水污染控制工程課程設(shè)計

PAGEPAGE7前言隨著城市環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求的提高，對各種污染源的治理越來越受到重視，青島作為我國著名的旅游城市，對環(huán)境的要求尤高，青島臨海，空氣濕潤，地質(zhì)以花崗巖為主，塵土較少。進(jìn)城車輛帶入塵土成為主要污染源，對環(huán)境影響較大，對此應(yīng)予以足夠重視。對進(jìn)城車輛進(jìn)行沖洗是減少車輛帶入塵土的有效方法，308國道是青島市主要進(jìn)城干道，在此設(shè)置洗車場能有效控制塵土的帶入，洗車場耗費(fèi)大量水資源，沖洗廢水中還大量油污，直接排放會對環(huán)境造成一定污染，對洗車場廢水進(jìn)行處理勢在必行。本處理廠就近建設(shè)污水處理廠，對洗車場廢水進(jìn)行處理，經(jīng)處理后的廢水回用，不但可保護(hù)水環(huán)境，還可節(jié)約大量水資源。

摘要：針對青島市洗車場洗車廢水的特點(diǎn)，采用：進(jìn)水--除油沉砂池曝氣調(diào)節(jié)池絮凝沉淀池清水池氣壓供水罐回用的工藝對洗車廢水進(jìn)行處理。實驗結(jié)果表明：這些工藝結(jié)合后可分別發(fā)揮各工藝的特點(diǎn)，有效去除COD、懸浮物、石油類、色度、味、陰離子洗滌劑及總大腸桿菌，處理后廢水可達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞：洗車場、除油沉沙、絮凝沉淀、廢水回用、物化處理水污染控制工程課程設(shè)計設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目：某洗車場廢水處理站設(shè)計根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，青島市入城車輛帶進(jìn)的塵土在城市塵土量中占有很大比重。因此，設(shè)立入城車輛沖洗場可有效減少城市塵土量。308國道是青島市兩條入城主要干道之一，平均每天入城車輛不少于3000輛，經(jīng)市有關(guān)部門批準(zhǔn)，確定在此設(shè)立車輛沖洗場，設(shè)計沖洗能力5000輛/d。二、課程設(shè)計目的和任務(wù)課程設(shè)計是教學(xué)的重要組成部分，除了驗證課堂理論外，也是鞏固和深化課堂所學(xué)知識有機(jī)結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，更是培養(yǎng)學(xué)生動手能力和訓(xùn)練嚴(yán)格的科學(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)的手段。通過做課程設(shè)計，理論聯(lián)系實際，鞏固和加深已學(xué)過的基礎(chǔ)和專業(yè)知識，培養(yǎng)和學(xué)生提高綜合運(yùn)用這些知識獨(dú)立進(jìn)行分析和解決實際工程技術(shù)問題的能力。通過本設(shè)計，使學(xué)生能夠達(dá)到以下幾點(diǎn)：1、掌握污水處理工藝設(shè)計的基本程序和方法；2、了解國家相關(guān)的方針和政策，正確使用專業(yè)的有關(guān)技術(shù)規(guī)范和規(guī)定；3、培養(yǎng)設(shè)計計算、編寫設(shè)計文件的能力；4、熟練掌握手工和電腦制圖操作方法。