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1、水污染控制工程课程设计第一章总论2第一节设计任务和内容21.1 污水水量与水质21.2 处理要求31.3 设计内容3第二节基本资料32.1 气象与水文资料32.2 厂区地形3第二章污水处理工艺流程说明4第三章污水处理构筑物设计4第一节集水井、格栅间和泵房42.3 集水井：42.4 格栅:42.5 水泵：5第二节沉砂池52.1 选型52.2 设计参数52.3 计算6第三节初沉池73.1 选型73.2 设计参数73.3 计算7第四节曝气池104.1 选型104.2 设计参数104.3 计算10第五节二沉池145.1 选型145.2 设计参数145.3 计算14第六节浓缩池166.1 简述166.2
2、 设计参数16第七节污泥脱水177.1 简述177.2 压滤机：177.3 加药量计算：17第八节物料衡算178.1 转换为每天的物料量178.2 第一轮计算178.3 第二轮计算20第九节高程计算（见工艺流程图）21第四章污水厂总体布置21第一节主要构（建）筑物与附属建筑物表21第二节污水厂平面布置22第三节污水厂高程布置23致谢23参考文献24第一章总论水是宝贵的自然资源，是人类赖以生存的必要条件。在人类生活和生产活动8。小中，自然界取用了水资源，经生活和生产活动后，又向自然界排出受到污染的水。这些改变了原来的组成，甚至丧失了使用价值而废弃外排的水称为废水。由于废水中混进了各种污染物，排进
3、自然界水体，日积月累，最终将导致自然界中的某一水系丧失使用价值。目前“废水”和“污水”两个术语用法比较混乱。就科学概念而言，“废水”是指废弃外排的水；“污水”是指被脏物污染的水。不过，有相当数量的生产排水并不太脏（如冷却水等），因而用“废水”统称比较合适。只在水质污浊不可取用的情况下，两个术语才可通用。废水包括生活污水和工业废水。工业废水是指工业生产过程中废弃外排的水。如果直接排放，对环境危害很大，因此，水处理的意义很重大。第一节设计任务和内容1.1 污水水量与水质污水水量：27000/?3/d,污水流量总变化系统数K=I.3污水水质：BOD5：320mg/L,SS：270mg/L1.2 处理
4、要求BOD520mg/L,SS3Omg/LQqonon处理效率：BODs：.=100%=93.8%Sio320SS：=,100%=27030=88.9%Sio2701.3 设计内容对工艺构筑物选型作说明；主要处理设施（格栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池）的工艺计算第二节基本资料2.1 气象与水文资料风向：常年主导风向为东北风；气温：最冷月（一月）平均为2最热月（七月）平均为31；极端气温，最高为41.9C,最低为-6C水文：降水量多年平均为每年1500mm；蒸发量多年平均为每年800mm；地下水水位，地面下56m。2.2 厂区地形污水厂选址区域海拔标高在Iom,平均地面坡度为0；厂区征地面积
5、为东西长200m,南北长150m。第二章污水处理工艺流程说明污水拟采用传统活性污泥法工艺处理（推流式），具体流程如下：污水f集水井一污水泵房一格栅间一计量槽一沉砂池一初沉池一曝气池一二沉池一出水f浓缩池f污泥脱水第三章污水处理构筑物设计第一节集水井、格栅间和泵房1.l集水井：停留时间1小时；QmaX=QXK=270001.3=35100m3d=1463/n3=0.41m3/s则集水井的体积V=1463X1=1463i113取有效水深H为4m；则集水井的面积V1463“2=366mH4集水井的长度L取20m,则宽度8=4=当=18.3m1.20保护水深为1.2m,则实际水深为5.2m1.2 格栅
