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排水处理工程

课程设计

给水排水工程-2班
专 业 班 级:

姓 名 学 号:
51

设 计 序 号:

3000
污 水 水 量: ( m3/d)

200
130
污 水 水 质: BOD SS ( mg/L)

指 导 教 师:

6月
目录
摘要………………………………………………………3
Abstract
第一章 前言……………………………………………4
一、 设计题目
二、 任务内容
三、 基本资料数据
四、 设计成果
五、 设计依据
第二章 污水处理站工艺流程确定…………………………5
第三章 主要构筑物的选择…………………………………6
3.1 格栅选择
3.2 泵房及集水池选择
3.3 沉淀池选择
3.4 过滤池选择
3.5 接触氧化池选择
3.6 浓缩池选择

第四章 主要构筑物的设计计算……………………………7
4.1 格栅的设计计算
4.2 平流式初沉池设计计算
4.3 接触氧化池设计计算
4.4 竖流式二沉池设计计算
4.5 双层滤料过滤池设计计算
4.6 浓缩池设计计算
4.7 消毒池设计计算
4.8 泵房及集水池设计计算

第五章 污水处理站总体布置………………………………21
5.1 污水站平面布置
5.2 污水站高程布置
参考文献

摘要
人类每天都产生大量生活污水。它有几种主要的有害成分: BOD、 悬浮固体、 N和P等。最近几年中, 人们越来越多地采用一些先进技术,进行污水处理, 特别是处理大量的生活污水以及大量的洗涤剂废水。但当前日益严格的环境法规使得企业不得不经过循环和深度处理等方法减少废水的产生。
随着经济的发展和人民生活水平的提高, 人们对水资源的需求量越来越大。中国为水资源贫乏的国家, 人均占有量不到世界平均水平的四分之一, 再加上时空分布不均, 致使部分地区供求矛盾加剧。为节约用水, 充分发挥现有水资源的利用率, 有些城市相继出台了中水回收利用的有关规定, 将淋浴、 洗涤、 盥洗等轻度污染的污水, 经处理后用于冲洗厕所、 洗车、 绿化等。

关键词: 　污水处理　 接触氧化法 污水回用

Abstract
Human discharge a large of sewage . it contains kinds of main harmful Components: BOD, SS , N and P etc. in recent years ,people deal with the wastewater by utilizing many new techniques , especially in the lots of wastewater from the daily life and wastewater contained the washing materials . But the more and more strict environmental laws enforce that the firms have to reduce the amount of wastewater by recycling and treating its .
As the development of economic and the improvement of people’s life , human need more and more water. China is a country which is not abundant in water ,less than the 1/4 of average level in the global .considering the unbalance of the water ,some places lack of water seriously .in order to save the water ,implement the efficiency of water-using .some cities indicates that the recycled water must be utilized .for instance ,it can be using to wash the toilet ,wash the car ,water the flower etc .

Key points: sewage Treatment 　contact Oxidation Process　 sewage Reuse

第一章 前言
一、 设计题目
某居民小区生活污水处理站工程设计
二、 任务内容
1. 污水处理工艺方案设计。
2. 各主要污水处理单元( 构筑物或设备) 的工艺参数设计, 各主要工艺设备参数的确定。
3. 污水处理总平面布置设计及处理工艺高程布置设计。
4. 绘制污水处理工艺流程系统详图、 污水处理站内( 含厂房) 平面布置图 。
5. 编写设计说明书。
三、 基本资料数据
1. 污水来源:
居民小区内生活排水。
2. 污水水量( m3/d) : 3000
3. 污水水质( mg/L) : BOD: 130 ; SS: 200
4.气象资料:
年平均气温10.5℃, 年降水量为550~1000毫米, 主导风向是北风或是偏北风, 春天和秋天风力比较大。年平均气温10.5℃, 年降水量为550~1000毫米, 主导风向是北风或是偏北风, 春天和秋天风力比较大。
5.地形情况: 地形平坦, 污水厂地面标高15.0m, 管内底标高11.00m, 管径300mm 。深度冻土1m
6. 处理水水质要求
污水经处理后排入城市排水海域, 所排放的处理水水质必须满足国家标准—《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A排放标准。
四、 设计成果
1. 设计说明书, 含计算说明书和参考文献1份。
2. 污水处理工艺流程框图、 污水处理站总平面布置图及高程图各1份 。
五、 设计依据
《室外排水设计规范》;
《给水排水设计基本术语》;
《给水排水制图标准》;
《城镇污水处理厂污染物排放标准》;
《污水综合排放标准》;
《给水排水工程师常见规范汇编》;
《给水排水设计手册》;
《建筑给水排水设计手册》;
《给水排水快速设计手册》;
《简明排水设计手册》;
《排水工程》