三、課程設(shè)計方式根據(jù)設(shè)計題目，利用各種途徑查閱專業(yè)資料，如規(guī)范、教科書等；根據(jù)文獻(xiàn)資料進(jìn)行方案設(shè)計；根據(jù)設(shè)計指導(dǎo)書及老師的現(xiàn)場答疑指導(dǎo)進(jìn)行各部分的設(shè)計計算；將計算結(jié)果按比例要求進(jìn)行除油沉砂池和混凝沉淀池單體設(shè)計，并將布置方案提交給指導(dǎo)老師檢查認(rèn)可；用AotuCAD軟件制成計算機(jī)圖紙，并打印出圖。設(shè)計流程進(jìn)水→除油沉砂池→曝氣調(diào)節(jié)池→混凝沉淀池→清水池→氣壓供水罐→回用設(shè)計任務(wù)設(shè)計計算說明書繪圖2張：一張除油沉砂池單體圖，一張混凝沉淀池單體圖3、氣象資料該地區(qū)最冷月平均－2.5℃，最熱月平均25℃，極端最高溫度35℃，極端最低－15℃，主風(fēng)向為西風(fēng)和東南風(fēng)。4、其它資料進(jìn)水管管底設(shè)計標(biāo)高54米。污水處理站地形圖：比例尺1：100057.057.056.556.055.555.0目錄一、水量確定1、設(shè)計參數(shù)2、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)二、除油沉砂池1、原理2、平流式沉砂池的構(gòu)造3、平流式沉砂池設(shè)計與計算三、曝氣調(diào)節(jié)池四、混凝沉淀1、混凝原理2、混凝劑選擇3、混凝設(shè)備4、沉淀池五、清水池六、氣壓供水泵七、參考文獻(xiàn)

一、水量確定1、設(shè)計參數(shù)參考有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確定每輛車沖洗水量為0.5m3，沖洗能力3000+100*(41-37)=3400輛/d算，每日耗水量為Q=3400*0.5=1700m3/d。按每天24小時工作，則平均耗水量Q=1700/24=70.83m3/h.。最大設(shè)計流量按總流量10%記，則最大設(shè)計流量為Q=1700*0.1=170m3/h循環(huán)水處理量：為了保護(hù)環(huán)境，節(jié)約水資源，該洗車場廢水處理后不外排，采用循環(huán)水處理系統(tǒng)，處理水量為1700m3/d。2、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)洗車場廢水處理前后的水質(zhì)及《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T18920-2002），見下表：項目洗車廢水城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)Ph6.7～6.86.5～9.0SS（mg/l）100010CODC（mg/l）r10050BOD5（mg/l）4510石油類（mg/l）23050二、除油沉砂池:1、原理：沉砂池的設(shè)置目的就是去除污水中的泥沙、煤渣等相對密度較大的無機(jī)顆粒。常用形式有平流式沉砂池、曝氣沉砂池、旋流沉砂池。隔油池是去除含油廢水油污的構(gòu)筑物，有平流式和斜板式兩種形式。考慮到洗車廢水的特點(diǎn):含有大量油污及泥沙，此處考慮采用“平流式隔油沉砂池”，可將除油和除沙一起除去。2、平流式隔油沉砂池的構(gòu)造：平流式沉砂池池平面多為矩形，橫斷面多為矩形，一般是一渠兩池。沉沙的排除方式有機(jī)械排沙和重力排沙。平流式沉砂池示意圖：3、平流式沉砂池設(shè)計與計算：ⅰ.池長：最大設(shè)計流量時水平流速取v=0.2m/s;最大設(shè)計流量時流動時間取t=30s.則沉砂池長度L=v*t=0.2*30=6m.ⅱ.過水?dāng)嗝妫鹤畲笤O(shè)計流量Q=170m3/h.則A=Q/v=170/(3600*0.2)=0.24㎡.