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1、目录1设计说明书.11.1设计题目.11.2设计目的与任务.11.2.1目的.11.2.2任务.11.3设计原始资料.11.4设计依据.21.5工艺流程的选择确定.31.5.1确定处理程度.31.5.2工艺流程确定.31.6污水处理构筑物各单项处理构筑物的设计说明.41.7平面布置及高程布置.51.7.1平面布置.51.7.2高程布置.62设计计算书.72.1污水处理站规模计算.72.2污水处理程度计算.72.3各单项构筑物工艺设计计算及草图.92.3.1格栅.92.3.2均化池.102.3.3配水井.132.3.4混合池.142.3.5反应池.152.3.6沉淀池.182.3.7集泥井.21
2、2.3.8浓缩池.212.3.9计量设备.232.3.10其它.232.4高程设计计算.242.5其它相关说明.263总结.27时间（t）012345678910113流量（m/h）808590100957080120130180200230时间（t）1213141516171819202122233流量（m/h）280230280330380380330330280240140140学生姓名：尹志轩（某针织印染厂综合污水处理站工艺设计）环境工程专业2006级1设计说明书1.1设计题目某针织印染厂综合污水处理工程工艺设计1.2设计目的与任务1.2.1目的根据设计任务书中给予的原始资料，对某针织
3、印染厂的污水处理站进行工艺设计。灵活运用所学水污染控制工程（1）有关污水处理物化方法的设计计算的专业知识、绘图、查阅资料和设计手册以及使用设计规范等基本技能，根据所给予的设计原始资料，进行综合分析，确定污水处理方案，完成污水处理站的工艺设计。本设计属初步设计（方案）性质的设计工作。1.2.2任务(1)根据所提供的原始资料，确定污水所需的处理程度，并选择处理方案；(2)根据污水处理程度结合污水站的地形条件，确定污水处理流程和处理构筑物；(3)对所选定的处理构筑物进行工艺设计计算，确定其形式和主要尺寸；(4)进行污水处理站的高程计算；(5)绘制污水站的总体布置图（包括平面布置和高程布置）；(6)编
4、写说明书、计算书。1.3设计原始资料(1)某厂污水站及排放口附近地形图一张。(2)工厂排水水量资料：工厂生产污水流量日变化数据见表1；污水流量按生产污水流量日变化曲线计算，Kd=1.2，Kh=1.3；表1生产污水流量日变化数据表1学生姓名：尹志轩（某针织印染厂综合污水处理站工艺设计）环境工程专业2006级(3)工厂排水水质资料：该厂是一个综合性针织印染厂，所排出的生产污水用化学混凝法处理，采用碱式氯化铝作混凝剂，原水水质（取均和3小时后的水样，经24小时逐时取样混合）试验资料如下：色度：380倍（稀释倍数法）；PH=6.0；COD=860mg/l；BOD5=250mg/l；DO=2.5mg/l
5、。其它资料如下：混凝剂投量：400mg/l（污水），碱式氯化铝中含Al2O368%；产生的化学污泥量（脱水后）：0.17kg/dm3污水（含水率85%）；处理出水受纳水体为污水站附近某河流。(4)水文地质资料：污水站附近河流最高洪水位为266m，该河流95%保证率的枯水流量为10m3/s，河水流速为0.5m/s，夏季河水水温为17，河水中原有DO=7.0mg/L，河水中原有BOD5=3mg/L。废水处理厂（站）址的地质钻孔柱状图，地基的承载能力，地下水位（包括流沙）与地震等资料齐全；污水站地下水位距地表20m左右；土壤为沙质粘土，抗震强度在1.5kg/cm2以上。(5)气象特征资料：包括气温（
6、年平均、最高、最低）、降雨量、蒸发量、土壤冰冻和风向资料等。当地气象条件为：夏季主导风向为西南风，气压为730.2mmHg，每年平均气温为15.1，冬季最冷月平均气温为8。(6)其它资料：厂区附近无大片农田；拟由省建筑公司施工，各种建筑材料均能供应；电力供应充足。1.4设计依据（一）主要规范1、城市排水工程规划规范（GB50318-2000），国家质量技术监督局、中华人民共和国建设部2、室外排水设计规范（GB50014-2006），中华人民共和国建设部（二）主要标准1、污水综合排放标准（GB8978-1996）2、地表水环境质量标准（GB3838-2002）2学生姓名：尹志轩（某针织印染厂综合