第二章 污水处理站工艺流程确定
由于污水量不大, 最终出水对水质要求较高, 且最终出水作为中水回用。因此拟采用的工艺流程如下图:
二沉池
接触氧化池
中格栅
初沉池
提升泵
污水

回用水
消毒池

过滤池

污泥浓缩池
贮泥池
污泥外运

流程说明:
首先, 污水进行预处理, 中格栅用来截留较大颗粒悬浮物, 如: 纤维, 果皮等制品, 而后进入初沉池, 初沉池能够改进生物处理构筑物运行条件并降低有机物运行负荷, 去除大部分悬浮物。预处理后的污水进入二级处理, 在生物接触氧化池中进行生物氧化, 降解去除大部分有机物, 同时对N,P也能够有效去除。经生物氧化污水进入二沉池, 二沉池用以澄清混合液和浓缩活性污泥, 从而使污水得以净化。由于生活小区对水质要求高需进行深度处理, 出水由过滤池进行过滤但水质仍未达到标准, 因此须进一步消毒, 消毒可用来杀灭各种方法处理后残留的细菌, 病毒等微生物, 经消毒后的最终出水可用作中水进行回用。
经初沉池, 生物接触氧化池, 二沉池处理后的污泥和脱落生物膜一起排入污泥浓缩池, 经浓缩脱水后的污泥可用作肥料。

第三章 主要构筑物的选择
3.1 格栅选择
格栅用以去除废水中较大的悬浮物、 漂浮物、 纤维物质和固体颗粒物质, 以保证后续处理单元和水泵的正常运行, 减轻后续处理单元的负荷, 防止阻塞排泥管道。
本设计中由于污水量不大, 因此在泵前只设置一道中格栅。 格栅间配有一台螺旋输送机输送栅渣。螺旋格栅压榨输送出的栅渣经螺旋运输机送入渣斗, 打包外运。
3.2 泵房及集水池选择
考虑到水力条件、 工程造价和布局的合理性, 采用长方形泵房。为充分利用时间, 选择集水池与机械间合建的半地下式泵房, 这种泵房布置紧凑, 占地少, 机构省, 操作方便。水泵及吸水管的充水采用自灌式, 其优点是启动及时可靠, 不需引水的辅助设备, 操作简便。
3.3 沉淀池选择
3.3.1.初沉池选择: 初沉池是一级污水处理厂的主体处理构筑物, 或作为二级处理厂设在生物处理构筑物的前面。处理对象是悬浮物质, 同时可去除BOD5, 可改进生物处理构筑物运行条件并降低BOD5负荷。按池内水流方向不同分: 平流式、 辐流式、 竖流式。
本次选择的是平流式初沉池, 它具有沉淀效果好, 对冲击负荷和适应温度变化, 平面布置紧凑, 占地面积小等优点。
3.3.2. 二次沉淀池选择: 二次沉淀池是活性污泥系统重要组成部分, 它的作用是泥水分离, 是混凝土合液澄清, 浓缩和回流活性污泥。其工作效果能够直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。
本次设计选用的是圆形竖流式二沉池, 它适用于小型污水处理厂。
3.4 过滤池选择
双层滤料滤池可使二级处理水在去除悬浮物质的同时, 降解溶解性的有机物, 大幅度提高出水水质, 满足用户需求。过滤池在污水深度处理中应用较多。此池型不含污能力强而且在好氧状态下, 易于生物膜生长。因此本设计采用双层滤料滤池。
3.5 接触氧化池选择
该池是污水处理系统的重要组成部分, 具有脱氮除磷的功能, 不用污泥回流, 也不存在污泥膨胀的问题。管理方便。本设计选用直流式接触鼓风氧化池。
3.6 浓缩池选择
本设计采用的是重力, 浓缩池中的圆形浓缩池主要用于浓缩初次污泥及初次污泥和剩余污泥的混合污泥。