6、：除渣量：0.021/10帆3污水；含水率：80%容重：960kg加3前格栅为粗格栅，通常设置在提升泵前。后格栅为细格栅每日格栅量：Qmax叫*86400K二XlOoo叱一单位体积格栅量，取0.02机3/10m3污水；贝J,lz864000.4Ix0.02八一3；j八C3,jW=0.54w3/d0.24/d1.3 10所以宜采用机械清渣的方法,采用机械格栅。隔栅由一组或数组平行的金属栅条、框架等装置组成，倾斜安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的前端，用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物，减少后续处理产生的浮渣，保证污水处理设施的正常运行。本次设计中将泵前隔栅做成明渠隔栅，栅条宽度IO
7、mm,隔栅间隙40mm,隔栅倾角60,数量2座；细格栅栅条宽度Iomm,隔栅间隙IOmm,隔栅倾角60,数量2座。1.3水泵：按最大流量选，最大流量为1463z,选择3台水泵，每台的流量为50063左右；按最小流量选（平均流量的50%）,最小流量为563/?,则使用其中的2台台。故选用4台水泵，3用1备。第二节沉砂池2.1 选型型式：平流式。优点：具有截留无机颗粒效果较好，结构构造简单等特点。水力停留时间：60so沉砂量：3%SS,贮砂时间为2d,重力排砂。含水率：60%容重:1500kgm3O2.2 设计参数宽度：每格0.8m；有效水深：不大于1.2m；坡度：0.02水平流速：最大0.3ms
8、,最小0.15m/s2.3 计算1 .沉砂部分的长度L：设流速为0250ms,则L=M=O.25x60=15%2 .水流断面面积：4L=1=164帆V0.253 .池总宽度B建2个沉砂池，每个宽度b=0.9m,两个B=20.9=1.8m4 .有效水深.A1.64八2h、=0.9IznB1.85 .贮砂斗所需容积V由X=30m3106m3=1.6/86400gmaxTX0418640020.03oooxrz-10001.36 .每个贮砂斗容积V每一分格有2个贮沙斗：V=OAm3227 .贮砂斗各部分尺寸计算贮砂斗底宽0.8m,斗壁与水平面的倾角为60,高度A=04m贮砂口的上口宽度:4=斑丝+0
9、.8=1.3机60o次60。沉沙斗容积:V0=(2a2+2aal+ai1)=(21.32+21,30.8+0.82)=0.475w30.41w668 .贮砂室的高度为h3 =z3+0.02L-26f-0.22= 0.4+ 0.02 15-2x1.3 - 0.22=0.52 m9 .池总高度H设超高h=0.3mH=%+h2+h3=0.3+0.91+0.52=1.73m10 .核算最小流速Vmin-三-最小流量时取尸1勺4inLin563/3600-l0.910.9=0.19w?/5 0.15tn / s沉砂池底部的沉砂通过吸砂泵，送至砂水分离器，脱水后的清洁砂砾外运，分离出来的水回流至泵房集水井
10、。第三节初沉池3.1 选型型式：中心进水，周边出水幅流式，共2座。该池入流处沉淀效果差，出流处好。3.2 设计参数表面负荷q：2.0();沉淀时间：L52.0h;SS去除率：70%；BODS去除率：30%；池底坡度：0.08；直径/有效水深=612m3.3 计算1 .单池表面积AA=蟹=366.nq222 .池子直径DD=J，；j=21.6机取D=24m3 .沉淀池的有效水深2设污水在沉淀池内的沉淀时间t为lh；h2=0=2x1=2mDZh2=24/2=12在6-12之间,符合要求。4 .沉淀池部分有效容积VV=A2=4523=1356aw35 .澄清区高度/?:t：沉淀时间Ihz(14632