ⅲ.池總寬度：池有效水深h2=0.3m.則B=A/h2=0.24/0.3=0.8m.設(shè)計沉砂池的分格數(shù)為2個，一個工作，一個備用。ⅳ.沉沙室所需容積：日設(shè)計流量Q=1700m3/d;城市污水沉沙量X=30/(污水);清除沉沙間隔T=2d.則V=Q*X*T/=1700*30*2/=0.102m3ⅴ.沉沙斗各部分尺寸及容積：設(shè)沉沙斗底寬為a1=0.5m,斗壁與水平面夾角為60°，取斗高為h3=0.4m.則上口寬a=2*h3/tan60°+0.5=0.96m.ⅵ.沉沙室高度:設(shè)池底坡度0.06,坡向砂斗，沉沙室高度為H3=h3+0.06*L2=0.4+0.06*(6-0.96)=0.7m.ⅶ.池總高度：設(shè)超高h(yuǎn)1=0.3m.則H=h1+h2+H=0.3+0.4+0.7=1.4m.ⅷ.核算最小流速：最小流量Q=70.83m3/h;最小流量時沉砂池中水流斷面面積w=0.4*1.4=0.56㎡最小流量時沉沙室工作數(shù)目n=1。則最小流量時沉砂池最小流速v=Q/(n*w)=0.020/0.56=0.035m/s.滿足要求。三、曝氣調(diào)節(jié)池:.一般企業(yè)排出的廢水、水質(zhì)、水量、酸堿度或溫度等水質(zhì)指標(biāo)隨排水時間大幅度波動，中小型工廠的水質(zhì)水量波動更大.為保證后續(xù)處理構(gòu)筑物或設(shè)備的正常運(yùn)行需對水質(zhì)、水量進(jìn)行調(diào)節(jié).常用的調(diào)節(jié)池，進(jìn)水為重力流，出水用泵提升，池中最高水位不高于進(jìn)水管的設(shè)計水位，有效水深一般為2-3m.調(diào)節(jié)池的作用：eq\o\ac(○,1)減少或防止沖擊負(fù)荷對處理設(shè)備的不利影響，調(diào)節(jié)水溫.eq\o\ac(○,2)使酸性廢水和堿性廢水得到中和，使處理過程得PH保持穩(wěn)定.③當(dāng)處理設(shè)備發(fā)生故障時，可起到臨時的事故儲水池的作用.④集水作用.調(diào)節(jié)來水量和抽水量之間的平衡，避免水泵啟動過頻繁。目前常用的調(diào)節(jié)池有對角線出水調(diào)節(jié)池和折流調(diào)節(jié)池。各調(diào)節(jié)池特點(diǎn)見下表：類型對角線調(diào)節(jié)池折流調(diào)節(jié)池特點(diǎn)出水槽沿對角線方向設(shè)置，同一時間流入池內(nèi)的廢水由左右兩側(cè)經(jīng)過不同時間流到出水槽，從而達(dá)到自動調(diào)節(jié)均和的目的.內(nèi)設(shè)置許多折流隔墻使廢水在池內(nèi)來回折流，配水槽設(shè)于調(diào)節(jié)池上許多孔口溢流投配到調(diào)節(jié)池的各個折流槽內(nèi)，使廢水在池內(nèi)混合均衡.綜上所述，采用對角線出水調(diào)節(jié)池，采用空氣攪拌使廢水水質(zhì)達(dá)到均衡，在池的一側(cè)設(shè)置空氣曝氣管.設(shè)計參數(shù)：調(diào)節(jié)池有效容積取日耗水量的60%，則v=0.6*1700=1020m3，空氣用量2m3/(㎡*h).調(diào)節(jié)池有效水深4m,池寬B=15m，池長l=17m四、混凝沉淀:1、混凝原理：化學(xué)混凝所處理的對象主要是水中的微小懸浮固體和膠體雜質(zhì)?；炷幚硎窍蛩屑尤牖炷齽ㄟ^混凝劑提供大量離子以壓縮膠粒的擴(kuò)散層，達(dá)到膠粒脫穩(wěn)而相互聚結(jié)的目的或通過混凝劑的水解或縮聚反應(yīng)而形成的高聚物的強(qiáng)烈吸附與架橋作用使膠粒被吸附黏結(jié)，以及混凝劑水解沉淀的網(wǎng)捕作用，從而使膠體脫穩(wěn)、使微小顆粒凝聚成較大絮凝體。