第四章 主要构筑物的设计计算
4.1 格栅的设计计算
4.1.1 设计参数
本设计的格栅为中格栅, 中格栅的栅条间隙一般为16-25mm, 此处取20mm。格栅倾角一般采用, 此处取=60°, 设栅前深h=0.4m, 格栅过栅流速不宜小于, 不宜大于, 此处取过栅流速v=0.9m/s。
4.1.2 设计计算
( 1) 最大设计流量( 生活) :
( 2) 栅条间隙数: n==个
式中: ——栅条间隙数, 个;
——格栅倾角, , 取= 60;
e——栅条间隙, , 取e=0.020;
——栅前水深, , 取=0.4;
——过栅流速, , 取=0.9;
——生活污水流量总变化系数, 根据设计任务书=1.2。
( 3) 栅槽宽度: 取栅条宽度s=0.01m
B= =0.01
(4) 进水渠道渐宽部分长度
若进水渠道B=, 渐宽部分展开角

栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度

(5)过栅水头损失

式中: ——设计水头损失, ;
ξ——形状系数, 栅条形状选用正方形断面因此, 其中ε=0.64;
——系数, 格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数, 一般采用=3;
——重力加速度, , 取=9.8;
则: .
(6)、 栅后槽总长度 取栅前渠道超高
栅前槽高

(7)、 格栅总长度

(8)、 每日栅渣量
设栅渣量

因此,宜采用机械格栅

图3-1格栅示意图
4.2 平流式初沉池设计计算
4.2.1 设计参数
池子的长宽比不小于4, 长深比一般采用8～12, 一般按表面负荷计算, 按水平流速校核, 初沉池最大设计流量时水平流速一般不大于5mm/s 。
设计有效水深一般采用2.0-4.0m; 沉砂池超高不宜小于0.3m.
4.2.2 设计计算
(1)、 池子总表面积 设表面负荷

(2)、 沉淀池有效水深 t取1.5h
(3)、 沉淀池有效容积

(4)、 池长 设水平流速为

(5)、 池子总宽度

(6)、 池子个数 设每个池宽
(7)、 校核长宽比 符合要求
(8)、 污泥部分所需容积
设两次排泥时间间隔T=2d 污泥量为15 污泥含水率, 则

( 9) 、 每格池污泥所需容积

( 10) 、 污泥斗容积

( 11) 、 池子总高度
设缓冲层高h=0.3m , 超高h=0.3
H=h+h+h+h=0.3+3++0.3+2.16=5.76m

4.3 接触氧化池设计计算
4.3.1 设计参数
Q=3000, BOD进水L=130mg/L, 出水L=10mg/L,填料总高度一般为3m,容积负荷m=1500g BOD/m.d
4.3.2 设计计算
( 1) 、 滤池体积
V===240
( 2) 、 滤池总面积
F===80m
( 3) 、 格滤池面积 f25m取f=16m 设LB=28
( 4) 、 池格数
===5格
( 5) 、 校核接触时间
=24=24=1.92h
( 6) 、 滤池总高度
h—超高0.7m h—填料上部稳定水层深0.4m h—填料层间隙高0.2m
h—配水区高深采用多孔曝气时, 进入检修者取1.5m
H=H+h+h+( m-1) h+h=3+0.7+0.4+0.2+1.5=5.8m
( 7) 、 填料总体积
V’==5163=
( 8) 、 污水在池内实际停留时间
t’=
==3.26h
( 9) 、 所需空气量
D为供气量气水比( 15~20) : 1 设D=15m/d
D=DQ=153000=45000m/d
( 10) 、 每格需气量
D=
( 11) 、 接触池需气量
设气水比为6: 1
Q=63000=18000m/d=750m/h

由于采用半软性纤维填料不会堵塞, 曝气强度, , 因此选用可变孔曝气软管, 单个曝气量为, 曝气头个数为:

生物接触氧化池示意图

4.4 竖流式二沉池设计计算
4.4.1 设计参数
( 1) 、 二沉池面积按表面负荷法计算, 选用表面负荷时, 注意活性污泥在二沉池中沉淀的特点, 应小于初沉池一般为
( 2) 、 设计中心进水管, 应考虑回流污泥, 且只取大值。中心进水管水流速度可选
( 3) 、 二沉池污水停留时间一般为
( 4) 、 池径水深比宜为
( 5) 、 利泥板外缘线速度不宜大于, 一般采用。
4.4.2 设计计算
( 1) 、 设中心管内流速, 采用池数, 则每池最大设计流量
===
===0.7
( 2) 、 沉淀部分有效断面积
设表面负荷, 则向上流速
A===
( 3) 、 二沉池直径
D===

