂浮的油污像一柄黑色火炬要燒毀海洋里的生命。據(jù)統(tǒng)計,全國660座城市中有400多座城市缺水,三分之二的城市存在供水不足,全國城市年缺水量為60億立方米左右,其中缺水比較嚴重的城市有110個。大量淡水資源集中在南方,北方淡水資源只有南方水資源的1/4。除了缺水,水污染問題也較突出。根據(jù)20XX對我國七大水系斷面監(jiān)測,達到三類水質(zhì)可以進入自來水廠的最低要求的僅占29。5%,而劣五類水質(zhì)卻高達44%；另外,我國淺層地下水資源污染比較普遍,全國淺層地下水大約有50%的地區(qū)遭到一定程度的污染,約一半城市市區(qū)的地下水污染比較嚴重。由于工業(yè)廢水的肆意排放,導(dǎo)致80%以上的地表水、地下水被污染。目前我國城市供水以地表水或地下水為主,或者兩種水源混合使用,而我國一些地區(qū)長期透支地下水,導(dǎo)致出現(xiàn)區(qū)域地下水位下降,最終形成區(qū)域地下水位的降落漏斗。目前全國已形成區(qū)域地下水降落漏斗100多個,面積達15萬平方千米,有的城市形成了幾百平方公里的大漏斗,使海水倒灌數(shù)十公里我國也是一個缺水嚴重的國家。淡水資源總量為28000億立方米,占全球水資源的6%,僅次于巴西、俄羅斯和加拿大,居世界第四位,但人均只有2300立方米,僅為世界平均水平的1/4、美國的1/5,在世界上名列121位,是全球13個人均水資源最貧乏的國家之一?？鄢y以利用的洪水涇流和散布在偏遠地區(qū)的地下水資源后,我國現(xiàn)實可利用的淡水資源量則更少,僅為11000億立方米左右,人均可利用水資源量約為900立方米,并且其分布極不均衡。到20世紀(jì)末,全國600多座城市中,已有400多個城市存在供水不足問題,其中比較嚴重的缺水城市達110個,全國城市缺水總量為60億立方米。據(jù)監(jiān)測,目前全國多數(shù)城市地下水受到一定程度的點狀和面狀污染,且有逐年加重的趨勢。日趨嚴重的水污染不僅降低了水體的使用功能,進一步加劇了水資源短缺的矛盾,對我國正在實施的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略帶來了嚴重影響,而且還嚴重威脅到城市居民的飲水安全和人民群眾的健康。水利部預(yù)測,2030年中國人口將達到16億,屆時人均水資源量僅有1750立方米。在充分考慮節(jié)水情況下,預(yù)計用水總量為7000億至8000億立方米,要求供水能力比現(xiàn)在增長1300億至2300億立方米,全國實際可利用水資源量接近合理利用水量上限,水資源開發(fā)難度極大。一、進出水水質(zhì),處理規(guī)模設(shè)計水量：Q=60000ｍ3/d 設(shè)計水質(zhì)：進水水質(zhì)：BOD5400mg/lCODcr510mg/lSS280mg/lTN54mg/lTP7mg/l出水水質(zhì)：BOD5<30mg/lCODcr<100mg/lSS<30mg/lTN<30mg/lTP<3mg/l去除率：BOD5>92.50%CODcr>80.39%SS>89.29%TN>44.44%TP>57.14%二、處理工藝及方案選擇工藝方法氧化溝法A2/O主要優(yōu)點1處理流程簡單,構(gòu)筑物少,且基建費用較省2處理效果,有較穩(wěn)定的脫氮除磷功能3對高濃度廢水有很大的稀釋作用4有抗沖擊負荷能力5能處理不易降解的有機物,污泥成分1基建費用低,具有較好的脫氮除磷效果2具有改善污泥沉降性能,減少污泥排放的功能3具有對難降解生物有機物去出能力,運轉(zhuǎn)效果穩(wěn)定4技術(shù)先進成熟運行可靠5管理維護簡單,運行費用低6國內(nèi)工程實例多,工藝較為成熟主要缺點1處理構(gòu)筑物較多2回流污泥溶解氧較高3對除磷具有一定影響4容積及設(shè)備利用率不高1處理構(gòu)筑物多2需增加內(nèi)回流系統(tǒng)技術(shù)可行性1較為成熟,國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用中小規(guī)模2抗沖擊負荷能力強1成熟,可靠,國內(nèi)外均廣泛應(yīng)用,適用于各種規(guī)模2有一定耐沖擊負荷的能力水質(zhì)指標(biāo)出水水質(zhì)好,穩(wěn)定,易于深度處理,對外界變化有一定適應(yīng)性出水水質(zhì)好,較易于深度處理,出水水質(zhì)穩(wěn)定,對外界變化適應(yīng)性好環(huán)境影響噪聲較小,臭味較小噪聲較大,臭味較小工藝流程：氧化溝工藝流程圖格柵格柵沉砂池氧化溝沉淀池進水回流污泥排放污泥剩余污泥A2/O工藝流程圖進水進水格柵提升泵房沉砂池砂水分離砂初沉池厭氧池缺氧池好氧池二沉池接觸池排放消毒劑初沉污泥泵房濃縮池貯泥池脫水間泥餅氧化溝工藝由于無專門的厭氧區(qū),其生物除磷功能較差,而且,由于交替運行,總的容積利用率低,設(shè)備總數(shù)多,設(shè)備空置率高。