7、污水处理站工艺设计）环境工程专业2006级3、纺织染整工业水污染物排放标准（GB428792）4、给水排水制图标准（GBJ106-87）5、城市污水处理厂污水污泥排放标准（CJ3025-1993）6、城市污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（CJJ31-1989）7、城市污水处理工程项目建设标准（建标200177号）（三）设计手册：1、给水排水快速设计手册（2排水工程），中国建筑工业出版社，1996年2、给水排水设计手册（5册城镇排水），中国建筑工业出版社，2000年3、环境工程手册（水污染防治卷），高等教育出版社，1996年4、水工业设计手册-废水处理及再用M.许泽美编.北京：中国建筑工业出
8、版社，2002年5、三废处理工程技术手册（废水卷），化学工业出版社，2000年（四）其他：1、课程设计指导书提供的相关原始资料和设计基本参数2、水污染物化控制原理与技术，罗固源主编，化工出版社，2002年3、水污染控制工程，罗固源主编，高等教育出版社，2007年4、排水工程（第四版）上册，孙慧修主编，中国建筑工业出版社，1999年1.5工艺流程的选择确定1.5.1确定处理程度污水设计处理程度：BOD5的处理程度EBOD5=90%；COD的处理程度ECOD=88.37%；ss的处理程度Ess=65%。1.5.2工艺流程确定污水处理工艺流程的选择，应首先保证处理水达到所要求的处理程度，其次应对其工
9、程造价与运行费用，方案的技术先进性，建设实施的条件进行定性定量的比较，以优选经济合理的设计方案，其应遵循以下原则：3序号构筑物外形设计尺寸（mm）单位数量备注1格栅LBH2150500700座1格栅井2均化池DH210003300座2均量、均质合建式3配水井DH14301800座24混合池DH12002070座2机械混合5反应池LBH750025002430座2垂直轴机械式6平流式沉淀池LBH2080040007744座2泥斗高：3031mm7集泥井DH25001300座18浓缩池（竖流式）DH16005039座1泥斗高：1039mm9污泥脱水间LB120006000座110上清液集水池LBH
10、200020001500座1学生姓名：尹志轩（某针织印染厂综合污水处理站工艺设计）环境工程专业2006级(1)应考虑处理规模、进水水质特性、出水水质要求、各种污染物的去除率；考虑气候等自然条件，北方地区应考虑低温条件下稳定运行。(2)工艺流程选择应考虑的技术经济因素：节省电耗；减小占地面积，考虑批准的占地面积，征地价格；降低基建投资和运行成本。(3)在保证出水水质达到要求的前提下，选用处理效果稳定，技术成熟可靠、先进适用的技术，使运行管理方便，运转灵活，自动化水平高，操作容易。；适应当地运行管理能力的具体情况；可积极稳妥地选用污水处理新技术。因此，根据所要求的处理程度，按技术先进、经济合理的原
11、则确定处理方法和处理流程，并决定处理所需的处理构筑物。本污水处理站工艺设计采用的处理工艺流程见图1（化学混凝处理法）。加药原水出水排放格栅均化混合上清液回流反应沉淀污泥外运脱水浓缩图1污水处理站处理工艺流程图1.6污水处理构筑物各单项处理构筑物的设计说明(1)污水处理站处理规模：Q=5760m3/d，污水处理站最大设计流量：Qmax=7488m3/d。(2)各单项构筑物设计计算结果汇总见表2。表2各单项构筑物设计计算结果汇总表4学生姓名：尹志轩（某针织印染厂综合污水处理站工艺设计）环境工程专业2006级11计量堰套1三角堰1.7平面布置及高程布置1.7.1平面布置(1)污水站的平面布置须按室外
