污水处理工程课题设计doc.docx
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污水处理工程课题设计doc
水污染控制工程课程设计
1、设计课题
2、设计内容
3、设计说明
4、工艺流程
1、格栅
1.1、设计说明
1.2、设计参数
1.3、设计计算
2、沉砂池
2.1、设计说明
2.2、设计参数
3.3、设计计算
初沉池
2.1、设计说明
2.2、设计参数
3.3、设计计算
曝气池
2.1、设计说明
2.2、设计参数
3.3、设计计算
二沉池
2.1、设计说明
2.2、设计参数
3.3、设计计算
五、主要设备说明
六、污水厂总体布置
七、污水厂平面布置
八、污水厂高程布置
《水污染控制工程》课程设计
1、设计题目
某城市污水处理厂工艺设计
2、基本资料
（1）污水量及水质
污水处理水量及污水水质分别如下，
序号
处理水量
（m3/d）
CODCr
（mg/L）
BOD5
（mg/L）
SS
（mg/L）
1
120000
450
200
250
（2）处理要求
污水级二级处理后应符合以下具体要求：
CODcr≦70mg/L;BOD5≦20mg/L;SS≦30mg/L
（3）格栅
①型式：
平面型，倾斜安装机械格栅。
（4）沉砂池
①型式：
平流式。
②水力停留时间宜选50S。
③沉砂量可选0.05-0.1L/m3，
（5）初沉池
①型式：
平流式。
③表面负荷可选2.0m3/m2.h），沉淀时间1.5，SS去除率50。
静压排泥时贮泥时间为2d。
（6）曝气池
①型式：
传统活性污泥法采用推流式鼓风曝气。
③曝气池污泥负荷宜选0.3kgBOD5/（kgMLSS.d）,再按计算法校核。
④污泥回流比R80%，⑤SVI值选120-150ml/g，污泥浓度可计算确定，但不宜大于3500mg/L。
（7）二沉池
①型式：
中心进水，周边出水，辐流式二沉池。
③中心进水管水流速度可选0.4m/s，配水窗水流流速可选0.6m/s.
（3）处理工艺流程
污水拟采用传统活性污泥法工艺处理，具体流程如下：
污水→分流闸井→格栅间→污水泵房→出水井→计量槽→沉砂池→初沉池→曝气池→二沉池→消毒池→出水
出水
3.设计内容
①对工艺构筑物选型作说明；
②主要处理设施（格栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池）的工艺计算；
③污水处理厂平面和高程布置。
格栅
栅条的间隙数（n）
设过栅流速：
v=0.8m/s栅前水深：
h=0.4m栅条间隙宽度：
b=0.02ma=60°
（2）栅槽宽度（B）
设栅条宽度为S=0.01m
B=S（n-1）+bn=0.01*（30-1）+0.02*30=0.89m
（3）进水渠道渐宽部分的长度
设进水渠道宽B1=0.60m，其渐宽部分展开角度：
a=20°（进水渠道流速v=0.7m/s）
（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（l2）
（5）
通过格栅的水头损失（h1）
（6）栅后槽总高度（H）
设栅前渠道超高h2=0.3m.
H=h+h1+h2=0.4+0.092+0.3≈0.8（m）
（7）栅槽总长度（L）
（8）每日栅渣量（W）
在格栅间隙为20mm的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产0.05m3.
因W>0.2m3/d,所以宜采用机械清渣。
型号
格栅宽度（mm）
格栅净距（mm）
安装角
电动机功率（kw）
整机重量（kg）
生产厂家
GH-1000
1000
25
60º～80º
0.75～2.2
3500-5500
无锡通用
设备机械厂
污水泵房的设计
一般规定
（1）应根据远近期污水量，确定污水泵站的规模，泵站设计流量一般与进水管设计流量相同；
（2）应明确泵站是一次建成还是分期建设，是永久性还是半永久性，以决定其标准和设施。
（3）根据污水经泵站抽升后，出口入河道、灌渠还是进处理厂处理来选择合适的泵站位置；
（4）污水泵站的集水池与机器间在同一构筑物内时，集水池和机器间须用防水隔墙隔开，允许渗漏，做法按结构设计规范要求；分建式，集水井和机器间要保持的施工距离，其中集水池多为圆形，机器间多为方形；
（5）泵站构筑物不允许地下水渗入，应设有高出地下水位0.5米的防水措施。
沉砂池
（1）设计参数
最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s.
