水污染课程设计

目录1.进水水质2.设计规范3.工艺比较4.工艺的确定5.工艺的计算5.1格栅的设计与计算5.2平流式沉砂池的设计与计算5.3初沉池的设计与计算5.4厌氧池的设计与计算5.5UASB反应池的设计与计算5.6生物接触氧化池的设计与计算5.7气浮池的设计与计算6.1气浮浓缩池的设计与计算7高程计算及选泵柠檬酸综合废水处理工艺设计第二类污染物最高允许排放浓度（1998年1月1日后建设的单位）（单位：mg/L ）BOD 5的去除率()()1160%190%(191%)99.64%--⨯-⨯-= COD 的去除率为()()1160%190%(191%)99.64%--⨯-⨯-= SS 的去除率为()()1180%175%95%--⨯-=3.工艺比较3.1由于BOD/COD=61.2%，可生化性好，所以选用生物处理技术。

3.2由于进水的COD 很高，达到8500mg/L ，故选用厌氧生物处理技术。

厌氧生物处理技术包括：化粪池、厌氧生物滤池、厌氧接触、上流式厌氧污泥床反应器、分段厌氧处理、厌氧膨胀床和厌氧流化床、厌氧生物转盘、两相厌氧法。

3.2.1厌氧生物滤池：①处理能力较高，池内可以保持很高的生物浓度，不另设泥水分离设备，出水SS 低，设备简单，操作方便②滤料费用高，滤料易堵，滤料没有简单的清洗方法。

因此，悬浮固体高的污水不适用此法。

3.2.2UASB 的优点：①构造简单巧妙，运行管理方便。

②反应器内可以培养厌氧颗粒污泥，维持很高的生物量。

③UASB 反应器对各类废水有很大的适应性。

④能耗低，产泥量少，还能产生生物能—沼气。

3.2.3厌氧接触法：从厌氧反应器排出的混合液中污泥附有大量的气泡，在沉淀池中易于上浮到水面而被水带走，固液分离不佳。

3.2.4厌氧膨胀床和厌氧流化床：能耗大。

3.2.5厌氧生物转盘：工程造价高。

综上所述：厌氧处理应选用UASB 。

3.3为达到《污水排放标准》（GB8978—1996）中的一级标准，厌氧处理法后面还需好氧生物处理。

在此选择生物接触氧化法。

生物接触氧化法是介于活性污泥法和生物滤池之间的生物处理技术，兼有他们的特点，具有以下优点：①具有较高的容积负荷②不需污泥回流，不存在污泥膨胀问题，运行管理方便。

③由于生物固体多，水流属完全混合型，故对水质水量骤变有较强的适应能力。

④生物接触氧化池有机负荷较高时，其F/M 保持在较低水平，污泥产率低。

3.4为保证后续构筑物的正常运行，需进行预处理，需要格栅，沉砂池，初沉池等预处理构筑物。

4.工艺的确定5.工艺计算5.1格栅的设计与计算格栅的设计就是用来截留污水中较大较粗的、漂浮物和悬浮物。

5.1.1每日栅渣量W ：①根据柠檬酸废水的水质，单位体积污水栅渣量W 1取0.05。

②由于柠檬酸废水的水量比较稳定，故污水流量总变化系数K 2取1.2。

60000.069486400Q == 3m a x 1.20.06940.084/Q K Q m s==⨯=max 12 1.260000.050.3010001000 1.2Q W W K ⨯⨯⨯===⨯⨯＞0.2 故选用机械格栅。

5.2.2格栅槽总宽度B ：①根据柠檬酸废水的水质可以设计中格栅，格栅净间隙b=20mm ②由于选用的是机械格栅，故格栅安装倾角75α︒=③污水流经格栅的速度取0.8υ=m/s ，栅前水深h 取h=0.2m 。

④栅条宽度取S=10mm26n===格栅槽总宽度(1)0.01250.02260.77B S n bn m=-+=⨯+⨯=5.2.3过栅水头损失①格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，取3k=②栅条形状取迎水、背水面均为半圆形的矩形 1.67β=443310() 1.67()0.6720Sbξβ=⋅=⨯=20.64sin0.67sin750.021219.62h mgυζα︒=⋅⋅=⨯⨯=2030.0210.07h k h m=⋅=⨯=5.2.4栅后槽的总高度H：①栅前水深0.2h=②格栅前渠道超高1h一般取0.3m120.20.30.070.57H h h h=++=++=5.2.5格栅的总长度L：①进水渠道宽度10.5B m=，进水渠道渐宽部位的展开角度120α=︒②进水渠道渐宽部位的长度1110.770.50.372220B BL mtg tgα--===⨯︒③格栅槽与出水渠道连接外的渐窄部位长度210.50.50.370.19L L m==⨯=1120.5 1.0 1.50.190.370.13 2.2HL L L mtgα=++++=+++=1220.770.5tan0.7320.37B BLα--===则236α=︒若设计曝气沉砂池5.2曝气沉砂池沉砂池的设计与计算:沉砂池的设计目的就是去除污水中泥沙、煤渣等相对密度较大的无机颗粒，以免影响后续处理构筑物的正常运行。

5.2.1总有效体积①最大设计流量时停留时间3mint=：②总有效体积3max60600.084316V Q t m=⋅=⨯⨯=5.2.2池断面面积A①最大设计流量时的水平流速0.1/v m s =；②池断面面积2max 0.0840.840.1Q A m v === 5.2.3池总宽度B①有效水深一般取 2.5H m =②池总宽度0.840.3362.5A B m H === 5.2.4尺长L25300.84V L m A ===，因为0.3360.13442.5B H ==＜1-1.5 所以不符合曝气沉砂池的设计要求，应设计平流沉砂池。