12、排水设计规范所规定的各项条款进行设计。(2)平面布置应考虑近期和远期相结合，有条件时，可按远景规划水量布置，将处理构筑物分为若干系列，作出分期建设的安排。(3)应以节约用地为原则，根据污水处理站各建筑物、构筑物的功能和工艺流程要求，结合厂址地形、气象和地质条件等因素，使总平面布置合理、经济、节约能源，并应便于施工、运行、维护和管理。(4)生产行政管理和生活设施宜集中布置，其位置和朝向应力求适用、合理，并应与处理构筑物保持一定的防护距离。经常有人工作的建筑物如办公、化验等用房应布置在夏季主导风向的上风向，在北方地区并应考虑朝阳。(5)污水和污泥的处理构筑物宜分别集中布置。各构筑物间的布置应尽量紧
13、凑，节约用地并便于管理。同时应考虑管线敷设、构筑物施工开槽相互影响，以及今后运行、操作、检修距离，构筑物应符合留有一定的施工间距(58m)的要求。(6)废水与污泥处理的流向应充分利用原有地形，尽可能考虑重力流。各构筑物之间的连接管渠应尽量简单而便捷，避免迂回曲折，减少水力损失，降低能耗。(7)各单元处理构筑物的座(池)数根据污水处理站规模、处理站的平面尺寸、各处理设施的相对位置与关系、池型等因素来确定，同时考虑到运行、管理机动灵活，在维修检修时不影响正常运行。各处理构筑物的连接管渠应使尽可能采用盖板明渠；除正常工作管渠和闸阀外，平面布置图考虑了超越管、事故排放管、放空管、半放空管，当某一处理构
14、筑物因故停止运行时，不致影响其它单元构筑物的正常运行，以及发生事故或停运检修时，能使废水跨越后续处理构筑物而进入其它池子或直接排入水体；还要考虑给水管、投药管、站内污水管、站区内雨水管等。(8)平面布置时，除考虑主体构筑物外，还考虑了主要附属构、建筑物。各处理构筑物与附属建筑物的位置关系，应根据安全、运行管理方便与节能的原则来确定。由于本设计是某工厂的污水站，所以如机修车间、食堂等均不考虑，但考虑了污水站办公室及化验室等。(9)污水处理站内应设置联通各构筑物和建筑物的道路，站内道路车行道宽5m，人行5学生姓名：尹志轩（某针织印染厂综合污水处理站工艺设计）环境工程专业2006级道宽2m。站内应有
15、一定得绿化面积，其比例应不小于全站总面积的30%。(10)平面布置图可根据污水站的规模，采用1:2001:500比例尺的地形图绘制，常用的比例尺为1：200。本污水处理站平面布置采用比例为1:200。1.7.2高程布置(1)应在完成各构筑物计算及平面布置草图后进行。各处理构筑物之间采用重力流，选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并适当留有一定的富余水头，以防止淤积时水头不够而造成涌水现象，影响处理系统的正常运行。各构筑物的水头损失查表估算，但各连接管渠的水头损失通过计算确定。污水处理流程高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管、渠的尺寸及其标高
16、，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。(2)计算水头损失时，原则上一般应以近期最大流量作为构筑物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量作为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。(3)为了降低运行费用，便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以按重力流考虑为宜（污泥流动不在此例）。各处理构筑物的水头损失可直接查表，但各构筑物间的连接管、渠的水头损失则需计算确定，计算详见教材和相关设计手册。高程布置时还应考虑管内淤积，阻力增大的可能，因此需留有充分余地。(4)在作高程布置时，还应注意污水流程与污泥流程
17、的配合，尽量减少需抽升的污泥量。在决定污泥处理构筑物的高程时，应注意使污泥水（包括上清液、滤后液等）能自动排入厂内污水干管。(5)站区的竖向高程设计，应尽量做到填挖方量少，土石方基本平衡，并考虑有利排水。出水管渠高程，须不受水体洪水顶托。(6)绘制纵断面图时采用的比例，横向可与总平面图相同，纵向为1:501:100，按最远的流程绘制。本污水处理站高程布置横向比例为1:200，纵向比例为1:100。6学生姓名：尹志轩（某针织印染厂综合污水处理站工艺设计）环境工程专业2006级2设计计算书2.1污水处理站规模计算根据给定的原始资料，确定污水处理站的规模、构筑物设计水量和水质。污水设计流量应考虑最大
