水污染课程设计模板.docx
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水污染课程设计模板
水污染课程设计
某污水处理厂工艺设计
1总
论
1
1-1、设计题目
1
1-2、设计要求
1
1-3、设计资
料
1
2、污水处理工艺流程说明
2-1、工艺方案分
析
1
2-2、工艺流
程
……1
3、设计说明
书…………………………………………………………………
2
3-1、进水管设
计
……2
3-2、粗格
栅
2
3-2-1、栅条间隙
数
3-2-2
度……
栅槽宽
……2
3-2-3、过栅水头损
失……………………………………………………………………3
3-2-4、格栅总高
度………………………………………………………………………3
3-2-5、栅槽总长
度……………………………………………………………………
房
•…4
3-4、沉砂
池
5
3-4-1、沉砂池的长
度6
3-4-2、过水断面的面
积6
3-4-3、沉砂池宽
度
…6
3-4-4、有效水
深……………………………………………………………………
……6
3-4-5、沉砂池所需容
积…………………………………………………………………6
3-4-6、每个沉砂斗所需的容
积…………………………………………………………6
3-4-7、沉砂斗的各部分尺
寸……………………………………………………………6
积…6
3-4-9、沉砂室高
度…………………………………………………………………
…6
3-5、初沉
池………………………………………………………………………………7
3-5-1、沉淀池总面
积……………………………………………………………………8
3-5-2、沉淀池有效水
深…………………………………………………………………8
3-5-3、沉淀部分有效容
积………………………………………………………………8
3-5-4、沉淀池长
度………………………………………………………………………8
3-5-5、沉淀池的总宽
度…………………………………………………………………8
3-5-6、沉淀池个
数………………………………………………………………………8
核
8
3-5-8、污泥容积
……10
3-5-9、污泥斗的容
积……………………………………………………………………1
0
3-5-10、梯形部分容
积…………………………………………………………………10
3-5-11、校
核……………………………………………………………………
………10
3-5-12、沉淀池的总高
度11
3-6、曝气
池……………………………………………………………………
………11
3-6-1、曝气池进水BOD5浓度的确
定…………………………………………………11
3-6-2、确定曝气池对BOD5的去除
3-6-3率
3-6-4
（X）……
3-6-5
校核污泥负荷
12
确定混合液污泥浓度
………………………………12
曝气池容积计
………………………………………12
3-6-6、确定曝气池各部位的尺
寸……………………………………………………12
3-6-7、平均时需氧量的计
算…………………………………………………………13
3-6-8、最大时需氧
去除每千克BOD5的需氧
3-6-10、最大时需氧量与平均时需氧量之
比…………………………………………14
3-6-11、
供
气
量
的
计
算
…1
14
3-6-12、
空气
管
路系
统
计
算
15
3-6-13、
空
压
机
的
选
定
1
6
3-7、二次沉淀
池
…16
3-7-1、二次沉淀池尺寸计
算…………………………………………………………16
3-7-2、校
核……………………………………………………………………………17
3-8、消毒接触
池……………………………………………………………………
18
3-8-1、接触池的尺寸设
计……………………………………………………………18
3-8-2、加氯间设计……………………………………………………………………
18
3-9、主要设备说
明…………………………………………………………………1
9
3-10、附属建筑
物………………………………………………………………………
3-11
平面布
置
…20
3-11-1、总平面布置原则…………………………………………………………………20
3-11-2、总平面布置结
果………………………………………………………………20
4、参考文
献………
21
1.总论
1-1、设计题目:
某污水处理厂工艺设计
1-2、设计要求:
城市污水经处理后应达到《污水综合排放标准》
（GB8978-1996）二级标准,即：
CODcr<120mg/L,BOD5<
30mg/L,SSw30mg/L。
1-3、设计资料：
进水水质：
流量Q=7500m3/h,CODCr=430mg/L,BOD5=180mg/L,SS=280mg/L.