11、)1Xh1=1624526 .校核堰负荷处%=l(ID)q=(14631032)(3.14243600)=2.7Lwy250m310 .污泥斗以上圆锥体部分污泥容积V=(R2+R+)设池底坡度为0.08,R-沉淀池半径，IOm则坡底落差为%二(Rjx0.08=(10-6)0.08=0.32mV1=0323,14(102+10x6+62)=65.65m3所以贮存污泥的总体积：V=Vi+V=276+65.65=341.65加250M满足要求。11 .沉淀池高度H=4+2+%+A4+A5%一超高,0.3m为一有效水深，2.0m%缓冲层高度，0.3m为一沉淀池底坡落差由0.08坡度计算为0.4mhs一
12、污泥斗高度取3.46m；得H=0.3+20.3+0.4+3.46=6.46m12 .校核堰上负荷夕=旦=_丝_i()3=2.72LmsnD23.1424沉淀池的出水采用锯齿堰，堰前设挡板，拦截浮渣。沉在底部的沉泥通过刮泥机刮至污泥斗，依靠静水压力排除。出水槽采用双侧集水，出水槽宽度为0.5m,水深0.4m,槽内水流速度0.65ms,堰上负荷2.72L(m.s)0.3 纥 0.30.1 = 11567而 Ih= 193 加/ ming去除每kgBOD,的供气量:赤黑篝Mr24=43.5。加空气/9ORh每立方米的污水的供气量义X24=8.77加空气/污水27000i本系统的空气总量，采用鼓风曝气
13、外，本系统还采用空气在回流污泥井提升污泥,空气量按回流污泥量的8倍计算，污泥回流比R为50%,这样空气量为80.527000.aa3从=4500m/h24总需气量：11567+4500=16067m8 .空气管系统计算布置空气管道，在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，共3根干管，在每根干管上设5对配器竖管共10条，全曝气池共设30条配气竖管。每根竖管的供气量:11567/30=385.574/4曝气池平面面积为：25X55=13752每个空气扩散器的服务面积按0.49病计，则所需空气扩散器的总数为翳2806个为安全计，本设计采用2810个空气扩散器，每个竖管上设的空气扩散器的数目为:2810/
14、30=94个每个空气扩散器的配气量为：115672810=4.129 .空压机的选定空气扩散装置安装在距池底0.2m处，因此，空压机所需压力为:P=(4-0.2+1.0)9.8=47.04姐空压机供气量最大时：11567+4500=16067m3=267.8/w3/min平均时：9867+4500=14367m3A=239.5/min根据所需压力及空气量，决定选用LG60型空气机5台。该型空压机风压50Sa,风量60113/min。正常情况下，3台工作2台备用；高负荷时，4台工作1台备用。第五节二沉池5.1 选型型式：中心进水，周边出水，辐流式二沉池，共4座。5.2 设计参数表面负荷：1.0m
15、3(m2.h);沉淀时间：2h；贮泥时间：2h；污泥含固率：99%；比重：1015kgn5.3 计算1 .单池表面面积AA=-三=-=365.6w2nq412 .池子直径D=y-6=21.58w取O=24m3 .沉淀池的有效水深2h2=qt=2=2m在1.5-3.0之间，符合要求D2=242=124 .沉淀部分有效容积V=42=3.1424242=90431125 .污泥斗容积回流污泥浓度:XRX(l+A)2.13x(1+05)-0.50.8=8kgin,CX(I+/?)6(X+XQ270002.13(l+0.5)6(2.13+80.8)=1686.2m34个污泥斗容积为1686.2/4=42
16、2W36.剩余污泥量a=0.6b=0.08kgVSS/kgVSS.dZC=(蚂、(PSQ-PS)-bVp=0.62700010-3(3200.7-3200.70.1)-0.08904.32.13=3111.83kgVSS/d55:3111.83/0.8=3889.78ZgSS/d7.沉淀池高度Af=A1+2+A3+A4+h5hx一超高,0.3m力2有效水深，2.0m力3缓冲层高度，o.3m力4一沉淀池底坡落差由0.08坡度计算为0.64mH一污泥斗高度取05m;得H=0.3+2+0.3+0.640.5=3.74m8.校核堰上负荷夕=Um=_dJ_103=1.36Lh511L!msnD43.14
