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1、水质净化工程设计大作业专业班级 10给排2班 姓 名 黄升然 学 号 3110003594 成 绩 时 间 2013.11.24 水质净化工程设计大作业任务书在完成水质净化工程设计课程学习后，要求学生掌握给水处理和污水处理的新工艺设计计算，对于构筑物的设计达到或接近施工图设计。为此，要求学生独立完成以下设计内容：1.完成给水处理之深度处理臭氧-活性炭的工艺设计计算和构筑物施工图设计。2.完成污水处理之生化处理的新工艺设计计算和构筑物的施工图设计。要求编写计算书和绘制A3的设计图纸。设计图纸按施工图的深度完成。以A4大小装订。给水处理厂及污水处理厂的设计资料分别如下：给水处理厂：1.水厂净产水量
2、为 9 万m3/d。 2.水源为河水，原水水质如下所示：编号项目单位分析结果备注1耗氧量（CODMn法）O2mg/l82水温最高30，最低53色度15度4嗅和味无异常臭和味5浑浊度NTU最大300，最小20，月平均最大1306pH7.07总硬度mg/L(以CaCO3计)1258碳酸盐硬度mg/L(以CaCO3计)959非碳酸盐硬度mg/L(以CaCO3计)3010总固体mg/L20011细菌总数个/mL110012大肠菌群个/L800其它化学和毒理指标符合生活饮用水标准3.河水洪水位标高73.20米，枯水位标高65.70米，常年平均水位标高68.20米。4.气象资料：年平均气温22，最冷月平均
3、温度4，最热月平均温度34，最高温度39，最低温度1。常年风向东南。5.地质资料：净水厂地区高程以下03米为粘质砂土，36米为砂石堆积层，再下层为红砂岩。地基允许承载力为2.54公斤/厘米。6.厂区地形平坦，平均高程为70.00米。污水处理厂设计资料：1.污水处理厂处理规模为 9 万m3/d。2.城市污水的水质如下表所示： （除pH外，其余项目单位为mg/ L）项目BOD5CODCrSSTNNH4+-NTP（以P计）pH 15030020035253.5693.污水处理厂出厂水水质应执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标准。确定的污水处理厂出水水质如下：BOD51
4、0mg/L ，COD50mg/L，SS10mg/L，NH3-N5mg/L，PO43-P0.50mg/L。4. 污水处理厂厂区地形拟为平坦地形，标高为75.00米。5. 全年平均气温21.8，最冷平均月气温9.7，最热月平均气温32.6，最高温度38.7，最低温度0.0。7. 夏季主风向：东南风。设计计算书一、臭氧-活性炭工艺1.臭氧接触池1）接触池为全封闭钢筋砼结构，土建尺寸：LBH=16.9012.606.30 m，有效水深6.00 m。2）O3投加量1.5mg/L，停留时间5 min，有效水深6 m，9万m3/d规模建1座，分2格。3）臭氧投加：该工程设2条线并联运行。每条线设2个臭氧投加
5、点，2个点的投加量沿水流方向依次为60%（调节范围2060%）、20%（调节范围100%）。4）采用布气帽投加方式，设180臭氧扩散器共2套（每格1套）。5）设有臭氧尾气回收装置（臭氧尾气收集管）和减压装置（压力释放阀）。2.生物活性炭滤池（1）设计水量及滤速单座滤池处理水量为91.05 = 9.45万m3/d（考虑水厂自用水），根据占地情况按单排布置，一侧为进水渠，另一侧为管廊。设滤池1座，每座分为8格，每格过滤面积92.4 m2；设计流速9.50m/h，强制滤速11.00 m/h。（2）土建尺寸BL = 21.9571.25 m，H=5.30 m，管廊深8.40 m，9万m3/d规模1座，
6、钢筋砼结构。（3）过滤系统 滤料粒状活性炭有效粒径0.53.0mm，1.5K602，滤层厚度2.2 m。石英砂滤料有效粒径0.81.2 mm，K601.4，垫层厚度0.3 m。 承托层上层粒径812 mm，厚度0.1 m；中层粒径36 mm，厚度0.1 m；下层粒径812 mm，厚度0.25 m。 滤料上水深H=1.60 m。 过滤水头过滤水头1.70 m。其中：滤料容污水头0.70 m；清洁滤料产生水头损失约0.60 m；出水管及调节阀水头损失约0.40 m。（4）配水配气系统每格滤池底板上部设两排横向排水管，底板下部设纵向垂直布水、布气管列，集配水渠净高1.2 m。（5）反冲洗系统反冲洗周
7、期正常过滤时每格滤池每周水冲洗一次。约5周气冲洗一次。冲洗过程每周期水冲洗：冲洗强度30 m/h，冲洗两次，每次3 min。每周期气冲洗：冲洗强度55m/h，冲洗时间2 min。 反冲洗泵房活性炭滤池与砂滤池的反冲洗泵房合建。二、氧化沟工艺形状：曝气池呈封闭的沟渠型，首尾相连的循环流曝气沟渠。材料结构：钢筋混凝土结构1. 土建尺寸BL = 151.4020.20 m，H=5.50 m， 9万m3/d规模1座，分成4条沟，钢筋混凝土结构。2.设计参数设四座氧化沟，单座氧化沟的最大设计流量为30875m3/s。1） 混合液污泥浓度：X=4000 mg/L（一般X的采用取值范围为20006000mg
8、/L）2）考虑到反硝化，污泥龄C =30d3）回流污泥浓度： （SVI为污泥容积指数，r取1.2）求得X r=12000 mg/L4）污泥回流比求得R=50%3.平面尺寸计算1）好氧区有效容积（因为处理水为城市污水，所以上式；Y查表得0.42）2）缺氧区有效容积反硝化区脱氮量W=Q(No-Ne)-0.124YQ(So-Se)=546.8kg/d反硝化区所需污泥量G=W/VDN=546.8/0.02=27340kg反硝化区有效容积V2=G/X=27340/4=6835m3 3）总有效容积V=(V1+V2)/K=(4190+6835)/0.6=18375 m3 4）氧化沟平面尺寸氧化沟共设4组，并
9、联运行。氧化沟的有效水深设为4.0m，超高为0.5m，则氧化沟的总高度为4.5m。取氧化沟为矩形断面，沟宽为6.0m，则氧化沟总长度L=V/NhB=18375/(4.54.06)=170m其中，好氧区长度为113m，缺氧区长度为57m。4.设计参数校核1）水力停留时间t=24V/Q=2418375/30875=14.28h介于10-24h之间，满足要求。2）BOD-污泥负荷率Ns=Q(So-Se)/VXv =0.08 BOD5/(kgMLVSSd)Ns介于0.05-0.15之间，满足要求。5.进出水系统1）氧化沟的进水设计沉砂池的出水通过DN1000mm的管道送往氧化沟渠，管道内的流速为0.82m/s。然后，用4条管道送入每一组氧化沟，送水管径DN400mm，管内水流流速0.82m/s。回流污泥也同步流入。2)氧化沟的出水设计氧化沟的出水采用矩形堰跌落出水，堰上水头H=0.11m。出水总管管径采用DN1200mm，管内污水流速为0.75m/s。回流污泥管管径为DN400mm，管内污泥流速1.23m/s。6.剩余污泥量W=YQ(So-Se)/（1+Kdc）=558.6kg/d湿污泥量Qs=W/1000(1-P)=69.8m3/d
