水处理课程设计设计说明书.docx

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水处理课程设计设计说明书

水污染控制工程课程设计

姓名：

吴洪敏

学号：

200848270130

学院：

化学化工

班级：

环境工程0801

二O一一年六月

设计说明书

1基本资料

1.1设计任务

郑州市污水处理厂设计，设计规模为50000m3/d

1.2设计目的

本学期学习了《水污染控制工程》这门课程，为了使我们更好的掌握该课程的基础理论知识并将其运用于实际生活，以郑州市污水排放量为基准进行了该课程设计，通过课程设计中一些基础设备的选取，尺寸计算，工艺流程的选择以及污水处理流程平面高程图的绘制，使我们对学习的理论知识的理解更加深刻，也对污水处理流程的掌握更加全面。

1.3设计原则

（1）要符合处理后污水的排放标准的要求及经济与现实条件。

首先确保污水厂处理后达到排放标准，考虑现实的技术和经济条件，以及当地的具体情况（如施工条件），在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构（建）筑物型式、主要设备、设计标准和数据等，应最大限度地满足污水厂功能的实现，使处理后污水符合水质要求。

（2）污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。

设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件，如水质水量资料、同类工程资料。

按照工程的处理要求，全面地分析各种因素，选择好各项设计数据，在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数。

对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。

（3）污水处理厂（站）设计必须符合经济的要求。

污水处理工程方案设计完成后，总体布置、单体设计及药剂选用等尽可能采用合理措施降低工程造价和运行管理费用，

（4）污水厂设计应当力求技术合理。

在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。

（5）污水厂设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置放空管、超越管线、沼气的安全储存等。

（6）污水厂设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如配水井、泵房及加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为以后的发展留有挖潜和扩建的条件。

1.4设计依据

设计依据包括：

1.GBJ14-87《室外排水设计规范》；

2.GB8978-1996《污水综合排放标准》；

3.GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》；

4.CJ3082-99《污水排入城市下水道水质标准》；

5.《给水排水设计手册》；

1.5设计内容

污水处理厂工艺设计流程设计说明一般包括以下内容:

（1）处理厂工艺流程设计说明；

（2）处理构筑物型式选型说明；

（3）处理构筑物或设施的设计计算；

（4）主要辅助构筑物设计计算；

（5）处理构筑物、主要辅助构筑物、非标设备设计平面高程图绘制；

1.6进水水质

进水水质

SS（mg/L）

BOD（mg/L）

TN（mg/L）

NH3-N（mg/L）

进水

80

200

50

出水

10

10

15

5

1.7厂址及场地现状

厂址及场地现状

污水处理厂拟用场地较平坦，生活污水将通过新建管网输送到污水厂，来水管管低标高为-2.50m，充满度为0.5m。

原始资料

①气象资料

风向

全年主导风向为西北风，夏季主导风向为东南风

年平均风速

1.8m/s

温度

年平均15℃，极端温度：

最高38.3℃，最低-18℃

土壤冰冻深度

0.7m

地下水位

地面下1.0m

②污水排水接纳河流资料

该污水厂的出水直接排入河流，其最高洪水位（50年一遇）为-3.5m，常水位为-4.5m，枯水位为-6.5m。

2格栅

格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常进行。

被截留的物质称为栅渣。

设计中格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。

格栅的设计，应符合下列要求：

经初步核算每日栅渣量＞0.2m3/d。

所以采用机械除渣。

我国过栅流速一般采用0.6-1.0m/s。

此次设计采用0.7m/s。

格栅倾角一般采用30°-60°。

机械清除国内一般采用60°-90°本设计采用60°。

格栅前渠道内水流速度一般取0.4-0.9m/s。

本设计取0.85m/s。

2.1格栅槽总宽度

格栅槽总宽度B：

2台格栅B=1.19m

栅条宽度S=0.01m栅条净间隙b=0.05m

格栅间隙数量n：

最大设计流量Qmax=0.7523m3/s栅前水深h=0.5m污水流经格栅的速度v=0.8m/s

格栅安装倾角α=60°

2.2过栅水头损失

过栅水头损失h2：

计算水头损失h0：

阻力系数ζ=2.42系数k=3

2.3栅后槽总高度

格栅前渠道超高h1=0.3m

2.4格栅的总长度

进水渠道渐宽部位的长度

进水渠道宽度B1=1.2m进水渠道渐宽部位的展开角度α1=30°

3平流沉砂池

3.1总有效面积

设计最大流量时停留时间t=2min

3.3池断面面积

最大设计流量时水平流速v=0.1m/s

3.3池总宽度

有效水深H=3.0m

3.4池长

4初沉池平流式沉淀池

沉砂池是城市污水处理厂必不可少的处理设施，主要去除污水中粒径大于0.2mm的砂粒，除砂的目的是为了避免砂粒对后续处理工艺和设备带来的不利影响。

曝气沉砂池的最大优点是能够在一定程度上使砂粒在曝气的作用下互相磨擦，可以去除砂粒上附着的有机污染物，同时，由于曝气的气浮作用，污水中的油脂类物质会升到水面形成浮渣而被除去。

初沉池为一级处理的主要构筑物。

初沉池池型有平流式、辐流式、竖流式多种，主要设备为不同池型的刮泥机。

平流式初沉池为矩形，其优点是占地面积较小，去除效果较好，抗冲击负荷能力强。

平流沉淀池的设计，应符合下列要求：

1水池直径（或正方形的一边）与有效水深之比宜为6～12，水池直径不宜大于50m；

2宜采用机械排泥，排泥机械旋转速度宜为1～3r/h，刮泥板的外缘线速度不宜大于3m/min。

当水池直径（或正方形的一边）较小时也可采用多斗排泥；

3缓冲层高度，非机械排泥时宜为0.5m；机械排泥时，应根据刮泥板高度确定，且缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m；