最大流量停留时间为50s.
沉砂量可选0.05L/m3,贮砂时间为2d.
④有效水深为1.0m，每格宽度为0.6m，
（2）长度（L）设v=0.25m/s,t=50s,则
L=vt=0.25*50=12.5（m）
（3）水流断面积（A）
（4）池总宽度（B）设n=2格，每格宽b=0.6m,则
B=bn=0.6*2=1.2（m）
（5）有效水深（h2）
（6）沉砂斗所需容积（V）设T=2d,则
（7）每个沉砂斗容积设每一分格有2个沉砂斗，则
（8）沉砂斗各部分尺寸设斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平面的倾斜角为60°，斗高h3'=0.5m,沉砂斗上口宽：
沉砂斗容积：
（10）沉砂室高度（h3），采用重力排砂，设池底坡度为0.05，坡向砂斗，则
h3=h3'+0.06l2=0.5+0.06*0.22=0.51（m）
（11）池总高度（H），设超高h1=0.3m,则
H=h1+h2+h3=0.3+0.58+0.51=1.39（m）
（12）验算最小流速（vmin）在最小流量时，只用一格工作（n=1）
初沉池
（1）设计参数
①平流式
②表面负荷2.0m3/m2.h沉淀时间1.5hSS去除率88%
③排泥时贮泥时间为2d
④最大水平流速7mm/s
⑤池底横向坡度为0.05
设计计算
（1）设计标准
参数数
分类
分类
初沉池
二沉池
参数
分类
初沉池
二沉池
沉淀时间
1.5h
2.5h
超高
0.5m
0.5m
有效水深
2.5~4.0m
2.5~4.0m
堰口负荷
≦250m3/（m.d）
≦120~150m3/（m.d）
表面负荷
25~50m3/（m2.d）
20~30m3/（m2.d）
长宽比
3~5
3~5
平均流速
≤0.3m/min
≤0.3m/min
排泥管径
≥150mm
≥150mm
（2）池尺寸计算
所需表面积
取有效水深H=3m，沉淀时间T=1.5h，则所需面积为
综合考虑并偏于安全，取A=400，则表面负荷（OFR）为
池内平均流速为V=0.3m/min,则池长（L）为
L=VT=0.3×1.5×60=27（m）
池总宽度（B）为
B=A/L=400/27=14.8（m）
因此沉淀池采用：
27m（长）×5m（宽）×3m（深）×3池
【校核】
表面负荷（OFR）
在[25~50m3/（m2·d）]
沉淀时间（T）
大于1.5h，偏于安全
（3）堰口长度计算
采用堰口负荷为250m3/（m·d），则堰口长度为
每池设置2个出水堰，则每池所需的堰长度为
取10m,则堰口负荷为
（4）
污泥斗设计
采用初沉池SS去除率率为60%，则每日产泥量为
C1=1.2×104×48×10-6×0.6=345.6Kg/d
污泥含水率为96%，则每日排泥量为
每池排泥量为8.64/3=2.88m3/（d·池）=0.002m3/（min·池）
每池排泥时间取为20min,一周期所需时间为
T=20min×3池=60min
因此污泥斗容积（V）为
V=0.002*60=0.12m3/池
排泥系统的设计计算
（1）设计参数：
产泥系数：
r=0.15kg干泥/（kgCODCr）
设计流量：
Q=12000m3/d
进水CODCr浓度S0=450mg/L
CODCr去除率85%
（2）水解池总产泥量为：
ΔX=rQSr=rQS0E
=0.15×12000×0.45×0.85
=688.5kg干泥/d
每池产泥ΔXi=ΔX/3=229.5kg干泥/d
设污泥含水量为98%，因含水率P＞95%，取ρ=1000kg/m3
则污泥产量为：
Qs=229.5/1000×1/0.02
=11.5（m3/d）
每池排泥量Qsi=3.8（m3/d）
为安全起见，每池每天排泥4m3
（3）排泥系统设计：
因水解池产生的外排污泥主要是有机污泥故水解池只设底部排泥管，采用定时排泥方式，日排泥一般为1～2次，各池污泥同时排入污泥浓缩池。