17、24沉淀池的出水采用锯齿堰，堰前设挡板，拦截浮渣，出水槽采用双侧集水，出水槽宽度为0.5m,水深0.4m,槽内水流速度0.54ms,堰上负荷为vl.7L(m.s)符合要求。第六节浓缩池6.1 简述包含初沉池和二沉池污泥，但由于不消化，所以不用考虑VSS/SS比，只计算质量和容积。6.2 设计参数固体通量：1版/加2.人；浓缩后污泥含固率：4%；水力负荷：0.4机3/加2.；有效深度：4m；停留时间：12h；上清液总固体的5%。1 .浓缩池直径4950100(100-97.5)1030+ 964.3 = 1156.5帆3/3面积A=0/q=1156.5/(0.424)=120.5m2直径D =栏
18、=12.4m,取13m2 .浓缩池总高度有效深度4m工作高度4=TQW24 A112x1156.524x132.7=4.4/?取超高为=03%；缓冲层高度H=O.3机则总高度H=h+h2+h3=4.4+0.3+0.3-5m浓缩池容积为V=-D2XH=1325=663.344-g*.J=I-.1156.5xl12iAACXi*a质量为M=一=1445.6kg=1.4t0.424采用周边驱动单臂旋转式刮泥机。第七节污泥脱水7.1 简述包含初沉池和二沉池污泥；调理剂：聚丙烯酰胺（用量：0.2%（污泥干重）；溶液浓度：0.2%；脱水后污泥含水率：80%；采用带式压滤机。7.2 压滤机：压滤的污泥流量为
19、73.29m3d设一台带式压滤机，每天工作24h,则每台处理量为Q=73.29/24=3.1m3h选择合适的带式压滤机。73加药量计算：设计流量200nd;絮凝剂为PAM。投加量以干固体的0.2%计算：=0.2%2931.6=5.9kg第八节物料衡算8.1 转换为每天的物料量入流中的BoD5：27000320/1000=8640kg/d（到初沉池）入流中的SS：27000270/1000=7290kg/d经沉砂以后的SS：2700027097%/1000=707Ikg/d（到初沉池）沉砂池去除SS7290-7071=219kg/d（外运）8.2 第一轮计算1、初次沉淀池初次沉淀池BOA去除率3
20、0%,SS去除率70%（资料）。去除的3O&：0.38640=2592kg/d（到浓缩池）生物处理前的BOD5总量：（86402592）=6048kg/d（到曝气池）SS去除量0.77071=4950kg/d（到浓缩池）生物处理前的SS总量（7071-4950）=2121kg/d计算初沉污泥的挥发固体流至沉砂池前的VSS70%,砂砾的挥发物占10%,排至生物处理前的VSS85%,入沉砂池前的VSS总量0.707290=5103kg/d在沉砂池中去除的VSS总量0.10（7290-7071）=21.9kg/d（外运）生物处理人流的VSS总量0.852121=1803kg/d（到曝气池）初沉污泥中
21、的VSS总量5103-21.9-1803=3278kg/d（到浓缩池）初沉污泥的vss%3278/4950X100%=66.2%2、生物处理设MLSS3200mg/L（二沉池的污泥浓度），MLVSS/MLSS=0.8,生化过程中观测的污泥产率系数为0.53gMLVSSZgBOD5,生物处理出水溶解性BOD56.2mg/Lo观测的污泥产量（VSS每天增量）0.5327000（3200.7-6.2）/1000=3116.72kg/d每天要排出的剩余活性污泥量3116.72/0.80=3895.9kg/d从出水中流出的SS30X27000/1000=810kg/d（外排水）进入浓缩池的SS总量389
