scu水质工程学课程设计排水部分

1、scu水质工程学课程设计(排水部分)scu水质工程学课程设计(排水部分)水质工程学课程设 计1.任务书及原始资料 1.1设计目的 根据设计任务书中所 给予的原始资料，对莫小镇的污水处理厂进行设计。通过设计学会运用原始资料，确定污水处理方案的一般原 则，熟悉有关构筑物的计算方法和了解设计步骤及规律，使 学到的基本知识，基本理论和基本技能得到一次综合性的训 练。1.2 设计内容(1)根据所提供的原始资料，确定污水所需的处理程度，并选择处理方法。(2)根据污水处理程度结合污水厂的地形条件，选择污 水、污泥的处理流程和处理构筑物。(3)对所选择的处理构筑物进行工艺设计计算，确定其型式和主要尺寸。(4)

2、绘制污水厂白总体布置(包括平面布置和高程图)。(5)编写说明书。1.3 设计原始资料(1)莫小镇污水厂附近地形图一张，见附录二。该镇人口数为5万人。(2)污水流量：日平均流量Q=7500m3/d。日变化系数和时变化系数分别为Kd=1.2, Kh=1.33污水水质：平均水温为23 Co处理前 BOD5=250mg/L , SS=300mg/L。污水经过二级处理后 DO=2mg/L ,处理后的污水排入附近 河流。(3)水文及地质资料 a.污水厂附近最高洪水位 260m,该 河95%保证率的枯水量为 1.5m3/s,河水流速为 0.8m/s,夏 季河水平均温度17°C,河水中溶解氧为7mg

3、/L,河水中原有 BOD5为2mg/L ,悬浮物含量为 49mg/L。b.污水厂址地下水位距地表15m左右，土壤为砂质粘土，抗压强度在1.5公斤/cm2以上。土壤年平均温度12°C,最低温度2 Co(4)气象条件 夏季主导风向为西南风，气压为 730.2mm 汞柱，年平均气温为15.1 °C,冬季最低月平均温度为8 Co(5)其它资料a.厂区附近无大片农田。b.拟由省建筑公司施工，各种建筑材料均能供应。c.电力供应充足。2.确定污水处理程度本设计设计由水水质达到一级B标处理程度按如下公式计算：选择处理程度高的 n =93.33%乍为本课程设计中污水厂的处 理程度3.污水、污

4、泥处理工艺流程4.各污水处理构筑物的计算 4.1格栅 4.1.1设计参数 最大设计流量Qmax=0.14m3/s,设栅前水深 h=0.4m,过栅流速v=1m/s,采用中格栅，栅条间距 e=20mm ,格栅安装倾角 a =60o4.1.2设计草图 格栅设计草图4.1.2设计计算（1）栅条间 隙数栅槽宽度：取栅条宽度s=0.01m （2）进水渠道渐宽部分长度：若进水渠宽 B1=1.0m ,渐宽部分展开角 a 1=20o此时进水 渠道内的流速为进水渠道流速小于格栅流速且大于0.6m/s故满足要求 栅槽与由水渠道连接处的渐窄部分长度（3）过栅水头损失：因栅条为矩形断面，取k=3, p =2.42栅后槽

5、总高度：取删前渠道超高h2=0.3m,删前槽高H1=h+h2=0.427mH=h+h1+h2=0.5+0.127+0.3=0.83m （5） 栅槽总长度：（6）每日栅渣量：采用机械清渣4.2沉砂池 4.2.1设计参数取最大流速v=0.25m/s ,最大流速的停留时间 t=40s。4.2.2设计草图 沉砂池设计草图4.2.3设计计算（1）水流部分长度（2）水流断面积（3）池总宽度沉砂池设两格，每 格池宽b=0.5m,则池总宽度（4）有效水深（5）沉沙斗容积 取城市污水沉沙量 x1=3m3/105m3 ,清楚沉沙时间间隔t' =2d （6）每个沙斗所需容积 （7）砂斗实际容积的计算设斗底宽

6、民1=0.5m倾角600,斗高h3' =0.4m则斗上口宽 单斗实际 容积满足（8）沉砂池高取又（9）沉砂池总高度取沉砂 池超高h1=0.3m,则(10)验算最小流速 最小流速为仅在一 格下工作时，n=1符合要求4.3初沉池4.3.1.设计参数 采用 平流式沉淀池，BOD5去除率30%, SS去除率50% o4.3.2设计草图 平流式沉淀池设计草图 4.3.2设计计算 (1)沉淀区有效水深 表面负荷取q=1.5m3/(m2 h),沉淀时间 取t=1.5h (2)沉淀区有效容积 (3)沉淀区长度 最大设计流 量时水平流速取v=3.7mm/s (4)沉淀区总宽度 (5)沉淀池分 格数 每格