各池排泥管选钢管，DN180。
曝气池
①型式：
传统活性污泥法采用推流式鼓风曝气。
②曝气池进水配水点除起端外，沿流长方向距池起点1/2-3/4池长内可增加2-3个配水点。
③曝气池污泥负荷宜选0.3kgBOD5/（kgMLSS.d）,再按计算法校核。
④污泥回流比R30%-80%，在计算污泥回流设施及二沉池贮泥量时，R取最大值。
⑤SVI值选120-150ml/g，污泥浓度可计算确定，但不宜大于3500mg/L。
⑥曝气池深度应结合总体高程、选用的曝气扩散器及鼓风机、地质条件确定。
多点进水时可稍长些，一般控制L≦5-8B。
⑦曝气池应布置并计算空气管，并确定所需供风的风量和风压。
设计参数
（1）曝气池混合液MLVSS/MLSS=0.8。
（2）回流污泥浓度xR=10000mgSS/L。
（3）曝气池浓度x=3500mgMLVSS/L。
（4）设计的细胞平均停留时间θc=10d。
（5）出水中含有22mg/L生物固体，其中65%可生物降解。
（6）BOD5=0.68BOD
（7）动力学参数Y=0.3mgMLVSS/mgBOD5，Kd=0.10
3.5.2设计计算
（1）污水处理程度的计算
原污水的BOD值为200mg/L，经初次沉淀池处理，BOD按降低25%考虑，则进入曝气池的污水，其BOD值（Sa）为
Sa=200*（1-0.25）=150
计算去除率，对此，首先按下式计算处理水中非溶解性BOD5值：
BOD5=
式中
——处理水中悬浮固体浓度，mg/l,取值为25mg/L,
B——微生物自身氧化率，一般介于0.05~0.1之间，取值0.09；
Xa——活性微生物在处理水中所占的比例，取值0.4。
代入各值，得
BOD5=7.1*0.09*0.4*20=5.1
处理水中溶解性BOD5值为：
20-5.1=14.9mg/L
去除率：
（2）BOD-污泥负荷率的确定
拟定采用的BOD-污泥负荷率为0.3kgBOD5/（kgMLSS.d），但为稳妥加以校核
K2取0.0185，Se=14.9mg/L
代入各值，得：
（4）处理效率：
η=（So–Se）/So
=（200-20）/200
=90%
式中：
So——进水BOD5含量，200mg/L；
Se——出水BOD5含量，20mg/L
（5）确定混合液污泥浓度（X）
根据已确定的Ns值，查相关资料得SVI值为120—150ml/g，取150ml/g.计算确定混合液污泥浓度值X，对此r=1.2，R=80%,代入各值得
（6）曝气池体积
式中Sa=150mg/L，
代入各值得：
确定曝气池各部分尺寸
设2组曝气池，每组容积为
池深取4.2m，则每组曝气池面积为
池宽取4.5m,
介于1~2之间，符合规定。
池长：
设超高0.5m，则池总高度为：
4.2+0.5=4.7m
（6）每天排除的剩余活性污泥量：
Yobs=Y/1+Kdθc
=0.3/1+0.10×10
=0.15
△x=YobsQ（So-Se）×10-3/0.8（kgSS/d）
=0.15×12000×（250-5.1）×10-3/0.8
=551
（7）剩余污泥流量（忽略出水挟带的固体量）：
从曝气池排泥时Qw=V/θc（m3/d）
=1687/10
=168.7
从污泥回流管排泥时Qw＇=Vx/θcXR（m3/d）
=1687×3500/10×10000×0.8
=74
（8）污泥回流比：
3500（1+R）=1000×0.8R
R=0.78
（9）需氧量
O2=Q（So-Se）×10-3/0.68-1.42[YobsQ（So-Se）×10-3]（m3）
=12000×（200-20）×10-3/0.68-1.42×0.15×12000×（200-20）×10-3
=2697kg/d=112kg/h
3.6沉淀池（二沉池）
二沉池设在生物处理构筑物的后面，用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥（指生物膜法脱落的生物膜）。