5.2平流式沉砂池的设计与计算 5.2.1沉砂部分的长度L①最大设计流量时的速度取0.2/v m s =②最大设计流量时的停留时间取45t s = ③沉砂池沉砂部分长度0.2459L vt m ==⨯= 5.2.2水流断面面积2max 0.0840.420.2Q A m v === 5.2.3池总宽度B①设计有效水深取20.5h m =②池总宽度20.420.840.5A B m h === 5.2.4贮砂斗所需的体积V①食品废水的沉砂量一般取30.015/X L m =②排砂时间间隔取2T d = ③污水总流量变化系数22K = ④3864000.08420.0150.1841000 1.2V m ⨯⨯⨯==⨯5.2.5贮砂斗各部分尺寸的计算①设贮砂斗底宽10.5b m =，斗壁与水平面的倾角为60︒； ②贮砂斗的高度取'30.8h m =则贮砂斗的上口宽为'3212 1.60.5 1.46060h b b m tg tg ︒=+=+=︒ ③设斗的形状为方形斗，则下口210.25S m =，上口222S m =④贮砂斗的容积为(()'3131210.8 2.250.710.78933V h S S m =++=⨯+= 5.2.6贮砂室的高度3h假设采用重力排砂，池底设6%坡度坡向砂斗，则'23320.060.80.1860.9862L b h h m -=+=+= 5.2.7池总高度H①池的超高一般取10.3h m =②1230.30.50.986 1.8H h h h m =++=++= 5.2.8核算最小流速min v①最小流量时工作沉砂池的数目取11n =②最小流量时沉砂池中过水断面面积2min 0.50.420.21A m =⨯= ③min min 1min 0.070.33/0.21Q v m s n A ===⋅＞最小流速0.15/m s符合设计要求5.3初沉池的设计与计算考虑沉淀效率和占地面积，在此选用斜管沉淀池 5.3.1沉淀池表面积A①0q -表面水力负荷，可按普通沉淀池表面水力负荷的2倍取，在此取3204/q m m h =⋅ ②0.91-斜板面积利用系数 ③n -池数，在此取2个 ④沉淀池表面积2max 07200420.910.912424Q A m nq ===⨯⨯⨯每座斜管沉淀池的表面积为221m ，取长为4.2m ，则宽为5m 5.3.2池内停留时间：①斜管上部清水区高度，一般取20.7h m =，②斜管自身垂直高度一般取30.87h m = ③停留时间230(0.70.87)6011.8min 8h h t q ++⨯===，取SS 沉淀效率为80% 5.4厌氧池的设计与计算水解酸化池可以作为独立的一级厌氧生物处理工艺，也可以作为二相厌氧生物处理工艺的第一相，目的是改善污水的可生化性，降低后续生物处理负荷，提高后续处理工艺的稳定性和效果。

5.4.1消化区的有效容积①消化时间去8t h = ②污水的设计流量3max 6000 1.27200/Q m d =⨯= 水解酸化池的有效容积为372008/242400max V Q t m ==⨯=有效水深取6H m =，224004006V A m H ===，取尺长28.5m ，池宽14m取超高0.4m ，设计池深6.4m ，填料与池底上方0.4 m ，填料有效深度5m 。

BOD 的去除率可达60% SS 的去除率可达75% 5.5UASB 的设计与计算 5.5.1池体体积的设计①容积负荷取38.5/q kgCOD m d =⋅②进水有机物浓度取08500(10.6)3400/S mg L =⨯-= 池体体积为：3max 07200340028808500Q S V m q ⨯=== 取UASB 反应池的有效高度为：6h m =，则面积为228804806V A m h === 取四座UASB 反应器，则每座UASB 反应器的面积为2480==120m 4A 每座单池从布水均匀性和经济性考虑，矩形的长宽比为2:1时，最合适 取每座UASB 反应池的长度为15m ，宽度为8m5.5.2三相分离器的设计与计算三相分离器应同时具有一下两个功能：能收集从分离器下的反应室产生的沼气及使得在分离器之上的悬浮物沉淀下来。

5.5.2.1沉淀区的设计三相分离器的沉淀区的设计同二沉池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积与水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。

设计应满足以下要求① 沉淀区的水力表面负荷应小于1.0/m h② 沉淀器斜壁角设为50︒，使得污泥不致积累，尽快落入反应区内 ③ 进入沉淀区前，沉淀槽底缝的流速2/m h ≤ ④ 总沉淀水深应大于1.5m ⑤ 水力停留时间在1.52h - 5.5.2.2回流缝的设计在集气罩之间回流缝处过水断面最小()min A ，脱气相分离器由上下两组重叠的三角形集气罩组成，根据几何关系可得13/tan b h α=，其中1b 下三角形集气罩底的宽度，α是下三角形集气罩斜面水平夹角取60α=︒，3h 是下三角形集气罩的垂直高度，取3 1.2h m =，则31 1.20.7tan tan 60h b m α===︒，设三相分离器的宽度 2.4b =，保护水层高度取10.5h m = 则相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离（污泥回流缝之一）212 2.4 1.41b b b m =-=-=反应器的三相分离器单元数取5n =，反应器的宽度8l m =，则下三角形集气罩之间的污泥回流缝中混合液的上升流速1272001.875/ln 244185Q m h b υ===⨯⨯⨯⨯ 上三角形集气罩下端与下三角形集气罩斜面之间的水平距离的回流缝，水流的上升流速为2372001.875/2ln 4240.5852Q m h b υ===⨯⨯⨯⨯⨯（上三角集气罩回流缝的宽度取30.5b m =）5.5.2.3气液分离设计 由三相分离器构造可知，欲达到良好的气液分离效果，上下两组三角形集气罩测斜边下端必须有一定的重叠。