22、5.9-810=3085.9kg/d（到浓缩池）进入浓缩池的污泥的流量3085.9/3.2=964.3m3（到浓缩池）3、气浮浓缩浓缩污泥含固率4%,污泥固体回收率95%,浓缩污泥比重为1.0。浓缩污泥的流量3085.90.95/（0.04X1000）=73.29w3/d（到脱水）回流到处理厂前端的流量964.3-73.29=891加/d（回流）脱水的入流SS总量3085.90.95=2931.6kg/d（到脱水）回流到处理厂前端的SS总量3085.9-2931.6=154.3kg/d（回流）4、污泥脱水（不计投加化学药剂的重量，但在某些情况下如此重量起很大影响则应考虑）脱水污泥含固率20%,
23、比重1.03,回收率95%,滤液3O&1500mgL脱水污泥固体总量2931.6X0.95=2785kg/d（外运）脱水污泥体积2785/（0.21.031000）=13.5m3/d（夕卜运）回流滤液有关数据：流量73.2913.5=59.79，/d（回流）BOD5浓度为1500mg/L时的总量150059.791000=89.7kg/d（回流）SS总量2931.6X0.05=146.58kg/d（回流）8.3第二轮计算1、初次沉淀进入沉淀池总SS和BOD5总BOD5入流BOD5+回流BOD5=8640+89.7=8729.7kg/d总SS：入流SS+回流SS=7290+154.3+146.5
24、8=7590.9kg/d初沉池去除的BOD5生物处理入流BOD5初沉池去除的SS生物处理入流SS2、生物处理曝气池入流BODs浓度0.308729.7= 2618.9kg/d8729.7-2618.9= 6110.8kg/d0.77590.9 = 5313.6kg/d7590.9-5313.6 =2277.3 kg/d6110.81000/(27000+59.79+891)=218.6gm3此曝气池的设计容积为8859m3,由于入流变化，MLSS和MLVSS也变化，按动力学公式MLVSS=0QY(SO-S)/V(1+Kd0)若O=Iod,Y=0.5,Kd=0.06d1,MLVSS=10(270
25、00+59.79891)0.5(218.6-6.2)/8859(l+0.0610)=2094.2mg/LMLSS=MLVSS/0.8=2618mg/L观测的污泥产率(考虑了自身代谢)仍为0.53,则每天的剩余活性污泥中的VSS及SS总量分别为0.53(27000+59.79+891)(218.6-6.2)/1(MM)=3146.5kg/d3146.5/0.8=3933kg/d排往浓缩池的污泥量(由活性污泥法出水带走的SS总量仍为810kg/d)(3933-810)=3123kgd流量3123I(MM)/2618=1193m3d第九节高程计算（见工艺流程图）第四章污水厂总体布置第一节主要构（建）
26、筑物与附属建筑物表序号名称规格数量设计参数主要设备1进水集水井边长2019m1座设计流量Q=1463m3h单泵流量Q=5OOm3h设计扬程H=9.5mH2O选泵扬程H=IOmH2O螺旋泵(l500mm,N60kw)4台，3用1备2粗格栅栅条间隙=40mm2座设计流量Q=27000m3d机械格栅细格栅栅条间隙=IOmm2座设计流量Q=27000m3d机械格栅3平流沉砂池LbH=15m0.9m1m2座设计流量Q=1463m有效水深Hi=0.91m停留时间T=60S砂水分离器（0.5m）24辐流式初沉池DXH=24m6.5m2座设计流量Q=1463m3h表面负荷q二2.0m3（m2h）停留时间T=2