A2/O工藝是在厭氧-好氧工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的,它具有同步的脫氮除磷功能,由于將脫氮除磷統(tǒng)一在一個系統(tǒng)中,所以其簡化了污水處理的操作,同時又增加了處理工藝的功能,該工藝為污水回用和資源化開辟了新的途徑,具有良好的社會整體效益和經(jīng)濟效益,并且目前A2/O法是生物脫氮除磷工藝中應(yīng)用較多的一種方法,該工藝已相當(dāng)成熟。并且不要求很高的自動化水平,出水穩(wěn)定可靠,運行費用低。經(jīng)過綜合比較,在滿足設(shè)計要求的情況下,同時實現(xiàn)降低成本,本套設(shè)計采用A2/O法三、各主要處理單元的設(shè)計<1>粗格柵設(shè)計參數(shù)布置兩臺中格柵,則每臺格柵的設(shè)計如下：最大過柵流量Q=30000m3/d取柵條間隙b=30mm取山前水深h=0.7m取最大過柵流速v=1m/s取格柵傾角a=601格柵間隙數(shù)目n=Qmax√sina/bhv=16取山條寬度s=10mm2格柵設(shè)計寬度B=s<n-1>+bn=0.63m3格柵水頭損失h1<h1=kh0h0=∮v*v*sina/2gk=3.36v-1.32取∮=0.56>所以h1=k*∮*v*v*sina/2g=0.56*2*sin60/2*9.8=0.0494格柵總建筑長度L=l1+l2+1.0+0.5+h1/tana其中l(wèi)1表示進水渠道漸寬部位長l1=<B-B1>/2tana<a一般取20>取柵前進水渠寬0.5ml1=<0.63-0.5>/2tan20=0.18m.柵槽與出水渠道連接處的漸窄部份長度l2=0.5*l1=0.09mH1=h+h2取超高h2為0.3mH1=0.7+0.3=1.0m格柵總長L=0.18+0.09+1.0+0.5+1/tan60=2.35m5每日柵渣量 設(shè)=0.1m3/1000m3W=86400Qmax*W1/Kz*1000=86400*1*0.23/1.35*1000=1.47m3/d>0.2m3/d采用機械清渣<2>細格柵布置三臺細格柵,則每臺格柵的設(shè)計如下：最大過柵流量Q=20000m3/d取柵條間隙b=10mm取山前水深h=0.5m取最大過柵流速v=1m/s取格柵傾角a=601格柵間隙數(shù)目n=Qmax√sina/bhv=43取山條寬度s=10mm2格柵設(shè)計寬度B=s<n-1>+bn=0.85m3格柵水頭損失h1<h1=kh0h0=∮v*v*sina/2gk=3.36v-1.32取∮=0.56>所以h1=k*∮*v*v*sina/2g=0.56*2*sin60/2*9.8=0.0494格柵總建筑長度L=l1+l2+1.0+0.5+h1/tana其中l(wèi)1表示進水渠道漸寬部位長l1=<B-B1>/2tana<a一般取20>取柵前進水渠寬0.5ml1=<0.85-0.5>/2tan20=0.49m.柵槽與出水渠道連接處的漸窄部份長度l2=0.5*l1=0.24mH1=h+h2取超高h2為0.3mH1=0.7+0.3=1.0m格柵總長L=0.49+0.24+1.0+0.5+1/tan60=2.8m5每日柵渣量 設(shè)=0.09m3/1000m3W=86400Qmax*W1/Kz*1000=86400*0.09*0.23/1.35*1000=1.32m3/d>0.2m3/d采用機械清渣<3>平流式沉砂池取設(shè)計流速0.3m/s最大流量時停留時間t=40s沉砂池長度L=vt=0.3*40=12m沉砂池水流斷面面積A=Qmax/v=0.694/0.3=2.3沉砂池有效水深h2采用四個分格每格寬度b=0.6m總寬B=2.4mh2=A/B=2.3/2.4=0.97m<<1.2m,合適>沉沙斗所需容積V〔設(shè)排沙時間為2d,X一般取30m3/1000000m3 