( 4) 、 二沉池有效水深
设沉淀时间

(5)、 校核当径水深比
符合要求
(6)、 污泥体积
设污泥清除间隔时间,每人每日产生湿污泥量

(7)、 每池污泥体积

(8)、 池子圆载锥部分实有容积
设圆锥底部直径为, 载锥高度为, 载锥侧壁倾角

(9)、 中心管直径

(10)、 中心管嗽叭下缘至反射板的垂直距离, 设流过该缝隙的污水流速
喇叭口直径

( 11) 、 二沉池总高度
设池子保护高度, 缓冲层高.3m则

竖流式二沉池示意图

4.5 双层滤料过滤池设计计算
4.5.1 设计参数
( 1) 、 从过滤开始到结束所延续的时间称滤池的工作周期, 一般应大于, 最长可达以上。
( 2) 、 常见的石英砂和无烟煤的容隙率分别为和。
( 3) 、 双层滤料的滤速一般采用, 反冲洗强度采用, 历时。
( 4) 滤速, 冲洗强度, 冲洗时间
4.5.2 设计计算
( 1) 、 滤池面积及尺寸
滤料工作时间24h, 每次冲洗6min, 停留40min, 滤料实际工作时间为:

: 滤池工作周期时间
: 滤池停运后停留时间
: 滤池反冲洗时间
采用2个滤池, 每个滤池面积

设计滤池长宽比
滤池尺寸为==
( 2) 、 滤池高度
承托层高计,, 滤料层高度: 无烟煤层, 砂层为, 总高度, 滤料上水深为, , 超高, 滤板高度,
滤池总高
( 3) 、 滤池反冲洗水头损失
A、 管式大阻力配水系水头损失, 孔眼d为, 孔口流量μ=, 配水系统开孔比

B、 经砾石支随层水头损失计算( 为层厚)

C、 滤料层水头损失及写作水头为:
D、 反冲水泵和扬程
滤池高+清水池深度+管道+滤层水头损失

根据冲洗流量和扬程选择反冲洗水泵

双层滤料过滤池示意图

4.6 浓缩池设计计算
4.6.1 设计参数
( 1) 、 进泥含水率: 当为实次污泥时, 其含水率一般为95%～97%; 当为剩余活性污泥时, 其含水率一般为
( 2) 、 污泥固体负荷: 当为初次污泥时, 污泥固体负荷采用; 当为剩余活性污泥时, 污泥固体负荷采用
( 3) 、 浓缩后污泥含水率: 由二沉池进入污泥浓缩池的污泥含水率, 当采用99.2%～99.6%时, 浓缩后污泥含水率为97%～98%
1) 浓缩时间不宜小于12小时, 但也不超过24小时;
2) 有效水深一般宜为4m, 最低不小于3m;污泥室容积和排泥时间: 应根据排泥方法和两次排泥间隙时间而定, 当彩间歇排泥时, 两次排泥间隔一般采用8小时。
4.6.2 设计计算
( 1) 、 计算初沉池、 接触氧化池, 二沉池排泥量
1) 初沉池 按SS去除率计算

C1, C2: SS进出水浓度t/m3 ,去除率40～60%
X0 : 0.02～0.05 t/m3 (初沉污泥浓度)

2)接触氧化池
按BOD5去除率计算
设每去除1kg BOD5产生0.3～0.4kg污泥Lr为BOD5进出水浓度差值 , y为BOD5去除率80%, 污泥容量, 以1000计

设污泥含水率P=99%, 则

3)二沉池污泥量
按B0D5去除率计算
污泥含水率为99.2%～99.6%,Lr: BOD5进出水差值Yob: 污泥产率系数( )
经生物接解氧化池后的二沉池BOD5进水浓度为:

污泥干重

浓缩池总处理污泥量:

( 2) 、 浓缩池直径
浓缩污泥固体通量M取,污泥浓度C取, 则浓缩池面积

采用1个污泥浓缩池,则浓缩池直径

(3)、 浓缩池工作部分高度
取污泥浓缩时间,则

(4)、 超高取
(5)、 缓冲层高
(6)、 污泥升容积 设池底坡度, 污泥斗下底直径, 上底直径, 池底坡度造成的深度

污泥斗高度:

(7)、 浓缩池总高度

(8)、 浓缩后污泥体积
为经二沉池进入浓缩池污泥含水率

重力浓缩池示意图
4.7 消毒池设计计算
4.7.1 设计参数
( 1) 、 加氯量为, 消毒时间
( 2) 、 每包的漂白粉先加水搅拌成溶液, 再加水调成, 浓度溶液澄清后, 由计量设备投加以滤后水中。
3、 水流长度/单格宽度=36, 池长/单格宽=9
4.7.2 设计计算
( 1) 、 漂白粉用量
由《给排水工程快速设计手册》查表13-7, 得最大投氯量, 水量时, 所用漂白粉量
( 2) 、 接触池容积
1)
2)采用矩形隔板工接触池1座, 则每座池容积为:

3) 取接触池水深,单格宽,则
池长: ,水流长度
每座接触池分格数: 格
4) 复核池容
由以上计算, 接触池宽, 长, 水深
因此
接触池出水设溢流堰

4.8 泵房及集水池设计计算
4.8.1 设计参数
( 1) 、 净距A1等于最大设备宽加1米, 但不得小于2米, 取2米;
( 2) 、 净距B1应按管件安装需要确定, 但水泵出水侧为操纵主通道, 不宜小于3米, 取3.5米;
( 3) 净距C1原则上为电机轴长加0.3米, 对低压配电设备 米, 取2.0米;
( 4) 净距D1 应根据安装需要确定, 但不小于1米, 取1.0米; E1为两相邻机组间距不宜小于1.2米, 取1.2米。
4.8.2 设计计算
泵房总长及总宽
总宽:

总长:

泵房总高:
( 1) 、 从管道到格栅水处理自由跌落0.05
( 2) 、 从格栅出水经管道到达集水池, 此过程中水位自由跌落0.5, 即集水池最高水位:
( 3) 、 最高水位与最低水位差值为1.5~2.0,取1.5, 即最低水位:
( 4) 、 最低水位与泵房底有安全水损, 取; 泵房底标高
( 5) 、 泵房埋深为; 泵房地上部分一般为4～5, 取4, 即
泵房总高
集水池:
(1)容积 按一台泵最大流量时6min的出流量设计, 则集水池的有效容积为
V＝150÷60×6＝15m3
(2)面积 取有效水深H＝3m, 则面积F＝15/3＝5m
集水池长度取5m, 则宽度B＝5/5＝1 m

第五章 污水处理站总体布置
5.1污水厂平面布置的具体要求:
( 1) 、 平面布置重点考虑厂区功能区划; 处理构筑物布置, 构筑物与管渠之间关系。
( 2) 、 厂区平面布置时, 除处理工艺管道外, 还应有空气管, 反冲洗管及污泥管, 管道之间及其与构筑物, 道路之间应有适当间距。
( 3) 、 污水厂厂区主要车行道路6～8米。次要车行道3～4米, 道路两旁留有绿化带及适当空间。
( 4) 、 水厂厂区适当规划设计机房( 水泵 风机 剩余活性污泥 配电用房) 办公用房, 机修及仓库等辅助建筑
( 5) 、 厂区总面积要求选择, 比例1: 200, 图面参考《给水排水制图标准》GBJ106-87, 重点表示建筑物外形及其连接管渠, 内部构造及管渠不表示。

5.2污水厂高程布置
选择一条距离最长, 水头损失最大的流程进行水力计算。并应适当留有余地。以保证在任何情况下处理系统都能够正常运行。计算水头损失时, 一般应以近期最大流量( 或泵的最大出水量) 作为构筑物和管渠的设计流量。污水处理工程高程布置的具体要求:
( 1) 构筑物水头损失参考相关资料,
( 2) 水头损失计算及高程布置参见《给水排水手册》,
(3) 高程布置图横向比为1: 200, 纵向比1: 100.
5.2.3高程计算
(1)、 沿程损失经过弯头时的水头损失均定为,设计流量Q= = 接触消毒池中的水头流速为 坡度 充满度; 其它池中水头流速为, , 。各构筑物高程计算如表
:
构筑物
水头损失
末端水位
进水端水位
池顶标高
池底标高
埋深
接触消毒池
0.2
13.85
14.04
14.87
12.57
2.43
双层滤池
1.5
14.57
16.07
16.24
12.70
2.30
竖流二沉池
0.4
15.80
16.20
16.90
8.46
6.54
接触氧化池
0.6
17.90
18.50
18.80
13.00
2.00
初沉池
0.2
17.56
17.76
18.06
13.50
1.50

参考文献

[1]张自杰 主编 排水工程( 下) , 第四版。北京: 中国建筑工业出版社,
[2]崔玉川 刘振江 主编 城市污水厂处理设施设计计算 。北京: 化学工业出版社, 。
[3]高俊发 主编 污水处理厂工艺设计手。北京: 化学工业出版社, 环境科学与工程出版中心出版, 。
[4]严熙世主编 给水排水工程快速设计手册 , 第一版, 北京: 中国建筑工业出版社, 1995。
[5]尹士君 李亚峰 编. 水处理构筑物设计计算. 北京: 化学工业出版社. .