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1、水 处 理 课 程 设 计 班级： 学号： 姓名： 日期： 前 言 中华人民共和国水污染问题形势严峻 国内是一种严重缺水国家。海河、辽河、淮河、黄河、松花江、长江和珠江7大江河水系，均受到不同限度污染。 万里海疆形势也不容乐观，赤潮年年如期而至。在美丽渤海湾，浊流迸溅，海面上漂浮油污像一柄黑色火炬要烧毁海洋里生命。 据记录，全国660座都市中有400多座都市缺水，三分之二都市存在供水局限性，全国都市年缺水量为60亿立方米左右，其中缺水比较严重都市有110个。大量淡水资源集中在南方，北方淡水资源只有南方水资源1/
2、4。除了缺水，水污染问题也较突出。依照对国内七大水系断面监测，达到三类水质可以进入自来水厂最低规定仅占29。5%，而劣五类水质却高达44%；此外，国内浅层地下水资源污染比较普遍，全国浅层地下水大概有50%地区遭到一定限度污染，约一半都市市区地下水污染比较严重。由于工业废水肆意排放，导致80%以上地表水、地下水被污染。当前国内都市供水以地表水或地下水为主，或者两种水源混合使用，而国内某些地区长期透支地下水，导致浮现区域地下水位下降，最后形成区域地下水位降落漏斗。当前全国已形成区域地下水降落漏斗100各种，面积达15万平方千米，有都市形成了几百平方公里大漏斗，使海水倒灌数十公里 国内也是一种缺水严
3、重国家。淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2300立方米，仅为世界平均水平1/4、美国1/5,在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏国家之一。扣除难以运用洪水泾流和散布在偏远地区地下水资源后，国内现实可运用淡水资源量则更少，仅为11000亿立方米左右，人均可运用水资源量约为900立方米，并且其分布极不均衡。到20世纪末，全国600多座都市中，已有400各种都市存在供水局限性问题，其中比较严重缺水都市达110个，全国都市缺水总量为60亿立方米。据监测，当前全国多数都市地下水受到一定限度点状和面状污染，且有逐年加重趋
4、势。日趋严重水污染不但减少了水体使用功能，进一步加剧了水资源短缺矛盾，对国内正在实行可持续发展战略带来了严重影响，并且还严重威胁到都市居民饮水安全和人民群众健康。水利部预测，2030年中华人民共和国人口将达到16亿，届时人均水资源量仅有1750立方米。在充分考虑节水状况下，预测用水总量为7000亿至8000亿立方米，规定供水能力比当前增长1300亿至2300亿立方米，全国实际可运用水资源量接近合理运用水量上限，水资源开发难度极大。 一、进出水水质，解决规模 设计水量：Q=60000ｍ3/d 设计水质： 进水水质：BOD5 400mg/l CODcr 510mg/l SS 280m
5、g/l TN 54mg/l TP 7mg/l 出水水质：BOD5<30mg/l CODcr<100mg/l SS<30mg/l TN<30mg/l TP<3mg/l 去除率：BOD5>92.50% CODcr>80.39% SS>89.29% TN>44.44% TP>57.14% 二、解决工艺及方案选取 工艺办法 氧化沟法 A2/O 主 要 优 点 1解决流程简朴，构筑物少，且基建费用较省 2解决效果，有较稳定脱氮除磷功能 3对高浓度废水有很大稀释作用 4有抗冲击负荷能力 5能解决不易降解有机物，污泥成分 1基建费用低，具备较好脱氮除磷效果 2具
6、备改进污泥沉降性能，减少污泥排放功能 3具备对难降解生物有机物去出能力，运转效果稳定 4技术先进成熟运营可靠 5管理维护简朴，运营费用低 6国内工程实例多，工艺较为成熟 主 要 缺 点 1解决构筑物较多 2回流污泥溶解氧较高 3对除磷具备一定影响 4容积及设备运用率不高 1解决构筑物多 2需增长内回流系统 技术可行性 1较为成熟，国内外已广泛应用中小规模 2抗冲击负荷能力强 1成熟，可靠，国内外均广泛应用，合用于各种规模 2有一定耐冲击负荷能力 水质指标 出水水质好，稳定，易于深度解决，对外界变化有一定适应性 出水水质好，较易于深度解决， 出水水质