V=Qmax*t*X*86400/Kz*1000000=0.7*30*2*86400/1.35*1000000=2.69m3沉沙斗各部分尺寸設(shè)斗底寬a1=0.5m斗壁與水平面夾角55°斗高h3=0.5m砂斗上口寬a=2h3/tan55+a1=1.2m砂斗容積a=h3<2a*a+2*a*a1+2*a1*a1>/6=0.38<>0.33m3合乎要求>沉沙室高度,采用重力排砂,池底坡度0.06由砂池長度L=[2<l2+2>+0.2]l2=<l-2a-0.2>/2=2.45<0.2為沉沙斗壁厚>則h3’=h3+0.06*l2=0.65m沉沙斗總高取超高h1=0.3mH=h1+h2+h3’=〔4初沉池池子總面積A,表面負荷取q=2.0m3/<m2/d>A=Qmax*3600/q=0.694*3600/2=1249.2m2沉淀部分有效水深h2h2=qt=2*2=4m取t＝2h沉淀部分有效容積V’V’=Qmax*t*3600=4996.8m3池長LL=vt*3.6=4*2*3.6=28.8m池子總寬度BB=A/L=1249.2/28.8=43.4m池子個數(shù),寬度取b＝6mn=B/n=43.4/6=7.2取8個校核長寬比l/b=28.8/6=4.8>4<符合要求>污泥部分所需總?cè)莘eV已知進水SS濃度=280mg/L初沉池效率設(shè)計50％,則出水SS濃度c=c0*<1-0.5>=280*0.5=140設(shè)污泥含水率96％,兩次排泥時間間隔T=2d,污泥容重V=Qmax<c0-c>*86400*T*100/Kz*<100-ρ>*1000000=311m3每格池污泥所需容積V’V’=311/8=3910、污泥斗容積V1h4’’=<b-b1>*tanβ/2=<6-0.5>*1.73/2=V1=1/3*h4’’污泥斗以上梯形部分污泥容積V2L1=28.8+0.5+0.3=29.6mL2=5mh4’V2=<l1+l2>*h4’*b/2=污泥斗和梯形部分容積V1+V2=33.3+3.1=36.4m3>22m3沉淀池總高度HH=h1+h2+h3+h4’+h4’’=0.3+4+0.5+0.036+4.8=9.6m<5>二沉池采用中心進水輻流式沉淀池：1.池表面積水力表面負荷q=1.0m3/<m2gh>A=Qmax/q=0.694*3600/1=2498.4m22.單池面積采用2座二沉池,n=2A1=A/n=2498.4/2=1249.2m23.池直徑D=√4*A1/∏=√4*1249.2/3.14=39.9m4.沉淀部分有效水深取沉淀時間T=2.5h=q×T=1×2.5=2.5m5.沉淀池部分有效容積V=∏D*D*h2/4=3.14*39.9*39.9*2.5/4=3123m26.沉淀池坡底落差〔取池底坡度i=0.05取污泥斗上半徑r1=3m,下半徑r2=2m,=60h4=i*<D/2-r1>=0.05*<39.9/2-3>=0.857.沉淀池周邊池邊水深h3為緩沖層高度,取0.5m,h5為掛泥板高度,取0.5mH0=h1+h2+h3=2.5+0.5+0.5=3.5m<D/H0=39.9/3.5=11.4>6,符合要求>8.污泥斗容積污泥斗高度h6=<r1-r2>*tana=<3-2>*tan60=1.73mV1=∏h6<r1*r1+r1*r2+r2*r2>/3=3.14*1.73*<3*3+3*2+2*2>/3=34.4m池底可儲存污泥的體積為：V2=∏*h4*<R*R+R*r1+r1*r1>/4=3.14*0.85<15*15+15*3+3*3>/4=186.2m3共可儲存污泥體積為:V1+V2=34.4+186.2=220.6m39.沉淀池總高度H=++=0.85+3.5+1.73=6.08m5生化處理池〔A2/O池判斷是否可用A2/O法COD/TN=510/54=9.478>8TP/BOD5=7/400=0.0175<0.06符合條件①選取設(shè)計參數(shù),水力停留時間t=8hBOD污泥負荷Ns=0.4kgBOD5/<kgMLSSd>污泥回流濃度Xr=10000mg/l污泥回流比R=50%曝氣池混合液濃度X=R*Xr/<R+1>=3333mg/l=3.3kg/m3由TN去除率ηTN=<Tna-Tne>/Tna=80%求出內(nèi)回流比RNRN=ηTN/<1-ηTN>=400%②A2/O曝氣池容積有效容積V=Qt=2500*8=20000m3取曝氣池池身H1=4.5m曝氣池有效面積S總=V/H1=4444m2分兩組,每組有效面積S=S總/2=2222m2設(shè)5廊道推流式反應(yīng)池曝氣池,廊寬8m則L1=55.6m各段停留時間由A1:A2:O=1:1:5得厭氧池t1=1.14h,缺氧池t2=1.14h好氧池t3=5.71h6消毒接觸池1.加氯量確定采用液氯消毒,加氯量采用經(jīng)驗數(shù)據(jù),加氯量為8mg/L,則kg/d2.接觸池計算污水接觸消毒池