7、宽度取b=4.2m长宽比、长深比校核：符合要求(6)总污泥量计算根据进水SS取C0=300mg/L , 由水去除50%悬浮固体，因此取 C1=150mg/L ,污泥容量取 r=1.0t/m3,污泥含水率取 P0=96%,两次排泥的时间间隔为 48h。(7)污泥斗计算每座沉淀池污泥量每座沉淀池设1个污 泥斗每个污泥斗容积故每座沉淀池的污泥斗可存储 2d的 污泥量，满足要求。(8)沉淀池总高度 超高取h1=0.3m,缓冲层取 h3=0.5m, 采用机械刮泥。(9)沉淀池总长度 (10)由水堰长度复核设一道导流墙每池由水堰长度为由水堰负荷为 合格4.4曝气沉淀池4.4.1 设计参数 采用圆形完全混合

8、合建式叶轮曝气池，由于 曝气池前设置初沉池，因此曝气池的进水BOD5设计为 175mg/L,进水SS设计为150mg/L,曝气池由水水质达一级B标，由水 BOD5设计为20mg/L,由水SS设计为20mg/L。污泥负荷率取 Ns=0.32kgBOD5/kgMLSS d,曝气池混合 液污泥浓度取 X=3.8g/L ,污泥回流比取 R=400% ,曝气池内 溶解氧取2mg/L。氧化每公斤有机物需氧公斤数取a' =0.6,污泥自身氧化需氧率取b' =0.1 ,降解每公斤 BOD5所产生的 MLVSS取 Y=0.5 ,污泥自身氧化率取Kd=0.1 ,氧转移系数取 a =0.85/B =

9、0.95污泥挥发分数取。4.4.2 设计草图 曝气沉淀池设计草图4.4.2设计计算（1）污水处理程度计算处理水中非溶解性 BOD5的值：微生物自身氧化率取Kd=0.1 ,活性微生物在处理中所占的比例取Xa=0.4 ,处理水中悬浮固体浓度取Ce=20mg/L则处理水中溶解性 BOD5值为：去除率（2）曝气区容积计算曝气池混合液污泥浓度取X=3.8g/L 污泥负荷率取 Ns=0.32kg BOD5/kg MLSS d,曝气 池设置n=4座（3）沉淀区尺寸计算根据污泥浓度取 X=3.8g/L ,查表上升流速取得以=C294mm/L ,沉淀时间取t=1.5h,沉淀区面积为：沉淀区容积为：沉淀区高为：（

10、4）需氧、充氧量计算需氧量R:充氧量R0:污水水温取T=23°C,氧转移系数取 a =0.85 B =0,.95气池内溶解氧取 C=2mg/L , Cs（20）= 9.17mg/L , 则：（5）曝气区尺寸的确定 采用泵行叶轮，当R0=18kgO2/h时, 叶轮直径为900mm,功率4.7kWo因此 d=0.9m 曝气区直径 D1=7d=6.3m 曝气区面积 （6） 导流室尺寸计算 导流室中污水下降速度取 v2=15mm/s,则 导流室面积为：导流室外径计算导流室宽度计算（7）曝气沉淀池直径 （8） 曝气沉淀池其他各主要部位尺寸的确定a.曝气区直壁高：b.曝气沉淀池斜壁与曝气区直壁呈

11、45 °角。c.曝气沉淀池池深取值H=4.7m od.曝气沉淀池斜壁高 e.曝气沉淀池池底直径 （9）回流窗 孔尺寸的确定 污水通过回流窗孔的流速取值 v1=100mm/s, 于是，回流窗孔总面积为：每池开20个回流窗孔，则每个窗孔面积为：采用200X270mm的孔口，在孔口上安设挡板以调节过水面 积。（10）回流缝尺寸的确定取曝气区底直径大于池底直径0.5m,则：回流缝宽取 b=0.15m,顺流圈长 L=0.4m。则回流缝过水面积为：回流缝内污水的流速：符合要求(11)曝气沉淀池实际容积核算曝气沉淀池的总容积为：曝气沉淀池结构容积系数取5%,则其实际有效容积为：沉淀区实际有效容积为

12、：曝气区(包括导流室和回流区)的实际有效容积为：各部位实际有效容积与计算所需容积列于下表中，实际有 效体积大于计算所需，所定尺寸勿需调整。经设计计算，采用四座圆形完全混合合建式叶轮曝气沉 淀池，每座直径 11.96m,深6.46m,水深4.7m,见附图。4.5 污泥浓缩池 4.5.1设计参数 本设计采用连续重力浓 缩池，浓缩后的污泥含水率为97%,浓缩时间取T=10h 4.5.2设计草图 污泥浓缩池设计草图4.5.3设计计算(1)污泥量a.初沉池污泥产量干固体量：污泥体积：b.剩余污泥产量 降解每公斤 BOD5所产生的 MLVSS取 Y=0.5 ,污泥自身氧化率取Kd=0.1 ,剩余污泥浓度取

