水污染课程设计
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目录第一章水污染课程设计任务及要求 (2)1设计题目 (2)2 基本资料 (2)第二章总体设计 (4)2.1 污水处理工艺流程的选择 (4)2.2处理构筑物选择 (4)2.3设计水量的计算 (4)第三章格栅 (5)3.1中格栅的设计计算 (5)3.2污水提升泵房 (8)3.3细格栅的设计计算 (9)第四章曝气沉砂池 (12)4.1设计参数 (12)4.2曝气沉砂池的设计计算 (13)第五章斜板沉淀池 (16)5.1参数设计 (16)5.2设计计算 (16)第六章推流式曝气池 (18)6.1、曝气池各主要部位的计算确定: (18)6.2曝气系统的计算与设计 (20)6.3污泥计算 (24)第七章辐流式沉淀池 (25)7.1设计原则设计参数 (25)7.2设计计算 (27)第八章污水消毒池 (29)8.1设计参数: (29)8.2设计计算: (29)第九章污泥处理设计 (31)9.1污泥处理的目的与处理方法 (31)9.2污泥泵房设计 (32)9.3污泥浓缩池 (34)9.4贮泥池 (38)9.5污泥脱水 (40)参考文选 (46)总结 (47)第一章水污染课程设计任务及要求1设计题目城市污水处理工程设计2 基本资料1、污水水量、水质(1)设计规模设计日平均污水流量Q =100000m3/d;(2)进水水质CODCr =350mg/L,BOD5 =200mg/L,SS = 300mg/L,Norg =20 mg/L ,TN = 40mg/L, TP=4 mg/L, NH3-N=30 mg/L, Ph=7~92、污水处理要求污水经过二级处理后应符合以下具体要求:CODCr ≤ 100mg/L,BOD5≤30mg/L,SS≤30mg/L,NH3-N≤25mg/L,TP≤3 mg/L。
3、处理工艺流程污水采用传统活性污泥法4、污水排水接纳河流资料:该污水厂的出水直接排入厂区外部东南反向的河流,其最高洪水位(50 年一遇)为448.0m,常水位可设为为440.0m。
5、厂址及场地现状该污水处理厂选址于,场地地势平坦,呈正方形,场地标高450 米,位于城市中心区排水管渠未端。
厂址面积为90000m2。
关设计依据:(1)《水污染控制工程课程设计指导书》厦门理工学院(2)《水工业工程设计手册》聂梅生建筑出版社 2000(3)《水处理工艺设计计算》崔玉川等,水利电力出版社第二章总体设计2.1 污水处理工艺流程的选择由于河流的水质较好,污水处理工程没有脱氮除磷的特殊要求,主要的去除目的是BOD5和SS,本设计采用传统活性污泥法处理,。
污水及污泥的处理工艺流程如下所示。
原水→中格栅→提升泵→细格栅→曝气沉砂池→混凝池→斜板初沉池→推流式曝气池→辐流式二沉池→消毒池污泥浓缩池→贮泥池→污泥脱水→运走2.2 处理构筑物选择污水处理构筑物形式多样,在选择时,应根据其适应条件和所在城市应用情况选择。
选用曝气沉砂池,混凝反应池,斜板沉淀池,传统的推流式曝气池,辐流式沉淀池,平流式消毒池,竖流式污泥浓缩池,矩形贮泥池,采用带式压滤机进行污泥脱水。
2.3设计水量的计算设计日平均污水流量Q=100000m3/d=4166.7=1.157 m3/s设计最大小时流量Qmax= 1.157/0.75= 1.544m3/s第三章格栅在处理系统前,均需设置格栅,以拦截较大杂物。
3.1中格栅的设计计算已知参数:Q=100000 m3/s,Kp=1.3,设计两个粗格栅,则每个格栅流量Qmax= =0.772 m3/s,栅条净间隙为20mm,格栅安装倾角600 过栅流速一般为0.6-1.0m/s ,取V=0.8m/s,栅条断面为矩形,选用平面A型格栅,栅条宽度S=0.01m,进行计算栅前水深h取0.75m。
进水渠宽B1=0.65m,其渐宽部分展开角度为20゜。
计算草图如下:1、栅条的间隙数由公式n=bhvQ αsin max 式中Qmax---最大设计流量 m3/s ,α ---格栅倾角 (℃) h---栅前水深 m , v----过栅流速 m/s 带入数据 n=60个 2、栅槽宽度 B=S(n-1)+bn式中: B---栅槽宽 m ,S---栅条宽度 m b-----栅条间隙 m ,n---栅条间隙数 个B=S(n-1)+bn=0.01(60-1)+0.02 60=1.8m 设计中取2m 。
3、进水渠,出水渠设进水渠宽B1=2.1m ,其渐宽部分展开角度为20゜ 栅槽与进水渠道连接处的渐窄部分长度l 1, 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l 2 进水渠内流速为v 进=h B Q 1max =7.04.1772.0⨯=0.8m/s ∈(0.4-0.9) l 1=αtg B B 21-=2024.10.2tg ⨯-=0.8m l 2=21l =m 4.0282.0= 4、通过格栅的水头损失h 1 由公式h 1=h 0k式中:h 0---计算水头损失,h 0=αξsin 22gvξ---阻力系数,其值与栅条断面形状有关, 当为矩形时3/4)(b S βξ= ,3/4)02.001.0(42.2=ξ=0.96 , k---系数,一般采用3 ,故h 0=0.96︒⨯⨯60sin 81.920.82=0.027m h 1=0.027⨯3=0.081∈(0.08—0.15) 符合要求。