18、流量、平均流量、最小流量，此外还要考虑近期流量和远期流量。(1)日平均流量Qd=4800m3/d=0.0556m3/s，均化池设计流量采用平均流量；(2)污水站处理规模按最大日流量计算，规模流量Q规=Qd,max=QdKd=48001.2=5760m3/d，均化池后的构筑物设计流量采用最大日流量；(3)最大时流量Qh,max=QdKh=48001.3=6240m3/d=260m3/h，各构筑物连接管渠按最大时流量计算水头损失；(4)最大流量Qmax=QdKZ=QdKdKh=48001.21.3=7488m3/d=0.0867m3/s，格栅设计流量采用最大流量。(5)最小流量Qmin=1/2Qm
19、ax=3744m3/d=0.0433m3/s，连接管渠用最小流量核算悬浮物沉积，计量设备用最小流量做量测范围低限计算。2.2污水处理程度计算（一）按地表水环境质量标准由地表水环境质量标准(GB38382002)中的规定，污水处理站出水受纳河流对应地表水类水域功能类别。按类水域中DO容许最低浓度(DO=5mg/L，本设计不考虑有毒物质)，计算对污水中BOD5的处理程度。排入水体的污水流量按污水最大流量进行计算，即q=Qmax=0.0867m3/s，河水流量Q=10m3/s。河水中原有溶解氧DOR=7.0mg/L，河水中原有BOD5=L5R=3mg/L；污水溶解氧DOSW=2.5mg/L，污水BO
20、D5=250mg/L。河水流速为0.5m/s，取混合系数=0.9。排放口处溶解氧的混合浓度DOm=aQDOR+qDOswaQ+q=0.9107+0.08672.50.910+0.0867=6.957mg/L查氧在蒸馏水中的饱和溶解度表，得出T=17时的饱和溶解氧DOS=9.74mg/L，可得出7学生姓名：尹志轩（某针织印染厂综合污水处理站工艺设计）环境工程专业2006级起始点的氧亏量D0=9.746.957=2.783mg/L，临界点的氧亏量Dc=9.745=4.74mg/L。T=17时，K1=0.0877，K2=0.191。根据氧垂曲线用高斯赛德尔迭代法求起始点有机物浓度L0和临界时间tcD
21、c=K1K2L010-K1tc=0.08770.191L010-0.0877tc(1)lg21-D0(K2-K1)=1.191L00.0877tc=1K2-K1KK1L0K110.191-0.0877lg1-0.08772.783(0.191-0.0877)(2)设临界时间初始值tc=2.5d，代入式(1)，得L0=17.10mg/L，代入式(2)，得tc=2.378d；tc=2.378d，代入式(1)，得L0=16.69mg/L，代入式(2)，得tc=2.353d；tc=2.353d，代入式(1)，得L0=16.60mg/L，代入式(2)，得tc=2.347d；tc=2.347d，代入式(1
22、)，得L0=16.58mg/L，代入式(2)，得tc=2.346d；tc=2.346d，代入式(1)，得L0=16.58mg/L，代入式(2)，得tc=2.346d=tc，符合要求，(一般(tc-tc)0.001即符合要求)。所以，得L0=16.58mg/l，tc=2.346d。注：也可利用MATLAB或C+编程求解。污水排放起点容许的污水与河水混合后17的BOD5L5m=L0(1-10-k1t)=1.58(1-10-0.08775)=10.54mg/L污水站允许排放的BOD5(17)L5e=L5m(aQq+1)-aQqL5R=10.54(0.9100.0867+1)-0.9100.08673
23、=793.24mg/L因为原污水BOD5=250mg/L793.24mg/L，所以应舍去。直接参照行业排放标准或综合排放标准。（二）按行业排放标准和综合排放标准按照国家综合排放标准与国家行业排放标准不交叉执行的原则，纺织染整工业执行纺织染整工业水污染物排放标准(GB428792)。根据行业排放标准，排入GB3838中类水域的废水执行一级标准，最高允许排放浓度BOD5=25mg/L，COD=100mg/L，悬浮物ss=70mg/L。原水水质（均合3小时后取样）：BOD5=250mg/L，COD=860mg/L，ss=2.5mg/L。8学生姓名：尹志轩（某针织印染厂综合污水处理站工艺设计）环境工程