表36沉淀池的类型及特点
类型
平流沉淀池
辐流沉淀池
竖流沉淀池
斜板（管）沉淀池
优点
（1）沉淀效果好；
（2）耐冲击负荷和温度的变化适应性强；
（3）施工容易，造价低。
（1）多为机械排泥，运行较好，管理较简单；
（2）排泥设备已趋定型。
（1）排泥方便，管理简单；
（2）占地面积较小。
（1）沉淀效率高，停留时间短；
（2）占地面积小。
缺点
（1）池子配水不均匀；
（2）采用多斗排泥时，每个泥斗需要单设排泥管各自排泥，操作量大。
（1）池内水速不稳定，沉淀效果一般；
（2）机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。
（1）池子深度大，施工困难；
（2）对冲击负荷和温度变化的适应性能力较差；
（3）造价较高；
（4）池径不宜过大，否则布水不均匀。
用于二沉池时，当固体负荷较大时其处理效果不太稳定，耐冲击负荷的能力较差。
适用场合
适用于大、中、小型污水处理厂；地下水位较高和地质条件较差的地区。
适用于大、中型污水处理厂；适用于地下水位较高的地区。
适用于处理水量不大的小型污水处理厂
综上所述，四种沉淀池的优缺点比较，并结合本设计的具体资料可知，本工程二沉池采用中心进水、周边出水的辐流式沉淀池。
二沉池
设计参数
①型式：
中心进水，周边出水，辐流式二沉池
②表面负荷法q’=20m3/（m2.d）
③中心进水管水流速为0.4m/s
④配水窗水流流速为0.6m/s
⑤出水堰负荷≤1.7L/（s·m）
⑥沉淀池个数为2，沉淀时间为T=3h
设计计算
池表面积
单池面积
池直径
沉淀部分有效水深
h2=q'×T=1.0×3=3.0（m）
沉淀部分有效容积
沉淀池底坡落差
取池底坡度
则i=0.05
沉淀池周边（有效）水深
H0=h2+h3+h5=3+0.6+0.5=4.1（m）>4m
（D/H0=6.09,规范规定辐流式二沉池D/H0=6~12）
式中：
h3—缓冲层高度，取0.6m；
h5—刮泥板高度,取0.5m。
沉淀池高度
H=H0+h1+h4=4.1+0.3+0.5=4.9（m）
式中h1—沉淀池超高，取0.3m,
（2）进水系统计算
a.进水管计算
单池设计污水流量
进水管设计流量
Q进=Q单×（1+R）=250×（1+0.5）=375m3/h=0.104m3/s
管径D1=500mm,流速v1=0.3m/s.
进水竖井
进水井径采用D2=1.0m,
出水口尺寸0.3*1.0m，共4个沿井壁均匀分布
出水口流速
稳流筒计算
筒中流速
v3=0.03m/s~0.02m/s取v3=0.03m/s
稳流筒过流面积
稳流筒直径
（3）出水部分计算
A.单池设计流量
环形集水槽内流量
环形集水槽设计
采用双侧集水环形集水槽计算，取槽宽b=1.0m，槽中流速为v=0.5m/s，
槽内终点水深：
槽内起点水深:
校核
当水流增加一倍时，q=0.0345,v'=0.8m/s，
设计取环形槽内水深为0.6m,集水槽总高为0.6+0.3（总高）=0.9m,采用90°三角堰，计算如下：
（4）排泥部分设计
a.单池污泥量
总污泥量等于回流污泥量加上剩余污泥量。
回流污泥量
QR=Q设×R=500×0.75=375m3/h
剩余污泥量
式中Y为污泥产率系数，0.5
Kd为污泥自身氧化率，取0.065
XV=FX=0.75*3300=2475≈2500Kg/m3
Q总=Q回+Q剩=375+8.1=383m3/h
Q单=Q总/2=191.5m3/h
b.集泥槽沿整个池径为两边集泥，故其设计泥量为
集泥槽宽
起点泥深
h1=0.75b=0.75*0.2=0.15m（取h1=0.3m）
终点泥深
h2=1.25b=1.25*0.2=0.25m（取h2=0.4m）
集泥槽深均取0.8m，（超高0.2m）.
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