气象及水文资料
风向：
多年主导风向为东南风。
水文:
降水量多年平均为每年728mm;蒸发量多年平均为每年
1200mm;地下水位，地面下6~7m。
年平均水温：
20C。
厂区地形：
污水厂选址区域海拔标咼在19~21m左右,平均地面标咼为20m。
平均地面坡度为0.3%。
〜0.5%。
，地势为西北高，东南低。
厂区征地面积为东西长224m,南北长276m。
出水水质：
CODCr<120mg/L,BOD5<30mg/L,SSw30mg/L。
2、污水处理工艺流程说明
2-1、工艺方案分析：
由于污水的水质较好，污水处理工程没有脱氮除磷的特殊要求
主要的去处目标是BOD5,根据BOD518004203可知，污水
CODcr430
可生物降解，重金属及其它难以生物降解的有毒有害污染物一般不
超标,针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点即采用传统活性污泥法工艺处理本设计采取活性污泥法二级生物
处理,曝气池采用传统的推流曝气池。
2-2、工艺流程
污水的处理工艺流程如下图:
污水f格栅f污水泵房f出水井f计量槽f沉砂池f
初沉池f曝气池f二沉池f消毒池f出水
3、设计说明书
3-1、进水管道的计算
根据流量Q7500m3/d312.5m'/h0.0868m3/s该市排水系统为
合流制,污水流量总变化系数为Kz=1.2,因此设计流量为
Qmax9000m3/d375m3/h0.1042m3/s,选择管径D=500mm,坡度i0.0016。
由《环境工程设计手册》查得,进水管充满度h/D=0.50,流速v1.062m/s。
计算得设计水深h0.25m。
3-2、粗格栅
粗格栅用以截留水中较大悬浮物和漂浮物,以减轻后续处理构筑物的负荷,用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道发梦的较大的悬浮物,并保证后续处理设施正常运行的装置。
设计规定:
（1）水泵处理系统前格栅栅条间隙,应符合以下
要求：
1）人工清除25~40mm
2）机械清除16~25mm
3）最大间隙40mm
（2）在大型污水处理厂或泵站前大型格栅（每日
栅渣量大于0.2m3）,应采用机械清除。
（3）格栅倾角一般用25~75,机械格栅倾角一般为60~70。
（4）过栅流速一般采用0.6~1.0m/s
设计计算：
3-2-1、栅条间隙数
v=0.7m/s,栅条间隙宽度
设粗格栅前水深h=0.25m,过栅流速
b=0.02栅条倾角.=60°。
栅条间隙数n为：
25.8取26个
QmaxJsin600.1042Jsin60
n
bhv0.020.250.7
3-2-2、栅槽宽度
设栅条宽S=0.01m,则槽宽
BSn1bn0.012610.02260.77m
4
S空V2
hk———sin
3-2-3、过栅水头损失：
b2g
式中：
h水流经过格栅的水头损失（m）
k系数，格栅受污堵塞后，水头损失增加倍数，一般k=3
形状系数，本设计采用迎水，背水
面均为半圆形的矩形，=1.67
代人算得:
h31.67
4
2
0.0130.72
sin600.043m
0.0229.8
取水头损失为：
h=0.043m.
3-2-4、格栅总高度的计算
栅前超高h2=0.3m,格栅的总高：
H=h+h2+h=0.6+0.3+0.043=0.946m3-2-5、栅槽总长度L为:
Ll10.5H1/tan1.0l2
试中：
Hl栅前槽高，Hi二h+h2=o.6+o.3=O.9m
l1——进水管渠渐宽部分长度（m）;
3-3、污水提升泵房
提升泵房以提高污水的水位,保证污水能在整个污水处理流程过程中流过,从而达到污水的净化。
设计计算：
设计选择4台水泵（3台使用,1台备用）,污水提升泵房的集水池容积：
（以一台水泵工作6分钟的水量计算）
3
VQmax660/n0.1042660/312.5m
设有效水深h=1.4m。
则集水池的面积:
2
SV/h12.5/1.48.9m2
本设计取集水池面积:
S=9.0m,选择池长为3m,宽为3m。
计算结果:
提升泵房集水池长:
3m提升泵房集水池宽:
3m
有效水深:
1.4m
说明:
因为前面粗格栅的栅条间隙宽度为0.02m小于0.025m,因此提升泵房后不设细格栅。
3-4、沉砂池
沉砂池的作用是从污水中将比重比较大的颗粒去除,其工作原理是以重力分离为基础,故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无极颗粒沉淀,而有机悬浮颗粒则随水流带走。
设计规定:
（1）城市污水厂一般应设置沉砂池,座数或分格应不少于2座（格）,并按并联运行原则考虑。
（2）设计流量应按分歧建设考虑:
1）当污水自流进入时,应按每期的最大设计流量计算;
2）当污水为用提升送入时,则应按每期工作水泵
的最大组合流量计算
3）合流制处理系统中,应按降雨时的设计流量计算。
（3）沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为2.65,粒径为0.2以上的颗粒为主。
（4）城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂
量为30m3计算,期含水率为60%,容重为1500kg/m3。
（5）贮砂斗容积应按2日沉砂量计算,贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于55,排砂管直径应不小于0.3m。
（6）沉砂池的超高不宜小于0.3m.