4坡向泥斗的底坡不宜小于0.05。

，

4.1每座沉淀池的表面积和部分长度及宽度

每池表面积A：

池数n=2长度L：

L=vt=12.5m

池总宽度B：

A/h2=1,504m

4.2沉淀池有效水深

最高流速时沉淀时间t=50s

4.3沉淀池总高度

沉淀池超高h1=0.35m尘沙室高度h3=1.08m

5Bardenpho活性污泥法

根据该地区污水水质特征，污水处理工程没有除磷的特殊要求，主要的去除目的是BOD5，TNK和SS，本设计采用传统活性污泥法生物处理，曝气池采用传统的推流式曝气池。

工作原理：

1）流入工序：

原污水从曝气池首端进入，由二沉池回流的回流污泥也同步注入，

2）曝气反应工序：

压缩机通过管道输送到设在池底的空气扩散装置，成为气泡弥散逸出，在气液界面把氧气溶入水中，污水和回流污泥形成的混合溶液在池内呈推流形式流动至池的末端.

3）沉淀工艺：

处理后的污水和活性污泥在二沉池内分离，

4）排放工序：

处理后的部分污泥作为剩余污泥排除系统进行污泥处理，另一部份活性污泥则回流到进水端。

特点：

①污水处理效果好，BOD5去除率可达到90%以上；

②通过对运行方式的调节，可进行脱氮反应；

③不易发生污泥膨胀；

④曝气池容积大，占地规模大，基建费用高。

污泥的处理要求

污泥生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高且不稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，若不妥善处理和处置，将造成二次污染。

污泥处理要求如下：

⑴减少有机物，使污泥稳定化；

⑵减少污泥体积，降低污泥后续处置费用；

⑶减少污泥中有毒物质；

⑷利用污泥中有用物质，化害为利；

因选用生物脱氮除磷工艺，故应避免磷的二次污染。

6.5.2常用污泥处理的工艺流程：

（1）城镇污水二级处理厂污泥处理典型流程：

生污泥→浓缩→稳定→调理→脱水→干化→最终处置

（2）一无机物为主的工业污泥处理的典型流程：

生污泥→浓缩→调理→脱水→最终处置

（3）带有生物脱氮的城镇污水处理厂污泥的处理典型流程：

生污泥→浓缩→消化→机械脱水→干燥焚烧→最终处置

由于该工艺选用传统活性污泥法，污泥较多，不稳定，因此综合比较各处理工艺选用（生污泥→重力浓缩→厌氧消化→机械脱水→最终处置）如下图。

其中污泥浓缩，机械脱水污泥含水率能达到80%以下。

5.1水处理程度的计算

根据要求，处理效率：

95%

5.2池容积计算

5.2.1第一缺氧池A1的计算

回流污泥含量XR：

XR=106*r/SVI=6666.67r=1

曝气池内混合液悬浮固体浓度X：

X=R*XR/（R+1）=1904.762

假设f是混合液中MLVSS/MLSS=0.8

则曝气池内挥发性悬浮固体浓度Xv=1523.810

5.2.2A1容积计算

好氧池生物硝化产生的NO3-N含量NO0=TKN-TKN·20%-Nke=35mg/L

A1池内NO3-N的去除率E1=0.682

A1池内NO3-N的去除量NT1=23.864

A1池的容积计算V1：

V1=（Q*NT1-0.12*△Xv）/（Kde·Xv）=10892.433m3

5.2.3第一好氧池O1的计算

根据VA1：

VO1=1:

3,可计算出VO1=32677.300m3

每个缺氧池的容积是V=8169.325m3

5.2.4第二缺氧池A2的计算

设水力停留时间是2h

则好氧池的容积是:

V=4166.667m3

5.2.5需氧量的计算

每日生成的活性污泥量△Xv:

△Xv=YQ（S0-Se）/（1+Kd·θc）=814285.714g/d

每日活性污泥排放量W:

W=△Xv+（1-f）*SSo*Q-SSe*Q=1114285.714g/d

碳化总需氧量D1:

D1=Q（So-Se）/0.68-1.42△Xv=12814302.52g/d

硝化总需氧量D2:

D2=4.57*Q*NOo-0.12*W=7863785.714g/d

反硝化脱氮产氧量D3:

D3=2.86*（NT1+NT2-0.12*W）=4622577.143g/d

总需氧量D:

D=D1+D2-D3=16055511.09g/d

5.3曝气系统的计算

根据前面给定条件，采用鼓风曝气，曝气池出口溶解氧浓度C=2mg/L，计算水温按20℃。

有关各项系数：

α=0.7β=0.95ρ=1Ea=20%

6二沉池平流式沉淀池

6.1每座沉淀池的表面积和长宽

每池表面积A：

池数n=4长度L=3.6ut=55.296m

沉淀区总宽度B:

B=A/L=40.816m

6.2沉淀池有效水深

沉淀时间t=3.2h

6.3沉淀池总高度

H=h1+h2+h3+h4ˊ+h4〞=8.48m

沉淀池超高h1=0.3m缓冲层高度h3=3.84m

沉淀池底坡落差h‘=3.892m污泥斗高度h“=0.033m