设计中取0.10m 。
5、栅槽总高度H=h+h 1+h 2 ,h 2---栅前渠道超高,一般采用0.3mH=0.75+0.10+0.30=1.15m6、栅槽总长度 L=l 1+l 2+1.0+0.5+αtg H 1式中 l 1---进水渠道渐宽部分的长度 m B 1---进水渠宽1α ---进水渠道渐宽部分的展开角度,一般可取20ºl 2---栅槽与出水渠道连接处渐窄部分长度 m H 1---栅前渠道深m ,H 1=h+h 2 故 L=0.8+0.4+1.0+0.5+︒+603.075.0tg =3.3m 7、每日栅渣量 W=zK W Q 1000864001max式中:W 1---栅渣量(m3/103m3污水) ,格栅间隙为20mm 时 W 1=0.01-0.10取0.05K z ---生活污水流量变化系数1.3W=3.1100005 .0772.0 86400⨯⨯⨯=2.5m3/d〉0.2 m3/d,所以宜采用机械清渣8、选型根据所计算的格栅宽度和长度,参考平面格栅的基本尺寸选择格栅为3.3m⨯2m,清渣采用固定式清渣机清渣。
机械格栅不易少于4台,如为2台,应设人工清除格栅备用。
3.2污水提升泵房1.设计参数设计流量:Q=1.544m3/s,泵房工程结构按远期流量设计2.泵房设计计算对于新建污水处理厂,工艺管线可以充分优化,故污水只考虑一次提升。
污水经提升后进入细格栅,再进入曝气沉砂池,然后自流通过混凝池推流式曝气池沉淀池。
污水提升前水位-4.30m(既泵站吸水池最底水位),提升后水位 3.97m(即细格栅前水面标高)。
所以,提升净扬程 Z=3.97-(-4.30)=8.27m水泵水头损失取 2m,从而需水泵扬程 H=Z+h=10.27m再根据设计流量 50000L/d=2083m3/h,采用 2 台 MF 系列污水泵,单台提升流量 542m3/h。
采用 ME 系列污水泵(20MF-24A)4台,2台使用2台备用。
占地面积为 22514.3π⨯==R S =78.54m2,即为圆形泵房 D =10m,高 12m,泵房为半地下式,地下埋深 7 m ,水泵为自灌式。
3.3细格栅的设计计算已知参数:Q=100000m3/d ,Kp=1.3,设计四个细格栅,则每个格栅流量Qmax=4544.1=0.386 m3/s 。
栅条净间隙为8mm ,格栅安装倾角600 过栅流速一般为0.6-1.0m/s ,取V=0.9m/s,栅条断面为矩形,选用平面A 型格栅,栅条宽度S=0.008m,进行计算栅前水深h 取0.85m 。
进水渠宽B1=0.8m,其渐宽部分展开角度为200 计算草图:1、栅条的间隙数由公式n=bhv Q αsin max式中Qmax---最大设计流量 m3/sα ---格栅倾角 (℃) ,h---栅前水深m ,v----过栅流速 m/s入数据n=9.085.0008.060sin 386.0⨯⨯︒⨯=59个, 取n=60个2、栅槽宽度 B=S(n-1)+bn式中:B---栅槽宽m ,S---栅条宽度m b-----栅条间隙 m ,n---栅条间隙数 个B=S(n-1)+bn=0.01(60-1)+0.008⨯60=1.07m ,取B=1.1m 3进水渠,出水渠进水渠内流速为v 进= = =0.57m/s (0.4-0.9) 进水渠道渐宽部分的长度l 1栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l 2L 1=αtg B B 21-=2028.01.1tg ⨯-=0.40m, l 2=21l =221.0=0.20m4、通过格栅的水头损失h1 由公式h 1= h 0k式中:h 0---计算水头损失,h 0= αξsin 22gvξ---阻力系数,其值与栅条断面形状有关, 当为矩形时3/4)(bS βξ= ,3/4)008.001.0(42.2=ξ= 3.69 ,k---系数,一般采用3 , 故h 0=3.69︒⨯⨯60sin 81.920.82=0.119m ,h 1=0.119 ⨯3=0.35m 5、栅槽总高度H=h+h 1+h 2式中h 2---栅前渠道超高,一般采用0.3mH=0.85+0.35+0.3=1.50m6、栅槽总长度 L=l 1+l 2+1.0+0.5+αtg H 1式中 l 1---进水渠道渐宽部分的长度 m B 1---进水渠宽1α ---进水渠道渐宽部分的展开角度,一般可取20ºl 2---栅槽与出水渠道连接处渐窄部分长度 m H 1---栅前渠道深m ,H 1=h+h 2 故 L=0.4+0.2+1.0+0.5+︒+603.085.0tg =2.76m,取L =2.8m 7、每日栅渣量 W=zK W Q 1000864001max式中:W 1---栅渣量(m3/103m3污水) ,格栅间隙为20mm 时 W 1=0.05-0.10取0.07K z ---生活污水流量变化系数1.3 W=3.1100007.0772.086400⨯⨯⨯=3.6m3/d 〉0.2 m3/d ,所以宜采用机械清渣8、选型根据所计算的格栅宽度和长度,参考平面格栅的基本尺寸选择格栅为1.1m ⨯2.8m ,清渣采用固定式清渣机清渣。
第四章曝气沉砂池本设计中选择两组曝气沉砂池,N=2组。
每组沉砂池的设计流量为0.772sm3。