（7）除砂一边采用机械方法。
当采用重力排砂时,沉砂池和晒砂场硬尽量靠近,以缩短排砂管的长度。
说明:
2L-
團⑴-口平流戌汎砂池的一艸型式
采用平流式沉砂池，具有结构简单，处理效果好的优点，分两
格。
设计计算：
3-4-1、沉砂池的长度
设水平流速v=0.20m/s,污水在沉砂池中的停留时间t=50s
则沉砂池总长度：
Lvt0.25010m
3-4-2、过水断面的面积：
AQmax/v0.1042/0.20.521m2取1m2
3-4-3、沉砂池宽度
沉砂池分两格，即n=2,设每格宽度c=1m。
池的总宽度：
bnc21.02m
3-4-4、有效水深：
A1.0—
0.5mb2
3-4-5、
沉砂池所需容积
设清除沉砂的时间间隔T=2d,沉砂室所需的容积
864000.1042302
1.2106
式中：
X城市污水的沉砂量，一般采用30m3/106污泥
3-4-6、每个沉砂斗所需的容积
3-4-7、沉砂斗的各部分尺寸
I设斗底宽b1=0.5m,斗壁和水平面的倾角为60,斗高h3=0.35m,
沉砂斗的上口宽度：
2h320.35
6-b|0.50.9m
tan60tan60
3-4-8、沉砂斗的实际容积：
I
V0电b2b；曲型0.520.920.50.90.2m
33
3-4-9、沉砂室咼度
沉砂池高度采用重力排砂，设池底坡度为0.06,坡向砂斗,
1020.9°24m
22
沉砂室高度
馆h30.06120.350.0640.602m
沉砂池超高取:
h10.3m,
则沉砂池的总高度:
Hh1h2h30.30.50.6021.402m
本设计取沉砂池总高度:
H=1.5m。
设计结果:
沉砂池长度:
10m沉砂池宽度:
2m（每格宽1m）有效水深:
0.5m
3-5、初沉池
密度大于水的悬浮物在重力的作用下出现下沉,从而实现泥水分离,使得污水得到净化。
设计规定:
（1）
设计流量应按分期建设考虑;
（2）
沉淀池的个数或分格不应少于2个,比宜按
并联系列设计
5
（3）
池的超高至少用0.3m;
（4）
一般沉淀时间不小于1.0小时,有效水深多
采用2~4m;
（5）
沉淀池的缓冲层高度,一般用0.3~0.5m;
（6）
污泥斗斜壁于水平面的倾角,方斗不宜小于
60,圆斗不宜小于70
（7）
初沉池的污泥区容积,一般按不小于2日的
污泥量计算，采用机械排泥时，可按4小时的污泥量计算。
说明：
平流式沉淀池有沉淀效果好；对冲击负荷和水温变化的适应能力强；施工简易，造价较低的优点。
本设计采用平流式沉淀池。
设计计算:
平流式沉淀池
3-5-1、沉淀池总面积
设表面负荷：
q'2m3/m2h,沉淀时间：
t=2h则沉淀池的总面积
A3600Qmax36000.104233
A'——187.56m取188m
q2
3-5-2、沉淀池有效水深：
h2qt224m
3-5-3、沉淀部分有效容积
V。
3600Qmaxt36000.10422750.24m3取751m3
3-5-4、沉淀池长度
取水平流速v5mm/s,沉淀池的总长度
L3.6vt3.65236m
3-5-5、沉淀池的总宽度：
A188
B5.2m取6m
L36
3-5-6、沉淀池个数
设每个池宽度为b3m沉淀池的个数
3-5-7、校核:
长宽比:
长深比:
经校核，设计符合要求
进水口处设置挡流板，距池边0.5m,出水口也设置挡流板，距
出水口0.3m。
平流式沉淀池的进水渠整流措施
图10-17平流式沉淀池的进水区整SK措施
①进水槽：
②镒流flh③穿孔雜流境；④底？
U
⑤也流板;⑥潜孔
出水口堰口和潜孔示意图如下：
as10-19堰口和潜孔示蕙图
平流式沉淀池出口集水槽形式
平流式沉淀池出口集水槽的形式
/集水槽
/集水支集
3-5-8、污泥容积
取清除污泥的时间间隔为T2.0d。
进入池时的悬浮固体浓度
为sso280mg/L。
设沉淀池对悬浮固体的去除率为40%,
则出水中的悬浮固体浓度为：
ssSS）128010.4112mg/L
取污泥含水率为596%,则污泥容积为：
QmaxTSS0ss100900022801121003
V—--50.4m
1000100P01000100010096
每个池的污泥部分所需的容积
3-5-9、污泥斗的容积
污泥斗的上口宽度为b3m,下口宽度b'0.5m,选用方斗斗壁
和水平面的倾角为60。
则污泥斗的高度为：
匚bb丄“30.5丄
hutan60tan602.165m
22
2'2污泥斗上口的面积s1b,下口的面积s2b
污泥斗的实际容积：
V21h4s2Ss,12.165320.52320.527.76m3
3'3
3-5-10、梯形部分容积
取污泥斗上梯形的坡度i0.01,坡向污泥斗，梯形的高度：
h4L0.3bi360.330.010.33m
梯形部分的污泥容积：
Li,L2—梯形上下底边长，m
Li二L+0.3+0.5=36.8m
L2=b=3m
