水質(zhì)工程學(xué)課程設(shè)計(jì)18萬噸污水廠設(shè)計(jì)(DOC)

水質(zhì)工程學(xué)（Ⅱ）課程設(shè)計(jì)污水廠課程設(shè)計(jì)說明書姓名:學(xué)院：班級(jí)：學(xué)號(hào)：

目錄中文摘要 3英文摘要 3第一章總論 41.1設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容 41.1.1設(shè)計(jì)題目 41.1.2設(shè)計(jì)要求 41.1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容 41.2基本資料 5第二章污水處理工藝流程說明 7第三章處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì) 73.1格柵間 73.1.1設(shè)計(jì)流量的計(jì)算 73.1.2格柵計(jì)算 73.2污水提升泵站 93.3沉砂池計(jì)算 103.4卡羅賽爾氧化溝 133.5二沉池的設(shè)計(jì) 193.6接觸池設(shè)計(jì) 203.7污泥處理構(gòu)筑物計(jì)算 213.7.1污泥產(chǎn)量 213.7.2濃縮池計(jì)算 213.7.3厭氧消化池計(jì)算 23第四章污水廠布置 244.1污水廠平面布置 244.1.1各處理單元構(gòu)筑物的平面布置 244.2水廠高程布置 254.2.1構(gòu)筑物及構(gòu)筑物間的水頭損失 26第五章設(shè)計(jì)體會(huì) 27參考文獻(xiàn) 28

中文摘要本設(shè)計(jì)任務(wù)是采用氧化溝法處理城市污水工藝設(shè)計(jì)。污水的主要來源：絕大多數(shù)為居民生活污水，少量為工業(yè)廢水與其他污水。進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)為：CODcr350mg／L，BOD5175mg／L，SS250mg／L，氨氮15mg／L；出水水質(zhì)要求達(dá)到：CODcr≤70mg／L，BOD5≤20mg／L，SS≤30mg／L，氨氮≤5mg／L。該工藝污水處理流程為：進(jìn)水→格柵及提升泵房→沉砂池→氧化溝→接觸池及濃縮池→厭氧消化池→出水排放。污通過此工藝的處理，出水水質(zhì)將達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

本設(shè)計(jì)要求對(duì)主要處理構(gòu)筑物進(jìn)行選型和設(shè)計(jì)計(jì)算，繪制出污水處理廠平面布置圖和高程圖。關(guān)鍵詞：沉砂池、氧化溝、厭氧消化池AbstractThedesigntaskistouseoxidationditchtreatmentofmunicipalwastewaterprocessdesign.Themainsourcesofwastewater:thevastmajorityofresidentslivingsewage,industrialwastewaterandasmallamountofothersewage.Waterqualityindicators:CODcr350mg/L,BOD5175mg/L,SS250mg/L,ammonianitrogen15mg/L;waterqualityrequirementstoachieve:CODcr≤70mg/L,BOD5≤20mg/L,SS≤30mg/L,ammonianitrogen≤5mg/L.Theprocessofsewagetreatmentprocessasfollows:water→grilleandpumpingstation→gritchamber→oxidationditch→contacttankandconcentratedtank→anaerobictank→effluentemissions.Throughthisprocessofsewagetreatment,waterqualitywillmeetthedesignrequirements.Thedesignrequirementsmainlydealwithstructuresforselectionanddesigncalculations,drawoutthesewagetreatmentplantlayoutplanandelevationmap.keywords：gritchamber、oxidationditch、anaerobictank總論1.1設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容1.1.1設(shè)計(jì)題目水質(zhì)工程學(xué)（II）課程設(shè)計(jì)的題目是“18萬噸污水廠設(shè)計(jì)”1.1.2設(shè)計(jì)要求針對(duì)一座二級(jí)處理的城市污水處理廠，要求對(duì)主要污水處理構(gòu)筑物的工藝尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定污水廠的平面布置和高程布置。最后完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書和設(shè)計(jì)圖。1.1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容①對(duì)工藝構(gòu)筑物選型作說明；②主要處理設(shè)施(格柵、沉砂池、曝氣池、二沉池、消毒池)的工藝計(jì)算；③污水處理廠平面和高程布置。1.2基本資料(1)污水水量與水質(zhì)污水處理水量：變化系數(shù)：Kz=1.2(2)污水廠地勢(shì)基本平坦，地面標(biāo)高約為19.8m（采用黃海系標(biāo)高）。進(jìn)水管管徑為1.8m，進(jìn)水管管底標(biāo)高為14.8m。(3)污水的主要來源：絕大多數(shù)為居民生活污水，少量為工業(yè)廢水與其他污水。(4)接納水體：X江(5)氣象信息：該區(qū)域?qū)賮啛釒駶櫄夂颍瑲夂驕嘏?，雨量充沛。年均氣溫?7.1°c，全年日照時(shí)數(shù)為1853.1小時(shí)，歷年無霜期258天。年平均風(fēng)速為1.5m/s，全年靜風(fēng)約占25%，年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)橹鲗?dǎo)風(fēng)為NE(東北)風(fēng)，出現(xiàn)頻率為20%。a風(fēng)向：項(xiàng)目所在地全年主導(dǎo)風(fēng)為N-NNE-NE(北-北北東-北東)風(fēng)，出現(xiàn)頻率分別為16.39%、12.24%、14.70%，最小頻率的風(fēng)向出現(xiàn)在WNW(西北西)，其出現(xiàn)頻率為0.66%，全年靜風(fēng)出現(xiàn)頻率為24.92%。b風(fēng)速：項(xiàng)目所在地年平均風(fēng)速為1.5m/s。9月平均風(fēng)速最大，為2.0m/s，4月平均風(fēng)速最小，為1.26m/s。處理水量：18萬/m3·d污水水質(zhì)：CODcr350mg／L，BOD5175mg／L，SS250mg／L，氨氮15mg／L。(6)處理要求污水處理廠設(shè)計(jì)出水水質(zhì)達(dá)到國家污水經(jīng)二級(jí)處理后應(yīng)符合以下具體要求：CODcr≤70mg／L，BOD5≤20mg／L，SS≤30mg／L，氨氮≤5mg／L。(7)處理工藝流程污水?dāng)M采用傳統(tǒng)活性污泥法工藝處理，具體流程按水質(zhì)、水量選定。(8)氣象與水文資料風(fēng)向：多年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)楸睎|風(fēng)；氣溫：最冷月平均為-3.5℃；最熱月平均為32.5℃；極端氣溫，最高為41.9℃，最低為-17.6℃，最大凍土深度為0.18m；水文：降水量多年平均為每年728mm；蒸發(fā)量多年平均為每年1210mm；地下水水位，地面下5～6m。(9)廠區(qū)地形污水廠選址區(qū)域海拔標(biāo)高在19.75-19.85m之間，平均地面標(biāo)高為19.80m。平均地面坡度為0.30‰～0.5‰，地勢(shì)為西北高，東南低。