27、.0d旋转式机械刮泥机3台撤渣斗6个5曝气池LXBXH86m13m2座BOD为320mgL,经初沉池处理，降低30%鼓风机3台消声器6个4.5m6辐流式二沉池DXH=24m3.7m4座设计流量Q=1463m3h表面负荷q二1.0m3(m2h)停留时间T=2h旋转式机械刮泥机4台撇渣斗8个7回流污泥泵房1座回流污泥泵1台8混合污泥泵房1座混合污泥泵1台9浓缩池DH=13m5m1座固体通量：lkgm2.h;浓缩后污泥含固率：4%；水力负荷：0.4m3m2.h;有效深度：4m；停留时间：12h；上清液总固体的5%。周边驱动单臂旋转式刮泥机10浓缩污泥泵房1座浓缩污泥泵1台10脱水间LXB=10m5m
28、1座溶液浓度：0.2%o脱水后污泥含水率：80%带式压滤机1台第二节污水厂平面布置污水处理厂：生产性的处理构筑物和泵站、鼓风机房、药剂间、化验室等建筑物，辅助性的修理间、仓库、办公室、值班室等，在厂区内还有道路系统、室外照明系统和美化的绿化设施。在平面布置时，应考虑以下原则：布置应紧凑，以减少处理厂占地面积和连接管(沟道)的长度，并应考虑工作人员的方便。但构筑物间应有5-10m的间距。(2)各处理构筑物之间的连接管(沟道)应尽量避免立体交叉，并考虑施工、检修方便。(3)在高程布置上，充分利用地形，少用水泵并力求挖填土方平衡。(4)使需要开挖的处理构筑物避开劣质地基。(5)考虑分期施工和扩建的可
29、能性，留有适当的扩建余地。(6)作方案比较，以便找出较为经济合理的方案。(7)在平面布置时，如需要可以调整各处理构筑物的个数。多个同种处理构筑物构成一组时，要配水均匀。在平面布置时，常为每组构筑物设置一配水井。(8)处理厂中有各种管线(包括污水管、清水管、污泥管，有时还有空气管、煤气管、电缆管等)，在平面图上它们的位置要妥善安排，避免相互干扰。管线和阀门的布置还要考虑构筑物的检修，按设计意图设置必要的跨越管道。粗大沟渠和沟管等还要考虑基础和施工上的特殊要求。(9)在适当的位置上设置污水、污泥、气体等的计量设备。在重力流沟道上可设细腰槽(巴氏槽)，在压力流管道上可设细腰管(文氏管)或孔口。(10
30、)厂内人行道的宽度为1.52.0m,车行道的路面宽度为34m,还要考虑车辆的掉头。具体的平面布置见附图。第三节污水厂高程布置在污水厂内，各处理构筑物之间，水流一般是依靠重力流动的，前面构筑物中的水位应高于后面构筑物中的水位，两构筑物之间的水面高差即为流程中的水头损失(包括构筑物本身、连接管道，计量设备等的水头损失)。污水厂的高程布置：确定各构筑物的高程。在污泥流程中，一般需用泵提升污泥一次,也有需要提升二次的。具体高程见附图。致谢这次课程设计使我受益良多。通过这次课程设计，我对水污染控制工程这门课程有了进一步我了解和更深的认识，并且这次课程设计也是对我所学知识的进一步巩固，给以后的工作作了踏实
31、的铺垫。今后，我一定会努力将所学的知识用于工作和生活实践中，以感谢老师对我的培养和学校对我的栽培。参考文献1屈岳州，胡勇有.氧化沟污水处理技术及工程实例.北京:化学工业出版社，2005.7.2高耀庭，顾国维，周琪.水污染控制工程.高等教育出版社，2007.7.3童华.环境工程设计，北京：化学工业出版社，2008.12.4李亚峰，晋文学.城市污水处理厂运行管理，2005.12.5陶俊杰，于军亭，陈振选.城市污水处理技术及工程实例.第二版，2005.5.6化学工业出版社组织编写.水处理工程典型设计实例.北京：化学工业出版社，2001.5.7丁亚兰.国内外废水处理工程.北京：化学工业出版社，2000.4.8卜秋平，陆少鸣，曾科.城市污水处理厂的建设与管理.北京：化学工业出版社,2002.5.9王凯军，贾丽敏.城市污水生物处理新技术开发与利用.北京：化学工业出版社,2001.10杨肇健.三沟式氧化沟处理城市污水的效应.给水排水.1997.11高俊发，王社平.污水处理厂工艺设计手册.北京：化学工业出版社，2003.8.12李世华，伍玉燕.污水处理工程.中国建筑工业出版社，2008.12.