7、稳定，对外界变化适应性好 环境影响 噪声较小，臭味较小 噪声较大，臭味较小 工艺流程： 氧化沟工艺流程图 格栅 沉砂池 氧化沟 沉淀池 进水 回流污泥 排放污泥 剩余污泥 A2/O工艺流程图 进水 格栅 提高泵房 沉砂池 砂水分离 砂 初沉池 厌氧池 缺氧池 好氧池 二沉池 接触池 排放 消毒剂 初沉污泥 泵房 浓缩池 贮泥池 脱水间 泥饼 氧化沟工艺由于无专门厌氧区，其生物除磷功能较差，并且，由于交替运营，总容积运用率低，设
8、备总数多，设备空置率高。 A2/O工艺是在厌氧-好氧工艺基本上开发出来，它具备同步脱氮除磷功能，由于将脱氮除磷统一在一种系统中，因此其简化了污水解决操作，同步又增长了解决工艺功能，该工艺为污水回用和资源化开辟了新途径，具备良好社会整体效益和经济效益，并且当前A2/O法是生物脱氮除磷工艺中应用较多一种办法，该工艺已相称成熟。并且不规定很高自动化水平，出水稳定可靠，运营费用低。 通过综合比较，在满足设计规定状况下，同步实现减少成本，本套设计采用A2/O法 三、各重要解决单元设计 (1)粗格栅 设计参数 布置两台中格栅，则每台格栅设计如下： 最大过栅流量Q=30000m3/d 取
9、栅条间隙b=30mm 取山前水深h=0.7m 取最大过栅流速v=1m/s 取格栅倾角a=60 1格栅间隙数目 n=Qmax √sina/bhv=16 取山条宽度s=10mm 2格栅设计宽度 B=s(n-1)+bn=0.63m 3格栅水头损失h1 (h1=k h0 h0=∮v*v* sina /2g k=3.36v-1.32 取∮=0.56) 因此 h1=k*∮*v*v*sina/2g=0.56*2*sin60/2*9.8=0.049 4格栅总建筑长度 L=l1+l2+1.0+0.5+h1/tana 其中l1表达进水渠道渐宽部位长 l1=(B-B1)/2tana
10、a普通取20) 取栅迈进水渠宽 0.5m l1=(0.63-0.5)/2tan20=0.18m . 栅槽与出水渠道连接处渐窄部份长度 l2=0.5*l1=0.09m H1=h+h2 取超高h2为0.3m H1=0.7+0.3=1.0m 格栅总长 L=0.18+0.09+1.0+0.5+1/tan60=2.35m 5每日栅渣量 设=0.1m3/1000m3 W=86400Qmax*W1/Kz*1000=86400*1*0.23/1.35*1000=1.47m3/d>0.2m3/d 采用机械清渣 (2)细格栅 布
11、置三台细格栅，则每台格栅设计如下： 最大过栅流量Q=0m3/d 取栅条间隙b=10mm 取山前水深h=0.5m 取最大过栅流速v=1m/s 取格栅倾角a=60 1格栅间隙数目 n=Qmax √sina/bhv=43 取山条宽度s=10mm 2格栅设计宽度 B=s(n-1)+bn=0.85m 3格栅水头损失h1 (h1=k h0 h0=∮v*v* sina /2g k=3.36v-1.32 取∮=0.56) 因此 h1=k*∮*v*v*sina/2g=0.56*2*sin60/2*9.8=0.049 4格栅总建筑长度 L=l1+l2+1.0+0.5+h1/tan
12、a 其中l1表达进水渠道渐宽部位长 l1=(B-B1)/2tana (a普通取20) 取栅迈进水渠宽 0.5m l1=(0.85-0.5)/2tan20=0.49m . 栅槽与出水渠道连接处渐窄部份长度 l2=0.5*l1=0.24m H1=h+h2 取超高h2为0.3m H1=0.7+0.3=1.0m 格栅总长 L=0.49+0.24+1.0+0.5+1/tan60=2.8m 5每日栅渣量 设=0.09m3/1000m3 W=86400Qmax*W1/Kz*1000=86400*0.09*0.23/1.35*1