L1L2“36.833
V,-2h4b0.33319.7m3
22
3-5-11、校核：
污泥斗和梯形部分污泥容积
V2V37.7619.727.46m3V125.2m3（符合要求）
设缓冲层的高度h30.3m。
3-5-12、沉淀池的总高度：
Hh1h2h3h4'h4"0.340.32.1650.337.095m
本设计取H7.1m
计算结果：
沉淀池长度：
36m沉淀池宽度：
6m
沉淀池高度：
7.1m有效水深：
4m
3-6、曝气池的设计
曝气池的活性成分为活性污泥，活性污泥是细菌，真菌，原生动
物和后生动物等不同的微生物组成的。
在净化废水时，它们与废水
中的有机营养物形成了极为复杂的食物链。
活性污泥对废水中悬浮性或溶解性有机污染物（少数无机污染物）的净化,是由活性污泥吸附与凝聚和氧化与合成两个活性作用完成的。
说明:
本设计采用平推流式曝气池,平推流式曝气池处理效率高,适于处理要求高而水质稳定的废水。
曝气池工作流程图如下:
设计计算:
3-6-1、曝气池进水BOD5浓度的确定
经由一级处理,正确BOD5去除率取35%,则进入曝气池的BOD5浓度为
Sa1801800.35117mg/L,
3-6-2、确定曝气池正确BOD5去除率
由于二级处理的出水要求BOD530mg/L,处理水中的非溶解性
BOD5的浓度为:
BOD57.1bXaCe7.10.090.4307.76mg/L
式中：
b——微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之间，这里去0.09
Xa――活性卫生我在处理水中所占的比例，取0.4
Ce——处理水中悬浮固体浓度，取30mg/L
处理水中溶解性BOD5的值为（出水BOD530mg/L）
Se307.7622.33mg/L
则二级处理正确BOD5去除率为
3-6-3、校核污泥负荷率
拟定的BOD—污泥负荷率为0.3kg/kgMLSSd。
但为了稳妥
因此取Ns0.414kgBOD5/kgMLSSd查得污泥体积指数SVI120
3-6-4、确定混合液污泥浓度（X）
污泥回流率为R50%,最大污泥回流比r1.2。
混合液污泥浓
度为:
3-6-5、曝气池容积计算
曝气池容积为
V竺7500117975m3
NsX0.33000
3-6-6、确定曝气池各部位的尺寸
设2组曝气池，每组容积为：
F122
L27.11m
B4.5
长宽比：
L嵇6.025（符合要求）。
由于池比较短，因此不设过多廊道，即单廊道。
3-6-7、平均时需氧量的计算
平均时需氧量为
式中:
Xv――回流污泥浓度，其值为:
XvXf30000.752250mg/L
$——活性污泥代谢活动被降解的有机污染物的（BOD5）量:
SSaSe
1000
J
a'——活性污泥微生物氧化分解有机物过程的需氧率
a'0.5kgO2/kg
b'――活性污泥微生物内源代谢的自身氧化过程的需氧率。
b'1.5kgO2/kgd
3-6-8、最大时需氧量为：
，
117302250
Q2maxaKQSrBVXv0.51.275000.15975-
10001000
720.48kg/d30.02kg/h
式中：
K——溶气变化系数K1.2
3-6-9、去除每千克BOD5的需氧量
每日去除BOD5量
BOD5
750011730
652.5kg/d
1000
去除每千克BOD5的需氧量:
655.31.004kgO2/kgBOD
652.5
3-6-10、最大时需氧量与平均时需氧量之比
O227.3
O2max3°.°211
3-6-11、供气量的计算
采用Wm—180型网状膜微孔空气扩散器，每个扩散器服务面积
0.49m2,敷设于距池底0.2m处，淹没深度3。
8m,计算温度定为
30C。
查表得20C和30C,水中饱和溶解氧值为：
Cs（20）9.17mg/L;Cs©o）7.63mg/L
空气扩散器出口处的绝对压力：
Fb1.0131059800H1.01310598003.81.385105pa
空气离开曝气池池面时，氧的百分比（Ea12%）
Ot21（1Ea）/（7921（1Ea））18.96%
式中：
Ea—空气扩散装置氧的转移效率，取12%
曝气池混合液中平均氧饱和浓度
5
Csb（30）CsF./2.02610Ot/427.63（1.405/2.02618.96/42）8.74mg/L
式中：
Cs—鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度平均值，mg/L
换算为在20度条件下，脱氧清水的冲氧
RCs（20）27.39.17
Csb（T）C1.024T200.820.951.08.742.01.02420
取值0.82,0.95,C2.0,1.
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