與后續(xù)沉淀工藝相結(jié)合，可以去除原水中的懸浮物和膠體，降低出水的濁度、色度；能去除水中微生物，污水中的磷、重金屬等有機(jī)和無機(jī)污染物；可以改善水質(zhì)，有利于后續(xù)處理?；炷墓に嚵鞒虨椋夯炷齽┡渲啤客都踊旌稀磻?yīng)→沉淀→出水.2、混凝劑選擇：藥劑應(yīng)用特性投加方式和濃度硫酸鋁適宜PH=4-8，隨原水的硬度而異.軟水PH=5.5-6.6.中硬水PH=6.6-7.2.適用水溫20-40℃，腐蝕性小、使用方便，水溫低于10℃效果差、水解反應(yīng)慢且耗堿干投或濕投，濕投濃度10％-20％.聚合氯化鋁適宜PH=5-9使用堿化度B=40％-60％，比其他鋁鹽鐵鹽低，對設(shè)備腐蝕性小，效率高耗氧量小絮體大而沉淀快，對處理后水的PH值下降小，受水溫影響小，投加過量對混凝效果影響小，適用各種水質(zhì).干投或濕投，產(chǎn)品多為液體，濕投濃度5％-10％.硫酸亞鐵使用時應(yīng)將二價鐵氧化為為三價鐵；PH<8時可加入石灰除去水中二氧化碳，礬花形成較快，穩(wěn)定沉淀時間短，適用堿度濁度高的水，效果受水溫影響小，脫色差間接消耗堿.適宜PH=9-11,PH>8時亞鐵離子易氧化濕投5％-10％.聚合硫酸鐵絮體密度大，沉淀快，脫色效果好，需消耗較多堿適宜PH=5-11，絮體密，腐蝕性小而絮凝效果良好濕投5％-10％.三氯化鐵設(shè)備防腐要求高，需消耗大量堿.適宜PH=9-11，絮體密度大，沉淀快，低溫或高濁時效果好，晶體有強(qiáng)烈吸水性，溶液有腐蝕性，溶解投加濕投高濃度溶液20％-45％.聚丙烯酰胺有非、陽、陰離子型，適用各類水質(zhì)，特別適用高濁度，使用部分水解聚丙烯酰胺水解時間2-4h.水解度20％-25％，長于鋁鹽、鐵鹽配合使用，有極微毒性，固體不易溶解.機(jī)械攪拌溶液投配溶液濃度水解時0.5％，投加0.1％.由上表比較選用聚合氯化鋁作為混凝劑，以PAM為助凝劑?；炷O(shè)備：化學(xué)混凝的設(shè)備包括：混凝劑的溶解配制和投加設(shè)備、混合設(shè)備和反應(yīng)設(shè)備。a、混凝劑的投加：混凝劑投加可以采用干投法或濕投法。干投流程：藥劑輸送→粉碎→提升→計量→加藥混合。濕投流程：溶解池→溶液池→定量控制設(shè)備→投加設(shè)備→混合池→反應(yīng)池。干投法與濕投法比較方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)干投投加設(shè)備占地小無腐蝕問題藥劑新鮮要給予水不宜混合均勻勞動條件差不適用于吸濕性混凝劑濕投適用于各種混凝劑藥劑易于與水混合投加量易調(diào)節(jié)運(yùn)行方便設(shè)備復(fù)雜容易受到腐蝕干投法現(xiàn)較少使用,濕投法分為重力投加和壓力投加。重力投加操作簡單，安全可靠，但須建造高位溶液池，適用于中小規(guī)模的水泵混合，管道混合時。壓力投加可以用水射器投加或直接用計量泵投加，適用不同規(guī)模污水廠。綜合分析，選擇濕投，壓力水射器投加。b、混合池：常用混合方式有水泵混合、隔板混合、機(jī)械混合。本池采用機(jī)械槳板式混合池，混凝劑為聚合氯化鋁，助凝劑為PAM，污水在此池內(nèi)混合，通過機(jī)械槳板的快速轉(zhuǎn)動使藥劑與廢水均勻混合,停留時間t=20s，攪拌器外緣線速度v=2.0m/s。混合池有效容積v=Qt=1700*20/（24*3600）=0.39m3取池深h=1m,則B=√(V/H)=0.62m取超高h(yuǎn)=0.3m,則總高H=1.3m。