13、000=1.32m3/d>0.2m3/d 采用机械清渣 (3)平流式沉砂池 取设计流速 0.3m/s 最大流量时停留时间 t=40s 沉砂池长度 L=vt=0.3*40=12m 沉砂池水流断面面积 A=Qmax/v=0.694/0.3=2.3 沉砂池有效水深 h2 采用四个分格 每格宽度 b=0.6m 总宽B=2.4m h2=A/B=2.3/2.4=0.97m(<1.2m,适当) 沉沙斗所需容积V（设排沙时间为2d,X普通取30m3/100 0000m3） V=Qmax*t*X*86400/Kz*100 0000=0.7*30*2
14、86400/1.35*100 0000=2.69m3 沉沙斗各某些尺寸 设斗底宽 a1=0.5m 斗壁与水平面夹角55° 斗高 h3=0.5m 砂斗上口宽 a=2h3/tan55+a1=1.2m 砂斗容积 a=h3(2a*a+2*a*a1+2*a1*a1)/6=0.38(>0.33m3 合乎规定) 沉沙室高度，采用重力排砂，池底坡度0.06 由砂池长度 L=[2(l2+2)+0.2] l2=(l-2a-0.2)/2=2.45(0.2为沉沙斗壁厚) 则 h3’=h3+0.06*l2=0.65m 沉沙斗总高 取超高 h1=0.3m H=h1+h2+h3’=1.92
15、m （4）初沉池 1、 池子总面积A，表面负荷取q=2.0m3/(m2/d) A=Qmax*3600/q=0.694*3600/2=1249.2m2 2、 沉淀某些有效水深h2 h2=qt=2*2=4m 取t＝2h 3、 沉淀某些有效容积V’ V’=Qmax*t*3600=4996.8m3 4、 池长L L=vt*3.6=4*2*3.6=28.8m 5、 池子总宽度B B=A/L=1249.2/28.8=43.4m 6、 池子个数，宽度取b＝6 m n=B/n=43.4/6=7.2 取8个 7、 校核长宽比
16、 l/b=28.8/6=4.8>4(符合规定) 8、 污泥某些所需总容积V 已知进水SS浓度=280mg/L 初沉池效率设计50％，则出水SS浓度c=c0*(1-0.5)=280*0.5=140 设污泥含水率96％，两次排泥时间间隔T=2d，污泥容重 V=Qmax(c0-c)*86400*T*100/Kz*(100-ρ)*1000000=311m3 9、 每格池污泥所需容积V’ V’=311/8=39 10、污泥斗容积V1 h4’’=(b-b1)*tanβ/2=(6-0.5)*1.73/2=4.8m V1=1/3*h4’’*(b*b+bb1+b1*b1)=4.8*(
17、36+6*0.5+0.25)/3=33.3 11、 污泥斗以上梯形某些污泥容积V2 L1=28.8+0.5+0.3=29.6m L2=5m h4’=(28.8*0.3-5)*0.01=0.036 V2=(l1+l2)*h4’*b/2=3.1m3 12、 污泥斗和梯形某些容积 V1+V2=33.3+3.1=36.4m3>22m3 13、 沉淀池总高度H H=h1+h2+h3+h4’+h4’’=0.3+4+0.5+0.036+4.8=9.6m 取10m (5)二沉池 采用中心进水辐流式沉淀池： 1.池表面积 水力表面负荷q=1.0m3/(m2gh)
18、 A=Qmax/q=0.694*3600/1=2498.4m2 2.单池面积 采用2座二沉池，n=2 A1=A/n=2498.4/2=1249.2m2 3.池直径 D=√4*A1/∏=√4*1249.2/3.14=39.9m 4.沉淀某些有效水深 取沉淀时间T=2.5h =q×T=1×2.5=2.5m 5.沉淀池某些有效容积 V=∏D*D*h2/4=3.14*39.9*39.9*2.5/4=3123m2 6.沉淀池坡底落差（取池底坡度i=0.05） 取污泥斗上半径r1=3m，下半径r2=2m，=60 h4=i*(D/2-r1)=0.05*(39.9/2-3)=0