污水處理工藝流程說明污水沉砂池格柵及污水提升泵站 污水沉砂池格柵及污水提升泵站 氧化溝 氧化溝接觸池及濃縮池二沉池接觸池及濃縮池二沉池厭氧消化池 厭氧消化池出水出水 處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)3.1格柵間3.1.1設(shè)計(jì)流量的計(jì)算污水廠處理水量： 污水處理水量：變化系數(shù)：Kz=1.2，所以設(shè)計(jì)最大流量： 3.1.2格柵計(jì)算1.格柵間隙數(shù)n設(shè)柵前水深h=1.26m，（適應(yīng)進(jìn)水管管徑1.8m，通常取0.7倍管徑，即1.26m）。過柵流速v=0.8m/s，柵條間隙寬度b=20mm，柵格傾角α＝60°（取45°-75°） 取132條。設(shè)計(jì)4組格柵，則每組格柵間隙數(shù)為33條。2）柵槽寬度BB=S(n-1)+bn=0.01(33-1)+0.02×33=0.98mS-柵條寬度，采用迎水面為半圓形的矩形，取0.01m3）進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度設(shè)進(jìn)水渠道寬度=0.85m，其漸寬部分展開角度20°4）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度 5）過柵水頭損失 β-助力系數(shù)，銳變矩形取2.42k-系數(shù)，格柵受污染物堵塞時(shí)水頭損失增大倍數(shù)，一般采用3。（6）柵后槽總高度H取柵前渠道超高柵前槽總高度：柵后槽總高度:（7）格柵總長(zhǎng)度L: （8）每日柵渣量W -單位柵渣量，一般采用0.04-0.06，設(shè)計(jì)中取0.05。因?yàn)閃>0.2，所以采用機(jī)械除渣。3.2污水提升泵站1）設(shè)計(jì)說明污水處理工藝采用傳統(tǒng)曝氣活性污泥處理，污水處理系統(tǒng)簡(jiǎn)單，對(duì)于新建污水處理廠，工藝管線可以充分優(yōu)化，故污水只考慮一次提升。污水經(jīng)提升后入平流沉砂池，然后自流通過初沉池、曝氣池、二沉池及接觸池，最后由出水管道排入河道。設(shè)計(jì)流量Qmax=7500m3/h。2）污水提升前水位-2.7m（即泵站吸水池最底水位）,提升后水位4.06m（即泵沉砂池的水面標(biāo)高）。所以，提升凈揚(yáng)程Z=4.06+5=9.06m水泵水頭損失取2m所需水泵揚(yáng)程H=Z+h=11.06m設(shè)計(jì)流量7500m3/h3）污水泵選型采用4臺(tái)500QW2600-15-160型污水潛水泵，三用一備。該泵各性能參數(shù)如下表：型號(hào)流量Q(m3/h)揚(yáng)程H(m)轉(zhuǎn)速n(r/min)電動(dòng)機(jī)功率(kw)效率(%)重量（kg）500QW2600-15-16026001574516086.0532143.3沉砂池計(jì)算本設(shè)計(jì)采用平流沉砂池，平流式沉砂池是常用的形式，污水在池內(nèi)沿水平方向流動(dòng)，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、截留無機(jī)顆粒效果好的優(yōu)點(diǎn)。1）長(zhǎng)度：設(shè)v=0.25m/s，t=50s，2）水流斷面面積A：3）池總寬度B：設(shè)計(jì)n=2格，每格寬取b=6m,則4）有效水深： （介于0.25-1之間）（5）貯泥區(qū)所需容積：設(shè)計(jì)T=2d（考慮排泥的間隔天數(shù)為2天）所以沉砂斗容積： 式中：為城市污水沉砂量30:污水流量總變化系數(shù)1.2（6）每格沉砂池設(shè)兩個(gè)沉砂斗，則每個(gè)沉砂斗的體積 （7）沉砂斗每部分尺寸及容積：設(shè)計(jì)斗底寬，斗壁與水平面的傾角為60°（取55-60），斗高=1m，則沉砂斗上口寬:沉砂斗容積： （結(jié)果V大于2.7，符合要求）。 8）沉砂池高度H：坡向沉砂斗長(zhǎng)度為： 沉砂室高度：采用重力排砂，設(shè)池底坡度為0.06，坡向砂斗，9）池總高度：設(shè)超高=0.3m。所以沉砂池水面標(biāo)高=1.23+0.83=2.06m10）驗(yàn)算最小流速：在最小流量時(shí)，只有一格工作（n=1,設(shè)=2.5/2=1.25）所以符合要求。