13、 Xr=8kg/m3干固体量：污泥体积：(2)污泥浓缩池面积计算本设计采用两个圆形污泥浓缩池，污泥固体通量取 GL=40kg/(m2- d)o(3)浓缩池直径(4)浓缩池深度有效水深：浓缩时间取T=10h超高取h1=0.3m ,缓冲层高度取h3=0.3m,池底坡度取i=0.05,泥斗为圆台型，上底直径D2=2.5m ,下底直径D1=1.0m,设机械刮泥机。池底坡度造成的深度增加：污泥斗高度：浓缩池深：4.6 消化池4.6.1设计参数 本设计采用中温消化池，不加 热、不搅拌，投配率为6%8%。池外介质为大气时，年平均气温为15.1 C,冬季最低月平均温度为8 Co池外介质为土壤时，年平均温度 1

14、2 C,最低温度2 Co4.6.2设计草图 消化池设计草图 4.6.2设计计算(1)污泥 量 初沉池污泥量为58.15m3/d ,经浓缩池后的污泥量为63.88m3/d,含水率97%,挥发性有机物含量 70%。(2)消化池容积计算由于剩余活性污泥量较多，故采用 挥发性有机负荷取S=1.3kg/(m3 d),消化池总容积：取2100m3 (3)消化池尺寸计算采用两级消化，容积比一级：二级=2:1,则一级消化池容积 1400m3,用两个，每个消化池 容积700m3,二级消化池一个容积700m3。消化池直径D采用12m,集气罩直径D3=2m ,高h1=2.0m , 池底锥底直径 d2=2m,锥角采用

15、15°消化池柱体高度应大 于，采用。消化池总高度 (4)消化池各部分容积集气罩容积上盖 容积下锥体容积等于上盖容积柱体容积消化池有效容积(5)消化池各部分表面积计算集气罩表面积池上盖表面积等于池底表面积.,池柱体表面积：地面以上部分 地面以下部分 消化池总表面积：4.7 紫外消毒池4.7.1设计参数 紫外消毒选设备型号UV4000PLUS ,辐射时间：10-100S。UV4000PLUS 紫外线消毒设备每 3800m3/d需要2.5根灯 管,每根灯管的功率为2800W。4.7.2设计草图 紫外消毒工艺流程4.7.3设计计算 需要灯管数：，设计8根 选用4根灯管为一个模块，则模块数N=

16、2,则共有灯管8根。按设备要求紫外消毒池深度取0.5m ,设池中水流速度为0.3m/So紫外消毒池过水断面积：消毒池宽度：,设计为1m消毒池实际水流流速为：消毒池长度：每个模块长度2.46m,本设计为便于施工取 2.5m o校核紫外线消毒辐射时间:5.污水处理厂平面布置情况综合考虑地形、地质、气象、水文、远期发展、环境影响等因素，力求达到污水处理厂流 程合理、节约用地、建设投资省、管理方便、环境优美、并 能与后期发展合理结合。5.1 污水处理厂的平面布置原则(1)布置紧凑，以减少污水处理厂的占地面积和连接管渠的长度，并便于操作管理， 各构筑物之间留必要的施工和检修间距。(2)充分利用地形，力求

17、挖填土方平衡以减少填、挖土方 量和施工费用。(3)各构筑物之间连接管尽量简单、短捷，尽量避免立体 交叉，并考虑施工、检修方便。(4)建筑物布置应注意朝向和风向。(5)把生产区和生活区分开，尽量避免非生产人员在生产区通行和逗留，以确保生产安全。(6)对分期建造的工程，既要考虑近期的完整性，又要考 虑远期工程建成后整体布局的合理性，还应该考虑分期施工 方便。5.2 本设计中污水处理厂的平面布置情况(1)考虑近远期结合，分期建设，预留远期建设用地，并使近期工程集中布置。(2)厂址选择在离镇区有一定距离的海拔较低处，充分利 用地形高差，生产处理构筑物呈梯级布置，依靠重力自流由 水，构筑物一边与等高线平行，尽量减少挖填方。(3)处理构筑物与设施的布置顺应流程、集中紧凑，以便 于节约用地和运行管理。(4)功能分区明确，生活区、管理区、污水处理区及污泥 处理区相对独立，生产处理构筑物与生活建筑物分开布置， 减少相互之间的干扰，保证生产安全和环境卫生。(5)构(建)筑物之间布置双车道 7m宽的大道，道路网络 基本呈方格网状，大道连接各生产生活建筑物构筑物，间距 满足交通、管道(渠)敷设、施工和运行管理等各方