19、85 7.沉淀池周边池边水深 h3为缓冲层高度，取0.5m,h5为挂泥板高度，取0.5m H0=h1+h2+h3=2.5+0.5+0.5=3.5m(D/H0=39.9/3.5=11.4>6,符合规定) 8.污泥斗容积 污泥斗高度 h6=(r1-r2)*tana=(3-2)*tan60=1.73m V1=∏h6(r1*r1+r1*r2+r2*r2)/3=3.14*1.73*(3*3+3*2+2*2)/3=34.4m 池底可储存污泥体积为： V2=∏*h4*(R*R+R*r1+r1*r1)/4=3.14*0.85(15*15+15*3+3*3)/4=186.2m3 共
20、可储存污泥体积为: V1+V2=34.4+186.2=220.6m3 9.沉淀池总高度 H= ++=0.85+3.5+1.73=6.08m 5生化解决池（A2/O池） 判断与否可用A2/O法 COD/TN=510/54=9.478>8 TP/BOD5=7/400=0.0175<0.06 符合条件 ①选用设计参数，水力停留时间 t=8h BOD污泥负荷Ns=0.4kg BOD5/(kg MLSS d) 污泥回流浓度Xr=10000 mg/l 污泥回流比R=50% 曝气池混合液浓度 X=R*Xr/(R+1)=3333mg/l=3.3kg/m3 由TN去除率ηTN =(
21、Tna-Tne)/ Tna=80% 求出内回流比RN RN=ηTN/(1-ηTN)=400% ②A2/O曝气池容积 有效容积 V=Qt=2500*8=0m3 取曝气池池身H1=4.5m 曝气池有效面积 S总=V/H1=4444 m2 分两组，每组有效面积 S= S总/2=2222m2 设5廊道推流式反映池曝气池，廊宽8m 则L1=55.6m 各段停留时间 由 A1:A2:O=1:1:5 得 厌氧池t1=1.14h,缺氧池t2=1.14h好氧池t3=5.71h 6消毒接触池 1.加氯量拟定 采用液氯消毒，加氯量采用经验数据，加氯量为8mg/L,则 kg/d 2.
22、接触池计算 污水接触消毒池采用2组。 ⑴ 接触池容积： V=Qmax*t/n (池子组数n，设2组；接触时间t，采用t=30min)得 V=0.694*30*60/2=624.6m3 ⑵ 池体表面积F： 设有效水深h2=3.5m，则有： F=V/h2=624.6/3.5=178.5m2 ⑶ 池长池宽： 设池宽10m 池长 L=F/B=178.5/10=18m 四构建筑物和设备一览表： 序号 名称 规格 数量 设计参数 1 格栅 L×B = 2.35m×0.63m 2座 设计流量 Qd=30000m3
23、/d 栅条间隙d=30mm 栅前水深h=0.7m 过栅流速v=1.0m/s L×B = 2.8m×0.85m 3座 设计流量 Qd=0m3/d 栅条间隙d=10mm 栅前水深h=0.5m 过栅流速v=1.0m/s 2 进水泵房 L × B = 1座 3 平流沉砂池 L×B×H= 12m×2.4m×1.92m 1座 设计流量 Q＝0.694m3/s 水平流速v= 0.3m/s 有效水深H1= 0.97 m 停留时间T= 40 S 4 平流式初沉池 L×B
24、×H= 28.8m×43.4m×10m 13座 设计流量Q=0.694m3/s 表面负荷q= 2.0m3/(m2·h) 停留时间T= 2.0 d 6 辐流式二沉池 D×H= Φ39.9m×6.1m 2座 设计流量Q= 0.694m3/s 表面负荷q= 1.5m3/(m2·h) 固体负荷qs= 144～192 kgSS/(m2·d) 停留时间T= 2.5 h 池边水深H1=3.5 m 7 接触消毒池 L×B×H= 18m×10m×3m 1座 设计流量Q=0.694m3/s 停留时间T= 0.5 h 有效水深H1=3.5 m
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