3.4卡羅賽爾氧化溝因?yàn)檠趸瘻瞎に嚵鞒毯?jiǎn)單，構(gòu)筑物少，運(yùn)行管理方便，可不設(shè)初沉池，也可與二次沉淀池合建，省去污泥回流裝置，目前卡羅賽爾氧化溝在國內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用。進(jìn)水水質(zhì)：CODcr350mg／L，BOD5175mg／L，SS250mg／L，氨氮15mg／L出水水質(zhì)：CODcr≤70mg／L，BOD5≤20mg／L，SS≤30mg／L，氨氮≤5mg／L設(shè)計(jì)參數(shù)：取，混合液懸浮固體濃度（MLSS）X=4000mg，混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS）去除1.氧化溝出水溶解性的濃度S 為出水中的濃度，mg/L2.好氧區(qū)的容積 ：污泥齡，取30天：進(jìn)水的濃度，mg/L：自氧化系數(shù)，取0.05污泥產(chǎn)率系數(shù)Y取0.5kgVSS/kg去除。3．好氧區(qū)水利停留時(shí)間 t=65024/180000=0.361d=8.66h4.日產(chǎn)污泥量 2）缺氧區(qū)1.需氧化的氨氮量：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 需氧化的氨氮=進(jìn)水氨氮-出水氨氮-生物所需氮：即：15-5-4.18=5.82mg/L2.脫氮所需容積假設(shè)反硝化條件時(shí)溶解氧的濃度DO=0.2mg/L，處理時(shí)溫度取當(dāng)?shù)仄骄鶞囟?4.5度，20度時(shí)反硝化速率取0.07mg則： 則每日所需脫氮量： 則反硝化所要增加的氧化溝體積為： 3）總體積及停留時(shí)間氧化溝總體積氧化溝設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間HRT=V/Q=0.42d=10.1h核算：污泥負(fù)荷 4）需氧量AOR計(jì)算AOR=碳化需氧量+硝化需氧量-反硝化脫氮產(chǎn)氧量碳化需氧量（去除需氧量—剩余污泥中當(dāng)量）硝化需氧量（硝化需氧量—剩余污泥中的氧當(dāng)量）反硝化脫氮產(chǎn)氧量設(shè)計(jì)需氧量考慮安全系數(shù)1.4，得轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下SOR：取水質(zhì)修正系數(shù)α=0.85，β=0.95，壓力修正系數(shù)ρ=0.909， 水中溶解氧飽和度：，曝氣池內(nèi)平均溶解氧：，計(jì)算溫度T=25度，則：5）氧化溝尺寸計(jì)算1.設(shè)氧化溝4座，單座有效容積： 取氧化溝有效水深H=L5m，超高1m，則深度h=5+1=6m，中間分隔厚度為0.25m，則氧化溝面積：2.設(shè)計(jì)單溝道寬度b=10m大彎道為一半圓：共兩個(gè)小彎道，每個(gè)為一半圓：所以彎道總面積：3.直線段部分面積：4.單溝道直線段長(zhǎng)度L:取71m。6）進(jìn)水管和出水管計(jì)算污泥回流比：R=80%進(jìn)出水管流量：管道流速V取1m/s，則進(jìn)出水管直徑：取1.1m校核進(jìn)出水管流速：(合格)7）出水堰及出水豎井為了能夠調(diào)節(jié)氧化溝的運(yùn)行及出水，氧化溝出水處設(shè)置出水豎井，豎井內(nèi)安裝電動(dòng)可調(diào)節(jié)堰，初步估計(jì)，因此按照薄壁堰來計(jì)算，流量：Q=1.86H取堰上水頭高H=0.3m則堰:考慮可調(diào)節(jié)堰的安裝要求：每邊留0.3m則出水豎井長(zhǎng)度：出水豎井寬度B取1.5m(考慮安裝需要)則出水豎井平面尺寸為：8）曝氣系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)總需氧量為：SOR=96343.77kgO/h，4個(gè)氧化溝，則單座氧化溝需要量SOR選取電機(jī)功率160kw的HDS375C表面曝氣機(jī)，單臺(tái)每小時(shí)充氧能力為340kg，則每座氧化溝所需曝氣機(jī)數(shù)目為： 取3臺(tái)。