24、专业2006级污水处理程度E=Ci-CeCi100%式中Ci未处理污水中某种污染质的平均浓度(mg/L)；Ce允许排入水体的已处理污水中该种污染质的平均浓度(mg/L)。BOD5的处理程度EBOD5=250-25250100%=90%COD的处理程度ECOD=860-100860100%=88.37%ss的处理程度Ess=200-70200100%=65%选择处理程度高的作为本设计的处理程度，确定本污水站的处理程度E=EBOD5=90%。2.3各单项构筑物工艺设计计算及草图2.3.1格栅(1)栅条间隙数格栅的设计按最大流量Qmax=7488m3/d=0.0867m3/s进行计算。设栅前水深h=
25、0.3m，过栅流速v=0.8m/s，格栅倾角=60，选用中格栅，栅条间隙b=0.02m，则栅条间隙数n=Qmaxsinabhv=0.0867sin600.020.30.817个。(2)栅槽宽度采用锐边矩形断面(1050mm)，槽条宽度S=0.01m，栅槽宽度B=S(n-1)+bn=0.01(17-1)+0.0217=0.5m。(3)校核栅前流速设进水渠道宽B1=0.35m，其渐宽部分展开角度1=20，进水渠道内的流速v=QmaxB1h=0.08670.350.3=0.826m/s，满足格栅前渠道内的水流速度0.40.9m/s的要求。(4)校核过栅流速9学生姓名：尹志轩（某针织印染厂综合污水处理
26、站工艺设计）环境工程专业2006级过栅流速V过=Qmaxnbh/sina=0.08670.3170.02/sin60=0.736m/s，满足过栅流速0.61m/s的要求。(5)进水渠道渐宽部分的长度l1=B-B12tg1=0.5-0.352tg20=0.2m(6)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l2=l12=0.22=0.1m格栅为锐边矩形断面，查表得阻力系数b=2.42，通过格栅的水头损失(7)通过格栅的水头损失4S3bS3vh1=bsinaK=2.4242b2g40.0130.020.8229.81sin603=0.0814m0.1m。(8)栅后槽总高度设保护高h2=0.3m，则栅后槽总
27、高度H=h+h1+h2=0.3+0.1+0.3=0.7m(9)栅槽总长度l1=l1+l2+0.5+1.0+H1tg=0.2+0.1+0.5+1.0+0.3+0.3tg60=2.15m(10)每日栅渣量在格栅间隙21mm的情况下，每1000污水产生0.07栅渣，设栅渣量为W=0.07/1000m污水，每日栅渣量W=QW11000=48000.071000=0.336m3/d0.2m3/d，宜采用机械清渣。(11)格栅外形及具体尺寸见图2。2.3.2均化池(1)该污水处理站采用将均量和均质合为一池的合建式均化池，在池中设置机械搅拌装置。池上半部为均量（变水位），下半部为均质（常水位）。出水口设在池
28、体的中部，出水口以上为均量的容积。均化池的尺寸和容积，主要根据废水流量的变化范围，及要求的均和程度决定。该厂产生的污水流量在一天内无周期性变化，要按最不利情况即流量在高峰时的区间计算。(2)由表1的污水流量日变化数据（流量为瞬时流量），换算为每小时的平均流量，再由小时平均流量计算出一日内不同时刻的进水和出水的累计水量，计算表格见表3。10时间（t）0.01.02.03.04.05.06.07.08.0瞬时流量3（m/h）80.085.090.0100.095.070.080.0120.0130.0平均流量3（m/h）0.082.587.595.097.582.575.0100.0125.0进水累计量3（m）0.082.5170.0265.0362.5445.0520.0620.0745.0出水累计量3（m）0.0200.0400.0600.0800.01000.01200.01400.01600.0时间（t）9.010.011.012.013.014.015.016.017.0瞬时流量3（m/hr）180.0200.0230.028