當(dāng)量直徑D=√(4B*B/∏)=0.70m攪拌器直徑d=2/3*D=0.47m，寬b=0.15mc、反應(yīng)池：常用反應(yīng)設(shè)備有隔板反應(yīng)池和機(jī)械攪拌反應(yīng)池，考慮隔板式隔板上會滋生生物膜而影響出水水質(zhì)及難以施工，現(xiàn)采用機(jī)械攪拌反應(yīng)池，該反應(yīng)池反應(yīng)迅速，絮凝效果較好，實際工程中采用較廣。設(shè)計計算如下：停留時間取t=20min，則池有效容積v=70.83*20/60=23.61m3.取池深h=2m,z=3m,l=σzh=8.4m。池寬B=23.61/(8.4*2)=1.41m槳板直徑D=1.41-2*0.15=1.11m寬度B=0.15mD0=1.11-0.15=0.96m采用三排攪拌器，取第一排線速度v=0.6m/s第二排線速度v=0.4m/s第三排線速度v=0.2m/sd=0.96m則第一排轉(zhuǎn)數(shù)n=第二排轉(zhuǎn)數(shù)n2=60×0.4第三排轉(zhuǎn)數(shù)n3=60×0.2轉(zhuǎn)速w1=2×0.60.96W2=2×0.40W3=2×0.20.96攪拌功率：N=yklω408R4-rK—系數(shù)L—漿板長度取1mw—轉(zhuǎn)速K=Ψρ2g=葉輪半徑：R=0.5×0.96=0.48mr=0.48-0.15=0.33m則：N1=0.0283KWN2=0.O188KWN3=0.0095KW4、沉淀池：位于導(dǎo)流區(qū)和混合區(qū)的外側(cè)。其功能是混凝體和水的分離。上部為澄清區(qū)，下部為污泥區(qū)。澄清區(qū)的深度不宜小于1.5m。污泥區(qū)的容積一般應(yīng)不小于2h的存泥量。澄清的處理水沿設(shè)于四周的出流堰流入排水槽，出流堰多采用鋸齒狀的三角堰。a、計算加藥量混凝劑為聚合氯化鋁，其所要求的投加量（平均值）：2㎎/L，沉淀時間t=1h,助凝劑投加量3㎎/L,b、設(shè)計計算：ⅰ、混凝沉淀池的表面負(fù)荷取q=3.6m/h=0.001m/s。則沉淀池的表面積A=Q/q=70.83/3.6=19.68㎡池長L=3.6Vt=3.6*5*1=18m式中:v水平流速取5mm/sT沉淀時間取1h池寬b=A/L=1.09m取1m有效水深h=3m超高0.3mⅱ、污泥斗設(shè)計采用底寬0.8m高3.2m邊坡與底成60°的污泥斗。池底坡度i=0.01采用機(jī)械刮泥板排泥。池高h(yuǎn)=0.3+3+3.2+18*0.01=6.68m五、清水池：為配合調(diào)節(jié)池及減少費(fèi)用，考慮到回用水用于洗車，對水質(zhì)要求不高，故清水池采用與調(diào)節(jié)池同樣尺寸和建。六、氣壓供水泵氣壓供水泵兼有升壓、調(diào)節(jié)、儲水蓄水和控制水泵的啟動和停機(jī)等功能。1.管道選擇：采用D=200mm鋼管，充滿度為0.55.最大流速為5m/s,平均流速2m/s。2．水頭損失:=1\*GB2⑴除油池至調(diào)節(jié)池壓損h=(1.5+0.012×5)×42×9.8=0.3m除油池壓損取0.2m=2\*GB2⑵調(diào)節(jié)池至混合池h=(1.5+0.012×5)×42×9.8=0.3m曝氣調(diào)節(jié)池壓損取0.3m=3\*GB2⑶混合池至反應(yīng)池h=（1.5+20×0.012）×4混合池壓損取0.2m=4\*GB2⑷反應(yīng)池至沉淀池h=（20×0.012+1.5)×42×9.8=0.4m反應(yīng)池壓損取0.2m=5\*GB2⑸沉淀池至清水池h=(50×0.012+1.5)×42×9.8=0.4m沉淀池壓損取0.4mH=0.3+0.2+0.3+0.3+0.4+0.2+0.4+0.2+0.4+0.4=3.1m3.水泵的揚(yáng)程計算