3.5二沉池的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中二沉池采用中心進(jìn)水周邊出水的輻流式沉淀池，機(jī)械刮泥，設(shè)置4座。設(shè)計(jì)草圖如下：每座沉淀池的面積設(shè)計(jì)進(jìn)水量：Q=180000/24=7500q—表面負(fù)荷：一般取1.0-1.5，本設(shè)計(jì)取1.52）二沉池的直徑取40m3）沉淀部分有效水深（取水利停留時(shí)間t=2.5h）4）污泥斗容積取回流比R為0.8污泥回流濃度 污泥斗容積： 5）二沉池高度 取二沉池緩沖層高度超高取則：二沉池總高： 3.6接觸池設(shè)計(jì)采用氯消毒，矩形隔板式設(shè)計(jì)流量：Q=180000/24/3600=2.08混合接觸時(shí)間t=0.5h，1）接觸池容積，取4座每座936。取接觸池水深h=2.0m，單格寬b=3.0m。根據(jù)最佳比例，池長(zhǎng)L=15×3=45m，分4格復(fù)核池容積：B=4b=12m，V=12×45×2=1080﹥9363.7污泥處理構(gòu)筑物計(jì)算選用濃縮——厭氧消化——機(jī)械脫水工藝處理3.7.1污泥產(chǎn)量1）初沉池污泥量： —原污水中懸浮物濃度，mg/L—初次沉淀池沉淀效率，%（一般取40-55%）—污泥含水率，%，（一般取95-97%）—初沉污泥重，，以1000計(jì)二沉池污泥量 所以，總剩余污泥量3.7.2濃縮池計(jì)算本設(shè)計(jì)中采用幅流式圓形重力連續(xù)式污泥濃縮池，用帶柵條的刮泥機(jī)刮泥，采用靜壓排泥，污泥泵房將污泥送至濃縮池。取進(jìn)泥含水率P1=99.4%（即固體濃度），出泥含水率P2=97.0%（即固體濃度），固體通量：G=301）濃縮池面積，共2座 2）直徑計(jì)算 取11m3）深度計(jì)算濃縮池有效水深： T-濃縮時(shí)間，取15h超高，緩沖層高度，濃縮池設(shè)機(jī)械刮泥，池底坡度i=0.05，污泥斗下底直徑，上底直徑。池底坡度造成的深度： 污泥斗高度：濃縮池深度 3.7.3厭氧消化池計(jì)算該污泥為混合污泥，取含水率為97%，揮發(fā)性固體（VSS）含量70%，采用中溫消化，去除VSS為50%。消化池有效容積取污泥齡為20d則池體設(shè)計(jì)采用中溫兩級(jí)消化圓柱體型，容積比一級(jí)：二級(jí)=2:1，則一級(jí)消化池用2座，每座5927，二級(jí)消化池1座，容積5926直徑取D=19m，集氣罩直徑，高，池底椎體直徑，錐角采用15°下錐形高度上錐形高度消化柱體高度設(shè)體積驗(yàn)算：集氣罩容積 上蓋容積 下蓋容積柱體容積 所以消化池的有效容積 污水廠布置4.1污水廠平面布置4.1.1各處理單元構(gòu)筑物的平面布置1）生產(chǎn)性構(gòu)筑物生產(chǎn)性構(gòu)筑物分為污水、污泥處理設(shè)施，污水處理設(shè)施包括格柵間、污水提升泵房、沉砂池、曝氣池、二沉池、消毒接觸池、鼓風(fēng)機(jī)房、污泥回流泵房；污泥處理設(shè)施包括濃縮池、污泥提升泵房、貯泥池、消化池、脫水機(jī)房。污泥處理部分場(chǎng)地面積預(yù)留，可相當(dāng)于污水處理部分占地面積的20％～30％。各種處理設(shè)施的布置和尺寸詳見污水處理廠平面布置圖。2）輔助設(shè)施輔助設(shè)施包括生產(chǎn)和生活輔助設(shè)施，生產(chǎn)輔助設(shè)施包括綜合辦公樓、檢測(cè)中心、倉庫、機(jī)修間、堆泥場(chǎng)、配電間；生活輔助設(shè)施包括食堂、員工宿舍、車庫、門衛(wèi)室。各輔助設(shè)施布置和面積詳見污水處理廠平面布置圖。3）各類管道的平面布置在各處理構(gòu)筑物之間，設(shè)有貫通連接的管渠，還應(yīng)設(shè)有能使各處理構(gòu)筑物獨(dú)立運(yùn)行的管道，當(dāng)一處構(gòu)筑物因故停止工作時(shí)，其后接處理構(gòu)筑物仍能夠保持正常運(yùn)行。2.廠區(qū)平面布置時(shí)，除處理工藝管道之外，還應(yīng)有空氣管，自來水管與超越管，管道之間及其與構(gòu)筑物，道路之間應(yīng)有適當(dāng)間距。對(duì)它們的安裝既要便于施工又要便